專利名稱：一種采用x射線反射儀測(cè)量樣品表面特性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用X射線反射儀的測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
X射線反射儀用來測(cè)定樣品層厚度及其有關(guān)電子密度的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。X射線反射儀的原理最早于1954年由Parratt進(jìn)行描述，到目前為止，該技術(shù)的一個(gè)先決條件是在散射波長(zhǎng)的范圍內(nèi)所用的底面足夠平坦。近來，由于分子尺度上的平坦底面的廣泛使用，如硅片的廣泛使用，使得該技術(shù)得到了普及。目前，表面粗糙度、膜厚度以及曲面密度的測(cè)量主要采用的是原子力顯微鏡，而原子力顯微鏡測(cè)量的缺點(diǎn)是設(shè)備昂貴，測(cè)試速度慢，只能對(duì)平面進(jìn)行研究是一個(gè)重大的缺陷。除此之外，系統(tǒng)地掃描樣品表面意味著測(cè)定樣品厚度通常需要30至60分鐘，因此不適用于在實(shí)踐生產(chǎn)中流水線式的測(cè)量表面層厚度，而且用0-2 0幾何體(反射平面基底的幾何形狀)通常來說十分困難，計(jì)算也較為難、繁瑣耗時(shí)，因此測(cè)量樣品的時(shí)間較長(zhǎng)。這些儀器必須調(diào)整到多個(gè)位置，因此需要消耗大量的能量，從而導(dǎo)致成本增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要解決現(xiàn)有反射儀只能對(duì)平面進(jìn)行研究并且測(cè)量樣品時(shí)間過長(zhǎng)的問題，而提供了一種采用X射線反射儀的測(cè)量方法。采用X射線反射儀測(cè)量樣品表面特性的方法包括以下步驟:一、采用X射線反射儀對(duì)樣品表面進(jìn)行照射；二、反射光強(qiáng)度通過檢測(cè)裝置進(jìn)行檢測(cè)；三、對(duì)檢測(cè)到的反射光強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算并測(cè)量:當(dāng)超過臨界反射角時(shí)，X射線反射儀利用反射光強(qiáng)度指數(shù)衰減作用進(jìn)行測(cè)量，得到測(cè)量數(shù)據(jù)，用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行模擬，并通過Parratt公式進(jìn)行計(jì)算，得到數(shù)學(xué)模型數(shù)據(jù)；其中，所述Parratt公式如下所示:
權(quán)利要求
1.一種采用X射線反射儀測(cè)量樣品表面特性的方法，其特征在于采用X射線反射儀測(cè)量樣品表面特性的方法包括以下步驟: 一、采用X射線反射儀對(duì)樣品表面進(jìn)行照射； 二、反射光強(qiáng)度通過檢測(cè)裝置進(jìn)行檢測(cè)； 三、對(duì)檢測(cè)到的反射光強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算并測(cè)量: 當(dāng)超過臨界反射角時(shí)，X射線反射儀利用反射光強(qiáng)度指數(shù)衰減作用進(jìn)行測(cè)量，得到測(cè)量數(shù)據(jù)，用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行模擬，并通過Parratt公式進(jìn)行計(jì)算，得到數(shù)學(xué)模型數(shù)據(jù)；其中，所述Parratt公式如下所示:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用X射線反射儀測(cè)量樣品表面特性的方法，其特征在于步驟一中所述樣品包括彎曲樣品或者承載彎曲樣品的基底、表面彎曲或者彎曲的薄膜、粗糙度為0 30nm2的基板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種采用X射線反射儀測(cè)量樣品表面特性的方法，其特征在于步驟一中所述樣品至少存在一維彎曲表面或通過偏轉(zhuǎn)而形成一維彎曲表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種采用X射線反射儀測(cè)量樣品表面特性的方法，其特征在于步驟一中所述X射線反射儀的電磁輻射為單色電磁輻射。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種采用X射線反射儀測(cè)量樣品表面特性的方法，其特征在于步驟一中所述X射線反射儀電磁輻射由Cu靶K系射線源或Mo靶K系射線源產(chǎn)生。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種采用X射線反射儀測(cè)量樣品表面特性的方法，其特征在于步驟二中所述檢測(cè)裝置至少被安裝在相對(duì)于樣品曲面兩個(gè)不同角度的位置處。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種采用X射線反射儀測(cè)量樣品表面特性的方法，其特征在于步驟三中所述表面特性 包括樣品厚度、表面粗糙度、樣品特性和表面電子密度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種采用X射線反射儀測(cè)量樣品表面特性的方法，其特征在于步驟一中所述X射線反射儀檢測(cè)器是包括光點(diǎn)二極管、閃爍檢測(cè)器和半導(dǎo)體檢測(cè)器中的一種或其中幾種的組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種采用X射線反射儀測(cè)量樣品表面特性的方法，其特征在于步驟一中的X射線反射儀包括一個(gè)電磁輻射源、至少一個(gè)透鏡或鏡像系統(tǒng)和檢測(cè)裝置。
全文摘要
一種采用X射線反射儀測(cè)量樣品表面特性的方法，本發(fā)明涉及采用X射線反射儀的測(cè)量方法。本發(fā)明是要解決現(xiàn)有反射儀只能對(duì)平面進(jìn)行研究并且測(cè)量樣品時(shí)間過長(zhǎng)的問題，而提供了一種采用X射線反射儀的測(cè)量方法。一、采用X射線反射儀對(duì)樣品表面進(jìn)行照射；二、反射光強(qiáng)度通過檢測(cè)裝置進(jìn)行檢測(cè)；三、對(duì)檢測(cè)到的反射光強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算并測(cè)量；四、對(duì)測(cè)量偏差進(jìn)行校正。本發(fā)明應(yīng)用于光學(xué)測(cè)量領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G01B15/08GK103245310SQ20131015294
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月27日
發(fā)明者賀強(qiáng), 約翰尼斯·福律, 拉爾夫·克勒, 安·柯可卡亞, 肖瑞·庫(kù)伯 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)