TWI811790B - 具有整合分束器的肖特基熱場發射器、用於將分束器與肖特基熱場發射的提取器面板整合的方法以及用於形成多個電子束的方法 - Google Patents

具有整合分束器的肖特基熱場發射器、用於將分束器與肖特基熱場發射的提取器面板整合的方法以及用於形成多個電子束的方法 Download PDF

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Abstract

一種肖特基熱場發射器(TFE)源藉由支座與分束器整合， 所述支座將分束器支撐在肖特基TFE提取器面板上方0.5毫米至2毫米的距離處。分束器包括與支座整合並與提取器面板相對設置的微孔陣列，微孔陣列具有多個微孔，所述微孔將由肖特基TFE產生的電子束分成多個細光束。支撐件及提取器可由相同的材料或不同的材料製作而成。支撐件可由耐高溫材料形成，此導致在提取器與微孔陣列之間存在電位差。此電位差在微孔處生成帶正電的靜電透鏡，此增加個別細光束中的電流。微陣列板上的電壓可被改變，以達成高的細光束電流。

Description

具有整合分束器的肖特基熱場發射器、用於將 分束器與肖特基熱場發射的提取器面板整合的方法以及用於形成多個電子束的方法
本揭露大體而言是有關於一種藉由支座與分束器微孔陣列整合的肖特基熱場發射器(Schottky thermal field emitter，TFE)提取器，所述支座在提取器上方並緊鄰所述提取器支撐所述分束器微孔陣列。
掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope，SEM)需要場發射槍(field emission gun，FEG)，所述FEG產生用於撞擊目標材料的電子束。FEG可包括肖特基TFE發射器作為電子束源。
早期SEM僅提供單個電子束。由於每一束僅可掃描小的目標面積，因此光柵掃描單個目標需要很多小時/天。
已經嘗試採用多個束或細光束(beamlet)。先前的努力包括使用獨立的分束器作為固體箔中的多個孔的陣列，並將此種獨立的分束器放置在遠離熱場發射源的某個地方，例如在電子光學柱中的FEG內部或其外部。
該些設計的局限性包括但不限於以下：
(1)大的預分束電流(pre-split beam current)在到達分束器之前必須行進長的距離，這引起不希望的全域及隨機空間電荷效應，從而引起電子能量擴散的加寬及軌跡的位移，此繼而引起細光束模糊及散焦。
(2)由肖特基TFE發射的強發散束僅允許少量電子穿過遠程獨立分束器中的個別孔，因此每個所分成的束(細光束)的總電流極小。
肖特基TFE源由尖端極鋒利的單晶鎢絲組成，在鎢絲周圍裝配有鋯儲槽。尖端安裝在髮夾細絲(hairpin filament)上，所述髮夾細絲用於將尖端保持在1750 K至1850 K的溫度下。將此總成安裝在陶瓷基座上，並添加了兩個電極。第一電極是具有圍繞鎢絲的孔徑的抑制器。第二電極是具有位於所述絲的尖端正上方的孔徑的提取器。尖端突出穿過抑制器孔徑並面向提取器，提取器可被視為由肖特基尖端、抑制器及提取器構成的經典三極體槍中的陽極。由於熱激勵及尖端處的電場兩者，電子自尖端發射。尖端半徑通常介於0.3微米至1.0微米的範圍內。提取器中心鑽孔通常距離尖端0.5微米。
當電子束自肖特基TFE發射時，由於提取器透鏡效應(extractor lensing effect)、電子的熱速度及博爾施效應(Boersch effect)，束向外擴散。博爾施效應指的是電子之間的隨機庫侖交互作用，其增加電子的能量擴散，從而導致彩色畸變及軌跡位移增加。
