DE1927410B2

DE1927410B2 - BODY BLAST DEVICE WITH MEANS FOR DAMPING MECHANICAL VIBRATIONS

Info

Publication number: DE1927410B2
Application number: DE19691927410
Authority: DE
Inventors: Hans 1000 Berlin Helwig
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-05-28
Filing date: 1969-05-28
Publication date: 1972-03-30
Also published as: DE1927410A1; NL7000300A; FR2048687A5; US3835320A; GB1290235A

Description

Die Erfindung betrifft ein Korpuskularstrahlgerät mit einer durch ein Stativ gestützten. Einrichtungen tür Beeinflussung des Strahles in einem Vakuumtaum enthaltenden Säule sowie mit Mitteln zur Dämpfung mechanischer Schwingungen. In erster Linie iM dabei an ein Elektronenmikroskop gedacht, jedoch kann die Eirfinduntr mit Vorteil auch bei anderen Korpuskularst rahlgerätcn, wie lonenmikm skopen und Bcugungseiinrichtungen, Anwendung finden, die infolge Ausbildung des Vakuumraumes des Gerätes mit den der Fokussierung des Strahles und der Erzeugung des vergrößerten Bildes eines Präparates dienenden Einrichtungen als stehende Säule zu mechanischen Schwingungen neigen. The invention relates to a corpuscular beam device with a supported by a tripod. Devices for influencing the beam in a column containing a vacuum, as well as means for damping mechanical vibrations. First and foremost, an electron microscope is intended, but the device can also be used with advantage in other corpuscular steel devices, such as ion microscopes and diffraction devices, which, as a result of the formation of the vacuum space of the device, are used to focus the beam and generate the enlarged image of a preparation serving as a standing column tend to mechanical vibrations.

Bekanntlich machien <ich hinsichtlich der erzielbaren Auflösung be;i Elektronenmikroskopen nicht nur die Linsenfehler des Gerätes störend bemerkbar, sondern auch tnstdbilütilten der elektrischen Betriebswert sowie die Eriichütterungsempfindlichkeit des Gerätes. Die Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe,It is well known that I do not work with electron microscopes with regard to the achievable resolution only the lens defects of the device are noticeable in a disturbing way, but also the electrical operating value and the sensitivity to vibrations of the Device. The invention is concerned with the task

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die Erschütterungsempfindlichkeit, d. h. die Neigung zu mechanischen Schwingungen, bei der Säule derartiger Korpuskularstrahlgeräte zumindest erheblich zu verringern. Die Bedeutung dieser Aufgabe wird daraus ersichtlich, daß moderne Hochleistungs-Elektroiienmikroskope eine Auflösung in der Größenordnung von wenigen AE besitzen, so daß der eine Präparateinzelheit durchsetzende Strahl in der EnJbildebene des Mikroskops praktisch überhaupt nichtthe vibration sensitivity, d. H. the tendency to mechanical vibrations, in the case of the column such Corpuscular beam devices at least considerably to reduce. The importance of this task is evident from the fact that modern high-performance electrical microscopes have a resolution of the order of magnitude of a few AU, so that one specimen detail penetrating beam practically not at all in the image plane of the microscope

ίο »zittern« darf. Diese Bedingung ist schon deshalb außerordentlich schwer zu erfüllen, weil die Säule des Mikroskops im allgemeinen eine Länge von mindestens 1 mm besitzt und hierdurch besonders anfällig gegen Erschütterungen und Schwingungen ist.ίο may "tremble". This condition is for that reason alone extremely difficult to meet because the column of the microscope generally has a length of at least 1 mm and is therefore particularly susceptible to shocks and vibrations.

Auch rufen verschiedene Einrichtungen des Gerätes. z. B. die Vakuumpumpen, im Betrieb Erschütterungen hervor.Also call different bodies of the device. z. B. the vacuum pumps, vibrations during operation emerged.

Es ist bekannt, eine Schwingungsdämpfung bei Elektronenmikroskopen durch Federkörper \oi zunehmen, die zwischen dem Stativ und der Auflagefläche für das gesamte Mikroskop wirken. Wie sich abei gezeigt hat. genügt diese Federung nicht, um eine Schwingungsdämptung im Bereich der Mikroskopsaule in einem solchen MaLie sicherzustellen, wieIt is known to dampen vibrations Electron microscopes increase by spring bodies between the stand and the support surface affect the entire microscope. As it turned out to be. is this suspension not enough to vibration damping in the area of the microscope column at such a time ensure how

es das Auflösungsvermögen moderner Hochleistungs-Mikroskope erfordert.it has the resolving power of modern high-performance microscopes requires.

