EP1760760A2 - Vorrichtung zur Erzeugung von Röntgen- oder XUV-Strahlung - Google Patents

Vorrichtung zur Erzeugung von Röntgen- oder XUV-Strahlung Download PDF

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EP1760760A2
EP1760760A2 EP06016388A EP06016388A EP1760760A2 EP 1760760 A2 EP1760760 A2 EP 1760760A2 EP 06016388 A EP06016388 A EP 06016388A EP 06016388 A EP06016388 A EP 06016388A EP 1760760 A2 EP1760760 A2 EP 1760760A2
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EP
European Patent Office
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deflection
particle beam
point
target
diaphragm
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06016388A
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English (en)
French (fr)
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EP1760760A3 (de
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Alfred Reinhold
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Comet GmbH
Original Assignee
Comet GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Comet GmbH filed Critical Comet GmbH
Publication of EP1760760A2 publication Critical patent/EP1760760A2/de
Publication of EP1760760A3 publication Critical patent/EP1760760A3/de
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    • H01J35/00—X-ray tubes
    • H01J35/02—Details
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21K—HANDLING OF PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K1/00—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
    • G21K1/08—Deviation, concentration or focusing of the beam by electric or magnetic means
    • G21K1/087—Deviation, concentration or focusing of the beam by electric or magnetic means by electrical means
    • G—PHYSICS
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    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00—X-ray tubes
    • H01J35/24—Tubes wherein the point of impact of the cathode ray on the anode or anticathode is movable relative to the surface thereof
    • H01J35/30—Tubes wherein the point of impact of the cathode ray on the anode or anticathode is movable relative to the surface thereof by deflection of the cathode ray

Definitions

  • the invention relates to a device referred to in the preamble of claim 1 for generating X-ray or XUV radiation.
  • Such devices are for generating x-rays, for example in the form of x-ray tubes US 3,793,549 and GB 1 057 284 and for generating XUV radiation, for example by WO 2004/023512 A1 . US 3,138,729 . EP 0 887 639 A1 and US 4,523,327 known.
  • XUV (extreme ultraviolet) radiation is understood here radiation in a wavelength range between about 0.25 and about 20 nm.
  • the known devices are used in particular in imaging processes, for example in the investigation of electronic components, in particular printed circuit boards, as well as for the control and adjustment of optical components.
  • the known devices comprise means for directing a particle beam of electrically charged particles onto a target, wherein the material of the target is selected according to the desired wavelength of the emitted radiation.
  • a disadvantage of the known devices is that a deviation of the impingement point of the particle beam on the target from a predetermined impact point to a deterioration of the image quality the images generated by irradiation of components and in measurement and adjustment functions and adjustment tasks leads to measurement errors.
  • the invention has for its object to provide a device referred to in the preamble of claim 1, are reduced in the deviations of the impact point of the particle beam on the target of a given impingement point, the positional stability of the particle beam is thus improved with respect to its impact on the target.
  • the basic idea of the teaching according to the invention is to provide deflection means for deflecting the particle beam, by which the particle beam is deflected such that its central axis passes through a first and a second deflection point, wherein the first and the second deflection point in axis with a predetermined or predeterminable impact point of the particle beam are on the target and wherein the particle beam is deflectable by the deflection means with respect to a deflection point independent of a deflection with respect to the other deflection point.
  • the particle beam always passes through the first and the second deflection point and these deflection points are in axis with the desired point of impingement of the particle beam on the target, a high local stability is achieved with respect to the impact point of the particle beam on the target.
  • the particle beam under the action of the deflection means extends through at least two deflection points, which lie in axis with the desired point of impingement of the particle beam on the target.
  • the central axis of the particle beam may be, for example and in particular, coincident with a central axis of the device according to the invention, for example an X-ray tube.
  • the deflection means are designed for an independent deflection of the particle beam with respect to the first deflection point and the second deflection point spaced apart in the beam direction from the first deflection point.
  • the deflection means it is also possible according to the invention to deflect the particle beam through the deflection means such that it is arranged not only by the first and second deflection point but in the beam direction behind the second deflection point Deflection points runs, with all the deflection points are then in axis with the desired point of impingement of the particle beam on the target.
  • the deflection of the particle beam with respect to the first and the second deflection point by a first and a second deflection unit it is according to the invention possible to provide in addition to these deflection units further deflection units, which are then arranged downstream in the beam direction of the second deflection unit.
  • the central axis of the particle beam is understood to mean an axis passing through the geometric center of the beam cross section of the particle beam.
  • the deflection means comprises a first deflection unit for deflecting the particle beam such that its central axis passes through the first deflection point, and a second deflection unit spaced from the first deflection unit in the beam direction of the particle beam for deflecting the particle beam its central axis passes through the second deflection point. Since the deflection units can be constructed essentially identical, the structural complexity of a device according to the invention is kept low in this way.
  • control means For controlling the deflection means or the deflection units control means are expediently provided.
  • Another development of the embodiment with the deflection units provides that the first deflection unit and the second deflection unit can be controlled by the control means independently of each other for mutually independent deflection of the particle beam with respect to the first deflection point and the second deflection point. In this way, the particle beam can be deflected with particularly high precision.
  • each of the deflection units expediently has at least one deflection element.
  • more than one deflection element can also be provided per deflection unit.
  • Shape, size, number and design of the deflector can be selected within wide limits.
  • An advantageous development provides insofar as the deflection element has at least one coil or coil arrangement, in particular a quadrupole. Such coils are available as simple and inexpensive standard components available and allow by selecting a corresponding Ablenkstromes a precise deflection of the particle beam.
  • the deflection element has at least one electrostatic deflection plate.
  • the deflection means are designed to deflect the particle beam in the direction of two mutually perpendicular axes. If the central axis of the particle beam runs, for example, in the Z direction, then, in this embodiment, the deflection means are designed, for example, for deflecting the particle beam along the X and Y directions.
  • At least one of the deflection units is associated with a diaphragm which is arranged in the beam direction behind the deflection of the deflection unit.
  • the aperture can be used here, for example, and in particular to one from the Measuring the particle beam incident on the diaphragm electric current and to control the deflection of the particle beam in response to the measured current, as will be explained in more detail below.
  • a development of the aforementioned embodiment provides that the first deflection unit is assigned a first diaphragm and that the first diaphragm is assigned in the beam direction in the region of a plane of action of a deflection element of the second deflection unit. In this way, with regard to the deflection of the particle beam in the beam direction in the region of the second deflection point particularly favorable conditions.
  • Another embodiment of the embodiments with the diaphragm provides that the second deflection unit is associated with a second diaphragm.
  • the second diaphragm assigned to the second deflection unit can correspond in function to the first diaphragm assigned to the first deflection unit.
  • At least one diaphragm is at least partially made of an electrically conductive material and that the diaphragm is associated with a measuring unit for measuring an electric current resulting from an impingement of the particle beam on the diaphragm.
  • an electric current is measured by means of the measuring unit, which flows when the particle beam impinges on the diaphragm or an electrically conductive part of the diaphragm. If the particle beam traverses the aperture of the diaphragm without electrically charged particles hitting the diaphragm, then ideally no current flows, while in the case of the complete diaphragm Impact of the particle beam on the aperture a relatively high current flows.
  • the measured current is thus a measure of the deviation of the central axis of the particle beam from the desired position. If, for example, it is ascertained from the measuring unit that the particle beam impinges completely on the diaphragm, then the deflection unit assigned to the diaphragm can be controlled such that the particle beam no longer impinges on the diaphragm, but instead passes through the diaphragm aperture of the diaphragm. At small deflection angles of the particle beam, there is a proportionality between the deflection current and the deflection path of the particle beam.
  • an advantageous development of the teaching according to the invention provides that the measuring unit is in communication with the control means for controlling the deflection means, such that the deflection of the particle beam is effected in dependence on a current measured by the measuring means.
  • a counter to the target is associated with a measuring unit which measures in a first mode of operation an electric current, which results from the impact of the particle beam on the surface facing away from the target of the diaphragm, and in In a second mode of operation, measuring an electric current resulting from backscattered electrically charged particles from the target.
  • the output signal of the measuring unit in its first operating mode can be used, for example, to determine a deflection current for driving the associated deflection unit in order to deflect the particle beam so that it passes through the desired Deflection point runs.
  • the current measured by the measuring unit can be used to control or regulate the target current of the target of the device by driving a particle beam generating particle source.
  • an advantageous development of the aforementioned embodiment provides that the measuring unit is connected to control and / or regulating means which control the target current by controlling a particle source for generating the particle beam in response to a measured by the measuring unit in the second operating mode current or regulate.
  • the focusing means are expediently arranged downstream of the deflection means in the jet direction.
  • the particle beam is first deflected to the desired position, in which its central axis passes through the first and second deflection points and impinges on the target at the desired point of impact. Subsequently, the electron beam is focused by means of the focusing means to achieve a desired focus diameter on the target.
  • a device 2 which serves in this embodiment for the generation of XUV radiation.
  • the device 2 is constructed in the manner of an X-ray tube and has a housing 4, whose interior 6 is formed as a vacuum chamber and can be evacuated via an opening 8 by means of a vacuum pump, not shown.
  • a particle source 10 for generating a particle beam of electrically charged particles is arranged, wherein the electrically charged particles are formed in this embodiment by electrons emerging from a cathode.
  • the electrons are accelerated to form a particle beam 12 by means of a ring anode 14 in the direction of a target 16 formed as a layer target in this exemplary embodiment.
  • the electrons forming the particle beam 12 are decelerated, resulting in bremsstrahlung whose spectrum depends on the energy of the particles and the chemical nature (atomic number) of the material of the target 16.
  • the material of the target 16 is selected so that radiation is generated which contains a usable proportion in the XUV spectral range.
  • the apparatus 2 comprises means for deflecting the particle beam 12 such that the symbolized in Fig. 1 by a dashed line 18 central axis of the particle beam 12 through a first deflection point 20 and in the beam direction behind the first deflection point 20 and spaced therefrom arranged second Deflection point 22 extends, wherein the first deflection point 20 and the second deflection point 22 are in axis with a predetermined impingement point 24 of the particle beam 12 on the target 16 and wherein the particle beam 12 by the deflection means in the beam direction with respect to the first deflection point 20 regardless of a deflection of the particle beam 12 with respect to the second deflection point 22 is deflected.
  • the deflection means in this embodiment comprise a first deflection unit 26 which has a deflection element 28, which in this embodiment is formed by a coil arrangement in the form of a quadrupole.
  • the first deflecting unit 26 is assigned a first aperture 30, which is spaced apart in the direction of the beam from the deflecting element 28 and arranged behind it.
  • the first diaphragm 30 has a diaphragm opening with a circular cross-section, wherein the first deflection point 20 lies in the center of the diaphragm opening.
  • the deflection means further comprises a second deflection unit 32 having a deflection element 34, which in this embodiment is formed by a coil arrangement in the form of a quadrupole.
  • the second deflection unit 32 is assigned a second diaphragm 36, which is arranged behind the deflection element 34 of the second deflection unit 32 in the beam direction.
  • the second aperture 36 has in this embodiment, a circular aperture, wherein the second. Deflection point 22 is located in the center of the aperture.
  • the device 2 further comprises control means 38, which in a manner explained in more detail below for driving the deflection elements 28, 34 with a deflection current and for driving a high voltage generator 40 and the particle source 10 is used.
  • the first deflection unit 26 and the second deflection unit 32 are independently controllable by the control means 38 for mutually independent deflection of the particle beam 12 with respect to the first deflection point 20 and the second deflection point 22.
  • the deflection units 26, 32 are formed in this embodiment for deflecting the particle beam 12 transversely to its central axis 18 along mutually perpendicular axes, namely for deflecting the propagating in the Z direction particle beam 12 in the X and Y directions.
  • the first diaphragm 30 is arranged in the beam direction approximately at the level of the deflection element 34 of the second deflection unit 32.
  • the first diaphragm 30, which in this embodiment consists of an electrically conductive material, is associated with a first measuring unit 42 for measuring an electric current, which originates from an impingement of the particle beam 12 on the first diaphragm 30.
  • the output of the first measuring unit 42 is connected to the control means 38.
  • the second diaphragm 36 which is opposite to the target 16, also made of an electrically conductive material, wherein it is associated with a second measuring unit 44.
  • the second measuring unit 44 measures an electrical current which originates from the impingement of the particle beam 12 on the surface of the diaphragm 36 facing away from the target 16.
  • the second measuring unit 44 measures an electrical current resulting from backscattered electrically charged particles from the target 16. The backscattering of electrically charged particles from the target 16 is indicated in FIG. 1 by arrows 46.
  • the device 2 For focusing the particle beam 12, the device 2 has focusing means, which are formed in this embodiment by an electromagnetic lens 48, which is arranged downstream in the beam direction of the second deflection unit 32 in this embodiment.
  • XUV radiation generated by the impact of the electrically charged particles on the target 16 exits the housing 4 through an exit window 49 formed laterally in the housing 4, as indicated at reference numeral 50.
  • a filter 52 can be arranged in the exit window 4.
  • the exit window 49 is surrounded by a trap ring 54 which on a positive potential and captures the flying in the direction of the exit window 40 backscattered electrons.
  • the trapping ring 54 is for this reason connected to the positive pole of a voltage source 56 whose negative pole is connected to the housing 4 and to ground.
  • FIG. 2 illustrates an operating state of the device 2 in which a disturbance has occurred with respect to the direction of the particle beam 12.
  • a disturbance may be, for example, that a filament tip of the particle source 10 is inclined, an external magnetic field acts or a thermal expansion is effective.
  • the particle beam 12 passes obliquely through the anode hole of the annular anode 14.
  • the electrons undergo a first bundling (first crossover) in the beam direction approximately in the plane of the annular anode 14, as indicated at 58 in FIG.
  • the electrons diverge due to different Mechanisms of action, for example, due to the Boersch effect, which describes the repulsive forces of the same name charged electrons apart. Since the high voltage applied to the ring anode 14 is no longer effective after the electrons have left the plane of the ring anode 14, the electrons then continue to fly in the direction they left after leaving the crossover.
