DE3239379C2

DE3239379C2 -

Info

Publication number: DE3239379C2
Application number: DE3239379A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Helmut Fischer & Co Institut fur Elektronik und Messtechnik 7032 Sindelfingen De GmbH
Current assignee: Helmut Fischer & Co Institut fur Elektronik und Messtechnik 7032 Sindelfingen De GmbH
Priority date: 1982-10-23
Filing date: 1982-10-23
Publication date: 1989-04-20
Also published as: DE3239379A1; JPS5975109A; GB8310802D0; US4799246A; HK25787A; JPH02236106A; GB2129127B; GB2129127A; JPH0244363B2; US4597093A; JPH0526122B2; SG10386G

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

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

Gemäß der gattungegemäßen Vorrichtung aus Fig. 6 und 7 der DE-OS 31 37 186 ist die Blendenvorrichtung nur mit einer Durchgangsbohrung versehen, womit eine rasche Anpassung an verschiedene Meßaufgaben nicht möglich ist, und diese eine Durchgangsbohrung befindet sich neben dem Umlenkspiegel auf einem schieberähnlichen Sperrglied. Man kann daher nur abwechselnd entweder die Meßzone sehen oder die Röntgenstrahlen zur Meßzone durchlassen. Dabei wirken sich Ungenauigkeiten bei der Positionierung und Lagerung des Sperrglieds dahingehend aus, daß die von den Röntgenstrahlen getroffene Zone nicht exakt mit der zuvor betrachteten Zone übereinstimmt. Insoweit ist eine "punktgenaue" Messung nicht reproduzierbar durchzuführen.

Demgegenüber bezweckt die in der DE-OS 32 03 747 beschriebene Vorrichtung, eine solche nachteilige Verschiebeeinrichtung zu vermeiden, indem zwischen die Blendenvorrichtung (Kollimator genannt) und die Probe ein für die Röntgenstrahlen durchlässiger Spiegel ortsfest eingebaut wird. Damit läßt sich nun zwar ohne Umschaltung die Meßzone ständig beobachten, aber selbst wenn man davon ausgeht, daß im Okular ein Fadenkreuz etwa vorgesehen ist und daß die Blendenvorrichtung werksseitig so exakt justiert ist, daß der Meßpunkt mit der im Zentrum des Fadenkreuzes sichtbaren Zone des Meßobjektes übereinstimmt, ergeben sich daraus folgende Nachteile: Zuächst kann die Blendenöffnung zufolge des vorgelagerten Spiegels nur in einer entsprechenden Entfernung zur Probe angeordnet werden, so daß selbst nach einer sehr kleinen Blendenöffnung die Röntgenstrahlen zufolge der Streuung eine relativ große Meßzone treffen, deren Größe also nicht unterschritten werden kann. Die Streuung ist zudem veränderlich je nach Zustand der Strahlenquelle. Vor allem aber ist die vorhin unterstellte Justiergenauigkeit hinfällig, wenn eine verschiebbare Blendenvorrichtung zwecks Positionierung verschieden großer Blendenöffnungen gewünscht wird.

In der US-PS 42 62 201 ist eine Vorrichtung zur Bestimmung des spezifischen Gewichts von speziell präparierten Materialproben beschrieben, bei der ein Röntgenstrahl durch die Materialprobe tritt und dabei die Strahlenabsorption gemessen wird. Zwischen der Strahlenquelle und der Probe befinden sich fest installierte Linsen und ein Umlenkspiegel, die zu einer Mikroskopvorrichtung gehören, mittels der die Probe im Strahlengang ausgerichtet werden kann. Die eigentliche Blendenvorrichtung befindet sich hinter der nicht sichtbaren Rückseite der Probe. Sie besteht aus einer feststehenden Kappe mit mehreren nebeneinander angeordneten unterschiedlich großen Blendenöffnungen. Ein mit versetzten Öffnungen versehener Schieber dient dazu, die jeweils nicht passenden Blendenöffnungen abzudecken. Infolgedessen "sieht" die hinter der Blendenvorrichtung angeordnete Szintilationsmeßvorrichtung verschiedene Zonen des Meßobjektes, je nach dem, welche Blendenöffnung gerade geöffnet ist. Abgesehen davon, daß diese Vorrichtung nicht zur Dickenmessung von Schichten einer sehr kleinen Größenausdehnung vorgesehen ist, wäre sie daher auch vom Prinzip der Blendenvariation her nicht dafür geeignet.

In der DE-PS 10 84 044 ist eine Vorrichtung zur röntgenspektrometrischen Materialuntersuchung mit Elektronenstrahlanregung beschrieben. Der trotz Lochblende streuende Elektronenstrahl regt einen gewissen Flächenbereich der Materialprobe zur Abstrahlung von Röntgenstrahlen an, wovon mittels einer Eintrittsblende nur ein Teil ausgeblendet wird und zu einem Röntgenspektrometer gelangt, so daß dieses nur einen Ausschnitt der bestrahlten Fläche sieht. Derselbe Ausschnitt ist als Marke eines Mikroskops gekennzeichnet, das zur Beobachtung der Meßzone dient. Dabei ist nach einer Variante die zur Probe weisende Endfläche der Eintrittsblende nach Art eines Umlenkspiegels ausgebildet, so daß man durch das Mikroskop auf die spiegelnde Endfläche beziehungsweise auf die sich darin spiegelnde Meßzone blicken kann. Abgesehen davon, daß auch diese Vorrichtung nicht zur Dickenmessung von Schichten vorgesehen ist, wäre auch hier vom Prinzip her eine Blendenvariation ohne Beeinträchtigung einer exakten Lagekontrolle nicht durchführbar.

In der US-PS 19 76 179 schließlich ist ein scheinwerferähnlicher Röntgenstrahler beschrieben, mit mehreren Schiebeblenden an der großflächigen Austrittsöffnung zur Begrenzung des austretenden Strahlenkegels. Um zu sehen, mit welcher Feldgröße ein Patient bestrahlt wird, wird sichtbares Licht über einen im Strahlengang der Röntgenstrahlen liegenden Umlenkspiegel an Stelle der Röntgenstrahlen auf den Patienten gerichtet. Indem man den Lichtfleck am Patienten betrachtet, kann man die Blenden passend einstellen. Der Lichtfleck und somit die Behandlungszone liegen in der Größenordnung von mehreren cm². In diesem Bereich spielt es keine Rolle, wenn die tatsächlich bestrahlte Zone um einige Millimeter größer oder seitlich versetzt ist. Dieses Prinzip ist jedoch beim Messen der Schichtdicke kleiner Meßzonen, die um einige Größenordnungen kleiner sind, zu ungenau und auch deshalb nicht anwendbar, weil allein die Ausdehnung der Hell/Dunkel-Grenze in der Größenordnung der Meßzone liegt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Vorrichtung so weiterzubilden, daß man damit an exakt bestimmbaren kleinen Meßzonen variabler Größe bzw. Gestalt messen kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Blendenvorrichtung in unmittelbarer Nähe der Meßzone angeordnet werden kann, so daß sich Streueffekte nur minimal auswirken. Über das Mikroskop sieht man sowohl die Blendenöffnung als auch die Oberfläche der zu messenden Schicht in deren tatsächlicher Zuordnung, so daß es auf eine Vorjustierung von Optik und Blende nicht ankommt und folglich geringfügig unterschiedlich liegende Zentren der verschiedenen Durchgangsbohrungen, etwa zufolge eines Führungsspiels der bewegbaren Blendenvorrichtung, ohne Einfluß sind. Da die Blendenvorrichtung auch um die Durchgangsbohrungen herum durchsichtig ist, sieht man im Mikroskop weiterhin ein genügend großes Areal rund um die eigentliche Meßzone, womit man sich leichter orientieren und die gewünschte Meßzone am Objekt schneller und präziser einstellen kann.

Die Blendenvorrichtung kann aus organischem oder anorganischem Glas bestehen, beispielsweise mit Blei dotiertem organischem Glas. Im Fall von Silikat-Glas können die Durchgangsbohrungen mit Ultraschall eingearbeitet werden. Ihre Querschnittsform kann irgendwie gestaltet sein, wie es dem Meßobjekt bzw. der Meßaufgabe am besten entspricht.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Durch die Merkmale des Anspruchs 21 erhält man zusätzlich zu denjenigen des Anspruchs 20 eine noch geringere Absorption, da die Ordnungszahl von Aluminium wesentlich niederer ist als diejenige von Silber. Im Grunde könnte man den Spiegel auch z. B. aus poliertem Aluminium machen. Wenn dieses polierte Aluminium jedoch sehr dünn ist, dann könnte es wellen, und wenn die Trägerschicht aus organischem Glas ist, dann bleibt der Spiegel steif.

