DE10259696A1 - Vorrichtung zum Messen der Dicke dünner Schichten - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Dicke dünner Schichten durch Röntgenstrahlen mit einer Röntgenröhre (12), welche Röntgenstrahlen aussendet, die auf eine zu messende Schicht gerichtet sind, mit zumindest einer zwischen der Röntgenröhre (12) und der zu messenden Schicht angeordneten Blendenvorrichtung (17), die aus einem Röntgenstrahlen absorbierenden Bereich (26) besteht und eine Blendenöffnung (28) aufweist, wobei zumindest eine Blendenöffnung (28) der Blendenvorrichtung (17) eine geometrische Form aufweist, die in Strahlrichtung gesehen eine Fläche projiziert, welche zumindest abschnittsweise an die Geometrie der zu messenden Schicht angepasst ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Dicke dünner Schichten durch Röntgenstrahlung.
  • Aus der DE 32 39 379 C2 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung bekannt geworden, welche zum Messen der Dicke dünner Schichten nach dem Röntgenfluoreszenz-Prinzip eingesetzt wird. Diese Vorrichtung weist eine Röntgenröhre auf, welche Röntgenstrahlen aussendet, die auf eine zu messende Schicht eines Messgegenstandes gerichtet sind. Zwischen dem Messgegenstand der Röntgenröhre ist in einem einstellbaren Abstand zum Messgegenstand beziehungsweise zur zu messenden Schicht eine Blendenvorrichtung vorgesehen, welche die Röntgenstrahlung auf einen Messpunkt auf der zu messenden Schicht begrenzt. Von einem Detektor werden die von dem bestrahlten Messgegenstand emittierten Fluores zenzstrahlen erfasst und ausgewertet. Zwischen der Blendenvorrichtung und der Röntgenröhre ist ein halbdurchlässiger Umlenkspiegel im Strahlendengang vorgesehen, der bezüglich der Röntgenstrahlung durchlässig ist und einen Einblick auf den Messgegenstand und der zu messenden Schicht ermöglicht.
  • Die Blendenvorrichtung dieser Vorrichtung weist mehrere Durchgangsbohrungen auf, die in einem festen Abstand zueinander angeordnet und in der Größe unterschiedlich ausgebildet sind. Diese Durchgangsbohrungen können entsprechend der Messaufgabe ausgewählt werden, wodurch exakt bestimmbare kleine Messpunkte oder -zonen erfasst werden können. Durch diese Vorrichtung können einzelne sehr kleine Bereiche auf der zu messenden Schicht exakt bestimmt werden. Hierfür ist eine hohe Intensität erforderlich, welche auf dem Messgegenstand einwirkt. Je länger die Messzeit ist, desto höher ist die erfassbare Präzision der Messung.
  • Die Messung der Dicke dünner Schichten ist auch bei Massenprodukten durchzuführen. Beispielsweise bei Ventilteilen für Einspritzpumpen ist erforderlich, dass eine durch einen Galvanisierprozess aufgebrachte Schichtdicke erfasst wird. Diese Teile werden millionenfach hergestellt. Die Durchführung der Messung zur Ermittlung der Dicke dünner Schichten darf nur eine geringe Messzeit in Anspruch nehmen.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Vorrichtung derart weiterzubilden, dass eine exakte Messung der Dicke dünner Schichten innerhalb einer sehr kurzen Messzeit ermöglicht ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.
