JP2009510479A - 多層材料の元素組成及び厚みの分析 - Google Patents

多層材料の元素組成及び厚みの分析 Download PDF

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Abstract

【解決手段】基板に重ねられた材料の層の積重ねにおける1つの層の元素組成の面密度を確立するための方法及びコンピュータプログラムソフトウェア製品である。入射する透過性放射線は、1又は複数の元素のそれぞれに関連した複数の線の特性蛍光X線放射を励起する。連続する元素の特性蛍光の強度比に関する方程式の自己一致した解によって、連続した層の面密度が決定される。
【選択図】図1

Description

本発明は、基板上に重ねられた層の積重ねにおける個々の層の元素組成及び厚みを測定するための方法及び装置に関する。
蛍光X線(XRF)分析装置では、材料の特性を測定するために、材料にX線又はガンマ線を照射して、蛍光放射線を分析し、特定の特性を決定している。本明細書及び特許請求の範囲において、“X線”という用語は、透過性放射線を広義に参照し、これは、放射性源によって発生するか、又は、X線管などの装置によって発生し、用語には、ガンマ線を含むあらゆる形態の透過性放射線が包含される。決定されるべき特定の特性には、照射された対象物の元素組成、又は、対象物の表面付近における特定の元素の分布、又は、対象物の密度、又は、材料の特定の層の形態などが含まれる。
XRF装置は、いずれもGrodzinsによる、米国特許第5,274,688号、米国特許第5,390,229号、米国特許第5,396,529号、及び米国特許第5,461,654号の主題であって、これらのすべてをここで参照によって引用する。それらの特許において、Grodzinsは、鉛ベースの塗料の層の成分である鉛に特に適用して、単一層における元素の濃度を測定することがいかにして可能であるのかを示している。
本明細書及び特許請求の範囲において、対象物の又は対象物の一部分を形成する材料の“面密度”という用語は、材料の厚みにその密度を乗算したものとして定義される。例えば、厚みが10-4cmの銅の層(密度は9gm/cm3)は、900μg/cmの面密度を有する。逆に、900μg/cm2の面密度を有する銅の層の厚みの決定は、厚みが10-4cm(すなわち、1μm)に違いないという推論を許容する。
従来技術において、蛍光X線を用いて多層の厚みを測定する場合には、X線のビームを多層のサンプルに衝突させて、蛍光放射線のエネルギーに対する強度スペクトルを生成する。XRFスペクトルにおける鋭利なピークのエネルギー(又は、同等には、波長)は、サンプルの元素の特有な特性X線エネルギーに対応し、一方、鋭利なピークにおけるX線の強度は、層における元素の面密度の測定値を与える。導き出された面密度は、既知の材料の既知の密度と併せて、その層の厚みを明らかにするために使用されるが、それは、重なり合う層の組成と順番とが既知の場合だけである(サンプルが層をなさず、均質である場合には、元素の特性X線の強度は元素の濃度の測定値を与えるが、均質なサンプルは本発明の関心事ではない。)。
材料の多層積重ねの一部である層(特に、別の層の下に埋め込まれた層)における元素の厚みを測定し、及び、追加的に、同一の測定の一部として、埋設された層の吸収を測定できる能力を確立することには価値があるだろう。
本発明の好ましい実施形態によれば、多層構造における複数の材料層の元素組成の面密度を確立(establish)する方法が提供される。方法は、以下の段階を有する。
透過性放射線で既知の元素組成の第1の較正サンプルを照射する段階と、
較正サンプルにより放射された、多層構造の少なくとも1つの層に存在している単一の元素又は2つの元素からの少なくとも第1及び第2の特性蛍光X線の絶対的な強度を較正する段階と、
透過性放射線で多層構造を照射する段階と、
複数の層から発せられた蛍光放射を検出する段階と、
第1及び第2の特性蛍光線のそれぞれの蛍光強度を決定する段階と、
第1及び第2の特性蛍光線のエネルギーでの吸収の既知の関数依存性に基づいて、層の面密度と重ねられている層に起因する吸収とを別々に解く段階と、
多層構造の第2の層に関して、解く段階を繰り返す段階と、
を備えていることを特徴とする。
本発明の変形例による実施形態によれば、方法はさらに、層毎に、連続して解く段階を具備している。層の面密度を元素組成の既知の密度で割って、層の厚みを得る。
本発明の別の観点によれば、複数の材料層から構成される積重ねにおける材料の層の元素組成の面密度を確立するための、コンピュータシステムにおいて使用されるコンピュータプログラム製品が提供される。コンピュータプログラム製品は、コンピュータ可読プログラムコードを有してなるコンピュータ使用可能媒体を有し、これは、透過性放射線のビームによって照射された較正サンプルによって放射された、少なくとも一対の特性蛍光X線の絶対的な強度を較正するプログラムコードを具備している。また、コンピュータプログラム製品は、前記第1及び第2の特性蛍光線のエネルギーでの吸収の既知の関数依存性に基づいて、層の面密度と重ねられている層に起因する吸収とを別々に解くプログラムコードを有している。
本発明の上述した特徴は、添付図面を参照した、以下の詳細な説明によって容易に明らかになるだろう。
本発明の実施形態によれば、材料の多層の積重ねの一部分である埋め込み層の組成と厚みの両方、並びにそれを埋める層による吸収を、同時に測定することができる。その際、上記参照されたGrodzinsの特許の基本的なアイデア(特に、材料の単一層の厚み及び組成を測定するのに引用された)が、ここで開示された本発明の適用によって、1つ以上の埋め込み層の厚み及び組成の両方を測定することに適用されている。
図1は、多彩な適用の中に存在する状況を示しており、ある材料からなる基板5が、異なる材料の複数の層1〜4によってコーティングされた、いわゆる“多層”構造を示している。層1〜4は、それらの面密度が、mg/cm2又はgm/m2の単位にて測定され、広範囲の値を有するが、代表的には、1mg/cm2(10g/m2)の大きさのオーダーの厚み範囲内であり、一方、代表的な適用においては、層が置かれている基板5は、代表的に、あらゆる層の何倍も厚くなっている。5つ又はそれ以上の層の適用も存在するけれども、代表的には、厚い基板上にある2〜3の層が測定の対象である。
多層の製造においては、生産の品質管理を維持して仕様を保証するために、厚みを正確に測定する必要がある。これらの品質管理の適用において、異なる層1〜4の順番は既知である。そうした適用においては、本発明の実施形態は、1つ又はそれ以上の埋め込み層の面密度の独立した測定を行うために採用され、別の手段によって行われた測定を確証する。いくつかの適用においては、本発明による方法は、より深く埋め込まれた層の面密度(したがって、厚み)の測定の精度を有利に改善する。
さらに、ある種の適用は、当該分野において、多層材料の厚みを測定することを求める。そうした適用においては、元素組成の方向測定によって層の順番を確認又は決定すること、並びに、厚みを決定することが重要である。
また、多層材料の混合物を分類する必要がある。そうした適用においては、多層の順番を実験的に決定することが必要である。
埋め込み層の厚み測定
また、スクラップにおける特定の元素の量を決定するために、スクラップ片における埋め込み層の厚みを測定することが必要である。本発明による方法は、スクラップ金属の再使用と、スクラップ廃棄物の適切な処理とのために、商業的に有用な、充分な精度をもって、当分野で分析を行うのに特に有利である。
XRFベースの多層の厚み測定は、これまで、蛍光放射の強度スペクトルが唯一の解を有していないため、層の順番の予知を必要としていた。これは、図1を参照することで、さらに解明される。
透過性放射線24の源20は、サンプルを照明し、検出器22によって検出される特性蛍光線を励起する。基板5からの特性X線15は、外層の順番とは無関係に、外層によって吸収される。同様に、層4で誘発された特性X線14の吸収は、層1〜3の順番とは無関係である、等である。しかしながら、層1は、層2として誤認されると、それよりもより厚いと分析されるが、というのは、層1による仮定された吸収によって補正されるためである。他方において、層2が、層1として誤認されると、それよりも薄いと分析される。
要するに、前述した例に例示されているように、標準的な分析は、層の順番と基材の性質とが既知でないならば、厚みの測定値について唯一の解を提供しない。
しかしながら、本発明の実施形態は、多数の実用的な適用において、層の順番についての事前の知識無しに、層の厚みを決定する方法を提供する。
本発明によれば、埋め込み層の面厚みは、かかる層からの2つの特性X線の測定された相対的な強度から決定することができる。例えば、X線のKα線とKβ線、又は、Lα線とLβ線である。特性線の相対的強度を使用するこの基本的なアイデアの数学的分析は、米国特許第5,274,688号、米国特許第5,390,229号、米国特許第5,396,529号、及び米国特許第5,461,654号に開示されている。それらの特許が示しているように、埋め込み層からの2つの関連する線の強度比は、被覆層が除去されたときの2つの線の強度比と比較すると、被覆層の厚み又は組成とは無関係に、その層の面密度を与える。
より詳しくは、元素Zの面密度は、以下の式によって与えられる。
Figure 2009510479
ここで、量は、米国特許第5,461,654号に定義され、特に、R1及びR2は、それぞれ入射と蛍光放射とについて、被覆材料の質量減衰係数の対数比を表している。
従来技術において、複数の元素の検出された蛍光強度に関連する連立方程式を、様々なレベルにあるそれぞれの元素の面密度について、同時に解くことが必要であった。これは、層の順番についての予知を必要としていた。
しかしながら、本発明の教示によれば、埋め込み層における要素の面密度は、2つの特性線の示差吸収の関数依存性が、光電効果の〜E5/2関数依存特性に支配されるという認識に基づいて、解くことができる。従って、“無限に厚い”較正サンプルに対する、第1の特性線に検出される計数の減少が、第2の特性線に関する計数の減少と比較されるとき、重なる層における吸収に起因する成分は、標準的な代数手段によって、蛍光層の有限な厚みに起因する成分から分離することができる。
