使用多角度x射线反射散射测量(XRS)用于测量周期结构的方法和系统与流程

文档序号:11850800阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种通过X射线反射散射测量以测量样本的方法,所述方法包括:

使入射X射线束撞击具有周期结构的样本以生成散射X射线束,所述入射X射线束同时提供多个入射角和多个方位角;以及

收集所述散射X射线束中的至少部分。

2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述入射X射线束是具有近似在20-40度范围内的会聚角的会聚X射线束。

3.根据权利要求2的所述方法,其中,所述会聚X射线束的中心轴相对于所述样本具有固定的非零入射角和零方位角。

4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述会聚X射线束的中心轴与水平面有近似在10-15度范围内的固定的非零入射角。

5.根据权利要求2的所述方法,其中,所述会聚X射线束的中心轴相对于所述样本具有固定的非零入射角和非零方位角。

6.根据权利要求5所述的方法,其中,所述会聚X射线束的中心轴与水平面有近似在10-15度范围内的固定的非零入射角。

7.根据权利要求1所述的方法,其中,所述入射X射线束是具有近似在2-10度范围内的会聚角的会聚X射线束。

8.根据权利要求7的所述方法,其中,所述会聚X射线束的中心轴相对于所述样本具有固定的非零入射角和零方位角。

9.根据权利要求7所述的方法,其中,所述会聚X射线束的中心轴相对于所述样本具有固定的非零入射角和非零方位角。

10.根据权利要求8所述的方法,所述方法进一步包括:

将所述会聚X射线束的中心轴定位为相对于所述样本在固定的非零入射角下的非零方位角;并且,随后,

使所述会聚X射线束撞击所述样本以生成第二散射X射线束;以及

收集所述第二散射X射线束中的至少部分。

11.根据权利要求10所述的方法,其中,收集所述散射X射线束中的部分包括对于所述样本收集第0阶而不是第1阶衍射数据,并且其中,收集所述第二散射X射线束中的部分包括对于所述样本收集第1阶而不是第0阶衍射数据。

12.根据权利要求1所述的方法,其中,使所述入射X射线束撞击包括使具有近似1keV或更低能量的低能量X射线束撞击。

13.根据权利要求12所述的方法,其中,使所述低能量X射线束撞击包括从由碳(C)、钼(Mo)以及铑(Rh)组成的组合中选择的源生成所述低能量X射线束。

14.根据权利要求12所述的方法,进一步包括:

在使所述低能量X射线束撞击所述样本之前,使用环形多层单色器聚焦所述低能量X射线束,所述环形多层单色器提供近似+/-30度的入射角范围和近似+/-10度的方位角范围。

15.根据权利要求14所述的方法,其中,所述低能量X射线束在聚焦与撞击之间不校准。

16.根据权利要求14所述的方法,其中,聚焦所述低能量X射线束包括使所述低能量X射线束以小于在零度的标称第一阶角的角度的入射角范围撞击所述样本。

17.根据权利要求14所述的方法,其中,所述环形多层单色器提供近似+/-20度的入射角范围。

18.根据权利要求1所述的方法,其中,收集所述散射X射线束中的部分包括使用二维检测器同时对从所述多个入射角和所述多个方位角散射的所述散射X射线束中的部分的散射信号强度进行采样。

19.根据权利要求18所述的方法,进一步包括:

通过散射解相对于采样的所述散射信号强度的反演,估计所述样本的周期结构的形状。

20.根据权利要求1所述的方法,其中,使所述入射X射线束撞击所述样本包括使波长小于所述周期结构的周期的X射线束撞击。

21.一种用于通过X射线反射散射测量以测量样本的系统,所述系统包括:

X射线源,用于生成具有近似1keV或更低能量的X射线束;

样本架,用于定位具有周期结构的样本;

单色器,放置在所述X射线源与所述样本架之间,所述单色器用于聚焦所述X射线束以将入射X射线束提供至所述样本架,所述入射X射线束同时具有多个入射角和多个方位角;以及

检测器,用于收集来自所述样本的散射X射线束中的至少部分。

22.根据权利要求21所述的系统,其中,所述X射线源包括并且电子枪指向阳极,所述阳极包括从由碳(C)、钼(Mo)以及铑(Rh)组成的组合中选择的材料。

23.根据权利要求21所述的系统,其中,所述单色器是提供近似+/-30度的入射角范围和近似+/-10度的方位角范围的环形多层单色器。

24.根据权利要求23所述的系统,其中,所述环形多层单色器提供近似+/-20度的入射角范围。

25.根据权利要求21所述的系统,其中,在所述单色器与所述样本架之间没有介入其间的校准器。

26.根据权利要求21所述的系统,其中,所述单色器相对于所述样本架放置,以提供具有中心轴相对于所述样本的周期结构具有固定的非零入射角和零方位角的会聚X射线束。

27.根据权利要求21所述的系统,其中,所述单色器相对于所述样本架放置,以提供具有中心轴相对于所述样本的周期结构具有固定的非零入射角和非零方位角的会聚X射线束。

28.根据权利要求21所述的系统,其中,所述样本架能旋转以改变所述X射线束的中心轴相对于所述样本的周期结构的方位角。

29.根据权利要求21所述的系统,其中,所述样本架能旋转以提供伴随同心旋转的正交操作,每次测量使能两个或更多样本旋转。

30.根据权利要求21所述的系统,其中,所述检测器是二维检测器,用于同时对从所述多个入射角和所述多个方位角散射的所述散射X射线束中的部分的散射信号强度进行采样。

31.根据权利要求30所述的系统,进一步包括:

耦接至所述二维检测器的处理器,所述处理器用于通过散射解相对于采样的所述散射信号强度的反演估计所述周期结构的形状。

32.根据权利要求21所述的系统,其中,所述单色器包括布置在玻璃基板上的交替的金属(M)层和碳(C)层,其中M是从钴(Co)和铬(Cr)组成的组合中选择的。

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