SEM μXRFによる薄膜分析

明X線が物質を通過するため、蛍光X線(XRF)により層厚の決定が可能です。SEM上のμXRFを使用して、マイクロメートルスケールの空間分解能で、レイヤー解析(厚さおよび組成)が実現可能です。レイヤー解析は、ファンダメンタルパラメータ(FP)を使用した定量に基づいています。標準サンプルを使用することで改善できるため、ウェハ上のめっき、多金属の前処理コーティング、太陽電池など、さまざまな種類の層構造をFPで調査することができます。標準サンプルが利用可能な場合、それらを使用して精度を高めることができます。ただし、FPは標準サンプルを必要としないため、R&D環境における新しい層構造もテストできます。太陽電池(図1)などの層構造は、多くの産業において重要です。

図1:太陽電池の薄膜分析例。ほとんどの場合、吸収体はCIGS構造(Cu-In-Ga-SeまたはCu-In-Ga-S化合物)から生成されます。CIGS太陽電池は通常、Mo層でコーティングされたガラス基板上に堆積することで製造されます。断面モードでレイヤーを測定する従来の膜厚分析と比較して、XTrace は SEM を使用して平面上で直接サンプルを測定します。これはサンプルの準備を必要としない、高速で非破壊的な手法です。
図2:太陽電池のμXRFスペクトルは、試料表面から2μm下に位置するMoを含め、異なる深さからのすべての関連する元素線を示しています。なお、XRF線源を使用することで容易に励起できる高エネルギーZ元素線(例えばMo-KおよびIn-K)に注意してください。X線励起の深さが深いほど材料内部を深く見ることができ、1 nmから最大40μmまでの比較的厚い層や多層構造の特性評価を可能にします。さらに、CIGS構造の組成も決定されます。このサンプルは、スタンダードレスの基本パラメーターを使用して分析しました。精度を高めるためにスタンダードを適用することも可能です。