DE1614688C3 - Korpuskularstrahlgerät, insbesondere Elektronenmikroskop, mit einer Doppelkondensoranordnung - Google Patents
Korpuskularstrahlgerät, insbesondere Elektronenmikroskop, mit einer DoppelkondensoranordnungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Korpuskularstrahlgerät, insbesondere Elektronenmikroskop, mit einer Doppelkondensoranordnung,
bestehend aus einer in Strahlrichtung ersten kurzbrennweitigen Linse und einer zweiten langbrennweitigen Linse, bei dem das
den Linsenspalt der ersten Linse bildende Polschuhsystem Teil einer Baueinheit ist, die als solche in eine
Linsenbohrung einschiebbar ist.
Ein Elektronenmikroskop mit einer Doppelkondensoranordnung
dieser Art ist aus der deutschen Auslegcschrift T 018 564 bekannt. Die Erfiiuluiv.:
kann jedoch nicht nur bei Elektronenmikroskopen, sondern auch bei anderen Korpuskularstrahlgeräten,
z.B. Ionenmikroskopen, Beugungseinrichtungen, Geräten zur Mikroanalyse oder zur Ladungsträger-Strahlbearbeitung,
mit Vorteil Anwendung finden.
Bei allen diesen Geräten ist es erforderlich, eine genaue Justierung der Achse des Korpuskularstrahls
und der Achse der Kondensoranordnung sowie weiterer Linsen relativ zueinander vorzunehmen. Es ist
ίο bekannt, zu diesem Zweck die Kondensoranordnung
mechanisch querverschiebbar in der Säule beispielsweise eines Elektronenmikroskops anzuordnen.
Weiterhin ist für bestimmte Untersuchungen eine rasterförmige Abtastung eines zu untersuchenden
Präparates erwünscht. Hierzu müssen elektromagnetische und/oder elektrostatische Ablenksysteme im
Gerät vorgesehen sein, die es gestatten, den Korpuskularstrahl in zwei zueinander senkrechten Richtungen
abzulenken. Bekannte Geräte, die diese Möglichkeit bieten, sind beispielsweise von v. Ardenne in
Gestalt seines Rastermikroskops angegeben worden; auch bei Einrichtungen zur Röntgenmikroanalyse,
die gegebenenfalls als Zusatzeinrichtungen für Elektronenmikroskope ausgebildet sind, hat sich diese
=5 Bestrahlungsart als Scanning eingebürgert. Ein Mikroanalysator
dieser Art ist aus der britischen Patentschrift 1 019 581 bekannt. Hier ist das Ablenksystem
in Höhe der Wicklung der zweiten Kondensorlinse, jedoch in Strahlrichtung weit vor dem Linsenspalt
dieser Linse angeordnet, so daß der abgelenkte Strahl den Linsenspalt exzentrisch durchsetzt.
Die Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe, bei einem Korpuskularstrahlgerät der eingangs genannten
Art ein Ablenksystem so anzuordnen, daß es keinen zusätzlichen Raum beansprucht und die Abbildungseigenschaften
des Kondensors nicht beeinträchtigt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als weiteres Teil der Baueinheit im Linsenspalt
der zweiten Linse ein elektromagnetisches oder elektrostatisches Ablenksystem zur Beeinflussung
der Lage des Korpuskularstrahls angeordnet ist. Durch die Erfindung wird erreicht, daß die Ablenkung
des Strahls auf seine Lage in der zweiten Linse keinen oder nur einen sehr geringen Einfluß hat, so
daß Abbildungsfehler infolge eines bezüglich dieser Linse exzentrischen Strahlverlaufs nicht auftreten.
Die Erfindung berücksichtigt die Tatsache, daß die zweite Kondensorlinse langbrennweitig ist, so daß ihr
Linsenspalt nicht in unmittelbarer Umgebung des Korpuskularstrahls zu liegen braucht. Es steht daher
in der Linsenbohrung der zweiten Linse genügend Raum für das Ablenksystem zur Verfügung.