  • the electrons would therefore, as shown hatched in Fig. 2 at the reference numeral 60, impinge on the first aperture 30 and thus not reach the target 16.
  • the first measuring unit 42 measures a current and supplies the control means 38 with a corresponding signal.
  • the control means 38 then control the deflection element 28 of the first deflection unit 20 with a deflection current.
  • the plane of action of the first deflection unit 26 is symbolized in FIG. 2 by a dashed line 62.
  • the control means 38 in this case select the deflection current so that the particle beam 12 is deflected so that its central axis 18 passes through the first deflection point 20.
  • the resulting direction of the particle steel 12 is indicated in Fig. 2 at reference numeral 62.
  • the deflection element 26 is formed in this embodiment by a quadrupole, which consists of four arranged in the square electromagnetic coils and through which the electron beam in X- as well as in Y direction is deflectable.
  • a quadrupole which consists of four arranged in the square electromagnetic coils and through which the electron beam in X- as well as in Y direction is deflectable.
  • these positions 64, 66, 68, 70 are selected so that approximately half the cross-sectional area of the particle beam 12 impinges on the first aperture 30, so that the current measured by the first measuring unit 42 corresponds to about half of the maximum current, then is measured when the particle beam 12 completely impinges on the first diaphragm 30.
  • control means 38 control the coils of the deflection element 28 with these deflection currents, so that the central axis 18 of the electron beam 12 then passes through the center of the aperture stop of the first aperture 30 and thus through the first deflection point 20 , In this case, the particle beam 12 remains divergent, since the first deflection unit 26 has no focusing effect, but causes only a lateral deflection of the particle beam 12.
  • the particle beam After the deflection thus effected, the particle beam would propagate in accordance with the profile 74 shown hatched in FIG. 2 and hit, for example, the second diaphragm 36 and a lateral wall of the vacuum chamber 6, so that it would not reach the target 16.
  • the current is first measured by the second measuring unit 44, the current when the particle beam 12 on the second panel 36 is formed. Thereafter, in the manner described above with respect to deflection by the first deflector 26, the control means 38 detects the currents required to deflect the particle beam 12 in the x and y directions and drives the deflector 34 of the second deflector 32 with these currents. Due to this, the particle beam 12 is deflected to pass through the second deflection point 22.
  • the plane of action of the second deflection unit 32 is designated in FIG. 2 by reference numeral 72.
  • the central axis 18 of the particle beam 12 extends through both the first deflection point 20 and the second deflection point 22 and the deflection points 20, 22 are in axis with the predetermined point of incidence 24 on the target 16, the particle beam 12 hits the desired manner at the point of impact 24 on the target 16.
  • the particle beam 12 is focused by the focusing means 48, which in this embodiment comprise an electromagnetic lens.
  • the second measuring unit 44 is in a first operating mode in which it measures an electric current resulting from the impact of the particle beam 12 on the surface of the second diaphragm 36 facing away from the target 16. After completion of the above-described processes, the particle beam 12 is no longer incident on the second aperture 36, so that no corresponding current is measured more.
  • the second measuring unit 44 measures an electrical current resulting from electrons backscattered from the target 16. Since this current is a measure of the target current of the target 16, it can be used to control or regulate the target current.
  • the control means 38 control the particle source 10 so that it generates a particle beam 12 which leads to the respective desired target current. In this way, a precise control of the target current is possible, which is a direct measure of the photon flux at constant high voltage between the particle source 10 and ring anode 14.
  • the device 2 according to the invention enables with simple means a highly precise deflection of the particle beam 12 and likewise a high-precision control of the target flow. It is therefore excellently suitable, for example, and in particular for use in imaging processes and in inspection and measurement in the XUV range.

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Abstract

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung 2 zur Erzeugung von Röntgen- oder XUV-Strahlung weist Mittel zum Richten eines Teilchenstrahles 12 elektrisch geladener Teilchen auf ein Target 16 auf. Erfindungsgemäß sind Ablenkmittel zum Ablenken des Teilchenstrahles 12 derart, daß die Zentralachse 18 des Teilchenstrahles 12 durch einen ersten Ablenkpunkt 20 und einen zu dem ersten Ablenkpunkt 20 in Strahlrichtung beabstandeten zweiten Ablenkpunkt 22 verläuft, wobei der erste und der zweite Ablenkpunkt 20, 22 in Achse mit einem vorgebenen oder vorgebbaren Auftreffpunkt 24 des Teilchenstrahles 12 auf dem Target 16 liegen und wobei der Teilchenstrahl durch die Ablenkmittel in Strahlrichtung im Bereich eines Ablenkpunktes 20, 22 unabhängig von einer Ablenkung des Teilchenstrahles 12 im Bereich des anderen Ablenkpunktes 22, 20 ablenkbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zur Erzeugung von Röntgen- oder XUV-Strahlung.
  • Derartige Vorrichtungen sind zur Erzeugung von Röntgenstrahlung beispielsweise in Form von Röntgenröhren durch US 3 793 549 und GB 1 057 284 und zur Erzeugung von XUV-Strahlung beispielsweise durch WO 2004/023512 A1 , US 3 138 729 , EP 0 887 639 A1 und US 4 523 327 bekannt. Unter XUV (Extreme Ultraviolet)-Strahlung wird hierbei Strahlung in einem Wellenlängenbereich zwischen etwa 0,25 und etwa 20 nm verstanden. Die bekannten Vorrichtungen werden insbesondere in bildgebenden Verfahren, beispielsweise bei der Untersuchung von elektronischen Bauteilen, insbesondere Leiterplatten, sowie zur Kontrolle und Justage optischer Komponenten eingesetzt.
  • Die bekannten Vorrichtungen weisen Mittel zum Richten eines Teilchenstrahles elektrisch geladener Teilchen auf ein Target auf, wobei das Material des Targets entsprechend der gewünschten Wellenlänge der emittierten Strahlung gewählt wird.
  • Ein Nachteil der bekannten Vorrichtungen besteht darin, daß eine Abweichung des Auftreffpunktes des Teilchenstrahles auf dem Target von einem vorgegebenen Auftreffpunkt zu einer Beeinträchtigung der Bildqualität der mittels Durchstrahlung von Bauteilen erzeugten Bilder und bei Meß- und Justagefunktionen sowie Justage-Aufgaben zu Meßfehlern führt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art anzugeben, bei der Abweichungen des Auftreffpunktes des Teilchenstrahles auf dem Target von einem vorgegebenen Auftreffpunkt verringert sind, die Ortsstabilität des Teilchenstrahls hinsichtlich seines Auftreffpunktes auf dem Target also verbessert ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Lehre gelöst.
  • Der Grundgedanke der erfindungsgemäßen Lehre besteht darin, Ablenkmittel zum Ablenken des Teilchenstrahles vorzusehen, durch die der Teilchenstrahl derart abgelenkt wird, daß seine Zentralachse durch einen ersten und einen zweiten Ablenkpunkt verläuft, wobei der erste und der zweite Ablenkpunkt in Achse mit einem vorgegebenen oder vorgebbaren Auftreffpunkt des Teilchenstrahles auf dem Target liegen und wobei der Teilchenstrahl durch die Ablenkmittel in Bezug auf einen Ablenkpunkt unabhängig von einer Ablenkung in Bezug auf den anderen Ablenkpunkt ablenkbar ist.
  • Dadurch, daß erfindungsgemäß der Teilchenstrahl stets durch den ersten und den zweiten Ablenkpunkt verläuft und diese Ablenkpunkte in Achse mit dem gewünschten Auftreffpunkt des Teilchenstrahls auf dem Target liegen, ist hinsichtlich des Auftreffpunktes des Teilchenstrahles auf dem Target eine hohe Ortsstäbilität erzielt. Erfindungswesentlich ist hierbei, daß der Teilchenstrahl unter der Wirkung der Ablenkmittel durch wenigstens zwei Ablenkpunkte verläuft, die in Achse mit dem gewünschten Auftreffpunkt des Teilchenstrahles auf dem Target liegen. Mit anderen Worten ist durch die voneinander unabhängige Ablenkung oder Ablenkbarkeit des Teilchenstrahles in Bezug auf zwei in Strahlrichtung zueinander beabstandete Ablenkpunkte, die in Achse mit dem gewünschten Auftreffpunkt des Teilchenstrahls auf dem Target liegen, sichergestellt, daß die Zentralachse des Teilchenstrahles koinzident mit einer gedachten Geraden ist, auf der der erste und der zweite Ablenkpunkt sowie der gewünschte Auftreffpunkt auf dem Target liegen.
  • Die Zentralachse des Teilchenstrahles kann hierbei beispielsweise und insbesondere koinzident mit einer Zentralachse der erfindungsgemäßen Vorrichtung, beispielweise einer Röntgenröhre, sein.
  • Erfindungsgemäß ist es grundsätzlich ausreichend, wenn die Ablenkmittel für eine voneinander unabhängige Ablenkung des Teilchenstrahles in Bezug auf den ersten Ablenkpunkt und den in Strahlrichtung zu dem ersten Ablenkpunkt beabstandeten zweiten Ablenkpunkt ausgelegt sind. Um eine unerwünschte Ablenkung des Teilchenstrahles nach dem Durchlaufen des zweiten Ablenkpunktes zu vermeiden, ist es erfindungsgemäß jedoch auch möglich, den Teilchenstrahl durch die Ablenkmittel so abzulenken, daß dieser nicht nur durch den ersten und zweiten Ablenkpunkt, sondern in Strahlrichtung hinter dem zweiten Ablenkpunkt angeordnete weitere Ablenkpunkte verläuft, wobei sämtliche Ablenkpunkte dann in Achse mit dem gewünschten Auftreffpunkt des Teilchenstrahles auf dem Target liegen.
  • Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn zwischen dem zweiten Ablenkpunkt und dem Target ein größerer Abstand besteht. Erfolgt beispielsweise und insbesondere die Ablenkung des Teilchenstrahles in Bezug auf den ersten und den zweiten Ablenkpunkt durch eine erste und eine zweite Ablenkeinheit, so ist es erfindungsgemäß möglich, zusätzlich zu diesen Ablenkeinheiten weitere Ablenkeinheiten vorzusehen, die dann in Strahlrichtung der zweiten Ablenkeinheit nachgeordnet sind.
  • Unter der Zentralachse des Teilchenstrahles wird hierbei eine durch den geometrischen Mittelpunkt des Strahlquerschnitts des Teilchenstrahles verlaufende Achse verstanden.
  • Grundsätzlich ist es erfindungsgemäß ausreichend, wenn die Ablenkmittel eine einzige Ablenkeinheit aufweisen, sofern eine voneinander unabhängige Ablenkung des Teilchenstrahles in Bezug auf den ersten Ablenkpunkt und den in Strahlrichtung zu dem ersten Ablenkpunkt beabstandeten zweiten Ablenkpunkt ermöglicht ist. Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre sieht vor, daß die Ablenkmittel eine erste Ablenkeinheit zum Ablenken des Teilchenstrahles derart, daß seine Zentralachse durch den ersten Ablenkpunkt verläuft, und eine zu der ersten Ablenkeinheit in Strahlrichtung des Teilchenstrahles beabstandete zweite Ablenkeinheit zum Ablenken des Teilchenstrahles derart, daß seine Zentralachse durch den zweiten Ablenkpunkt verläuft, aufweist. Da die Ablenkeinheiten im wesentlichen identisch aufgebaut sein können, ist auf diese Weise der bauliche Aufwand einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gering gehalten.
  • Zur Ansteuerung der Ablenkmittel bzw. der Ablenkeinheiten sind zweckmäßigerweise Steuerungsmittel vorgesehen.
  • Eine andere Weiterbildung der Ausführungsform mit den Ablenkeinheiten sieht vor, daß die erste Ablenkeinheit und die zweite Ablenkeinheit durch die Steuerungsmittel unabhängig voneinander ansteuerbar sind zur voneinander unabhängigen Ablenkung des Teilchenstrahles in Bezug auf den ersten Ablenkpunkt und den zweiten Ablenkpunkt. Auf diese Weise ist der Teilchenstrahl mit besonders hoher Präzision ablenkbar.
  • Bei den Ausführungsformen mit den Ablenkeinheiten weist jede der Ablenkeinheiten zweckmäßigerweise wenigstens ein Ablenkelement auf. Entsprechend den jeweiligen Anforderungen kann pro Ablenkeinheit auch mehr als ein Ablenkelement vorgesehen sein.
  • Form, Größe, Anzahl und Ausgestaltung der Ablenkelemente sind in weiten Grenzen wählbar. Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht insoweit vor, daß das Ablenkelement wenigstens eine Spule oder Spulenanordnung, insbesondere einen Quadrupol aufweist. Derartige Spulen stehen als einfache und kostengünstige Standardbauteile zur Verfügung und ermöglichen durch Wahl eines entsprechenden Ablenkstromes eine präzise Ablenkung des Teilchenstrahles.
  • Eine andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre sieht vor, daß das Ablenkelement wenigstens eine elektrostatische Ablenkplatte aufweist.
  • Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre sieht vor, daß die Ablenkmittel zum Ablenken des Teilchenstrahles in Richtung zweier zueinander senkrechter Achsen ausgebildet sind. Verläuft die Zentralachse des Teilchenstrahles beispielsweise in Z-Richtung, so sind bei dieser Ausführungsform die Ablenkmittel beispielsweise zum Ablenken des Teilchenstrahles entlang der X- und der Y-Richtung ausgebildet.
  • Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre sieht vor, daß wenigstens einer der Ablenkeinheiten eine Blende zugeordnet ist, die in Strahlrichtung hinter dem Ablenkelement der Ablenkeinheit angeordnet ist. Die Blende kann hierbei beispielsweise und insbesondere dazu verwendet werden, einen vom Auftreffen des Teilchenstrahles auf die Blende herrührenden elektrischen Strom zu messen und die Ablenkung des Teilchenstrahles in Abhängigkeit von dem gemessenen Strom zu steuern, wie dies weiter unten näher erläutert wird.
