DE1926135B2 - ALIGNMENT DEVICE FOR POSITIONING A SAMPLE - Google Patents

ALIGNMENT DEVICE FOR POSITIONING A SAMPLE

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DE1926135B2
DE1926135B2 DE19691926135 DE1926135A DE1926135B2 DE 1926135 B2 DE1926135 B2 DE 1926135B2 DE 19691926135 DE19691926135 DE 19691926135 DE 1926135 A DE1926135 A DE 1926135A DE 1926135 B2 DE1926135 B2 DE 1926135B2
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Description

i 926 135i 926 135

Die Erfindung betrifft eine Ausrichtvorrichtung zur Positionierung einer Probe mit einem Probenträgerblock, der um eine erste Achse drehbar ist, die durch eine Gabel getragen ist, die an einer zweiten, zur ersten senkrechten Achse angelenkt und durch eine-. Drehhalter getragen ist, der um eine dritte, zur ersten und zweiten senkrechte Achse drehbar ist.The invention relates to an alignment device for positioning a sample with a sample carrier block, which is rotatable about a first axis carried by a fork attached to a second, hinged to the first vertical axis and by a-. Rotary holder is carried around a third, is rotatable to the first and second perpendicular axis.

Es sind bereits Ausrichtvorrichtungen zur Positionierung einer Probe, insbesondere relativ zur Richtung eines Strahls von einer Elektronenbeugungseinrichlung, bekannt, die mechanische Einrichtungen zur Ausrichtung eines Probenträgers mit Organen zu dessen Heizung oder Kühlung vereinigen. Diese Ausrichtvorrichtungen, in denen keine magnetischen oder elektromagnetischen Einrichtungen vorhanden sein dürfen, um nicht die Bahn des Elektronenstrahls zu stören, si; j jedoch nicht sehr genau und erlauben vor allem eine Ausrichtung der Probe nur mit einer begrenzten Anzahl (im allgemeinen höchstens vier) Freiheitsgrade.There are already alignment devices for positioning a sample, in particular relative to the direction of a beam from an electron diffraction device, known as mechanical devices to align a sample carrier with organs for heating or cooling it. These Alignment devices in which there are no magnetic or electromagnetic devices may be in order not to disturb the path of the electron beam, si; j however not very precise and allow above all an alignment of the sample with only a limited number (generally a maximum of four) Degrees of freedom.

So ist auch eine Ausrichtvorrichtung der eingangs cenannten Art bekanntseworden (vgl. Zeitschrift für Physik. Bd. 156, 1959,^S. 163 bis 178), bei der der Probenträgerblock von einer Kardanaufhängung gehaltert ist, die nicht nur die Anzahl der Freiheitsgrade auf drei, sondern auch den Bewegungsspielraum für den Probenträger begrenzt, nämlich auf ein Maximum von ±15° beim Kompensieren der Deklination und ±5° bei Jer Inklination. Die Kardanaufhängung dieser bekannten Ausrichtvorrichtung erfordert auch ein aurwem.iges Kugelglied, das auf einer das Gelenk tragenden Nutringmanschette ruht.An alignment device of the type mentioned at the beginning has also become known (see magazine for Physics. Vol. 156, 1959, ^ p. 163 to 178), in which the Sample carrier block is held by a cardan suspension, which not only reduces the number of degrees of freedom to three, but also the range of motion limited for the sample carrier, namely to a maximum of ± 15 ° when compensating the Declination and ± 5 ° for Jer inclination. The cardan suspension of this known alignment device also requires an awesome spherical link that rests on a U-ring collar supporting the joint.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Ausrichtvorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß durch mechanische Einrichtungen allein sechs Freiheitsgrade mit bemerkenswerter Präzision und großem Verstellbereich erreicht werden.It is therefore the object of the invention to provide the alignment device of the type mentioned at the outset to improve that by mechanical devices alone six degrees of freedom with remarkable precision and a large adjustment range can be achieved.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Einheit von DilTerentialzahnrädern, die unabhängig voneinander die Bewegungen des Probenträgerblocks um die drei Achsen steuern, durch einen Satz von drei Stangen, die an ihren Enden Spiralschnecken haben, die auf die DifTerentialzahnräder eine Bewegung von drei Zahnrädern übertragen, die an drei Wellen befestigt find, die gleichachsig durch eine Haltcbuchse getragen und durch Steuerräder antreibbar sind, durch tin Zylindergehäuse mit zwei Abschnitten, die gleichachsig zu der Haltcbuchse gelagert sind, und durch tine Einrichtung zur Verschiebung der Haltcbuchse relativ zum Gehäuse in Richtung ihrer gemeinsamen Achse und in einer zu dieser Achse senkrechten Richtung sowie /ur Drehung um diese Achse.The task is solved by a unit of DilTerential gear wheels, which are independent of each other control the movements of the sample holder block around the three axes, through a set of three rods, which have spiral worms at their ends, which move three times on the differential gears Transferred gears, which are attached to three shafts, which are carried coaxially by a retaining sleeve and driven by steering wheels, through tin cylinder housing with two sections that are coaxial are mounted to the Haltcbuchse, and by tine device for shifting the Haltcbuchse relative to the housing in the direction of their common axis and in a direction perpendicular to this axis as well as / ur rotation around this axis.

Auf diese Weise wird für den Probentnk'.erh'ock tine Ausrichtung mit sechs Frcihcitsrrnden erhalten, die voneinander unabhängig sind, wobei diese sechs Freiheitsgrade einerseits drei Hauptrichtungen um die drei ersten Achsen und andererseits drei Ncbenrichtungcn entsprechen, die durch die Lage der Haltcbuchse relativ zu ihrem Gehäuse bestimmt sind, das ortsfest ist und als gemeinsame Bczugscinrichtung für die ganze Ausrichtvorrichtung dient.In this way, the rehearsal will'.erh'ock tine alignment with six fruit rings received, which are independent of each other, with these six degrees of freedom on the one hand around three main directions the first three axes and, on the other hand, three axes which are determined by the position of the holding bushing relative to its housing, which is stationary and serves as a common reference device for the entire alignment device.

Da die erfindiingsgemäßc Ausrichtvorrichtung an Stelle einer Kardanaufhängung wie bei der obenerwähnten bekannten Ausrichtvorrichtung eine Einrichtung mit Schneckentrieben vorsieht, beträgt für den Probenträgerblock vorteilhafteiweise die maximale Deklination ±80° und die maximale Inklination ±15°, was ein Mehrfaches der entsprechenden Werte für die bekannte Ausrichtvorrichtung bedeutet. Since the aligning device according to the invention Place a cardan suspension as in the above-mentioned known alignment device a device provides with worm drives, is advantageously the maximum for the sample carrier block Declination ± 80 ° and the maximum inclination ± 15 °, which are a multiple of the corresponding Means values for the known alignment device.

Die Erfindung s,oll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden, in der ein Ausführun^sbeispiel der Ausrichtvorrichtung abgebildet ist. Es zeigtThe invention s, oll will be explained in more detail with reference to the drawing, in which an embodiment of the Alignment device is shown. It shows

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, teilweise im Schnitt, der Vorrichtung,Fig. 1 is a perspective view, partly in Cut, device,

ίο Fig. 2 eine Seitenansicht des Probenträgerblocks und der Einheit der steuernden Differentialzalinräder, ίο Fig. 2 is a side view of the sample carrier block and the unit of the controlling differential pinion gears,

F i g. 3 eine Seitenansicht des gleichen Probenträgerblocks, F i g. 3 shows a side view of the same sample carrier block,

Fig. 4 eine axiale Schnittansicht dpr Haltemuffe und ihres Gehäuses und4 shows an axial sectional view of the retaining sleeve and their housing and

F i g. 5 eine Teilansicht in kleinerem Maßstab von Fig. 4.
In der Figurenbeschreibung sollen in einem ersten Teil Einzelheiten der Ausführung des Probenträgerblocks und der ihm zugeordneten Einrichtung zur Ausrichtung einer Probe um drei senkrecht im Raum stehende Achsen und danach in einem zweiten Teil die Einrichtung beschrieben werden, die die Ver-Schiebung der Anordnung des Probenträgerblocks mit drei zusätzlichen Freiheitsgraden erlaubt, die durch die Richtungen von zwei senkrechten Achsen und eine Drehung um eine dieser Achsen bestimmt sind.F i g. 5 is a partial view of FIG. 4 on a smaller scale.
In the description of the figures, in a first part details of the design of the sample carrier block and the device assigned to it for aligning a sample around three perpendicular axes are to be described, and then in a second part the device which moves the arrangement of the sample carrier block with allows three additional degrees of freedom, which are determined by the directions of two perpendicular axes and a rotation about one of these axes.

Aus Fig. 1 und 2 ist ersichtlich, daß eine Probe 1 in Form eines kleinen Quaders auf einem Zylinder-From Fig. 1 and 2 it can be seen that a sample 1 in the form of a small cuboid on a cylinder

