DE897893C - Arrangement for imaging an object with the help of a corpuscular beam apparatus - Google Patents

Arrangement for imaging an object with the help of a corpuscular beam apparatus

Info

Publication number
DE897893C
DE897893C DES7686D DES0007686D DE897893C DE 897893 C DE897893 C DE 897893C DE S7686 D DES7686 D DE S7686D DE S0007686 D DES0007686 D DE S0007686D DE 897893 C DE897893 C DE 897893C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
arrangement
imaging
lens
beam apparatus
lies
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DES7686D
Other languages
German (de)
Inventor
Joachim Dr Dosse
Walter Dr Glaser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DES7686D priority Critical patent/DE897893C/en
Application granted granted Critical
Publication of DE897893C publication Critical patent/DE897893C/en
Expired legal-status Critical Current

Links

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 or ion-optical arrangement

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Lenses (AREA)

Description

Anordnung zur Abbildung eines Objektes mit Hilfe eines Korpuskularstrahlapparates Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Abbildung eines Objektes mit Hilfe eines Korpuskularstrahlapparates, bei dem eine magnetische Abbildungslinse verwendet wird. Insbesondere betrifft die Erfindung Elektronenmikroskope, die mit einer elektromagnetischen Objektivlinse arbeiten. Erfindungsgemäß wird bei einer solchen Anordnung das Objekt bei der Abbildung an eine Stelle des Strahlenganges gebracht, an der der Wert k2, im folgenden Feldparameter genannt, größer als 1,5 ist. Dabei ist In dieser Gleichung ist die spezifische Elektronenladung, B, die maximale Induktion der Linsenfeldkurve, d die Halbwertsbreite auf der Bildseite und U die Elektronengeschwindigkeit. Wie im folgenden nachgewiesen wird, gelingt es bei der oben definierten Wahl der Objektlage, eine Abbildung zu erzielen, bei der die magnetische Linse hinsichtlich der Vergrößerung, des Öffnungsfehlers und des Farbfehlers am günstigsten ausgenutzt ist. Man wird vorzugsweise das Objekt so legen, daß der Wert k2 in den Grenzen zwischen 1,5 und 3 liegt, da Werte für k2, die wesentlich höher als 3 sind, keine wesentliche Verbesserung der Anordnung hinsichtlich der Vergrößerung und der Fehler mehr bringt, während die Schwierigkeiten infolge der Notwendigkeit, die Induktion zu vergrößern, bei größeren k2-Werten erheblich ins Gewicht fallen.Arrangement for imaging an object with the aid of a corpuscular beam apparatus The invention relates to an arrangement for imaging an object with the aid of a corpuscular beam apparatus in which a magnetic imaging lens is used. In particular, the invention relates to electron microscopes using an electromagnetic objective lens. According to the invention, in the case of such an arrangement, the object is brought to a point in the beam path during imaging at which the value k2, referred to below as the field parameter, is greater than 1.5. It is In this equation is the specific electron charge, B, the maximum induction of the lens field curve, d the half width on the image side and U the electron velocity. As will be demonstrated below, the above-defined selection of the object position makes it possible to achieve an image in which the magnetic lens is used most effectively in terms of magnification, aperture error and chromatic aberration. The object will preferably be placed in such a way that the value k2 lies within the limits between 1.5 and 3, since values for k2 which are significantly higher than 3 no longer bring any significant improvement in the arrangement in terms of magnification and errors the difficulties arising from the need to increase induction become significant at higher k2 values.

In Fig. i a und i b ist zunächst schematisch als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Teilansicht der Objektivlinse eines Elektronenmikroskops und die zugehörige Feldkurve (Fig.Ib) dargestellt. Mit rund 2 sind die beiden einander gegenüberstehenden Polschuhe einer elektromagnetischen Objektivlinse bezeichnet, die, wie aus Fig. z b ersichtlich ist, einen unsymmetrischen Verlauf des Linsenfeldes B über der z-Achse hervorbringen. Mit 3 ist das an einer Patrone q. befestigte, abzubildende Objekt bezeichnet. Die Patrone kann einen in der Figur nicht näher dargestellten Antrieb besitzen, der es gestattet, die Patrone in der Richtung der Elektronenstrahlen zu verstellen, so daß man also durch diese Verstelleinrichtung das Objekt in den günstigsten Linsenbereich, beim Ausführungsbeispiel in den Bereich des Feld maximums, bringen kann. Mit 5 ist das Elektronenstrahlenbündel bezeichnet, welches das Objekt in der Richtung des Pfeiles 6 durchdringt.In Fig. I a and i b is initially a schematic embodiment the invention is a partial view of the objective lens of an electron microscope and the associated field curve (Fig.Ib) is shown. With around 2 are the two opposing pole pieces of an electromagnetic objective lens denotes which, as can be seen from Fig. z b, an asymmetrical course of the lens field B over the z-axis. With 3 that's on a cartridge q. attached object to be depicted. The cartridge can be one in the figure Have not shown drive that allows the cartridge in the To adjust the direction of the electron beams, so that one can therefore use this adjustment device the object in the most favorable lens area, in the exemplary embodiment in the area of the field maximum. The electron beam is denoted by 5, which penetrates the object in the direction of arrow 6.

Die Fig. 2 bis 5 enthalten Diagramme, aus denen hervorgeht, daß die eingangs erwähnte Objekteinstellung bei den magnetischen Linsen besonders vorteilhaft ist. In Fig. 2 ist der erwähnte Parameter k2 und der Wert als Funktion der Objektlage aufgetragen. Zur Vereinfachung ist als Abszisse der Wert aufgetragen. Dabei ist als Beispiel gewählt, ein Verlauf, der sich dem in den wirklichen Linsen weitgehend annähert. In Fig. 3 ist die Brechkraft (dargestellt durch worin f die Brennweite der Linse ist) als Funktion des Parameters k2 aufgetragen. In diesem Diagramm sind sechs verschiedene Kurven aufgezeichnet, die verschiedenen Unsymmetriegraden q der Linsen entsprechen. Dabei ist der Unsymmetriegrad worin dl beispielsweise in Fig. rb eingetragene Halbwertsbreite auf der _Objektseite und d die entsprechende Halbwertsbreite auf der Bildseite ist. Die in Fig. 3 dargestellten Kurven lassen erkennen, daß die Brechkraft der Linsen einen maximalen Wert bei k2 = 3 hat. Die Kurven lassen ferner erkennen, daß bei Werten von k2, die höher als 1,5 liegen, sich Linsen mit großer Brechkraft ergeben.FIGS. 2 to 5 contain diagrams from which it can be seen that the object setting mentioned at the beginning is particularly advantageous in the case of magnetic lenses. In Fig. 2, the mentioned parameter is k2 and the value plotted as a function of the object position. For the sake of simplicity, the abscissa is the value applied. Here is an example selected, a course that largely approximates that in real lenses. In Fig. 3 the refractive power (represented by where f is the focal length of the lens) plotted as a function of the parameter k2. Six different curves are plotted in this diagram, which correspond to different degrees of asymmetry q of the lenses. Here is the degree of asymmetry where dl, for example, in Fig. rb, is the half-width on the object side and d is the corresponding half-width on the image side. The curves shown in FIG. 3 show that the refractive power of the lenses has a maximum value at k2 = 3. The curves also show that at values of k2 which are higher than 1.5, lenses with high refractive power result.

In Fig. q. ist in Abhängigkeit von k2 die Öffnungsfehlerkonstante ebenfalls für verschiedene Unsymmetriegrade q dargestellt. Die Öffnungsfehlerkonstante ist definiert durch die Gleichung öö = Cö * a 3, worin öö die auf die Objektebene bezogene Bildunschärfe, die durch den Öffnungsfehler verursacht wird, und a die Obj ektivapertur ist. Fig. 5 zeigt die entsprechenden Kurven für die Farbfehlerkonstante wobei CF definiert ist durch die Formel Hierin ist öp die auf die Objektebene bezogene Bildunschärfe, die durch eine Schwankung d a der Beschleunigungsspannung U der Ladungsträger verursacht wird.In Fig. Q. is also the opening error constant for different degrees of asymmetry as a function of k2 q shown. The aperture error constant is defined by the equation öö = Cö * a 3, where öö is the image blurring related to the object plane, which is caused by the aperture error, and a is the lens aperture. Fig. 5 shows the corresponding curves for the chromatic aberration constant where CF is defined by the formula Here öp is the image blurring related to the object plane, which is caused by a fluctuation in the acceleration voltage U of the charge carriers.

Die Auswertung der in Fig. q. und 5 dargestellten Kurven läßt erkennen, daß der Öffnungsfehler und der Farbfehler in den eingangs erwähnten Grenzen des Parameters k2 günstige Werte besitzen. Der besonders für die praktische Ausgestaltung der Erfindung in Betracht kommende Bereich zwischen k2 = 1,5 und k2 = 3 ist in den Fig. 3 bis 5 durch Schraffierung hervorgehoben. Wie Messungen an praktisch ausgeführten Linsen gezeigt haben, sind dabei die Abweichungen von den errechneten, in Fig. 2 bis 5 dargestellten Werten nur geringfügig.The evaluation of the in Fig. Q. and 5 shows that the aperture error and the color error have favorable values within the limits of the parameter k2 mentioned at the beginning. The area between k2 = 1.5 and k2 = 3, which is particularly suitable for the practical embodiment of the invention, is highlighted in FIGS. 3 to 5 by hatching. As measurements on practical lenses have shown, the deviations from the calculated values shown in FIGS. 2 to 5 are only slight.

