[发明专利]用于微柱的壳体

说明书

技术领域

本发明涉及在包括电子发射体和透镜的微柱中使用的壳体，更具体地说，涉及能够使电子发射体和透镜更容易对准和装配的用于微柱的壳体。

背景技术

在20世纪80年代首次引入了在基于微细结构的电子光学组件的扫描隧道显微镜(STM)和微柱的基本原理下工作的电子发射体。微柱通过精密组装微细组件使得光学像差(optical aberration)最小化而形成经改进的电子柱，并且可以通过排列多个小结构而在并行结构或者串行结构的多柱结构中使用小结构。

这种微柱是具有微透镜和偏转器(deflector)的精确制造的结构。这种微柱大致包括电子发射体、源透镜、偏转器和单透镜(Einzel lens)。

在该微柱中，电子发射体、源透镜和单透镜的对准和固定对于微柱的性能来说是至关重要的。关于这种微柱的对准和固定，在1996年出版的“Experimental evacuation of a 20×20mm footprint microcolumn”on pp.3792 and 3796 of Journal of Vacuum & Science Technology B14(6)中公开了一种传统的微柱。

图1是该传统微柱的立体图。微柱10包括在其中对准并固定的电子发射体、源透镜、偏转器和单透镜。上板2与位于其上的微定位器(未示出)一起支撑电子发射体，并且具有形成在其中心处的用于定位电子发射体1的通孔。用于容纳透镜的上板2和下板5经由螺栓通过四个支撑杆6彼此连接。通过环氧树脂粘接的方式以源透镜3和电子发射体1在它们的位置方面对准的状态将源透镜3固定在下板5的上部。在下板5的左侧和右侧设置有偏转器4。此外，单透镜(未示出)以与源透镜相同的方式并与源透镜3相对地对准并固定在下板5的下方。上板2和下板5分别具有形成在其中心轴处的通孔，用于使得从电子发射体1发出的电子束能够穿过透镜和偏转器。

这种传统微柱需要用于对准和固定电子发射体和源透镜的微定位器。此外，如果透镜中存在任何误差，则很难用新的透镜对透镜进行替换。另外，在这种传统微柱中，没有针对透镜和偏转器的布线形成良好的屏蔽(shield)，因此，可能导致微柱的误操作以及电磁噪声。传统微柱昂贵，并且需要很多时间和精力来对准和固定电子发射体和透镜。此外，一旦多个透镜之一出现故障，则整个微柱都不能使用。

发明内容

因此，提出本发明，以解决现有技术中存在的上述问题，并且本发明的目的在于提供一种用于微柱的壳体，该壳体可以容易地对准和固定电子发射体和透镜，并且可以容易地采用新的组件对各个组件进行替换，并形成良好的屏蔽。

为了实现上述目的，根据本发明，提供了一种在微柱中使用的壳体，该微柱包括电子发射体、偏转器和透镜，所述壳体包括：

电子发射体保持器，在该电子发射体保持器中插入所述电子发射体；

保持器底座，在该保持器底座中插入所述电子发射体保持器；以及

与所述保持器底座连接的柱底座，其中单独地装配所述电子发射体保持器、保持器底座和柱底座。

此外，根据本发明，将透镜插入到透镜板中，并且该透镜板可拆卸地与其他组件连接，以使得该透镜不与其他组件直接接触。

此外，一种在包括电子发射体、偏转器和透镜的微柱中使用的壳体包括：

电子发射体保持器，其具有中空部分，用于将电子发射体插入到其中；

保持器底座，在该保持器底座中同轴地插入所述电子发射体保持器，所述透镜的第一透镜部分与所述保持器底座的底面连接；

透镜板，在该透镜板中插入并固定有第二透镜部分，该透镜板具有中空孔(hollow hole)；以及

中空的柱底座，该中空的柱底座在其上部与所述保持器底座连接，该柱底座具有在其中心处沿径向形成的用于将偏转器插入到其中的通孔，以及形成在其内周边的用于将透镜插入到其中的台阶部。

其中沿X轴、Y轴和Z轴方向在所述电子发射体保持器的内部对准并固定所述电子发射体。

根据本发明的用于微柱的壳体不需要昂贵的微定位器以及用于调整电子发射体的位置的构件，因此结构简单。

当诸如电子发射体或者透镜的组件出现故障时，根据本发明的用于微柱的壳体可以快速且容易地利用新的组件更换有缺陷的组件，从而容易对昂贵的微柱进行修理或者再利用。

根据本发明的用于微柱的壳体将所有的布线都设置在所述壳体的内部，从而通过屏蔽布线使其不受电磁场以及其他信号的影响以及安全地保护布线的效果来优化所述微柱的性能。