- b!ock oder Probenträgerblock 2 montiert ist, dessen . Achse X-X' mit der eines Kegelzahnrades 3 zusammenfällt. Dieses ist von einer Gabel 4 getragen, die an einer zweiten Achse Y-Y' angelenkt ist, die senkrecht zur ersten Acüse verlauft und durch zwei Zapfen 5 und 6 gebildet ist. Auf dem Zapfen 5 sind an beiden Seiten des entsprechenden Endes der Gabel 4, aber unabhängig von ihr, ein Kegelzahnrad 7, das mit dem Kegelzahnrad 3 kämmt, und ein Stirnzahnrad 8 mit Schrägverzahnung befestigt, das drehfest mit dem Zahnrad 7 verbunden ist. Andererseits ist auf dem Zapfen 6 ein zweites St,' «.zahnrad 9 mit Schrägverzahnung befestigt, das am anderen Ende der Gabel 4 gesichert ist. Die beiden Zapfen 5 und 6 sind auf zwei Armen 10 und 11 angeordnet, die in einem Drehhaltcr 12, der um eine Achse O-O' drehbar ist. vorgesehen sind, die senkrecht zu den beiden Achsen X-X' und Y-Y' verläuft. Drr Halter 12 hat eine innere Aussparung 13, die den freien Durchtritt der Elektronen des Elektronenstrahls von einer Elcktronenbeugungscinrichtiing (nicht abgebildet) erlaubt und relativ zu dessen Richtung die Probe I durch die erläuterte Vorrichtung ausrichtet.- b! ock or sample carrier block 2 is mounted, its. Axis XX ' coincides with that of a bevel gear 3. This is carried by a fork 4, which is articulated on a second axis YY ' , which runs perpendicular to the first axis and is formed by two pins 5 and 6. A bevel gear 7, which meshes with the bevel gear 3, and a spur gear 8 with helical teeth, which is non-rotatably connected to the gear 7, are attached to the pin 5 on both sides of the corresponding end of the fork 4, but independently of it. On the other hand, a second gear wheel 9 with helical teeth is attached to the pin 6 and is secured to the other end of the fork 4. The two pins 5 and 6 are arranged on two arms 10 and 11, which are in a rotary holder 12 which is rotatable about an axis O-O '. are provided which is perpendicular to the two axes XX ' and YY' . The holder 12 has an inner recess 13 which allows the free passage of the electrons of the electron beam from an electron diffraction device (not shown) and, relative to its direction, orients the sample I through the device explained.

An seinem unteren Abschnitt hat der Halter 12 einen ebenen Flansch 14, der an seiner Außenfläche eine Verzahnung IS trägt. Außerdem sind zwischen dem Flansch 14 und dem Oberteil des Halters 12 frei drehbar zwei Zahnräder montiert, die an ihrerAt its lower portion, the holder 12 has a flat flange 14, which is on its outer surface Toothing IS carries. In addition, between the flange 14 and the upper part of the holder 12 are free rotatable two gears mounted on their

ßo Außenfläche Verzahnungen 16 und 17 aufweisen. Das Stirnrad 8 ist mit der Verzahnung 17 über zwei Zwischcnzahnräder 42 und 44 gekuppelt, die von einer Achse 43 getragen sind, die im Halter 12 montiert ist. Ebenso ist das Zahnrad 9 mit der Verzahnung 16 durch zwei Zahnrader 45 und 47 gekuppelt, die von einer Achse 46 getragen sind, die parallel zur Achse 43 verläuft und ebenfalls im Halter 12 gelagert ist (vgl. Fig. 3).To have teeth 16 and 17 on the outer surface. The spur gear 8 is coupled to the toothing 17 via two intermediate gear wheels 42 and 44 which are carried by an axle 43 which is mounted in the holder 12. Likewise, the gear 9 is coupled to the toothing 16 by two gearwheels 45 and 47 which are carried by an axis 46 which runs parallel to the axis 43 and is also mounted in the holder 12 (see FIG. 3).

Die drei Verzahnungen 15, 16 und 17 (vgl. F i g. 2) kämmen mit den Verzahnungen von drei Zahnrädern 18, 19 bzw. 20, die auf einer Achse 21 parallel zur Achse O-O' frei drehbar montiert sind, die selbst durch ein Gehäuse 22 getragen ist, das durch eine geeignete Befestigungseinrichtung am Halter 12 starr befestigt ist. Die drei Zahnräder 18, 19 und 20 kämmen ihrerseits mit Spiralschnecken, wie 26, am Ende von drei Stangen 23, 24 bzw. 25, wobei nur zwei Spiralschnecken, nämlich für die Stangen 23 und 25, in Fig. 1 und 2 abgebildet sind, während die dritte Schnecke sich an der anderen Seite der Anordnung befindet, die durch die drei Zahnräder 18, 19 und 20 gebildet ist. Die drei Stangen 23, 24 und 25 erstrecken sich mit einer Verlängerung entgegengesetzt zu diesen Zahnrädern durch das Ende 27 einer Haltebuchse 28 mit einer Achse Z-Z' parallel zur Achse X-X'. Im Innern der Haltebuchse 28 sind gleichachsig zur Achse Z-Z' drei Wellen 29, 30 und 31 gelagert, die an ihrem Ende drei Zahnräder 32, 33 bzw. 34 tragen. Letztere kämmen mit Spirallchnecken, wie 35, die am entsprechenden Ende der gleichen Stangen 23, 24 und 25 entgegengesetzt zu den Schnecken 26 vorgesehen sind. Ähnlich wie bei diesen sind nur zwei Schnecken 35 in Fig. 1 und 4 abgebildet, nämlich die den Stangen 23 und 25 zugeordneten. An den Wellen 29, 30 und 31 ist jeweils ein Steuerrad 36, 37 bzw. 38 befestigt (vgl. Fig. 4). Das Steuerrad 36 ist einstückig mit der »Vellc 29 ausgebildet, während die beiden anderen Steuerräder 37 und 38 mit ihren Wellen 30 bzw. 31 ein- oder ausjzekuppeit sind, und zwar über eine Kupplung, die eine Kugel 39 und eine Feder 40 aufweist, wobei das Kuppeln eines Steuerrades mit der zugehörigen Welle dadurch vorgenommen wird, daß auf das Steuerrad eine Kraft in Richtung der Achse Z.-7J nusgcrbt wird, so daß die Kugel 39 ihren Sitz vtriäßt und wobei das Zusammendrücken der Feder 40 das Sichern dieses Steuerrades auf einem Zwischenring 41 erlaubt, der an der entsprechenden Welle befestigt ist.The three teeth 15, 16 and 17 (see FIG. F i g. 2) mesh with the teeth of three gears 18, 19 and 20, which are freely rotatably mounted on an axis 21 parallel to the axis OO ' , which themselves through a Housing 22 is carried, which is rigidly attached to the holder 12 by suitable fastening means. The three gears 18, 19 and 20 in turn mesh with spiral screws, such as 26, at the end of three rods 23, 24 and 25, respectively, with only two spiral screws, namely for rods 23 and 25, being shown in FIGS. 1 and 2, while the third worm is on the other side of the arrangement formed by the three gears 18, 19 and 20. The three rods 23, 24 and 25 extend with an extension opposite to these gears through the end 27 of a retaining sleeve 28 with an axis ZZ ' parallel to the axis X-X'. In the interior of the holding bushing 28, three shafts 29, 30 and 31 are mounted coaxially to the axis ZZ ' , which have three gear wheels 32, 33 and 34 at their end. The latter mesh with spiral screws, such as 35, which are provided at the corresponding end of the same rods 23, 24 and 25 opposite to the screws 26. Similar to these, only two screws 35 are shown in FIGS. 1 and 4, namely those assigned to the rods 23 and 25. A steering wheel 36, 37 and 38 is attached to each of the shafts 29, 30 and 31 (see FIG. 4). The steering wheel 36 is designed in one piece with the valve 29, while the other two steering wheels 37 and 38 are coupled in or out with their shafts 30 and 31, respectively, via a coupling which has a ball 39 and a spring 40, with the coupling of a steering wheel with the associated shaft is carried out in that a force in the direction of the axis Z.-7J is nusgcrbt on the steering wheel, so that the ball 39 vtriisses its seat and the compression of the spring 40 securing this steering wheel on a Intermediate ring 41 allowed, which is attached to the corresponding shaft.

Die Ausrichtung der Probe 1 um die drei Achsen X-X' Y-Y' und O-O' oder rlic Hauptausrichtung soll nun unter Bezugnahme auf die oben beschriebenen Teile der Vorrichtung erläutert werden. Diese Ausrichtung wird durch drei unabhängige Bewegungen vonjcnommeii, die jeweils einer Drehung um irgendeine dieser Achsen entsprechen.The alignment of the sample 1 about the three axes XX 'YY' and OO ' or rlic main alignment will now be explained with reference to the parts of the device described above. This orientation is determined by three independent movements of jcnommeii, each corresponding to a rotation about any one of these axes.

1. Unbegrenzte Drehung um die Achse X-X' 1. Unlimited rotation around the X-X 'axis

Diese erste Bewegung entspricht direkt der Drehung des Zahnrades 3. das am Probcnträgcrblock 2 befestigt is;, urn di^sc Achse. Diese Drehung wird über Jas Kegelrad 7 vorccnommcn, das frei drehbar auf dem Zapfen 5 gelauert ist, indem es durch das Zahnrad 8 angetrieben wird. Letzteres wird durch das Zwischenzahnrad 42 gedreht, das auf der Achse 43 montiert ist. die ihrerseits durch das Zahnrad 44 gedreht wird, das mit der Veizahnung 17 kämmt. Die Drehung der Verzahnung 17 wird durch das DifTercntialzahnrad 20 erreicht, das durch die Schnecke 26 am Ende der Stange 25 gedreht wird. Diese wird über ihre Schnecke 35 am anderen Ende durch das Zahnrad 34 gedreht, das an der Welle 31 befestigt ist. Die Drehbewegung wird letztlich auf diese Welle durch das Steuerrad 38 übertragen, das geeignet mit dieser gekuppelt wird.This first movement corresponds directly to the rotation of the gear 3 on the sample carrier block 2 attached is; on the ^ sc axis. This rotation is done via bevel gear 7, which is freely rotatable is lurking on the pin 5 by being driven by the gear 8. The latter is through the idler gear 42 mounted on the axle 43 is rotated. which in turn by the gear 44 is rotated that meshes with the teeth 17. The rotation of the toothing 17 is controlled by the DifTercntialzahnrad 20 reached, which is rotated by the worm 26 at the end of the rod 25. This is rotated via its worm 35 at the other end by the gear 34 which is attached to the shaft 31 is attached. The rotary movement is ultimately transmitted to this shaft by the control wheel 38, the suitable to be coupled with this.

2. Bewegung zur Ausrichtung der Einfallsebene der2. Movement to align the plane of incidence of the

Probe in Richtung der Achse O-O' Sample in the direction of the axis O-O '

Die Einfallsausrichtung wird vorgenommen, indemThe alignment of incidence is done by

um einen begrenzten Schwenkwinkel die Gabel 4 um die Achse Y-Y' verschwenkt wird, die durch die Zapfen 5 und 6 gebildet ist. Dieses Verschwenken wird durch Drehung des Zahnrades 9 vorgenommen, das an der Gabel befestigt ist, und diese Drehung the fork 4 is pivoted about the axis YY ' , which is formed by the pins 5 and 6, by a limited pivot angle. This pivoting is done by rotating the gear 9 attached to the fork and this rotation

ίο wird durch das Zwischenzahnrad 45 an einem Ende der Achse 46 gesteuert, an deren anderem Ende das Zahnrad 47 getragen ist, das mit der Verzahnung 16 kämmt. Diese kämmt ihrerseits mit dem Differentialzahnrad 19, das durch die Schnecke an einem Ende der Stange 24 angetrieben wird. Diese wird durch das Zahnrad 33 und die Welle 30 angetriebeil, die ihrerseits durch das Steuerrad 37 angetrieben wird, das vorher eingekuppelt ν ^rde. Anschläge (nicht abgebildet) z. B. am Zahnrad 9 begrenzen den auf diese Weise erhaltenen Schwenkwinkel so, daß der richtige Winkel etwa ± 15° um die Mittelstellung beträgt.ίο is through the idler gear 45 at one end of the axis 46, at the other end of which the gear 47 is carried, which is connected to the toothing 16 combs. This in turn meshes with the differential gear 19, which is through the worm at one end the rod 24 is driven. This is driven by the gear 33 and the shaft 30, the in turn driven by the steering wheel 37, which was previously engaged ν ^ rde. Stops (not shown) z. B. on gear 9 limit the pivot angle obtained in this way so that the correct one Angle is approximately ± 15 ° around the center position.

3. Drehung des Probenträgerblocks um die Achse O-O' senkrecht zu den Achsen X-X' und Y-Y' 3. Rotation of the sample carrier block around the axis OO ' perpendicular to the axes XX' and Y-Y '

Diese Bewegung wird vorgenommen, indem in die Verzahnung 15 am unteren Abschnitt des Drehhalters 12 das Zahnrad 18 eingreift, das durch die Schnecke 26 an einem Ende der Stange 23 angetrieben wird. Diese wird durch ihre Schnecke 35 angetrieben, die mit dem Zahnrad 32 an einem Ende der Welle 39 kämmt, die unmittelbar über das Steuerrad 36 gedreht wird. Für diese Bewegung des Probenträgerblocks ist ein Schwenkwinkel von ± 80° vorgesehen, jedoch nicht zwingend vorgeschrieben.This movement is made by pulling into the toothing 15 on the lower portion of the rotary holder 12 engages the gear 18 which is driven by the worm 26 at one end of the rod 23 will. This is driven by its worm 35, which is connected to the gear 32 at one end the shaft 39 meshes, which is rotated directly via the steering wheel 36. For this movement of the sample carrier block a swivel angle of ± 80 ° is provided, but not mandatory.

Die so für die Probe erhaltenen drei Bewegungen sind vollkommen voneinander unabhängig, insbesondere wegen des Kuppeins durch mindestens zwei Steuerräder, so daß jede falsche Bedienung und vor allem jede Verknüpfung der Bewegungen untereinander vermieden werden. Die Einfallsebene der Probe kann in bezug auf den Elektronenstrahl eingestellt werden, indem die geeignete Ausrichtung vorgenommen wird, ohne daß diese Einstellung der Einfallsebene durch eine gleichzeitige oder spätere Drehung des Probenträgerblocks um eine der beiden anderen Achsen beeinträchtigt wird. Außerdem kann vorteilhafterweise die Welle 29, die das Zahnrad 32 trägt, das die Drehung um die Achse O-O' relativ zur Haltcbuchse 28 steuert, durch eine FeststellschraubeThe three movements thus obtained for the sample are completely independent of one another, in particular because of the coupling by at least two control wheels, so that any incorrect operation and, above all, any linking of the movements to one another are avoided. The plane of incidence of the specimen can be adjusted with respect to the electron beam by making the appropriate alignment without this setting of the plane of incidence being affected by simultaneous or subsequent rotation of the specimen carrier block about one of the other two axes. In addition, the shaft 29 carrying the gear wheel 32 which controls the rotation about the axis OO ' relative to the retaining bush 28 can advantageously be controlled by a locking screw

i) 48 (vgl. Fig. 4) festgestellt werden, die diese Welle und die Haltcbuchse verbindet. i) 48 (see. Fig. 4) can be determined, which connects this shaft and the Haltcbuchse.

Außer den bereits genannten Einrichtungen verfügt die Vorrichtung gemäß der Erfindung über zusätzliche Einrichtungen, durch die den bereits erlialtcnen dre; Frcihcitspraden drei zusätzliche Freiheitsgrade überlagert werden können. In addition to the devices already mentioned, the device according to the invention has additional devices by means of which the three ; Frcihcitspraden three additional degrees of freedom can be superimposed.

4. Seitliche Verschiebung der Haltebuchse4. Lateral displacement of the retaining sleeve

Zu diesem Zweck ist die Haltebuchse 28 im Tnncrn eines Gehäuses 49 montiert, das aus einem ersten Abschnitt i>ß besteht, der insbesondere an der Wand der Beobachtungskammer der Beugungseinrichtung mit einer Dichtung in Form eines Dichtringcs 51 in einem Bund 52 anliegen kann und aus einem zweiten Abschnitt S3 besteht, der mit der Haltcbuchse 28 verbunden ist und relativ zum ersten Abschnitt eine kleine Verschiebung in Richtung einer Achse W-W" erfahren kann, die senkrecht zur Achse Z-Z' undFor this purpose, the retaining sleeve 28 is mounted inside a housing 49, which consists of a first section i> ß, which in particular can rest on the wall of the observation chamber of the diffraction device with a seal in the form of a sealing ring 51 in a collar 52 and a second section S3, which is connected to the Haltcbuchse 28 and relative to the first section can experience a small displacement in the direction of an axis WW " which is perpendicular to the axis ZZ ' and

parallel zur Achse Y-Y' verläuft. Zu diesem Zsveck sind die beiden Abschnitte 50 und 53 entlang einer Quernut 60 ineinandergepaßt, die parallel zur Achse W-W verläuft und vorzugsweise Schwalbenschwanzprofil hat. Ein Faltenbalg 54 gewährleistet eine standige Abdichtung zwischen den beiden Abschnitten in allen ihren Lagen. Die Verschiebung des einen Abschnitts relativ zum anderen wird über eine Schraube 55 vorgenommen, die an einem ihrer Enden ein Steuerrad 56 trägt, wobei diese Schraube eine Mutter 57 trägt, die am ortsfesten Abschnitt 50 des Gehäuses 49 befestigt ist. Unter diesen Bedingungen überträgt sie über einen Winkel 58, der an einem Stück 59 befestigt ist, das mit der Haltebuchse 28 verbunden ist, eine seitliche Schwenkbewegung, so daß die beiden Abschnitte 50 und 53 gegeneinander in der Schwalbenschwanznut 60 gleiten. Während dieser Verschiebung bleibt der Abschnitt 50 ortsfest, so daß der Abschnitt 53 die Haltebuchse 28 und damit alle von dieser gehalterten Teile mitnimmt, insbesondere den Drehhalter 12 des Probenträgerblocks 2.runs parallel to the YY ' axis. For this Zsveck the two sections 50 and 53 fit into one another along a transverse groove 60 which runs parallel to the axis WW and preferably has a dovetail profile. A bellows 54 ensures a permanent seal between the two sections in all their positions. One section is displaced relative to the other by means of a screw 55 which carries a steering wheel 56 at one of its ends, this screw carrying a nut 57 which is fastened to the stationary section 50 of the housing 49. Under these conditions it transmits a lateral pivoting movement via an angle 58 which is fastened to a piece 59 which is connected to the retaining sleeve 28, so that the two sections 50 and 53 slide against one another in the dovetail groove 60. During this displacement, the section 50 remains stationary, so that the section 53 entrains the holding bushing 28 and thus all parts held by it, in particular the rotary holder 12 of the sample carrier block 2.

5. Axiale Verschiebung der Haltebuchse5. Axial displacement of the retaining sleeve

Ein anderer Freiheitsgrad besteht in einer mög- »5 liehen Verschiebung der Haltebuchse 28 innen im Gehäuse 49 in Richtung der Achse Z-Z', die durch die gemeinsame Achse der Wellen 29, 30 und 31 und der Haltebuchse 28 parallel zur Achse X-X' gebildet wird. Zu diesem Zweck ist die Haltebuchse 28 mit e;ner Überwurfmutter 61 versehen, die Steuerhandgriffe 62 aufweist und auf einen Gewindeabschnitt 63 auf der Außenfläche der Haltebuchse aufgeschraubt ist. Ein Kugellager 64 gewährleistet eine freie Drehung der Überwurfmutter, während ihre Translationsbewegung durch einen Ring 65 verhindert wird, der auf einer Verlängerung des Abschnitts 53 montiert ist. Die Drehung der Überwurfmutter wird daher in eine Translationsbewegung entlang der Achse Z-Z' umgesetzt, wobei die Abdichtung zwischen der Außenfläche der Haltebuchse und einem Flansch 68, der zum Abschnitt 53 des Gehäuses 49 gehört, durch Dichtringe 67 aufrechterhalten wird.Another degree of freedom consists in a possible shift of the retaining sleeve 28 inside the housing 49 in the direction of the axis Z-Z ', which is formed by the common axis of the shafts 29, 30 and 31 and the retaining sleeve 28 parallel to the axis XX' will. For this purpose, the retaining sleeve 28 is marked with e ; ner union nut 61 is provided, which has control handles 62 and is screwed onto a threaded portion 63 on the outer surface of the retaining sleeve. A ball bearing 64 ensures free rotation of the union nut, while its translational movement is prevented by a ring 65 mounted on an extension of the section 53. The rotation of the union nut is therefore converted into a translational movement along the axis ZZ ′ , the seal between the outer surface of the retaining sleeve and a flange 68 belonging to section 53 of the housing 49 being maintained by sealing rings 67.

6. Drehung der Haltebuchse um die Achse Z-Z' 4S 6. Rotation of the retaining sleeve around the axis ZZ ' 4S

Diese Drehung der Haltebuchse 28 wird durch eine Steuerscheibe 69 erreicht, deren Achse 70 (vgl. F i g. 5) eine Schnecke 71 trägt, die mit einer Verzahnung (nicht abgebildet) an der Außenfläche der Haltebuchse 28 kämmt. Die Steuerung der Steuerscheibe 69 durch einen Handgriff 72 bestimmt auch die Drehung der Haltebuchse 28 auf ihr und aller davon gehalterten Elemente. Es ist ersichtlich, daß das Gewinde der Schnecke 71 notwendigerweise so ausgerichtet ist, daß es parallel zur Richtung der Achse Z-Z' verläuft, damit die durch Betätigung der Überwurfmutter 61 vorgenommene Verschiebung entlang der Richtung dieser Achse erfolgen kann.This rotation of the holding bushing 28 is achieved by a control disk 69, the axis 70 of which (see FIG. 5) carries a worm 71 which meshes with a toothing (not shown) on the outer surface of the holding bushing 28. The control of the control disk 69 by a handle 72 also determines the rotation of the retaining sleeve 28 on it and all of the elements held by it. It can be seen that the thread of the worm 71 is necessarily aligned so that it runs parallel to the direction of the axis ZZ ' , so that the displacement made by actuating the union nut 61 can take place along the direction of this axis.

Durch die Erfindung wird also eine Vorrichtung zur Ausrichtung einer Probe angegeben, so daß diese sinem Elektronenstrahl von einer Beugungseinrichtung in jeder zur Durchführung der Untersuchung lotwendigen Lage ausgesetzt werden kann. Insbesondere erlaubt diese Vorrichtung die Verwendung von Jünnen Schichten als Proben, für die der Elekronenstrahl senkrecht zu ihrer Ebene verläuft und lie Schichten durchdringt, ebenso wie von massiven Proben, deren Oberfläche praktisch parallel zum Strahl verläuft. Die Genauigkeit der Vorrichtung gemäß der Erfindung kann sehr groß sein, sie ist allein durch die Genauigkeit beschränkt, die bei der Bearbeitung der verwendeten Zahnräder und Verzahnungen erreicht werden kann. Außerdem werden die Zahnräder in vorteilhafter Weise mit einem Spielverringerungssystem montiert, das eine große Steuergenauigkeit für die verschiedenen Bewegungen gewährleistet. The invention therefore provides a device for aligning a sample so that it an electron beam from a diffraction device in each to conduct the investigation can be exposed to the necessary position. In particular, this device allows the use of Thin layers as samples for which the electron beam runs perpendicular to their plane and let penetrates them, as well as by massive layers Samples whose surface is practically parallel to the beam. The accuracy of the device according to the invention can be very large, it is limited solely by the accuracy that is achieved in the Machining of the gears and gears used can be achieved. Also be the gears advantageously with a backlash reduction system mounted, which ensures great control accuracy for the various movements.

Schließlich sind andere Vorteile der Vorrichtung gemäß der Erfindung in folgenden Merkmalen zu sehen, die auch bei gleichzeitiger Verwendung die oben angegebene Ausrichtung entsprechend den Freiheitsgraden der sechs Bewegungen nicht beeinträchtigen: So kann die Probe in einem Gefäß mit höherem Vakuum untergebracht sein, wobei die Abdichtung des Probenträgerblocks mit seinen Stelleinrichtungen, insbesondere durch die Dichtringe 51 und 67. gewährleistet ist. Außerdem kann die Temperatur der Probe auf -100 bis +1000~ C durch ein Heiz- oder Kühlsystem (nicht abgebildet) gebracht werden, das sich im Gefäß befindet und unabhängig sowie ohne Ausbau und Luftabgabe arbeiten kann.Finally, other advantages of the device according to the invention can be found in the following features see that, even when used at the same time, the orientation specified above corresponds to the Degrees of freedom of the six movements are not impaired: the sample can be placed in a vessel with higher vacuum, whereby the sealing of the sample carrier block with its adjusting devices, is guaranteed in particular by the sealing rings 51 and 67. In addition, the temperature the sample brought to -100 to + 1000 ~ C by a heating or cooling system (not shown) that is located in the vessel and work independently and without expansion and air release can.

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Ausrichtvorrichtung zur Positionierung einer Probe mit einem Probenträgzrblock, der um eine erste Achse drehbar ist, die durch eine Gabel getragen ist, die an einer zweiten, zur ersten senkrechten Achse angelenkt und durch einen Drehhalter getragen ist, der um eine dritte, zur ersten und zweiten senkrechte Achse drehbar ist, gekennzeichnet durch eine Einheit von Differentialzahnrädern (18 bis 20), die unabhängig voneinander die Bewegungen des Probenträgerbiocks um die drei Achsen (X-X', Y-Y' O-O') steuern, durch einen Satz von drei Stangen (23 bis 25), die an ihren Enden Spiralschnecken (26) haben, die auf die Differentialzahnräder eine Bewegung von drei Zahnrädern (32 bis 34) übertragen, die an drei Wellen (29 bis 31) befestigt sind, die gleichachsig durch eine Haltebuchse (28) getragen und durch Steuerräder (36 bis 38) antreibbar sind, durch ein Zylindergehäuse (49) mit zwei Abschnitten (50, 53), die gleichachsig zu der Haltebuchse gelagert sind, und durch eine «inrichtung (56, 55, 57, 62, 61. 63; 72, 69. 71) zur Verschiebung der Haltebuchse relativ zum Gehäuse in Richtung ihrer gemeinsamen Achse (Z-Z') und in einer zu dieser Achse senkrechten Richtung (W-W) sowie zur Drehung um diese Achse.1. Alignment device for positioning a sample with a sample carrier block, which is rotatable about a first axis, which is carried by a fork which is articulated on a second axis perpendicular to the first and is carried by a rotary holder around a third, to the first and the second vertical axis is rotatable, characterized by a set of differential gears (18-20) which independently control the movements of the sample carrier block about the three axes (X-X ', YY' O-O ') , by a set of three Rods (23 to 25), which have spiral worms (26) at their ends, which transmit a movement of three gears (32 to 34) to the differential gears, which are attached to three shafts (29 to 31) which are coaxial with a retaining bush (28) are borne and can be driven by control wheels (36 to 38), by a cylinder housing (49) with two sections (50, 53) which are mounted coaxially to the retaining bush, and by a device (56, 55, 57, 62, 61, 63; 72, 69, 71) for the displacement of the retaining sleeve relative to the housing in the direction of their common axis (Z-Z ') and in a direction perpendicular to this axis (WW) and for rotation about this axis. 2. Ausrichtvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (50, 53) des Zylindergehäuses (49) entlang einer Schwalbenschwanznut (60) ineinandergepaßt sind, die senkrecht zur Achse (Z-Z') der Haltebuchse (28) verläuft, und daß die beiden Abschnitte mit einer Schraube (63) bzw. einer Mutter (61) zur Steuerung ihrer Relativbewegung verbunden sind.2. Alignment device according to claim 1, characterized in that the sections (50, 53) of the cylinder housing (49) are fitted into one another along a dovetail groove (60) which runs perpendicular to the axis (Z-Z ') of the retaining sleeve (28), and that the two sections are connected to a screw (63) or a nut (61) to control their relative movement. 3. Ausrichtvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Differentialzahnräder (18 bis 20) in drei parallelen Verzahnungen (15 bis 17) auf dem Drehhalter (12) eingreifen.3. Alignment device according to claim 1, characterized in that the differential gears (18 to 20) engage in three parallel teeth (15 to 17) on the rotary holder (12). 4. Ausrichtvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltebuchse (28)4. Alignment device according to claim 1, characterized in that the holding sleeve (28) 1?541--54 \o\O η Gewindeabschnitt (63) hat, der mit einer rwurfmutter (61) im Eingriff ist, die keine islationsbewegung relativ zum Zylinderuse (49) ausführen kann und deren Drehung Verschiebung der Buchse in Richtung ihrer ie (Z-Z') bewirkt.
Ausrichtvorrichtung nach Anspruch 1, da-η has a threaded section (63) which engages with a union nut (61) which cannot perform any islation movement relative to the cylinder socket (49) and the rotation of which causes the bushing to be displaced in the direction of its ie (Z-Z ').
Alignment device according to claim 1, durch gekennzeichnet, daß das Zylii (49) mit einer Steuerscheibe (69) ν die eine Spiralschnecke (71) steuert, Verzahnung an der Außenseite der 1 (28) eingreift, und daß das Schnee parallel zur Achse (Z-Z') der Haltel läuft.characterized in that the cylinder (49) with a control disc (69) ν which controls a spiral screw (71), teeth on the outside of the 1 (28) engages, and that the snow the Haltel runs parallel to the axis (Z-Z '). Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings 18541854
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