FR2503351A1 - Dispositif de mesure d'epaisseur de couche mince par un rayonnement x de fluorescence - Google Patents

Dispositif de mesure d'epaisseur de couche mince par un rayonnement x de fluorescence Download PDF

Info

Publication number
FR2503351A1
FR2503351A1 FR8205745A FR8205745A FR2503351A1 FR 2503351 A1 FR2503351 A1 FR 2503351A1 FR 8205745 A FR8205745 A FR 8205745A FR 8205745 A FR8205745 A FR 8205745A FR 2503351 A1 FR2503351 A1 FR 2503351A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
sample
ray
detector
radiation
fluorescence
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR8205745A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2503351B1 (fr
Inventor
Hiroshi Ishijima
Toshiyuki Koga
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Instruments Inc filed Critical Seiko Instruments Inc
Publication of FR2503351A1 publication Critical patent/FR2503351A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2503351B1 publication Critical patent/FR2503351B1/fr
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B15/00Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons
    • G01B15/02Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons for measuring thickness

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LES TECHNIQUES DE MESURE D'EPAISSEUR PAR UN RAYONNEMENT X DE FLUORESCENCE. UN DISPOSITIF DE MESURE D'EPAISSEUR QUI UTILISE UN RAYONNEMENT X DE FLUORESCENCE R QUI EST EMIS PAR UN ECHANTILLON S EXCITE PAR UN RAYONNEMENT X PROVENANT D'UNE SOURCE 1, COMPORTE NOTAMMENT UN DETECTEUR 5 EQUIPE D'UNE OUVERTURE DE PASSAGE DU RAYONNEMENT 5A. LE DETECTEUR EST MONTE DE FACON QU'ON PUISSE LE FAIRE TOURNER AUTOUR DE SON AXE POUR MODIFIER LA DIRECTION DE L'OUVERTURE, AFIN DE COMPENSER LA VARIATION DE LA DISTANCE ENTRE L'ECHANTILLON ET LE DETECTEUR SOUS L'EFFET DES VARIATIONS DE LA POSITION VERTICALE DE L'ECHANTILLON. APPLICATION A LA MESURE DE L'EPAISSEUR DE COUCHES MINCES.

Description

la présente invention concerne un perfectionne-
ment pour un dispositif de mesure d'épaisseur de couche mince au moyen d'un rayonnement X de fluorescence, et
elle vise en particulier à minimiser la variation de l'in-
tensité détectée en fonction de la distance entre un dé-
tecteur et un échantillon.
De façon générale, un dispositif de mesure d'épaisseur de couche mince au moyen d'un rayonnement X de fluorescence, représenté sur la figure 1, comporte une source de rayonnement 1 qui est constituée par exemple par un tube à rayons X destiné à générer un rayonnement X d'excitation "X", un obturateur 2 destiné à commander le passage du rayonnement d'excitation "X", un collimateur 3 destiné à focaliser le rayonnement X d'excitation "X", une table porte-échantillon 4, un échantillon "S" à partir duquel un rayonnement X de fluorescence "R" est rayonné sous l'effet de l'application du rayonnement d'excitation "X", l'échantillon "S" étant placé sur la table de support 4, et un détecteur 5 destiné à recevoir le rayonnement X de fluorescence "R". Le détecteur 5 peut 9tre par exemple
un compteur proportionnel et il est conçu de façon à me-
surer l'épaisseur d'une couche mince de l'échantillon "S".
Naturellement, le signal de sortie du détecteur est appliqué à un circuitde calcul (non représenté) et
le résultat du calcul est présenté par un dispositif ap-
propriée
Cependant, avec la configuration décrite ci-des-
sus, du fait que la taille de l'échantillon "S" n'est pas
constante, cet échantillon charge nécessairement de posi-
tion vers le haut ou vers le bas, comme le montre la figu-
re 1. Par conséquent, l'intensité du rayonnement X de
fluorescence que détecte le détecteur 5 varie de façon in-
versement proportionnelle au carré de la distance entre
le détecteur 5 et l'échantillon "S", du fait que la dis-
355 tance entre le détecteur 5 et l'échantillon "S" varie à cause du changement de position vers le haut ou vers le bas. Simultanément, langle d'incidence e du rayonnement X de fluorescence par rapport au détecteur 5 varie. Dans ce cas, du fait que le détecteur 5 comporte une ouverture a pour recevoir un rayonnement X, la sensibilité de dé- tection du rayonnement X varie de la manière représentée
sur les figures 2 (a), 2 (b)0 Le détecteur 5 a une sensi-
bilité de détection du rayonnement X élevée lorsque l'échan- tillon est positionné vers le bas, comme il est représenté sur la figure 2 (a), ce qui fait que l'angle d'incidence e1 est élevé, car la région Z1 qui reçoit un rayonnement X de fluorescence "R1" à partir de l'échantillon Si est alors grande. Lorsque l'échantillon "S2" est positionné vers le haut, comme il est représenté sur la figure 2 (b),
ce qui fait que l'angle d'incidence G2 est faible, la ré-
gion Z2 qui reçoit un rayonnement X de fluorescence "R "
2 2
devient plus petite, et la sensibilité de détection du
détecteur 5 est alors faible.
Du fait que la région destinée à recevoir le rayonnement X à travers l'ouverture du détecteur 7 varie en fonction de l'angle d'incidence G, et du fait que la sensibilité est approximativement proportionnelle à l'aire
de cette région, la relation entre l'intensité du rayon-
nement X détecté et la position de l'échantillon "S" dans la direction verticale, c'est-à-dire la distance verticale de l'échantillon "S" par rapport au détecteur 5, est celle
qui est représentée sur la figure 3. Ainsi, lorsque l'échan-
tillon est positionné vers le haut (la distance entre l'échantillon "S" et le détecteur 5 est la plus faible), la sensibilité de la détection est diminuée, du fait que l'intensité du rayonnement X augmente conformément à la
loi en carré, tandis que l'angle d'incidence "e"est faible.
D'autre part, lorsque l'échantillon est positionné plus bas, du fait que la variation de l'intensité du rayonnement X est compen.séepar la variation de la position relative du détecteur 5, on obtient la caractéristique représentée par la courbe ayant une valeur maximale locale "Xp"0 Si l'échantillon "S" se trouve a la position qui correspond à la valeur maximale locale "Xp" de la courbe d'intensité du rayonnement X détecté, il est évident que la variation de l'intensité de la détection par rapport à
la variation de la distance verticale devient minimale.
Cependant, du fait que le dispositif classique ne comporte aucun moyen de réglage, il est impossible de minimiser la
variation du rayonnement X détecté.
L'invention vise à faire disparaître les incon-
vénients mentionnés ci-dessus et elle a pour but de réali-
ser un dispositif de mesure d'épaisseur de couche mince utilisant un rayonnement X de fluorescence dans lequel on fait varier la direction de l'ouverture dirigée vers un échantillon, par la rotation du détecteur. Il est possible d'effectuer le réglage de telle manière que la position fixée pour l'échantillon coïncide avec la valeur maximale locale de l'intensité du rayonnement X détecté, et que la plage de variation de l'intensité du rayonnement X détecté en fonction de la variation verticale de la position de
l'échantillon soit minimale.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de
la description qui va suivre d'un mode de réalisation et
en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une représentation schématique en vue de côté d'un dispositif de mesure d'épaisseur de couche mince du type auquel se rapporte l'invention, Les figures 2 (a), 2 (b) illustrent la variation de la sensibilité d'un détecteur de la figure 1, et la figure 2 (a) correspond au cas dans lequel un échantillon est à la position inférieure, tandis que la figure 2 (b)
correspond au cas dans lequel l'échantillon est à la posi-
tion supérieure, La figure 3 représente une courbe caractéristique de la détection montrant la sensibLité au rayonnement X en fonction de la distance par rapport à l'échantillon,
la figure 4 est une vue en perspective du détec-
teur de l'invention, et
La figure 5 est un graphique montrant la varia-
tion de la position du maximum sous l'effet de la rotation
du détecteur.
La figure 4 représente un mode de réalisation préféré d'un détecteur conforme à l'invention, dans lequel une ouverture 5a, destinée à recevoir le rayonnement X, est définie dans une partie de la région périphérique d'un détecteur cylindrique 5, et un préamplificateur 6
est intégré à une extrémité du détecteur. Lorsque le dé-
tecteur 5 et le préamplificateur 6 sont fixés au bâti d'un
dispositif de mesure-d'épaisseur de couche mince (non re-
présenté), si on fait tourner le préamplificateur 6, en utilisant ce dernier comme levier, le détecteur 5 tourne également en m9me temps et on peut régler la direction de
l'ouverture 5a par rapport à l'échantillon.
Dans ce cas, si on fait tourner le préamplifica-
teur dans la direction indiquée par la flèche A de la fi-
gure 4, le détecteur 5 tourne dans la direction de la flè-
che B, ce qui fait que la position de l'ouverture 5a passe de la position 5a à la position 5a' sur la figure 5. Du fait du mouvement de l'ouverture 5a, la variation de la région du détecteur 5 dans laquelle pénètre le rayonnement
X correspond au passage de Za à Za', sous l'effet du mou-
vement vertical de l'échantillon S. Ainsi, lorsqu'on dé-
place l'échantillon dans la direction verticale entre S. et S2. si on fait tourner l'ouverture 5a de façon à la placer de la manière indiquée en 5a', la variation de la région qui reçoit le rayonnement X est augmentée, du fait
qu'elle passe de Za à Za'. Simultanément, une autre ouver-
ture 5b vient également en 5b'. Cependant, comme le montre
la figure, la différence de variation qui résulte du dépla-
cement vertical de l'échantillon est très faible, ce qui fait qu'on peut négliger cette différence0
Par conséquent, lorsqu'on fait tourner le détec-
teur 5 dans la direction indiquée par la flèche B, la va-
riation de la région du détecteur dans laquelle pénètre le rayonnement X, sous l'effet du mouvement vertical de l'échantillon, correspond au passage de Za à Zat, ce qui fait que le dégré d'annulation (proportionnel à la valeur
de Za et Za') de l'augmentation de l'intensité du rayonne-
ment X qui résulte du changement de position de l'échan-
tillon, de Si à S2, devient élevé. Il en résulte que la courbe qui représente l'intensité du rayonnement X détecté passe de la courbe tracée en trait continu à la courbe tracée en pointillés, et la valeur maximale locale passe de Xp à Xp', ce qui correspond à une position inférieure
de l'échantillon S (distance plus élevée).
Bien entendu, lorsqu'on fait tourner le détec- teur 5 dans la direction opposée à la flèche de la figure 4, le maximum local se déplace au contraire vers la gauche
sur l'axe de distance de la figure 3.
Par conséquent, dans le cas o le détecteur 5
est monté sur le bâti de l'appareil (non représenté)e lors-
qu'on fait tourner correctement ce détecteur pour obtenir des données en tenant compte de la variation de la hauteur de l'échantillon S, il est possible de le régler de telle manière que l'intensité du rayonnement X détecté ait une valeur maximale à la position en hauteur fixée pour l'échantillon S.
Comme décrit ci-dessus et conformément à l'inven-
tion, du fait que le dispositif est conçu de façon à per-
mettre de régler la distance entre le détecteur et l'échan-
tillon (la position de l'échantillon) de telle manière que
l'intensité du rayonnement X de fluorescence qui est dé-
tecté prenne une valeur maximale, on peut compenser l'écart de la position du porte-échantillon du dispositif de mesure d'épaisseur.de couche mince, c'est-à-dire l'écart de la
position de l'échantillon par rapport à sa position nomina-
le. Il en résulte qu'on obtient un dispositif de mesure d'épaisseur de couche mince utilisant un rayonnement X de fluorescence qui est capable de réduire au minimum la variation
de l'intensité du rayonnement X détecté.
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté,
sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (1)

  1. REVENDICATION
    Dispositif de mesure d'épaisseur de couche mince par un rayonnement X de fluorescence, comprenant
    une source de rayonnement destinée à générer un rayonne-
    ment X; un échantillon à partir duquel un rayonnement X de fluorescence est rayonné sous l'effet de l'application du rayonnement X de la source; et un détecteur ayant une
    ouverture destinée à recevoir le rayonnement X de fluores-
    cence, caractérisé en ce que ce détecteur est conçu de fa-
    çon qu'il soit possible de le régler en le faisant tourner de telle manière que la position de l'échantillon coïncide avec un point auquel la variation de l'intensité détectée
    du rayonnement X de fluorescence est minimale.
FR8205745A 1981-04-07 1982-04-02 Dispositif de mesure d'epaisseur de couche mince par un rayonnement x de fluorescence Expired FR2503351B1 (fr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1981049995U JPS6315767Y2 (fr) 1981-04-07 1981-04-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2503351A1 true FR2503351A1 (fr) 1982-10-08
FR2503351B1 FR2503351B1 (fr) 1986-08-22

Family

ID=12846586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR8205745A Expired FR2503351B1 (fr) 1981-04-07 1982-04-02 Dispositif de mesure d'epaisseur de couche mince par un rayonnement x de fluorescence

Country Status (7)

Country Link
US (1) US4442535A (fr)
JP (1) JPS6315767Y2 (fr)
CA (1) CA1195438A (fr)
DE (1) DE3212845A1 (fr)
FR (1) FR2503351B1 (fr)
GB (1) GB2098320B (fr)
NL (1) NL187871C (fr)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3710789A1 (de) * 1987-03-31 1988-10-20 Messerschmitt Boelkow Blohm Verfahren zur passiven vermessung von fluessigkeitsfilmen und/oder schaumschichten auf wasser
DE102005058783A1 (de) * 2005-12-09 2007-06-14 Zf Friedrichshafen Ag Torsionsschwingungsdämpfer
GB0801307D0 (en) * 2008-01-24 2008-03-05 3Dx Ray Ltd Can seam inspection
CN102284513A (zh) * 2011-05-16 2011-12-21 清华大学 一种凸度仪用准直机构
CN110742630A (zh) * 2019-09-17 2020-02-04 深圳蓝韵医学影像有限公司 一种x射线图像采集的方法和装置
CN111678464B (zh) * 2020-05-21 2022-04-08 原子高科股份有限公司 一种工业仪表测厚源设计与制备工艺

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH249401A (de) * 1944-11-01 1947-06-30 Draeger Ges Mbh Verfahren zur zerstörungsfreien Bestimmung der Schichtdicke von Überzügen mit Hilfe von Röntgenstrahlen.
US3027459A (en) * 1958-08-09 1962-03-27 Curtiss Wright Corp Thickness measurement apparatus

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2890344A (en) * 1955-12-27 1959-06-09 Philips Corp Analysis of materials by x-rays
BE569634A (fr) * 1957-08-14
US3499152A (en) * 1966-03-18 1970-03-03 Industrial Nucleonics Corp Method and apparatus for improving backscatter gauge response
GB1255644A (en) * 1968-05-10 1971-12-01 Rolls Royce Method of determining the value of a mechanical property or properties of a fibre
JPS4720853U (fr) * 1971-03-15 1972-11-09

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH249401A (de) * 1944-11-01 1947-06-30 Draeger Ges Mbh Verfahren zur zerstörungsfreien Bestimmung der Schichtdicke von Überzügen mit Hilfe von Röntgenstrahlen.
US3027459A (en) * 1958-08-09 1962-03-27 Curtiss Wright Corp Thickness measurement apparatus

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
INSTRUMENTS AND EXPERIMENTAL TECHNIQUES, vol. 24, no. 1, partie 2, janvier-février 1981, pages 242-244, Plenum Publishing Corporation, New York, US; K.V.ANISOVICH et al.: "Improved aperture in an iogansson X-ray fluorescence spectrometer" *

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6315767Y2 (fr) 1988-05-06
NL8201472A (nl) 1982-11-01
GB2098320B (en) 1984-09-12
DE3212845A1 (de) 1982-10-21
JPS57162509U (fr) 1982-10-13
NL187871C (nl) 1992-02-03
DE3212845C2 (fr) 1987-05-14
CA1195438A (fr) 1985-10-15
GB2098320A (en) 1982-11-17
FR2503351B1 (fr) 1986-08-22
NL187871B (nl) 1991-09-02
US4442535A (en) 1984-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0141724B1 (fr) Dispositif d'asservissement pour l'alignement automatique d'un faisceau laser
FR3017210A1 (fr) Spectrometre et systeme d'analyse de fluide
FR2768816A1 (fr) Dispositif de mesure d'infrarouge a plage de mesure elargie
FR2503351A1 (fr) Dispositif de mesure d'epaisseur de couche mince par un rayonnement x de fluorescence
EP0405678B1 (fr) Senseur d'horizon terrestre à précision améliorée
JP4677217B2 (ja) サンプル検査方法、サンプル検査装置、マイクロエレクトロニックデバイス製造用クラスタツール、マイクロエレクトロニックデバイス製造用装置
FR2497951A1 (fr) Appareil optique pour instrument de polarisation en fluorescence
FR2487079A1 (fr) Instrument de mesure des fluctuations de l'intensite d'un pinceau de rayons x diffuses par un corps liquide ou solide amorphe
FR3058235A1 (fr) Dephaseur optique et dispositif optique a commande de phase ainsi que procede de reglage de la phase
FR2806472A1 (fr) Procede de reglage de la position d'un instrument de mesure lors de la mesure de l'epaisseur de couche avec un fluorescence x
EP0014624A1 (fr) Dispositif pour la mesure, par thermométrie infrarouge, de la température d'un fil, d'une barre, d'un tube ou d'une tôle
FR3105413A1 (fr) Dispositif de determination de contraintes residuelles par diffraction
FR2593599A1 (fr) Procede et dispositif de determination sans contact du relief d'une surface
EP0036370B1 (fr) Procédé et appareil d'évaluation de la visibilité
FR2535053A1 (fr) Appareil d'identification optique des proprietes multiparametriques individuelles de particules ou objets en flux continu
EP0112203B1 (fr) Appareil d'imagerie médicale permettant la tomographie longitudinale
CA1215307A (fr) Methode d'analyse quantitative par spectroscopie par absorption et dispositif pour sa mise en oeuvre
FR2549222A1 (fr) Spectrometre
FR3061772A1 (fr) Procede d'analyse d'une plage de mesure et spectrometre miniature pour la mise en œuvre du procede
CH629299A5 (fr) Dispositif pour determiner la qualite du poli des surfaces optiques.
EP3491396B1 (fr) Dispositif d'analyse volumetrique d'un echantillon organique ou inorganique
Gillham A method for measuring the spectral reflectivity of a thermopile
FR2731862A1 (fr) Dispositif de mise au point d'appareillage de thermographie
FR2886738A1 (fr) Dispositif de determination de la position d'un objet fixe
WO1994029747A1 (fr) Dispositif de reduction du flux d'un rayonnement, notamment gamma, et ensemble de detection du rayonnement utilisant ce dispositif

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse