JPH06235628A - 蛍光ｘ線膜厚計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 未知試料でも検量線を選択しなくてもそのま
ま膜厚または濃度測定ができるようにする。 【構成】 Ｘ線発生器から出射された一次Ｘ線をコリメ
ータによって目的のビームサイズに絞り、測定試料に照
射し、試料から発生する蛍光Ｘ線をＸ線検出器で計数
し、そのＸ線スペクトルから構成元素を自動同定し、す
でにメモリーに登録されている検量線情報と照らし合わ
せて、適切な検量線を自動選択し、そのＸ線強度によっ
て膜厚または濃度を演算する構成とする。 【効果】 未知試料をセットして測定スタートを指示す
るだけで膜厚、濃度測定が可能となり、操作性がかなり
向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蛍光Ｘ線を利用した電
子部品等の金属被膜の膜厚を測定する蛍光Ｘ線膜厚計に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般的に知られている蛍光Ｘ線膜
厚計は、基板にある成分の膜を形成した試料に表面から
一次Ｘ線を照射し、その試料から発生する蛍光Ｘ線の強
度を測定して、その蛍光Ｘ線の強度から膜厚を測定して
いた。その手順を図２に示す。

【０００３】先ず初めに検量線の作成をする。蛍光Ｘ線
膜厚計にて膜厚測定するものと同一の基板材質に、各膜
厚（２〜３水準）にて同一膜質の膜形成を行い、標準試
料を作成する。そして、その標準試料を蛍光Ｘ線膜厚計
にて、一次Ｘ線を照射して、その照射により標準試料か
ら発生する蛍光Ｘ線を測定する。測定した蛍光Ｘ線の強
度と膜の厚さの関係を求める。この関係が検量線であ
る。

【０００４】種々の試料を蛍光Ｘ線膜厚計にて、試料の
膜厚を測定する場合は、それらの材質（基板と膜材質）
と同様な標準試料を前述と同様に作成し、そして検量線
を求める（標準試料の測定）。そして、それらの検量線
を蛍光Ｘ線膜厚計の記憶手段に登録する（検量線の登
録）。

【０００５】次にサンプルの測定にはいる。本装置によ
り膜厚を求めるサンプル（測定試料）の基板材質および
膜材質を確認する（サンプル素性の確認）。サンプルの
構成から、既に記憶手段に登録されている検量線を選択
する。蛍光Ｘ線膜厚計にサンプルを設置し、一次Ｘ線を
照射し、そして蛍光Ｘ線を検出する（サンプル測定）。
この蛍光Ｘ線強度と、選択された検量線からサンプルの
膜厚を求める（測定結果）。

【０００６】以上のように、サンプルの膜厚を蛍光Ｘ線
膜厚計にて測定する場合、サンプルの構成があらかじめ
既知であることが条件としてあり、あらかじめ作成され
ている検量線群から適用する目的の検量線を選択・指定
する必要があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】あるサンプルの膜厚を
蛍光Ｘ線膜厚計にて測定する場合、そのサンプルの構成
（基板材質とか膜材質）を測定者が確認し、そして記憶
手段に登録されている検量線を選択し・指定して測定し
なければならなかった。測定するサンプルの構成が異な
る度に、検量線を変更する必要があった。

【０００８】本発明は、上記のような従来の欠点を除去
するためになされたもので、被測定物の蛍光Ｘ線スペク
トルを検出直後に解析し、元素の同定を実行し、元素情
報を決定し、すでに登録されている複数の検量線の中か
ら、その情報が一致する検量線を求め、そのまま得られ
た蛍光Ｘ線強度と、その検量線から膜厚を決定すること
により、本当の未知試料でも容易に膜厚を計測すること
ができる蛍光Ｘ線膜厚計を提供することを目的としてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、あらかじめ既知試料の膜厚と蛍光Ｘ線強度
の関係を検量線として記憶しておく蛍光Ｘ線膜厚計にお
いて、少なくとも２種類以上の検量線を記憶できる機能
を有し、被測定物（サンプル）の蛍光Ｘ線スペクトルを
微分処理して構成元素を自動同定し、記憶されている検
量線で利用されている元素情報および蛍光Ｘ線強度情報
と照らし合わせて、最もそれに近い検量線を採用して膜
厚測定を実行する蛍光Ｘ線膜厚計である。

