EP1754240A2 - Apparatus for generating and emitting xuv radiation - Google Patents

Apparatus for generating and emitting xuv radiation

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Publication number
EP1754240A2
EP1754240A2 EP05774756A EP05774756A EP1754240A2 EP 1754240 A2 EP1754240 A2 EP 1754240A2 EP 05774756 A EP05774756 A EP 05774756A EP 05774756 A EP05774756 A EP 05774756A EP 1754240 A2 EP1754240 A2 EP 1754240A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
target
base body
xuv radiation
silicon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05774756A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Alfred Reinhold
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Comet GmbH
Original Assignee
Comet GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Comet GmbH filed Critical Comet GmbH
Publication of EP1754240A2 publication Critical patent/EP1754240A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70008—Production of exposure light, i.e. light sources
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00—X-ray tubes
    • H01J35/02—Details
    • H01J35/04—Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
    • H01J35/08—Anodes; Anti cathodes
    • H01J35/12—Cooling non-rotary anodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2235/00—X-ray tubes
    • H01J2235/08—Targets (anodes) and X-ray converters
    • H01J2235/081—Target material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2235/00—X-ray tubes
    • H01J2235/08—Targets (anodes) and X-ray converters
    • H01J2235/088—Laminated targets, e.g. plurality of emitting layers of unique or differing materials

Definitions

  • the invention relates to a device of the type mentioned in the preamble of claim 1 for generating and emitting XUV radiation.
  • XUV (Extreme Ultraviolet) radiation is understood to mean radiation in a wavelength range between approximately 0.25 and approximately 20 n. Such XUV radiation is used, for example, in optical lithography processes in the mass production of semiconductor chips.
  • a device and a method for generating XUV radiation are known from WO 2004/023512 A1.
  • the device known from the publication has a target which consists of a material which emits XUV radiation when it hits electrically charged particles.
  • the publication suggests forming the target in particular from silicon or beryllium.
  • beryllium is disadvantageous in that the XUV radiation emitted by beryllium is not monochromatic.
  • the emitted XUV radiation is at least approximately monochromatic.
  • a major disadvantage of using silicon or other semiconductors as the target material is, however, that the target may become electrically charged. It is formed then possibly uncontrolled discharges that hinder or make a controlled generation of XUV radiation impossible.
  • a similar device for generating XUV radiation is also known from US 3,138,729.
  • EP 0 887 639 A1 discloses the use of beryllium as the target material.
  • Devices for generating x-rays are known from US Pat. No. 3,793,549 and GB 1057284. US Pat. No.
  • 4,523,327 discloses a device of the type in question for generating and emitting XUV radiation, which has a target that emits XUV radiation when it hits electrically charged particles.
  • the target has a base body which is at least partially provided with a first layer which contains a material which emits XUV radiation when electrically charged particles hit it.
  • the base body can be made of copper, for example
  • Form for example, is partially coated with silicon.
  • the invention has for its object to provide a device of the type mentioned in the preamble of claim 1, which is improved compared to the known device. This object is achieved by the teaching specified in claim 1. According to the invention, in addition to the first layer, the one which is electrically charged when struck
  • a second layer which contains a material of high electrical conductivity.
  • This second layer does the job derive electrically charged particles impinging on the target and thus prevent permanent charging of the target.
  • the material with high electrical conductivity is applied to the base body in the form of a layer, it is fundamentally no longer necessary to form the base body itself from a material with high electrical conductivity.
  • the material of the base body can thus be selected within wide limits in accordance with the respective requirements, the mechanical properties of this material predominantly being important, for example in order to ensure adequate cooling and mechanical stability of the target. In particular, this makes it possible to manufacture the base body of the target from a material that is less expensive than the material of the second layer.
  • the shape, size and material of the base body can be selected within wide limits.
  • the base body can in particular consist of metal in order to simultaneously ensure sufficient cooling and high mechanical stability of the
  • the second layer is arranged between the base body and the first layer.
  • the XUV radiation-emitting layer can in particular be arranged on the surface of the target, while the second layer is arranged between the base body and the first layer, so that the electrically charged particles strike the XUV radiation-emitting layer directly.
  • the first layer can also be arranged between the base body and the second layer.
  • the second layer can form the surface of the base body, the layer thickness of the second layer then being selected such that an impact of the electrically charged particles on the XUV radiation-emitting layer is ensured.
  • the first layer can contain a single material which emits XUV radiation when electrically charged particles strike it.
  • the first layer can also contain several different materials that emit XUV radiation when electrically charged particles strike it, or can consist of such materials.
  • the first layer can contain, for example, niobium, carbon, nitrogen, scandium or oxygen.
  • a particularly preferred development of the teaching according to the invention provides that the first layer contains beryllium and / or molybdenum and / or silicon and / or at least one silicon compound, in particular a silicon nitride and / or a silicon carbide and / or metal-dosed silicon, or at least one of the aforementioned materials.
  • the second layer contains at least one metal, in particular copper, or consists of at least one metal, in particular copper.
  • Metals are available as inexpensive materials with high electrical conductivity. In principle, it is sufficient if the target of the device according to the invention consists of a base body and at least two layers, namely the first
  • the base body can be provided with more than two layers.
  • the first layer and the layer provided for the second layer can consist of a material that emits XUV radiation when electrically charged particles hit it, or a material with high electrical conductivity.
  • a third layer is provided for influencing the spectral composition of the XUV radiation emitted by the target.
  • the third layer forms a filter layer for spectral filtering of the emitted XUV radiation.