FEG保持肖特基TFE，並有額外的電極，用於對束進行塑形及對齊。該些電子的功能是將束聚焦至FEG出射孔徑上，所述FEG出射孔徑亦被稱為差分幫浦孔徑(differential pumping aperture)。FEG的內部是真空的，根據肖特基操作的要求，壓力通常低於4×10-9托。
然而，單個TFE只能向目標遞送單個窄光束。傳統的解決方案包括用位於陰極電極之後及FEG的出射孔徑之前某個點處的分束器來分離電子束。
已經嘗試在FEG內包括分束器。圖1是示出位於FEG 102內部但與肖特基TFE 104及提取器面板108相距一定距離的分束器114的示意圖。FEG 102將肖特基TFE 104保持在真空中。FEG側的真空約為10-9托。尖端105位於提取器106的後面。當尖端105釋放電子時，電子被提取器上的電位朝向提取器拉動。在非限制性實例中，提取器電壓可約為2千伏至7千伏。提取器的頂表面是TFE的面板。電子束116由電極108、110及112塑形，以將電子束聚焦在分束器114上。所分成的束118(細光束)離開分束器，並被下伏光學器件聚焦在目標(圖1中未示出)上。在目標 處，所分成的束118(細光束)代替單個束能夠同時掃描較單個束更大的目標面積。然而，在此種方法中，穿過分束器的束的電流密度小，乃因預分電子束116的能量擴散及軌跡位移因預分束自提取器行進至分束器的大的距離上的空間電荷效應而為高。此外，高真空難以維持，此使得多電極裝置的製造成本高。
另一種傳統的解決方案是將分束器放置在FEG的外側，在光學柱的某個地方。圖2是示出包括肖特基TFE 204的FEG 202的示意圖，所述肖特基TFE 204具有尖端205、孔徑板206及提取器208。電子束216擴散，直至其到達準直透鏡220。準直光束然後穿過分束器214以形成所分成的束218。聚光透鏡222、消隱孔徑(blanker aperture)224、束光闌226及投影透鏡230將所分成的束218(細光束)聚焦至目標234上。束光闌226移除每個所分成的束218的過度擴散，乃因該些發散束228可在目標處導致雜訊。然而，由於分束器214處的預分束的大直徑，在圖2的傳統解決方案中目標處所分成的束218具有低電流。
上述結構中的每一者皆有一或多個阻礙其採用的缺點。因此，本揭露的一個目的是提供用於與肖特基TFE整合的分束器的方法及系統，以在電子束大幅度發散之前分離電子束，因此藉由極靠近束的起始點(肖特基尖端)分離束來保持每個所分成的束的電流為高並減少空間電荷效應，從而防止預分高電流束的長距離行進。
本揭露的實施例闡述肖特基熱場發射(TFE)與具有微孔陣列的分束器的整合。分束器由與提取器面板整合的支座支撐在肖特基TFE的提取器面板的上方並緊鄰所述提取器面板。
第一實施例闡述一種與熱場發射(TFE)源整合的分束器，其包括：肖特基TFE，具有提取器面板；支座，與所述提取器面板整合；以及微孔陣列，與所述支座整合並與所述提取器面板相對設置，所述微孔陣列具有多個微孔。
第二實施例闡述一種用於將分束器與肖特基TFE的提取器面板整合的方法，所述方法包括：將支座的第一端整合至所述提取器面板；在微孔陣列板中形成孔；以及將所述微孔陣列板安裝至所述支座的第二端，其中所述第二端與所述第一端相對，其中所述支座將所述微孔陣列板支撐在所述提取器面板上方介於0.5毫米至2毫米範圍內的距離。
第三實施例闡述一種用於形成多個電子束的方法，所述方法包括：向肖特基TFE供電，以在提取器孔徑處產生電子束；向提取器觸點提供電壓；以及藉由使所述電子束穿過包括多個微孔的微孔陣列板而將所述電子束分成多個電子束，所述微孔陣列板由與所述提取器孔徑整合的支座支撐在所述提取器孔徑上方0.5毫米至2毫米處。
說明性實施例的前述概括說明及其以下詳細說明僅僅是本揭露的教示內容的示例性態樣，而非限制性的。
102、202:FEG
104、204、304、504:肖特基TFE
105、205、305:尖端
106:提取器
108:提取器面板/電極
110、112:電極
114、214、314、414、614:分束器
116:電子束/預分電子束
118、318:所分成的束/細光束
206:孔徑板
208:提取器
216:電子束
220:準直透鏡
222:聚光透鏡/分束器
224:消隱孔徑
226:束光闌
228:發散束
230:投影透鏡
234:目標
300、513:整合分束器的肖特基TFE(IBS_TFE)
306:TFE提取器/提取器
307:抑制器
308:面板/提取器面板
309、509、609:支座
316:電子束/所分成的束
322:聚光透鏡
415、514、615:微孔陣列
508:提取器面板/提取器表面
608:提取器面板/提取器
608’:鑽孔
619:鋸齒狀擱板
A:軸線
H:高度
將輕易獲得對本揭露及其諸多伴隨優點的更完整的理解，乃因當結合附圖考慮時，藉由參照以下詳細說明，本揭露及其諸多伴隨優點被更佳理解，在附圖中：圖1是示出包括內部分束器的肖特基TFE的示意圖。
圖2是示出支撐在肖特基TFE的提取器面板上方的分束器的示意圖。
圖3是示出與肖特基TFE的提取器的面板整合的分束器的示意圖。
圖4A是示出微孔的矩形分束器陣列的示意圖。
圖4B是具有等間距微孔陣列的圓形分束器的示意圖，其中每個微孔的直徑隨著其與中心的距離增加而增加。
圖4C是具有矩形5×5微孔陣列的圓形分束器的示意圖，所述微孔的直徑自分束器的中心至外圍逐漸增大。
圖5是示出具有整合分束器及提取器的肖特基TFE的示意圖。
圖6A是示出以圓柱形配置整合提取器面板、支座及分束器陣列的示意圖。
圖6B是示出用於將分束器陣列與支座整合的安裝特徵的示意圖。
現在參照附圖，其中在幾個視圖通篇中相同的參考編號表示相同或對應的部件。
本揭露的裝置、方法及系統闡述分束器微孔陣列與肖特基TFE提取器電極的整合。
本揭露的各態樣闡述一種具有整合分束器的肖特基TFE(IBS_TFE)，其含有藉由支座與肖特基TFE提取器面板的頂部分開保持的分束器。使用IBS_TFE的電子顯微鏡在提高解析度、影像獲取速度及處理量(單位時間內掃描及成像的面積)方面具有益處。IBS_TFE可用於產生多束掃描電子顯微鏡及類似檢查工具的多束源。
IBS_TFE產生多束電子源，所述電子在多束中具有高的總束電流、以及低的能量擴散及軌跡位移。
圖3是示出IBS_TFE 300的物理結構的示意圖。肖特基TFE 304包括尖端305、抑制器307、具有面板308的提取器306。抑制器是肖特基TFE 304內部的電極，其防止雜散熱離子發射穿過提取器鑽孔並沿柱向下。尖端305位於抑制器307的中心。在尖端305處產生電子束316。具有微孔陣列415(如圖4所示)的分束器314及其支座309安裝在提取器面板308上。分束器314及支座309與TFE提取器306的鑽孔軸向對齊。當所分成的束318離開分束器時，聚光透鏡322聚焦所述所分成的束318。在圖3中，為清楚起見，未示出在所分成的束穿過分束器陣列的微孔之後將所述所分成的束引導至目標上的電子器件及透鏡。
