DE1216455B

DE1216455B - Verfahren zum Ausrichten der Feldachse eines elektronenoptischen Linsen, insbesondere in einem Elektronenmikroskop zugeordneten Stigmators und Anordnung zur Durchfuehrung des Verfahrens

Info

Publication number: DE1216455B
Application number: DES90205A
Authority: DE
Inventors: Moriz V Rauch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1964-03-25
Filing date: 1964-03-25
Publication date: 1966-05-12
Also published as: NL6503733A; GB1095917A; US3444427A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

HOIj

Deutsche Kl.: 21g-37/20

Nummer: 1216455

Aktenzeichen: S 90205 VIII c/21 g

Anmeldetag: 25. März 1964

Auslegetag: 12. Mai 1966

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausrichten der Feldachse eines elektronenoptischen Linsen, insbesondere in einem Elektronenmikroskop zugeordneten Stigmators.

Es ist bekannt, den durch magnetische bzw. elek-Irische Unsymmetrie von elektronenoptischen Linsen, wie sie beispielsweise in Elektronenmikroskopen Verwendung finden, hervorgerufenen Astigmatismus durch Vorsehen eines Stigmators zu kompensieren, der nach Art einer Zylinderlinse wirkt und mittels geeignet angeordneter felderzeugender Elemente — bei elektrischen Stigmatoren Spulen bzw. Elektroden — ein sattelförmiges Feld zu erzeugen gestattet. Dieses sattelförmige Feld besitzt einen hinsichtlich Größe und Richtung derat eingestellten Astigmatismus, daß er den zu kompensierenden Astigmatismus der jeweiligen Linse bzw. Linsen aufhebt.

Wichtig ist bei derartigen Stigmatoranordnungen, daß die Achse ihres Feldes mit der Achse des Feldes der jeweils zu korrigierenden Linse bzw. Linsen zusammenfällt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Ausrichten der Feldachse eines elektronenoptischen Linsen insbesondere in einem Elektronenmikroskop zugeordneten Stigmators zu schaffen, das die Ausrichtung der Feldachse des Stigmators während des Betriebes des elektronenoptischen Gerätes, im Beispiel des Elektronenmikroskops, vorzunehmen gestattet und keinen großen Aufwand an Mitteln zu seiner Durchführung erfordert.

Diese Aufgabe löst ein Verfahren, bei dem erfindungsgemäß mit den Linsen ein Bild eines Objektes erzeugt wird, unter Beobachtung des Bildes die Stärke des vom Stigmator erzeugten Korrekturfeldes sprunghaft geändert wird und das Korrekturfeld derart verlagert wird, daß die sprunghaften Änderungen seiner Stärke keine störenden Bildsprünge bewirken.

Beispielsweise kann man bei der Durchführung des Verfahrens das Bild eines Testobjektes mit den zu korrigierenden Linsen erzeugen; es ist aber auch möglich, beispielsweise das Bild einer Aperturblende oder der Kathode des elektronenoptischen Gerätes zu erzeugen.

Es ist bereits bekannt, zum Ausrichten der Feldachse die Stigmatorerregung durch Speisen des Stigmators mit einer Wechselspannung zu wobbeln. Ist die Feldachse des Stigmators nicht bezüglich der Feldachse der zu korrigierenden Linsen ausgerichtet, so ergibt sich im Falle dieses bekannten Verfahrens eine visuell zu beobachtende Unscharfe in dem elek-Verf ahren zum Ausrichten der Feldachse eines
elektronenoptischen Linsen, insbesondere in
einem Elektronenmikroskop zugeordneten
Stigmators und Anordnung zur Durchführung
des Verfahrens

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2

Als Erfinder benannt:
Moriz v. Rauch, Berlin

tronenoptisch erzeugten Bild, und die Erregung der Stigmatorelemente wird unter Betrachtung dieses Bildes so lange geändert, bis die größte Bildschärfe beobachtet wird. Abgesehen davon, daß dieses Verfahren zusätzliche Mittel zur wahlweisen Speisung des Stigmators mit einer Wechselspannung erfordert, bietet es insofern Schwierigkeiten bei der genauen Ausrichtung der Feldachse des Stigmators, als die visuelle Beurteilung der Schärfe eines elektronenoptisch erzeugten Bildes als subjektiver Verfahrensschritt mit einer gewissen Ungenauigkeit behaftet ist.

Die bei dem geschriebenen Verfahren erzeugten diskreten sprunghaften Änderungen der Stigmatorerregung und die demgemäß bei schlechter Ausrichtung der Feldachse des Stigmators auftretenden Bildsprünge lassen sich aber auch bei visueller Beobachtung eindeutig erkennen, so daß außer der Vermeidung der Zuführung einer besonderen Wechselspannung der Vorteil einer sehr genauen Justierung der Feldachse des Stigmators vorhanden ist.

Bei einem elektrischen Stigmator, d. h. einem solchen mit Magnetspulen oder elektrischen Ablenkplatten (Elektroden), wird man den Betrag der den Stigmator speisenden Spannung sprunghaft ändern. Zwecks Erzielung besonders deutlicher Bildsprünge bei schlechter Ausrichtung der Feldachse des Stigmators wird man den Betrag der Spannung um seinen

609 568/438

vollen Wert ändern. Man kann auch die Polarität dieser Spannung umpolen.

Zur Verlagerung des Korrekturfeldes, bis Bildsprünge bei den sprunghaften Änderungen der Speisespannung des Stigmators nicht mehr auftreten und demgemäß eine Ausrichtung der Feldachse erzielt ist, wird man bei einem elektrischen Stigmator das Verhältnis der die Stigmatorelemente speisenden Spannungen verändern. Man kann aber auch die Lage von Teilen des Stigmators ändern.

Bei einem Stigmator mit nach Größe und Richtung getrennt regelbarem Korrekturfeld läßt sich das beschriebene Verfahren mit Vorteil auch zur Bestimmung des Azimuts zwischen dem Astigmatismus der elektronenoptischen Linse bzw. Linsen und dem Astigmatismus des Stigmators heranziehen.

Eine besonders einfache Anordnung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens bei einem elektrischen Stigmator sieht in der Zuleitung für die den Stigmator speisende Spannung eine Taste vor, die infolge ihrer Lage außerhalb des Vakuumraumes des elektronenoptischen Gerätes während des Betriebes desselben bedient werden kann. Irgendwelche zusätzlichen Mittel zur Arretierung der Stellung der Taste bei eingeschaltetem Stigmator erübrigen sich, wenn der Kontakt der Taste in deren unbetätigtem Zustand geschlossen ist. Die bei der Durchführung des beschriebenen Verfahrens erzeugten sprunghaften Änderungen des Korrekturfeldes lassen sich in einfachster Weise durch Drücken und/oder Loslassen dieser Taste erzeugen.

Man wird zur Erzeugung der sprunghaften Änderungen des Korrekturfeldes zweckmäßigerweise den Betrag der Speisespannung des Stigmators um seinen vollen Wert ändern, d.h. die Spannung wahlweise zu- und abschalten. Es kann aber auch genügen, die Spannung nur auf einen bestimmten endlichen Wert herabzusetzen, was sich mit einer Anordnung erreichen läßt, bei der die Taste einen Umschaltkontakt besitzt, der die abwechselnde Speisung des Stigmators mit zwei Spannungen unterschiedlicher Beträge vorzunehmen gestattet. Diese beiden Spannungen können an einer Widerstandsschaltung abgegriffen werden, so daß nur eine Spannungsquelle erforderlich ist.

In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel für eine Anordnung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens bei einem elektromagnetischen Stigmator in ihren hierfür wesentlichen Teilen schematisch dargestellt.

Gemäß F i g. 1 ist jeweils zwei gegenüberliegenden der Stigmatorspulen S, deren Anordnung bezüglich des Korpuskularstrahles K aus F i g. 2 ersichtlich ist, ein Spannungsteiler R zugeordnet, der das Verhältnis der beiden Speisespannungen der jeweiligen beiden Spulen zu verändern gestattet. Die in diesem Beispiel acht Stigmatorspulen S sind in zwei ineinandergeschachtelte Vierersysteme 1 und 2 mit einander gegenüberliegenden Spulen α bzw. b aufgeteilt, damit durch unterschiedliche Erregung der beiden Vierersysteme die Richtung des Korrekturfeldes des Stigmators geändert werden kann. Hierzu dienen die Widerstände Wl und W2.

Man erkennt, daß aber unabhängig von den jeweiligen Werten von PFl und W2 das Verhältnis der Speisespannungen für jeweils zwei gegenüberliegende Spulen, das an den Spannungsteilern R abgegriffen wird, erhalten bleibt, so daß die Feldachse des Korrekturfeldes ihre Lage beibehält.

Die Taste Γ gestattet, durch öffnen der gemeinsamen ZuleitungZ Bildsprünge, d.h. Sprünge des Korpuskularstrahles K quer zur Geräteachse, hervorzurufen, deren Kleinheit ein Maß für die Güte der durch Verlagerung mittels der Spannungsteiler R erzielten Ausrichtung der Feldachse des Stigmators ist.

Das beschriebene Verfahren und die zu seiner Durchführung angegebene beispielsweise Anordnung

ίο gestatten die Ausrichtung der Feldachse eines elektrischen oder magnetischen Stigmators relativ zur Feldachse der zu korrigierenden Linse bzw. Linsen während des Betriebes des Gerätes und mit hinlänglicher Genauigkeit vorzunehmen, da man auch bei visueller Betrachtung leicht entscheiden kann, ob Bildsprünge bei definierten sprunghaften Änderungen des Korrekturfeldes auftreten oder nicht.

Claims

Patentansprüche: 20

1. Verfahren zum Ausrichten der Feldachse eines elektronenoptischen Linsen, insbesondere in einem Elektronenmikroskop zugeordneten Stigmators, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Linsen ein Bild eines Objektes erzeugt wird, daß unter Beobachtung des Bildes die Stärke des vom Stigmator erzeugten Korrekturfeldes sprunghaft geändert wird und daß das Korrekturfeld derart verlagert wird, daß die sprunghaften Änderungen seiner Stärke keine Bildsprünge bewirken.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrag der den Stigmator speisenden Spannung sprunghaft geändert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrag der Spannung um seinen vollen Wert sprunghaft geändert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung sprunghaft umgepolt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verlagerung des Korrekturfeldes das Verhältnis der Spannungen an den das Korrekturfeld erzeugenden Stigmatorelementen verändert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verlagerung des Korrekturfeldes die Lage von Elementen des Stigmators geändert wird.

7. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuleitung für die den Stigmator speisende Spannung eine Taste vorgesehen ist.

8. Anordnung nach Anspruch?, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt der Taste in deren unbetätigtem Zustand geschlossen ist.

9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Taste die Zuleitung für die den Stigmator speisende Spannung zu unterbrechen gestattet.

10. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, da-, durch gekennzeichnet, daß die Taste einen Umschaltkontakt besitzt, der die abwechselnde Speisung des Stigmators mit zwei Spannungen unterschiedlicher Beträge oder Polaritäten vorzunehmen gestattet.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abgreifen der zwei Spannungen eine Widerstandsschaltung vorgesehen ist.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche? bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüberliegenden Stigmatorelementen ihre Speisespannungen über getrennte Spannungsteiler mit veränderbaren Teilerverhältnissen zugeführt sind, wobei durch Änderung der Teilerverhältnisse das Korrekturfeld verlagert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen