CN1981361A - Xuv射线发射和发生装置 - Google Patents

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Abstract

一种XUV射线发射和发生装置(2)设有一个目标物(4)，该目标物(4)在聚集荷电粒子时发射XUV射线，其中目标物(4)设有一个基体(18)，该基体(18)至少部分设有第一层(20)，第一层(20)包含一种在聚集荷电粒子时发射XUV射线的材料。按照本发明，附加于第一层(20)上的至少设有第二层(22)，第二层(22)包含一种较高导电性能的材料。

Description

XUV射线发射和发生装置
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1所述的XUV(远紫外)射线发射和发生装置。
背景技术
XUV(远紫外)射线可理解为，射线波长范围为大约0.25nm至大约20nm。
此种XUV射线例如在光学平版印刷工艺中用于大批量生产半导体电路板。
WO 2004/023512 A1公开了XUV射线的一种产生方法和一种发生装置。在文献中公开的装置设有一个由一种材料组成的目标物，该材料在聚集荷电粒子时发射XUV射线。该文献提出，目标物尤其由硅或铍组成。
铍的使用在这种情况下具有缺点，即由铍发射XUV射线时不是单色的。
在使用硅作为目标物材料时，发射的XUV射线至少接近单色。使用硅或其它半导体作为目标物材料的主要缺点是，目标物处在荷电状态下，然后形成未作检测的卸荷状态，由此阻碍了XUV射线的检测发生，或者不可能做到这一点。
类似的XUV射线发生装置也已由US 3,138,729公开。
EP 0 887 639 A1公开了使用铍作为目标物材料。
US 3,793,549和GB 1057284分别公开了X射线发生装置。
US 4,523,327公开了用于发射和产生XUV射线的聚集方式，该方式具有一目标物，在聚集荷电粒子时发射XUV射线。目标物设有一个基体，该基体至少部分设有第一层，第一层包含一种在聚集荷电粒子时发射XUV射线的材料。在由文献公开的装置中，基体例如可由铜制成，铜用于构成例如部分含有硅的层次。
发明内容
本发明的任务是提供一种按权利要求1所述方式的装置，它对公知装置进行了改进。
本发明任务将通过权利要求1中所述的原则予以解决。
按照本发明，附加的第一层包含一种在聚集荷电粒子时发射XUV射线的材料，例如硅；设置的第二层包含一种较高导电性能的材料。第二层的任务是将目标物上聚集的荷电粒子导出，以防止目标物上停留这些荷电。由此，较高导电性能的材料以一层形式附加到基体上，这样基本上不再要求基体本身由一种较高导电性能的材料构成。因此基体材料可根据需要在较大范围内选用，其中优先考虑该材料的机械性能，例如保证目标物的机械稳定性和足够的冷却。尤其可以采取一种方式，即目标物的基体是由一种材料制成，该材料比第二层的材料价格还要低廉。
基体的材料、形状和大小尺寸可在较大范围内选用。基体尤其可由金属制成，同时保证了目标物的较高的机械稳定性和足够的冷却。
根据本发明原则的一个具有优点的进一步构造，第二层设置在基体与第一层之间。在这个结构型式中，发射XUV射线的层次尤其设置在目标物的表而，而第二层则设置在基体与第一层之间，这样，荷电粒子就直接聚集在发射XUV射线的层次上。
根据需要，第一层也可以设置在基体与第二层之间。在该结构型式中，尤其第二层可构成基体表面，此时可选择第二层的层厚，以确保荷电粒子聚集在发射XUV射线的层次上。
按照本发明，第一层可以含有一种单一的在聚集荷电粒子时发射XUV射线的材料。按照本发明，第一层也可以含有多种不同的在聚集荷电粒子时发射XUV射线的材料，或由这样的材料组成。按照本发明，第一层例如可以含有铌、碳、氮、钪或氧。根据本发明原则的一个具有特别优点的进一步构造，第一层含有铍和/或钼和/或硅和/或至少一种硅化合物，尤其一种硅氮化物和/或一种硅碳化物和/或硅合金，或由上述材料中的至少一种材料组成。
另一个具有优点的进一步构造，第二层含有至少一种金属尤其铜，或由至少一种金属尤其铜制成。金属作为价格有利的材料，具有较高的导电性能。
如果按本发明装置的目标物是由一个基体以及至少二层即第一层和第二层组成的话，那么原则上就足够了。当然基体也可以设有二层以上的层次。在第一层和设有第二层的层次上，尤其是由一种在聚集荷电粒子时发射XUV射线的材料以及一种具有较高导电性能的材料组成。根据本发明原则的一个具有优点的进一步构造，至少第三层对由目标物发射的XUV射线的光谱成分产生影响。在该结构型式中，第三层组成了一层用于对发射XUV射线进行光谱过滤的过滤层。
根据本发明原则的另一个具有优点的进一步构造，第一层的层厚约为0.5～2μm，和/或第二层的层厚约为500～1000μm。
尤其优选第一层的层厚为0.5～2μm。令人意外的是，在这样的层厚下，在XUV射线效率与电子导电之间具有一个最佳的和谐点。
原则上可使第二层不仅以必要的方式导出电子，而且另外用于导热。根据本发明原则的一个进一步构造，尤其在第二层和基体之间至少设有第四层，该层含有一种较高导热性能的材料。在该结构型式中，热量的导出是由第四层实现的，这样，第二层的功能基本上就是导出电子。
在上述结构型式中，第四层优选由金刚石或类似材料组成，和/或具有约为500～1000μm的层厚。
由于在上述结构型式中第二层基本上可用于导出电子，因此第二层在该结构型式中制作得很薄。第二层优选的层厚约为5～10μm。
按本发明的一种目标物将在权利要求14中进行描述。
按本发明的目标物的优点和适用的进一步构造，将在从属权利要求15至22中加以描述。
下面本发明将结合所附的非常简单的示意图作详细说明，在图中显示了一个按本发明的装置和一个按本发明的目标物的一个实施例。因此所有描述的或在图中显示的特征，在其本身或以任意组合的方式构成本发明的对象，它不取决于专利权利要求中的综合概述或其引述，也不取决于说明书中的描述及其公式以及附图。
附图说明
图1是按本发明的一个装置和按本发明的一个目标物的简略侧视图。
图2是按本发明目标物的第一实施例用于清楚地显示层次的简略截面图。
图3是按图2按本发明目标物的第二实施例的相同视图。
图中相同及相应的部件采用相同的标号。
具体实施方式
图1中显示了按本发明的装置2用于发射和发生XUV射线的一个实施例。该装置2设有一个按本发明的目标物4，该目标物4将在下面根据图2进行详细描述。该装置2装有一个电热丝6，当本发明的装置2运行时由电热丝6发出加热电流，在装置2运行时，以专业人员公知的方式从电热丝6中射出电子。为了将电热丝6射出的电子聚束成电子流，电热丝6系由一个文纳尔(Wehnelt)电极8环绕。由电热丝6射出的电子流通过一个环形阳极10朝着目标物4方向加速。为使电子加速，装设了一个高压源12，该高压源12以其高压极的负极安置在由电热丝6和文纳尔电极8形成的阴极单元上。阴极单元可代替电热丝，也具有一个场致发射阴极或一个肖脱基(Schottky)阴极。高压源12的正极同阳极10和目标物4相连接，并接外壳。由此在阴极单元和阳极10之间进行由电热丝发射的电子加速。在电子经由环形阳极10通过后，向目标物4运动，并在那里停下。电子在阳极10和目标物4之间的运动方向，有时可能不是位于图中所示的电子射线形式的中间，尤其在其聚焦和/或集中时。
在本实施例中，装置2的部件安置在真空管14内，这点通常已为X射线管的专业人员所熟悉。
目标物4发射出在电子流聚集时的XUV射线，正如图1中的标号16所示，真空管14射出XUV射线。
图2中显示了按本发明目标物4的第一实施例的简略截面。该目标物4设有一个基体18，该基体18设有第一层20，第一层20在本实施例中形成相对于电子流的目标物4的表面，并在聚集电子时发射XUV射线。第一层20在本实施例中由硅组成。按照本发明，在第一层20上附加安置第二层22，第二层22由一种较高导电性能的材料组成，并在本实施例中设置在基体18与第一层20之间。在本实施例中，第二层22由铜组成，而基体18则由铝制成，其中第一层20的层厚约为0.5～2μm，第二层的层厚约为1000μm。
按照本发明，第一层20用于产生XUV射线，但是被第二层22因其较高的导电性能而阻挡，由于第一层20的半导体性能，目标物4的表面具有荷电，它对XUV射线的检测发生会产生影响或加以阻挡。此外，第二层在本实施例中用于导热。与此相反，基体18最好用作层次20、22的机械支承体。
按本发明的装置2的工作方式描述如下：
装置2在运行时由电热丝6射出并由文纳尔电极8聚束成一电子流的电子，经由籍高压源12产生的电子场，朝着目标物4的方向加速。当聚集在目标物4的第一层20上时，以所需方式发射XUV射线16。第二层22通过与第一层20接触，按本发明的第二层22就具有较高的导电性能，电子便由第一层20导出，这样第一层20的持久荷电可靠地被阻止了。
图3中显示了按本发明目标物4的第二实施例。本实施例与按图2的实施例有所不同，在第二层22与基体18之间设置了第四层25，第四层25在本实施例中由一种具有较高导热性能的材料组成，即由金刚石组成，具层厚约为500～1000μm。由于导热是通过第四层25实现的，因此第二层22的人小尺寸可根据其功能、电子的导出而确定。这里第二层22的层厚约为5～10μm便足够了。

Claims (24)

1.一种XUV射线发射和发生装置，它设有一个在聚集荷电粒子时发射XUV射线的目标物，其中目标物设有一个基体，该基体至少部分设有第一层，第一层包含一种在聚集荷电粒子时发射XUV射线的材料，
其特征在于，
附加于第一层(20)上的至少设有第二层(22)，第二层(22)包含一种较高导电性能的材料。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二层(22)设置在基体(18)与第一层(20)之间。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第一层(20)设置在基体(18)与第二层(22)之间。
4.根据前述权利要求之一项所述的装置，其特征在于，所述第一层(20)含有铍和/或钼和/或硅和/或至少一种硅化合物，尤其至少一种硅氮化物和/或一种硅碳化物和/或硅合金，或由上述材料中的至少一种材料组成。
5.根据前述权利要求之一项所述的装置，其特征在于，所述第二层(22)含有至少一种金属尤其铜，或由至少一种金属尤其铜制成。
6.根据前述权利要求之一项所述的装置，其特征在于，至少第三层(24)对由目标物(4)发射的XUV射线的光谱成分产生影响。
7.根据前述权利要求之一项所述的装置，其特征在于，所述第一层(20)的层厚约为0.5～2μm。
8.根据前述权利要求之一项所述的装置，其特征在于，所述第二层(22)的层厚约为500～1000μm。
9.根据前述权利要求之一项所述的装置，其特征在于，尤其在第二层(22)和基体(18)之间至少设有第四层(25)，该层含有一种较高导热性能的材料。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第四层(25)由金刚石组成。
11.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述第四层(25)的层厚约为500～1000μm。
12.根据权利要求9至11其中之一项所述的装置，其特征在于，所述第二层(22)的层厚约为5～10μm。
13.一种用于XUV射线发射和发生装置的目标物，尤其用于按权利要求1至13其中之一项所述的装置，它设有一个基体，该基体至少部分设有第一层(20)，第一层(20)包含一种在聚集荷电粒子时发射XUV射线的材料，
其特征在于，
附加于第一层(20)上的至少设有第二层(22)，第二层(22)包含一种较高导电性能的材料。
14.根据权利要求13所述的目标物，其特征在于，所述第二层(22)没置在基体(18)与第一层(20)之间。
15.根据权利要求13或14所述的目标物，其特征在于，所述第一层(20)设置在基体(18)与第二层(22)之间。
16.根据权利要求13至15其中之一项所述的目标物，其特征在于，所述第一层(20)含有铍和/或钼和/或硅和/或至少一种硅化合物，尤其至少一种硅氮化物和/或一种硅碳化物和/或硅合金，或由上述材料中的至少一种材料组成。
17.根据权利要求13至16其中之一项所述的目标物，其特征在于，所述第二层(22)含有至少一种金属尤其铜，或由至少一种金属尤其铜制成。
18.根据权利要求13至17其中之一项所述的目标物，其特征在于，至少第三层(24)对由目标物(4)发射的XUV射线的光谱成分产生影响。
19.根据权利要求13至18其中之一项所述的目标物，其特征在于，所述第一层(20)的层厚约为0.5～2μm。
20.根据权利要求13至19其中之一项所述的目标物，其特征在于，所述第二层(22)的层厚约为500～1000μm。
21.根据权利要求13至20其中之一项所述的目标物，其特征在于，尤其在第二层(22)和基体(18)之间至少设有第四层(25)，该层含有一种较高导热性能的材料。
22.根据权利要求21所述的目标物，其特征在于，所述第四层(25)由金刚石或类似材料组成。
23.根据权利要求21或22所述的目标物，其特征在于，所述第四层(25)的层厚约为500～1000μm。
24.根据权利要求21至23其中之一项所述的目标物，其特征在于，所述第二层(22)的层厚约为5～10μm。
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