轴向对准组件和包含此类对准组件的带电粒子显微镜制造技术

本发明专利技术涉及一种轴向对准组件（100），其包含：第一主体和第二主体。所述第一主体具有基本上圆柱形外护套以及第一对准轴线。所述第二主体包含基本上圆柱形内护套，并且具有第二对准轴线。所述第二主体相对于所述第一主体定位成使得所述内护套面向所述外护套，并且在所述内护套与所述外护套之间形成基本上环形凹部。所述轴向对准组件进一步包含位于所述环形凹部内的多个弹性元件，其中每个弹性元件与所述第一主体的所述外护套和所述第二主体的所述内护套接触。每个弹性元件将力施加到所述外护套和所述内护套上，以对准所述第一对准轴线和所述第二对准轴线。所述第二对准轴线。所述第二对准轴线。

【技术实现步骤摘要】
轴向对准组件和包含此类对准组件的带电粒子显微镜


[0001]本专利技术涉及一种轴向对准组件，所述轴向对准组件包含具有第一轴向对准轴线的第一主体和具有第二轴向对准轴线的第二主体，并且其中所述轴向对准组件被布置成用于将所述第一轴向对准轴线和第二轴向对准轴线基本上彼此对准。
[0002]本专利技术还涉及一种包含此类轴向对准组件的带电粒子显微镜。

技术介绍

[0003]带电粒子显微法，特别是呈电子显微法的形式是众所周知且日益重要的微观物体成像技术。从历史上看，电子显微镜的基本类已演变成许多众所周知的装置种类，如透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）和扫描透射电子显微镜（STEM），并且还演变成各种亚种，如所谓的“双波束”装置（例如FIB
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SEM），其附加地采用“加工”聚焦离子波束（FIB），允许支持活动，如例如离子波束研磨或离子波束诱导沉积（IBID）。技术人员将熟悉不同类型的带电粒子显微法。
[0004]在SEM中，扫描电子束对样品的辐照促进“辅助”辐射以二次电子、背散射电子、X射线和阴极发光（红外、可见光和/或紫外光子）的形式从样品发出。可检测此发出辐射的一个或多个分量且将其用于样品分析。
[0005]在TEM中，电子束透射穿过样品以在电子束透射穿过样品时通过电子与样品的相互作用形成图像。然后将图像放大并聚焦到成像装置上，所述成像装置例如荧光屏、照相胶片层或传感器，例如连接到电荷耦合装置（CCD）的闪烁器。闪烁器将显微镜中的原电子变换为光子，使得CCD能够检测其。<br/>[0006]带电粒子显微镜包含需要相对于公共轴向对准轴线精确对准的多个模块。这种公共轴向对准轴线通常是电子光学轴线。需要精确对准的模块包括光学模块，例如电磁透镜，特别是这些电磁透镜的极片。用于对准上极片和下极片所需的公差例如可以是1 μm的数量级。在其它机械系统中有时也需要这些严格的公差。

技术实现思路

[0007]本公开的目的是提供一种轴向对准组件，其提供这些所需的公差，或者至少改进现有的轴向对准组件。特别地，本专利技术的目的是通过结合此类轴向对准组件来提供改进的带电粒子显微镜。
[0008]为此，提供了如权利要求1所限定的轴向对准组件。
[0009]如本文所限定的轴向对准组件包含第一主体，所述第一主体包含基本上圆柱形外护套。第一主体包含第一对准轴线。第一对准轴线通常对应于由所述圆柱形外护套限定的圆柱体的纵向轴线。第一主体例如可以是带电粒子显微镜的光学模块，例如电磁透镜的极片。第一主体可以包含相对于第一对准轴线居中的中空孔。当然也可以想到第一主体的其它实施例。
[0010]如本文所限定的，轴向对准组件包含第二主体，所述第二主体包含基本上圆柱形
内护套。第二主体包含第二对准轴线。第二对准轴线通常对应于由所述圆柱形内护套限定的（虚拟）圆柱体的纵向轴线。所述第二主体相对于所述第一主体定位成使得所述第一主体的所述内护套面向所述第二主体的所述外护套。换句话说，第一主体至少部分地位于由所述虚拟圆柱体限定的圆柱形间隙内。第一主体的大小和尺寸以及圆柱形间隙的尺寸和大小使得在所述内护套与所述外护套之间形成环形凹部。因此，在所述内护套与所述外护套之间形成基本上环形凹部。所述凹部可以具有至少几十毫米，或甚至几十微米的标称宽度。
[0011]如本文所限定的轴向对准组件还包含位于所述环形凹部内的多个弹性元件。这些弹性元件原则上可以具有任何几何形状，只要这些弹性元件的至少一个尺寸超过环形凹部的标称大小。在实际的实施例中，弹性元件基本上是球形的，其中球形弹性元件的直径超过环形凹部的标称大小，即内护套与外护套之间的距离。如本文所限定的，多个弹性元件中的每一个与所述第一主体的所述外护套和所述第二主体的所述内护套接触。弹性元件向所述外护套和所述内护套施加力，并且由于该力，第一对准轴线和所述第二对准轴线被对准，从而使第一主体与第二主体对准。
[0012]在由外圆柱形护套和内圆柱形护套形成的环形凹部中使用弹性元件确保了两个主体的良好对中，即轴向对准，尽管在两个主体和弹性元件中可能出现大的尺寸和几何形状偏差。
[0013]注意，使用塑料球的轴向对准组件可从申请人NL10257037C中获知。在本公开中，需要对准的两个主体设置有对应的V形环形槽。两个主体以这样的方式彼此相对，即两个主体的V形环形槽形成具有四个邻接表面的基本上矩形的环形槽。通过将塑料球设置在槽中并且使用例如夹紧力将两个主体朝向彼此按压，球形球与环形槽的四个邻接表面中的每一个接触，并且确保两个主体的轴向对准。
[0014]这种已知的轴向对准组件的缺点之一是这种V型槽设计需要将两个主体“拉在一起”。两个主体需要彼此固定，并且塑料球需要挤压到四个邻接表面上，以便对准组件能够工作。使球变形的夹紧力相当大。减小夹紧力的一种选择是使用“较软的”球，即可以更容易压缩的球，但是这具有负面的副作用，即它也减小了用于对准两个主体的力。
[0015]在如本文所限定的轴向对准组件中，使用外护套和内护套来形成其中设置有弹性元件的环形凹部。这具有优于NL10257037C中所描述的对准组件的优点，因为根据本专利技术的轴向对准组件不需要存在四个邻接表面，并且不需要使用轴向夹紧力。由此，提供了一种改进的轴向对准组件，其另外能够提供大约1 μm的公差。由此，实现了本专利技术的目标。
[0016]下面将描述其它有利的实施例。
[0017]在实施例中，弹性元件包含基本上球形的元件。通过使用球形元件，减轻了以正确方式定向弹性元件的需要，特别是在球形弹性元件具有基本上各向同性的弹性特性的情况下。可以生产具有良好尺寸公差的球形元件。另外，球形元件的使用允许弹性元件在环形凹部内滚动，导致弹性元件上的最小（低至零）切向残余力，这有助于轴向对准特性。
[0018]在实施例中，弹性元件的尺寸和数量与第一主体的外护套的直径相适应。优选地，弹性元件的数量尽可能高，但是弹性元件的尺寸不应该太小，因为这增加了所有部件（第一主体、第二主体和弹性元件）所需的公差。弹性元件的尺寸可以在第一主体的半径的1%到10%的范围内，并且优选为大约5%。此比率确保了大约125个弹性元件可以围绕第一主体的外圆柱形护套装配。作为实例，第一主体可以具有大约100 mm的半径，并且总共120个球形
弹性元件具有大约4 mm的直径。在这种情况下，该比率为（4/100=）4%。
[0019]在实施例中，螺旋弹簧设置有构成弹性元件的绕组。由于需要安装更少的部件，螺旋弹簧可以提供更容易地组装轴向对准组件的方式。
[0020]在实施例中，弹性元件由塑料材料构成，例如聚甲醛。作为替代，也可以使用橡胶元件。
[0021]在实施例中，第一主体具有第一邻接表面，并且第二主体具有第二邻接表面，所述第二邻接表面在轴向对准组件的连接状态下连接到所述第一邻接表面。第一邻接表面包含可以基本上平行于第一对准轴线定向的法线。第二邻接表面包含可以基本上平行于第二对准轴线定向的法线。第一主体的法线和第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轴向对准组件（100），其包含：
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第一主体（101），其包含基本上圆柱形外护套（103），并且具有第一对准轴线（A1）；
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第二主体（201），其包含基本上圆柱形内护套（203）并且具有第二对准轴线（A2），其中所述第二主体（201）相对于所述第一主体（101）定位成使得所述内护套（203）面向所述外护套（103）并且在所述内护套与所述外护套之间形成基本上环形凹部（401）；以及
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多个弹性元件（301，302），其位于所述环形凹部（401）内，其中每个弹性元件（301，302）与所述第一主体（101）的所述外护套（103）和所述第二主体（201）的所述内护套（203）接触，并且将力施加到所述外护套（103）和所述内护套（203）上，以对准所述第一对准轴线（A1）和所述第二对准轴线（A2）。2.根据权利要求1所述的轴向对准组件（100），其中所述弹性元件（301，302）具有超过所述外护套（103）和所述内护套（203）之间的标称距离的标称尺寸。3.根据权利要求1或2所述的轴向对准组件（100），其中所述弹性元件（301，302）包含基本上球形的元件（301，302）。4.根据权利要求1至3所述的轴向对准组件（100），其中所述弹性元件（301，302）由塑料材料构成。5.根据权利要求1至4所述的轴向对准组件（100），其中所述第一主体具有第一邻接表面（105），并且其中所述第二主体具有连接到所述第一邻接表面的第二邻接表面（205）。6.根据权利要求5所述的轴向对准组件（100），其中所述第一邻接表面（105）和所述第二邻接表面（205）中的至少一个具有与平行于所述第一对准轴线（A1）和/或第二对准轴线（A2）的部件正交的表面。7.根据权利要求5或6所述的轴向对准组件（100），其中所述第一邻接表面（105）和所述第二邻接表面（205）中的至少一个相对于所述外护套（103）和/或内护套（203）正交地定位。8.根据权利要求1至7所述的轴向对准组件（100），其中所述轴向对准组件（100）包含用于固持所述多个弹性元件（301，302）的固持器（311）。9.根据权利要求8所述的轴向对准组件（100），其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：FEI公司，
类型：发明
国别省市：