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x射線熒光分析儀在線式膜厚儀的實(shí)例及性能評價

  • 發(fā)布日期:2022-08-01      瀏覽次數(shù):863
    • 在線式膜厚儀的實(shí)例及性能評價

      樣品和元素

      沉積在薄膜上的 Cr、Ni 和 Cu 的薄膜厚度分析

      設(shè)備概覽

      1 顯示了便攜式 X 射線熒光光譜儀 OURSTEX100FA。為了將測量頭連接到沉積系統(tǒng)(圖 3),我們對其進(jìn)行了修改以供在線使用,如圖 2 所示。該測量頭中的探測器和 X 射線管采用水冷散熱方式。

      設(shè)備安裝

       

      測量條件

      設(shè)備:能量色散X射線熒光膜厚儀

      X射線管靶:W

      X射線管輸出:40kV-0.25mA

      檢測器:珀耳帖冷卻型 (-10°C) SDD

      測量氣氛:真空(10 -5 Pa)

      分析線:Cu-Kα Ni-Kα Cr-Kα

      (散射線) (W-Lβ)

      測量時間:100秒

      薄膜輸送速度:3.0m/min

      校準(zhǔn)曲線創(chuàng)建結(jié)果

      通過ICP發(fā)射光譜法預(yù)先計算粘附量(g/m2)并將其除以各元素的密度(g/cm3),將標(biāo)準(zhǔn)樣品用于校準(zhǔn)曲線。圖 4 顯示了測量的波形。

       

      因測量位置變化而產(chǎn)生的補(bǔ)償

      由于在運(yùn)送樣品時測量位置會上下波動,這可能會導(dǎo)致定量誤差,因此使用瑞利散射射線(本例中為 W-Lβ 射線)作為參考對位置波動進(jìn)行了校正。


      如圖 6 所示,在位置變化 2 mm 內(nèi),無論位置變化如何,該值幾乎都是恒定的。

      Cu層吸收效應(yīng)對Ni和Cr的影響

      如果作為最外層的Cu層的厚度發(fā)生變化,則吸收效果會發(fā)生變化,從而難以準(zhǔn)確地測量Ni和Cr層的厚度。因此,在圖3中預(yù)先獲得了依賴于Cu層厚度的Ni和Cr的靈敏度校正曲線。(Cu層厚度為100nm時的強(qiáng)度比設(shè)定為1.0作為參考。)

      Cu層的厚度,獲得一個校正因子來校正和量化Ni和Cr層的厚度。

      檢出限

      本系統(tǒng)中Cr、Ni、Cu膜厚的檢測極限值(理論計算值)如表2所示。

       

      準(zhǔn)確性

      3 顯示了在固定薄膜位置時測量的靜態(tài)精度和在樣品運(yùn)輸時測量的動態(tài)精度 (3.0 m/min)。

       

      概括

      將本次制作的熒光X射線膜厚計安裝在蒸鍍系統(tǒng)上進(jìn)行性能評價的結(jié)果,

      (1) 發(fā)現(xiàn)在運(yùn)輸過程中由于薄膜位置波動引起的誤差可以通過取X射線強(qiáng)度與瑞利散射輻射的比值來校正。
      (2)Cu、Ni、Cr薄膜的檢測限Cu為1.5nm,Ni、Cr為1nm以下,靈敏度高。
      (3)靜態(tài)和動態(tài)精度均在CV=5%以下,可以高靈敏度測量超薄膜。

      綜上所述,認(rèn)為該膜厚儀*適用于超薄膜厚度的在線測量。此外,不僅可以應(yīng)用于膜厚測量,還可以應(yīng)用于鍍液分析等。

      推薦設(shè)備

      能量色散X射線熒光光譜儀“OURSTEX100FA” 

    聯(lián)系方式
    • 電話

    • 傳真

    在線交流