JPS6125006A - 螢光x線による特性測定方法および測定計器 - Google Patents

螢光x線による特性測定方法および測定計器

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JPS6125006A
JPS6125006A JP14644985A JP14644985A JPS6125006A JP S6125006 A JPS6125006 A JP S6125006A JP 14644985 A JP14644985 A JP 14644985A JP 14644985 A JP14644985 A JP 14644985A JP S6125006 A JPS6125006 A JP S6125006A
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JP
Japan
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sample
mirror
rays
ray
hole
Prior art date
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JP14644985A
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English (en)
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ジエリー・ジエイ・スポングル
ボリス・ビー・ジヨツフエ
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TSUUIN SHITEI INTERNATL Inc
Original Assignee
TSUUIN SHITEI INTERNATL Inc
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B15/00Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons
    • G01B15/02Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons for measuring thickness

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
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  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、螢光X線による試料の特性、例えばコーティ
ングの厚さおよび組成を判定するための計器に関する。
一般に、この計器は、試料を観察するための目視装置を
含み、特にミラーを含む螢光X線計に関する。この計器
は、通常はコーテイングの厚み計である。
従来技術においては、ミラーを用いてX線が照射される
試料の一部を目視する螢光X線フィルムの厚み計が公知
である。このような装置は、例えば1983年9月20
日発行のKogaの米国特許第4,406,015号に
おいて記載されている。この計器は、X線の如き高エネ
ルギの放射線により照射される表面からの螢光または放
射線の散乱を検出することによって作動する。螢光は、
ある特定のコーティング、例えば試料上のあるメッキ層
の厚みの変化に従って変化する。照射されるべき試料の
部分に反射するミラーを含むこのような従来技術の厚み
計は、いくつかの重大な欠点を有するものであった。特
に、米国特許第4,406,015号に記載される如き
このような装置は、照射中試料に対して指向されるX線
の経路から撤去することができるようにミラーが運動自
在であることを必要とする。このような撤去操作は、X
線の減衰を避けるため必要であると考えられてきた。
ミラーの撤去の結果、X線が実際に試料に当だる間は試
料を見ることができない。検査中試料を観察することが
できないことは重大な欠点となる。
例えば、厚みの読取りが行なわれる試料の場所を連続し
て観察しながら、多くの場所から連続的な即ち平均的な
厚みの読取りを行なうことが不可能であった。従って従
来技術においては、有意義な平均値を得るため既知の場
所から充分な数の厚みを測定するには遥かに長い時間が
か一つだ。
従来技術におけるミラーの運動の結果として、試料が最
初観察された場所から移動すると(・う危険が常に存在
し、このような運動は目視用ミラーが操作することがで
きないため照射中は検出されないことになる。更に、照
射される試料の一部を目視することを可能にするため最
初にミラーを目視位置まで、次いで試料に対するX線の
通過を許容するため目視位置から離れた位置へ運動さ也
更に試料を再び目視するため目視位置へ戻すよう常に運
動させることが、照射されるべき試料の部分に対してミ
ラーが常に目視のための整合位置関係になる正確に同じ
目視位置へ定置されなければならないため、検査すべき
試料の部分の目視における誤差の確率を増大する。この
ような運動はそれ自体、運動部分の疲労もしくはこのよ
うな運動から生じる振動または衝撃の故に、検査される
試料の部分の目視における誤差の可能性に更に拍車をか
ける。このような疲労および振動丑たは衝撃は、結果と
してミラーの整合誤差を生じるおそれがある。振動およ
び衝撃はまだ、試料の目視が行なわれた後その運動にお
いても生じ得る。
更に、ミラーを所要の精度を以て運動するように支持す
ることは、その結果望ましからざる機械の複雑化および
製造上の諸問題をもたらすものであった。
従来技術においては、ある物理的特性に測定、例えば試
料に対するX線の透過による比重の測定のため放射線照
射装置が使用可能であることが公知であったが、この場
合、試料の照射および観察のため照射部品に対して一線
上にある穴を有するミラーを用いることができた。この
ような特許の一例としては米国特許第4,262,20
1号がある。
このような装置は、試料に対して指向されるX線を形成
した後試料から反射される螢光を検出するコリメータを
備えず、試料を完全に透過する放射線を規準化する試料
後方のコリメータに依存するものである。従って、螢光
X線による厚みの如き特性の測定のため一般に使用され
る細いX線ビームの場合とは対照的に、試料に最初衝突
する規準化されない放射線による試料の照射域は通常広
い。
その結果、ミラーにおける穴の場所の精度および小さな
穴径の使用は、米国特許第4,262,201号におい
ては要求もしくは示唆されない。
本発明によれば螢光X線による特性測定計器、例えば、
コーティング厚み計が提供されるが、その構成は、X線
を照射する装置と、X線が照射される試料からの螢光を
検出してこれを分析する装置とからなっている。また、
試料に対して指向される細いビームにX線を規準化する
ための装置も設けられている。前記ビームを遮断するた
め試料と照射装置間にシャッタが存在する場合、前記照
射装置から試料に対するX線の流れを必要に応じて遮断
する可動シャッタが設けられている。このシャッタがビ
ーム経路から取払われる時、X線は試料に対して流れる
ことができる。
X線の試料に対する通過を許容する穴を有するミラーを
含む反射装置も設けられている。このミラーにおける穴
の大きさは、細いビームの所要の部分の透過を許容する
に充分な程度太き(、ミラーにより反射される試料の映
像の著しいぼけを防止するに充分な程度小さい。このミ
ラーは、細いX線ビームにより照射される試料の部分の
映像を反射するように配置される。前記ミラーにより反
射される映像を目視するための目視装置が設けられてい
る。
本文において用いられる用語「コーティング」とは、電
気メッキ、非電気メッキその他の方法の如何を問わず、
また被覆、被膜および箔が実際に常に基板を覆うものか
どうかを問わない被覆、被膜および箔を含む。
本文において用いられる「X線」とは、充分な螢光を以
て検査される特性を判定させるため好適な高エネルギ照
射を意味する。このような定義のX線は、X線管により
発射され、あるいはラジオアイソトープの如き他のソー
スによるγ(ガンマ)線の形態で提供することが可能で
ある。通常は、照射装置はX線管である。判定される特
性としては、コーティングの厚み、組成および密度を含
むがこれに限定されない螢光X線による検査を受入れ易
いどんな特性でもよい。
検出兼分析装置は、試料からの螢光を減少する検出器と
、この検出器からの信号をコーティングの厚みの如き特
性の測定結果に変換する装置とからなっている。この変
換装置は通常コンピュータを含んでいる。
前記規準化装置は、通常約0.0025乃至0.6−の
範囲の断面積を有する細いX線ビームを提供するコリメ
ータからなっている。コリメータは、通常、貫通穴が設
けられる鋼または鉛、時にはガラスの如き密度の高い材
料である。前記穴は、所要の規準化されたビームの寸法
となっている。前記ミラーおよび規準化装置は、相互に
一体構造としく10) てもよく、即ち、貫通穴を有するミラーはそれ自体もし
くは別のコリメータと関連して作用することもできる。
前記シャッタは、適当な断面積を有するバーの形態の如
きどのような適当な形状でもよく、例えば矩形状もしく
は円形状の形状でもよい。シャッタの材料は、X線の流
れを遮って止めるどんな材料でもよい。この材料は、通
常は鋼または鉛の如き密度の高い材料である。
前記反射装置は、細いXaビームで照射される試料の部
分の映像を反射するように配置される。
一般に、前記ミラーは、試料の目視中かつ試料の照射中
同じ位置に維持され、部品の交換、例えば装置内のコリ
メータの交換が必要な時を除いて移動されることがない
。その結果、前記目視装置は、X線による試料の照射の
前、照射中および胛射後に映像を受取ることができる。
X線が当てられる試料における正確な位置は、従来技術
の場合におけるように単に照射の前後ではな(、常時目
視が可能である。従って、試料を目視しながら多くの場
所からの連続的な読取りが可能となる。従って、既知の
試料の場所からの平均的な読取りは更に容易に行なわれ
るのである。
ミラーを貫通する穴は、所要の断面積に規準化されたX
線ビームの通過を可能にするに充分な面積を有し、如何
なる場合も、この穴はミラーから反射される試料の映像
の著しいぼけを防ぐに充分な程度小さく維持される。「
著しいぼけ」とは、穴を持たない中実のミラーから反射
される同じ映像と比較する時日で見て容易に検出される
ぼけである。この穴の軸心は、通常、ミラーの反射面か
ら約15乃至45°の角度をなし、また通常は照射装置
から試料に対する照射軸となる直線に対して整合される
。しかし、この穴の軸心は、穴が減衰の如き望ましくな
い干渉を生じることなく試料に対して照射軸に沿って適
当な室内におけるX線の通過を許容するに充分な大きさ
であることを前提として、ミラーの反射面に対して直角
をなすことができる。ミラーは、反射面が設けられた金
属、ガラスあるいはプラスチックの如き適当な材料から
作ることができる。
前記目視装置は、通常、顕微鏡もしくはビデオ・カメラ
および陰極線管(CR,T)の如き光学的もしくは電子
的な目視装置からなっている。
図面は、試料16に対して通常はX線管であるX線照射
装置12を含む螢光X線フィルム厚み計の概略図である
。X線18が照射される試料16からの螢光を検出しか
つこれを分析するための検出兼分析装置14が設けられ
ている。試料16に対して指向される細いビーム18へ
X線を規準化するための装置が存在する。この規準化装
置は通常はコリメータ20である。X線ビーム18を遮
蔽するためシャッタ22が試料16とX線照射装置12
間に運動させられる時X線照射装置12から試料16に
対するX線の流れを遮断し、かつシャッタ22がビーム
18の部品から取払われる時試料16に対するX線の流
れを許容するようにシャッタ22が設けられている。
穴26を通って試料16に至るX線ビーム18の通過を
許容する穴26を有するミラー24を含む反射装置もま
た設けられている。ミラー24はX線ビーム18によシ
照射される試料16の部分の映像を反射するように配置
され、ミラー24から反射された映像を目視するため目
視装置28が設けられている。通常、ミラー24におけ
る穴26の大きさは、細いX線ビーム18をそのまま通
過させるに充分な大きさとなるように選択されるが、前
述の如くミラー自体は規準化装置全体もしくは一部とし
て作用し得るものである。一般に、ミラー24は試料1
6の目視および照射の間同じ位置で維持される。穴26
の軸心は通常、ミラー240反射面62から約15乃至
約45°の範囲の角度をなしている。
目視装置28は、通常少なくとも1つめレンズ60から
なっている。目視装置28は、任意に、ミラー24から
の映像の反射を受取る顕微鏡を含むこともでき、あるい
は検出器からの結果として得た信号を陰極線管上の映像
に変換する装置と関連してミラー24からの反射を受取
る検出器を含むこともできる。
図面に関する上記の望ましい実施態様の記述は本発明の
例示であって本発明を限定する意図はないことを理解す
べきである。
また、本発明は、所要のX線の柱体即ちビームの減衰も
しくは他の干渉状態を阻止する穴が設けられたミラーに
より試料が目視される螢光X線によるコーティングの厚
みの如き特性の判定のだめの方法を含むことを理解すべ
きである。
特に、本方法は、ミラーにより検査される試料の部分を
目視し、試料に対するX線の照射を行ない、試料に対し
て指向されたX線の細いビームを規準化し、前記ビーム
による照射の結果として試料からの螢光を検出すること
からなるものである。
次いで螢光の性質を分析して、特性例えばコーティング
の厚みを判定する。本方法は、特に、細いX線ビームの
試料に対する通過を許容する穴が設けられた試料目視用
ミラーを使用することを含むものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による螢光X線によるフィルム厚み計を
示す概略図である。 10・・・・・・螢光X線による特性測定計器12・・
・・・・X線照射装置 14・・・・・・検出兼分析装
置16・・・・・・試 料    18・・・・・・X
線ビーム20・・・・・・コリメータ   22・・・
・・・シャッタ24・・・・・ベ ラ −26・・・・
・・穴28・・・・・・目視装置   60・・・・・
・し ン ズ32・・・・・・反射面。

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ミラーにより検査される試料の部分を目視し、該
    試料に対するX線の照射を生じさせ、前記試料に対し指
    向されるX線の細いビームの視準化を行ない、前記ビー
    ムによる照射の結果として前記試料からの螢光を検出し
    かつこれを分析して特性を判定する工程からなる螢光X
    線による試料の特性の判定を行なう方法において、穴を
    設けたミラーを用いてこの穴を通って前記試料に至る細
    いX線ビームの所要部分の通過を許容する工程を含み、
    該穴の大きさはこの細いX線ビームの所要部分を通過さ
    せるに充分なだけ大きく、かつ前記ミラーにより反射さ
    れる試料の映像の著しいぼけを防ぐに充分なだけ小さい
    ことを特徴とする方法。
  2. (2)前記特性がコーティングの厚みであることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の方法。
  3. (3)前記ミラーが、前記試料の目視およびX線照射中
    同じ位置に維持されることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の方法。
  4. (4)前記ミラーが、前記試料の目視およびX線照射中
    同じ位置に維持されることを特徴とする特許請求の範囲
    第2項記載の方法。
  5. (5)特性検査を行なう試料に対してX線を照射する装
    置と、前記X線が特性の判定のため照射される試料から
    の螢光を検出してこれを分析する装置と、X線ビームを
    前記試料に対して指向される細いX線ビームに規準化す
    る装置と、シャッタが前記試料と前記照射装置間にある
    時前記X線ビームを遮断するため前記照射装置から試料
    に対するX線の流れを遮断し、かつ前記シャッタが前記
    試料と照射装置間から遠去る時前記試料に対するX線の
    流れを許容するよう運動可能なシャッタと、前記試料に
    対する前記の細いX線ビームの通過を許容する穴を備え
    たミラーを含む反射装置とを設け、該反射装置は前記の
    細いX線ビームにより照射される試料の部分の映像を反
    射するよう配置され、前記ミラーから反射された映像を
    目視するための目視装置を設け、前記ミラーの穴の大き
    さは前記の細いX線ビームの所要部分を通過させるに充
    分なだけ大きく、かつ前記ミラーにより反射される試料
    の映像の著しいぼけを防ぐに充分なだけ小さく選定され
    ることを特徴とする螢光X線による特性測定計器。
  6. (6)前記計器がコーティングの厚みを判定するための
    コーティング厚み計であることを特徴とする特許請求の
    範囲第5項記載の計器。
  7. (7)前記試料の目視およびX線照射中前記ミラーが同
    じ位置で維持されることを特徴とする特許請求の範囲第
    5項記載の計器。
  8. (8)前記試料の目視およびX線照射中前記ミラーが同
    じ位置で維持されることを特徴とする特許請求の範囲第
    6項記載の計器。
  9. (9)前記目視装置が少なくとも1つのレンズを含むこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第8項記載の計器。
  10. (10)前記照射装置がX線管であることを特徴とする
    特許請求の範囲第8項記載の計器。
  11. (11)前記視準化装置が、前記X線ビームを約0.0
    025乃至0.3mm^2の範囲の断面積に視準化する
    コリメータであることを特徴とする特許請求の範囲第8
    項記載の計器。
  12. (12)前記ミラーの前記穴が約0.0025乃至0.
    3mm^2の範囲の断面積を有することを特徴とする特
    許請求の範囲第8項記載の計器。
  13. (13)前記穴の軸心が前記ミラーの反射面から約15
    乃至45°の範囲の角度をなすことを特徴とする特許請
    求の範囲第8項記載の計器。
  14. (14)前記目視装置が、前記ミラーからの反射を受け
    る検出器と、該検出器から得られる信号を陰極線管上の
    映像に変換する装置とからなることを特徴とする特許請
    求の範囲第8項記載の計器。
JP14644985A 1984-07-03 1985-07-03 螢光x線による特性測定方法および測定計器 Pending JPS6125006A (ja)

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US62742484A 1984-07-03 1984-07-03
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Families Citing this family (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE1004446A3 (fr) * 1990-06-13 1992-11-24 Solvay Installation pour l'analyse d'un materiau.

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JPS5975109A (ja) * 1982-10-23 1984-04-27 ヘルミユ−ト・フイツシヤ−・ゲ−エムベ−ハ−・ウント・コンパニ−・インステイテユ−ト・フユア・エレクトロニ−ク・ウント・メステヒニ−ク 薄層の厚さ測定装置

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