DE1033817B

DE1033817B - Adjustment device for diaphragms located in the beam path of corpuscular beam apparatus, in particular electron microscopes

Info

Publication number: DE1033817B
Application number: DEV8901A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Hahn
Original assignee: Carl Zeiss Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG
Priority date: 1955-05-14
Filing date: 1955-05-14
Publication date: 1958-07-10

Description

DEUTSCHESGERMAN

In den Linsensystemen von Korpuskularstrahlapparaten, insbesondere Elektronenmikroskopen, sind gewöhnlich zum Zwecke der Strahlausblendung justierbare Blenden angebracht. So wird beispielsweise zur Erhöhung der Auflösung und Steigerung des Bildkontrastes in der hinteren Objektivbrennebene eine sogenannte Kontrastblende angeordnet. Diese kann mit mehreren Blendenöffnungen von-verschieden großen Durchmessern versehen sein, beispielsweise etwa 50 μ Durchmesser zur Kontraststeigerung und etwa 1 mm Durchmesser zur Freigabe des' vollen Strahlenganges bei Beugung. Auch in einer Zwischenbildebene oder an anderen geeigneten Stellen können Blenden angebracht "sein, "die das Gesichtsfeld in" ge- "' wünschtet Weise begrenzen und¹¹ eine der'Feiüstrahlbeugung teilweise äquivalente Ausblendung des Objektgebietes gestatten. ÄHe -diese Blenden sind in modernen Elektronenmikroskopen verschiebbar angeordnet, so daß die in ihnen befindlichen Bohrungen wahlweise in den Strahlengang eingeschaltet werden können.In the lens systems of particle beam apparatus, in particular electron microscopes, adjustable diaphragms are usually attached for the purpose of beam blanking. For example, a so-called contrast diaphragm is arranged in the rear focal plane to increase the resolution and increase the image contrast. This can be provided with several diaphragm openings of different sizes, for example about 50 μm in diameter to increase contrast and about 1 mm in diameter to release the full beam path in the event of diffraction. Also in an intermediate image plane or at other suitable locations diaphragms can "be" attached limit the field of view in "overall"'used to ask manner and permit a ¹¹ der'Feiüstrahlbeugung partially equivalent suppression of the object area. ÄHe - these apertures are arranged in modern electron microscopes so that the holes in them can be optionally switched into the beam path.

Bei der Untersuchung von Einkristallen ~ßiit HHre;' *'-· der Hellfeld-Dunkelfeld-Abbildung mit definierten Bragg-Reflexen wird beispielsweise mit einer Kontrastblende von 20 μ Durchmesser das Beugungsbild in der hinteren Objektivbrennebene, das einen Durchmesser von etwa 1 mm hat, abgetastet, und so jeweils ein zu untersuchenderBragg-Reflex eingeblendet. Auf dem Endbildleuichtschirm ist dann das bei ausgeschobener Blende etwa 50 mm Durchmesser aufweisende Gesichtsfeld von der Blende abgedeckt, die nur einen Kreis von etwa 1 mm Durchmesser freigibt.When examining single crystals, * '- · the brightfield-darkfield imaging with defined Bragg reflections is done, for example, with a contrast diaphragm of 20 μ diameter the diffraction pattern in the rear focal plane of the lens that has a diameter of about 1 mm is scanned, and a Bragg reflex to be investigated is faded in. on The final screen is then the one with a diameter of about 50 mm when the screen is pushed out The field of view is covered by the diaphragm, which only reveals a circle about 1 mm in diameter.

Bei der Abtastung des Beugungsbildes ist eine Orientierung kaum möglich, da man, um das volle Beugungsbild zu bekommen, die Kontrastblende herausschieben muß, was eine gewisse Zeit beansprucht. Andererseits wird dabei auch die Lage der Kontrastblende geändert, und es bleibt hierdurch ungewiß, welcher Reflex ausgeblendet wurde.When scanning the diffraction image, orientation is hardly possible, since you have to get the full To get diffraction image, the contrast diaphragm has to slide out, which takes a certain amount of time. On the other hand, the position of the contrast diaphragm is also changed, and it remains uncertain which reflex was faded out.

Diese Nachteile werden bei einer Einstellvorrichr tung für im Strahlengang von Korpuskularstrahlapparaten, insbesondere Elektronenmikroskopen, befindliche Blenden mit mehreren Öffnungen verschiedener Größe, deren Lage senkrecht zur optischen Achse einstellbar ist, erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß Mittel vorgesehen sind, um bei Aufrechterhaltung der einmal vorgenommenen Justierung kurzzeitig das bei Einschaltung einer Blendenöffnung auf dem Bildschirm erzeugte Bild mit dem bei Einschaltung einer anderen Blendenöffnung erzeugten Bild zu überlagern.These disadvantages are in a setting device for in the beam path of corpuscular beam apparatus, in particular electron microscopes, located diaphragms with several openings of different Size, the position of which is adjustable perpendicular to the optical axis, avoided according to the invention, that means are provided in order to maintain the adjustment once made briefly the image generated on the screen when an aperture is switched on with the image generated when it was switched on to superimpose the image generated by another aperture.

Die Vorrichtung kann beispielsweise derart ausgebildet sein, daß neben einem Feintrieb, der die Blende in einer Koordinate senkrecht zur optischen Einstellvorrichtung für im StrahlengangThe device can be designed, for example, so that in addition to a fine drive, which the Aperture in a coordinate perpendicular to the optical adjustment device for in the beam path

von Korpuskularstrahlapparaten,of corpuscular beam devices,

insbesondere Elektronenmikroskopen,especially electron microscopes,

befindliche Blendenlocated panels

Anmelder:Applicant:

VEB Carl Zeiss Jena,
Jena, Carl-Zeiss-Str. 1VEB Carl Zeiss Jena,
Jena, Carl-Zeiss-Str. 1

Eberhard'Hahn, Jena,
ist als Erfinder genannt wordenEberhard'Hahn, Jena,
has been named as the inventor

Achse zu bewegen gestattet, ein Grobtrieb vorgesehen ist, mit dem die Blende so weit aus dem Strahlengang herausgezogen werden kann, daß eine andere Öffnung in den Strahlengang zu liegen kommt, und der bei seiner Rückführung die Blende wieder in ihre vorherige, beliebig einjustierbare Lage bringt. Als Federkraft, die den Grobtrieb in seine Ruhelage drückt, kann z. B. der äußere Luftdruck benutzt werden, da das Innere des Korpuskularstrahlapparates unter Vakuum steht.Allowed moving the axis, a coarse drive provided is, with which the diaphragm can be pulled out of the beam path so far that another opening comes to rest in the beam path, and when it is returned the diaphragm back to its previous, arbitrarily adjustable position brings. As a spring force that presses the coarse drive into its rest position, can e.g. B. the external air pressure can be used, since the interior of the corpuscular beam apparatus under vacuum stands.

In der Zeichnung ist als Beispiel für die Anwendung der Erfindung eine Einstellvorrichtung für die Kontrastblende eines Elektronenmikroskops dargestellt. Sie besteht aus einer in Richtung ihrer Längsachse verstellbaren Spindel 1, deren Teil 2 mit der zu verschiebenden Blende in Verbindung steht. Die Spindell ist innerhalb eines Gehäuseteiles 3 gelagert und in einem als Gewindemutter ausgebildeten Teil 4 eines Einstellknopfes 5 geführt. Durch Drehung des Knopfes 5 ist mittels der Gewindeführung eine Feineinstellung der Spindel 1 möglich. Sie wird mit dem auf ihr sitzenden Einstellknopf 5 normalerweise unter dem Einfluß des äußeren Luftdruckes in der in der Zeichnung dargestellten Ruhelage gehalten, da der in der Zeichnung rechts von einer Gummimembran 6 liegende Raum des Gerätes unter Vakuum steht. Die Spindel 1 kann jedoch gegen die Wirkung des als Federkraft ausgenutzten Luftdruckunterschiedes durch Ziehen am Knopf 5 in Pfeilrichtung um ein Stück nach links bewegt werden, das durch eine Nut7 in Verbindung mit den Anschlagschrauben 8 und 8' bestimmt wird. Bei Betätigung dieses Grobtriebes kann die Spindel 1 mittels eines Rasthebels 9, dessenIn the drawing, an adjustment device for the contrast diaphragm of an electron microscope is shown as an example of the application of the invention. It consists of an adjustable spindle 1 in the direction of its longitudinal axis, the part 2 of which is connected to the diaphragm to be displaced. The spindle is mounted within a housing part 3 and guided in a part 4 of an adjusting knob 5 designed as a threaded nut. By turning the knob 5, a fine adjustment of the spindle 1 is possible by means of the thread guide. It is held with the adjusting knob 5 sitting on it, normally under the influence of the external air pressure, in the rest position shown in the drawing, since the space of the device located to the right of a rubber membrane 6 in the drawing is under vacuum. The spindle 1 can, however, be moved a little to the left against the action of the air pressure difference used as spring force by pulling the button 5 in the direction of the arrow, which is determined by a groove 7 in connection with the stop screws 8 and 8 '. Upon actuation of this coarse drive, the spindle 1 by means of a locking lever 9, the

809 560/401809 560/401

Nase sich hinter einen Bund 10 der Spindel 1 legt, in der herausgezogenen Stellung gehalten werden. Nach Auslösung des Rasthebels 9 wird, die Spindel 1 durch den äußeren Luftdruck wieder in die gezeichnete Lage zurückgedrückt.Nose is placed behind a collar 10 of the spindle 1, are held in the pulled-out position. To Triggering of the locking lever 9, the spindle 1 is returned to the position shown by the external air pressure pushed back.

Durch die rasche Betätigung des Grobtriebes kann für kurze Zeit, beispielsweise etwa 1 Sekunde, die volle Intensität des Beugungsbildes auf den Endbildleuchtschirm gegeben werden. Infolge der etwa 2 Sekunden betragenden Nachleuchtwirkung sind dann für die Dauer von etwa 1 Sekunde das volle und das abgeblendete Beugungsbild überlagert sichtbar.Due to the rapid actuation of the coarse drive, for a short time, for example about 1 second, the full intensity of the diffraction image can be given on the end screen. As a result of about 2 seconds The afterglow effect is then the full and that for a duration of about 1 second masked diffraction pattern overlaid visible.

Ein weiterer Vorzug der vorliegenden Einrichtung besteht darin, daß das Hellfeld- und das Dunkelfeldbild kurzzeitig überlagert werden können und daß der Übergang von Hellfeld- auf Dunkelfeldbeobachtung beliebig oft und in kurzer Zeit nacheinander durchgeführt werden kann, ohne daß die Kontrastblende ihre den interessierenden Bragg-Reflex einblendende Lage verliert. aoAnother advantage of the present device is that the brightfield and darkfield images can be temporarily superimposed and that the transition from brightfield to darkfield observation can be carried out in succession as often as desired and in a short time without the contrast screen loses its position fading in the Bragg reflex of interest. ao

Die Vorrichtung der vorliegenden Art bringt auch für die schnelle Auffindung eines Objektes eine Erleichterung. Bekanntlich werden als Objektträger vielfach Blättchen mit einer Bohrung von etwa 0,1 mm Durchmesser verwendet. Nach Einechleusung des Ob- as jektes liegt die Bohrung dieses Blättchens oft nicht genau in der optischen Achse, so daß der freie Durchgang des Hauptstrahles verhindert wird. Es treten aber gestreute Strahlen am Objekt aus, die jedoch von den im Linsensystem befindlichen Blenden wie z. B. Kontrastblende und Beugungsblende, infolge ihrer schiefen Einfallsrichtung abgeblendet werden. Es ist daher zweckmäßig, zur Einjustierung des Objektes die Blenden aus dem Strahlengang zu entfernen, was durch den Grobtrieb mit Rast ermöglichtThe device of the present type also makes it easier to find an object quickly. As is well known, small leaflets with a bore of about 0.1 mm are often used as microscope slides Diameter used. After the smuggling of Obas The hole in this leaflet is often not right there exactly in the optical axis, so that the free passage of the main ray is prevented. Kick it but scattered rays on the object, which, however, from the diaphragms in the lens system such as z. B. contrast diaphragm and diffraction diaphragm, are dimmed due to their oblique direction of incidence. It is therefore advisable to remove the apertures from the beam path in order to adjust the object, which is made possible by the coarse drive with detent

wird. Nach Einjustierung des Objektes wird der Rasthebel gelöst, so daß die Blenden automatisch wieder in ihre ursprüngliche Lage zurückbewegt werden.will. After the object has been adjusted, the locking lever is released so that the aperture stops automatically be moved back to their original position.

Claims

Patent claims:

1. Adjustment device for in the beam path of corpuscular beam apparatus, in particular electron microscopes, located diaphragms with several openings of different sizes, their position can be adjusted perpendicular to the optical axis, characterized in that means are provided if the adjustment made once is maintained for a short time when the device is switched on one aperture on the screen compared to that when another is switched on Aperture to overlay generated image.

2. Adjusting device according to claim 1, characterized in that in addition to a fine drive, the Moving the diaphragm in a coordinate perpendicular to the optical axis allows a coarse adjustment is provided, with which the diaphragm is to be pulled out of the beam path so far that one Another opening comes to lie in the beam path, and the diaphragm when it is returned brings it back into its previous, freely adjustable position.

3. Adjusting device according to claim 2, characterized in that the external air pressure is the Holds coarse drive in one end position, while its other end position eats detectable by a detent.

Considered publications:
German patent specification No. 895 350.

1 sheet of drawings