DE10013048A1 - Verfahren zur Einstellung einer Lage eines Meßgegenstandes bei der Schichtdickenmessung mit Röntgenfluoreszenz - Google Patents
Verfahren zur Einstellung einer Lage eines Meßgegenstandes bei der Schichtdickenmessung mit RöntgenfluoreszenzInfo
- Publication number
- DE10013048A1 DE10013048A1 DE10013048A DE10013048A DE10013048A1 DE 10013048 A1 DE10013048 A1 DE 10013048A1 DE 10013048 A DE10013048 A DE 10013048A DE 10013048 A DE10013048 A DE 10013048A DE 10013048 A1 DE10013048 A1 DE 10013048A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- distance
- collimator
- brightness
- measurement
- change
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 93
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 57
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 22
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 claims description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- NQLVQOSNDJXLKG-UHFFFAOYSA-N prosulfocarb Chemical compound CCCN(CCC)C(=O)SCC1=CC=CC=C1 NQLVQOSNDJXLKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/22—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
- G01N23/223—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material by irradiating the sample with X-rays or gamma-rays and by measuring X-ray fluorescence
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
- G01N2223/07—Investigating materials by wave or particle radiation secondary emission
- G01N2223/076—X-ray fluorescence
Landscapes
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung einer Lage eines Meßgegenstandes bei der Schichtdickenmessung mit Röntgenfluoreszenz, bei dem ein Strahlengang eines elektronischen Aufzeichnungsgerätes in den Strahlengang der Röntgenstrahlung eingeblendet wird und bei dem die Oberfläche des Meßgegenstandes erfaßt und als ein aus mehreren Bildpunkten bestehendes Bild ausgegeben wird, wobei der Abstand zwischen der Oberfläche und dem Kollimator um einen Betrag einer Wegstrecke verändert wird, während der zumindest einen Änderung des Abstandes zwischen der Oberfläche und dem Kollimator Helligkeitsänderungen der Bildpunkte in zumindest einer Meßebene erfaßt werden, nach der zumindest einen betragsmäßigen Änderung des Abstandes das Maximum der Helligkeitsdifferenz der Bildpunkte eines Bildes ermittelt wird und der Abstand zwischen Kollimator und Meßgegenstand auf die Position des ermittelten Maximums der Helligkeitsdifferenz eingestellt wird.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur einer Lage eines Meßgegenstand bei der
Schichtdickenmessung mit Röntgenfluoreszenz gemäß dem Oberbegriff des An
spruchs 1.
Die Einstellung der richtigen Lage des Meßgegenstandes bezüglich der primären
Röntgenstrahlung und bezüglich des Detektors ist bei einer Messung dünner
Schichten oder Mehrfachschichten für die Richtigkeit der Messung maßgebend.
Für eine derartige Schichtanalyse wird eine Röntgenfluoreszenzstrahlung der ein
zelnen Elemente einer Probe nachgewiesen und in Schichtedicke(n) und Zusam
mensetzung(en) umgerechnet. Hierfür werden Vorrichtungen eingesetzt, welche
eine Röntgenröhre in einem für Röntgenstrahlen im wesentlichen undurchlässigen
Gehäuse aufweisen, wobei durch eine Öffnung in dem Gehäuse ein Austritt eines
Röntgenstrahlenbündels gegeben ist. Durch einen Kollimator wird die Begrenzung
der Röntgenstrahlung auf einen bestimmten Flächenbereich der Probe begrenzt.
In diesem Flächenbereich mit einem definierten Abstand zum Kollimator wird ein
Meßgegenstand auf einem zum Meßkopf, bestehend aus Röntgenröhre, Kolli
mator und den weiteren hierzu erforderlichen Komponenten, bewegbaren Tisch
positioniert. Der Meßkopf weist des weiteren ein Proportionalzählrohr oder einen
Detektor auf, welcher zur Erfassung der Fluoreszenzstrahlung des bestrahlten
Bereichs der Oberfläche dient.
Der Abstand zwischen dem Kollimator und der Oberfläche des Meßgegenstandes
ist für eine exakte Messung auf einen bestimmten Abstand einzustellen, damit die
Fluoreszenzstrahlung mit der hinreichenden Intensität erfaßt werden kann.
Aus der DE 40 03 757 ist eine Einjustierung bekannt geworden, bei welcher der
Kollimator selbst unmittelbar als Teil der Einjustierung verwendet wird. Dabei ist
vorgesehen, daß die Kollimatorspitze gegen die Probe gefahren wird, wobei der
Kollimator aufgrund einer federnden Aufhängung entsprechend zurückweicht. An
schließend wird eine weitere Relativbewegung zwischen Probe und Vorrichtung
gestoppt und die Einrichtung zieht den Kollimator wieder von der Probe ab. Durch
den Betrag der Einfederung des Kollimators kann der Abstand zwischen Kolli
mator und Probe eingestellt werden. Diese Vorrichtung weist den Nachteil auf,
daß es zu einer Beschädigung der Oberfläche kommen kann. Darüber hinaus sind
aufgrund von Fertigungsungenauigkeiten und der Verfahrwege Ungenauigkeiten
in der Einstellung des Abstandes gegeben, wobei sich die Fehler hierbei aufsum
mieren.
Aus einem Prospekt der Firma Veeco Instruments Inc., Ausgabe 1997 ist ebenfalls
eine Vorrichtung zur Messung dünner Schichten durch Röntgenfluoreszenzanaly
se bekannt. Hierbei ist vorgesehen, daß ein Strahlengang eines optischen Auf
zeichnungsgerätes in den Strahlengang der Röntgenstrahlung eingeblendet wird,
um die Oberfläche des Meßgegenstandes betrachten zu können. Bei diesem
Verfahren zur Einstellung des kritischen Abstandes für die Reproduzierbarkeit der
Messungen wird ein Laserstrahl eingesetzt. Dieser Laserstrahl fällt schräg auf die
Oberfläche des Meßgegenstandes ein. Während einer Auf- und Abbewegung des
Meßgegenstandes wandert der Aufsetzpunkt des Laserstrahls beispielsweise auf
der Oberfläche von rechts nach links. In dem Aufzeichnungsgerät ist ein Faden
kreuz eingeblendet, welches auf den Röntgenstrahl einjustiert ist. Sobald nun der
auf der Oberfläche des Meßgegenstandes abgebildete Laser des Laserstrahls mit
dem Fadenkreuz übereinstimmt, ist der exakte Arbeitsabstand eingestellt. Diese
Auf- und Abbewegung des Meßgegenstandes relativ zum Meßkopf kann manuell
durch eine Bedienperson erfolgen, wobei diese Meßergebnisse erhebliche Abwei
chungen in der besagten Einstellung aufweisen.
Des weiteren geht aus diesem Prospekt eine automatische Laserfokussierung
hervor, welche die Reproduzierbarkeit der exakten Einstellung erhöhen soll. Die
ses automatische Laserfokussierverfahren zur Einstellung des Meßabstandes auf
eine Oberfläche eines Meßgegenstandes weist den Nachteil auf, daß die getroffe
ne Fläche bei stark reflektierenden Oberflächen nur schwach sichtbar ist, was zu
einer ungenauen Höheneinstellung führt. Die endliche Größe und Unschärfe der
vom Laser getroffenen Probenoberfläche führt zu Einstellungsfehlern. Des weite
ren ist ein zusätzlicher Laser und eine entsprechende Abschirmung erforderlich.
Nachteilig bei beiden genannten Verfahren ist des weiteren, daß eine Verkippung
der Probenoberfläche nicht erfaßt werden kann.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Einstellen
eines Auftreffpunktes einer Röntgenstrahlung auf einem Meßgegenstand, der
durch einen Abstand eines Kollimators zur Oberfläche des Meßgegenstandes be
stimmt ist, zu schaffen, welches selbständig eine exakte Einstellung dieses Ab
standes ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 ge
löst. Durch die erfindungsgemäß vorgesehenen Schritte zur Durchführung des
Verfahrens kann eine automatische Einstellung der Oberfläche eines Meßgegen
standes in einem definierten Abstand zum Kollimator erfolgen, wobei für die Posi
tionierung der Oberfläche der Meßgegenstandes zum Kollimator eine hohe Wie
derholgenauigkeit gegeben ist. Darüber hinaus können durch die Erfassung der
Helligkeitsänderungen der Bildpunkte eines Bildes zusätzliche Fehlerquellen eli
miniert werden, wie dies beispielsweise bei der Laserfokussierung hinsichtlich des
Auftreffpunktes gegeben ist. Des weiteren kann auch die Wiederholungsgenauig
keit gegenüber der manuellen Fokussierung wesentlich verbessert werden. Durch
die Auswertung der Helligkeitsänderungen der Bildpunkte, während der Änderung
des Abstandes zwischen der Oberfläche des Meßgegenstandes und dem Kolli
mator kann ohne eine zusätzliche Apparatur eine automatische Einstellung erfol
gen. Hierfür wird das elektronische Aufzeichnungsgerät, welches einen in den
Strahlengang der Röntgenstrahlung eingeblendeten Strahlengang aufweist, verwendet,
damit die exakte Einstellung des Abstandes zwischen Kollimator und
Meßgegenstand durchgeführt wird. Durch die Ermittlung des
Maximums der Helligkeitsdifferenz der Bildpunkte der erfaßten Bilder fest defi
nierter Abstand der Oberfläche des Meßgegenstandes zum Kollimator eingestellt
werden. Der Strahlengang des elektronischen Aufzeichnungsgerätes ist vorteil
hafterweise derart einjustiert, daß der Brennpunkt in einer Meßebene liegt, welche
den exakten Abstand zum Kollimator aufweist. Beim Ermitteln eines Maximums
der Helligkeitsdifferenz kann sichergestellt sein, daß ein scharfes Bild durch das
Aufzeichnungsgerät erfaßt wird, und daß dadurch dann der definierte Abstand
eingestellt ist. Durch die vorteilhafte Zuordnung der Helligkeitsänderung der Bild
punkte in einer Meßebene zu einer Z-Koordinate ist ermöglicht, daß nach Ermitt
lung eines Maximums der Helligkeitsdifferenz der Bildpunkte eines Bildes während
einem Durchlaufen der Wegstrecke ist eine exakte Einstellung des Abstandes
durch eine Positionierung der Oberfläche des Meßgegenstandes und dem Kolli
mator zueinander ermöglicht.
Die Aufgabe der Erfindung wird ebenso durch ein alternatives Verfahren nach den
Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst. Die Erfassung der Helligkeitsänderungen der
Bildpunkte zumindest einer Meßebene sowie die Ermittlung des Maximums erfolgt
in Analogie zu dem Verfahren gemäß dem Anspruch 1. In Abweichung hierzu ist
eine Zuordnung des Bildes in einer Meßebene zu einer Z-Koordinate nicht vorge
sehen. Vorteilhafterweise wird das Maximum der Helligkeitsdifferenz der Bild
punkte eines Bildes ermittelt und ein weiteres Mal der Abstand zwischen der
Oberfläche und dem Kollimator verändert, wobei hier eine Richtungsänderung
vorgesehen ist. Während der Änderung dieses Abstandes nähert sich die Hellig
keitsdifferenz der Bildpunkte eines Bildes in den jeweiligen Meßebenen wiederum
dem Maximum an. Sobald durch einen Vergleich das aktuelle Maximum mit dem
Maximum übereinstimmt, welches bei der ersten Änderung des Abstandes ermit
telt wurde, wird die Änderung des Abstandes unterbrochen, wodurch eine Scharf
stellung des Bildes und somit ein definierter Abstand eines Kollimators zur Ober
fläche des Meßgegenstandes eingestellt wird.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß wäh
rend einer Änderung des Abstandes zwischen Kollimator und Oberfläche Einzelmessungen
zur Helligkeitsänderung der Bildpunkte jedes Bildes durchgeführt wer
den und die Einzelmessung in zeitlich frei vorwählbaren Intervallen oder nahezu
durchgehend durchgeführt werden. Dadurch kann die Menge der zu verarbeiten
den Informationen einerseits als auch die Geschwindigkeit der betragsmäßigen
Änderungen einer vorzugsweise frei einstellbaren vorwählbaren Wegstrecke ande
rerseits bestimmbar sein.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß
zur Ermittlung des Maximalwertes der Helligkeitsdifferenz einer Meßebene inner
halb einer Wegstrecke die Bildpunkte y1 bis yN in einem Differenzverfahren ein
Funktionswert F gemäß der Funktion F = Σ (yi - yrechter Nachbar)2 + Σ (yi - yoberer Nach
bar)2 bestimmt wird, wobei yi der Helligkeitswert der benutzten Bildpunkte ist. Da
durch kann die Helligkeitsdifferenz zwischen einem rechten und einem oberen
Nachbarn ermittelt werden, so daß bei der Bildung der Helligkeitsdifferenz die ge
samte Information der Bildpunkte erfaßt wird. Diese ermittelte Funktionswert wird
für den Vergleich zu weiteren durch Einzelmessungen ermittelten Funktionswerten
ausgewertet.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Än
derung des Abstandes zwischen Kollimator und Oberfläche des Meßgegenstan
des einer Wegstrecke entspricht, der zumindest einmal den exakten Abstand zwi
schen Kollimator und Oberfläche des Meßgegenstandes durchlaufen wird. Auf
grund der vorteilhaften Einstellung des Strahlenganges des elektronischen Auf
zeichnungsgerätes, deren Brennpunkt in der Oberfläche des Meßgegenstandes
liegt, der dem exakten Abstand eines Kollimators zur Oberfläche des Meßgegen
standes entspricht, wird ermöglicht, daß eine erste Unschärfe beispielsweise
oberhalb und eine weitere Unschärfe des Brennpunktes beispielsweise unterhalb
der Oberfläche des Meßgegenstandes erhalten wird, wodurch das im Brennpunkt
liegende Maximum der Helligkeitsdifferenz mit Sicherheit ermittelt werden kann.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß
die Einzelmessung aus mehreren Einzelbildern in einem Zeitintervall gemittelt
wird, und daß ein Mittelwert aus den Werten der Einzelbilder gebildet wird. Da
durch können mögliche Störausflüsse sowie Rauschen aufgrund streuender Werte
minimiert werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß
während der Einzelmessung die Änderung des Abstandes beibehalten wird. Da
durch kann eine ruckfreie Änderung erfolgen, wodurch gleichzeitig die Qualität für
die Erfassung der Helligkeitsänderungen der Bildpunkte erhöht sein kann. Des
weiteren kann in Abhängigkeit der Zeitintervalle eine Echtzeiterfassung für die
Einzelmessung erfolgen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß
die Änderung des Abstandes bei der Grobsuche eines Maximums der Helligkeits
differenzen mit einer erhöhten Geschwindigkeit durchgeführt wird. Dadurch kann
in einer ersten Annäherung eine etwaige Lage des exakten einzustellenden Ab
standes zwischen dem Kollimator und der Oberfläche des Meßgegenstandes er
mittelt werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen,
daß für eine Feinsuche, die im Abstand zwischen dem Kollimator und der Oberflä
che des Meßgegenstandes nach Durchführung der Grobsuche mit einer Rück
stellgeschwindigkeit auf einen zweiten Ausgangspunkt zurückgesetzt wird. Diese
Rückstellgeschwindigkeit ist vorteilhafterweise größer als die Geschwindigkeit der
Grobsuche ausgebildet, so daß eine schnelle Durchführung der Einstellung er
möglicht wird.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen,
daß die Feinsuche gegenüber der Grobsuche reduzierten Geschwindigkeit durch
geführt wird. Dadurch kann ermöglicht werden, daß in wesentlich engeren Schrit
ten die Einzelmessungen zur Ermittlung des Funktionswertes F durchgeführt wer
den. Nach Durchlaufen der Feinsuche wird das Maximum dadurch ermittelt, daß
der Nulldurchgang der ersten Ableitung näherungsweise per Interpolation berech
net wird. Durch gegebenenfalls bildtypische Unsicherheiten, wie beispielsweise
Rauschen, können formal mehrere Maxima auftreten, die jedoch durch Glätten
verhindert werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens gemäß Anspruch
1 ist vorgesehen, daß nach der Feinsuche das Maximum der Grob- und der Fein
suche miteinander verglichen werden und ein Verfahrweg errechnet wird, um wel
chen der Abstand zwischen Kollimator und Oberfläche um das Maß verändert
wird, um welches der Abstand während der Feinsuche nach Durchlaufen des
Maximums verändert ist. Dadurch kann nach der Feinsuche eine unmittelbare
Einstellung des korrekten Abstandes gegeben sein.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens gemäß dem An
spruch 1 ist vorgesehen, daß vor Beginn der Grobsuche ein voreingestellter Ab
stand zwischen Kollimator und Oberfläche des Meßgegenstandes um einen Be
trag vergrößert wird. Dadurch kann sichergestellt werden, daß bei der sich daran
anschließenden Grobsuche mit hoher Sicherheit ein Maximum durchlaufen wird,
wobei während der Vergrößerung des Abstandes beobachtet wird, ob die Hellig
keitsdifferenzen abnehmen. Dadurch kann gleichzeitig festgestellt werden, daß
der Startpunkt für die Durchführung einer Messung unterhalb des Brennpunktes
des exakten Abstandes liegt, um im Anschluß daran eine sichere Einstellung zu
ermöglichen. Würden die Helligkeitsdifferenzen ansteigen, würde das Verfahren
gestoppt und dem Benutzer angezeigt werden, daß eine andere Position vorge
wählt wird, um die Einstellung durchzuführen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Verfahren gemäß dem An
spruch 1 und 2 ist vorgesehen, daß die zur Erfassung der Helligkeitsdifferenz in
einem Bild ermittelten Bildpunkte, in einzelnen Feldern getrennt erfaßt werden.
Dadurch kann ermöglicht sein, daß durch einen Vergleich der einzelnen Felder
miteinander die Orientierung der Oberfläche des Meßgegenstandes ermittelt wird.
Die lagerichtige Orientierung ist insbesondere bei Mehrfachschichten-Messungen
sowie bei der Messung sehr dicker Schichten von Bedeutung. Durch die Erfas
sung der Orientierung der Probenoberfläche können Ungenauigkeiten aufgrund
von einer gegenüber idealen rechtwinkligen Orientierung der Meßebene zum
Röntgenstrahl ausgeglichen werden.
Dafür ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß in jedem Feld ein Wert der maxima
len Helligkeitsänderung erfaßt wird. Dadurch kann ein Vergleich zwischen den
einzelnen Feldern ermöglicht sein. Sofern beispielsweise zwei zu einander be
nachbarte Felder, die gleiche Helligkeitsänderung aufweisen, kann daraus ge
schlossen werden, daß dieser Bereich keine Höhendifferenz aufweist. Sofern
mehrere Felder einen annähernd gleichen Wert einer Helligkeitsänderung aufweisen,
wird ermittelt, daß die ebene Oberfläche der Meßgegenstandes eine lage
richtige Orientierung, also senkrecht zum Röntgenstrahl positioniert ist.
Nach weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß zu
mindest eine Aufteilung in vier Felder gewählt wird und zur Charakterisierung der
Koeffizienten aus einen rechten Paar Einzelfelder und einem linken Paar Einzel
felder sowie die Koeffizienten aus einem oberen und einem unteren Paar Einzel
felder gebildet wird. Dadurch wird die Verkippung oder die Orientierung der Ober
fläche des Meßgegenstandes charakterisiert. Vorteilhafterweise ist vorgesehen,
daß die Summe der quadrierten Koeffizienten mit einer Konstanten verglichen
wird, welche ein Maß für die Rechtwinkligkeit der Oberfläche zum Röntgenstrahl
bildet. In Abhängigkeit der Konstanten kann die Toleranz größer oder kleiner vor
gebildet werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen,
daß die Helligkeitsdifferenzen innerhalb eines jeden Feldes erfaßt und mit den
benachbarten Feldern verglichen wird und die Orientierung ermittelt wird, wobei
ein Tisch mit einer Neigungskorrektur in eine XY-Ebene zum Kollimator angesteu
ert wird. Dadurch kann eine Einjustierung einer gegenüber der idealen Ebene zum
Röntgenstrahl abweichenden Orientierung der Oberfläche ermöglicht sein.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den weiteren Ansprüchen angege
ben.
Anhand der nachfolgenden Zeichnungen werden besonders bevorzugte Ausfüh
rungsformen des Verfahrens näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Messen dünner
Schichten durch Röntgenstrahlung,
Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Strahlenganges einer elektroni
schen Anzeigeeinrichtung, deren Brennpunkt in einer Oberfläche
eines Meßgegenstandes liegt,
Fig. 3 eine schematische Darstellung gemäß Fig. 2, bei welcher der
Brennpunkt oberhalb der Oberfläche liegt,
Fig. 4 eine schematische Darstellung gemäß Fig. 2, bei der der Brenn
punkt unterhalb der Oberfläche liegt,
Fig. 5 eine schematische Darstellung von aufeinanderfolgenden Verfah
rensschritten zur Einstellung des Abstandes zwischen Kollimator
und Oberfläche des Meßgegenstandes,
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer alternativen Aneinanderrei
hung von Verfahrensschritten gemäß Fig. 5,
Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Ablaufs eines weiteren alter
nativen Verfahrens zur Einstellung eines Auftreffpunktes einer
Röntgenstrahlung auf einen Meßgegenstand,
Fig. 8 u. 9 eine schematische Darstellung eines Bildes einer Einzelmessung
mit einer Aufteilung eines Meßfeldes in beispielsweise vier Ein
zelfelder zur Ermittlung der Orientierung und
Fig. 10 u. 11 eine schematische Darstellung einer alternativen Anordnung von
Einzelfeldern innerhalb eines Bildes zur Ermittlung der Orientie
rung bei konvexen oder konkaven Oberflächen.
