在線膜厚儀實(shí)例及性能評(píng)價(jià)
樣品和元素
沉積在薄膜上的 Cr、Ni 和 Cu 的膜厚分析
設(shè)備概覽
圖1所示為便攜式X射線熒光分析儀OURSTEX100FA。為了將測(cè)量頭連接到薄膜沉積設(shè)備（圖 3），將其修改為在線使用，如圖 2 所示。該測(cè)量頭內(nèi)部的檢測(cè)器部分和X射線管用水冷卻以散熱。
安裝設(shè)備
測(cè)量條件
設(shè)備：能量色散熒光X射線膜厚計(jì)
X射線管目標(biāo)：W
X射線管輸出：40kV-0.25mA
檢測(cè)器：帕爾貼冷卻型（-10℃）SDD
測(cè)量氣氛：真空（10 -5 Pa）
分析線：Cu-Kα Ni-Kα Cr-Kα
（散射輻射）（W-Lβ）
測(cè)量時(shí)間：100秒
輸膜速度：3.0m/min
校準(zhǔn)曲線創(chuàng)建結(jié)果
通過(guò)ICP發(fā)射光譜法預(yù)先測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)樣品的附著量(g/m2)，將計(jì)算值除以各元素的密度(g/cm3)并用于校準(zhǔn)曲線。圖 4 顯示了測(cè)量的波形。
由于測(cè)量位置波動(dòng)而進(jìn)行的修正
樣品在運(yùn)輸過(guò)程中，測(cè)量位置上下波動(dòng)，這可能會(huì)導(dǎo)致定量誤差，因此我們使用瑞利散射輻射（在本例中為W-Lβ輻射）作為參考來(lái)校正位置波動(dòng)。
如圖6所示，在2mm的位置變化內(nèi)，無(wú)論位置如何變化，該值幾乎保持恒定。
Cu層對(duì)Ni、Cr吸收效果的影響
如果最外層Cu層的厚度發(fā)生變化，其吸收效果也會(huì)發(fā)生變化，從而難以準(zhǔn)確測(cè)量Ni層和Cr層的厚度。因此，根據(jù)銅層厚度預(yù)先計(jì)算出 Ni 和 Cr 的靈敏度校正曲線，如圖 7 所示。 （Cu層厚度為100nm時(shí)的強(qiáng)度比設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)1.0。）
根據(jù)Cu層的厚度確定校正系數(shù)，并對(duì)Ni層和Cr層的厚度進(jìn)行校正和量化。
檢測(cè)限
表2顯示了該裝置中Cr、Ni和Cu膜厚的檢測(cè)極限值（理論計(jì)算值）。
準(zhǔn)確性
表3顯示了固定薄膜位置時(shí)測(cè)得的靜態(tài)精度和樣品輸送（3.0 m/min）時(shí)測(cè)得的動(dòng)態(tài)精度。
概括
將新開(kāi)發(fā)的熒光X射線膜厚計(jì)安裝在成膜裝置上進(jìn)行性能評(píng)價(jià)后發(fā)現(xiàn)：
① 發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)瑞利散射線計(jì)算 X 射線強(qiáng)度比來(lái)校正因輸送過(guò)程中薄膜位置波動(dòng)而產(chǎn)生的誤差。
② Cu、Ni、Cr膜的檢測(cè)下限：Cu為1.5nm，Ni、Cr為1nm以下，實(shí)現(xiàn)了高靈敏度。
③ 靜態(tài)和動(dòng)態(tài)精度的測(cè)量精度均為CV=5%以下，可高靈敏度地測(cè)量極薄的薄膜。
綜上所述，認(rèn)為該膜厚計(jì)適用于極薄膜厚的在線測(cè)量。此外，據(jù)認(rèn)為它不僅可以應(yīng)用于膜厚測(cè)量，還可以應(yīng)用于電鍍?nèi)芤旱姆治龅取?/span>
推薦裝備
能量色散X射線熒光光譜儀“OURSTEX100FA"
非常適合在線、考古和文化財(cái)產(chǎn)樣品
【特征】 ●可進(jìn)行非破壞性的快速成分分析。 ●無(wú)需接觸即可分析大樣品和不規(guī)則形狀樣品。 ●可以近距離分析彎曲樣品。 ●結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、便于攜帶，便于現(xiàn)場(chǎng)分析。 ●可用100V電源進(jìn)行分析，無(wú)需液氮或冷卻水。 [應(yīng)用實(shí)例] ●考古調(diào)查分析 ●取證分析 ●廢舊材料的材質(zhì)測(cè)定
