(57)【要約】  本発明は、装置が、電磁ビーム、特にＸ線ビーム又は極端紫外線ビームを発生するように構成されており、その際、粒子、特に電子が、調節可能な集束装置（２２）によってターゲット（５）に向けて転向されるので、粒子によってターゲット（５）において電磁ビームが発生され、少なくとも１つの対象物、特に校正対象物（７０）が、電磁ビームによって通過照射され、かつ対象物の通過ビーム画像が撮影され、１つ又は複数の通過ビーム画像が自動的に評価され、かつ評価に依存して、集束装置（２２）が調節される装置の動作方法に関する。
2009543083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置が、電磁ビーム、特にＸ線ビーム又は極端紫外線ビームを発生するように構成されており、その際、
−粒子、特に電子が、調節可能な集束装置（２２）によってターゲット（５）に向けて転向されるので、粒子によってターゲット（５）において電磁ビームが発生され、
−少なくとも１つの対象物、特に校正対象物（７０）が、電磁ビームによって通過照射され、かつ対象物の通過ビーム画像が撮影され、
−１つ又は複数の通過ビーム画像が自動的に評価され、かつ
−評価に依存して、集束装置（２２）が調節されることを特徴とする装置の動作方法。
【請求項２】
結果として生じる通過ビーム画像内において達成される位置的な分解能及び／又は結果として生じる通過ビーム画像の画像コントラストが、所定の値に及び／又は最大値に調整されるように、集束装置（２２）が、評価に依存して調節されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
校正対象物（７０）が、可動の保持部（７８）を利用して、電磁ビームのビーム経路内においてターゲット（５）に対して相対的な所定の位置に運び込まれ、かつその際、校正対象物（７０）が、保持部（７８）の操作によってビーム経路から取り除かれ、かつ再び所定の位置に運ばれることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
保持部（２５）の操作によって、選択的にビームをフィルタ処理する１つ又は複数のフィルタ及び／又は校正対象物が、電磁ビームのビーム経路内に運び込まれることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
測定対象物（２６）の通過ビーム画像が撮影され、かつその際、集束装置（２２）の調節のために、測定対象物（２６）をビーム経路から取り除くことなく、測定対象物（２６）に加えて一時的に校正対象物も、電磁ビームのビーム経路内に運び込まれることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
校正対象物が、測定対象物（２６）よりもターゲット（５）の近くに配置され、かつ校正対象物が、望ましくはターゲット（５）を有するビーム発生装置に配置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
校正対象物が、材料範囲（７２，７４）のエッジによって又は複数の材料範囲（７２，７４）のエッジ及び／又は縁によって形成される構造（７１，７３）を有し、かつその際、エッジによって発生されるエッジプロファイルに対して横向きに延びた線に沿ってそれぞれの画像内において少なくとも１つの通過ビーム画像を評価する際に、画像値、特にグレー値の変化が評価され、かつ変化に依存して集束装置（２２）が調節されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
それぞれの画像内において互いに横向きに延びた２つの異なった線（９１，９２）に沿って画像値の変化が評価されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
装置が：
−調節可能な集束装置（２２）を有し、この集束装置が、粒子、特に電子をターゲット（５）に向けて転向するので、粒子によってターゲット（５）において電磁ビームを発生するように構成されており、
−対象物の通過ビーム画像を撮影する画像撮影装置（２３）を有し、これらの対象物が、電磁ビームによって通過照射され、
−評価装置（３５）を有し、この評価装置が、画像撮影装置（２３）に結合されており、かつかつこの評価装置が、１つ又は複数の通過ビーム画像を自動的に評価するように、構成されており、かつ
−調節装置（３３）を有し、この調節装置が、評価装置（３５）に結合されており、かつこの調節装置が、評価装置（３５）における評価の結果に依存して、集束装置（２２）を調節するように、構成されていることを特徴とする電磁ビーム、特にＸ線ビーム又は極端紫外線ビームを発生する装置。
【請求項１０】
結果として生じる通過ビーム画像内において達成される位置的な分解能及び／又は結果として生じる通過ビーム画像の画像コントラストが、所定の値に及び／又は最大値に調整されるように、集束装置（２２）を評価に依存して調節するように、調節装置（３３）が構成されていることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
装置が、保持部（２５）によって保持される校正対象物を備えた可動の保持部（２５）を有し、その際、保持部（２５）の操作によって校正対象物が、電磁ビームのビーム経路内においてターゲット（５）に対して相対的な所定の位置に運び込むことができるので、保持部（２５）の操作によって校正対象物が、ビーム経路から取り除くことができ、かつ再び所定の位置に運ぶことができるように、保持部（２５）が可動であることを特徴とする請求項９又は１０に記載の装置。
【請求項１２】
さらに保持部（２５）が、ビームをフィルタ処理する１つ又は複数のフィルタを有し、かつその際、保持部（２５）の操作によって、選択的に１つ又は複数のフィルタ及び／又は校正対象物が、電磁ビームのビーム経路内に運び込むことができるように、保持部（２５）が構成されていることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
校正対象物（７０）が設けられており、この校正対象物が、材料範囲（７２，７４）のエッジによって又は複数の材料範囲（７２，７４）のエッジ及び／又は縁によって形成される構造（７１，７３）を有することを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
構造が、第１の部分構造（７１）及び第２の部分構造（７３）を有し、その際、第１の部分構造（７１）におけるエッジ及び／又は縁の間隔が、第２の部分構造（７３）におけるものよりも大きいことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
第１の部分構造（７１）及び第２の部分構造（７３）のエッジ及び／又は縁が、電磁ビームの伝搬空間に関して種々の立体角に延びているので、第１の部分構造（７１）及び第２の部分構造（７３）の通過ビーム画像が、同時に撮影することができることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
電磁ビームのビーム経路内において第２の部分構造（７３）が、第１の部分構造（７１）よりもターゲット（５）の近くに配置されていることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の装置。
【請求項１７】
エッジ及び／又は縁が、電磁ビームの伝搬方向に対して横向きに、かつほぼビームの光軸から半径方向外方に延びた方向に延びるように前記構造（７１，７３）が配置されていることを特徴とする請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
エッジ及び／又は縁を形成する１つ又は複数の材料範囲（７２，７４）が、電磁ビームに対して透明な、特にガラス炭素からなる支持体材料（７５，７６）上に配置されていることを特徴とする請求項１３〜１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
請求項１３〜１８のいずれか１項に記載の校正対象物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁ビーム、特にＸ線ビーム又は極端紫外線ビームを発生する装置、及びこのような装置の動作方法に関する。Ｘ線ビーム及び極端紫外線ビームとは、本明細書において、ターゲットの焦点における粒子の加速（制動）によって生じる電磁ビームという意味である。Ｘ線ビーム及び極端紫外線ビームのスペクトル範囲は、所定の波長又は光子エネルギーによって制限されていない。
【０００２】
本発明は、特に電磁ビームによる工業的に及び／又は手工業的に製造された対象物の検査の分野にも関する。たとえばＸ線ビームによって加工片を通過照射し、かつＸ線画像を撮影し、Ｘ線ビームの種々の入射方向において過程を繰り返し、かつ続いてコンピュータによって加工片の３次元的な再構成されたＸ線画像を発生することは周知である。コンピュータにおける再構成は、コンピュータトモグラフィ（ＣＴ）と称する。
【背景技術】
【０００３】
特に本発明による装置のビーム発生装置において、マイクロフォーカスＸ線管が問題になっている。
【０００４】
特にマイクロフォーカスＸ線管において、当たった粒子（ほとんどの場合、電子ビームの粒子）がＸ線ビームを発生する焦点の大きさは、時間に関して一定ではない。通常は焦点は、時間の進行とともに増大する。しかしながらＣＴにおいて、Ｘ線ビーム又はその他の短波の電磁ビームの発生のために利用される管の大きな出力が望まれる。おおまかな規則として、管のビーム出力が２倍になると、Ｘ線画像の撮影のための時間は半分にすることができるということが成り立つ。しかしながら焦点の大きさの増大とともに、点状のＸ線源の理想的な様式によって達成することができる画像内における位置的な解像力が悪化する。それ故に焦点の大きさの時間に関する変化は、避けるようにする。
【０００５】
特許文献１は、Ｘ線ビーム発生器を記載しており、このＸ線ビーム発生器は、エネルギービーム、たとえば電子ビームを自動的に集束することができる。刊行物の記載によれば、エネルギービームの集束条件とＸ線管のターゲットの表面温度との間に密な関係が存在する。それ故に刊行物に、温度変化を実時間で測定し、かつ集束コイルの電流値を自動的に制御することが提案されている。
【０００６】
しかしながら粒子（粒子とは特に電子又は電磁ビームの量子という意味である）の集束に対してターゲットの温度がどの程度の表現力を有するのかは、未解決であると思われる。本発明の知識は、なるほどＸ線管の温度と集束の関係を正しいと認めているが、集束が温度以外に、その他の作用要因にも依存していることがあり、たとえばどの程度に及びどの程度効果的にターゲットが冷却されるかに依存していることがある。
【０００７】
さらに特許文献１に記載された方法は、最適な焦点の大きさ又は最適な集束が、Ｘ線管の動作の初めに別の方法で見出されていることを前提としている。ターゲットの温度変化の観察は、そのための情報を明らかにしない。
【０００８】
さらに最適な集束は、ビーム発生装置の種々の動作範囲において及び／又は種々の動作モードにおいて異なっていることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許出願第２００１／００５０９７２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
それ故に本発明の課題は、種々の動作条件において焦点の大きさの自動的な調節を可能にする、電磁ビームを発生する装置及びこのような装置の動作方法を提供することにある。特に発生された電磁ビームを利用して対象物によって撮影することができる通過ビーム画像における位置的な解像力を調節することができるようにし、かつ望ましくは所定の値に及び／又は最大値に調整することができるようにする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
少なくとも１つの対象物、特に少なくとも１つの特殊な校正対象物を、発生された電磁ビームのビーム経路内に配置するので、１つ（又は複数）の対象物が電磁ビームによって通過照射されることが提案される。さらに１つ又は複数の対象物の通過ビーム画像が撮影される。選択的に１つ又は複数の対象物の別の通過ビーム画像を撮影することができる。１つ又は複数の通過ビーム画像は、自動的に評価され、かつ集束装置は、評価に依存して調節される。集束装置は、粒子をビーム発生装置のターゲットに向けて転向するので、粒子によりターゲットにおいて電磁ビームが発生される。このようにしてそれ自体閉じた作用ループが生じ、この作用ループは、望ましくは集束装置が制御ループの操作装置であるように動作する。その際、通過ビーム画像内において発生すべき位置的な解像力に対して及び／又は通過ビーム画像の画像コントラストに対して、１つの値をあらかじめ与えることができ、この値に向かって、実際に達成される位置的な解像力及び／又は実際に達成される画像コントラストが調整される。その代わりに又は追加的に位置的な解像力の最大値（すなわち最も細かい解像力）及び／又は画像コントラストの最大値をあらかじめ与えることができ、又は集束装置の調節の変化によって自動的に、位置的な解像力及び／又は画像コントラストの最大値を検出することができる。
【００１２】
位置的な解像力（又は分解能）は、所定の最小の構造をまだ再現することができる能力として定義することができる。画像撮影装置の分解能は、変調伝達関数（英語では：モジュレーション・トランスファー・ファンクション、ＭＴＦ）によって示すことができる。解像力を検出するために、線パターン又はその他の定義された構造の画像撮影を一緒に作成することができる。しかしながら望ましくは解像力は、さらに詳細に実施例において説明するように、評価装置において画像値（たとえばグレー値）の変化を介して間接的にのみ判定される。
【００１３】
ディジタル通過ビーム画像の場合、画像撮影装置のピクセルの大きさから及び対象物の拡大率から、通過ビーム画像における最小の（許容可能な）位置的な解像力が明らかであり、この解像力は、電磁ビームの所定の焦点の大きさ又はビーム密度に相当する。この最小の（最悪の）解像力又はそれより良好な解像力は、たとえばあらかじめ与えることができる。その際、望ましくは焦点の大きさが小さすぎる際にターゲットは損傷することがあることも考慮される。それ故に解像力の範囲が存在し、この範囲は、下方に（許容可能な最悪の解像力）及び上方に（損傷のない最も細かい最善の解像力）制限されていることがある。少なくとも最悪の解像力が達成される場合、ビーム源は、解像力に対して、したがってディジタル画像において検出される情報に対して制限されることなく作用する。最善の解像力の範囲は、通常はターゲットの負荷限界によって、すなわちターゲットに入射する粒子の出力によって与えられている。これらの考えは、固定の長さの撮影期間に当てはまる。撮影期間が延長された場合、画像撮影装置の同じ解像力の際に、ターゲット出力は比例して減少することができ、その結果、ピクセルの大きさによって与えられる解像力の限界にまだ到達していない場合、さらに高い解像力を達成することができる。その逆にさらに大きな出力によって撮影期間は短縮することができる。本発明により最大の（最善の）解像力が新たに調節することができ、かつ／又は期間にわたって維持することができるので、撮影期間は、できるだけ短くすることができる。
【００１４】
特にあらかじめ与えられた値及び／又は最大値は、（望ましくは複数回繰り返して）装置の動作の間にチェックされ、かつ集束装置は、必要な場合には後から調節されるので、所望の値は再び達成される。そのために繰り返して特殊な校正対象物が、電磁ビームのビーム経路内に運び込むことができ、その際、特に最大値を調節するようにし、又は見つけるようにする場合、ビーム検査の対象物である本来の測定対象物はビーム経路内に残されていることが可能である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、すべての作用要因の結果である情報に基づいて、集束装置の調節が行なわれるという利点を有する。したがってターゲットの温度が考慮されるだけでなく、特にたとえばＸ線管の加速電圧及び粒子電流に対する焦点の関係も考慮される。
【００１６】
その上それどころか種々の方向（たとえば画像の直交座標系のＸ方向及びＹ方向）における通過ビーム画像の評価によって、集束装置の調節を方向特有に行うことができ、たとえば非点収差を補償するために行うことができる。この場合、集束装置は、少なくとも２つの調節可能なパラメータを有し、たとえば２つのコイルのコイル電流を有し、その際、それぞれのコイルは、ターゲットの表面に沿った２つの異なった方向のうち１つだけにおいて選択的に又は主として焦点の大きさに影響を及ぼす。
【００１７】
本発明によれば、ビーム発生装置の、特にＸ線管の動作における別の問題もなお解決することができる：ターゲットにおける焦点は、フィラメントにおける放射点の縮小されたかつ場合によっては軽く歪んだ結像である。フィラメントは、その寿命の経過中にその横断面を変化し、したがってその電気抵抗を変化する。それ故にフィラメントを通る電流は、最善の場合でも連続的であるが、少なくとも繰り返して後から調節するようにする。フィラメントの、したがって粒子ビームの全出力範囲にわたって正確に後から調節されていない場合、２つの可能性が生じる。
【００１８】
第１にフィラメント電流が大きすぎることがあるので、放射点は最適に小さく維持されるが、フィラメントの寿命が不必要に減少する。
【００１９】