かくして、この方法は、未知の厚みをもつ未知の組成の非鉛塗料で被覆された塗料の鉛の面密度を、mg/cm2で測定する、Thermo Electron Corp Niton Analyzers社によって製造されたXRF機器で広く使用することができる。この技術によって、〜μg/cm2から10mg/cm2までの鉛の濃度を検出することができる。
埋め込み鉛の例は、本発明の実施形態を例示するのに役立つ。XRFのために興味がある範囲のX線の吸収は、非常に軽い母材においてさえ、光電効果によって支配される。この光電相互作用が支配するとき、層を通過する2つの異なるエネルギーのX線の吸収の比(対数形式で表現される)は、2つのX線のエネルギーだけに依存し、吸収体の面密度又はその組成に依存しない。従って、例えば、1mg/cm2の面密度をもった炭素層は、実質的に、1mg/cm2の銅の層と同一の2つのX線の吸収比を与える。そして、鉛についての2つの関連するX線の強度比の測定は、一方の線の絶対的な強度と併せることで、較正された機器により、蛍光線を発する層における元素(この例では鉛)の面厚みをもたらす。また、この測定は、その層に重なる材料の吸収を与えるが、かかる吸収を発生させた材料の組成については情報を与えない。
本発明による様々な方法の成功する適用のためには、ある種の条件を満たす必要がある。以下、これら、及び埋め込まれた鉛の塗料の面密度を測定する適用において、これらがどのようによく満足するのかについてのコメントと共に列挙する。
1. 入射X線スペクトルによって開始される蛍光工程は、一定の既知の比で複数の特性蛍光X線を生じさせなくてはならない。
・例:鉛(Pb)の10.5keVのLα(La)線と、12.6keVのLβ(Lb)線とは、ほとんど等しい確率で蛍光を発する。
2. 蛍光放射のエネルギー範囲におけるX線の吸収は、ほとんどすべての多層について光電効果によって支配されなければならない。
・例:炭素と同じくらい軽量な吸収母材では、光電効果が、12.6keVのX線の相互作用の87%と、10.5keVのX線の相互作用の93%に貢献する。
3. 観察されている層からの関連する2つのX線の強度は、上にある層の積重ねを通して測定可能でなければならない。最も高いエネルギーのX線のみが観察されるように、吸収はさほど大きくてはならず、というのは、かかる条件は、対象元素の面密度の下限だけを与えるからである。
・Nitonの機器は、10.5keVのLa線が500倍で吸収されるとき、定量分析をすることができる。
4. 対象層(すなわち、採用された特性X線を放射する層)は、対象層それ自体における、特性X線の自己吸収から得られる飽和厚みよりも薄くなくてはならない。
・およそ15mg/cm2よりも大きな厚みの鉛層は、LのX線を用いた、このXRF技術によって定量化可能ではない。
5. それぞれの層の材料の組成が既知である場合には、臨界的なX線の吸収限界は考慮できる。しかしながら、埋め込み鉛塗料を測定する場合のように、対象層に重なる材料が既知でない場合には、臨界的な吸収を考慮しなければならない。例えば、上部層が、埋め込み層からの2つの特性線のエネルギー間にある臨界的吸収限界を有する場合には、この方法は機能しない。
・例:蛍光放射が15keVよりも高く、(特性蛍光X線の一方であって、他方ではないものの吸収の)基準を満たす元素が、ゲルマニウムとヒ素だけであるが、これらの両方が10.5keV〜12.6keVの間のK吸収限界を有する。従って、本発明の適用において、どちらの元素も重ねられた塗料ではなく、これは代表的な場合である。
6. 異なる層は、測定されるべき同一の元素を含んではならない。例えば、層1と層3とが両方ともニッケルの層であってはならない。これは、既知の順番の層をもった多層に対して実行される標準的なXRP測定のための基準でもある。
・例:深く埋め込まれた鉛の塗料は、表面の近くに別の鉛の層がある場合には、本発明の方法によっては、一般的に定量化できない。しかしながら、同一の元素が2つの層にあり、本発明に従った測定が依然として実行されるような、特別な状況が存在する。例えば、表面の近くにある錫(Sn)層からのLのX線は測定可能であり、一方、より深く埋め込まれたSnからのLのX線は測定できない。この場合、LのX線は、LのX線が放射された層のSnの厚みを与える。
本発明の好ましい実施形態によれば、かくして、既知の組成についての、元素a,b,c及びdを有する埋め込み層の厚みの面密度の決定は、図2を参照して記載されるように進行する。
較正:
1. XRF機器は、重なる層の無い純粋なサンプルについて較正され、これは、サンプルが対象位置にあるとき、それぞれ別個の元素の純粋なサンプルについての狙った特性線のXRF強度を決定することによる。
2. 特性線の絶対的強度の測定が、上述のように、適当な吸収体で被覆した各サンプルについて繰り返される。
a. 上記参照したGrodzins特許は、純粋な元素のサンプルが吸収体で被覆されたときの特性線の強度に、理論的に予想される変化を提供する。較正測定は、方程式に現れる指数の理論値を調整するのに役立ち、これは簡易化した幾何学形状の仮定、蛍光の二次効果などを用いて計算される。
b. 本発明は、特性線の吸収比が、非常に良好な近似として、被覆層の特定の組成と無関係であるという、理論的な洞察を有利に適用している。この洞察によれば、被覆層が未知の組成であるとき、分析において単一の定数を使用することができ、この定数は、較正によって、各特定の機器について容易に決定される。鉛ベースの塗料の分析においては、原子数を伴う分析公式の固有な変動に起因する、測定値の不確実性は、代表的におよそ5%である。
c. 重なる層のすべての構成物質が既知であるならば、較正は、特定の構成物質を使用して実行されるべきである。これは、分析の不確実性を1%を下回るレベルに減少させる。
3. ここで、較正された機器は、当分野で使用する準備ができ、面密度を決定し、故に、埋め込み元素の厚みを決定し、このために、それぞれの層にある元素からの各特性X線の絶対的強度を測定する。2つの関連する特性線の絶対強度は、重なる層無しに得られた2つのX線の線の絶対強度の較正値と比較したとき、狙った面密度を推論するために必要なすべてである。分析自体は、参照された特許において与えられている。
本発明の方法によって、有利に分析される商業的多層のいくつかの例には、以下のものが含まれる。
・自動車産業における、ZnNi/Fe
・エレクトロニクス産業における、Au/Ni/Cu PCB、SnPb/Cu PCB、Ag/Ni/Cu、Au/Ni/CuSn
・金属仕上げ産業における、Cr/Ni/Cu/Al
本発明のXRF方法で処理するのが非常に難しい、商業的に関心のある多層の例が、図3に示されており、表Iを参照して議論される。表Iは、上にある層に起因する、ある1つの深い層からの特性X線の減衰を示している。以下は、サンプルを分析するための指示のセットである。
1. 上部層の銀は、本願で教示するように、2.98keV及び3.15keVのLのX線の強度比を測定することで分析できる。Agが上部層でないならば、これらの低いエネルギー線は観察されないだろう。この場合、Ka線及びKb線を使用するとよい。
2. 層2及び層4の両方に錫が存在するので、Snの線だけでは、明白な結果をもたらすことができない。さらに、3〜4keVのSnのLの線は、1mg/cm2の銀の層によって、過剰に吸収されるので、層2を測定するために有用でない。開示された方法は、層2がSnOであることを決定できないけれども、測定値が、1mg/cm2の厚みであるSnOの層と一致することを決定できる。SnO層とその厚みとを決定するために、開示された方法を用いて、層3におけるNiの濃度を測定する。
3. 7.47keV及び8.26keVのニッケルのKa線及びKb線を用いて、Niの濃度を得る。クロムの濃度は、それらのK線からは得られず、というのは、表Iに示すように、上部の2つの層による吸収が過度なためである。しかし、層の組成が、Crが0.2でNiが0.8であることが既知ならば、層3におけるCrの濃度は、Niの濃度から推論できる。
4. NiのKa線とNiのKb線の強度比は、Niの上の層による減衰強度の正確な測定を与える。予想されるKb対Ka線の強度比は、2.8である。Ag層が存在しない場合には、予想される比は1.5である。SnO層が存在しない場合には、予想される比率は1.9である。測定された強度比が2.8であるならば、層の順番が図3に示すようになっているという仮定の正しさを非常に良く確認できる。
5. 第4番目の層の分析も、推論によって続く。ZnO基板からの亜鉛のK線の比は、基板上のすべての4層からの総減衰の測定値を与える。ZnのKa強度に対するZnのKb強度の比率を再び用いて、Znが存在するが定量化には厚すぎることが決定され、SnO2の層が上にあることを確認する。SnO層がなければ、比は3.8であると予想され、一方、1mg/cm2の層があれば、比率は3.8に低下する。
表IIとして添付したワークシートは、エネルギーが互いに近い、多数の元素の対の特性X線を列挙している。両方が対象に存在するならば、線は重なり合うことがあり、本願で教示した方法の有効性は低下する。いくつかの場合には、対をなすX線のエネルギーの重なり合いは、あらゆる現在の方法によって分離するには近すぎて、例えば、RhのKb線のエネルギーは14.96keVであり、YのKa線もまた、14.96keVであって、たった3eVしか違わない。他の場合においては、分離の問題は、100eVをかなり下回る場合、分離は、現在、波長分散技術によって、商業的にのみ実行でき、例えば、CrとMn、MnとFeなどである。Ni及びCuなどのさらに別の場合には、217eVのエネルギー差は、携帯機器に使用される最先端の固体検出器によって得ることができる。
化合物又は合金からなる層の場合(例えば、上に引用したCrNiなどの場合)、本発明によって採用された2つの特性X線は、与えられた層を作る化合物又は合金における異なる元素に属してもよいことに留意されたい。2つの元素は、同一の層にあることが既知である必要があり、分析される元素を含む別の層が存在しないことが必要である。
