X-ray Metrology, wafer

Micro-fluorescence des rayons X (µ-XRF)

La technique

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C'est pratiquement la même technique que le XRF « classique ». L'intensité du rayonnement fluorescent d'un élément est la mesure correspondant au nombre d'atomes de celui-ci. En dessous de l'épaisseur limite (qui est dépendante de plusieurs paramètres tel que l'élément lui-même, l’énergie du faisceau excitant, la densité et la matrice de l’échantillon), l'intensité mesurée renseigne sur l'épaisseur des couches et la concentration. Au-delà de cette épaisseur limite, l'intensité est linéairement dépendante de la concentration. Le XRF classique teste, dans la plupart des cas, des échantillons bruts avec une épaisseur infinie. Par conséquent, c'est une technique qui permet d'analyser la concentration des éléments.

Les clients de la métrologie par rayons X disposent souvent d'échantillons à minces couches (plaquettes, cellules photovoltaïques) avec des épaisseurs inférieures à l'épaisseur de saturation. Dans ce cas, XRF est utilisé pour analyser la composition chimique et/ou l'épaisseur des films et des couches. Une petite taille de faisceau est habituellement requise et est obtenue en utilisant un collimateur ou une lentille poly-capillaire. Le rayonnement fluorescent est mesuré grâce à un détecteur à décalage et dispersion d'énergie (SDD).

Le logiciel utilisé est basé sur des paramètres fondamentaux de la fluorescence. Il prend en compte la préparation de l’échantillon les effets de matrice, l'absorption et dans un second degré de performance tient aussi compte du voisinage entre les atomes si bien que seul un standard est nécessaire pour calibrer le système afin d'obtenir des résultats quantitatifs. XRR et XRF sont considérés comme des techniques complémentaires.