在非限制性實例中，提取器面板308與分束器314之間的電位差可近似為-100伏，此向所分成的束316增加了少量的場 聚焦。在肖特基TFE製造期間，將IBS_TFE整合為一個單元。分束器的微孔陣列設置有電壓觸點，用於改變電壓以達成最高的細光束電流。
在非限制性實例中，支座309可將分束器314保持在提取器上方0.5毫米至2毫米的高度H處。支座309可具有直徑小於或等於提取器的直徑的圓柱形或環形幾何形狀。典型的商用提取器面板外徑約為12.5毫米，中心鑽孔直徑為0.4毫米，且厚度近似為1毫米。支座為與提取器鑽孔中心點對齊的環形金屬部件。在非限制性實例中，環的外徑近似為8毫米，寬度(自環的內表面至徑向上的外表面)近似為1毫米，且高度近似為0.3毫米至0.5毫米。
在本揭露的態樣中，支座309可由導電材料製成。導電材料的非限制性實例是金屬合金，例如鈦鋯鉬(titanium-zirconium-molybdenum，TZM)。相較於純的非合金鉬，TZM具有較高的再結晶溫度、較高的蠕變強度及較高的拉伸強度。TZM具有低熱導率(0.48)，且因此不會將熱量自提取器面板傳導至分束器。分束器處的多餘熱量可導致分束器彎曲，從而使所分成的束的軌跡扭曲。此外，多餘的熱量可能導致所分成的束在離開分束器之後擴散及/或相互干擾，此降低所分成的束中到達目標的能量。
在本揭露的態樣中，支座可由導電的高電阻材料(例如，電阻陶瓷)製成。在非限制性實例中，電阻陶瓷是氧化鋁，並且 可類似於可自美國加利福尼亞州弗里蒙特市米爾蒙特大道(Milmont Drive,Fremont,California,U.S.A)49070號京瓷國際公司(Kyocera International)獲得的京瓷AH100A。電阻陶瓷由陶瓷材料的燒結體製成，其中導電顆粒分佈在整個基體中，以產生100%主動及無電感的電阻器。電阻陶瓷是化學惰性的。其可在高溫下承受高能量及高電壓，此對於接近溫度約為1800 K的TFE尖端的支座而言是可取的。在使用高電阻陶瓷時，在提取器與分束器陣列之間建立電位差，使得被分束器陣列攔截的入射電子使分束器陣列相對於提取器上的電位為負。此有利於IBS_TFE，乃因分束器陣列孔變成正靜電微透鏡，從而將入射電子聚焦至孔上，因此額外增加穿孔電流(thru-the-hole current)。
圖4A是示出IBS_TFE的分束器414的一種配置的示意圖。分束器414具有3×3微孔陣列415。微孔的形成非常精確，並且由可承受高溫而不會彎曲或損壞的材料製作而成。在非限制性實例中，微孔的直徑介於10微米至120微米的範圍內。微孔陣列的材料可為與支座相同或不同的材料。可在TZM合金片材中將微孔加工成低至10微米的直徑，此可增加離開陣列的所分成的束的數量並減小最終聚焦的細光束光斑大小，即，SEM解析度。微孔的大小取決於每個細光束擊中目標時所需的電流。
圖4B是示出分束器414的第二種配置的示意圖，其示出具有多個微孔的圓形分束器陣列，所述微孔的範圍是自中心的小孔藉由增大大小至外圍的大孔。儘管未示出，但在替代方案中， 多個微孔的範圍可為自中心的大孔藉由減小大小至外圍的小孔。
圖4C是示出分束器414的第三種配置的示意圖，其中分束器是圓形的，但陣列是矩形的，其孔大小逐漸增加。孔可介於10微米至120微米的範圍內，並且是專用的。所示的矩形陣列是5×5陣列。
在非限制性實例中，分束器陣列的材料可為不銹鋼。在另一非限制性實例中，所述材料可為TZM合金。在另外的非限制性實例中，所述材料可為可加工的導電陶瓷材料。
儘管圖4A示出3×3微孔陣列415，圖4B示出多個微孔，且圖4C示出5×5微孔陣列，但微孔的數量、其直徑及陣列圖案不受限制。舉例而言，依據光學柱的限制，可使用4×4陣列、4×5陣列、5×5陣列或更大的陣列。所述陣列可為非矩形的、專用的佈局。
離開微孔陣列的所分成的束(318，圖3)由下游光學器件及電極形成束，以擊中目標(未示出)。大量同時掃描的所分成的束增加SEM的獲取速度，即處理量。然而，細光束的大小存在限制，乃因若細光束太小，則細光束中可能沒有足夠的電流來產生鑑於雜訊水準可檢測到的SEM訊號。
離開微孔陣列的細光束318(所分成的束)攜帶的電流較離開肖特基TFE的主光束低，其係數與微孔陣列中的孔數(陣列透明度)成比例。細光束的分離降低個別細光束中的博爾施效應，從而允許每個細光束具有較低的能量擴散，且因此降低彩色畸變。
圖5是示出本揭露的肖特基TFE 504與IBS_TFE 513的整合的示意圖。IBS_TFE 513與肖特基TFE 504的提取器表面508整合在一起。在實施例中，IBS_TFE 513的支座509可藉由焊接或銅焊結合至提取器面板508。在此實施例中，支座509可為電阻陶瓷，其在提取器面板與微孔陣列514之間產生電位差。在另一實施例中，提取器面板508及支座509由相同的材料加工而成，但所述提取器面板508及支座509是作為單獨的部件並且稍後進行接合。提取器及/或支座可由TZM合金、鈦或不銹鋼製成。在另一實施例中，支座及分束器可由同一塊材料(例如，TZN合金或鈦)製造成一件。
本揭露的IBS_TFE 513將肖特基TFE發射的束緊鄰肖特基提取器電極放置，以使最大電流穿過微孔陣列。
圖6A是示出肖特基TFE與支座609的整合的示意圖。支座609在圖6A中被示出為中空圓柱體的橫截面。支座609被示出為與肖特基TFE的提取器面板608整合在一起。608’代表提取器608的中心中的束孔徑。支座609及提取器面板可藉由焊接或銅焊進行整合。分束器614微孔陣列包括微孔陣列615，並與支座609的頂部整合，與軸線A成一條直線。分束器微孔陣列板可藉由銅焊或焊接被焊接或貼附至支座609的頂部，或者可與支座609形成為單個單元。
圖6B是示出加工在支座609的頂部部分中以生成鋸齒狀擱板619的安裝特徵的示意圖。分束器614微孔陣列擱置在鋸齒 狀擱板619上，並且可藉由焊接、摩擦攪拌焊接、夾緊、銅焊、用高溫焊料焊接或類似方式來固定。
支座可為與提取器面板相同或不同的材料。支座可為金屬合金，例如TZM。若提取器為第一材料(例如，不銹鋼)，且支座為第二高電阻材料(例如，電阻陶瓷AH100A)，則提取器上的電位將高於分束器上的電位，乃因支座上的電位下降。此電位可在細光束上提供透鏡效應(靜電聚焦)。
在操作中，入射電子束由肖特基TFE發射，所述束穿過TFE提取器電極中的鑽孔608’(圖6A)，並立即撞擊位置緊鄰提取器電極的微孔陣列。所述陣列由支座支撐，所述支座在微孔陣列與提取器電極之間提供電性接觸及熱接觸。支座可充當內置電阻器，從而在分束器與提取器之間生成電壓偏置。此種電壓偏置使分束器陣列微孔成為正靜電微透鏡，從而將入射電子聚焦至孔上，並且額外增加穿孔電流。
本揭露的IBS_TFE使分束器緊鄰肖特基發射器尖端，從而將分束器整合至肖特基TFE中。益處在於在所述多個個別的細光束(所分成的束)中存在減小的能量擴散、最小的軌跡位移及增加的電流。
本揭露的IBS_TFE相對於現有技術的優點在於，向每個個別的細光束提供最大的電流，以及在所述多個細光束中具有最低的可能的能量擴散及軌跡位移，此有助於電子束系統聚焦品質及解析度。另外，聚焦電極(例如，110、112，圖1)可被消除， 乃因波束擴散最小。
本揭露的實施例闡述一種與肖特基TFE的提取器面板整合的分束器。
本揭露的實施例闡述一種藉由支座與肖特基TFE的提取器面板間隔開的分束器。
本揭露的實施例闡述一種藉由支座與肖特基TFE的提取器面板間隔開的分束器，其中支座將分束器支撐在提取器上方0.5毫米至2毫米的距離處。
本揭露的實施例闡述一種藉由支座與肖特基TFE的提取器面板間隔開的分束器，其中支座具有中空的圓柱形幾何形狀。
本揭露的實施例闡述一種具有微孔陣列的分束器。
本揭露的實施例闡述一種具有3×3微孔陣列的分束器。
本揭露的實施例闡述一種具有4×4微孔陣列的分束器。
本揭露的實施例闡述一種具有5×5微孔陣列的分束器。
本揭露的實施例闡述一種包括微孔陣列的分束器，其中每個微孔的直徑介於10微米至120微米的範圍內。
本揭露的實施例闡述一種包括微孔陣列的分束器，所述分束器被配置成使得微孔的直徑自陣列的中心向陣列的外圍增加。
本揭露的實施例闡述一種包括微孔陣列的分束器，所述分束器被配置成使得微孔的直徑自陣列的中心向陣列的外圍減小。
本揭露的實施例闡述一種包括微孔陣列的分束器，其中在直徑朝著陣列的中心較小而靠近陣列的外圍較大的圖案中，微孔的直徑在10微米至120微米之間變化。
本揭露的實施例闡述一種具有矩形形狀或圓形形狀或六邊形形狀的分束器陣列板。
本揭露的實施例闡述一種矩形形狀的分束器陣列。
本揭露的實施例闡述一種圓形形狀的分束器陣列。
本揭露的實施例闡述一種六邊形形狀的分束器陣列。
本揭露的實施例闡述一種八邊形形狀的分束器陣列。
本揭露的實施例闡述一種包括微孔陣列的分束器，其中每個微孔的直徑介於10微米至120微米的範圍內。
本揭露的實施例闡述一種包括微孔陣列的分束器，其中微孔藉由微鑽孔形成。
本揭露的實施例闡述一種包括微孔陣列的分束器，其中分束器由電阻性可加工陶瓷材料製作而成，且微孔藉由化學蝕刻形成。
本揭露的實施例闡述一種與支座及肖特基TFE的提取器面板整合的分束器。
本揭露的實施例闡述一種與支座及肖特基TFE的提取器面板整合的分束器，其中分束器、支座及提取器面板由不銹鋼製作而成。
本揭露的實施例闡述一種與支座及肖特基TFE的提取器 面板整合的分束器，其中分束器、支座及提取器面板由導電陶瓷材料製作而成。
本揭露的實施例闡述一種與支座及肖特基TFE的提取器面板整合的分束器，其中分束器、支座及提取器面板由氮化鋁或氧化鋁製作而成。
本揭露的實施例闡述一種與支座及肖特基TFE的提取器面板整合的分束器，其中支座由高電阻率金屬製作而成。
本揭露的實施例闡述一種與支座及肖特基TFE的提取器面板整合的分束器，其中分束器、支座及提取器面板由碳化鎢製作而成。
本揭露的實施例亦可如以下括弧中所述。
(1)一種與肖特基熱場發射(TFE)源整合的分束器，包括：肖特基TFE，具有提取器面板；支座，與所述提取器面板整合；以及微孔陣列，與所述支座整合並與所述提取器面板相對設置，所述微孔陣列具有多個微孔。
(2)如(1)所述的分束器，其中所述提取器面板、所述支座及所述微孔陣列由相同的材料製作而成。
(3)如(1)或(2)中的任一者所述的分束器，其中所述相同的材料是鈦-鋯-鉬、鈦或不銹鋼。
(4)如(1)至(3)中的任一者所述的分束器，其中所述相同的材料是可加工的導電陶瓷材料。
(5)如(1)至(4)中的任一者所述的分束器，其中 所述可加工的導電陶瓷材料是氧化鋁。
(6)如(1)所述的分束器，其中所述提取器面板、所述支座及所述微孔陣列由所述相同的材料或不同的材料製作而成。
(7)如(1)或(6)中的任一者所述的分束器，其中所述提取器面板由不銹鋼製作而成，所述支座由高電阻材料製作而成，且所述微孔陣列由可加工的陶瓷材料製作而成。
(8)如(1)及(4)至(6)中的任一者所述的分束器，其中所述提取器面板由不銹鋼製作而成，且所述支座及所述微孔陣列由可加工的導電陶瓷材料製作而成。
(9)如(1)及(4)至(7)中的任一者所述的分束器，其中所述可加工的陶瓷材料是氧化鋁。
(10)如(1)所述的分束器，更包括：安裝特徵，設置於所述支座的第二端上，所述安裝特徵被配置成將所述支座連接至所述微孔陣列。
(11)如(1)所述的分束器，其中所述支座將所述微孔陣列與所述提取器面板分開介於0.5毫米至2毫米範圍內的距離。
(12)如(1)所述的分束器，其中所述微孔陣列是3×3陣列、4×5陣列、或5×5陣列。
(13)如(1)所述的分束器，其中所述微孔中的每一者具有相同的直徑，所述直徑為10微米至120微米。
(14)如(1)所述的分束器，其中所述微孔的大小自所述分束器的中心至所述分束器的外圍增加。
(15)一種用於將分束器與肖特基TFE的提取器面板整合的方法，所述方法包括：將支座的第一端整合至所述提取器面板；在微孔陣列板中形成孔；將所述微孔陣列板安裝至所述支座的第二端，其中所述第二端與所述第一端相對，並且其中所述支座將所述微孔陣列板支撐在所述提取器面板上方0.5毫米至2毫米的距離。
(16)如(15)所述的方法，更包括：藉由將所述支座焊接至所述提取器面板來整合所述支座的所述第一端，或者藉由將所述支座銅焊至所述提取器面板來整合所述支座的所述第一端，或者藉由在所述支座的所述第一端的內部加工凹槽、將所述提取器面板插入所述凹槽中、並將所述提取器面板焊接至所述支座來整合所述支座的所述第一端。
(17)如(15)所述的方法，更包括：藉由焊接、或摩擦攪拌焊接、或焊合、或夾緊、或用熱黏著劑結合來將所述微孔陣列板安裝至所述支座。
(18)如(15)所述的方法，更包括：在所述微孔陣列板中微鑽出多個微孔，其中所述微孔的直徑自所述微孔陣列板的中心至所述微孔陣列板的外圍增加。
(19)如(15)所述的方法，更包括：藉由微加工形成微孔陣列板中的孔，其中微加工包括微鑽孔或化學蝕刻。
(20)一種用於形成多個電子束的方法，包括：向肖特基熱場發射器(TFE)供電，以在提取器孔徑處產生電子束；向提取器觸點提供電壓，以及藉由使所述電子束穿過包括多個微孔的微孔陣列板而將所述電子束分成多個電子束，所述微孔陣列板由與所述提取器孔徑整合的支座支撐在所述提取器孔徑上方0.5毫米至2毫米處。
根據上述教示內容，本發明的許多修改及變化是可能的。因此，應理解，在所附申請專利範圍的範圍內，本發明可以不同於本文中具體闡述的方式實施。
300:整合分束器的肖特基TFE(IBS_TFE)
304:肖特基TFE
305:尖端
306:TFE提取器/提取器
307:抑制器
308:面板/提取器面板
309:支座
314:分束器
316:電子束/所分成的束
318:所分成的束/細光束
322:聚光透鏡
H:高度

Claims (20)

  1. 一種與肖特基熱場發射（TFE）源整合的分束器，包括： 肖特基熱場發射，具有提取器面板； 支座，與所述提取器面板整合；以及 微孔陣列，與所述支座整合並與所述提取器面板相對設置，所述微孔陣列具有多個微孔。
  2. 如請求項1所述的與肖特基熱場發射源整合的分束器，其中所述提取器面板、所述支座及所述微孔陣列由相同的材料製作而成。
  3. 如請求項2所述的與肖特基熱場發射源整合的分束器，其中所述相同的材料是鈦-鋯-鉬、鈦或不銹鋼。
  4. 如請求項2所述的與肖特基熱場發射源整合的分束器，其中所述相同的材料是可加工的導電陶瓷材料。
  5. 如請求項4所述的與肖特基熱場發射源整合的分束器，其中所述可加工的導電陶瓷材料是氧化鋁。
  6. 如請求項1所述的與肖特基熱場發射源整合的分束器，其中所述提取器面板、所述支座及所述微孔陣列由所述相同的材料或不同的材料製作而成。
  7. 如請求項6所述的與肖特基熱場發射源整合的分束器，其中所述提取器面板由不銹鋼製作而成，所述支座由電阻材料製作而成，且所述微孔陣列由可加工的陶瓷材料製作而成。
  8. 如請求項6所述的與肖特基熱場發射源整合的分束器，其中所述提取器面板由不銹鋼製作而成，且所述支座及所述微孔陣列由可加工的導電陶瓷材料製作而成。
  9. 如請求項8所述的與肖特基熱場發射源整合的分束器，其中所述可加工的陶瓷材料是氧化鋁。
  10. 如請求項1所述的與肖特基熱場發射源整合的分束器，更包括： 安裝特徵，設置於所述支座的第二端上，並被配置成將所述支座連接至所述微孔陣列。
  11. 如請求項1所述的與肖特基熱場發射源整合的分束器，其中所述支座將所述微孔陣列與所述提取器面板分開0.5毫米至2毫米。
  12. 如請求項1所述的與肖特基熱場發射源整合的分束器，其中所述微孔陣列是3×3陣列、或4×5陣列、或5×5陣列。
  13. 如請求項1所述的與肖特基熱場發射源整合的分束器，其中所述微孔陣列中的所述微孔中的每一者具有相同的直徑，所述直徑為10微米至120微米。
  14. 如請求項1所述的與肖特基熱場發射源整合的分束器，其中所述微孔的大小自所述分束器的中心至所述分束器的外圍增加。
  15. 一種用於將分束器與肖特基熱場發射的提取器面板整合的方法，所述方法包括： 將支座的第一端整合至所述提取器面板； 在微孔陣列板中形成微孔；以及 將所述微孔陣列板安裝至所述支座的第二端， 其中所述第二端與所述第一端相對，並且 其中所述支座將所述微孔陣列板支撐在所述提取器面板上方0.5毫米至2毫米的距離。
  16. 如請求項15所述的用於將分束器與肖特基熱場發射的提取器面板整合的方法，更包括： 藉由將所述支座焊接至所述提取器面板來整合所述支座的所述第一端，或者 藉由將所述支座銅焊至所述提取器面板來整合所述支座的所述第一端，或者 藉由在所述支座的所述第一端的內部加工凹槽、將所述提取器面板插入所述凹槽中、並將所述提取器面板焊接至所述支座來整合所述支座的所述第一端。
  17. 如請求項15所述的用於將分束器與肖特基熱場發射的提取器面板整合的方法，更包括： 藉由焊接、或摩擦攪拌焊接、或焊合、或夾緊及用熱黏著劑結合來將所述微孔陣列板安裝至所述支座。
  18. 如請求項15所述的用於將分束器與肖特基熱場發射的提取器面板整合的方法，更包括： 在所述微孔陣列板中微鑽出多個微孔，其中所述微孔的直徑自所述微孔陣列板的中心至所述微孔陣列板的外圍增加。
  19. 如請求項15所述的用於將分束器與肖特基熱場發射的提取器面板整合的方法， 其中所述微孔陣列板中的所述微孔藉由微加工形成，並且 其中微加工包括微鑽孔或化學蝕刻。
  20. 一種用於形成多個電子束的方法，包括： 向肖特基熱場發射器（TFE）供電，以在提取器孔徑處產生電子束； 向提取器觸點提供電壓；以及 藉由使所述電子束穿過包括多個微孔的微孔陣列板而將所述電子束分成多個電子束，所述微孔陣列板由與提取器面板整合的支座支撐在所述提取器面板上方0.5毫米至2毫米處。
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