怎样测量薄膜厚度？

问题描述：怎样测量薄膜厚度？

领域专家：X射线反射法（XRR）是测量薄膜厚度，分析多层膜结构的常用方法。

XRR适用于测量1-200nm厚度的薄膜，精度可以达到1-3埃。除了可以测量薄膜的厚度外，X射线反射法还可以确定薄膜的界面粗糙度。

X射线反射法测薄膜厚度使用2θ/ω扫描（如图），入射角ω很小，散射角2θ设置为大约1°，扫描的时候，ω=θ从0°开始扫描到10°左右，通过CCD我们能够得到光子数（count）和角度（θ）的关系。

当入射角ω很小的时候，相当于是镜面掠射，反射率差不多是1，随着角度的增大，反射率迅速降低，由于薄膜的存在，X射线在薄膜的上下界面分别发生反射，然后叠加，干涉效应会让我们观察到光子数和入射角之间有周期性的涨落（条纹），观察到的条纹数越多，我们能够计算出的薄膜的厚度也越精确。

计算表明，发生全反射的临界角θc与薄膜密度的开根成正比，

条纹的周期Δθm和薄膜的厚度d有关，

当M=1，θ>>θc时，

另外条纹的明锐程度会随着界面粗糙度σ的增大而降低。

同时，反射界面粗糙度的增大，会使反射率曲线随入射角的增大更快地衰减掉。

现在我们大多使用拟合软件（比如GenX）来对待测薄膜建模，通过拟合来获得待测薄膜的结构参数。

上图蓝色点是实验结果，红色线是对薄膜厚度的拟合结果。

最后赠送一个我正在测的Ta薄膜小角X射线反射数据，它的厚度大概是35nm。

领域专家：光学显微镜二次聚焦法可以测定