Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Ausdehnung des Querschnitts eines Elektronenstrahles

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung der Ausdehnung des Querschnitts eines Elektronenstrahles entlang einer zu seiner Strahlachse im wesentlichen senkrechten ersten Achse.

Zur hochauflösenden bildgebenden Untersuchung von Bauteilen, beispielsweise von Leiterplatten in der Elektronikindustrie, werden häufig Röntgenröhren in Form sogenannter Mikrofocus- Röntgenröhren eingesetzt. Die bekannten Röntgenröhren weisen ein Target auf, auf das bei Betrieb der Röntgenröhre hochenergetisch beschleunigte Elektronen oder andere elektrisch geladene Teilchen auftreffen, so daß in allgemein bekannter Weise Röntgenstrahlung erzeugt wird. Die so erzeugte Röntgenstrahlung kann dann in hochauflösenden bildgebenden Verfahren verwendet werden, um beispielsweise Bauteile bzw. Bauteilanordnungen auf Leiterplatten darzustellen und die Lei- terplatten auf diese Weise optisch zu prüfen.

Der Querschnitt des Brennflecks einer solchen Röntgenröhre wird hierbei durch den Querschnitt des Elektronenstrahles beim Auftreffen auf das Target festgelegt. Hierbei führen insbesondere Astigmatismus-Bildfehler dazu, daß eine optimale Bildschärfe nicht gleichermaßen auf der gesamten Bildfläche erreichbar und die Bildschärfe richtungsabhängig ist. Beispielsweise können Linien, die in dem aufgenommenen Röntgenbild in einer Richtung verlaufen, scharf abgebildet sein, währen in einer anderen Richtung verlaufende Linien unscharf erscheinen. Die Ursache für Astigmatismusfehler besteht darin, daß der ideale kreisförmige Querschnitt des Elektronenstrahles am Auftreffort auf das Target durch Störeinflüsse deformiert ist, beispielsweise zu einer Ellipse. Beim Auf-

treffen auf das Target generiert ein Elektronenstrahl mit einem derart deformierten Querschnitt eine Röntgen-Strahlungs- quelle, die in unterschiedlichen Richtungen unterschiedliche Ausdehnungen aufweist und so zu den vorgenannten Bildfehlern führt.

Die Entstehung derartiger Bildfehler läßt sich dadurch vermeiden, daß ein deformierter Querschnitt des Elektronenstrahles so korrigiert wird, daß sein Querschnitt wieder ideal kreisförmig oder nahezu kreisförmig ist. Beim Auftreffen auf das Target generiert ein Elektronenstrahl mit derart korrigiertem Querschnitt eine Röntgen-Strahlungsquelle, deren Ausdehnung in der Targetebene ebenfalls kreisförmig begrenzt ist, so daß die Bildschärfe nicht mehr richtungsabhängig ist. Zur Korrektur des Querschnitts des Elektronenstrahles werden sogenannte Stigmator-Einrichtungen verwendet. Bei einer Stigmator-Einrichtung handelt es sich um einen um den Elektronenstrahl herum angeordneten Ring von einzelnen elektromagnetischen Ablenkeinheiten, die senkrecht zur Strahlachse des E- lektronenstrahles wirken. Mit derartigen Stigmator-Einrichtungen läßt sich der Querschnitt des Elektronenstrahles auf zuverlässige Weise entsprechend den jeweiligen Anforderungen korrigieren. Voraussetzung hierfür ist jedoch, daß sich Verzerrungen des Querschnitts des Elektronenstrahles zuvor genau ermitteln lassen. Hierzu ist es erforderlich, die Ausdehnung des Querschnitts des Elektronenstrahles entlang wenigstens eine zu seiner Strahlachse im wesentlichen senkrechten Achse zu ermitteln.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hierfür geeignetes Verfahren anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Lehre gelöst.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß bei Verwendung einer Ablenkeinrichtung, die eine mit einem Ablenkstrom ansteuerbare Spulenanordnung aufweist, bei kleinen Ablenkwin- kein der Ablenkweg in einer vorgegebenen Ebene zu dem Ablenkstrom, mit dem die Spulenanordnung angesteuert wird, entsprechend einem Proportionalitätsfaktor im wesentlichen proportional ist.

