DE2731458A1

DE2731458A1 - Magnetische linseneinrichtung fuer unter vakuum arbeitende korpuskularstrahlgeraete, insbesondere objektivlinseneinrichtung fuer hoechstspannungs-elektronenmikroskope

Info

Publication number: DE2731458A1
Application number: DE19772731458
Authority: DE
Inventors: Isolde Dr Rer Nat Dietrich; Fred Dipl Ing Fox; Erwin Dipl Phys Knapek; Guy Lefranc; Karl Nachtrieb; Reinhard Dr Rer Nat Weyl; Helmut Zerbst
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-07-12
Filing date: 1977-07-12
Publication date: 1979-01-18
Also published as: DE2731458C3; DE2731458B2; US4209701A; FR2397715B1; GB1597015A; JPS5419644A; FR2397715A1; JPS5951704B2; NL7801165A

Description

273U58

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen

Berlin und München _Q VPA77P7082 BRD

* 6'

Magnetische Linseneinrichtung für unter Vakuum arbeitende KorpuskularStrahlgeräte, insbesondere Objektivlinseneinrichtung für Höchstspannungs-Elektronenmikroskope

Die Erfindung bezieht sich auf eine magnetische Linseneinrichtung für unter Vakuum arbeitende Korpuskularstrahlgeräte mit einer Vakuumkammer zur Aufnahme eines zu untersuchenden Objektes und mit mindestens einer von einer supraleitenden Abschirmvorrichtung umgebenen, stromdurchflossenen Linsenspulenwicklung, die um zwei supraleitende, hohlzylindrische Abschirmkörper angeordnet ist, welche koaxial zur Strahlführungsachse der Linseneinrichtung und in Strahlführungsrichtung gesehen beabstandet hintereinander angeordnet sind, wobei zwischen ihren benachbarten Stirnflächen ein Spalt vorbestimmter Spaltweite ausgebildet ist.

Höchstspannungs-Elektronenmikroskope arbeiten mit Strahl-Spannungen, die über 1000 kV liegen können. Für diese Elektronenmikroskope kann zweckmäßig ein Linsensystem mit mehreren supraleitenden Linseneinrichtungen vorgesehen sein, die sich in einem Kryostaten befinden und auf einem in diesem Kryostaten befindlichen zentralen Trägerrohr angeordnet sind (DT-OS 23 07 822). Man erhält so einen verhältnismäßig kompakten Aufbau eines Elektronen-

SIm 2 Hag / 6. 6. 1977

809883/0470

mikroskopes. Das Linsensystem des bekannten Elektronenmikroskope s umfaßt eine Linseneinrichtung der eingangs genannten Art, welche dabei die Objektivlinse des Linsensystems bildet und zwei in Strahlführungsrichtung hintereinander angeordnete, hohlzylindrische Abschirmkörper enthält, die jeweils den StrahlfUhrungsraum eng umschließen. Diese beiden Abschirmzylinder bestehen aus supraleitendem Material, das im Betriebszustand mittels eines kryogenen Mediums wie beispielsweise flüssigem Helium unterhalb seiner sogenannten Sprungtemperatür gehalten wird. Zwischen den benachbarten Stirnseiten dieser Abschirmzylinder ist ein schmaler Spalt ausgebildet, in dem eine Vakuumkammer angeordnet ist. In diese Kammer kann radial von der Seite her mittels einer besonderen Einführungsvorrichtung ein zu untersuchendes Objekt eingebracht werden. Der Objektraum wird dabei von dem kryogenen Medium mitgekühlt. Es läßt sich aozwar ein temperaturbedingtes seitliches Auswandern des Objektes, eine sogenannte thermische Drift, äußerst gering, beispielsweise unter 0,03 nm/min, halten.

Mit der bekannten Objektivlinseneinrichtung können jedoch keine auf höheren Temperaturen, insbesondere auf Raumtemperaturen befindlichen Objekte untersucht werden.

Jeder der beiden Abschirmzylinder des bekannten Elektronenmikroskopes ist von einer supraleitenden Linsenspulenwicklung umgeben, die im Betriebszustand kurzgeschlossen ist. Die Abschirmzylinder haben die Aufgabe, das von den Linsenspulenwicklungen erzeugte Magnetfeld nur im Bereich des Linsenspaltes auf den Korpuskularstrahl einwirken zu lassen. Die beiden Abschirmzylinder sind deshalb an ihren einander abgewandten Stirnseiten mit einer Abschirmvorrichtung aus ebenfalls supraleitendem Material verbunden, welche die äußere Mantelfläche und die Stirnflächen der Linsenspulenwicklungen umschließt. Mit dem so ausgebildeten, im supraleitenden Zustand gehaltenen Abschirmgehäuse kann außerdem die Ausbreitung des von den Linsenspulenwicklungen erzeugten Magnetfeldes nach außen hin begrenzt

809883/0470

273H58

' 5- *- VP 7 O 8 2 BRD

d tfld f d

und der Spaltbereich, in dem das Magnetfeld auf den Korpuskularstrahl einwirkt, gegen äußere magnetische Störfelder, insbesondere elektromagnetische Wechselfelder, weitgehend abgeschirmt werden.
5

Da das Auflösungsvermögen eines KorpuskularStrahlgerätes bekanntlich von der sogenannten Öffnungsfehlerkonstanten seiner Linsen, insbesondere seiner Objektivlinse abhängt, ist bei dem bekannten Elektronenmikroskop die Größe des Linsenspaltes zwischen den einander gegenüberliegenden Stirnflächen der beiden Abschirmzylinder so gewählt, daß ein sehr kleiner Wert der Öffnungsfehlerkonstanten erreicht wird. Die Öffnungsfehlerkonstante einer solchen Linseneinrichtung hängt dabei außer von dem Maximalwert H_Q der Feldstärke bzw. dem Maximalwert B₀ der magnetischen Induktion in dem Linsenspalt, d.h. in dem Bereich der Einwirkung des Magnetfeldes auf den Korpuskularstrahl, auch vom Feldgradienten längs der Strahlführungsachse in dem Linsenspalt und somit auch von der Gestaltung der Abschirmzylinder im Bereich ihrer sich gegenüberliegenden Stirnflächen ab.

Mit dieser Objektivlinseneinrichtung können jedoch nur auf die Tieftemperatür des kryogenen Mediums gekühlte Objekte untersucht werden. Darüber hinaus sind diese Objektivlinseneinrichtungen auch nur für Elektronenmikroskope der sogenannten Feststrahltechnik geeignet, bei der ein gebündelter, mittels Magnetfelder unbeweglich gehaltener Elektronenstrahl das Objekt durchstrahlt, von dem mit Hilfe nachgeschalteter magnetischer Vergrößerungslinsen ein vergrößertes Bild erzeugt wird. Das bekannte Elektronenmikroskop ist jedoch für die sogenannte Durchstrahlungs-Raster-Elektronenmikroskopie nicht ohne weiteres geeignet. Bei dieser Technik überstreicht ein scharf gebündelter Elektronenstrahl nach einem vorgegebenen Rasterschema die Oberfläche des zu untersuchenden Objektes. Sollen dabei entstandene

- 4 809883/0470

gestreute Elektronen registriert und gegebenenfalls Sekundärelektronen sowie Auger-Elektronen und RUckstreuelektronen für zusätzliche energiedispersive Strahlungsanalysen aufgefangen werden, so müssen die entsprechenden Detektoreinrichtungen in unmittelbarer Nähe des Objektes angebracht werden. Dies ist aber bei der bekannten Objektivlinseneinrichtung nicht ohne weiteres möglich, da der Objektraum zu klein ist und auch nicht vergrößert werden kann, ohne daß im Objektivspalt die maximale Feldstärke H_Q und der Feldgradient verringert würden und so die Abbildungsfehler des Elektronenmikroskopes, insbesondere seine sphärische und chromatische Aberration, aufgrund einer entsprechenden Vergrößerung der Öffnungsfehlerkonstanten zunehmen würden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, die bekannte Objektivlinseneinrichtung derart umzugestalten, daß ein mit ihr ausgestattetes Höchstspannungs-Elektronenmikroskop einen auf Raumtemperatur befindlichen Objektraum hat und dennoch alle seine supraleitenden, zu einer Säule zusammengesetzten Lj._nsen in einem gemeinsamen Kryostaten untergebracht werden können. Darüber hinaus soll das Elektronenmikroskop auch für die Durchstrahlungs-Raster-Elektronenmikroskopie geeignet sein, ohne daß dabei auf wesentliche Vorteile des bekannten Feststrahlelektronenmikroskopes verzichtet werden muß. So sollen die thermische Drift des Objektes gering und zugleich der Korpuskularstrahl gegen äußere magnetische Störfelder weitgehend abgeschirmt sein. Darüber hinaus soll mit dem Elektronenmikroskop eine Auflösung von etwa 1 nm erreicht werden können.

Diese Aufgabe wird für eine magnetische Linseneinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Abschirmvorrichtung topfartig ausgebildet ist und die Vakuumkammer zur Aufnahme des untersuchenden Objektes in Strahlrichtung gesehen vor der offenen Seite der topf-

809883/0470

273H58 - ? -4- 77P 7 082 BRD

artigen Abschirmvorrichtung und der dem Spalt abgewandten Stirnfläche des ersten Abschirmkörpers angeordnet ist.

Da die Abschirmvorrichtung, welche die Linsenspulenwicklung und die beiden hohlzylinderförmigen Abschirmkörper umgibt, topfartig ausgebildet und somit einseitig offen ist, wirkt die Linseneinrichtung gemäß der Erfindung wie ein magnetisches Linsensystem aus zwei in Strahlrichtung hintereinander angeordneten magnetischen Linsen. Die Brennweite der ersten Linse ist dabei verhältnismäßig groß, während die Brennweite der zweiten Linse auch bei hohen Strahlspannungen von beispielsweise 5000 kV sehr klein gehalten werden kann. Die mit der Gestaltung der magnetischen Linseneinrichtung gemäß der Erfindung erreichten Vorteile bestehen dann insbesondere darin, daß das zu untersuchende Objekt einige Zentimeter vor der offenen Seite der topfartigen Abschirmvorrichtung bzw. vor dem ersten hohlzylinderförmigen Abschirmkörper angeordnet werden kann. An dieser Stelle läßt sich jedoch ohne Schwierigkeit eine Vakuumkammer mit einer warmen Objektstufe vorsehen. Da sich diese Vakuumkammer ausreichend groß bemessen läßt, können in ihr vorteilhaft die für die Durchstrahlungs-Raster-Elektronenmikroskopie erforderlichen Detektoreinrichtungen angeordnet werden.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung und deren in den Unteransprüchen gekennzeichneten Weiterbildungen wird auf die Zeichnung verwiesen, deren Figuren 1 und 2 schematisch je eine Ausbildungsmöglichkeit einer magnetischen Objektivlinseneinrichtung nach der Erfindung zeigen. In Fig. 3 ist einem Diagramm die von der Objektivlinseneinrichtung gemäß Fig. 1 erzeugte Feldstärkeverteilung längs der Strahlführungsachse veranschaulicht, während in Fig. 4 der Strahlengang durch diese Linseneinrichtung angedeutet ist.

