DE3710437A1 - Vorrichtung zum messen der dicke duenner schichten - Google Patents
Vorrichtung zum messen der dicke duenner schichtenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des
Hauptanspruchs.
Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise in der Deutschen
Offenlegungsschrift 32 39 379 beschrieben. Hier schaut man durch das
Einblickmikroskop 78 und beobachtet die Unterseite 92 der Schicht 93,
die durch eine Lichtquelle 94 beleuchtet ist. Die Schicht liegt auf einer
Arbeitsplatte 18, die durch einen Feintrieb 27, 29 in der Richtung 24
und/oder 26 bewegt werden kann. Die Arbeitsplatte 18 ist relativ klein.
Größere Gegenstände würden über die Arbeitsplatte 18 hinunterhängen und
hätten keine stabile Auflage, denn die Platte 17 liegt ja tiefer als die
Arbeitsplatte 18.
Die Schicht kann sich auch bewegen, wenn man sonstwie am Meßtisch
arbeitet, wenn etwas gegen den Meßtisch fällt oder wenn man versehentlich
mit einem Kleidungsstück an der Vorrichtung hängenbleibt, mit dem Knie
dagegenstößt, ein Stuhl umfällt oder dergleichen.
Es kann aber auch sein, daß man das Meßobjekt ansich ruhig liegenläßt
daß jedoch das Meßobjekt im Laufe der Zeit kriecht oder aber sich
innere Spannungen bemerkbar machen, so daß das Meßobjekt sich bewegt
wie ein Diapositiv und damit seine Lage verändert.
Die Vorrichtung eignet sich auch nicht für das schnelle und damit
kostengünstige Betrachten von Leiterplatten die schnell über dem Durch
gangsloch hin- und hergeschoben werden müssen. Die Orientierung,
welcher Bereich nun mit der geometrischen Längsachse 32 fluchtet, erfolgt
über ein einziges Auge, da ein Stereomikroskop zu aufwendig wäre. Ver
schiebt man die Meßobjekte schnell, dann ermüdet das Auge innerhalb
kurzer Zeit.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung anzugeben, die ein
schnelles, ermüdungsfreies, genaues und schonendes Positionieren von
Meßobjekten größerer Ausdehnung ermöglicht, insbesondere für Leiter
platten, so daß man zum Beispiel bei solchen die Durchkontaktierungen
leicht findet, positionieren kann und während der Dauer der Messung
sicher festhalten kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die aus dem kennzeichnenden
Teil des Hauptanspruchs ersichtlichen Merkmale gelöst.
Man braucht jetzt das Auge nicht mehr an das Okkular 79 gemäß dem
Stand der Technik zu halten, sondern man kann den Kopf oberhalb
des Tisches halten. Dabei bedeutet "Tisch" eine Vorrichtung mit
einer größeren Fläche im Gegensatz zu "Platte", "Tischchen", "Auflage"
oder dergleichen.
Man kann nunmehr mit beiden Augen und damit ermüdungsfrei auf einen
Bildschirm schauen und man braucht auch nicht mehr das Auge innerhalb
eines bestimmten Bereichs zum Okkular zu bringen, um das Meßfeld zu sehen.
Die Größe des Tisches verursacht, daß statistisch gesehen stets das Meßobjekt
nicht über den Rand des Tisches ragt und damit das Verschieben auf dem Tisch
mit den Händen auch einfacher wird. Der erfindungsgemäße Tisch benötigt keinen
Mikroskoptrieb.
Die Niederhaltevorrichtung gestattet in ihrer oberen Lage, daß man auf dem
Bildschirm schnell suchen kann. Dabei bildet der Bildschirm eine Darstellung
gemäß Fig. 6 der oben genannten Offenlegungsschrift ab, die stehenbleibt,
während sich das Meßobjekt hierzu relativ bewegt. Im abgesenkten Zustand der
Niederhaltevorrichtung hält diese das Meßobjekt genügend, aber dieses nicht
beschädigend fest. Wenn der Schalter ein Fußschalter ist, dann kann man
- ohne das Meßobjekt loszulassen - die Niederhaltevorrichtung absenken, und
dadurch wird die Positionierung noch schneller und genauer und ermüdungs
freier möglich.
Da die Beleuchtungsvorrichtung zur Öffnung hin scheint, hat man hierdurch
eine Grobpositionierung, weil zum Beispiel durch gedruckte Schaltungen hin
durch das Licht schimmert. Man sieht dann ungefähr, welcher Bereich des
Meßobjekts sich oberhalb der Öffnung im Tisch befindet und erreicht hierdurch
eine schnelle Grobpositionierung. Man nützt damit das Licht nicht nur zur
Beleuchtung der Meßfläche, sondern auch zu Positionierungszwecken aus.
Die Dimensionierung der Andrückfläche gemäß dem Teilmerkmal f) bewirkt,
daß bestimmte Bereiche der Niederhaltevorrichtung klein bleiben können und
daß vor allem die Andruckwirkung sich zur geometrischen Mittenachse hin
nicht verliert, was der Fall wäre, wenn die Andrückfläche weiter außen wirken
würde.
Durch das Teilmerkmal h) erreicht man, daß bei gedruckten Schaltungen oder
sonstigen durchscheinenden Meßobjekten sich ein genügend großer Lichtfleck
auf der (nicht zu messenden) Oberseite des Meßobjekts bildet.
Durch die Merkmale des Anspruchs 2 erhält man eine Kamera, die flach baut,
langlebig ist, wenig zusätzliche Wärme erzeugt.
Durch die Merkmale des Anspruchs 3 kann man einen großen Teil der aus dem
Stand der Technik bekannten Optik einfach übernehmen und die Vorrichtung
im Grunde so belassen, wie sie ist. Die Vorrichtung bildet zusammen mit dem
elektronischen Auge dann eine Einheit.
Durch die Merkmale des Anspruchs 4 erreicht man eine feste Zuordnung von
Bildschirm und Vorrichtung, kann diese ggf. miteinander transportieren und hat
nach einem evtl. Abbau oder Aufbau schnell wieder die gleiche Konfiguration.
Man kommt mit wenig Raum aus und benötigt keine besonderen zusätzlichen
Labortische.
Durch die Merkmale des Anspruchs 5 erhält man einen optimal großen Tisch,
ohne daß die Vorrichtung dem Umriß nach größer ist. Eine solche Konstruktion
ist platzsparend und gestattet, daß man dicht neben ihr andere Geräte auf
bauen kann.
Durch die Merkmale des Anspruchs 6 erreicht man, daß die Andrückkraft
nach ihrem Aufbringen die Lage des Meßobjekts nicht verschiebt.
Durch die Merkmale des Anspruchs 7 erreicht man, daß das Meßobjekt nur
punktuell aufliegt, was eine sichere Lage des Meßobjekts ergibt. Viele Meß
objekte, wie z. B. gedruckte Schaltungen, haben ja etwas vorspringende
Flächenbereiche, und die Erhebungen verhindern, daß das Meßobjekt wackelig
gehalten wird.
Durch die Merkmale des Anspruchs 8 schont man die Bereiche der Meßobjekte
und bleibt beim Verschieben des Meßobjekts auf den Erhebungen nicht hängen.
Durch die Merkmale des Anspruchs 9 kann man leicht auch relativ schwere
Meßobjekte hin- und herschieben. Die Reibung zwischen den Kugeln und
dem Meßobjekt ist gering, so daß auch die Gefahr gering ist, daß das Meß
objekt beim Verschieben beschädigt wird.
Durch die Merkmale des Anspruchs 9 erhält man einerseits genügend hohe
Erhebungen und kann andererseits die Kugelkalotten im Tisch sicher führen.
Durch die Merkmale des Anspruchs 11 werden die Bereiche des Meßobjekts
um die Mittenachse herum symmetrisch durch die Andrückkraft belastet,
so daß sich höchstens symmetrische, aber keine einseitigen Durchbiegungen
ergeben.
Durch die Merkmale des Anspruchs 12 erreicht man daß die Andrückkraft dort
am besten aufgenommen wird, wo sie auftritt, während die Bereiche mit
weniger Erhebungen lediglich dem leichteren Verschieben des Meßgegenstands
dienen.
Durch die Merkmale des Anspruchs 13 verhindert man, daß beim Verschieben
der Meßgegenstände eventuell auftretender Schmutz nach unten in die Vor
richtung fällt.
Durch die Merkmale des Anspruchs 14 entstehen am Tisch keine Absplitterungen,
er kann leicht sauber gehalten werden und das Material ist selbstschmierend.
Durch die Merkmale des Anspruchs 15 erhält man ein Material, das sich
mit dem Tischmaterial optimal verträgt und auch dessen Vorteile mit sich
bringt.
Durch die Merkmale des Anspruchs 16 sieht man ob auf der Folie Schmutz
liegt, man sieht, ob die Folie in der richtigen Position ist und man kann
auch mit dem Auge ohne weiteres den durch das Meßobjekt hindurchscheinenden
Lichtfleck sehen.
Durch die Merkmale des Anspruchs 17 kommt man zu einem steifen, leicht
zu bauenden, in seinen Eigenschaften leicht vorhersehbaren Bauelement, das
vor allem Streustrahlung auffangen kann die als Sekundärstrahlung entstehen
kann. Trotzdem sieht man in den Meßbereich.
Durch die Merkmale des Anspruchs 18 kann man die in Richtung der Mitten
achse strahlenden Röntgenstrahlen einfangen, und zwar ohne daß dies die
Seitenwand beeinflußt.
Durch die Merkmale des Anspruchs 19 kann man durch den dickwandigen
Becher vor allem den Kern der Röntgenstrahlen besonders gut fangen.
Durch die Merkmale des Anspruchs 20 kann man auch diejengien Röntgen
strahlen fangen, die pinselartig divergieren und trotzdem bleibt die Fang
vorrichtung leicht, wenn man die Hauptmasse des absorbierenden Materials
im Becher absorbiert und die Scheibe, die man dann dünner ausbildet auch
zugleich zur Halterung der Oberwand der Glocke verwendet.
Auch kann dann die Scheibe den Becher halten. Die dünne Scheibe stört den
Blick nicht, wenn man von schräg oben nach unten schaut, und der relativ
weit nach unten ragende Becher stört deshalb nicht, weil er die Öffnung
in Blickrichtung nicht abdeckt.
Durch die Merkmale des Anspruchs 22 splittert das Glas nicht, was bei
organischem Glas wegen der Unebenheiten der Meßobjekte der Fall sein
könnte, und auch wegen der Andrückkraft der Fall sein könnte. Außerdem
braucht man dann die Glocke nicht so sanft auf das Meßobjekt aufzusetzen.
Durch die Merkmale des Anspruchs 23 hat man den besten Blick in die
Glocke hinein.
Durch die Merkmale des Anspruchs 24 kann man auch schmale, streifenartige
Meßobjekte verwenden, die dann von der Glocke optimal positioniert werden.
Ein Haltearm gemäß Anspruch 25 stört weder das Arbeiten noch den Blick
auf den Bildschirm.
Durch die Merkmale des Anspruchs 26 entsteht ein Kraftschluß innerhalb der
Vorrichtung hinsichtlich der Andrückkraft.
Eine besonders günstige Befestigung ergibt sich gemäß dem Anspruch 27,
die wenig stört und sehr dauer-biegesteif ist.
Durch die Merkmale des Anspruchs 28 kann man den Tisch von den beiden
Seiten und von vorne in gleicher Weise beschicken und die Haltekräfte werden
symmetrisch aufgenommen.
Ansich könnte man auch den Haltearm insgesamt auf- und abbewegen. Eine
wesentlich massefreiere Bewegung erhält man jedoch durch den Anspruch 29.
An sich könnte man die Bewegung auch durch ein von Hand betätigtes Getriebe
erzeugen. Auch eine pneumatische oder hydraulische Bewegung wäre denkbar.
Die hier angegebene Lösung ist jedoch die einfachste, da sie vom Betrachten
und beidhändigen Bewegen des Meßobjekts am wenigsten ablenkt und man die
Spannung für den Elektromagneten vom ohnehin vorhandenen Eingangstransformator
abnehmen kann.
Durch die Merkmale des Anspruchs 30 wird das Getriebe am einfachsten.
Allerdings steht dann der Elektromagnet vor dem Haltearm. Man könnte den
Elektromagneten auch im Haltearm unterbringen. In diesem Fall ist dann
das Getriebe eine Kraftumlenk-Hebelvorrichtung.
Durch die Merkmale des Anspruchs 31 kann man die Glocke in diejenige
Lage bringen, die für die Messung am besten ist. Dies zum Beispiel, wenn
die Glocke nicht an allen Stellen gleich durchsichtig ist oder wenn die
Glocke randoffene Ausnehmungen für streifenförmige Meßobjekte hat.
Durch die Merkmale des Anspruchs 32 verhindert man Kriechbewegungen des
Meßobjekts und der Glocke nach dem Aufbringen der Andrückkraft.
Durch die Merkmale des Anspruchs 33 erreicht man daß man noch ein
wenig nachjustieren kann.
Die Erfindung wird nunmehr anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
beschrieben. Der für die Fig. 1 bis 4 gültige Zentimetermaßstab ist in
der Fig. 2 eingezeichnet.
Es zeigen:
Fig. 1 die Vorrichtung von der Bedienungsseite her;
Fig. 2 die Draufsicht zu Fig. 1, ohne den Bildschirm;
Fig. 3 die Vorrichtung von Fig. 1 von rechts her gesehen;
Fig. 4 die Vorrichtung von Fig. 1 von hinten gesehen;
Fig. 5 eine vergrößerte Draufsicht auf einen Bereich des Tisches mit
angedeuteter Glocke und
Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung im Bereich der Mittenachse,
teilweise geschnitten.
Ein stabiler Gerätekasten beherbergt ein Gerät zum Messen der Dicke
dünner Schichten nach dem Röntgenstrahlen-Absorptionsprinzip. Geräte dieser
Art gibt es von verschiedenen Herstellern. Eines davon ist z. B. in der
Deutschen Offenlegungsschrift 32 39 379 beschrieben. Dort, wo in jenem
Fall die Einblickmikroskopvorrichtung 78 sich befindet, ist hier ein Baugruppen
kasten 12 vorgebaut, der ein elektronisches Auge enthält, welches dasjenige
Bild aufnimmt, welches sonst das Auge aufnimmt. Wie Fig. 3 zeigt, baut der
Baugruppenkasten 12 ein ganzes Stück nach links.
Vom Baugruppenkasten 12 führt intern eine Videoleitung 13 zur Rückseite
14 des Gerätekastens, die von dort zu einem Bildschirmgerät 16 führt, das
einen Bildschirm 17 hat. An der Rückseite 14 sind senkrecht verlaufende
Rippen 18 vorgesehen. An diesen ist ein nicht dargestelltes Gestell befestigt,
das das Bildschirmgerät 16 in einer aus Fig. 1 ersichtlichen räumlichen Lage
hält, so daß eine Person, deren abgewinkelte Unterarme etwa auf der Höhe
eines Tisches 19 sind, geradeausblickend den Bildschirm 17 sehen kann.
Auf dem Bildschirm 17 erscheint bei eingeschalteter Vorrichtung ein fest
stehendes Aktenkreuz wie dies in Fig. 6 im Stand der Technik dargestellt
ist. Liegt eine gedruckte Schaltung 21 auf dem Tisch 19, so sieht man in
wesentlich vergrößerter Darstellung zugleich auch die Unterseite dieser
gedruckten Schaltung 21. Die Messung findet dann je nach Lage und Größe
der Durchgangsbohrungen 58, 59, 61, 62, 63 (diese Bezugszeichen aus dem
Stand der Technik) innerhalb des dort in Fig. 6 angegebenen Quadrats statt.
Das für den Betrieb des elektronischen Auges notwendige Licht kommt bei
der vorliegenden Erfindung aus einer Lichtquelle ähnlich der dortigen Licht
quelle 94.
Auf der Oberseite des Gerätekastens 11 in seinen vier Eckbereichen sind
drehbare Gewindeschrauben 22 vorgesehen, die den Tisch 19 in den über
ihnen liegenden Bereichen tragen. Je nachdem, wie weit und in welche
Richtung man die Gewindeschrauben 22 dreht, kann die Lage des Tisches
justiert werden.
Der Tisch hat eine Fläche, die wesentlich größer ist als die Oberseite des
Gerätekastens 11. Insbesondere ragt er soweit über die Vorderseite 23, daß
der Baugruppenkasten 12 von oben abgedeckt ist, wodurch man sowohl
Tischfläche gewinnt als auch den Baugruppenkasten 12 schützt (siehe Fig. 3).
Der Tisch 19 ragt auch erheblich über die rechte Seite 24 des Gerätekastens
11 hinaus so daß man genügend Fläche rechts von einer Ausnehmung 26
des Tisches 19 erhält. Wie man insbesondere aus Fig. 2 sieht, befindet sich
die Ausnehmung 26 relativ weit vorne rechts relativ zum Gerätekasten 11
und die Tischüberhänge kompensieren dies weitgehend.
Der Tisch 19 besteht aus einer dünneren Unterplatte 27 und einer im
Vergleich hierzu wesentlich dickeren Oberplatte 28, die beide in nicht
dargestellter Weise zu einem einzigen Tisch verschraubt sind.
In die Oberplatte 28 sind von unten her kegelstumpfförmige Bohrungen 29
vorgesehen, deren größerer Durchmesser an die Unterplatte 27 angrenzt
und mit einem kleineren Durchmesser in die Oberseite 31 der Oberplatte 28
übergeht. Diese Bohrungen 29 sind von unten durch die Unterplatte 27
verschlossen. In den Bohrungen 29 befinden sich Kugeln 32, wobei alle Kugeln
gleich groß sind und die Passung so ist, daß die Kugeln 32 sich drehen können.
Die Bohrungen 29 haben eine solche Gestalt, daß die Kugeln 32 mit einer
Kugelkalotte 33 nach oben herausschauen, wobei die Höhe der Kugelkalotte
etwa 1/5 des Kugeldurchmessers ist.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, ist die Kugeldichte um die Ausnehmung 26
herum größer als in den ausnehmungsfernen Bereichen. Außerdem liegen die
Kugeln 34, 36, 37, 38 so, daß sie paarweise punktsymmetrisch zur geometrischen
Mittenachse 39 sind, welche geometrische Mittenachse 39 der geometrischen
Längsachse 32 aus dem Stand der Technik entspricht.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, hat die Ausnehmung 26 ovale Gestalt. Der
ovale Mittelpunkt liegt jedoch ebenfalls in der geometrischen Mittenachse 39.
In die Unterplatte 27 ist von der Vorderkante 41 des Tisches her eine hin
sichtlich der Unterplatte 27 nach oben offene, schubladenförmige Ausfräsung
42 vorgesehen. Der Boden dieser Ausfräsung 42 ist eben und die Seitenwände
43, 44 sind gerade und parallel zueinander und reichen ein Stück über die
Ausnehmung 26 hinaus (Fig. 5).
Sowohl in der Unterplatte als auch in der Oberplatte 28 ist im Bereich der
Ausfräsung 42 eine Griffmulde 46 vorgesehen, die von der Vorderkante 41
ausgeht. Hinter der Griffmulde 46 ist eine Durchgangsbohrung 47 vorgesehen,
in der eine Schraube 48 steckt.
In der Ausfräsung 42 befindet sich ein Schieber 49 aus Kunststoff, der
rechteckig-längliche Gestalt hat und in die Ausfräsung 42 paßt. Er kann
aus der Ausfräsung 42 geradlinig nach vorne herausgezogen werden, wenn
die Schraube 48 entfernt worden ist. Im Bereich der Ausnehmung 26 hat
der Schieber 49 eine länglich-rechteckige Ausnehmung 51, die flächenmäßig
wesentlich größer als die Ausnehmung 26 ist und deren Mittelpunkt ebenfalls
die geometrische Mittenachse 39 ist. Die Ausnehmung 51 faßt eine etwa
20 µm dicke Folie 52 aus Mylar (Warenzeichen von DuPont). Die Folie 52
stört die Röntgenstrahlen nicht und sie stört nahezu nicht die nicht darge
stellte Lichtquelle, welche von unten her in die Ausnehmung 26 leuchtet.
