专利名称：用于对物体进行辐射的粒子-光学装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用粒子束对物体进行辐射的粒子—光学装置，其包括一个壳体，在该壳体内设置有定位装置，用于在壳体内对所述物体进行定位，该定位装置包括基准体，被承载在所述壳体的一支撑部分上；和运动系统，该运动系统能被操纵，并带有一物体承载台，用于相对于所述基准体以至少一个自由度对保持在该物体承载台上的物体进行操纵，所述粒子—光学装置还包括控制装置和至少一个由压电位置致动器与压电力传感器构成的组合，所述致动器与传感器串联设置，由此所述控制装置依赖于来自至少一个传感器的至少一个输入信号为至少与所述传感器相关联的致动器产生一个控制信号。
背景技术：
由串联设置的压电位置致动器与压电力传感器构成的组合已经在技术文献中公开，且常常用术语“智能盘”来表示它。在每个“智能盘”中，均有一个控制系统，来自所述传感器的一电压信号形式的输出信号作为控制系统的一个输入信号被控制系统接收，作为其反馈，控制系统为所述相关的致动器产生一个控制信号。由此，所述致动器的动作可以旨在抵抗由传感器检测到的力，例如由与微小振动相关联的加速力引起的力，这一现象可被利用来抵抗小的振动。由控制单元产生的控制信号与控制单元接收的输入信号之间存在的关系也用术语“控制器传递”来表示，该“控制器传递”具有特定的频率关联特性和特定的放大系数(也用术语“增益”表示)。
欧洲专利申请EP 1225482 A1公开了一种根据开始段落的粒子—光学装置。所述文献描述了一种使用UV(紫外线)束、电子束或离子束处理用于集成半导体电路的晶片的光刻装置。为此，利用具有透镜的光学系统来产生粒子束，且聚焦在晶片上的期望的位置上。该光学系统——或者具体说是它们的透镜——通过三个透镜支撑件被支撑在一块水平主板上。每个透镜支撑件均包括一对“智能盘”。所述主板可以被认为是经由具有典型特征频率为1Hz量级的空气弹簧和阻尼器连接到固定的地方。在透镜下面放置晶片，晶片由一晶片台支撑，晶片台可以在水平面内及垂直方向上操纵晶片，以便能够跟随由所述空气弹簧和阻尼器的弹性所引起的主板的振动。为此，设有一个或多个干涉计，包括部分用于确保主板与晶片之间的垂直距离保持恒定的控制电路，以便可以正确对焦。
一般来说，透镜有在50-150Hz范围之间的第一特征频率。因而，例如由装置附近的设备产生的环境噪声或地面振动就可能引起透镜的共振。这样的振动可能最终导致一种情形粒子束的定位(水平方向)精度和/或粒子束在晶片上的对焦不再充分。通过采用“智能盘”(总共有6个，分别对应于透镜的6个自由度)，由上述共振所引起的振动就可以得到有效阻尼，由此可以实现粒子束在晶片上的改进的对焦精度。
发明内容
本发明的目的是要提供一种粒子—光学装置，从而，特征频率位于75-1000Hz范围内的、影响粒子束和待辐射物体相互定位的共振能够被阻尼。下面首先更具体地参照一种电子显微镜，尤其是一种扫描电子显微镜，其中，所述定位装置的结构与EP 1225482 A1中的定位装置的结构不同，因此这些定位装置也将展现出完全不同的、更加复杂的和占优势的振动特性。在此情况下，人们应认识到电子显微镜中的样品不仅要在与粒子束垂直的平面内能够被操纵(由定位装置)，而且还要在与粒子束平行的方向上被操纵，且被操纵的范围比EP 1225482 A1中对在装置中的晶片在与粒子束平行方向上操纵的范围要大许多。此外，还要求电子显微镜中的定位装置适合把样品倾斜一个较大的倾斜范围，比如60度，为此，定位装置上设有合适的导向装置。其结果是，在电子显微镜中的定位装置的固有刚度往往明显低于根据EP 1225482 A1的装置中所能得到的刚度。此外，通常事实上对电子显微镜中的定位装置的稳定性要求比对根据EP 1225482 A1的装置的相应稳定性要求更高。
虽然本发明特别适合在电子显微镜中的应用，但是它并不只仅限于此，它也能应用在其它类型的粒子—光学装置中，比如EP 1225482 A1中所述类型的装置中。
在本发明进一步的优选实施例中，本发明尤其旨在优化利用“智能盘”在阻尼振动方面所提供的可能性，并且允许以一种简单方式和低的制造成本对“智能盘”进行结合。
因此，根据本发明的粒子—光学装置的特征首先在于所述至少一个组合中串联设置的致动器与传感器被设置在所述壳体与基准体之间，所述基准体经由所述至少一个组合支靠在所述壳体的所述支撑部分上。本发明如此认为就一定类型的粒子—光学装置而言，粒子束在物体上的定位精度和对焦精度的确定因素由所述光学系统的共振特性确定的程度，不如由定位装置的共振特性确定的程度大，并且利用根据本发明的特色措施，所以可以很好地实现对这样的共振现象的很有利的阻尼。总之，在根据本发明的装置中，优选的是至少设置有三个由串联设置的致动器与传感器构成的组合。利用本发明，还可以改善其稳定性。
为了尽可能少地面对这种串联设置的致动器与传感器结构本身的有限刚度的问题——其结果是，在外力影响下，定位装置可能在相对较低的频率下产生不利的共振，进而就会产生定位和对焦的不精确和降低的稳定性——，最好把至少三个组合设置在靠近所述基准体的周边处。
在本发明中，将至少三个组合设置于靠近所述基准体的三个角部也是优选的。
事实上，通常定位装置的干扰共振会发生在两个相互垂直的方向上，优选的是，至少三个组合的所在位置之间的两条连接线彼此垂直相交。
根据本发明的有显著优点的实施例，支撑构件位于所述壳体和所述基准体之间，该支撑构件是对经由所述至少一个组合的支撑作用的补充，经由该支撑构件，所述基准体额外支靠在所述壳体的支撑部分上，因此，所述支撑构件的数量与所述组合的数量之和至少为4。如同此后将更清楚的那样，如果所述至少一个组合中串联设置的致动器与传感器和所述至少一个支撑构件没有被设置在所述壳体与所述基准体之间，而是通常被设置在其它的、在其之间拟用“智能盘”来进行有源阻尼的主体之间，例如如同根据EP 1225482 A1的装置中那样被设置在主板与透镜之间，那么该具体实施例也可以有很大的优点。以在四个位置代替在三个位置把所述基准体支撑在所述壳体的支撑部分上的很大的优越性在于，以这种方式，基准体的刚度特性将会显著地更加有利，其结果是定位装置的特征频率(需要被抑制/阻尼)将会提高，当然如果所述至少四个支撑位置位于所述基准体的四个角部(尽量靠近角点)，那么基准体的变形现象的不利较小。
由于采用四个支撑位置，会出现“超定情形”，因此，应该防止的是在实际上仅以三个支撑位置支撑的情况。因此，在根据本发明的装置的装配过程中，应确保所述四个支撑部分精确地垂直于基准体的平面定位，使得四个支撑位置实际上都起作用，其中，所述四个支撑部分中至少有一个是采用由压电致动器与传感器构成的组合的形式并且至少有一个是采用支撑构件的形式。为此，优选的是，支撑位置中至少有一个支撑位置在高度上是可调的。
优选的是，所述至少一个支撑构件包括至少另外一个由压电位置致动器与压电力传感器构成的组合，其中，所述致动器与传感器串联设置，至少另外一个组合被作为所述至少一个组合的补充，因此，所述组合的数量与所述另外组合的数量之和至少为4。这样，就由所述另外的组合——也可以在结构中利用一有源构件来阻尼共振的方式而言，人们会有更多的自由度。
伴随应用四个支撑位置的“超定情形”所产生的另外一个后果是基于这样的事实一旦单个致动器被致动，那么由于基准体的变形，就会趋于发生一定的扰动并联刚度。在启动一个致动器的过程中，力会被所有传感器检测到，而该力并非与因基准体的扭曲变形所引起的反作用力必然相关联，并且所期望的是，不与由定位装置的振动(将要被阻尼)的加速力而被所述传感器检测到的力相关联。由通过至少一个由串联定位的致动器和传感器构成的组合的并联刚度导致的上述特性，也用技术术语“致动器到传感器的串扰”来表示。在所述致动器到传感器的(机械的)串扰的量太大的情况下，会存在这样的危险，即从控制原理的观点看，将无法借助于“智能盘”来继续对振动进行有效阻尼。为了减小机械串扰，所述控制装置最好包括第一组合装置，用于把分别来自于至少一个第一传感器和一个第二传感器的至少一个第一输入信号与一个第二输入信号组合成一个第一组合输入信号，在该第一组合输入信号的基础上，所述控制装置产生一个第一相互控制信号用于与至少第一传感器和第二传感器均相关联的相应致动器。因为，以此方式，来自一指定传感器的输入信号不仅对与之相关联的致动器的操作有影响，而且还对与另一个传感器相关联的致动器有影响，所以，人们可以获得这样的情况，由四个支撑点所定义的平面大约与基准体的平面相一致，其结果是机械串扰减小了，基准体不再发生变形或者至少很大程度减小其变形。如果所述第一传感器和第二传感器均由一个相互传感器形成，那么在一检测力的基础上，为控制系统产生一个相互输入信号，该相互输入信号随后被控制系统转换成所述第一相互控制信号，甚至也可以达到上述有益效果。
如果控制装置包括第二组合装置，用于把分别来自于至少所述第二传感器和一个第三传感器的至少所述第二输入信号与一第三输入信号组合成一个第二组合输入信号，并且在该第二组合输入信号的基础上，所述控制装置产生一个第二相互控制信号用于与至少所述第二传感器和第三传感器均相关联的相应致动器，那么可以获得一个作用于不同方向上的类似结果，由此所述控制装置还包括第三组合装置，用于把所述第一相互控制信号与第二相互控制信号组合处理成一个组合的相互控制信号用于所述第二致动器。这种配置的结果是，所述第二致动器的动作将取决于源自所述第一、第二和第三传感器的输入信号，或者换句话说，取决于施加到这些传感器上的力。因而，在于第二方向上对应于基准体第二自由度的第二运动趋势的情况下，也可以由此防止由于基准体变形引起的扰动、不期望并联刚度。然而在此情况下，应该再一次注意的是，在本发明的范围内，也可以利用单个相互传感器来取代两个传感器。
如果第一组合装置如下面这样设置，就会获得所用致动器和传感器的更高灵敏度，带来更好的信噪比，即所述第一组合装置用于把分别来自于至少第一传感器、第二传感器、第三传感器以及第四传感器的至少第一输入信号、第二输入信号、第三输入信号以及第四输入信号组合成第一组合输入信号，在该第一组合输入信号的基础上，控制装置产生第一相互控制信号用于分别与第一、第二、第三和第四传感器相关联的相应致动器。
如果第二组合装置如下面这样设置，就会在一个第二方向上获得类似的有益效果，即第二组合装置用于把分别来自于至少第一、第二、第三以及第四传感器的至少所述第一、第二、第三以及第四输入信号组合成第二组合输入信号，其方式不同于第一组合装置把第一、第二输入信号、第三输入信号以及第四输入信号组合成第一组合输入信号的方式，在该第二组合输入信号的基础上，所述控制装置产生第二相互控制信号用于分别与第一、第二、第三和第四传感器相关联的相应致动器。
总之，要注意的是，在前面参照控制信号的地方，这些控制信号并非必须直接用作用于相关致动器的输入信号，而是也可以以一种适当方式对它们作进一步处理，例如，通过与其它控制信号进行组合(加和/或减，无论是加权或者不加权)，以便获得用于相关致动器的实际输入信号。
根据本发明的一个非常优选实施例，一个中间体被设置在所述至少一个组合中串联设置的致动器和传感器与所述基准体之间。在此情况下，所述至少一个组合中串联设置的致动器和传感器被设置在壳体(或更具体说是所述壳体的支撑部分)与中间体二者之间。这样显著地简化了根据本发明的装置中各种零部件的装配，其结果是，首先所述至少一个组合中串联设置的致动器和传感器可以在一个后续步骤中安装通常特征在于重量较大的定位装置之前进行正确地安装。此外，中间体还可以对所述至少一个组合中的精密部件形成保护。如果把所述中间体设置到两个(随机的)主体之间且在两个主体之间采用了至少一个由压电传感器和致动器构成的组合，则也可以获得上述这些优点。
从简化的观点和相对较小(弯曲)刚度的观点来看，中间体优选的是呈板状，以便引入该中间体不会引起任何并非所期望的并联刚度。
非常适合的板状中间体是由铝制成的，其厚度小于该板状中间体的最小主要尺寸的10％。用语“主要尺寸”应被解释为对于长方形板来说，指的是长和宽(显然，宽比长短)，或者例如对于盘状中间体来说，指的是它的一个直径，由此假设所述盘状形式不必呈圆形。
为了将所述至少一个组合中串联设置的致动器和传感器相互固定起来，有利的是在把所述至少一个组合定位到所述中间体与壳体之间之前，把平行于所述至少一个组合的所述中间体连接到所述壳体上。
如果在把所述至少一个组合定位到所述中间体与壳体之间之前，把平行于所述至少一个组合的所述中间体连接到所述壳体上，那么人们就可以仍然能够把所述基准体相对于所述中间体进行位移，而这一点在安装根据本发明的装置时是必要的，以便确保在使用时，由定位装置(基准体是它的构成部分)定位的所述物体能够被定位在粒子束的焦点处。对于某些类型的定位装置来说，就此而言人们会提及该定位装置的同心轴，由此该同心轴必须延伸穿过所述粒子束的焦点。
为了调整所述基准体(和所述定位装置)与所述壳体的相对位置关系，根据本发明的装置中最好设有调整装置，经由该调整装置，所述基准体可以沿着一个平行于板状中间体的方向上发生移动。
这些调整装置最好被设置成能够使所述基准体以三个自由度进行位移。
所述基准体以一个非常合适大小的力支靠在所述中间体上，所述力还能允许所述中间体相对于所述基准体发生所期望的微小位移，该力处于待支撑的定位装置重量的2倍至20倍之间。
为了产生这样的力，优选的是设置有弹簧装置，用于相向推动所述基准体与中间体。
