X-ray Metrology, wafer

Mikro-Röntgenfluoreszenz (µ-XRF)

Die Technologie

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Es handelt sich im Wesentlichen um dieselbe Technik wie bei der "klassischen" XRF. Die Intensität der Fluoreszenzstrahlung eines Elements wird für die Anzahl von dessen Atomen gemessen. Unter der "Grenzdicke" (welche von mehreren Parametern, wie Element, Bestrahlung, Dichte und Matrix, abhängt) ist die Intensität ein Maß für die Schichtdicke und -konzentration. Über dieser Grenzdicke hängt die Intensität - linear - von der Konzentration ab. Die klassische XRF wird meist zur Analyse von Bulkproben mit unbegrenzter Dicke verwendet. Es handelt sich somit um eine Technik zur Messung der Elementkonzentrationen.

Röntgenmetrologie-Anwender haben es häufig mit Dünnschichtproben (Scheiben, Solarzellen) mit Dicken, die geringer sind als die Sättigungs- dicke, zu tun. XRF kann in diesen Fällen zur Analyse der chemischen Zusammensetzung und/oder der Dicke der Schichten verwendet werden. Für gewöhnlich ist dafür ein kleiner Strahl erforderlich, welcher mithilfe eines Kollimators oder einer Polykapillarlinse erzielt wird. Die Fluoreszenz- strahlung wird mit einem energiedispersiven Silizium-Drift-Detektor (SDD) erfasst.

Die verwendete Software beruht auf bestimmten Fundamentalparametern. Sie berücksichtigt den Versuchsaufbau, Matrixeffekte, Absorption und die sekundäre Erweiterung durch Nachbaratome, sodass nur ein Standard für die Systemkalibrierung zum Erhalt quantitativer Ergebnisse benötigt wird. XRR und XRF sind einander ergänzende Techniken.