DE889481C - Elektronen- oder Ionenmikroskop - Google Patents

Elektronen- oder Ionenmikroskop

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DE889481C
DE889481C DES11298D DES0011298D DE889481C DE 889481 C DE889481 C DE 889481C DE S11298 D DES11298 D DE S11298D DE S0011298 D DES0011298 D DE S0011298D DE 889481 C DE889481 C DE 889481C
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DE
Germany
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lens
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image
pole
objective
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Expired
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DES11298D
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English (en)
Inventor
Ernst Dr-Ing Ruska
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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    • 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
    • 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

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

Description

  • Elektronen- oder Ionenmikroskop Es ist bei Elektronenmikroskopen bekannt, die Linsen so auszubilden, daß man mit den Mikroskopen wahlweise geometrische Durchstrahlungsbilder oder Beugungsbilder von Objekten herstellen kann. Erfindungsgemäß ist bei einem Elektronen- oder Ionenmikroskop dieser Art zur Kontrolle des das geometrische Bild erzeugenden Beugungskegels einezweite kurzbrennweiti:geLinse hinter dem Objektiv und vor dem Projektiv angeordnet, mit der die bildseitige Brennebene des Objektivs in der Zwischenbild- und/oder Endbildebene abgebildet werden kann. Mit einer solchen Anordnung ist es möglich, die Beurteilung von sekundären geometrischen Bildern zu erleichtern, weil man nunmehr sichtbar machen kann, welcher Teil des primären Beugungsbildes vom Objektiv zur Bildherstellung verwertet wird. Bei der Erfindung wird das Objekt also durch ein erstes Objektiv (Dingebenenobjektiv) abgebildet, dessen Aperturblende in der bildseitigen Brennebene liegt. Diese bildseitige Brennebene kann nunmehr durch die zweite Linse (B:rennebenenobjelctiv) abgebildet werden. Das Brennebenenobjektiv kann beispielsiveise von. gleicher ,oder größerer Brennweite sein als das Dingebenenobjektiv.
  • Will man in beiden Objektiven mit möglichst kleiner Brennweite, beispielsweise der Minimalbrennweite, arbeiten, so kann man gemäß der weiteren Erfindung drei hintereinanderliegende Polschuhe verwenden, von denen der mittlere der magnetische Gegenpol für die äußeren beiden Polschuhe ist. Dabei wird das Feld im Bereich des mittleren Polschuhes auf der Achse zu Null. Diese drei Polschuhe bilden dann die beiden obenerwähnten Linsen. Man wird die Konstruktion dabei so wählen, daß sich zwei Wicklungen mit einer ferromagnetischen Trennwand ergeben, wobei diese Trennwand den doppelten magnetischem Fluß wie die übrige Eisenkapselung der Linse führt. Beim Arbeiten mit größeren, oberhalb der Minimalbrennweite liegenden Brennweiten kann man für den vorliegenden Zweck auch zwei gleichsinnige Linsen in einem gemeinsamen Gehäuse anwenden. Auch in diesem Falle kann der Polschuheinsatz ein einheitlicher Körper sein, der aus drei Polstücken und zwei urimagnetischen Zwischenstücken zusammengesetzt ist. Im mittleren Polschuh, dessen beide Enden dann urigleichsinnige Pole aufweisen, liegt dabei die Aperturblende. Um heim Arbeiten mit dem bechriebenen Linsensystem die Durchflutung des Dingebenenabjektivs beim Ausschalten des Brenneb:enenobjektivs nicht zu verändern, kann man mit Vorteil in diesem Falle einen Ersatzwiderstand statt der Wicklung des Brennebenenobjektivs einschalten. In Mikroskopen der oben beschriebenen Form wird man mit Vorteil als Projektiv ein Mehrfachprojektiv anwendem, denn mehrere unter Vakuum gegeneinander austauschbare Polschuhsysteme zugeordnet sind. Bei einem solchen Projektiv wird man dann neben den verschieden stark vergrößernden Poilschuhsystemem mindestens eine den Beugungskegel frei durchlassende Öffnung anwenden.
  • Weitere für die Erfindung wesentliche Merkmale ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen.
  • In Fig. i ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein für ein Elektronenmikroskop bestimmtes Objektivlinsensystem dargestellt, wobei gekapselte elektromagnetische Polschuhlinsen verwendet werden. Mit i ist die Erregerwicklung der Objektivlinse, mit 2 die Erregerwicklung der im Strahlengang unmittelbar dahinterliegenden Zusatzlinse bezeichnet. Diese beiden Erregerwicklungen, sind allseitig gekapselt, und zwar gehören zur Kapselurig der Obj ektivspule die den Magnetkreis bildenden Teile 3, 4 und 5. Der Magnetkreis der Wicklung :2 wird gebildet durch die Teile 5, 6 und 7. Der eisenfreie Spalt der oberen. Linse ist durch das urimagnetische Zwischenstück 8, der eisenfreie Spalt der unteren Linse durch das ünmagnetische Zwischenstück 9 ausgefüllt.
  • Dem Linsensystern ist ein einheitlicher Polschuhei-nsatzkörper zugeordnet, der von oben her in die Innenbohrung io der Linsenmantelung eingesetzt werden kann. Der Polschuhkörper besteht aus den Polschuhen 1i, 12, 13 und den ihnen zugeordneten urimagnetischen Zwischenstücken 14 und 15. Die Polschuhe schließen sich in der aus der Figur ersichtlichen Weise unmittelbar an die magnetischen Teile der Kapselurig an. Die beiden Polschuhe i i und 12 bilden das Magnetfeld für- die Objektivlinse, die beiden Polschuhe i2 und 13 bilden das Magnetfeld, für die nachgeschaltete Hilfslinse, die Objektträgerblende 16 ist an einem Halter, 17 befestigt, der von der Seite her durch die Mittelstücke 5 und 8 der Spulenkapselung eingeführt werden kann. Zur Objektverstellung dient eine Verstellschraube 18, die mit ihrem äußeren Gewinde i9 in dem Teil 5 unter Verwendung von Vakuumfett vakuumdicht hin- und hergeschraubt werden kann. Mit dem Innengewinde dieser Schraube arbeitet der Bolzen 2o zusammen, der durch den Stift 21 und den zugeordneten Schlitz 22 am Mitdrehen verhindert ist und an dessen rechtem Ende der Halter 17 befestigt ist. Die Aperturblende 23 des Objektivs ist im mittleren Polschuh 12 befestigt. Mit 24 und 25 sind die beiden Anschlußstellen für die Erregerwicklungen bezeichnet. Mit dem beschriebenen Linsenkörper werden die oberen bzw. untren Teile des Mikroskops verschraubt, wobei die Abdichtung durch die Trockendichtungen 26 bzw. 27 erfolgt.
  • Zur Herstellung von sekundären geometrischen Bildern des Objekts wird nur die Spule i eingeschaltet, während an Stelle der Wicklung 2 ein Ersatzwiderstand eingeschaltet wird, um die Durchflutung des Dingebenenobjektivs nicht zu verändern. Will man nun ein Beugungsbild machen, mit dem der das geometrische Bild erzeugende Beugungskegel sichtbar gemacht wird, so wird zusätzlich noch die zweite Wicklung 2 und damit das untere Brennebenenobjektiv eingeschaltet.
  • Die Fig. 2 und 3 zeigen im Längsschnitt und im Querschnitt ein elektromagnetisches Objektivlinsensystem für ein Elektronenmikroskop, wobei eine an sich bekannte Jochlinsenanoirdnung gewählt ist. Auch in .diesem Falle handelt es sich um ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem durch Anwendung von drei zu einem Einsatzkörper vereinigten Polschuhen zwei im Strahlengang hintereinanderliegende Linsen gebildet werden. Die Polschuhe sind mit 31, 32 und 33 bezeichnet. 34 und 35 sind die aus urimagnetischem Material bestehenden Abstandhalter der Polschuhe. Von unten her ist in das Polschuhsystem der Aperturblendenhalter ?6 eingeschraubt, der die Aperturbleide 37 trägt. Diese Blende liegt im Bereich des mittleren Polschuhes 32. Der Polschuheinsatzkörper ist in die rohrförmige Vakuumwand des Mikroskops eingesetzt. Diese rohrförmige Wand besteht im Bereich der Polschuhe aus den magnetischen Teilen 3'8, 39 und 4o und den urimagnetischen Zwischenstücken 44 42. Die beiden Polschuhe 31 und 32, welche das. Objektiv der Anordnung bilden, werden von den beiden Spulen 43 und 44 erregt. Der Zusatzlinse, die durch die Polschuhe 32 und 33 gebildet wird, sind die Erregerwicklungen 45 und 46 zugeordnet. Die Wicklungen sitzen auf den Kernstücken 47 und 48, denen die Jochstücke 49, 50 und 51 zugeordnet sind.
  • Die Jochstücke sind in der aus Fig. 3- ersichtlichen Weise mit Hilfe der Schrauben 52, 53 auf den die Vakuumwand bildenden rohrförmigen Linsenkörper aufgeschraubt. Im oberen Rohr 40 der Vakuumwand ist eine Öffnung 54 vorgesehen, die durch eine in der Figur nicht dargestellte Verschlußklappe druckdicht abgeschlassenwerdenkann. Durch diese Öffnung kann die Objektivpatrone 55 eingebracht werden. Diese Patrone wird in den Halter 56 vom oben her eingesetzt. Dem Halter sind die beiden Einstellschrauben 57 und 58 zugeordnet, mit denen be-liebige Querbewegungen des Objekts um kleine Beträge durchgeführt werden können. Diesen Einstellschrauben sind in, den Figuren nicht dargestellte Gegenfedern zugeordnet. Die Wirkungsweise dieser Jochlinsenanordnung entspricht im übrigen völlig derjenigen, welche für das in Fig. i dargestellte Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist.

Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektronen- oder Ionenmikroskop mit einer Einrichtung zur wahlweisen Herstellung von Durchstrahlungs- und Beugungsbildern eines Objekts, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kontrolle des das geoinetrische Bild erzeugenden Beugungskegels eine zweite kurzbrennweitige Linse hinter dem Objektiv und vor dem Projektiv angeordnet ist, mit der die bildseitige Brennebene des Objektivs in der Zwischenbild-und/oder Endbildebene abgebildet werden kann.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch i für eine magnetische Linse, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv und die zweite Linse aus drei abwechselnd polarisierten Polschuhen, zwischen denen Teile aus unmagnetischem Material liegen, zusammengefügt sind.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Polschuhe hintereinander in einem gemeinsamen Gehäuse liegen, das zwei Erregerwicklungen enthält.
  4. 4.. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gleichsinnig polarisierte elektromagnetische Linsen in einem gemeinsamen Gehäuse angewendet werden.
  5. 5. Anordnung nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Aperturblende des Objektivs in der bildseitigen Brennebene, dieser Linse liegt.
  6. 6. Anordnung nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aperturblende im Bereich des mittleren Polschuhes gehaltert ist.
DES11298D 1943-02-05 1943-02-05 Elektronen- oder Ionenmikroskop Expired DE889481C (de)

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DE889481C true DE889481C (de) 1953-09-10

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DE (1) DE889481C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1123638B (de) * 1954-06-28 1962-02-15 Sandvikens Jernverks Ab Gesteinsbohrer-Einsatzschneide aus zwei oder mehreren Schichten Hartmetall

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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