DE69938096T2 - Strahlstreuungsmessvorrichtung mit Nachweis der durchgehenden Strahlenenergie - Google Patents

Strahlstreuungsmessvorrichtung mit Nachweis der durchgehenden Strahlenenergie Download PDF

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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N23/20Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf das Gebiet der Detektion von elektromagnetischen Signalen und Hochenergiepartikeln und insbesondere auf die exakte Messung von Beugungsmustern in Streudetektionsvorrichtungen.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Messsysteme, wie z. B. Röntgenbeugungsvorrichtungen, Neutronenbeugungsvorrichtungen oder ähnliche Beugungsvorrichtungen, bei welchen andere Strahlungsquellen verwendet werden, benötigen ein Beugungsmuster von der von einer Probe gestreuten Strahlung, um eine gewünschte Messung vornehmen zu können. Ein Röntgen-Beugungssystem, das so funktioniert, ist in 1 schematisch gezeigt. Diese zeigt, dass das System für Transmissionsbeugung eingerichtet ist. Eine Röntgenstrahlungsquelle 10 richtet einen Röntgenstrahl 12 auf ein zu untersuchendes Objekt 14. Die Röntgenstrahlen werden von dem Objekt in einem Muster gestreut, welches auf seine Atomstruktur hinweist. Diese gestreute Energie kann danach von einem zweidimensionalen (2D) Detektor 18 detektiert werden, welcher die Übertragungsvariation des gestreuten Signals in der Ebene senkrecht zur Richtung des ursprünglichen Strahls detektiert.
  • Wie bei den meisten Transmissionsbeugungssystemen, bei welchen 2D-Detektoren verwendet werden, wird bei diesem System ein Strahlbegrenzer 20 verwendet, um zu verhindern, dass der direkte Röntgenstrahl, der durch die Probe gelangt, den Detektor erreicht. Dadurch wird verhindert, dass die Detektion der gebeugten Energie durch die Wechselwirkung zwischen dem übertragenen Hochenergie-Röntgenstrahl und dem Detektor gestört wird. Unter gewissen Umständen ist es jedoch erwünscht, die Intensität des übertragenen Strahls zu messen, um eine Normalisierung der Beugungsdaten in Abhängigkeit der Variation der Probendicke (oder Dichte) zu ermöglichen. 1 zeigt, wie dies in herkömmlicher Weise erreicht wird. Ein Glaskohlenstoff (GC) Filter 16, welcher eine undeutliche Großwinkel-Streuung hat, wird in den Pfad des übertragenen Röntgenstrahls eingebracht und das resultierende zweidimensionale Muster wird detektiert. Daraus können die gewünschten Informationen in Bezug auf die Intensität des übertragenen Strahls festgestellt werden.
  • Obwohl die Verwendung eines GC-Filters zum Detektieren der Intensität des übertragenen Strahls sich als zufrieden stellend erwiesen hat, muss dabei jedoch der Filter eingeführt und entfernt werden.
  • Weiterhin muss jeweils ein separater Detektionsschritt für den übertragenen Strahl und die tatsächlich gebeugte Röntgenenergie ausgeführt werden. Dadurch entstehen Verzögerungen und zusätzliche Schritte in dem letzten Röntgenbeugungs-Messvorgang sind erforderlich.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden beanspruchten Erfindung ist ein Strahlenbeugungsmesssystem vorgesehen, welches die von einer Probe gebeugte Strahlungsenergie misst. Das System beinhaltet eine Strahlungsenergiequelle, von welcher ein Strahlungsenergiestrahl gerichtet wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Strahlungsenergiequelle eine Röntgenquelle, die Erfindung kann jedoch gleichermaßen bei Systemen verwendet werden, bei welchen andere Arten von Quellen verwendet werden. Ein Detektor ist ebenfalls vorgesehen, welcher die Intensität der Strahlungsenergie, die auf seine unterschiedlichen Bereiche trifft, detektiert. Diese detektierte Energie kann die von der Probe gebeugte Energie sowie die Energie, die von dem übertragenen Strahlungsenergiestrom aufgenommen wird, beinhalten. Insbesondere, wenn der Strahl auf die zu untersuchende Probe gerichtet wird, wird ein Teil der Strahlenergie gebeugt, während ein Teil durch die Probe übertragen wird. Der Detektor der vorliegenden Erfindung detektiert sowohl die gebeugte Energie als auch die übertragene Strahlenergie und zwar gleichzeitig.
