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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elektronenmikroskop und insbesondere ein Elektronenmikroskop mit einer effektiven magnetischen Abschirmung.
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STAND DER TECHNIK
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Die Patent-Druckschrift 1 und die Patent-Druckschrift 2 beschreiben jeweils ein Elektronenmikroskop, bei dem zur Verringerung des Gewichts der Probenkammer oder der Mikroskopsäule dafür eine Aluminiumlegierung und dergleichen verwendet wird. In beiden Patent-Druckschriften wird auf die Bedeutung einer magnetischen Abschirmung hingewiesen, und hinsichtlich der Anordnung der magnetischen Abschirmung wird gezeigt, daß an der Innenseite der Probenkammer und/oder der Mikroskopsäule ein ferromagnetisches Material angebracht ist.
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Bei dem in der Patent-Druckschrift 3 beschriebenen Elektronenmikroskop steht eine mit einem ferromagnetischen Material versehene Objektivlinse bis in die Nähe der Probe in der Mitte des Probenkammer-Innenraums vor. Mit diesem Aufbau soll eine hohe Auflösung des Mikroskops erhalten werden.
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Auch bei einem Elektronenmikroskop mit einer bis in den Probenkammer-Innenraum vorstehenden Objektivlinse wie bei der Patent-Druckschrift 3 wird herkömmlich an der Innenseite der Probenkammer eine magnetische Abschirmung nach der Patent-Druckschrift 1 oder der Patent-Druckschrift 2 vorgesehen.
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US 5 185 530 A offenbart in ihrer
2 ein Elektronenmikroskop nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterer Stand der Technik ist in
US 6 730 916 B1 angegeben.
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LISTE DER ZITIERTEN DRUCKSCHRIFTEN
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PATENT-DRUCKSCHRIFTEN
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- Patent-Druckschrift 1: JP S61-598 25 A
- Patent-Druckschrift 2: JP 2004/214 110 A
- Patent-Druckschrift 3: JP H04-171 645 A
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ZUSAMMENFASSENDE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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TECHNISCHES PROBLEM
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Wie oben angegeben ist bei einem herkömmlichen Elektronenmikroskop die magnetische Abschirmung an der Innenseite der Probenkammer angebracht. Bei einem Elektronenmikroskop mit einer in den Probenkammer-Innenraum vorstehenden Objektivlinse ist diese magnetische Abschirmung nur wenig effektiv. Bei einer Änderung des magnetischen Feldes in der Umgebung ändert sich daher auch die Intensität des magnetischen Feldes entlang der Bahn des Elektronenstrahls, wodurch sich die Position des Elektronenstrahls verschiebt und die mit dem Elektronenmikroskop erhaltene Abbildung unscharf wird.
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Mit der vorliegenden Erfindung soll ein Elektronenmikroskop geschaffen werden, bei dem auch dann die Funktion der magnetischen Abschirmung verbessert ist, wenn es einen Aufbau hat, bei dem die Objektivlinse in den Probenkammer-Innenraum vorsteht.
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LÖSUNG DES PROBLEMS
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Das erfindungsgemäße Elektronenmikroskop ist in den Ansprüchen angegeben. Es weist unter anderem die folgenden grundlegenden Merkmale auf.
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Das Elektronenmikroskop umfaßt eine Elektronenkanone zum Erzeugen eines Elektronenstrahls; eine Mikroskopsäule, die die Elektronenkanone und eine Ablenklinse enthält; eine Objektivlinse, die den Elektronenstrahl fokussiert, um damit eine Probe zu bestrahlen; eine Probenkammer, die unter der Mikroskopsäule angeordnet ist und die einen Probenraum zur Aufnahme der Probe bildet; eine magnetische Probenkammerabschirmung in der Probenkammer; und eine rohrförmige magnetische Objektivlinsenabschirmung, die die Objektivlinse außen umgibt. In einer oberen Platte, die als obere Wand der Probenkammer dient, und in einer oberen Abschirmung der magnetischen Probenkammerabschirmung sind eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung ausgebildet, die einander in der Bewegungsrichtung des Elektronenstrahls gegenüberliegen. Die Objektivlinse wird in der ersten Öffnung in der oberen Platte der Probenkammer gehalten. Das untere Ende der Objektivlinse befindet sich an einer Position, die niedriger liegt als das untere Ende der oberen Platte der Probenkammer, und an der Position der zweiten Öffnung in der oberen Abschirmung der magnetischen Probenkammerabschirmung oder in der Nähe davon. Die Probe ist innerhalb der magnetischen Probenkammerabschirmung an einer Position angeordnet, die der zweiten Öffnung gegenüberliegt. Die magnetische Objektivlinsenabschirmung befindet sich innerhalb der ersten Öffnung, ihr unteres Ende steht mit der oberen Abschirmung der magnetischen Probenkammerabschirmung in Verbindung.
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VORTEILHAFTE AUSWIRKUNGEN DER ERFINDUNG
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Mit der vorliegenden Erfindung kann ein Elektronenmikroskop erhalten werden, das eine sehr gut funktionierende magnetische Abschirmung aufweist und das gegenüber Änderungen im magnetischen Feld der Umgebung unempfindlich ist.
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Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen hervor.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Schnittansicht des Aufbaus eines gewöhnlichen Elektronenmikroskops.
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2 ist eine Schnittansicht der Umgebung der Probenkammer eines Elektronenmikroskops gemäß Ausführungsform 1.
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3 ist eine perspektivische Ansicht der Umgebung der Probenkammer des Elektronenmikroskops nach Ausführungsform 1 (der Schnitt unterscheidet sich von dem der 2).
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4 ist eine Schnittansicht der Umgebung der Probenkammer eines Elektronenmikroskops bei einem Vergleichsbeispiel.
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5 ist eine Schnittansicht der Umgebung der Probenkammer eines Elektronenmikroskops gemäß Ausführungsform 2.
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6 ist eine Schnittansicht der Umgebung der Probenkammer eines Elektronenmikroskops gemäß Ausführungsform 3.
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7 ist eine Schnittansicht der Umgebung der Probenkammer eines Elektronenmikroskops gemäß Ausführungsform 4.
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8 ist eine Schnittansicht der Umgebung der Probenkammer eines Elektronenmikroskops gemäß Ausführungsform 5.
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9 ist eine Schnittansicht der Umgebung der Probenkammer eines Elektronenmikroskops gemäß Ausführungsform 6.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die 1 ist eine schematische Schnittansicht des Aufbaus eines gewöhnlichen Elektronenmikroskops. Das Elektronenmikroskop dient dazu, den von einer Elektronenkanone 1 erzeugten Elektronenstrahl mit Linsen (einer Ablenklinse und einer Objektivlinse) 2 auszulenken und zu fokussieren und mit dem sich ergebenden Strahl eine Probe 4 zu bestrahlen. Die Elektronenkanone 1, die Linsen 2 und so weiter befinden sich in einer Mikroskopsäule 3, die oft einen magnetischen Abschirmeffekt aufweist. Die Probe 4 befindet sich in einer Probenkammer 5, die eine Vakuumkammer ist. Bei der Bestrahlung mit dem Elektronenstrahl emittiert die Probe 4 Sekundärelektronen. Die Sekundärelektronen werden von einem Sekundärelektronen-Erfassungsabschnitt (nicht gezeigt) erfaßt, wodurch die Probe 4 betrachtet und/oder abgebildet werden kann. Die Probe 4 kann mittels eines angetriebenen Tisches (nicht gezeigt) in der Probenkammer 5 bewegt werden, wodurch es möglich ist, die Probe 4 an verschiedenen Stellen zu untersuchen/abzubilden. Die den angetriebenen Tisch bildenden Komponenten bestehen vorzugsweise aus einem nichtmagnetischen Material.
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In den Darstellungen der folgenden Ausführungsformen werden für Elemente, die Elementen in der 1 entsprechen, die gleichen Bezugszeichen verwendet. Entlang der Einstrahlrichtung des Elektronenstrahls wird die Richtung von der Probe 4 zur Elektronenkanone 1 als nach oben bezeichnet und die Richtung von der Elektronenkanone 1 zur Probe 4 als nach unten. Die Positionsbeziehungen zwischen Elementen in der vertikalen Richtung folgen dieser Definition.
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Die Hauptmerkmale des erfindungsgemäßen Elektronenmikroskops sind im folgenden angegeben. Die Probe ist von einer magnetischen Probenkammerabschirmung umgeben, die in der Probenkammer angeordnet ist, und die Objektivlinse ist außen von einer rohrförmigen magnetischen Objektivlinsenabschirmung umgeben. Die magnetische Probenkammerabschirmung ist so angeordnet, daß sich das untere Ende des oberen Abschnitts (der oberen Abschirmung) davon auf der gleichen Höhe oder im wesentlichen der gleichen Höhe befindet wie das untere Ende der Objektivlinse. Die magnetische Objektivlinsenabschirmung ist mit der magnetischen Probenkammerabschirmung verbunden.
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Die Merkmale des erfindungsgemäßen Elektronenmikroskops werden im folgenden genauer beschrieben. In einer oberen Platte, die als obere Wand der Probenkammer dient, ist eine erste Öffnung vorgesehen, und in einer oberen Abschirmung der magnetischen Probenkammerabschirmung ist eine zweite Öffnung vorgesehen. Die erste Öffnung und die zweite Öffnung liegen einander in der Bewegungsrichtung des Elektronenstrahls gegenüber. Die Objektivlinse ist in der ersten Öffnung angeordnet, und das untere Ende der Objektivlinse befindet sich an einer Stelle, die niedriger liegt als die Unterseite der oberen Platte der Probenkammer, und an der Stelle der zweiten Öffnung oder an einer Stelle in der Nähe dieser Stelle. Die Probe ist innerhalb der magnetischen Probenkammerabschirmung an einer Stelle angeordnet, die der zweiten Öffnung gegenüberliegt. Die magnetische Objektivlinsenabschirmung ist innerhalb der ersten Öffnung angeordnet, und das untere Ende der magnetischen Objektivlinsenabschirmung ist mit der oberen Abschirmung der magnetischen Probenkammerabschirmung verbunden.
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Im folgenden werden anhand von Beispielen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Elektronenmikroskops beschrieben. Bei den folgenden Beispielen sind auch Punkte eingeschlossen, die nicht zu den Zielen und den Merkmalen der oben angegebenen vorliegenden Erfindung gehören, und die Merkmale und die Auswirkungen der einzelnen Ausführungsformen werden jedesmal angegeben. Unter ”nichtmagnetisch” wird im folgenden ein Material mit einer relativen Permeabilität im Bereich von 0,99 bis 1,01 (einschließlich) verstanden und unter ”ferromagnetisch” ein Material mit einer relativen Permeabilität größer als 1,01.
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Die Form der Objektivlinse ist nicht auf die in den folgenden Beispielen beschriebenen Formen beschränkt. In den folgenden Beispielen wird eine Objektivlinse mit einer typischen Form beschrieben, für die eine magnetische Abschirmung schwierig ist.
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AUSFÜHRUNGSFORM 1
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Die 2 und 3 zeigen schematische Ansichten eines Elektronenmikroskops bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die 2 ist eine Schnittansicht der Umgebung der Probenkammer eines Elektronenmikroskops gemäß Ausführungsform 1 und die 3 eine perspektivische Ansicht der Umgebung der Probenkammer des Elektronenmikroskops nach Ausführungsform 1. In der 3 ist die Schnittansicht eine andere als in der 2.
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Von den Linsen, die das Elektronenmikroskop bilden, ist die Objektivlinse 6 in der Regel über der Probe 4 angeordnet. Die Objektivlinse 6 weist eine im wesentlichen rotationssymmetrische Form auf mit der Einstrahlrichtung des Elektronenstrahls als Achsenrichtung und besteht aus einem ferromagnetischen Material wie Eisen. Um die Abbildungsauflösung des Elektronenmikroskops zu verbessern, wird eine Objektivlinse 6 mit der in der 2 gezeigten Form verwendet. Diese Objektivlinse 6 hat die Eigenschaft, daß ihr unteres Ende (die Spitze an der Seite der Probe 4) bis in die Nähe der Probe 4 in den Innenraum der Probenkammer 5 (den Probenkammer-Innenraum) vorsteht.
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Die Probenkammer 5 hat in der Regel die Form eines Kastens mit einer Öffnung in der oberen Behälterwand (auf der Seite der Elektronenkanone), sie umgibt die Probe 4 zusammen mit der Objektivlinse 6, die in dieser Öffnung angeordnet ist. Im folgenden wird die obere Behälterwand (auf der Seite der Elektronenkanone) als obere Probenkammerplatte 10 bezeichnet. Da das untere Ende der Objektivlinse 6 in den Innenraum der Probenkammer 5 vorsteht, befindet es sich an einer Stelle, die niedriger liegt als die Unterseite der oberen Probenkammerplatte 10 (auf der Seite der Probe 4). Wie oben angegeben, besteht zur Gewichtsverringerung die Probenkammer 5 aus einem nichtmagnetischen Material, etwa aus einer Aluminiumlegierung.
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In der Probenkammer 5 befindet sich eine magnetische Probenkammerabschirmung 7, die die Probe umgibt. Die magnetische Probenkammerabschirmung 7 besteht aus einer dünnen Platte in Kastenform aus einem ferromagnetischen Material, etwa einer Eisen-Nickel-Legierung. Der obere Abschnitt (auf der Seite der Elektronenkanone) der magnetischen Probenkammerabschirmung 7 wird im folgenden als obere Abschirmung 9 bezeichnet. In der oberen Abschirmung 9 ist eine Öffnung derart vorgesehen, daß sich kein Kontakt mit der Objektivlinse 6 ergibt, und das untere Ende der Objektivlinse 6 befindet sich an der Stelle dieser Öffnung. Entsprechend umgibt die magnetische Probenkammerabschirmung 7 die Probe 4 und das untere Ende der Objektivlinse 6. Die Anordnung ist derart, daß in der Höhenrichtung (der Einstrahlrichtung des Elektronenstrahls) sich das untere Ende der oberen Abschirmung 9 in der gleichen Position oder im wesentlichen in der gleichen Position befindet wie das untere Ende (die Spitze) der Objektivlinse 6.
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Da das untere Ende der Objektivlinse 6 in den Innenraum der Probenkammer 5 vorsteht, ergibt sich zwischen der oberen Abschirmung 9 der magnetischen Probenkammerabschirmung 7 und der oberen Probenkammerplatte 10 der Probenkammer 5 ein Zwischenraum. Das heißt, daß die obere Abschirmung 9 so angeordnet ist, daß sie in der vertikalen Richtung (in der Einstrahlrichtung des Elektronenstrahls) von der oberen Probenkammerplatte 10 einen vorgegebenen Abstand aufweist. Dieser vorgegebene Abstand kann entsprechend der Position des unteren Endes der Objektivlinse 6 festgelegt werden.
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Um die Objektivlinse ist eine magnetische Objektivlinsenabschirmung 8 angeordnet. Die magnetische Objektivlinsenabschirmung 8 umgibt die Objektivlinse 6, sie hat eine röhrenartige Form mit der Einstrahlrichtung des Elektronenstrahls als Axialrichtung. Das untere Ende der magnetischen Objektivlinsenabschirmung 8 ist mit der oberen Abschirmung 9 der magnetischen Probenkammerabschirmung 7 verbunden. Vorzugsweise besteht die magnetische Objektivlinsenabschirmung 8 aus einer dünnen Platte eines ferromagnetischen Materials, etwa aus einer Eisen-Nickel-Legierung, und steht nicht mit der Objektivlinse 6 in Kontakt.
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Wie in der 2 gezeigt, steht die Spitze der Objektivlinse 6 bezüglich der Einstrahlrichtung des Elektronenstrahls mit einem relativ spitzen Winkel in den Probenkammer-Innenraum (den Innenraum der Probenkammer 5) vor, so daß die obere Abschirmung 9 der magnetischen Probenkammerabschirmung 7 zur Mittelachse der Mikroskopsäule 3 hin erweitert und näher an die Objektivlinse 6 herangebracht werden kann. In diesem Fall ist die Öffnung in der oberen Abschirmung 9 kleiner als der Durchmesser der magnetischen Objektivlinsenabschirmung 8.
