DE3239379A1

DE3239379A1 - Vorrichtung zum messen der dicke duenner schichten

Info

Publication number: DE3239379A1
Application number: DE19823239379
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Helmut Fischer GmbH and Co
Current assignee: Helmut Fischer GmbH and Co
Priority date: 1982-10-23
Filing date: 1982-10-23
Publication date: 1984-04-26
Also published as: US4799246A; JPH02236106A; SG10386G; GB8310802D0; GB2129127B; HK25787A; US4597093A; DE3239379C2; JPH0526122B2; JPS5975109A; GB2129127A; JPH0244363B2

Description

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PATENTANWALT DIPL.-ING. ULRICH Kl N KE L IN 7032 Sindelfingen -Auf dem Goldberg- Weimarer Str. 32/34-Telefon 07031/86501

Telex 7265509 rose d

14. Oktober 1982

Firma Helmut Fischer GmbH. & Co., Industriestraße 21, 7032 SindeIfingen 6 Institut für Elektronik und Meßtechnik

VORRICHTUNG ZUM MESSEN DER DICKE DÜNNER SCHICHTEN

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Wenn man die Dicke dünner Schichten bei kleinen Gegenständen messen will, dann muß man noch präziser wissen, wo die Roentgenstrahlen auftreffen, denn es wird ja der kleine Gegenstand nicht insgesamt gemessen. Die charakteristische Größe der gemessenen Flecke liegt zwischen einigen zehntel Millimetern bis zu einem Millimeter hinauf. Kleine Meßflecke sind de'shalb notwendig, weil man ja z. B. wissen will, wie dick die Schicht gerade an einer bestimmten Stelle einer Zahnflanke eines Zahnrads ist oder wie dick die Schicht im Kontaktbereich der Kontaktzunge ist usw.

Selbstverständlich sieht man nicht, wo denn die Roentgenstrahlen auf der Schicht auftreffen.

Von einer auf dem Markt befindlichen Vorrichtung ist ungenau bekannt, daß einmal mit einem Spiegel irgendwie die zu messende Fläche beobachtet werden kann und

dann der Spiegel weggerückt wird und an seine Stelle der Strahler tritt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung anzugeben, mit der man auf einfache Weise hochgenau in der Lage ist, den gemessenen Fleck ganz genau zu bestimmen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs ersichtlichen Merkmaie gelöst.

Man sieht nun die Durchgangsbohrung und kann diese genauso einstellen, daß die Mitte der geometrischen Längsachse durch sie hindurch geht. Damit ist eine erste Fehlerquelle beseitigt. Ferner sieht man auch denjenigen Punkt der Schicht, durch den die geometrische Längsachse hindurchgeht und der das Zentrum des Meßflecks ist. Hat das Einblickmikroskop zwei Okulare, dann könnte man mit dem einen Auge die : Durchgangsbohrung und mit dem anderen Auge die Schicht sehen. Es ist jedoch auch möglich, mit einem einzigen Okular zu arbeiten und durch Verschiebung von optischen Gliedern zeitlich nacheinander einmal auf die Durchgangsbohrung und einmal auf die Schicht scharfzustellen. Die Blendenvorrichtung kann aus organischem oder anorganischem Glas bestehen. Es gibt z. B. mit Blei dotiertes organisches Glas.

Für den Fall von Silikat-Glas können die Durchgangsbohrungen z„ B. mit Ultraschall eingearbeitet werden. Die Querschnittsform der Durchgangsbohrungen ist deckungsgleich immer die gleiche und kann irgendeine geometrische Form haben, die z.B. dem Meßobjekt angepaßt ist.

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Durch die Merkmale des Anspruchs 2 kann man ein weit verbreitetes Glas verwenden, das relativ weich ist, obwohl es ein anorganisches G|as ist und das schon z. B. bei 6 mm Stärke keine den Meßeffekt nennenswert beeinflussenden Roentgenstrahlen durchr läßt, andererseits aber so dünn ist, daß man ohne wesentlichen Lichtverlust hindurchblicken kann. Bleiglas läßt sich auch sehr gut polieren, was hier in vielerlei Richtung notwendig ist.

