DE1299088B

DE1299088B -

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Publication number: DE1299088B
Application number: DES104241A
Authority: DE
Priority date: 1966-06-10
Filing date: 1966-06-10
Publication date: 1974-10-17
Also published as: GB1171007A; DE1299088C2; US3644733A; NL6703637A; NL149324B

Description

Die Erfindung betrifft eine Ablenkeinrichtung für dadurch erreicht, daß allen Ablenkspulen oder den Korpuskularstrahl in einem Korpuskularstrahl- -platten zumindest einer Ablenkstufe die weiteren gerät, insbesondere einem Elektronenmikroskop, mit Ablenkmittel in solcher Anordnung zugeordnet sind, zwei in Strahlrichtung aufeinanderfolgenden, durch daß sie bei Zuführung einer der Spannung an den Ablenkspulen oder -platten gebildeten Ablenkstufen. 5 ihnen zugeordneten Ablenkspulen oder -platten pro-Von diesen Stufen lenkt die erste den Strahl aus der portionalen Spannung oder derselben Spannung optischen Achse aus und die zweite lenkt ihn in zur etwaige Auslenkungen des Strahles in Richtung der-Auslenkung entgegengesetzter Richtung zurück, so jenigen Auslenkungen kompensieren, die durch die daß er unter einem bestimmten Winkel auf ein Objekt ihnen nicht zugeordneten Ablenkspulen oder -platten auftrifft. ίο erzeugt werden. Grob gesprochen bedeutet dies, daß

Derartige Ablenkeinrichtungen bilden also auf bei ausschließlicher Verwendung von Ablenkspulen elektrischem Wege eine Schwenkung des Strahl- die zur Kompensation einer unerwünschten Ablenerzeugers um einen Objektpunkt nach, wenn man kung dienenden Ablenkspulen örtlich jeweils den dafür sorgt, daß bei eingeschalteter Ablenkeinrich- ihnen elektrisch nicht zugeordneten Ablenkspulen tung derselbe Objektpunkt wie bei ausgeschalteter 15 zugeordnet sind. Sie können also beispielsweise mit Ablenkeinrichtung bestrahlt wird. auf den Spulenträgern für die ihnen elektrisch nicht

Es hat sich nun gezeigt, daß infolge von Ungenauig- zugeordneten Ablenkspulen angeordnet sein,
keiten bei der Bearbeitung der Ablenkeinrichtung Es hat sich gezeigt, daß die unerwünschten Aus-

sowie bei der Zentrierung und infolge von Inhomo- lenkungen des Korpuskularstrahles stets proportional genitäten der in den Ablenkstufen erzeugten elek- ao der Größe der erwünschten Auslenkung sind. Aus irischen oder magnetischen Ablenkfelder bei einer diesem Grunde kann man eine automatische Kom-Änderung des Auftreffwinkels des Strahles häufig pensation erreichen, wenn die weiteren Ablenkmittel eine unerwünschte Auswanderung desselben in einer dauernd an derselben Spannung oder einer der Richtung auftritt, die senkrecht zu der durch die Spannung an den ihnen zugeordneten Ablenkspulen gewünschten Ablenkungen — Auslenkung aus der 25 oder -platten proportionalen Spannung liegen. Veroptischen Achse und Zurücklenkung — liegt. Daher ständlicherweise wird auch bezüglich der zur Komist es mit einer derartigen Ablenkeinrichtung in der pensation dienenden Ablenkmittel infolge der unver-Regel nicht möglich, bei verschiedenen Auftreff- meidlichen Ungenauigkeiten derartiger Systeme winkeln des Korpuskularstrahles stets denselben zunächst ein Abgleich der für die Kompensation Objektbereich zu bestrahlen. 30 jeweils erforderlichen Spannung bzw. des Spulen-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese stromes vorgenommen werden müssen.
Schwierigkeiten zu beseitigen. Erfindungsgemäß sind F i g. 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel

zumindest einer der Ablenkstufen weitere Ablenk- der erfindungsgemäßen Ablenkeinrichtung zur Erziemittel in solcher Anordnung zugeordnet, daß sie bei lung eines bestimmten Auftreffwinkels φ des Elek-Zuführung einer der Spannung an den ihnen züge- 35 tronenstrahles 1. Es handelt sich also um eine ordneten Ablenkspulen oder -platten proportionalen Ablenkeinrichtung mit zwei Ablenkstufen I und II, Spannung oder derselben Spannung etwaige Aus- die zwei in entgegengesetzten Richtungen erfolgende, lenkungen des Strahles senkrecht zu der durch die in einer Ebene liegende Ablenkungen des Korpusgewünschten Ablenkungen gebildeten Ebene korn- kularstrahles 1 vorzunehmen gestatten. Die Ablenkpensieren. 4° stufe I enthält in diesem Ausführungsbeispiel zwei

Eine aus Platzgründen besonders zweckmäßige diametral gegenüberliegende Ablenkspulen 3,4, die Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich da- den Korpuskularstrahl 1 um den Winkel α aus der durch aus, daß die Ablenkstufen und die weiteren Richtung der optischen Achse 5 der Anordnung aus-Ablenkmittel durch um 90° gegeneinander versetzt lenken. Die ideale Auslenkung des Korpuskularangeordnete Spulen gebildet sind. Handelt es sich um 45 Strahles 1 durch die Ablenkstufe I ist mit 6 bezeichnet gemischte Ablenk- und Kompensationssysteme, d. h., und ausgezogen angedeutet.

sind die Ablenkstufen durch Ablenkspulen und die Die durch die Ablenkspulen 7,8 gebildete Ablenkweiteren Ablenkmittel durch Ablenkplatten bzw. stufe II bewirkt eine Rücklenkung des ausgelenkten umgekehrt gebildet, so dürfen die Spulen und Platten Korpuskularstrahles 6 um den Winkel ß, so daß infolge der um 90° unterschiedlichen Kraftwirkungen 50 dieser rückgelenkte Korpuskularstrahl 9 denselben der von ihnen erzeugten Felder auf den Korpus- Objektpunkt P bestrahlt, den der nicht ausgelenkte kularstrahl nicht gegeneinander versetzt angeordnet Korpuskularstrahl 1 ebenfalls bestrahlen würde und sein. den die optische Achse 5 durchsetzt.

In diesem Fall ist es zweckmäßig, daß die Ablenk- Infolge Ungenauigkeiten der verschiedenen Ablenkplatten isolierte Polschuhe der Ablenkspulen sind. 55,spulen erfolgt die Auslenkung des Korpuskular-Häufig ist es erwünscht, nicht nur den Auftreff-- Strahles 1 aber nicht genau in Richtung der *-Koordiwinkel, sondern auch die Auftreffrichtung ,des nate, sondern, wie gestrichelt angedeutet, auch in Korpuskularstrahles auf ein Objekt einstellen zu einem wenn auch geringen Maße in Richtung der können. Während zur Einstellbarkeit des Auftreff- senkrecht zur x-Koordinate verlaufenden y-Koordiwinkels in einer Ebene wirkende Äblenkmittel aus- 60 nate, d. h. aus der Zeichnungsebene heraus. Daher reichen, muß zur Veränderbarkeit der Auftreffrich- wird bei Einstellung eines bestimmten Auftrefftung dieselbe Anordnung noch einmal in einer zu der winkeis φ nicht der alte Objektpunkt P, sondern ein bisher beschriebenen Ebene senkrechten Ebene wir- von diesem entfernter Objektpunkt f" bestrahlt,
kend vorhanden sein. Eine Weiterbildung der Ablenk- Um diese unerwünschte Auslenkung des Strahles

einrichtung für diesen Fall, bei der also zur Änderung 65 zu kompensieren, sind erfindungsgemäß in diesem von Auftreffwinkel und -richtung des Strahles jede Ausführungsbeispiel in der Ablenkstufe I Kompen-Ablenkstufe in zueinander senkrechten Richtungen sationsspulen 10 und 11 in solcher Anordnung vorwirksame Ablenkspulen oder -platten enthält, wird gesehen, daß sie die unerwünschte Strahlablenkung

in y-Richtung kompensieren. Das bedeutet, daß die Kompensationsspulen 10 und 11 um 90° gegen die Ablenkspulen 3 und 4 versetzt angeordnet sind. Werden die Kompensationsspulen dauernd mit einem dem Erregerstrom der Ablenkspulen 3 und 4 propor- S tionalen Strom oder bei geeigneter Wahl ihrer Windungszahlen mit demselben Strom gespeist oder liegt an ihnen dieselbe Spannung bzw. eine der Spannung an den Ablenkspulen 3 und 4 proportionale Spannung, so erfolgt bei Einstellung eines Auftreffwinkeis φ automatisch eine Kompensation in der Weise, daß stets derselbe Objektpunkt P bestrahlt wird.

In dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung finden ausschließlich Ablenkspulen Verwendung. F i g. 2 zeigt ein Konstruktionsbeispiel für den Fall, daß beispielsweise eine Ablenkspule 4 vorhanden ist, jedoch die Kompensationsspule 11 durch eine Ablenkplatte 12 ersetzt ist, die sich auf einer zur Kompensation der unerwünschten Aus- ao lenkung des Strahles durch das Spulenpaar 3,4 geeigneten Spannung befindet. Jetzt muß der Winkel zwischen den Ablenkspulen einerseits und den zur Kompensation dienenden Ablenkmitteln andererseits 0° betragen, so daß es zweckmäßig sein kann, gemäß F i g. 2 die die Kompensationsspule 11 nach F i g. 1 ersetzende Ablenkplatte 12 als isolierten Polschuh an der Ablenkspule 4 anzuordnen. Derartige Konstruktionen sind an sich bekannt.

Die Erfindung kann auch dann angewendet werden, wenn nicht nur eine Ablenkeinrichtung zur Einstellung bestimmter Auftreffwinkel φ vorhanden ist, sondern den Ablenkstufen I und II (F i g. 1) im Sinne einer Verdoppelung dieser Ablenkeinrichtung weitere Ablenkspulen bzw. -platten zugeordnet sind, die Ablenkungen des Elektronenstrahles auch in y-Richtung vorzunehmen gestatten, so daß der Winkel φ in beliebigen Richtungen der ^-y-Ebene liegen kann. In diesem Falle müssen auch der zweiten Ablenkeinrichtung entsprechende Kompensationsmittel zugeordnet werden, so daß beispielsweise bei ausschließlicher Verwendung von Ablenkspulen die Kompensationsspulen für die Ablenkung in ^-Richtung in y-Richtung und die Kompensationsspulen für die Ablenkung in y-Richtung in x-Richtung liegen.

Die Erfindung kann auch dann Anwendung finden, wenn der bestrahlte Objektpunkt in der Ebene der gewünschten Strahlablenkung wandert, um auch dann unerwünschte Ablenkungen in hierzu senkrechten Richtungen zu unterbinden.

Claims

Patentansprüche:

1. Ablenkeinrichtung für den Korpuskularstrahl in einem Korpuskularstrahlgerät, mit zwei in Strahlrichtung aufeinanderfolgenden, durch Ablenkspulen oder -platten gebildeten Ablenkstufen, von denen die erste den Strahl aus der optischen Achse auslenkt und die zweite den Strahl in zur Auslenkung entgegengesetzter Richtung zurücklenkt, so daß er unter einem bestimmten Winkel auf ein Objekt auftrifft, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der Ablenkstufen weitere Ablenkmittel in solcher Anordnung zugeordnet sind, daß sie bei Zuführung einer der Spannung an den ihnen zugeordneten Ablenkspulen oder -platten proportionalen Spannung oder derselben Spannung etwaige Auslenkungen des Strahles senkrecht zu der durch die gewünschten Ablenkungen gebildeten Ebene kompensieren.

2. Ablenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Korpuskularstrahlgerät ein Elektronenmikroskop ist.

3. Ablenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkstufen und die weiteren Ablenkmittel durch um 90° gegeneinander versetzt angeordnete Spulen (3, 4 und 10,11) gebildet sind.

4. Ablenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkstufen durch Ablenkspulen und die weiteren Ablenkmittel durch Ablenkplatten bzw. die Ablenkstufen durch Ablenkplatten und die weiteren Ablenkmittel durch Ablenkspulen gebildet sind und daß die Ablenkplatten jeweils isolierte Polschuhe der Ablenkspulen sind.

5. Ablenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der zur Änderung von Auftreffwinkel und -richtung des Strahles jede Ablenkstufe in zueinander senkrechten Richtungen wirksame Ablenkspulen oder -platten enthält, dadurch gekennzeichnet, daß allen Ablenkspulen oder -platten zumindest einer Ablenkstufe die weiteren Ablenkmittel in solcher Anordnung zugeordnet sind, daß sie bei Zuführung einer der Spannung an den ihnen zugeordneten Ablenkspulen oder -platten proportionalen Spannung oder derselben Spannung etwaige Auslenkungen durch die ihnen zugeordneten Ablenkspulen oder -platten in Richtung derjenigen Auslenkungen kompensieren, die durch die ihnen nicht zugeordneten Ablenkspulen oder -platten erzeugt werden.

6. Ablenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Ablenkmittel zur automatischen Kompensation dauernd an der der Spannung an den ihnen zugeordneten Ablenkspulen oder -platten proportionalen Spannung oder an derselben Spannung liegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen