1、
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明一般涉及應用壓電元件的微型工作臺(microstagesusingpiezoelectricelements)，更具體的，涉及能夠可靠操作的應用壓電元件的微型工作臺，甚至在真空條件下。2、相關(guān)領(lǐng)域說明通常，壓電元件被用作具有微米級、納米級或者更高級別精度的工作臺的執(zhí)行器。這樣的壓電工作臺具有高精度，并且通常用于需要納米級或者更高級別精度的微小移動時。同時，工作臺的應用被限制在真空環(huán)境中。例如，在真空中，應用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動馬達的工作臺的使用會被限制，這是由于在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置中應用了潤滑劑，例如油脂。此外，在使用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動馬達的工作臺的情況下，操作精度的提高和尺寸的減小被限制。粒子束柱(例如微電子柱)需要高精度以制造和運行，當校準柱的部件或者移動試樣等時，必須使用微米級或者納米級的高精度工作臺。此外，這種包括微柱的粒子束柱應用在真空環(huán)境中。鑒于此，高精度的工作臺必須能夠可靠的被操作，即使在真空環(huán)境中。然而，在真空環(huán)境中，特別是在超高真空環(huán)境中，相互接觸的物體之間的引力增大。因此，由于工作臺的部件之間的引力增大，精確操縱該工作臺變得非常困難。因此，在工作臺中，需要作為執(zhí)行器的壓電元件可以以高精度可靠的操作，即使是在真空環(huán)境中。微柱，作為粒子束柱的一個示例，集中從粒子發(fā)射源發(fā)射的粒子束且掃 描到試樣上。根據(jù)試樣的類型，可使用應用樣品電流法來探測離子或電子的情況。由于該試樣的導電部與外部連接，上述樣品電流法使得能夠直接探測和核查掃描在試樣上的離子或者電子。該樣品電流法可用于檢驗半導體設備的通孔/接觸孔、檢驗和分析試樣的表面以及檢驗TFT-LCD(薄膜晶體管液晶顯示)設備的TFT(薄膜晶體管)。同時，至于這種微柱，在制造過程中微柱的某些部分可能會變形。產(chǎn)生自粒子發(fā)射源的粒子從源透鏡被發(fā)射到外部，該源透鏡必須準確地形成粒子束路徑以便可靠地將粒子集中到樣品上。鑒于此，為了圓滿的在試樣上施加粒子束，發(fā)射粒子束的粒子發(fā)射源的位置必須校準，以使得所述粒子束能夠準確通過中間透鏡后可靠的施加在試樣上。因此，可能需要做出粒子發(fā)射源的位置調(diào)整。該調(diào)整主要適于在X-Y方向移動所述粒子發(fā)射源。然而，由于當粒子發(fā)射源移動時，存在從粒子發(fā)射源射出的束未對準的可能性，因此需要一種用于粒子發(fā)射源的工作臺，該工作臺能夠重新排列該粒子發(fā)射源，甚至是在該工作臺使用時，也包括在生產(chǎn)過程中。技術(shù)實現(xiàn)要素：相應的，本發(fā)明謹記現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述問題，并且本發(fā)明的一個目的是提供一種微型工作臺，該微型工作臺使用壓電元件作為執(zhí)行器，并且甚至在真空環(huán)境下能夠被可靠地操作。本發(fā)明的另一個目的是提供一種微型工作臺，其中，在移動體的每個相對側(cè)上形成有向下和向外傾斜的面，以使得從兩側(cè)向所述移動體施加的力也向下推動所述移動體，從而使得所述移動體能夠不帶晃動地移動。本發(fā)明的再一個目的是提供一種微型工作臺，該微型工作臺使用壓電元件移動粒子發(fā)射源、電子透鏡、試樣等，從而所述粒子發(fā)射源的移動能夠被可靠的實施。本發(fā)明的再一個目的是提供一種微型工作臺，其中，當所述粒子發(fā)射源被移動時，所述粒子發(fā)射源和所述透鏡的校準狀態(tài)能夠被可靠的維持，以使得從所述粒子發(fā)射源發(fā)射的粒子束可以精確地通過所述透鏡施加到試樣上，從而能夠最好的引導所述粒子束的校準和發(fā)射。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種微型工作臺，該微型工作臺包括用于移動目標的移動體和與主體壓電基底，所述移動體可移動的接合所述主體壓電基底。