DE2744680C2

DE2744680C2 - Korpuskularstrahloptisches Gerät mit einem in mindestens einem Lager sitzenden Objekthalter

Info

Publication number: DE2744680C2
Application number: DE2744680A
Authority: DE
Inventors: Moriz Von 1000 Berlin Rauch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-09-30
Filing date: 1977-09-30
Publication date: 1979-11-22
Also published as: DE2744680B1; FR2404918A1; US4223224A

Description

Die Erfindung betrifft ein korpuskularstrahloplisches Gerät mit einem in mindestens einem Lager sitzenden Objekthalter, der bei Erschütterungen des Lagers zu Schwingungen angeregt werden kann. Sie betrifft insbesondere ein Elektronenmikroskop mit einem solchen Objekthalter, wie es beispielsweise aus der DE-PS 10 27 815 oder der DE-AS 25 42 360 bekannt ist. Ursache für derartige Schwingungen sind unter anderem störende Bodenschwingungen, die sich zunächst auf das Gehäuse des korpuskularstrahloptischen Gerätes übertragen und von dort über das Lager des Objekthalters auf diesen selbst. Diese störenden Bodenschwingungen haben am Lager des Objekthalle rs im Mittel eine Amplitude zwischen 1 und ΙΟμπι. Sie werden am stärksten auf das Gehäuse und auf das Lager übertragen, wenn ihre Frequenz in der Nähe der Eigenfrequenz der Aufstellung des Gehäuses (I bis Hertz) liegt; es ergibt sich eine Resonanzüberhöhung. Daß trotz der Schwingungsampjitude des Objeklhalters von einigen um eine Auflösung von wenigen Zehntel Nanometer bei Elektronenmikroskopen möglich ist, liegt an der Reibungskopplung der wesentlichen Teile untereinander; diese Teile schwingen gleichphasig mit gleicher Amplitude. So sitzt beispielsweise ein Teil des Objekthalters reibungsgekoppeh in seinem Lager, das wiederum reibungsgekoppelt in einem Objekttisch angebracht sein kann. Der Tisch seinerseits ruht reibungsgekoppelt auf dem oberen Polschuh der Objektivlinse,

■> Langgestreckte Teile des Objekthalters, die nicht durch Reibung an benachbarte Teile angekoppelt sind, können hingegen durch die Lagerschwingungen zu Resonanzschwingungen angeregt werden, die zu einer relativen Lageänderung dieses Objekthalters zum

in Lager des Objekthalters führen. Besteht beispitisweise der Objekthalter aus einem Stab, der die Wand des Elektronenmikroskops durchdringt und do^rl in einem ersten Lager gehalten ist und dessen im Inneren des Gerätes liegendes Ende in ein Gegenlager eingreift, das

ι' zu einem verstellbaren Objekttisch gehört, so kann der ''"eil des stabförmigen Objekthalters zwischen den beiden Lagern zu Biegeschwingungen in den beiden zur Stabachse senkrechten Richtungen angeregt werden. Auch in Stabrichtung können zusätzliche Schwingungen

2« angeregt werden, da zur spielfreien Verstellung des Objekthalters in dieser Richtung zumindest ein Lager Federwirkung in Stabrichtung besitzen muß.

Je höher die Auflösung oder die Beschleunigungsspannung des Elektronenmikroskops sein soll, desto

.'■> dicker werden zwangsweise die dafür notwendigen Magnetlinsen. Das hat jedoch eine Verlängerung des stabförmigen Objekthalters und damit eine Herabsetzung seiner Eigenfrequenz zur Folge. Diese Eigenfrequenz nähert sich dadurch der Eigenfrequenz der

!» Mikroskopsäule, wodurch deren Schwingungen wiederum stärker auf den stabförmigen Objekthalter übertragen werden.

Für höchste Auflösungen (0,1 nm) darf sich die Objektlage um nicht mehr als 0,01 nm ändern. Da das

>'- Amplitudenverhältnis der störenden Schwingung des Objekthalters zur anregenden Lagerschwingung umgekehrt proportional dem Quadrat der niedrigsten Resonanzfrequenz zur Anregungsfrequenz ist, wurde bereits versucht, die Amplitude der störenden Objekt-

«i halterschwingung dadurch klein zv machen, daß die Schwingungsfrequenz der Säule klein gegenüber der Eigenfrequenz der Objekthalterschwingung gehalten wird. Zu diesem Zweck ist eine niederfrequente Aufstellung des Elektronenmikroskops beispielsweise

ι · durch eine aufwendige Luftfederung bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem korpuskularstrahloptischen Gerät der eingangs erwähnten Art die Amplitude der störenden Schwingungen des nicht reibungsgckoppelten Teiles des Objekt-

"·" halters auf cinfaclre Weise und unabhängig vom Standort auf ein für höchste Auflösung zulässiges Maß zu beschränken.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß an dem Objekthalter etwa am Ort größler Schwingungsampli-

Vi lüde (Schwingungsbauch) mindestens ein gedämpfter ein- oder mehrachsiger Zusat/schwinger (Schwingungstilger) angebracht ist. Im Gegensatz zu der bekannten niederfrequenten Aufstellung, durch die versucht wird, die Ursache der unerwünschten Schwingung des

wi Objekthalters zu beseitigen, indem man entweder an einen Ort mit extrem geringen Bodenschwingungen geht oder durch eine aufwendige Luftfederung die Bodenschwingungen sich nicht auf das eigentliche korpuskularslrahloptische Gerät übertragen läßt, wird

·>' bei einem korpuskularstrahloptischen Gerät nach der Erfindung die Wirkung der störenden BodensLhwingun· gen in unmittelbarer Nahe des Objektes besciligt.

Das Prinzip derartiger gedämpfter Zusat/.schwinger

ist beispielsweise aus der Physikhütte, Band I₁ Mechanik, 29. Auflage, 1971, Seiten 334/335 bekannt. Die Eigenfrequenz des Zusatzschwingers liegt dabei in der Nähe der Eigenfrequenz des Objekthalters. Bei optimaler Dämpfung ergibt sich ein abgeflachter Amplitudenverlauf ohne ausgeprägte Resonanzmaxima über der Störfrequenz. Die störenden Schwingungen des Objekthalters werden bei vorgegebenem Massenverhältnis μ = mdms (mz ist die Masse des Zusatzschwingers, mr die schwingungsfähige Masse des Objekthalters) dann am besten unterdrückt, wenn die Dämpfung φ des Zusatzschwingers und das Frequenzverhältais α der Eigenfrequenz des Zusatzschwingers zur Eigenfrequenz des schwingungsfähigen Teiles des Objekthalters optimal eingestellt sind. Nach dem »Shock and Vibration Handbook« von Harris and Crede, 2.Auflage, 1976, Abschnitt6, Seiten 1 bis 17 ergibt sich die optimale Dämpfung nach der Gleichung ψορι = (u/2(l + μ))"² und das optimale Frequenzverhältnis nach der Gleichung <x_opt = 1/1 + μ.

Aus der bereits zitierten Physikhütte, Band 1 sind als Anwendungsbeispiele für gedämpfte Zusatzschwinger Brücken sowie Fundamente von Bauwerken aufgeführt. Weiterhin sind einachsige gedämpfte Zusatzschwinger auch bei Freileitungen bekannt (DE-PS 6 11 556).

An der Freileitung ist dazu einseitig eine Stabfeder befestigt, die an ihrem anderen Ende als Schwungmasse eine Platte besitzt. Die Amplituden der Schwingungen dieser Platte werden durch den auf die Platte ausgeübten Luftwiderstand gedämpft.

Es ist auch bekannt, für Sammelschiencnrohrleitungen im Inneren der Rohrleitung einen dreiachsigen ungedämpften oder aber auch gedämpften Zusatzschwinger vorzusehen (DE-PS 20 56 164). Bei allen bekannten Beispielen liegen die zu reduzierenden Amplituden der störenden Schwingungen im Zentimeter- oder zumindest doch im Millimeterbereich. Der Schwingungstilger am Objekthalter eines korpuskularstrahloptischen Gerätes hingegen soll Schwingungsamplituden auf einen Wert von wenigen Hundertstel nm begrenzen, "^reten die störenden Objekthalterschwingungen nur in einer Richtung auf, so ist zu deren Reduzierung auch nur ein einachsiger gedämpfter Zusatzschwinger notwendig. Denkbar ist dazu beispielsweise eine Blattfeder, die in der Ebene des Federblattes praktisch als starr angesehen werden kann und die nur senkrecht iu dieser Ebene federt. Müssen störende Schwingungen entlang mehrerer Achsen unterdrückt oder zumindest in ihrer Amplitude reduziert werden, so kann für jede Achse ein separater einachsiger Zusatzschwinger vorgesehen sein. Vorteilhafter ist es jedoch in einem solchen Falle, einen einzigen mehrachsigen ZusaU'Schwinger zu verwenden.

