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在線式薄膜測厚儀的實(shí)例和性能評估
薄膜上形成的Cr、Ni、Cu的薄膜厚度分析
圖 1 顯示了便攜式熒光 X 射線分析儀 OURSTEX100FA。為了將測量頭連接到成膜裝置（圖 3），它被修改為在線使用，如圖 2 所示。該測量頭中的探測器和X射線管采用水冷方式進(jìn)行輻射。
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：鱸魚冷卻型（-10℃）SDD
測量氣氛：真空（10-5 Pa）
分析線：Cu-Kα Ni-Kα Cr-Kα
(散射線) (W-Lβ)
測量時(shí)間：100 秒
薄膜傳送速度：3.0m/min
對于標(biāo)準(zhǔn)樣品，通過ICP發(fā)射光譜法預(yù)先確定附著量(g/m2)，并將通過除以各元素的密度(g/cm3)計(jì)算的值用于校準(zhǔn)曲線。圖 4 介紹了測量的波形。
在樣品搬運(yùn)過程中，由于測量位置上下波動，造成定量誤差，因此以瑞利散射線（本例中為W-Lβ線）為基準(zhǔn)對位置波動進(jìn)行了校正。
從圖 6 可以看出，無論位置變化在 2 mm 內(nèi)如何變化，該值幾乎都是恒定的。
當(dāng)最外層的Cu層的膜厚發(fā)生變化時(shí)，吸收效果會發(fā)生變化，因此難以準(zhǔn)確地測量Ni和Cr層的膜厚。因此，預(yù)先在圖7中獲得了取決于Cu層厚度的Ni和Cr的靈敏度校正曲線。（Cu層膜厚為100nm時(shí)的強(qiáng)度比設(shè)定為標(biāo)準(zhǔn)1.0。）
從Cu層的膜厚得到修正系數(shù)，對Ni層和Cr層的厚度進(jìn)行修正和量化。
本裝置中Cr、Ni、Cu膜厚的檢測極限值（理論計(jì)算值）如表2所示。
表 3 顯示了在固定薄膜位置時(shí)測量的靜態(tài)精度和在運(yùn)輸樣品 (3.0 m/min) 時(shí)測量的動態(tài)精度。
將本次制造的熒光X射線膜厚計(jì)安裝在成膜裝置上進(jìn)行性能評價(jià)的結(jié)果，
(1) 研究發(fā)現(xiàn)，通過取 X 射線強(qiáng)度與瑞利散射射線的比值，可以校正因運(yùn)輸引起的薄膜位置波動造成的誤差。
(2)Cu、Ni、Cr膜的檢測下限Cu為1.5nm，Ni、Cr為1nm以下，靈敏度高。
(3) 靜態(tài)和動態(tài)精度的測量精度均為 CV = 5% 或更低，可以以高靈敏度測量超薄膜。
綜上所述，認(rèn)為該膜厚計(jì)可充分適用于超薄膜厚度的在線測量。此外，認(rèn)為它不僅可以應(yīng)用于膜厚測量，還可以應(yīng)用于鍍液分析。