所述主體壓電基底包括用于施壓所述移動體的側(cè)面加壓單元。所述移動體與所述主體壓電基底的相應側(cè)面加壓單元接觸的部分具有傾斜面。從所述主體壓電基底的相對側(cè)面加壓單元向所述移動體的相對側(cè)施加壓力，從而在傾斜方向上施壓所述移動體，使得在所述移動體移動時，所述移動體施壓于主體壓電基底上。所述微型工作臺可進一步包括傾斜面引導部，該傾斜面引導部與所述移動體的一側(cè)或每側(cè)結(jié)合，所述傾斜面引導部形成向下和向外傾斜的面且與所述主體壓電基底的相應側(cè)面加壓單元接觸。所述微型工作臺可進一步包括底部支撐部，該底部支撐部設置在所述主體壓電基底的與所述移動體相接觸的接觸面上，所述底部支撐部可支撐所述移動體的底部。所述底部支撐部可包括：底部加壓體，該底部加壓體與所述移動體的底部接觸；以及底部壓電元件，該底部壓電元件設置在所述底部加壓體和所述主體壓電基底的基座面之間。每個側(cè)面加壓單元可包括：側(cè)面壓電元件，該側(cè)面壓電元件用于移動所述移動體；以及側(cè)面加壓體，該側(cè)面加壓體與所述側(cè)面壓電元件接觸且對所述移動體施壓。所述側(cè)面加壓單元可進一步包括向內(nèi)加壓壓電元件，該向內(nèi)加壓壓電元件朝向所述移動體施壓所述側(cè)面加壓體。在另一方面，本發(fā)明提供一種用于移動目標的微型工作臺，該微型工作 臺包括：主體壓電基底；中間壓電基底，該中間壓電基底相對于所述主體壓電基底來回移動；以及移動體，該移動體相對于所述中間壓電基底來回移動，所述移動體裝備有粒子發(fā)射源。所述主體壓電基底包括用于移動所述中間壓電基底的側(cè)面加壓單元。所述中間壓電基底包括中間側(cè)面加壓單元。所述中間壓電基底的與所述主體壓電基底的所述側(cè)面加壓單元相接觸的面包括向下和向外傾斜的面。所述移動體與所述中間壓電基底的中間側(cè)面加壓單元接觸的面包括向下和向外傾斜的面。附圖說明本申請的上述和其他目的、特征和優(yōu)點將通過以下結(jié)合附圖的詳細說明而更清楚的被理解，其中：圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的微型工作臺的主體壓電基底和具有簡單的向下和向外傾斜的面的移動體之間的接合關(guān)系，圖1對應于沿圖11中的剖面線A-A的剖視圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的微型工作臺的主體壓電基底和具有傾斜面引導部的移動體之間的接合關(guān)系；圖3是根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例的微型工作臺的示意圖，其中，在主體壓電基底上設置有底部支撐部；圖4是根據(jù)本發(fā)明的再另一個實施例的微型工作臺的示意圖，其中，在主體壓電基底上設置有彈性部；圖5是根據(jù)本發(fā)明的依然另一個實施例的微型工作臺的示意圖，其中，在主體壓電基底上設置有向內(nèi)加壓壓電元件；圖6是根據(jù)本發(fā)明的依然另一個實施例的微型工作臺的中間壓電基底和具有簡單的向下和向外傾斜的面的移動體之間的接合關(guān)系的示意圖；圖7根據(jù)本發(fā)明的依然另一個實施例的微型工作臺的中間壓電基底和具 有傾斜面引導部的移動體之間的接合關(guān)系的示意圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的依然另一個實施例的微型工作臺的示意圖，其中，在中間壓電基底上設置有中間底部支撐部；圖9是根據(jù)本發(fā)明的依然另一個實施例的微型工作臺的示意圖，其中，在中間壓電基底上設置有彈性部；圖10是根據(jù)本發(fā)明的依然另一個實施例的微型工作臺的示意圖，其中，在中間壓電基底上設置有中間向內(nèi)加壓壓電元件；以及圖11是根據(jù)圖1所示的本發(fā)明的微型工作臺的透視圖。具體實施方式在下文中，將參照附圖詳細描述本發(fā)明的實施例。根據(jù)本發(fā)明的實施例中的應用壓電元件的微型工作臺100是一種基本執(zhí)行線性移動的線性工作臺，并且微型工作臺100包括主體壓電基底21和用于轉(zhuǎn)移目標的移動體24。本發(fā)明的目的是提供一種能夠利用壓電元件作為執(zhí)行器的工作臺，甚至是在超真空環(huán)境中。本發(fā)明的本質(zhì)思想是在操作時盡可能減少壓電元件的部件之間的接觸點，并在操作時防止基底和線性壓電元件彼此分離。即，根據(jù)本發(fā)明的微型工作臺是維持主體壓電基底和移動體之間的距離為恒量，并且最小化他們之間的接觸面積的工作臺。圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種基礎線性微型工作臺的剖視示意圖，圖11是圖1所示微型工作臺的透視圖。主體壓電基底21是移動體46的主體壓電基礎。圖2至圖10的工作臺在外形上也構(gòu)成為與圖11所示工作臺相對應。主體壓電基底21包括側(cè)面加壓單元22，該側(cè)面加壓單元22用于移動移動體46。每個側(cè)面加壓單元22包括側(cè)面加壓體221和側(cè)面壓電元件222。通過側(cè)面壓電元件222的操作，移動體46相對于主體壓電基底21被移動。 鑒于此，側(cè)面壓電元件222優(yōu)選為剪切模式的壓電元件。操作所述剪切模式的壓電元件以使得移動體46可以在主體壓電基底21的橫向方向上移動。壓電元件的操作方法與傳統(tǒng)壓電工作臺的操作方法相同或者相似。因此，省略它的詳細描述。如圖所示，移動體46的面向側(cè)面加壓單元22的側(cè)面加壓體221的表面為向下傾斜，以使得移動體46的水平橫截面面積從上到下(即朝向主體壓電基底21的面對移動體46的表面)遞增。由于移動體46向下和向外傾斜的面，移動體46朝向主體壓電基底21偏壓，以使得所述移動體可保持為與主體壓電基底21的接觸部緊密接觸。從而，由于移動體46的上述緊密接觸狀態(tài)甚至是在移動情況下可以被保持，可防止移動體46擺動或移出主體壓電基底21。所述向下和向外傾斜的面可形成在移動體46的任一側(cè)或者其相對的每一側(cè)。即，盡管移動體46可以僅有一側(cè)具有向下和向外傾斜的面而其另一側(cè)為垂直面，期望的是，移動體46的面對側(cè)面加壓單元22的相對側(cè)面的每一個側(cè)面均包括向下和向外傾斜的面，如附圖所示。如圖1所示，移動體46設置在主體壓電基底21的中部的上面。從主體壓電基底21的相對側(cè)向上延伸的側(cè)面加壓單元22分別設置在移動體46的相對側(cè)。每個側(cè)面加壓單元22包括用于移動操作的側(cè)面壓電元件222，和被側(cè)面壓電元件222移動的側(cè)面加壓體221。具體地，側(cè)面加壓體221的第一側(cè)與側(cè)面壓電元件222接觸，并且側(cè)面加壓體221的第二側(cè)與移動體46接觸。側(cè)面加壓體221可以體現(xiàn)為各種形狀，例如半圓形、三角錐形、突起形狀等。在該實施例中，向下和向外傾斜的面461形成在移動體46的各自相對側(cè)上。側(cè)面加壓單元22的加壓體221與移動體46的各自傾斜面461相接觸。從而，加壓體221設置為使得移動體46朝向加壓體221的移動被限制。移動體46的底部與主體壓電基底21的中部的上表面接觸，其中，它們 可使得彼此表面接觸，或移動體46的底面可與設置在主體壓電基底21的基座面241上的突出底部支撐部24相接觸，如附圖所示。與移動體46相接觸的每個底部支撐部24可具有簡單的半球形形狀或突出形狀。進一步的，具有半球形形狀、突出形狀等的底部支撐部與移動體46的底部接觸，所述底部支撐部可通過與用于壓緊或支撐部件的側(cè)面加壓體相同的方式由紅寶石(ruby)、礬土(alumina)、藍寶石(sapphire)、鋼(steel)等制成。優(yōu)選地，底部支撐部由即使在真空環(huán)境中也能夠確?，F(xiàn)狀和特性不改變而正常運行的材料制成。此外，底部支撐部被用作保持可移動體46水平的工件。圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的微型工作臺100的示意圖，該微型工作臺100包括主體壓電基底21和設有傾斜面引導部462的移動體46。圖2所示的微型工作臺100的常規(guī)結(jié)構(gòu)與圖1所示的實施例相同，但是，與圖1所示實施例不同的是，在圖2所示微型工作臺100中，均形成有向下和向外傾斜的面的各個傾斜面引導部462設置在移動體46的各自相對側(cè)。在該實施例中，每個傾斜面引導部462均具有矩形橫截面，且移動體46的分別與傾斜面引導部462接觸的每個相對側(cè)面均形成有向下和向外傾斜的面。因此，每個傾斜面引導部462的外表面也形成向下和向外傾斜的面。或者，當僅有每個傾斜面引導部462的與移動體46的對應的相對側(cè)面接合的外表面可形成向下和向外傾斜面時，移動體46的相對側(cè)面可以是垂直的。換句話說，傾斜面引導部462與移動體46的相對側(cè)面間的接合可體現(xiàn)為各種形狀，只要每個傾斜面引導部462的外表面是傾斜的向下和向外。除上述圖2所示微型工作臺的特征外，圖2所示微型工作臺100的結(jié)構(gòu)和操作方法與圖1所示實施例相同或類似。因此，無需進一步說明。圖3示出本發(fā)明的一個實施例，其中，至少一對底部壓電元件243被設置和定向在移動體46的長度方向，每個底部壓電元件243都與底部加壓體242接合。具體的，如圖3所示，底部支撐部24設置在主體壓電基底21的基座面241上以支撐移動體46的底部。每個底部支撐部24包括與移動體46接觸的底部加壓體242和用于移動底部加壓體242的底部壓電元件243。優(yōu)選地，底部壓電元件243包含壓電元件，該底部壓電元件243采用與上述壓電元件222相同的剪切模式操作。在該實施例中，相對于主體壓電基底21進行直線移動的移動體46由兩側(cè)的側(cè)面加壓單元22操作，該側(cè)面加壓單元22設置在移動體46的相對側(cè)，且通過側(cè)面壓電元件222和用于支撐移動體46的底部的底部支撐部24的底部壓電元件243來直線移動和施壓移動體46。因此，移動體46相對于主體壓電基底21的直線移動可更加可靠和精確的被實施。圖4示出本發(fā)明的具有彈性部的實施例。在該實施例中，一個側(cè)面加壓單元22通過彈性部25與主體壓電基底21接合。彈性部25可僅設置在主體壓電基底21的一側(cè)或者設置在主體壓電基底21的相對的每側(cè)。彈性部25可伸縮地朝向移動體46推壓相應的側(cè)面加壓單元22，該移動體46布置在側(cè)面加壓單元22之間。該彈性部25也可以獨立制造為具有薄板彈簧結(jié)構(gòu)，然后連接到主體壓電基底21上?；蛘?，該彈性部25可以與主體壓電基底21一體地形成。通過彈性部25使相對的側(cè)面加壓體221壓緊移動體46的力也作為從移動體46的傾斜面461的接觸部朝向主體壓電基底21施壓移動體46的力。因此，向下的力被施加到移動體46上，使得移動體46可以更可靠地保持與主體壓電基底21接觸。圖5示出本發(fā)明的一個實施例，該實施例進一步包括向內(nèi)加壓壓電元件223，該向內(nèi)加壓壓電元件223設置在任意一個側(cè)面加壓單元的側(cè)面加壓體上，且根據(jù)是否提供電力壓緊或者釋放所述移動體。該向內(nèi)加壓壓電元件223優(yōu)選為包括壓電元件，該壓電元件以縱向模式被操作。即，在該實施例中，橫向地壓迫和移動移動體46的側(cè)面加壓單元 22還包括向內(nèi)加壓壓電元件223，該向內(nèi)加壓壓電元件223設置在側(cè)面壓電元件222上并在縱向模式下操作。因此，根據(jù)提供給向內(nèi)加壓壓電元件223的電壓，側(cè)面加壓體221和與向內(nèi)加壓壓電元件223接觸的側(cè)面壓電元件222壓緊或者釋放移動體46。在向內(nèi)加壓壓電元件223進行加壓操作期間，基于與具有上述彈性部的實施例相同的原理，在移動體與主體壓電基底之間施加接觸力。另一方面，當向內(nèi)加壓壓電元件223的壓緊力被移除，施加在移動體和主體壓電基底之間的接觸力也被移除。優(yōu)選地，彈性部的彈性力根據(jù)施加到微型工作臺的外力來確定。隨著彈性部的彈性力的增大，移動體和主體壓電基底之間的接觸力也增大，但是，壓電元件用于移動移動體的力也必須增大。基于此，彈性部的彈性力根據(jù)移動體的機動性(mobility)來確定。隨著彈性部的彈性力的減小，移動體的機動性提高，但是，移動體有可能因外力而非如所愿地被移動。因此，彈性部的彈性力必須根據(jù)微型工作臺的使用目的來調(diào)整。因此，當具有較高彈性力的彈性部時被用于提高微型工作臺的精度時，優(yōu)選地，可設置單獨的止擋件(未示出)以限定一個范圍，在該范圍內(nèi)，彈性部的彈性力可施加到移動體上，并且向內(nèi)加壓壓電元件可用于確保移動體的機動性。當然，該實施例可進一步包括圖2所示的傾斜面引導部462。然而，在僅需要低彈性力的情況下，盡管需要提供高精度，也可以僅使用彈性部而不使用向內(nèi)加壓壓電元件，或者可以僅使用向內(nèi)加壓壓電元件而不使用彈性部。在該實施例中，雖然同時使用彈性部和向內(nèi)加壓壓電元件被示為優(yōu)選方式，但是，也可根據(jù)使用的微型工作臺的目的而僅使用他們中的一個。此外，雖然圖1至圖5所示的每個實施例均被示為具有任一個主要特征，但是包括圖1至圖5所示實施例中的所有特征的一個實施例也可被實現(xiàn)。例如，雖然微型工作臺可在不具有圖1所示的底部支撐部24的情況下實現(xiàn)，但這不是優(yōu)選方式。圖2所示的傾斜面引導部462也可用于圖3至圖5所示 的任意一個實施例中。另外，圖1至圖5所示的所有實施例可被組合成一個單獨的實施例。此外，在除圖3所示實施例外的其他實施例中，雖然包括壓電元件222和側(cè)面加壓體221的側(cè)面加壓單元22被示為僅設置在移動體的任一側(cè)或相對的每側(cè)，側(cè)面加壓單元22的數(shù)量或者位置可根據(jù)微型工作臺的功能和作用而改變。例如，如同在傳統(tǒng)微型工作臺中，如果需要的大量的壓電元件來移動移動體46，可在適當?shù)奈恢迷O置附加的壓電元件。根據(jù)本發(fā)明的微型工作臺100的上述實施例或下面的實施例的描述中，微型工作臺100的結(jié)構(gòu)已被或?qū)⒈恢饕U述為關(guān)于矩形的一維或二維移動方式。通過以下描述和附圖中所示的實施例，微型工作臺也可以應用到三維移動方式中，以及一維或二維的運動方式中。例如，如果應用兩個一維移動工作臺，則可實現(xiàn)二維移動方式。同樣地，如果使用三個一維移動工作臺，則微型工作臺可實現(xiàn)三維移動。圖6至圖10分別示出圖1至圖5所示的實施例的一維線性微型工作臺變成二維X-Y微型工作臺的變形形式。通常，在圖1至圖5所示實施例的一維線性微型工作臺中，適當?shù)倪x擇兩個相同或者不同的一維線性微型工作臺相互組合以形成二維X-Y工作臺。同樣地，三維或多維微型工作臺也可形成。在圖6至圖10所示的每個實施例中，對應于圖1至圖5中的一個圖的移動體用作中間壓電基底31。該中間壓電基底31包括具有與側(cè)面加壓單元22的結(jié)構(gòu)相同或類似結(jié)構(gòu)的中間側(cè)面加壓單元32。移動體46相對于中間壓電基底31移動。換句話說，中間壓電基底31相對于主體壓電基底21在一維方向上移動，且移動體46在另一個一維方向上相對于中間壓電基底31移動，從而可實現(xiàn)二維運動。如果這兩個一維方向為垂直的，該微型工作臺可用作X-Y工作臺。以同樣方式，可進行三維運動的微型工作臺也可實現(xiàn)。在下文中，根據(jù)本發(fā)明的微型工作臺將參照圖6至圖10更詳細的被說明。在下面的描述中，與上述實施例相同的操作將被省略，且將針對該微型 工作臺與上述實施例的不同進行說明。首先，圖6所示實施例使用圖1所示實施例的原理。移動體用作中間壓電基底。圖6是主要表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的微型工作臺100的中間壓電基底31和具有簡單的向下和向外傾斜的面的移動體46之間的接合關(guān)系的示意圖。移動體46設置在中間壓電基底31的頂端中部。從中間壓電基底31的相對側(cè)向上延伸的中間側(cè)面加壓單元32分別設置在移動體46的相對側(cè)。每個中間側(cè)面加壓單元32包括用于移動操作的中間側(cè)面壓電元件322，以及由該中間側(cè)面壓電元件322移動的中間側(cè)面加壓體321。具體地，中間側(cè)面加壓體321的第一側(cè)與中間側(cè)面壓電元件322相接觸，并且中間側(cè)面加壓體321的第二側(cè)與移動體46相接觸。優(yōu)選地，中間側(cè)面壓電元件322包括壓電元件，該壓電元件以同樣的剪切模式操作。中間側(cè)面加壓體321可以通過其他各種形狀來實現(xiàn)，例如，半圓形、三角錐形、突起形狀等。在該實施例中，向下和向外傾斜的面461形成在移動體46的各自相對側(cè)上。中間側(cè)面加壓單元32的中間側(cè)面加壓體321與移動體46的相應傾斜的面461相接觸。從而，中間側(cè)面加壓體321對移動體46向內(nèi)施力。中間壓電基底31的底部與形成在主體壓電基底21的中部的上表面上的基座面241相接觸。移動體46的底部與形成在中間壓電基底31的中部的上表面上的中部基座面341相接觸。在這里，這些部件可使得彼此面接觸，或者中間壓電基底31或移動體46的底部可與設置在相應基座面上的突出底部支撐部相接觸，如圖所示?；?41的與中間壓電基底31相接觸的每個底部支撐部24或者中間基座面341的與移動體46相接觸的每個中間底部支撐部34可具有簡單的半球形狀或突出形狀。圖7所示實施例使用圖2所示實施例的原理，其中，移動體也用作中間 壓電基底。與圖6所示實施例不同的是，在移動體46的各自相對側(cè)上設有傾斜面引導部462，每個傾斜面引導部462均形成有向下和向外傾斜的面。圖6和圖7所示實施例的不同點與圖1和圖2所示實施例的不同點相同。在該實施例中，每個傾斜面引導部462均具有矩形橫截面，且移動體46的分別與傾斜面引導部462相接觸的各個相對側(cè)面形成有向下和向外傾斜的面。因此，每個傾斜面引導部462的外表面也形成向下和向外傾斜的面?；蛘?，僅當每個傾斜面引導部462的結(jié)合至移動體46的各自相對側(cè)的外表面可形成向下和向外傾斜的面時，移動體46的相對側(cè)面可以是垂直的。換句話說，傾斜面引導部462和移動體46的相對側(cè)面間的接合可實現(xiàn)為各種形狀，只要每個傾斜面引導462的外表面可以是傾斜的向下和向外即可。除了上述圖7所示微型工作臺100的特征外，圖7所示微型工作臺的結(jié)構(gòu)和操作與圖6所示實施例的結(jié)構(gòu)和操作相似或者相同。因此，省略進一步說明。圖8示出本發(fā)明的一個實施例，其中，至少一對中間底部壓電元件343設置和定向在中間壓電基底31上，每個中間底部壓電元件343與中間底部加壓體342接合。具體地，如圖8所示，中間底部支撐部34設置在中間壓電基底31的中間基座面341上以支撐移動體46的底部。每個中間底部支撐部34包括與移動體46相接觸的中間底部加壓體342和用于移動中間底部加壓體342的中間底部壓電元件343。優(yōu)選地，中間底部壓電元件343包括壓電元件，該壓電元件通過與上述壓電元件222相同的剪切模式操作。在該實施例中，相對于中間主體壓電基底31進行線性移動的移動體46由兩側(cè)的中間側(cè)面加壓單元32操作，該中間側(cè)面加壓單元32設置在移動體46的相對側(cè)，并且通過中間側(cè)面壓電元件322和支撐移動體46的底部的中間底部支撐部34的中間底部壓電元件343線性移動和壓迫移動體46。因此，移動體46相對于中間壓電基底31的線性移動可更加可靠和精確的被實施。圖9所示實施例還具有彈性部，以彈性的向內(nèi)壓迫移動體。在該實施例中，中間側(cè)面加壓單元32通過彈性部35與中間壓電基底31接合。彈性部35可設置在中間壓電基底31的一側(cè)或者相對的每側(cè)。彈性部35朝向移動體46彈性推壓相應的中間側(cè)面加壓單元32，該移動體46布置在中間側(cè)面加壓單元32之間。該彈性部35可以單獨制造成具有薄板彈簧結(jié)構(gòu)，然后連接到中間壓電基底31上?；蛘撸搹椥圆?5可以與中間壓電基底31一體地形成。對應于圖5所示實施例，圖10所示實施例進一步包括向內(nèi)加壓壓電元件，該向內(nèi)加壓壓電元件設置在任意一個側(cè)面加壓單元的側(cè)面加壓體上，且根據(jù)是否提供電力向內(nèi)壓迫移動體或釋放移動體。在該實施例中，橫向地壓迫和移動移動體46的中間側(cè)面加壓單元32還包括設置在中間側(cè)面壓電元件322上并在縱向模式下操作的中間向內(nèi)加壓壓電元件323。該中間向內(nèi)加壓壓電元件323也可設置在移動體的任意一側(cè)或者移動體相對的每側(cè)。同時，粒子束柱(例如微電子柱(微柱)，particlebeamcolumn)的粒子發(fā)射源、電子透鏡(electroniclens)或者電子透鏡層(electroniclenslayer(s))可設置在根據(jù)本發(fā)明的每個實施例的微型工作臺的移動體上。在這種情況下，粒子束柱可被制造，其中的粒子發(fā)射源、電子透鏡或類似裝置可以安裝在本發(fā)明的微型工作臺上。如果制造這樣的粒子束柱，粒子發(fā)射源、電子透鏡等裝置的高精確移動可通過本發(fā)明的微型工作臺來實現(xiàn)，藉此可顯著地促進粒子束柱的透鏡和粒子發(fā)射源的光軸調(diào)整。粒子發(fā)射源、電子透鏡或類似裝置可被安裝在本發(fā)明的每個實施例的微型工作臺的移動體上，或者可安裝移動體的表面上。在被安裝在移動體上的情況下，用于從粒子發(fā)射源布線的電線容納孔優(yōu)選為在微型工作臺的主體壓電基底和中間壓電基底的至少一個上形成內(nèi)部或側(cè)面通孔。更優(yōu)選地，沿該 部件的中心線形成有通孔。即，用于布線且不妨礙微型工作臺移動的通孔形成在移動體、主體壓電基底和中間壓電基底的中部處。經(jīng)由用于真空室的饋通裝置(feedthrough)，電線優(yōu)選連接到布置在所述真空室外部的控制系統(tǒng)上。如果所述粒子發(fā)射源安裝在移動體的表面上，它必須被可靠的固定，且電線也必須由電線容納孔或單獨的緊固件可靠地固定在適當位置，以防止電線阻礙微型工作臺的移動。根據(jù)電子透鏡或電子透鏡層的安裝位置，通孔必須形成在移動體、主體壓電基底和中間壓電基底上以形成用于通過粒子束的路徑以及用于布線的路徑。此外，側(cè)面加壓單元的接觸部、底部加壓體、傾斜面引導部、中間底部加壓體、傾斜面引導部等可由紅寶石、礬土、藍寶石、鋼等制成，并且優(yōu)選地，由即使在真空環(huán)境中也能夠確?，F(xiàn)狀和特性不改變正常運行的材料制成。在下文中，將對具有上述結(jié)構(gòu)的，根據(jù)本發(fā)明的使用壓電元件的微型工作臺100的一種操作實施方式進行描述。參見圖10，盡管該微型工作臺100的操作實施例將基于圖5進行說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可很容易地理解，該操作實施例也可以應用到其它實施例。首先，將描述中間壓電基底31相對于主體壓電基底21相對移動的步驟。關(guān)于微型工作臺的安裝狀態(tài)，主體壓電基底21的第一側(cè)部向上突出。向內(nèi)加壓壓電元件223、側(cè)面壓電元件222和半球形的側(cè)面加壓體221從主體壓電基底21的第一側(cè)部向內(nèi)突出，從而在主體壓電基底21的第一側(cè)部上形成側(cè)面加壓單元22。半球形的底部支撐部24設置在基座面241上，該基座面241形成于主體壓電基底21的中部的上表面上。中間壓電基底31這樣設置：中間壓電基底31的左部與設置在主體壓電基底21的左部的側(cè)面加壓單元22接觸；以及中間壓電基底31的底部與底部支撐部24相接觸。然后，另一個側(cè)面加壓單元22與主體壓電基底21的第二側(cè)部接合。與中間壓電基底31的右部接觸的側(cè)面加壓單元22包括向內(nèi)加壓壓電元件223、側(cè)面壓電元件222和與中間壓電基底31的右部相接觸的半球形側(cè)面加壓體221。在該裝配狀態(tài)，中間壓電基底31的相對側(cè)面和底部被與主體壓電基底21接合的部件覆蓋。另外，中間壓電基底31的每個相對側(cè)面包括向下和向外傾斜的面。因此，中間壓電基底31在六個自由度中的關(guān)于包括上、下、左和右的四個方向的移動被限制。隨著施加到剪切模式的壓電元件222上的電壓從0伏逐漸增長到數(shù)十伏或數(shù)百伏，剪切模式的壓電元件的與其固定面相對的自由面通過沿移動體46的剪切力被移動，該移動體46與剪切模式的壓電元件的自由面緊密接觸。在這種情況中，當所施加的電壓瞬間下降到0伏，僅剪切模式的壓電元件222和側(cè)面加壓體221返回到其初始位置，但是移動體46因慣性定律而維持在其最后位置。當這種電壓施加操作連續(xù)進行時，移動體46被線性向前移動。在相反的方向移動移動體46，只要連續(xù)進行施加從0伏至負數(shù)十伏或負數(shù)百伏的電壓的操作。像這樣，根據(jù)本發(fā)明的應用剪切模式的壓電元件的工作臺可以無限制的連續(xù)移動移動體。因此，隨著移動體的長度的增大，工作臺的移動的距離也增大。當電壓被施加到向內(nèi)加壓壓電元件223上時，中間壓電基底31由在縱向模式下操作的向內(nèi)的加壓壓電元件223的特性在橫向方向上推。從而，主體壓電基底21和中間壓電基底31之間的接觸力增大。然后，當電壓被施加到每個剪切模式的側(cè)面壓電元件222上時，側(cè)面加壓體221和中間壓電基底31在橫向方向上被移動(在圖5中為向前或向后)， 其中，所述剪切模式的側(cè)面壓電元件222被設置在主體壓電基底21的相對側(cè)。隨后，當施加到向內(nèi)加壓壓電元件223上的電壓被中斷時，施加到中間壓電基底31上的力減小。同時，當施加到側(cè)面壓電元件222上的電壓也被中斷，只有側(cè)面加壓體221返回到其初始位置，而中間壓電基底31保持在其最后位置。因此，中間壓電基底31通過壓電操作方式相對于主體壓電基底21移動預定的距離。移動體46相對于中間壓電基底31移動的方法將在下面進行詳細說明。關(guān)于微型工作臺的安裝狀態(tài)，中間壓電基底31的第一側(cè)部(即，圖10中所示的左部)向上突出。中間向內(nèi)加壓壓電元件323、中間側(cè)面壓電元件322和半球形的中間側(cè)面加壓體321從中間壓電基底31的所述第一側(cè)部向內(nèi)突出，從而在中間壓電基體31的第一側(cè)部(圖10中所示的左部)上形成側(cè)面加壓單元22。中間底部支撐部34設置在中間底座面341上，該中間底座面341形成在中間壓電基底31的中部的上表面上。移動體46被設置成使得：移動體46的左側(cè)面與設置在中間壓電基底31的左部上的中間側(cè)面加壓單元32接觸；以及移動體46的底部與中間底部支撐部34接觸。隨后，另一個中間側(cè)面加壓單元32(設置在圖10的右部)與中間壓電基底31的右部接合(參見圖10)。與移動體46的左側(cè)面接觸的中間側(cè)面加壓單元32包括中間向內(nèi)加壓壓電元件323、中間側(cè)面壓電元件322和與移動體46的左側(cè)面相接觸的半球形的中間側(cè)面加壓體321。這該組合狀態(tài)中，移動體46的相對側(cè)面和底部被接合到中間壓電基底31的部件所覆蓋。另外，移動體46的每個相對側(cè)面包括向下和向外傾斜的 面。因此，中間壓電基底31在六個自由度中關(guān)于包括上、下、左和右的四個方向的移動被限制。當電壓被施加到與中間彈性部接觸的中間向內(nèi)加壓壓電元件323上時，由于在縱向模式下操作的中間向內(nèi)加壓壓電元件323的特性，移動體46在橫向方向上被壓迫。從而，中間壓電基底31和移動體46之間的接觸力增大。此后，當電壓被施加到每個設置在中間壓電基底31的相對側(cè)的剪切模式的中間側(cè)面壓電元件322上時，中間側(cè)面加壓體321和移動體46在橫向方向上被移動。隨后，當施加到中間向內(nèi)加壓壓電元件323上的電壓被中斷，那么施加到移動體46上的力減小。同時，當施加到中間側(cè)面壓電元件322上的電壓也被中斷，那么只有中間側(cè)面加壓體321返回到其初始位置，而移動體46維持在最后位置。因此，在壓電操作方式下，移動體46相對于中間壓電基底31移動預定的距離。因此，被放置在移動體46上的試樣或類似物可以相對于主體壓電基底21在包括X軸方向和Y軸方向的雙軸方向上移動。因此，根據(jù)本發(fā)明的微型工作臺100可迅速、準確和可靠地在期望的方向上移動樣品。如上文所述，本發(fā)明提供一種使用壓電元件作為執(zhí)行器的微型工作臺。該微型工作臺能夠以納米級精度可靠地操作，即使在真空環(huán)境下。此外，本發(fā)明的微型工作臺配置成能夠最大限度的減小壓電元件與可移動部件之間的間距，藉此該微型工作臺可以被精確操作。根據(jù)本發(fā)明的壓電元件能夠連續(xù)地移動可移動體，以使得微型工作臺的移動距離沒有限制。因為微型工作臺能夠是物理穩(wěn)定(physicallystable)的，所以在靜止狀態(tài)時沒有必要將電壓施加在壓電元件上。進一步的，在本發(fā)明中，移動目標的移動體的每個相對側(cè)均形成有向下 和向外傾斜的面。因此，從兩個側(cè)面加壓單元施加到移動體的力也向下推壓移動體，因此，防止在移動體的移動時，移動體與基底之間產(chǎn)生間隙。此外，在本發(fā)明中，壓電元件用于移動粒子發(fā)射源，以使得粒子發(fā)射源的移動和操作可變得更為可靠。雖然為說明的目的而公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是，在不背離隨附的權(quán)利要求書所公開的本發(fā)明范圍和精神的情況下，各種修改、添加和替換都是可能的。當前第1頁1 2 3 當前第1頁1 2 3