In Fig. 1 ist eine Vorrichtung 11 zur Messung dünner Schichten oder zur Schicht
dickenanalyse durch Röntgenstrahlung, insbesondere durch Röntgenfluoreszenz
strahlung dargestellt. Eine derartige Vorrichtung 11 weist eine Röntgenröhre 12
zur Erzeugung von Röntgenstrahlen in einem Gehäuse 13 auf. Über eine Öffnung
in dem Gehäuse 13 tritt ein Röntgenstrahlbündel aus und trifft auf eine Oberfläche
14 eines Meßgegenstandes 16. Durch einen in einem definierten Abstand 26 zur
Oberfläche 14 angeordneten Kollimator 17 wird ein bestimmter Flächenbereich
der Röntgenstrahlung auf der Oberfläche 14 des Meßgegenstandes 16 begrenzt.
Von einem Proportionalzählrohr 18 oder einem anderen Detektor wird die von der
bestrahlten Probe emittierte Fluoreszenzstrahlung erfaßt und ausgewertet.
Die Vorrichtung 11 weist ein elektronisches Anzeigegerät 21 aus, deren Strahlen
gang 22 über einen halbdurchlässigen Spiegel 23 in den Strahlengang der Rönt
genstrahlung eingeblendet und auf eine Oberfläche 14 des Meßgegenstandes 16
gerichtet ist. Durch dieses Anzeigegerät 21 kann auf einem nicht näher darge
stellten Monitor das Bild der Oberfläche 14 wiedergegeben werden.
Für die Genauigkeit der Schichtdickenmessung ist erforderlich, daß ein exakter
Abstand 26 zwischen der Oberfläche 14 des Meßgegenstandes 16 und dem Kol
limator 17 eingestellt ist, welcher den Auftreffpunkt einer Röntgenstrahlung auf
einem Gegenstand bestimmt. Dieser Abstand 26 wird an einer Vorrichtung einmal
festgelegt. Es ist anschließend erforderlich, daß dieser Abstand 26 immer wieder
genau eingestellt wird. Dies beruht u. a. auch darauf, daß eine bestimmte Position
des Proportionalzählrohres 18 zur Erfassung der emittierenden Sekundärstrahlung
erforderlich ist, um eine Mindestintesität der Strahlung erfassen. Die Komponen
ten, wie beispielsweise Röhre 12, Gehäuse 13, Kollimator 17, Proportionalzählrohr
18 bilden einen Meßkopf 27. Der Meßgegenstand 16 ist dem gegenüber auf ei
nem in drei Dimensionen bewegbaren Tisch 28 angeordnet. Die nachfolgenden
Ausführungsformen werden ausgehend von einem feststehenden Meßkopf 27 und
einem bewegbaren Tisch 28, insbesondere in der Z-Koordinate, also der Verringe
rung oder Vergrößerung des Abstandes 26 beschrieben. Es versteht sich, daß
ebenso der Tisch 28 fest angeordnet und der Meßkopf 27 variabel hierzu, oder
daß sowohl der Meßkopf 27 als auch der Tisch 28 zueinander bewegt werden
können bzw., daß ein Teil der Bewegung der Tisch 28, ein Teil der Bewegung der
Meßkopf 27 oder sonstige variable Bewegungsmuster vorgesehen sein können.
In Fig. 2 ist der Strahlengang 22 von dem elektrischen Anzeigegeräte 21 zur
Oberfläche 14 dargestellt. In dieser Einstellung liegt ein Brennpunkt 31 in einer
Meßebene 32, welche der Oberfläche 14 in dieser Position entspricht. Das Anzei
gegerät 21 ermittelt ein scharfes Bild der Oberfläche 14. In dieser Position der
Oberfläche 14 ist auch eine exakte Einstellung des Abstandes 26 zwischen dem
Kollimator 17 und der Oberfläche 14 gegeben. Somit ist der exakte Arbeitsabstand
26 bei der größtmöglichsten Scharfstellung gegeben.
Das durch das Anzeigegerät 21 erfaßte Bild wird in einzelnen Pixeln ausgelesen.
Dies kann beispielsweise über einen CCD-Kamerachip erfolgen, wobei über eine
Frame-Grabber-Karte digitalisierte Signale zu einer Graphikkarte übermittelt wer
den können, wobei dies ohne Prozessorunterstützung erfolgen kann.
In Abhängigkeit der Positionierung der Oberfläche 14 kann die durch den Brenn
punkt 31 gebildete Meßebene 32 oberhalb der Oberfläche 14 liegen, wie dies bei
spielsweise in Fig. 3 dargestellt ist oder unterhalb der Oberfläche 14, wie dies
beispielsweise in Fig. 4 dargestellt ist. Je weiter die Meßebene 32 von der Ober
fläche 14 entfernt ist, desto größer wird die Unschärfe und desto geringer werden
Helligkeitsdifferenzen zwischen den einzelnen Bildpunkten yN, wobei N der Zahl
der Bildpunkte entspricht, welche für die nachfolgend noch zu erläuternde Aus
wertung in einem Meßfeld 36 ausgelesen werden. Je weiter die
Meßebene 32 von der Oberfläche 14 entfernt ist, desto unschärfer wird das er
faßte Bild und desto geringer werden die Helligkeitsdifferenzen zwischen dem je
weils zu einander benachbarten Bildpunkten. Im Umkehrschluß bedeutet dies, daß
bei Anordnung der Meßebene 32 in der Oberfläche 14 die Helligkeitsdifferenzen
am größten sind und dieses Maximum die Scharfstellung des Bildes einerseits
bzw. durch die Korrelation mit der Position der Oberfläche 14 für einen exakten
Abstand 26 steht.
Es werden somit sämtliche Bildpunkte rausgelesen und ein Funktionswert F nach
folgender Gleichung bestimmt: F = Σ (yi - yrechter Nachbar)2 + Σ(yi - yoberer Nachbar)2, wo
bei yi der Helligkeitswert eines Bildpunktes ist. Dieser wird beispielsweise mit ei
nem rechten Nachbarn einerseits und einem oberen Nachbarn andererseits ver
glichen. Es kann ebenso vorgesehen sein, daß anstelle des rechten Nachbarn der
linke Nachbar und anstelle des oberen Nachbarn der untere Nachbar gewählt
wird. Somit kann über den Funktionswert F die Summe der Helligkeitsdifferenzen
ermittelt werden.
Bei einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform des Verfahrens ist vorge
sehen, daß eine Position der Oberfläche 14 in Bezug auf die z-Achse erfaßt wird.