  • the first layer has a layer thickness of approximately 0.5-2 ⁇ m and / or that the second layer has a layer thickness of approximately 500-1000 ⁇ m.
  • a layer thickness of the first layer of 0.5-2 ⁇ m is particularly preferred. Surprisingly, with such a layer thickness, an optimal compromise is obtained between the yield of XUV radiation on the one hand and an electrical discharge of the electrons on the other.
  • the second layer not only dissipates electrons in the required manner, but also serves to dissipate heat.
  • a further development of the teaching according to the invention provides that, in particular, at least a fourth layer is provided between the second layer and the base body, which layer contains a material with high thermal conductivity. In this embodiment, heat is dissipated through the fourth layer so that the function of the second layer is essentially to dissipate electrons.
  • the fourth layer can preferably be made of diamond or the like Chen exist and / or have a layer thickness of about 500-1000 microns. Since in the above-mentioned embodiments the second layer can essentially serve to discharge electrons, the second layer in these embodiments can be made very thin. The second layer preferably has a layer thickness of approximately 5-10 ⁇ m.
  • a target according to the invention is specified in claim 14. Advantageous and expedient developments of the target according to the invention are specified in subclaims 15 to 22. The invention is explained in more detail below with reference to the attached, highly schematic drawing, in which an exemplary embodiment of a device according to the invention and a target according to the invention are shown. All of the features described or shown in the drawing, alone or in any combination, form the subject matter of the invention, regardless of their summary in the patent claims or their relationships, and regardless of their formulation or representation in the description or in the drawing.
  • FIG. 1 shows a highly schematic side view of a device according to the invention with a target according to the invention
  • FIG. 2 shows a section through a first exemplary embodiment of a target according to the invention in a highly schematic manner to illustrate the layer sequence
  • FIG. 3 shows the same representation as FIG second embodiment of a target according to the invention.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a device 2 according to the invention for generating and emitting XUV radiation, which has a target 4 according to the invention, which is explained in more detail below with reference to FIG. 2.
  • the device 2 has a filament 6 through which a heating current flows when the device 2 according to the invention is in operation, from which electrons emerge when the device 2 is operating in a manner known to the person skilled in the art.
  • the filament 6 is surrounded by a Wehnelt cylinder 8.
  • the electron current emanating from the filament 6 is accelerated through an annular anode 10 in the direction of the target 4.
  • a high-voltage source 12 which lies with its negative high-voltage pole on the cathode unit formed by the heating filament 6 and the Wehnelt cylinder 8.
  • the cathode unit can also have a field emission cathode or a Schottky cathode instead of the filament.
  • the positive pole of the high voltage source 12 is connected to the anode 10 and the target 4 and is grounded. The acceleration of the electrons emitted by the filament therefore takes place between the cathode unit and the anode 10. After passing through the annular anode 10, the electrons move towards the target 4, where they are braked.
  • the components of the device 2 are arranged in a vacuum tube 14, as is generally known to the person skilled in the art of X-ray tubes.
  • the target 4 emits XUV radiation when the electron current strikes it, as in FIG.
  • FIG. 2 shows a highly schematic section through a first exemplary embodiment of a target 4 according to the invention, which has a base body 18 which is provided with a first layer 20 which, in this exemplary embodiment, forms the surface of the target 4 facing the electron current and XUV radiation is emitted when the electrons strike.
  • the first layer 20 consists of silicon.
  • a second layer 22 is provided, which consists of a material with high electrical conductivity and is arranged between the base body 18 and the first layer 20 in this exemplary embodiment.
  • the second layer 22 consists of copper, while the base body 18 consists of aluminum, the first layer 20 having a layer thickness of approximately 0.5-2 ⁇ m and the second layer having a layer thickness of approximately 1000 ⁇ m.
  • the first layer 20 is used to generate the XUV radiation, while the second layer 22 prevents, due to its high electrical conductivity, -
  • the properties of the first layer 20 electrically charge the surface of the target 4, which would impair or prevent a controlled generation of XUV radiation.
  • the second layer is used for heat dissipation in this exemplary embodiment.
  • the base body 18 serves primarily as a mechanical support for the layers 20, 22.
  • the functioning of the device 2 according to the invention is as follows: During operation, the electrons emerging from the heating filament 6 and bundled by the Wehnelt cylinder 8 into an electron stream are transferred by means of of the high-voltage source 12 accelerates toward the target 4. When it hits the first layer 20 of the target 4, the latter emits XUV radiation 16 in the desired manner. The electrons from the first layer are emitted by the second layer 22 which is in contact with the first layer 20 and which has a high electrical conductivity according to the invention 20 derived, so that a permanent electrical charge of the first layer 20 is reliably prevented.
  • Fig. 3 a second embodiment of a target 4 according to the invention is shown, which differs from the embodiment of FIG.
  • a fourth layer 25 is arranged between the second layer 22 and the base body 18, which in this embodiment consists of a Material with high thermal conductivity, namely made of diamond and with a layer thickness of 500-1000 ⁇ m. Since the heat is dissipated via the fourth layer 25, the dimensioning of the second layer 25 can only be carried out with a view to its function of dissipating electrons. For this it is reaching, when the second layer 22, a S chichtdicke of 5-10 microns has.

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Abstract

Disclosed is an apparatus (2) for generating and emitting XUV radiation. Said apparatus (2) comprises a target (4) which emits XUV radiation when hit by electrically charged particles. Said target (4) encompasses a base (18) that is provided at least in part with a first layer (2Q) containing a material which emits XUV radiation when hit by electrically charged particles. According to the invention, at least one second layer (22) containing a highly electrically conductive material is provided in addition to the first layer (20).

Description

Einrichtung zur Erzeugung und Emission von XUV-Strahlung Device for the generation and emission of XUV radiation
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art zur Erzeugung und Emission von XUV-Strahlung. Unter XUV (Extreme Ultraviolet) -Strahlung wird Strahlung in einem Wellenlängenbereich zwischen etwa 0,25 und etwa 20 n verstanden. Derartige XUV-Strahlung wird beispielsweise bei optischen Lithographieverfahren in der Massenproduktion von Halbleiterchips eingesetzt. Durch WO 2004/023512 AI sind eine Einrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung von XUV-Strahlung bekannt. Die aus der Druckschrift bekannte Einrichtung weist ein Target auf, das aus einem Material besteht, das beim Auftreffen elektrisch geladener Teilchen XUV-Strahlung emittiert. Die Druckschrift schlägt vor, das Target insbesondere aus Silizium oder Beryllium zu bilden. Die Verwendung von Beryllium ist insofern nachteilig, als die von Beryllium emittierte XUV-Strahlung nicht monochromatisch ist. Bei Verwendung von Silizium als Target-Material ist die emittierte XUV-Strahlung zumindest näherungsweise monochromatisch. Ein wesentlicher Nachteil der Verwendung von Silizium oder anderen Halbleitern als Target-Material besteht jedoch darin, daß sich das Tar- get unter Umständen elektrisch auflädt. Es bilden sich dann unter Umständen unkontrollierte Entladungen, die eine kontrollierte Erzeugung von XUV-Strahlung behindern oder unmöglich machen. Eine ähnliche Einrichtung zur Erzeugung von XUV- Strahlung ist auch durch US 3,138,729 bekannt. Durch EP 0 887 639 AI ist die Verwendung von Beryllium als Target-Material bekannt. Durch US 3,793,549 und GB 1057284 sind jeweils Einrichtungen zur Erzeugung von Röntgenstrahlung be- kannt . Durch US 4,523,327 ist eine Einrichtung der betreffenden Art zur Erzeugung und Emission von XUV- Strahlung bekannt, die ein Target aufweist, das beim Auftreffen elektrisch geladener Teilchen XUV-Strahlung emittiert. Das Target weist einen Grundkörper auf, der wenigstens teilweise mit einer ersten Schicht versehen ist, die ein beim Auftreffen elektrisch geladener Teilchen XUV-Strahlung emittierendes Material enthält. Bei der aus der Durckschrift bekannten Einrichtung kann der Grundkörper beispielsweise aus Kupfer bestehen, das zumThe invention relates to a device of the type mentioned in the preamble of claim 1 for generating and emitting XUV radiation. XUV (Extreme Ultraviolet) radiation is understood to mean radiation in a wavelength range between approximately 0.25 and approximately 20 n. Such XUV radiation is used, for example, in optical lithography processes in the mass production of semiconductor chips. A device and a method for generating XUV radiation are known from WO 2004/023512 A1. The device known from the publication has a target which consists of a material which emits XUV radiation when it hits electrically charged particles. The publication suggests forming the target in particular from silicon or beryllium. The use of beryllium is disadvantageous in that the XUV radiation emitted by beryllium is not monochromatic. When using silicon as the target material, the emitted XUV radiation is at least approximately monochromatic. A major disadvantage of using silicon or other semiconductors as the target material is, however, that the target may become electrically charged. It is formed then possibly uncontrolled discharges that hinder or make a controlled generation of XUV radiation impossible. A similar device for generating XUV radiation is also known from US 3,138,729. EP 0 887 639 A1 discloses the use of beryllium as the target material. Devices for generating x-rays are known from US Pat. No. 3,793,549 and GB 1057284. US Pat. No. 4,523,327 discloses a device of the type in question for generating and emitting XUV radiation, which has a target that emits XUV radiation when it hits electrically charged particles. The target has a base body which is at least partially provided with a first layer which contains a material which emits XUV radiation when electrically charged particles hit it. In the device known from the print, the base body can be made of copper, for example
Bilden beispielsweise teilweise mit Silizium beschichtet ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 genann- ten Art anzugeben, die gegenüber der bekannten Einrichtung verbessert ist. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Lehre gelöst . Erfindungsgemäß ist zusätzlich zu der ersten Schicht, die ein beim Auftreffen elektrisch geladenerForm, for example, is partially coated with silicon. The invention has for its object to provide a device of the type mentioned in the preamble of claim 1, which is improved compared to the known device. This object is achieved by the teaching specified in claim 1. According to the invention, in addition to the first layer, the one which is electrically charged when struck
Teilchen XUV-Strahlung emittierendes Material, beispielsweise Silizium, enthält, eine zweite Schicht vorgesehen, die ein Material hoher elektrischer Leitfähigkeit enthält. Diese zweite Schicht hat die Aufgabe, die auf das Target auftreffenden elektrisch geladenen Teilchen abzuleiten und somit eine bleibende Aufladung des Targets zu verhindern. Dadurch, daß das Material hoher elektrischer Leitfähigkeit in Form einer Schicht auf den Grundkörper aufgebracht ist, ist es grundsätzlich nicht mehr erforderlich, den Grundkörper selbst aus einem Material hoher elektrischer Leitfähigkeit zu bilden. Das Material des Grundkörpers kann also entsprechend den jeweiligen Anforderungen in weiten Grenzen gewählt werden, wobei es vorwiegend auf die mechanischen Eigenschaften dieses Materials ankommt, beispielsweise um eine ausreichende Kühlung und mechanische Stabilität des Targets sicherzustellen. Insbesondere ist es auf diese Weise ermöglicht, den Grundkörper des Targets aus einem Material herzustellen, das kostengünstiger ist als das Material der zweiten Schicht. Form, Größe und Material des Grundkörpers sind in weiten Grenzen wählbar. Der Grundkörper kann insbesondere aus Metall bestehen, um gleichzeitig eine ausrei- chende Kühlung und eine hohe mechanische Stabilität desParticle XUV radiation-emitting material, such as silicon, a second layer is provided, which contains a material of high electrical conductivity. This second layer does the job derive electrically charged particles impinging on the target and thus prevent permanent charging of the target. Because the material with high electrical conductivity is applied to the base body in the form of a layer, it is fundamentally no longer necessary to form the base body itself from a material with high electrical conductivity. The material of the base body can thus be selected within wide limits in accordance with the respective requirements, the mechanical properties of this material predominantly being important, for example in order to ensure adequate cooling and mechanical stability of the target. In particular, this makes it possible to manufacture the base body of the target from a material that is less expensive than the material of the second layer. The shape, size and material of the base body can be selected within wide limits. The base body can in particular consist of metal in order to simultaneously ensure sufficient cooling and high mechanical stability of the
Targets sicherzustellen. Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre sieht vor, daß die zweite Schicht zwischen dem Grundkörper und der ersten Schicht angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform kann die XUV-Strahlung emittierende Schicht insbesondere an der Oberfläche des Targets angeordnet sein, während die zweite Schicht zwischen dem Grundkörper und der ersten Schicht angeordnet ist, so daß die elektrisch geladenen Teilchen unmittelbar auf die XUV-Strahlung emittierende Schicht auftreffen. Entsprechend den jeweiligen Anforderungen kann die erste Schicht jedoch auch zwischen dem Grundkorper und der zweiten Schicht angeordnet sein. Bei dieser Aus- führungsform kann insbesondere die zweite Schicht die Oberfläche des Grundkörpers bilden, wobei die Schichtdicke der zweiten Schicht dann so gewählt ist, daß ein Auftreffen der elektrisch geladenen Teilchen auf die XUV-Strahlung emittierende Schicht gewährleistet ist. Erfindungsgemäß kann die erste Schicht ein einziges beim Auftreffen elektrisch geladener Teilchen XUV-Strahlung emittierendes Material enthalten. Erfindungsgemäß kann die erste Schicht auch mehrere unter- schiedliche beim Auftreffen elektrisch geladener Teilchen XUV-Strahlung emittierende Materialien enthalten oder aus solchen Materialien bestehen. Erfindungsgemäß kann die erste Schicht beispielsweise Niob, Kohlenstoff, Stickstoff, Scandium oder Sauerstoff enthalten. Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre sieht vor, daß die erste Schicht Beryllium und/oder Molybdän und/oder Silizium und/oder wenigstens eine Siliziumverbindung, insbesondere ein Siliziumnitrid und/oder ein Siliziumkarbid und/oder metall- dosiertes Silizium, enthält oder aus wenigstens einem der vorgenannten Materialien besteht. Eine andere vorteilhafte Weiterbildsung sieht vor, daß die zweite Schicht wenigstens ein Metall, insbesondere Kupfer, enthält oder aus wenigstens einem Metall, insbesondere Kupfer, besteht. Metalle stehen als kostengünstige Materialien mit hoher elektrischer Leitfähigkeit zur Verfügung. Grundsätzlich ist es ausreichend, wenn das Target der erfindungsgemäßen Einrichtung aus einem Grundkörper sowie wenigstens zwei Schichten, nämlich der erstenEnsure targets. An advantageous development of the teaching according to the invention provides that the second layer is arranged between the base body and the first layer. In this embodiment, the XUV radiation-emitting layer can in particular be arranged on the surface of the target, while the second layer is arranged between the base body and the first layer, so that the electrically charged particles strike the XUV radiation-emitting layer directly. According to the respective requirements, however, the first layer can also be arranged between the base body and the second layer. With this In particular, the second layer can form the surface of the base body, the layer thickness of the second layer then being selected such that an impact of the electrically charged particles on the XUV radiation-emitting layer is ensured. According to the invention, the first layer can contain a single material which emits XUV radiation when electrically charged particles strike it. According to the invention, the first layer can also contain several different materials that emit XUV radiation when electrically charged particles strike it, or can consist of such materials. According to the invention, the first layer can contain, for example, niobium, carbon, nitrogen, scandium or oxygen. A particularly preferred development of the teaching according to the invention provides that the first layer contains beryllium and / or molybdenum and / or silicon and / or at least one silicon compound, in particular a silicon nitride and / or a silicon carbide and / or metal-dosed silicon, or at least one of the aforementioned materials. Another advantageous development provides that the second layer contains at least one metal, in particular copper, or consists of at least one metal, in particular copper. Metals are available as inexpensive materials with high electrical conductivity. In principle, it is sufficient if the target of the device according to the invention consists of a base body and at least two layers, namely the first
