DE19710420A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Dicken dünner Schichten mittels Röntgenfluoreszenz - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Dicken dünner Schichten mittels RöntgenfluoreszenzInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen der
Dicken dünner Schichten mittels Röntgenfluoreszenz, wobei
eine die zu untersuchende Schicht aufweisende Probe unter
Sicht positioniert wird und anschließend Röntgenstrahlung
auf die zu untersuchende Schicht gerichtet wird und
ausgesandte Fluoreszenzstrahlung mittels eines Detektors
detektiert und die Schichtdicke bestimmt, sowie eine
Vorrichtung zur Schichtdickenmessung mittels Röntgen
fluoreszenz mit einer Röntgenröhre, einem Detektor und
einer Beobachtungseinrichtung mit einem Fokussierelement.
Derartige Verfahren und Vorrichtungen dienen zur Messung
der Dicke und auch der Zusammensetzung von Röntgenfluo
reszenz erzeugenden Schichten, insbesondere galvanischen
Schichten im Mikrometerbereich. Die Zusammensetzung kann
auch von Legierungsschichten bestimmt werden.
Bei bekannten Vorrichtungen und den bekannten Verfahren
ist es notwendig, daß die Oberfläche des Werkstücks eine
feste Entfernung zum Detektor und zur Röntgenquelle (die
beide fest miteinander verbunden sind) aufweist. Wenn
Werkstücke unterschiedlicher Höhe oder Stärke untersucht
werden müssen, so muß der Abstand des Probentisches zum
Detektor bzw. zur Strahlenquelle verändert werden, damit
die der Strahlenquelle und dem Detektor zugewandte Werk
stückoberfläche immer einen konstanten Abstand zur Strah
lenquelle aufweist. Dies kann dadurch geschehen, daß der
das Werkstück tragende Probentisch oder aber der Detektor
und Strahlenquelle enthaltende Meßkopf in z-Richtung,
also in Richtung der Röntgenstrahlung, bewegt wird. Die
Sollentfernung wird mit optischen Mitteln kontrolliert.
Dies geschieht beispielsweise dadurch, daß Meßkopf oder
Probentisch bewegt werden, bis die Oberfläche des Werk
stücks im Fokus einer Kamera liegt, also durch eine Optik
scharf gesehen wird.
Es sind weiterhin Vorrichtungen zur Dickenmessung mittels
Röntgenfluoreszenz bekannt, die mit mehreren festen
Meßabständen arbeiten können. Für bestimmte Anwendungen
werden kürzere Meßabstände gewünscht, da die Meßempfind
lichkeit für dünnere Schichten dann besser ist und bei
festem Kollimator der Meßfleck wegen der Divergenz des
Primär-Röntgenstrahlbündels kleiner ist. Bei längeren
Meßabständen ist die Meßempfindlichkeit für dickere
Schichten besser; darüber hinaus können auch Vertiefungen
in der Werkstückoberfläche bzw. der Beschichtung gemessen
werden.
Das Nachfahren von Meßkopf und Probentisch ist mit
einem hohen mechanischen Aufwand verbunden, da eine
präzise Bewegung und Positionierung von Massen von eini
gen kg durchgeführt werden muß. Die Bewegung kann daher
auch nur langsam erfolgen, so daß sie eine erhebliche
Zeit benötigt, die vergleichbar oder größer als die
Meßzeit ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, bei denen der
konstruktive Aufwand zum präzisen Verfahren eines Proben
tisches bzw. des Meßkopfes unterbleibt und keine zeitauf
wendige Positionierung von Werkstückträger bzw. Meßkopf
erforderlich ist.
Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe bei einem
Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß
bei der Positionierung der Probe eine Fokussierung durch
Einstellen eines Fokussierelements entlang seiner opti
schen Achse erfolgt und die Position des Fokussierele
ments bei sich im Fokus befindender Schicht erfaßt wird.
Eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art sieht zur Lösung
der Aufgabe vor, daß das Fokussierelement entlang seiner
optischen Achse beweglich gelagert ist und mit einer
Positionsmeßvorrichtung versehen ist.
Durch die Erfindung wird erreicht, daß ein Werkstück bzw.
die Beschichtung seiner Oberfläche in beliebigem Abstand
vom Meßkopf analysiert werden kann, da eine Fokussierung
lediglich durch Bewegen eines Fokussierelements, wie
insbesondere einer Linse, bewirkt wird, die viel schnel
ler bewegt werden kann, da sie nur eine geringe Masse
hat. Darüber hinaus wird die Position des Fokussierele
mentes bei erfolgter Fokussierung erfaßt, wodurch der
Abstand der Werkstückoberfläche vom Detektor bzw. Rönt
gengerät bestimmt werden kann und daher eine Messung in
beliebigem Abstand durchgeführt werden kann.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht dabei
vor, daß die Position des Fokussierelements elektrisch
erfaßt wird. Hierzu kann ein Potentiometer, vorzugsweise
ein Drehpotentiometer, vorgesehen sein, das mit einem
Drehkopf verbunden ist, mit dem die Linearposition des
Fokussierelements in Richtung seiner optischen Achse
verstellt wird, beispielsweise über einen Zahnriemenan
trieb oder eine Spindel. In weiterer bevorzugter Ausge
staltung des Verfahrens ist vorgesehen, daß die Fokussie
rung automatisch erfolgt. Vorrichtungsmäßig sieht die
erfindungsgemäße Vorrichtung hierzu vor, daß die Beobach
tungseinrichtung eine Autofokussiereinrichtung aufweist.
Die Fokussierung kann in verschiedener Weise erfolgen. In
bevorzugter Ausgestaltung geschieht dies dadurch, daß das
Fokussierelement in eine Position verfahren wird, in der
die Oberfläche des Werkstücks in einem durch das Fokus
sierelement erzeugten Bild einen maximalen Kontrast
zeigt.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine
Korrektur der tatsächlichen Schichtdickenmessung unter
Heranziehung der mittels der Positioniermeßvorrichtung
bestimmten Position des Fokussierelements vorgenommen
wird. Dies kann in konkreter Weise dadurch geschehen, daß
die Korrektur der Schichtdickenmessung durch eine Trans
formation T (z, z0) des beim tatsächlichen Meßabstand z der
Schicht vom Detektor erhaltenen Fluoreszenzstrahlungs
spektrums sp (z) auf ein Spektrum sp (z0) für einen ge
wünschten Meßabstand z0 entsprechend
sp (z0) = T (z, z0) sp (z)
erfolgt. Die Erfindung sieht vorrichtungsmäßig hierzu
eine Einrichtung zur Korrektur der Schichtdickenmessung
mittels der durch die Positionseinrichtung gemessenen
Position der Fokussiereinrichtung vor, wobei die Einrich
tung zur Korrektur eine Einrichtung zur Transformation
T (z, z0) der beim tatsächlichen Meßabstand der zu bestim
menden Schicht vom Detektor erhaltenen Spektrum sp (z) auf
ein Meßergebnis sp (z0) für einen gewünschten Meßabstand
z0 entsprechend
sp (z0) = T (z, z0) sp (z)
aufweist. Der gewünschte oder vorgegebene Meßabstand z0
kann dabei ein solcher sein, bei dem die Vorrichtung
kalibriert wurde. sp (z) bezeichnet dabei das im tatsäch
lichen Abstand z gemessene Fluoreszenzspektrum und ist
beispielsweise ein Vektor mit 256 Komponenten, die der
Impulshöhenverteilung und damit der Energieverteilung
eines Proportionalzählrohr-Detektors entspricht. sp (z0)
ist dann das Spektrum für den Abstand, bei dem die Kali
brierung der Vorrichtung vorgenommen wurde. T (z, z0) ist
der Transformationsoperator, der das Spektrum sp (z)
welches im Abstand z gemessen wurde, so umrechnet, als ob
es im gewünschten Abstand z0 gemessen worden wäre.
Durch die Erfindung wird es insbesondere möglich, rönt
genfluoreszenzfähige Schichten in einem beliebigen Ab
stand zu messen, ohne daß eine Fluoreszenzintensität des
Grundwerkstoffes des Werkstückes meßbar ist, weil bei
spielsweise die Deckschichten eine solche Fluoreszenz zu
stark absorbieren oder wenn der Grundwerkstoff keine
meßbare Fluoreszenzstrahlung emittiert.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich
aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschrei
bung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter
Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert ist.
Dabei zeigt:
Fig. 1 den schematischen Aufbau einer er
findungsgemäßen Vorrichtung; und
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm des erfindungs
gemäßen Verfahrens.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Messen dünner
Schichten mittels Röntgenfluoreszenz weist eine Röntgen
röhre 2 mit einer Kathode 3 und einer Anode 4 auf, von
der ein Röntgenstrahl 6 auf einen zu untersuchenden
Gegenstand 7 gerichtet wird, der auf einem Grundwerkstoff
8 im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Deckschichten
9, 11 aus unterschiedlichen Materialien aufweist.
Zwischen der Röntgenröhre 2 und dem Werkstück 7 ist ein
Kollimator 12 angeordnet, mit dem ein enger Bereich aus
dem Röntgenstrahl 6 ausgeblendet wird, um so einen eng
begrenzten Röntgenfleck 13 auf und im Werkstück 7 (ein
schließlich seiner Schichten 9, 11) zu erzeugen.
Zwischen Röntgenröhre 2 und Kollimator 12 ist weiterhin
ein Umlenkspiegel 14 angeordnet, der eine Öffnung 16
aufweist, durch die der Röntgenstrahl 6 hindurchtritt.
Über den Umlenkspiegel 14 kann der Auftreffpunkt 13 des
Röntgenstrahls 6 beobachtet werden.
Die Vorrichtung weist weiterhin einen Detektor 17 auf,
der als Proportionalzählrohr ausgebildet ist und die
durch den Röntgenstrahl 6 in den Schichten 9, 11 und bei
dünnen Schichten auch im Grundkörper 8 erzeugte Fluores
zenzstrahlung 18 empfängt und entsprechend der Energie
der Strahlung impulsförmige Signale 19 abgibt, deren Höhe
der Energie eines Fluoreszenzquants proportional ist. Die
Signale 19 werden in einer Auswertungseinheit 21 verar
beitet und können auf einem Bildschirm 22 beispielsweise
als Impulshöhenverteilung 23 dargestellt werden. Zusätz
lich werden in einem Teilfenster 24 des Bildschirms 22
die gemessenen Dicken der Schichten 9, 11 angezeigt;
diese können weiterhin über einen angeschlossenen Drucker
(nicht dargestellt) ausgegeben werden.
Damit der zu untersuchende Bereich des Werkstücks 7 auch
richtig im Röntgenstrahl 6 angeordnet wird, ist eine
optische Beobachtungseinrichtung 26 vorgesehen, die neben
dem schon erwähnten Umlenkspiegel 14 ein Fokussierelement
27 in Form einer Linse, eine Kamera 28 und einen Wieder
gabebildschirm 29 aufweist, der mit dem Bildschirm 22
identisch sein kann, wobei dann das optische Bild 31 der
Werkstückoberfläche, das im dargestellten Ausführungsbei
spiel auf dem Bildschirm 29 dargestellt ist, und die
Impulshöhenverteilung in entsprechenden Fenstern des
einzigen Bildschirms wiedergegeben werden.
Mittels der insofern bekannten Beobachtungseinrichtung,
die statt Kamera 28 und Bildschirm 29 auch ein Okular zur
direkten Beobachtung des Auftreffflecks 13 beinhalten
könnte, kann das Werkstück derart ausgerichtet werden,
daß sein zu überprüfender Bereich genau in den Röntgen
strahl 6 zu liegen kommt.
Bei der dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung ist
das Fokussierelement 27 in Richtung seiner optischen
Achse 32 verschiebbar angeordnet, was durch den Pfeil A
angedeutet ist. Es kann beispielsweise entlang einer
Führung von Hand verschoben werden. Darüber hinaus ist
mit dem Fokussierelement 27 eine Positionsmeßvorrichtung
33 zur Feststellung der Position des Fokussierelements 27
entlang der optischen Achse 32 verbunden, die im darge
stellten Ausführungsbeispiel als Potentiometer ausgebil
det ist. In der Regel wird dies ein Drehpotentiometer an
einer entsprechenden Verstelleinrichtung sein. Beim
dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Position des
Fokussierelements 27 motorisch und insbesondere automa
tisch durch eine Autofokussiereinrichtung 34 angetrieben
werden. Hierzu ist das Fokussierelement 27 über einen
Gewindeblock 36 auf einer Spindel 37 gelagert, die durch
einen Motor 38 angetrieben wird. Der Antrieb des Motors
38 wird über eine Autofokussiereinheit 39, die innerhalb
der Auswerteeinheit 21 angeordnet sein kann, geregelt,
indem bei verschiedenen Positionen des Fokussierelements
27 der Kontrast des durch die Kamera 28 aufgenommenen
Bildes bestimmt und das Fokussierelement durch den be
schriebenen Antrieb derart eingestellt wird, daß maxima
ler Kontrast erhalten wird. Derartige Autofokussierein
richtungen sind an sich bekannt, so daß hierauf nicht
weiter im einzelnen eingegangen werden muß.
Der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Fig. 2
ist folgendermaßen: Zunächst erfolgt im Schritt S1 eine
Fokussierung, d. h. ein Scharfstellen des Videobildes
entsprechend
1/f= 1/s1 + 1/(s21 + s22),
wobei s1 die Bildweite, s21 der Abstand der Linse zum
Spiegel, s22 der Abstand vom Spiegel zur Werkstückfläche
und damit s21 + s22 der Abstand der Linse von der Werk
stückfläche ist.
Das Scharfstellen kann, wie gesagt, automatisch oder aber
von Hand über einen Einstellgriff erfolgen.
Wenn eine Fokussierung durchgeführt wurde, so wird in
einem Schritt S2 der Spannungswert an einem Potentiome
ter, wie gesagt ggf. einem Drehpotentiometer, festge
stellt. Der Spannungswert wird mittels eines Analog-Digi
tal-Wandlers als digitaler und damit Zahlenwert Udig
dargestellt.
Zur weiteren Auswertung ist der Abstand der Werkstück
oberfläche zum Detektor 17, ggf. als Projektion zwischen
Werkstückoberfläche und Detektormitte, erforderlich.
Dieser kann über eine empirisch bestimmte bzw. kalibrier
te Beziehung
z = f (Udig)
gemäß Schritt S3 berechnet werden.
Im folgenden wird die Messung des Fluoreszenzspektrums
durchgeführt (Schritt S4). In einem weiteren Schritt S5
erfolgt eine Transformation des beim Abstand z gemessenen
Spektrums auf einen festen Abstand z0, bei dem das System
kalibriert wurde, gemäß
sp (z0) = T (z, z0) sp (z)
Es wird damit aus dem gemessenen Spektrum sp (z), welches
im Abstand z gemessen wurde, das Spektrum sp (z0) be
stimmt, welches einer Messung bei dem Abstand z0, bei dem
kalibriert wurde, entspricht.
Da jedem Wert der Stromimpulsverteilung annähernd eine
bestimmte Energie E zugeordnet werden kann, kann das
Transformationsgesetz, welches dem Operator T zugrunde
liegt, aus der Ansprechwahrscheinlichkeit W des Propor
tionalzählrohrs als Funktion von Strahlungsenergie E und
Abstand z geschlossen werden.
Die Ansprechwahrscheinlichkeit W (E,z) wird gegeben durch
- - den Raumwinkel Ω, unter dem von der Oberfläche des Werkstücks 7 aus ein Eintrittsfenster des Detektors 7 gesehen wird,
- - die Wahrscheinlichkeit w_Luft für die Absorption innerhalb der Luftstrecke zwischen Probe und Detektor fenster,
- - die Wahrscheinlichkeit w_Fenster für die Absorption innerhalb des Detektorfensters, und
- - die Wahrscheinlichkeit w_Gas für die Absorption inner halb des aktiven Volumens des Zählrohrs.
Alle diese Größen können leicht aus den Absorptionskoef
fizienten µ (tabelliert) berechnet werden, die von der
Energie E abhängen. Die gesuchte Ansprechwahrscheinlich
keit ergibt sich damit zu
W (E, z) = (Ω/4π) (1-w_Luft).(1-w_Fenster).w_Gas.