別の実施形態においては、積重ねられた1つ又はそれ以上の層における元素組成の面密度を確立するための開示された方法は、コンピュータシステムで使用されるコンピュータプログラム製品として実現される。そうした実現は、コンピュータ可読媒体(例えば、ディスケット、CD−ROM、ROM、又は固定ディスク)などの有形媒体に固定されるか、又は、媒体を越えてネットワークに接続された通信アダプタなどのモデム又はその他のインターフェース装置を介して、コンピュータシステムに伝達可能になっている一連のコンピュータ命令を含む。媒体は、有形の媒体であるか(例えば、光学的又はアナログ通信線)、又は、無線技術を用いて実現される媒体である(例えば、マイクロ波、赤外線、又はその他の伝達技術)。一連のコンピュータ命令は、システムに関して先に説明された機能性のすべて又は一部分を具現する。そうしたコンピュータ命令は、多くのコンピュータアーキテクチャ又はオペレーティングシステムにおいて使用するための、多数のプログラミング言語で記述できることを当業者は認識するであろう。さらに、そうした命令は、任意の記憶装置に格納され、例えば、半導体、磁気的、光学的、又はその他の記憶装置に格納され、また、任意の通信技術を用いて伝達され、例えば、光学的、赤外線、マイクロ波、又はその他の伝達技術を用いて伝達される。そうしたコンピュータプログラム製品は、着脱可能な媒体に、印刷された又は電子的な文書を添付して配布され(例えば、収縮包装ソフトウェア)、又は、コンピュータシステムと共に(例えば、システムROM又は固定ディスクに)プリロードされ、又は、ネットワーク(例えば、インターネット又はワールドワイドウェブなど)を介して、サーバー又は電子掲示板から配布されることが予想される。もちろん、本発明のいくつかの実施形態は、ソフトウェア(例えば、コンピュータプログラム製品)と、ハードウェアとの組合せとして実現してもよい。本発明のさらに別の実施形態は、完全にハードウェアで、又は、完全にソフトウェアで(例えば、コンピュータプログラム製品)実現される。
本発明の開示された実施形態は、単なる例示を意図しており、多数の変化及び変更は、当業者にとって明らかである。そうしたすべての変形及び変更は、特許請求の範囲に定義された本発明の範囲内に包含される意図である。
図1は、本発明の実施形態による多層材料のXRF分析の議論のための基本的な特徴を示している。 図2は、本発明の実施形態による方法の基本的な段階を示したフローチャートである。 図3は、本発明の実施形態の説明のための、一例としての例示的な多層材料を示した断面図である。 図4は、表Iを示している。 図5は、表IIを示している。
符号の説明
1−4 層
5 基板
14,15 X線
20 源
22 検出器
24 透過性放射線

Claims (4)

  1. 複数の材料の層から構成される全多層構造における複数の材料の層の元素組成の面密度を確立する方法であって、
    透過性放射線で既知の元素組成の較正サンプルを照射する段階と、
    較正サンプルにより放射された、多層構造の少なくとも1つの層に存在している単一の元素又は2つの元素からの少なくとも第1及び第2の特性蛍光X線の絶対的な強度を較正する段階と、
    透過性放射線で多層構造を照射する段階と、
    複数の層から発せられた蛍光放射を検出する段階と、
    第1及び第2の特性蛍光線のそれぞれの蛍光強度を決定する段階と、
    第1及び第2の特性蛍光線のエネルギーでの吸収の既知の関数依存性に基づいて、層の面密度と重ねられた層に起因する吸収とを、全多層構造についての正確な又は近似の任意の解に先立って、別々に解く段階と、
    多層構造の第2の層に関して、解く段階を繰り返す段階と、
    を備えていることを特徴とする方法。
  2. 解く段階は、層毎に、面密度及び吸収を連続して解く段階を具備していることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 層の面密度を元素組成の既知の密度で割って、層の厚みを得る段階をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  4. 複数の材料の層から構成される積重ねにおける複数の材料の層の元素組成の面密度を確立するためのコンピュータシステムで使用されるコンピュータプログラム製品であって、このコンピュータプログラム製品は、コンピュータが可読なプログラムコードを有してなるコンピュータ使用可能媒体から構成され、コンピュータ可読なプログラムコードが、
    透過性放射線のビームによって照射された較正サンプルにより放射された、少なくとも一対の特性蛍光X線の絶対的な強度を較正するためのプログラムコードと、
    前記第1及び第2の特性蛍光線のエネルギーでの吸収の既知の関数依存性に基づいて、層の面密度と重ねられた層に起因する吸収とを、前記積重ねについての正確な又は近似の任意の解に先立って、別々に解くためのプログラムコードと、
    を備えていることを特徴とするコンピュータプログラム製品。