第２にフィラメント電流が小さすぎることがある。その結果、電子を放射する面の電流密度がわずかになり、その結果、フィラメントとアノードとの間において（たとえばウェーネルトシリンダとして構成されたかつ）電子レンズとして作用する格子ダイヤフラムは、さらに大きな放射面から出る電子を利用する。それ故にターゲットに入射する電子のために作用する放射電流は、格子ダイヤフラムを介して調整することができ、又は調節することができる。放射点を形成する（又はこの放射点から出る）電子の電流密度は、このとき、あまりに小さいフィラメント電流のために（場所に関して）不均一になる。その上放射点は、確実に決めることができず、かつ管理することができない。この場合、焦点の形は、フィラメントごとに変化し、かつフィラメントの寿命の経過において変化する。それに反してフィラメント電流が最適値にある場合、焦点の形の変化はきわめてわずかである。
【００２０】
この不均一なかつ大きな放射点は、不均一なかつ拡大された焦点を引き起こし、この焦点は、他方において撮影する画像における構造のあいまいさに通じることがある（すなわち対象物におけるものよりも画像における鮮鋭でない構造に通じることがある）。最悪の場合、個別又は格子構造が、二重結像を記録することがある。本発明によればこのことは、１つ又は複数の校正対象物によって認識することができ、かつ少なくとも１つの通過ビーム画像の評価及びフィラメント電流の調節によって、自動的に修正することができる。その際、校正対象物は、特に連続的に変化する構造幅を有する（たとえば半径方向内方から半径方向外方へ連続的にビームの幅及び間隔が変化する）構造を有する（なお後に説明するようにたとえばシーメンススターのビームを有する構造）。それ故に所定の構造幅において二重像が発生されることを認識することができる。
【００２１】
フィラメント電流は、格子ダイヤフラム（又はその他の装置）に関連して、第１のアノード側の集束（予備集束）を引き起こし、この集束は、ターゲットにおける最適な焦点の大きさを調節することに貢献するので、
・フィラメント電流を調節するための（又はターゲットに入射する粒子を放射する別の装置を調節するための）調節装置、及び／又は
・格子ダイヤフラム、穴あきダイヤフラム又はその他の電界レンズの集束作用を調節するための調節装置は、
集束装置又は集束装置の一部という意味でもある。しかしながら本発明は、このような調節装置を有する集束装置に限定されるわけではなく、かつ格子ダイヤフラムを有するＸ線管にも限定されるわけではない。それどころか本発明の所定の構成において、たとえば磁界（又は電界）だけが調節され、この磁界は、すでに存在する粒子ビームを集束する。
【００２２】
集束は、フィラメントにおける１次的な焦点をターゲットにまで縮小するという役割を有する。前記の場合において、このことは、第１にカソード自体における電界集束によって達成される。たとえばウェーネルトシリンダとして形成された格子ダイヤフラム又は穴あきダイヤフラムは、負の電位にあるダイヤフラムが粒子（電子）に反発し、かつこのようにして束ね、その結果、アノード平面にある粒子ビームの第１の締め付け部（“クロスオーバー”）が生じる作用を有する。この縮小又は予備集束の後に、アノードの後において電界のない範囲においてたとえば通常の磁界集束が行われる。
【００２３】
さらに本発明の変形において、別の量を考慮することができ、これらの量は、たとえば焦点対象物間隔（ＦＯＤ）、焦点検出器間隔（ＦＤＤ）及びターゲットの種類のように、通過ビーム画像に影響を及ぼす。ＦＯＤ及びＦＤＤは、幾何学的な状況を決める。幾何学的な状況を利用して、かつ通過ビーム画像におけるピクセルの大きさに関する情報を利用して、ビーム源によって発生される解像力又はぼけ（場所解像力から得られるような）は、幾何学的な状況及びピクセルの大きさによって決まるＣＴ再構成後におけるヴォクセル（Ｖｏｘｅｌｓ）の大きさにあらかじめ与えることができ、かつ／又は整合することができる。整合のために集束装置は相応して調節される。調節を行うことができるようにするために、１つ又は複数の通過ビーム画像の評価によって、付属の解像力を判定することができ、かつそれにより特にピクセルの拡大及びエッジ長さの間の所定の関係を考慮して、１つ又は複数の再構成された画像に対応するヴォクセルの大きさを計算することができる。この大きさが、あらかじめ与えたもの及び／又は最小値と一致しなかった場合、集束装置を相応して調節することができる。
【００２４】
前の段落において説明した構成においてだけでなく、集束装置を調節する際に、１つ又は複数の画像の評価の結果以外に別の情報を考慮することができる。たとえばＸ線管の加速電圧及び電子電流及び／又はターゲットに当たる粒子の瞬時出力を考慮することができる。その代わりに又は追加的にターゲット、又はたとえばターゲットを取り付けたベース及び／又は電磁ビームが通過するウインドウのようなビーム発生装置のその他の部分の特性も考慮することができる。ビーム発生装置の動作量（たとえば粒子電流、加速電圧）の目標値の代わりに又はそれに加えて、これらの量の測定値を全体的に又は部分的に利用することができる。調節の際に考慮することができるその他の目標量又は測定量は、ビーム発生装置の別の部分、通過ビーム画像を撮影するかつ評価する装置の一部の状態を定義する量、及び／又はたとえば部分及び／又は環境の１つ又は複数の温度のような環境を記述する量の状態を定義する量である。１つ又は複数のこれらの量相互の間及び／又は集束装置の状態及び／又は焦点の大きさの関係は、あらかじめ確定することができ、かつ集束装置の調節のために、たとえば１つ又は複数のテーブルの形にして得ることができ、かつ利用することができる。
【００２５】
本発明の別の様相は、集束装置の調節のために利用することができる校正対象物である。校正対象物は、電磁ビームのビーム経路内に運び込むことができるので、この校正対象物は、電磁ビームによって通過照射され、かつ通過ビーム画像は撮影される。この通過ビーム画像又は複数の通過ビーム画像の評価によって、集束装置の調節のために必要な情報を取得することができる。校正対象物は、可動の保持部を利用して、ビーム経路内においてターゲットに対して相対的な所定の位置に運び込むことができる。保持部の操作によって校正対象物が、ビーム経路から取り除かれ、又は再びビーム経路の所定の位置に運ばれるように、保持部を構成することができる。たとえば校正対象物は、保持部の一部に取り付けることができ、この一部は、回転及び／又は線形運動によって所定の位置に相当する位置に運ぶことができ、その際、この一部は、望ましくはこの位置に係止することができ及び／又はロックすることができる。
【００２６】
それにより測定対象物の測定の間に、校正対象物を再三所定の位置に運び、かつ結果として生じる通過ビーム画像を集束装置の調節を修正するために利用することが可能である。その際、可動の保持部は、望ましくはビーム発生装置に結合されているので、この結合に基づくだけで、所定の位置は再現可能に達成することができる。校正対象物及び／又はフィルタが、出口横断面のすぐ後においてビーム経路内に配置されており、この出口横断面を通ってビームが、ビーム発生装置から出る。このようにして通過ビーム画像において校正対象物のきわめて大きな拡大を達成することができ、又は前出口横断面にわたってわずかなフィルタの大きさにおいてフィルタ処理を補償することができる。
【００２７】
放射線写真法において、少なくとも一部においてフィルタを利用し、このフィルタを通してビームが通過するので、ビームのスペクトルが変化することは通常のことである。望ましくは保持部は、ビームをフィルタ処理する１つ又は複数のフィルタを有するので、保持部の操作によって、選択的に１つ又は複数のフィルタ及び／又は校正対象物が、電磁ビームのビーム経路内に運び込むことができる。したがって校正対象物は、固有のフィルタのように考慮することができるが、このフィルタは、ビームのスペクトルに影響を及ぼさず、又はもっぱらビームのスペクトルに影響を及ぼすだけでなく、定義された立体角範囲内においてビームの強度を弱める。
【００２８】
それ故に保持部内に校正対象物を統合することによって、もはや追加的な空間は、全く又は言うに値しない程度にしか必要ない。
【００２９】
校正対象物及び測定対象物が、同時に電磁ビームのビーム経路内にある場合、校正対象物は、望ましくは測定対象物よりもターゲットの近くに配置されている。望ましくは校正対象物は、（たとえばすでに説明したように）ビーム発生装置に配置されており、又は取り付けられており、その際、ビーム発生装置は、ターゲットを有する。
【００３０】
この配置の利点は、すでに述べたように、大きな拡大率を有する校正対象物の構造の拡大、校正対象物の簡単な取り扱い、及びビーム経路内における校正対象物の正確に再現可能な位置決めにある。
【００３１】
