DE1614163B1

DE1614163B1 - Corpuscular beam device, in particular an electron microscope, with a preparation holder

Info

Publication number: DE1614163B1
Application number: DE1967M0074185
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dieter Dr Riecke
Original assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Current assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Priority date: 1967-05-31
Filing date: 1967-05-31
Publication date: 1970-10-15

Description

Die Erfindung betrifft ein Korpuskularstrahlgerät mit einem vorzugsweise zungenförmigen Halter für ein auf einem netz- oder folienförmigen Träger angeordnetes, zu untersuchendes Präparat. In erster Linie ist dabei an ein Elektronenmikroskop gedacht, jedoch kann die Erfindung immer dann auch bei anderen Korpuskularstrahlgeräten, wie Beugungsgeräten, mit Vorteil Anwendung finden, wenn ein Präparathalter kleiner Bauhöhe Verwendung finden soll oder wenn zur Befestigung des Trägers im Halter nur wenig Platz in Strahlrichtung zur Verfügung steht.The invention relates to a particle beam device with a preferably tongue-shaped holder for a carrier arranged on a mesh or film, preparation to be examined. First and foremost, this is done using an electron microscope thought, but the invention can always then also with other corpuscular beam devices, such as diffraction devices, are advantageously used when a specimen holder is smaller Overall height is to be used or if only for fastening the carrier in the holder there is little space available in the direction of the beam.

Es ist bekannt, Präparate in derartigen zungenförmigen Haltern im Strahlengang von Elektronenmikroskopen zu lagern. Die Tendenz geht dahin, das Präparat in das Feld der Objektivlinse, üblicherweise einer elektromagnetischen Polschuhlinse, hineinzubringen. Zu diesem Zweck ist es bekannt, eine seitliche Präparateinführung vorzusehen, wobei die Objektivlinse beispielsweise zwei Wicklungshälften enthält und zwischen diesen Wicklungshälften ein Präparathalter in den Linsenspalt zwischen den das Linsenfeld bestimmenden Elektroden bzw. Polschuhen gehalten wird. Da weiterhin aus Gründen der Erzielung guter Abbildungseigenschaften an Objektivlinsen die Forderung nach einem möglichst kurzen Linsenspalt gestellt wird und es zweckmäßig `ist, im Linsenspalt außer dem Präparathalter Blenden, beispielsweise Aperturblenden, und zur Erzielung einer Objektraumkühlung dienende, mit einem Tiefkühlmittel in gut wärmeleitender Verbindung stehende Blenden vorzusehen, besteht Bedarf an einer Präparathalterung, die, in Strahlrichtung gesehen, möglichst wenig Platz beansprucht.It is known that preparations in such tongue-shaped holders in the To store the beam path of electron microscopes. The tendency is the preparation into the field of the objective lens, usually an electromagnetic pole piece lens, bring in. For this purpose, it is known to introduce the preparation from the side to be provided, the objective lens containing, for example, two winding halves and a specimen holder in the lens gap between these winding halves is held by the electrodes or pole pieces that determine the lens field. Since then the requirement for reasons of achieving good imaging properties on objective lenses is placed after the shortest possible lens gap and it is advisable to use the Lens gap apart from the specimen holder diaphragms, for example aperture diaphragms, and to achieve cooling of the object space, with a freezer in good to provide thermally conductive connection panels, there is a need for a specimen holder, which, viewed in the direction of the beam, takes up as little space as possible.

Insbesondere bei Verwendung einer zwei gekühlte Blenden enthaltenden bekanntenObjektraumkühlung, bei der die gekühlten Blenden den Präparathalter in Strahlrichtung gesehen zwischen sich einschließen, ist dieses Problem besonders schwerwiegend, da jeder Kontakt zwischen den gekühlten Blenden einerseits und der Präparathalterung andererseits vermieden werden muß, um eine unerwünschte Kühlung des Präparates oder umgekehrt eine unerwünschte Erwärmung der gekühlten Blenden auszuschließen.In particular when using one containing two cooled diaphragms known object space cooling, in which the cooled diaphragms hold the specimen holder in This problem is a particular problem serious, since any contact between the cooled diaphragms on the one hand and the On the other hand, specimen holder must be avoided in order to prevent undesired cooling of the preparation or, conversely, undesirable heating of the cooled diaphragms to exclude.