【００１０】

【作用】あらかじめ、複数の検量線を記憶手段に記憶さ
れており、そして蛍光Ｘ線膜厚計にて一次Ｘ線を照射し
て、その照射により発生する蛍光Ｘ線を検出する。検出
された蛍光Ｘ線を微分回路にて波長（エネルギ）で微分
する。この微分にて、サンプルの材質が特定できる。微
分する目的は、蛍光Ｘ線強度にても、試料の構成成分は
特定可能であるが、一次Ｘ線強度等により、バックグラ
ンドの影響により、自動的な特定が困難である。しか
し、検出された蛍光Ｘ線を微分回路にて波長（エネル
ギ）で微分することにより、一次Ｘ線強度等により、バ
ックグランドのあまり影響されず、ピークがでやすく、
サンプルのなかの成分を特定し易い。そして、そこで特
定されたサンプルの成分から、記憶手段に記憶されてい
る複数の検量線を自動的に、特定することができる。そ
して、蛍光Ｘ線膜厚計にて得られたサンプルの蛍光Ｘ線
強度をその検量線に照らして、膜厚を測定することがで
き

【００１１】る。

【実施例】以下、本発明の一実施例について図１に基づ
いて説明する。蛍光Ｘ線膜厚計においては、Ｘ線の分光
方式による分類として、分光結晶を用いた波長分散型
（ＷＤＳ）とＳｉ（Ｌｉ）半導体検出器や比例計数管を
用いたエネルギー分散型（ＥＤＳ）があるが、一次Ｘ線
のコリメートの点から効率の高いＥＤＳ方式が広く用い
られているので、Ｓｉ（Ｌｉ）半導体検出器を利用した
例としてここでは説明する。

【００１２】まず、あらかじめ銅上の金〔Ａｕ、Ｃ
ｕ〕、銅上のニッケル〔Ｎｉ、Ｃｕ〕、銅上のニッ
ケル上の金〔Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｕ〕、銅上のはんだ〔Ｓ
ｎ、Ｐｂ、Ｃｕ〕、４２アロイ上の銀〔Ａｇ、Ｆｅ、
Ｎｉ〕の５種類の検量線が蛍光Ｘ線膜厚計の記憶手段
（メモリ）に登録されている。この検量線は、従来技術
の項で説明したような方法で求めて、記憶手段に、成分
のコードを付けて記憶登録する（標準試料の測定、検量
線の登録）。

【００１３】この場合の元素情報としては、単純に元素
の数と元素名だけでもよい。未知試料の膜厚測定を実行
する前に、最初の数秒の蛍光Ｘ線スペクトルを測定する
（スペクトル測定）。蛍光Ｘ線膜厚計に備えられた微分
回路にてそのスペクトルを波長（エネルギ）で微分処理
する。そして、この各ピークを検出し、自動的にサンプ
ルの成分を、自動同定手段により同定（特定）する（構
成元素自動同定）。この際、ニッケル、銅および金〔Ｎ
ｉ、Ｃｕ、Ａｕ〕の３元素が同定されたとすると、登録
されている検量線の中では、の検量線が構成元素の数
と元素名が一致するので、膜厚演算にはこのの検量線
を適用する（適応検量線チェック）。

【００１４】次に、通常の蛍光Ｘ線膜厚測定方法により
サンプルの膜厚を測定する（サンプル測定）。なお、蛍
光Ｘ線膜厚計の場合、その測定対象に細かい電子部品を
含んでいるため各種サイズに一次Ｘ線を絞るためのコリ
メータを複数個搭載しているが、その場合のコリメータ
の選択は、第１の方法としては一番小さいコリメータ・
サイズで自動同定のための予備測定を実行し、次に目的
のコリメータに切り替えて膜厚測定を実行する方法と、
第２の方法としては試料を置くテーブル材質は金属成分
を含まないプラスチック等の軽元素として、Ｘ線強度的
に最適なコリメータを使用して自動同定の後に目的のコ
リメータで膜厚測定を実行する方法がある。後者は、試
料の大きさを考慮する必要がない。

【００１５】第３の方法は、コリメータ・サイズのみあ
らかじめ入力して、それで自動同定も実際の膜厚測定も
行う方法である。もし、自動同定の結果、Ｐｄ、Ｎｉお
よびＣｕの３元素が同定された場合は、あらかじめ登録
されている検量線群にその対象がないと判断してそのメ
ッセージを出力する。

【００１６】

【発明の効果】本発明により、未知試料でもそのまま試
料をセットして測定スタートを指示するだけで膜厚測定
が可能であり、操作性がかなり向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置におけるサンプル測定のフロー図
である。

【図２】従来のサンプル測定の流れを示すフロー図であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 あらかじめ膜成分と膜厚が知られている
   既知試料から求めた膜厚と蛍光Ｘ線強度の関係である検
   量線を複数記憶しておく記憶手段と、サンプルの蛍光Ｘ
   線スペクトルを微分処理する微分回路と、前記微分回路
   の出力からサンプルの成分を自動同定する自動同定手段
   と、記憶されている検量線で利用されている元素情報お
   よび蛍光Ｘ線強度情報と照らし合わせて、最もそれに近
   い検量線を採用して膜厚測定する蛍光Ｘ線膜厚計。