JP2008534666A 2005-10-04 2006-10-04 多層材料の元素組成及び厚みの分析 Ceased JP2009510479A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008057977A (ja) * 2006-08-29 2008-03-13 Jeol Ltd 蛍光x線分析による被膜分析方法及び装置
JP2014222191A (ja) * 2013-05-14 2014-11-27 株式会社リガク 蛍光x線分析装置
KR20190113561A (ko) * 2018-03-28 2019-10-08 포항공과대학교 산학협력단 엑스레이를 이용한 도금두께 측정 장치

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8130903B2 (en) * 2005-10-18 2012-03-06 Smith International, Inc. Nondestructive device and method for evaluating ultra-hard polycrystalline constructions
US7864919B1 (en) * 2005-10-18 2011-01-04 Smith International, Inc. Nondestructive method of measuring a region within an ultra-hard polycrystalline construction
US7616734B1 (en) 2006-05-09 2009-11-10 Smith International, Inc. Multi-step method of nondestructively measuring a region within an ultra-hard polycrystalline construction
WO2009033089A1 (en) * 2007-09-06 2009-03-12 Thermo Niton Analyzers Llc Differentiation of lead in surface layers and in bulk samples by x-ray fluoresence
US8065094B2 (en) * 2008-07-30 2011-11-22 Oxford Instruments Nonotechnology Tools Unlimited Method of calculating the structure of an inhomogeneous sample
CN101504403B (zh) * 2009-03-23 2012-09-26 西南铝业(集团)有限责任公司 水煮法检测辊涂铬化膜的均匀性
US8155268B2 (en) * 2009-04-23 2012-04-10 Thermo Niton Analyzers Llc Rapid screening for lead concentration compliance by X-ray fluorescence (XRF) analysis
EP2425234B1 (en) * 2009-04-30 2019-10-23 Thermo Scientific Portable Analytical Instruments Inc. Localization of an element of interest by xrf analysis of different inspection volumes
CN102411011A (zh) * 2010-09-21 2012-04-11 上海宝钢工业检测公司 镀锡板表面铬量的快速测定方法
KR20150004602A (ko) 2013-07-03 2015-01-13 삼성전자주식회사 대상물 두께 측정 방법
US9594035B2 (en) * 2014-04-25 2017-03-14 Revera, Incorporated Silicon germanium thickness and composition determination using combined XPS and XRF technologies
WO2015173220A1 (en) * 2014-05-14 2015-11-19 Roche Diagnostics Gmbh Method and system for monitoring a product property of a disposable diagnostic test product
CN111766259B (zh) * 2014-06-24 2023-07-28 诺威量测设备公司 使用xps和xrf技术的多层和多过程信息的前馈
CN108475617B (zh) * 2015-11-02 2023-02-28 诺威量测设备公司 用于薄层的非破坏性测量的方法与系统
ES2783198T3 (es) * 2016-12-22 2020-09-17 Malvern Panalytical Bv Análisis de muestras en capas con XRF
