Определение толщины и пористости пленок и покрытий на различных подложках с использованием рентгеновского излучения. Кашкаров В.М - 4 стр.

                                                 4


        П рим енениерентг енов с кой абс орбциом етрии для изм ерения
        толщ ины покрытий

       С п роблем ой изм ерения толщ ины разного рода п ок ры тий п рих одитс я
вес ьм а ч ас т ос талк иват ьс я в с ам ы х разны х облас т ях п рак т ич ес к ой деятельнос т и
– в тех нологии т онк их п ленок , п ри п роведении э к с п ерт ны х анализов, в оп т ик е
и лак ок рас оч ном п роизводс т ве. Сущ ес твует м ного м ет одов оп ределения
т олщ ины п ленок – от оп тич ес к их (э ллип с ом ет рия или интерфером ет рия) до
м ех анич ес к их . Однак о оп тич ес к ие м ет оды п ригодны для оп ределения
т олщ ины х отя бы ч ас т ич но п розрач ны х п ок ры т ий . М ех анич ес к ие м ет оды
п рим еняю т с я лишь п ри дос т ат оч нобольшой толщ ине п ленок .
       Пос леднее врем я в с вязи с развит ием п олуп роводник овой э лек т роник и,
к огда разм еры э лем ент ов нах одят с я в с убм ик ронной и наном ет ровой облас т и,
возник ла п роблем а форм ирования к онт ак т ов к э т им п риборам , вы п олненны м
на ос нове м ет аллич ес к их п ленок , п рич ем э ти п ленк и должны им еть оч ень
м алую толщ ину (1 – 0.1 м к м ). Сущ ес т вую щ ие м етоды к онт роля т олщ ины
м еталлич ес к их п ленок не м огут обес п еч ит ь дос т ат оч но вы с ок ой точ нос т и
изм ерений . В с вязи с э т им м ет од оп ределения т олщ ины п ленок п ос редс т вом
изм ерения рентгеновс к ого п оглощ ения п риобрет ает большое знач ение. Б олее
т ого, э т от м етод, п о-видим ом у, являетс я одним изнем ногих , к от оры й являетс я
т ех нологич ны м , не требует п рим енения с ложной ап п арат уры и обес п еч ивает
вы с ок ую т оч нос т ь изм ерений .
       Оп ределение т олщ ины             п ок ры тий  п о изм ерению            рентгеновс к ого
п оглощ ения линии возм ожно в двух разны х вариантах . Рас с м отрим внач але
с ам ы й п рос т ой м ет од возбуждения излуч ения в п одложк е.
       В э т ом м ет оде п адаю щ ий на п оверх нос т ь п ок ры тия п уч ок т орм озного
(п олих ром атич ес к ого) излуч ения возбуждает линии х арак т ерис тич ес к ого
с п ек тра п одложк и (в к ач ес т ве к оторой м ожет ис п ользоват ьс я либо
оп ределенны й ч ис т ы й э лем ент, либо х им ич ес к ое с оединение с оп ределенны м
с ос т авом . В к ач ес т ве изм еряем ого п арам ет ра ис п ользует с я инт енс ивнос т ь
линии х арак т ерис т ич ес к ого излуч ения от п одложк и. Первич ное излуч ение на
п ути к п одложк е п оглощ ает с я в м ат ериале п ок ры тия. Возбуждаем ое э тим
излуч ением вт орич ное флуорес центное излуч ение т ак же п оглощ ает с я в
п ок ры тии. В результате, интенс ивнос ть х арак терис тич ес к ого излуч ения
п одложк и оп ис ы вает с я с ледую щ им с оот ношением [2]:

                                            C            − Mρ d 
                                 I 2Ai = k ′ A ⋅  1 − e           ,                  (3)
                                            M                 

где k’ – э т о п ос т оянная п рибора, СА – к онцент рация э лем ент а А в п одложк е
(ес ли ис п ользует с я ч ис ты й э лем ент А , то С А = 1), I 2Ai - интенс ивнос т ь линии
                                                                                µ1     µ
х арак т ерис тич ес к ого излуч ения э лем ент а А , а велич ина M равна           + i ,
                                                                              sin ϕ sin ψ