Die in Fig. 1 dargestellte Objektivlinseneinrichtung ist sowohl für ein Durchstrahlungs-Raster- als auch für ein

609883/0470 " ⁶ "

- ff - 77P 7 08 2 BRD

Durchstrahlungs-Feststrahl-Elektronenmikroskop geeignet. Die

in dieser Figur nicht dargestellten Teile des Mikroskopes sind an sich bekannt und können beispielsweise den Teilen des Elektronenmikroskopes gemäß der deutschen Offenlegungsschrift 23 07 822 entsprechen. Die Objektivlinseneinrichtung enthält eine Abschirmvorrichtung 2_, die aus supraleitendem Material besteht und im Betriebszustand mittels eines kryogenen Mediums wie beispielsweise flüssigem Helium auf einer Temperatur unterhalb der kritischen Temperatur dieses Materials gehalten wird. Die Abschirmvorrichtung ist topfartig ausgebildet, d.h. sie besteht aus einem hohlzylindrischen Seitenteil 4, das den Mantel der Abschirmvorrichtung bildet, und einem Bodenteil 5, das dieses Seitenteil nach unten hin abschließt. Das Bodenteil 5 ist mit einer zentralen öffnung 6 versehen, durch dl· ein länge einer Achse 7 geführter Elektronenstrahl durch die Abschirmvorrichtung geleitet wird. Die Abschirmvorrichtung ist nach oben hin von einem in der Figur nur durch eine Linie dargestellten Deckelteil 8 abgeschlossen, das eine entsprechende öffnung 9 hat und aus nicht-magnetischem Material besteht. Im Inneren der topfartigen Abschirmvorrichtung sind konzentrisch zur Strahlführungsachse 7 zwei hohlzylinderförmige Abschirmkörper 11 und 12 angeordnet, deren zentrale Bohrungen 13 bzw. 14 einen Durchmesser von nur wenigen Millimetern haben. Diese Abschirmzylinder bestehen ebenfalls aus supraleitendem Material und werden zweckmäßig von dem für die Abschirmvorrichtung 2 erforderlichen kryogenen Medium mitgekUhlt. Sie sind in StrahlfUhrungsrichtung gesehen hintereinander beabstandet angeordnet, wobei zwischen ihren einander benachbarten Stirnflächen ein schmaler Spalt 15 ausgebildet ist. Der untere Abschirmzylinder steht dabei auf dem Bodenteil 5 der Abschirmvorrichtung 2 und kann beispielsweise mit dieser ein gemeinsames Formstück bilden. Die beiden Abschirmzylinder 11 und 12 sind von einer stromdurch flossenen Linsenspulenwidlung 17 umschlossen, deren Leiter zweckmäßig ebenfalls aus supraleitendem Material sind. Die Spulenwicklung kann im Betriebszustand in bekannter Weise kurzgeschlossen sein.

809883/0470 - 7 _

273U58 - 9 -*Τ - 77Ρ 7 08 2 BRD

Sie erstreckt sich nach oben bis an das Deckelteil 8 der topfartigen Abschirmvorrichtung 2_.

Zur Verminderung der Wärmeübertragung auf die tiefgekühlte Abschirmvorrichtung 2_ und die in ihr angeordneten Bauteile ist ferner ein Strahlungsschild 22 vorgesehen, der beispielsweise mit flüssigem Stickstoff gekühlt wird. Dieser Strahlungsschild ist ebenfalls topfartig ausgebildet. Seine obere, offene Seite wird von einem Deckelteil 20 abgeschlossen. Zumindest dieses Deckelteil des Strahlungsschildes besteht aus einem nichtmagnetischen Material. Zur Fixierung der Abschirmvorrichtung 2 innerhalb des Strahlungsschildes 1_£ sind in der Figur nur einige, schlecht wärmeleitende Abstandshalter 22 und 23 zwischen dem Bodenteil 5 der Abschirmvorrichtung 2_ und dem entsprechenden Bodenteil 26 des Strahlungsschildes JJ) bzw. zwischen dem Deckelteil 20 des Strahlungsschildes und dem entsprechenden Deckelteil 8 der Abschirmvorrichtung angedeutet.