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Die Probe 4 wird in der Regel in der horizontalen Richtung (der Richtung senkrecht zur Einstrahlrichtung des Elektronenstrahls) bewegt, weshalb bei der vorliegenden Ausführungsform die obere Abschirmung 9 der magnetischen Probenkammerabschirmung 7 horizontal (senkrecht zur Einstrahlrichtung des Elektronenstrahls) verläuft.
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Die 4 ist eine Schnittansicht der Umgebung der Probenkammer eines Elektronenmikroskops bei einem Vergleichsbeispiel zur vorliegenden Ausführungsform. Im Vergleichsbeispiel ist bei dem in der 4 gezeigten Elektronenmikroskop die Position der oberen Abschirmung 9 der magnetischen Probenkammerabschirmung 7 in der Höhenrichtung zur Oberseite der Objektivlinse 6 hin verschoben.
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Da die Objektivlinse 6 aus einem ferromagnetischen Material besteht, verlaufen mehr magnetische Flußlinien durch die Objektivlinse 6 als durch den Probenkammer-Innenraum. Ein aus der magnetischen Abschirmung (aus der magnetischen Probenkammerabschirmung 7 und/oder der magnetischen Objektivlinsenabschirmung 8) in das Innere der Probenkammer austretender magnetischer Fluß wird daher zu einem magnetischen Fluß 11 zur Objektivlinse 6. Im Ergebnis treten in Verbindung mit Änderungen im magnetischen Feld der Umgebung leicht Änderungen in der Bahn des Elektronenstrahls auf.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform befindet sich demgegenüber wie in der 2 gezeigt die magnetische Abschirmung (die magnetische Objektivlinsenabschirmung 8 und/oder die obere Abschirmung 9) aus einem ferromagnetischen Material in der Nähe der Objektivlinse 6, so daß sich der magnetische Fluß 11 zur Objektivlinse 6 hin verringert.
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Mit einer Magnetfeldanalysesimulation unter Verwendung der Finite-Element-Methode wurde der Fall, daß sich die obere Abschirmung 9 der magnetischen Probenkammerabschirmung 7 an der Stelle des unteren Endes der Objektivlinse 6 befindet, mit dem Fall verglichen, daß sich die obere Abschirmung 9 150 mm über dieser Stelle befindet. Bei der Bewertung der Änderung des Magnetfelds an der Stelle der Bahn des Elektronenstrahls direkt über der Probe bei einer Änderung des Magnetfelds der Umgebung wurde festgestellt, daß die Änderung des Magnetfelds um etwa 20% kleiner ist, wenn sich die obere Abschirmung 9 an der Stelle des unteren Endes der Objektivlinse 6 befindet, so daß die magnetische Abschirmung dabei besser ist.
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AUSFÜHRUNGSFORM 2
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Bei den im folgenden gezeigten Ausführungsformen werden nur die Unterschiede gegenüber der Ausführungsform 1 beschrieben. In den folgenden Darstellungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen wie in der 2 Elemente, die solchen in der 2 entsprechen.
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Die 5 ist eine Schnittansicht der Umgebung der Probenkammer eines Elektronenmikroskops gemäß Ausführungsform 2. Bei dieser Ausführungsform steht die Spitze der Objektivlinse 6 unter einem nahezu horizontalen Winkel (nahezu senkrecht zur Einstrahlrichtung des Elektronenstrahls) in den Probenkammer-Innenraum (den Innenraum der Probenkammer 5) vor. Das heißt, daß im Vergleich zur Ausführungsform 1 bei dem vorliegenden Beispiel die Spitze der Objektivlinse 6 relativ horizontal in den Probenkammer-Innenraum vorsteht.
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Bei der Ausführungsform 1 ist die Öffnung in der oberen Abschirmung 9 der magnetischen Probenkammerabschirmung 7 kleiner als der Durchmesser der magnetischen Objektivlinsenabschirmung 8; bei der vorliegenden Ausführungsform ist demgegenüber der Durchmesser der Öffnung in der oberen Abschirmung 9 im wesentlichen gleich dem Durchmesser der magnetischen Objektivlinsenabschirmung 8.
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Die magnetische Objektivlinsenabschirmung 8 und die obere Abschirmung 9 der vorliegenden Erfindung können daher unabhängig von der Form der Spitze der Objektivlinse 6 durch Ändern des Durchmessers der Öffnung in der oberen Abschirmung 9 bei jedem Elektronenmikroskop angewendet werden.
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AUSFÜHRUNGSFORM 3
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Die 6 ist eine Schnittansicht der Umgebung der Probenkammer eines Elektronenmikroskops gemäß Ausführungsform 3. Bei dieser Ausführungsform kann der Kippwinkel der Probe 4 mit einem angetriebenen Probentisch (nicht gezeigt) verändert werden.
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Damit eine gekippte Probe 4 nicht mit den magnetischen Abschirmungen in Konflikt kommt, wird herkömmlich wie bei der Probenkammer des Vergleichsbeispiels der 4 viel Platz um die magnetischen Abschirmungen gelassen.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform hat dagegen die obere Abschirmung 9 der magnetischen Probenkammerabschirmung 7 die Form der Seitenfläche eines Kreiskegels oder eines Polygonkegels, der nach unten konvex ist, mit einer Öffnung am unteren Ende davon, wodurch verhindert wird, daß eine gekippte Probe 4 damit in Konflikt gerät. An der Stelle, die der Objektivlinse 6 am nächsten liegt (am unteren Ende des Kreiskegels oder Polygonkegels), befindet sich die obere Abschirmung 9 in der Höhenrichtung an einer Position, die gleich der Position des unteren Endes der Objektivlinse 6 ist. Die magnetische Objektivlinsenabschirmung 8 ist mit der oberen Abschirmung 9 der magnetischen Probenkammerabschirmung 7 verbunden. Mit diesem Aufbau können gute magnetische Abschirmeigenschaften erhalten werden.
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AUSFÜHRUNGSFORM 4
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Die 7 ist eine Schnittansicht der Umgebung der Probenkammer eines Elektronenmikroskops gemäß Ausführungsform 4. Bei dieser Ausführungsform wird die Halterung der Objektivlinse 6 gezeigt.
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Wie in der 7 gezeigt, wird die Objektivlinse 6 von einer Mikroskopsäule (mit der Elektronenkanone, den Linsen und dergleichen) 12 gehalten, wobei die Mikroskopsäule 12 über einen Halteflansch 13 an der oberen Probenkammerplatte 10 angebracht ist. Der Halteflansch 13 ist am oberen Abschnitt der oberen Probenkammerplatte 10 angeordnet. Die Mikroskopsäule 12 und der Halteflansch 13 sind so angeordnet, daß dazwischen ein Raum frei bleibt. Dadurch, daß der Halteflansch 13 in der vertikalen Richtung (der Einstrahlrichtung des Elektronenstrahls) lang ausgebildet wird, liegt die Position des Kontakts zwischen dem Halteflansch 13 und der Mikroskopsäule 12 ausreichend hoch über der Position des oberen Endes der Objektivlinse 6.
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Der obere Abschnitt der magnetischen Objektivlinsenabschirmung 8 befindet sich in dem Raum zwischen dem Halteflansch 13 und der Mikroskopsäule 12, und der untere Abschnitt davon ist mit der oberen Abschirmung 9 der magnetischen Probenkammerabschirmung 7 verbunden. Die Position des oberen Endes der magnetischen Objektivlinsenabschirmung 8 liegt über der Position des oberen Endes der Objektivlinse 6. Die magnetische Objektivlinsenabschirmung 8 kann aus einer dünnen ferromagnetischen Platte bestehen.
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Bei diesem Aufbau bewirkt die magnetische Objektivlinsenabschirmung 8, die von der Position über dem oberen Ende der Objektivlinse 6 bis zu der Position am unteren Ende davon aus einem einzigen Stück besteht, eine gute magnetische Abschirmung.
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AUSFÜHRUNGSFORM 5
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Die 8 ist eine Schnittansicht der Umgebung der Probenkammer eines Elektronenmikroskops gemäß Ausführungsform 5. Bei dieser Ausführungsform wird eine andere Halterung für die Objektivlinse 6 verwendet als bei der Ausführungsform 4.
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Wie in der 8 gezeigt, wird die Objektivlinse 6 durch einen nichtmagnetischen Flansch 15 und einen ferromagnetischen Flansch 14 an der oberen Probenkammerplatte 10 gehalten. Der ferromagnetische Flansch 14 ist in der Öffnung der oberen Probenkammerplatte 10 angeordnet, und der nichtmagnetische Flansch 15 ist am ferromagnetischen Flansch 14 angebracht und hält die Objektivlinse 6. Der ferromagnetische Flansch 14 verbindet die magnetische Objektivlinsenabschirmung 8 mit einer oberen magnetischen Objektivlinsenabschirmung 16.
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Die obere magnetische Objektivlinsenabschirmung 16 besteht wie die magnetische Objektivlinsenabschirmung 8 aus einer dünnen Platte eines ferromagnetischen Materials, etwa einer Eisen-Nickel-Legierung. Die magnetische Objektivlinsenabschirmung 8, der ferromagnetische Flansch 14 und die obere magnetische Objektivlinsenabschirmung 16 können aus dem gleichen ferromagnetischen Material oder aus verschiedenen ferromagnetischen Materialien bestehen.
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Da der ferromagnetische Flansch 14 mit der magnetischen Objektivlinsenabschirmung 8 und der oberen magnetischen Objektivlinsenabschirmung 16 verbunden ist, bilden die magnetische Objektivlinsenabschirmung 8, der ferromagnetische Flansch 14 und die obere magnetische Objektivlinsenabschirmung 16 ein durchgehendes ferromagnetisches Element. Da wegen des nichtmagnetischen Flansches 15 die Objektivlinse 6 und der ferromagnetische Flansch 14 nicht in Kontakt stehen und damit die Objektivlinse 6 nicht mit den magnetischen Abschirmungen in Kontakt steht, ist der magnetische Abschirmeffekt dieses Aufbaus sehr gut. Dieser Aufbau hat auch den Vorteil, daß der Zusammenbau des Elektronenmikroskops einfach ist.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die magnetische Objektivlinsenabschirmung 8, der ferromagnetische Flansch 14 und die obere magnetische Objektivlinsenabschirmung 16 als separate Komponenten dargestellt, einige oder alle Elemente davon können jedoch auch als ein einziges Element ausgebildet werden.
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AUSFÜHRUNGSFORM 6
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Die 9 ist eine Schnittansicht der Umgebung der Probenkammer eines Elektronenmikroskops gemäß Ausführungsform 6. Bei dieser Ausführungsform ist in dem Abschnitt, der die obere Abschirmung 9 der magnetischen Probenkammerabschirmung 7 mit der magnetischen Objektivlinsenabschirmung 8 verbindet, ein ferromagnetischer Ring 17 angeordnet.
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Der ferromagnetische Ring 17 ist koaxial zur magnetischen Objektivlinsenabschirmung 8 angeordnet und kann an der magnetischen Objektivlinsenabschirmung 8 an der Außenseite, der Innenseite oder sowohl an der Außenseite als auch der Innenseite der magnetischen Objektivlinsenabschirmung 8 angebracht sein. Die 9 zeigt den Fall, daß der ferromagnetische Ring 17 sowohl an der Außenseite als auch der Innenseite der magnetischen Objektivlinsenabschirmung 8 angebracht ist. Durch das Anordnen des ferromagnetischen Rings 17 kann der magnetische Fluß verringert werden, der am Verbindungsabschnitt zwischen der oberen Abschirmung 9 und der magnetischen Objektivlinsenabschirmung 8 austritt, wodurch sich der magnetische Abschirmeffekt verbessert.
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Der ferromagnetische Ring 17 besteht wie die magnetische Objektivlinsenabschirmung 8 aus einer dünnen Platte eines ferromagnetischen Materials, etwa einer Eisen-Nickel-Legierung. Der ferromagnetische Ring 17, die magnetische Objektivlinsenabschirmung 8 und die obere Abschirmung 9 können aus dem gleichen ferromagnetischen Material oder aus verschiedenen ferromgagnetischen Materialien bestehen.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die obere Abschirmung 9, die magnetische Objektivlinsenabschirmung 8 und der ferromagnetische Ring 17 als separate Komponenten dargestellt, einige oder alle Elemente davon können jedoch auch als ein einziges Element ausgebildet werden.
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AUSFÜHRUNGSFORM 7
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Wie oben angegeben, ist die obere Abschirmung 9 so angeordnet, daß sich die Unterseite davon in der Höhenrichtung (der Einstrahlrichtung des Elektronenstrahls) in der gleichen Position oder im wesentlichen der gleichen Position befindet wie das untere Ende (die Spitze) der Objektivlinse 6. Entsprechend befindet sich auch die Position des unteren Endes der mit der oberen Abschirmung 9 verbundenen magnetischen Objektivlinsenabschirmung 8 in der gleichen Position oder im wesentlichen der gleichen Position wie das untere Ende der Objektivlinse 6.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Position des unteren Endes der magnetischen Objektivlinsenabschirmung 8 genau bezeichnet. Das untere Ende der magnetischen Objektivlinsenabschirmung 8 befindet sich vorzugsweise innerhalb von 3 mm über (in Richtung zur Elektronenkanone) dem unteren Ende der Objektivlinse 6. Wenn eine solche Anordnung schwierig ist, befindet es sich vorzugsweise innerhalb von 10 mm über dem unteren Ende der Objektivlinse 6. Sie muß sich zumindest innerhalb von 30 mm über dem unteren Ende der Objektivlinse 6 befinden.
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AUSFÜHRUNGSFORM 8
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Im allgemeinen hat die magnetische Objektivlinsenabschirmung 8 eine zylindrische Form, da die Form der Objektivlinse 6 achsensymmetrisch ist. Die Form der magnetischen Objektivlinsenabschirmung 8 ist jedoch nicht auf eine zylindrische Form beschränkt. Sie kann auch eine im wesentlichen zylindrische Form haben, bei der eine feste Platte gebogen und die gegenüberliegenden Seiten dann überlappend miteinander verbunden werden, oder ein polygonales Rohr bilden.
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Der bei der Ausführungsform 6 beschriebene ferromagnetische Ring 17 sollte eine Form haben, die der Form der magnetischen Objektivlinsenabschirmung 8 folgt, auch wenn die magnetische Objektivlinsenabschirmung 8 keine zylindrische Form hat. Das heißt, daß die Form des ferromagnetischen Rings 17 der Form der magnetischen Objektivlinsenabschirmung 8 entspricht. Wenn zum Beispiel die magnetische Objektivlinsenabschirmung 8 ein polygonales Rohr ist, hat der ferromagnetische Ring 17 ebenfalls die Form eines polygonalen Rohrs.
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Die magnetische Probenkammerabschirmung 7 hat eine Kastenform, da die Probenkammer 5 im allgemeinen eine Kastenform hat. Die Form der magnetischen Probenkammerabschirmung 7 ist jedoch nicht auf die Kastenform beschränkt. Die Form kann zum Beispiel auch eine zylindrische Form mit Deckeln an der Oberseite und der Unterseite sein oder eine polygonale Form. Es muß dabei jedoch immer vermieden werden, daß Konflikte mit der Objektivlinse 6 auftreten.
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Der Fachmann erkennt, daß die vorstehende Beschreibung anhand von Ausführungsformen der Erfindung erfolgte, auf die die Erfindung nicht beschränkt ist, sondern abgeändert und modifiziert werden kann, ohne vom Umfang der Erfindung der der anhängenden Patentansprüche abzuweichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Elektronenkanone
- 2
- Linsen
- 3
- Mikroskopsäule
- 4
- Probe
- 5
- Probenkammer
- 6
- Objektivlinse
- 7
- magnetische Probenkammerabschirmung
- 8
- magnetische Objektivlinsenabschirmung
- 9
- obere Abschirmung
- 10
- obere Probenkammerplatte
- 11
- magnetischer Fluß zur Objektivlinse
- 12
- Mikroskopsäule
- 13
- Halteflansch
- 14
- ferromagnetischer Flansch
- 15
- nichtmagnetischer Flansch
- 16
- obere magnetische Objektivlinsenabschirmung
- 17
- ferromagnetischer Ring