Bei der Doppelkondensoranordnung nach der deutschen Patentschrift 1018 564 umfaßt die Baueinheit
die Polschuhsysteme beider Linsen der Doppelkondensoranordnung. Im Rahmen der vorliegenden
Erfindung braucht die Baueinheit jedoch nur ein Polschuhsystem zu enthalten.
Es ist bekannt, bei Elektronenlinsen einen Stigmator in Höhe des Linsenspaltes anzuordnen (USA.-Patentschrift
2 976 457 und 3 150 258). Ein Stigmator lenkt jedoch den Strahl gegenüber der Geräteachse
nicht ab. so daß hierbei das Problem, daß infolge exzentrischen Strahldurchgangs zusätzliche Abbildungsfehler
auftreten können, nicht besteht.
Die Baueinheit besteht mit Vorteil aus in Strahlrichlune
federnd zusammengesetzten Teilen, die im eingeschobenen Zustand eine ihrer Stirnflächen üc-
gen einen Anschlag in der Linsenbohrung drücken. Diese federnde Verspannung bewirkt also eine
Selbstzentrierung aller zu der Baueinheit zusammengefaßten Elemente, wobei es zweckmäßig ist, die
Linsenbohrung nicht konisch, sondern mit zylindrischen Wandflächen auszuführen.
In der Regel wird man die Baueinheit in Strahlrichtung von unten her in die Linsenbohrung einführen,
da unmittelbar oberhalb der Kondensoranordnung der Strahlerzeuger liegt.
Auf ihrem Umfang wird die Baueinheit mit Gegenkontakten in der Linsenbohrung zusammenwirkende
Gleitkontakte für die Spannungszuführung zu den Ablenksystemen tragen.
Häufig sind Möglichkeiten zur Querverschiebung der beiden Kondensorlinsen relativ zueinander vorgesehen.
Dann wird man die Baueinheit aus zwei Teilen oder Teilegruppen im Bereich einer Trennfuge
zwischen den beiden Kondensorlinsen derart zusammensetzen, daß Relativbewegungen dieser beiden
Teile bzw. Teilegruppen quer zur Strahlachse ermöglicht, aber Relativdrehungen unterbunden sind. Man
wird überhaupt Verdrehungen der Baueinheit innerhalb der Linsenbohrung unterbinden.
Als besonders zweckmäßig hat es sich in diesem Zusammenhang erwiesen, zwischen den beiden Teilen
bzw. Teilegruppen ein ringförmiges Teil vorzusehen, das auf seinen Stirnflächen um 90° gegeneinander
versetzt je ein Paar sich diametral gegenüberliegender Ausnehmungen oder Fortsätze trägt, die mit
Fortsätzen bzw. Ausnehmungen auf gegenüberstehehenden Stirnflächen benachbarter Teile der Baueinheit
zusammenwirken. Es handelt sich also um ein Kupplungselement, daß ähnlich wie ein Kreuztisch
Verschiebungen der verschiedenen Teile der Baueinheit relativ zueinander zuläßt, aber gleichzeitig eine
Drehsicherung bildet.
Auch bei einer derartigen mechanischen Verschiebbarkeit der zweiten Kondensorlinse relativ zur
erstens ist die Anordnung der Ablenksysteme im Bereich der zweiten Kondensorlinse günstig, da, sofern
die Ablenksysteme ohne mechanische Verbindung mit der zweiten Kondensorlinse beispielsweise in der
Präparatschleuse angeordnet wären, nach der Querverschiebung des zweiten Kondensors eine erneute
Justierung der Ablenksysteme erforderlich wäre.
Dieser Vorteil ergibt sich auch bei einer relativ zu einem Präparat in ihrer Gesamtheit verschiebbaren
oder schwenkbaren Kondensoranordnung. Es empfiehlt sich also, die Baueinheit in der Linsenbohrung
so festzulegen, daß keine Bewegungen im Kondensorsystem störende Verbindungen zu anderen Baugruppen
des Gerätes bestehen. Diese Festlegung kann in der Weise erfolgen, daß sich die Baueinheit
auf eine Gleitfläche der benachbarten Baugruppe abstützt. Bei einem um einen Präparatpunkt schwenkbaren
Kondensorsystem macht die Ausbildung einer entsprechenden Gleitfläche Schwierigkeiten, so daß
es zweckmäßig ist, die Baueinheit in der Linsenbohrung beispielsweise durch Stifte oder Schrauben festzulegen.
F i g. 1 zeigt in einem senkrechten Schnitt die Kondensoranordnung
eines Elektronenmikroskops mit der des Ablenksystems umfassenden Baueinheit, während
Fig. 2 eine wesentliche Einzelheit dieser Baueinheit
bei dieser bevorzugten Ausführungsform wiedergibt.
Bei der Kondensoranordnung nach F i g. 1 handelt es sich um einen Doppelkondensor für ein Elektronenmikroskop,
dessen wesentliche Bestandteile die Wicklung 1 für den in Strahlrichtung ersten und die
Wicklung 2 für den in Strahlrichtung zweiten Kondensor nebst Eisenkreisen 3 und 4 sind; in die allgemein
mit 5 bezeichnete Linsenbohrung der Kondensoranordnung ist die Baueinheit 6 eingeschoben.
Diese Baueinheit enthält in Strahlrichtung aufeinanderfolgend mehrere Elemente. Im Bereich ihrer in
der Figur oberen Stirnfläche 7, die in noch zu beschreibender Weise gegen den Anschlag 8 der Linsenbohrung
5 federnd gedrückt wird, enthält die Baueinheit 6 die als einschraubbaren Einsatz ausgebildete
Strahleintrittsblende 9. Die Blende 9 wird von dem Teil 10 aufgenommen, das den oberen Polschuh
des den weiteren Polschuh 11 enthaltenden Polschuhsystems des ersten Kondensors bildet. Die beiden
Polschuhe definieren den Linsenspalt 12 des erze sten Kondensors.
Das Teil 11 ist über die allgemein mit 13 bezeichnete und noch zu erläuternde Kupplung mit dem Teil
14 der Baueinheit 6 verbunden; und zwar so, daß die beiden Teile 11 und 14 gegeneinander querverschiebbar
sind. Ehe auf den Sinn dieser Querverschiebbarkeit eingegangen wird, soll die weitere Zusammensetzung
der Baueinheit 6 angegeben werden. Sie besitzt eine Aufnahme für die Schutzblende 15 in dem Teil
14, das in seinem unteren Bereich das kammerartige Teil 16 als Aufnahme für das Ablenksystem 17 trägt.
Das Ablenksystem besteht in an sich bekannter Weise aus ein magnetisches Feld erzeugenden Spulen.
Der Abschlußring 18 der Baueinheit ist in diesem Ausführungsbeispiel unter Verwendung von Stiften
19, die mit Ausnehmungen in dem Ring 18 einen Bajonettverschluß bilden, fest in der Linsenbohrung 5
gehalten. Er drückt über die Feder 20 die gesamte Anordnung in F i g. 1 in Richtung nach oben gegen
den Anschläge in der Linsenbohrung5. Die Feder
20 befindet sich in einer Aufnahmekammer des Teiles 21, das mit der Aufnahme 16 für die Ablenksysteme
17 verschraubt ist.
Im Teil 16 ist ferner die Ausnehmung 22 vorgesehen, die es ermöglicht, die Aperturblende 23 für den
zweiten Kondensor mittels des an sich bekannten Aperturblendentriebes 24 in den Strahlengang einzuführen.
Während der ersten Kondensorlinse echte PoI-schuhe 10 und 11, die Bestandteile der Baueinheit 6
bilden, zugeordnet sind, wird der Spalt des zweiten Kondensors lediglich durch die Messingeinlage 25
zwischen den den magnetischen Fluß führenden Teilen 26 und 27 des Eisenkreises dieser Linse sowie
durch Isolierteile gebildet. Man erkennt, daß die Baueinheit 6 die Ablenksysteme 17 in einem teilweise vom
Linsenspalt der zweiten Kondensorlinse umgebenen Bereich trägt.
