TXRF
Die Totalreflexions-Röntgenfluoreszenzanalyse (TXRF) ist eine Methode zur chemischen Analyse von Oberflächen. Monochromatisches Röntgenlicht trifft in einem sehr flachen Winkel < 0,5 ° auf die Oberfläche. Durch die Totalreflexion ist das Eindringen in die Oberfläche gering und eignet sich daher gut für die Messung von Oberflächenkontaminationen. Eine Überlagerung von einfallenden und reflektierenden Röntgenstrahlen verstärkt die Intensität.
Die Röntgenstrahlung schlägt Elektronen aus der inneren Schale eines Atoms heraus. Dabei relaxieren Elektronen aus der äußeren Schale in die innere Schale und emittieren die Röntgenfluoreszenz mit einer spezifischen Energie. Diese Strahlung wird senkrecht über der Probe detektiert. Diese zerstörungsfreie Methode ermöglicht die Detektion geringer Verunreinigungen im Bereich 109 Atome/cm². Oft lassen sich die Messungen so automatisieren, dass mehrere Punkte auf dem Substrat statistisch sicher gemessen werden.
Dabei lassen sich Elemente mit einer Ordnungszahl von weniger als 11 nicht detektieren aufgrund der zu geringen Fluoreszenzausbeute. Zwischen der Ordnungszahl 11 und 32 ist die Intensität gering, welche in einer Vakuum- oder Heliumatmosphäre verbessert werden kann. Elemente bis Ordnungszahl 92 sind dagegen gut messbar, sodass viele kritischen Übergangsmetalle erfasst werden können. Je nach verwendeter Anode (Mo, W, Cr) und Probenmatrix können verschiedene Elemente zusammen detektiert werden. Voraussetzung für die Bestimmung der Konzentration ist eine Kalibrierung mit einem Standard.
Je nach geforderter Nachweisgrenze kann eine Messung vergleichsweise lange dauern, um ein gut aufgelöstes Signal zu erhalten. Die Oberflächen müssen für die Messung sehr glatt und poliert sein, da der Röntgenstrahl sonst unkontrolliert gestreut wird.