[發明專利]一種檢測薄膜厚度的方法及裝置在審
| 申請號： | 201910270922.7 | 申請日： | 2019-04-04 |
| 公開（公告）號： | CN110017798A | 公開（公告）日： | 2019-07-16 |
| 發明（設計）人： | 周海龍;季振國;俞峰;張永夫;丁靚;蔡好 | 申請（專利權）人： | 浙江上方電子裝備有限公司;杭州電子科技大學 |
| 主分類號： | G01B15/02 | 分類號： | G01B15/02 |
| 代理公司： | 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224 | 代理人： | 沈自軍 |
| 地址： | 312366 浙*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 薄膜 參比樣品 特征能量 種檢測 采集 襯底 電子束 電子束能量 關系式計算 發出X射線 待測樣品 厚度測量 同材質 熒光 標樣 塊體 入射 投射 激發 | ||
1.一種檢測薄膜厚度的方法，所述薄膜沉積在襯底上，其特征在于，所述檢測方法包括以下步驟：將相同能量和強度的電子束投射在參比樣品和待測樣品上，激發樣品發出X射線熒光；采集得到兩樣品中靶元素對應的X射線熒光特征能量的強度；根據兩所述強度的比值與薄膜厚度的關系式計算得到所述薄膜的厚度；
當采用空白襯底作為參比樣品，則采集襯底中靶元素對應的X射線熒光特征能量的強度；
當采用與薄膜同材質的塊體標樣或厚膜樣品作為參比樣品，則采集薄膜中靶元素對應的X射線熒光特征能量的強度。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，當采用空白襯底作為參比樣品，所述關系式為：
其中，d為薄膜的厚度，I0為參比樣品中靶元素對應的X射線熒光特征能量的強度，I為待測樣品襯底中靶元素對應的X射線熒光特征能量的強度，μe為入射電子束在薄膜中的衰減系數，μxs為襯底靶元素發出的X射線熒光在薄膜中的衰減系數，α為電子束的入射角，β為X射線熒光的出射角。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，當采用材質與薄膜相同的塊體標樣作為參比樣品，所述關系式為：
其中，d為薄膜的厚度，I∞為參比樣品中靶元素對應的X射線熒光特征能量的強度，I為待測樣品薄膜中靶元素對應的X射線熒光特征能量的強度，μe為入射電子束在薄膜中的衰減系數，μxf為薄膜靶元素發出的X射線熒光在薄膜中的衰減系數，α為電子束的入射角，β為X射線熒光的出射角。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述檢測在真空環境中進行，環境氣壓不大于5×10-4Pa。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述靶元素僅存在于襯底或薄膜中。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述電子束的能量為1-40KeV。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，投射電子束后，獲取兩樣品的EDS能譜，從EDS能譜中采集到兩樣品靶元素對應的X射線熒光特征能量的強度。
8.一種檢測薄膜厚度的裝置，所述薄膜沉積在襯底上，其特征在于，包括：
電子束發生裝置，形成電子束，投射在參比樣品和待測樣品上；
檢測裝置，檢測兩樣品發出的X射線熒光的強度；
分析裝置，采集得到兩樣品中靶元素對應的X射線熒光特征能量的強度；根據兩所述強度的比值與薄膜厚度的關系式計算得到所述薄膜的厚度；
當采用空白襯底作為參比樣品，則采集襯底中靶元素對應的X射線熒光特征能量的強度；
當采用與薄膜同材質的塊體標樣作為參比樣品，則采集薄膜中靶元素對應的X射線熒光特征能量的強度。
9.如權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述電子束發生裝置和檢測裝置的角度為可調節。
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