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Die Erfindung betrifft ein Teilchenstrahlsystem mit einem elektrostatischen Strahl-Blanker-System.
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Ein herkömmliches Teilchenstrahlsystem umfasst eine Teilchenstrahlquelle zur Erzeugung eines Teilchenstrahls und eine Hochspannungsquelle zur Bereitstellung einer Beschleunigungsspannung, um die von der Teilchenstrahlquelle erzeugten geladenen Teilchen des Teilchenstrahls auf eine gewünschte kinetische Energie zu beschleunigen. Das herkömmliche System umfasst ferner ein Paar von Ablenkplatten, zwischen welchen sich ein Strahlengang des Teilchenstrahls erstreckt und von welchen eine ebenfalls mit einer Hochspannungsquelle verbunden sein kann und die andere mittels eines Schalters wahlweise mit dieser Spannungsquelle oder einer weiteren Spannungsquelle verbindbar ist, welche ein von dem elektrischen Potenzial dieser Spannungsquelle verschiedenes elektrisches Potenzial bereitstellt. Ist diese Ablenkplatte mit der Hochspannungsquelle verbunden, so wird der Teilchenstrahl beim Durchlaufen des Paars von Ablenkplatten nicht beeinflusst und durchläuft diese im Wesentlichen geradlinig. Ist die zweite Ablenkplatte jedoch mit der weiteren Spannungsquelle verbunden, so entsteht zwischen den beiden Ablenkplatten ein elektrisches Feld, welches den Teilchenstrahl ablenkt, so dass er beispielsweise auf eine den Ablenkplatten nachfolgende Blende trifft und von dieser absorbiert wird. In Abhängigkeit von der Schalterstellung steht der Teilchenstrahl somit hinter der Blende wahlweise zur Verfügung und kann durch das Betätigen des Schalters somit an- und ausgeschaltet werden.
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Es hat sich gezeigt, dass das herkömmliche Teilchenstrahlsystem unmittelbar nach einem Einschalten des Strahls gewünschte Betriebseigenschaften nicht aufweist und diese erst nach einer längeren Wartezeit erreicht.
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Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Teilchenstrahlsystem bereitzustellen, welches gewünschte Betriebseigenschaften nach einem Betätigen eines Strahl-Blanker-Systems schneller bereitstellt.
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Gemäß Ausführungsformen umfasst ein Teilchenstrahlsystem eine Teilchenstrahlquelle zur Erzeugung eines Teilchenstrahls; eine erste Spannungsquelle; ein Strahl-Blanker-System mit wenigstens einem Paar von Ablenkplatten, zwischen welchen sich ein Strahlengang des Teilchenstrahls erstreckt, und einer Steuerschaltung, wobei die Steuerschaltung einen ersten Strompfad zwischen einer ersten Ablenkplatte des Paars und einer zweiten Ablenkplatte des Paars bereitstellt, wobei in dem ersten Strompfad ausgehend von der ersten Ablenkplatte ein erster Schalter, ein mit der ersten Spannungsquelle verbundener erster Knoten und ein zweiter Schalter in dieser Reihenfolge angeordnet sind.
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Der Teilchenstrahl kann ein Strahl von positiv geladenen Teilchen, wie etwa Ionen, oder negativ geladenen Teilchen, wie etwa Ionen oder Elektronen, sein. Die erste Spannungsquelle kann eine Hochspannungsquelle sein, die beispielsweise eine Spannung von mehr als 5 kV bereitstellt. Die Schalter sind jeweils dazu konfiguriert, einen Stromfluss zwischen zwei Anschlüssen wahlweise zu ermöglichen oder zu unterbrechen. Die Schalter können Halbleiter-Schaltelemente, wie etwa Transistoren und MOSFETs umfassen. Die Strompfade sind durch elektrische Leitungen und elektrische Bauelemente, wie Widerstände und Schalter bereitgestellt, welche in ihrem geschlossenen Zustand einen Stromfluss durch den Pfad freigeben und in ihrem geöffneten Zustand den Stromfluss durch den Pfad unterbrechen.
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Das Paar von Ablenkplatten bildet einen Kondensator, welcher in den ersten Strompfad eingefügt ist. Wenn an den beiden Ablenkplatten verschiedene Spannungen anliegen, um den zwischen den beiden Ablenkplatten verlaufenden Teilchenstrahl abzulenken bzw. im Strahlengang hinter dem Strahlablenkersystem auszuschalten, ist der Kondensator aufgeladen. Um den Strahl einzuschalten, muss der Kondensator entladen werden, so dass die beiden Ablenkplatten auf gleichem elektrischen Potenzial liegen.
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Die Steuerschaltung ist in dem Sinne symmetrisch aufgebaut, dass zum Entladen des Kondensators zwei Schalter geschlossen werden, von denen in dem Entladestrompfad einer zwischen der einen Ablenkplatte und dem an die erste Spannungsquelle angeschlossenen Knoten angeordnet ist und der andere zwischen der anderen Ablenkplatte und dem mit der ersten Spannungsquelle verbundenen Knoten angeordnet ist. Beim Umschalten der beiden Schalter von ihrem geöffneten Zustand bei geladenem Kondensator in ihren geschlossenen Zustand zur Entladung des Kondensators wird deshalb ein Potenzial des mit der ersten Spannungsquelle verbundenen Knotens nicht verändert und der Kondensator kann sich durch einen Stromfluss innerhalb des ersten Strompfads entladen, ohne das Potenzial des mit der ersten Spannungsquelle verbundenen Knotens wesentlich zu variieren. Damit hat die Entladung des Kondensators auch keinen wesentlichen Einfluss auf die erste Spannungsquelle, welche eine vorbestimmte Spannung unverändert bereitstellen kann. Insbesondere steht die vorbestimmte Spannung dann unmittelbar nach Entladen des Kondensators und demzufolge unmittelbar nach dem Einschalten des Teilchenstrahls durch das Strahl-Blanker-System zur Verfügung, so dass das Teilchenstrahlsystem seine gewünschte Eigenschaften auch unmittelbar nach Einschalten des Strahls aufweist.
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Die Erfinder haben erkannt, dass beim herkömmlichen Teilchenstrahlsystem das Betätigen des Schalters und das darauf folgende Entladen des durch die Ablenkplatten des Beam-Blanker-Systems gebildeten Kondensators eine Änderung der von der ersten Spannungsquelle bereitgestellten Spannung zur Folge hatte, welche durch eine Spannungsregelung der ersten Spannungsquelle erst nach einiger Zeit wieder kompensiert werden konnte. Während dieser Zeit hat das Teilchenstrahlsystem seine gewünschten Eigenschaften nicht bereitgestellt.
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Aufgrund des symmetrischen Aufbaus des ersten Strompfads zum Entladen des durch die beiden Ablenkplatten gebildeten Kondensators kann eine Beeinflussung der ersten Spannungsquelle durch den Entladevorgang vermieden werden.
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Gemäß Ausführungsformen des Teilchenstrahlsystems ist ein zweiter Strompfad zum Aufladen des durch die beiden Ablenkplatten gebildeten Kondensators symmetrisch aufgebaut. Hierzu stellt die Steuerschaltung einen zweiten Strompfad zwischen der ersten Ablenkplatte und der zweiten Ablenkplatte bereit, wobei in dem zweiten Strompfad ausgehend von der ersten Ablenkplatte eine eine zweite Spannungsquelle und einen dritten Schalter umfassende erste Reihenschaltung, ein mit der ersten Spannungsquelle verbundener zweiter Knoten und eine eine dritte Spannungsquelle und einen vierten Schalter umfassende zweite Reihenschaltung in dieser Reihenfolge angeordnet sind.
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Die zweite und die dritte Spannungsquelle können beispielsweise jeweils durch eine Batterie oder eine andere Spannungsquellenschaltung bereitgestellt sein.
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Gemäß Ausführungsformen der Erfindung sind in dem ersten Strompfad Widerstände bezüglich des Paars von Ablenkplatten und des mit der ersten Spannungsquelle verbundenen Knotens symmetrisch angeordnet und in Reihe mit dem ersten bzw. zweiten Schalter geschaltet. Diese Widerstände dienen dazu, die bei geladenem Kondensator in diesem gespeicherte elektrische Energie zu verbrauchen. Widerstandswerte dieser Widerstände sind hierbei vorzugsweise so bemessen, dass die Entladung des Kondensators möglichst schnell ermöglicht wird. Hierzu dürfen die Widerstände nicht zu gering sein, da dann ein oszillierender Stromfluss zwischen den beiden Ablenkplatten entsteht, und sie dürfen nicht zu groß gewählt sein, da dann das Entladen des Kondensators zu lange dauert. Idealerweise werden die Widerstandswerte so bemessen, dass in dem ersten Strompfad in Abhängigkeit von der Kapazität des Kondensators, des Innenwiderstands des ersten und des zweiten Schalters in deren geschlossenem Zustand und der Induktivität der zur Realisierung des ersten Strompfads eingesetzten Leitungen der aperiodische Grenzfall realisiert ist, um die schnellstmögliche Entladung des Kondensators zu ermöglichen. Hierdurch ist ein sehr schnelles Einschalten des Teilchenstrahls möglich.