材料のエッジによって又は複数の材料のエッジ及び／又は縁によって形成される構造を有する校正対象物は、特に望ましい。エッジとは、特に望ましくは表面がそのエッジの高さの方向にかつ電磁ビームの光軸の方向に又は光軸に対して平行に延びるように配置されたそれぞれの材料の表面という意味である。その際、特にエッジがビームのビーム円すいの外側範囲に配置されている場合、エッジは、正確に光軸の方向又はこれに対して平行に延びていなくともよい。
【００３２】
本発明による方法の構成において、エッジによって発生されるエッジプロファイルに対して横向きに延びた線に沿ってそれぞれの画像内において少なくとも１つの通過ビーム画像を評価する際に、画像値（特にグレー値）の変化が評価され、かつ変化に依存して集束装置が調節される。エッジプロファイルとは、通過ビーム画像におけるそれぞれのエッジによって発生される画像構造という意味である。エッジを有する材料内において、ビームの吸光が行われる場合、エッジプロファイルは、わずかなビーム強度に相当する画像範囲と大きなビーム強度に相当する画像範囲との間における多かれ少なかれ鋭く延びた移行部のことである。それ故にたとえば放射線写真法のために通常のグレー値画像において、異なったグレー値を有する範囲の間における移行部が問題になる。エッジプロファイルに対して横向きに延びた前記の線に沿った通過ビーム画像の評価に基づいて、画像値の変化の鮮鋭度又は突然性を確定することができ、かつ集束装置の調節のために利用することができる。たとえば画像値の相違に隣接するピクセルだけを評価することができ、これらのピクセルは、線上にある。この評価の際に、エッジプロファイルにおける移行部の鮮鋭度を確定することができるようにするために、線に沿った隣接するピクセルの間の大きな相違に過剰に重みを付けすることができる。たとえばそれぞれ隣接するピクセルの間の画像値の相違の二乗が形成され、かつすべての二乗が合計される。これに沿って評価される線が複数のエッジプロファイルに交差していることは、さらに有利である。
【００３３】
それぞれの画像内において互いに横向きに延びた２つの異なった線に沿って画像値の変化が評価されることは、さらに望ましい。特に画像撮影装置の検出器マトリクスの列又は行の方向に線が延びていてもよい。このようにして、１つの方向における画像が、別の方向におけるものより鋭いことを確認することができる。望ましくはこのことは、集束装置の調節の際に考慮される。そのために集束装置は、たとえば第２の電磁コイル及び／又は追加的な電子レンズを有し、この電磁コイル及び／又は電子レンズは、電子ビームの伝搬に対して横向きの方向に関してだけ電子ビームを集束する。
【００３４】
校正対象物は、望ましくは種々の出力範囲において集束装置の設定を調節するために適している。ここでは出力とは、粒子がターゲットに入射する出力という意味であり、したがってたとえばターゲットに向けられた電子ビームの電子を加速するための電気的な加速出力という意味である。
【００３５】
このような校正対象物の具体的な構成において、校正対象物の構造は、第１の部分構造及び第２の部分構造を有し、その際、第１の部分構造におけるエッジ及び／又は縁の間隔は、第２の部分構造におけるものよりも大きい。このことは、第１の部分構造の小さな部分における個々の間隔又は１つの間隔が、第２の部分構造の小さな部分範囲におけるものよりも小さいということを除外するわけではない。しかしながら平均的に又は主として、第１の部分構造における間隔のほうが大きい。
【００３６】
それ故に第１の部分構造は、大きな出力の際に使用することができ、かつ第２の部分構造は、小さな又はいっそうわずかな出力の際に使用することができる。
【００３７】
エッジを形成する材料範囲がビーム又はシーメンススターのセグメントのように形成されておりかつ別のビームに対して相対的に配置されている校正対象物は、特に望ましいが、その際、シーメンススターにおけるように、すべてのビームが、互いに一定の角度間隔において存在しなければならないわけではない。それどころか中心の視野からそれぞれ複数のビームだけが、部分角度範囲をなして中心の周りに半径方向外方に延びていることは望ましい。それに反して別の角度範囲は、ビームを含まないか、又は別の角度幅を有するビームを含んでいる。角度幅とは、ビームの両方の外側エッジの角度間隔という意味である。
【００３８】
特にこのようにして第１及び第２の部分構造を実現することができる：少なくとも１つの角度範囲に、いっそうわずかな角度幅を有するビームが配置されており（第２の部分構造）、かつ少なくとも１つの角度範囲に、いっそう大きな角度幅を有するビームが配置されている（第１の部分構造）。その際、望ましくは同じ角度幅のビームの角度間隔は、それぞれの角度範囲における角度幅に等しい。
【００３９】
一般的に定式化して、したがって前記の具体的な実施例から離れて、第１の部分構造及び第２の部分構造のエッジ及び／又は縁は、電磁ビームの伝搬空間に関して異なった立体角範囲に延びているので、第１の部分構造及び第２の部分構造の通過ビーム画像を撮影することができる。その際、第２の部分構造は、電磁ビームのビーム経路内において第１の部分構造よりもターゲットの近くに配置されている。それにより通過ビーム画像において、間隔の大きさに相当する拡大を達成することができる。両方の部分構造は、望ましくはそのスペクトル比に関しても異なっており、このスペクトル比は、間隔対高さの比として定義されており、したがってここでは特にエッジ及び／又は縁の間隔対エッジの高さの比として定義されている。高さは、ほぼビームの伝搬方向に延びた方向において判定される。シーメンススターに類似のビームを有する構成において、縦横比は、たとえばエッジ及び／又は縁の間におけるビームの中央において半径方向に存在する間隔によって形成される。
【００４０】
エッジ及び／又は縁が、電磁ビームの伝搬方向に対して横向きに、かつほぼビームの光軸から半径方向外方に延びた方向に延びているように、構造が配置されると望ましい。シーメンススターのビームの場合、光軸（検出器装置の中央に対する焦点の直線結合線によって及び／又はビーム円すいの中心軸線によって定義される）は、それゆえに望ましくはビームの中心において校正対象物を通過する。
【００４１】
校正対象物の有利な構成は、電磁ビームに対して透明な支持体材料を有し、この支持体材料は、特に２つの平行な表面を備えたディスク状の部材を有する。支持体材料が、電磁ビームのビーム経路内に配置されている場合に、ビームは、望ましくはほぼディスクの表面に対して垂直に支持体材料を横断する。望ましい材料は、ガラス炭素（Ｇｌａｓｋｏｈｌｅｎｓｔｏｆｆ）であり、このガラス炭素は、純粋な炭素からなる高度な技術の材料であり、かつグラファイトの特性とガラス状の及びセラミックの特性を１つにしたものである。
【００４２】
特にディスク状の支持体材料の上に、たとえば電気めっきの方法によって（すなわち相応する浴内における堆積によって）、エッジ及び／又は縁を形成する材料範囲が取り付けられている。その代わりに材料範囲は、特にミクロ電子的な構成部分の製造により周知のようなリソグラフィーの技術を利用して製造することができる。その際、ＣＶＤ（ケミカル・ヴェーパー・デポジション）又はＰＶＤ（フィジカル・ヴェーパー・デポジション）のプロセスを実行することができる。エッジ及び縁を形成するために望ましい材料は、高度に吸収する金である。
【００４３】
本発明による方法の前記の一般的な説明において、すでにたびたび電磁ビームを発生する本発明による装置の特徴にも立ち入っている。装置は、特に次のものを有する：
−調節可能な集束装置を有し、この集束装置は、粒子（特に電子）をターゲットに向けて転向するので、粒子によってターゲットおいて電磁ビームを発生するように構成されており（又はターゲットにおいて粒子を制動することによって）、
−対象物の通過ビーム画像を撮影する画像撮影装置を有し、これらの対象物は、電磁ビームによって通過照射され（特に校正対象物の）、
−評価装置を有し、この評価装置は、画像撮影装置に結合されており、かつこの評価装置は、１つ又は複数の通過ビーム画像を自動的に評価するように、構成されており、かつ
−調節装置を有し、この調節装置は、評価装置に結合されており、かつこの調節装置は、評価装置における評価の結果に依存して、集束装置を調節するように、構成されている。
【００４４】
前にすでに説明した校正対象物は、装置の一部とすることができる。しかしながら本発明は、自立した対象物として校正対象物にまで及んでいる。
【００４５】
今度は添付の図面を引用して、本発明の実施例を説明する。図面の個々の図は、次のものを示している：
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】Ｘ線ビームを発生するＸ線管を示す図であり、
【図２】調節可能な集束装置を含む電磁ビームを発生する装置を概略的に示す図であり、
【図３】ターゲット上に粒子ビームを集束するコイルを概略的に示す図であり、