Für einen stabförmigen, einseitig gelagerten Objekthaller ist es vorteilhaft, daß der Zusatzschwinger zweiachsig ist und aus einem einseitig an diesem Objckthaller befestigten federnden Stab besteht, der von einem encrgieverzehrenden Material umgeben ist, und daß die Eigenfrequenzen des Zusatzschwingers in seinen beiden Achsen etwa gleich den entsprechenden Eigcnfrcquenzen des Objekthalters sind. Dabei ist angenommen, dall der stabförmige Objckthalter in .Stabrichtung nicht mit störender Amplitude schwingt. Die beiden möglichen Schwingungsrichtiingcn dieses Ohjckthultcrs liegen in der Ebene senkrecht zur Siabachse. In der gleichen Ebene müssen auch die möglichen Schwingungsrichtiingcn des Zusalzschwingcrs liegen, was dadurvh erreicht wird, daß dieser

Zusatzschwinger parallel zum stabförmigen Objekthalter angeordnet ist. Der Zusatzschwinger sollte dabei möglichst in der Nähe des freien Endes des Objekthalters befestigt sein, da sieh bei einem einseitig eingespannten Stab dort ein Scriwingungsbauch befindet und damit die größte Energie auf den Zusatzschwinger übertragen wird. Besitzt der stabförmige Objekthalter einen rechteckigen Querschnitt, so ergeben sich aufgrund der unterschiedlichen Federsteifigkeit in den beiden ausgezeichneten Richtungen parallel zu den Querschnittsseiten unterschiedliche Eigenfrequenzen. Für eine optimale Wirksamkeit des Zusatzschwingers in beiden Achsen, d, h. in diesem Fall in den beiden ausgezeichneten Richtungen, erweist es sich dann als am vorteilhaftesten, daß auch der Zusatzschwinger einen rechteckigen Querschnitt mit annähernd gleichem Seitenverhältnis wie der Objekthalter aufweist Bei entsprechender Länge und entsprechender Materialwahl, d. h. bestimmtem Elastizitätsmodul und bestimmtem Gewicht, kann somit wieder erreicht werden, daß die Eigenfrequenzen des Zusausch'-vingers in den beiden ausgezeichneten Richtungen jeweils wieder dicht an den entsprechenden Eigenfrequenzen des Objekthalters liegen. Das bedeutet aber auch, daß bei einer Konstanz aller anderen in die Gleichung für die Eigenfrequenz eingehenden Parameter das Verhältnis der Flächenträgheitsmomente in den beiden Achsen des Zusatzschwingers etwa gleich dem entsprechenden Verhältnis der Flächenträgheitsmomente des Objekthalters sein muß.

Als Material für den Zusatzschwinger kommen sämtliche nichtmagnetischen federnden Werkstoffe wie Edelstahl, Bronze, Wolfram oder Vanadium in Frage. Das diese Zusatzschwinger unmittelbar umgebende Material muß bei seiner Verformung Energie verzehren, um dämpfend zu wirken. Es kann sich beispielsweise um Natur- oder Kunstkautschuk oder fluorhaltige Polymere, wie beispielsweise Polytetrafluorethylen, handeln; vorteilhafterweise wird man ein Metall nehmen, das im Hochvakuum wenig gast. Außer den genannten und ähnlichen Materialien ist es auch möglich, auf den Zus?tzschwinger eine dicke Lack- oder Bleischicht aufzubringen.

Besitzt der schwingungsfähige Teil des Objekthalters einen kreisförmigen Querschnitt, so ist es vorteilhaft, daß auch der den Zusatzschwinger bildende Stab einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und daß auf diesem Stab ein Schlauch aus einem Elastomer aufgeschrumpft ist. Bei einem entsprechend kleinen Masseverhältnis μ zwischen der Masse des Zusatzschwingers m/. und der schwingungsfähigen Masse ms des Objekthalters kann der Zusatzschwinger im einfachsten Fall aus einem federnden Draht bestehen. Dieser Draht ist beispielsweise mit einem Ende in einem Halter eingelötet, der am Svab testgeschraubt ist.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, Jaß auf dem Stab ein Gewicht verschiebbar angeordnet ist. Bei diesem Gewicht kann es sich beispielsweise um eine Mutter handeln, die auf ein mit einem Gewinde versehenen Stück des Stabes schwergängig aufgeschraubt ist. Durch dieses verschiebbare zusätzliche Gewicht kann die Eigenfrequenz des Zusatzscliwingers verändert und damit leichter den optimalen Bedingungen zur Reduzierung der Amplitude der Störschwingungen angepaßt werden.

Sollen die stören J?n Schwingungen des Objekthalters in allen drei Raumrichtungen reduziert werden, so ergibt sich eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfin-

dung daraus, daß der Zusatzschwinger dreiachsig ist und aus einer als starr anzusehenden Masse besteht, die sich im Mittelpunkt einer an allen drei Achsen federnd und dabei energieverzehrenden Masse befindet, und daß die Eigenfrequenz des Zusatzschwingers in den einzelnen Achsen etwa gleich den entsprechenden Eigenfrequenzen des Objekthalters ist. Man kommt dadurch auch hier wieder mit einem einzigen Zusatzschwinger aus. Besonders einfach läßt sich dieser dreiachsige Zusatzschwinger an dem Objekthaltcr anbringen, wenn dieser zumindest teilweise rohrförmig ausgebildet ist. Der Zusatzschwinger wird dann innerhalb dieses Rohres angeordnet, wobei der äußere Rand der federnden und energieverzehrenden Masse mit der Innenwandung des Rohres fest verbunden wird. Dieser Zusatzschwinger kann beispielsweise aus einer Kugel aus einem Elastomer bestehen, in derem Mittelpunkt sich ein Mctallstiick als starre schwingende Masse befindet. Ebenso kann die Form des Zusatzschwingers einem Diskus gleichen, der wiederum aus einem Elastomer aufgebaut ist und im Zentrum eine starre Masse enthält, beispielsweise wieder aus Metall. Die Abmessungen dieses Zusatzschwingers richten sich jeweils nach den geforderten Eigenfrequenzen in den unterschiedlichen Richtungen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden näher beschrieben und erläutert. Dabei /eigen die

F" i g. I bis 3 drei unterschiedliche Objekthalter, deren schwingungsfähige Teile jeweils mit einem zweiachsigen Zusatzschwinger verbunden sind.

Fig. 4 zeigt ein rohrförmiges Teil eines Objekthalters, in dem sich ein dreiachsiger Zusatzschwinger befindet.

Die Fig. 5 bis 7 zeigen drei unterschiedliche Ausführungen stabförmiger und damit zweiachsiger Zusatzschwinger.

F i g. I zeigt den Schnitt durch ein Elektronenmikroskop senkrecht zur Strahlrichtung in der Ebene des Objekthalters. Mit I ist dabei das evakuierbare Gehäuse bezeichnet. In diesem Gehäuse befindet sich ein Objekttisch 2. Dieser Objekttisch wird durch zwei Ort des Schwingungsbauches angebracht sein. Er isi jedoch so dicht wie möglich am Objekt und darr it immer noch im Bereich großer Schwingungsampliluden in einem Halter 11 befestigt.

F"ig. la zeigt einen Schnitt durch den Objekthalter 6 und den Zusatzschwinger 10 senkrecht zur Zei:hcriebenc. Aus dieser Fig. la ist zu ersehen, daß der Objekthalter 6 einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Die beiden kreisförmigen Linien um diesen Objekthalter 6 sind die Projektionen der inneren und äußeren Flächen des im Objekttisch 2 sitzenden konusförmigen Teiles des Onjckthalters 6. Auf dem Objekthalter fi befindet sich zunächst der Malter Il zur Aufnahme des eigentlichen Ziisatzschwmgcrs. Entsprechend der Quer schnittsform des Objckthalters 6 hat in diesem Fall auch der Zusat/sehwinger 10 Rechleckform mit gleichem Seitenverhältnis wie der Objekthaltcr 6. Dadurch im gewährleistci. daß die F.igenfrcquenzcn von Objekthaiter 6 und Zusatzschwinger 10 in den beiden Vorzugs richtungen, d. h. in diesem Fall entlang der beider Rechteckseiten, jeweils annähernd glcvh sind.

In F i g. 2 ist wiederum ein Schnitt djrcli cm Elektronenmikroskop in der Ebene des Objckthalters dargestellt. Gleiche Teile sind daher mit den gleichen Bezugszeichen verschen. Wiederum ist ein ringförmiger verstellbarer Objekttisch 2 mit einer Öffnung 2n al· Durchlaß für einen Objekthalter 15 dargestellt Der liier dargestellte Objekthalter 15 ist wiederum stabförmig Im Gegtvisat/ zum Ausführungsbeispiel nach cer F \ g. I durchsetzt der Objckthalter 15 die Wand des Gehäuses 1 und ist in dieser Wand in einem ersten i.ager 16 gehalten, das der einfacheren Darstellung wegen einfach als Kugel ausgebildet ist. die neben der l.agerwirkung gleichzeitig noch Dichtwirkunf besitzen soll. Das andere F.nde dieses Objckthalters 15 greift mit einer Spitze 15a in eine entsprechende konische Vertiefung in dem Objekttisch 2 ein. Im Bereich des ersten Lagers 16 ist das Gehäuse 1 mit einerr Zylinder 17 \ ersehen, der zur Aufnahme einer Druckfeder 18 dient. Durch diese Druckfeder 18 besteht zwi.chen der Spitze 15a des Objekthalters 15 und dem Ojjekttisch stets Kraftschluß. Der Zylinder 17 führt — hier

vakuumdicht durch die Wand des evakuierbaren Gehäuses 1 hindurchgeführl sind, in der durch die beiden Stößel 3 und 4 aufgespannten Ebene bewegt. Zwischen dem Objekttisch 2 und den Stößeln 3 und 4 besteht dauernd Kraftschluß, der durch eine Zugfeder 5 aufrechterhalten wird. Der Stößel 3 besitzt bei 3,? eine Spitze, die in eine keilförmige Vertiefung des Objekttisches 2 eingreift. Der Stößel 4 ist mit einer Rolle 4a versehen, die aui einer ebenen Gegenfläche des Objekttisches 2 abrollt. Anstelle dieser Objekttischführung können auch beliebige andere Kreuztischführungen verwendet werden. Der Objekttisch 2 besitzt an der Stelle 2a eine konische öffnung, in die der stabförmige Objekthalter 6 eingeführt ist. Zum Einführen unc zum Herausnehmen des Objekthalters 6 ist die Wand des Gehäuses 1 an der entsprechenden Stelle mit einer Schleuse versehen, die hier der Einfachheit halber nicht dargestellt wurde. An seinem vorderen Ende enthält der Objekthalter 6 eine öffnung 7 für das Objekt Mit 8 ist gestrichelt dip Biegelinie der Grundschwingung dieses stabförmigen, einseitig gehalterten Objekthalters 6 bezeichnet. Der Schwingungsbauch dieser Grundschwingung liegt am freien Ende des Objekthalters. Da sich dort jedoch die öffnung 7 für das Objekt selbst befindet, kann der Zusatzschwinger 10 nicht direkt am Am Ort des Elektronenstrahls weist der Ob ekthalter 15 eine Bohrung 19 zur Aufnahme des Objekte s auf. Mit 20 ist die gestrichelt dargestellte Biegelinie der Grundschwingung dieses Objekthalters in der Schnittebene und senkrecht zur Objekthalterachse bezeichnet Am Ort des Schwingungsbauches befindet sich der Fußpunkt des Zusatzschwingers 21. der in einem an dem Objekthalter 15 ange. chraubten Klotz 22 aufgenommen ist. Zur Aufnahme dieses Klotzes 22 und des Zusatzschwingers 21 ist der Objekthalter 15 η diesem Bereich mit einer Nut 23 versehen.

F i g. 2a zeigt einen Schnitt durch den Objekthalter 15 und den Zusatzschwinger 21 senkrecht zur Zeichenebene. Wie daraus zu ersehen ist, ist ir diesem Ausführungsbeispiel der Objekthalter 15 im Q:ierschniti kreisförmig; nur der Bereich der Nut 23 wei:ht etwas davon ab. Der in dem rechteckigen Klotz 27 sitzende Zusatzschwinger 21 besitzt ebenfalls einen kreisförmigen Querschnitt. Er besteht aus einem Bronze draht, au! den ein Schlauch aus Polytetrafluorethylen aufgeschrumpft wurde. Wird z. B. durch Bodenschwingunger der Objekthalter 15 zu Resonanzschwingungen angeregt, so beginnt auch der Zusatzschwinger 21 zu schwingen. Dabei wird der auf dem Bronzedrahl aufgebrachte Polytetrafluoräthylenschlauch ur elastisch

verformt, d.h. es wird Energie verzehrt. Der Zusi tzschwinger21 ist dadurch gedämpft.

Die Masse des Zusatzschwingers 21 kann sehr klein sein gegen die Masse des Objekthalters 15. Bei lest vorgegebenem Masseverhältnis μ = mzlms ergibt sich , eine optimale Unterdrückung der störenden Objskthalterschwingung, wenn für die Dämpfung φ jilt: φ - ίμ/2(1+μ))"² und wenn gleichzeitig für das Frequenzverhältnis λ = fz/fs gilt: λ = 1/(1 + μ); fz ist dabei die Eigenfrequenz des Zusatzschwingers, fs die ι ο Eigenfrequenz des Objekthalters. Setzt man zjm Beispiel für das Masseverhältnis μ - 10-³ an, so erg ibt sich eine optimale Dämpfung q>_op, » 0,02 und ;in optimales Frequenzverhältnis A_op, « 0,999. Die Eig:nfrequenz des Zusatzschwingers ist also nur um 1%ο π größer als die des Objekthalters.

In den bisherigen Ausführungsbeispielen nach cen F i g. 1 und 2 sind zwei stabförmige Objekthalter 6 b/.w. i5 zur seitlichen Einführung eines Objektes in :in Elektronenmikroskop dargestellt worden. Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, in dem ein Objekthalter 25 in Richtung des Elektronenstrahls in den Objekttisch eingeführt wird. Wiederum sind gleiche Teile nit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Objekttisc! 2 ruht, über einen Gleitring gekoppelt, auf dem obe en Teil eines Objektivpolschuhes 27. Mit Hilfe der Stößel 3 und 4, wovon in der Darstellung nach der F i g. 3 nur ■ ler Stößel 4 sichtbar ist, sowie der Feder 5 ist ler Objekttisch wieder in der Ebene senkrecht ζ im Elektronenstrahl verschiebbar. Als Objekthalter dien in d.esem Fall eine Objektpatrone mit einem konusför nigen Oberteil 25a und einem Rohr 25b. das bis an den ' )rt größerer Feldstärke im Polschuhspalt reicht. An dies :m Ort ist das Objekt 28 befestigt. Der konusförmige "eil 25a des Objekthalters 25 ist durch Haftreibung mit dem Objekttisch 2 verbunden und kann somit auch iur synchron mit diesem schwingen. Dahingegen kann 'las Rohr 25b mit dem Objekt zu Schwingungen anger :gt werden, die zu einer relativen Lageveränden ng gegenüber dem Objekttisch und dem Objektivpolsd uh 27 führen können. Mit 29 ist die gestrichelt dargeste Ite

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Etwa am Ort des Schwingungsbauches, d. h. aber in diesem Fall auch am Ort des Objektes 28, befindet s ch der Fußpunkt eines zweiachsigen Zusatzschwingers 30, « der über ein Gehäuse 31 mit dem Objekthalter 25 verbunden ist.

F i g. 4 zeigt einen Ausschnitt eines Objekthalters, < ler zumindest in dem dargestellten Abschnitt rohrförnig ausgebildet ist. Im Inneren des Rohres 36 befindet sich ein dreiachsiger Zusatzschwinger 37. der in dies:m Beispiel aus einer Art diskusförmigen Kautschukma ;se 38 besteht, in derem Zentrum eine Masse 39 schwingungsfähig angeordnet ist, die beispielsweise ;.us Messing oder Edelstahl besteht Dieses rohrförm ge Stück des Objekthalters könnte beispielsweise Teil des Objekthalters 6 oder Teil des Objekthalters 15 st in. Selbstverständlich würde man dann auf die in den d> -rt dargestellten Ausführungsbeispielen verwendeten zweiachsigen Schwingungstilger verzichten können. Daß es unter Umständen notwendig sein kann, einen dreiachsigen Schwingungstilger auch bei derartigen stabförmigen Objekthaltern einzusetzen, obwohl davon ausgegangen werden kann, daß der stabförmige Objekthalter selbst in Stabrichtung als starr angenommen werden kann, liegt daran, daß im Beispiel nach der Fig. 1 der Objekttisch 2 in Richtung des stabförmigen Objekthalters derart schwingen kann, daß sich der Ringdurchmesser in dieser Richtung periodisch ändert, oder daß im Beispiel nach der F i g. 2 der Objektstab 15 gegen die als Feder anzusehende Stabspi /e 15a schwingt.

F i g. 5 zeigt vergrößert den stabförmigen Zusatzschwinger 21. der aus einem federnden Draht 41 besteht, der wiederum von einem Mantel aus einem Elastomer, beispielsweise aus Polytetrafluoräthylen oder Kunstkautschuk, umgeben ist.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform des Zusatzschwingers 21, wiederum aus einem federnden Draht 41. Dieser Draht 41 ist nicht nur mit einem Mantel

42 aus einem Elastomer, sondern zusätzlich noch mit einem Metallzylinder 43 umgeben. Auch hier kommt es bei einer Schwingung des Drahtes 41 wieder zu einer Verformung des zwischen Draht 41 und Metallzylinder

43 liegenden Elastomers und damit zu einer Schwingungsdämpfung.

Als letztes Beispiel zeigt die Fig. 7 einen Zusatzschwinger 50, der an einem Ende wiederum in einem Halter 54 befestigt ist. Über diesen Halter kann der Zusatzschwinger 50 an einem Objekthalter angebracht werden. Der Zusatzschwinger 50 besteht wiederum aus einem federnden Draht 51, der auf dem größten Teil seiner Länge mit einem Mantel 52 aus einem beliebigen Elastomer umgeben ist. Der vordere Teil des federnden Drahtes 51, der nicht mit dem Mantel 52 umgeben ist, besitzt ein Gewinde, auf das eine Mutter 53 aufschraubbar ist. Diese Mutter 53 stellt ein Zusatzgewicht dar, das in einem gewissen Bereich entlang des Zusatzschwir■■ gers 50 hin- und hergeschoben werden kann. Dadurch

gewissen Grenzen variieren und damit leichter den Eigenfrequenzen des Objekthalters anpassen.

Die Erfindung ist nicht nur bei wie in den Ausführungsbeispielen beschriebenen Elektronenmikroskopen, sondern auch bei lonenmikroskopen oder bei Elektronen- bzw. lonenbeugungsgeräten anwendbar. Neben den in den Ausführungsbeispielen dargestellten drei unterschiedlichen Objekthaltern kann der erfindungsgemäße Schwingungstilger auch an den schwingungsfähigen Teilen eines mechanischen Goniometers angebracht werden, wie es beispielsweise bei Oberflächenraster-Mikroskopen als Objekthalter verwendet wird.

Durch weitere Zusatzschwinger können auch noch Resonanzschwingungen höherer Ordnung unterdrückt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Korpuskularstrabloptisches Gerät mit einem in mindestens einem Lager sitzenden Objekthalter, der bei Erschütterungen des Lagers zu Schwingungen angeregt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Objekthalter (6, 15, 25) etwa am Ort größter Schwingungsamplkude (Schwingungsbauch) mindestens ein gedämpfter ein- oder mehrachsiger Zusatzschwinger (10, 21,30„ 50) angebracht ist

2. Korpuskularstrahloptisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzschwinger (10, 21, 30) zweiachsig ist und aus einem einseitig am Objekthalter (6, 15, 25) befestigten federnden Stab besteht, der von einem energieverzehrenden Material umgeben ist, und daß die Eigenfrequenzen des Zusatzschwingers (10, 21, 30) in den beiden Achsen etwa gleich den entsprechenden Eigenfrequenzen des Objekthalters (6, 15, 25) sind.

3. Korpuskularstrahloptisches Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (41) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und daß auf dem Stab (41) ein Schlauch (42) aus einem Elastomer aufgeschrumpft ist (F i g. 5).

4. Korpuskularstrahloptisches Gerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Stab (51) ein Gewicht (53) verschiebbar angeordnet ist (F i g. 7).

5. Korpuskularstrahloptisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzschwinger (37) dreiachsig ist und aus einer als starr anzusehenden Masse (39) bt-steht, die sich im Mittelpunkt einer in allen drei Achsen federnden u.nd dabei energieverzehrenden Mass- (38) befindet, und daß die Eigenfrequenz des Zusatzschwingers (37) in den einzelnen Achsen etwa gleich den entsprechenden Eigenfrequenzen des Objekthalters ist (F i g. 4).