  • Der durch die Probe transmittierte Strahl wird gedämpft, um seine Intensität zu reduzieren, bevor er auf den Detektor trifft. Dadurch kann ein Strahl verwendet werden, welcher eine ausreichend hohe Energie hat, um eine gute Energiebeugung von der Probe bereitzustellen, während verhindert wird, dass die hohe Energie des übertragenen Strahls den Detektor sättigt. Das Dämpfungsglied blockiert einen äußeren Abschnitt des übertragenen Strahls, so dass er nicht den Detektor erreicht. Dadurch erzeugt das Dämpfungsglied einen Bereich eines lokalen Intensitätsminimums auf der Detektionsfläche, welche den Bereich des Detektors umgibt, auf welchen der Strahl auftrifft. Dieser lokale Intensitätsbereich ist eine leicht detektierbare Grenze zwischen einem Bereich des Detektors, auf welchen der Strahl auftrifft, und einem Bereich, auf welchen die gebeugte Energie von der Probe auftrifft. Somit enthält ein einzelner Detektions-Frame des Detektors gleichzeitig Intensitätsinformationen über sowohl den Strahl als auch die gebeugte Strahlung. Das Dämpfungsglied stellt auch einen Filtriermechanismus bereit, welcher eine Breitbandreduzierung der Intensität des Strahls pro Flächeneinheit liefert.
  • Der mit dem System verwendete Detektor muss eine Strahlungsintensität in unterschiedlichen Regionen des Detektionsbereichs detektieren können. Dadurch können die Strahlintensität und die gebeugte Energie gleichzeitig detektiert werden. Vorzugsweise ist der Detektor ein Multi-Element-Detektor und hat eine Mehrzahl von Detektions-„Pixeln" über einer Detektionsfläche, die jeweils eine individuelle Intensitätsmessung erzeugen. Wenn der Strahl auf die Probe gerichtet wird, wird ein einzelner Detektions-„Frame" erzeugt. Vorzugsweise wird dieser Frame in einem lokalen Datenspeichergerät gespeichert. Danach können die Bereiche des Detektors, auf welche der übertragene Strahl bzw. die gebeugte Energie auftreffen, bestimmt werden.
  • Ein bevorzugtes Verfahren zum Feststellen der relativen Intensitäten des übertragenen Strahls und der gebeugten Strahlenergie beinhaltet zuerst das Übertragen des Strahls durch das Dämpfungsglied in Richtung des Detektors ohne die angeordnete Probe. Diese „Luftstreuung" liefert eine Basislinie und kann verwendet werden, um den Mittelpunkt des Bereichs des Detektors zu bestimmen, auf welchen der übertragene Strahl auftrifft. Der resultierende Detektorintensitäts-Frame von der Luftbeugung wird gespeichert. Eine Probe wird danach in das System geladen und eine Abtastung wird gestartet, indem der Anfangsstrahl auf die Probe gerichtet wird, wenn der Detektor in einem aktiven Zustand ist. Ein einzelner Frame von dem Detektor wird gespeichert und kann dann analysiert werden, um den Bereich des Detektors zu bestimmen, auf welchen der transmittierte Strahl auftrifft.
  • Wenn der Strahlmittelpunkt an dem Detektor bekannt ist, werden die Intensitätsmessungen von dem Frame untersucht, um die Punkte eines lokalen Intensitätsminimums, die den Mittelpunkt umgeben, zu lokalisieren. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden mehrere radiale Richtungen von dem Mittelpunkt untersucht, bis ein lokales Minimum entlang jeder Richtung gefunden wird. Diese Richtungen können zueinander orthogonal sein, um die Intensitätsänderung in dem Frame in vier Hauptrichtungen von dem Mittelpunkt zu bestimmen. Die Punkte minimaler Intensität, die entlang diesen Richtungen dem Mittelpunkt am nächsten sind, liegen in dem Schattenbereich, der von dem Dämpfungsglied erzeugt wird, welches den äußeren Abschnitt des transmittierten Strahls blockiert. Aus diesen Punkten kann eine Interpolation verwendet werden, um eine Grenze zu bestimmen, welche den Bereich des Detektors umgibt, auf welchen der transmittierte Strahl auftrifft.
  • Sobald die Strahlbereichsgrenze an dem Detektor bestimmt ist, werden die Intensitäten, die innerhalb dieses Bereichs an dem Detektor gemessen werden, über den Bereich selbst aufintegriert, um eine durchschnittliche Intensität des transmittierten Strahls zu bestimmen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform können die Messungen innerhalb des Strahlbereichs von der Luftstreuung auch beim Aufintegrieren der Strahlintensität zusammen mit denjenigen verwendet werden, die sich aus dem transmittierten Strahl während der Probenmessung ergeben. Die Intensitätswerte, die von dem Detektor außerhalb der Strahlgrenze während der Probenmessung gesammelt werden, werden dann über dem Bereich außerhalb der Strahlgrenze aufintegriert, um die durchschnittliche Intensität der gebeugten Strahlung zu bestimmen. Sobald die Intensitätsberechnungen erfolgt sind, kann ein Transmissionskoeffizient berechnet werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schaubildliche Ansicht eines Strahlungsenergie-Beugungsmesssystems gemäß dem Stand der Technik;
  • 2 ist eine schaubildliche Ansicht eines Strahlungsenergie-Beugungsmesssystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 3 ist eine Ansicht im Querschnitt eines Strahlungsenergiestrahl-Dämpfungsglieds gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 4 ist ein Ruhebild resultierend aus einer Messung unter Verwendung der Messvorrichtung der vorliegenden Erfindung;
  • 5A und 5B zusammen bilden ein Flussdiagramm, das im Allgemeinen einen Satz von Schritten zeigt, die während der Verwendung einer Messvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden.
  • Detaillierte Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
  • 2 zeigt eine Röntgenbeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine Röntgenstrahlungsquelle 10 richtet einen Röntgenstrahl 12 auf eine zu untersuchende Probe 14. Bekannterweise werden durch die Wechselwirkung des Röntgenstrahls mit der Molekülstruktur der Probe die Röntgenstrahlen gebeugt, so dass ein Beugungsmuster erzeugt wird. Dieses Beugungsmuster wird von einem 2D-Detektor 18 detektiert und das Muster zeigt die Art der Wechselwirkung mit der Probe 14 an und liefert somit Informationen über seine Molekülstruktur.
  • 2 zeigt ebenfalls einen Strahlbegrenzer 22 gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie bei bekannten Strahlbegrenzern ist der Strahlbegrenzer 22 in dem Pfad des Abschnitts des Röntgenstrahls angeordnet, welcher durch die Probe 14 übertragen wird. Der Strahlbegrenzer 22 blockiert jedoch nicht einfach den Röntgenstrahl, so dass er den Detektor nicht erreicht, sondern funktioniert als Dämpfungsglied des Strahls, so dass ein Mittelabschnitt davon den 2D-Detektor 18 erreichen kann. Das heißt, ein äußerer Abschnitt des Strahls wird vollständig von dem Strahlbegrenzer blockiert, jedoch ein Mittelabschnitt kann durch den Strahlbegrenzer gelangen, was von einem gewissen Maß zusätzlicher Dämpfung abhängt. Im Folgenden wird der Begriff „Strahlbegrenzer" deshalb austauschbar mit dem Begriff „Dämpfungsglied" für die Beschreibung des Elements 22 der Figuren verwendet. Der Strahlbegrenzer 22 ist detaillierter in 3 gezeigt.
