[发明专利]使用XPS和XRF技术的多层和多过程信息的前馈

说明书

公开了使用XPS和XRF技术的多层和多过程信息的前馈。在示例中，薄膜表征的方法包括测量用于具有在基底上方的第一层的样品的第一XPS和XRF强度信号。基于第一XPS和XRF强度信号确定第一层的厚度。组合用于第一层的信息和用于基底的信息以估计有效基底。测量用于具有在基底上方的第一层上方的第二层的样品的第二XPS和XRF强度信号。方法还涉及基于第二XPS和XRF强度信号确定第二层的厚度，该厚度考虑了有效基底。

本申请是申请日为2015年6月19日、国际申请号为PCT/US2015/036619、发明名称为“使用XPS和XRF技术的多层和多过程信息的前馈”的PCT申请的中国国家阶段申请的分案申请，该中国国家阶段申请进入中国国家阶段的进入日为2017年2月23日、申请号为201580045322.0，其全部内容结合于此作为参考。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年6月24日提交的美国临时申请第62/016,211号的权益，其全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本发明的实施方式在半导体计量范围内，并且具体地，用于使用X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy)(XPS)分析和X射线荧光(X-ray fluorescence)(XRF)分析技术的多层和多过程信息的前馈(feed-forward)的方法和系统。

背景技术

X射线光电子能谱(XPS)是定量光谱技术，其测量存在于材料内的元素的元素组成、经验公式、化学状态和电子状态。可以通过用X射线的波束照射材料，同时测量动能和从顶部(例如，1nm至10nm的被分析的材料)逃逸的电子数量来获得XPS光谱。XPS分析通常采用单色铝(monochromatic aluminum)Kα(AlKα)X射线，其可以通过利用聚焦的电子束轰击铝阳极表面而产生。然后，通过聚焦单色仪拦截所产生的AlKαX射线的一小部分，并将窄的X射线能量带聚焦到样品表面上的分析部位上。样品表面处的AlKα X射线的X射线通量取决于电子束电流、铝阳极表面的厚度和完整性以及单色仪的晶体质量、尺寸和稳定性。

X射线荧光(XRF)是来自通过用较高能量的X射线或γ射线轰击已激发的材料的特征性“辅助”(或荧光)X射线的发射。该现象广泛用于元素分析和化学分析，特别是在用于金属、玻璃、陶瓷和建筑材料的调查中以及用于地球化学、司法科学和考古学中的研究中。

XPS分析和XRF分析各自具有它们自己的优点。然而，在基于XPS和/或XRF检测的分析方面需要发展。

发明内容

一个或多个实施方式涉及用于使用XPS和XRF技术的多层和多过程信息的前馈的方法和系统。

在实施方式中，薄膜表征的方法包括测量用于具有在基底上方的第一层的样品的第一XPS和XRF强度信号。第一XPS和XRF强度信号包括用于第一层和用于基底的信息。方法还涉及基于第一XPS和XRF强度信号确定第一层的厚度。方法还涉及组合用于第一层和用于基底的信息以估计有效基底。方法还涉及测量用于具有在基底上方的第一层上方的第二层的样品的第二XPS和XRF强度信号。第二XPS和XRF强度信号包括用于第二层的信息、用于第一层的信息和用于基底的信息。方法还涉及基于第二XPS和XRF强度信号确定第二层的厚度，该厚度考虑了(accounting for)有效基底。

在另一个实施方式中，用于表征薄膜的系统包括用于产生X射线束的X射线源。系统还包括用于在所述X射线束的路径中定位样品的样品保持器。系统还包括用于收集通过用所述X射线束轰击所述样品而产生的X射线光电子能谱(XPS)信号的第一检测器。系统还包括用于收集通过用所述X射线束轰击所述样品产生的X射线荧光(XRF)信号的第二检测器。系统还包括配置为基于XPS和XRF信号确定样品的第二层的厚度的计算装置。确定厚度考虑了基于样品的第一层和基底估计出的有效基底，第一层和基底在样品的第二层的下方。