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Ähnlich kann der zweite Strompfad ein Paar von Widerständen aufweisen, um zum Ausschalten des Strahls ein schnelles Aufladen des Kondensators zu ermöglichen. Hierbei können Widerstandswerte des dritten und des vierten Widerstands vorzugsweise wiederum so bemessen sein, dass der aperiodische Grenzfall realisiert ist, wobei Innenwiderstände der ersten und der zweiten Stromquelle berücksichtigt werden.
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Gemäß Ausführungsformen des Teilchenstrahlsystems stellt die erste Spannungsquelle Potenziale von mehr als 5 kV, insbesondere mehr als 7 kV und weiter mehr als 10 kV zur Verfügung. Diese Potenziale können beispielsweise gegenüber einem Massepotenzial des Teilchenstrahlsystems oder einer Kathode der Teilchenstrahlquelle gemessen sein.
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Gemäß Ausführungsformen des Teilchenstrahlsystems betragen Spannungen, die von der zweiten oder/und der dritten Spannungsquelle bereitgestellt werden, mehr als 10 V, mehr als 50 V oder mehr als 150 V.
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Ausführungsformen des Teilchenstrahlsystems werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt
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1 eine schematische Darstellung eines Teilchenstrahlsystems gemäß einer Ausführungsform;
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2 eine schematische Darstellung eines Details einer Steuerschaltung eines Strahl-Blanker-Systems des in 1 dargestellten Teilchenstrahlsystems;
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3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Spannungsquelle; und
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4 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Strahlablenkers.
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1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Teilchenstrahlsystems. Das Teilchenstrahlsystem 1 umfasst eine Teilchenstrahlquelle 3 mit einer Kathode 5, eine Suppressorelektrode 7 und eine Extraktorelektrode 9, um einen Elektronenstrahl 11 zu erzeugen. Der aus einer Öffnung der Extraktorelektrode 9 austretende Elektronenstrahl 11 wird von einer Anode 13 auf eine vorbestimmte kinetische Energie beschleunigt und tritt durch eine Öffnung der Anode 13 in ein Strahlrohr 15 ein. In dem Strahlrohr 15 durchläuft der Elektronenstrahl eine Kondensorlinse 17, eine Ausnehmung 19 in einem Elektronendetektor 21 und eine Objektivlinse 23, um den Elektronenstrahl 11 an einem Ort 25 in einer Objektebene 27 zu fokussieren. In der Objektebene 27 ist eine Oberfläche eines Objekts 29 angeordnet, welches mit dem Teilchenstrahlsystem 1 zu inspizieren oder zu manipulieren ist. Die Objektivlinse 23 umfasst eine Ringspule 31, welche in einem Ringkern 33 angeordnet ist, welcher ein ringförmiges oberes Polende 35 und ein ringförmiges unteres Polende 37 umfasst, so dass in einem Ringspalt zwischen den beiden Polenden 35 und 37 ein den Elektronenstrahl 11 fokussierendes Magnetfeld erzeugt wird. Ferner umfasst die Objektivlinse eine Austrittselektrode 39, welche mit einem Abstand von einem unteren Ende 41 des Strahlrohrs 15 angeordnet ist und eine von dem Elektronenstrahl 11 durchsetzte Öffnung aufweist. Ein zwischen dem unteren Ende des Strahlrohrs 41 und der Abschlusselektrode 39 gebildetes elektrisches Feld bremst zum einen die sich innerhalb des Strahlrohrs 15 mit hoher kinetischer Energie bewegenden Elektronen auf eine gewünschte niedrigere kinetische Energie ab, mit welcher sie dann auf das Objekt 29 treffen. Zum anderen kann dieses elektrisches Feld auch neben dem magnetischen Feld eine zusätzliche fokussierende Wirkung bereitstellen.
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Die einzelnen Komponenten des Teilchenstrahlsystems 1 werden von einer Steuerung 41 kontrolliert. Diese ist in 1 als funktioneller Block dargestellt und umfasst mehrere Schaltungskomponenten, welche räumlich voneinander getrennt oder gemeinsam z. B. in einem Gehäuse angeordnet sein können. Eine Komponente der Steuerung 41 kontrolliert die Strahlquelle über Anschlüsse 43, über welche ein Heizstrom für die Kathode 5 zugeführt werden kann und welche ein Potenzial der Kathode definieren. Über Anschlüsse 44 werden Potenziale der Suppressorelektrode 7 und der Extraktorelektrode 9 kontrolliert. Über einen Anschluss 45 wird durch die Steuerung ein elektrisches Potenzial des Strahlrohrs 15 und der Anode 13 definiert. Hierzu umfasst die Steuerung 41 eine stabilisierte Hochspannungsquelle, welche eine Spannung von beispielsweise 8 kV bezüglich Masse an dem Anschluss 45 bereitstellt. Ein Potenzial der Kathode 5 kann beispielsweise zwischen 0 und –10 kV eingestellt sein. Die Steuerung 41 kann ferner ein festes oder einstellbares Potenzial von beispielsweise 0 bis 5 kV über einen Anschluss 46 an die Abschlusselektrode 39 anlegen, und das Objekt 29 kann auf Massepotenzial oder auf einem hiervon verschiedenen Potenzial liegen.
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In der Objektivlinse 23 sind ferner Strahlablenker 47 angeordnet, welche von der Steuerung 41 über Anschlüsse 48 kontrolliert werden. Die Strahlablenker sind magnetische Strahlablenker, welche ein das Strahlrohr 15 durchsetzendes einstellbares ablenkendes Magnetfeld bereitstellen können, um den Ort 25, an dem der Elektronenstrahl 11 auf das Objekt 29 trifft, zu variieren und einen Teil der Oberfläche 27 des Objekts 29 systematisch mit dem Teilchenstrahl 11 abzuscannen.
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Der auf das Objekt 29 treffende Teilchenstrahl 11 führt dazu, dass von dem Objekt 29 wiederum Sekundärelektronen oder rückgestreute Elektronen ausgehen, welche zum Teil durch die Öffnungen in der Abschlusselektrode 39 und dem unteren Ende 41 des Strahlrohrs 15 in dieses eintreten und von dem Elektronendetektor 21 nachgewiesen werden können. In 1 ist eine Trajektorie eines auf den Elektronendetektor 21 treffenden Sekundärelektrons exemplarisch mit dem Bezugszeichen 51 versehen. Durch auftreffende Elektronen ausgelöste Detektionssignale werden von dem Elektronendetektor 21 an einem Anschluss 53 ausgegeben und von der Steuerung 41 eingelesen.
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Die Teilchenstrahlquelle 3 wird vorzugsweise stationär betrieben, d. h. nach einer Inbetriebnahme derselben wird die Teilchenstrahlquelle 3 mehrere Stunden oder gar Tage unter gleichbleibenden Bedingungen betrieben, so dass sie permanent den Elektronenstrahl 11 erzeugt. Gleichwohl ist es wünschenswert, den Elektronenstrahl 11 nicht permanent auf das Objekt 29 auftreffen zu lassen sondern diesen nach Bedarf einzuschalten und auszuschalten. Hierzu umfasst das Teilchenstrahlsystem 1 ein Strahl-Blanker-System 55, welches ein Paar von Ablenkelektroden 56, 57 umfasst, die innerhalb des Strahlrohrs 15 angeordnet sind, so dass der Elektronenstrahl 11 einen Spalt zwischen den Ablenkelektroden 56, 57 durchsetzt. Die Steuerung 41 umfasst eine Komponente mit einer nachfolgend im Detail erläuterten Steuerschaltung, welche den Ablenkelektroden 56, 57 über Anschlüsse 58 bzw. 59 elektrische Potenziale zuführt.
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Liegen die beiden Ablenkelektroden 56, 57 auf gleichem elektrischen Potenzial, durchsetzt der Strahl 11 die Ablenkelektroden geradlinig. Vorzugsweise liegen die Ablenkelektroden hierbei auf dem gleichen elektrischen Potenzial wie das Strahlrohr 15.
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Liegen die beiden Ablenkelektroden 56, 57 auf unterschiedlichen elektrischen Potenzialen, so entsteht zwischen den beiden Ablenkelektroden ein elektrostatisches Feld, welches den Elektronenstrahl 11 aus seiner ursprünglichen geradlinigen Trajektorie ablenkt. Der abgelenkte Elektronenstrahl ist in 1 als eine gestrichelte Linie 11 dargestellt und trifft auf eine in dem Strahlrohr 15 angeordnete Fläche einer Blende 61, an welcher der nicht ausgelenkte Elektronenstrahl 11 passieren kann, um auf die Oberfläche 27 des Objekts 29 zu treffen. Der auf die Fläche der Blende 61 treffende Elektronenstrahl 11' wird dort absorbiert und kann nicht auf die Oberfläche 27 des Objekts 29 treffen.
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Es ist somit möglich, das Teilchenstrahlsystem 1 während des Betriebs der Teilchenstrahlquelle 3 in einem ersten Betriebsmodus zu betreiben, in welchem von der Steuerung 41 an die Anschlüsse 58, 59 gleiches Potenzial angelegt wird und der Teilchenstrahl am Ort des Objekts 29 eingeschaltet ist, und in einem zweiten Betriebsmodus zu betreiben, in welchem von der Steuerung 41 an die Anschlüsse 58, 59 unterschiedliche elektrische Potenziale angelegt werden, um den Teilchenstrahl an dem Objekt 29 auszuschalten.
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Eine Komponente der Steuerung 41 zur Bereitstellung einer Steuerschaltung 63, welche Teil des Strahl-Blanker-Systems 55 ist, wird nachfolgend anhand der 2 erläutert.
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Die beiden Ablenkplatten 56, 57 bilden, elektrisch gesehen, einen Kondensator 65, der in dem Schaltungsdiagramm der 2 als solcher dargestellt ist. Über die Anschlüsse 58 und 59 ist der Kondensator 65 an die Steuerung 41 angeschlossen, welche zwei Strompfade bereitstellt, in welchen der Kondensator 65 jeweils angeordnet ist. Ein erster Strompfad 67 dient zum Entladen des Kondensators 65. Hierzu sind zwischen den Anschlüssen 58 und 59 und damit zwischen den Ablenkplatten 56 und 57 folgende Elemente in Reihe geschaltet: Eine erste Reihenschaltung 69 aus einem Schalter 70 und einem Widerstand 71, ein Knoten 72, welcher über einen Widerstand 73 mit dem mit dem Strahlrohr 15 verbundenen Anschluss 45 verbunden ist, und eine zweite Reihenschaltung 74 aus einem Widerstand 75 und einem Schalter 76. Hierbei können in den Reihenschaltungen 69 und 74 die einzelnen Elemente der Reihenschaltungen in beliebiger Reihenfolge angeordnet sein. Bevorzugt ist hierbei allerdings eine Wahl der Reihenfolge der Anordnung der einzelnen Elemente in der jeweiligen Reihenschaltung derart, daß die beiden Reihenschaltungen wieder symmetrisch aufgebaut sind.
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Die Schalter 70 und 76 sind in der beschriebenen Ausführungsform als MOSFET ausgebildet und haben die Funktion, in Abhängigkeit von einer Spannung, die an einem Steueranschluss 77 des MOSFETs 70, 76 angelegt ist, einen Stromfluss zwischen Anschlüssen 78 und 79 des MOSFETs freizugeben oder zu unterbrechen. Die Schalter 70 und 76 können auch durch andere elektrische Schaltelemente realisiert sein, welche in der Lage sind, in Abhängigkeit von einer an einem Steueranschluss 77 angelegten Spannung einen Stromfluss zwischen zwei Anschlüssen 78 und 79 freizugeben bzw. zu unterbrechen.
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Durch Ansteuern der beiden Schalter 70 und 76 über deren Anschlüsse 77 ist es somit möglich, die Schalter in ihren geschlossenen Zustand zu versetzen, so dass sich der geladene Kondensator 65 entladen kann. Ein hierbei entstehender Stromfluss ist in 2 durch eine Pfeil 81 symbolisiert.
