[发明专利]带电粒子束源和用于组装带电粒子束源的方法

说明书

一种带电粒子束源，所述带电粒子束源可包括发射器，所述发射器具有用于发射带电粒子的尖端；插座；电极；丝，所述丝连接到这些电极并且连接到所述发射器；用于向所述丝提供电信号的电极；支撑元件，所述支撑元件连接到所述发射器；和支撑结构，所述支撑结构包含一个或多个界面，所述界面用于在支撑所述支撑元件的同时仅接触所述支撑元件的一部分。

相关申请的交叉引用

本申请要求在2017年12月13日递交的美国专利申请第62/598,385号的优先权，出于所有目的将上述申请的全部内容通过引用并入于此。

发明的领域

本发明涉及电子源，特别是涉及减小发射器尖端的振幅振动，更特别地涉及应用于聚焦电子束系统的冷场发射电子源。

发明的背景

电子束设备用于许多工业领域中，包括但不限于高分辨率计量和检查系统、用于平版印刷术的曝光系统、检测设备、测试装置和其他的工业领域。

在这些电子束设备中的第一阶段是产生电子束。

通常在电子束设备使用中各种类型的电子源。有热离子(thermionic)阴极、肖特基(Schottky)发射器和冷场发射器(CFE)。

CFE电子源与其他技术相比具有若干优势。CFE电子源的低能量发散允许改善电子束设备的分辨率。此外，由于较小的虚拟源尺寸，CFE电子源的亮度(brightness)远高于其他电子源。

CFE电子源的亮度比热离子发射器高三个数量级，并且比肖特基发射器高一个数量级。此外，CFE电子源具有很长的寿命。

在图1中示出现有技术CFE电子源10的等距视图。

CFE电子源10包括丝(filament)2，丝2支撑并且加热具有尖端4的发射器3，电子从尖端4发射。尖端4具有小的(纳米级)半径。

可以通过安装在绝缘(陶瓷材料)插座(socket)上的电极5向丝2供应加热电流。

在加热工艺期间供应加热电流，所述加热工艺在电子发射器为了正常操作、为了清洁、为了处理或为了其他原因而需要加热的情况下使用。例如，周期性地加热发射器3，提供尖端表面的清洁(闪火(flashing))以使电子发射过程稳定。发射器3通常由钨、钽、铼、钼、铱、其他类似金属或这些金属的合金的单晶制成。

CFE电子源的缺点之一是发射器3的机械振动。这样的振动显著地限制了电子束设备的可实现的分辨率。这些振动的频率在kHz范围内，并且可导致具有几纳米幅度的电子束偏移。

已经发现CFE电子源的共振频率是几千赫兹(例如——2845千赫兹)，这意味着环境声波造成CFE电子源振动。

越来越需要提供非常稳定的CFE电子源，尤其是向具有亚纳米性能的系统提供非常稳定的CFE电子源。

发明内容

可以提供一种冷场发射器和一种用于组装冷场发射器的方法。

附图简要说明

在申请文件的结论部分特别指出并且清楚地要求保护被视为发明的主题。然而，可通过在与附图一起阅读时参考以下的详细说明而最好地理解同时作为组织和操作方法的本发明，连同本发明的目的、特征和优点，其中：

图1示出现有技术CFE电子源的等距视图；

图2示出CFE电子源的示例的等距视图；

图3示出CFE电子源的示例的局部横截面；

图4示出CFE电子源的示例的局部横截面图；

图5示出CFE电子源的示例的局部横截面图；