Durch die Merkmale des Anspruchs 22 wird der Röntgenstrahl minimal beeinflußt.

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

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

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der gesamten Vorrichtung,

Fig. 2 einen perspektivischen Schnitt in der Ebene 2-2 von Fig. 1,

Fig. 3 einen schematischen Schnitt senkrecht zur Ebene 2-2,

Fig. 4 die Draufsicht auf einen Glaskörper,

Fig. 5 die Ansicht gemäß dem Pfeil A in Fig. 4,

Fig. 6 die Ansicht eines Ausschnitts der Unterseite einer zu messenden Schicht,

Fig. 7 die schematische Draufsicht auf eine zweite Art Blendenvorrichtung.

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

Dreht man eine Rändelschraube 29 in der einen oder anderen Richtung des Pfeils 31, dann bewegt sich die Arbeitsplatte 18 in eine der Richtungen des Pfeils 26. Eine gleichzeitige Drehung der Rändelschrauben 27, 29 ergibt eine Überlagerung dieser Bewegungen. Man kann dadurch das Durchgangsloch 22 relativ zu einer senkrecht stehenden geometrischen Längsachse 32 fein verstellen. Auf die Arbeitsplatte 18 kann man das Durchgangsloch 22 überdeckende Teile legen, und diese werden dann relativ der geometrischen Längsachse 32 ebenso bewegt. Sind die Teile klein und würden durch das Durchgangsloch 22 hindurchfallen, dann wird dieses mit einer geeigneten Folie, z. B. einer Mylar-Folie abgedeckt und die Teilchen auf diese gelegt, so daß sie ebenfalls die Bewegung mitmachen. Vom Innenraum des Gehäuses 12 aus sieht man die Teilchen nach wie vor, da die Folie 4-7 Mikrometer dick und glasklar und im Bereich der Lichtwellenlängen durchsichtig ist.

Dieser hier differenziert anhand der Fig. 1 und 2 beschriebene Aufbau ist der Einfachheit halber in der einfacheren Darstellung der Fig. 3 weggelassen.

Unten im Gehäuse 12 liegt eine Röntgenröhre 33, die Röntgenstrahlen erzeugt. Soweit diese Röntgenstrahlen längs der geometrischen Längsachse 32 austreten, werden sie durch ein Durchgangsloch 34 eines Zwischenbodens 36 hindurchgelassen, das koaxial zur Längsachse 32 ist. Alle anderen Strahlen werden durch den Zwischenboden 36 zurückgehalten, der oberhalb der Röntgenröhre 33 angeordnet ist. Auf dem Zwischenboden 36 und auf dem Durchgangsloch 34 sitzt koaxial ein Aufsatz 37, der aus konzentrischen Rohrringstücken besteht. Eines dieser Rohrringstücke hat ein Doppellager, welches eine Achse 39 lagert, deren geometrische Längsachse die Längsachse 32 schneidet und ein Kugelküken 41 aus Blei trägt. Dieses Kugelküken 41 hat eine Durchgangsbohrung 42, die in der in der Fig. 3 gezeichneten Stellung koaxial zur Längsachse 32 ist und damit den Röntgenstrahl nach oben durchläßt. Mit der Achse 39 ist außen am Gehäuse 12 ein Betätigungshebel 43 drehfest verbunden. Hat er seine in Fig. 2 gezeichnete Stellung, dann fluchtet die Durchgangsbohrung 42 mit der Längsachse 32 und läßt den Röntgenstrahl durch. In der in Fig. 2 strichpunktiert gezeichneten Stellung des Betätigungshebels 43 ist die Achse 39 gemäß den Doppelpfeilen um 90° verschwenkt worden, und die Durchgangsbohrung 42 liegt senkrecht zur Achse 32, so daß über das Kugelküken 41 hinaus keine Röntgenstrahlen austreten. Das Rohrstück 38 geht gemäß Fig. 2 nach einem Reduzierstück in ein oberes Rohrstück 44 über, das koaxial zur Längsachse 32 ist, an seinem oberen Endbereich unter 45° angeschnitten ist und dort einen im sichtbaren Bereich des Lichts wirkenden Spiegel 46 trägt. Dieser besteht aus einer Acrylglas-Scheibe 47, die von hinten mit einer Aluminiumschicht 48 bedampft ist. Der Spiegel 46 ist unbeweglich, unter 45° geneigt und die Längsachse 32 geht durch seinen Mittelpunkt. Auch zur Längsachse 32 ist der Spiegel 46 um 45° geneigt. Die Röntgenstrahlen gehen ungeschwächt durch den Spiegel 46 weiter längs der Längsachse 32. Oberhalb des Spiegels 46 ist genau horizontal und senkrecht zur Längsachse 32 eine Blendenvorrichtung vorgesehen, von der der Einfachheit halber nur ein Glaskörper 49 dargestellt ist. Dieser ist aus Bleikristall. Seine Höhe beträgt 6 mm, seine Breite 15 mm und seine Länge 50 mm. Er hat einen sehr hohen Bleianteil. Seine Oberseite 51 ist planparallel zu seiner Unterseite 52, und diese stehen senkrecht zur Längsachse 32. Die Oberseite und die Unterseite 51, 52 sind geschliffen und poliert. Das Glas selbst ist glasklar. Man sieht ohne Verzerrung durch den Glaskörper 49 hindurch. Die Schwächung des sichtbaren Lichts ist vernachlässigbar. Der Glaskörper 49 besteht aus zwei rechtflachförmigen Streifen 53, 54. Die Stirnfläche 56 des Streifens 54 ist an die Stirnfläche 57 des Streifens 53 angesprengt. Ein sich zwischen den Stirnflächen 56, 57 ggf. bildender Spalt ist enger als 0,1 Mikrometer. Sofern Röntgenstrahlen durch ihn hindurchtreten können, ist ihr Anteil vernachlässigbar.

Vor dem Ansprengen sind in die Stirnfläche 56 Durchgangsbohrungen 58, 59, 61, 62 mittels Ultraschall eingearbeitet worden, die im montierten Zustand unterschiedlich großen rechteckigen Querschnitt haben und exakt parallel zur Längsachse 32 verlaufen. Eine im Querschnitt runde Durchgangsbohrung 63 ist zur Hälfte in den Streifen 53 und zur Hälfte in den Streifen 54 hineingearbeitet. Der Abstand zwischen der Durchgangsbohrung 58 bis 63 ist erheblich größer als die charakteristische Breite des längs der Längsachse 32 oberhalb des Spiegels 46 verlaufenden Röntgenstrahls. Verläuft also die geometrische Längsachse 32 durch die Durchgangsbohrung 58, dann gelangt keine Röntgenstrahlung durch die Durchgangsbohrung 59. Entsprechendes gilt für die analogen Positionierungen.

Der Glaskörper 49 ist an seinem Umfang auf nicht dargestellte Weise in eine Fassung eingebettet, die fest mit einem Schlitten 64 verbunden ist, der senkrecht zur Längsachse 32 gemäß dem Doppelpfeil 66 beweglich ist. Der Schlitten 64 ist mittels eines Schwalbenschwanzes an einem Bett 67 geführt. Das Bett 67 ist gehäusefest. Angetrieben wird der Schlitten 64 durch einen Mikroantrieb, bestehend aus einem Drehknopf 68, einer Achse 69, einem 90°-Umlenkgetriebe 71 und einem Schaft 72, welch letzterer mit dem Schlitten 64 verbunden ist. Je nachdem, ob man den Drehknopf 68 links oder rechts herum dreht, bewegt sich der Glaskörper 49 gemäß dem aus Fig. 2 ersichtlichen Doppelpfeil nach links oder rechts, und je nach dem Ausmaß der Drehung kann man eine der Durchgangsbohrungen 58 bis 63 zum Fluchten mit der Längsachse 32 bringen. Die Linie der Anordnung der Durchgangsbohrungen 58 bis 63 geht nämlich ebenfalls durch die geometrische Längsachse 32. Die Fassung des Glaskörpers 49 ist starr mit einem Z-Winkel 73 verbunden, so daß linear eine mit diesem verbundene Lochplatte 74 mitgenommen werden kann. Diese hat ebensoviel Lochzeilen 76 als Durchgangsbohrungen vorhanden sind. Gehäusefest ist ein optisch arbeitender Leser 77 vorgesehen, der auf der einen Seite Lampen und auf der anderen Seite auf Licht empfindliche Dioden aufweist. Die Lochzeilen 76 sind kodiert, so daß dadurch ausgelesen werden kann, welche der Durchgangsbohrungen 58, 63 gerade mit der Längsachse 32 fluchtet.

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

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

Die Sammellinse 83 steht auf einem Ständer 88, der in einer gehäusefesten Führung 89 gemäß dem Doppelpfeil 91 senkrecht zur optischen Achse 87 bewegbar ist. In ihrer einen Stellung ist die Sammellinse 83 aktiv. In ihrer gemäß Fig. 2 rechten Stellung ist sie inaktiv.

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

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

Nunmehr sieht man gemäß Fig. 6 das Fadenkreuz 84 auf der Unterseite. Der Schnittpunkt 86 gibt nun wieder an, wo die Mitte des Röntgenstrahls ist. Das Fadenkreuz 84 hat an seinen Achsen eine Teilung 90, 95. Da man vorher den Umriß 96 der Durchgangsbohrung 61 sah, weiß man beim Betrachten der Unterseite 92 auch, daß der Umriß der Röntgenstrahlkeule genau dem Umriß 96 aus Fig. 6 entspricht. Anhand der Teilung 95 kann man das beaufschlagte Gebiet ausmessen, aber auch genau definieren.

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

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

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

Durch die Erfindung gelingt es also, lediglich sehr kleine Massen langsam bewegen zu müssen, so daß auch über die lange Lebensdauer des Geräts hin eine hohe Genauigkeit beibehalten wird. Es gibt keine sich abnutzende Anschläge, keine mechanischen Schocks, keine zusätzlichen Halteglieder, Federn oder dergleichen.

Claims

1. Vorrichtung zum Messen der Dicke dünner Schichten nach dem Röntgen- Fluoreszenz-Prinzip,
mit einer Röntgenröhre, die längs einer geometrischen Längsachse einen Röntgenstrahl aussendet,
mit einer Tischvorrichtung als Träger für eine zu messende Schicht,
mit einer Blendenvorrichtung, die aus einem Röntgenstrahlen ganz absorbierenden Material besteht und eine Durchgangsapertur aufweist, die längs in die geometrische Längsachse bringbar ist,
mit einer Lichtquelle für sichtbares Licht, die auf den Platz für die zu messende Schicht richtbar ist,
mit einer Einblickmikroskopvorrichtung zur Betrachtung derjenigen Gegend der Schicht, auf die der Röntgenstrahl trifft,
und mit einem Umlenkspiegel im Strahlengang zwischen Einblickmikroskopvorrichtung und Gegend der Schicht, welcher Umlenkspiegel aus einem für Röntgenstrahlen praktisch nicht absorbierenden Material besteht, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Blendenvorrichtung (49) besteht aus einem für sichtbares Licht durchlässigen Glas, besitzt mehrere Durchgangsbohrungen (58, 59, 61, 62, 63, 108) unterschiedlicher Querschnittsgeometrie und ist bewegbar, so daß jeweils eine der Durchgangsbohrungen (58, 59, 61, 62, 63, 108) mit der geometrischen Längsachse (32) fluchtet,
b) der Umlenkspiegel (46) wird stets von der geometrischen Längsachse (32) durchquert,
c) die Einblickmikroskopvorrichtung (78) bildet sowohl die Blendenvorrichtung (49) als auch die Gegend (92) der Schicht (93) scharf ab,
d) in der Einblickmikroskopvorrichtung ist eine Zieleinrichtung (84) vorgesehen, deren Zielpunkt (86) in Strahlengangrichtung (87) die geometrische Längsachse (32) dort schneidet, wo die geometrische Längsachse (32) den Umlenkspiegel (46) durchdringt,
e) die Blendenvorrichtung (49) liegt stets zwischen der Tischvorrichtung (19) und dem Umlenkspiegel (46).

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

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

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

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

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

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsgeometrie der Durchgangsbohrungen 0,2 × 0,2 mm und/oder 0,6 × 0,6 mm und/oder 1,2 × 1,2 mm ist.

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

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

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

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

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

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenvorrichtung (49) mindestens zwei Teilgläser (53, 54) umfaßt, die mit je einer Stirnfläche (56, 57) aneinandergrenzen, und daß die Durchgangsbohrungen (58, 59, 61, 62, 63) von mindestens einer dieser Stirnflächen (56) aus in die Teilgläser (53, 54) hineingearbeitet sind.

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

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

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

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

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

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

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

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

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