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Bezüglich des Knotens 72, der mit dem Strahlrohr 15 verbunden ist, und dem Kondensator 65 ist der Strompfad 67 symmetrisch aufgebaut, indem die Reihenschaltungen 69 bzw. 74 beidseits sowohl des Knotens 72 als auch des Kondensators 65 angeordnet sind. Ein Schließen der Schalter 70 und 76 bei geladenem Kondensator 65 führt aufgrund dieser symmetrischen Anordnung nicht zu einem Strom, welcher von dem Knoten 72 über den Widerstand 73 zu dem Anschluss 45 fließt und ein durch die Hochspannungsquelle bereitgestelltes Potenzial an dem Anschluss 45 beeinflussen könnte. Damit bleibt die an das Strahlrohr 15 angelegte Hochspannung durch das Einschalten des Elektronenstrahls 11 unverändert und steht nach dem Einschalten des Elektronenstrahls 11 wie gewünscht stabil zur Verfügung, so dass unmittelbar nach dem Einschalten des Elektronenstrahls 11 dieser auch für seine gewünschten Zwecke, wie beispielsweise dem Inspizieren oder Modifizieren des Objekts 29 verwendet werden kann.
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Die Steuerschaltung stellt einen zweiten Strompfad 85 zum Aufladen des Kondensators 65 bereit. Auch der zweite Strompfad 85 ist bezüglich des Kondensators 65 und eines Knotens 86, der über einen Widerstand 87 mit dem mit dem Strahlrohr 15 verbundenen Anschluss 45 verbunden ist, symmetrisch aufgebaut. Auf der in 2 linken Seite ist zwischen dem Anschluss 58 für die Ablenkplatte 56 und dem Knoten 86 eine Reihenschaltung 88 aus einem Widerstand 89, einem Schalter 90 und einer Spannungsquelle 91 angeordnet. Auf der in 2 rechten Seite ist zwischen dem Anschluss 59 für die Ablenkplatte 57 und dem Knoten 86 eine Reihenschaltung 92 aus einem Widerstand 93, einem Schalter 94 und einer Spannungsquelle 95 angeordnet. Auch in den Reihenschaltungen 88 und 92 ist wiederum die Reihenfolge der Anordnung der einzelnen Elemente 89, 90 und 91 bzw. 93 94 und 95 beliebig, wobei wiederum eine Auswahl der Reihenfolge derart, daß die beiden Reihenschaltungen 88 und 92 einen zueinander symmetrischen Aufbau aufweisen, von Vorteil sein kann.
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Die Schalter 90 und 94 sind in der dargestellten Ausführungsform als MOSFETs realisiert, können allerdings auch durch jegliche andere elektrischen Bauelemente realisiert sein, welche in Abhängigkeit von einer an einem Steueranschluss 77 angelegten Steuerspannung einen Stromfluss zwischen Anschlüssen 78 und 79 freigeben oder unterbrechen.
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Die beiden Reihenschaltungen 88 und 92 bilden jeweils eine schaltbare Spannungsquelle, welche angeschaltet ist, wenn der jeweilige Schalter geschlossen ist und welche ausgeschaltet ist, wenn der jeweilige Schalter geöffnet ist. Die Spannungsquellen 91 und 95 stellen die von ihnen ausgegebenen Spannungen kontinuierlich bereit, wobei die Größe dieser Spannungen auch einstellbar sein kann.
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Die beiden Spannungsquellen 91 und 95 stellen jeweils eine Spannung von beispielsweise 100 V bereit und sind so gepolt, dass bei geschlossenen Schaltern 90 und 94 (und geöffneten Schaltern 70 und 76) zwischen den Ablenkplatten 56 und 57 eine Spannung von entsprechend 200 V angelegt ist, um den Elektronenstrahl 11 abzulenken und an dem Objekt 29 auszuschalten. Ein Stromfluss in dem zweiten Strompfad 85 zum Laden des Kondensators 65 ist in 2 mit einem Pfeil 97 symbolisiert. Auch dieser Stromfluss führt aufgrund der symmetrischen Anordnung der Reihenschaltungen 88 und 92 nicht dazu, dass dem zweiten Strompfad 85 über den Knoten 86 von der Hochspannungsquelle ein Strom zugeführt oder abgeführt wird, so dass die an das Strahlrohr 15 angelegte Hochspannung durch das Ausschalten des Elektronenstrahls nicht beeinflusst wird. Der Elektronenstrahl 11 kann mit der Steuerschaltung somit schnell ein- und ausgeschaltet werden, ohne die an das Strahlrohr 15 angelegte Hochspannung und damit die elektronenoptischen Eigenschaften des Teilchenstrahlsystems 1 zu beeinflussen.
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3 zeigt eine mögliche Ausführungsform der in 2 dargestellten Spannungsquellen 91, 95. Die Spannungsquelle 91, 95 umfasst eine Wechselspannungsquelle 101, welche an einer Eingangswicklung 103 eines Transformators 105 zur Potenzialtrennung angeschlossen ist. An eine Ausgangswicklung 107 des Transformators 105 ist eine Gleichricht-Brückenschaltung 109 angeschlossen, welche an Ausgängen 111, 112 der Spannungsquelle 91, 95 eine Gleichspannung bereitstellt, welche durch einen Kondensator 113 geglättet wird. Aufgrund der Verwendung des Transformators 105 ist es möglich, dass die Wechselstromquelle 101 auf einem niedrigeren Potenzial betrieben wird, während die Gleichricht-Brückenschaltung 109 auf einem durch eine Hochspannungsquelle 115 gegenüber einer Masse 117 bereitgestellten Hochspannungspotenzial betrieben wird. Hierzu ist die Hochspannungsquelle 115 an den Knoten 86 angeschlossen, welcher mit einem Ausgang 112 der Spannungsquelle 91, 95 verbunden ist. Mit dem Knoten 86 ist auch das Strahlrohr 15 elektrisch leitend verbunden.
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Die in 3 gezeigte Schaltung stellt an ihren Anschlüssen die 111, 112 die Hochspannung kontinuierlich bereit. Zusammen mit den Schaltern, die mit den Spannungsquellen jeweils in Reihe geschaltet sind, werden zwei schaltbare Spannungsquellen gebildet. Dies ist allerdings auch möglich, wenn z. B. in der Leitung zwischen der Wechselspannungsquelle 101 und der Eingangswicklung 103 ein Schalter eingefügt wird. Dann bildet die Schaltung selbst bereits eine schaltbare Spannungsquelle, welche an den Anschlüssen 111 und 112 eine schaltbare Spannung bereitstellt. In diesem Fall müssen die Reihenschaltungen 88 und 92 nicht unbedingt einen Schalter (90 bzw. 94 in 2) enthalten, um eine schaltbare Spannungsquelle bereitzustellen.
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4 zeigt eine Variante für eine Ausführungsform von Ablenkplatten, welche in den vorangehenden Ausführungsformen als ein Paar von Ablenkplatten dargestellt sind. Gemäß der in 4 dargestellten Variante, umfasst ein Ablenksystem zwei Paare von Ablenkplatten, wobei ein Paar von Ablenkplatten 56, 57 parallel zueinander orientiert sind, das andere Paar von Ablenkplatten 56', 57' ebenfalls parallel zueinander orientiert sind, die Ablenkplatten 56 und 56' orthogonal zueinander orientiert sind und die Ablenkplatten 57 und 57' ebenfalls orthogonal zueinander orientiert sind. Die Ablenkplatten werden zentral von dem Teilchenstrahl 11 durchsetzt und durch Anschlüsse 58, 58', 59 und 59' jeweils mit einem Potenzial beaufschlagt. Wenn beispielsweise die Anschlüsse 58 und 58' gemeinsam an die Steuerschaltung angeschlossen sind und die Anschlüsse 59 und 59' ebenfalls gemeinsam an die Steuerschaltung angeschlossen sind, ist es möglich, den Strahl 11 in der Darstellung der 4 schräg nach unten auszulenken, wie dies durch einen Pfeil 121 in 4 angedeutet ist. Ebenso können die Anschlüsse 58 und 59 bzw. die Anschlüsse 58' und 59' jeweils an eine Steuerschaltung angeschlossen werden, welche einstellbare Steuerspannungen bereitstellt. So kann die Richtung 121, in die der Strahl 11 abgelenkt wird, über die einstellbaren Steuerspannungen eingestellt werden.
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Die vorangehend beschriebenen Ausführungsformen betreffen ein Elektronenmikroskop, in welchem der Teilchenstrahl ein Elektronenstrahl ist. Gemäß weiteren Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der Teilchenstrahl ein Elektronenstrahl ist, welcher zum Modifizieren von Proben vorgesehen ist, indem er beispielsweise einen Materialabtrag von der Probe oder eine Materialabscheidung an der Probe auslöst. Gemäß weiterer Ausführungsformen ist der Teilchenstrahl ein Ionenstrahl, der in einem Ionenstrahlsystem zum Untersuchen oder zum Modifizieren von Proben vorgesehen ist.