Der Strahlungsschild JJj? mit den in ihm angeordneten Bauteilen ist in einem evakuierbaren Raum 28 eines Gehäuses 30 angeordnet, das bis auf zentrale Durchführungen für den Elektronenstrahl allseitig geschlossen ist. Der Raum 28 stellt dabei den unteren Teilraum des gesamten Innenraumes des Gehäuses 30 dar und ist durch eine Trennwand 31 von einem oberen Teilraum abgetrennt, der in Strahlungsrichtung gesehen vor der Trennwand 31 liegt und als Vakuumkammer 32 bezeichnet ist. Das Gehäuse 30 befindet sich auf Raumtemperatur, so daß zwischen ihm und der Trennwand einerseits und dem Strahlungsschild JjJ andererseits schlecht wärmeleitende Abstützungsvorrichtungen vorgesehen sind, um eine Wärmeübertragung gering zu halten.

In der Figur sind die erforderlichen Vorrichtungen zur Einführung eines zu untersuchenden Objektes 34 in die als Objektraum dienende Vakuumkammer 32 sowie zu dessen Halterung im einzelnen nicht näher dargestellt. Es ist lediglich angedeutet, daß das Objekt 34 mittels eines Präparateschiebers 36 und einer Schleusenkammer 37 von der Seite her in diesen Vakuumraum eingeführt und vor der Abschirmvorrichtung 2 bzw.

e09883/0470 - 8 -

-4 - 77Ρ 7 08 2 BRD

dem Abschirmzylinder 11 in den Elektronenstrahl gebracht

werden kann. Beispielsweise ist ein ringförmiger Präparate- tiech 38 vorgesehen, vor dessen zentraler Bohrung das Objekt 34 angeordnet wird.
5

Da aufgrund der topfartigen Gestaltungsform der Abschirmvorrichtung diese einseitig offen ist, d.h. das von der Linsenspulenwicklung 17 erzeugte Magnetfeld nicht nur auf den von der Abschirmvorrichtung £ umschlossenen Innenraum begrenzt ist, wirkt dieses Magnetfeld also nicht nur im Bereich des Spaltes 15 zwischen den beiden Abschirmzylindern 11 und 12, sondern erstreckt sich auch in den Bereich vor dem ersten Abschirmzylinder 11 in den Vakuumraum 32. Es ergibt sich so eine magnetische Doppellinse. Ihr in Strahlrichtung gesehen erster Feldbereich vor dem Abschirmzylinder 11 ist in der Fig ir mit L₁ und der Feldbereich im Spalt 15 zwischen den beiden Abschirmzylindern 11 und 12 mit L₂ bezeichnet.

Da der Elektronenstrahl das Objekt 34 nach einem Rasterschema durchstrahlen können soll, ist in der Figur in Strahlrichtung gesehen hinter dem Objekt und noch vor dem Strahlungsschild 1£ bzw. der Abschirmvorrichtung 2 eine entsprechende Detektoreinrichtung 39 angedeutet. Diese Detektoreinrichtung ist beispielsweise in dem Präparatetisch 38 angeordnet. Da der auf Raumtemperatur befindliche Objektraum 32 der Linsenspulenelnrichtung gemäß der Erfindung ausreichend groß bemessen werden kann, lassen sich darin weitere, in der Figur nicht dargestellte Detektorsysteme unterbringen, die insbesondere bei einem Betrieb des Elektronenmikroskopes in Rastertechnik für energiedispersive Strahlungsanalysen vorgesehen sind.

Ferner sind in der Figur noch ein Deflektor 40 und zwei Stigmator-Systeme 41 und 42 zur Justierung des Elektronenstrahles bezüglich der Achse der Linseneinrichtung dargestellt. Das in Strahlungsrichtung gesehen erste Stigmator-System 41, von dem vorzugsweise ein Teil zugleich als Deflektor verwendet werden kann,

S09883/0470 " ⁹ "

und der Deflektor 40 liegen dabei unmittelbar vor der dem Spalt 15 abgewandten Seite des ersten Abschirmzylinders 11, während das zweite Stigmator-System 42 in dem zwischen den beiden Abschirmzylindern 11 und 12 ausgebildeten Spalt 15 angeordnet ist.