Daraus ergibt sich, daß der Funktionswert F sich ändert, wodurch sich ergibt, daß
F = f(Z) ist. Dadurch ergibt sich eine erste Ausführungsform zur Durchführung des
Verfahrens zur Einstellung eines Auftreffpunktes einer Röntgenstrahlung auf einen
Meßgegenstand. Bei dieser Ausführungsform wird die Z-Koordinate, entlang wel
cher der Röntgenstrahl verläuft als weitere Kenngröße berücksichtigt. Das Verfah
ren zur Einstellung eines Auftreffpunktes einer Röntgenstrahlung auf einen Meß
gegenstand in einem definierte Abstand 26 zwischen dem Kollimator 17 und der
Oberfläche 14 kann folgendermaßen erfolgen:
Der Tisch 28 mit dem Meßgegenstand 16 wird in eine Position übergeführt, in wel
cher die Meßebene 32 oberhalb der Oberfläche 14 des Meßgegenstandes 16
liegt. Diese Ausgangsposition 41 ist in Fig. 5 dargestellt. Nunmehr wir der Tisch
28 entlang der Z-Koordinate auf den Kollimator 17 zubewegt, bis eine erste Zwi
schenposition 42 erreicht ist, welche beispielsweise einer Position gemäß Fig. 4
entspricht. Der Betrag der Wegstrecke ist frei wählbar. Dieser weist jedoch eine
Mindestverfahrstrecke auf, damit mit Sicherheit der exakte Abstand 26 zwischen
Kollimator 17 und der Oberfläche 14 durchlaufen wird. Die Verfahrgeschwindigkeit
kann bei einem ersten Verfahrensschritt, der als Grobsuche ausgebildet ist, relativ
schnell erfolgen. Zwischen der Ausgangsposition 41 und der ersten Zwischenpo
sition 42 werden vorteilhafterweise durchgehend Einzelmessungen durchgeführt,
wobei die Einzelmessung aus beispielsweise zwei oder mehreren Einzelwerten
innerhalb eines definierten Intervalls ermittelt werden, so daß die Einzelmessung
aus einem Mittelwert von mehreren Einzelwerten besteht. Diese Einzelmessungen
der Bilder werden entsprechend der Funktion F ausgewertet. Nach dem Durch
laufen der Grobsuche wird ein Maximum ermittelt, in dem der Nulldurchgang der
ersten Ableitung näherungsweise per Interpolation berechnet wird. Dieses erste
Maximum wird abgespeichert. Anschließend wird der Tisch 28 in eine zweite Zwi
schenposition 43 übergeführt, von welcher aus eine Feinsuche bis zur dritten Zwi
schenposition 44 erfolgt. Die Fahrgeschwindigkeit des Tisches 28 für die Feinsu
che ist wesentlich langsamer als bei der Grobsuche. Es werden wiederum Einzel
messungen der Bilder durchgeführt und gemäß dem Verfahren der Grobsuche
ausgewertet. Des weiteren wird wiederum das Maximum ermittelt. Aufgrund der
Erfassung der Z-Koordinate ist nunmehr die Position 44 des Tisches bekannt.
Ebenso ist die Z-Koordinate des Maximums der Feinsuche bekannt, welches vor
teilhafterweise mit der Grobsuche verglichen wird. Anschließend wird der Tisch 28
von der Zwischenposition 44 unmittelbar in eine Position 45 übergeführt, wodurch
der exakte Abstand 26 zwischen der Oberfläche 14 des Meßgegenstandes 16 und
dem Kollimator 17 eingestellt ist.
Der Vorteil dieser Verfahrensweise, bei der die Grobsuche als auch die Feinsuche
eine gleiche Bewegungsrichtung des Tisches 28 aufweisen, ist eine höhere Ge
nauigkeit der Ermittlung des Maximums und somit des exakten Abstandes 26.
Ebenso kann die Annäherung auf das Maximum ebenfalls die gleiche Bewegungs
richtung wie die der Grob- und Feinsuche aufweisen.
Eine weitere alternative Durchführung des Verfahrens ist in Fig. 6 dargestellt. Vor
Beginn der Messung wird eine erste Verfahrstrecke zwischen einem Startpunkt 40
und der Ausgangsposition 41 durchgeführt. Dadurch wird erkannt, daß die Vorein
stellung ordnungsgemäß erfolgt ist. Durch Abnahme der Helligkeitsdifferenz der
Bildpunkte zwischen dem Punkt 40 und 41 aufgrund der größer werdenden Un
schärfe wird sichergestellt, daß der Tisch 28 sich von dem Kollimator 17 wegbe
wegt. Dadurch kann gleichzeitig sichergestellt sein, daß der Tisch 28 nicht gegen
den Kollimator 17 läuft, sofern der Betrag der Unschärfe größer wird. Im Anschluß
daran können die Verfahrensschritte zu Fig. 5 durchgeführt werden.
Eine weitere alternative Ausgestaltung des Verfahrens zu Einstellung eines Auf
treffpunktes einer Röntgenstrahlung auf einen bestimmten Abstand 26 zwischen
dem Kollimator 17 und der Oberfläche 14 des Meßgegenstandes 16 ist nachfol
gend näher beschrieben und beispielhaft an Fig. 7 erläutert:
Die Grobsuche als auch Feinsuche, wie diese in Fig. 5 und 6 beschrieben ist,
sowie auch eine Rückwärtsbewegung aus einer ersten Zwischenposition 42 in
eine zweite Zwischenposition 43 erfolgt in Analogie zu den Ausführungsformen
des Verfahrens gemäß Fig. 5 und 6. Das vorliegende Verfahren erfolgt ohne der
Zuordnung des Funktionswertes F einer Z-Koordinate. Nach der Grobsuche zwi
schen der Ausgangsposition 41 und der ersten Zwischenposition 42 erfolgt eine
schnelle Rückstellung in die zweite Zwischenposition 43. Anschließend erfolgte
eine Feinsuche, während dieser der Funktionswert F mit dem Maximum des
Funktionswertes F mit dem der Grobsuche verglichen wird. Nachdem während der
Feinsuche das Maximum des Funktionswerts F erreicht wird, der im wesentlichen
dem der Grobsuche entspricht, wonach im Anschluß daran die Feinsuche ge
stoppt wird. Dadurch ist die Oberfläche 14 wiederum zum Kollimator 17 in dem
Abstand 26 positioniert. Das Anhalten des Tisches 28 kann auch dann erfolgen,
wenn das Maximum geringfügig überschritten ist, um sicherzustellen, daß keine
Unschärfen als Maximum interpretiert werden.
Eine weitere Alternative der Fig. 5 und 6 kann darin bestehen, daß die Grob
suche bei der ersten Zwischenposition 42 beginnt und bis zur zweiten Position 43
durchgeführt wird. Anschließend erfolgt die Feinsuche bis zur Zwischenposition 44
und die Positionierung zu Punkt 45.
Alle vorgenannten Ausführungsformen des Verfahrens gemäß den Fig. 5 bis 7
haben gemeinsam, daß die Grob- und oder Feinsuche ein oder mehrmals wieder
holt werden können, wobei auch die Verfahrgeschwindigkeit und Anzahl der Mes
sungen während eine Grob- und einer Feinsuche variiert werden können. Je häu
figer eine Suche nach dem Maximum durchgeführt wird, desto exakter kann der
Abstand 26 zum Kollimator 27 eingestellt werden. In Abhängigkeit der Genauig
keitsanforderungen können somit ein oder mehrere Verfahrensschritte aneinan
dergereiht werden, um die Genauigkeit noch weiter zu erhöhen, wobei die Zeit
dauer bis zur Positionierung der Oberfläche 14 des Meßgegenstandes 16 in einer
Endlage zum Kollimator 17 mit dem exakten Abstand 26 ansteigt.
Für die Auswertung der Bildpunkte eines Bildes ist vorteilhafterweise ein Bereich
36 gewählt, der mindestens die Größe des Auftreffpunktes einer Röntgenstrahlung
aufweist. Die Größe des Bildes kann wahlweise eingestellt werden. Ebenso kann
diese Auswertung der wahlweise Bildpunkte erfolgen, wenn die Oberfläche ge
zoomt bzw. in einer vergrößerten Abbildung auf einem Monitor sichtbar gemacht
wurde.
Je differenzierter die Bildbereiche für die Auswertung der Helligkeitsdifferenz der
Bildpunkte gewählt werden, desto sicherer kann die Einstellung auf den richtigen
Abstand 26 erfolgen.
Des weiteren kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, daß mit dem vorgenannten
Verfahren zur Ermittlung eines Maximums in Bezug auf die Helligkeitsdifferenz der
Bildpunkte in einem Bereich derart weitergebildet werden, daß eine Orientierung
der Oberfläche 14 erfaßt wird. Hierzu ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß der
Bereich 36 in vier einzelne Felder 51, 52, 53, 54 beispielsweise gemäß Fig. 8
untergliedert ist, wobei das Maximum der Helligkeitsdifferenz für jedes Feld ge
sondert ermittelt wird.
Eine optimale Ausrichtung der Oberfläche 14 ist dann gegeben, wenn die Meße
bene 32 der Oberfläche 14 rechtwinklig zur Z-Koordinate ausgerichtet ist. Durch
einen Vergleich, der beispielsweise Felder 51, 52, 53, 54 gemäß Fig. 8 bzw. de
ren Maximum durch die erste Ableitung, wird für jedes Feld ein Z-Wert zugeord
net. Sofern diese Werte innerhalb einer gewissen Fehlertoleranz gleich sind, wird
daraus geschlossen, daß die Orientierung nahezu ideal, d. h. senkrecht zur optischen
Achse der Beobachtungsoptik des Anzeigegerätes 21 bzw. zum Röntgen
strahl ausgerichtet ist. Dies kann beispielsweise durch Standardabweichungen der
Z-Werte überwacht sein.
Die Charakterisierung der Verkippung bzw. die Ermittlung der Orientierung hin
sichtlich der Abweichung von der idealen Meßebene kann beispielsweise dadurch
erfolgen, daß ein Koeffizient K1 zwischen den rechten und linken Feldern 51, 53,
52, 54 gebildet wird gemäß der Gleichung K1 = (z51' + z53')/(z52' + z54') - 1, sowie
ein Koeffizient K2 zwischen den oberen und unteren Feldern 51, 52, 53, 54, wo
durch die Gleichung K2 = (z51' + z52')/(z53' + z54') - 1 gebildet wird. Durch die
Prüfung gemäß (K1)2 + (K2)2 < C läßt sich die Verkippung der Oberfläche des
Meßgegenstandes ermitteln. Hierbei ist eine Konstante C vorgesehen, welche zu
vor empirisch für eine ideal ebene und ausgerichtete Probe nach der Formel x =
(K1)2 + (K2)2 ermittelt wird. Hierbei können Meßreihen beispielsweise 5, 10, 15
oder 20 Messungen umfassen. Die Konstante C soll dann beispielsweise den
dreifachen Mittelwert von X betragen. Nachdem die Bedingungen erfüllt sind, kann
eine Scharfstellung auf einen Mittelwert (z51' + z52' + z53' + z54)/4 erfolgen.
Alternativ kann vorgesehen sein, daß durch Auslesen der einzelnen Bildpunkte
innerhalb der Felder 51, 52, 53, 54 der Grad der Verkippung ermittelt wird, um im
Anschluß daran einen Kipptisch, der zumindest zwei Bewegungsfreiheitsgrade
aufweist, nachzuregeln, so daß die Oberfläche rechtwinklig zur z-Koordinate posi
tioniert werden kann.
Eine alternative Ausführungsform zu Fig. 8 ist in Fig. 9 dargestellt. Es können
ebenso mehrere Felder 51, 52, 53, 54 in Zeilen und Spalten vorgesehen sein, um
größere ebene Meßfelder 36 bezüglich deren Verkippung mit einer Einzelmessung
zu erfassen.
Eine weitere alternative Anordnungen von Feldern 51, 52, 53, 54, 55 für die Aus
lesung eines Bildes einer Einzelmessung ist in den Fig. 10 und 11 dargestellt.
Diese Anordnungen sind vorteilhafterweise zur Erfassung von konvex oder konkav
gekrümmten Oberflächen vorgesehen. Eine Scharfstellung des Bildes erfolgt vor
teilhafterweise aufgrund der Ableitung des z55-Wertes des zentralen Feldes 55.
Die Verkippung kann in Analogie zu den in Fig. 8 und 9 beschriebenen Feldern
51, 52, 53, 54 überwacht werden. Weitere Kombinationen und Anordnungen der
Felder zur Ermittlung der Orientierung als auch des Verlaufs von Oberflächen
können ebenso vorgesehen sein.
Claims (22)
1. Verfahren zur Einstellung einer Lage eines Meßgegenstandes bei der
Schichtdickenmessung mit Röntgenfluoreszenz,
bei dem ein Strahlengang eines elektronischen Aufzeichnungsgerätes in den
Strahlengang der Röntgenstrahlung eingeblendet wird und bei dem die
Oberfläche des Meßgegenstandes erfaßt und als ein aus mehreren Bild
punkten bestehendes Bild ausgegeben wird,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß der Abstand (26) zwischen der Oberfläche (14) und dem Kollimator (17) um einen Betrag einer Wegstrecke verändert wird,
- - daß während der zumindest einen Änderung des Abstandes (26) zwi schen der Oberfläche (14) und dem Kollimator (17) Helligkeitsänderungen der Bildpunkte in zumindest einer Meßebene (32) erfaßt werden,
- - daß nach der zumindest einen betragsmäßigen Änderung des Abstandes (26) das Maximum der Helligkeitsdifferenz der Bildpunkte eines Bildes er mittelt wird und
- - daß der Abstand (26) zwischen Kollimator (17) und Oberfläche (14) des Meßgegenstands (16) auf die Position des ermittelten Maximums der Hel ligkeitsdifferenz eingestellt wird.
2. Verfahren zur Einstellung einer Lage eines Meßgegenstandes bei der
Schichtdickenmessung mit Röntgenfluoreszenz,
bei dem ein Strahlengang eines elektronischen Aufzeichnungsgerätes in den Strahlengang der Röntgenstrahlung eingeblendet wird und bei dem die Oberfläche des Meßgegenstandes erfaßt und als ein aus mehreren Bild punkten bestehendes Bild ausgegeben wird,
dadurch gekennzeichnet,
bei dem ein Strahlengang eines elektronischen Aufzeichnungsgerätes in den Strahlengang der Röntgenstrahlung eingeblendet wird und bei dem die Oberfläche des Meßgegenstandes erfaßt und als ein aus mehreren Bild punkten bestehendes Bild ausgegeben wird,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß der Abstand (26) zwischen der Oberfläche (14) und dem Kollimator (17) um einen Betrag einer Wegstrecke verändert wird,
- - daß während der zumindest einen Änderung des Abstandes (26) zwi schen der Oberfläche (14) und dem Kollimator (17) Helligkeitsänderungen der Bildpunkte in zumindest einer Meßebene (32) erfaßt werden,
- - daß nach der zumindest einen betragsmäßigen Änderung nach der Ände rung des Abstandes (26) das Maximum der Helligkeitdifferenz der Bild punkte eines Bildes ermittelt wird,
- - daß eine zur Erfassung der Helligkeitsänderung entgegengesetzte Rich tung zur Änderung des Abstandes (26) gewählt wird und
- - daß die Änderung des Abstandes (26) unmittelbar beim Erreichen des Maximums der Helligkeitsdifferenz gestoppt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß während
einer Änderung des Abstandes (26) zwischen Kollimator (17) und Oberfläche
(14) Einzelmessungen zur Erfassung von Helligkeitsänderungen der Bild
punkte jedes Bildes durchgeführt werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß zur Ermittlung des Maximalwertes der Helligkeitsdifferenz in
einer Meßebene die Bildpunkte in einem Differenzverfahren gemäß der
Funktion F = Σ(yi - yrechter Nachbar)2 + Σ(yi - yoberer Nachbar)2 bestimmt werden,
wobei yi der Helligkeitswert der Bildpunkte ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Änderung des Abstandes (26) zwischen Kollimator (17)
und der Oberfläche (24) des Meßgegenstandes (16) einem Betrag der Meß
strecke entspricht, bei welchem zumindest der im Abstand (26) zum Kolli
mator (17) liegende Brennpunkt (31) durchlaufen wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Einzelmessung aus mehreren Einzelbildern in einem vor
zugsweise frei wählbaren Zeitintervall ermittelt wird und daß ein Mittelwert
aus den Werten der Einzelbilder gebildet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß während der Einzelmessung die Geschwindigkeit für die Ab
standsänderung zwischen Kollimator (17) und Oberfläche (14) des Meßge
genstandes (16) konstant gehalten wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Änderung des Abstandes (26) bei einer Grobsuche eine
erste Ermittlung eines Maximums der Helligkeitsdifferenz mit einer erhöhten
Geschwindigkeit durchgeführt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Kollimator (17) und die Oberfläche (16) nach einer ersten
Zwischenposition (42) mit einer Rückstellgeschwindigkeit auf eine zweite
Zwischenposition zurückgesetzt wird, die vorzugsweise nahe der Startpositi
on ist.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Rückstellgeschwindigkeit gleich oder größer als die der
Grobsuche eingestellt wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Feinsuche mit einer gegenüber der Grobsuche reduzierten
Geschwindigkeit durchgeführt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Durchfahren
des Brennpunktes (31) zwischen dem Kollimator (17) und der Oberfläche
(14) des Meßgegenstandes (16) die Feinsuche gestoppt wird und die Ober
fläche (14) des Meßgegenstandes (16) auf die dem Maximum zugeordnete
z-Koordinate eingestellt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor einem Beginn
der Grobsuche ein voreingestellter Abstand zwischen dem Kollimator (17)
und der Oberfläche (14) des Meßgegenstandes (16) vergrößert wird.
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des
Abstandes (26) zwischen Kollimator (17) und Oberfläche (14) entlang einer
z-Koordinate erfolgt und die Einzelmessung eines Bildes einem Zeitpunkt ei
ner entsprechenden z-Koordinate zugeordnet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß während der
Feinsuche ein Vergleich zwischen dem ermittelten Maximalwert der Grobsu
che durchgeführt wird und daß bei einem Minimum der Differenz der Maxi
malwerte die Änderung des Abstandes (26) zwischen dem Kollimator (17)
und der Oberfläche (14) des Meßgegenstandes (16) gestoppt wird.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die in einem Bild erfaßten Bildpunkte zur Ermittlung der Hellig
keitsdifferenz in einzelnen Feldern (51, 52, 53, 54, 55) getrennt erfaßt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Feld
(51, 52, 53, 54, 55) ein Wert der maximalen Helligkeitsänderung erfaßt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß zumin
dest eine Aufteilung in vier Felder (51, 52, 53, 54) gewählt wird und zur Cha
rakterisierung einer Verkippung der Koeffizient K1 = (z51' + z53')/(z52' + z54')
- 1 und der Koeffizient K2 = (z51' + z52')/(z53' + z54') - 1 der Einzelfelder ge
bildet werden.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet,
daß die Koeffizienten K1 und K2 gemäß der Formel (K1)2 + (K2)2 < C ausge
wertet werden.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstante
durch Messungen einer Referenzoberfläche ermittelt wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet,
daß die Helligkeitsdifferenz innerhalb eines jeden Feldes (51, 52, 53, 54, 55)
erfaßt und mit dem benachbarten Feld (51, 52, 53, 54) verglichen wird und
daß die Winkelabweichung in Koordinaten umgerechnet wird, durch welche
ein den Meßgegenstand (16) aufnehmender Kipptisch angesteuert wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Ermittlung der Orientierung von konvex oder konkav gekrümmten
Oberflächen von Meßgegenständen (16) ein zentrales Feld (55) und vier den
Seitenkanten oder den Ecken zugeordnete Felder (51, 52, 53, 54) vorgese
hen sind, wobei das zentrale Feld zur Einstellung des Abstandes (26) aus
gewertet wird und die daran angrenzenden wenigstens vier Felder (51, 52,
53, 54) zur Ermittlung der Verkippung ausgewertet werden.
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10013048A DE10013048A1 (de) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | Verfahren zur Einstellung einer Lage eines Meßgegenstandes bei der Schichtdickenmessung mit Röntgenfluoreszenz |
CH00304/01A CH695958A5 (de) | 2000-03-17 | 2001-02-21 | Verfahren zur Einstellung einer Lage eines Messgegenstandes bei der Schichtdickenmessung mit Röntgenfluoreszenz. |
FR0103206A FR2806472B1 (fr) | 2000-03-17 | 2001-03-09 | Procede de reglage de la position d'un instrument de mesure lors de la mesure de l'epaisseur de couche avec un fluorescence x |
GB0105917A GB2365525B (en) | 2000-03-17 | 2001-03-09 | Method of setting a position of an object of measurement in layer thickness measurement by X-ray fluorescence |
CNB011114002A CN1193209C (zh) | 2000-03-17 | 2001-03-16 | 在用x射线荧光测量薄层厚度中设定被测对象位置的方法 |
JP2001077907A JP2001304844A (ja) | 2000-03-17 | 2001-03-19 | X線蛍光による層厚測定において測定対象の位置を設定する方法 |
US09/812,476 US6370221B2 (en) | 2000-03-17 | 2001-03-19 | Method of setting a position of an object of measurement in layer thickness measurement by X-ray fluorescence |
HK02100575.1A HK1039172B (zh) | 2000-03-17 | 2002-01-25 | 在用x射線熒光測量薄層厚度中設定被測對象位置的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10013048A DE10013048A1 (de) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | Verfahren zur Einstellung einer Lage eines Meßgegenstandes bei der Schichtdickenmessung mit Röntgenfluoreszenz |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10013048A1 true DE10013048A1 (de) | 2001-09-20 |
Family
ID=7635117
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10013048A Withdrawn DE10013048A1 (de) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | Verfahren zur Einstellung einer Lage eines Meßgegenstandes bei der Schichtdickenmessung mit Röntgenfluoreszenz |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6370221B2 (de) |
JP (1) | JP2001304844A (de) |
CN (1) | CN1193209C (de) |
CH (1) | CH695958A5 (de) |
DE (1) | DE10013048A1 (de) |
FR (1) | FR2806472B1 (de) |
GB (1) | GB2365525B (de) |
HK (1) | HK1039172B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010011633B4 (de) * | 2009-03-18 | 2020-09-24 | Helmut Fischer GmbH Institut für Elektronik und Messtechnik | Messstativ und Verfahren zu dessen elektrischer Ansteuerung |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7023954B2 (en) * | 2003-09-29 | 2006-04-04 | Jordan Valley Applied Radiation Ltd. | Optical alignment of X-ray microanalyzers |
DE102005020567A1 (de) * | 2005-04-30 | 2006-11-09 | Katz, Elisabeth | Verfahren und Vorrichtung zur Online-Bestimmung des Aschegehalts einer auf einem Födermittel geförderten Substanz und Vorrichtung zur Durchführung einer Online-Analyse |
JP5235447B2 (ja) * | 2008-02-22 | 2013-07-10 | 株式会社日立ハイテクサイエンス | X線分析装置及びx線分析方法 |
DE102014102684A1 (de) * | 2014-02-28 | 2015-09-03 | Helmut Fischer GmbH Institut für Elektronik und Messtechnik | Verfahren zur Messung eines Messobjektes mittels Röntgenfluoreszenz |
CN104020184B (zh) * | 2014-04-04 | 2017-03-01 | 苏州三值精密仪器有限公司 | 一种上照式x荧光光谱仪及其控制方法 |
CN110849845A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-02-28 | 佛山科学技术学院 | 一种在线检测控制复合微结构阵列微成型的装置及方法 |
CN113791098B (zh) * | 2021-11-16 | 2024-03-26 | 四川大学 | 一种多特征表面分析装置 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3123685A1 (de) * | 1980-06-19 | 1982-03-18 | Fuji Electric Co., Ltd., Kawasaki, Kanagawa | Verfahren zur wanddicken-messung von rohrfoermigen gegenstaenden |
US4860329A (en) * | 1986-02-24 | 1989-08-22 | Upa Technology, Inc. | X-ray fluorescence thickness measuring device |
JPH0682468B2 (ja) * | 1987-08-31 | 1994-10-19 | キヤノン株式会社 | 光学的情報記録再生装置 |
US4962518A (en) * | 1987-12-07 | 1990-10-09 | Twin City International, Inc. | Apparatus for measuring the thickness of a coating |
DE68907924T2 (de) * | 1988-01-20 | 1993-11-11 | Horiba Ltd | Röntgenstrahlvorrichtung, ausgestattet mit einem Strahlungsbereich-Monitor. |
US5309495A (en) * | 1992-03-18 | 1994-05-03 | Helmut Fischer | Positioning device for an x-ray thickness measuring system |
JP2696044B2 (ja) * | 1992-07-14 | 1998-01-14 | 株式会社ミツトヨ | 合焦検出方法、これを用いた非接触変位測定方法及び装置 |
JPH06318340A (ja) * | 1993-05-08 | 1994-11-15 | Sony Corp | 搬送装置及び組立加工装置 |
JPH0861943A (ja) * | 1994-08-19 | 1996-03-08 | Nippon Steel Corp | X線測定装置 |
DE19710420C2 (de) * | 1997-03-13 | 2001-07-12 | Helmut Fischer Gmbh & Co | Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Dicken dünner Schichten mittels Röntgenfluoreszenz |
JPH11148809A (ja) * | 1997-11-13 | 1999-06-02 | Komatsu Ltd | 共焦点光学装置及びその検出器アレイの傾き調整方法 |
JP2000056236A (ja) * | 1998-08-05 | 2000-02-25 | Toray Ind Inc | 焦点合わせ装置および方法並びに光学定数測定装置および顕微鏡 |
-
2000
- 2000-03-17 DE DE10013048A patent/DE10013048A1/de not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-02-21 CH CH00304/01A patent/CH695958A5/de not_active IP Right Cessation
- 2001-03-09 GB GB0105917A patent/GB2365525B/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-03-09 FR FR0103206A patent/FR2806472B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 2001-03-16 CN CNB011114002A patent/CN1193209C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2001-03-19 JP JP2001077907A patent/JP2001304844A/ja active Pending
- 2001-03-19 US US09/812,476 patent/US6370221B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-01-25 HK HK02100575.1A patent/HK1039172B/zh not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010011633B4 (de) * | 2009-03-18 | 2020-09-24 | Helmut Fischer GmbH Institut für Elektronik und Messtechnik | Messstativ und Verfahren zu dessen elektrischer Ansteuerung |
DE102010064719B3 (de) | 2009-03-18 | 2022-06-30 | Helmut Fischer GmbH Institut für Elektronik und Messtechnik | Verfahren zur elektrischen Ansteuerung eines Messstativs |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1314580A (zh) | 2001-09-26 |
FR2806472B1 (fr) | 2007-11-16 |
US20010022829A1 (en) | 2001-09-20 |
GB2365525A (en) | 2002-02-20 |
JP2001304844A (ja) | 2001-10-31 |
GB0105917D0 (en) | 2001-04-25 |
CH695958A5 (de) | 2006-10-31 |
FR2806472A1 (fr) | 2001-09-21 |
HK1039172A1 (en) | 2002-04-12 |
US6370221B2 (en) | 2002-04-09 |
HK1039172B (zh) | 2005-09-02 |
GB2365525B (en) | 2004-01-21 |
CN1193209C (zh) | 2005-03-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102012217240B4 (de) | Vorrichtung zum Messen einer dreidimensionalen Form | |
DE10047211B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Positionsbestimmung einer Kante eines Strukturelementes auf einem Substrat | |
DE102012101301B4 (de) | Vorrichtung zur berührungslosen Kantenprofilbestimmung an einem dünnen scheibenförmigen Objekt | |
DE3123703C2 (de) | ||
DE102004059526B4 (de) | Vermessungseinrichtung und Verfahren nach dem Grundprinzip der konfokalen Mikroskopie | |
EP1597539B1 (de) | Verfahren und optisches system zur vermessung der topographie eines messobjekts | |
DE69508248T2 (de) | Autofokussystem für abtastmikroskopie | |
DE2910875C2 (de) | Verfahren zur automatischen Scharfeinstellung | |
WO1998044375A2 (de) | Konfokale mikroskopische anordnung | |
DE102016202928B4 (de) | Verbessertes Autofokusverfahren für ein Koordinatenmessgerät | |
DE112014007223T5 (de) | Abstandssensor, Abstandserfassungsvorrichtung und Abstandserfassungsverfahren | |
DE10204367B4 (de) | Autofokusmodul für mikroskopbasierte Systeme und Autofokusverfahren für ein mikroskopbasiertes System | |
DE69813363T2 (de) | Apparat zur Messsung eines optischen Merkmals einer zu prüfenden Linse | |
EP1668315A1 (de) | Optisches verfahren und vorrichtung zum bestimmen der struktur einer oberfl che | |
DE10013048A1 (de) | Verfahren zur Einstellung einer Lage eines Meßgegenstandes bei der Schichtdickenmessung mit Röntgenfluoreszenz | |
DE2623651A1 (de) | Verfahren und einrichtung zur messung der relativen raeumlichen lage von elementen eines bildes | |
DE19924259C2 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung des Füllstandes eines Flüssigkeitsbehälters | |
DE102011101509C5 (de) | Verfahren zur optischen Vermessung einer Welle | |
WO2007076780A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur visualisierung von positionen auf einer oberfläche | |
DE10309544A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur optischen Profilmessung eines Objektes mittels Linientriangulation | |
EP4010145A1 (de) | Verfahren zum analysieren einer werkstückoberfläche für einen laserbearbeitungsprozess und eine analysevorrichtung zum analysieren einer werkstückoberfläche | |
DD253688A1 (de) | Optische anordnung und verfahren zur lichtelektrischen entfernungseinstellung | |
WO2003052347A2 (de) | Verfahren zur dreidimensionalen messung einer oberfläche | |
DE112020004455T5 (de) | Prüfvorrichtung und Prüfverfahren | |
WO1995022040A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum optischen untersuchen einer oberfläche |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: IMMOBILIENGESELLSCHAFT HELMUT FISCHER GMBH & CO. K |
|
8130 | Withdrawal |