GIXRF kombiniert mit XRR zur Charakterisierung oberflächennaher Schichten

GIXRF und XRR sind leistungsstarke zerstörungsfreie Techniken zur Charakterisierung dünner Schichten in Tiefen bis zu einigen hundert Nanometern.

Beide Techniken verwenden ein ähnliches Messverfahren, d. h. den Einfallswinkel zu erhöhen und Daten unter verschiedenen Winkeln zu sammeln. Typischerweise ist der Winkelbereich für GIXRF kleiner als für XRR, kann aber leicht erweitert werden.

Die Techniken an sich haben Einschränkungen (d. h. Mehrdeutigkeit des Tiefenprofils für GIXRF, keine Informationen zur elementaren Zusammensetzung für XRR) und in beiden Fällen bleibt ein Teil der erzeugten Strahlung und somit der Informationen ungenutzt. Durch deren Kombination können die zusätzlichen Informationen genutzt werden, um die Unsicherheiten der einzelnen Methoden zu eliminieren.

Die Anforderungen an den Primärstrahl sind für beide Aufbauten ähnlich: geringe Winkel- und Energiedivergenz. Typischerweise werden Multischichten oder Kristalle in Kombination mit mehreren Schlitzen verwendet, um einen monochromatischen und nahezu parallelen Strahl zu erzeugen.

GIXRF kombiniert mit XRR zur Charakterisierung oberflächennaher Schichten

© Atominstitut

Die Verwendung von Daten von beiden Detektoren kombiniert die Vorteile beider Techniken und reduziert damit die Mehrdeutigkeiten des Fitting-Verfahrens, Steigerung des Vertrauens in die gefundene Lösung. Für die Berechnung wurden folgende Parameter verwendet: Dicke d=4,4nm, Dichte ρ=9,7g/cm³, Rauheit σ=0,7nm