Magnetische Zins enanordnung für unter Vakuum
arbeitende Korpttsliiilarstralil:geräte, insbesondere
Ob jektivlinN-enanordnung für Elelctronenniilröskope
Zusatz zum Patent d s . . (l@nmo S 105 968 VIIIc/21g)
Die Erfindung. betriffteine We-terbildung der. im latent o
a a
(Anm. S 105 96ƒ VIIIcj2:1g) beschriebenen' magnetischen
Linsen-
anordnung für unter Vakuum arbeitende Korpuekularstrahlgerä-teo
Insbesondere handelt es sich um eine Ob jektiv1Insenanordnung
für Elektronenmikroskope. Die litisenanordnung nach dem Haupt-
patent besitzt zwei in Richtung der Achse der Iinsenanordnun
mit Abstand aufeinanderfolgende, lcoaxial zu dieser Achse
angeordnete Abschirmzylinder aus supralel tendem Material,
die mit einem TTiefkihlmi t tel. in wärmeleitender Verbindung
stehen -und eine Konzentration des mittels einer geeigneten
Anzahl s tromdurchflosstner, vorzugsweise aus supraleitendem
Material bestehender Linsenwicklungen erzeugten magnetischen
Feldes im Bereich des Xorpuskularstrahles betrirken: Es han-
delt sich also um eine sogenannte supraleitende Zinse für
ein Korpllslculars trahlgerät,
Bei der Linsenanordnung nach dem Hauptpatent ist der durch
sich gegenüberstehende Stirnflächen der beiden @bschirufzy'lin-
der begrenzte Abstand als Linsenspalt frei von abschirmenden
Teilen aus supraleitentem Material. und seine Größe derart
.
gewählt, daß bei einem bestimmten Wert der Feldstärke außer-;
halb des Linsenspaltes und der Abschirmzylinder der Maximal-
wert der Feldstärke im Linsenspalt und. der Feldgradient im
Linsenspalt längs,-dar Achse eine unterhalb eines vorgegebenen
Wertes liegende Ö,ffnungsfehierkonstante der Linsenanordnung
ergeben. - -
Bei einer derartigen Linsenanordnung wird also das Feld im
Bereich des Korpuskularstrahles, d>h. der die Beeinflussung
des Korpunkulars trähles vornehmende Bereich des magnetischen
Linsenfeldes, bestimmt durch Gestalt und Anordnung der beiden
Abschirmzylinder aus stipraletendem eiaterials die-zugleich
dafür sorgen, claß außer im Bere_ch des ynsenspaltes die
Umgebung des Korpuskularstrahles frei; von den Korpus cular-.
stralil-
magnetischen Feldern ist.
Ii,.i iliiili i.c-k auf diese entscheidende Bedeutung,von,-
Ausbildung
titici @Aüa`diiung der- beiden Abschirmzylinder. ist es- erförderlich,,
f ü1.- eine- äußerst geiraue- Ausrichtung ,der Achse des Korpushular-
stra°iles einerseits- Li=st der Achsen: der beiden Abscliirmzyliiider
0 ci;?-4r_-z@, criee:e :u:..@ciitting zueinander auf
meehani-schein zu sorgen. "# Wege @IariMinnte durch . q@er.- daran
ver:zc:liiebbai.;e 1.tiordnung der beiden Abschirmz;ylindcr
vorzu-
i:elii@c"ti. -füie derartige-.mebhanische Justierung.=l@ißt
sich aber
genügende ` Feinfühligkeit bei ei.nez# Teile
ac-i uupi-elei tendetn -l1az:eriaI, -die also auf sehr tiefe
Tempe-
raturen gelfi=lil.G werden müssen-, (mithaltenden Maise nur
.schwer .
durchfühen , da die Verstellelemente, z-. ß. St:ellschi°auben
; .
k:tte- .und .1@t@'ciitin@dicht duz°c;h vca,scliiedene Kammern
hin-
ätircli-ce+':-ihr t ;:erden. müssen<: Dies- -erulit darauf
,; datß man
zwecks Er zieluntr einer genügend tiefen- Temperatur de» supra-
leitenaen Teile= die ILählmi.-ttelbetiälter in unmittelbarer.
Um-
gebung der Zinse anordnen Wird
Diese Schwierigkeiten werden erfind ttngsgemäß bei einer: %ülse
_
der< oben beschriebenen Art dadurch vermieden-, daß im Zinsen-
sp_lt, zrj_Justerung der Rehse des orpusku:larstrahles .be--
züglich der Achse d. er binsenänordnung,radial gerichtete
magnetische _justierfelder erzeü.gende supraleitende. Spulen
.
angeordnet :sind.: - - _-:
Durch die Verwendung supraleitender Justierspulen, die infolge
hoher Stromtragfähigkeit des Spulenmaterials aus sehr dünnen Drähten aufgebaut werden
können, ist es möglich, Spulen mit Durchmessern von größenordnungsmäßig 1 mm herzustellen,
so daß die supraleitenden Justierspulen in dem kleinen linsenspalt, dessen Weite
bei etwa 2 mm liegen wird, angeordnet werden können. Es sei bemerkt, daß diese Zahlenwerte
nur Beispiele darstellen: Man-erhält demgemäß eine Linsenanordnung in kompakter
Bauweise, die trotz Vorhandenseins von Mitteln zur Justierung der Achse des Korpuskularstrahles
bezüglich der Achse der Zinsenan.ordnung nicht mehr Platz. einnimmt als- eine Linsenanordnung
ohne diese Mittel. Magnetic interest rate arrangement for under vacuum
Working Korpttsliiilarstralil: devices, in particular
Lens arrangement for electronic noscopes
Addition to the patent ds. . (l @ nmo S 105 968 VIIIc / 21g)
The invention. concerns a further training of the. in latent o aa
(Note S 105 96ƒ VIIIcj2: 1g) described 'magnetic lens
arrangement for corpuecular jet devices operating under vacuum
In particular, it is an objective / lens arrangement
for electron microscopes. The litise arrangement according to the main
patent has two in the direction of the axis of the lens array
spaced one after the other, coaxial to this axis
arranged shielding cylinders made of superconducting material,
those with a low-temperature coolant. in a thermally conductive connection
stand -and a concentration of the means of a suitable
Number of currents, preferably made of superconducting
Material of existing lens windings produced magnetic ones
Affect the field in the area of the xorpuscular ray:
So it is a so-called superconducting interest rate for
a body grinder,
In the lens arrangement according to the main patent is through
opposite end faces of the two @ bschirufzy'lin-
the limited distance as a lens gap free of shielding
Parts made from superconducting material. and its size like that.
chosen that at a certain value of the field strength except-;
half of the lens gap and the shielding cylinder of the maximum
value of the field strength in the lens gap and. the field gradient im
Lens gap lengthways, -dar the axis one below a predetermined one
Value of the lying opening error constant of the lens arrangement
result. - -
With such a lens arrangement, the field is im
Area of the corpuscular beam, i.e. of the influencing
of the corpunkular trähles prominent area of the magnetic
Lens field, determined by the shape and arrangement of the two
Shielding cylinder made of stipraletendem egg material die-at the same time
ensure that, except in the area of the cleft of the nerves, the
Environment of the corpuscular beam free; from the corpus cular-.
stralil-
magnetic fields is.
Ii, .i iliiili ic-k on this crucial importance, of, - training
titici @ Aüa`diiung of the two shielding cylinders. is it necessary,
f ü1.- an extremely rough alignment, the axis of the corpushular
Stra ° iles on the one hand side of the axes: the two closing cylinders
0 ci;? - 4r_-z @, criee: e: u: .. @ ciitting to each other on meehani-seem. "# Ways @IariMinnte through. Q@er.- at it
ver: zc: liiebbai.; e 1st order of the two shielding z; ylindcr
i: elii @ c "ti. -fie such-.mebhanic adjustment.=l@is however
Sufficient `sensitivity with ei.nez # parts
ac-i uupi-elei tendetn -l1az: eriaI, -that is to say, to very low temperatures-
ratures gelfi = lil.G must be, (keeping maize only .difficult.
perform because the adjusting elements, z-. ß. St: ellschi ° auben; .
k: tte- .and .1 @ t @ 'ciitin @ dense duz ° c; h vca, small chambers back
ätircli-ce + ': - your t;: earth. must <: This- -erulit on it,; that one
in order to achieve a sufficiently low temperature of the »supra-
directing parts = the ILählmi.-ttelbetiälters in the immediate vicinity. Around-
will order the rate of interest
According to the invention, these difficulties arise in the case of a:
of the kind described above avoided by the fact that in the interest
sp_lt, zrj_Justerung der Deer des orpusku: larstrahles .be--
plus the axis d. he trueness, radially directed
Superconducting superconducting fields that generate magnetic adjustment fields. Wash .
arranged: are .: - - _-:
By using superconducting adjustment coils, which can be constructed from very thin wires due to the high current carrying capacity of the coil material, it is possible to produce coils with diameters of the order of 1 mm, so that the superconducting adjustment coils are in the small lens gap, the width of which is about 2 mm can be arranged. It should be noted that these numerical values are only examples: accordingly, a lens arrangement is obtained in a compact design which, despite the presence of means for adjusting the axis of the corpuscular beam with respect to the axis of the interest arrangement, no longer has room. as- occupies a lens arrangement without these means.
Verständlicherweise kann man, sofern dafür der Platz zur Verfügung
steht,. eine Grobjustierung der Zage der.genannten Achsen relativ zueinander durch
mechanische Querverschiebung der beiden Abschirmzylinder einzeln oder gemeinsam
vornehmen und die Justierspulen nur zur Feinjustierung benutzen. Es ist aber auch
möglich, die-gesamte Justierung mittels der Jus tiersDulen vorzunehmen.Understandably, you can, provided the space is available
stands,. a rough adjustment of the frame of the said axes relative to each other
mechanical transverse displacement of the two shielding cylinders individually or together
and only use the adjustment coils for fine adjustment. It is also
possible to carry out the entire adjustment using the adjustment modules.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zwei Paare
von miteinander in Reihe geschalteten supraletenden Spulen mit ihren-Achsen senkrecht
aufeinanderstehend in einer zur Achse der Linsenanordnung senkrechten Ebene ange-
ordnet. Dädürch, daß j eweils die eirinnder gegetiüberliegeridei
Spulen durch Rezhensclial-türg zu eire'tn ljääT züsäirifefigefaßt
sind, Werrleri iri ihnen jetie.s g:eicfigerichtAte Felder er-
zeugt; die die rädäl-gerchleten jusbierfeider darstelleri@
Es st zvechtüäßig, die "iii an sich nekariia'te Weis ai:sgei,hr=
te.n Stroiüeihs-teller für jedes der Paaret getreriiit vorziisehen9
so daß man ein resul-tiererides radiäleü düs-t:erfeld ttäch
Größe zrid filcttung frei eüsteileri kann. T4äii icäiln-c-ber
ätsch
Eneüsärtiiüerischaltung ähnlich liie bei eineiüelektröpägn-t.-
scheu Stigmättir vorseiieri, sö dzß zur Ätidertiiig der #Otärlce
des Feldes aiiepizleristötrie gleichs-ihng üA gleichmäßig,
dagegen zur @ Äncerüiig d.tr iiie@i-turig .des felaes Witerschiedlich
verändert rdrderi-
lri der Kegel wird mari die süprä :eitenden Spülen finit lirezi
Achsen lIi erie zur Achse der Linseräiiöidriürig senkrechte
Ebene -legen) die ,.den Ort des fäximalen 1inserdeldes @en-thält,
Bei einer symmetrischen .Luise liegt die Achse .der supra=
leitenden Spule dänri, gerade in der mit-te des ri irrsenAps.l
tes
Zur Hälterüüg der supraleitenden Spulens härm eitle Trägerplatte
aus mägne tseh ünwirksäinem Ma,teriäl dienen;- die sich quer
zur
Achse der Lirisenanordnüng-, gegebenenfalls bis in den Spalt
hinein; erstreckt: Diese Trägerplatte kann aücli zur Halterung
von vorz.agstaeise chtßptili?n@ die eriedertiin aüs s@upraleiteriderri
Material bestehstwerden; eines elektrtimagnetischen S-tigrr.@;.-
tars benutzt werrlerr:.
-Die Figuren zeigen ein Aüsfüiürtirigsheisüiel der erf'indungs-
get#iä#en-hirisetäizorüttng; i-iäbeFigur 1 eine Seitenansicht
im Schri-t-t und. figür 2 eine Aufsicht längs des Linsen spaltes
wiedergibt. Man erlcenn't die beulen Abechirtnzylinder 1 und
2
aus eitpraie-tendeui_ Material, die .in hier nicht dargestellter
Weise eritspreehsnd dem fläuptpatent mit dem '.tiefkühlmittel,
heispie-Lsc.ie.se iielititn; in wärineleitencer Verbindung
stehen.
Die beiden supraieiterideii Erregerwicklungen 3. und 4 umgeben
jeweils einen der Abschitrnzylinderderen sich gegenüber-
stehende Stirnflächen den tinsenspalt 5 einschließen.
Erfindungsgemäß is't im' Zinsenspält 5 die Trägerplatte 6 aus
einem ütae3,iietisch unwirksafei h`Taräl., beispielsweise einem
Criedhärz; higebüdnet i die eine Reihe #rtin insbesondere aus
Figur 2 in htez Äiitirdriätig erdicntlicneti supraleitenden
_
Spülen trägt. Zünächät sind: vier btipraleiteride Justlerspulen
7 bis 10 in rotatioriisylnriletrscher Anordnung bezüglich der
Achse 11 der tinädnänbrdriutig vorhanden, die zwei Paare von
sich jet@rel: gegeriiiterl.egeriterl, elektrisch in Reihe ge-
schalteten Spulen. bilden, Dies sind die dustierspulen zur-
Erzeugung de! rääiälen jüstietfblder;
Ferner trägt die Plätte 6 äeht ltigmätorspulen 12 bis 19, die
in an s4ich bekannter Weise über eine elel:trisclie Ver-
knügfungsschaltung so miteinander verbunden sind, daß sich
ein nach GrUße und Izic itung unabhängig voneinander einsteli-
bares Stigmntorfeld ergibt.
Die Platte C kann auch aus einem gut wärmeleitenden Material
hergestellt sein Lind so die Kühlung der verschiedenen Spulen,
insbesondere der Justierspulei 7 bis #0, durchführen, Dann
,s--i rzi @iic l-"::ztte mit itrern äußeren Umfang in gut wärmeleiten-
d'er Verbindutng mit cl,em Kühlmi t tel stehen.-Die Spulen.
können
cüch dIrelzt vom flüssigen Helium gekühlt werden. Die Träger-
_;e: der spulen befindet sieh dann unter Umständen unter--
lialli des ;altes ;irischen den L1#lindezn. Infolge:
der Abschirm-
eigens-chaften der suDraleter-?eii Zylinder greift das. Feld
der Jus tie@s-öulen trotzdem dureli' den Spalt durch.
In the preferred embodiment of the invention, two pairs of superconducting coils connected in series are arranged with their axes perpendicular to one another in a plane perpendicular to the axis of the lens arrangement. arranges. Thereby, that in each case the one inside opposite idea
Reels through the reed door to eire'tn ljääT züsäirifigaset
are, Werrleri iri them jetie.sg:eicfigerichtAte fields er
begets; who perform the rädäl-gerchleten jusbierfeider @
It is obligatory that the "iii per se nekariia'te Weis ai: sgei, hr =
Te.n Stroiüeihs plate for each of the pairs to be provided separately9
so that one jets a result-tiererides radiäleü: erfeld ttäch
Size zrid filtering freely eüsteileri can. T4äii icäiln-c-ber ätsch
Electricity switching similar to the one with an electric power supply.
shyly Stigmattir vorseiieri, so dzß to the Ätidertiiig of # Otärlce
of the field aiiepizleristötrie equals-himg üA evenly,
on the other hand to @ Äncerüiig d.tr iiie @ i-turig .des felaes Wit Various
changed rdrderi-
lri the cone becomes mari the brewing sinks finit lirezi
Axes lIerie perpendicular to the axis of the Linseräiiöidriürig
Level -lay) the, .the place of the facimal 1inserdeldes @ en-holds,
In the case of a symmetrical .Luise, the axis. Der supra =
conductive coil danri, just in the middle of the ri irrsenAps.l tes
To hold the superconducting coil, a härm void carrier plate
from mägne tseh ineffective material serve; - which extend across the
Axis of the Lirisenanordnüng-, if necessary up to the gap
into; extends: This carrier plate can also be used as a holder
von vorz.agstaeise chtßptili? n @ die eriedertiin aüs s @ upraleiteriderri
Material to be made; an electromagnetic S-tigrr. @; .-
tars uses werrlerr :.
-The figures show a conception of the invention
get # iä # en-hirisetäizorüttng; Figure 1 is a side view
in steps and. Fig. 2 a plan view along the lens gap
reproduces. The bulging lock cylinder 1 and 2 are learned
made of eitpraie-tendeui_ material that is not shown here
Way eritspreehsnd the fläuptpatent with the '.tiefekühlmittel,
heispie-Lsc.ie.se iielititn; be in thermal communication.
The two supraieiterideii exciter windings 3 and 4 surround
in each case one of the separating cylinders
standing end faces enclose the ink gap 5.
According to the invention, the carrier plate 6 is in the interest column 5
a ütae3, iietisch ineffective h`Taräl., for example a
Criedharz; I higebüdnet a number of #rtin in particular
Figure 2 in htez Äiitirdriätig erdicntlicneti superconducting _
Flush bears. Zünächät are: four btipconductor adjuster coils
7 to 10 in rotatioriisylnriletrscher arrangement with respect to the
Axis 11 of the tinädnänbrdrinern present, the two pairs of
jet @ rel: Gegeriiiterl.egeriterl, electrically in series
switched coils. form, these are the dustier coils for-
Generation de! rääiäl jüstietfblder;
Furthermore, the plate 6 carries Äeht ltigmätorspulen 12 to 19, the
in a manner known per se via an elel: trisclie
interconnection circuit are so interconnected that
a setting independently of one another according to size and size
results in a stigma field.
The plate C can also be made of a material that conducts heat well
be made and so the cooling of the various coils,
in particular the adjustment coil 7 to # 0, then
, s - i rzi @iic l - ":: ztte with itrern outer circumference in good heat-conducting
There is a connection with the coolant. -The coils. can
cüch dIrelzt be cooled by the liquid helium. The carrier
_; e: the coils may then be located under--
li a lli des ; old; irish the L1 # lindezn. As a result: the shielding
properties of the suDraleter-? eii cylinder is used by the. field
the jus tie @ s-öulen nevertheless through the gap.