这种弹簧装置又会有引入横跨所述至少一个组合中串联设置的致动器和传感器的不期望的并联刚度的伴随危险。因此，所采用的弹簧装置的刚度必须足够低，由此在两个特征频率之间的关系的下述经验法则最好符合fspring＜1/3*fpos其中，fpos为所述定位装置的特征频率(单位为Hz)，该特征频率借助于本发明得以抑制，fspring是假想系统的特征频率，如果所述基准体加上所述定位装置的组合质量被单独支撑在所述弹簧装置上，即缺少任何组合或者支撑构件，那么将产生所述假想系统。fspring的大小简单地取决于弹簧装置的所述刚度(其量纲将被省略)，它有以下关系fspring＝1/2π*√(c/m)其中，“c”是所述弹簧装置的刚度，“m”是所述定位装置的组合质量(包括基准体)。
根据另一优选实施例，每个致动器被分别夹持在第一致动器导电体与第二致动器导电体之间，其中，第一致动器导电体与该致动器上的第一致动器电极导电接触，第二致动器导电体与该致动器上的第二致动器电极导电接触，第一致动器导电体和第二致动器导电体与所述控制装置导电接触。采用在它们之间夹持致动器的这样的致动器导电体，在制造根据本发明的装置的过程中，尤其是当所使用的组合大于一个时，进一步简化了将所述至少一个组合结合入该装置中的操作。
如果每个传感器分别被夹持在第一传感器导电体与第二传感器导电体之间，其中，第一传感器导电体与该传感器上的第一传感器电极导电接触，第二传感器导电体与该传感器上的第二传感器电极导电接触，第一传感器导电体和第二传感器导电体与所述控制装置导电接触，则可以获得类似优点。
对于所述致动器和传感器的各个电极的一种可能简化的连接方案来说，如果在与一个组合中的致动器或者传感器相关联的两个导电体之一上设置两个触点，且这两个触点与所述相关联致动器或传感器的两个电极导电接触，则还会有其它的优点。这样，所述控制装置可以经由一个导电体连接到所述致动器或传感器的电极上，因此，其它的导电体也被导电连接到所述那个导电体上。
为了最大程度地防止横跨所述至少一个由致动器和传感器构成的组合产生扰动并联刚度，优选的是采用下列方案，即具有相关联的导电体的所述致动器，和/或具有相关联的导电体的所述传感器设置有相互连接孔，这些孔共同形成一通孔，一个牵引件延伸通过该通孔，以便把所述致动器和/或传感器分别夹持在所述相关联的导电体之间。把所述致动器和/或传感器夹持在相关联的导电体之间的力，原则上应当恰好足够对致动器、传感器以及相关联的导电体进行彼此正确地定位和把它们保持住。
就此而言，还可以作进一步地改进在与一个组合中的致动器和传感器相关联的四个导电体之一上设置有四个触点，这四个触点与所述致动器和传感器上的两个电极导电接触。这样，就可以用一根多芯电缆把由致动器与传感器构成的每个组合连接到所述控制装置上，以便一方面从所述传感器发送输入信号——用于所述控制装置的输入信号，另一方面从所述控制装置发送控制信号，获得用于所述致动器的输入信号。
此外，为了便于对由致动器与传感器构成的组合进行正确放置和连接，优选的是在位于一个组合中的致动器和传感器之间的导电体的彼此面对侧面上均设有触点，这些触点彼此导电连接。
如果在所述导电体的至少一部分上——至少在一个外表面上——设置有至少一个隔离的导电路径，用于与致动器或传感器的电极、或者导电体的触点或导电路径直接电接触，那么获得了所述导电体的非常优选实施例，即根据本发明的装置的非常优选实施例。这种路径能够使得在导电体彼此之间或者导电体与一个致动器或传感器的电极之间无需导线连接。
根据另一优选实施例，与一个由致动器和传感器构成的组合相关联的导电体与延伸到所述壳体之外的导电器导电连接。例如，这种导电器可以由导电电缆形成。因为这种导电器延伸到所述壳体的外面，所以所述控制装置也可以设置在所述壳体的外面。
基于对本发明的非限制性优选实施例的描述，将进一步阐明本发明。
图1以透视图形式示出了一个在扫描电子显微镜中用于样品的操纵装置。
图2以分解透视图形式示出了所述操纵装置与电子显微镜之间连接部分附近的区域。
图3示出了图2中III-III处的剖面。
图4根据图7和8中的IV-IV示出了一个上部印刷电路板。
图5以垂直横剖面形式示出了一个压电传感器。
图6以根据图9中VI-VI的横剖面形式示出了一个下部印刷电路板。
图7以平面图形式示出了根据图4的印刷电路板。
图8以仰视图形式示出了根据图4的印刷电路板。
图9以平面图形式示出了根据图6的印刷电路板。
图10根据横剖面X-X示出了一个上部印刷电路板。
图11以垂直横剖面形式示出了一个压电致动器。
图12根据图14和15中XII-XII处的横剖面示出了一个下部印刷电路板。
图13以仰视图形式示出了根据图10的印刷电路板。
图14以平面图形式示出了根据图12的印刷电路板。
图15以仰视图形式示出了根据图12的印刷电路板。
图16示出了一个用于阻尼操纵装置的振动的控制原理图。
图17示出了一个针对所述传感器的替代性控制原理图。
图18示出了用于所述致动器的相关联替代性控制原理图。
具体实施例方式
图1所示为应用在扫描电子显微镜中的一个操纵装置1。该操纵装置1由一个基板2和一个操纵单元3组成。基板2长约300毫米，以下面要描述的方式与扫描电子显微镜的壳体的一部分相连接，尤其参见图2。操纵装置1重约17公斤，其中独立的操纵单元3的重量约为7公斤，基板2的重量约为10公斤。操纵单元3可以沿导向体4a，4b在双箭头5所示方向上相对于基板2整体移动，其移动的行程约为150毫米。操纵单元3包括第一移动体6、旋转体7、第二移动体8和一个样品保持件9。第一移动体6被设置在旋转体7的相对侧面上，带有一个弯曲导轨，旋转体7上一部分对应形成的外部导向导肋10延伸穿过该弯曲导轨。由于第一移动体6上的导轨(未详细绘出)与旋转体7的导肋10a，10b相互配合工作，所以旋转体7，与第二移动体8和样品保持件9一道，可以围绕相关导轨和导肋10a，10b的弯曲/拱形的中心轴线进行旋转，旋转过大约60度的范围。
垂直于所述中心轴线，旋转体7在第二移动体8的相对两侧上设置有一对导向体11a，11b，用于与第二移动体8的导向器件(未详细绘出)相互配合进行导向，所述导向器件指向导向体11a，11b。这样，第二移动体8与样品保持件9一起可以沿导向体11a，11b的纵向平移通过的行程约为150毫米。具有盘状形式的样品保持件9可以绕其自己的中心轴线转动若干完全的周，且还可以在高度方面垂直于盘状形式所在平面的方向调整大约30毫米。在利用所述扫描电子显微镜进一步对样品进行研究时，样品保持件9适合于保持这些样品。
由于所有如前所述的导向体，所以能够以总计5个自由度的方式操纵样品，以便能够很好地把样品在所述扫描电子显微镜产生的电子束的焦点上定位和取向。所述类型的操纵装置1对于本领域中的普通技术人员来说是公知的，在本发明中不必进行详细描述。
在图2的基础上，下面将对在扫描电子显微镜制造时，操纵装置1如何与扫描电子显微镜的壳体结合起来作进一步描述。在本说明书中，需要指出的图2是示意性的。在图2中只示明了操纵装置1中的基板2。在基板2的角部位置的下侧面处设置有方形支脚13a、13b、13c和13d。在靠近角部位置处且在支脚13a、13b、13c和13d的旁边设有孔14a、14b、14c和14d。在支脚13b、13c的附近和在基板2的侧面15上形成有两个水平取向的螺纹通道(screw-threaded shaft)16a、16b。在基板2的最后侧面17(如图2所示)上且靠近支脚13c处，形成有另外一个水平的螺纹通道16c。在螺纹通道16a、16b、16c末端的正上方，在基板2的上表面18上设置有竖直的螺纹通道，它们与螺纹通道16a、16b、16c相交，且紧固螺钉18a、18b、18c通过它们延伸，用于紧固住螺纹通道16a、16b、16c中的螺钉主体。
在图2中只示出了扫描电子显微镜的壳体的一个盆形部分19，在装配情况下，该盆形部分19环绕在基板2的底面和侧面周围。顺便说一下，应该注意的是，扫描电子显微镜的壳体不一定非得是一个整体部件，也可以由若干个组件相互刚性地连接在一起而构成。这样的话，在本发明范围内，如果盆形部分19，或者至少盆形部分19的底部20是刚性地连接到所述壳体的其余部分上的部件，那么与是允许的。在底部20上，设置有方形凸起部分21a、21b、21c和21d，它们相互定位成使得对应于基板2上的支脚13a、13b、13c和13d。在方形凸起部分21a、21b、21c和21d的中心处分别设置有竖直螺纹通道22a、22b、22c和22d。
在四个凸起部分21a、21b、21c和21d的每个上面均设置有由下部印刷电路板24、一个盘状压电致动器25以及一个上部印刷电路板盘26形成的叠层23。这些盘状体24、25和26的中心设有通孔，通孔中穿有真空兼容螺钉27，螺钉头28沉入到上部印刷电路板盘26中。螺钉27拧入到所述相关的凸起部分上的螺纹通道中，其结果是，在有限程度内，在所述下部印刷电路板盘24、盘状压电致动器25和上部印刷电路板盘26之间产生一个夹紧力。为了对压电致动器25进行正确对中，在它的中心孔内还设有另外一个对中体29。
以大致相同的方式，在上述每个第一叠层23处设置另外一个叠层30，该叠层30靠着处于基板2和底部20之间的接合板31的下侧面。在接合板31的角部位置设有孔32a、32b、32c(32d在图2中看不见)。第二叠层30由下部印刷电路板盘34、压电传感器35以及上部印刷电路板盘36组成。这些盘状部件34、35和36通过一根穿过它们的中心孔以及相关的孔32a、32b、32c和32d的螺钉33夹持在一起。拧紧接合板31上侧上的螺母37就能产生夹紧作用。为了容纳螺钉33的螺纹末端和螺母37的末端，在支脚13a、13b、13c和13d的下侧设有凹槽38。为了对压电传感器35进行正确对中，在它的中心孔内还设有另外一个对中体39。螺钉33的螺钉头40沉入到下部印刷电路板盘34中。
在底部20中心周围，设有三个凸起部分41a、41b和41c。这些凸起部分41a、41b和41c的高度，与凸起部分21a、21b、21c和21d以及一个叠层23和一个叠层30的高度之和相等，以便使凸起部分41a、41b和41c的上表面与四个上部印刷电路板盘36的上表面基本上处于相同的垂直高度。
上述各个印刷电路板盘和压电传感器和致动器的功能将在后面作进一步描述。装配程序如下所示。首先，用螺钉27拧入到相关螺纹通道22a、22b、22c、和22d内，把所述叠层23夹紧在凸起部分21a、21b、21c和21d上。在这里，在螺钉27的情况下施加的拧紧力原则上用来把叠层23的各个部件彼此之间进行了正确及持久地定位。叠层30是通过螺钉33和螺母37的结合而夹紧抵靠在接合板31的下表面上。其次，通过把螺钉43a、43b和43c拧入到凸起部分41a、41b和41c上表面中的螺纹通道42a、42b和42c内的方式，把接合板31用螺钉紧固到凸起部分41a、41b和41c的上表面上。为此，在接合板31的中心附近形成三个孔44，这些孔之间彼此相互定位，以便对应于凸起部分41a、41b和41c。
在接下来的装配程序阶段，把操纵装置1放置在接合板31的上面，在这里，在各个支脚13a、13b、13c、13d上的凹槽38内延伸有螺母37和螺钉33的末端—一带有特定的侧向间隙。为了确保基板2不是只由支脚13a、13b、13c和13d中的三个支脚而是全部四个支脚来支撑，这样会在底部20上的基板2的四个支撑点处获得所期望的超静定支撑情况，支脚13a、13b、13c和13d其中之一在高度上可以以一种未详细描述的方式进行调节，当把基板2放置到接合板31上之后，如若需要，就可以对其高度进行调整。这样，以这样的方式对操纵装置1的基板2进行定位，即使孔14a、14b、14c和14d或多或少延伸至接合板31上的孔47a、47b、47c(47d不可见)的上方和底部20上的螺纹通道45a、45b、45c、45d的上方。由于上述的对齐定位，径向间隙约为1～2毫米量级的螺纹体46可以延伸穿过相互相关联的孔14a、14b、14c、14d、孔47a、47b、47c、47d和螺纹通道45a、45b、45c和45d。螺纹体46的下端旋入到螺纹通道45a、45b、45c和45d内并拧紧。围绕每个螺纹体46的上端，装配有压簧48和垫圈49。随后螺母50拧紧到螺纹体46的上端，使得对压簧48预压紧，四个压簧48以大约600牛顿量级的力一起下压基板2，这个力是对操纵装置1向下的重力的一个附加作用力。如前面所述，压簧48的刚度不能太大，以免产生不期望的横跨叠层23和30的并联刚度。确定压簧48可以接受的刚度的经验方法已经给出，由此需要注意的是，操纵装置1的典型共振特征频率(需要被抑制)处于75～1000Hz之间。以此方式，人们也获得了这样一种情况，即叠层23和30，或者更具体地说，上部印刷电路板盘26的上表面和下部印刷电路板盘34的下表面，相互按压并具有良好的电接触性能。在本发明中，我们应认识到接合板31的弯曲刚度相对较小，这是它的有限厚度(约为1毫米)以及制造它的材料铝的机械性能所导致的结果。因此，接合板31绝对不会被认为在与其板平面垂直的方向上是刚性的，并且因此将不会引入任何麻烦的并联刚度。然而，由于它是呈板状，所以接合板31在与其板平面平行的方向上是刚性的，这对于抵抗因在水平方向移动接合板31上的基板2时所产生的侧向作用力非常重要，正如将要在下面进一步描述的那样。
压簧48产生的下压力的大小以及与操纵装置1相关的重力大小，还没有大到以致当施加一侧向力时，操纵装置1，或者更具体说它的基板2不再产生一个小的水平方向的位移。这样的位移是所需要的，以便确保操纵装置1，或者更具体地说，旋转体7旋转时所围绕的、弧形导肋10a、10b的中心轴线，能够相对于扫描电子显微镜产生的电子束而被正确定位。为了能够正确地进行定位，必须把操纵装置1放置到能够产生电子束的真空环境里，随后再采用电子束观测操纵装置1的精确定位及定向。
当操纵装置1在真空状态下位于扫描电子显微镜的壳体内时，为了能够以三个自由度进行位移，在侧面51上设有两个螺纹套件52、53，调整件54延伸穿过该螺纹套件。所述调整件包括一个啮合部分140，在该啮合部分140的端部有一个用于与螺纹通道16a、16b接合的螺纹部分55。在螺纹部分55上有固定孔56，紧固螺钉18a、18b、18c的各个末端接合到固定孔中，从而把调整件54固定在一个指定的旋转位置处。紧接在螺纹部分55的后面有一个扁平弯曲部分57，该扁平弯曲部分57可以确保调整件54至少在与底部20平行方向上限制弯曲刚度。扁平弯曲部分57位于螺纹部分55与啮合部分140的另一个螺纹部分58之间，螺纹部分58在调整件54的一个调整套59内延伸，围绕调整套的中心轴线设有与该另一个螺纹部分58配合的内螺纹。在调整套59的一端外面设有螺纹60，在其另一端设有一个密封圈61。尽管调整件54穿过侧面51，但密封圈61可以确保不破坏存在于所述壳体内的真空状态。螺纹60用于与螺纹套件52、53的内螺纹啮合。螺纹60与螺纹套件52、53的螺纹的速度选择为比另一个螺纹部分58和调整套59的内螺纹(未视出)的速度要大。以这样的方式，可以实现一定的传动比，其结果是，当在螺纹套件52、53内转动调整套59时，就会导致螺纹部分55发生一个很小的纵向位移，因而也就导致基板2和操纵装置1发生一个很小的位移。同样以上面类似的方式，可以在螺纹套件62所在位置对基板2进行调整，螺纹套件62被设置在图2中壳体的盆状部分19后侧的侧面63的外侧面上，与之相对应，在该端部处还设置了螺纹通道16c。以上述这样的方法，可以在真空状态下在平行于底部20的平面内相对于扫描电子显微镜的电子束对操纵装置1进行三个自由度的合适定位。一旦正确定位，所述三个调整件54就会被以未详细说明的方法固定，从而也就使操纵装置1在扫描电子显微镜的壳体内的位置得以固定。
叠层23和30的各个盘状部件分别在图4～9和10～15中进行描绘。叠层30在它的中间包括一个压电传感器35。该压电传感器能够对力进行测量。这些力会在压电传感器35的上表面64和下表面65之间产生电位差，在压电传感器35的上表面64和下表面65上设有蒸镀银层，用于电接触，从而使上表面64和下表面65可被相应地作为电极。利用所述电位差的大小可以测量出力的大小，或者更具体地说，由于操纵单元3的振动，测量出施加到压电传感器35的力的瞬时变化。为了测出电位差，在压电传感器35的上表面64处和下表面65处分别设置有上部印刷电路板盘36和下部印刷电路板盘34。在上部印刷电路板盘36的下表面上设有一个抵靠在压电传感器35的上表面64上的环状导电路径66。如图13所示，有与环状导电路径66相连的一个凸延部分67，它延伸到压电传感器35的周界之外。在压电传感器35的上表面64与上部印刷电路板盘36的环状导电路径66之间导电良好的情况下，所述上表面64上的电位将等于凸延部分67上的触点68处的电位。
在所述下部印刷电路板盘上也设有一个环状导电路径69，它与一个带有触点71的凸延部分70相连。此外，在下部印刷电路板盘34的上表面的外侧部分上，设有一个小的路径区域72，它与环状导电路径69分离开，并延伸到传感器35的外径的外面。触点73通过一根导电导线74与上部印刷电路板盘36上的触点68相连，从而使得触点73最终具有与传感器35上表面64相同的电位。由于环状导电路径69抵靠在传感器35的下表面65上，所以触点71具有与传感器35的下表面65相同的电位。下部印刷电路板盘34的下表面上设有两个彼此隔开的导电路径。其中一个导电路径包括一个环状部分75，该环状部分与一个带有触点77的凸延部分76相连。另一个导电路径包括一个中断的、且大部分包围所述环状部分75周围的环状部分78，该环状部分78也与一个带有触点80的凸延部分79相连。触点71和80通过一个横穿下部印刷电路板盘34主体的导电连接件81彼此相连(如图12)。触点73和77也以类似连接。这样的结果是，触点80的电位与传感器35的下表面65的电位相同，而触点77的电位与传感器35的上表面64的电位相同，所以，触点77与80之间的电位差就能测量出施加到传感器35上的力的大小。
在叠层23的中间设有一个压电致动器25。该致动器25能根据施加在致动器25的上表面82和下表面83之间的电位差而在其高度方向上膨胀和/或收缩，表面82和83可被看作是电极。通过一个诸如传感器35的压电传感器与致动器25串联，由此可以获得一个有源阻尼系统。在此情况下，压电传感器35的上表面64和下表面65间的电位差(该电位差是作用到该传感器上的力的测量值)被传送到一控制系统，该控制系统把该电位差作为一个输入信号进行处理，并产生一个输出信号用于致动器25，该致动器25相应地将改变它的高度。以这种方法，可以非常合适地阻尼振动，比如由作用在扫描电子显微镜壳体上的声波所产生的振动，其很可能引起操纵单元3发生振动，操纵单元3振动的结果是，将无法合适地获得所需要的样品相对于电子束的定位精度和稳定性。
为了在致动器25的上表面82和下表面83之间施加一个电位差，一个上部印刷电路板盘26和一个下部印刷电路板盘24被设置在所述致动器的相对两侧。在下部印刷电路板盘24的上表面上设有一个环状导电路径84，该环状导电路径84带有一个凸延部分85，凸延部分85上有一触点86。在上部印刷电路板盘26的下表面上设有一个环状导电路径87，该环状导电路径与一个凸延部分88相连，在凸延部分88上有一个触点89。此外，在上部印刷电路板盘26的下表面上，设有一个小的路径区域90，该区域90与环状导电路径87分离开。路径区域90包括一个触点91。该路径区域90置于致动器25外周边的外面。
在上部印刷电路板盘26的上表面上设有两个路径区域92和93，在所述路径区域上分别设有触点94和95。此外，还设有两个相互孤立的导电路径，其中一个路径包括一个环状路径部分96，环状路径部分96与一个带有一触点98的凸延部分97相连，另一个路径包括一中断的、且基本上环绕在环状路径部分96周围的环状路径部分99，以及一个带有触点101的凸延部分100。在使用时，具有凸延部分97的环状路径部分96分别抵靠在所述环状部分75和凸延部分76上，结果是，触点98具有与传感器35下表面上的电位相同的电位。以类似的方法，触点101具有与传感器35上表面64上的电位相同的电位。触点86和91通过导线102彼此相连。通过与导电连接件81类似的连接方法，触点91与94彼此相连。以此方式，触点94的电位与致动器25的下表面83的电位相等。通过与导电连接件81类似的连接件，触点89与95也彼此连接在一起，因而触点95的电位与致动器25的上表面82的电位相等。以这种方式，在上部印刷电路板盘26的上表面上就能够得到致动器和传感器的所有相关电位，这样，就能使通过导电导线就可以把致动器25和传感器35简单的安装和连接起来。为此，一根四芯电缆103带有芯线104、105、106、107和一个真空兼容包覆层108。四根芯线相互紧靠地穿在同一个包覆层中，其中，根据本说明书，两根芯线104和105属于传感器35，两根芯线106和107属于致动器25，这样，在传感器和致动器之间会有一定程度电耦合的危险。类似于前述机械串扰，当在芯线106和107之间施加电位差来启动一个致动器时，可能会在芯线104与105之间产生一个小的电位差，其结果是在传感器35上检测到一个不是预定要检测的力，该力与在芯线106和107之间施加的电位差不期望地直接相对应，却不与由在操纵单元3中的振动(将要被抑制)加速力引起的要由传感器35预定检测的力所期望的相对应。为了最大程度地避免这一问题——用技术术语表示就是“电串扰”，优选的是将两个芯线104和105一起穿在包覆层108内的一个电包覆层(未详细绘出)中，所述电包覆层在包覆层108的一端处被电连接在整个电系统的一个合适电基准触点上——即所谓的“接地点”上。以同样的方式，优选的是将两个芯线106和107穿在包覆层108内一个类似的电包覆层(未详细绘出)中，所述电包覆层以类似的方式与一个合适的接地点相连接。
如图2中所示，电缆103以气密封的方式穿过侧壁51。也可以选择一插头系统来实现这一目的。在扫描电子显微镜的壳体外面有一个控制系统(未详细绘出)，该控制系统能够处理来自传感器35的以芯线104和105之间电位差形式的输出信号，以及产生以芯线106和107之间电位差形式的用于致动器25的输出信号，进而有效地削弱操纵单元3的振动。
此外，应该注意的是，在对具体实施例的描述中，分配给下部叠层23的致动器的功能和分配给上部叠层30的传感器的功能并非局限于此。原理上，两者的功能可以完全互换，使得传感器的功能也可以分配给下部叠层23，致动器的功能也可以分配给上部叠层30。
为了能够使叠层23和30中的每个部件彼此正确定位，这些部件可以做成非圆形式，这样，这些部件彼此之间易于具有正确的角度方向。
原理上说，振动将出现在与样品保持件9的法线方向垂直的基本上相互垂直的两个主要方向上，这是由于在操纵单元3中进行导轨定位和定向的结果。可以对这些振动进行有效抑制，即只通过经由一个控制单元在仅仅依靠与相关致动器相关联的传感器输入到所述控制单元的输出信号对四个所用致动器25中的每一个进行控制。这样阻尼的方法，即只有一个致动器25与传感器35的组合与一个控制单元配合工作，有一个主要的缺点，即基板2的不利的扭曲变形就不可避免。由于在基板2的角部处设置有四个致动器25，因而，在四个致动器25独立工作的情况下，要使基板2保持为一个理想的平板是不可能的；替代的，基板被扭曲地施加载荷并相应地产生变形，其结果是操纵装置1对样品所能进行定位的精度最终也就受到不良影响。此外，当一个致动器25被致动时，力此时将被所有四个传感器35检测到，该力与因基板2的扭曲变形所产生的反作用力相对应，这并不是所期望的，这些力却不与由在操纵单元3中的振动加速力(这正是要阻尼的)引起的并由传感器35检测的力相对应，而这样的对应关系却又是所期望的。由横跨所有四个由串联设置致动器25和传感器35构成的组合的并联刚度所引起的这种现象，也用技术术语“致动器到传感器的串扰”来表示。当这种致动器到传感器的(机械的)串扰超过一定程度时，就控制原理而言，就会存在这样的危险，即无法继续借助“智能盘”对振动进行有效阻尼。
对此问题的一个符合逻辑的解决办法似乎在于只使用三个由致动器25和传感器35构成的组合。把基板2以三个点支撑的方法被称为“静定”，而以四个点(或更多)支撑基板2则称为“超静定”。以静定的方式在三个点支撑基板2的一个后果是，三个致动器25各自独立地致动，理论上不会导致基板2的扭曲变形，所述基板处在其平整状态——即没有施加使它扭曲的载荷——它可以使自己随着三个致动器25的(很小的)阻尼动作而运动，这样的结果是它只是倾斜一个(很小)程度。然而，实际上来说，基板2只用3点以静定的方法来支撑这样的情况有很大的缺点，在没有第四个支撑产生的进一步阻碍作用的情况下，基板2的扭曲变形现在事实上能够自由进行，且只受到基板2本身的内部扭曲刚度的限制。而这里(即基板2只用三个点以静定方式支撑)最大的危险是，该容易扭曲的基板2的扭曲刚度现在决定了作为一个整体的操纵装置的第一特征频率(即最低的频率)和与此相关联的振动形态，而不是如所期望的那样，即如果通过一实际上不决定特征频率的平行导向体以及通过基板2在四个点支撑(也就是以超静定的方式)的话，决定的主要是操纵单元3的第一特征频率和与此相关联的振动形态。此外，如果基板2以3点支撑，那么动态系统出现扰动振动的第一特征频率(最低的频率)的大小比它以4点支撑时要小很多。通常，在最初的状态，也就是在任何控制系统对于任何致动器25和传感器35的组合起作用之前，动态系统出现扰动振动的第一特征频率越低，就会使得由有声环境中的噪声或地面的振动激励所引起的振动的振幅显著地增大。其结果是，如果开始时动态系统出现扰动振动的第一特征频率尽可能高的话，则在对振动进行优化阻尼后——即在一个或更多的控制单元工作之后——最终振幅大小总是更小。因此，上述把基板2以4点支撑的超静定方法是首选的优选方法。为了在装配时实现上述期望的超静定支撑方法，如前面所讲，支脚13a、13b、13c和13d之一必须能够以未详细说明的方法进行高度调节。
在本发明的优选实施例中，如上所述的从致动器到传感器的机械串扰的缺点，这是以所期望的在4点支撑的超静定方法的不可避免后果，可以通过下面的方法予以克服，即在使用四个由致动器25和传感器35构成的组合的情况下，使四个致动器25中的每一个，或者至少一部分，不是在仅仅依靠与该致动器25相对应的传感器35所输出并传送到控制单元的输出信号来激活工作，而是依靠至少两个以上的传感器输出信号的总和来激活工作，这样，可能使传感器25的激活相互匹配，使得尽管有四个点支撑基板2，但是基板2不会被加上扭曲载荷，相应地，也就不会变形。
对于上述各个方面，下面将基于图16作进一步地阐述。图16所示为基板2的高度示意性平面图。黑圆点表示在角部处的四个由致动器25和传感器35组成的组合。此外，图16指示出了操纵单元3的重心109的粗略位置，围绕该重心109的两条弧形箭头110和111表示两个相互垂直的主要振动方向。传感器35的输出信号——如前面提及的那样，它们是由传感器35检测的力的一种测量值——分别由S1、S2、S3和S4表示。各个致动器25的输入信号分别用A1、A2、A3和A4表示。相关联的控制系统包括三个组合单元112、113和114，这些组合单元中的每一个均通过把两个输入信号相加而产生一个单一输出信号。除此之外，控制系统还包括两个控制单元115和116，它们根据给定的频率相关特性(被称作“控制器传递”)和放大系数(被称作“增益”)来处理输入信号，进而产生输出信号。在实际应用中，这样的控制单元可以做是模拟电路或者数字计算机。
输出信号S1和S2由组合单元112进行相加，产生的一个输出信号SX，该输出信号SX作为用于控制单元115的输入信号。与此类似，输出信号S2和S3由组合单元113进行相加，产生的一个输出信号SY，该输出信号SY作为用于控制单元116的输入信号。输入信号SX和SY分别由控制单元115和116进行处理，并分别产生输出信号AX和AY。信号AX和AY被作为输入信号A1和A3，用于分别与由致动器25和传感器35的第一组合和第三组合相关联的致动器25。信号AX和AY再由组合单元114相加，产生一个输入信号A2，用于所述第二组合中的致动器25。以这种方式，输送到致动器25的每个输入信号A1、A2和A3依赖于由所述相应传感器35以及一个相邻传感器35所测量的力。所要重点指出的是，第四组合中的致动器25和传感器35作为一个整体未被使用。在本优选实施例中，第四组合可相应地由一个无源的机械支撑点代替。相反，由与第四组合相对着的第二组合的传感器35测量的力被采用，以便影响第一、第二和第三组合中的致动器25的动作。此外，第二组合中的致动器25的动作取决于由第一、第二和第三组合中的全部三个传感器35所测量的力。
如上所述，在图16所示的基础上把各个信号组合起来会导致这样的一种状态，如箭头110所示的振动会因为第一和第二组合中的致动器25的动作而得到阻尼，基板2围绕一根转动轴线117进行转动，转动轴线117延伸穿过第三和第四组合处的基板2上的支撑点。如箭头111所示的振动会因为第二和第三组合中的致动器25的动作而得到阻尼，基板2围绕一根转动轴线118进行转动，转动轴线118延伸穿过第一和第四组合处的基板2上的支撑点。由于存在转动轴线117和118，基板2不会被扭曲地加载，因而各个传感器35就不会检测到任何由此产生的干扰力。基板2也就会相应地保持平整状态。
另一种可选择的控制系统在图17和18中示意性地表示出来，就对称性而言，该系统有优点，并且能够使所用的致动器和传感器有更高的灵敏度，因而也就有更高的信噪比。在此控制系统中，第四组合中的致动器25和传感器35也被使用。从图17可以得到——组合单元119以输出信号S1和S2为基础产生信号S1+2；——组合单元120以输出信号S2和S3为基础产生信号S2+3；——组合单元121以输出信号S3和S4为基础产生信号S3+4；——组合单元122以输出信号S4和S1为基础产生信号S4+1。
以信号S1+2和S3+4(它们之间的差值)为基础，组合单元123产生信号SX，而以信号S2+3和S4+1(它们之间的差值)为基础，组合单元124产生信号SY。信号SX和SY分别由控制单元125和126进行处理并产生信号AX和AY(见图18)。以信号AX和AY(它们之间的差值)为基础，组合单元127为第一组合中的致动器25产生控制信号A1。以信号AX和AY(它们之和)为基础，组合单元128为第二组合中的致动器25产生控制信号A2。以信号AY和AX(它们之间的差值)为基础，组合单元129为第三组合中的致动器25产生控制信号A3。最后，以信号AX和AY(它们之和的负值)为基础，组合单元130为第四组合中的致动器25产生控制信号A4。
在控制系统以这种方式进行工作的情况下，每一个控制信号A1、A2、A3和A4都依赖于由全部四个组合的每一个传感器35所测量的力。如箭头110所示的振动会因为全部四个组合中的致动器25的动作而得到阻尼，其中，一方面，第一组合和第二组合中的致动器25，另一方面，第三组合和第四组合中的致动器25以反向的方式成对地动作，其结果是，基板2就会环绕转动轴线131进行转动。以类似的方式，如箭头111所示的振动会因为全部四个致动器25的动作而得到阻尼，其中，一方面，第一组合和第四组合中的致动器25，另一方面，第二组合和第三组合中的致动器25以反向方式成对地动作，其结果是，基板2就会环绕转动轴线132进行转动。转动轴线131和132对应于基板2的中线。基板2围绕转动轴线131和132的转动不会导致对基板2施加扭曲载荷，因而它不会受到干扰而产生变形。
对于专业读者而言，在本发明的范围内，本发明可以采用各种不同形式的控制系统。例如，在使用组合单元的情况下，通过分配不同加权数给输入信号的方式，可以改变操纵单元3的转动轴线的位置，这可能取决于它们相对于自由度的瞬时位置。这样，人们就可以例如控制转动轴线的交点位置，使得在样品操持件9的每个位置处，该交点的位置大致处于操纵单元3的重心109的正下方。以此方式甚至可以使所述转动轴线转过一个角度。在这种情况下，所述控制系统的具体形式将实际取决于整个系统的一个或多个参数(如样品保持件9的位置)。
权利要求
1.一种利用粒子束对物体进行辐射的粒子—光学装置，其包括一个壳体，在该壳体内设置有定位装置，用于在壳体内对所述物体进行定位，该定位装置包括基准体，被承载在所述壳体的一支撑部分上；和运动系统，该运动系统能被操纵，并带有物体承载台，用于相对于所述基准体以至少一个自由度对保持在该物体承载台上的物体进行操纵，该装置还包括控制装置和至少一个由压电位置致动器与压电力传感器构成的组合，所述致动器与传感器串联设置，由此所述控制装置依赖于来自至少一个传感器的至少一个输入信号为至少与所述传感器相关联的致动器产生一个控制信号，其特征在于所述至少一个组合中串联设置的致动器与传感器被设置在所述壳体与基准体之间，所述基准体经由所述至少一个组合支靠在所述壳体的支撑部分上。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于至少三个组合被优选地设置于靠近所述基准体的一周边。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于至少三个组合被分别设置于所述基准体的至少三个角部。
4.根据权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于至少三个组合所在位置之间的两条连接线彼此垂直相交。
5.根据前述任何一项权利要求所述的装置，其特征在于至少一个支撑构件被置于所述壳体和所述基准体之间，经由该支撑构件——对经由所述至少一个组合的支撑的补充——所述基准体额外支靠在所述壳体的支撑部分上，由此，所述支撑构件的数量与所述组合的数量之和至少为4。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于所述至少一个支撑构件包括至少一个由压电位置致动器与压电力传感器构成的其它组合，所述致动器与传感器串联设置，所述至少一个其它组合是对所述至少一个组合的补充，由此，所述组合的数量与所述其它组合的数量之和至少为4。
7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于所述控制装置包括第一组合装置，用于把分别来自于至少一个第一传感器和一个第二传感器的至少一个第一输入信号与一个第二输入信号组合成一个第一组合输入信号，在该第一组合输入信号的基础上，所述控制装置产生一个第一相互控制信号，用于至少与第一传感器和第二传感器相关联的相应致动器。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于所述控制装置包括第二组合装置，用于把分别来自于至少所述第二传感器和一个第三传感器的至少所述第二输入信号与一个第三输入信号组合成一个第二组合输入信号，在该第二组合输入信号的基础上，所述控制装置产生一个第二相互控制信号，用于至少与所述第二传感器和第三传感器相关联的相应致动器，由此，所述控制装置包括第三组合装置，用于把所述第一相互控制信号与第二相互控制信号组合成一个用于所述第二致动器的组合相互控制信号。
9.根据权利要求6和7所述的装置，其特征在于所述第一组合装置用于把分别来自于至少所述第一传感器、第二传感器、一个第三传感器以及一个第四传感器的至少所述第一输入信号、第二输入信号、一个第三输入信号以及一个第四输入信号组合成所述第一组合输入信号，在该第一组合输入信号的基础上，所述控制装置产生第一相互控制信号，用于分别与所述第一传感器、第二传感器、第三传感器以及第四传感器相关联的致动器。
10.根据权利要求8和9所述的装置，其特征在于所述第二组合装置用于把分别来自于至少所述第一传感器、第二传感器、第三传感器和第四传感器的至少所述第一输入信号、第二输入信号、第三输入信号和第四输入信号组合成所述第二组合输入信号，其处理方式不同于所述第一组合装置把所述第一输入信号、第二输入信号、一个第三输入信号以及一个第四输入信号组合成所述第一组合输入信号的方式，在该第二组合输入信号的基础上，所述控制装置产生第二相互控制信号，用于分别与所述第一传感器、第二传感器、第三传感器以及第四传感器相关联的致动器。
11.根据前述任何一项权利要求所述的装置，其特征在于一个中间体被设置在所述至少一个组合中串联设置的致动器与传感器与所述基准体之间。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于所述中间体呈板状。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于所述板状中间体由铝制成，并且其厚度小于该板状中间体的最小主要尺寸的10％。
14.根据权利要求11、12或13所述的装置，其特征在于在将所述至少一个组合置于所述中间体与壳体之间之前，平行于所述至少一个组合的所述中间体被连接在所述壳体上。
15.根据权利要求12至14中任何一项所述的装置，其特征在于所述基准体可以借助于调整装置沿着一个与所述板状中间体平行的方向发生位移。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于所述调整装置被设置成能够允许所述基准体以三个自由度进行位移。
17.根据权利要求11至16中任何一项所述的装置，其特征在于所述基准体利用一个力支靠在所述中间体上，该力的大小处于待支撑的定位装置重量的2倍至20倍之间。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于设置有弹簧装置，用于对所述基准体和所述中间体相向施压。
19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于适用下述关系式fspring＜1/3*fpos其中，fpos是所述定位装置的待抑制特征频率，fspring是假想系统的特征频率，如果所述基准体加上所述定位装置的组合质量被单独支撑在所述弹簧装置上，即缺少任何组合或者支撑构件，那么将产生所述假想系统。
20.根据前面任何一项权利要求的装置，其特征在于所述每个致动器均被夹持在一个第一致动器导电体和一个第二致动器导电体之间，其中，第一致动器导电体与该致动器上的第一致动器电极导电接触，第二致动器导电体与该致动器上的第二致动器电极导电接触，第一致动器导电体和第二致动器导电体均与所述控制装置导电接触。
21.根据前面任何一项权利要求的装置，其特征在于所述每个传感器均被夹持在一个第一传感器导电体和一个第二传感器导电体之间，其中，第一传感器导电体与该传感器的一个第一传感器电极导电接触，第二传感器导电体与该传感器的一个第二传感器电极导电接触，第一传感器导电体和第二传感器导电体均与所述控制装置导电接触。
22.根据权利要求20或21所述的装置，其特征在于具有相关联的导电体的所述致动器，和/或具有相关联的所述导电体的所述传感器设置有相互连接的孔，这些孔共同形成一通孔，一个牵引件延伸通过该通孔，以便把所述致动器和/或所述传感器分别夹持在所述相关联导电体之间。
23.根据权利要求20、21或22所述的装置，其特征在于；在与一组合中的致动器或传感器相关联的两个所述导电体之一上设置有两个接触点，这两个接触点与所述相关联致动器或传感器上的两个电极导电接触。
24.根据权利要求23所述的装置，其特征在于在与一组合中的致动器和传感器相关联的四个导电体之一上设置有四个接触点，这四个接触点均与所述相关联致动器和传感器上的两个电极导电接触。
25.根据权利要求21、22、23或24所述的装置，其特征在于在位于一组合中的所述致动器和传感器之间的所述导电体的彼此相面侧面上均设置有接触点，这些接触点彼此导电连接。
26.根据权利要求25所述的装置，其特征在于在所述导电体的一部分上——至少在一外表面上——设置有至少一个分离的导电路径，用于与一个致动器上、或一个传感器上的电极、或者一个导电体上的触点或导电路径直接电接触。
27.根据前面任何一项权利要求的装置，其特征在于与一个由致动器和传感器构成的组合相关联的所述导电体被导电连接在延伸到所述壳体之外的导电器上。
全文摘要
本发明提供了一种利用粒子束对物体进行辐射的粒子—光学装置。该装置包括一个壳体，在该壳体内设置有定位装置(1)，用于在壳体内对所述物体进行定位。该定位装置(1)包括基准体(2)，被支撑在所述壳体的一支撑部分上；和运动系统，该运动系统能被操纵，并带有一物体承载台(9)，用于相对于所述基准体(2)以至少一个自由度对保持在该物质承载台上的物体进行操纵，该装置还包括控制装置和至少一个由压电位置致动器(25)与压电力传感器(35)构成的组合(23、30)，所述致动器与传感器串联设置，由此所述控制装置依赖于来自至少一个传感器的至少一个输入信号为至少与所述传感器相关联的致动器产生一个控制信号，其特征在于所述至少一个组合中串联设置的致动器与传感器被设置在所述壳体与基准体之间，所述基准体经由所述至少一个组合支靠在所述壳体的支撑部分上。
文档编号H01J37/02GK1550901SQ20041003522
公开日2004年12月1日 申请日期2004年3月10日 优先权日2003年3月10日
发明者A·维斯彻尔, A 维斯彻尔 申请人:Fei公司