[發(fā)明專利]在粒子射線設(shè)備內(nèi)調(diào)整支架元件的位置的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310219270.7
• 申請日: 2013-04-01
• 公開（公告）號: CN103367086B
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M·克納皮奇
• 申請（專利權(quán)）人: 卡爾蔡司顯微鏡有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01J37/26
• 分類號: H01J37/26;H01J37/20;H01J37/28;H02P8/40
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所11105
• 代理人: 邱軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于調(diào)整安置在粒子射線設(shè)備內(nèi)的支架元件的位置的方法。在此，所述支架元件例如被設(shè)計為可移動安置的試驗臺，在所述試驗臺安置待檢測和/或處理的試樣(物體)。

背景技術(shù)

由現(xiàn)有技術(shù)已知一種粒子射線設(shè)備，例如具有試驗臺的電子掃描顯微鏡或離子束設(shè)備，在試驗臺上安置待檢測和/或處理的物體。試驗臺被設(shè)計為可移動的，其中通過多個運動元件保證試驗臺的可移動的設(shè)計，由這些元件組裝成試驗臺。這些運動元件能夠使試驗臺沿至少一個規(guī)定的方向運動。尤其已知試驗臺具有多個平動的運動元件(例如約3至4個平動的運動元件)以及多個轉(zhuǎn)動的運動元件(例如2至3個轉(zhuǎn)動的運動元件)。例如試驗臺沿第一平移軸(例如x軸)、沿第二平移軸(例如y軸)以及沿第三平移軸(例如z軸)可移動地安置。第一平移軸、第二平移軸和第三平移軸相互垂直取向。此外，試驗臺可圍繞第一轉(zhuǎn)軸和圍繞垂直于第一轉(zhuǎn)軸的第二轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。

在現(xiàn)有技術(shù)中，通過步進(jìn)電動機(jī)提供用于借助運動元件而運動的驅(qū)動力。為每一個沿平移軸的運動和圍繞轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動各提供一個步進(jìn)電動機(jī)。在此，步進(jìn)電動機(jī)可以被安置在粒子射線設(shè)備的真空室內(nèi)或者也在粒子射線設(shè)備的真空室外。在后一種情況下，設(shè)置有相應(yīng)的真空通道和機(jī)械裝置，以便保證步進(jìn)電動機(jī)和試驗臺之間的控制。

現(xiàn)有技術(shù)中已知的步進(jìn)電動機(jī)具有如下結(jié)構(gòu)原理。步進(jìn)電動機(jī)具有可轉(zhuǎn)動地安置在步進(jìn)電動機(jī)內(nèi)的轉(zhuǎn)子。此外，步進(jìn)電動機(jī)具有圍繞轉(zhuǎn)子設(shè)置的線圈。線圈提供受控的、以步進(jìn)方式旋轉(zhuǎn)的電磁場，借助該電磁場轉(zhuǎn)子能夠以一個最小的角度或者該最小的角度的倍數(shù)旋轉(zhuǎn)。以這種方式使得轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周可以步進(jìn)一定步數(shù)。由現(xiàn)有技術(shù)已知，轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周轉(zhuǎn)動使步進(jìn)電動機(jī)進(jìn)行不同的步數(shù)，例如每轉(zhuǎn)一周進(jìn)步100步。在具有轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周步進(jìn)100步的步進(jìn)電動機(jī)中，在一整步中轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動3.6度。

在已知的步進(jìn)電動機(jī)中，步進(jìn)電動機(jī)除了執(zhí)行整步步進(jìn)外，還可以執(zhí)行所謂的微步。在微步方式下步進(jìn)小于整步。為此要縮小步進(jìn)角度。這通過控制用于步進(jìn)電動機(jī)內(nèi)所使用的線圈的電動機(jī)電流實現(xiàn)。通過接通或者斷開步進(jìn)電動機(jī)的單個線圈上的電動機(jī)電流，實現(xiàn)階梯形的總控制電流變化曲線，其通過在單個線圈上施加的電動機(jī)電流的振幅比率獲得。因此，通過可選擇地對在步進(jìn)電動機(jī)中所使用的單個線圈的電動機(jī)電流的控制實現(xiàn)對步進(jìn)電動機(jī)的控制。通過對步進(jìn)電動機(jī)的單個線圈的電動機(jī)電流的可選擇的相移的控制，能夠?qū)崿F(xiàn)整步步進(jìn)或小步步進(jìn)(例如半步、八分之一步或者更小的步進(jìn))。在步進(jìn)電動機(jī)的第一線圈上施加的第一電動機(jī)電流的振幅和在步進(jìn)電動機(jī)的第二線圈上施加的第二電動機(jī)電流的振幅與步寬(亦即例如整步、半步或者另外的步長)無關(guān)，因此任何所選擇的步寬始終相等。

在粒子射線設(shè)備中希望盡可能精確地進(jìn)行試驗臺的位置調(diào)整。這尤其對于在試驗臺上安置的物體(試樣)的良好的分辨能力或準(zhǔn)確的成像是所期待的。如果在步進(jìn)電動機(jī)使用微步方式，則當(dāng)步進(jìn)電動機(jī)停止時可能在調(diào)整試驗臺位置過程中產(chǎn)生問題。為使步進(jìn)電動機(jī)停止要制動步進(jìn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)子。這意味著，在制動試驗臺時(因而也在停止試驗臺時)，將用于單個線圈的電動機(jī)電流的頻率降低到零。步進(jìn)電動機(jī)的電動機(jī)電流的頻率決定步進(jìn)電動機(jī)的速度，因此也決定試驗臺的速度。在停止步進(jìn)電動機(jī)時，轉(zhuǎn)子停留在可預(yù)設(shè)位置，該位置通過微步預(yù)先確定。電動機(jī)電流在該位置取一個值，其通過在該電動機(jī)位置所需要的電動機(jī)電流的運行振幅和運行相位而預(yù)先確定。該運行振幅是靜態(tài)的。它能夠?qū)е虏竭M(jìn)電動機(jī)出現(xiàn)所不希望的過量的熱負(fù)荷。由此在現(xiàn)有技術(shù)中規(guī)定，在停止后電動機(jī)電流的振幅降低到可預(yù)設(shè)的保持振幅。具有該保持振幅的電動機(jī)電流也稱保持電流。在保持電流下構(gòu)件被加熱到合理的程度。

關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)參照DE10 2009 028 600A1以及DE10 2010 020 550A1。

然而由于存在電磁場，在將電動機(jī)電流降低到預(yù)設(shè)的保持振幅時，會導(dǎo)致步進(jìn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)子向下一個整步的方向做微小的運動。由此試驗臺也運動。這導(dǎo)致額外的所不希望的移動并使試驗臺處于所不希望的位置。在試驗臺上安置的物體在有的情況下位于錯誤的位置。

發(fā)明內(nèi)容

由此希望一方面能夠精確地、不出現(xiàn)所不希望的額外移動地控制試驗臺的位置，另一方面使試驗臺的位置始終具有較高精確度。因此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種實現(xiàn)上述希望的方法。