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TXRF分析の情報深さと汚染形態の影響について

TXRFの情報深さはどのくらい?

TXRF分析の1次X線の入射角度は半導体ウエハ表面で全反射が起こる角度で照射します。
これにより、半導体ウエハ表面に存在する汚染元素を選択的に励起して、汚染量を調査しています。
巨視的に見ると、1次X線は半導体ウエハの内部に侵入しないので、表面に存在する汚染のみからの
情報を検出していると捉えることが出来ます。

滑らかな試料表面の場合、表面から数nmまでの情報を取得しています。
一方、微視的に実際の半導体ウエハの表面を見ると、様々な形状の汚染が付着しています。
またウエハの表面状態が滑らかな表面ではない場合もあります。厳密に考えると、汚染から発生する蛍光X線は汚染形態やウエハの表面状態に大きく影響を受けます。

汚染形態によって得られるデータはどのように変わるか?

パーティクル汚染、薄い残渣及び膜状に汚染が付着している場合の得られる結果について考えてみたいと思います。
パーティクル汚染や残渣が付着している場合、1次X線が全反射する角度の領域では、汚染物から発生する蛍光X線強度は入射角度によらず一定です。
膜状に汚染が付着している場合は、汚染物から発生する蛍光X線強度は入射角度が高角度になるにつれて増加します。(情報深さが深くなるので、励起している汚染元素が増えるため、蛍光X線強度が増加します)
汚染が厚い残渣や埋め込まれた汚染を分析した場合は、不特定の要因により分析結果の定量値は高くなります。

TXRF分析で仮定している汚染形態

通常のTXRF分析では、測定対象の汚染は薄く均一に分布した状態で試料表面に存在していると仮定して測定を行います。

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