Für kleine Energieintervalle (E . . . E + d_E) ergibt sich dann
der Korrekturfaktor, mit dem die zugehörige Teilintensi
tät des Spektrums sp (z) in diesem Bereich (E . . . E + d_E)
multipliziert werden muß, zu
W (E, z0)/W (E, z)
Nachdem jedes Teilintervall des Spektrums durch Multipli
kation mit dem für dessen Energie zuständigen Korrektur
faktor multipliziert wurde, kann dieses Spektrum so
behandelt werden, als wäre es mit festem Abstand z0
gemessen worden. Das Spektrum kann dann in üblicher und
bekannter Weise zur Bestimmung der Schichtdicke ausgewer
tet werden (Schritt S6).
Bei einem Ausführungsbeispiel wurde eine 17 µm starke
Kupferschicht auf einem Trägermaterial aus ABS (Acrylni
tril-Butadien-Styrol-Copolymere) durchgeführt.
Die Kalibrierung erfolgte bei einem Abstand z0 = 89,3 mm.
Zusätzlich zu diesem Abstand z0 wurden Messungen bei
Abständen z = 79,3 mm und z = 129,3 mm durchgeführt. Die
Meßergebnisse mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung (bei
einer Meßzeit von 10 sec) ergeben sich aus folgender
Tabelle:
z (mm) | |
Meßergebnis d_Cu (µm) mit Korrektur der Höhenänderung | |
79.3 | 17.8 +/- 0.4 |
89.3 | 17.0 +/- 0.4 |
129.3 | 17.8 +/- 0.6 |
Claims (13)
1. Verfahren zum Messen der Dicken dünner Schichten
mittels Röntgenfluoreszenz, wobei eine die zu unter
suchende Schicht aufweisende Probe unter Sicht
positioniert wird und anschließend Röntgenstrahlung
auf die zu untersuchende Schicht gerichtet wird und
ausgesandte Fluoreszenzstrahlung mittels eines
Detektors detektiert und die Schichtdicke bestimmt,
dadurch gekennzeichnet, daß bei der Positionierung
der Probe eine Fokussierung durch Einstellen eines
Fokussierelements entlang seiner optischen Achse
erfolgt und die Position des Fokussierelements bei
sich im Fokus befindender Schicht erfaßt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Position des Fokussierelements elektrisch
erfaßt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Fokussierung automatisch erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Fokussierelement in eine Position verfahren
wird, in der die Oberfläche des Werkstücks in einem
durch das Fokussierelement erzeugten Bild einen
maximalen Kontrast zeigt.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Probe unter Sicht
über eine Kamera und einen Bildschirm positioniert
wird.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Positions
messung die Schichtdickenmessung korrigiert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Korrektur der Schichtdickenmessung durch
eine Transformation T (z, z0) der beim tatsächlichen
Meßabstand z der Schicht vom Detektor erhaltenen
Messung sp (z) auf ein Meßergebnis sp (z0) für einen
gewünschten Meßabstand z0 entsprechend
sp (z0) = T (z, z0) sp (z)
erfolgt.
sp (z0) = T (z, z0) sp (z)
erfolgt.
8. Vorrichtung zur Schichtdickenmessung mittels Rönt
genfluoreszenz mit einer Röntgenröhre, einem Detek
tor und einer Beobachtungseinrichtung mit einem
Fokussierelement, dadurch gekennzeichnet, daß das
Fokussierelement (27) entlang seiner optischen Achse
(32) beweglich gelagert ist und mit einer Positions
meßvorrichtung (33) versehen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Positionsmeßvorrichtung (33) ein Potentiome
ter aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Beobachtungseinrichtung (26) eine
Kamera (28) und einen Bildschirm (29) aufweist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Beobachtungseinrichtung eine
Autofokussiereinrichtung (39) aufweist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-11, gekenn
zeichnet durch eine Einrichtung (21) zur Korrektur
der Schichtdickenmessung mittels der durch die
Positionsmeßeinrichtung (39) gemessenen Position der
Fokussiereinrichtung (27).
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung zur Transformation T (z, z0) der beim
tatsächlichen Meßabstand z der Schicht (9, 11) vom
Detektor (17) erhaltenen Messung sp (z) auf ein
Meßergebnis sp (z0) für einen gewünschten Meßabstand
z0 entsprechend
sp (z0) = T (z, z0) sp (z)
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GB9804940A GB2323164B (en) | 1997-03-13 | 1998-03-10 | Method and apparatus for measuring the thickness of thin layers by means of x-ray fluorescence |
FR9803095A FR2760833B1 (fr) | 1997-03-13 | 1998-03-10 | Procede et dispositif de mesure de l'epaisseur d'une couche mince par fluorescence aux rayons x |
JP10059572A JPH10274518A (ja) | 1997-03-13 | 1998-03-11 | 蛍光x線によって薄い層の厚さを測定するための方法および装置 |
US09/038,820 US6038280A (en) | 1997-03-13 | 1998-03-12 | Method and apparatus for measuring the thicknesses of thin layers by means of x-ray fluorescence |
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GB (1) | GB2323164B (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013102270A1 (de) | 2013-03-07 | 2014-09-11 | Helmut Fischer GmbH Institut für Elektronik und Messtechnik | Optischer Spiegel, Röntgenfluoreszenzanalysegerät und Verfahren zur Röntgenfluoreszenzanalyse |
CN112461876A (zh) * | 2019-09-06 | 2021-03-09 | 余姚舜宇智能光学技术有限公司 | 基于能量色散荧光x光谱仪的待测样品参数检测方法及其检测*** |
DE102022105838B3 (de) | 2022-03-14 | 2023-08-17 | Helmut Fischer GmbH Institut für Elektronik und Messtechnik | Justiereinheit für eine Röntgenoptik in einem Röntgenfluoreszenzgerät sowie Röntgenfluoreszenzgerät |
Families Citing this family (49)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6321208B1 (en) * | 1995-04-19 | 2001-11-20 | Brightstreet.Com, Inc. | Method and system for electronic distribution of product redemption coupons |
DE19739321C2 (de) * | 1997-09-09 | 2001-09-27 | Helmut Fischer Gmbh & Co | Verfahren und Einrichtung zum Bestimmen der Meßunsicherheit bei Röntgenfluoreszenz-Schichtdickenmessungen |
JP3062685B2 (ja) * | 1998-07-23 | 2000-07-12 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 蛍光x線分析計 |
GB9819732D0 (en) * | 1998-09-11 | 1998-11-04 | Renishaw Plc | Tool conditioning monitoring |
US6334960B1 (en) | 1999-03-11 | 2002-01-01 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Step and flash imprint lithography |
EP1076222A1 (de) * | 1999-08-10 | 2001-02-14 | Corus Aluminium Walzprodukte GmbH | Röntgenfluoreszenz-Messung der Dicke von Aluminiumblech |
US6873087B1 (en) | 1999-10-29 | 2005-03-29 | Board Of Regents, The University Of Texas System | High precision orientation alignment and gap control stages for imprint lithography processes |
DE10013048A1 (de) * | 2000-03-17 | 2001-09-20 | Helmut Fischer Gmbh & Co | Verfahren zur Einstellung einer Lage eines Meßgegenstandes bei der Schichtdickenmessung mit Röntgenfluoreszenz |
US6696220B2 (en) | 2000-10-12 | 2004-02-24 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Template for room temperature, low pressure micro-and nano-imprint lithography |
CN1262883C (zh) * | 2000-07-17 | 2006-07-05 | 得克萨斯州大学***董事会 | 影印用于平版印刷工艺中的自动化液体分配的方法和*** |
JP2002107134A (ja) * | 2000-07-27 | 2002-04-10 | Seiko Instruments Inc | 蛍光x線膜厚計 |
EP1390975A2 (de) * | 2000-08-21 | 2004-02-25 | The Board Of Regents, The University Of Texas System | Translationstufe auf basis von biegung |
US20050274219A1 (en) * | 2004-06-01 | 2005-12-15 | Molecular Imprints, Inc. | Method and system to control movement of a body for nano-scale manufacturing |
US6964793B2 (en) * | 2002-05-16 | 2005-11-15 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Method for fabricating nanoscale patterns in light curable compositions using an electric field |
JP2003050115A (ja) * | 2001-08-07 | 2003-02-21 | Seiko Instruments Inc | X線膜厚計 |
US6788760B1 (en) * | 2002-03-28 | 2004-09-07 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Methods and apparatus for characterizing thin films |
US6932934B2 (en) * | 2002-07-11 | 2005-08-23 | Molecular Imprints, Inc. | Formation of discontinuous films during an imprint lithography process |
US7077992B2 (en) * | 2002-07-11 | 2006-07-18 | Molecular Imprints, Inc. | Step and repeat imprint lithography processes |
US7071088B2 (en) * | 2002-08-23 | 2006-07-04 | Molecular Imprints, Inc. | Method for fabricating bulbous-shaped vias |
US20040065252A1 (en) * | 2002-10-04 | 2004-04-08 | Sreenivasan Sidlgata V. | Method of forming a layer on a substrate to facilitate fabrication of metrology standards |
US8349241B2 (en) * | 2002-10-04 | 2013-01-08 | Molecular Imprints, Inc. | Method to arrange features on a substrate to replicate features having minimal dimensional variability |
US6929762B2 (en) * | 2002-11-13 | 2005-08-16 | Molecular Imprints, Inc. | Method of reducing pattern distortions during imprint lithography processes |
US6871558B2 (en) * | 2002-12-12 | 2005-03-29 | Molecular Imprints, Inc. | Method for determining characteristics of substrate employing fluid geometries |
US7452574B2 (en) * | 2003-02-27 | 2008-11-18 | Molecular Imprints, Inc. | Method to reduce adhesion between a polymerizable layer and a substrate employing a fluorine-containing layer |
US20040168613A1 (en) * | 2003-02-27 | 2004-09-02 | Molecular Imprints, Inc. | Composition and method to form a release layer |
US7122079B2 (en) * | 2004-02-27 | 2006-10-17 | Molecular Imprints, Inc. | Composition for an etching mask comprising a silicon-containing material |
US20050160934A1 (en) * | 2004-01-23 | 2005-07-28 | Molecular Imprints, Inc. | Materials and methods for imprint lithography |
US7157036B2 (en) * | 2003-06-17 | 2007-01-02 | Molecular Imprints, Inc | Method to reduce adhesion between a conformable region and a pattern of a mold |
US7136150B2 (en) * | 2003-09-25 | 2006-11-14 | Molecular Imprints, Inc. | Imprint lithography template having opaque alignment marks |
US7023954B2 (en) * | 2003-09-29 | 2006-04-04 | Jordan Valley Applied Radiation Ltd. | Optical alignment of X-ray microanalyzers |
US20050106321A1 (en) * | 2003-11-14 | 2005-05-19 | Molecular Imprints, Inc. | Dispense geometery to achieve high-speed filling and throughput |
US8076386B2 (en) * | 2004-02-23 | 2011-12-13 | Molecular Imprints, Inc. | Materials for imprint lithography |
US7906180B2 (en) * | 2004-02-27 | 2011-03-15 | Molecular Imprints, Inc. | Composition for an etching mask comprising a silicon-containing material |
US20050276919A1 (en) * | 2004-06-01 | 2005-12-15 | Molecular Imprints, Inc. | Method for dispensing a fluid on a substrate |
US20050275311A1 (en) * | 2004-06-01 | 2005-12-15 | Molecular Imprints, Inc. | Compliant device for nano-scale manufacturing |
US7785526B2 (en) * | 2004-07-20 | 2010-08-31 | Molecular Imprints, Inc. | Imprint alignment method, system, and template |
DE102004037555B4 (de) * | 2004-08-03 | 2012-09-06 | Erlus Aktiengesellschaft | Verfahren zur berührungslosen und/oder zerstörungsfreien Prüfung einer photokatalytischen Oberflächenbeschichtung |
US20070231421A1 (en) * | 2006-04-03 | 2007-10-04 | Molecular Imprints, Inc. | Enhanced Multi Channel Alignment |
US7630067B2 (en) * | 2004-11-30 | 2009-12-08 | Molecular Imprints, Inc. | Interferometric analysis method for the manufacture of nano-scale devices |
US20060145398A1 (en) * | 2004-12-30 | 2006-07-06 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Release layer comprising diamond-like carbon (DLC) or doped DLC with tunable composition for imprint lithography templates and contact masks |
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 |
GB0515031D0 (en) * | 2005-07-22 | 2005-08-31 | Univ Newcastle | Apparatus for determining the position of a moveable apparatus on a surface |
JP4262734B2 (ja) * | 2005-09-14 | 2009-05-13 | 株式会社リガク | 蛍光x線分析装置および方法 |
JP5269521B2 (ja) * | 2008-08-22 | 2013-08-21 | 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 |
JP5307504B2 (ja) * | 2008-08-22 | 2013-10-02 | 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 |
JP5481321B2 (ja) | 2010-08-31 | 2014-04-23 | 株式会社日立ハイテクサイエンス | 蛍光x線分析装置及び蛍光x線分析方法 |
JP6096419B2 (ja) * | 2012-04-12 | 2017-03-15 | 株式会社堀場製作所 | X線検出装置 |
JP6096418B2 (ja) * | 2012-04-12 | 2017-03-15 | 株式会社堀場製作所 | X線検出装置 |
WO2017191634A1 (en) * | 2016-05-04 | 2017-11-09 | Xwinsys Ltd | A method and system for determining voids in a bump or similar object |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5758300U (de) * | 1980-09-22 | 1982-04-06 | ||
JPS5968608A (ja) * | 1982-10-13 | 1984-04-18 | Showa Electric Wire & Cable Co Ltd | 被覆電線の被覆厚測定装置 |
DE3239379A1 (de) * | 1982-10-23 | 1984-04-26 | Helmut Fischer GmbH & Co Institut für Elektronik und Meßtechnik, 7032 Sindelfingen | Vorrichtung zum messen der dicke duenner schichten |
DE3536700C3 (de) * | 1985-10-15 | 1994-07-07 | Focus Mestechnik Gmbh & Co Kg | Gerät zum Ermitteln des lokalen Abstandes einer Prüffläche von einer Referenzfläche, deren geometrische Lage in bezug auf das Gerät bekannt ist |
DE3824319A1 (de) * | 1988-01-09 | 1990-01-25 | Breitmeier Ulrich | Abstandsmessanordnung |
DE68907924T2 (de) * | 1988-01-20 | 1993-11-11 | Horiba Ltd | Röntgenstrahlvorrichtung, ausgestattet mit einem Strahlungsbereich-Monitor. |
JPH0581700U (ja) * | 1992-04-07 | 1993-11-05 | セイコー電子工業株式会社 | 蛍光x線膜厚測定装置 |
FI97647C (fi) * | 1994-11-14 | 1997-01-27 | Ima Engineering Ltd Oy | Menetelmä ja laitteisto alkuaineen pitoisuuden määrittämiseksi |
-
1997
- 1997-03-13 DE DE19710420A patent/DE19710420C2/de not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-03-10 GB GB9804940A patent/GB2323164B/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-03-10 FR FR9803095A patent/FR2760833B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1998-03-11 JP JP10059572A patent/JPH10274518A/ja active Pending
- 1998-03-12 US US09/038,820 patent/US6038280A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013102270A1 (de) | 2013-03-07 | 2014-09-11 | Helmut Fischer GmbH Institut für Elektronik und Messtechnik | Optischer Spiegel, Röntgenfluoreszenzanalysegerät und Verfahren zur Röntgenfluoreszenzanalyse |
CN112461876A (zh) * | 2019-09-06 | 2021-03-09 | 余姚舜宇智能光学技术有限公司 | 基于能量色散荧光x光谱仪的待测样品参数检测方法及其检测*** |
CN112461876B (zh) * | 2019-09-06 | 2022-10-28 | 余姚舜宇智能光学技术有限公司 | 基于能量色散荧光x光谱仪的待测样品参数检测方法及其检测*** |
DE102022105838B3 (de) | 2022-03-14 | 2023-08-17 | Helmut Fischer GmbH Institut für Elektronik und Messtechnik | Justiereinheit für eine Röntgenoptik in einem Röntgenfluoreszenzgerät sowie Röntgenfluoreszenzgerät |
WO2023174596A1 (de) | 2022-03-14 | 2023-09-21 | Helmut Fischer GmbH Institut für Elektronik und Messtechnik | Justiereinheit für eine röntgenoptik in einem röntgenfluoreszenzgerät sowie röntgenfluoreszenzgerät |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2323164B (en) | 2001-01-03 |
FR2760833A1 (fr) | 1998-09-18 |
GB2323164A (en) | 1998-09-16 |
FR2760833B1 (fr) | 2000-06-30 |
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US6038280A (en) | 2000-03-14 |
GB9804940D0 (en) | 1998-04-29 |
JPH10274518A (ja) | 1998-10-13 |
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