DE4003757A1 - Vorrichtung zum erzeugen und messen der von einer mit roentgenstrahlung bestrahlten probe ausgehenden sekundaerstrahlung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen und Messen von Sekundärstrahlung, welche von einer mit Röntgen­ strahlen bestrahlten Probe ausgeht. Eine solche Vorrichtung hat im wesentlichen die folgenden Merkmale:

• - eine Röntgenröhre in einem für Röntgenstrahlen im wesentli­ chen undurchlässigen Gehäuse,
• - eine Öffnung in dem Gehäuse für den Austritt eines Röntgen­ strahlenbündels,
• - einen Kollimator zur Begrenzung der Röntgenstrahlung auf einen bestimmten, fest definierten Flächenbereich,
• - einen Verschluß zwischen Röntgenröhre und Kollimator, welcher den Röntgenstrahl beispielsweise zwecks Probenwech­ sel unterbrechen kann,
• - eine Justiereinrichtung zum Einstellen des gewünschten Auftreffpunktes der Röntgenstrahlung und
• - ein Proportionalzählrohr oder dergleichen zur Erfassung der von der bestrahlten Probe ausgehenden Sekundärstrahlung.

Bei geöffnetem Verschluß wird dann aus der von der Röntgenröhre ausgehenden Strahlung durch den Kollimator ein Röntgenstrahl ausgeblendet, der auf einen kleinen Flächenbereich einer zu messenden Probe auftrifft, wobei gegebenenfalls das Proportio­ nalzählrohr oder ein anderes Gerät zur Erfassung der Sekundär­ strahlung auf den bestrahlten Bereich der Probe ausgerichtet wird und so die von diesem Bereich ausgehende Sekundärstrahlung erfaßt.

Derartige Vorrichtungen eignen sich beispielsweise gut für die Schichtdickenbestimmung sehr dünner Schichten durch Messen der Fluoreszenzstrahlung, welche von dem bestrahlten Probenbereich ausgeht.

Die zu untersuchenden Proben sind häufig sehr klein und die zu untersuchenden Oberflächen sind nicht immer homogen, so daß es für das Ergebnis einer Sekundärstrahlungsmessung häufig sehr auf die genaue Kenntnis des Flächenbereiches ankommt, auf welchen die Röntgenstrahlung auftrifft. Andererseits ist dieser Bereich aber nicht ohne weiteres erkennbar, da sowohl die Röntgenstrah­ lung als auch (im allgemeinen) die Sekundärstrahlung unsichtbar sind.

Aus diesem Grund weisen derartige Geräte im allgemeinen eine Justiereinrichtung auf, welche über Hilfsmittel die Ausrichtung des Röntgenstrahls und seinen Auftreffpunkt auf einer Probe anzeigt. Diese Justiereinrichtungen, die beispielsweise einen Lichtfleck auf den vermeintlichen Auftreffpunkt der Röntgen- Strahlung projizieren, sind jedoch nicht sehr genau, und können leicht dejustiert werden, ohne daß die falsche Justierung ohne weiteres erkennbar ist, wobei außerdem die Justierung häufig noch einen bestimmten Abstand des Kollimators von der Probe voraussetzt.

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher eine Dejustierung praktisch ausgeschlossen ist und bei welcher der Justiervorgang wesentlich einfacher und mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Kollimator selbst einen Teil der Justiereinrichtung bildet. Zwar sind auch bei bekannten Geräten dieser Art Justiereinrichtung und Kollimator gelegentlich miteinander gekoppelt, dabei spielt jedoch der Kollimator selbst keine aktive Rolle bei der Justierung und die Verbindung zwischen Justiereinrichtung und Kollimator dient lediglich dazu, einen Bezugspunkt für die Justiereinrichtung zu fixieren. Hiervon unterscheidet sich die vorliegende Erfindung dadurch, daß der Kollimator selbst unmittelbar als Teil der Justiereinrichtung Verwendung findet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung geschieht dies dadurch, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, mit Hilfe welcher bei geschlossenem Verschluß ein Lichtstrahl durch die Kollimatorbohrung geführt wird.

In vorteilhafter Weise kann ein solcher Lichtstrahl als Zeiger dienen, wobei dieser aus dem Kollimator austretende Lichtstrahl einen Lichtfleck genau an der Stelle erzeugt, an welcher auch der Röntgenstrahl, welcher den gleichen Weg durch den Kollimator nimmt, auftreffen muß. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Kollimator eine relativ lange Bohrung mit kleinem Durchmesser aufweist und/oder einen großen Abstand von der Röntgenröhre hat.

Umgekehrt kann jedoch auch die Probe beleuchtet werden, wobei ein Teil dieses Lichtes auch in die Kollimatorbohrung hinein reflektiert wird und beispielsweise durch eine oberhalb des Kollimators angebrachte Spiegeloptik betrachtet werden kann, auf diese Weise könnte ebenfalls der Auftreffpunkt der Röntgenstrah­ lung identifiziert werden.

Bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Einrichtung zum Hindurchführen eines Lichtstrahls durch die Kollimatorbohrung eine am Verschluß angeordnete direkte oder indirekte Lichtquelle aufweist.

Unter einer indirekten Lichtquelle ist dabei beispielsweise ein Spiegel zu verstehen, welcher das von einer anderen Lichtquelle herkommende Licht in die Kollimatorbohrung hineinreflektiert.

Ebensogut könnte aber auch am Verschluß selbst eine aktive Lichtquelle, z. B. eine Leuchtdiode, eine Glühlampe oder ein Laser angeordnet sein.

Selbstverständlich könnte die Lichtquelle auch in Betrieb sein, wenn der Verschluß geöffnet ist, so daß auch während der Messung der von Röntgenstrahlen beaufschlagte Bereich einer Probe optisch sichtbar ist. Dies könnte man beispielsweise durch Verwendung eines Spiegelmaterials erreichen, welches für Röntgenstrahlen durchlässig ist und bei "geöffnetem Verschluß" so im Strahlengang der Röntgenstrahlung liegt, daß gleichzeitig ein Lichtstrahl in die Kollimatorbohrung eingespiegelt werden kann.

Generell wird eine Ausführungsform der Erfindung bevorzugt, bei welcher bei geschlossenem Verschluß die der Kollimatorbohrung zugewandte Seite des Verschlusses eine die Achse der Kollimator­ bohrung schneidende Spiegelfläche aufweist, wobei eine Licht­ quelle in Richtung der in dieser Verschlußstellung gespiegelten Achse der Kollimatorbohrung angeordnet ist.

Dabei kann der Verschluß beispielsweise aus einem prismatischen Block mit einer zur Kollimatorachse um 45° geneigten Unterkante sein, welcher von der Seite her in den Strahlengang eingeschoben wird und so den Röntgenstrahl unterbricht, gleichzeitig jedoch eine Spiegelfläche bereitstellt, so daß eine Lichtquelle, welche in Richtung der in diesem Fall um genau 90° zur Seite gespiegel­ ten Kollimatorachse angeordnet ist, den Spiegel beleuchtet, der das Licht teilweise durch die Kollimatorbohrung hindurchreflek­ tiert.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der Verschluß aus einem um seine Achse um 90° drehbaren und in der Grundform zylindrischen Teil, dessen eine Fläche entlang einer um etwa 45° zur Zylinderachse abgewinkelten Ebene verläuft. Durch entsprechende Anordnung dieses zylindrischen Teiles kann man erreichen, daß der Röntgenstrahl in der Position, in welcher die schräg zur Zylinderachse des Verschlußteiles verlaufende Fläche im wesentlichen parallel zur Achse der Kollimatorbohrung ist, ungehindert am Verschlußteil vorbei in den Kollimator eintreten kann, während in einer um 90° hierzu gedrehten Stellung des Verschlußteiles der Röntgenstrahl an dieser Stelle unterbrochen wird, wobei die schräg verlaufende Zylinderfläche in diesem Fall der Kollimatorbohrung zugewandt ist und sich ebenfalls unter einem Winkel von 45° relativ zu dieser Achse erstreckt. Diese Fläche, die vorzugsweise verspiegelt ist, lenkt dann das Licht von einer auf Höhe des Verschlusses im Abstand zur Kollimatorachse angeordneten Lichtquelle genau in die Kollimatorbohrung hinein und auf das darunter befindliche Objekt.

Zweckmäßigerweise wird der Verschluß mit einem Schalter für die entsprechende Lichtquelle gekoppelt.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist der Kollima­ tor an seinem der zu messenden Probe zugewandten Ende spitz zulaufend ausgebildet, so daß dieses Ende auch als Zeiger oder Justierspitze angesehen werden kann, welche genau auf den Punkt weist, in welchem der Röntgenstrahl auftreffen wird. Dabei ist eine Ausführungsform der Erfindung besonders bevorzugt, bei welcher der Kollimator so lang ausgebildet wird, daß diese Spitze unmittelbar über der zu messenden Probe angeordnet wird, so daß der Meßfleck hierdurch eindeutig definiert ist. Zweck­ mäßigerweise hat der Kollimator Zylindersymmetrie, so daß die Spitze entsprechend kegelförmig ausgebildet ist und die Bohrung genau im Zentrum der etwas abgeplatteten Spitze endet. Am meisten bevorzugt ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher der Kollimator die eben genannte Form hat und bei welcher zusätzlich die optischen Einrichtungen zum Hindurchfüh­ ren eines Lichtstrahls durch die Kollimatorbohrung vorgesehen sind.

Dabei hat es sich als zeckmäßig erwiesen, wenn die Bohrung durch einen relativ langen Kollimator, von der Spitze her gesehen, stufenförmige zylindrische Erweiterungen aufweist.

Um bei der Messung der Sekundärstrahlung eine möglichst hohe Ortsauflösung zu erhalten, muß der aus dem Kollimator austreten­ de Röntgenstrahl ensprechend fein gebündelt bzw. ausgeblendet sein. Hierzu sind Kollimatorbohrungen erforderlich, deren Durchmesser typischerweise im Bereich von 0,3 bis 1 mm liegt. Es versteht sich, daß eine Bohrung von 0,3 mm Durchmesser in einem sehr langen Kollimator nur unter erheblichen Schwierigkeiten anzubringen ist, so daß die stufenweise erweiterte zylindrische Bohrung eine erheblich leichtere Herstellung ermöglicht, wobei lediglich die letzten 1 bis 10 mm des Endstückes des Kollimators die Bohrung mit dem kleinen Durchmesser aufweisen müssen.

Weiterhin hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der Kollimator federnd am Gehäuse der Röntgenröhre oder an anderen Teilen der Vorrichtung, wie z. B. am Verschlußgehäuse, aufgehängt ist. Dies ermöglicht es, die Kollimatorspitze gegen die Probe zu fahren, ohne diese zu zerstören, da der Kollimator dann aufgrund der federnden Aufhängung entsprechend zurückweicht. Dabei sind Führungselemen­ te vorgesehen, welche eine Bewegung des Kollimators nur entlang seiner Bohrungsachse zulassen, wobei eine Druckfeder das Einfedern des Kollimators erlaubt. Diese Druckfeder kann jedoch auch als Zugfeder wirken, wenn der Kollimator in Gegenrichtung verfahren wird. Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Führungselemente aus teleskopartig ineinandergeführten Rohrteilen bestehen, welche mit präziser Passung ineinander geführt und konzentrisch zur Achse der Kollimatorbohrung angeordnet sind, wobei mindestens eines dieser Teleskoprohrteile von einer Schraubenfeder umgeben ist, die sich mit einem Ende beispielsweise am Gehäuse des Kollimatorver­ schlusses und mit ihrem anderen Ende an einem mit dem Kollimator starr verbundenen Teil abstützt. Dabei kann eine Vorschubein­ richtung vorgesehen sein, welche die gesamte Anordnung in Richtung der Probe und parallel zur Kollimatorachse verfährt, ebenso kann eine zusätzliche Verschiebeeinrichtung vorgesehen werden, welche den Kollimator gegen die Wirkung der Druckfeder oder mit deren Unterstützung in Richtung der Kollimatorachse von der Probe weg oder auf diese zu bewegt.

Zweckmäßigerweise ist ein Sensor vorgesehen, welcher eine über ein vorgegebenes Maß hinausgehende Rückfederung des Kollimators erfaßt. So wäre es beispielsweise möglich, die gesamte Vorrich­ tung von Hand grob zu justieren bzw. eine Probe an oder unter dieser Vorrichtung anzuordnen und dann die gesamte Vorrichtung mit Kollimator oder aber den Teil, welcher die Probe haltert, so zu bewegen, daß die Spitze des Kollimators auf der Probe aufsetzt. Da der Kollimator federnd gelagert ist, wird er federnd zurückweichen, sobald die Druckkraft der Spitze auf die Probe ein bestimmtes Maß übersteigt, wobei diese Einfederung von einem Sensor erfaßt und registriert wird. Zweckmäßigerweise wird dann die weitere Relativbewegung zwischen Probe und Vorrichtung gestoppt und die Einrichtung, welche den Kollimator relativ zur übrigen Vorrichtung verschieben kann, zieht den Kollimator wieder von der Probe ab. Stattdessen könnte jedoch auch die gesamte Relativbewegung zwischen Probe und der Vorrichtung umgekehrt werden, indem eine Bewegung in entgegengesetzter Richtung um einen Betrag erfolgt, der das Maß der Einfederung des Kollimators etwas übersteigt. Auch in diesem Falle wäre sichergestellt, daß die Kollimatorspitze sich im Abstand zu der Probe befindet, wobei dieser Abstand vorzugsweise im Bereich von 1 bis 5 mm liegt.

Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung liegt in der Ausgestaltung einer Vorschubeinrichtung in Form einer Schub/Zug­ stange, welche mit einem Ende auf einem Exzenter gelagert ist. Der Exzenter kann dann drehend angetrieben werden, wobei die Schubstange entweder die Gesamtanordnung oder die Probe bzw. die Probenhalterung oder aber auch den Kollimator relativ zur übrigen Vorrichtung bewegt. Besonders geeignet für solche Vorschubbewegungen sind Schrittmotoren, die eine exakt definier­ te Einstellung ermöglichen.

Außerdem kann noch ein optischer und/oder akustischer Signalge­ ber vorgesehen sein, welcher das Berühren der Probe durch die Kollimatorspitze anzeigt.

In vorteilhafter Weise erlaubt die vorliegende Erfindung mit ihren verschiedenen, vorgenannten Ausführungsformen, deren Merkmale sowohl einzeln für sich als auch in Kombination miteinander verwirklicht werden können, daß der Kollimator selbst als Justierelement benutzt wird, so daß eine sehr genaue Justierung des Röntgenstrahles erfolgen kann. Dabei wird bei einer Ausführungsform, die immer einen definierten und sehr kleinen Abstand einer Kollimatorspitze zur Probenoberfläche vorsieht, auch immer ein konstanter Abstand zwischen Röntgenröh­ re und Probe sichergestellt, so daß hierdurch eine weitere Fehlerquelle eliminiert wird, die mit der unterschiedlichen Strahlungsintensität aufgrund unterschiedlicher Abstände zwischen Röntgenröhre und Probe zusammenhängt. Dies wird durch das Heranfahren des Kollimators in Berührung mit der Probe, seine federnde Aufhängung und das anschließende, definierte Zurückfahren des Kollimators relativ zur Probe erreicht. Wie schon erwähnt, kommt es dabei lediglich auf die Relativbewegung der Vorrichtung bzw. des Kollimators zur Probe an, so daß selbstverständlich auch die Probe selbst oder eine Halterung für die Probe entsprechend bewegt werden können.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der dazu gehörigen Figuren. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt entlang der Achse der Kollimatorbohrung durch den Kollimator, die Kollimator­ halterung, den Verschluß und die angrenzende Gehäuse­ wand einer Röntgenröhre,

Fig. 2 den Verschluß in der geschlossenen Stellung, gesehen von der Röntgenröhre her in Richtung der Kollimatorach­ se,

Fig. 3 die gleiche Ansicht wie in Fig. 2, jedoch mit offenem Verschluß,

Fig. 4 eine Ansicht entsprechend Fig. 1 von hinten und

Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie V-V in Fig. 4.

In Fig. 1 erkennt man die Gehäusewand 20 einer nicht darge­ stellten, darüber angeordneten Röntgenröhre. Das Gehäuse 20 der Röntgenröhre weist eine Blendenöffnung 21 auf, durch welche die Röntgenstrahlung aus dem Gehäuse austreten kann. Unmittelbar unter der Blendenöffnung 21 ist ein Verschluß 5 angeordnet, mit einem Block 23, der in Flucht mit der Blende 21 eine Bohrung 24 aufweist. Die Bohrung 24 endet in einem im wesentlichen zylin­ drischen Raum 25, welcher quer zur Achse der Bohrung 24 ver­ läuft. In diesem zylindrischen Raum ist ein Verschlußkörper 26 angeordnet, der in der Grundform zylindrisch ist, dessen eine Stirnfläche jedoch unter einem Winkel von näherungsweise 45° relativ zur Achse des zylindrischen Teiles 26 verläuft. Im übrigen ist das zylindrische Teil im wesentlichen konzentrisch in dem zylindrischen Raum 25 angeordnet, wobei der Durchmesser des Teiles 26 nur geringfügig kleiner als der des zylindrischen Raumes 25 ist, um diesen möglichst weitgehend auszufüllen und Röntgenstreustrahlung weitgehend zu vermeiden. Das zylindrische Verschlußteil 26 ist über eine Welle 27 mit einem Drehmagneten 8 verknüpft, welcher im wesentlichen zwei verschiedene, um 90° gegeneinander versetzte Drehstellungen der Welle 27 einstellen kann. Wie man in den Fig. 2 und 3 sehr schön erkennen kann, deckt das Verschlußteil 7 in der Verschlußstellung "zu" die Kollimatorbohrung 6 (und auch die Bohrung 24) vollständig ab, gibt sie jedoch in der hierzu um 90° verdrehten Stellung, die in Fig. 3 zu erkennen ist, vollständig frei.

Dies bedeutet, daß in der geschlossenen Position des Verschlus­ ses der Schnittpunkt zwischen der Achse 7 der Kollimatorbohrung 6 mit der verspiegelten Schrägfläche des Verschlußteiles 26 etwas oberhalb der Zylinderachse des Raumes 25 liegt, so daß bei einer 45°-Neigung dieser Spiegelfläche relativ zur Kollimator­ achse die Lichtquelle im Abstand zur Kollimatorachse und etwas oberhalb der Achse des zylindrischen Verschlußteiles 26 bzw. des zylindrischen Raumes 25 angeordnet sein sollte, oder aber der Spiegel eine von 45° abweichende Neigung relativ zur Kollimator­ achse 7 hat. Ganz allgemein gilt die Bedingung, daß die Verbin­ dungslinie von der Lichtquelle zu dem Punkt des Spiegels, den die Achse 7 der Kollimatorbohrung schneidet, mit der Spiegelflä­ che 4 denselben Winkel einschließt, wie die Achse 7 selbst, wobei außerdem die Achse 7 und die genannte Verbindungslinie in derselben, zur Spiegelebene senkrechten Ebene liegen müssen. Mit anderen Worten, die gespiegelte Achse 7′ der Kollimatorbohrung 6 ist die genannte Verbindungslinie von der Lichtqelle zum Schnittpunkt der Achse 7 mit dem Spiegel 4.

Der Kollimator 1 selbst besteht aus einem massiven, zylindri­ schen Stahl- oder Edelstahlteil mit einem konisch spitz zulau­ fenden vorderen Ende 16. Entlang der Achse dieses zylindrischen Teils erstreckt sich die Kollimatorbohrung 6, die nach oben hin, d. h. von dem vorderen Ende weg, zylindrische Erweiterungen aufweisen kann. Die Spitze des vorderen Endes 16 ist etwas abgeplattet, so daß die untere Bohrungsöffnung im Zentrum einer Kreisfläche liegt und in diesem Bereich die Bohrung eine minimale Wandstärke von ca. 1 mm hat.

