RU194199U1

RU194199U1 - X-RAY SOURCE FOR LITHOGRAPHY

Info

Publication number: RU194199U1
Application number: RU2019132055U
Authority: RU
Inventors: Евгений Эдуардович Гусев; Николай Алексеевич Дюжев; Дмитрий Андреевич Товарнов
Priority date: 2019-10-10
Filing date: 2019-10-10
Publication date: 2019-12-03

Abstract

Полезная модель относится к рентгеновской технике.Рентгеновское излучение, генерируемое рентгеновским источником, обеспечивает меньшее значение длины волны λ по сравнению с современными литографами. Длина волны рентгеновского излучения менее 15 нм, что на порядок меньше длины волны существующих передовых эксимерных лазеров из F. Прямая зависимость размера формируемых элементов от длины волны облучения позволяет применять предлагаемый рентгеновский источник в процессе литографии.В результате применения рентгеновского источника обеспечивается расширение диапазона корректировки длин волн, повышение срока эксплуатации прибора.В настоящей полезной модели используют отдельные барабаны с резьбовыми сквозными отверстиями, в которые монтируются катоды и аноды. В процессе вращения барабана с анодами подбирается оптимальная длина волны рентгеновского излучения. Количество генерируемых длин волн рентгеновского излучения зависит от количества различных материалов анодов и острий катодов.The utility model relates to x-ray technology. X-ray radiation generated by an x-ray source provides a smaller value of wavelength λ in comparison with modern lithographs. The X-ray wavelength is less than 15 nm, which is an order of magnitude shorter than the wavelength of existing advanced excimer lasers from F. The direct dependence of the size of the formed elements on the irradiation wavelength allows the proposed X-ray source to be used in the lithography process. As a result of the use of the X-ray source, the range of wavelength adjustment is extended , increase the life of the device. In this utility model use separate drums with threaded through holes in which ontiruyutsya cathode and anode. During the rotation of the drum with anodes, the optimal wavelength of x-ray radiation is selected. The number of generated x-ray wavelengths depends on the number of different materials of the anodes and cathode tips.

Description

Полезная модель относится к рентгеновской технике, а именно к рентгеновским источникам, в частности к компактным рентгеновским источникам.The utility model relates to x-ray technology, namely to x-ray sources, in particular to compact x-ray sources.

Одной из областей применения рентгеновского источника может быть операция литографии в микроэлектроники. В процессе выполнения литографии формируются топологические элементы на подложке посредством облучения потоком фотонов (светом) локальной области пластины незащищенной маской. Размер этих элементов зависит от различных факторов. Одним из ключевых факторов является длина волны потока фотонов. С уменьшением длины волны уменьшается размер топологических элементов на подложке. Как результат, увеличивается количество топологических элементов при фиксированной площади подложки, что в конечном итоге повышает производительность устройства (например, процессора для мобильных телефонов). Рентгеновское излучение, генерируемое рентгеновским источником, обеспечивает меньшее значение длины волны λ по сравнению с современными литографами. Длина волны у двухкомпонентных эксимерных лазеров: λ(KrF)=248 нм, λ(ArF)=193 нм. Длина волны у однокомпонентных лазеров: λ(F₂)=157 нм, λ(Ar₂)=126 нм. Длина волны рентгеновского излучения менее 15 нм. Например, при использовании в качестве материала мишени анода рентгеновского источника слоя бериллия величина λ составит 11.4 нм.One of the applications of an x-ray source may be the operation of lithography in microelectronics. In the process of lithography, topological elements are formed on the substrate by irradiation with a photon flux (light) of the local area of the plate with an unprotected mask. The size of these elements depends on various factors. One of the key factors is the photon flux wavelength. As the wavelength decreases, the size of the topological elements on the substrate decreases. As a result, the number of topological elements increases with a fixed substrate area, which ultimately increases the productivity of the device (for example, a processor for mobile phones). The x-ray radiation generated by the x-ray source provides a smaller value of the wavelength λ in comparison with modern lithographs. The wavelength of two-component excimer lasers: λ (KrF) = 248 nm, λ (ArF) = 193 nm. The wavelength of single-component lasers: λ (F ₂ ) = 157 nm, λ (Ar ₂ ) = 126 nm. X-ray wavelength less than 15 nm. For example, when using an x-ray source of a beryllium layer as the target material, the λ value will be 11.4 nm.

Известен источник рентгеновского излучения, содержащий автокатод, антикатод, окно, вакуумированный или газонаполненный рабочий объем, средства формирования электронных потоков и систему питания ячеек [1].A known source of x-ray radiation containing a cathode, an anti-cathode, a window, a vacuum or gas-filled working volume, means for generating electronic flows and a cell power system [1].

К недостаткам устройства можно отнести сложный ремонт конструкции, так как демонтаж антикатода является сложной задачей после герметизации источника для вакуумирования или газонаполнения рабочего объема.The disadvantages of the device include complex repair of the structure, since disassembling the anticathode is a difficult task after sealing the source for evacuation or gas filling of the working volume.

Известна конструкция полевой эмиссионной трубки для облегчения замены катода, включающей в себя катод, анод, затвор, соединительный элемент между катодом и затвором, элемент, предотвращающий вращение (смещение) катода [2].The known design of the field emission tube to facilitate the replacement of the cathode, which includes a cathode, anode, gate, a connecting element between the cathode and the gate, an element that prevents rotation (displacement) of the cathode [2].

К недостаткам конструкции можно отнести замену только катода. Например, в катодах автоэмиссионного типа сроки эксплуатации катода и анода сопоставимы. Следовательно, в случае выхода из строя анода придется менять всю трубку целиком, что снижает рентабельность применения рентгеновских источников.The design flaws include replacement of the cathode only. For example, in field emission cathodes, the life of the cathode and anode is comparable. Therefore, in the event of failure of the anode, the entire tube will have to be changed, which reduces the profitability of using x-ray sources.

Известна конструкция рентгеновской трубки и способ генерации поляризованного излучения, содержащая катод и анод, установленные в корпусе, причем по меньшей мере часть анода указанной рентгеновской трубки, которая предназначена для осуществления соударений с электронами, испускаемыми из катода, выполнена, в основном, из бериллия для получения, по меньшей мере, частично поляризованного излучения и она приспособлена для осуществления фильтрации генерируемого при этом рентгеновского излучения, с подавлением, по меньшей мере частичным, слабо поляризованной части спектра, указанного, по меньшей мере, частично поляризованного рентгеновского излучения [3].A known design of an X-ray tube and a method for generating polarized radiation, comprising a cathode and an anode mounted in a housing, at least a part of the anode of said X-ray tube, which is designed to make collisions with electrons emitted from the cathode, is made mainly of beryllium to produce at least partially polarized radiation and it is adapted for filtering the generated x-ray radiation, with the suppression of at least partial cl or the polarized part of the spectrum indicated by at least partially polarized x-ray radiation [3].

К недостаткам можно отнести токсичность и канцерогенность материала бериллия при формировании анода (для человека), а также в процессе эксплуатации устройства. Экспериментальные исследования и клинические наблюдения свидетельствуют, что в основе механизма действия бериллия на организм человека лежит изменение белкового обмена, ведущее к нарушению деятельности отдельных ферментов и развитию аутоиммунного процесса. Существенную роль в патогенезе заболевания играет и сенсибилизация организма соединениями бериллия. Основным путем проникновения бериллия и его соединений являются органы дыхания; депонируется бериллий в костях, легких, лимфатических узлах, печени, а также в сердечной мышце. Напыление материала анода происходит при непосредственном контакте оператора с анодом. Кроме того, использование одного типа пленки позволяет получить только одну длину волны рентгеновского излучения, что сужает объем информации об объекте.The disadvantages include the toxicity and carcinogenicity of the beryllium material during the formation of the anode (for humans), as well as during the operation of the device. Experimental studies and clinical observations indicate that the basis of the mechanism of action of beryllium on the human body is a change in protein metabolism, leading to disruption of the activity of individual enzymes and the development of an autoimmune process. A significant role in the pathogenesis of the disease is played by the sensitization of the body by beryllium compounds. The main route of penetration of beryllium and its compounds are the respiratory system; Beryllium is deposited in the bones, lungs, lymph nodes, liver, and also in the heart muscle. Spraying of the anode material occurs when the operator directly contacts the anode. In addition, the use of one type of film allows you to get only one wavelength of x-ray radiation, which narrows the amount of information about the object.