Jedoch verhindert sie daß Schmutz nach unten durchfällt. Diesen kann man
entfernen wenn man den Schieber 49 herauszieht.
Auf der Rückseite 14 des Gerätekastens 11 an den Rippen 18 ist ein
starrer U-Bügel 53 mit Schrauben befestigt. In dessen gemäß Fig. 2
rechtem Bereich ist ein Galgen 54 befestigt, der aus einem biegesteifen
Metallrohr einstückig gebogen ist, dessen Befestigungsarm 56 vom U-Bügel
53 aus senkrecht nach oben geht und dann nach einer 90°-Biegung in einen
Haltearm 57 übergeht, der sich parallel zum Tisch 19 erstreckt, von diesem
einen vergleichsweise geringen Abstand hat und von rückwärts her kommend
nicht ganz bis zur geometrischen Mittenachse 39 reicht.
In dem Galgen 54 verlaufen elektrische Leitungsadern 58, 59. Die Leitungs
ader 58 (Doppelleitung) geht zu einem Fußschalter 61, der eine Trittplatte
hat und die Leitungsader 59 geht in den Gerätekasten 11.
Mit dem Fußschalter 61 über die Leitungsader 59 kann man einen Elektro
magneten 62 schalten, der am freien Ende des Haltearms 57 starr und mit
seiner geometrischen Längsachse mit der Mittenachse 39 fluchtend montiert
ist. Drückt man den Fußschalter 61, dann geht der nicht dargestellte Anker
des Elektromagneten 62 in seine untere Lage. Läßt man den Fußschalter 61
los, dann geht der Anker in seine obere Lage. In welcher Lage der Anker
ist, wird über die Leitungsader 59 dem Gerätekasten 11 mitgeteilt, so daß
er darüber informiert ist, ob gemessen werden kann oder nicht.
Nach unten tritt aus dem Elektromagnet 62 eine Stange 63 heraus. An
deren unterer Stirnseite befindet sich eine Platte 64, die aus Eisenblech
ist und einige Millimeter dick ist. Sie ist kreisförmig und geht in ihrem
Durchmesser gemäß Fig. 5 weit über die Ausnehmung 26 hinaus.
Von unten gegen die Platte 64 ist ein ebenfalls zur geometrischen Mitten
achse 39 koaxialer, nach unten offener Becher 66
aus Eisen geschraubt, der mit seiner nicht dargestellten koaxialen Schraube
zugleich auch die Platte 64 an der Stange 63 befestigt.
Die Stange 63 trägt auch eine Glocke 67 aus glasklarem Acryl. Ihre Ober
wand 68 befindet sich oberhalb der Platte 64. Die Oberwand 68 ist in
axialer Richtung fest, aber drehbar (wie auch die Platte 64 und der Becher
66) mit der Stange 63 verbunden.
Die Oberwand 98 geht außen rechtwinklig in eine kreiszylindrische Seitenwand
69 über, die nach unten ragt und koaxial zur geometrischen Mittenachse 39
ist. Es entsteht dadurch die nach unten offene Glocke 67, die unten eine
kreisringförmige Stirnfläche 71 hat. Jeweils um 180° versetzt ist in die Stirn
fläche von unten her jeweils eine relativ breite aber flache, nach unten
randoffene Aussparung 72 eingearbeitet, und um 90° zu dieser Richtung versetzt
ist eine relativ schmale, aber höhere Aussparung 73 eingearbeitet.
In der oberen Lage der Stange 63 befindet sich die Stirnfläche 71 erheblich
oberhalb der in Fig. 6 gezeichneten Lage, so daß man die gedruckte Schaltung
21 frei über der Ausnehmung 26 hin-und her-schieben kann. In der in Fig. 6
gezeichneten Lage übt die Stirnfläche 71 eine Kraft auf die Oberseite der
gedruckten Schaltung 21 aus, die dann vom Scheitel der jeweiligen Kugelkalotten
33 und dann von der Unterplatte 27 aufgenommen wird.
Im Betrieb schiebt man die gedruckte Schaltung 21 in die gewünschte Stellung,
wobei man den Bildschirm 17 betrachtet. Beim Hin- und Herschieben bildet
sich die Unterseite 74 der gedruckten Schaltung 21 noch nicht scharf im
elektronischen Auge ab und auf dem Bildschirm 17 erscheint dementsprechend
ein etwas unscharfes Bild. Dies reicht aber aus, ungefähr zu bestimmen, welcher
Bereich von der geometrischen Mittenachse 39 durchquert wird. Drückt man
dann den Fußschalter 61, so wird die Unterseite 74 definiert an die Scheitel
der Kugeln 32 angelegt, und die hierdurch definierte Ebene ist dann die
scharfe Bildebene. Man sieht nun auf dem Bildschirm 17 denjenigen Bereich
scharf, der um die geometrische Mittenachse 39 herum angeordnet ist.
Liegt der sichtbare Bereich nicht genau im Meßfeld, so kann man mit einem
erhöhten, aber trotzdem noch geringen Kraftaufwand bei niedergedrückter
Glocke 67 die gedruckte Schaltung 21 um das notwendige kleine Stückchen
noch bewegen.
Claims (33)
1. Vorrichtung für ein Gerät zur Messung der Schichtdicke von dünnen
Schichten von Meßobjekten, die nach dem Röntgen-Absorptionsverfahren,
mit einer Beobachtungsvorrichtung zur Beobachtung desjenigen Bereichs der Oberfläche der dünnen Schichten, durch den die geometrische Mitten achse der Röntgenstrahlen gehen,
mit einer Auflagevorrichtung für die Meßobjekte auf der Vorrichtung welche Auflagevorrichtung im wesentlichen sich senkrecht zur Mitten achse erstreckt und eine Ausnehmung um die Mittenachse herum aufweist,
und mit einer Beleuchtungsvorrichtung, die in der Vorrichtung vorgesehen ist und durch die Ausnehmung hindurch die Oberfläche beleuchtet, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
mit einer Beobachtungsvorrichtung zur Beobachtung desjenigen Bereichs der Oberfläche der dünnen Schichten, durch den die geometrische Mitten achse der Röntgenstrahlen gehen,
mit einer Auflagevorrichtung für die Meßobjekte auf der Vorrichtung welche Auflagevorrichtung im wesentlichen sich senkrecht zur Mitten achse erstreckt und eine Ausnehmung um die Mittenachse herum aufweist,
und mit einer Beleuchtungsvorrichtung, die in der Vorrichtung vorgesehen ist und durch die Ausnehmung hindurch die Oberfläche beleuchtet, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- a) im okularseitigen Lichtstrahlengang liegt ein elektrisches Auge.
- b) Das Auge steuert einen Bildschirm.
- c) Die Auflagevorrichtung ist ein Tisch, der mindestens eine Fläche von 400 cm2 hat.
- d) Oberhalb der Ausnehmung ist eine Niederhaltevorrichtung vorgesehen, die auf und ab bewegbar ist, wobei ihre obere Lage mindestens so hoch liegt, daß man das Meßobjekt zwischen ihrer Andrückfläche und dem Tisch hindurchschieben kann und die in ihrer unteren Lage das Meßobjekt mit einer Andrückkraft gegen die Oberseite des Tisches drückt und es kraftschlüssig festhält.
- e) Es ist ein Schalter vorgesehen, mit dem die Niederhaltevorrichtung in ihre obere oder untere Lage bewegbar ist.
- f) Die Andrückfläche befindet sich um die Mittenachse herum und ihr Abstand zu ihr ist viel kleiner als der Abstand der Mittenachse zum Rand des Tisches.
- h) Die Öffnung im Tisch hat eine sehr viel größere Fläche als der Querschnitt des Röntgenstrahls.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet daß das elek
trische Auge eine CCD-Kamera ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elek
trische Auge bedienungsseitig vor die Vorrichtung gebaut ist und fest
mit ihr verbunden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildschirm
hinter der Vorrichtung auf einem Gestell steht, das fest mit ihr verbun
den ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tisch
mindestens einen gleich großen Umriß wie die Vorrichtung selbst hat.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
Tisch biegesteif gegenüber der Andrückkraft ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tisch eine
Vielzahl von nach oben vorstehenden Erhebungen hat.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen
runde Oberseiten haben.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen
diejenigen Kugelkalotten sind, die punktsymmetrische Kugeln aufweisen,
welche in passenden, die Rotation der Kugeln ermöglichenden Aus
nehmungen des Tisches gelagert sind und mit den Kugelkalotten nach
oben herausschauen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel
kalotten mit weniger als einem Drittel des Kugeldurchmessers nach oben
herausschauen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in der
Nähe der Mittenachse vorhandenen Erhebungen symmetrisch um die Mitten
achse herum angeordnet sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß um die
Mittenachse herum mehr Erhebungen angeordnet sind als in den
äußeren Bereichen des Tisches.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von
der Mittenachse durchquerte Ausnehmung durch eine durchsichtige
Röntgenstrahlen nicht beeinträchtigende Folie abgedeckt ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tisch
aus Polyamid ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kugeln aus dem gleichen Polyamid sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nieder
haltevorrichtung den Blick auf die Öffnung feiläßt.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Nieder
haltevorrichtung eine Glocke umfaßt, deren Seitenwand zumindest
teilweise durchsichtig ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Ober
wand der Glocke eine Röntgenstrahlen-Fangvorrichtung hat.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet daß die Fang
vorrichtung koaxial zur Mittenachse einen nach unten offenen Becher
aufweist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Fang
vorrichtung koaxial zur Mittenachse eine die Oberwand zumindest
teilweise deckende Scheibe aufweist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 19 u. 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe
oberhalb des Bechers sitzt.
22. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die
Glocke aus organischem Glas ist, deren untere Stirnfläche die
Andrückfläche ist, wobei die Stirnfläche senkrecht zur Mittenachse
steht.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas
farblos und durchsichtig ist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß in die
untere Stirnfläche der Glocke der Fläche nach kleine Ausnehmungen
eingearbeitet sind, die sich nach oben erstrecken.
25. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Andrück
vorrichtung einen oberhalb des Tisches sich erstreckenden Haltearm
aufweist, der die Andrückkraft aufnimmt.
26. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der
Haltearm fest mit der Vorrichtung verbunden ist.
27. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Halte
arm ein Teil eines ein Rohr umfassenden Galgens ist, dessen Befestigungs
arm an der Rückseite der Vorrichtung befestigt ist.
28. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 25-27 da
durch gekennzeichnet, daß der Haltearm mittig oberhalb des Tisches
verläuft und der Befestigungsarm ebenfalls mittig weiterläuft.
29. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß am freien
Endbereich des Haltearms ein Elektromagnet befestigt ist, der ein Ge
triebe antreibt, das die Andrückfläche auf- und abbewegt und daß der
Elektromagnet durch einen Schalter in seine eine oder andere Lage
bewegbar ist.
30. Vorrichtung nach Anspruch 29 dadurch gekennzeichnet, daß der
Elektromagnet senkrecht steht und das Getriebe eine Stange ist,
deren eines Ende mit dem Anker des Elektromagneten und dessen
anderes Ende mit der Glocke verbunden ist.
31. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichent, daß die
Glocke um ihre senkrechte Achse drehbar ist.
32. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die An
drückfläche aus hartem Material ist.
33. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die An
drückkraft höchstens so groß ist, daß auch bei ihrem Vorhandensein
eine gedruckte Schaltung oder dergleichen brettartiges Meßobjekt
relativ zum Tisch im Millimeterbereich von Hand verrückbar ist.
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