Claims (3)

' PATENTANSPRÜCHE: _. Anordnung zur Abbildung eines Objektes mit Hilfe eines Korpuskularstrahlapparates, wobei eine magnetische Abbildungslinse verwendet wird, insbesondere mit elektromagnetischer Objektivlinse arbeitendes Elektronenmikroskop, dadurch gekennzeichnet, daß das Objekt an einer Stelle des Strahlganges liegt, an der der Wert k2 (Feldparameter) größer als 1,5 ist, wobei ist. 'PATENT CLAIMS: _. Arrangement for imaging an object with the aid of a particle beam apparatus, a magnetic imaging lens being used, in particular an electron microscope working with an electromagnetic objective lens, characterized in that the object is located at a point in the beam path at which the value k2 (field parameter) is greater than 1.5 is, where is. 2. Anordnung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß das Objekt an einer Stelle des Strahlganges liegt, an der der Wert k2 in den Grenzen zwischen 1,5 und 3 liegt. 2. Arrangement according to claim r, characterized in that the object on one Point of the beam path is where the value k2 lies within the limits between 1.5 and 3 lies. 3. Anordnung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß das Objekt im Maximum des symmetrischen oder unsymmetrischen Linsenfeldes liegt. q.. Anordnung nach Anspruch z oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch eine an sich bekannte Vorrichtung, welche es gestattet, das in einer Patrone befestigte Objekt bis in die gewünschte Stellung zu verschieben.3. Arrangement according to claim z, characterized in that the object in the Maximum of the symmetrical or asymmetrical lens field lies. q .. arrangement according to claim z or one of the following, characterized by a known per se Device which allows the object fastened in a cartridge to be moved up to to move the desired position.
DES7686D 1941-02-14 1941-02-14 Arrangement for imaging an object with the help of a corpuscular beam apparatus Expired DE897893C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DES7686D DE897893C (en) 1941-02-14 1941-02-14 Arrangement for imaging an object with the help of a corpuscular beam apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DES7686D DE897893C (en) 1941-02-14 1941-02-14 Arrangement for imaging an object with the help of a corpuscular beam apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE897893C true DE897893C (en) 1953-11-26

Family

ID=7472488

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DES7686D Expired DE897893C (en) 1941-02-14 1941-02-14 Arrangement for imaging an object with the help of a corpuscular beam apparatus

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE897893C (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE895635C (en)
DE1540974A1 (en) Method and device for processing workpieces with electrically charged beams
DE887685C (en) Electron microscope with magnetic focusing
DE102016108226A1 (en) microscope
DE897893C (en) Arrangement for imaging an object with the help of a corpuscular beam apparatus
DE2856782C2 (en)
DE1810665B2 (en) Magnetic deflection system for a charge carrier beam and applications thereof
DE899095C (en) Arrangement on a transmission electron microscope
DE1802450B1 (en) Method for focusing a corpuscular optical image
DE4429194C2 (en) Optical remodeling system on both sides
DE2023861A1 (en) Double achromatic lens system with 2-glassai interfaces - and 3-lenses
DE809858C (en) Device for testing crystal structures using cathode rays
DE650907C (en) Optical system
AT231019B (en) X-ray masking device
DE910947C (en) Lens arrangement equipped with permanent excitation
DE2815478A1 (en) Focusing system for electron beam - esp. for the welding, drilling, milling, and/or hardening of workpieces
DE692336C (en) Process for the imaging of surfaces by means of corpuscular rays
DE1810818A1 (en) Corpuscular beam device with an imaging lens and a phase-shifting film assigned to it
DE892036C (en) Adjustable optics for electron microscopes that work with permanent magnetic excitation
DE898214C (en) Corpuscular beam apparatus working with magnetic lenses
DE914882C (en) Process for increasing the resolution of luminescent screens, in particular super microscopes
DE898045C (en) Electron microscope with facilities for the optional production of microscopic and diffraction images of an object section
DE1514588C3 (en) Method for correcting the axial astigmatism of corpuscular radiation-optical, in particular electron optical, lenses using an adjustable stigmator and arrangement for carrying out the method s
DE630547C (en) microscope
DE932922C (en) Device for adjusting an electron-optical stigmator