Zur Lösung der dargelegten Aufgabe wird ein eifind'ingsgemäß dadurch gekennzeichnetes Koipuskulurstrahlgerät vorgeschlagen, daß die Mittel /urIn order to solve the stated problem, an eifind'ings according to characterized Koipuskulurstrahlgerät suggested that the means / ur

Schwingungsdämpfung pneumatisch oder hydraulisch betätigte, elastisch ausgebildete Druckgefäße enthalten, die an der Säule angreifen. Dadurch, daß die Mittel tür Schwingungsdämpfung unmittelbar an der Säule angreifen, ist eine besonders gute Dämpfungswirkung sichergestellt. Gegenüber der bekannten Anordnung einer Stativfederung ist der Hebelarm" für die Schwingungen erheblich \erringen, und auch solche Erschütterungen, die son an^ Stativ befestigten Einrichtungen, wie Pumpen, hervorgerufen sind, werder. gedämpft.Contain vibration damping pneumatically or hydraulically operated, elastically designed pressure vessels that attack the column. Characterized in that the means door vibration damping act directly on the column, a particularly good damping effect is ensured. Compared to the known arrangement of a tripod suspension, the lever arm for the vibrations is considerably increased, and also those vibrations that are caused by devices attached to a tripod, such as pumps, are dampened.

Bei der bevorzugten Ausfiihrungsform der Erfin dun« sind Druckgeliiße zwischen Stativ und Säule angeordnet. Sofern das Korpuskularstrahlgerät m.t einer die Säule gabelartig umgreifenden Schwenkvoirichtune zum Abheben von Teilen der Säule, beispielsweise des den Strahlerzeuger enthaltenden Säulenteilcs. versehen ist. kann man auch /wischen der Gabel und der Säule Druckpefäße anordnen. In die scm halle kann es zweckmäßig sein, eine solche An-Ordnung der Druckgefäße vorzunehmen, daß sie in Al'Iiiingigkcit von Betätigungen der Schwenkvorrichtung auf <1κ· Säule in Richtung nach oben oder nach unten gerichtete Druckkräfte ausüben. Bekanntlich wirkt rrimhch eine derartige Schwenkvorrichtung so.In the preferred embodiment of the invention There are pressure joints between the stand and the column. If the corpuscular beam device m.t a swivel voirichtune that encompasses the column like a fork for lifting parts of the column, for example the column part containing the beam generator. is provided. one can also arrange pressure vessels by wiping the fork and the column. In the scm hall it can be useful to arrange such an arrangement the pressure vessels make that they are in Al'Iiiingigkcit of actuations of the swivel device on <1κ · column in direction upwards or downwards exert pressure forces directed downwards. As is well known, such a pivoting device acts like this.

dall sie zunächst die gegeneinander zu verschwenkcnden Siiiilenteilc in Richtung der Stt.ihlachse manderbewegt, also die abzuhebenden Teile etv. anhebt, wodurch die gegeneinander zu verschwel ikenden Teile außer Eingriff gebracht werden; erst an- schließend erfolgt das Ausschwenken der abgehobenen Teile. Der erste Teil de? Bewegungszyklus der Schwenkvorrichtung kann also unter Ausnutzung des stets vorhandenen Spiels zugleich zur Einstellung der Richtung der von den Druckgefäßen ausgeübten because they first of all move the silicon parts to be pivoted relative to one another in the direction of the support axis, i.e. the parts to be lifted etc. raises, whereby the mutually to be welded ikenden parts are disengaged; only then is the lifted parts swiveled out. The first part de? The movement cycle of the pivoting device can thus simultaneously be used to set the direction of the movement exerted by the pressure vessels, taking advantage of the play that is always present

6$ Druckkraft ausgenutzt werden.6 $ pressure force can be used.

Im Hinblick auf die bei Korpuskularstrahlgeräten angestrebte Rotationssymmetrie bezüglich der Strahl· achse wird man die Druckgefäße rotationssymme-With regard to the rotational symmetry aimed at with corpuscular beam devices with regard to the beam axis, the pressure vessels will be rotationally symmetrical

Irisch bezüglich der Stnihlnchsc wirkend anordnen, jio wird man bei Verwendung von Druckzylindern (ils Druckgefüße beispielsweise drei Druckzylinder hinter gleichen Winkeln gegeneinander um die Strahlnchse herum gruppieren.Irish to act in relation to the Stnihlnchsc, jio one becomes when using printing cylinders (ils printing feet for example three printing cylinders at equal angles to each other around the ray axes group around.

Insbesondere für die Anordnung zwischen der Gabel einer Schwenkvorrichtung und der Säule eignet hich ein Druckgefäß, das durch einen den Strahl um-Kchlieüenden, wiederum mit einem Druckmedium gefüllten elastischen Schlauch gebildet ist.Especially for the arrangement between the fork a swivel device and the column, a pressure vessel is suitable, which is closed by a is in turn formed with a pressure medium filled elastic tube.

Bei der bevorzugten Ausführungsform ist zwischen den Druckgefäßen und einem Druckerzeuger ein Aus- ^leichsgefäß für ein Druckmedium angeordnet, dem Mittel zur Einstellung des Druckes in den Druckgefäßen zugeordnet sind.In the preferred embodiment, there is an outlet between the pressure vessels and a pressure generator ^ arranged light vessel for a pressure medium, the means for adjusting the pressure in the pressure vessels assigned.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand des in den Fig. 1 bis 3 in verschiedenen An-und Aufsichten wiedergegebenen Elektronenmikroskops im einzelnen erläutert. Dabei zeigtThe invention is illustrated below with reference to that in FIGS. 1 to 3 in various top and bottom views reproduced electron microscope explained in detail. It shows

F i g. 1 eine Vorderansicht,
F i g. 2 eine Seitenansicht und
F i g. 3 eine Aufsicht des Gerätes; F i g. 4 läßt eine Einzelheit erkennen. Das Elektronenmikroskop läßt sich in dem hier interessierenden Zusammenhang in zwei Hauptteile UDtC!teilen, nämlich die allgemein mit 1 bezeichnete Mikroskopsäule und das allgemein mit 2 bezeichnete Stativ, das durch Verkleidung die Form eines Pultes erhalten hat. Auf diesem Pult befinden sich Aufsätze 3 mit Meß- und Anzeigegeräten sowie Bedienungsknöpfen, die hier nicht interessieren.F i g. 1 a front view,
F i g. 2 is a side view and
F i g. 3 is a plan view of the device; F i g. 4 shows a detail. In the context of interest here, the electron microscope can be divided into two main parts, namely the microscope column, generally designated 1, and the stand, generally designated 2, which has been given the shape of a desk by covering it. On this desk there are attachments 3 with measuring and display devices as well as control buttons, which are not of interest here.

Infolge der Höhe des Mikroskops, insbesondere infolge der Länge der Säule 1, in der der Korpuskularstrahl verläuft und die alle elektronenoptischen Einrichtungen sowie das Präparat enthält, neigt das Gerät zu Schwingungen bei äußeren mechanischen Erschütterungen. Es ist bekannt, daß bei älteren Elektronenmikroskopen schon das Auflehnen der Bedienungsperson auf den Tisch zu einer Strahlauswanderung im i.ndbild führen konnte.As a result of the height of the microscope, in particular as a result of the length of the column 1 in which the corpuscular beam runs and which contains all electron-optical devices as well as the preparation, that tends Device to vibrations in the event of external mechanical shocks. It is known that in elderly Electron microscopes already have the operator leaning on the table to cause a beam migration could lead in the i.ndbild.

Die Mikroskopsäule 1 ist, wie die F i g. 1 und 2 erkennen lassen, in mehrere Bereiche unterteilt. Um den den Strahlerzeuger nebst Kondensorlinsen enthaltender obersten Säulenteil 4 von den übrigen Teilen der Säule zur Seile schwenken zn können, wird die Säule in entsprechender Höhe von der gabelartigen Schwenkvorrichtung S umgriffen, die mit dem Kragen 5 ο zusammenwirkt und, wie bereits beschrie-The microscope column 1 is, like FIG. 1 and 2, divided into several areas. Around the uppermost column part 4 containing the beam generator together with condenser lenses from the remaining parts the column can pivot to the ropes, the column is at the appropriate height of the fork-like Swiveling device S encompassed, which cooperates with the collar 5 ο and, as already described

ben, zunächst eine Bewegung des Saulenteiles 4 in Richtung nach oben und dann eine Schwenkbewegung erzeugt.ben, first a movement of the column part 4 in the upward direction and then a pivoting movement generated.

Die Säule 1 ist mit einer Grundplatte 6 auf Auflageflächen? im Stativ 2 aufgesetzt. ErfindungsgemäßThe column 1 is with a base plate 6 on support surfaces? placed in stand 2. According to the invention

ίο sind .zwischen diesen Auflageflächen und der Grundplatte 6 drei Druckzylinders in, wie Fig. 3 erkennen läßt, rotationssymmetrischer Anordnung bezüglich der Strahlachse vorgesehen. Die Druckzylinder können mit Hutmanschetten ausgerüstet sein.ίο are .between these support surfaces and the base plate 6 three printing cylinders in, as shown in FIG can be provided rotationally symmetrical arrangement with respect to the beam axis. The printing cylinder can be equipped with hat seals.

