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在線膜厚儀實例及性能評價

  • 發(fā)布日期:2024-11-04      瀏覽次數(shù):61
    • 在線膜厚儀實例及性能評價


      樣品和元素

      沉積在薄膜上的 Cr、Ni 和 Cu 的膜厚分析

      設備概覽

      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。
      100FA照片測量頭配置

      安裝設備

      安裝設備

      測量條件

      • 設備:能量色散熒光X射線膜厚計

      • X射線管目標: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)

      • 測量時間:100秒

      • 輸膜速度:3.0m/min

      校準曲線創(chuàng)建結果

      通過ICP發(fā)射光譜法預先測定標準樣品的附著量(g/m2),將計算值除以各元素的密度(g/cm3)并用于校準曲線。圖 4 顯示了測量的波形。

      在線膜厚計實例及性能評估測量波形 在線膜厚儀實例及性能評價校準曲線

      由于測量位置波動而進行的修正

      樣品在運輸過程中,測量位置上下波動,這可能會導致定量誤差,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。

      持倉波動修正效果
      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。

      Cu層對Ni、Cr吸收效果的影響

      如果最外層Cu層的厚度發(fā)生變化,其吸收效果也會發(fā)生變化,從而難以準確測量Ni層和Cr層的厚度。因此,根據(jù)銅層厚度預先計算出 Ni 和 Cr 的靈敏度校正曲線,如圖 7 所示。 (Cu層厚度為100nm時的強度比設為標準1.0。)

      靈敏度校正曲線
      根據(jù)Cu層的厚度確定校正系數(shù),并對Ni層和Cr層的厚度進行校正和量化。

      檢測限

      表2顯示了該裝置中Cr、Ni和Cu膜厚的檢測極限值(理論計算值)。

      檢測限

      準確性

      表3顯示了固定薄膜位置時測得的靜態(tài)精度和樣品輸送(3.0 m/min)時測得的動態(tài)精度。

      準確性

      概括

      將新開發(fā)的熒光X射線膜厚計安裝在成膜裝置上進行性能評價后發(fā)現(xiàn):

      ① 發(fā)現(xiàn)可以通過瑞利散射線計算 X 射線強度比來校正因輸送過程中薄膜位置波動而產(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,實現(xiàn)了高靈敏度。
      ③ 靜態(tài)和動態(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,認為該膜厚計適用于極薄膜厚的在線測量。此外,據(jù)認為它不僅可以應用于膜厚測量,還可以應用于電鍍?nèi)芤旱姆治龅取?/span>

      推薦裝備

      能量色散X射線熒光光譜儀“OURSTEX100FA"

      非常適合在線、考古和文化財產(chǎn)樣品

      100張FA照片

       【特征】 ●可進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。 ●結構緊湊、重量輕、便于攜帶,便于現(xiàn)場分析。 ●可用100V電源進行分析,無需液氮或冷卻水。 [應用實例] ●考古調(diào)查分析 ●取證分析 ●廢舊材料的材質(zhì)測定


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