Известно техническое решение рентгеновского источника, включающего в себя вращающийся анод, источник электронов. Генерация рентгеновского излучения осуществляется посредством совпадения направлений электронного пучка и центробежной силы, вращающей анод [4].A known technical solution of an x-ray source, including a rotating anode, an electron source. X-ray radiation is generated by coinciding the directions of the electron beam and the centrifugal force rotating the anode [4].

К недостаткам изобретения можно отнести изменение свойств материала анода после разогрева выше значения температуры плавления, что вносит механические напряжения, которые изменяют расстояние между атомами материала, а значит, на фокус рентгеновского излучения. Также сложно осуществить высокую точность совпадения направлений электронного пучка и центробежной силы, действующей на мишень анода. Кроме того, для постоянного расплавления разных областей материала мишени анода, требуется поддерживать высокую эмиссию электронов. Это может привести к тепловой деградации источника электронов.The disadvantages of the invention include the change in the properties of the anode material after heating above the melting point, which introduces mechanical stresses that change the distance between the atoms of the material, and therefore, the focus of x-ray radiation. It is also difficult to achieve high accuracy of coincidence of the directions of the electron beam and the centrifugal force acting on the anode target. In addition, for constant melting of different areas of the target material of the anode, it is required to maintain high electron emission. This can lead to thermal degradation of the electron source.

Известен патент на рентгеновский источник [5], содержащий вакуумный корпус, анод со сквозными открытыми, или глухими, или и теми и другими каналами с проводящими стенками, выполненными с возможностью подачи на них заданного потенциала и содержащими материал, способный излучать рентгеновское излучение при облучении электронами достаточной энергии, катод, окно для рентгеновского излучения и вспомогательные средства, причем анод выполнен с возможностью непосредственного крепления к корпусу, каналы анода содержат материал или разные материалы мишени на всем их протяжении или на части их длины и выполнены с характерным размером поперечного сечения в пределах от 0,001 до 1,0 от длины каналов, направлены или в одну и ту же точку, называемую фокусом, или в несколько точек, фокусов, или во множество точек, задающих требуемый узор, а окно выполнено или прилегающим к аноду, или в одном узле с ним или в его составе так, что примыкает к поверхности анода со стороны закрытых концов глухих каналов или с любой одной стороны, если все каналы открытые.A patent is known for an x-ray source [5], containing a vacuum housing, an anode with through open, or blind, or both channels with conducting walls, configured to supply them with a given potential and containing material capable of emitting x-ray radiation when irradiated with electrons sufficient energy, a cathode, a window for x-ray radiation and auxiliary means, the anode being made directly attached to the housing, the anode channels contain material or different materials target als along their entire length or part of their length and made with a characteristic cross-sectional size ranging from 0.001 to 1.0 of the length of the channels, either directed to the same point, called a focus, or to several points, foci, or to many points that specify the desired pattern, and the window is either adjacent to the anode, or in one node with it or in its composition so that it adjoins the surface of the anode from the closed ends of the blind channels or from either side if all channels are open.

Недостатком патента является сложность изготовления рентгеногенерирующих каналов анода под разным углом. Сквозные отверстия в аноде требуют введения дополнительного элемента в конструкцию для герметизации устройства с целью формирования вакуума. Кроме того, теряется часть потока электронов с катода, попадающая в зазоры между отверстиями каналов анода, что снижает максимальную величину рентгеновского излучения, в том числе, в точке фокуса. Также интенсивность одного катода недостаточна для генерации достаточного электронного потока для каждого из каналов в аноде. В случае увеличения напряжения на катоде для достижения необходимой интенсивности, повышается вероятность тепловой деградации катода, следовательно, сокращается срок службы. Помимо вышеописанного, к недостаткам можно отнести невозможность получения излучения от конкретного материала мишени анода, так как при каждом экспонировании анода электроны попадают во все каналы одновременно. Следовательно, рентгеновские волны накладываются друг на друга в точке фокуса, что приводит к помехам при детектировании сигнала.The disadvantage of the patent is the complexity of manufacturing x-ray channels of the anode at different angles. Through holes in the anode require the introduction of an additional element in the structure to seal the device in order to form a vacuum. In addition, a part of the electron flux from the cathode is lost, falling into the gaps between the openings of the anode channels, which reduces the maximum value of x-ray radiation, including at the focal point. Also, the intensity of one cathode is insufficient to generate a sufficient electron flux for each channel in the anode. In the case of increasing the voltage at the cathode to achieve the required intensity, the likelihood of thermal degradation of the cathode increases, therefore, the service life is reduced. In addition to the above, the disadvantages include the impossibility of obtaining radiation from a specific target material of the anode, since with each exposure of the anode the electrons enter all channels simultaneously. Therefore, x-ray waves overlap each other at the focal point, which leads to interference in the detection of the signal.

Наиболее близким техническим решением является рентгеновский источник [6], включающий в себя вакуумный корпус, катод, анод, содержащие различные материалы для генерации рентгеновского излучения с разной длиной волны, причем применяется матрица в виде барабана с набором отпаянных рентгеновских трубок, включающих катоды и аноды.The closest technical solution is an X-ray source [6], which includes a vacuum casing, a cathode, an anode containing various materials for generating X-rays with different wavelengths, and a matrix is used in the form of a drum with a set of sealed X-ray tubes, including cathodes and anodes.

К недостаткам конструкции рентгеновского источника можно отнести малый диапазон корректировки длин волн и недостаточный отвод тепла с элемента анода отпаянной рентгеновской трубки.The disadvantages of the design of the x-ray source include a small range of wavelength adjustment and insufficient heat removal from the anode element of the sealed x-ray tube.

Задачей настоящей полезной модели является расширение диапазона корректировки длин волн, повышение срока эксплуатации прибора.The objective of this utility model is to expand the range of wavelength adjustment, increase the life of the device.

Поставленная задача решается тем, что изготавливают рентгеновский источник, включающий в себя вакуумный корпус, катод, анод, содержащие различные материалы для генерации рентгеновского излучения с разной длиной волны, причем применяются раздельные катоды и аноды в виде барабанов, барабаны соединяются цилиндрическим валом, цилиндрическим вал закрепляется в подшипнике барабана катодов, барабаны расположены заподлицо с вакуумным корпусом.The problem is solved in that they produce an x-ray source, which includes a vacuum housing, a cathode, an anode containing various materials for generating x-rays with different wavelengths, with separate cathodes and anodes in the form of drums, the drums are connected by a cylindrical shaft, the cylindrical shaft is fixed in the cathode drum bearing, the drums are flush with the vacuum housing.

В предлагаемой полезной модели применяются барабаны с катодами и анодами, расположенные заподлицо с вакуумным корпусом. Вакуумный корпус выполнен из кварцевого материала, что позволяет обеспечить диэлектрическую изоляцию между областями катодов и анодов; также выполнить критерий надежности при температурных нагрузках в процессе разогрева барабана с анодами. Катоды в виде барабана и аноды в виде барабана соединяются жестким цилиндрическим валом для осуществления центровки областей катодов и анодов в плоскости длинной стороны вакуумного корпуса. Для центровки в плоскости короткой стороны вакуумного корпуса каждого катода относительно соответствующего анода используются элементы стопора. Также элементы стопора не позволяют перекрутить анод относительно плоскости барабана анодов. Данная конструкция центровки позволяет минимизировать рассеивание электронов в процессе перемещения (под действием электростатического поля) от катода к аноду. Цилиндрический вал запрессовывается в подшипник, расположенный в барабане катодов, для обеспечения поворотного механизма барабана анодов. В результате барабан с анодами может вращаться, а барабан с катодами постоянно находится в стационарном состоянии. Катоды и аноды вкручиваются в барабан посредством резьбового соединения. Расположение барабанов заподлицо с вакуумным корпусом позволяет значительно уменьшить расстояние до объекта литографии (полупроводниковой пластины), следовательно, повысить интенсивность облучения коротковолновыми волнами (рентгеном). Как результат, повышается вероятность формирования резких границ нано- и микроразмерных элементов.The proposed utility model uses drums with cathodes and anodes flush with the vacuum housing. The vacuum housing is made of quartz material, which allows for dielectric isolation between the areas of the cathodes and anodes; also fulfill the reliability criterion at temperature loads during the heating of the drum with anodes. The cathodes in the form of a drum and the anodes in the form of a drum are connected by a rigid cylindrical shaft to center the areas of the cathodes and anodes in the plane of the long side of the vacuum housing. For alignment in the plane of the short side of the vacuum housing of each cathode relative to the corresponding anode, stopper elements are used. Also, the stopper elements do not allow the anode to be twisted relative to the plane of the anode drum. This alignment design minimizes electron scattering during the movement (under the influence of an electrostatic field) from the cathode to the anode. The cylindrical shaft is pressed into the bearing located in the cathode drum to provide the rotary mechanism of the anode drum. As a result, the drum with anodes can rotate, and the drum with cathodes is constantly in a stationary state. The cathodes and anodes are screwed into the drum through a threaded connection. The location of the drums flush with the vacuum housing can significantly reduce the distance to the object of lithography (semiconductor wafer), therefore, increase the intensity of irradiation with short-wave waves (x-rays). As a result, the likelihood of the formation of sharp boundaries of nano- and micro-sized elements increases.

Расширение диапазона корректировки длин волн достигается за счет дополнительного взаимодействия катодов и анодов. В прототипе барабан рентгеновских трубок в количестве N штук способен генерировать N различных длин волн. Пусть в предлагаемом техническом решении количество различных материалов анодов N штук и различных острий катодов М штук. Следовательно, разработанный рентгеновский источник для литографии обеспечивает L различных длин волн, где L=N⋅M. Если количество различных материалов анодов равно количеству различных острий катодов и равно N, то по сравнению с прототипом в N раз больше длин волн можно сгенерировать (L=N⋅N), используя предлагаемое техническое решение.The extension of the wavelength adjustment range is achieved due to the additional interaction of the cathodes and anodes. In the prototype, an X-ray tube drum in an amount of N pieces is capable of generating N different wavelengths. Let in the proposed technical solution, the number of different materials of the anodes N pieces and various tips of the cathodes M pieces. Therefore, the developed x-ray source for lithography provides L of various wavelengths, where L = N⋅M. If the number of different anode materials is equal to the number of different cathode tips and equal to N, then compared to the prototype N times more wavelengths can be generated (L = N⋅N) using the proposed technical solution.

Повышение срока эксплуатации прибора достигается посредством вращения барабана с анодами, в результате которого рассеивается тепло, вызванное эффектом тормозного рентгеновского излучения. В случае снижения уровня вакуума внутри вакуумного корпуса необходимо отвернуть один из катодов, и провести операцию откачки давления из внутренности камеры. Процесс поворачивания (монтирования) катодов и анодов в барабанах может осуществляться при помощи инструмента с крестообразным наконечником. Дополнительно это обеспечивает изменение расстояния между анодом и катодом, что может повлиять на параметры генерации излучения.Increasing the life of the device is achieved by rotating the drum with anodes, as a result of which heat is dissipated due to the effect of inhibitory x-ray radiation. In the event of a decrease in the vacuum level inside the vacuum housing, it is necessary to unscrew one of the cathodes and carry out the operation of pumping pressure from the inside of the chamber. The process of turning (mounting) the cathodes and anodes in the drums can be carried out using a tool with a cross-shaped tip. In addition, this provides a change in the distance between the anode and cathode, which can affect the parameters of radiation generation.

Катоды могут использоваться как попеременно, так и одновременно. В результате в конкретный момент времени рентгеновский источник может генерировать несколько различных длин волн.Cathodes can be used both alternately and simultaneously. As a result, at a particular point in time, the x-ray source can generate several different wavelengths.

На фиг. 1 представлена трехмерная конструкция устройства, где: 1 - вакуумный корпус, 2 - катод с различной величиной острия (β₁, β₂…β_M, то есть М типов), 3 - анод с различным типом материала мишени (N типов), 4 - барабан катодов, 5 - барабан анодов, 6 - цилиндрический вал, 7 - подшипник барабана катодов, 8 - элемент стопора.In FIG. 1 shows a three-dimensional design of the device, where: 1 is a vacuum casing, 2 is a cathode with different tip sizes (β ₁ , β ₂ ... β _M , that is, M types), 3 is an anode with different types of target material (N types), 4 - cathode drum, 5 - anode drum, 6 - cylindrical shaft, 7 - cathode drum bearing, 8 - stopper element.

На фиг. 2 представлена двухмерная конструкция устройства: 9 - область подачи высокого напряжения на катод, 14 - область потока электронов из катода, 15 - область выхода рентгеновского излучения.In FIG. 2 shows a two-dimensional design of the device: 9 - the region of high voltage supply to the cathode, 14 - the region of electron flow from the cathode, 15 - the region of the output of x-ray radiation.

На фиг. 3 показан 2 катод с одной из различных величин острия β₁ и область его поверхности, где 21 - слой подложки катода, 22 - острие катода. На фиг. 4 показан 3 анод с одним из различных типов материалов мишени и область его поверхности, где 11 - металлический слой мишени анода, 12 - диэлектрический слой анода, 13 - слой подложки анода.In FIG. 3 shows a 2 cathode with one of the different values of the tip β ₁ and the region of its surface, where 21 is the cathode substrate layer, 22 is the cathode tip. In FIG. 4 shows a 3 anode with one of various types of target materials and a region of its surface, where 11 is the metal layer of the anode target, 12 is the dielectric layer of the anode, 13 is the layer of the anode substrate.

Процесс литографии с использованием рентгеновского источника осуществляется следующим образом. На верхний слой образца, представляющего собой полупроводниковую подложку со сплошным функциональным слоем, наносят рентгенорезист. Следующим шагом располагают фотошаблон на образце. После этого, проводят экспонирование рентгеновским излучением (генерируемое рентгеновским источником) областей рентгенорезиста, незакрытых фотошаблоном. Затем, убирают фотошаблон. Помещают образец в жидкостной травитель для рентгенорезиста. Экспонированные области материала рентгенорезиста меняют свои свойства, вследствие этого не удаляются в процессе жидкостного травления. В случае, если слой рентгенорезиста удалился со всей подложки целиком, то повторно наносят слой рентгенорезиста и выполняют экспонирование образца, используя скорректированную длину волны. Затем, удаляют материал функционального слоя, не защищенный слоем рентгенорезиста. Наконец, удаляют слои экспонированного рентгенорезиста. В результате, получают образец, представляющий собой полупроводниковую подложку с фрагментами функционального слоя, то есть рисунком с микро- и/или наноразмерами.The lithography process using an x-ray source is as follows. An X-ray resist is applied to the upper layer of the sample, which is a semiconductor substrate with a continuous functional layer. The next step is to place the photo mask on the sample. After that, X-ray exposure (generated by the X-ray source) of the areas of the X-ray resist, uncovered by the photomask, is carried out. Then, remove the photo mask. Place the sample in a liquid X-ray etchant. Exposed areas of the X-ray resist material change their properties; as a result, they are not removed during the liquid etching process. If the X-ray resist layer is completely removed from the entire substrate, then the X-ray resist layer is re-applied and the sample is exposed using the corrected wavelength. Then, the material of the functional layer not protected by the X-ray resist layer is removed. Finally, the exposed X-ray resist layers are removed. As a result, a sample is obtained, which is a semiconductor substrate with fragments of the functional layer, that is, a pattern with micro and / or nanoscale sizes.

Конкретный пример исполнения. Сначала изготавливают аноды. На кремниевое основание толщиной 670 мкм осаждают на лицевую сторону оксид кремния 600 нм, нитрид кремния 130 нм и слой вольфрама (выбор материала зависит от требуемой длины волны) 400 нм. После этого, осаждают на обратную сторону слой алюминия 500 нм. Проводят фотолитографию с обратной стороны основания. Удаляют последовательно части материалов, незащищенные маской: алюминий, нитрид кремния, оксид кремния и кремний. Затем разделяют структуру на кристаллы. Каждый кристалл представляет собой вольфрамовый анод в форме круга диаметром 1.4 мм на квадратном кремниевом основании со стороной 6 мм.A specific example of execution. First, anodes are made. On a silicon base 670 μm thick, silicon oxide 600 nm, silicon nitride 130 nm and a tungsten layer are deposited on the front side (the choice of material depends on the required wavelength) 400 nm. After that, a 500 nm layer of aluminum is deposited on the reverse side. Photolithography is performed on the back of the base. Sequentially remove parts of materials that are not protected by the mask: aluminum, silicon nitride, silicon oxide and silicon. The structure is then divided into crystals. Each crystal is a circle-shaped tungsten anode with a diameter of 1.4 mm on a square silicon base with a side of 6 mm.

Далее изготавливают катоды. На кремниевое основание толщиной 670 мкм осаждают на лицевую сторону оксид кремния 600 нм, нитрид кремния 130 нм. Затем проводят фотолитографию для формирования катодных цилиндров. После этого, удаляют незащищенные слои нитрида кремния 130 нм, оксида кремния 600 нм и кремния 3 мкм. Следующим шагом выполняют заточку катодов посредством сухого окисления в атмосфере азота. Далее формируют металлизацию, вскрывают острия катодов для последующего формирования пучка электронов. После этого разделяют пластину на кристаллы.Next, cathodes are made. On a silicon base 670 μm thick, silicon oxide 600 nm and silicon nitride 130 nm are deposited on the front side. Photolithography is then carried out to form cathode cylinders. After that, unprotected layers of silicon nitride 130 nm, silicon oxide 600 nm and silicon 3 μm are removed. The next step is the sharpening of the cathodes by dry oxidation in a nitrogen atmosphere. Then metallization is formed, the tips of the cathodes are opened for the subsequent formation of an electron beam. After that, the plate is divided into crystals.

Следующим шагом монтируют один или несколько катодов на локальные области в барабане для катодов. Затем монтируют один или несколько анодов на локальные области в барабане для анодов. После этого, выполняют герметичную сборку с вакуумным корпусом. Затем подается напряжение 10 кВ, электроны с катода инжектируют в анод. В процессе соударения с атомами металлической пленки мишени анода происходит тормозное рентгеновское излучение.The next step is to mount one or more cathodes on local areas in the cathode drum. Then, one or more anodes are mounted on local areas in the anode drum. After that, a tight assembly with a vacuum housing is performed. Then a voltage of 10 kV is applied, electrons from the cathode are injected into the anode. In the process of collision with the atoms of the metal film of the anode target, bremsstrahlung radiation occurs.

В результате применения рентгеновского источника обеспечивается расширение диапазона корректировки длин волн, повышение срока эксплуатации прибора. Количество генерируемых длин волн зависит от количества используемых различных материалов анодов и различных острий катодов.As a result of the application of the x-ray source, an extension of the range of correction of wavelengths is provided, as well as an increase in the lifetime of the device. The number of generated wavelengths depends on the number of different anode materials and various cathode tips used.

Источники информации:Information sources:

1. Патент РФ №2586621.1. RF patent No. 2586621.

2. Патент США №8942352.2. US patent No. 8942352.

3. Патент РФ №2199112.3. RF patent No. 2199112.

4. Патент РФ №2068210.4. RF patent No. 2068210.

5. Патент РФ №2617840.5. RF patent No. 2617840.

6. Патент РФ №182856 - прототип.6. RF patent №182856 - prototype.

Claims

X-ray source, including a vacuum housing, cathode, anode, containing various materials for generating x-ray radiation with different wavelengths, characterized in that separate cathodes and anodes in the form of drums are used, the drums are connected by a cylindrical shaft, the cylindrical shaft is fixed in the cathode drum bearing The drums are flush with the vacuum housing.