【図４】画像発生装置上における校正対象物の結像を示す図２に示す装置の部分図であり、
【図５】異なったスケールを有する２つの異なった部分構造を備えた校正対象物を示す図であり、
【図６】いっそう大きな寸法を有する図５に概略的に示した部分構造の具体的な構成を示す図であり、
【図７】いっそう小さな寸法を有する図５に概略的に示した部分構造の具体的な構成の図であり、
【図８】電磁ビームが伝搬する立体角範囲にわたって図６及び図７による部分構造がどのように分散しているかを示す図であり、
【図９】集束装置のコイル電流に依存する通過ビーム画像の画像解像力又はコントラストを示す図であり、かつ
【図１０】たとえば図１によるＸ線管に統合された電子を加速しかつ集束する装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
図１は、Ｘ線管であるビーム発生装置１の概略的な長手断面図を示している。破線３によって入射方向が図示されており、この入射方向において電子は、電子絞り９を通ってビーム発生装置１内に侵入し、かつタングステンフィルムからなるターゲットに５に当たる。その上ビーム発生装置１の真空にされた内部空間１４内に、電子絞り９に加えて、ターゲット５の焦点に電子を集束するこの図には示されていない集束装置が設けられている。調節可能な集束装置は、従来の技術により公知であり、たとえば米国特許出願第２００１／００５０９７２号明細書により公知であり、かつそれ故にさらに詳細には説明しない。本発明は、このような集束装置によって実施することができる。
【００４８】
ターゲット５は、たとえばダイヤモンドからなるベース７によって支持される。ターゲット５の視野から向かい合ったベース７の側においてベース７は、銅からなる中実の棒１３によって支持される。棒１３は、したがってベース７及びターゲット５も、矢印１６によっても暗示するように、棒の中心軸線１５の回りにおいて手動で回転することができ、ターゲット５の視野から向かい合った棒１３の端部に、ローレットノブ機構１８が設けられており、このローレットノブ機構は、長手軸線１５の回りにおける棒１３の旋回を可能にする。
【００４９】
その上ターゲット５及びベース７を間接的に冷却する冷却装置１９が設けられている。間接的な冷却とは、ターゲットもベースも、冷却装置又は冷却装置の冷媒に直接接触していないことという意味である。装置１の動作の際、冷却装置１９は、熱放射によって及び棒１３と冷却装置１９との間の詳細には図示されていない材料ブリッジを介して、熱を吸収し、かつこの熱を放出する。
【００５０】
ターゲット５から発生されたＸ線ビームは、Ｘ線ビームに対して透明なウインドウ２０（たとえばベリリウム又はダイヤモンドからなる）を通過するビームを除いて吸収される。吸収は、管ヘッド自体又は管ヘッドを囲むシールドによって引き起こされる。測定対象物及び画像撮影装置の方向においてビーム源から全面的に放射されたビームは、ビーム経路内においてウインドウ２０の前又は後に配置されたコリメータ２１によって有効ビーム円すいに平行調節される。
【００５１】
図２は、ビーム発生装置１、たとえば図１によるＸ線管を示している。ビーム発生装置１は、調節可能な集束装置２２を有し、この集束装置は、たとえば少なくとも１つの磁気コイル３１を有する。コイル電流は、操作装置３０によって調節され、しかも操作信号に依存して調節され、この操作信号は、操作装置３０によって制御ユニット３３から受信され、この操作装置と制御ユニットは、制御信号線３４を介して互いに結合されている。
【００５２】
制御ユニット３３は、コンピュータ２４の一部であり、このコンピュータは、その上なお評価装置３５を有する。制御ユニット３３は、評価装置３５に結合されており、操作装置３０に出力すべき制御信号を発生する際に、評価装置３５において行なわれる画像の評価の結果を考慮している。
【００５３】
評価装置は、画像発生装置２３から結合部３６を介して画像に関する情報を受信し、この画像発生装置は、Ｘ線ビームに対して感応する検出器を有し、かつ画像発生装置２３に入射するＸ線ビームパターンに相応して２次元画像を発生するように構成されている。その際、画像発生装置２３の個々の検出器は、これらの検出器が当たったＸ線ビームを時間に関して積分し、又は時間に関する経過を検出するように構成することができる。積分又は時間経過は、検出器から供給される画像信号を撮影するために画像発生装置２３の図示しない撮影装置によっても準備することができ、又は行うことができる。画像発生装置２３は、ＣＴ検査に対する従来の技術によりそれ自体周知のように構成することができ、かつ特に手工業的に及び／又は工業的に製造された対象物を検査するための画像発生装置とすることができる。
【００５４】
その上図２に、発散するビーム束又はビーム円すい３８の側面図が示されており、このビーム円すいは、ビーム発生装置１の焦点３９から出ている。Ｘ線ビームのビーム経路内に測定対象物２６があり、この測定対象物は、検査しようとするものであり、かつこの測定対象物からたとえば複数の画像から再構成した後に（対象物２６の種々の回転位置において図２に示した装置によって撮影された放射線写真法撮影）、３次元の画像データセットが発生され、この画像データセットのヴォクセル（体積要素）は、対象物２６のそれぞれ対応する体積要素における吸光に相応してそれぞれ１つのグレー値を有する。
【００５５】
ビーム発生装置１において、装置１から電磁ビームが出る出口開口のすぐ後に又は出口横断面のすぐ後に、可動の保持部２５が配置されており、この保持部は、特にビーム発生装置１の外壁に及び／又は本体に取り付けられている。図２に示された双方向矢印が暗示するように、保持部２５は、ビーム経路に対して横向きの方向に動かすことができるので、選択的に所定の構造及び／又は対象物をビーム経路内に配置することができる。対象物又は構造は、たとえば保持部２５の暗い及び明るい範囲の連続によって暗示されたように、互いに並べて配置することができ、かつこのようにして出口横断面に対して相対的な保持部２５の移動によって、選択的に個別的にビーム経路内に運び込むことができる。
【００５６】
その代わりに又は追加的に複数の構造及び／又は対象物が同時にビーム経路内に運び込むことができるように、特にビームの伝搬方向に互いに前後に及び／又は互いに並べて運び込むことができるように、複数の構造及び／又は対象物を保持部によって保持することができる。保持部は、回転可能にすることもできるので、回転によって、１つ又は複数の構造及び／又は対象物をビーム経路内に運び込むことができる。
【００５７】
対象物において、特に通過するビームをフィルタ処理するフィルタが問題になる。構造において、特に１つ又は複数の校正対象物が問題になる。複数の構造を有する校正対象物の特に望ましい構成についてなお図５ないし図８を引用して詳細に説明する。
【００５８】
図１０は、粒子（ここでは電子）を発生しかつターゲットに粒子ビームを集束する装置のための具体的な実施例を示している。電流が流通するフィラメント１０１は、電子を放射する。フィラメントは、たとえば１つの曲げ部を有することができ、この曲げ部において電子が放射される（いわゆるヘアピンフィラメント、英語では：ヘアピンフィラメント）。フィラメント１０１（カソード）と電子ビームの伝搬方向において後続の穴あきダイヤフラム１０３（アノード）との間に電圧を加えることによって、電子は加速される。電子ビームの相応した利用可能な部分は、参照符号１００によって示されている。フィラメント１０１と穴あきダイヤフラム１０３との間に第２の穴あきダイヤフラム１０２があり、この穴あきダイヤフラムは、たとえばウェーネルトシリンダである。穴あきダイヤフラム１０２は、電界レンズとして作用し、かつ電子ビームをあらかじめ集束する。したがって電子ビームの利用可能な部分１００は、穴あきダイヤフラムの平面（アノード平面）に締め付け部（クロスオーバー）を有する。その伝搬のその後の経過において、電子ビームの利用可能な部分は、集束装置１０４を通過し、この集束装置は、たとえば磁気コイルである。その代わりに集束装置１０４は、別の構成にしてもよく、かつたとえばコンデンサ装置であってもよい。その上１つの集束装置１０４の代わりに、電子のビーム経路の電界のない範囲に、すなわちアノードの後にある範囲に、ビーム方向において（すなわち経路上において）互いに前後にある複数の集束装置を設けることができる。その結果、１つ又は複数の集束装置が適正に調節された場合、いずれの場合にも、ターゲット５の焦点に電子ビームが集束する。
【００５９】
図３は、電子ビームを示しており、この電子ビームは、図の右側における源から到来して調節可能な磁界４１を通過し、この磁界は、たとえば図２に示された集束装置２２によって発生される。それにより電子ビーム４３は、ターゲット５上に集束することができ、このターゲットは、結合材料（たとえば硬質はんだ）の層６を介してベース７に結合されている。
【００６０】
図３は、磁界４１の２つの異なった状態の作用を示している。第１の状態において、電子ビーム４３は、２つの実線の矢印線によって示されるように、ターゲット５に当たるまで発散しながら磁界４１を通って伝搬する。これに関連して、ターゲット５における焦点の大きな寸法が生じ、このターゲットにおいて電子は、ターゲット５の材料に当たる。磁界４１の第２の状態において、電子ビーム４３の発散する縁ビームは、図３におけるは線の矢印線によって示されるように転向され、かつターゲット５において著しく小さな焦点４５に集束する。コイル電流の微調節によって、焦点４５の大きさが（ターゲット５の表面に沿って測定して又は考慮して）、所定のあらかじめ与えられた値に達するように、又は通過ビーム画像において所望の効果を生じる値に達するように、磁界４１は変化することができる。たとえば磁界４１の調節又はコイル電流の変化によって、通過ビーム画像において所定の最小解像力を有する及び／又は最大解像力を有する校正対象物の構造の画像を見つけることができるように、焦点４５の大きさが調節される。
【００６１】
図４は、ビーム発生装置の出口ウインドウ５１を示しており、この出口ウインドウを通って電磁ビームが、３つの矢印によって暗示するように、ビーム装置の外方に伝搬する。校正対象物５６のための保持部５５は、ビーム方向に対して横向きに可動に出口ウインドウ５１のすぐ前に配置されている。保持部５５の移動運動を案内するガイド５７は、直接又は間接的にウインドウ５１に固定的に結合されている。このようにして保持部５５は、ウインドウ５１及び図４に図示しないターゲットに対する所定の相対位置に再現可能に運ぶことができる。たとえば保持部５５は、この保持部が所定の相対位置に係止するように構成することができる。その上ガイド５７は、このガイドが保持部５５の運動を案内するだけでなく、この保持部を保持するように構成することができる。それ故に保持部５５は、意図に反してガイド５７から外れることはない。
【００６２】
すでに述べたように、保持部５５は校正対象物５６を保持する。この校正対象物５６は、きわめてわずかしか電磁ビームを吸収しない及び／又は散乱しない材料（望ましくはガラス炭素）からなるディスク状のターゲット５８を有する。
【００６３】
ターゲット層５８の表面に、ターゲット層５８とは別の材料からなる範囲５９が形成されている。この材料は、電磁ビームに対して明らかに大きな減衰係数（散乱及び吸収）を有する。たとえば金が、Ｘ線ビームに対して良好に適している。
【００６４】
材料範囲５９は、ほぼ電磁ビームの伝搬方向に延びたエッジ６０を有する。それに相応して図２による画像発生装置２３のように構成することができる画像発生装置６５に、ビーム範囲５９に対応するビームパターンが発生される。
【００６５】
画像発生装置６５に投影される材料範囲５９のできるだけ鋭いエッジ又は縁を達成することができるようにするために、材料範囲５９は、できるだけ大きな縦横比（高さＨを間隔又は幅Ｂによって割る）を有する。縦横比の定義のために、幅Ｂの代わりに、材料範囲５９の間の間隔を利用してもよい。図４に示された概略的な場合に、縦横比はほぼ１：３である。しかしながら特にビーム発生装置の大きな出力に対して、少なくとも０．６の、望ましくは０．８より大きな縦横比が提案される。大きな出力とは、１００Ｗないし数１００Ｗ（たとえば３２０Ｗ）の範囲におけるミクロフォーカスＸ線管の電子ビーム出力の値という意味である。
【００６６】
図５は、２つの異なったスケールの構造７１，７３を有する校正対象物を示している。ここでも保持部７８が設けられており、この保持部は、たとえば図４による保持部５５の代わりに又は図２による保持部２５として設けることができる。特にビーム発生装置に対して相対的な保持部７８の相対運動を可能にすることができるので、必要な場合には、構造７１，７３は、電磁ビームのビーム経路内に運び込むことができる。
【００６７】
図５による表示において、保持部７８が相応して配置されている場合、ビームは、下から上へ構造７１を通り抜け、又はここを通過する。一般にこの実施例から離れて、その際に材料範囲のエッジが光軸に対して平行に整列されること（たとえば板ばね平行四辺形の形のモノリシック要素）は望ましい。それ故にまずビームは、構造７３の支持体層７６を通過する。このとき、構造７３を形成する材料範囲７４において、ここを通過する電磁ビームのかなりの減衰が行われる。減衰したビーム、及び減衰することなく材料範囲７４に対して密な間隔を置いて構造７３を通過したビームは、その後のビーム経路において構造７１において減衰することなくこの構造を通過する。
【００６８】
他方において大体において減衰することなくターゲット層７６を通過しかついっそう離れて材料範囲７４を通過したビームは、部分範囲においてまず構造７１のターゲット層７５を通過し、かつそれから構造７１の材料範囲７２における減衰によって減衰する。同様に構造７３の材料範囲７４によって減衰しなかったビームの別の一部は、著しく減衰されることなく材料範囲７２も通過する。このようにして画像発生装置の方向に電磁ビームの伝搬のために、構造７３の結像を発生する立体角範囲、及び構造７１の結像を発生する別の立体角範囲が存在する。それ故に特に電子ビーム又はその他の粒子ビームの種々の出力範囲において校正（集束装置の調節による）を行なうために、同じ校正対象物に種々のモードの構造を設けることができる。図５から認識可能なように、幅広い材料範囲を有する構造の材料範囲７２の高さは、狭い材料範囲７４を有する構造におけるものより大きい。図において概略的な表示が問題になっている。実際には材料範囲の大きな幅を有する及び／又は材料範囲の大きな間隔を有する１つ又は複数の構造の縦横比は、ビームに対して横向きに小さな寸法を有する構造におけるものよりも大きい。
【００６９】
図６及び図７は、２つの異なった構造の通過ビーム画像又は図を示しており、これらの構造は、たとえば一緒にビーム経路内において図５によるモードの校正対象物に配置することができ、又はこれらの構造の通過画像は、画像発生装置によって同時に撮影することができる。両方の構造は、たとえば図６及び図７に円の線によって暗示されたディスク状の支持体７５又は７６上に配置されており、これらの支持体において、図５による支持体を問題にすることができる。しかしながら大きな寸法を有する構造の材料範囲は、図５による材料範囲とは異なった構成にされている（形成されかつ配置されている）。
【００７０】
図６は、暗い面によって表示されて、支持体７５上における範囲を示しており、これらの範囲は、ビームに対して吸収する材料の材料範囲である。それ故に全部で４つの円セグメントが存在し、これらの円セグメント内にそもそも材料範囲８１ないし８４があり、これらの材料範囲は、電磁ビームの著しい減衰を引き起こすことができる。しかしながらこれらの円セグメント内にそれぞれ３つの放射状の範囲が空けられ、その際、これらの範囲及び円セグメントは、ターゲット７５の中心に関して半径方向に内方から外方に延びている。その際、空いた範囲及び円セグメントも、内方から外方に広がっている。しかしながら空いた範囲は、円セグメントの外側半径に対して間隔を置いてすでに終っていてもよい。
【００７１】
それに反して図７による構造において、支持体上に吸収する材料からなる複数の材料範囲８５ないし８８だけが取り付けられており、その際、これらの材料範囲は、図６による構造の空いた範囲のような相互の形及び相対配置を有する。ただし材料範囲８５ないし８８の寸法は、図６による空いた範囲の外側寸法よりも小さい。特に材料範囲８５ないし８８の外側縁の角度間隔（円形の支持体７６の中心の回りの角度スケールに関して）は、図６による空いた範囲の外側縁の角度間隔よりも著しく小さい。望ましくは（図７におけるものとは異なった表示）個々の材料範囲８５，８６，８７，８８の間の角度間隔も、図６による空いた範囲の間の角度間隔よりも小さい。それ故に構造は、材料範囲の幅に関して及び材料範囲の間隔に関して、図６による構造よりも小さな寸法を有することができる。
【００７２】
図７及び図８による構造は、両方とも材料によって覆われた面を有する。それにより絶対的なコントラストが決められ、このコントラストは、理想的に１であるが、本実施例において材料の有限の厚さに基づいて、かつ支持体材料における減衰に基づいて、１よりも小さい。位置的な解像力は、ＭＴＦ（英語では：モジュレーション・トランスファー・ファンクション）として示すことができる。特にそれぞれの構造の幅（１ｍｍあたりの線の対として示す）に対して、１つの伝達比を示すことができる。解像力の特性地として、（検出器技術において）一般にほぼ３０％のＭＴＦにおける構造幅（ＬＰ／ｍｍ）が示される。総合的なＭＴＦは、１つ又は複数の動作状態に対する装置の品質の特徴として示すことができる。動作状態のパラメータは、特に粒子ビームの出力、拡大、及び集束装置の１つ又は複数の調節値である。
【００７３】
図８は、構造が図５にしたがって校正対象物の様式にしてビーム経路内に互いに前後に配置された場合、図６及び図７による両方の構造の通過ビーム画像又は図を示している。円セグメント状の横断面を有するそれぞれ４つの立体角範囲内に、小さな寸法を有する構造及び大きな寸法を有する構造が結像されていることを認識することができる。
【００７４】
通過ビーム画像内に存在する画像解像力又はコントラストを検出するために、たとえば図７による構造が評価される場合、図７に暗示するように、互いに垂直になった両方の矢印線９１，９２に沿って評価を行うことができる。その際、矢印線９１，９２の方向は、画像発生装置の個々の検出器の列又は行の方向に一致する。それ故にたとえば検出器の１つの列及び行を評価するだけでよい。その上構造のエッジは、望ましくは評価装置がこれらのエッジの経過に対して垂直にエッジに交差するように整列される。それ故に評価の線は、図７に示したものよりも著しく短くともよい。評価の際に、特に次のように行なわれる：
列及び行によって形成される検出器の連続は、それぞれ１つの画像値、たとえばグレー値を提供し、この画像値は、当たったビームの強度に相当する。このとき、互いに順に連続する検出器のそれぞれの対に対して、画像値の差が検出される。いっそう大きなコントラスト、したがっていっそう大きく達成された解像力に相当するいっそう大きな差をいっそう大きく重み付けするために、差は二乗される。それにより差の評価のために必要ない符号も除去される。差の二乗の合計が形成され、かつ集束装置の調節のための評価の結果として利用される。
【００７５】
図９は、集束装置のコイル電流Ｃと（Δｌ）＊２によって記号化されたこの結果量の関係を概略的に示している。コイル電流Ｃの小さな値から始まって、コントラストがはっきりと上昇し、かつすでに値Ｃ１においてきわめて大きいことがわかる。さらに上昇するコイル電流ＣとともにＣｍａｘにおいて、コントラストの最大値に到達する。それ以上上昇するコイル電流Ｃとともにコントラストは再び大幅に低下する。典型的にはコントラストは、継続する動作の間に、“Ｍａｘ−Ｄ”と“Ｍａｘ”との間における範囲内にある。その際、図９に破線で示す曲線によって暗示するように、コイル電流Ｃとコントラストの関係は移動することがある。そのための理由は、温度及び環境の変化、及びビーム発生装置の部分の変化であることがある。しかしながらたとえばＸ線管の電子ビームの電流又は電子ビームの加速電圧のような別の作用要因も、コントラストとコイル電流Ｃとの間の別の関係を引き起こす。それゆえに望ましくは繰り返して校正対象物が、ビーム経路内に持ち込まれ、かつコイル電流の変化によって再びコントラストの最大値が調節される。その際、最大値は、前のものと異なったコントラストの値にあることがある。それ故にコイル電流の種々の値を調節し、かつ種々のコイル電流の結果として生じるコントラストを利用して、コントラストの最大値を検出し又は見つけることが望ましい。その際、たとえばコイル電流にしたがってコントラストの導関数を形成することができる。
【００７６】
コイル電流の代わりに又はそれに加えて、粒子を放射する放射装置を流れる電流を調節することができ、これらの粒子は、焦点においてターゲットに当たり、かつここにおいて電磁ビームを発生する。このことは、集束装置の調節の一部として放射装置の調節を行なわないことを明確に述べない場合、本発明のすべての構成に当てはまる。
【００７７】
実際に複数の部分集束装置を有する集束装置も存在し、これらの部分集束装置は、複数段のプロセスにおいて調節される。その際、たとえば第１のステップにおいて、まず電子ビームの出力及び／又は放射装置（たとえばフィラメント）を流れる電流が調節され、かつ集束装置又は集束装置の別の部分の相応した予備調節が行なわれる。続いて本発明による方法における第２のステップにおいて、電子ビームの方向に連続する２つの集束装置のうち第１のものが調節される。再び続いてたとえば本発明による方法における第３のステップにおいて、電子ビームの方向に連続する２つの集束装置のうち第２のものが調節される。特に第２及び第３のステップは、繰り返して行うこともできるので、反復法において集束が行われる。
【００７８】
焦点の特に小さな寸法の際、及び大きな電子ビーム出力の際、ターゲット材料の過熱が生じることがある。それ故に達成可能な最大のコントラストに相当しない焦点寸法の最小値を設定しなければならないことがある。それ故にたとえば上回ってはいけないコントラストに対する上側限界もあらかじめ与えられることがある。この場合、最大コントラストに調節されるのではなく、上側限界値に調節される。本発明による方法において１つ又は複数の通過ビーム画像の評価によって、通過ビーム画像における位置的な解像力又はＣＴ体積データセットにおけるヴォクセルの大きさを調節することも可能である。望ましくはこのことは、測定対象物の検査のために撮影される第１の撮影の前に行われる。
【００７９】
特にコンピュータトモグラフィ（ＣＴ）の際に再構成のために、このことは、通過ビーム画像において調節されたコントラストの際に有意義であるものよりも小さなヴォクセルによって再構成を行なう（計算する）ことを避けることができるので、決定的な利点である。
【００８０】
図７ないし図９による校正対象物は、構造の中心に関していっそう小さな又はいっそう大きな半径の際に、電磁ビームの方向に対して横向きにいっそう小さな寸法を有する構造及びいっそう大きな寸法を有する構造を評価することができるという利点を有する。それにより装置の種々の動作状況に対して、校正対象物を交換する必要なしに、それぞれ構造の適当な範囲を評価することができる。たとえば１０Ｗより小さいきわめて小さな電子ビーム出力の際に、図７による構造は、中心の近くにおいて評価される。ここでは材料範囲の最小の間隔及び最小の幅を見出すことができる。
【００８１】
それに反してきわめて大きな電子ビーム出力の際、かつ特にＸ線管の電子ビームの高い加速電圧の際にも、図６による構造の半径方向外側にある範囲において評価が行なわれる。ここでは空いた範囲の最大の幅及び最大の間隔を見出すことができる。その際なお材料範囲における電磁ビームの評価のために十分な減衰を達成するために、これらの範囲は、大きな高さを有するようにし、２００ｋＶより高い加速電圧に対して、特に０．２ｍｍより大きな、望ましくは０．５ｍｍより大きな高さを有するようにする。
【００８２】
コントラストの代わりに、集束装置の調節のために１つ又は複数の通過ビーム画像の評価の結果として位置解像力を利用してもよい。その際、たとえば１ｍｍの評価区間（エッジの経過に対して横向きに延びた）あたり、材料範囲の隣接するエッジからなるどの程度の線対を判定することができるかが検出される。その際、隣接するピクセルの間のどの程度の相違が、又は評価区間の方向における画像値の勾配のどの程度の値が、エッジ又は線の存在に対するしるしとみなすことができるかの判定基準を設けることができる。
【００８３】
保持部によって保持されかつ選択的に又は同時にビーム経路内に運び込まれる複数のフィルタを配置することによって、フィルタ材料内における減衰を変化することができる。その代わりに又は追加的に選択的に複数のフィルタ材料のうち１つだけを又は同時に種々のフィルタ材料を、ビーム経路内に運び込むことができる。このようにしてフィルタの結果における大きな変化が可能である。
【００８４】
すべての保持部は、複数の可動の部分も有することができ、これらの部分は、それぞれ１つ又は複数のフィルタ及び／又は校正対象物を保持する。このようにして特にビーム経路内における異なった又は同様なフィルタの前記の組み合わせを達成することができる。たとえば現実的な測定条件をシミュレートするために、フィルタ経路内に１つ又は複数のフィルタとともに校正対象物を配置することができる。
【００８５】
特に保持部又は保持部の少なくとも１つの可動の部分は、ウインドウ状の構成を有し、その際、ウインドウ開口内にフィルタ又は校正対象物が配置されている。ウインドウ状の構成は、回りを囲むフレームが形成されるので、フィルタ又は校正対象物が機械的に安定に保持することができるという利点を有する。特にフィルタ又は校正対象物は、ウインドウフレームの２つの部分の間に挟まれ、したがって保持され、その際、ウインドウフレームの両方の部分は、電磁ビームに対して伝搬方向に沿って前後にある。このようにしてフィルタ又は校正対象物の回りを囲むそれ自体閉じた縁を挟むことができる。挟むためにフレーム部分は、たとえば互いにねじ止めすることができ、その際、ねじの長手軸線も、電磁ビームのビーム経路に対して平行又はほぼ平行に延びている。
【図１】
2009543083.tif 000003
【図２】
2009543083.tif 000004
【図３】
2009543083.tif 000005
【図４】
2009543083.tif 000006
【図５】
2009543083.tif 000007
【図６】
2009543083.tif 000008
【図７】
2009543083.tif 000009
【図８】
2009543083.tif 000010
【図９】
2009543083.tif 000011
【図１０】
2009543083.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成20年5月13日(2008.5.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置が、電磁ビーム、特にＸ線ビーム又は極端紫外線ビームを発生するように構成されており、その際、
−粒子、特に電子が、調節可能な集束装置（２２）によってターゲット（５）に向けて転向されるので、粒子によってターゲット（５）において電磁ビームが発生され、
−対象物（２６，７０）が、電磁ビームによって通過照射され、かつ対象物の通過ビーム画像が撮影される、
装置の動作方法において、
−測定対象物（２６）の通過ビーム画像が撮影され、かつその際、集束装置（２２）の調節のために、測定対象物（２６）をビーム経路から取り除くことなく、測定対象物（２６）に加えて一時的に校正対象物（７０）も、電磁ビームのビーム経路内に運び込まれ、
−その際、校正対象物（７０）が、可動の保持部（７８）を利用して、電磁ビームのビーム経路内においてターゲット（５）に対して相対的な所定の位置に運び込まれ、かつその際、校正対象物（７０）が、保持部（７８）の操作によってビーム経路から取り除かれ、
−１つ又は複数の通過ビーム画像が自動的に評価され、かつ
−評価に依存して、集束装置（２２）が調節されることを特徴とする装置の動作方法。
【請求項２】
結果として生じる通過ビーム画像内において達成される位置的な分解能及び／又は結果として生じる通過ビーム画像の画像コントラストが、所定の値に及び／又は最大値に調整されるように、集束装置（２２）が、評価に依存して調節されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
保持部（２５）の操作によって、選択的にビームをフィルタ処理する１つ又は複数のフィルタ及び／又は校正対象物が、電磁ビームのビーム経路内に運び込まれることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
校正対象物が、測定対象物（２６）よりもターゲット（５）の近くに配置されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
校正対象物（７０）が、ターゲット（５）を有するビーム発生装置に配置されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
校正対象物が、材料範囲（７２，７４）のエッジによって又は複数の材料範囲（７２，７４）のエッジ及び／又は縁によって形成される構造（７１，７３）を有し、かつその際、エッジによって発生されるエッジプロファイルに対して横向きに延びた線に沿ってそれぞれの画像内において少なくとも１つの通過ビーム画像を評価する際に、画像値、特にグレー値の変化が評価され、かつ変化に依存して集束装置（２２）が調節されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
それぞれの画像内において互いに横向きに延びた２つの異なった線（９１，９２）に沿って画像値の変化が評価されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
装置が：
−調節可能な集束装置（２２）を有し、この集束装置が、粒子、特に電子をターゲット（５）に向けて転向するので、粒子によってターゲット（５）において電磁ビームを発生するように構成されており、
−対象物の通過ビーム画像を撮影する画像撮影装置（２３）を有し、これらの対象物が、電磁ビームによって通過照射される、
電磁ビーム、特にＸ線ビーム又は極端紫外線ビームを発生する装置において、
−保持部（２５）によって保持される校正対象物（７０）を備えた可動の保持部（２５）が設けられており、その際、保持部（２５）の操作によって校正対象物が、電磁ビームのビーム経路内においてターゲット（５）に対して相対的な所定の位置に運び込むことができるので、保持部（２５）の操作によって校正対象物が、ビーム経路から取り除くことができ、かつ再び所定の位置に運ぶことができるように、保持部（２５）が可動であり、
−評価装置（３５）が設けられており、この評価装置が、画像撮影装置（２３）に結合されており、かつこの評価装置が、１つ又は複数の通過ビーム画像を自動的に評価するように、構成されており、その際、１つ又は複数の通過ビーム画像が、測定対象物（２６）及び校正対象物を示しており、かつ
−調節装置（３３）が設けられており、この調節装置が、評価装置（３５）に結合されており、かつこの調節装置が、評価装置（３５）における評価の結果に依存して、集束装置（２２）を調節するように、構成されていることを特徴とする、電磁ビーム、特にＸ線ビーム又は極端紫外線ビームを発生する装置。
【請求項９】
結果として生じる通過ビーム画像内において達成される位置的な分解能及び／又は結果として生じる通過ビーム画像の画像コントラストが、所定の値に及び／又は最大値に調整されるように、集束装置（２２）を評価に依存して調節するように、調節装置（３３）が構成されていることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
さらに保持部（２５）が、ビームをフィルタ処理する１つ又は複数のフィルタを有し、かつその際、保持部（２５）の操作によって、選択的に１つ又は複数のフィルタ及び／又は校正対象物が、電磁ビームのビーム経路内に運び込むことができるように、保持部（２５）が構成されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の装置。
【請求項１１】
校正対象物（７０）が設けられており、この校正対象物が、材料範囲（７２，７４）のエッジによって又は複数の材料範囲（７２，７４）のエッジ及び／又は縁によって形成される構造（７１，７３）を有することを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
構造が、第１の部分構造（７１）及び第２の部分構造（７３）を有し、その際、第１の部分構造（７１）におけるエッジ及び／又は縁の間隔が、第２の部分構造（７３）におけるものよりも大きいことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１３】
第１の部分構造（７１）及び第２の部分構造（７３）のエッジ及び／又は縁が、電磁ビームの伝搬空間に関して種々の立体角に延びているので、第１の部分構造（７１）及び第２の部分構造（７３）の通過ビーム画像が、同時に撮影することができることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
電磁ビームのビーム経路内において第２の部分構造（７３）が、第１の部分構造（７１）よりもターゲット（５）の近くに配置されていることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の装置。
【請求項１５】
エッジ及び／又は縁が、電磁ビームの伝搬方向に対して横向きに、かつほぼビームの光軸から半径方向外方に延びた方向に延びているように前記構造（７１，７３）が配置されていることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
エッジ及び／又は縁を形成する１つ又は複数の材料範囲（７２，７４）が、電磁ビームに対して透明な、特にガラス炭素からなる支持体材料（７５，７６）上に配置されていることを特徴とする請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の装置。
【手続補正書】
【提出日】平成21年7月28日(2009.7.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１２】
構造が、第１の部分構造（７１）及び第２の部分構造（７３）を有し、その際、第１の部分構造（７１）におけるエッジ及び／又は縁の間隔が、第２の部分構造（７３）におけるものよりも大きいことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【国際調査報告】
2009543083.tif 000013
2009543083.tif 000014
2009543083.tif 000015
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