本发明专利技术提供了一种制造具有多个微透镜和多个在所述微透镜之间交替间隔的绝缘层的微柱的透镜部件的方法。所述方法包括通过将绝缘层（１０１）和微透镜（１０２）阳极接合在一起而形成至少一个第一微透镜部件组（ｓｅｔ＿１）；将第二微透镜部件组（ｓｅｔ＿２）分层堆积在所述第一微透镜部件组（ｓｅｔ＿１）上；以及扫描激光束，从而将所述第一微透镜部件组（ｓｅｔ＿１）焊接到所述第二微透镜部件组（ｓｅｔ＿２）的微透镜。本发明专利技术的方法进一步包括将所述微透镜部件组阳极接合在一起。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总的来说涉及一种制造电子束微柱透镜部件的方法以及通过所述方法制造的透镜部件，并且尤其涉及一种制造电子束微柱透镜部件的方法以及具有很高分辨率的用于电子束光刻和电子显微镜的精细透镜部件。
技术介绍
在1980年引入了按照扫描隧道显微镜(STM)基本原理工作的电子发射源和基于具有微结构的电子光学元件的电子束微柱。在电子束微柱中，微元件被精细组装以最小化光学数值，从而形成改进的电子柱。而且，由于微结构，多个电子束微柱的设置采用串行或者并行的多个电子柱。所述微柱为高纵横比(high-aspect-ratio)微机械结构，包括微透镜和反射镜(deflector)。组成微柱的微透镜部件为多层硅芯片(具有透镜电极的膜窗)，或者为通过厚度为100至150μm的绝缘层互相隔开的硅膜。微柱的微透镜部件包括直径为若干微米至数百微米的钻孔。为了最佳性能，钻孔的圆度必须在纳米范围内并且元件之间的校准误差需要在小于1μm的范围内。图1为传统的基于公知的STM校准的场发射(SAFE)的1kV微柱的截面图，显示了源透镜部件1和Einzel透镜部件3。依附到扫描隧道显微镜(STM)型定位器的电子发射源5向样本板25发射电子束6。电子束6首先穿过由硅微透镜组成的源透镜1，以及例如具有5μm直径的轴向设置的提取器(extractor)7，具有100μm直径孔的加速电极11，以及具有2.5μm直径孔的限制光圈13。三个微透镜由两个绝缘隔离片9间隔。绝缘间隔片9优选的由Pyrex制成，但是可以由绝缘材料例如Hoya生产的SD-2玻璃制成。源透镜1安装在具有由八个电极组成的反射镜17的铝基座15上。此后，电子束6穿过Einzel透镜3。Einzel透镜3包括直径为100至200μm的硅微透镜19和23。硅微透镜19和23在其中心处具有厚度为1至2μm并且尺寸为1mm×1mm的硅孔单元21。硅层之间通过绝缘层9以规则间距相互隔开。此后，电子束6到达样本板25上并且发射第二电子。通道检测器(channeltrondetector)27检测所述第二电子。为了组装传统微柱的透镜部件，由硅制成的微透镜和绝缘Pyrex间隔片顺次分层堆积。此后，分层透镜和绝缘材料阳极接合在一起。所述阳极接合如图2和3所示为将玻璃耦合到金属和半导体的电化学过程。在高温下(300-600℃)，Pyrex或其他玻璃中的Na2O的钠离子和氧离子被激活。当通过电源52施加电压而在硅微透镜层53和玻璃绝缘层55之间形成电场后，玻璃中的钠离子在箭头63所示方向上从分界面迁移。氧阴离子61向硅阳极中的感应正电荷59移动以形成化学键。所述过程以前仅用于单方接合。然而近来所述过程被扩展到了多层接合。在第一个硅-玻璃接合之后，另一硅芯片或者膜如图3所示可以通过反向施加电压而接合到玻璃的自由表面。在此情况下，当通过电源52施加反向电压时，第二硅层57置于玻璃绝缘层55上。此时，感应正电荷59在箭头63表示的方向上移动钠离子，从而氧阴离子61与第二硅层57形成化学键。为了达到满意的多层接合，控制温度、施加电压、接合时间以及特别是层的表面条件非常重要。然而，上述阳极接合是在多个微透镜和绝缘层交替分层堆积后进行的。因此，在需要高精度校准的微柱透镜部件的分层堆积物被加热到高温并且冷却后，这些层会对不齐，因此可能降低精度。而且，对于阳极接合，上面的电极使用导线连接到接触点。因此，通过使用线电压在整个区域中阳极接合透镜部件需要很长的时间。除了上述组装方法，在韩国专利申请No.2001-7003679(2001年3月22日提交)中提出了使用激光点接的微柱透镜部件，下面将参考图4对其进行描述并且在本专利技术的描述中引用。图4显示了通过激光点接的微柱的透镜部件93，其中三个微透镜81、85和89以及两个绝缘层77和87交替分层堆积。在透镜部件93中，第一绝缘层77和第二绝缘层87具有从第一绝缘层77和第二绝缘层87的相反边缘水平向外突出的两个扩展部分。也就是说，第一绝缘层77和第二绝缘层87分别具有耳状部分79和88。由于微柱的微透镜光圈具有2μm或更小的直径，可以强制将微柱的多层精确对齐。当从激光器中发射激光束时，激光束完全通过第一绝缘层77以加热第二微透镜85的表面。因此，第一绝缘层和微透镜的表面立即熔合在一起。按照相同方式，由于激光束穿过待熔化的部件84，第二绝缘层87的表面立即熔合。换言之，当微透镜的硅在高温下熔化并且此后再结晶时，绝缘层相邻部分被加热。在大约400至500℃的温度下，玻璃绝缘层开始流动。此时，在两层之间的激光点焊或者微焊位置84处形成直径大约为100μm至500μm的微焊部分。
技术实现思路
然而，在通过上述方法的激光点接的微柱的透镜部件中，透镜部件仅通过激光焊接的焊接部件84而维持。因此，这种透镜部件存在的问题在于维持所述结构存在困难，，从而降低了稳定性。而且，这种透镜部件的问题还在于每个绝缘层必须具有耳状部分79、88以提供激光焊接的单独部分。并且，其缺陷还在于使用指定部分(耳状部分)对透镜分层堆积的动作必须从最底层顺次执行。因此，本专利技术着眼于现有技术中的上述问题，并且本专利技术的一个目标是提供一种制造微柱的透镜部件的方法以及所述透镜部件，其中所述微透镜部件组在初步工艺中通过将微透镜和绝缘层阳极接合在一起而形成，从而两层之间的接合很稳定，并且减少组装时间。本专利技术的另一个目标是提供一种制造微柱的透镜部件的方法以及所述透镜部件，其中所述微柱的透镜部件通过分层堆积多个微透镜部件组而形成，同时由激光进行点接以很容易地组装所述微透镜部件组，并且此后执行阳极接合以提供牢固接合，从而增强透镜部件的稳定性。本专利技术的又一个目标是提供一种制造微柱的透镜部件的方法以及所述透镜部件，能够确保连接到每个微透镜的导线路径和稳定的线路连接，并且不用考虑分层堆积微透镜的顺序，从而提高透镜部件生产工艺的生产率。本专利技术提供了一种微柱的透镜部件，其中提供了多个微透镜部件组并且所述微透镜部件组分层堆积，从而减少了分层堆积所述微透镜部件组所需的时间。在本专利技术中，组成各个微透镜部件组的微透镜和绝缘层接合在一起，同时微透镜在绝缘层上旋转预定角度。而且，微透镜部件组在互相旋转预定角度的同时还互相分层堆积。因此，可以很容易执行维持所述设置的激光点接。并且，可以很容易在所需方向上扫描激光束。而且，由于使用平板电极进行阳极接合，接合的层的结构可以稳定维持，并且减少了阳极接合的时间。尽管下面为了示例目的将描述本专利技术的优选实施例，但是本领域技术人员可以理解，各种修改、添加和替代都是可能的，但是并不背离所附权利要求书中限定的本专利技术的范围和实质。附图说明图1为通常的微柱的截面图；图2和图3为显示阳极接合过程的图示；图4显示了根据传统技术的通过激光点接组装的透镜部件的平面图和侧视图；图5为根据本专利技术第一个实施例的微透镜部件组的平面图，其中微透镜在绝缘层上略微旋转；图6为根据本专利技术第一个实施例的微透镜部件组的平面图，其中微透镜在绝缘层上旋转45°；图7为显示将微透镜接合到绝缘层以形成图5中的微透镜部件组的工艺的侧视图；图8为根据本专利技术的两个接合在一起的微透镜部件组的平面图；图9为图8中的两个接合在一起的微透镜部件组的侧视图；图10为根据本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制造具有多个在中央位置设置了孔的微透镜和多个在所述微透镜之间交替间隔的绝缘层的电子束微柱透镜部件的方法，所述方法包括：通过将绝缘层和微透镜阳极接合在一起使得所述绝缘层的一部分表面不被所述微透镜覆盖而形成至少一个第一微透镜部件组；在对齐所述微透镜的孔时，将所述第一微透镜部件组分层堆积在第二微透镜或者第二微透镜部件组上，从而所述第二微透镜或者第二微透镜部件组的微透镜与所述第一微透镜部件组的绝缘层接触，同时所述第一微透镜部件组的绝缘层的不被所述第一微透镜覆盖的部分与所述第二微透镜或者第二微透镜部件组的微透镜接触；以及扫描激光束以将所述第一微透镜部件组的绝缘层的没有被所述第一微透镜覆盖的部分通过将所述激光束穿过所述第一微透镜部件组的绝缘层的所述部分而接合到所述第二微透镜或者第二微透镜部件组的微透镜，从而将所述第一微透镜部件组焊接到所述第二微透镜或者第二微透镜部件组的微透镜。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】KR 2003-7-25 10-2003-00514741.一种制造具有多个在中央位置设置了孔的微透镜和多个在所述微透镜之间交替间隔的绝缘层的电子束微柱透镜部件的方法，所述方法包括通过将绝缘层和微透镜阳极接合在一起使得所述绝缘层的一部分表面不被所述微透镜覆盖而形成至少一个第一微透镜部件组；在对齐所述微透镜的孔时，将所述第一微透镜部件组分层堆积在第二微透镜或者第二微透镜部件组上，从而所述第二微透镜或者第二微透镜部件组的微透镜与所述第一微透镜部件组的绝缘层接触，同时所述第一微透镜部件组的绝缘层的不被所述第一微透镜覆盖的部分与所述第二微透镜或者第二微透镜部件组的微透镜接触；以及扫描激光束以将所述第一微透镜部件组的绝缘层的没有被所述第一微透镜覆盖的部分通过将所述激光束穿过所述第一微透镜部件组的绝缘层的所述部分而接合到所述第二微透镜或者第二微透镜部件组的微透镜，从而将所述第一微透镜部件组焊接到所述第二微透镜或者第二微透镜部件组的微透镜。2.根据权利要求1所述的方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：金浩燮，
申请(专利权)人：电子线技术院株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]
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