在線膜厚儀實(shí)例及性能評價(jià)
沉積在薄膜上的 Cr、Ni 和 Cu 的膜厚分析
圖1所示為便攜式X射線熒光分析儀OURSTEX100FA。為了將測量頭連接到薄膜沉積設(shè)備(圖 3),將其修改為在線使用,如圖 2 所示。該測量頭內(nèi)部的檢測器部分和X射線管用水冷卻以散熱。
設(shè)備:能量色散熒光X射線膜厚計(jì)
X射線管目標(biāo):W
X射線管輸出:40kV-0.25mA
檢測器:帕爾貼冷卻型(-10℃)SDD
測量氣氛:真空(10 -5 Pa)
分析線:Cu-Kα Ni-Kα Cr-Kα
(散射輻射)(W-Lβ)
測量時(shí)間:100秒
輸膜速度:3.0m/min
通過ICP發(fā)射光譜法預(yù)先測定標(biāo)準(zhǔn)樣品的附著量(g/m2),將計(jì)算值除以各元素的密度(g/cm3)并用于校準(zhǔn)曲線。圖 4 顯示了測量的波形。
樣品在運(yùn)輸過程中,測量位置上下波動(dòng),這可能會(huì)導(dǎo)致定量誤差,因此我們使用瑞利散射輻射(在本例中為W-Lβ輻射)作為參考來校正位置波動(dòng)。
如圖6所示,在2mm的位置變化內(nèi),無論位置如何變化,該值幾乎保持恒定。
如果最外層Cu層的厚度發(fā)生變化,其吸收效果也會(huì)發(fā)生變化,從而難以準(zhǔn)確測量Ni層和Cr層的厚度。因此,根據(jù)銅層厚度預(yù)先計(jì)算出 Ni 和 Cr 的靈敏度校正曲線,如圖 7 所示。 (Cu層厚度為100nm時(shí)的強(qiáng)度比設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)1.0。)
根據(jù)Cu層的厚度確定校正系數(shù),并對Ni層和Cr層的厚度進(jìn)行校正和量化。
表2顯示了該裝置中Cr、Ni和Cu膜厚的檢測極限值(理論計(jì)算值)。
表3顯示了固定薄膜位置時(shí)測得的靜態(tài)精度和樣品輸送(3.0 m/min)時(shí)測得的動(dòng)態(tài)精度。
將新開發(fā)的熒光X射線膜厚計(jì)安裝在成膜裝置上進(jìn)行性能評價(jià)后發(fā)現(xiàn):
① 發(fā)現(xiàn)可以通過瑞利散射線計(jì)算 X 射線強(qiáng)度比來校正因輸送過程中薄膜位置波動(dòng)而產(chǎn)生的誤差。
② Cu、Ni、Cr膜的檢測下限:Cu為1.5nm,Ni、Cr為1nm以下,實(shí)現(xiàn)了高靈敏度。
③ 靜態(tài)和動(dòng)態(tài)精度的測量精度均為CV=5%以下,可高靈敏度地測量極薄的薄膜。
綜上所述,認(rèn)為該膜厚計(jì)適用于極薄膜厚的在線測量。此外,據(jù)認(rèn)為它不僅可以應(yīng)用于膜厚測量,還可以應(yīng)用于電鍍?nèi)芤旱姆治龅取?/span>
能量色散X射線熒光光譜儀“OURSTEX100FA"
【特征】 ●可進(jìn)行非破壞性的快速成分分析。 ●無需接觸即可分析大樣品和不規(guī)則形狀樣品。 ●可以近距離分析彎曲樣品。 ●結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、便于攜帶,便于現(xiàn)場分析。 ●可用100V電源進(jìn)行分析,無需液氮或冷卻水。 [應(yīng)用實(shí)例] ●考古調(diào)查分析 ●取證分析 ●廢舊材料的材質(zhì)測定