Durch das Merkmal des Anspruchs 3 erreicht man im wesentlichen das gleiche wie mit dem Merkmal des Anspruchs 2. Während Bleiglas jedoch einen Pbo-Anteil von 18 bis 58 % besitzt,hat Flintglas einen im Schnitt wesentlich höheren Anteil von Pbo , nämlich 46 bis 62 %. Dies bedeutet , daß Flinrglas bei gleicher Dicke im allgemeinen die Roentgenstrahlen noch mehr absorbiert (außer demjenigen Anteil, der durch die Durchgangsbohrungen fliegt).

Durch die Merkmale der Ansprüche 4 bis 6 kann man die Blendenvorrichtung den jeweiligen Meßproblemen anpassen,und die Rechnungen fallen dann einfacher aus.

Die Geometrien gemäß den Ansprüchen 7 bis 9 haben sich im Versuch sehr bewährt und lassen sich auch technisch gut beherrschen, wenn es sich um anorganische Gläser handelt.

Die Merkmale des Anspruchs 10 machen den Aufbau einfacher, und die Auswertung des Meßergebnisses wird auch einfacher. An sich könnte man die Blendenvorrichtung aber auch unter einem Winkel zur geometrischen Längsachse verschieben.

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Durch die Merkmale des Anspruchs 11 wird der Aufbau wiederum einfacher, und die geforderte hohe Präzision läßt sich leichter erfüllen. Man kann dann außerdem die einzelnen Durchgangsbohrungen ebenfalls längs einer Linie anordnen, wenn man sie fest im Glaskörper vorsieht.

Durch die Merkmale des Anspruchs 12 baut die Vorrichtung trotz einer größeren Anzahl von Durchgangsbohrungen klein_/und auch die einfache Drehbewegung läßt sich exakt und mit vertretbarem technischem Aufwand ausführen.

Durch die Merkmale des Anspruchs 13 kann man die Durchgangsbohrungen von den Stirnflächen her hineinarbeiten und muß den Glaskörper nicht durchbohren, was - wenn nicht unmöglich - doch sehr schwierig ware.

Durch die Merkmale des Anspruchs 14 kann man den Spalt parallel zur geometrischen Längsachse laufen lassen, was die Herstellung und die Montage sowie die Übersichtlichkeit erleichtert als auch zu keinen Störungen führt, wenn man durch das Einblickmikroskop auf die Schicht schaut. Trotzdem verfälscht diese Lage des Spalts das Meßergebnis nicht.

Durch die Merkmale des Anspruchs 15 wird dieser Spalt vernachlässigbar klein, und zwar sowohl hinsichtlich der Roentgenstrahlen als auch hinsichtlich des Durchblicks zur Schicht hin. Außerdem wird der Glaskörper dann ein . einziges, en bloc handhabbares Stück, denn beim Ansprengen treten ja die molekularen Adhäsionskräfte auf, und es ist dann nicht mehr möglich, die beiden Teile von Hand zu trennen

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Zusätzlich können die Stirnflächen mit Wärmeeinwirkung auch verschweißt sein, was heutzutage ohne Änderung der Geometrie möglich ist. Man hat dann einen tatsächlich einstückigen Glaskörper.

Durch die Merkmale des Anspruchs 16 bildet die Stirnfläche des anderen Teilglases die eine Begrenzungsseite und ist dann ohnehin hochexakt gerade. Außerdem muß man dann nur in ein einziges Teilglas das Volumen der Durchgangsbohrung hineinarbeiten, was einfacher ist, als wenn man in beide Teilgläser z. B. die Hälfte jeder Durchgangsbohrung hineinarbeiten würde. Es wurden dann die Durchgangsbohrung-Hälften nach dem Zusammensetzen ggf. nicht mehr fluchten, hätten vielleicht Ausbrüche od. dgl. Diese Gestaltung eignet sich insbesondere für Querschnitts-Geometrien, die mehreckig sind, wie z. B. Dreiecke, Vierecke, Quadrate usw.

Durch die Merkmale des Anspruchs 17 verfärbt das Glas nicht die Farbe der Schicht. Außerdem sieht man gut hindurch und kann die Lichtquelle schwächer halten.

Durch die Merkmale des Anspruchs 18 erreicht man, daß man ohne Doppelbrechung durch den Glaskörper hindurchsieht und dies auch noch mit einem minimalen Absorptionsverlust.

Durch die Merkmale des Anspruchs 19 erreicht man, daß der Roentgenstrahl praktisch nicht geschwächt wird, denn organisches Glas hat eine sehr niedere Ordnungszahl und die Metallbeschichtung kann zur Erzeugung des Spiegeleffekts so dünn sein, daß sie in der Absorption ebenfalls vernachlässigt werden kann.

Durch das Merkmal des Anspruchs 20 erhält man in einer bekannten Herstellungstechnik einen Spiegel , der keine Eigenfarbe hinzufügt und der sehr gut reflektiert.

Durch die Merkmale des Anspruchs 21 erhält man zusätzlich zu denjenigen des Anspruchs 20 eine noch geringere Absorption, da die Ordnungszahl von Aluminium wesentlich niederer ist als diejenige von Silber.

Im Grunde könnte man den Spiegel auch z. B. aus poliertem Aluminium machen.Wenn dieses polierte Aluminium jedoch sehr dünn ist, dann könnte es wellen, und wenn die Trägerschicht aus organischem Glas ist, dann bleibt der Spiegel steif.

Durch die Merkmale des Anspruchs 22 wird der Roentgenstrahl am minimalsten beeinflußt.

Durch die Merkmale des Anspruchs 23 läßt sich leicht auch im Kopf ausrechnen oder gefühlsmäßig überblicken, welche Besonderheiten die Schicht hat, wie groß der Meßfleck ist, wie groß die Durchgangsbohrung ist usw.

Durch das Merkmal des Anspruchs 24 erhält man eine Vergrößerung, die ein Einblickmikroskop ohne weiteres schafft und bei der das Umrechnen besonders leicht fällt.

Durch die Merkmale des Anspruchs 25 erhält man die Möglichkeit, die geometrische Längsachse durch die Kreuzung des Fadenkreuzes zu legen. Ansich wäre aber für eine Zielvorrichtung auch möglich, konzentrische Kreise oder Keildarstellungen od. dgl. zu verwenden.

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Durch die Merkmale des Anspruchs 26 kann man im Zusammenhang mit einem einfachen Vergrößerungsfaktor und einer ins Millimetersystem passenden Teilung leicht die betroffenen Flächen ausrechnen.

Durch die Merkmale des Anspruchs 27 kann man die Einblickmikroskopvorrichtung einfach halten. Ohne sammelndesLinsenglied ist dann das Einblickmikroskop auf die Schicht scharf eingestellt. Mit im Strahlengang befindlichem Glied sieht man dann den Glaskörper an dessen Unterseite scharf. Man kann natürlich auch den äquivalenten Weg wählen und das Einblickmikroskop auf die Unterseite des Glaskörpers scharf einstellen und mit einem zerstreuenden Linsenglied dann die Schicht scharf abbilden. Hierbei sind dann keine Schärfenabgleicharbeiten notwendig, weil ja alle beteiligten Entfernungen Schichtunterseite/Glaskörper/Linsenglied/Einblickmikroskop im voraus bekannt sind.

Insgesamt ermöglicht die Erfindung auch genau denjenigen Fleck fotografisch festzuhalten, auf dem gemessen wurde. Das gleiche gilt für die Form der Durchgangsbohrung, so daß spätere Irrtümer in der Auswertung ausgeschlossen sind.

Es wird nun ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der gesamten Vorrichtung, Fig. 2 einen perspektivischen Schnitt in der Ebene 2-2 von Fig. 1, Fig. 3 einen schematischen Schnitt senkrecht zur Ebene 2-2, Fig. 4 die Draufsicht auf einen Glaskörper,

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Fig. 5 die Ansicht gemäß dem Pfeil A in Fig. 4, Fig. 6 die Ansicht eines Ausschnitts der Unterseite einer zu messenden Schicht, Fig. 7 die schematische Draufsicht auf eine zweite Art Blendenvorrichtung.

Ein Meßtisch 11 hat ein Gehäuse 12 etwa rechtflachförmiger Gestalt. Aus seiner Oberwand 13 ragt im vorderen Bereich ein senkrecht nach oben gerichteter Flansch 14 , der rechteckigen Umriß hat. Dieser Flansch 14 wird von einer Schürze 16 überfangen, die einstückig mit einer horizontalen Platte 17 ist. In der Mitte geht die Platte in eine nach oben ragende, kleinere, rechteckige Arbeitsplatte 18 über, die auf ihrer Oberseite exakt horizontal ist und ein rechtwinkliges Koordinatennetz trägt. Aquicistante Striche 19 verlaufen in X-Richtung und äquidistante Striche 21 verlaufen in Y-Richtung. In der Arbeitsplatte 18 und der Platte 17 ist ein von oben nach unten offenes Durchgangsloch 22 vorgesehen. Rechts an diesem aus den Teilen 16, 17 und 18 bestehenden Aufbau ist ein Koordinatentrieb 23 vorgesehen, so daß die Arbeitsplatte 18 wie ein Mikroskoptisch gemäß den Pfeilen 24, 26 bewegbar ist. Dreht man die Rändelschraube 27 in Richtung des Pfeils 28, dann erfolgt - je nach Drehrichtung eine Bewegung längs des Doppelpfeils 24.

Dreht man eine Rändelschraube 29 in der einen oder anderen Richtung des Pfeils 31, dann bewegt sich die Arbeitsplatte 18 in einer der Richtungen des Pfeils 26. Eine gleichzeitige Drehung der Rändelschrauben 27, 29 ergibt eine Überlagerung dieser Bewegungen. Man kann dadurch das Durchgangsloch 22 relativ zu einer senkrecht stehenden geometrischen Längsachse 32 fein verstellen. Auf die Arbeitsplatte 18 kann man das Durchgangsloch 22 überquerende Teile legen, und diese werden dann relativ der geometrischen Längsachse 32 ebenso bewegt. Sind die Teile klein und würden

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durch das Durchgangsloch 22 hindurchfallen, dann wird dieses mit einer geeigneten Folie, z. B. einer Mylar-Folie abgedeckt und die Teilchen auf diese gelegt, so daß sie ebenfalls die Bewegung mitmachen. Vom Innenraum des Gehäuses 12 aus sieht man die Teilchen nach wie vor, da die Folie A- 7 Mikrometer dick ist und glasklar ist und im Bereich der Lichtwellenlängen durchsichtig ist.

Dieser hier differenziert anhand der Figuren 1 und 2 beschriebene Aufbau ist der Einfachkeit halber in der einfacheren Darstellung der Figur 3 weggelassen.

Unten im Gehäuse 12 liegt das Strahlenerzeugersystem einer Roentgenröhre 33, das Roentgenstrahlen erzeugt. Soweit diese Roentgensfrahlen längs der geometrischen Längsachse 32 austreten, werden sie durch ein DurchgangsIoch 34 eines Zwischenbodens 36 hindurchgelassen, das koaxial zur Längsachse 32 ist./¹IIe anderen Strahlen werden durch den Zwischenboden 36 zurückgehalten, der oberhalb der Roentgenröhre 33 angeordnet ist. Auf dem Zwischenboden 36 und auf dem Durchgangsloch 34 sitzt koaxial ein Aufsatz 37, der aus konzentrischen Rohrringstücken besteht. Eines dieser Rohrringstücke hat ein Doppellager, welches eine Achse 39 lagert, deren geometrische Längsachse die Längsachse 32 schneidet und ein Kugelküken 41 aus Blei trägt. Dieses Kugelküken 41 hat eine Durchgangsbohrung 42, die in der in der Fig. 3 gezeichneten Stellung koaxial zur Längsachse 32 ist und damit den Roentgenstrahl nach oben durchläßt. Mit der Achse 39 ist außen am Gehäuse 12 ein Betätigungshebel 43 drehfest verbunden. Hat er seine in Fig. 2 gezeichnete Stellung, dann fluchtet die Durchgangsbohrung 42 mit der Längsachse 32 und läßt den Roentgenstrahl durch. In der in Figur 2 strichpunktiert gezeichne'ten Stellung des Betätigungshebels 43

ist die Achse 39 gemäß den Doppelpfeilen um 90 verschwenkt worden und die Durchgangsbohrung 42 liegt senkrecht zur Achse 32, so daß über das Kugelküken 41 hinaus keine Roentgenstrahlen austreten. Das Rohrstück 38 geht gemäß Fig. 2 nach einem Reduzierstück in ein oberes Rohrstück 44 über, das koaxial zur Längsachse 32 ist, an seinem oberen Endbereich unter 45 angeschnitten ist und dort einen im sichtbaren Bereich des Lichts wirkenden Spiegel 46 trägt. Dieser besteht aus einer Acrylglas-Scheibe 47, die von hinten mit einer Aluminiumschicht 48 bedampft ist. Der Spiegel 46 ist unbeweglich, unter 45 geneigt und die Längsachse 32 geht durch seinen Mittelpunkt. Auch zur Längsachse 32 ist der Spiegel 46 um 45 geneigt. Die Roentgenstrahlen gehen ungeschwächt durch den Spiegel 46 weiter längs der Längsachse 32. Oberhalb des Spiegels 46 ist genau horizontal und senkrecht zur Längsachse 32 eine Blendenvorrichtung vorgesehen, von der der Einfachkeit halber nur ein Glaskörper 49 dargestellt ist. Dieser ist aus Bleikristall. Seine Höhe beträgt 6 mm, seine Breite 15 mm und seine Länge 50 mm. Er hat einen sehr hohen Bleianteil. Seine Oberseite 51 ist planparallel zu seiner Unterseite 52, und diese stehen senkrecht zur Längsachse 32. Die Oberseite und die Unterseite 51,52 sind geschliffen und poliert. Das Glas selbst ist glasklar. Man sieht ohne Verzerrung durch den Glaskörper 49 hindurch. Die Schwächung des sichtbaren Lichts ist vernachlässigbar. Der Glaskörper 49 besteht aus zwei rechtflachförmigen Streifen 53, 54. Die Stirnfläche 56 des Streifens 54 ist an die Stirnfläche 57 des Streifens 53 angesprengt. Ein sich zwischen den Stirnflächen 56, 57 ggf. bildender Spalt ist enger als 0,1 Mikrometer. Sofern Roentgenstrahlen durch ihn hindurchtreten können, ist ihr Anteil vernachlässigbar.

Vor dem Ansprengen sind in die Stirnfläche 56 Durchgangsbohrungen 58, 59, 61,62

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mittels Ultraschall eingearbeitet worden, die im montierten Zustand unterschiedlich großen rechteckigen Querschnitt haben und exakt parallel zur Längsachse 32 verlaufen. Eine im Querschnitt runde Durchgangsbohrung 63 ist zur Hälfte in den Streifen 53 und zur Hälfte in den Streifen 54 hineingearbeitet. Der Abstand zwischen der Durchgangsbohrung 58 bis 63 ist erheblich größer als die charakteristische Breite des längs der Längsachse 32 oberhalb des Spiegels 46 verlaufenden Roentgenstrahls. Verläuft also die geometrische Längsachse 32 durch die Durchgangsbohrung 58, dann gelangt nichfedurch die Durchgangsbohrung 59. Entsprechendes gilt für die analogen Positionierungen.

Der Glaskörper 49 ist an seinem Umfang auf nicht dargestellte Weise in eine Fassung eingebettet, die fest mit einem Schlitten 64 verbunden ist, der senkrecht zur Längsachse 32 gemäß dem Doppelpfeil 66 beweglich ist. Der Schlitten 64 ist mittels eines Schwalbenschwanzes an einem Bett 67 geführt. Das Bett 67 ist gehäusefest. Angetrieben wird der Schiitten64 durch einen Mikroantrieb, bestehend aus einem Drehknopf 68, einer Achse 69, einem 90 -Umlenkgetriebe 71 und einem Schaft 72, welch letzterer mit dem Schlitten 64 verbunden ist. Je nachdem, ob man den Drehknopf 68 links oder rechts herum dreht, bewegt sich der Glaskörper 49 gemäß dem aus Fig.2 ersichtlichen Doppelpfeil nach links oder rechts und je nach dem Ausmaß der Drehung kann man eine der Durchgangsbohrungen 58 bis 63 zum Fluchten mit der Längsachse 32 bringen. Die Linie der Anordnung der Durchgangsbohrungen 58 bis 63 geht nämlich ebenfalls durch die geometrische Längsachse 32. Die Fassung des Glaskörpers 49 ist starr mit einem Z-Winkel 73 verbunden, so daß linear eine mit diesem verbundene Lochplatte 74 mitgenommen werden kann. Diese hat ebensoviel Lochzeilen 76 als Durch-

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gangsbohrungen vorhanden sind. Gehäusefest ist ein optisch arbeitender Leser 77 vorgesehen, der auf der einen Seite Lampen und auf der anderen Seite auf Licht empfindliche Dioden aufweist. Die Lochzeilen 76 sind kodiert, so daß dadurch ausgelesen werden kann, welche der Durchgangsbohrungen 58, 63 gerade mit der Längsachse 32 fluchtet.

Statt dem ohne weiteres bedienbaren Drehknopf 68 ist bei einer anderen Ausführungsform ein mit einem Spezialschlüssel betätigbarer Schraubenkopf vorgesehen, so daß der Glaskörper 49 nicht ohne weiteres verstellt werden kann, wenn er einmal eingestellt worden ist.

Eine Einblickmikroskopvorrichtung 78 hat ein Okular 79. Im zugehörigen Gehäuse ist ein Umlenkspiegel 81 vorgesehen, der horizontal ankommende Lichtstrahlen zum Okular 79 und zum Auge des Betrachters schickt. Im horizontalen Tubenteil de* Einblickmikroskopvorrichtung 78 ist an dessen innerem Ende ein Objektiv 82 vorgesehen Ist vor dieses eine Sammellinse 83 geschoben, so sieht man die Unterseite 52 des Glaskörpers 49 scharf. In der Einblickmikroskopvorrichtung 78 ist auch ein Fadenkreuz eingebaut, dessen Schnittpunkt 86 in der Mitte der optischen Achse 87 der Einblickmikroskopvorrichtung 78 liegt. Diese optische Achse 87 trifft in ihrem horizontalen Bereich die geometrische Längsachse 32. Oberhalb des Auftreffpunktes der optischen Achse 87 auf den Spiegel 46 verläuft die optische Achse 87 exakt in der geometrischen Längsachse 32. Wenn sich daher gemäß Fig. 4 der Schnittpunkt 86 des Fadenkreuzes 84 mitten in der Durchgangsbohrung 61 befindet, dann liegt die Mitte des Bündels der Roentgensrrahlen ebenfalls in der Durchgangsbohrung 61 , und man ist sicher,

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daß nunmehr die Durchgangsbohrungol auf ihrem ganzen Querschnitt von Roentgenstrahlen durchlaufen wird.

Die Sammellinse 83 steht auf einem Ständer 88, der in einer gehäusefesten Führung gemäß dem Doppelpfeil 91 senkrecht zur optischen Achse 87 bewegbar ist. In ihrer einen Stellung ist die Sammellinse 83 aktiv. In ihrer gemäß Fig. 2 rechten Stellung ist sie inaktiv.

In ihrer inaktiven Stellung ist die Optik der Einblickmikroskopvorrichtung 78 so, daß nunmehr die Unterseite 92 einer auf der Arbeitsplatte 18 liegenden Schicht 93 für das Auge des Betrachters scharf abgebildet ist. Der Abstand zwischen dieser Schicht 93 und dem Glaskörper 49 ist so groß, daß man dessen eingestellte Durchgangsbohrung oder die Stirnflächen 56, 57 nicht mehr sieht.

Zur Beleuchtung der Unterseite 92 dient eine gehäuse feste Lichtquelle 94, die gemäß Fig. 3 angeordnet ist und in das Durchgangsloch 22 von unten hineinscheint.

Nunmehr sieht man gemäß Fig. 6 das Fadenkreuz 84 auf der Unterseite. Der Schnittpunkt 86 gibt nun wieder an,.wo die Mitte des Roentgenstrahls ist. Das Fadenkreuz hat an seinen Achsen eine Teilung 95, 97. Da man vorher den Umriß 96 der Durchgangsbohrung 61 sah, weiß man beim Betrachten der Unterseite 92 auch, daß der Umriß der Roentgenstrahlkeule genau dem Umriß 96 aus Fig. 6 entspricht. Anhand der Teilung 95 kann man das beaufschlagte Gebiet ausmessen, aber auch genau definieren.

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Die Schicht 93 wirft Roentgenstrahlen wieder zurück, die von einem Proportionalzählrohr 97 aufgenommen werden, das nach vorne hin durch einen Schirm 98 zur Blendenvorrichtung hin abgeschirmt ist.

Statt die Durchgangsbohrungen fest in einem Glaskörper vorzusehen, kann man auch zwei Blendenhälften 99, 101 verwenden, die ebenfalls aus einem Glas sind, das für sichtbares Licht durchlässig ist, für Roentgenstrahlen jedoch undurchlässig ist. Die Blendenhälfte 101 liegt höher als die Blendenhälfte 99, und zwar mit einem so geringen Abstand, daß die Blendenhälften 99, 101 bei Bewegung gemäß den Doppelpfeilen 102, 103 nicht aufeinander schleifen. Auf ihren einander benachbarten Seiten haben die Blendenhälften 99 antiparallel schauende V-Ausnehmungen, die zu einer Mittenebene 107 symmetrisch sind. Durch antiparallele Bewegung der Blendenhälften 99/101 wird nun die Durchgangsbohrung 108 größer oder kleiner, ohne daß sich die Diagonale der Schnittpunkte des quadratischen Umrisses der Durchgangsbohrung aus der Mittenebene 107 herausbewegt.

Es lassen s ichauf diese Weise kontinuierlich unterschiedliche quadratische Umrisse erzeugen. Sind die V-Ausnehmungen 104, 106 nicht rechtwinklige sondern spitzwinklige oder stumpfwinklige Ausnehmungen, dann lassen sich rhombische Umrisse erzeugen. Ist nur eine V-Ausnehmung 104 vorgesehen und ist die Ausnehmung 106 lediglich eine gerade Stirnfläche ( 180 -V-Ausnehmung) , dann lassen sich Dreiecke unterschiedlicher Gestalt bilden, wobei die Mittenebene 107 immer die Vorzugsebene ist, durch die auch die geometrische Längsachse 32 geht.

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Durch die Erfindung gelingt es also, lediglich sehr kleine Massen langsam bewegen zu müssen, so daß auch über die lange Lebensdauer des Geräts hin eine hohe Genauigkeit beibehalten wird.

Es gibt keine sich abnutzende Anschläge, keine mechanischen Schocks, keine zusätzlichen Halteglieder, Federn oder dergleichen.

Claims

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Sindelfingen -Auf dem Goldberg- Weimarer Str. 32/34 - Telefon 07031/86501

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Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Messen der Dicke dünner Schichten nach dem Roentgen-

Fluoreszenz-Prinzip,

mit einem RoentgenstrahI-Erzeuger, der längs einer geometrischen Längsachse einen Roentgenstrahl aussendet,

mit einer Tischvorrichtung als Träger für eine zu messende Schicht,

mit einer Blendenvorrichtung, die im wesentlichen aus einem Roentgenstrahlen ganz absorbierenden Material ist und eine Durchgangsapertur aufweist, die längs in die geometrische Längsachse bringbar ist,

mit einer Lichtquelle für sichtbares Licht, die auf den Platz für die

zumessende Schicht richtbar ist,

mit einer Einblickmikroskopvorrichtung zur Betrachtung derjenigen Gegend der Schicht, auf die der Roentgenstrahl trifft,

und mit einem Umlenkspiegel im Strahlengang zwischen Einblickmikroskopvorrichhjng und Gegend der Schicht,

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Die Blendenvorrichtung (49) ist aus einem für sichtbares Licht durchlässigen Glas, besitzt mehrere Durchgangsbohrungen (58,59,61,62,63,108) unterschiedlicher Querschnittsgeometrie und ist bewegbar, so daß

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jeweils eine der Durchgangsbohrungen (58,59,61,62,63, 108) mit der geometrischen Längsachse (32) fluchtet.

b) Der Umlenkspiegel (46) ist aus einem Roentgenstrahlen praktisch nicht absorbierenden Material und wird von der geometrischen Längsachse (32) durchquert.

c) Die Einblickmikroskopvorrichtung (78) bildet sowohl die Blendenvorrichtung (49) als auch die Gegend (92) der Schicht (93) scharf ab .

d) In der Einblickmikroskopvorrichtung ist eine Zieleinrichtung (84) vorgesehen, deren Zielpunkt (86) in Strahlengangrichtung (87) die geometrische Längsachse (32) schneidet und zwar dort, wo die geometrische Längsachse (32) den Umlenkspiegel (46) durchdringt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas Bleiglas ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas Flintglas ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsgeometrie ungleichseitig rechteckig ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsgeometrie quadratisch ist.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsgeometrie kreisrund ist.

7. Vorrichtung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsgeometrie etwa 0,2 χ 0,2 mm und/oder 0,6 χ 0,6 mm und/oder 1,2 χ 1,2 mm ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsgeometrie 0,4 χ 0,2 mm und/oder 1 χ 0,6 mm und/oder 1,8 χ 1,2 mm ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsgeometrie 0,3 mm und/oder 0,5 mm und/oder 0,6 mm und/oder 0,8 mm ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenvorrichtung (49) exakt senkrecht zur geometrischen Längsachse (32) verschiebbar geführt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenvorrichtung (49) linear verschiebbar geführt ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenvorrichtung (49) drehbar geführt ist.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenvorrichtung (49) mindestens zwei

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Teilgläser (53, 54) umfaßt, die mit je einer Stirnfläche (56, 57) aneinandergrenzen und daß die Durchgangsbohrungen (58,59,61,02,63) von mindestens einer dieser Stirnflächen (56) aus in die Teiigläser (53, 54) hineingearbeitet sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen (56, 57) gerade und planeben sind und der durch den zwischen den Stirnflächen (56, 57) vorhandene Spalt um mindestens eine Zehnerpotenz weniger Roentgenstrahlen hindurchläßt als die kleinste Durchgangsbohrung (58).

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen (56, 57) in einem das Ansprengen erforderlichen Maß plan poliert sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 4, 5 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsbohrungen (58,59,61,62) lediglich von der Stirnfläche (56) des einen Teilglases (54j gearbeitet sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas farblos glasklar ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus diesem Glas bestehende Glaskörper (49) an seiner Oberseite (51) und Unterseite (52) senkrecht zur geometrischen Längsachse (32) steht und daß die Oberseite (51) und Unterseite (52) hochglänzend poliert ist.

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19. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel (46) eine Trägerschicht (47) aus organischem Glas hat, die mit Metall (48) beschichtet ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall (48) Silber ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall (48) Aluminium ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (48) aufgedampft ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergrößerungsfakior des Einblickmikroskops (78) eine im Dezimalsystem bevorzugte Zahl größer als 9 und kleiner als 41 ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl 20 ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zielvorrichtung ein Fadenkreuz (84) ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Faden-

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kreuz (84) an seinen Achsen eine Teilung (95, 97) hat.

27. Vorrichtung nach Anspruch I₇ dadurch gekennzeichnet, daß das Einblickmikroskop (78) ein einziges Okular (79) hat und daß in den Strahlengang (87) des Mikroskops (78) wahlweise ein Linsenglied (83) bringbar ist.