X線多重全反射現象を利用した薄膜界面の高感度構造評価

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有機薄膜試料に、極低角で白色X線を照射すると導波路現象を起こし、フラウンホーファー回折現象により特定出射角方向に単色化されたX線が放出されることが平成14年度の研究により明らかになった。この単色X線のエネルギー及び方位は、薄膜の密度及び膜厚などのパラメーターに対して非常に敏感であるために、高感度な薄膜高次構造の解析法となり得る。また、このフラウンホーファー回折を一瞬に測定することにより、例えば、薄膜堆積時における薄膜高次構造をその場で観測することも可能となる。このため、平成15年度は、従来システムにイメージングプレートを組み込み、これを二次元的に観測することのできるようにした。本システムを用いて、Siウエハー上に蒸着した銅フタロシアニン(CuPc)薄膜のフラウンホーファー回折の測定に成功した。また、薄膜に対するX線の入射角を変えることにより、フラウンホーファー回折パターンが徐々に変化していくことも観測された。同様に、トリトリアコンタン(n-C_<33>H_<68>)試料を用いて測定したが、蒸着直後の試料に対しては、フラウンホーファー回折は観測されず、融点温度以下でアニーリング処理を施したものに対しては、明瞭に観測された。これは、蒸着直後試料は表面ラフネスが大きく、それがアニーリング処理によって小さくなったことが理由であると考えられる。