  • Die kurze Messzeit für Massenbauteile, bei denen die Dicke der Beschichtung zu erfassen ist, wird dadurch erzielt, dass eine Blendenvorrichtung vorgesehen ist, welche eine Blendenöffnung mit einer geometrischen Form aufweist, die in Strahlrichtung gesehen eine Fläche projiziert, wel che zumindest abschnittsweise an die Geometrie der zu messenden Schicht angepasst ist. Dadurch kann eine gleichmäßige Bestrahlung der Oberfläche der zu messenden Schicht erfolgen, wodurch innerhalb nur eines Messvorganges die gesamte Messfläche erfasst wird. Diese Anpassung der Blendenöffnung zumindest abschnittsweise an die Geometrie der zu messenden Schicht ermöglicht eine Verkürzung der Messzeit bei Teilen einer Massenproduktion. Dies ist von erheblicher wirtschaftlicher Bedeutung. Durch die Verkürzung der Messzeit kann ein höherer Massendurchsatz der Teile erzielt werden. Dadurch kann eine 100 % Prüfung durchgeführt und die Kosten für die Qualitätsprüfung gesenkt werden. Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung der Blendenvorrichtung ist eine berührungslose Messung mit Röntgenstrahlen bei Massenteilen ermöglicht, für welche eine nur sehr kurze Messzeit zur Verfügung steht.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Blendenöffnung der Blendenvorrichtung einen absorbierenden Bereich umfasst, der eine Blendenöffnung umgibt und innerhalb der Blendenöffnung oder zumindest teilweise daran angrenzend zumindest ein absorbierender Bereich vorgesehen ist. Durch diese Ausgestaltung können die Röntgenstrahlen auf eine Vielzahl von Geometrien angepasst und auf die Messfläche projiziert werden. Durch die Anordnung zumindest eines innerhalb der Blendenöffnung absorbierenden Bereichs können Teilbereiche in der Projektion der Strahlen auf die Fläche auf der zu messenden Schicht ausgeblendet werden. Dadurch kann eine an den Messgegenstand beziehungsweise die Oberfläche der zu messenden Schicht angepasste Strahlführung gegeben sein.
  • Die zumindest eine innerhalb der Blendenöffnung vorgesehene Durchgangsöffnung weist nach einer bevorzugten Ausführungsform eine Spaltbreite und/oder eine -länge auf, welche in Strahlrichtung eine Fläche auf die Oberfläche der zu messenden Schicht projiziert, die gleich groß oder kleiner als die Fläche der zu messenden Schicht ausgebildet ist. Dadurch kann durch die Blendenvorrichtung eine Ausleuchtung der gesamten Oberfläche der zu messenden Schicht innerhalb eines Messvorganges ermöglicht sein. Durch die wahlweise geometrische Ausbildung der zumindest einen Durchgangsöffnung bezüglich der Länge und Breite können die für die Qualitätsprüfung relevanten Bereiche gleichzeitig gemessen und die weiteren Bereiche ausgeblendet werden. Dadurch kann die Blendenvorrichtung an eine spezifische Messaufgabe angepasst werden.
  • Die Blendenvorrichtung weist vorteilhafterweise zwischen der zumindest einen Blendenöffnung und dem innerhalb oder daran angrenzenden absorbierenden Bereich zumindest eine spaltförmige Durchgangsöffnung auf. Dadurch können filigrane Strukturen und Linienformen oder Bereiche gebildet werden, durch die die Strahlung hindurchtritt und auf die Oberfläche der zu messenden Schicht auftrifft. Durch diese spaltförmige Ausgestaltung der zumindest einen Durchgangsöffnung können auch sehr filigran beschichtete Bereiche als auch Bereiche, deren flächige Erstreckung variabel ist, gemessen werden.
  • Bevorzugt ist zumindest eine Durchgangsöffnung vorgesehen, welche einen Ringspalt bildet. Dadurch kann eine sogenannte Ringblende oder Ringkollimator geschaffen sein, welche insbesondere zur Messung der Schichten auf rotationssymmetrischen Teile eingesetzt wird. Diese rotationssymmetrischen Teile können ein oder mehrere kreis- oder ringförmige Bereiche umfassen, auf denen eine Beschichtung aufgebracht ist und deren Schichtdicke zu prüfen ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen der zumindest einen spaltförmigen Durchgangsöffnung, die zu einem Ringspalt angeordnet ist, zumindest ein Steg vorgesehen, welcher den innerhalb der Blendenöffnung angeordneten absorbierenden Bereich positioniert. Der oder die Stege sind vorteilhafterweise sehr schmal ausgebildet, wodurch in Abhängigkeit der angrenzenden Durchgangsöffnungen eine nahezu gleichmäßige Ausleuchtung beziehungsweise Bestrahlung der Oberfläche der zu messenden Schicht gegeben ist.
  • Alternativ kann vorgesehen sein, dass eine Vielzahl von beabstandeten Stegen, beispielsweise aus dünnem Draht, vorgesehen ist. Der oder die Drähte können auf einer Seite der Blendenvorrichtung oder als Schicht innerhalb der Blendenvorrichtung vorgesehen sein.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der innerhalb der Blendenöffnung angeordnete absorbierenden Bereich oder Bereiche außerhalb der Ebene der Blendenöffnung anordenbar sind. Beispielsweise kann durch eine Verschiebung des inneren absorbierenden Bereiches oder der Bereiche in Richtung Strahlquelle eine Verringerung der Spaltbreite der Durchgangsöffnungen erzielt werden. Dadurch kann die projizierte Fläche der Strahlung in einer Messebene reduziert sein.
  • Dadurch kann beispielsweise auch eine geringere Materialstärke für die Blendenvorrichtung gewählt werden, welche wiederum einfach zu bearbeiten ist. Die Blendenvorrichtung ist bevorzugt aus organischem oder anorganischem Glas ausgebildet, welches vorzugsweise durchsichtig ist. Besondere geeignet ist der Einsatz eines Bleiglases. In Abhängigkeit der erforderlichen energetischen Zusammensetzung der Strahlung kann die Dicke des Bleiglases reduziert sein, um dennoch eine Absorption der Röntgenstrahlung zu erzielen. Da eine größere Fläche bei der Messung bestrahlt wird, kann eine geringere Intensität der Strahlung genügen, um die Messung durchzuführen.
  • Die Durchgangsöffnungen in der Blendenöffnung sind bevorzugt rechtwinklig zur Oberfläche der Blendenvorrichtung ausgebildet. Ebenso können sich diese Durchgangsöffnungen in Strahlrichtung gesehen zumindest geringfügig aufweiten.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Blendenvorrichtung drehbar ausgebildet ist. Durch die Auslenkung aus einer horizontalen Anordnung oder einer parallelen Anordnung zur Messebene kann beispielsweise bei einer Blendenvorrichtung mit einem Ringspalt eine Durchgangsöffnung geschaffen werden, welche eine elliptische Fläche projiziert. Dadurch kann eine Blendenvorrichtung auf mehrere geometrische Formen der Oberfläche des zu messenden Gegenstandes anpassbar sein.
  • In einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zumindest ein innerhalb der Blendenöffnung oder zumindest teilweise daran angrenzender Bereich gegenüber der Blendenöffnung drehbar angeordnet ist. Bei beispielsweise einer Ringblende kann der innere absorbierende Bereich drehbar angeordnet sein, so dass eine Blendenvorrichtung mit einer durchstimmbaren Transmission ermöglicht ist.
  • Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im folgenden anhand dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen;
  • 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Messen dünner Schichten durch Röntgenstrahlung,
  • 2 eine schematische Ansicht eines Strahlenganges mit einer erfindungsgemäßen Blendenvorrichtung,
  • 3 eine schematische Draufsicht auf die Blendenvorrichtung gemäß 2,
  • 4a u. b eine schematische Schnittdarstellung eines Messgegenstandes in unterschiedlicher Messposition während einer Schichtdickenmessung,
  • 5a u. b eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform einer Blendenvorrichtung und
  • 6 eine schematische Darstellung eines Strahlenganges mit einer alternativen Ausführungsform einer Blendenvorrichtung zu 2.
  • In 1 ist eine Vorrichtung 11 zur Messung der Dicke dünner Schichten durch Röntgenstrahlung, insbesondere durch Röntgenfluoreszenzstrahlung, dargestellt. Diese Vorrichtung 11 weist eine Röntgenröhre 12 zur Erzeugung von Röntgenstrahlen in einem Gehäuse 13 auf. Über eine Öffnung im Gehäuse 13 treten Röntgenstrahlen aus und treffen auf eine Oberfläche 14 eines Messgegenstandes 16. Durch eine in einem definierten Abstand zur Oberfläche 14 des Messgegenstandes 16 angeordnete Blendenvorrichtung 17 wird ein bestimmter Flächenbereich der Röntgenstrahlen auf die Oberfläche 14 des Messgegenstandes 16 projiziert. Ein Proportionalzielrohr 18 beziehungsweise ein Detektor erfasst die von dem Messgegenstand emittierte Fluoreszenzstrahlung beziehungsweise Sekundärstrahlung und wertet diese mit Unterstützung einer Datenverarbeitungsanlage aus.
