DE3314281A1

DE3314281A1 - Vorrichtung zum messen der dicke duenner schichten

Info

Publication number: DE3314281A1
Application number: DE19833314281
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: 1983-04-20
Publication date: 1984-10-25

Description

PATENTANWALT DIPL.- ING. ULRICH KINKELIN 7032 Sindelfingen -Auf dem Goldberg- Weimarer Str. 32/34 -Telefon 07031/80501

Telex 7265509 rose d

30. März 1983

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

VORRICHTUNG ZUM MESSEN DER DICKE DÜNNER SCHICHTEN

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

In der Starnmanmeldung wird im Teilmerkmal b) ein Umlenkspiegel 46 aus einem Roentgenstrahlen praktisch nicht absorbierenden Material angegeben und später beschrieben.

Es ist bekannt, daß entsprechend der Ordnungszahl der Stoffe diese Roentgensfrahlen beim Durchtritt schwächen. Luft schwächt am wenigsten.

Die niederste Ordnungszahl hat Wasserstoff. Aus ihm kann man aber keinen Spiegel herstellen. Das gleiche gilt für Helium, Litium, Beryllium usw. Ein technisch verifizierbarer Spiegel muß also aus Glas sein. Solches Glas schwächt zwar Roentgenstrahlen praktisch nicht, wenn man dies vom gesamten Spektrum der Roentgensirahlen aus betrachtet. Niederenergetische Strahlung wird jedoch mehr geschwächt als mittel- oder hochenergetische Strahlung.

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Es kann aber auch sein, daß niederenergetische Strahlung gleich von vornherein unterrepräsentiert ist, wenn z. B. eine Roentgenröhre mit Aluminiumfenster verwendet wird.

Unter den zu messenden Stoffen gibt es solche mit niederer und solche mit höherer Ordnungszahl. Dabei sei grob gesagt der Bereich zwischen den Ordnungszahlen 15 und 25 betrachtet. Zum Beispiel hat Chrom 24 und Titan 22 als Ordnungszahl. . - Solche Stoffe mit niederer Ordnungszahl haben Energien von etwa 6 bis 10 keV

(Kiloelektronenvolt). Solche Stoffe lassen sich mit einem Spektrum niederenergetischer Anteile wesentlich besser anregen als mit mittel- und hochenergetischen Anteilen. Die Wahrscheinlichkeit einer Fluoreszenz (Eigenstrahlung) ist umso größer, je kleiner die Differenz zwischen der eigenen Energie und der anregenden Energie ist. Diese Differenz muß allerdings positiv sein. Ein Beispiel: Kupfer hat eine Energie von etwa 9 keV. Es läßt sich mit einer 8 keV-Strahlung nicht anregen. Man kann es aber mit 12 oder 13 keV durchaus anregen , und sehr schlecht ist es mit 50 keV anzuregen. Die Wahrscheinlichkeit für die Anregung wird umso kleiner, je größer die Energieunterschiede sind, und zwar in erster Näherung mit der dritten Potenz.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Maßnahme anzugeben, die die Vorteile gemäß der Hauptanmeldung beibehält, es jedoch gestattet, mit ganz erheblich höherer Wahrscheinlichkeit auch Stoffe niedrigerer Ordnungszahl anzuregen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs gelöst. In dem dort erwähnten Loch ist Luft, und Luff ist in der Absorption

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gegenüber niederenergetischen Strahlen vernachlässigbar.

Durch die Merkmale des Anspruchs 2 ist die Querschnittsfläche des Lochs gleich der effektiven Querschnittsfläche, d. h., man kann ein vergleichsweise kleines Loch incen Spiegel einbringen. Verwendet man andere Winkel, dann muß der Querschnitt

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des Lochs größer werden, damit der Roentgenstrahl-Erzeuger die Schicht noch sieht.

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In &er i'raxis haben sich Abmessungen gemäß dem Anspruch 3 bewährt. Sie ändern die optischen Eigenschaften des Spiegels'praktisch nicht.

die Merkmale des Anspruchs 4 wird dem Erzeuger ermöglicht, insbesondere

einer ivoentgenstrahl-Röhre sehr viel niederenergetische Energie abzugeben.

Die Zeichnung zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel. Die einzige Figur zeigt den gleichen Umlenkspiegel |wie aus der Stammanmeldung in abgewandelter Form.

Der Spiegel 46 befindet sich wie der Spiegel 46 der Hauptanmeldung an deir gleichen Stelle.Seine Lage zu der geometrischen Längsachse 32 und der optischen Achse 87 ist unverändert. Sein Körper 109 besteht wie dort aus anorganischem Glas

und ist mit einer Silber- oder Aluminiumschicht IM überzogen. Koaxial zur geometrischen Längsachse 32 befindet sich in ihm jedoch ein DurchgangsIoch 112, das kreiszylindrische Gestalt hat und in dem sich die Umgebungsluft befindet. Die optische Achse 87 trifft sich an der gezeichneten Stelle mit der geometrischen Längsachse 32, die ja auch die geometrische Längsachse des Durchgangslochs 112 ist.

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Abgesehen vom Durchgangsloch 112 besteht eine weitere Modifikation darin, das Austrittsfenster der Röntgenröhre 33 aus Beryllium herzustellen. Dies ist ein Material, welches niederenergetische Strahlung sowohl am wenijsten schwächt als auch als Fenstermaterial verwendbar ist.

Das Durchgangsloch 112 setzt die Schärfe nicht herunter. Lediglich die Helligkeit wird abgesenkt, was jedoch auf einfache Weise kompensiert werden kann.

Kann man erfindungsgemäß das niederenergetische Spektrum verwenden, so ist man auch in der Lage, die in der Stammanmeldung geschilderten Blendenlöcher 58, 59, 61, 62 entweder insgesamt noch kleiner zu machen oder um ein noch kleineres Loch zu ergänzen, das z. B. dann eine Abmessung von 0,05 mm haben kann. Man ist dann in der Lage, auch auf winzigen Objekten zu messen.

Ferner geht nunmehr auch der statistische Fehler ganz wesentlich herunter, weil die Zähl rate höher werden kann.

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Leerseite

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Claims

PATENTANWALT.^iHPVA.fNG." ULRLCH KINKELIN

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

Telex 7265509 rose d

12 294

30. März 1983

Pate nta nsprüche:

Vorrichtung zum Messen der Dicke dünner Schichten nach dem Roentgen-Fluoreszenz-Prinzip, nach Anspruch 1 der deuischen Patentanmeldung P 32 39 379.2 , dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkspiegel(46) ein mit der geometrischen Längsachse(32)fluchtendes Loch hat.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Loch eine unter 45 zur Ebene des Umlenkspiegels (^6) stehende geometrische Längsachse (32) hat.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Loch eine Querschnittsabmessung im Bereich von 0,5-2 mm, vorzugsweise um 1 mm hat !

Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Roentgef strahl-Erzeuger ein Beryllium-Fenster hat.

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