Während an dieser Stelle mehrere Druckzylinder Verwendung finden, ist zwischen der Gabel 5 und der Säule 1 ein einziges, durch einen druckmittelgefüllten elastischen Schlauch gebildetes Druckgefäß angeordnet. Dieser Schlauch ist mit 9 bezeichnet undWhile several pressure cylinders are used at this point, between the fork 5 and of the column 1, a single pressure vessel formed by an elastic hose filled with pressure medium arranged. This hose is denoted by 9 and

ao bewirkt in Abhängigkeit von (ίτ Bewegung der Gabel 5 parallel zur Richtung der Strahlachse entweder einen Druck nach unten oder nach oben. Die Ausbildung der Säule 1 und der Gabel 5 zur entsprechenden Aufnahme des Schlauches 9 ist in F i g. 4 herausgezeichnet. Depending on (ίτ, ao causes the fork to move 5 either a downward or upward pressure parallel to the direction of the beam axis. Training the column 1 and the fork 5 for the corresponding reception of the hose 9 is shown in FIG. 4 drawn out.

Zwischen den Druckgefäßen 8 bzw. 9 und der Pumpe 10 befindet sich das Ausgleichsgefäß 11, das mit dem Manometer 12 versehen ist. Das mit 13 bezeichnete Leitungssystem verbindet die verschiedenenBetween the pressure vessels 8 or 9 and the pump 10 there is the equalizing vessel 11, which is provided with the manometer 12. The line system labeled 13 connects the various

Druckgefäße mit dem Ausgleichsgefäß 11. In Abhängigkeit von den jeweils auftretenden, Schwingungen der Säule 1 erzeugenden Erschütterungen kann man den Druck in den verschiedenen Druckgefäßen mittels des Ventils 14 so einstellen, daß die günstigste Dämpfung erzielt wird.Pressure vessels with the compensation vessel 11. Depending on the vibrations occurring in each case the vibrations generating the column 1 can be used to control the pressure in the various pressure vessels of the valve 14 so that the most favorable damping is achieved.

Gegebenenfalls können zusätzlich in bekannter Weise Federungskörper 15 zwischen der Auflagefläche des Stativs 2 und dem Fußboden des Mikroskopraumes vorgesehen sein.If necessary, spring elements 15 can also be installed between the support surface in a known manner of the stand 2 and the floor of the microscope room may be provided.

DIc Erfindung dient mithin der Lösung eines ger.nde bei Hochleistungs-Mikroskopen immer schwerwiegender werdenden Problem:,. Hierbei ist auch von Bedeutung, daß die modernen Bauten keinesfalls erschütterungsfreier gebaut werden.The invention therefore serves to solve a problem that is increasingly serious in high-performance microscopes nascent problem:,. It is also important that modern buildings are by no means less vibration-free be built.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Corpuscular beam device, especially electron microscope, with a device supported by a tripod to influence the Beam in a vacuum space containing column and with! Means for damping mechanical Vibrations, characterized that the means for vibration damping operated pneumatically or hydraulically, Contain elastic pressure vessels that attack the column.

2. KorpuskulaPiirahlgerät according to claim 1, dadiircn marked that pressure vessels between Stand and column are arranged.

3. Corpuscular beam device according to claim 1 or 2 with a pivot device that encompasses the column like a fork to lift off parts the column, characterized in that pressure vessels are arranged between the fork and the column are.

4. corpuscular beam device according to claim 3, characterized in that the pressure vessels are arranged so that they are dependent on operations of the pivoting device on the Exert pressure forces directed upwards or downwards on the column.

5. Korpuskularstrjhlgerät according to one of claims 1 to 4, characterized in that the Pressure vessels are arranged in a rotationally symmetrical manner with respect to the jet axis.

6. Corpu- ·· ular beam device according to the claims I bi ^ 5, characterized in that the Pressure cylinders are pressure cylinders.

7. corpuscular beam device according to one of claims 1 to 5, characterized in that a Pressure vessel is formed by a hose surrounding the jet.

S. corpuscular beam device according to one of claims I to 7. diidurch characterized in that between the pressure vessel and a pressure generator a compensation vessel is arranged, the means / ur adjustment of the pressure in the pressure vessels are assigned.