Bei der dargestellten Kondensoranordnung sind die beiden Kondensorlinsen relativ zueinander querverschiebbar gelagert. Zu diesem Zweck dient der
Antrieb 28, der sich auf eine Rolle 29 im Eisenkreis 4 des zweiten Kondensors abstützt, in Kombination
mit der federnden Gegenlage 30 auf der diametral gegenüberliegenden Seite des Eisenkreises 4.
Eine entsprechende Anordnung ist um 90° versetzt vorgesehen. Diese Antriebsmittel gestatten es, die gesamte
Linsenanordnung des zweiten Kondensors auf
dem Gleitring 31, der beispielsweise aus Bronze besteht, quer zur Strahlachse zu verschieben. Dabei
enthält dieser Ring in jeweils einer Richtung verlaufende Ausnehmungen, in denen bei der Bewegung
Stifte 33 und 34 gleiten, so daß sichergestellt ist, daß die Betätigung eines Antriebes, beispielsweise des mit
28 bezeichneten, nur eine geradlinige Bewegung des zweiten Kondensors in Richtung des Antriebes bewirkt.
Bei 35 befindet sich eine Trennfuge zur Aufnahme der Relativbewegungen. Es ist also erforderlich, die
Baueinheit 6 so auszubilden, daß sie diese Relativbewegungen zuläßt. Hierzu dient die in F i g. 2 herausgezeichnete
Kupplung 13. Sie verbindet also die Teile 14 und 11 miteinander. In das Teil 14 ist das
Rohrteil 36 eingeschraubt; bei 37 trägt es einen Schlitz zur Aufnahme eines Werkzeuges, der sich
auch beim Evakuieren günstig auswirkt. Gegen dieses Teil legt sich das Hütchen 38 unter der Wirkung
der Druckfeder 39, die in einer Ausnehmung des Gewindeteiles 40 angeordnet ist. Die beiden Teile 38
und 40 sind durch in Langlöchern geführte Schrauben 41 miteinander verbunden. Der Überwurf 42
hält die genannten Teile im entspannten Zustand der Feder 39 in Verbindung miteinander.
Zwischen den Teilen 14 und 42 befindet sich das eigentliche Kupplungsteil. Es besteht aus dem Ring
43, der auf seinen Stirnflächen je ein Paar sich diametral gegenüberstehender Fortsätze trägt, von denen
die in F i g. 2 erkennbaren mit 44, 45 und 46 bezeichnet sind. Diese Fortsätze greifen in entsprechende
schienenartige Ausnehmungen in den einander zugekehrten Stirnflächen der Teile 14 und 42 ein,
so daß sie die Querverschiebung der beiden an dieser Stelle aneinanderstoßenden Teilegruppen der Baueinheit
in zwei zueinander senkrechten Richtungen gestatten, aber Relativdrehungen verhindern. Daher
stört die Baueinheit 6 die Querverschiebung des
ίο zweiten Kondensors relativ zum ersten nicht.
Bei der in F i g. 1 dargestellten Kondensoranordnung sind ferner beide Kondensorlinsen einschließlich
des Bauteiles gemeinsam durch Betätigen des Antriebes 47 relativ zu dem nicht dargestellten Präparat
kippbar, wobei als Trag- oder Gleitfläche die Kugelfläche 48 dient. Weiterhin sind Antriebsmittel
49 vorgesehen, die auf das Tragelement 50 im Sinne einer Querverschiebung einwirken und Querverschie-
• bungen der gesamten Kondensoranordnung einschließlich der Baueinheit 6 ermöglichen.
Damit ist die üblicherweise als selbständige Baueinheit ausgeführte Ablenkeinrichtung 17 zu einem
Bestandteil der Kondensoranordnung geworden.
Selbstverständlich besteht die Baueinheit 6 — mit Ausnahme der Polschuhe 10 und 11 — ebenso wie der Ring 51 aus unmagnetischem Material. Bei 52 findet sich ein weiterer Anschlag in der Linsenbohrung zur Höhenfestlegung der Aufnahme 22 für die Aperturblende 23.
Selbstverständlich besteht die Baueinheit 6 — mit Ausnahme der Polschuhe 10 und 11 — ebenso wie der Ring 51 aus unmagnetischem Material. Bei 52 findet sich ein weiterer Anschlag in der Linsenbohrung zur Höhenfestlegung der Aufnahme 22 für die Aperturblende 23.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Korpuskularstrahlgerät, insbesondere Elektronenmikroskop, mit einer Doppelkondensoranordnung,
bestehend aus einer in Strahlrichtung ersten kurzbrennweitigen Linse und einer zweiten
langbrennweitigen Linse, bei dem das den Linsenspalt der ersten Linse bildende Polschuhsystem
Teil einer Baueinheit ist, die als solche in eine Linsenbohrung einschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß als weiteres
Teil der Baueinheit (6) im Linsenspalt der zweiten Linse ein elektromagnetisches oder elektrostatisches
Ablenksystem (17) zur Beeinflussung der Lage des Korpuskularstrahls angeordnet ist.
2. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit (6)
auf ihrem Umfang mit Gegenkontakten in der Linsenbohrung (5) zusammenwirkende Gleitkontäkte
für die Spannungszuführung zu den Ablenksystemen (17) trägt.
3. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei mechanischer
Querverschiebbarkeit der beiden Kondensorlinsen relativ zueinander die Baueinheit (6) aus zwei
Teilen oder Teilegruppen im Bereich einer Trennfuge (35) zwischen den beiden Kondensorlinsen
derart zusammengesetzt ist (13), daß Relativbewegungen der beiden Teile bzw. Teilegruppcn
quer zur Strahlachse ermöglicht, aber Relativdrehungen unterbunden sind.
4. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit (6)
ein ringförmiges Teil (43) enthält, das auf seinen Stirnflächen um 90° gegeneinander versetzt je
ein Paar sich diametral gegenüberliegender Ausnehmungen oder Fortsätze (44, 45, 46) trägt, die
mit Fortsätzen bzw. Ausnehmungen auf gegenüberstehenden Stirnflächen benachbarter Teile
(14, 42) der Baueinheit (6) zusammenwirken.
5. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit (6)
ferner im Bereich des Korpuskularstrahls Aufnahmen für Blenden (9,15, 23) besitzt.
6. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer relativ zu
einem Präparat verschiebbaren Kondensoranordnung die Baueinheit (6) in der Linsenbohrung (5)
beispielsweise durch Stifte (19) festgelegt ist.
7. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsenbohrung
(5) zylindrische Wandflächen besitzt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES0113398 | 1967-12-20 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1614688A1 DE1614688A1 (de) | 1970-06-04 |
DE1614688B2 DE1614688B2 (de) | 1974-03-28 |
DE1614688C3 true DE1614688C3 (de) | 1974-10-24 |
Family
ID=7532484
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19671614688 Expired DE1614688C3 (de) | 1967-12-20 | 1967-12-20 | Korpuskularstrahlgerät, insbesondere Elektronenmikroskop, mit einer Doppelkondensoranordnung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1614688C3 (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL7804035A (nl) * | 1978-04-17 | 1979-10-19 | Philips Nv | Elektronenmikroskoop. |
JPS57206173A (en) * | 1981-06-15 | 1982-12-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Focusing deflecting device for charged corpuscule beam |
-
1967
- 1967-12-20 DE DE19671614688 patent/DE1614688C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1614688B2 (de) | 1974-03-28 |
DE1614688A1 (de) | 1970-06-04 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
SH | Request for examination between 03.10.1968 and 22.04.1971 | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |