DE1614125C

DE1614125C - Korpuskularstrahlgerat to selectively display a specimen or its diffraction diagram, in particular an electron microscope

Info

Publication number: DE1614125C
Application number: DE19671614125
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dieter Dr 1000 Berlin HOIl 17 00 Riecke
Original assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Current assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Priority date: 1967-02-24
Filing date: 1967-02-24
Publication date: 1973-06-28

Description

Die Erfindung betrifft ein Korpuskularstrahlgerät zur wahlweisen Abbildung eines Präparats oder seines Beugungsdiagramms, insbesondere Elektronenmikroskop, mit einem Bestrahlungsteil in Strahlrichtung vor sowie einem Abbildungsteil in Strahlrichtung hinter dem Präparat, der eine Objektiv-, eine Zwischen- und eine Projektivlinse in Gestalt magnetischer, vorzugsweise elektromagnetischer Linsen, und eine weitere Linse zwischen der Objektiv- und der Zwischenlinse enthält, die das in der Austrittspupillenebene der Objektivlinse entworfene Beugungsdiagramm des Präparats oder ein — in Strahlrichtung gesehen — hinter der weiteren Linse entworfenes virtuelles Bild des Präparates in der Gegenstandsebene der Zwischenlinse abbildet. Elektronenmikroskope, deren Abbildungsteil aus einer Objektiv-, einer Zwischen- und einer Projektivlinse in Gestalt elektromagnetischer Linsen besteht, sind beispielsweise von M. E. Haine, R. S. Page, R. G. Garfitt: J. Appl. Physivs 21, 173 (1950) beschrieben worden. Wird bei einem derartigen Elektronenmikroskop die Zwischenlinse mit kurzer Brennweite betrieben, so läßt sich ein vergrößertes Bild des Präparats auf dem Endbildschirm projizieren. Betreibt man andererseits die Zwischenlinse mit längerer Brennweite in der Art, daß die hintere Brennebene der Objektivlinse mittels Zwischenlinse und Projektivlinse auf dem Endbildschirm abgebildet wird, so kann man dort das Beugungsdiagramm des Präparats beobachten. Hierbei ist es zweckmäßig, in die Ebene des von der Objektivlinse erzeugten Zwischenbildes eine verstellbare und in der Größe veränderliche Blende anzuordnen, so daß nur diejenigen Elektronenstrahlen zu dem auf dem Endbildschirm entstehenden Beugungsdiagramm beitragen können, die zu denjenigen Präparatbereichen gehören, deren Zwischenbild auf die freie öffnung der genannten BlendeThe invention relates to a particle beam device for the optional imaging of a specimen or its diffraction diagram, in particular an electron microscope, with an irradiation part in the direction of the beam in front of and an imaging part in the direction of the beam behind the specimen, which has an objective, an intermediate and a projective lens in the form of magnetic, preferably electromagnetic lenses, and includes a further lens between the objective and relay lenses which is that in the exit pupil plane The diffraction diagram of the specimen designed for the objective lens or a - in the direction of the beam seen - virtual image of the specimen in the object plane drawn behind the further lens the intermediate lens images. Electron microscopes, the imaging part of which consists of an objective, an intermediate lens and a projective lens in the form of electromagnetic lenses are for example by M. E. Haine, R. S. Page, R. G. Garfitt: J. Appl. Physivs 21, 173 (1950) been. In such an electron microscope, it becomes the intermediate lens with a short focal length operated, an enlarged image of the preparation can be projected on the final screen. Operates on the other hand, the intermediate lens with a longer focal length in such a way that the rear focal plane the objective lens is imaged on the end screen by means of the intermediate lens and the projective lens, so one can observe the diffraction diagram of the preparation there. It is useful to go into the plane of the intermediate image generated by the objective lens is an adjustable and variable in size Arrange aperture so that only those electron beams to the resulting on the final screen Diffraction diagram can contribute that belong to those specimen areas whose intermediate image on the free opening of the said aperture

fällt Eine derartige Blendenanordnung ist beispielsweise in der deutschen Patentschrift 887 685 beschrieben worden (Feinbereichsbeugung).such a diaphragm arrangement is, for example has been described in German patent specification 887 685 (fine range diffraction).

Die grundsätzlich unvermeidlichen geometrischoptischen Abbildungsfehler der Elektronenobjektive verhindern jedoch, daß die bei der Feinbereichsbeugung getroffene Auswahl des Präparatbereichs beliebig »scharf« ist. Es ist in der Literatur (Optik 18, 278-293 [1961]) nachgewiesen worden, daß es bei den heute üblichen Elektronenmikroskopen mit Strahlspannungen bis zu etwa 100 kV nicht sinnvoll ist, den Durchmesser der bei der Feinbereichsbeugung ausgewählten Präparatbereiche kleiner zu machen als 1 μΐη, weil sonst der Präparatbereich, von dem die Strahlen des Beugungsdiagramms stammen, keinesfalls mehr genügend genau dem ausgewählten und abgebildeten Präparatbereich entspricht. Beugungsdiagramme von durch Abbildung festgelegten Präparatbereichen, deren Durchmesser kleiner als 1 μΐη ist, lassen sich nur auf einem anderen Wege, und zwar dadurch gewinnen, daß mit Hilfe einer extrem feinen Elektronensonde ausschließlich der auszuwählende Präparatbereich bestrahlt wird und man gleichzeitig auf eine Ausblendung im ersten Zwischenbild nach der in der Patentschrift 887 685 beschriebenen Art verzichtet (Feinstrahlbeugung).The fundamentally unavoidable geometrical-optical imaging errors of the electron objectives however, prevent the selection of the specimen area made in fine area diffraction from is arbitrarily "sharp". It has been proven in the literature (Optik 18, 278-293 [1961]) that it with the electron microscopes commonly used today with beam voltages of up to about 100 kV, this is not useful is to make the diameter of the specimen areas selected in fine-area diffraction smaller than 1 μΐη, because otherwise the preparation area from which the Rays of the diffraction diagram originate, no longer sufficiently precisely the selected and corresponds to the specimen area shown. Diffraction diagrams of specimen areas determined by imaging, whose diameter is smaller than 1 μΐη can only be found in another way, namely win by using an extremely fine electron probe to select only the one to be selected Preparation area is irradiated and at the same time looking for a fade-out in the first intermediate image of the type described in patent specification 887 685 dispensed with (fine beam diffraction).

Bei der Konstruktion eines Elektronenmikroskops, das für eine derartige Arbeitsweise der Feinstrahlbeugung bestimmt ist, muß man sich über die Folgen im klaren sein, die das mit elektromagnetischen Elektronenlinsen untrennbar verknüpfte Streufeld für den Betrieb eines derartigen Elektronenmikroskops hat. Es ist zwar bekannt, daß die Verwendung elektromagnetischer Linsen gegenüber der Verwendung elektrostatischer Linsen eine Reihe von Vorzügen hat, insbesondere was die einfache und kontinuierliche Veränderung und Einstellung der Brennweite betrifft Es hat sich aber gezeigt, daß das Streufeld einer elektromagnetischen Linse, das im Hinblick auf den endlichen magnetischen Leitwert der zur Führung des Flusses verwendeten Materialien (Eisen) nicht unterdrückt werden kann, insbesondere auf den Bestrahlungsteil des Geräts in unerwünschter Weise zurückwirkt. Diese Wirkung äußert sich in einer Änderung des Auftreffwinkels des Korpuskular-Strahles, also im Falle eines Elektronenmikroskops des Elektronenstrahls, auf dem Präparat und/oder in einer Verschiebung des Auftreffortes des Strahls, die bei allen mit Feinstrahlbeleuchtung durchgeführten Untersuchungen des Präparats vermieden werden muß. Zu derartigen Untersuchungen gehört insbesondere die Abbildung von Beugungsdiagrammen eines definierten kleinen Präparatbereichs (Feinstrahlbeugung). In the construction of an electron microscope that is used for such a mode of operation of fine beam diffraction one must be aware of the consequences of this with electromagnetic Electron lenses inseparably linked stray field for the operation of such an electron microscope has. While it is known that the use of electromagnetic lenses versus the use Electrostatic lenses have a number of merits, especially what is simple and continuous Change and adjustment of the focal length concerns It has been shown that the stray field an electromagnetic lens, which in terms of the finite magnetic conductance of the Materials used to guide the river (iron) cannot be suppressed, in particular affects the irradiation part of the device in an undesirable manner. This effect is expressed in a change in the angle of incidence of the corpuscular beam, i.e. in the case of an electron microscope of the electron beam, on the specimen and / or in a shift in the point of impact of the beam, which be avoided in all examinations of the specimen carried out with fine beam illumination got to. Such investigations include, in particular, the imaging of diffraction diagrams of a defined small specimen area (fine beam diffraction).

Das Streufeld einer magnetischen Linse läßt sich auch durch magnetische Abschirmungen mit den bisher bekannten Mitteln nicht so weit herabsetzen, daß die beschriebenen unerwünschten Auswirkungen auf den Bestrahlungsteil des Korpuskularstrahlgeräts zum Verschwinden gebracht werden.The stray field of a magnetic lens can also be reduced by magnetic shields with the previously known agents do not reduce so far that the undesirable effects described on the irradiation part of the corpuscular beam device can be made to disappear.

Verständlicherweise ist nicht nur die absolute Größe des bei einer bestimmten Erregung einer magnetischen Linse vorliegenden Streufeldes im Hinbick auf die genannten Erscheinungen störend, sondern auch und vor allem die Tatsache, daß jede Anderung der Erregung der Linse im Betrieb des Gerätes mit einer Änderung des Streufeldes und damit mit einer Änderung des Auftreffwinkels und/oder des Auftreffortes des Korpuskularstrahls verbunden ist.It is understandable that the absolute magnitude of a magnetic excitation is not the only one Lens present stray field in view of the phenomena mentioned disturbing, but also and above all the fact that any change in the excitation of the lens in the operation of the device with a change in the stray field and thus with a change in the angle of incidence and / or of the point of incidence of the corpuscular beam is connected.

Ein hier Abhilfe schaffendes Korpuskularstrahlgerät ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Objektivlinse und der Zwischenlinse eine elektrostatische Verkleinerungslinse angeordnet ist.A corpuscular beam device that remedies this is characterized according to the invention that an electrostatic reduction lens is arranged between the objective lens and the intermediate lens is.

Es ist bekannt, daß elektrostatische Linsen infolge ihrer vollkommenen elektrischen Abschirmung kein störendes Streufeld besitzen. Wenn daher von dreistufiger Abbildung des Präparats, d. h. bei in Betrieb befindlichen Objektiv-, Zwischen- und Projektivlinse, auf die Abbildung des Beugungsdiagramms übergegangen werden soll, so wird durch das zusätzliche Einschalten der erfindungsgemäß vorgesehenen elektrostatischen Linse zur Abbildung des in der Austrittspupillenebene der Objektivlinse entworfenen Beugungsdiagramms des Präparats eine Änderung der Zwischenlinsenerregung und damit des von der Zwischenlinse ausgehenden, sich in den Bereich des Präparats erstreckenden Streuflusses vermieden.It is known that electrostatic lenses due to their perfect electrical shielding no have a disturbing stray field. Therefore, if from three-stage imaging of the specimen, i. H. when in operation Objective, intermediate and projective lens located, moved to the illustration of the diffraction diagram is to be, the additional activation of the electrostatic Lens for imaging that designed in the exit pupil plane of the objective lens Diffraction diagram of the preparation shows a change in the intermediate lens excitation and thus that of the The stray flux emanating from the intermediate lens and extending into the area of the specimen is avoided.

Die elektrostatische Linse muß im Hinblick darauf, daß die Zwischenlinse vergrößernd wirkt (beispielsweise um den Faktor 10), das in der Austrittspupillenebene der Objektivlinse entworfene Beugungsdiagramm verkleinern, damit es trotz der sehr hohen Nachvergrößerung durch Zwischenlinse und Projektivlinse auf dem Endbildschirm des Korpuskularstrahlgeräts mit brauchbarer Kameralänge abgebildet werden kann. Eine zusätzliche Bilddrehung tritt durch diese Linse nicht auf, so daß das Beugungsdiagramm zum Präparatbild automatisch richtig orientiert ist.The electrostatic lens must in view of the fact that the intermediate lens has a magnifying effect (for example by a factor of 10), the diffraction diagram designed in the exit pupil plane of the objective lens reduce it so that it is despite the very high post-magnification through the intermediate lens and Projective lens shown on the end screen of the corpuscular beam device with usable camera length can be. An additional image rotation does not occur through this lens, so that the diffraction diagram is automatically correctly oriented to the specimen image.

Der Erfindungsgedanke ist aber nicht nur bei Geräten zur Abbildung von Beugungsdiagrammen, sondern immer dann anwendbar, wenn eine Änderung des Streuflusses einer magnetischen Linse sich störend auswirken würde. Es kann daher bei einem Korpuskularstrahlgerät schlechthin zweckmäßig sein, zwischen der Objektivlinse und der Zwischenlinse eine elektrostatische Verkleinerungslinse anzuordnen, die bei ein- oder ausgeschalteter Zwischenlinse ein von der Objektivlinse entworfenes und in Strahlrichtung hinter der elektrostatischen Verkleinerungslinse liegendes virtuelles Bild des Präparats verkleinert in der Gegenstandsebene der Zwischenlinse bzw. der Projektivlinse abbildet. Auch hier nimmt also die erfindungsgemäß vorgesehene elektrostatische Linse eine Reduzierung des Abbildungsmaßstabes der Objektivlinse bei dreistufiger Präparatabbildung vor, z. B. zur Erzeugung eines Ubersichtsbildes.The idea of the invention is not only in devices for imaging diffraction diagrams, but always applicable when a change in the leakage flux of a magnetic lens becomes disruptive would affect. In a corpuscular beam device, it can therefore be extremely useful between the objective lens and the intermediate lens to arrange an electrostatic reduction lens, the When the intermediate lens is switched on or off, one designed by the objective lens and in the direction of the beam Virtual image of the specimen located behind the electrostatic reduction lens, reduced in the Images the object plane of the intermediate lens or the projective lens. Here too, the invention takes provided electrostatic lens reduces the image scale of the objective lens in the case of three-stage preparation imaging, e.g. B. to generate an overview image.

Aus einer Arbeit in der Zeitschrift »Optik«, 1962, Seiten 81-116, ist bereits ein Gerät zur Feinstrahl-Elektronenbeugung bekannt, in dem elektromagnetische Linsen gemeinsam mit einer elektrostatischen Linse Verwendung finden. Die elektrostatische Linse ist dort aber im Gegensatz zur Erfindung als Zwischenlinse vorgesehen, die wahlweise durch Ändern ihrer Brechkraft zum Projizieren des Bildes des Präparats oder des Beugungsdiagramms auf den Endbildschirm des Geräts dient. Im Gegensatz zur Erfindung stellt bei dem bekannten Gerät die elektrostatische Linse also die alleinige Zwischenlinse dar, während bei der Erfindung die elektrostatische Linse zusätzlich zur magnetischen Zwischenlinse vorhanden ist.From a work in the magazine "Optik", 1962, pages 81-116, there is already a device for fine-beam electron diffraction known in which electromagnetic lenses are used together with an electrostatic lens. The electrostatic lens In contrast to the invention, it is provided there as an intermediate lens, which can optionally be changed by changing their refractive power for projecting the image of the preparation or the diffraction diagram onto the final screen of the device. In contrast to the invention, in the known device, the electrostatic Lens is the only intermediate lens, while in the invention the electrostatic lens in addition to the magnetic intermediate lens.

Aus der Schweizer Patentschrift 325 278 ist ein Elektronenmikroskop bekanntgeworden, bei demFrom the Swiss patent specification 325 278 an electron microscope has become known in which

ebenfalls zwischen Objektiv- und Zwischenlinse eine weitere Elektronenlinse angeordnet ist. Diese Linse ist eine kurzbrennweitige elektromagnetische Linse und bildet mit der eigentlichen Objektivlinse ein Vergrößerungssystem, das erfindungsgemäß so betrieben wird, daß das Produkt aus den Einzelvergrößerungen der beiden Teillinsen des Systems unabhängig von der Brennweite der Objektivlinse möglichst konstant bleibt. Es läßt sich zeigen, daß sowohl die Endbildvergrößerung bei der Abbildung des Präparats als auch die Kameralänge bei der Abbildung des Beugungsdiagramms vom axialen Abstand zwischen Präparat und Objektivlinse unabhängig werden. Wenn man dabei von der Abbildung des Präparats linse bzw. der Projektivlinse abbilden. Eine derartige elektrostatische Linsendublette kann als einzige Zwischenlinsenanordnung in einem Korpuskularstrahlgerät Verwendung finden; gegenüber der Verwendung nur einer elektrostatischen Zwischenlinse ergibt sich der Vorteil einer kleineren Bildverzeichnung, da sich die von den einzelnen Linsen herrührenden Verzeichnungen gegeneinander kompensieren lassen. Man wird diese Dublette aber häufig auch zusätzlich zu einer üblichen permanent- oder elektromagnetischen Zwischenlinse vorsehen, damit bei bestimmten Untersuchungen das Auftreten eines störenden Streuflusses vermieden wird.Another electron lens is also arranged between the objective lens and the intermediate lens. This Lens is a short focal length electromagnetic lens and forms with the actual objective lens a magnification system which, according to the invention, is operated in such a way that the product of the individual magnifications of the two partial lenses of the system regardless of the focal length of the objective lens remains constant. It can be shown that both the final image magnification when imaging the specimen as well as the camera length when imaging the diffraction diagram of the axial distance between Preparation and objective lens become independent. If you look at the illustration of the specimen image lens or the projective lens. Such an electrostatic lens doublet can be the only one Find intermediate lens arrangement in a corpuscular beam device use; versus use only an electrostatic intermediate lens has the advantage of less image distortion, since the distortions caused by the individual lenses compensate each other leave. However, this duplicate is often used in addition to a conventional permanent or electromagnetic one Provide an intermediate lens so that during certain examinations the occurrence of a disruptive Flux leakage is avoided.

Verständlichenveise ist es zweckmäßig, den ein-Understandably, it is useful to

zur Abbildung des Beugungsdiagramms übergehen i₅ zelnen elektrostatischen Linsen Mittel, beispielsweiseto map the diffraction diagram pass i ₅ individual electrostatic lens means, for example

will, muß man die Brennweite der Zwischenlinse ändern, und da die Zwischenlinse eine elektromagnetische Linse ist, sind hier mit Änderungen des Streumagnetfeldes auch störende. Strahlablenkungen verbunden. Für Untersuchungen mit dem Verfahren der Feinstrahlbeugung ist das in der Schweizer Patentschrift 325 278 beschriebene Elektronenmikroskop daher nicht geeignet.If you want, you have to change the focal length of the intermediate lens, and since the intermediate lens is electromagnetic Lens, changes in the stray magnetic field are also disruptive here. Beam deflections connected. For investigations with the method of fine beam diffraction, this is in the Swiss patent 325 278 described electron microscope is therefore not suitable.

Auch bei dem Elektronenmikroskop, das in der deutschen Patentschrift 887 685 beschrieben ist, wurde zwischen der Zwischenlinse und der Objektivlinse eine weitere elektromagnetische Linse angeordnet, die in diesem Falle zur Abbildung des Beugungsdiagramms dient. Jedoch fehlt auch dieser Linse die für die vorliegende Erfindung kennzeichnende Eigenschaft, daß bei Änderung der Linsenbrechkraft keine Änderung des magnetischen Streufeldes erfolgen soll. Besondere Maßnahmen zum Vermeiden dieser Störungen sind nicht vorgesehen, und daher ist auch dieses Elektronenmikroskop für Arbeiten mit der Methode der Feinstrahlbeugung nicht geeignet.Even with the electron microscope that is described in German patent specification 887 685, a further electromagnetic lens was arranged between the intermediate lens and the objective lens, which in this case serves to map the diffraction diagram. However, this lens also lacks this for the present invention characteristic property that when the lens refractive power is changed, none Change of the magnetic stray field should take place. Special measures to avoid these disturbances are not provided, and therefore this electron microscope is also suitable for working with the Fine beam diffraction method not suitable.

In Weiterbildung der Erfindung ist zwischen der Objektivlinse und der elektrostatischen Verkleinerungslinse eine weitere elektrostatische Linse als Ver-Umschalter, zur wahlweisen Zuführung mehrerer Linsenspannungen bei konstanter Strahlspannung entsprechend den verschiedenen Fokussierungen der elektrostatischen Linsen zuzuordnen. Dann kann man die verschiedenen genannten elektrostatischen Linsen sowohl in dem an erster Stelle behandelten Fall der Abbildung von Beugungsdiagrammen als auch in dem an zweiter Stelle diskutierten Fall der Präparatabbildung durch Anpassen ihrer Brennweiten an die jeweils abzubildende Ebene verwenden.In a further development of the invention, there is between the objective lens and the electrostatic reduction lens Another electrostatic lens as a switch, for the optional supply of several Lens tensions with constant beam tension corresponding to the different focussing of the assign electrostatic lenses. Then one can use the various called electrostatic lenses both in the case of the imaging of diffraction diagrams dealt with in the first place and in the in the second place discussed the case of specimen imaging by adapting its focal lengths to the respective Use the plane to be mapped.

Ehe auf konstruktive Einzelheiten des Korpuskularstrahlgerätes unter Zugrundelegung des in den Schnittfiguren 3 und 4 wiedergegebenen Ausführungsbeispieles eingegangen wird, soll die Erfindung an Hand der in den Fig. 1 und 2 wiedergegebenen Strahlengänge erläutert werden. Dabei zeigt Fig. 1 den Einsatz einer elektrostatischen Verkleinerungslinse bei dreistufiger Abbildung und F i g. 2 den Einsatz einer elektronischen Vergrößerungslinse bei zweistufiger Abbildung.Marriage to constructive details of the corpuscular beam device based on the in the Sectional Figures 3 and 4 reproduced embodiment is entered, the invention is to Hand of the beam paths reproduced in FIGS. 1 and 2 are explained. 1 shows the use of an electrostatic reduction lens in three-stage imaging and FIG. 2 use an electronic magnifying lens for two-stage imaging.

Beiden Strahlengängen gemeinsam ist ein Bestrahlungsteil, der drei Kondensorlinsen Kl, KIl und MII enthält. Die Kondensoren Kl und Kill sind kurzbrennweitig und erzeugen verkleinerte Bilder Bl bzw.Both beam paths share an irradiation part which contains three condenser lenses Kl, KIl and MII. The condensers Kl and Kill have short focal lengths and produce reduced images B1 or

größerungslinse angeordnet, die bei ausgeschalteter 40 SIII, von denen BI ein Bild der Strahlquelle Q und Zwischenlinse das in der Austrittspupillenebene der 5IH das auf dem Präparat P erzeugte Bild der Be-arranged magnification lens, which with switched off 40 SIII, of which BI an image of the beam source Q and intermediate lens the image of the loading generated on the preparation P in the exit pupil plane of the 5IH

Objektivlinse entworfene Beugungsdiagramm des Präparats vergrößert in der Gegenstandsebene des Projektivs abbildet.Objective lens designed diffraction diagram of the Prepared images enlarged in the object plane of the projector.

Während die zuerst behandelte elektrostatische Verkleinerungslinse also bei eingeschalteter magnetischer Zwischenlinse (dreistufiger Präparatabbildung) in Betrieb sein soll, wird die elektrostatische Vergrößerungslinse bei abgeschalteter ZwischenlinseWhile the first treated electrostatic reduction lens so with the magnetic turned on Intermediate lens (three-stage preparation imaging) should be in operation, the electrostatic Magnifying lens with the intermediate lens switched off

50 reichsblende Bl sind. 50 Reichsblende Bl are.

Der Kondensor XII ist dagegen langbrennweitig; in diesem Fall innerhalb seiner Bildweite liegt die Bereichsblende Bl. Der Kondensator KIl entwirft das zweite Bild BII der Strahlquelle Q, indem er das Bild BI schwach vergrößert in die Eintrittspupillenebene der Objektivlinien O überträgt. The condenser XII, on the other hand, has a long focal length; in this case, the area diaphragm B1 lies within its image distance. The capacitor KIl creates the second image BII of the beam source Q by transferring the image BI, slightly enlarged, into the entrance pupil plane of the objective lines O.

Mit einer derartigen Kondensoranordnung lassen sich auch bei Verwendung von Bereichsblenden mit noch relativ großem und daher einfach herzustellendem Durchmesser sehr kleine Durchmesser des Korpuskularstrahles auf dem Präparat P erzielen. Beispielsweise hatte bei einem Bereichsblendendurch-With such a condenser arrangement, even when using area diaphragms, with still relatively large and therefore easy to manufacture diameter, very small diameter of the corpuscular beam on the preparation P. For example, in the case of an area aperture

(zweistufiger Präparatabbildung) eingeschaltet und überträgt das in der Austrittspupillenebene der Objektivlinse entworfene Beugungsdiagramm des Präparats leicht vergrößert in die Gegenstandsebene der Projektivlinse.(two-stage preparation imaging) is switched on and transmits this in the exit pupil plane of the objective lens The designed diffraction diagram of the preparation is slightly enlarged in the plane of the object Projective lens.

Bei dieser Bestückung des Gerätes können also so- 55 messer von 10 μΐη der bestrahlte Präparatbereich wohl von dreistufiger als auch von zweistufiger Präpa- einen Durchmesser von 700 Ä.
ratabbildung Beugungsdiagramme des abgebildeten Der kurzbrennweitige Kondensor .Oil kann durchWhen the device is equipped with this, a diameter of 700 Å can be measured, and the irradiated specimen area with a three-stage as well as two-stage preparation area.
ratabbildung Diffraction diagrams of the depicted The short focal length condenser .Oil can through

das Vorfeld der bereits zum Bestrahlungsteil gehörenden Objektivlinse O gebildet sein, wie dies im 60 the area in front of the objective lens O already belonging to the irradiation part can be formed, as shown in FIG

Präparatbereiches ohne Änderung der Erregung irgendeiner magnetischen Linse aufgenommen werden. Hat man in der beschriebenen Weise zwischen der Objektivlinse und der soeben behandelten elektrostatischen Verkleinerungslinse eine elektrostatische Vergrößerungslinse angeordnet, so kann man die beiden gleichzeitig eingeschalteten elektrostatischen Linsen vorteilhaft mit solchen Brennweiten betreiben,. daß sie das von der Objektivlinse entworfene virtuelle Bild des Präparats bei ein- oder ausgeschalteter Zwischenlinse in der Gegenstandsebene der Zwischensem, Preparation range without changing the excitation of any magnetic lens. If you have in the manner described between of the objective lens and the electrostatic reduction lens just treated, an electrostatic one Magnifying lens arranged so you can turn the two electrostatic on at the same time Lenses operate advantageously with such focal lengths. that they are the virtual designed by the objective lens Image of the specimen with the intermediate lens switched on or off in the object plane of the intermediate lens,

einzelnen in der Arbeit von W. D. Riecke »Ein Kondensorsystem für eine starke Objektivlinse« in den Veröffentlichungen des 5. Internationalen Kongresses für Elektronenmikroskopie, 1962, beschrieben ist.individual in the work of W. D. Riecke "A condenser system for a strong objective lens" in the publications of the 5th International Congress on Electron Microscopy, 1962 is.

Im Falle der in Fig. 1 zugrunde gelegten dreistufigen Abbildung ist sowohl die Zwischenlinse Z als auch die Projektivlinse PL eingeschaltet, so daß bei α eine erstes, bei b ein zweites und schließlichIn the case of the three-stage imaging on which FIG. 1 is based, both the intermediate lens Z and the projective lens PL are switched on, so that at α a first, at b a second and finally

auf dem Endbildschirm 5 ein drittes vergrößertes Bild des Beugungsdiagramms D entworfen wird.a third enlarged image of the diffraction diagram D is drawn on the final screen 5.

Im Falle der F i g. 2 ist dagegen die Zwischenlinse Z ausgeschaltet.In the case of FIG. 2, however, the intermediate lens Z is switched off.

Betrachtet man nun wieder F i g. 1, so ist dort eine erste elektrostatische Linse 1 zwischen Objektiv O und Zwischenlinse Z vorgesehen, die das in der Austrittspupillenebene 3 der Objektivlinse O entstandene Beugungsdiagramm D des Präparates P verkleinert in der Gegenstandsebene der Zwischenlinse Z abbildet. Bei 4 und 5 entstehen demgemäß ein einstufiges bzw. ein zweistufiges Bild des Beugungsdiagramms D, wobei 4 ein verkleinertes und 5 ein vergrößertes Bild ist. Das Beugungsdiagramm auf dem Endbildschirm ist dreistufig abgebildet und noch stärker vergrößert.If one now looks again at FIG. 1, a first electrostatic lens 1 is provided there between objective O and intermediate lens Z, which images the diffraction diagram D of the preparation P created in the exit pupil plane 3 of the objective lens O , reduced in the object plane of the intermediate lens Z. At 4 and 5, a single-stage and a two-stage image of the diffraction diagram D are accordingly produced, with 4 being a reduced image and 5 being an enlarged image. The diffraction diagram on the final screen is shown in three stages and is even more enlarged.

Ebenso wie in der eben behandelten Fig. 1 sind auch in dem Strahlengang nach F i g. 2 die sich auf die Abbildung des Beugungsdiagramms beziehenden Einrichtungen und Teile des Strahlenganges mit arabischen Ziffern versehen. Hier ist zwischen der Objektivlinse O und der Projektivlinse PL die zweite elektrostatische Linse 2 angeordnet, die eine Vergrößerungslinse darstellt und eingeschaltet ist, wenn man bei abgeschalteter Zwischenlinse Z (Fig. 1) Beugungsdiagramme abbilden will. Der Gegenstand dieser Linse ist das in der Austrittspupillenebene 3 der Objektivlinse O entworfene Beugungsdiagramm D des Präparates P. Sie bildet zusammen mit der Projektivlinie PI das Beugungsdiagramm zweistufig auf dem Endbildschirm S ab. Das erste schwach vergrößerte Bild des Beugungsdiagramms D liegt bei'6.As in FIG. 1 just discussed, in the beam path according to FIG. 2 the devices and parts of the beam path relating to the illustration of the diffraction diagram are provided with Arabic numerals. Here, the second electrostatic lens 2 is arranged between the objective lens O and the projective lens PL; The object of this lens is the diffraction diagram D of the preparation P designed in the exit pupil plane 3 of the objective lens O. It forms the diffraction diagram in two stages on the end screen S together with the projection line PI. The first slightly enlarged image of the diffraction diagram D is at '6.

Weist das Korpuskularstrahlgerät beide elektrostatische Linsen 1 und 2 auf, so ist es möglich, ausgehend von zwei- und dreistufiger Abbildung des Objektes das Beugungsdiagramm abzubilden, ohne hierzu die Erregung der Zwischenlinse und damit die Streuflußverhältnisse im Abbildungsteil ändern zu müssen.If the corpuscular beam device has both electrostatic lenses 1 and 2, it is possible to proceed as a starting point to depict the diffraction diagram of two- and three-level imaging of the object without doing this the excitation of the intermediate lens and thus the stray flux conditions in the imaging part change have to.

Im Prinzip dieselbe Anordnung hat man, wenn gemäß der oben erläuterten anderen Ausführungsform der Erfindung die elektrostatischen Linsen zu einer reduzierenden Abbildung des Präparates herangezogen werden sollen; sie haben dann als Gegenstand ein virtuelles Bild des Präparates und bilden dieses entsprechend ab. Gegebenenfalls können beide Aufgaben durch dieselben elektrostatischen Linsen gelöst werden, wenn man die Linsenbrechkraft durch Änderung der zugeführten Hochspannung variabel macht.In principle, the same arrangement is obtained if the electrostatic lenses are closed according to the other embodiment of the invention explained above a reducing image of the preparation should be used; they then have as an object a virtual image of the specimen and depict it accordingly. If necessary, both can Tasks can be solved by the same electrostatic lenses, if one uses the lens refractive power Makes change of the supplied high voltage variable.

Die bevorzugte konstruktive Ausführung des Gerätes sieht vor, daß jede elektrostatische Linse eine gekapselte Einheit bildet und im Vakuumraum des Gerätes lösbar an anderen Teilen derselben befestigt ist. Insbesondere dann, wenn die Wand des Vakuumraumes des Korpuskularstrahlgerätes im Bereich der elektrostatischen Linsen ein Tor aufweist, kann man dann diese Linsen beispielsweise zum Reinigen aus dem Gerät entfernen, ohne die Säule des Gerätes auseinandernehmen zu müssen.The preferred structural design of the device provides that each electrostatic lens one forms an encapsulated unit and releasably attached to other parts of the same in the vacuum chamber of the device is. In particular if the wall of the vacuum space of the corpuscular beam device is in the area of the If a gate has electrostatic lenses, these lenses can then be used for cleaning purposes, for example the device without having to disassemble the column of the device.

Für die lösbare Halterung der elektrostatischen Linsen haben sich Bajonettverschlüsse bewährt, wobei die Linsen zweckmäßigerweise einzeln an den feststehenden Teilen des Gerätes gehalten werden.Bayonet locks have proven useful for the detachable mounting of the electrostatic lenses, with the lenses are expediently held individually on the fixed parts of the device.

Diese die Linsen haltenden anderen Teile des Gerätes können quer zur Strahl achse justierbar ge^- lagert sein, damit man eine Justierung der Linsenachsen bezüglich der Achse des Korpuskularstrahlgerätes vornehmen kann.These other parts of the device holding the lenses can be adjusted transversely to the beam axis. be stored so that you can adjust the lens axes with respect to the axis of the corpuscular beam device can make.

Bei der bevorzugten Ausführungsform des Gerätes sind die anderen Teile Ringe, die auf feststehenden Teilen des Gerätes mit diesen Kammern bildend aufliegen, die zur Verringerung der Auflagekraft während der Justierbewegungen belüftbar und zur Erhöhung der Auflagekraft nach Beendigung der Justierbewegungen mit einem Raum niedrigeren Drukkes, beispielsweise einem Vorvakuumbehälter, verbindbar sind.In the preferred embodiment of the device, the other parts are rings which are fixed on Share parts of the device with these chambers resting on them to reduce the bearing force during of the adjustment movements can be ventilated and to increase the contact force after the adjustment movements have been completed Can be connected to a room with lower pressure, for example a fore-vacuum container are.

ίο Den elektrostatischen Linsen können Federn zugeordnet sein, die einen konstanten Anteil der Auflagekraft einstellen, dem sich der mittels der Kammern erzeugte variable Anteil der Auflagekraft überlagert.ίο Springs can be assigned to the electrostatic lenses be that set a constant proportion of the bearing force, which is the means of the chambers generated variable portion of the tracking force superimposed.

Im folgenden werden diese und weitere konstruktive Einzelheiten an Hand des in den F i g. 3 und 4 beschriebenen Ausführungsbeispiels erläutert.In the following, these and other constructional details will be explained on the basis of the FIG. 3 and 4 described embodiment explained.

Die genannten Figuren zeigen den hier interessierenden Teil eines Elektronenmikroskops, d. h. die beiden elektrostatischen Linsen 10 und 11 in Strahlrichtung oberhalb der elektromagnetischen Zwischenlinse 12. Beide Figuren zeigen senkrechte, den Elektronenstrahl 13 enthaltende Schnitte durch die allgemein mit 14 bezeichnete Säule des Elektronenmikroskops. Auf den deckartigen Abschluß 15 legt sich der die Objektivlinse enthaltende Teil des Mikroskops unter Zwischenlage von Vakuumdichtungen auf, während sich an das im Mikroskop fest angeordnete Teil 16 in Strahlrichtung nach unten die Projektivlinse anschließt.The figures mentioned show the one that is of interest here Part of an electron microscope, d. H. the two electrostatic lenses 10 and 11 in the beam direction above the electromagnetic intermediate lens 12. Both figures show perpendicular, the electron beam 13 containing sections through the generally designated 14 column of the electron microscope. The part of the microscope containing the objective lens lies on the cover-like termination 15 with the interposition of vacuum seals, while adhering to the firmly arranged in the microscope Part 16 connects the projective lens in the beam direction downwards.

Die Zwischenlinse 12 ist als übliche elektromagnetische Linse mit zwei Wicklungshälften 17 und 17 a und einem Eisenkreis zur Führung des magnetischen Flusses aufgebaut. Der Eisenkreis enthält die PoI-schuhe 18 und 19 sowie die Teile 20 bis 24; die Teile 25 und 26 bestehen aus magnetischem Material, wie Messing.The intermediate lens 12 is a conventional electromagnetic lens with two winding halves 17 and 17 a and an iron circle to guide the magnetic flux. The iron circle contains the PoI shoes 18 and 19 and parts 20 to 24; the parts 25 and 26 are made of magnetic material, such as Brass.

Die beiden elektrostatischen Linsen 10 und 11 enthalten, wie ebenfalls an sich bekannt, je eine auf Hochspannung liegende Elektrode 27 bzw. 28; die Hochspannung wird über die lösbaren Steckkupplungen 29 bzw. 30 zugeführt. Durch Zurückziehen der in Fig. 3 rechten steckenartigen Teile dieser Kupplungen 29 und 30 werden die Linsen 10 und 11 zum Entfernen freigegeben.As is also known per se, the two electrostatic lenses 10 and 11 each contain one High-voltage electrode 27 or 28; the high voltage is supplied via the detachable plug-in couplings 29 or 30 supplied. By withdrawing the plug-like parts on the right in FIG. 3 of this Couplings 29 and 30, the lenses 10 and 11 are released for removal.

Weiterhin enthalten die Linsen 10 und 11 auf Erdpotential liegende Elektroden 31, 32 bzw. 33, 34. Der Elektronenstrahl 13 ist zwischen den beiden Linsen 10 und 11 in Abschirmrohren 35 und 36 aus hochpermeablen Material geführt, die teleskopartig angeordnet sind und von denen das äußere Rohr 36 gegen die Wirkung von Federn 37 nach unten bewegt werden kann, worauf die beiden dann ineinander verlaufenden Rohre durch das Tor 39 aus dem Vakuumraum des Gerätes entfernbar sind.Furthermore, the lenses 10 and 11 contain electrodes 31, 32 and 33, 34, respectively, which are at ground potential Electron beam 13 is between the two lenses 10 and 11 in shielding tubes 35 and 36 made of highly permeable Out of material, which are arranged telescopically and of which the outer tube 36 against the action of springs 37 can be moved downwards, whereupon the two then run into one another Pipes can be removed through the gate 39 from the vacuum space of the device.

Das Tor 39 dient auch zum Entfernen der von dem Linsengehäuse 40 bzw. 41 umgebenen elektrostatischen Linse 10 bzw. 11.The gate 39 is also used to remove the electrostatic surrounded by the lens housing 40 and 41, respectively Lens 10 or 11.

Die obere elektrostatische Linse 10 stellt eine Vergrößerungslinse (vgl. den Strahlengang nach F i g. 2) dar, während die untere elektrostatische Linse 11 eine Verkleinerungslinse (vgl. den Strahlengang nach Fig. 1) ist. Aufgabe und Wirkungsweise der beiden Linsen wurden oben erläutert.The upper electrostatic lens 10 constitutes a magnifying lens (cf. the beam path according to FIG. 2), while the lower electrostatic lens 11 is a Reduction lens (see. The beam path according to Fig. 1) is. Task and mode of action of the two Lenses have been discussed above.

Die Linsengehäuse sind mittels Bajonettverschlüssen 42 bzw. 43 an ringförmigen Teilen 44 bzw. 45 gehalten. Diese Bajonettverschlüsse bestehen aus etwa hakenförmigen Ausnehmungen 46 bzw. 47, derenThe lens housings are held on annular parts 44 and 45 by means of bayonet locks 42 and 43, respectively. These bayonet locks consist of approximately hook-shaped recesses 46 and 47, the

309 626/235309 626/235

Gestalt aus F i g. 4 hervorgeht und die mit Stiften 48 bzw. 49 an den Ringen 44 bzw. 45 zusammenwirken. Diese Stifte 48 bzw. 49 sind jeweils an einem Zwischenring befestigt und, wie bezüglich des Stiftes 49 in F i g. 3 gezeigt, mittels Federn 50 an dem jeweiligen Ring 44 bzw. 45 gehalten, so daß sie die jeweilige elektrostatische Linse 10 bzw. 11 federnd gegen die der Linse zurückgekehrte Fläche des Ringes 44 bzw. 45 drücken.Figure from FIG. 4 and which cooperate with pins 48 and 49 on rings 44 and 45, respectively. These pins 48 and 49 are each fastened to an intermediate ring and, as in relation to the pin 49 in Fig. 3 shown, held by means of springs 50 on the respective ring 44 and 45, so that they the respective electrostatic lens 10 or 11 resiliently against the surface of the ring 44 or Press 45.

Der Ring 44 bildet zusammen mit dem Teil 15 und den Dichtungen 51 und 52 eine Kammer 53, die wahlweise mit der Außenluft oder einem Raum niedrigen Druckes verbindbar ist. Eine entsprechende Kammer 54 befindet sich zwischen entsprechenden Teilen im Bereich der unteren elektrostatischen Linse 11.The ring 44 forms together with the part 15 and the seals 51 and 52 a chamber 53 which can optionally be connected to the outside air or a room with low pressure. A corresponding Chamber 54 is located between corresponding parts in the area of the lower electrostatic Lens 11.

Weiterhin sind den Ringen 44 und 45, wie F i g. 4 zeigt, Federanordnungen 55 bzw. 56 zugeordnet, von denen jeweils mehrere in rotationssymmetrischer Anordnung bezüglich des Elektronenstrahles 13 vorgesehen sind. Diese in der Säule 14 des Elektronenmikroskops fest angeordneten Pakete von Tellerfedem drücken über Kugeln auf die Ringe 44 und 45, so daß sie zusammen mit dem Gewicht der elektrostatischen Linse 10 bzw. 11 eine konstante Auflagekraft an den Stellen 57 und 58 erzeugen. Diesem konstanten Anteil der Auflagekraft überlagert sich ein veränderlicher Anteil, der durch den Druck in den Kammern 53 und 54 erzeugt wird. Zur Verringerung der Auflagekraft und damit der Reibung an den Stellen 57 und 58 werden die Kammern 53 und 54 mit der Atmosphäre in Verbindung gebracht, so daß dann durch Betätigen der Antriebe 59 und 60 leicht eine Querverschiebung der Linsen vorgenommen werden kann; zur Fixierung der so gefundenen Justierstellung werden die Kammern 53 und 54 dagegen evakuiert, so daß die Reibung dann erhöht ist.Furthermore, the rings 44 and 45, as shown in FIG. 4 shows associated spring assemblies 55 and 56, respectively several of which are provided in a rotationally symmetrical arrangement with respect to the electron beam 13 are. These packages of disc springs are fixedly arranged in the column 14 of the electron microscope press over balls on the rings 44 and 45 so that they go along with the weight of the electrostatic Lens 10 or 11 generate a constant bearing force at points 57 and 58. This constant Part of the tracking force is superimposed by a variable part that is generated by the pressure in the Chambers 53 and 54 is generated. To reduce the tracking force and thus the friction on the Points 57 and 58, the chambers 53 and 54 are brought into communication with the atmosphere, so that then by actuating the drives 59 and 60, a transverse displacement of the lenses is easily carried out can be; to fix the adjustment position found in this way, the chambers 53 and 54 are opposed to it evacuated, so that the friction is then increased.

Einen entsprechenden Antrieb 61 weist die Zwischenlinie 16 auf; auch hier ist eine Kammer 62 zur Erzielung eines veränderlichen Anteils der Auflagekraft an der Fläche 63 zugeordnet. Die Federanordnungen bei der Zwischenlinse 12 sind mit 64 bezeichnet und befinden sich oberhalb der Linse auf diese drückend.The intermediate line 16 has a corresponding drive 61; also here is a chamber 62 for Achieving a variable proportion of the bearing force on the surface 63 is assigned. The spring arrangements at the intermediate lens 12 are designated by 64 and are located above the lens on this oppressive.

Verständlicherweise sind jeweils zwei Antriebe 59, 60 und 61 vorhanden, damit die jeweilige Linse in zwei Koordinaten beliebig bewegt werden kann. Diese Antriebe können Stellmotoren sein, die gegebenenfalls zusätzlich von Hand betätigt werden können. Es ist aber auch ein üblicher Handantrieb für sich allein verwendbar.Understandably, there are two drives 59, 60 and 61 each so that the respective lens is in two coordinates can be moved at will. These drives can be servomotors, if necessary can also be operated by hand. But it is also a common manual drive in itself can be used alone.

Die Übertragung der Bewegungen der Antriebe 59, 60 und 61 wird für den Fall des Antriebes 59 erläutert; die Konstruktionen für die anderen Antriebe sind identisch. Die Achse 62 mit dem Kugellager 63 wird von dem Antrieb 59 in F i g. 4 beispielsweiseThe transmission of the movements of the drives 59, 60 and 61 is explained for the case of the drive 59; the constructions for the other drives are identical. The axle 62 with the ball bearing 63 is driven by the drive 59 in FIG. 4 for example

ίο nach links bewegt, wodurch das Teil 64 gegen die Wirkung der Rückstellfedern 65 ebenfalls nach links bewegt wird. Es ist fest mit dem Ring 44 verbunden, beispielsweise verschraubt, so daß die Bewegung des Kugellagers 63 auf den Ring 44 und damit die Linsenanordnung 10 übertragen wird.ίο moved to the left, causing the part 64 against the Action of the return springs 65 is also moved to the left. It is firmly connected to the ring 44, for example screwed, so that the movement of the ball bearing 63 on the ring 44 and thus the Lens assembly 10 is transmitted.

Im Hochspannungserzeuger für die Linsenspannung befinden sich häufig Kondensatoren, die, ebenso wie Erdkapazitäten, beim Abschalten der Linsenspannung durch Entladevorgänge das Potential derIn the high-voltage generator for the lens voltage there are often capacitors that, as well like earth capacitances, when switching off the lens voltage by discharging processes the potential of the

ao Hochspanungselektrode nur relativ langsam nach einer e-Funktion auf das Erdpotential absinken lassen. Aus diesem Grunde wird man zweckmäßigerweise einen Erdungsschalter für die Hochspannungselektrode vorsehen, der beim Abschalten der Linsenspannung diese Linsenelektrode sofort niederohmig mit Erdpotential verbindet.ao Let the high-voltage electrode sink relatively slowly to the earth potential according to an exponential function. For this reason, it is expedient to use an earthing switch for the high-voltage electrode provide that this lens electrode immediately low-resistance when the lens voltage is switched off connects to earth potential.

. In F i g. 5 ist diese Weiterbildung der Erfindung an Hand eines Beispiels veranschaulicht. Die Hochspannungselektrode 70 der elektrostatischen Linse 71 wird von einem Hochspannungserzeuger gespeist, dessen wesentliche Teile der Aufwärts-Transformator 72, die Gleichrichteranordnung 73 und der Glättungskondensator 74 bilden. Der Umschalter 75 gestattet, verschiedene Linsenspannungen einzustellen, während der Schalter 76 zum Zu- und Abschalten der Linsenspannung dient.. In Fig. 5, this development of the invention is illustrated using an example. The high voltage electrode 70 of the electrostatic lens 71 is fed by a high voltage generator, whose essential parts the step-up transformer 72, the rectifier arrangement 73 and the Form smoothing capacitor 74. The switch 75 allows different lens voltages to be set, while the switch 76 is used to switch the lens voltage on and off.

Der Erdungsschalter 77 ist so geschaltet, daß er gegen die Wirkung der Zugfeder 78 seine Kontakte geöffnet hält, solange der Schalter 76 in der Einschaltstellung liegt. Beim Abschalten der Hochspannung schafft der Erdungsschalter dagegen eine im Verhältnis zum Belastungswiderstand 79 niederohmige Erdverbindung für die Hochspannungselektrode 70 über den Schutzwiderstand 80, so daß diese Elektrode unabhängig von irgendwelchen Zeitkonstanten im Kreise des Hochspannungserzeugers praktisch momentan auf Erdpotential gelegt wird.The earthing switch 77 is connected in such a way that it counteracts the action of the tension spring 78 with its contacts holds open as long as the switch 76 is in the on position. When switching off the high voltage In contrast, the earthing switch creates a low resistance in relation to the load resistance 79 Earth connection for the high-voltage electrode 70 via the protective resistor 80, so that this Electrode independent of any time constants in the circuit of the high voltage generator is practically momentarily placed on earth potential.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Corpuscular beam device for the optional imaging of a specimen or its diffraction diagram, in particular an electron microscope, with an irradiation part in front of the beam direction as well an imaging part in the direction of the beam behind the specimen, which has an objective, an intermediate and a projective lens in the form of magnetic lenses and another lens between the objective and the relay lens containing that designed in the exit pupil plane of the objective lens Diffraction diagram of the preparation or one - seen in the direction of the beam - behind the other Lens-designed virtual image of the specimen in the object plane of the intermediate lens, characterized in that the further lens is an electrostatic reduction lens (1) is.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that between the objective lens (Fig. 2: O) and the electrostatic reduction lens (1) an electrostatic magnification lens (2) is arranged, which when the intermediate lens (Z) is in the exit pupil plane (3 ) the objective lens (O) designed diffraction diagram of the preparation (P ) images enlarged in the object plane of the projective lens (PL).

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that an electrostatic magnifying lens (2) is arranged between the objective lens (O) and the electrostatic reduction lens (1) and that the two electrostatic lenses (1, 2) switched on at the same time are one of the objective lens ( O) depict the designed virtual image of the preparation (P) with the intermediate lens (Z) switched on or off in the object plane of the intermediate lens (Z) or the projective lens (PL).

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the electrostatic lenses (1, 2) Means, such as changeover switches, for the optional supply of several lens voltages at constant Beam voltage corresponding to the different foci of the electrostatic lenses (1, 2) are assigned.

5. Apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that each electrostatic Lens forms an encapsulated unit (Fig. 3 and 4: 10, 11) and is detachable in the vacuum space of the device other parts (44, 45) of the same is attached.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the wall (14) of the vacuum space has a gate (39) in the area of the electrostatic lenses (10, 11).

7. Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that the electrostatic lenses (10, 11) are individually attached to the other parts (44, 45) of the device by means of a bayonet lock (42, 43).

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the other parts (44,45) transversely to Beam axis are adjustable.

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the other parts are rings (44, 45) are, which rest on fixed parts of the device, with these chambers (53, 54) forming, the can be ventilated to reduce the tracking force during the adjustment movements and to increase it the tracking force after completion of the adjustment movements with a room with lower pressure are connectable.

10. Apparatus according to claim 9, characterized in that the electrostatic lenses (10, 11) springs (55, 56) are assigned, which set a constant proportion of the bearing force.

11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the corpuscular beam (13) in the to the electrostatic lenses (10,11) adjacent areas in shield tubes (35,36) made of highly permeable material.

12. Device according to one of claims 4 to 11, characterized in that a high voltage generator containing capacitances (Fig. 5: 74) for the high voltage of an electrostatic lens (71) the changeover switch (75) as well as such Earthing switch (77) controlled by a voltage in the high-voltage generator contains that when Switching off (at 76) the high voltage, the high voltage electrode (70) of the lens (71) with low resistance (over 80) is earthed.