DE2731458B2 - Magnetische Objektivlinseneinrichtung für unter Vakuum arbeitende Korpuskularstrahlgeräte, insbesondere Objektivlinseneinrichtung für Höchstspannungs-Elektronenmikroskope und Verwendung - Google Patents

Magnetische Objektivlinseneinrichtung für unter Vakuum arbeitende Korpuskularstrahlgeräte, insbesondere Objektivlinseneinrichtung für Höchstspannungs-Elektronenmikroskope und Verwendung

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine magnetische Objektivlinseneinrichtung 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 Strahlfuhrungsrichtung gesehen beabstandet hintereinander angeordnet sind, wobei zwischen ihrea benachbarten Stirnflächen ein Spalt vorbestimmter Spaltweite ausgebildet ist
Huchstspannungs-Elektronenmikroskope arbeiten mit Strahlspannungen, 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 (DE-OS 23 07 822). Man erhält so einen verhältnismäßig kompakten Aufbau eines Elektronenmikroskops. Das Linsensystem des bekannten Elektronenmikroskops umfaßt eine Objektivlinseneinrichtung der eingangs genannten Art, welche zwei in Strahlführungsrichtung hintereinander angeordnete, hohlzylindrische Abschirmkörper enthält die jeweils den Strahlführungsraum eng umschließen. Diese beiden Abschirmzylinder bestehen aus supraleitendem Material, das im Betriebszustand mittels eines kryrogenen Mediums wie beispielsweise flüssigem Helium unterhalb seiner sogenannten Sprungtemperatur 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 so zwar 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 Elektronenmikroskops 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 und der Spaltbereich, in dem das Magnetfeld auf den Korpuskularstrahl einwirkt, gegen äußere magnetische Störfelder, insbesondere elektromagnetische Wechselfelder, weitgehend abgeschirmt werden.
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 Hq der Feldstärke bzw. dem Maximalwert 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 Abschirmzy'yider im Bereich ihrer sich gegenüberliegenden Stirnflächen ab.
Mit dieser Objektivlinseneinrichtung können jedoch nur auf die Tieftemperatur 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 gestreute Elektronen registriert und gegebenenfalls Sekundärelektronen sowie Auger-Elektronen und Rückstreuelektronen 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 Ho und der Feldgradient verringert würden und so die Abbildungsfehler des Elektronenmikroskops, insbesondere seine sphärische und chromatische Aberration, aufgrund einer entsprechenden Vergrößerung der Öffnungsfehlerkonstanten zunehmen wurden.
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 auch für die Durchstrahlungs-Raster-EIektronenmikroskopie geeignet ist, ohne daß dabei auf wesentliche Vorteile des bekannten Feststrahlelektronenmikroskops 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 Objektivlin- so seneinrichtung 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 topfartigen 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 Objektlinseneinrichtung 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 eehalten 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 wärmen Objektstufe vorsehen. Da sich diese Vakuumkammer ausreichend groß bemessen läßt, können in ihr vorteilhaft die für die Durchstrahlungs-Raster-Elektronenmikroskopie erforderlichen Detektoreinrichtungen angeordnet werden.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert, deren F i g. 1 und 2 schematisch je ein Ausführungsbeispiel einer magnetischen Objektivlinseneinrichtung nach der Erfindung zeigen. In F i g. 3 ist einem Diagramm die von der Objektivlinseneinrichtung gemäß F i g. 1 erzeugte Feldstärkeverteilung längs der Strahlführungsachse veranschaulicht, während in Fig.4 der Strahlengang durch diese Linseneinrichtung angedeutet ist
Die in F i g. 1 dargestellte Objektivlinseneinrichtung ist sowohl für ein Durchstrahlungs-Raster- als auch für ein Durchstrahlungs-Feststrahl-EIektronenmikroskop geeignet Die in dieser Figur nicht dargestellten Teile des Mikroskops sind an sich bekannt und können beispielsweise den Teilen des Elektronenmikroskops gemäß der deutschen Offenlegungsschrif» 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 die ein längs 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 nichtmagnetischem 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 Abschirmzyliinder bestehen ebenfalls aus supraleitendem Material und werden zweckmäßig von dem für die Abschir invorrichtung.2 erforderlichen kryogenen Medium mitgekühlt. Sie sind in Strahlführungsrichtung 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 stromdurchflossenen Linsenspulen wicklung 17 umschlossen, deren Leiter zweckmäßig ebenfalls aus supraleitendem Material sind. Die Spulenwicklung kann im Betriebszustand in bekannter Weise kurzgeschlossen sein.
Sie erstreckt sich nach oben bis an das Deckellei! S
der topfartigen Abschirmvorrichtung 2.
Zur Verminderung der Wärmeübertragung auf die tiefgekühlte Abschirmvorrichtung 2 und die in ihr angeordneten Bauteile ist ferner ein Strahlungsschild 19. 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 19 sind in der Figur nur einige, schlecht wärmeleitende Abstandshalter 22 und 23 zwischen dem Bodenteil 5 der Abschirmvorrichtung ji und dem entsprechenden Bodenteil 26 des Strahlungsschildes !9 bzw. zwischen j dem Deckelteil 20 des Strahlungsschildes und dem entsprechenden Deckelteil 8 der Abschirmvorrichtung angedeutet.
Der Strahlungsschild 19 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 19 andererseits schlecht wärmeleitende Abstützvorrichtungen 33 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 iediglich 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. dem Abschirmzylinder 11 in den Elektronenstrahl gebracht werden kann. Beispielsweise ist ein ringförmiger Präparatetisch 38 vorgesehen, vor dessen zentraler Bohrung das Objekt 34 angeordnet wird.
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 2_ 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 Figur mit U 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 19_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 Linsenspuleneinrichtung 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 Ablenksystem 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 Ablenksystem verwendet werden kann, und das Ablenksystem 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 ferromagnetischen Material bestehen, um den Strahlführungsraum, insbesondere im Bereich der Vakuumkammer 32, von störenden äußeren elektromagnetischen Wechselfeldern abzuschirmen. Darüber hinaus kann aufgrund einer besonderen Gestaltung beispielsweise seines oberen Deckelteils 43 die Verteilung des magnetischen Feldes in diesem Vakuumraum 32 beeinflußt werden. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel ist in F i g. 2 angedeutet Bis auf dieses Deckelteil 43 stimmen alle in dieser Figur dargestellten Bauteile mit denen des Ausführungsbeispiels gemäß F i g. 1 überein. 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 L\ 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 F i g. 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 flb in Tesla aufgetragen ist. Aus dem Feldverlauf des Diagramms ist deutlich die Doppellinseneigenschaft der Objektivlinseneinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 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 verhältnismäßig groß und die maximale Induktion Bo 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 L% einen hohen Maximalwert bei kleiner Halbwertsbreite auf, so daß auch bei Strahlspannungen von beispielsweise 500OkV vorteilhaft die Brennweite dieser Teillinse L2 sehr klein ist und beispielsweise 6 mm nicht Obersteigt
Dem Diagramm gemäß F i g. 3 liegt ein Ausführungsbeispiel einer Objektivlinseneinrichtung zugrunde, dessen elektronenoptischen Daten für die in der Figur wiedergegebene Feldverteilung bei einer Strahlspannung von 300OkV in der nachfolgenden Tabelle angegeben sind.
Tabelle
Erregung 42000 40000AW
Vordere Brennweite 11 3,4 mm
Hintere Brennweite 14 3,4 mm
Vordere Brennpunkts- -12 -2,3 mm
koordinate
Hintere Brennpunkts- +3 +2,3 mm
koordinate
Farbfehlerkonstante 18,5 2,6 mm
ÖfTnungsfehlerkonstante 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 fib ihren maximalen Wert hat.
Der zu der Feldverteilung gemäß F i g. 3 entsprechende Strahlengang der Objektivlinseneinrichtung ist in F i g. 4 angedeutet Jeder ihrer Teillinsen ist eine vordere und eine hintere Hauptebene zugeordnet, deren Schnittpunkte mit der Strahlführungsachse mit A/o bzw. H] bezeichnet sind. Ihre zugehörigen vorderen und hinteren Brennpunkte sind mit Fo bzw. Fi bezeichnet. Die sich auf die zweite Teillinse Li beziehenden Punkte sind dabei mit einem Strich gekennzeichnet. Das Objekt 34 befindet sich oberhalb der vorderen Brennpunktkoordinate Fo der ersten Teillinse L1 in einem Abstand von dieser Brennpunktkoordinate, der kleiner oder gleich der vorderen Brennweite der ersten Teillinse L\
to ist. Damit entsteht das erste Zwischenbild unterhalb der hinteren Brennpunktkoordinate Fi 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 Li legen. Aufgrund dieses Konstruktionsprinzipes kann dann erreicht werden, daß das Objekt einige Zentimeter oberhalb des oberen Randes des ersten Abschirmzylinders U angeordnet und dort ohne Schwierigkeiten eine warme Objektstufe vorgesehen werden kann. Diese Objektstufe befindet sich zwar außerhalb der supraleitenden Abschirmvorrichtung 2 gemäß den F i g. 1 und 2. Dieses' Fehlen einer supraleitenden Abschirmung im Bereich des Objektes 34 ist aber bei Strahlspannungen oberhalb von 1000 kV von untergeordneter Bedeutung.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:
1. Magnetische Objektivlinseneinrichtung für unter Vakuum arbeitende Korpuskularstrahlgeräte mit einer Vakuumkammer zur Aufnahme eines zu untersuchenden Objektes und mit mindestens einer von einer supraleitenden Abschirmvorrichtung umgebenen, stromdurchflossenen supraleitenden Iinsenspulenwicklung, 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 Ab-ichirmvorrichtung (2) topfartig ausgebildet ist und die Vakuumkammer (32) zur Aufnahme des zu untersuchenden Objektes (34) 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 Objektivlinseneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Vakuumkammer (32) auf Raumtemperatur befindet
3. Magnetische Objektivlinseneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vakuumkammer (32) Einrichtungen zur Strahlungsanalyse angeordnet sind.
4. Magnetische Objektivlinseneinrichtung 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 Objektivlinreneinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschirmkörper (12) mit der Abschirmvorrichtung (2) ein gemeinsames Formstück bildet.
6. Magnetische Objektivlinseneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 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 Objektivlinseneinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmgehäuse (30) im Bereich des zu untersuchenden Objektes (34) als Polschuh (45) gestaltet ist.
8. Verwendung der magnetischen Objektivlinseneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 in Elektronenmikroskopen mit Strahlspannungen über 1000 kV.
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DE2731458A DE2731458C3 (de) 1977-07-12 1977-07-12 Magnetische Objektivlinseneinrichtung für unter Vakuum arbeitende Korpuskularstrahlgeräte, insbesondere Objektivlinseneinrichtung für Höchstspannungs-Elektronenmikroskope und Verwendung
NL7801165A NL7801165A (nl) 1977-07-12 1978-02-01 Magnetische lensinrichting voor onder vacuum werkende deeltjes straalinrichtingen, in het bijzonder objectief lensinrichting voor hoog- spanningselektronenmicroscopen.
US05/891,894 US4209701A (en) 1977-07-12 1978-03-30 Magnetic lens arrangement for corpuscular radiation equipment working under a vacuum
FR7809562A FR2397715A1 (fr) 1977-07-12 1978-03-31 Dispositif formant lentille magnetique pour instruments a rayons corpusculaires
JP53050696A JPS5951704B2 (ja) 1977-07-12 1978-04-27 磁気レンズ装置
GB20590/78A GB1597015A (en) 1977-07-12 1978-05-18 Magnetic lens system

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Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2731458A1 DE2731458A1 (de) 1979-01-18
DE2731458B2 true DE2731458B2 (de) 1979-07-19
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FR (1) FR2397715A1 (de)
GB (1) GB1597015A (de)
NL (1) NL7801165A (de)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4928010A (en) * 1986-11-28 1990-05-22 Nippon Telegraph And Telephone Corp. Observing a surface using a charged particle beam
NL8800344A (nl) * 1988-02-12 1989-09-01 Philips Nv Geladen deeltjes bundel apparaat.
US5187327A (en) * 1989-09-29 1993-02-16 Mitsui Kinzoku Kogyo Kabushiki Kaisha Superconducting magnetic shield
JP3117950B2 (ja) * 1998-05-21 2000-12-18 セイコーインスツルメンツ株式会社 荷電粒子装置
EP1970935B1 (de) * 2007-03-14 2011-01-12 ICT, Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH Kühlung der Spule einer Magnetlinse
DE102010012073B4 (de) * 2010-03-19 2012-05-31 Karlsruher Institut für Technologie Vorrichtung zur Verringerung der Erwärmung einer Vakuumkammer
WO2019137183A1 (zh) * 2018-01-10 2019-07-18 桂林狮达技术股份有限公司 一种多相绕組的偏转扫描装置及偏转扫描系统
JP6964531B2 (ja) * 2018-02-14 2021-11-10 株式会社荏原製作所 ウィーンフィルタ、電子光学装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3008044A (en) * 1960-02-25 1961-11-07 Gen Electric Application of superconductivity in guiding charged particles
DE1209224B (de) * 1963-08-16 1966-01-20 Siemens Ag Magnetische Linsenanordnung fuer an der Pumpe arbeitende Korpuskularstrahlgeraete
US3821554A (en) * 1966-09-21 1974-06-28 Siemens Ag Magnetic lens assemblies for corpuscular ray superconductive devices which operate under vacuum

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