Das obere Ende 12 des Kollimators ist in seinem Inneren als äußerer Rohrteil einer Teleskopführung ausgebildet. Auf seiner Außenseite hat das obere Kollimatorende 12 ein Gewinde zur Aufnahme einer Überwurfmutter 13, die auch durch einen Flansch ersetzt sein kann. In dem hinteren Rohrteil 12 des Kollimators 1 ist ein Teleskoprohr 11 mit möglichst genauer Passung geführt und mit seinem oberen Ende am Verschlußblock 23 befestigt und zwar derart, daß die Achse 7 der Kollimatorbohrung mit der Achse der Blende 21 und der Bohrung 24 zusammenfällt. Eine Schrauben­ druckfeder 10 umgibt das Teleskoprohr 11 und stützt sich mit seinem oberen Ende am Verschlußblock und mit seinem unteren Ende an dem Rohrteil 12 des Kollimators 1 ab. Ein Winkel 14 ist vorgesehen für die Verbindung mit einer nicht dargestellten Antriebseinheit, welche gegen oder mit Unterstützung der Kraft der Druckfeder 10 den Kollimator relativ zum Verschlußblock 23 verschieben kann. Der Winkel 14 weist eine Bohrung auf, die den zylindrischen Teil des Kollimators 1 aufnimmt, der darüberhinaus zur Befestigung des Winkels 14 noch einen Absatz oder Flansch aufweisen kann, um den Winkel 14 mit Hilfe der Überwurfmutter 13 am Kollimator zu befestigen.

In den Fig. 1 bis 4 ist als Lichtquelle eine Glühlampe 3 eingezeichnet, welche jedoch auch durch eine Leuchtdiode oder einen Laser ersetzt werden kann. Wie sich insbesondere aus den Fig. 3 und 4 ergibt, sollte bei einer konzentrischen Anord­ nung der Lichtquelle relativ zum Zylinderraum 25, der zwischen Spiegelfläche 4 und Kollimatorachse 7 eingeschlossene Winkel etwas größer als 45° sein, damit die oben genannte Bedingung für die Einspiegelung des von der Lichtquelle 3 ausgehenden Lichtes in die Kollimatorbohrung 6 optimal erfüllt wird.

In Fig. 5 erkennt man deutlich die Querschnittsform des Verschlußblockes 23 und die zylindrische Form des Raumes 25, ebenso wie die Teleskopführung des Rohres 11 in dem oberen Rohrteil 12 des Kollimators 1.

Die Vorschub- und Antriebseinrichtungen für die Vorrichtung und für die Verschiebung des Kollimators relativ zum Verschlußblock 23 sind in den Figuren, ebenso wie auch der oder die Sensoren zur Erfassung der Kollimatoreinfederung, nicht dargestellt. Derartige Bauelemente und Baugruppen sind jedoch der Fachwelt hinreichend bekannt, so daß auf die bekannten Einrichtungen für solche Zwecke verwiesen werden kann.

Mit der vorliegenden Erfindung ist es gelungen, das Problem der Justierung von Röntgengeräten, welche Röntgenstrahlung erzeugen, auf eine Probe wirken lassen und die Sekundärstrahlung messen, nachhaltig zu beseitigen. Fehljustierungen sind praktisch ausgeschlossen, ebenso wie nachträgliche Dejustierungen, da der Kollimator immer ein wesentliches Element der Justiereinrichtung bleibt und jegliche Verschiebung dieser Justiereinrichtung auch gleichzeitig eine entsprechende Verschiebung bzw. Neuausrichtung des austretenden Röntgenstrahls zur Folge hätte, so daß auf jeden Fall immer der vom Kollimator angezeigte Flächenbereich mit Röntgenstrahlung beaufschlagt wird.

Dabei wird gleichzeitig immer ein definierter Abstand der vorzugsweise sehr dünnen Kollimatorspitze vom Meßbereich eingehalten, so daß der Empfang von Sekundärstrahlung durch den Kollimator nicht nachteilig beeinflußt werden kann.

Eine bevorzugte Anwendung eines solchen Gerätes liegt in der Schichtdickenmessung nach dem Röntgenfluoreszenzverfahren.

Claims (16)

1. Vorrichtung zum Erzeugen und Messen der Sekundärstrahlung, welche von einer mit Röntgenstrahlen bestrahlten Probe ausgeht, mit

• - einer Röntgenröhre in einem für Röntgenstrahlen im wesentlichen undurchlässigen Gehäuse (20),
• - einer Öffnung (21) in dem Gehäuse (20) für den Austritt eines Röntgenstrahlenbündels,
• - einem Kollimator (1) zur Begrenzung des Röntgenstrahles auf einen bestimmten, fest definierten Flächenbereich,
• - einem Verschluß (5) zwischen Röntgenröhre und Kollima­ tor (1), durch welchen der Röntgenstrahl unterbrochen werden kann,
• - einer Justiereinrichtung zum Ausrichten des Kollima­ tors, um den Auftreffpunkt des Röntgenstrahles auf eine Probe festzulegen, und
• - einem Proportionalzählrohr,

dadurch gekennzeichnet, däß der Kollimator (1) einen Teil der Justiereinrichtung bildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Hindurchführen eines Lichtstrahles durch die Kollimatorbohrung (6) bei geschlossenem Verschluß (5) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung eine am Verschluß (5) angeordnete direkte oder indirekte Lichtquelle aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei geschlossenem Verschluß (5) die der Kollimatorbohrung (6) zugewandte Seite des Verschlusses (5) eine die Achse (7) der Kollimatorbohrung (6) schneidende Spiegelfläche (4) aufweist und daß eine Lichtquelle (3) in Richtung der in dieser Verschlußstellung gespiegelten Achse (7′) der Kollimatorboh­ rung (6) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß (5) mit einem Schalter für eine Lichtquelle (3) gekoppelt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das einer Probe zuzuwendende Ende (16) des Kollimators (1) spitz zulaufend ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende (16) des Kollimators (1) kegelförmig ausgebildet ist, wobei die Achse (7) der Kollimatorbohrung mit der Kegelachse des Endes (16) zusammenfällt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollimatorbohrung (6), ausgehend vom der Probe zugewandten Ende des Kollimators (1) stufenförmig zylindrische Erweiterungen aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollimator (1) in Richtung der Achse (7) seiner Bohrung (6) federnd aufgehängt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die federnde Aufhängung des Kollimators (1) Führungselemente für eine Parallelverschiebung des Kollimators (1) in Richtung seiner Bohrungsachse (7) sowie eine Druckfeder (10) auf­ weist, welche eine begrenzte Einfederung des Kollimators (1) in Richtung auf den Verschluß (5) zuläßt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente konzentrisch zur Kollimatorachse angeordnete, teleskopartig ineinandergeführte Rohrstücke (11, 12) sind, von denen eines von einer Schraubenfeder (10) umfaßt wird, wobei die Schraubenfeder (10) sich mit einem Ende gegenüber dem Verschluß (5) oder einem Verschlußgehäuse oder einem Rohrflansch und mit ihrem anderen Ende gegenüber dem Kollimator (1) oder einem mit diesem fest verbundenen Teil, z. B. einem zweiten Teleskoprohrstück (12) andererseits abstützt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Sensor vorgesehen ist, welcher eine über ein vorgegebenes Maß hinausgehende Rückfederung des Kollimators (1) erfaßt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, durch welche der Kollimator (1) mit den Führungselementen und der Druckfeder (10) zusammen in Richtung auf ein zu messendes Objekt bewegbar ist, wobei diese Einrichtung den Vorschub auf ein Sensorsi­ gnal hin stoppt, sobald der Kollimator durch Anschlag an ein Objekt um das vorgegebene Maß zurückgefedert ist und anschließend die bewegbaren Teile um ein die Einfederung übersteigendes Maß zurückfährt, so daß das freie Ende des Kollimators sich im Abstand zu einem zu messenden Objekt befindet, wobei dieser Abstand vorzugsweise 1 bis 3 mm beträgt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Vorschieben und/oder Zurückziehen des Kollimators (1) eine Schub/Zugstange aufweist, deren eines Ende auf einem Exzenter gelagert ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß dem Sensor ein optischer und/oder akustischer Signalgeber nachgeschaltet ist, welcher das Rückfedern des Kollimators (1) anzeigt.