WO2019135052A1 (fr) * 2018-01-05 2019-07-11 Technologies De France Système et procédé pour quantifier un métal d'interêt parmi une pluralité de matériaux d'un échantillon hétérogène
US10816486B2 (en) 2018-03-28 2020-10-27 Kla-Tencor Corporation Multilayer targets for calibration and alignment of X-ray based measurement systems
CN110133007B (zh) 2019-04-17 2020-01-14 中国建材检验认证集团股份有限公司 煤耗在线计量系统
WO2021118966A1 (en) 2019-12-13 2021-06-17 Schlumberger Technology Corporation Measurement of thickness of scale or corrosion

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01121743A (ja) * 1987-11-04 1989-05-15 Kawasaki Steel Corp 2層被膜の特性値定量方法
JPH05209847A (ja) * 1991-10-18 1993-08-20 Rigaku Denki Kogyo Kk 蛍光x線分析方法および装置
JPH10311809A (ja) * 1997-05-13 1998-11-24 Rigaku Ind Co 全反射蛍光x線分析方法および装置
JP2001304843A (ja) * 2000-04-26 2001-10-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 膜厚測定方法と装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5274688A (en) 1992-04-07 1993-12-28 Lee Grodzins Lead-paint detector
US5461654A (en) * 1992-04-07 1995-10-24 Grodzins; Lee X-ray fluorescence detector
US5396529A (en) 1992-04-07 1995-03-07 Grodzins; Lee X-ray fluorescence detector
US6349128B1 (en) * 2000-04-27 2002-02-19 Philips Electronics North America Corporation Method and device using x-rays to measure thickness and composition of thin films
JP2006266689A (ja) * 2005-03-22 2006-10-05 Fujitsu Ltd 蛍光x線分析装置、蛍光x線分析方法、蛍光x線分析プログラム
CN1316229C (zh) * 2005-09-30 2007-05-16 电子科技大学 无标样测量薄膜厚度和密度的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01121743A (ja) * 1987-11-04 1989-05-15 Kawasaki Steel Corp 2層被膜の特性値定量方法
JPH05209847A (ja) * 1991-10-18 1993-08-20 Rigaku Denki Kogyo Kk 蛍光x線分析方法および装置
JPH10311809A (ja) * 1997-05-13 1998-11-24 Rigaku Ind Co 全反射蛍光x線分析方法および装置
JP2001304843A (ja) * 2000-04-26 2001-10-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 膜厚測定方法と装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008057977A (ja) * 2006-08-29 2008-03-13 Jeol Ltd 蛍光x線分析による被膜分析方法及び装置
JP2014222191A (ja) * 2013-05-14 2014-11-27 株式会社リガク 蛍光x線分析装置
KR20190113561A (ko) * 2018-03-28 2019-10-08 포항공과대학교 산학협력단 엑스레이를 이용한 도금두께 측정 장치
KR102278675B1 (ko) * 2018-03-28 2021-07-16 포항공과대학교 산학협력단 엑스레이를 이용한 도금두께 측정 장치

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