Erfindungsgemäß wird eine Meßblende verwendet und der Proportionalitätsfaktor zwischen dem Ablenkstrom der Ablenkeinrichtung und dem zugehörigen Ablenkweg des Elektronenstrahles in der Blendenebene der Meßblende ermittelt.

Zur Ermittlung der Ausdehnung des Querschnitts des Elektronenstrahles entlang einer zu seiner Strahlachse im wesentlichen senkrechten ersten Achse wird der Elektronenstrahl zunächst so abgelenkt, daß das Zentrum seines Querschnittes mit einem Referenzpunkt in der Blendenebene der Meßblende zusam- menfällt. Dieser Referenzpunkt kann beispielsweise und insbesondere durch das Zentrum der Blendenöffnung der Meßblende entlang der ersten Achse gebildet sein. Daran anschließend wird der Elektronenstrahl ausgehend von dem Referenzpunkt entlang der ersten Achse so abgelenkt, daß er die Meßblende berührt, wobei der zugehörige Ablenkstrom der Ablenkeinrichtung gemessen wird. Daß der Elektronenstrahl die Meßblende berührt, kann beispielsweise dadurch festgestellt werden, daß an der Meßblende ein Meßblendenstrom zu fließen beginnt.

Ausgehend von dem zuvor ermittelten Proportionalitätsfaktor zwischen dem Ablenkstrom der Ablenkeinrichtung und dem zugehörigen Ablenkweg des Elektronenstrahles entlang der ersten Achse in der Ebene der Meßblende, dem gemessenen Ablenkstrom und der bekannten Blendenöffnung der Meßblende entlang der

ersten Achse kann dann die Ausdehnung des Querschnitts des E- lektronenstrahles entlang der ersten Achse ermittelt werden, wie dies weiter unten im näher erläutert wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, die Ausdehnung des Querschnitts des Elektronenstrahles entlang der ersten Achse mit hoher Genauigkeit und Zuverlässigkeit vollautomatisch zu ermitteln. Um den Querschnitt des Elektronenstrahles zu ermitteln, kann das erfindungsgemäße Verfahren für eine Mehrzahl von Achsen durchgeführt werden. Die Anzahl der Achsen ist hierbei nur davon abhängig, daß die Ablenkeinrichtung eine Ablenkung des Elektronenstrahles entlang der jeweiligen Achse zuläßt. Beispielsweise und insbesondere kann der Querschnitt des Elektronenstrahles mit hinreichender Genauigkeit dadurch ermittelt werden, daß das erfindungsgemäße Verfahren für vier jeweils um 45° zueinander versetzte Achsen durchgeführt wird.

Hiervon ausgehend kann dann der Querschnitt des Elektronen- Strahles mit geeigneten Einrichtungen, beispielsweise einer Stigmator-Einrichtung, in der gewünschten Weise korrigiert werden, um beispielsweise sicherzustellen, daß der Elektronenstrahl mit einem ideal oder im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf das Target auftrifft und dementsprechend in der Targetebene eine Röntgenstrahlungsquelle mit kreisförmig begrenztem Brennfleck generiert. Auf diese Weise sind Bildfehler bei der Erzeugung der Röntgenbilder vermieden, so daß die Bildqualität von mittels der Röntgenröhre erzeugten Röntgenbildern wesentlich verbessert ist.

Zweckmäßigerweise wird erfindungsgemäß eine Ablenkeinrichtung verwendet, die wenigstens eine mit einem Ablenkstrom ansteuerbare Spulenanordnung aufweist, wobei der Ablenkweg des E- lektronenstrahles entlang der ersten Achse in der Blen-

denebene der Meßblende zu dem Ablenkstrom entsprechend dem Proportionalitätsfaktor im wesentlichen proportional ist. Derartige Spulenanordnungen sind relativ einfach und kostengünstig im Aufbau und ermöglichen eine Ablenkung des Elektro- nenstrahles mit hoher Genauigkeit.

Das Ausrichten des Elektronenstrahles auf den Referenzpunkt in der Blendenebene kann erfindungsgemäß auf beliebige geeignete Weise erfolgen. Eine vorteilhafte Weiterbildung des er- findungsgemäßen Verfahrens sieht insofern vor, daß der Elektronenstrahl mittels der Ablenkeinrichtung entlang der ersten Achse in einer ersten Richtung so abgelenkt wird, daß er auf die Meßblende auftrifft und ein vorbestimmter erster Meßblendenstrom fließt, wobei ein zugehöriger erster Ablenkstrom der Ablenkeinrichtung gemessen wird, daß der Elektronenstrahl mittels der Ablenkeinrichtung entlang der ersten Achse in einer zu der ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung so abgelenkt wird, daß er auf die Meßblende auftrifft und ein vorbestimmter zweiter Meßblendenstrom fließt, wobei ein zuge- höriger zweiter Ablenkstrom der Ablenkeinrichtung gemessen wird, und daß ein dritter Ablenkstrom der Ablenkeinrichtung zum Ablenken des Elektronenstrahles derart, daß das Zentrum seines Querschnitts mit dem Referenzpunkt zusammenfällt, ausgehend von dem gemessenen ersten und zweiten Ablenkstrom er- mittelt wird. Bei dieser Ausführungsform wird ein dritter Ablenkstrom ermittelt, der so gewählt ist, daß bei Ansteuerung der Ablenkeinrichtung mit diesem dritten Ablenkstrom der E- lektronenstrahl so abgelenkt wird, daß das Zentrum seines Querschnittes mit dem Referenzpunkt in der Blendenebene der Meßblende zusammenfällt.

Weiterbildungen der vorgenannten Ausführungsform sehen vor, daß der dritte Ablenkstrom aus der Differenz zwischen dem ersten Ablenkstrom und dem zweiten Ablenkstrom, geteilt durch

zwei, ermittelt wird und/oder daß der erste Meßblendenstrom im wesentlichen gleich dem zweiten Meßblendenstrom ist und/oder daß der erste Meßblendenstrom und/oder der zweite Meßblendenstrom 50% des Stromes entspricht, der bei einem vollflächigen Auftreffen des Elektronenstrahles auf die

Meßblende fließt. Diese Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglichen es auf einfache und zuverlässige Weise, den Elektronenstrahl auf den Referenzpunkt zu richten.

Der Proportionaliätsfaktor zwischen dem Ablenkstrom der Ablenkeinrichtung und dem Ablenkweg in der Blendenebene der Meßblende kann erfindungsgemäß auf beliebige geeignete Weise ermittelt werden. Um den Proportionalitätsfaktor zuverlässig und mit hoher Genauigkeit zu ermitteln, sieht eine Weiterbil- düng der erfindungsgemäßen Lehre vor, daß der Proportionalitätsfaktor ausgehend von dem gemessenen ersten und zweiten Ablenkstrom ermittelt wird. Werden der erste und zweite Meßblendenstrom so gewählt, daß sie jeweils 50% des bei einem vollflächigen Auftreffen des Elektronenstrahles auf die Meß- blende fließende Meßblendenstrom entsprechen, so ergibt sich der Proportionalitätsfaktor in guter Näherung durch Dividieren der Ausdehnung der Meßblende entlang der ersten Achse durch die Differenz zwischen dem ersten Ablenkstrom und dem zweiten Ablenkstrom, wie dies eine andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre vorsieht.

Bei dem Referenzpunkt kann es sich grundsätzlich um einen beliebigen Punkt in der Blendenebene der Meßblende handeln. Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre sieht jedoch vor, daß der Referenzpunkt das Zentrum der Blendenöffnung der Meßblende entlang der ersten Achse ist. Bei dieser Ausführungsform wird der Querschnitt des Elektronenstrahles auf das Zentrum der Blendenöffnung der Meßblende

zentriert. Auf diese Weise sind die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auszuführenden Berechnungen besonders einfach.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre sieht vor, daß der Querschnitt des Elektronenstrahles in der Blendenebene der Meßblende entlang der ersten Achse ausgehend von der ermittelten Ausdehnung an dieser Achse und einem vorgegebenen Querschnitt korrigiert wird. Wird beispielsweise ermittelt, daß die Ausdehnung des Querschnitts des Elektronenstrahles entlang einer Achse größer ist als eine vorgegebene Ausdehnung, der Querschnitt also mithin entlang der Achse ellipsenförmig verzerrend gedehnt ist, so kann die Ausdehnung des Querschnittes entlang dieser Achse mit geeigneten Mitteln verringert, der Querschnitt also so ge- staucht werden, daß sich ein kreisförmiger Querschnitt ergibt.