  • Die Vorrichtung 11 weist einen in dem Strahlengang der Röntgenstrahlen angeordneten halbdurchlässigen Spiegel 21 auf, der ermöglicht, dass das Bild der Oberfläche 14 des Messgegenstandes 16 über eine Optik eingesehen oder durch ein elektronisches Anzeigegerät 22 erfasst und über einen Monitor ausgegeben wird.
  • In 2 ist perspektivisch und nicht im Maßstab vergrößert der Strahlengang von der Röntgenröhre zum Messgegenstand 16 dargestellt. Die Blendenvorrichtung 17 weist einen absorbierenden Bereich 26 auf, der beispielsweise in einen Einstellmechanismus 27 eingespannt ist, über den der Abstand zur Oberfläche 14 des Messgegenstandes 16 einstellbar ist. Die Blendenvorrichtung 17 weist eine an den äußeren absorbierenden Bereich 26 angrenzende Blendenöffnung 28 auf. Innerhalb der Blendenöffnung 28 ist ein innerer absorbierender Bereich 29 angeordnet, durch den zur Blendenöffnung 28 ein Ringspalt 31 gebildet ist. Der innerer absorbierende Bereich 29 ist durch Stege 32, wie in der Draufsicht gemäß 3 näher dargestellt ist, zur Blendenöffnung 28 positioniert. Durch die Ausbildung eines Ringspaltes 31, der gemäß dem Ausführungsbeispiel aus drei Durchgangsöffnungen 33 gebildet ist, wird ermöglicht, dass die Röntgenstrahlen eine Ringfläche 36 auf die Oberfläche 14 des Messgegenstandes 16 projizieren. Diese Ringfläche 36 entspricht einer Messfläche, deren Schichtdicke auf einem Messgegenstand durch diese Vorrichtung 11 ermittelt wird.
  • Der Messgegenstand 16 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel ein rotationssymmetrisches Bauteil, welches in einer Einspritzpumpe in Kraftfahrzeugen eingesetzt wird. Auf eine Stirnfläche 37 ist eine Beschichtung 38 aufgebracht, welche sich bei dem bevorzugt angewendeten Galvanisierungsverfahren zumindest teilweise an den seitlichen Rändern erstreckt. Bei dieser Beschichtung 38 handelt es sich beispielsweise um eine Chrombeschichtung, deren Schichtdicke zu messen ist.
  • Bei diesen beispielhaft dargestellten Messgegenständen 16 handelt es sich um Teile der Massenproduktion, für welche eine 100 % Prüfung durchzuführen ist. Dabei besteht die Aufgabe, die Schichtdicke auf der Stirnfläche 37 zu prüfen und sicherzustellen, dass die aufgetragene Beschichtung 38 zumindest die erforderliche Schichtdicke umfasst.
  • Durch die Ausgestaltung der Blendenvorrichtung 17 gemäß den 2 und 3, welche auch als Ringkollimator bezeichnet wird, ist ermöglicht, dass innerhalb von wenigen Sekunden, beispielsweise einer Sekunde Messzeit, die Schichtdicke der Ringfläche 36 erfasst wird. Die Blendenvorrichtung 17 ermöglicht ein gleichmäßiges Auftreffen der Röntgenstrahlen auf die Oberfläche 14. Die dazwischen angeordneten Stege 32 sind im Verhältnis dünn ausgebildet, so dass deren Abschattung vernachlässigbar ist.
  • 4a zeigt eine schematische Schnittdarstellung des Messgegenstandes 16. In einer ideal ausgerichteten Position des Messgegenstandes 16 zum Strahlengang wird eine Ringfläche 36 auf die Beschichtung 38 der Stirnfläche 37 gemäß 4a projiziert. Diese Ringfläche 36 ist bevorzugt im mittleren Bereich positioniert.
  • Bei diesen Bauteilen ist besonders, dass die Beschichtung 38 von innen nach außen zunimmt. Darauf abgestimmt ist die Ringfläche 36 derart vorgesehen, dass diese tendenziell mehr an den äußeren als an den inneren Randbereich der Umfangsfläche angrenzt. Die Breite der Ringfläche 36 wird an die Breite der Messfläche beziehungsweise der Stirnseite 37 des Messgegenstandes 16 angepasst. Durch eine Auswerteeinheit werden die ermittelten Daten aus der emittierten Sekundärstrahlung der Ringfläche integriert, um die Schichtdicke zu ermitteln.
  • Diese Ringblendenvorrichtung weist den Vorteil auf, dass diese gegenüber Toleranzen unempfindlich ist. Beispielsweise ist in 4b der Messgegenstand 16 zur Strahlachse mit einem lateralen Versatz positioniert. Aus der Positionierung der Ringfläche 36 zur Beschichtung 38 ist zu entnehmen, dass auf einer rechten Seite ein Abschnitt mit einer stärkeren Beschichtung als auf der linken Seite bestrahlt wird. Durch die Ermittlung eines integralen Werts über die gesamte Ringfläche findet eine Mittelung statt, so dass ein aussagekräftiger Wert erhalten wird.
  • Durch diese vollständige beziehungsweise im wesentlichen vollständige Bestrahlung der Ringfläche kann eine 100 % Prüfung von Massenteilen in einer geringen Zeit durchgeführt werden. Dies ist besonders bei empfindlichen Oberflächen von Vorteil. Durch die größere Messfläche, welche durch die Blendenvorrichtung gegenüber einer herkömmlichen Spotmessung vorhanden ist, steht mehr Primärstrahlung und somit emittierte Sekundärstrahlung zur Verfügung, als ein Detektor aufnehmen kann. Dadurch kann eine kürzere Messzeit erzielt werden. Bei dem im Ausführungsbeispiel dargestellten Messgegenstand können Messzeiten von beispielsweise einer Sekunde oder weniger erzielt werden. Dadurch kann eine berührungslose Messung mit Röntgenfluoreszenz auch für kurze Taktzeiten in Einsatz kommen.
  • Die Blendenvorrichtung 17 ist grundsätzlich in ihrer Ausgestaltung vielfältig abänderbar und auf die jeweilige Geometrie der Oberfläche 14 des Messgegenstandes 16 beziehungsweise der Oberflächenbereiche eines Messgegenstandes 16 anpassbar. Beispielsweise kann die Ringfläche 36 sich über die gesamte Wandstärke eines in den 4a und b dargestellten rotationssymmetrischen Bauteils erstrecken. Die Ringbreite der Ringfläche 36 ist wahlweise einstellbar. Ebenso können einzelne Ringsegmente in der Form und Kontur veränderbar sein. Beispielsweise können die Stege 32 einen wesentlich größeren Anteil der Ringfläche bedecken. Des weiteren können anstelle von einem oder mehreren Stegen, beispielsweise gemäß 3, welche aus demselben Material bestehen wie die absorbierenden Bereiche, beispielsweise Drähte, vorgesehen sein, welche den inneren Bereich 29 zum äußeren Bereich 26 positionieren. Beispielsweise können Drähte oder ein Drahtgitter in eine aus Bleiglas ausgebildete Blendenvorrichtung 17 eingegossen sein.
  • Des weiteren kann alternativ vorgesehen sein, dass der innere absorbierende Bereich 29, der beispielsweise als Kreisscheibe dargestellt ist, durch eine drehbare Achse aufgenommen ist. Dadurch kann in Abhängigkeit der gewünschten Messfläche durch Rotation des inneren absorbierenden Bereiches 29 eine durchstimmbare Transmission erzielt werden. Der innere absorbierende Bereich 29 kann eine geschlossene Position aufweisen, bei der die Blendenöffnung 28 geschlossen ist. Durch geringfügiges Öffnen um wenige Winkelgrade können beispielsweise zwei sichelförmige Bereiche freigegeben werden, welche entsprechende Flächen auf die Oberfläche 14 des Messgegenstandes 16 projizieren. Ebenso kann bei einer Drehung um 90° eine nahezu vollflächige Bestrahlung ermöglischt sein.
