DE1146670B - In einem evakuierten Raum schwenkbarer Halter fuer mit einem Elektronenstrahl und visuell zu pruefende Praeparate - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Halter, der innerhalb eines luftdicht abgeschlossenen, evakuierten Raumes mit Hilfe einer nach außen geführten Welle aus einer vorgegebenen Winkelstellung in eine andere vorgegebene Winkelstellung schwenkbar ist und ein mit einem Elektronenstrahl und visuell zu prüfendes Präparat trägt.

Zur Ausführung von Bewegungen im Vakuum sind bereits Metallstäbe bekannt, die bei anspruchslosen Vakuumanordnungen durch eine Öffnung des Vakuumgefäßes gesteckt und mit einem Gummischlauch oder -stopfen abgedichtet werden; zur besseren Abdichtung können sie auch mit Quecksilber Übergossen werden. Mit Hilfe derartiger Stabdurchführungen lassen sich seitliche Verschiebungen und drehende Bewegungen in einem Vakuumgefäß ausführen. Bei besonderen gummiartigen Dichtungsringen werden Manschetten von Metallspangen gegen die Außenwand und den beweglichen Innenstab gepreßt. Diese Dichtungsringe sind auch unter dem Namen »Simmerringe« bekannt und werden vom äußeren Luftdruck belastet, so daß der Abdichtungsdruck an der auf dem Stab aufliegenden Gummilippe verstärkt wird.

Andererseits ist es in der Technik allgemein üblich, irgendwelche Verstellbewegungen elektrisch auf einem Blatt eines Registriergerätes aufzuzeichnen, indem der Schreibstift in Abhängigkeit von irgendwelchen Bewegungen gesteuert wird.

Bei einem Halter der zuvor bezeichneten Art ist gemäß der Erfindung zur Festlegung des Drehwinkels zwischen der einen vorgegebenen Winkelstellung, in der das Präparat vom Elektronenstrahl getroffen wird, und der anderen vorgegebenen Winkelstellung, in der das Präparat visuell betrachtbar ist, eine mit der Welle zusammenwirkende erste Einstellvorrichtung außerhalb des evakuierten Raumes vorgesehen; diese Einstellvorrichtung enthält zwei Stellschrauben, von denen die eine in einem ortsfesten Gehäuseteil und die andere in einem an der Welle befestigten Hebelarm eingeschraubt ist; zur Festlegung der Stellung des Präparates in Richtung der Wellenachse ist eine zweite Einstellvorrichtung vorgesehen; diese zweite Einstellvorrichtung ist eine im ortsfesten Gehäuse eingeschraubte Mikrometerschraube, die von einem Synchronmotor in Drehung versetzbar und antreibbar ist; der die Mikrometerschraube betätigende Synchronmotor läuft mit einem weiteren Synchronmotor synchron, der das Blatt eines Aufzeichnungsgerätes vorschiebt; von einem Geigerzähler, der die vom Präparat emittierte Röntgenstrahlung empfängt, ist der Schreibstift des Aufzeichnungsgerätes betätigbar.

Wenn ein solches Gerät zur Mikroanalyse benutzt

Halter für mit einem Elektronenstrahl

und visuell zu prüfende Präparate

Anmelder:

Associated Electrical Industries (Manchester) Limited, London

Vertreter: Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,
Frankfurt/M. 1, Parkstr. 13

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom H. September 1957 (Nr. 28 671)

Michael Edward Haine, Sulhamstead, Berkshire,
und Thomas Mulvey, Caversham, Berkshire

(Großbritannien),
sind als Erfinder genannt worden

wird, also zur Untersuchung eines kleinen Flächenstückes der Oberfläche der Probe, muß eine Elektronenlinse zur Bündelung des Elektronenstrahles verwendet werden, ein optisches Gerät zur Prüfung der vom Strahl beaufschlagten Fläche der Probe vorgesehen sein und sichergestellt werden* daß das visuelle optische System dem elektronenoptischen System nicht im Wege ist. Mit Hufe der Einstellvorricntungen für den Probenhalter kann dieser aus der Stellung, in der ein ausgewählter Punkt der Probe sich in der elektronenoptischen Bahn befindet, wahlweise in die andere Stellung gedreht werden, in der sich der gleiche Punkt der Probe in dem visuellen optischen System zur visuellen Prüfung befindet. Vorzugsweise wird der Halter eingestellt, wenn sich die Probe in der Betrachtungsstellung befindet, in der ein bestimmter Punkt visuell beobachtet werden kann. Nach einer Drehung des Halters in die Röntgenstrahlenprüfstellung wird derselbe Punkt, der optisch betrachtet worden ist, von dem Elektronenstrahl getroffen.

Der Probenhalter kann so ausgebildet sein, daß er mehrere verschiedene Proben gleichzeitig an verschiedenen Stellen seines Umf angs trägt, die nacheinander untersucht werden können, ohne das Vakuum zu unterbrechen.

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Um eine Probe durch eine Abtastung zu prüfen, indem die Probe nacheinander an verschiedenen Punkten untersucht wird, wird das Aufzeichnungsgerät derart synchron, betätigt, daß die Röntgenstrahlablesungen hintereinander aufgezeichnet werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Beschreibung eines Xusführungsbeispieles hervor, das in den Zeichnungen dargestellt ist.

Fig. 1 ist eine schemätische Draufsicht auf den Halter gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt durch ein Gerät zur optischen Betrachtung bzw. zur Röntgenstrahlauslösung durch Elektronenbeschuß bei einer vom Halter gemäß der Erfindung festgehaltenen Probe;

Fig. 3 ist eine schaubildliche Ansicht einer Einstellvorrichtung zur Einstellung der Probe;

Fig. 4 zeigt schematisch, in welcher Weise eine Abtasteinrichtung für die Probe betrieben werden kann.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Gerät wird eine Probe 25 von unten von einem Elektronenstrahl getroffen und von oben durch ein optisches Gerät 17 betrachtet. Ein Kristall 3 zur Reflexion der an der Probe 2 entstehenden Röntgenstrahlen und eine Vorrichtung 4, die auf Röntgenstrahlen anspricht, nämlich ein Geigerzähler, sind ebenfalls in Fig. 1 angedeutet.

Gemäß Fig. 2 enthält ein Gerät zur Erzeugung der Elektronenstrahlen und zur visuellen Beobachtung der Probe ein Hauptgehäuse 14, in dem ein Probenhalter 15 montiert ist. Dieser wird von einer Welle 16 getragen, die schräg durch die Wandung des Gehäuses 14 hindurchgeht. Oben auf dem Gehäuse 14 ist das optische Gerät, z. B. ein normales Mikroskop 17, so angeordnet, daß eine Probe 18 auf der Oberseite des Probenhalters 15 betrachtet werden kann. Die Probe kann mit Hilfe einer Lampe 22, eines Spiegels 23 und eines halb versilberten Spiegels 24 beleuchtet werden. Wenn der Probenhalter um 180° gedreht wird, dann befindet sich die Probe 18 an einer Stelle 25 an der Unterseite des Halters. In dieser Stellung kann sie durch einen von einer Elektronenstrahlquelle 26 ausgehenden Elektronenstrahl getroffen werden, um Röntgenstrahlen zu erzeugen. Ein zugehöriges elektronisches Linsensystem ist so angeordnet, das ein feiner Elektronenstrahl auf die Probe 25 trifft.

Dabei sind Vorkehrungen getroffen, um die Lage des Probenhalters 15 so einzustellen, daß der getroffene Punkt genau ausgewählt werden kann. Zu diesem Zweck ist das Mikroskop normalerweise mit einem Fadenkreuz versehen; wenn sich die Probe in der Blickrichtung befindet, wird der Halter so eingestellt, daß der Punkt, der mit dem Fadenkreuz zusammenfällt, ausgewählt wird. Das Gerät zur Durchführung dieser Maßnahme ist in Fig. 3 dargestellt, in der das äußere Ende der Welle 16, die durch den Rand 33 eines Tisches hindurchgeht, einen Hebel 34 trägt; in diesem ist eine Einstellschraube 35 eingeschraubt, welche in der Betrachtungsstellung gegen eine Anschlagplatte 36 stößt. Durch Einstellung der Schraube 35 kann der Probenhalter geschwenkt werden. Wenn er in die Stellung zum Auftreffen der Elektronenstrahlen gebracht wird, wird er so gedreht, daß die Anschlagplatte 36 gegen das Ende einer Schraube 37 stößt; diese ist so eingestellt, daß der vom Elektronenstrahl getroffene Fleck mit dem Fleck übereinstimmt, auf den vorher das Fadenkreuz des Mikroskop 17 ausgerichtet war. In ähnlicher Weise kann eine Längseinstellung mit Hilfe einer Mikrometerschraube 38 vorgenommen werden, die den ganzen Stab 16 und den Probenhalter 15 in Längsrichtung bewegt. Es sei bemerkt, daß beim Betrieb normalerweise das zu untersuchende Flächenstück der Probe durch Betrachtung im Mikroskop ausgewählt wird. Der Probenhalter wird dann gedreht, und das Flächenstück wird von Elektronen getroffen, die Röntgenstrahlen erzeugen, deren Eigenschaften vom Geigerzähler 4

ίο festgestellt werden können. Nach Beendigung der Messung wird die Probe 25 in die Betrachtungsstellung zurückgebracht und das nächste Flächenstück ausgewählt. Dieser Vorgang wird wiederholt, so daß eine Anzahl von Ablesungen an einem vorbestimmten Flächenteil der Probe durchgeführt werden kann. Es ist gewöhnlich möglich, die getroffene Stelle zu identifizieren, da normalerweise nach dem Auftreffen des Elektronenstrahls eine leichte Materialablagerung vorhanden ist. Wenn auch bei der dargestellten An-Ordnung der Probenhalter nur eine Probe trägt, können auch mehrere Proben in verschiedenen Winkelstellungen angebracht werden.

Eine solche Anordnung ist besonders vorteilhaft für Eichzwecke, wobei eine Probe mit bekannten Eigenschaften mit einer unbekannten Probe verglichen werden kann.

Während in Fig. 2 der Hebel 36 entweder vertikal nach oben oder vertikal nach unten gestellt wird, ist in Fig. 3 angegeben, daß der Hebel 36 zwischen zwei waagerechten Stellungen hin- und herbewegt wird. Die Wirkung ist offenbar die gleiche wie in Fig. 2, jedoch mit einer Versetzung um 90°.

Wie eben erwähnt, kann eine Abtastung der Probe an zahlreichen Punkten vorgenommen werden; dies ist in Fig. 4 beispielsweise schematisch dargestellt.

Bei dieser Anordnung wird die Mikrometerschraube 38 der Fig. 3 durch einen Synchronmotor 39 gedreht. Hierdurch wird die Probe linear verschoben.

Gleichzeitig wird ein Aufzeichnungsgerät 40 von einem Synchronmotor 41 angetrieben, der synchron mit dem Motor 39 läuft. Das Aufzeichnungsgerät 40 wird von dem Geigerzähler 4 betätigt, so daß die Anzeigen auf einem Blatt aufgeschrieben werden. Gleichzeitig wird das Blatt von dem Synchronmotor so be- wegt, daß die Aufzeichnungen mit dem Ort der Probe übereinstimmen, der gerade geprüft wird.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Anordnung wird also die Bewegung des Blattes im Aufzeichnungsgerät 40 mit der Verschiebung der Probe elektrisch synchronisiert.

Claims (1)

1. Patentanspruch.

   Halter, der innerhalb eines luftdicht abgeschlossenen, evakuierten Raumes mit Hilfe einer nach außen geführten Welle aus einer vorgegebenen Winkelstellung in eine andere vorgegebene Winkelstellung schwenkbar ist und ein mit einem Elektronenstrahl und visuell zu prüfendes Präparat trägt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Festlegung des Drehwinkels zwischen der einen vorgegebenen Winkelstellung, in der das Präparat vom Elektronenstrahl getroffen wird, und der anderen vorgegebenen Winkelstellung, in der das Präparat visuell betrachtbar ist, eine mit der Welle (33) zusammenwirkende erste Einstellvorrichtung (34, 35, 37) außerhalb des evakuierten Raumes vorgesehen ist, daß diese Einstellvorrichtung (35, 37) zwei Stellschrauben enthält,

   von denen die eine (37) in einem ortsfesten Gehäuseteil und die andere (35) in einem an der Welle (16) befestigten Hebelarm (34) eingeschraubt ist, daß zur Festlegung der Stellung des Präparats in Richtung der Wellenachse eine zweite Einstellvorrichtung (38) vorgesehen ist, daß diese zweite Einstellvorrichtung (38) eine im ortsfesten Gehäuse eingeschraubte Mikrometerschraube ist, die von einem Synchronmotor (39) in Drehung versetzbar und antreibbar ist, daß der die Mikrometerschraube (38) betätigende Synchronmotor (39) mit einem weiteren Synchronmotor (41) synchron läuft, der das Blatt eines Aufzeichnungsgerätes (40) vorschiebt, und daß von einem Geigerzähler (4), der die vom Präparat (25) emittierte Röntgenstrahlung empfängt, der Schreibstift des Aufzeichnungsgerätes (40) betätigbar ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 084 044;

   deutsche Patentschrift Nr. 962 206;

   Patentschrift Nr. 8082 des Amtes für Erfindungsund Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands;

   Prospekt Trüb-Täuber u. Co, AG., Zürich, Elektronen-Diffraktograph KD 3, April 1957;

   Mönch, Hochvakuumtechnik, Lang Verlag, 1950, S. 339 und 340.

   J. Scientific Instr., 33 (1956), S. 239, 89 und 90, 107 bis 110; 29 (1952), S. 28; 30 (1953), S. 201 bis 204.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen