NL8102926A

NL8102926A - Fluorescentieroentgenstralingsfilmdiktemeter.

Info

Publication number: NL8102926A
Application number: NL8102926A
Authority: NL
Original assignee: Seiko Instr & Electronics
Priority date: 1980-09-22
Filing date: 1981-06-17
Publication date: 1982-04-16
Also published as: NL184977B; JPS5758300U; NL184977C; DE3137186A1; DE3137186C2; US4406015A; US4534049A

Description

vo 1925 -1-

Fluorescentieröntgenstralingsfilmdiktemeter

De uitvinding heeft betrekking op een fluorescentieröntgenstra-lingsfilmdiktemeter en meer in het bijzonder op een verbetering van :het nauwkeurig -bestralen van een monster met röntgenstraling en een verbetering van de detectienauwkeurigheid door een as van de röntgen-5 straling samen te laten vallen met een optische as van een beschouwings-orgaan.

Bij de conventionele fluorescentieröntgenstralingsfilmdiktemeter van dit type wordt, wanneer een meetpunt "P" op een monster 1 bestraald wordt door een daarop vallende rontgenstralingsbundel 3 uit een röntgen-10 stralingshuls 2 die boven het monster 1 geplaatst is, zoals getoond is in het principeschema van fig. 1, fluorescentieröntgenstraling k door het meetpunt "P" naar een detector 5 bestraald, welke de hoeveelheid fluorescentieröntgenstraling meet. Bij. deze gelegenheid wordt het punt, dat röntgenstraling uitstraalt, vastgesteld door het monster 1 15 te bekijken door een microscoop en een projector als beschouwings-orgaan 6, dat boven het monster geplaatst is. Omdat echter de optische as 7 van het beschouwingsorgaan 6 niet samenvalt met de röntgenstralings-as 3 van de röntgenstralingsbuis 2, d.w.z. omdat het oppervlak van het monster 1 niet onder een rechte hoek bestraald wordt, maar onder een 20 schuine hoek ten opzichte van de röntgenstralingsas 3, is de vorm van het door de röntgenstraling bestraalde punt op het monster 1 niet cirkelvormig maar elliptisch, zoals aangegeven door een stippellijn in fig. 2. Wanneer bij voorbeeld de plateerfilmdikte van zeer kleine plateergebie-den, die aanwezig zijn op een zeer nauwkeurig gevormd element, zoals 25 een geïntegreerde keten, gemeten worden, is de vorm van. het bestralende punt elliptisch, zelfs wanneer men de rontgenstralingsbundel dun maakt en aangrenzende gebieden worden, alhoewel dit niet nodig is, ook bestraald. Dientengevolge kan de filmdikte niet nauwkeurig gemeten worden. Verder wordt, als het monster 1 in vertikale richting beweegt, de voim 30 van het bestralingspunt elliptisch en beweegt de positie waarin bestraald wordt, zodat de meetnauwkeurigheid bijzonder slecht is.

De uitvinding heeft derhalve tot doel te voorzien in een zeer doelmatige methode voor het voorkomen van de bovengenoemde nadelen en 81 02 9 2 6 .-2-.

maakt een nauwkeurig positioneren van het röntgenstralingsbestralings-punt mogelijk door het doen samenvallen van een röntgenstralingsas van een rontgenstralingsbuis met een optische as van een beschcuwings-lichaam.

5 In het hierna volgende zal een voorkeursuitvoeringsvorm van de fluorescentierontgenstralingsfilmdiktemeter volgens de uitvinding beschreven worden aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld onder verwijzing naar de tekening;, hierin tonen: 10 fig. 1 en 2 een conventionele fluorescentierSntgenstralingsfilmr- diktemeter., waarbij fig. 1 de gehele opbouw toont en fig. 2 een bovenaanzicht van een röntgenbundel, waarmee een monster bestraald wordt; fig. 3 een zijaanzicht van een bedieningsbehuizing voor een fluorescentieröntgenstralingsfilmdiktemeter volgens de uitvinding; 151 fig . b een vooraanzicht. van. fig. 3; fig. 5 de gehele opbouw-van een fluorescentierontgenstralings-filmdiktemeter volgens de uitvinding; fig. 6 een principe-opbouw van een hoofdgedeelte van fig. 5; fig. T een aanzicht in perspectief van een belangrijk gedeelte 20 van fig. 6; fig. 8 een vooraanzicht van een fluorescentieröntgenstralings-filmdiktemeter volgens de uitvinding; fig. 9 een zijaanzicht van fig. 8; fig. 10 een vergroot aanzicht in dwarsdoorsnede van een hoofd-25 gedeelte van fig. 8; fig. 11 een dwarsdoorsnede langs, de lijn XI-XI in fig. 10; fig. 12 een bovenaanzicht van een belangrijk gedeelte van fig.10; fig. 13 een dwarsdoorsnede langs de lijn XIII-XIII van fig. 10; fig. 1b en 15 een principe-opbouw en een aanzicht in perspectief 30 van een detector met een filter; fig. 16 een principe-opbouw van een andere uitvoeringsvorm.

Fig. 5 toont een principeschema van de gehele opbouw van een fluorescentierontgenstralingsfilmdiktemeter. Verwijzingscijfer 20 geeft een rontgenstralingsbuis aan, voorzien van een sluiter 21 en 35 een collimator 22, die daaronder gelegen is. Een monster 2b is geplaatst op een monsterhouder 23 onder de collimator 22.

Het monster 2b wordt bestraald met röntgenstraling 25 uit de 81 02 9 2 6 -3- . - ' röntgenstralingsbuis 20 en een fluorescentieröntgenstralingsbundel 26, welke door het monster 2b wordt uitgestraald, wordt toegevoerd aan een detector 27 en door de detector 27 omgezet in een elektrisch signaal en via een versterker 28 toegevoerd aan een pulshoogtediscriminator 30 5 van een regelinrichting 29. De regelinrichting 29 regelt en bedient een meetkop 31. Hoogspanning van een röntgenstralingsvermogensbron 32 wordt toegevoerd aan de röntgenstralingsbuis 20. Een uitgangssignaal, van de pulshoogtediscriminator 30 is gekoppeld met een op schaal brengende tempeerinrichting 32, een microcomputer 33 en een digitale uitlezing 3^ 10 om gegevens, weer te geven.,

De regelinrichting 29 is opgebouwd op de wijze, die is getoond in de· fig. 3 en b-, de gegevens worden door middel van een toetsenbord-gedeelte 35 toegevoerd. De sluiter 21 is geplaatst bij het benedengedeelte van de röntgenstraling sbuis 20 en is voorzien van een spiegel 36 15 aan het ene uiteinde daarvan, zoals getoond in het principeschema van fig. 6. De. sluiter 21 verschuif in horizontale richting, zoals, getoond in de fig.. 7». 11 en 12 en de co Mm at or 22 is als eln geheel gevormd met de sluiter 21. in het benedengedeelte daarvan, zoals getoond in de fig. 6, 7 en 11. De sluiter 21 wordt geleid, langs een geleidingsrail 38, 20 die aangebracht is aan het ondergedeelte van een tank 37 en een geleidings-plaat 39 van de sluiter 21 kan in horizontale richting verschoven worden door een verdraaibare solenoide 1+0, die bevestigd is aan het ondergedeelte van de tank 37 en de sluiter 31 wordt verschuifbaar ingesteld. De sluiter 21 ligt aan tegen een stopschroef Ui, waardoor de 25 positie van de sluiter in horizontale richting bepaald is. Dientengevolge wordt het monster 2b niet door de röntgenstraling uit de röntgen-stralingsbuis 20 bestraald, wanneer de sluiter 21 gesloten is, d.w.z. wanneer de sluiter in de toestand is, zoals getoond in fig. 7· Het monster 2b wordt door de röntgenstraling bestraald via de collimator, 30 wanneer de sluiter 21 door de verdraaibare solenoide lö verschoven is.

Een houder b2, die geplaatst is bij een zijwandgedeelte van de tank 37 is voorzien van een microscoop k3 als beschouwingsorgaan. Wanneer de sluiter 21 in de toestand is, welke in fig. 7 is getoond, wordt het bovenvlak van het monster 2k bekeken via de spiegel 37· De houder 1+2 35 is geplaatst op de geleidingsstaven 1+5, die gevormd zijn op een grond-plaat kk aan de zijde van de tank 37 en verschuifbaar in de richting welke in fig. 13 aangegeven is met "A" en geplaatst op een willekeurige 8102926

-W

positie in die richting door middel van een instelschroef b6, zoals getoond is in. fig. 13. De- röntgenstraling sas. van., de röntgenstralings-buis 20 valt dus samen met de optische as van de microscoop ^-3. De rönt-genstralingsbuis 20 welke geplaatst is binnen de.tank 37 is voorzien , 5 van een hoogspanningsbron bj en de tank 37 is gevuld met isolatie-olie U8 en een dekplaat 50 is op een bovenopening k^· van de tank 37 bevestigd. De detector 27 is geplaatst, op het laagste gedeelte van de tank 37 en een filter 53 met een filtergeleiding 52 is in het ondergedeelte van de tank 37 tegenover een opening 51 van de detector. 27 10 geplaatst. Het filter, dat gemaakt is uit kobalt elimineer! fluorescen-tieröntgenstraling van koper en laat fluorescentieröntgenstraling. van een nikkelspectrum door' naar de geleider 27 en stelt de grootte van het nikkelspectrum in de fluorescentieröntgenstraling, welke uitgestraald, wordt door het monster 2b vast, zoals getoond, in de fig. \k en 15.

. 15 Op deze wijze wordt de filmdikte van een nikkelplaat 2^-b.op een koper— basis 2ba. gemeten door middel van de grootte· van de fluorescentieröntgenstraling, welke door de detector 27 wordt vastgesteld.

De fig. 8, 9 en 10 tonen de inrichting, welke is uitgerust met de microscoop H3, waarbij de microscoop b3 vanaf een middengedeelte van 20 een behuizing 5^ uitsteekt en een monsterhouderpositioneringsorgaan 55 onder de monsterhouder 23 gelegen is. Het essentiële gedeelte van het monster 2b wordt door de microscoop ^3 vergroot. Dienovereenkomstig wordt de röntgenstraling nauwkeurig naar het beoogde gedeelte gestraald, omdat de optische as samenvalt met de röntgenstralingsas. Bij deze 25 gelegenheid kan de microscoop een gebied met een diameter van ongeveer 0,3 mm zichtbaar maken.

Onder verwijzing naar een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding is de spiegel 36 gemaakt uit een materiaal, dat licht reflecteert en röntgenstraling doorlaat, zoals een aluminiumplaat, die opgedampt is 30 op een SiO^-plaat of een aluminiumplaat, die opgedampt is op een organische film. Dienovereenkomstig wordt de röntgenstraling naar het minster 2b gestraald via de spiegel 36 en het monster 2b wordt zichtbaar door de spiegel 36 gereflecteerd.

Bij de fluorescentieröntgenstralingsfilmdiktemeter volgens de 35 uitvinding, die op de bovenstaand beschreven wijze opgebouwd en werkzaam is, valt de röntgenstralingsas van de röntgenstralingsbuis samen met de optische as van het beschouwingsorgaan, waardoor een röntgenstralings- 81 02 9 2 6 -5- meetpunt bij voorbeeld beschouwd kan worden en het röntgenstralings-meetpunt vastgesteld kan worden uit dezelfde richting als de.röntgen-stralingsas van de röntgenstralingsbuis. Dientengevolge is een klein meetgebied met een diameter van ongeveer 0,3 mm meetbaar.. De vorm van 5 de röntgenstralingsbundel, die het monster treft is cirkelvormig, waardoor foutieve bestraling en foutieve meting volledig geëlimineerd is.

8102926

Claims

1. Fluores cent ieröntgenstralingsfilmdiktemeetinrichting gekenmerkt door een röntgenstralingsbuis voor het uitstraden van röntgenstraling; een detector voor het detecteren van fluorescent ieröntg enst raling van een monster, dat bestraald is met röntgenstraling uit de röntgenstralings-5 buis, een collimator voor het naar het monster geleiden van de röntgenstraling, een sluiter, die geplaatst is tussen de collimator en de röntgenstralingsbuis en in horizontale richting verschuifbaar is, een . spiegel,, die geplaatst is in een. doorgangsas van de röntgenstraling en een besehouwingsorgaan voor het bekijken van een punt op het monster, 10 dat met de röntgenstraling bestraald moet -worden, waarbij een optische as van het'beschouwingsorgaan. overeenkomt met de doorgangsas. van, de röntgenstraling..

2. Fluorescentieröntgenstralingsfilmdiktemeetinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het. beschouwingsorgaan een. micros- 15 coop omvat.

3. Fluorescentieröntgenstralingsfilmdiktemeetinrichting volgens conclusie 1,' met het kenmerk,, dat de sluiter en de spiegel als één geheel gevormd zijn. L. Fluorescentieröntgenstralingsfilmdiktemeetinrichting volgens 20 conclusie 1, met het kenmerk, dat de spiegel licht reflecteert en de röntgenstraling doorlaat.

5· Fluorescentieröntgenstralingsfilmdiktemeetinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de detector voorzien is van een filterplaat uit kobalt bij een opening ervan. 8102926