  • Eine Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform sieht vor, daß der ersten Ablenkeinheit eine erste Blende zugeordnet ist und daß die erste Blende in Strahlrichtung im Bereich einer Wirkungsebene eines Ablenkelementes der zweiten Ablenkeinheit zugeordnet ist. Auf diese Weise ergeben sich hinsichtlich der Ablenkung des Teilchenstrahles in Strahlrichtung im Bereich des zweiten Ablenkpunktes besonders günstige Verhältnisse.
  • Eine andere Weiterbildung der Ausführungsformen mit der Blende sieht vor, daß der zweiten Ablenkeinheit eine zweite Blende zugeordnet ist. Die der zweiten Ablenkeinheit zugeordnete zweite Blende kann ihrer Funktion nach der der ersten Ablenkeinheit zugeordneten ersten Blende entsprechen.
  • Eine außerordentlich vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre sieht vor, daß wenigstens eine Blende wenigstens teilweise aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht und daß der Blende eine Meßeinheit zur Messung eines elektrischen Stromes zugeordnet ist, der von einem Auftreffen des Teilchenstrahles auf die Blende herrührt. Bei dieser Ausführungsform wird mittels der Meßeinheit ein elektrischer Strom gemessen, der beim Auftreffen des Teilchenstrahles auf die Blende bzw. einen elektrisch leitfähigen Teil der Blende fließt. Durchquert der Teilchenstrahl die Blendenöffnung der Blende, ohne daß elektrisch geladene Teilchen auf die Blende auftreffen, so fließt idealerweise kein Strom, während beim vollständigen Auftreffen des Teilchenstrahles auf die Blende ein relativ hoher Strom fließt. Der gemessene Strom ist also ein Maß für die Abweichung der Zentralachse des Teilchenstrahles von der gewünschten Position. Wird anhand des von der Meßeinheit gemessenen Stromes beispielsweise festgestellt, daß der Teilchenstrahl vollständig auf die Blende auftrifft, so kann die der Blende zugeordnete Ablenkeinheit so angesteuert werden, daß der Teilchenstrahl nicht mehr auf die Blende auftrifft, sondern vielmehr durch die Blendenöffnung der Blende verläuft. Bei kleinen Ablenkwinkeln des Teilchenstrahles besteht hierbei eine Proportionalität zwischen dem Ablenkstrom und dem Auslenkungsweg des Teilchenstrahles.
  • In diesem Sinne sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre vor, daß die Meßeinheit mit den Steuerungsmitteln zur Steuerung der Ablenkmittel in Verbindung steht, derart, daß die Ablenkung des Teilchenstrahles in Abhängigkeit von einem durch die Meßmittel gemessenen Strom erfolgt.
  • Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre sieht vor, daß einer dem Target gegenüberliegenden Blende eine Meßeinheit zugeordnet ist, die in einem ersten Betriebsmodus einen elektrischen Strom mißt, der von dem Auftreffen des Teilchenstrahles auf die dem Target abgewandte Fläche der Blende herrührt, und die in einem zweiten Betriebsmodus einen elektrischen Strom mißt, der von von dem Target rückgestreuten elektrisch geladenen Teilchen herrührt. Bei dieser Ausführungsform kann das Ausgangssignal der Meßeinheit in deren erstem Betriebsmodus beispielsweise dazu verwendet werden, einen Ablenkstrom zur Ansteuerung der zugeordneten Ablenkeinheit zu ermitteln, um den Teilchenstrahl so abzulenken, daß er durch den gewünschten Ablenkpunkt verläuft. In dem zweiten Betriebsmodus kann demgegenüber der von der Meßeinheit gemessene Strom herangezogen werden, um durch Ansteuerung einer den Teilchenstrahl erzeugenden Teilchenquelle den Targetstrom des Targets der Vorrichtung zu steuern oder zu regeln.
  • Hierzu sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform vor, daß die Meßeinheit mit Steuerungs- und/oder Regelungsmitteln verbunden ist, die in Abhängigkeit von einem von der Meßeinheit in dem zweiten Betriebsmodus gemessenen Strom den Targetstrom durch die Ansteuerung einer Teilchenquelle zur Erzeugung des Teilchenstrahles steuern oder regeln.
  • Um einen gewünschten Fokusdurchmesser des Fokus des Teilchenstrahles auf dem Target zu erzielen, sieht eine andere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre Fokussiermittel zur Fokussierung des Teilchenstrahles auf das Target vor.
  • Bei der vorgenannten Ausführungsform sind die Fokussiermittel zweckmäßigerweise den Ablenkmitteln in Strahlrichtung nachgeordnet. Bei dieser Ausführungsform wird der Teilchenstrahl zunächst in die gewünschte Position abgelenkt, in der seine Zentralachse durch den ersten und den zweiten Ablenkpunkt verläuft und an dem gewünschten Auftreffpunkt auf das Target auftrifft. Daran anschließend wird der Elektronenstrahl mittels der Fokussiermittel fokussiert, um auf dem Target einen gewünschten Fokusdurchmesser zu erzielen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten stark schematisierten Zeichnung näher erläutert, in der ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt ist. Dabei bilden alle beschriebenen oder in der Zeichnung dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.
  • Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine stark schematisierte Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
    Fig. 2
    in gleicher Darstellung wie Fig. 1 eine ähnliche Ansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 zur Verdeutlichung der Funktionsweise und
    Fig. 3
    eine schematisierte Ansicht einer in der Vorrichtung gemäß Fig. 1 verwendeten Blende.
  • In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 dargestellt, die bei diesem Ausführungsbeispiel zur Erzeugung von XUV-Strahlung dient. Die Vorrichtung 2 ist nach Art einer Röntgenröhre aufgebaut und weist ein Gehäuse 4 auf, dessen Inneres 6 als Vakuumkammer ausgebildet und mittels einer nicht dargestellten Vakuumpumpe über eine Öffnung 8 evakuierbar ist.
  • Im Inneren der Vakuumkammer 6 ist eine Teilchenquelle 10 zur Erzeugung eines Teilchenstrahles elektrisch geladener Teilchen angeordnet, wobei die elektrisch geladenen Teilchen bei diesem Ausführungsbeispiel durch Elektronen gebildet sind, die aus einer Kathode austreten. Die Elektronen werden zum Bilden eines Teilchenstrahles 12 mittels einer Ringanode 14 in Richtung auf ein bei diesem Ausführungsbeispiel als Schichttarget ausgebildetes Target 16 beschleunigt. Beim Auftreffen auf das Target 16 werden die den Teilchenstrahl 12 bildenden Elektronen abgebremst, wobei Bremsstrahlung entsteht, deren Spektrum von der Energie der Teilchen und der chemischen Beschaffenheit (Ordnungszahl) des Materiales des Targets 16 abhängt. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Material des Targets 16 so gewählt, daß Strahlung erzeugt wird, die einen nutzbaren Anteil im XUV-Spektralbereich enthält.
  • Die Vorrichtung 2 weist erfindungsgemäß Mittel zum Ablenken des Teilchenstrahles 12 derart auf, daß die in Fig. 1 durch eine strichpunktierte Linie 18 symbolisierte Zentralachse des Teilchenstrahles 12 durch einen ersten Ablenkpunkt 20 und einen in Strahlrichtung hinter dem ersten Ablenkpunkt 20 und zu diesem beabstandet angeordneten zweiten Ablenkpunkt 22 verläuft, wobei der erste Ablenkpunkt 20 und der zweite Ablenkpunkt 22 in Achse mit einem vorgegebenen Auftreffpunkt 24 des Teilchenstrahles 12 auf dem Target 16 liegen und wobei der Teilchenstrahl 12 durch die Ablenkmittel in Strahlrichtung in Bezug auf den ersten Ablenkpunkt 20 unabhängig von einer Ablenkung des Teilchenstrahles 12 in Bezug auf den zweiten Ablenkpunkt 22 ablenkbar ist.
  • Die Ablenkmittel weisen bei diesem Ausführungsbeispiel eine erste Ablenkeinheit 26 auf, die ein Ablenkelement 28 aufweist, das bei diesem Ausführungsbeispiel durch eine Spulenanordnung in Form eines Quadrupoles gebildet ist. Der ersten Ablenkeinheit 26 ist bei diesem Ausführungsbeispiel eine erste Blende 30 zugeordnet, die in Strahlrichtung zu dem Ablenkelement 28 beabstandet und hinter diesem angeordnet ist. Die erste Blende 30 weist eine Blendenöffnung mit kreisrundem Querschnitt auf, wobei der erste Ablenkpunkt 20 im Zentrum der Blendenöffnung liegt.
  • Die Ablenkmittel weisen ferner eine zweite Ablenkeinheit 32 auf, die ein Ablenkelement 34 aufweist, das bei diesem Ausführungsbeispiel durch eine Spulenanordnung in Form eines Quadrupoles gebildet ist. Der zweiten Ablenkeinheit 32 ist bei diesem Ausführungsbeispiel eine zweite Blende 36 zugeordnet, die in Strahlrichtung hinter dem Ablenkelement 34 der zweiten Ablenkeinheit 32 angeordnet ist. Die zweite Blende 36 weist bei diesem Ausführungsbeispiel eine kreisrunde Blendenöffnung auf, wobei der zweite. Ablenkpunkt 22 im Zentrum der Blendenöffnung liegt.
  • Die Vorrichtung 2 weist ferner Steuerungsmittel 38 auf, die in weiter unten näher erläuterter Weise zur Ansteuerung der Ablenkelemente 28, 34 mit einem Ablenkstrom sowie zur Ansteuerung eines Hochspannungserzeugers 40 und der Teilchenquelle 10 dient. Die erste Ablenkeinheit 26 und die zweite Ablenkeinheit 32 sind durch die Steuerungsmittel 38 unabhängig voneinander ansteuerbar zur voneinander unabhängigen Ablenkung des Teilchenstrahles 12 in Bezug auf den ersten Ablenkpunkt 20 und den zweiten Ablenkpunkt 22.
  • Die Ablenkeinheiten 26, 32 sind bei diesem Ausführungsbeispiel zum Ablenken des Teilchenstrahles 12 quer zu seiner Zentralachse 18 entlang zueinander senkrechter Achsen ausgebildet, nämlich zum Ablenken des sich in Z-Richtung ausbreitenden Teilchenstrahles 12 in X- sowie in Y-Richtung.
  • Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist bei diesem Ausführungsbeispiel die erste Blende 30 in Strahlrichtung etwa auf der Höhe des Ablenkelementes 34 der zweiten Ablenkeinheit 32 angeordnet. Der ersten Blende 30, die bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht, ist eine erste Meßeinheit 42 zur Messung eines elektrischen Stromes zugeordnet, der von einem Auftreffen des Teilchenstrahles 12 auf die erste Blende 30 herrührt. Der Ausgang der ersten Meßeinheit 42 ist mit den Steuerungsmitteln 38 verbunden.
  • In hierzu entsprechender Weise besteht die zweite Blende 36, die dem Target 16 gegenüberliegt, ebenfalls aus einem elektrisch leitfähigen Material, wobei ihr eine zweite Meßeinheit 44 zugeordnet ist. Die zweite Meßeinheit 44 mißt in einem ersten Betriebsmodus einen elektrischen Strom, der von dem Auftreffen des Teilchenstrahles 12 auf die dem Target 16 abgewandte Fläche der Blende 36 herrührt. In einem zweiten Betriebsmodus mißt die zweite Meßeinheit 44 einen elektrischen Strom, der von von dem Target 16 rückgestreuten elektrisch geladenen Teilchen herrührt. Die Rückstreuung elektrisch geladener Teilchen von dem Target 16 ist in Fig. 1 durch Pfeile 46 angedeutet.
  • Zum Fokussieren des Teilchenstrahles 12 weist die Vorrichtung 2 Fokussiermittel auf, die bei diesem Ausführungsbeispiel durch eine elektromagnetische Linse 48 gebildet sind, die bei diesem Ausführungsbeispiel in Strahlrichtung der zweiten Ablenkeinheit 32 nachgeordnet ist.
  • Durch das Auftreffen der elektrisch geladenen Teilchen auf das Target 16 erzeugte XUV-Strahlung tritt durch ein seitlich in dem Gehäuse 4 gebildetes Austrittsfenster 49 aus dem Gehäuse 4 aus, wie bei dem Bezugszeichen 50 angedeutet. Zur spektralen Filterung der XUV-Strahlung kann in dem Austrittsfenster 4 ein Filter 52 angeordnet sein.
  • Um zu verhindern, daß von dem Target 16 rückgestreute Elektronen auf das Austrittsfenster 48 auftreffen und dieses statisch aufladen, ist das Austrittsfenster 49 von einem Einfangring 54 umgeben, der auf einem positiven Potential liegt und die in Richtung auf das Austrittsfenster 40 fliegenden rückgestreuten Elektronen einfängt. Der Einfangring 54 ist aus diesem Grund mit dem Pluspol einer Spannungsquelle 56 verbunden, deren Minuspol mit dem Gehäuse 4 und mit Masse verbunden ist.
  • Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist wie folgt.
  • Bei Betrieb der Vorrichtung 2 treten Elektronen aus der Teilchenquelle 10 aus und werden über die Ringanode 14 in Richtung auf das Target 16 beschleunigt, wobei die Zentralachse 18 des Teilchenstrahles 12 durch den ersten Ablenkpunkt 20 und den zweiten Ablenkpunkt 22 verläuft. Da die Ablenkpunkte 20, 22 in Achse mit dem vorgegebenen Auftreffpunkt 24 des Teilchenstrahles 12 auf dem Target 16 liegen, treffen die Elektronen an diesem Auftreffpunkt 24 auf das Target 16 auf, wobei XUV-Strahlung erzeugt wird, die durch das Austrittsfenster 49 aus der Vorrichtung 2 austritt.
  • Fig. 2 stellt einen Betriebszustand der Vorrichtung 2 dar, in dem hinsichtlich der Richtung des Teilchenstrahles 12 eine Störung aufgetreten ist. Eine solche Störung kann beispielsweise darin bestehen, daß sich eine Heizfadenspitze der Teilchenquelle 10 neigt, ein äußeres Magnetfeld wirkt oder eine Wärmedehnung wirksam wird. In diesem Fall tritt der Teilchenstrahl 12 schräg durch das Anodenloch der Ringanode 14 hindurch. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, daß beispielsweise bei Verwendung eines die Heizfadenspitze umgebenden Wehnelt-Zylinders die Elektronen in Strahlrichtung etwa in der Ebene der Ringanode 14 eine erste Bündelung (erster Crossover) erfahren, wie in Fig. 2 bei dem Bezugszeichen 58 angedeutet. Nach dem ersten Crossover divergieren die Elektronen aufgrund verschiedener Wirkmechanismen, beispielsweise aufgrund des Boersch-Effektes, der die Abstoßungskräfte der gleichnamig geladenen Elektronen beschreibt, auseinander. Da die an die Ringanode 14 angelegte Hochspannung nicht mehr wirksam ist, nachdem die Elektronen die Ebene der Ringanode 14 verlassen haben, fliegen die Elektronen dann in der Richtung weiter, die sie nach dem Verlassen des Crossover innehatten.
  • Die Elektronen würden daher, wie in Fig. 2 bei dem Bezugszeichen 60 schraffiert dargestellt, auf die erste Blende 30 auftreffen und das Target 16 somit nicht erreichen.
  • Aufgrund des Auftreffens der Elektronen auf die erste Blende 30 mißt die erste Meßeinheit 42 einen Strom und führt den Steuerungsmitteln 38 ein entsprechendes Signal zu.
  • Die Steuerungsmittel 38 steuern daraufhin das Ablenkelement 28 der ersten Ablenkeinheit 20 mit einem Ablenkstrom an. Die Wirkungsebene der ersten Ablenkeinheit 26 ist in Fig. 2 durch eine gestrichelte Linie 62 symbolisiert. Die Steuerungsmittel 38 wählen hierbei den Ablenkstrom so, daß der Teilchenstrahl 12 so abgelenkt wird, daß seine Zentralachse 18 durch den ersten Ablenkpunkt 20 verläuft. Die sich hierbei ergebende Richtung des Teilchenstahles 12 ist in Fig. 2 bei dem Bezugszeichen 62 angedeutet.
  • Die Ermittlung des Ablenkstromes für das Ablenkelement 26, der erforderlich ist, um den Teilchenstrahl 12 durch den ersten Ablenkpunkt 20 abzulenken, wird nachfolgend anhand von Fig. 3 näher erläutert.
  • Das Ablenkelement 26 ist bei diesem Ausführungsbeispiel durch einen Quadrupol gebildet, der aus vier im Karree angeordneten elektromagnetischen Spulen besteht und durch den der Elektronenstrahl in X- sowie in Y-Richtung ablenkbar ist. Tritt der Elektronenstrahl durch das Blendenloch der ersten Blende 30 hindurch und verläuft durch den ersten Ablenkpunkt 20, so ist der von der ersten Meßeinheit 42 gemessene Strom Null. Ein Strom wird von der Meßeinheit 42 nur dann gemessen, wenn der Teilchenstrahl 12 auf die Blende auftrifft. In diesem Fall steuern die Steuerungsmittel 38 das Ablenkelement 28 derart an, daß der Teilchenstrahl 12 nacheinander in die in Fig. 3 mit den Bezugszeichen 64, 66, 68, 70 bezeichneten Positionen bewegt wird. Lediglich beispielshalber sind diese Positionen 64, 66, 68, 70 so gewählt, daß etwa die halbe Querschnittsfläche des Teilchenstrahles 12 auf die erste Blende 30 auftrifft, so daß der von der ersten Meßeinheit 42 gemessene Strom etwa der Hälfte des maximalen Stromes entspricht, der dann gemessen wird, wenn der Teilchenstrahl 12 vollständig auf die erste Blende 30 auftrifft.
  • Bei den sich hierbei ergebenden kleinen Ablenkwinkeln der Zentralachse 18 des Teilchenstrahles 12 besteht eine Proportionalität zwischen den Ablenkströmen und dem Auslenkungsweg des Teilchenstrahles 12. Aufgrund dieser Proportionalität können die Ablenkströme in X- und Y-Richtung, die erforderlich sind, um den Teilchenstrahl 12 so abzulenken, daß seine Zentralachse 18 durch das Zentrum der ersten Blende 30 und damit durch den ersten Ablenkpunkt 20 verläuft, wie folgt ermittelt werden: I Ym = I 1 + I 3 / 2
    Figure imgb0001
     I Xm = I 2 + I 4 / 2
    Figure imgb0002
  • Dabei sind:
    • I1: Ablenkstrom in Position 64 des Teilchenstrahles 12
    • I2: Ablenkstrom in Position 66 des Teilchenstrahles 12
    • I3: Ablenkstrom in Position 68 des Teilchenstrahles 12
    • I4: Ablenkstrom in Position 70 des Teilchenstrahles 12
    • IYm: Ablenkstrom für die Positionierung des Teilchenstrahles 12 im Zentrum des Blendenloches in Y-Richtung
    • IXm: Ablenkstrom für die Positionierung des Teilchenstrahles 12 im Zentrum des Blendenloches in X-Richtung
  • Sind auf diese Weise die erforderlichen Ablenkströme ermittelt, so steuern die Steuerungsmittel 38 die Spulen des Ablenkelementes 28 mit diesen Ablenkströmen an, so daß die Zentralachse 18 des Elektronenstrahles 12 dann durch das Zentrum des Blendenloches der ersten Blende 30 und damit durch den ersten Ablenkpunkt 20 verläuft. Hierbei bleibt der Teilchenstrahl 12 divergent, da die erste Ablenkeinheit 26 keinerlei Fokussierungswirkung hat, sondern ausschließlich eine seitliche Auslenkung des Teilchenstrahles 12 bewirkt.
  • Nach der so erfolgten Ablenkung würde der Teilchenstrahl sich gemäß dem in Fig. 2 schraffiert dargestellten Verlauf 74 ausbreiten und beispielsweise auf die zweite Blende 36 und eine seitliche Wandung der Vakuumkammer 6 auftreffen, so daß er das Target 16 nicht erreichen würde.
  • Um den Teilchenstrahl 12 so abzulenken, daß seine Zentralachse durch das Zentrum der zweiten Blende 36 und damit durch den zweiten Ablenkpunkt 22 verläuft, wird zunächst durch die zweite Meßeinheit 44 der Strom gemessen, der beim Auftreffen des Teilchenstrahles 12 auf die zweite Blende 36 entsteht. Daran anschließend ermitteln die Steuerungsmittel 38 in der oben in Bezug auf eine Ablenkung durch die erste Ablenkeinheit 26 beschriebenen Weise die zur Ablenkung des Teilchenstrahles 12 in x- und y-Richtung erforderlichen Ströme und steuern das Ablenkelement 34 der zweiten Ablenkeinheit 32 mit diesen Strömen an. Aufgrund dessen wird der Teilchenstrahl 12 so abgelenkt, daß er durch den zweiten Ablenkpunkt 22 verläuft. Die Wirkungsebene der zweiten Ablenkeinheit 32 ist in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen 72 bezeichnet.
  • Da nach den so erfolgten Ablenkungen die Zentralachse 18 des Teilchenstrahles 12 sowohl durch den ersten Ablenkpunkt 20 als auch durch den zweiten Ablenkpunkt 22 verläuft und die Ablenkpunkte 20, 22 in Achse mit dem vorgegebenen Auftreffpunkt 24 auf dem Target 16 liegen, trifft der Teilchenstrahl 12 in der gewünschten Weise an dem Auftreffpunkt 24 auf das Target 16 auf. Vor dem Auftreffen auf das Target 16 wird der Teilchenstrahl 12 durch die Fokussiermittel 48, die bei diesem Ausführungsbeispiel eine elektromagnetische Linse aufweisen, fokussiert.
  • Während der Ermittlung der Ablenkströme befindet sich die zweite Meßeinheit 44 in einem ersten Betriebsmodus, in dem sie einen elektrischen Strom mißt, der von dem Auftreffen des Teilchenstrahles 12 auf die dem Target 16 abgewandte Fläche der zweiten Blende 36 herrührt. Nach Abschluß der oben beschriebenen Vorgänge trifft der Teilchenstrahl 12 nicht mehr auf die zweite Blende 36 auf, so daß kein entsprechender Strom mehr gemessen wird.
  • In einem zweiten Betriebsmodus mißt die zweite Meßeinheit 44 dann einen elektrischen Strom, der von von dem Target 16 rückgestreuten Elektronen herrührt. Da dieser Strom ein Maß für den Targetstrom des Targets 16 ist, kann er zur Steuerung oder Regelung des Targetstromes herangezogen werden. Hierzu steuern die Steuerungsmittel 38 die Teilchenquelle 10 derart an, daß diese einen Teilchenstrahl 12 erzeugt, der zu dem jeweils gewünschten Targetstrom führt. Auf diese Weise ist eine präzise Regelung des Targetstromes möglich, der bei konstanter Hochspannung zwischen Teilchenquelle 10 und Ringanode 14 ein direktes Maß für den Photonenfluß darstellt.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung 2 ermöglicht mit einfachen Mitteln eine hochpräzise Ablenkung des Teilchenstrahles 12 und gleichermaßen eine hochpräzise Regelung des Targetstromes. Sie ist daher beispielsweise und insbesondere zur Verwendung in bildgebenden Verfahren und in Inspektions- und Meßvefahren im XUV-Bereich ausgezeichnet geeignet.

Claims (16)

  1. Vorrichtung zur Erzeugung von Röntgen- oder XUV-Strahlung,
    mit Mitteln zum Richten eines Teilchenstrahles elektrisch geladener Teilchen auf ein Target und mit Ablenkmitteln zum Ablenken des Teilchenstrahles derart, daß die Zentralachse des Teilchenstrahles durch einen ersten Ablenkpunkt und einen zu dem ersten Ablenkpunkt in Strahlrichtung beabstandeten zweiten Ablenkpunkt verläuft, wobei die Ablenkmittel eine erste Ablenkeinheit zum Ablenken des Teilchenstrahles derart, daß seine Zentralachse durch den ersten Ablenkpunkt verläuft, und eine zu der ersten Ablenkeinheit in Strahlrichtung des Teilchenstrahles beabstandete zweite Ablenkeinheit zum Ablenken des Teilchenstrahles derart, daß seine Zentralachse durch den zweiten Ablenkpunkt verläuft, aufweisen, wobei der Teilchenstrahl durch die Ablenkeinheiten in Bezug auf einen Ablenkpunkt unabhängig von einer Ablenkung in Bezug auf den anderen Ablenkpunkt ablenkbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß jede der Ablenkeinheiten (26, 32) für eine Ablenkung des Teilchenstrahles entlang zweier zueinander senkrechter Achsen (X-Achse und Y-Achse) ausgebildet sind, derart, daß der erste und der zweite Ablenkpunkt (20, 22) in Achse mit einem vorgegebenen oder vorgebbaren Auftreffpunkt (24) des Teilchenstrahles (12) auf dem Target liegen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Steuerungsmittel (38) zur Ansteuerung der Ablenkmittel.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ablenkeinheit (26) und die zweite Ablenkeinheit (32) durch die Steuerungsmittel (38) unabhängig voneinander ansteuerbar sind, derart, daß der Teilchenstrahl (12) in Bezug auf einen Ablenkpunkt (20, 22) unabhängig von einer Ablenkung in Bezug auf den anderen Ablenkpunkt (22, 20) ablenkbar ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Ablenkeinheiten (26, 32) wenigstens ein Ablenkelement (28, 34) aufweist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablenkelement (28, 34) wenigstens eine Spule oder Spulenanordnung, insbesondere einen Quadrupol, aufweist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablenkelement wenigstens eine elektrostatische Ablenkplatte aufweist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkmittel zum Ablenken des Teilchenstrahles (12) entlang zweier zueinander senkrechter Achsen ausgebildet sind.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Ablenkeinheiten (26, 32) eine Blende (30, 36) zugeordnet ist, die in Strahlrichtung hinter dem Ablenkelement (28, 34) der Ablenkeinheit (26, 32) angeordnet ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten Ablenkeinheit (26) eine erste Blende (30) zugeordnet ist und die erste Blende (30) in Strahlrichtung im Bereich einer Wirkungsebene eines Ablenkelementes (34) der zweiten Ablenkeinheit (32) angeordnet ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten Ablenkeinheit (32) eine zweite Blende (36) zugeordnet ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Blende (30, 36) wenigstens teilweise aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht und daß der Blende (30, 36) eine Meßeinheit (42, 44) zur Messung eines elektrischen Stromes zugeordnet ist, der von einem Auftreffen des Teilchenstrahles (12) auf die Blende (30, 36) herrührt.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinheit (42, 44) mit den Steuerungsmitteln (38) zur Ansteuerung der Ablenkmittel in Verbindung steht, derart, daß die Ablenkung des Teilchenstrahles (12) in Abhängigkeit von einem durch die Meßeinheit (42, 44) gemessenen Strom erfolgt.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß einer dem Target (16) gegenüberliegenden Blende (36) eine Meßeinheit (44) zugeordnet ist, die in einem ersten Betriebsmodus einen elektrischen Strom mißt, der von dem Auftreffen des Teilchenstrahles (12) auf die dem Target (16) abgewandte Fläche der Blende herrührt, und die in einem zweiten Betriebsmodus einen elektrischen Strom mißt, der von von dem Target (16) rückgestreuten elektrisch geladenen Teilchen herrührt.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinheit (44) mit Steuerungs- und/oder Regelungsmitteln (38) verbunden ist, die in Abhängigkeit von einem von der Meßeinheit (44) in dem zweiten Betriebsmodus gemessenen Strom den Targetstrom durch Ansteuerung einer Teilchenquelle (10) zur Erzeugung des Teilchenstrahles (12) steuern oder regeln.
  15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Fokussiermittel (48) zur Fokussierung des Teilchenstrahles (12) auf das Target (16).
  16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussiermittel (48) den Ablenkmitteln in Strahlrichtung nachgeordnet sind.
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