Sofern Störeinflüsse stets zu einer Verzerrung des Querschnitts des Elektronenstrahles entlang einer bestimmten Ach- se führen, ist es erfindungsgemäß ausreichend, die Ausdehnung des Querschnitts des Elektronenstrahles entlang dieser Achse zu ermitteln und ggf. entsprechend zu korrigieren. Um den Querschnitt des Elektronenstrahles mit hoher Genauigkeit zu ermitteln, sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der erfin- dungsgemäßen Lehre vor, daß die Ausdehnung des Querschnitts des Elektronenstrahles entlang wenigstens einer zweiten Achse ermittelt wird, die mit der ersten Achse einen Winkel, insbesondere einen Winkel von 90° bildet. Die Genauigkeit bei der Ermittlung des Querschnitts ist hierbei umso höher, je größer die Anzahl der Achsen ist. Wird die Ausdehnung des Querschnitts entlang von drei oder mehr Achsen ermittelt, so sind diese Achsen zweckmäßigerweise jeweils um den gleichen Winkel zueinander versetzt, beispielsweise also bei vier Achsen um einen Winkel von 45°.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre sieht vor, daß die Ausdehnung des Querschnitts des E- lektronenstrahles entlang von wenigstens zwei Achsen ermit- telt wird und der Querschnitt des Elektronenstrahles in der Blendenebene entlang der Achsen so korrigiert wird, daß der Querschnitt des Elektronenstrahles zu wenigstens einer Symmetrieachse symmetrisch, insbesondere im wesentlichen kreisförmig ist.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist im Anspruch 13 angegeben. Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Ansprüchen 14 bis 24 angegeben. Eine mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausges- tattete Röntgenröhre, insbesondere Mikrofocus-Röntgenröhre, ist im Anspruch 25 angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten stark schematisierten Zeichnung näher erläutert, in der Verfahrens- schritte eines Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Verfahrens sowie ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung veranschaulicht sind. Dabei bilden alle beanspruchten, beschriebenen oder in der Zeichnung dargestellten Merkmale für sich genommen oder in beliebiger Kombination miteinander den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen sowie unabhängig von ihrer Darstellung bzw. Beschreibung in der Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. Ia eine Ansicht eines unverzerrten, ideal kreisförmigen Querschnitts eines Elektronenstrahles,

Fig. Ib einen ellipsenförmig verzerrten Querschnitt eines Elektronenstrahles ,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Stigmator-Einrichtung,

Fig. 3 in gleicher Darstellung wie Fig. 2 die Stigmator- Einrichtung gemäß Fig. 2 mit einem verzerrten und einem korrigierten Querschnitt des Elektronenstrah- les,

Fig. 4 ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 5 zur Veranschaulichung von Verfahrensschritten des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Ansicht einer

Meßblende, wobei der verzerrte Querschnitt des E- lektronenstrahles in verschiedenen Ablenkpositionen dargestellt ist.

In den Figuren der Zeichnung sind gleiche bzw. sich entsprechende Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In Fig. 1 ist ein Querschnitt 2 eines Elektronenstrahles dargestellt, der ideal kreisförmig ausgebildet ist und dementsprechend beim Auftreffen auf ein Target einer Röntgenröhre eine ideal kreisförmige Röntgen-Strahlungsquelle generiert, beispielsweise in einer Mikrofocus-Röntgenröhre. Die erzeugte Röntgenstrahlung kann beispielsweise in einem bildgebenden Verfahren eingesetzt werden, wobei durch den ideal kreisförmigen Querschnitt des Elektronenstrahles Bildfehler durch Astigmatismus vermieden sind.

In Fig. Ib ist ein durch Störeinflüsse ellipsenförmig verzerrter Querschnitt 4 eines Elektronenstrahles dargestellt. Beim Auftreffen eines Elektronenstrahles mit einem derart verzerrten Querschnitt 4 auf ein Target beispielsweise einer Mikrofocus-Röntgenröhre würden Bildfehler durch Astigmatismus auftreten, so daß die Bildschärfe der erzeugten Röntgenbilder richtungsabhängig wäre. Dies hätte zur Folge, daß Linien, die im Röntgenbild in einer Richtung verlaufen, scharf abgebildet

werden, während in einer anderen Richtung verlaufende Linien unscharf erscheinen.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine Stigmator-Einrichtung 6, die zur Korrektur des deformierten Querschnittes 4 dient. Die Stigmator-Einrichtung besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus ringförmig um die Strahlachse 12 des Elektronenstrahles angeordneten elektromagnetischen Ablenkeinheiten 8.1, 8.2, 9.1, 9.2., 10.1, 10.2, 11.1 und 11.2, die senkrecht zur Strahlachse 12 des Elektronenstrahles wirksam sind. Hierbei wirken jeweils zwei zu der Strahlachse 12 diametral gegenüberliegende Ablenkeinheiten, also beispielsweise die Ablenkeinheiten 8.1 und 8.2, gegenpolig in Richtung auf das Zentrum 14 des Elektronenstrahles. Hierbei kann der Rich- tungssinn umgepolt werden, so daß eine Ablenkungswirkung entweder auf das Zentrum 14 des Elektronenstrahles gerichtet ist und zu einer Stauchung des Querschnitts 4 des Elektronenstrahles entlang einer die betreffenden Ablenkeinheiten verbindenden Achse führt oder nach einer Umpolung nach außen, also vom Zentrum 14 des Elektronenstrahles weg gerichtet ist und damit zu einer Dehnung des Querschnitts 4 des Elektronenstrahles entlang der die betreffenden Ablenkeinheiten verbindenden Achse führt.

In Fig. 3 ist dargestellt, wie eine Korrektur des Querschnitts des Elektronenstrahles ausgeführt wird, um von dem ellipsenförmig verzerrten Querschnitt 4 zu dem kreisförmigen Querschnitt 2 zu gelangen. Hierzu werden zunächst die Ablenkeinheiten 11.1 und 11.2 so gepolt, daß ihre Ablenkwirkung entlang einer die Ablenkeinheiten 11.1 und 11.2 verbindenen Achse 11.3 vom Zentrum 14 des Querschnitts 4 des Elektronenstrahles nach außen wirkt, der Querschnitt 4 also entlang dieser Achse 11.3 gedehnt wird. Zusätzlich werden die Ablenkeinheiten 9.1 und 9.2 so gepolt, daß ihre Ablenkwirkung ent-

lang einer die Ablenkeinheiten 9.1 und 9.2 verbindenden Achse 9.3 auf das Zentrum 14 des Querschnitts 4 des Elektronenstrahles gerichtet ist, der Querschnitt 4 also entlang der Achse 9.3 gestaucht wird. Um das zur Erzielung des kreisför- migen Querschnitts 2 erforderliche Maß einer Streckung bzw. Stauchung des Querschnitts 4 des Elektronenstrahles zu erreichen, sind die Ablenkeinheiten, die durch Spulen oder Spulenanordnungen gebildet sind, mit unterschiedlichen Strömen ansteuerbar, so daß ihre Feldstärke veränderbar ist. Falls er- forderlich, kann der Korrekturvorgang zur Korrektur des Querschnitts 4 des Elektronenstrahles iterativ ausgeführt werden.

In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 15 dargstellt, die bie diesem Ausführungsbeispiel in eine Mikrofocus-Röntgenröhre integriert ist. Da der Aufbau einer solchen Mikrofocus-Röntgenröhre dem Fachmann allgemein bekannt ist, sind die entsprechenden Bauteile und Baugruppen nicht gezeigt.

In Fig. 4 ist mit dem Bezugszeichen 16 ein Elektronenstrahl bezeichnet, der bei Betrieb der Mikrofocus-Röntgenröhre auf ein Target gerichtet wird, so daß in dem Fachmann allgemein bekannter Weise Röntgenstrahlung erzeugt wird. Der Elektronenstrahl 16 ist mittels einer Ablenkeinrichtung 18 senkrecht zu seiner Strahlachse, die in Fig. 4 durch eine strichpunktierte Linie 12 angedeutet ist, zweidimensional ablenkbar. Breitet sich der Elektronenstrahl 16 also entlang der Z-Achse aus, so ist er mittels der Ablenkeinrichtung 18 in X- und Y- Richtung ablenkbar. Die Ablenkeinrichtung 18 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als Spulenanordnung ausgebildet. Die Spulenanordnung kann beispielsweise eine erste Ablenkeinheit, die bei Ansteuerung mit einem Ablenkstrom eine Ablenkung des Elektronenstrahles 16 in X-Richtung bewirkt, und eine zweite Ablenkeinheit aufweisen, die bei Ansteuerung mit einem Ab-

lenkstrom eine Ablenkung des Elektronenstrahles in Y-Richtung bewirkt. Das Maß der Ablenkung wird hierbei durch die Stromstärke des jeweiligen Ablenkstromes festgelegt. In Fig. 4 ist der Elektronenstrahl 16 bei den Bezugszeichen 16' und 16' ' in gestrichelten Linien in abgelenkten Positionen dargestellt, während die Darstellung in durchgezogenen Linien dem nicht abgelenkten Zustand entspricht.

Zur Ansteuerung der Ablenkrichtung 18 mit den jeweils erfor- derliehen Ablenkströmen ist eine Steuerungseinrichtung 22 vorgesehen, die ferner zur Ansteuerung der Stigmator- Einrichtung 6 dient, um nach Ermittlung des Querschnitts des Elektronenstrahles 16 den Querschnitt ggf. in der oben anhand von Fig. 3 beschriebenen Weise zu korrigieren.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 15 weist ferner eine Meßblende 24 auf, die bei diesem Ausführungsbeispiel eine kreisförmige Blendenöffnung 26 aufweist und aus einem elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise einem hochtempera- turbeständigen Metall, besteht.

Wie in Fig. 4 dargestellt, fällt der Elektronenstrahl 6 im unabgelenkten Zustand durch die Blendenöffnung 26 der Meßblende 24. Demgegenüber trifft der Elektronenstrahl 16 in den bei den Bezugszeichen 16' und 16' ' dargestellten Ablenkpositionen auf die Meßblende 24 auf, so daß ein Meßblendenstrom fließt, der durch eine Meßeinrichtung 28 gemessen wird. Die Meßeinrichtung 28 ist mit der Meßblende 24 über einen Meßverstärker 30 verbunden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 15 weist ferner eine Auswerteeinrichtung 32 auf, die beispielsweise durch einen Rechner gebildet sein kann. Die Auswerteeinrichtung 32 erhält als

Eingangssignale die Ausgangssignale der Meßeinrichtung 28 und ist mit der Steuereinrichtung 22 verbunden.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Ermittlung der Ausdehnung des Querschnitts des Elektronenstrahles 16 entlang einer zu seiner Strahlachse 12 im wesentlichen senkrechten Achse wird mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung 15 wie folgt durchgeführt. Die nachfolgend erläuterten Verfahrensschritte laufen gesteuert durch die Steuerungseinrichtung 22 vollauto- matisch ab, so daß ein Eingriff einer Bedienperson grundsätzlich nicht erforderlich ist. Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise vor jeder Röntgenbildsequenz oder nach einer vorbestimmten Anzahl von Röntgenbildsequenzen automatisch ausgeführt werden. Es ist erfindungsgemäß jedoch auch möglich, die Steuerungseinrichtung 22 durch eine Bedienperson in einen Prüfmodus zu schalten, in dem das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt wird.

In dem Verfahren wird der Elektronenstrahl 16 mit kleinen Ab- lenkwinkeln bis maximal ca. 5° abgelenkt, bei denen die Ablenkwege S ₁ des Elektronenstrahles in der Blendenebene 34 der Meßblende 24 proportional zu den Ablenkströmen sind, die in der Ablenkeinrichtung 18 zur Ablenkung des Elektronenstrahles 16 benötigt werden. Unter Bezug auf Fig. 5 gelten folgende Gleichungen:

S ₁ = c ^• I _A (1)

S ₁ : Ablenkwege in der Meßblenden-Ebene c: Proportionalitätsfaktor

I _A : Ablenkstrom der Ablenkvorrichtung

d _E = d _A - 2S ₁ (2)

d _E : Ausdehnung des Querschnitts des Elektronenstrahles in der gewählten Ablenkrichtung d _A : Durchmesser der Blendenöffnung

Substituiert man in Gleichung (2) S ₁ durch Gleichung (1), so ergibt sich folgendes:

d _E = d _A - 2 ^• c ^• I _A (3)

Um die Ausdehung des Querschnitts 4 des Elektronenstrahles 16 entlang von vier Achsen, nämlich der X-, Y-, W- und V-Achse zu ermitteln, wird zunächst der Elektronenstrahl 16 so abgelenkt, daß das Zentrum seines Querschnittes mit einem Referenzpunkt in der Blendenebene 34 der Meßblende 24 zu- sammenfällt, der bei diesem Ausführungsbeispiel durch das Zentrum der Blendenöffnung 26 gebildet ist.

Um die hierfür erforderlichen Ablenkströme vollautomatisch zu ermitteln, wird der Elektronenstrahl in X-Richtung zunächst so abgelenkt, daß er die Position Pl erreicht, in der etwa 50% des Querschnitts 4 des Elektronenstrahles 16 auf der Meßblende 24 und die restlichen 50% des Querschnitts 4 in der Blendenöffnung 26 liegen. Dementsprechend wird in dieser Position des Elektronenstrahles 16 ein an der Meßblende 24 fließender erster Meßblendenstrom durch die Meßeinrichtung 30 gemessen, der etwa 50% des bei einem vollflächigen Auftreffen des Querschnitts 4 des Elektronenstrahles 16 auf die Meßblende 24 fließenden Stromes entspricht. In dieser Position liegt das Zentrum 14 des Querschnitts 4 des Elektronenstrahles 16 auf dem Rand der Blendenöffnung 26. Der zum Erreichen der Position Pl notwendige erste Ablenkstrom I _A1 wird in der Steuerungseinrichtung 22 festgestellt, der Auswerteeinrichtung 32 übermittelt und in dieser gespeichert.

Daran anschließend wird der Elektronenstrahl 16 in die Position P2 abgelenkt, in der wiederum das Zentrum 14 seines Querschnitts 4 auf dem Rand der Blendenöffnung 26 liegt und dementsprechend ein zweiter Meßblendenstrom gemessen wird, der 50% des bei einem vollflächigen Auftreffen des Elektronenstrahles 16 auf die Meßblende 24 fließenden Stromes entspricht. Der zum Erreichen der Position P2 erforderliche zweite Ablenkstrom I _A2 wird ebenfalls in der Steuerungseinrichtung 22 festgestellt, der Auswerteeinrichtung 32 übermit- telt und in dieser gespeichert.

Daran anschließend wird der Elektronenstrahl 20 in hierzu entsprechender Weise in Y-Richtung in die Positionen P3 und P4 (vgl. Fig. 5) abgelenkt, in denen das Zentrum 14 des Quer- Schnitts 4 des Elektronenstrahles 16 wiederum auf dem Rand der Blendenöffnung 26 liegt und jeweils ein Meßblendenstrom gemessen wird, der 50% des bei einem vollflächigen Auftreffen des Elektronenstrahles 16 auf die Meßblende 24 fließenden Stromes entspricht. Die Ablenkströme I _A3 und I _A4 , die erfor- derlich sind, um den Elektronenstrahl in Y-Richtung in die Position P3 und P4 abzulenken, werden wiederum in der Steuerungseinrichtung 22 festgestellt, der Auswerteeinrichtung 32 übermittelt und in dieser gespeichert.

Hiervon ausgehend ermittelt die Auswerteeinrichtung 32 mit Hilfe der Gleichungen

die Ablenkströme, die erforderlich sind, um das Zentrum des Querschnitts des Elektronenstrahles mit dem Zentrum der Blendenöffnung zur Deckung zu bringen und übermittelt die so ermittelten Ablenkströme I _Xm und I _Ym an die Steuerungseinrich-

tung 22. Die Steuerungseinrichtung 22 steuert daraufhin die Ablenkeinrichtung 18 mit diesen Ablenkströmen an, so daß der Elektronenstrahl 16 so abgelenkt wird, daß seine Strahlachse 12 mit dem Zentrum der Blendenöffnung 26 zusammenfällt.

Daran anschließend ermittelt die erfindungsgemäße Vorrichtung vollautomatisch den Proportionalitätsfaktor c zwischen dem Ablenkstrom und dem Ablenkweg in der Blendenebene 34 der Meßblende 24.

Da der Durchmesser I _A der Blendenöffnung 26 bekannt ist, wird c ermittelt, indem der Elektronenstrahl so lange abgelenkt wird, bis 50% des Elektronenstrahlstromes auf die Meßblende 24 fallen. Das Zentrum 14 des Querschnitts 4 des Elektronen- Strahles 16 hat dann die Position Pl (vgl. Fig. 5) erreicht. Der für das Erreichen dieser Position notwendige Ablenkstrom I _A1 wird in der Steuerungseinrichtung 22 ermittelt und der Auswerteeinrichtung 32 übermittelt. Daran anschließend wird der Elektronenstrahl in der entgegengesetzten Richtung ent- lang der X-Achse abgelenkt, bis 50% seines Stromes in der Position P2 auf die Meßblende 24 fallen. Die entsprechenden Meßblendenströme werden durch die Meßeinrichtung 28 gemessen und der Auswerteeinrichtung 32 übermittelt. Der für das Erreichen der Position P2 benötigte Ablenkstrom I _A2 wird in der Steuerungseinrichtung 22 ermittelt und der Auswerteeinrichtung 32 übermittelt.

Die zwischen den Positionen Pl und P2 ermittelte Ablenkstrom- Differenz δl _A = I _A1 - I _A2 ist ein Maß für den Durchmesser der Blendenöffnung 26. Wegen der hierbei verwendeten kleinen Ablenkwinkel herrscht in sehr guter Näherung Proportionalität zwischen der Ablenkstrom-Differenz und dem Durchmesser der Blendenöffnung 26:

d _A = c ^• δI _A (5)

Nach Gleichung (5) errechnet sich der Proportionalitätsfaktor c zu:

c = d _A / δI _A (6)

Daran anschließend wird zur Ermittlung des Querschnitts 4 des Elektronenstrahles 16 die Ausdehnung des Querschnitts 4 des Elektronenstrahles 16 bei diesem Ausführungsbeispiel entlang von vier Achsen, nämlich der X-, Y-, W- und V-Achse, ermittelt. Hierzu wird der Elektronenstrahl zunächst wiederum so abgelenkt, daß seine Strahlachse 20 mit dem Zentrum der Blendenöffnung 26 zusammenfällt. Ausgehend von dieser Ablenkposition wird der Elektronenstrahl 16 aufeinanderfolgend in den Richtungen X, Y, W und V so abgelenkt, daß er mit < 1% seines Strahlstromes auf die Meßblende 24 fällt, während mehr als 99% des Strahlstromes des Elektronenstrahles durch die Blendenöffnung 26 der Meßblende 24 hindurchfallen. Die entsprechenden Ströme werden von der Meßeinrichtung 28 gemessen und der Auswerteeinrichtung 32 übermittelt.

Der Elektronenstrahl 16 wird also in jeder dieser Richtungen so weit abgelenkt, daß der Querschnitt 4 des Elektronenstrahles 16 die Meßblende 24 gerade berührt. Die zum Erreichen der entsprechenden Berührungspositionen (vgl. Fig. 5) Aw, Ax, Ay und Az erforderlichen Ablenkströme I _Aw , 1^ _x , I _Ay und I _Az werden in der Steuerungseinrichtung 22 ermittelt und der Auswerte- einrichtung 22 zugeführt, die daraus nach den Gleichungen (1), (2) und (3) sowie den Gleichungen (4), (5) und (6) die Ausdehnungen d _E des deformierten Querschnitts 4 des Elektronenstrahles 16 in allen vermessenen Richtungen berechnet.

Als Ergebnis der Berechnungen in der Auswerteeinrichtung 32 ist somit die Ausdehnung des deformierten Querschnitts 4 des Elektronenstrahles 16 entlang der X-, Y-, W- und V-Achse bekannt. Ausgehend von dem so ermittelten Querschnitt 4 des E- lektronenstrahles 16 ermittelt die Auswerteeinrichtung 32, welche Ströme zur Ansteuerung der Stigmator-Einrichtung 6 erforderlich sind, um den deformierten Querschnitt 4 des Elektronenstrahles 16 in der oben anhand von Fig. 3 erläuterten Weise in den undeformierten, nämlich kreisförmigen Quer- schnitt 2 zu korrigieren. Die Auswerteeinrichtung 32 übermittelt diese Ströme der Steuerungseinrichtung 22, die die Stigmator-Einrichtung 6 mit entsprechenden Strömen ansteuert. Im Ergebnis ist der deformierte Querschnitt 4 des Elektronenstrahles 16 damit in den undeformierten, nämlich kreisförmi- gen Querschnitt 2 korrigiert.

Sämtliche beschriebenen Verfahrensschritte können mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung 15 vollautomatisch ausgeführt werden, ohne daß hierfür eine Mitwirkung einer Bedienperson erforderlich ist.