DE850490C - Blende fuer Elektronenstrahlgeraete, insbesondere Objektiv-Aperturblende fuer Elektronenuebermikroskope - Google Patents

Blende fuer Elektronenstrahlgeraete, insbesondere Objektiv-Aperturblende fuer Elektronenuebermikroskope

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Publication number
DE850490C
DE850490C DES18096A DES0018096A DE850490C DE 850490 C DE850490 C DE 850490C DE S18096 A DES18096 A DE S18096A DE S0018096 A DES0018096 A DE S0018096A DE 850490 C DE850490 C DE 850490C
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DE
Germany
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aperture
diaphragm
electron beam
electron
precipitates
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Expired
Application number
DES18096A
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English (en)
Inventor
Hans Dr-Ing Mahl
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SUEDDEUTSCHE LABORATORIEN GmbH
Original Assignee
SUEDDEUTSCHE LABORATORIEN GmbH
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/04Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/09Diaphragms; Shields associated with electron or ion-optical arrangements; Compensation of disturbing fields

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Description

  • Blende für Elektronenstrahlgeräte, insbesondere Objektiv-Aperturblende für Elektronenübermikroskope Bei Elektronenstrahlgeräten, insbesondere Elektronenmikroskopen, ist eine starke Begrenzung der Strahlenapertur erforderlich. Man ist daher gezwungen, außerordentlich kleine Blenden zu verwenden. Die Öffnung der Objektiv-Aperturblende eines Elektronenmikroskops, die gleichzeitig die Aufgabe hat, die vom Objektiv gestreuten Elektronen abzufangen und dadurch auch als Kontrastblende wirkt, darf nur einen Durchmesser von wenigen hundertstel Millimetern haben, wenn größte Abbildungsschärfe und guter Kontrast erreicht werden sollen. Solche Blenden mit kleinster Öffnung verschmutzen während des Betriebes sehr leicht, denn an dem von den Elektronen getroffenen Blendenrand schlägt sich nach kurzerBestrahlungszeit ein meist brauner, nicht leitender Niederschlag nieder, der aus festen Zersetzungsprodukten organischer Gase oder Dämpfe besteht. Diese Niederschläge laden sich, da sie praktisch nichtleitend sind, auf und bewirken dadurch eine erhebliche Verminderung der Abbildungsschärfe. Man ist dahef gezwungen, die Blende häufiger zu reinigen. Zu diesem Zweck wird sie ausgebaut und beispielsweise durch Ausglühen gereinigt. Da zum Ausbauen der Blende Luft in das Elektronenmikroskop eingelassen werdenznuß und zudem an die Genauigkeit der Zentrierung sehr hohe Anforderungen gestellt werden, macht diese Reinigungsarbeit stets eine längere Betriebsunterbrechung erforderlich. Diese Schwierigkeiten werden bei der Blende für Elektronen strahlgeräte gemäß der Erfindung in einfacher Weise dadurch vermieden, daß die Blende so ausgebildet ist, daß sie betriebsmäßig derart erwärmt wird, daß sich am Rand der Blendenöffnung keine aus Zersetzungsprodukten organischer Restgase oder -dämpfe bestehenden Niederschläge bilden. Man kann auch zusätzliche Heizvorrichtungen vorsehen, durch die die Blende von Zeit zu Zeit derart erhitzt wird, daß etwa vorhandene Niederschläge flüchtig werd en oder sich, gegebenenfalls unter Eingehen von Verbindungen mit Gasen, verflüchtigen. Bei der Einrichtung gemäß der Erfindung kann also die Blende ohne Ausbauen gereinigt werden, weil entweder die Bildung eines Niederschlages von vornherein verhindert oder seine Beseitigung an Ort und Stelle durchgeführt wird.
  • Besonders zweckmäßig ist es, die Dicke der Blende und den Abstand: zwischen der Blendenöffnung und dem wärmeableitenden Teil der Blendenhalterung derart zu wählen, daß die Blende in ihrer Umgebung betriebsmäßig eine so hohe Temperatur annimmt, daß sich auf ihr die erwähnten Zersetzungsprodukte nicht als Niederschlag absetzen. Es wird dazu im allgemeinen nicht einmal erforderlich sein, die Blende bis zum hellen Glühen betriebsmäßig zu erwärmen.
  • Man. kann jedoch auch ein- oder beidseitig in geringem Abstand von der Blende zusätzliche heizvorrichtungen vorsehen, mit denen die Blende auf die zum Verhindern der Niederschlagbildung bzw. zu ihrer Beseitigung erforderliche Temperatur gebracht werden kann. Wenn diese Heizvorrichtungen gleichzeitig mit dem Elektronenstrahl, aus dem mit Hilfe der Blende ein feiner Strahl ausgeblendet werden soll, zur Einwirkung gebracht werden sollen, können sie selbstverständlich für eine entsprechend geringere Leistung ausgelegt werden.
  • Die Erhitzung durch die Heizvorrichtungen kann durch Wärmestrahlung oder Wärmeleitung erfolgen. Unter Umständen ist es jedoch einfacher und wirksamer, die Heizvorrichtungen als Glühkathoden auszubilden und zwischen ihnen und der Blende ein elektrisches Feld solcher Richtung anzulegen, daß die Elektronen mit großer Geschwindigkeit auf die Blende auftreffen.
  • Man kann eine aus elektrisch leitendem Werkstoff bestehende Blende auch durch einen sie durchfließenden Strom, gegebenenfalls zusätzlich zum Elektronenbombardement durch den Strahl, aus dem ein feiner Strahl ausgeblendet werden soll, auf die angegebenen Temperaturen erhitzen.
  • Die Figuren. zeigen in zum Teil schematischer Darstellung zwei Ausführungsbeispiele für eine Blende für Elektronenstrahlgeräte, insbesondere Elektronenmikroskope, gemäß der Erfindung.
  • In beiden Figuren ist durch denPfeil dieAchsenriöhtung des Elektronenstrahles angedeutet, aus dem mit Hilfe der Blende gemäß der Erfindung ein feiner Strahl ausgeblendet werden soll. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. i wird die Blende durch eine dünne Platinfolie i gebildet, die in ihrer Mitte die Blendenöffnung2 aufweist. Während man bisher für solche Blenden meist dickere Bleche, beispielsweise von etwa i mm Dicke, die in möglichst gutem Wärmekontakt mit dem Blendenhalter standen; verwendete, werden bei diesem Ausführungsbeispiel vorzugsweise Edelmetallfolien von nur etwa o,oi bis 0,03 mm Dicke benutzt. Diese scheibenförmige Blende von ungefähr 5 mm äußerem Durchmesser wird durch den Blendenhalter 3 gehalten. Wegen des großen Abstandes und der geringen Dicke der Blende ist die Wärmeableitung zum Blendenhalter sehr schlecht. Der die Blendenoffnung umgebende Teil der Blende wird daher in einem Elektronenmikroskop betriebsmäßig bereits so hoch erhitzt, daß er nicht verschmutzt.
  • Wenn das Gerät jedoch nur mit sehr geringer Stra@hlintensität oder geringer Strahlspannung betrieben wird, reicht unter Umständen die der Blende zugeführte Energie nicht aus, um sie so hoch zu erhitzen, daß keine Verschmutzung eintritt. Es gelingt jedoch meist durch kurzzeitigen Betrieb mit erheblich verstärkter Strahlintensität, die Blende so weit aufzuheizen, daß die geschilderten Verunreinigungen wieder verschwinden. Meist wird diese Wirkung noch verstärkt, wenn man die vorgeschaltete Linse ausschaltet, so daß ein verhältnismäßig großer Teil des Elektronenstrahles nicht durch die Öffnung 2 hindurchgeht, sondern auf die Blende in der Umgebung der Offnung auftrifft.
  • Etwas dickere Blendenschichten kann man benutzen, wenn man, wie bei dem in Fig.2 dargestellten Ausführungsbeispiel, eine zusätzliche Heizvorrichtung vorsieht. Isoliert von der Blendenscheibe ist eine kleine Wolf ramdrahtglühschleife 4, getragen durch ihre isolierten Stromzuführungen 5, in geringem Abstand von der Blendenscheibe i angebracht. Die Aufheizung der Blendenscheibe i erfolgt bei dieser Anordnung entweder durch Strahlungswärme oder durch Elektronenbombardement. Für die Durchführung dieses Verfahrens muß zwischen dem Gleichrichter, der bis auf eine zur Elektronenemission ausreichende, sehr hoheTemperatur erhitzt werden muß, und der Blende eine Spannung von einigen Tausend Volt angelegt werden, so daß die Elektronen mit großer Energie auf die Blende auftreffen.
  • Als Werkstoff für die Blende und für den Glühdraht kommen selbstverständlich auch andere, die hohen Temperaturen aushaltende Metalle, beispielsweise Wolfram, Tantal und Molybdän, in Frage. Die Blende gemäß der Erfindung kann nicht nur als Objektiv-Aperturblende verwendet werden. Es empfiehlt sich auch, die Anodenblende mit einer etwa o, i mm großen Bohrung gemäß der Erfindung auszuführen. Da auf diese Blende wesentlich größere Elektronenintensitäten auftreffen als auf die Objektiv-Aperturblende,kann die Anodenblende entsprechend dicker ausgeführt werden. Anodenblenden mit etwa o, i bis 0,2 mm Dicke aus hochschmelzendem Metall, wie Wolfram, Molybdän oder Tantal, haben sich- bewährt.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Blende für Elektronenstrahlgeräte, insbesondere Objektiv-Aperturblende für Elektronenmikroskope, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Abmessungen derart gewählt und/oder Heizvorrichtungen in ihrer Nähe derart angebracht sind, daß sich auf der Blende in der Nähe der Blendenöffnung infolge der betriebsmäßigen Erwärmung keine Niederschläge aus Zersetzungsprodukten. organischer Restgase oder -dämpfe bilden bzw. etwa entstandene Niederschläge wieder verschwinden. z. Blende nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Dicke und der Abstand zwischen der Blendenöffnung und dem wärmeableitenden Teil der Blendenhalterung derart gewählt sind, daß die Blende in der Umgebung ihrer Öffnung durch das betriebsmäßige Elektronen:hombardement auf eine die Bildung dier Niederschläge verhindernde Temperatur erhitzt wird. 3. Blende nach Anspruoh i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein- oder beidseitig in geringem AJ)stand von der Blende zusätzliche Heizvorrichtungen, vorzugsweise Glühelektroden, die die Durchführung eines Elektronenbombardements auf die Blende in der Nähe der Blendenöffnung gestatten, oder Glühdrähte zur Erhitzung der Blende durch Wärmestrahlung und/oder -leitung vorgesehen sind. Blende nach Anspruch i oder folgenden aus elektrisch leitendem Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die eine Erhitzung der Blende durch einen sie durchfließenden Strom ermöglichen.
DES18096A 1950-08-02 1950-08-03 Blende fuer Elektronenstrahlgeraete, insbesondere Objektiv-Aperturblende fuer Elektronenuebermikroskope Expired DE850490C (de)

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