Schicht und der zweiten Schicht, besteht. Es ist jedoch auch möglich, daß der Grundkörper mit mehr als zwei Schichten versehen ist. Zusätzlich zu der ersten Schicht und der der zweiten Schicht vorgesehene Schich- ten können insbesondere aus einem beim Auftreffen elektrisch geladener Teilchen XUV-Strahlung emittierenden Material bzw. einem Material hoher elektrischer Leitfähigkeit bestehen. Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre sieht vor, daß wengistens eine dritte Schicht zur Beeinflussung der spektralen Zusammensetzung der von dem Target emittierten XUV-Strahlung vorgesehen ist. Bei dieser Ausführungsform bildet die dritte Schicht eine Filterschicht zur spektralen Filte- rung der emittierten XUV-Strahlung. Andere vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lehre sehen vor, daß die erste Schicht eine Schichtdicke von etwa 0,5-2 μm aufweist und/oder daß die zweite Schicht eine Schichtdicke von etwa 500- 1000 μm aufweist. Besonders bevorzugt ist eine Schichtdicke der ersten Schicht von 0,5-2 μm. Überraschenderweise erhält man bei einer solchen Schichtdicke einen optimalen Kom- promiss zwischen der Ausbeute an XUV-Strahlung einer- seits und einer elektrischen Ableitung der Elektronen andererseits . Grundsätzlich ist es möglich, daß die zweite Schicht nicht nur in der erforderlichen Weise Elektronen ableitet, sondern darüber hinaus zur Ableitung von Wärme dient. Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre sieht vor, daß insbesondere zwischen der zweiten Schicht und dem Grundkörper wenigstens eine vierte Schicht vorgesehen ist, die ein Material hoher Wärmeleitfähigkeit enthält. Bei dieser Ausführungsform er- folgt die Ableitung von Wärme durch die vierte Schicht, so daß die Funktion der zweiten Schicht im wesentlichen darin besteht, Elektronen abzuleiten. Bei der vorgenannten Ausführungsform kann die vierte Schicht vorzugsweise aus Diamant oder derglei- chen bestehen und/oder eine Schichtdicke von ca. 500- 1000 μm aufweisen. Da bei den vorgenannten Ausführungsformen die zweite Schicht im wesentlichen dazu dienen kann, Elek- tronen abzuleiten, kann die zweite Schicht bei diesen Ausführungsformen sehr dünn ausgebildet sein. Vorzugsweise weist die zweite Schicht eine Schichtdicke von ca. 5-10 μm auf. Ein erfindungsgemäßes Target ist im Anspruch 14 angegeben. Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Targets sind in den Unteransprüchen 15 bis 22 angegeben. Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beige- fügten stark schematisierten Zeichnung näher erläutert, in der ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung und eines erfindungsgemäßen Targets dargestellt sind. 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 Rückbeziehungen sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.Layer and the second layer. However, it is also possible for the base body to be provided with more than two layers. In addition to the first layer and the layer provided for the second layer In particular, can consist of a material that emits XUV radiation when electrically charged particles hit it, or a material with high electrical conductivity. An advantageous further development of the teaching according to the invention provides that a third layer is provided for influencing the spectral composition of the XUV radiation emitted by the target. In this embodiment, the third layer forms a filter layer for spectral filtering of the emitted XUV radiation. Other advantageous developments of the teaching according to the invention provide that the first layer has a layer thickness of approximately 0.5-2 μm and / or that the second layer has a layer thickness of approximately 500-1000 μm. A layer thickness of the first layer of 0.5-2 μm is particularly preferred. Surprisingly, with such a layer thickness, an optimal compromise is obtained between the yield of XUV radiation on the one hand and an electrical discharge of the electrons on the other. In principle, it is possible that the second layer not only dissipates electrons in the required manner, but also serves to dissipate heat. A further development of the teaching according to the invention provides that, in particular, at least a fourth layer is provided between the second layer and the base body, which layer contains a material with high thermal conductivity. In this embodiment, heat is dissipated through the fourth layer so that the function of the second layer is essentially to dissipate electrons. In the aforementioned embodiment, the fourth layer can preferably be made of diamond or the like Chen exist and / or have a layer thickness of about 500-1000 microns. Since in the above-mentioned embodiments the second layer can essentially serve to discharge electrons, the second layer in these embodiments can be made very thin. The second layer preferably has a layer thickness of approximately 5-10 μm. A target according to the invention is specified in claim 14. Advantageous and expedient developments of the target according to the invention are specified in subclaims 15 to 22. The invention is explained in more detail below with reference to the attached, highly schematic drawing, in which an exemplary embodiment of a device according to the invention and a target according to the invention are shown. All of the features described or shown in the drawing, alone or in any combination, form the subject matter of the invention, regardless of their summary in the patent claims or their relationships, and regardless of their formulation or representation in the description or in the drawing.
Es zeigt: Fig. 1 stark schematisisiert eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Einrichtung mit einem erfindungsgemäßen Target, Fig. 2 zur Verdeutlichung der Schichtenfolge stark schematisiert einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Targets und Fig. 3 in gleicher Darstellung wie Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Targets.1 shows a highly schematic side view of a device according to the invention with a target according to the invention, FIG. 2 shows a section through a first exemplary embodiment of a target according to the invention in a highly schematic manner to illustrate the layer sequence, and FIG. 3 shows the same representation as FIG second embodiment of a target according to the invention.
In den Figuren der Zeichnung sind gleiche bzw. sich entsprechende Bauteile mit den gleichen Bezugs- zeichen versehen. In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung 2 zur Erzeugung und Emission von XUV-Strahlung dargestellt, die ein erfindungsgemä- ßes Target 4 aufweist, das weiter unten anhand von Fig. 2 näher erläutert wird. Die Einrichtung 2 weist einen bei Betrieb der erfindungsgemäßen Einrichtung 2 von einem Heizstrom durchflossenen Heizfaden 6 auf, aus dem bei Betrieb der Einrichtung 2 in dem Fachmann bekannter Weise Elektronen austreten. Zur Bündelung der aus dem Heizfaden 6 austretenden Elektronen zu einem Elektronenstrom ist der Heizfaden 6 von einem Wehnelt-Zylinder 8 umgeben. Der von dem Heizfaden 6 ausgehende Elektronenstrom wird durch eine ringförmige Anode 10 hindurch in Richtung auf das Target 4 beschleunigt. Zur Beschleunigung der Elektronen ist eine Hochspannungsquelle 12 vorgesehen, die mit ihrem negativen Hochspannungspol an der durch den Heizfaden 6 und den Weh- nelt-Zylinder 8 gebildeten Kathodeneinheit liegt. Die Kathodeneinheit kann anstelle des Heizfadens auch eine Feldemissions-Kathode oder eine Schottky-Kathode aufweisen. Der positive Pol der Hochspannungsquelle 12 ist mit der Anode 10 und dem Target 4 verbunden und liegt an Masse. Die Beschleunigung der von dem Heizfaden emittierten Elektronen findet also zwischen der Kathodeneinheit und der Anode 10 statt. Nach einem Durchtritt durch die ringförmige Anode 10 bewegen sich die Elektronen auf das Target 4 zu, wo sie abgebremst werden. In Bewegungsrichtung der Elektronen zwischen der Anode 10 und dem Target 4 können ggf. in der Zeichnung nicht dargestellte Mittel zur Formung des Elektronenstrahles, insbesondere zu dessen Fokussierung und/oder Zentrierung, vorgesehen sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Bauteile der Einrichtung 2 in einer Vakuumröhre 14 angeordnet, wie dies dem Fachmann von Röntgenröhren allgemein bekannt ist. Das Target 4 emittiert beim Auftreffen des Elek- tronenstromes XUV-Strahlung, wie in Fig. 1 durch dasIn the figures of the drawing, identical or corresponding components are provided with the same reference symbols. 1 shows an exemplary embodiment of a device 2 according to the invention for generating and emitting XUV radiation, which has a target 4 according to the invention, which is explained in more detail below with reference to FIG. 2. The device 2 has a filament 6 through which a heating current flows when the device 2 according to the invention is in operation, from which electrons emerge when the device 2 is operating in a manner known to the person skilled in the art. To bundle the electrons emerging from the filament 6 into an electron stream, the filament 6 is surrounded by a Wehnelt cylinder 8. The electron current emanating from the filament 6 is accelerated through an annular anode 10 in the direction of the target 4. To accelerate the electrons, a high-voltage source 12 is provided, which lies with its negative high-voltage pole on the cathode unit formed by the heating filament 6 and the Wehnelt cylinder 8. The cathode unit can also have a field emission cathode or a Schottky cathode instead of the filament. The positive pole of the high voltage source 12 is connected to the anode 10 and the target 4 and is grounded. The acceleration of the electrons emitted by the filament therefore takes place between the cathode unit and the anode 10. After passing through the annular anode 10, the electrons move towards the target 4, where they are braked. In the direction of movement of the electrons between the Anode 10 and the target 4 can optionally be provided in the drawing, not shown, means for shaping the electron beam, in particular for focusing and / or centering it. In this exemplary embodiment, the components of the device 2 are arranged in a vacuum tube 14, as is generally known to the person skilled in the art of X-ray tubes. The target 4 emits XUV radiation when the electron current strikes it, as in FIG
Bezugszeichen 16 angedeutet, die aus der Vakuumröhre 14 austritt . In Fig. 2 ist stark schematisiert ein Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungs- gemäßen Targets 4 dargestellt, das einen Grundkörper 18 aufweist, der mit einer ersten Schicht 20 versehen ist, die bei diesem Ausführungsbeispiel die dem Elektronenstrom zugewandte Oberfläche des Targets 4 bildet und beim Auftreffen der Elektronen XUV-Strahlung emittiert. Die erste Schicht 20 besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus Silizium. Erfindungsgemäß ist zusätzlich zu der ersten Schicht 20 eine zweite Schicht 22 vorgesehen, die aus einem Material hoher elektrischer Leitfähigkeit besteht und bei diesem Ausführungsbeispiel zwischen dem Grundkörper 18 und der ersten Schicht 20 angeordnet ist . Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht die zweite Schicht 22 aus Kupfer, während der Grundkörper 18 aus Aluminium besteht, wobei die erste Schicht 20 eine Schichtdicke von etwa 0,5-2 μm und die zweite Schicht eine Schichtdicke von etwa 1000 μm aufweist. Erfindungsgemäß dient die erste Schicht 20 zur Erzeugung der XUV-Strahlung, während durch die zweite Schicht 22 aufgrund ihrer hohen elektrischen Leitfähigkeit verhindert ist, daß sich aufgrund der halbleiten- - la den Eigenschaften der ersten Schicht 20 die Oberfläche des Targets 4 elektrisch auflädt, was eine kontrollierte Erzeugung von XUV-Strahlung beeinträchtigen oder verhindern würde. Darüber hinaus dient die zweite Schicht bei diesem Ausführungsbeispiel zur Wärmeableitung. Demgegenüber dient der Grundkörper 18 vorwiegend als mechanischer Träger für die Schichten 20, 22. Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung 2 ist wie folgt: Bei Betrieb werden die aus dem Heizfaden 6 austretenden und von dem Wehnelt-Zylinder 8 zu einem Elektronenstrom gebündelten Elektronen über das mittels der Hochspannungsquelle 12 erzeugte elektrische Feld in Richtung auf das Target 4 beschleunigt. Beim Auftreffen auf die erste Schicht 20 des Targets 4 emittiert diese in der gewünschten Weise XUV-Strahlung 16. Durch die mit der ersten Schicht 20 in Kontakt stehende zweite Schicht 22, die erfindungsgemäß eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweist, werden die Elektronen von der ersten Schicht 20 abgeleitet, so daß eine permanente elektrische Aufladung der ersten Schicht 20 zuverlässig verhindert ist. In Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Targets 4 dargestellt, das sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 dadurch unterscheidet, daß zwischen der zweiten Schicht 22 und dem Grundkörper 18 eine vierte Schicht 25 angeordnet ist, die bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem im Material hoher Wärmeleitfähigkeit, nämlich aus Diamant be- steht und eine Schichtdicke von 500-1000 μm aufweist. Da die Wärmeableitung über die vierte Schicht 25 erfolgt, kann die Dimensionierung der zweiten Schicht 25 ausschließlich im Hinblick auf ihre Funktion, Elektronen abzuleiten, vorgenommen werden. Hierzu ist es aus- reichend, wenn die zweite Schicht 22 eine Schichtdicke von 5-10 μm aufweist. Reference numeral 16 indicated, which emerges from the vacuum tube 14. FIG. 2 shows a highly schematic section through a first exemplary embodiment of a target 4 according to the invention, which has a base body 18 which is provided with a first layer 20 which, in this exemplary embodiment, forms the surface of the target 4 facing the electron current and XUV radiation is emitted when the electrons strike. In this exemplary embodiment, the first layer 20 consists of silicon. According to the invention, in addition to the first layer 20, a second layer 22 is provided, which consists of a material with high electrical conductivity and is arranged between the base body 18 and the first layer 20 in this exemplary embodiment. In this exemplary embodiment, the second layer 22 consists of copper, while the base body 18 consists of aluminum, the first layer 20 having a layer thickness of approximately 0.5-2 μm and the second layer having a layer thickness of approximately 1000 μm. According to the invention, the first layer 20 is used to generate the XUV radiation, while the second layer 22 prevents, due to its high electrical conductivity, - The properties of the first layer 20 electrically charge the surface of the target 4, which would impair or prevent a controlled generation of XUV radiation. In addition, the second layer is used for heat dissipation in this exemplary embodiment. In contrast, the base body 18 serves primarily as a mechanical support for the layers 20, 22. The functioning of the device 2 according to the invention is as follows: During operation, the electrons emerging from the heating filament 6 and bundled by the Wehnelt cylinder 8 into an electron stream are transferred by means of of the high-voltage source 12 accelerates toward the target 4. When it hits the first layer 20 of the target 4, the latter emits XUV radiation 16 in the desired manner. The electrons from the first layer are emitted by the second layer 22 which is in contact with the first layer 20 and which has a high electrical conductivity according to the invention 20 derived, so that a permanent electrical charge of the first layer 20 is reliably prevented. In Fig. 3, a second embodiment of a target 4 according to the invention is shown, which differs from the embodiment of FIG. 2 in that a fourth layer 25 is arranged between the second layer 22 and the base body 18, which in this embodiment consists of a Material with high thermal conductivity, namely made of diamond and with a layer thickness of 500-1000 μm. Since the heat is dissipated via the fourth layer 25, the dimensioning of the second layer 25 can only be carried out with a view to its function of dissipating electrons. For this it is reaching, when the second layer 22, a S chichtdicke of 5-10 microns has.

Claims

Patentansprüche claims
1. Einrichtung zur Erzeugung und Emission von XUV- Strahlung,1. device for the generation and emission of XUV radiation,
mit einem Target, das beim Au treffen elektrisch ge- ladener Teilchen XUV-Strahlung emittiert,with a target that emits XUV radiation when it hits electrically charged particles,
wobei das Target einen Grundkorper aufweist, der wenigstens teilweise mit einer ersten Schicht versehen ist, die ein beim Auftreffen elektrisch geladener Teilchen XUV-Strahlung emittierendes Material enthält,the target having a base body which is at least partially provided with a first layer which contains a material which emits XUV radiation when electrically charged particles hit it,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß zusätzlich zu der ersten Schicht (20) wenigstens eine zweite Schicht (22) vorgesehen ist, die ein Material hoher elektrischer Leitfähigkeit enthält .that in addition to the first layer (20) at least one second layer (22) is provided which contains a material of high electrical conductivity.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht (22) zwischen dem Grundkör- per (18) und der ersten Schicht (20) angeordnet ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the second layer (22) between the base body (18) and the first layer (20) is arranged.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (20) zwischen dem Grundkörper (18) und der zweiten Schicht (22) angeord- net ist.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the first layer (20) between the base body (18) and the second layer (22) is arranged.
4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (20) Beryllium und/oder Molybdän und/oder Silizium und/oder wenigstens eine Siliziumverbindung, insbesondere wenigstens ein Siliziumnitrid und/oder ein Siliziumkarbid und/oder metalldosiertes Silizium, enthält oder aus wenigstens einem der vorgenannten Materialien besteht.4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first layer (20) beryllium and / or molybdenum and / or silicon and / or contains at least one silicon compound, in particular at least one silicon nitride and / or a silicon carbide and / or metal-dosed silicon, or consists of at least one of the aforementioned materials.
5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht (22) wenigstens ein Metall, insbesondere Kupfer, enthält oder aus wenigstens einem Metall, insbesondere Kupfer, besteht.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the second layer (22) contains at least one metal, in particular copper, or consists of at least one metal, in particular copper.
6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine dritte Schicht (24) zur Beeinflussung der spektralen Zusammen- setzung der von dem Target (4) emittierten XUV-Strahlung vorgesehen ist.6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least a third layer (24) is provided for influencing the spectral composition of the XUV radiation emitted by the target (4).
7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (20) eine Schichtdicke von etwa 0,5-2 μm aufweist.7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first layer (20) has a layer thickness of about 0.5-2 microns.
8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht (22) eine Schichtdicke von etwa 500-1000 μm aufweist.8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the second layer (22) has a layer thickness of about 500-1000 microns.
9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere zwischen der zweiten Schicht (22) und dem Grundkorper (18) wenigstens eine vierte Schicht (25) vorgesehen ist, die ein Material hoher Wärmeleitfähigkeit enthält.9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that in particular between the second layer (22) and the base body (18) at least a fourth layer (25) is provided which contains a material with high thermal conductivity.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Schicht (25) aus Diamant besteht. 10. The device according to claim 9, characterized in that the fourth layer (25) consists of diamond.
11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Schicht (25) eine Schichtdicke von ca. 500-1000 μm aufweist.11. The device according to claim 9 or 10, characterized in that the fourth layer (25) has a layer thickness of about 500-1000 microns.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht eine Schichtdicke von ca. 5-10 μm aufweist.12. Device according to one of claims 9 to 11, characterized in that the second layer has a layer thickness of about 5-10 microns.
13. Target für eine Einrichtung zur Erzeugung und Emission von XUV-Strahlung, insbesondere für eine Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,13. Target for a device for generating and emitting XUV radiation, in particular for a device according to one of claims 1 to 13,
mit einem Grundkörper, der wenigstens teilweise mit einer ersten Schicht (20) versehen ist, die ein beim Auftreffen elektrisch geladener Teilchen XUV-Strahlung emittierendes Material enthält,with a base body which is at least partially provided with a first layer (20) which contains a material which emits XUV radiation when electrically charged particles hit it,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß zusätzlich zu der ersten Schicht (20) wenigstens eine zweite Schicht (22) vorgesehen ist, die ein Material hoher elektrischer Leitfähigkeit enthält.that in addition to the first layer (20) at least one second layer (22) is provided which contains a material of high electrical conductivity.
14. Target nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht (22) zwischen dem Grundkörper (18) und der ersten Schicht (20) angeordnet ist.14. Target according to claim 13, characterized in that the second layer (22) between the base body (18) and the first layer (20) is arranged.
15. Target nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (20) zwischen dem Grundkörper (18) und der zweiten Schicht (22) angeordnet ist.15. Target according to claim 13 or 14, characterized in that the first layer (20) between the base body (18) and the second layer (22) is arranged.
16. Target nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (20) Beryllium und/oder Molybdän und/oder Silizium und/oder wenigstens eine Siliziumverbindung, insbesondere ein Siliziumnitrid und/oder ein Siliziumkarbid und/oder metalldosiertes Silizium, enthält oder aus wenigstens einem der vorgenannten Materialien besteht.16. Target according to one of claims 13 to 15, characterized in that the first layer (20) beryllium and / or molybdenum and / or silicon and / or at least one silicon compound, in particular a silicon nitride and / or a silicon carbide and / or metal-dosed silicon, contains or consists of at least one of the aforementioned materials.
17. Target nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht (22) wenigstens ein Metall, insbesondere Kupfer, enthält oder aus we- nigstens einem Metall, insbesondere Kupfer, besteht.17. Target according to one of claims 13 to 16, characterized in that the second layer (22) contains at least one metal, in particular copper, or consists of at least one metal, in particular copper.
18. Target nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine dritte Schicht (24) zur Beeinflussung der spektralen Zusammensetzung der von dem Target (4) emittierten XUV-Strahlung vorgesehen ist .18. Target according to one of claims 13 to 17, characterized in that at least one third layer (24) is provided for influencing the spectral composition of the XUV radiation emitted by the target (4).
19. Target nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (20) eine Schichtdicke von etwa 0,5-2 μm aufweist.19. Target according to one of claims 13 to 18, characterized in that the first layer (20) has a layer thickness of about 0.5-2 microns.
20. Target nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht (22) eine Schichtdicke von etwa 500-1000 μm aufweist.20. Target according to one of claims 13 to 19, characterized in that the second layer (22) has a layer thickness of about 500-1000 microns.
21. Target nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere zwischen der zweiten Schicht (22) und dem Grundkörper 18 wenigstens eine vierte Schicht 15 vorgesehen ist, die ein Material ho- her Wärmeleitfähigkeit enthält.21. Target according to one of claims 13 to 20, characterized in that in particular between the second layer (22) and the base body 18 at least a fourth layer 15 is provided which contains a material with high thermal conductivity.
22. Target nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Schicht (22) aus Diamant oder dergleichen besteht . 22. Target according to claim 21, characterized in that the fourth layer (22) consists of diamond or the like.
23. Target nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Schicht (25) eine Schichtdicke von ca. 500-1000 μm aufweist.23. Target according to claim 21 or 22, characterized in that the fourth layer (25) has a layer thickness of approximately 500-1000 microns.
24. Target nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht (22) eine Schichtdicke von ca. 5-10 μm aufweist. 24. Target according to one of claims 21 to 23, characterized in that the second layer (22) has a layer thickness of approximately 5-10 microns.
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