Das Gehäuse 30 kann vorteilhaft aus einem ferromagnetisehen Material bestehen, um den Strahlführungeraum, Insbesondere

im Bereich der Vakuumkammer 32, von störenden äußeren elektro magnetischen Wechselfeldern abzuschirmen. Darüber hinaus kann aufgrund einer besonderen Gestaltung beispielsweise seines oberen Deckelteiles 43 die Verteilung des magnetischen Feldes in diesem Vakuumraum 32 beeinfluß werden. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel ist in Fig. 2 angedeutet.

Bis auf dieses Deckelteil 43 stimmen alle in dieser Figur dargestellten Bauteile mit denen der Ausführungsform gemäß Fig. 1 Uberein. Das Deckelteil 43 ist im Bereich seiner zentralen Durchführung 44 für den Elektronenstrahl nach innen eingezogen, so daß es einen Polschuh 45 bildet, der sich bis in die Nähe des zu untersuchenden Objektes 34 erstreckt. Dadurch wird eine Konzentration des die magnetische Linse L₁ darstellenden Feldes im Bereich des Objektes 34 bewirkt.

In Fig. 3 ist in einem Diagramm die Verteilung der magnetischen Feldstärke auf der Achse innerhalb einer Objektivlinseneinrichtung gemäß Fig. 1 wiedergegeben. Dabei ist auf der Abszisse die Lage ζ der Meßpunkte vom Eintritt des Elektronenstrahles in das Gehäuse 30 aus in Strahlführungsrichtung in Millimetern angegeben, während auf der Ordinate die zugehörige magnetische Induktion B in Tesie aufgetragen 1st. Aus dem Feldverlauf des Diagramms ist deutlich die Doppellinseneigenschaft der Objektivlinseneinrichtung gemäß der Erfindung ablesbar. Dabei liegt die erste, mit L₁ bezeichnete Teillinse dieser magnetischen

Doppellinse vor dem ersten Abschirmzylinder 11. Ihr Streufeld hat dabei eine unsymmetrische Feldstärkeverteilung. Die Brennweite dieser Linse ist ver-

- 10 -809883/0470

273H58 - ttf- 77P 7 08 2 BRD

hältnismäßig groß und die maximale Induktion B verhältnismäßig klein. Im Spalt 15 zwischen den beiden Abschirmzylindern 11 und 12, deren Lage unterhalb der Abszisse durch gestrichelte Linien angedeutet ist, weist dagegen die Feldverteilung der zweiten Teillinse L₂ einen hohen Maximalwert bei kleiner Halbwertsbreite auf, so daß auch bei Strahlspannungen von beispielsweise 5000 kV vorteilhaft die Brennweite dieser Teillinse L₂ sehr klein ist und beispielsweise 6 mm nicht übersteigt.

Dem Diagramm gemäß Fig. 3 liegt ein Ausführungsbeispiel einer Objektivlinseneinrichtung zugrunde, dessen elektronenoptischen Daten für die in der Figur wiedergegebene Feldverteilung bei einer Strahlspannung von 3000 kV in der nachfolgenden Tabelle angegeben sind.

Tabelle

20 Erregung

Vordere Brennweite Hintere Brennweite

Vordere Brennpunktskoordinate 25 Hintere Brennpunktskoordinate

Farbfehlerkonstante Öffnungsfehlerkonstante

H	^L2
42 000	40 000 AW
11	3,4 mm
14	3,4 mm
- 12	- 2,3 mm
+ 3	+ 2,3 mm
18,5	2,6 mm
86	3,1 mm

Als Nullpunktskoordinate, auf welche die Brennpunktskoordinaten bezogen sind, ist dabei der Ort auf der Abszisse angenommen, an dem die zugeordnete magnetische Induktion B ihren maximalen Wert hat.

Der zu der Feldverteilung gemäß Fig. 3 entsprechende Strahlengang der Objektivlinseneinrichtung ist in Fig. 4 angedeutet. Jeder ihrer Teillinsen ist eine vordere und eine hintere

809883/0470

- 11 -

273U58

- * - 77? 7082 BRD

Hauptebene zugeordnet, deren Schnittpunkte mit der Strahl-.führungsachse mit H bzw. H₁ bezeichnet sind. Ihre zugehörigen vorderen und hinteren Brennpunkte sind mit F_Q bzw. F₁ bezeichnet. Die sich auf die zweite Teillinse L₂ beziehenden Punkte sind dabei mit einem Strich gekennzeichnet. Das Objekt 34 befindet sich oberhalb der vorderen Brennpunktkoordinate F der ersten Teillinse L₁ in einem Abstand von dieser Brennpunktkoordinate, der kleiner oder gleich der vorderen Brennweite der ersten Teillinse L₁ ist. Damit entsteht das erste Zwischenbild unterhalb der hinteren Brennpunktkoordinate F₁ in einem Abstand von dieser Brennpunktkoordinate, der größer oder gleich der hinteren Brennweite der ersten Teillinse ist. Bei diesem Linsensystem läßt sich so das erste Zwischenbild in den oberen Teil des Spaltes 15 der zweiten Teillinse L^ legen. Aufgrund dieses Konstruktionsprinzipes kann dann erreicht werden, daß das Objekt einige Zentimeter oberhalb des oberen Randes des ersten Abschirmzylinders 11 angeordnet und dort ohne Schwierigkeiten eine warme Objektstufe vorgesehen werden kann. Diese Objektstufe befindet sich zwar außerhalb der supraleitenden Abschirmvorrichtung 2 gemäß den Figuren 1 und 2. Dieses Fehlen einer supraleitenden Abschirmung im Bereich des Objektes 34 ist aber bei Strahlspannungen oberhalb von 1000 kV von untergeordneter Bedeutung.

8 Patentansprüche
4 Figuren

009883/0470 _ _

Claims

Patentansprüche

M·)Magnetische Linseneinrichtung für unter Vakuum arbeitende Korpuskularstrahlgeräte mit einer Vakuumkammer zur Aufnahme eines zu untersuchenden Objektes und mit mindestens einer von einer supraleitenden Abschirmvorrichtung umgebenen, stromdurchflossenen Linsenspulenwicklung, die um zwei supraleitende, hohlzylinderförmige Abschirmkörper angeordnet ist, welche koaxial zur Strahlführungsachse der Linseneinrichtung und in Strahlführungsrichtung gesehen beabstandet hintereinander angeordnet sind, wobei zwischen ihren benachbarten Stirnflächen ein Spalt vorbestimmter Spaltweite ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmvorrichtung (2) topfartig ausgebildet ist und die Vakuumkammer (32) zur Aufnahme des zu untersuchenden Objektes (3*0 in Strahlrichtung gesehen vor der offenen Seite der topfartigen Abschirmvorrichtung (2) und der dem Spalt (15) abgewandten Stirnfläche des ersten Abschirmkörpers (11) angeordnet ist.
2. Magnetische Linseneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Vakuumkammer (32) auf Raumtemperatur befindet.
3. Magnetische Linseneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vakuumkammer (32) Einrichtungen zur Strahlungsanalyse angeordnet sind.
4. Magnetische Linseneinrichtung nach einem der Ansprüche

1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der in Strahlführungsrichtung gesehene zweite Abschirmkörper (12) an seiner dem Spalt (15) abgewandten Stirnfläche mit der Abschirmvorrichtung (2) verbunden ist.
5. Magnetische Linseneinrichtung nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschirmkörper (12) mit der Abschirmvorrichtung (2) ein gemeinsames Formstück bildet.

•09883/0470 " ¹³ "
6. Magnetische Linseneinrichtung nach einem der Ansprüche bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmvorrichtung (2) sowie die Vakuumkammer (32) in einem auf Raumtemperatur befindlichen Abschirmgehäuse (30) aus ferromagnetischem Material angeordnet sind.
7. Magnetische Linseneinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmgehäuse (30) im Bereich des zu untersuchenden Objektes (3M als Polschuh (45) gestaltet ist.
8. Verwendung der magnetischen Linseneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 in Elektronenmikroskopen mit Strahlspannungen über 1000 kV.

809883/0470