[发明专利]一种检测薄膜厚度的方法及装置在审
| 申请号： | 201910270922.7 | 申请日： | 2019-04-04 |
| 公开（公告）号： | CN110017798A | 公开（公告）日： | 2019-07-16 |
| 发明（设计）人： | 周海龙;季振国;俞峰;张永夫;丁靓;蔡好 | 申请（专利权）人： | 浙江上方电子装备有限公司;杭州电子科技大学 |
| 主分类号： | G01B15/02 | 分类号： | G01B15/02 |
| 代理公司： | 杭州天勤知识产权代理有限公司 33224 | 代理人： | 沈自军 |
| 地址： | 312366 浙*** | 国省代码： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 薄膜 参比样品 特征能量 种检测 采集 衬底 电子束 电子束能量 关系式计算 发出X射线 待测样品 厚度测量 同材质 荧光 标样 块体 入射 投射 激发 | ||
1.一种检测薄膜厚度的方法，所述薄膜沉积在衬底上，其特征在于，所述检测方法包括以下步骤：将相同能量和强度的电子束投射在参比样品和待测样品上，激发样品发出X射线荧光；采集得到两样品中靶元素对应的X射线荧光特征能量的强度；根据两所述强度的比值与薄膜厚度的关系式计算得到所述薄膜的厚度；
当采用空白衬底作为参比样品，则采集衬底中靶元素对应的X射线荧光特征能量的强度；
当采用与薄膜同材质的块体标样或厚膜样品作为参比样品，则采集薄膜中靶元素对应的X射线荧光特征能量的强度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当采用空白衬底作为参比样品，所述关系式为：
其中，d为薄膜的厚度，I0为参比样品中靶元素对应的X射线荧光特征能量的强度，I为待测样品衬底中靶元素对应的X射线荧光特征能量的强度，μe为入射电子束在薄膜中的衰减系数，μxs为衬底靶元素发出的X射线荧光在薄膜中的衰减系数，α为电子束的入射角，β为X射线荧光的出射角。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当采用材质与薄膜相同的块体标样作为参比样品，所述关系式为：
其中，d为薄膜的厚度，I∞为参比样品中靶元素对应的X射线荧光特征能量的强度，I为待测样品薄膜中靶元素对应的X射线荧光特征能量的强度，μe为入射电子束在薄膜中的衰减系数，μxf为薄膜靶元素发出的X射线荧光在薄膜中的衰减系数，α为电子束的入射角，β为X射线荧光的出射角。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测在真空环境中进行，环境气压不大于5×10-4Pa。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述靶元素仅存在于衬底或薄膜中。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电子束的能量为1-40KeV。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，投射电子束后，获取两样品的EDS能谱，从EDS能谱中采集到两样品靶元素对应的X射线荧光特征能量的强度。
8.一种检测薄膜厚度的装置，所述薄膜沉积在衬底上，其特征在于，包括：
电子束发生装置，形成电子束，投射在参比样品和待测样品上；
检测装置，检测两样品发出的X射线荧光的强度；
分析装置，采集得到两样品中靶元素对应的X射线荧光特征能量的强度；根据两所述强度的比值与薄膜厚度的关系式计算得到所述薄膜的厚度；
当采用空白衬底作为参比样品，则采集衬底中靶元素对应的X射线荧光特征能量的强度；
当采用与薄膜同材质的块体标样作为参比样品，则采集薄膜中靶元素对应的X射线荧光特征能量的强度。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述电子束发生装置和检测装置的角度为可调节。
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