[发明专利]在用X射线荧光测量薄层厚度中设定被测对象位置的方法

说明书

本发明涉及一种方法，用于在按照权利要求1的表征特点之前的条款在用X射线荧光测量薄层厚度中为被测对象设定一个位置。

为被测对象设定相对于主X射线和相对于检测器的正确位置在测量薄层或多层中是极其关键的。对于这样的薄层分析，要检测样品的个别单元的X射线的荧光辐射并转换成层的厚度和组成。所使用的设备有一个对X射线基本上是不透光的外壳，内部有一个X-射线管，并备有一个开口以发出X-射线束。X辐射的范围用一个准直仪限制在样品的特定表面区域上。在这个表面区域中，被测对象被定位于在平台上离开准直仪一个规定的距离，这个平台是可以相对于测量头而移动的，测量头包括X射线管、准直仪和其它这里需要的部件。另外，测量头具有一个比例计数管或一个检测器，它用来记录该表面的辐照区的荧光辐射。

在准直仪和被测对象之间的距离应该设定到特定的距离以便进行确切的测量，为的是能以足够的强度记录荧光辐射。

DE 40 03 757公开了一种调整方法，其中准直仪本身被接收用作为调整的一部分。在这种情况下，规定了准直仪的端部贴着样品移动，由于有弹性的悬挂使准直仪有相应的变形。然后，在样品和设备之间的进一步的相对运动停止，该仪器再次将准直仪自样品移开。准直仪和样品之间的距离可以由准直仪的弹簧的偏移量来设定。这种设备具有这样的缺点，就是可能会对表面造成损伤。此外，在设定距离时由于生产中的不准确性和需要沿着走的途径而存在着不准确性，而且发生的误差具有累积效应。

根据Veeco Instruments Inc．公司所出版的小册子1997年版同样地公开了一种利用X射线荧光分析来测量薄层的设备。在这种情况下光学记录装置器的一束光投射到X射线束中，以便能看到被测对象。在这种方法的情况下，利用激光束来设定严格的距离以得到测量的重复性。该激光束倾斜地照射到被测对象的表面上。在被测对象向上和向下移动期间，激光束的入射点会在表面发生位移，例如从右到左。在记录仪中叠加上十字线并调整到X射线束上。一旦投射到被测对象的表面上的激光束的激光和十字线重合时，就设定了确切的工作距离。被测对象的这种相对于测量头的向上或向下移动可以由操作者手动实施，这时由这些测量结果所得到的上述这种设定会有相当大的偏差。

此外，这本小册子公开了一种自动激光聚焦法，它是想用来增加确切设定的重复性的。这种相对于被测对象的表面设定测量距离的自动激光聚焦法有这样的缺点，即在高反射表面的情况下入射表面只能是不甚清晰地可见的，而这将导致不准确的高度设定。被激光照射的样品表面的有限尺寸和清晰度导致设定误差。此外，需要一个外加的激光和相应的屏蔽。

上面所述两种方法的情况还都有一个缺点，那就是样品表面的倾斜是不能记录的。

因此，本发明基于这样一个目的，提供一种方法以便在被测对象上设定一个X射线的入射点，这个点由准直仪对被测对象表面的距离所规定，而它是依靠它本身而使确切地设定这一距离成为可能。

这个目的是按照本发明通过权利要求1的特征而实现的。按照本发明为实施这一方法而提供的步骤允许实现在离准直仪一规定距离处自动设定被测对象的表面，并且可以得到被测对象表面相对于准直仪的位置的高度精确的重复性。此外，就像例如相对于入射点的激光聚焦的那种情况，通过记录下图象中的各象点的亮度变化，另外的各种误差源可以被消除。除此之外，和人工聚焦相比，重复的准确性也可以明显改善。通过评估在改变被测对象的表面和准直仪之间的距离期间图象各点的亮度变化，可以实现自动设定而无需外加的设备。为此目的，使用了一个电子记录装置，它将一光束投射到X射线束中，以便实现在准直仪和被测对象之间的距离的精确设定。通过查明记录下的图象中各象点的亮度的最大差异，就能够设定从准直仪到被测对象表面的固定不变和确定的距离。电子记录装置的光束最好以如下方式调整，即焦点位于离准直仪为精确距离的测量平面上。当查明了亮度的最大差异时，就能够保证该记录仪记录了一个鲜明的图象，其结果也就是设定了规定的距离。在测量平面中各象点的亮度相对于Z轴的变化的有益作用使它能够在沿着途径移动的同时而确定了图象中各象点的亮度最大异差后，通过对被测对象的表面和准直仪相互之间的定位来实现对距离的确切设定。