Diese Forderung läßt sich bei bekannten Präparathalterungen, auch bei Verwendung von Netzen oder Folien als Träger für die zu untersuchenden Präparate, also auch bei Verzicht auf die sonst üblichen Präparatblenden, deshalb schwer verwirklichen, weil die leichten Netze und Folien mit dem zu untersuchenden Präparat an oder in dem Halter befestigt werden müssen. Diese Befestigung geschieht bei bekannten Konstruktionen mittels Schrauben und gegebenenfalls vorgesehenen Zwischenringen, wobei die Schrauben mit einem feingängigen Gewinde in den zungenförmigen Halter eingeschraubt sind. Damit kann die Dicke des Halters nicht unter ein Maß verringert werden, das erforderlich ist, um eine bestimmte Anzahl von Gewindegängen für die Schrauben sicherzustellen.This requirement can also be met with known specimen holders when using nets or foils as a carrier for the specimens to be examined, So even if you do without the usual specimen diaphragms, therefore difficult to achieve, because the light nets and foils are attached to or in the specimen to be examined must be attached to the holder. This attachment is done in known constructions by means of screws and, if necessary, provided intermediate rings, the screws are screwed into the tongue-shaped holder with a fine thread. With this, the thickness of the holder cannot be reduced below what is required is to ensure a certain number of threads for the screws.

Die genannten Schwierigkeiten werden erfindungsgemäß bei einem Korpuskularstrahlgerät dadurch vermieden, daß der Präparatträger mittels eines Federringes aus magnetisch unwirksamem Material gegen eine Auflage in einer in dem Halter befindlichen Ausnehmung gedrückt ist, deren den Federring aufnehmender Bereich sich in Richtung auf den Präparatträger zu erweitert. Derartige Federringe aus unmagnetischem Material können sehr dünn, beispielsweise mit Durchmessern von einigen zehntel Millimetern, ausgeführt werden, so daß die Dicke des Präparathalters erheblich kleiner als bei Verwendung von Befestigungsschrauben für den Präparatträger dimensioniert werden kann.According to the invention, the difficulties mentioned are present in a particle beam device avoided that the slide by means of a spring washer from magnetic ineffective material against a support in a recess located in the holder is pressed, the spring ring receiving area in the direction of the Slide to extended. Such spring washers made of non-magnetic material can very thin, for example with a diameter of a few tenths of a millimeter so that the thickness of the specimen holder is considerably smaller than when it was used can be dimensioned by fastening screws for the slide.

Die Ausnehmung zur Aufnahme des Präparatträgers wird in der Regel eine in Richtung des Korpuskularstrahles verlaufende Bohrung sein. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erweitert sich diese Bohrung in Richtung auf den Präparatträ ger zu konisch, so daß durch diese Konizität der Federring nach seinem Einsetzen einerseits vor dem Herausfallen aus der Ausnehmung geschützt und andererseits mit einer gewissen Kraft, die von der Elastizität des verwendeten Federmaterials abhängt, gegen den Präparatträger gedrückt wird und damit diesen gegen eine Auflagefläche in der Bohrung drückt:: Man kann die Konstruktion aber auch so treffen, daß der Durchmesser der Bohrung sich in Richtung auf den Präparatträger zu mit seinen Enden gekrümmte Kurven, insbesondere Kreisbögen, beschreibend vergrößert. Welche Lösung man wählt, wird weitgehend von den vorhandenen Bearbeitungsmaschinen abhängen.The recess for receiving the slide is usually be a bore extending in the direction of the corpuscular beam. With the preferred Embodiment of the invention, this bore widens in the direction of the preparation tray ger too conical, so that this conicity of the spring ring after its insertion on the one hand protected from falling out of the recess and on the other hand with a certain force, which depends on the elasticity of the spring material used, is pressed against the slide and thus against a support surface in the hole presses :: But the construction can also be made in such a way that the The diameter of the bore extends in the direction of the slide with its ends curved curves, in particular circular arcs, enlarged in a descriptive manner. Which solution one chooses will largely depend on the existing processing machines.

Die Herstellung der Federringe ist besonders einfach, wenn man einen Draht aus magnetisch unwirksamem Federmaterial, wie Berylliumbronze, um einen Dorn wickelt, seine Enden festhält oder festspannt und dann diese Drahtspirale parallel zum Dorn einseitig durchsägt, so daß sie in eine ihrer Windungszahl entsprechende Anzahl von Federringen zerfällt. Für den Fall, daß die durch den Wickelvorgang hervorgerufene Steigung der einzelnenFederringe beispielsweise im Hinblick auf mögliche Beschädigungen des Präparatträgers durch die vorstehenden Enden stört, wird man nach dem beschriebenen Verfahren durch einen weiteren Arbeitsgang, beispielsweise ein Stauchen oder Biegen, die Steigung der einzelnen Federringe beseitigen.The production of the spring washers is particularly easy if you have one Wire made of magnetically ineffective spring material, such as beryllium bronze, around a mandrel wraps, holds or clamps its ends and then this wire spiral parallel Saw through to the mandrel on one side, so that it corresponds to its number of turns Number of spring washers falls apart. In the event that the Incline of the individual spring rings, for example with regard to possible damage of the slide interferes with the protruding ends, one becomes after the described Process through a further work step, for example upsetting or bending, eliminate the slope of the individual spring washers.

Die Figuren zeigen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung. In beiden Figuren ist mit 1 dasjenige Ende des zungenförmigen Präparathalters bezeichnet, das das zu untersuchende Präparat 2 auf seinem netz-oder folienförmigen Träger in den Bereich des Korpuskularstrahles, beispielsweise des Elektronenstrahles in einem Elektronenmikroskop, hält. In beiden Konstruktionen weist der Präparathalter 1 eine Auflagefläche 3 für den Präparatträger mit dem Präparat 2 auf.The figures show two exemplary embodiments of the invention. In both figures, 1 denotes that end of the tongue-shaped specimen holder which holds the specimen 2 to be examined on its mesh-shaped or film-shaped carrier in the area of the corpuscular beam, for example the electron beam in an electron microscope. In both constructions, the specimen holder 1 has a support surface 3 for the specimen carrier with the specimen 2.

Im Falle der Ausführungsform nach F i g. 1 wird durch eine konische Vergrößerung des Durchmessers der Ausnehmung 4 in Richtung auf die Auflagefläche 3 zu der Federring 5 gegen den Präparatträger gedrückt, so daß das Präparat 2 federnd fest eingespannt ist. Der kleinste, d. h. oberste Durchmesser dieser hier als Bohrung ausgeführten Ausnehmung, ist so groß bemessen, daß das Präparat 2 bequem eingesetzt und entfernt werden kann, wenn zuvor mittels eines beispielsweise haken- oder nadelartigen Werkzeuges der Federring aus der Ausnehmung 4 entfernt ist. Es kann dazu zweckmäßig sein, in dem zungenförmigen Präparathalter 1 eine Erweiterung, z. B. in Gestalt einer öffnung 8 oder einer rillenförmigen Senkung 9 (F i g. 2), dergestalt vorzusehen, daß der Rand der Ausnehmung 4 bzw. 7 an einer Stelle des Umfangs durchbrochen und dadurch Platz für das Ansetzen des Werkzeugs geschaffen ist.In the case of the embodiment according to FIG. 1 is pressed by a conical enlargement of the diameter of the recess 4 in the direction of the support surface 3 to the spring ring 5 against the specimen carrier, so that the specimen 2 is resiliently clamped. The smallest, ie uppermost, diameter of this recess, designed here as a bore, is dimensioned so large that the preparation 2 can be easily inserted and removed if the spring ring is removed from the recess 4 beforehand by means of a, for example, hook-like or needle-like tool. It may be convenient to where tongue-shaped specimen holder 1 an extension for. B. in the form of an opening 8 or a groove-shaped countersink 9 (FIG. 2), to be provided in such a way that the edge of the recess 4 or 7 is broken through at one point on the circumference, thereby creating space for the attachment of the tool.

Der Federring muß verständlicherweise einen so großen Ausschnitt besitzen, daß der Außendurchmesser des Ringes im zusammengedrückten Zustand des Ringes kleiner ist als der kleinste, d. h. in den Figuren der oberste Durchmesser der Ausnehmung.Understandably, the spring ring must have such a large cutout, that the outer diameter of the ring is smaller in the compressed state of the ring is considered the smallest, d. H. in the figures the top diameter of the recess.

Der Verlauf der Ausnehmung unterhalb des Präparates 2 ist so groß gewählt, daß der Korpuskularstrahl, der einen gewünschten Bereich des Präparates 2 zu dessen Abbildung durchsetzt hat, durch den Rand 6 der Bohrung nicht beeinflußt wird.The course of the recess below the preparation 2 is so large chosen that the corpuscular beam that covers a desired area of the specimen 2 has penetrated to the figure, not affected by the edge 6 of the hole will.

In dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 ist die ebenfalls als Bohrung ausgeführte Ausnehmung 7 dagegen so dimensioniert, daß ihr Durchmesser sich, wiederum ausgehend von einem kleinsten Wert an der in der Figur oberen Fläche des zungenförmigen Halters 1, in Richtung auf die Auflagefläche 3 zu mit seinen Enden auf einer Kurve verlaufend erweitert. Diese Kurvenäste können Kreisbögen sein, wobei es zweckmäßig ist, den gemeinsamen Mittelpunkt der Kreisbögen in die Höhe des Präparates 2 oder darunter zu legen, um eine ausreichende Neigung der Begrenzungsfläche der Ausnehmung 7 in Richtung auf das Präparat 2 zu zu erhalten.In the embodiment according to FIG. 2 is also used as a hole executed recess 7, however, dimensioned so that its diameter, again starting from a smallest value on the upper surface of the tongue-shaped in the figure Holder 1, in the direction of the support surface 3 with its ends on a curve progressively expanded. These curve branches can be arcs of a circle, whereby it is expedient is, the common center point of the arcs at the level of preparation 2 or to put underneath in order to have a sufficient inclination of the boundary surface of the recess 7 in the direction of preparation 2.

Verständlicherweise brauchen die beiden Kurvenäste aber keinen gemeinsamen Mittelpunkt zu haben. Man kann den Federring 5 auch mit Ausnehmungen oder Fortsätzen versehen, die zum Angriff eines Werkzeuges vorgesehen sind, das zum Einsetzen bzw. Entfernen des Federringes 5 in die bzw. aus der Ausnehmung in dem Halter l dient.Understandably, the two branches of the curve do not need a common one To have focus. You can also use the spring ring 5 with recesses or extensions provided, which are intended to attack a tool that is used for insertion or Removing the spring ring 5 into or out of the recess in the holder l is used.

Claims

Claims: 1. Corpuscular beam device, in particular electron microscope, with a holder for a carrier arranged on a net or film-shaped carrier, Specimen to be examined, indicated by the fact that the specimen carrier by means of a spring ring (5) made of magnetically ineffective material against a support (3) is pressed in a recess (4; 4) located in the holder (1), the the area receiving the spring ring (5) towards the slide expanded.

2. corpuscular beam device according to claim 1, characterized in that the recess (4; 7) has a bore extending in the direction of the corpuscular beam is.

3. corpuscular beam device according to claim 2, characterized in that the Bore (4) widens conically in the direction of the slide (Fig. 1).

4. corpuscular beam device according to claim 2, characterized in that the diameter the bore (7) is curved towards the slide with its ends Curves, especially arcs, enlarged in a descriptive manner.

5. Corpuscular beam device according to one of claims 1 to 4, characterized in that on the circumference of the recess (4; 7) extensions (u; 9) for attaching a tool for removing the Spring washer (5) are provided.

6. Corpuscular beam device according to one of the claims 1 to 5, characterized by the use of a tongue-shaped holder (1).

7th Process for the production of body beam devices according to one of the claims 1 to 6 used spring washers, characterized in that a wire made of magnetic ineffective spring material, such as beryllium bronze, is wound around a mandrel that its ends are held, and that this wire spiral on one side parallel to the Thorn is sawn through. so that they are in a number corresponding to their number of turns disintegrates from spring washers. B. The method according to claim 7, characterized. that then the slope of the individual spring washers is eliminated.