  • Die Blendenvorrichtung 17 ist aus organischem oder anorganischem Glas ausgebildet. Bevorzugt wird transparentes Bleiglas eingesetzt, um durch ein Anzeigegerät 22 den Messgegenstand einzusehen. Die verwendete Glasstärke zur Erzielung der Absorption der Röntgenstrahlung ist abhängig von der Strahlqualität der Röntgenstrahlung. Beispielsweise können Bleigläser mit einer Wandstärke von weniger als 8 mm, bevorzugt 1 bis 4 mm, eingesetzt werden. Die Blendenvorrichtung 17 kann behandelte Ober- und Unterseiten aufweisen. Ebenso können Beschichtungen vorgesehen sein, wie beispielsweise aus Metall.
  • Die Geometrie und Form der Blendenöffnung 28 im Bereich 26 als auch die Anordnung des inneren absorbierenden Bereichs 29 zur Öffnung 28 ist beliebig. Jegliche geometrische Strukturen von Messgegenständen 16, die eine Beschichtung aufweisen, deren Dicke zu messen ist, können vorgesehen sein. Beispielsweise können U- oder V-förmige Durchgangsöffnungen ausgebildet werden. Ebenso können kleeblattförmige oder mehrere im Kreis zueinander angeordnete ringförmige Strukturen ausgebildet sein. Die Breite und Länge der Durchgangsöffnungen 33 als auch deren Anzahl sowie die Größe und Anzahl der inneren absorbierenden Bereiche 29 ist variabel und vielfältig in der Kombination.
  • Beispielsweise kann die Blendenvorrichtung 17, welche als Ringkollimator dargestellt ist, durch Drehung um eine horizontale Achse eine elliptische Ringfläche 36 abbilden. Diese Verkippung um eine Drehachse kann durch die Verkippung um zumindest eine weitere Drehachse überlagert sein.
  • In den 5a und b ist eine weitere alternative Ausführungsform einer Blendenvorrichtung 17 dargestellt. Bei dieser Ausgestaltung ist der innere absorbierende Bereich 29 durch eine drehbare Klappe ausgebildet, welche um eine Achse 40 aus der Ebene heraus drehbar angeordnet ist. Diese Achse kann mit einer Antriebseinheit in Verbindung stehen, so dass eine ansteuerbare Position des inneren absorbierenden Bereiches 29 einstellbar ist. Diese Antriebseinheit kann eine Feinsteinstellung einer Winkelposition ermöglichen.
  • Beispielsweise ist gemäß Position 41 der innere absorbierende Bereich 29 in der Ebene zum äußeren Bereich 26 vorgesehen. In dieser Anordnung wird eine projizierte Fläche erzeugt, welche gemäß 5b durch Ziffer 41' dargestellt ist.
  • In diesem Ausführungsbeispiel ist eine ringförmige Öffnung 33 vorgesehen, welche auch in 5b als Ringfläche 33 abgebildet ist. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der innere Bereich 29 in einer Position 41 bündig an dem äußeren Bereich 26 anliegt, so dass ein Durchgang der Röntgenstrahlung quasi nicht gegeben ist.
  • Bei Drehung der Achse um wenige Winkelgrade wird der innere Bereich 29 in beispielsweise eine Position 42 übergeführt. Daraus resultiert, dass eine projizierte Fläche 42" abgedeckt ist und im übrigen die Strahlen auf die Messoberfläche auftreffen.
  • Eine weitere beispielhaft dargestellte Position 43 bildet einen noch kleineren Bereich 43" ab, so dass der Bereich der auftreffenden Strahlung größer wird. Die Drehung des inneren Bereiches 29 kann in einem Maximum von 90° einen Minimalbereich abschatten, der vernachlässigbar ist. Durch eine vorzugsweise stufenweise Verstellung können verschiedene Positionen angefahren werden. Die dargestellte Geometrie des inneren Bereichs 29 oder der drehbaren Klappe ist nur beispielhaft und hierauf nicht beschränkt.
  • In 6 ist eine weitere alternative Ausgestaltung einer Blendenvorrichtung 17 dargestellt. Bei dieser Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der innere absorbierende Bereich 29 aus der Ebene des äußeren Bereiches 26 herausgeführt und beispielsweise in Richtung auf die Strahlenquelle versetzt angeordnet ist. Eine Verschiebung in die entgegengesetzte Richtung ist ebenfalls möglich. Dadurch kann die Spaltbreite bei Aufrechterhaltung der Grundgeometrie der Durchgangsöffnungen 33 veränderbar sein. Zusätzlich kann sowohl der Bereich 26 als auch der Bereich 29 unabhängig voneinander zumindest um eine Drehachse verstellbar angeordnet sein. Der innere Bereich 29 kann getrennt von dem Bereich 26 vorgesehen sein und ist über dünne Drähte oder weitere geeignete Mittel aufgenommen, um eine getrennte Anordnung zum äußeren Bereich 26 zu ermöglichen.
  • Es versteht sich, dass anstelle eines Ringspaltes dreieckförmige, quadratische, mehreckige, elliptische oder sonstige offene Kreisformen oder Wellenlinienformen oder dergleichen vorgesehen sein können, wobei insbesondere Geometrien der Oberfläche einer zu messenden Schicht vorgesehen sind, bei denen ein Teil der Oberfläche des Messgegenstandes gegenüber der Röntgenstrahlung beziehungsweise der auf die Oberfläche des Messgegenstandes projizierten Fläche ausgeblendet ist.

Claims (14)

  1. Vorrichtung zum Messen der Dicke dünner Schichten durch Röntgenstrahlen mit einer Röntgenröhre (12), welche Röntgenstrahlen aussendet, die auf eine zu messende Schicht gerichtet sind, mit zumindest einer zwischen der Röntgenröhre (12) und der zu messenden Schicht angeordneten Blendenvorrichtung (17), die aus einem Röntgenstrahlen absorbierenden Bereich (26) besteht und eine Blendenöffnung (28) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Blendenöffnung (28) der Blendenvorrichtung (17) eine geometrische Form aufweist, die in Strahlrichtung gesehen eine Fläche projiziert, welche zumindest abschnittsweise an die Geometrie der zu messenden Schicht angepasst ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendenvorrichtung (17) einen absorbierenden Bereich (26) umfasst, der zumindest eine Blendenöffnung (28) umgibt und innerhalb der zumindest einen Blendenöffnung (28) oder zumindest teilweise daran angrenzend zumindest ein innerer absorbierender Bereich (29) vorgesehen ist, durch den zumindest eine Durchgangsöffnung (33) in der Blendenöffnung (28) gebildet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Durchgangsöffnung (33) eine Länge und eine Breite aufweist, welche in Strahlrichtung eine Fläche auf die zu messende Schicht projiziert, die gleich groß oder kleiner als die Geometrie der zu messenden Schicht ausgebildet ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Blendenöffnung (28) und dem inneren absorbierenden Bereich (29) zumindest eine spaltförmige Durchgangsöffnung (33) ausgebildet ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Durchgangsöffnung (33) ringspaltförmig ausgebildet ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die spaltförmigen Durchgangsöffnungen (33) zu einem Ringspalt angeordnet sind, welche durch zumindest einen Steg (32) unterbrochen ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von zueinander beabstandeten Stegen (32) vorgesehen sind.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein innerhalb der Blendenöffnung (28) oder zumindest teilweise daran angrenzender absorbierender Bereich (29) in einer Ebene außerhalb der Blendenöffnung (28) positionierbar ist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendenvorrichtung (17) aus organischem oder anorganischem Glas, insbesondere Bleiglas, ausgebildet ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendenvorrichtung (17) aus einem durchsichtigen Glas ausgebildet ist.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Durchgangsöffnung (33) rechtwinklig zur Oberfläche der Blendenvorrichtung (17) ausgebildet ist.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendenvorrichtung (17) um zumindest eine Achse schwenkbar angeordnet ist.
  13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein in der Blendenöffnung (28) angeordneter absorbierender Bereich (29) schwenkbar gelagert ist.
  14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Blendenvorrichtung (17) projizierte Fläche mit Röntgenstrahlen auf die zu messende Schicht eine Sekundärstrahlung emittiert, aus der ein integraler Wert über die Dicke der Schicht ermittelbar ist.
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