  • Der Querschnitt von 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des Strahlbegrenzers 22, wobei der Pfeil in die Richtung des auftreffenden Strahls zeigt. Das Gehäuse 24 umgibt eine zentrale Bohrung 26 durch den Strahlbegrenzer. Die Bohrung 26 ist vorzugsweise zylindrisch, kann jedoch auch andere Formen haben, vorausgesetzt, dass die Form bei der letztendlichen Verteilung der durch den Strahlbegrenzer transmittierten Energie berücksichtigt wird. Der Fachmann wird erkennen, dass 3 nicht unbedingt maßstabsgetreu ist und der Durchmesser der Bohrung 26 und der Durchmesser des Strahlbegrenzers 22 durch die gewünschte Strahlgröße, Strahldivergenz, Distanz zwischen Probe und Detektor und anderen Anordnungsparametern bestimmt werden. Der tatsächliche Strahlbegrenzerdurchmesser ist größer als der primäre Strahlfleck an dem Detektor. Bei einer Strahl begrenzenden Lochblende mit einem Durchmesser von 0,2 mm z. B. kann der Strahlfleck an einem Detektor, der 600 mm von der Probe entfernt angeordnet ist, bei einer bestimmten Strahldivergenz 2,5 mm sein. Ein Strahlbegrenzer gemäß der vorliegenden Erfindung, welcher für diese Anordnung geeignet wäre, hat einen Durchmesser von 4 mm und eine Bohrung 26 mit einem Durchmesser von 1 mm. In diesem Fall wird ca. 84% des Kreuzungsbereichs des Strahlflecks von dem Strahlbegrenzer 22 blockiert. Aufgrund der unebenen Verteilung des Strahlintensitätsprofils hat der Abschnitt des Strahls, der von dem Strahlbegrenzer 22 nicht direkt blockiert wird, normalerweise eine höhere Intensität pro Flächeneinheit. Dieser Abschnitt der Energie wird durchfahren, wird jedoch in dem Verfahren gedämpft.
  • Eine Dämpfung der nicht blockierten Energie wird von dem Filterelement 28 bereitgestellt, welches in einem vorderen Befestigungsbereich 30 des Gehäuses 24 untergebracht ist, welches einen größeren Bohrungsdurchmesser als die Hauptbohrung 26 hat. Somit wird eine Dämpfung des Strahls sowohl durch das direkte Blockieren eines Abschnitts des Strahls durch den Strahlbegrenzer als auch durch die Filterung durch das Filterelement bereitgestellt. Das Filterelement ist vorzugsweise zylindrisch und kann aus einem beliebigen von einer Anzahl an Materialien einschließlich Kupfer, Nickel, Gold, Aluminium oder jeglichem anderen homogenen Material hergestellt sein, das den Strahl dämpft, ohne eine starke Fluoreszenz zu erzeugen. Mit einem solchen Material kann das Maß der Dämpfung durch Steuern der Dicke des Materials gesteuert werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bewirkt der Filter eine Breitbandreduzierung der Intensität des transmittierten Strahls. Es ist jedoch höchst wichtig, in den Wellenlängen in dem primären Detektionsbereich des Detektors 18 zu dämpfen. Natürlich kann das Maß der Dämpfung auch durch andere Systemparameter gesteuert werden, wie z. B. Durchmesser der Bohrung 26 und Intensität des ursprünglichen Röntgenstrahls. Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat die Bohrung 26 einen Durchmesser von 1 mm, und das Filterelement 28 ist aus Nickel gefertigt und hat eine Dicke von 0,1 mm. Diese Angaben sind effektiv, wenn sie z. B. in Verbindung mit einem „HI-STAR" Bereichsdetektor, der von Bruker Analytical X-Ray Systems, Inc., Madison, WI hergestellt wird, und einer voraussichtlichen transmittierten Röntgenstrahlintensität von 10–100 Zählimpulsen/Sekunde/Pixel verwendet werden.
  • Der Strahlbegrenzer von 3 beinhaltet auch Befestigungsbohrungen 32 in zwei senkrechten Richtungen. Diese Bohrungen erlauben die Befestigung von Drähten an dem Strahlbegrenzer, so dass dieser genau positioniert werden kann. Die Drähte werden in vier Richtungen zu einem linearen Verstellmechanismus straff gehalten, so dass die Position des Strahlbegrenzers eingestellt werden kann. Die lineare Verstellung kann auch durch Bewegungsdurchführungen erfolgen, so dass der Strahlbegrenzer in einem Vakuum oder einer anderen isolierten Umgebung gehalten werden kann. Der Fachmann wird erkennen, dass stattdessen auch andere Positioniermechanismen verwendet werden können, ohne die Prinzipien der Erfindung zu verlassen.
  • Nach der Dämpfung durch den Strahlbegrenzer 22 trifft der transmittierte Strahl auf den Detektor 18 (2). In seiner abgedämpften Form sättigt er den Detektor nicht und seine Intensität kann effektiv gemessen werden. Durch Blockieren eines Abschnitts des Strahls, der den Mittelabschnitt umgibt, wird ein Schattenbereich an dem Detektor erzeugt, welcher den detektierten transmittierten Strahl von den detektierten gestreuten Röntgenstrahlen trennt. Durch diesen Schattenbereich kann der detektierte transmittierte Strahl genau von dem detektierten gestreuten Röntgenmuster unterschieden werden. Somit kann die detektierte Intensität des transmittierten Röntgenstrahls festgestellt und verwendet werden, um das detektierte Signal der gestreuten Röntgenstrahlen zu normalisieren.
  • Ein Ruhebild des von dem Detektor 18 detektierten Signals während eines Experiments, bei dem die vorliegende Erfindung verwendet wird, ist in 4 gezeigt. Diese zeigt, dass im Mittelpunkt des Bilds ein heller Fleck vorhanden ist, welcher die Stelle anzeigt, an welcher der transmittierte und abgedämpfte Röntgenstrahl auf den Detektor aufgetroffen ist. Ein Schattenring umgibt den hellen Fleck, wo der Strahlbegrenzer jegliche Röntgenenergie des transmittierten Strahls blockiert hat, so dass er den Detektor nicht erreicht. Dieser Schattenbereich trennt den hellen Fleck des transmittierten Strahls von dem Rest der gebeugten Röntgenenergie, welche das Muster bildet, das den Schattenbereich des Bilds in 4 umgibt.
  • Um die vorliegende Erfindung an modernes Verarbeitungsgerät richtig anzupassen, wird die mit dem Detektor verwendete Software modifiziert, um eine gleichzeitige Verarbeitung des Flecks von dem transmittierten Strahl und dem ihn umgebenden Beugungsmuster zu ermöglichen. Die allgemeinen Schritte zum Durchführen dieser Verarbeitung sind in Flussdiagrammform in 5A und 5B gezeigt. Die Softwareinstruktionen, um diese Schritte zu implementieren, sind in einem Speichermedium angeordnet, welches in der Nähe der Scanvorrichtung ist. Die spezifischen Instruktionen selbst können in Abhängigkeit des verwendeten Geräts variieren und die Erzeugung eines Programms, das diese Instruktionen hat, liegt genau im Bereich der Fähigkeiten des Fachmanns bei Vorlage der vorliegenden Beschreibung.
  • 5A zeigt einen ersten Abschnitt eines Verarbeitungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung. In Schritt 501 wird ein Röntgenbeugungsscan ohne angeordnete Probe initiiert, d. h. eine „Luft"Streuung erfolgt. Die von der Detektoranordnung detektierten Signalpegel während der Luftstreuung werden als einzelne Datei gespeichert. Aus diesem detektierten Signal wird die ungefähre Stelle des Mittelpunkts des transmittierten Strahls ebenfalls festgestellt (Schritt 503). Da der Strahlbegrenzer die Bildung eines Schattens um den transmittierten Strahlabschnitt herum bewirkt, kann der Abschnitt der Detektoranordnung, auf welchen der Strahl auftrifft, einfach detektiert werden. In der Praxis hat sich herausgestellt, dass die Strahlposition innerhalb eines halben Pixels an der Detektoranordnung detektiert werden kann. Wenn der Strahlmittelpunkt lokalisiert wurde, wird eine Probe in das System geladen (Schritt 505). In Schritt 507 wird ein Röntgenbeugungsscan der Probe ausgeführt und die von dem Detektor detektierten Intensitäten werden in einer Detektionsdatei aufgezeichnet. Aus dieser Detektionsdatei kann eine Analyse der gescannten Daten ausgeführt werden.
  • Nach dem Sammeln der Daten wird die Größe des Bereichs des transmittierten Strahls bestimmt. Zuerst werden vier Hauptrichtungen von dem Strahlmittelpunkt ausgewählt und ein detektiertes Intensitätspegelminimum wird entlang jeder Richtung festgestellt (Schritt 509). Das heißt, vier zueinander orthogonale Achsen, die von dem zuvor bestimmten Strahlmittelpunkt an dem Detektor aus strahlen, werden gewählt und die Intensitätswerte werden entlang jeder dieser Achsen untersucht, bis ein minimaler Wert erreicht wird. Da die Minima in den Schattenbereich fallen sollten, welcher den transmittierten Strahl umgibt, können die festgestellten Minima als Punkte verwendet werden, welche die Grenzen des transmittierten Strahls in vier Richtungen auf der Oberfläche des Detektors begrenzen. Die Grenze, die durch den Schattenbereich definiert ist, wird dann von den vier Punkten der Intensitätsminimas und der bekannten Strahleigenschaften interpoliert. Zum Beispiel ist die Strahlform in dem System von 2 elliptisch, so dass eine Ellipse von den detektierten Minima interpoliert wird. Diese Ellipse wird dann verwendet, um den Bereich, auf den der transmittierte Strahl auf den Detektor auftrifft, zu begrenzen (Schritt 511).
  • Wenn die Bereiche der Detektorfläche definiert sind, erfolgen Scanmessungen. In Schritt 513 wird die Scanintensität außerhalb der Ellipse aufintegriert, wodurch man die Signalintensität der gestreuten Röntgenstrahlen erhält. Die Scanintensität innerhalb der Ellipse wird ebenfalls aufintegriert, um die Intensität des transmittierten Strahls zu bestimmen (Schritt 515). Um die Qualität der Messung des transmittierten Strahls zu verbessern, wird bei der Aufintegration der Strahlintensität bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowohl die Strahlintensität, die während der Streumessung von Schritt 507 gemessen wurde, als auch die Strahlintensität, die während der Testmessung von Schritt 501 gemessen wurde, verwendet. Alternativ dazu kann bei der Aufintegration nur die Strahlmessung verwendet werden, die während der Streuung erfolgte. Obwohl einige der gestreuten Röntgenstrahlen in den elliptischen Bereich gestreut werden können, welcher den transmittierten Strahl begrenzt, ist die Intensität des transmittierten Strahls um mehrere Größenordnungen größer als die der gestreuten Röntgenstrahlen und der Effekt kann deshalb vernachlässigt werden.
  • Nach den Intensitätsmessungen kann ein Transmissionskoeffizient berechnet werden, was in Schritt 517 gezeigt ist. Der Transmissionskoeffizient ist das Verhältnis der Teststrahlintensität von Schritt 501 zu der Transmissionsintensität von Schritt 515. Sobald dieser Koeffizient bestimmt wurde, kann er verwendet werden, um die Probendichte oder Dicke an der bestimmten Probenposition zu berechnen.
  • Schritt 519 von 5B zeigt eine Rückkehr zu Schritt 505 zum Laden einer weiteren Probe, falls dies erwünscht ist. Da die ursprüngliche Luftstreuung zur Kalibrierung des Systems dient, muss dieser Schritt nicht nochmals ausgeführt werden bevor ein weiterer Scanvorgang begonnen wird. Sobald die letzte Probe untersucht wurde, wird das Verfahren beendet. Vorzugsweise werden die Kalibrierschritte für jeden neuen Satz von Streumessungen wiederholt. Es wird dem Fachmann klar sein, dass obwohl die Schritte des Berechnens der Intensitäten und des Transmissionskoeffizienten vor dem Laden einer neuen Probe gezeigt sind, die Messungen auch gespeichert werden können und die Berechnungen später erfolgen können. Die Berechnungen können auch stattfinden, während nachfolgende Proben untersucht werden.
  • Während die Erfindung in Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform gezeigt und beschrieben wurde, wird es dem Fachmann klar sein, dass verschiedene Änderungen der Form und der Einzelheiten vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der Erfindung, wie sie in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist, zu verlassen.

Claims (25)

  1. Dämpfungsglied (22) zur Verwendung in einem Strahlungsstreuungs-Messsystem, mit einer Strahlungsenergiequelle (10), von welcher ein Strahlungsenergiestrahl (12) auf eine Probe (14) gerichtet wird; einem Detektor (18), welcher die Intensität der Strahlungsenergie, die auf unterschiedliche Bereiche des Detektors (18) einfällt, detektiert; wobei das Dämpfungsglied (22) aufweist: einen Strahl-Blockierabschnitt (24) mit einer zentralen Bohrung (26), wobei der Strahl-Blockierabschnitt (24) einen Bereich von reduzierter Intensität auf der Oberfläche des Detektors (18) erzeugt, der einen Abschnitt des Detektors (18), auf welchen der transmittierte Strahl einfällt, und einen Abschnitt des Detektors (18), auf welchen die gestreute Energie einfällt, trennt, gekennzeichnet durch ein Filterelement (28), welches die Intensität des transmittierten Strahls pro Flächeneinheit reduziert.
  2. Dämpfungsglied (22) nach Anspruch 1, wobei das Dämpfungsglied (22) die Form eines geschlossenen Kreises hat, welcher einen äußeren Abschnitt des transmittierten Strahls blockiert.
  3. Dämpfungsglied nach Anspruch 1, welcher weiterhin Befestigungselemente (32) aufweist, durch welche die Dämpfungsgliedposition verstellt werden kann.
  4. Strahlungsbeugungs-Messsystem, welches Strahlungsenergie misst, die von einer Probe (14) gebeugt wurde, wobei das System aufweist: eine Strahlungsenergiequelle (10), von welcher ein Strahlungsenergiestrahl (12) auf die Probe (14) gerichtet wird; einen Detektor (18), welcher die Intensität der Strahlungsenergie detektiert, die auf unterschiedliche Bereiche des Detektors (18) einfällt; und ein Dämpfungsglied nach einem der Ansprüche 1 bis 3.
  5. Messsystem nach Anspruch 4, wobei die Strahlungsenergiequelle (10) eine Röntgenquelle ist.
  6. Messsystem nach Anspruch 4, wobei der Detektor (18) eine Anordnung von Detektionspixeln umfasst, wobei jedes eine einzelne Intensitätsmessung erzeugt.
  7. Messsystem nach Anspruch 4, wobei der Detektor (18) gleichzeitig den abgeschwächten Strahl und die von der Probe (14) gebeugte Energie detektiert.
  8. Messsystem nach Anspruch 4, welches weiterhin ein Datenspeichergerät aufweist, in welchem die von dem Detektor (18) detektierten Intensitäten gespeichert werden.
  9. Messsystem nach einem der Ansprüche 4 oder 7, wobei von der Probe (14) gebeugte Energie auf einen ersten Bereich des Detektors (18) einfällt, der an einen zweiten Bereich des Detektors (18) angrenzt, auf welchen der transmittierte Strahl einfällt, und wobei der transmittierte Strahl von dem Dämpfungsglied (22) so blockiert wird, dass ein Bereich eines lokalen Intensitätsminimums zwischen dem ersten Detektorbereich und dem zweiten Detektorbereich erzeugt wird.
  10. Verfahren zum Messen der von einer Probe (14) gebeugten Strahlungsenergie, wobei das Verfahren aufweist: Richten eines Strahlungsenergiestrahls (12) auf die Probe (14), so dass Strahlungsenergie von der Probe (14) gebeugt wird und ein Strahlungsenergiestrahl durch die Probe (14) durchgelassen wird; Abschwächen des durch die Probe (14) durchgelassenen Strahlungsenergiestrahls bevor er einen Detektor (18) erreicht; und, mittels des Detektors (18) Detektieren der Intensität der Strahlungsenergie, die auf unterschiedliche Bereiche des Detektors (18) einfällt, einschließlich der von der Probe (14) gebeugten Energie und des von einem Dämpfungsglied (22) abgeschwächten Strahlungsenergiestrahls, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschwächen des Strahlungsenergiestrahls das Blockieren eines äußeren Abschnitts des transmittierten Strahls umfasst, so dass er den Detektor (18) nicht erreicht.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Richten eines Strahlungsenergiestrahls (12) auf die Probe (14) umfasst, dass ein Röntgenstrahl auf die Probe (14) gerichtet wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Detektieren mit dem Detektor (18) umfasst, dass die Strahlungsenergie-Intensität mit einem Detektor (18) detektiert wird, welcher eine Anordnung von Detektionspixeln aufweist, die jeweils eine einzelne Intensitätsmessung erzeugen.
  13. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Detektieren mit dem Detektor (18) gleichzeitig das Detektieren des abgeschwächten Strahls und der von der Probe (14) gebeugten Energie umfasst.
  14. Verfahren nach Anspruch 10, welches weiterhin das Speichern der detektierten Intensitäten zusammen in einer Datenspeichervorrichtung als einzelnen Detektions-Frame aufweist.
  15. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Blockieren eines äußeren Abschnitts des transmittierten Strahls das Blockieren eines äußeren Abschnitts des transmittierten Strahls umfasst, so dass ein Bereich eines lokalen Intensitätsminimums zwischen dem ersten Detektorbereich und dem zweiten Detektorbereich erzeugt wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Abschwächen des Strahlungsenergiestrahls das Reduzieren der Intensität des durchgelassenen Strahls pro Flächeneinheit umfasst.
  17. Verfahren nach Anspruch 10, welches weiterhin, zusätzlich zum Richten des Strahlungsenergiestrahls (12) auf die Probe (14), das Richten des Strahls (12) auf den Detektor (18), Abschwächen des Strahls (12) und Messen der Intensität des Strahls (12) mit dem Detektor (18) ohne angeordnete Probe (14) aufweist, wobei die ohne angeordnete Probe (14) vorgenommene Intensitätsmessung in Verbindung mit der detektierten Strahlungsintensität des Strahls, welcher durch die Probe (14) gelangt, zum Bestimmen einer Intensitätsmessung des Strahls verwendet wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Detektieren der Intensität der durch die Probe (14) durchgelassenen Strahlungsenergie das Definieren eines Bereichs des Detektors (18), auf welchen der Strahl einfällt, sowie Aufintegrieren der detektierten Intensität über diesem Bereich umfasst.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Definieren eines Bereichs des Detektors (18), auf welchen der Strahl einfällt, das Bestimmen eines ungefähren Punkts auf dem Detektor (18), an welchem ein Mittelpunkt des Strahls einfallen wird, das Detektieren einer Vielzahl von Punkten von minimaler Intensität auf dem Detektor (18), die den Mittelpunkt umgeben, und das Ermitteln einer Strahlengrenze auf dem Detektor, die die detektierten Punkte minimaler Intensität enthält, umfasst.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Ermitteln einer Strahlengrenze auf dem Detektor (18) das Interpolieren einer Strahlengrenze mittels der Punkte minimaler Intensität und einer vorbestimmten Strahlenform umfasst.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei die vorbestimme Strahlenform im Wesentlichen elliptisch ist.
  22. Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Detektieren der Intensität der Strahlungsenergie, die von der Probe (14) gebeugt wird, das Aufintegrieren der Intensität umfasst, die von dem Detektor (18) außerhalb der Strahlengrenze über dem Detektionsbereich gemessen wird.
  23. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren vor dem Richten des Strahls (12) auf die Probe, folgendes umfasst. Richten des Strahlungsenergiestrahls (12) auf den Strahlungsenergiedetektor (18), Abschwächen des Strahls (12) und Durchführen einer ersten Messung der Intensität des abgeschwächten Strahls mit dem Detektor (18) sowie Anordnen der Probe (14) auf der Bahn des nicht abgeschwächten Strahls (12), wobei das Verfahren weiterhin aufweist: Bestimmen eines Strahlenbereichs des Detektors (18), auf welchen der transmittierte Strahl einfällt, und Aufintegrieren der in dem Strahlbereich detektierten Intensität über diesen Bereich als Teil der Bestimmung der Strahlenintensität; und Aufintegrieren der von dem Detektor (18) gemessenen Intensität in einem Bereich außerhalb des Strahlbereichs über den äußeren Bereich als Teil der Bestimmung der Intensität der gebeugten Energie.
  24. Verfahren nach Anspruch 23, wobei das Aufintegrieren der Intensität in dem Strahlbereich das Aufintegrieren der nicht abgeschwächten Intensitätsmessung des Strahls über dem Strahlbereich umfasst.
  25. Verfahren nach Anspruch 23, wobei das Detektieren der Energie, die von der Probe (14) gebeugt wurde, und der Energie des Strahlungsenergiestrahls (12), der von dem Dämpfungsglied abgeschwächt wurde, das gleichzeitige Detektieren der von der Probe (14) gebeugten Energie und der Energie von dem von dem Dämpfungsglied (22) abgeschwächten Strahlungsenergiestrahl (12) umfasst.
DE69938096T 1999-01-28 1999-12-08 Strahlstreuungsmessvorrichtung mit Nachweis der durchgehenden Strahlenenergie Expired - Lifetime DE69938096T2 (de)

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