DE901451C - Vorrichtung zum Verstellen von Objekten in Korpuskularstrahlapparaten - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Verstellen von Objekten in Korpuskularstrahlapparaten Bei Korpuskularstrahlapparaten, beispielsweise Elektronenmikroskopen, ist es meist üblich, das in einer Objektpatrone befestigte Objekt in einen Tisch einzusetzen, der sich im Vakuumraum des Korpuskularstrahlapparates befindet. Um die Objektfläche bei der Untersuchung nach- allen Richtungen hin durchforschen zu können, wird dieser Objekttisch quer zur Strahlachse verschiebbar angeordnet. Ferner sind auch Konstruktionen bekannt, bei denen zusätzlich noch eine Verstellbarkeit des Objektes mit Hilfe des Tisches in Richtung der Strahlachse möglich ist. Diese Verstellbewegungen werden bei den bekannten Konstruktionen mit Hilfe von Verstellstangen durchgeführt, die je für sich durch die Vakuumwand des Gefäßes vakuumdicht hindurchgeführt werden müssen. Wenn man eine Anordnung hat, bei der das Objekt nach allen Koordinaten hin um geringfügige Beträge gegenüber dem Objektiv verstellbar sein soll, so benötigt man dazu drei Verstellstangen und für j,-de dieser Stangen eine entsprechende Abdichtung.
• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verstellen von Objekten, die sich bei der Untersuchung im Vakuumraum von Korpuskularstrahlapparaten, insbesondere Elektronenmikroskopen, befinden, bei der es nicht mehr erforderlich ist, jede der einzelnen Verstellstangen für sich vakuumdicht durch die Gefäßwand hindurchzuführen. Erfindungsgemäß erstreckt sich der Objekttisch aus dem Vakuumraum heraus nach außen hin und ist durch eine die Tischbewegungen zulassende Dichtung, vorzugsweise eine Trockendichtung, mit der feststehenden Wand des Korpuskularstrahlapparates verbunden, wobei sämtliche Verstellglieder an außerhalb des Vakuumraumes befindlichen Stellen am Objekttisch angreifen. Bei einer solchen Konstruktion ist nunmehr grundsätzlich nur noch eine Abdichtung erforderlich, und man hat trotzdem die Möglichkeit, das Objekt in allen drei Koordinaten gegenüber dem Objektiv zu verstellen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß mit Hilfe des metallischen, sich aus dem Vakuumraum nach außen hin erstreckenden Objekttisches die infolge der Bestrahlung des Objektes entwickelnde Wärme besonders leicht nach außen hin abgeführt werden kann. Die Konstruktion kann bei Anwendung der Erfindung leicht so durchgebildet werden, daß ein Objekt gegen das Objektiv ohne Hysterese in allen drei Koordinaten verschoben werden kann.
• Man kann als Objekttisch einen zweiarmigen Hebel anwenden, an dessen einem Ende die Objektpatrone eingesetzt wird, während an dem anderen nach außen hin ragenden Ende des Hebels Verstellglieder angreifen, die eine Bewegung des Objektes gegenüber dem Objektiv in allen drei Koordinaten erlauben: Eine Ausführungsmöglichkeit :der Erfindung besteht darin, daß man den Hebel allseitig drehbar lagert und ihn darüber hinaus in dem Drehlager selbst verschiebbar anordnet. Dabei wird das Drehlager des Hebels vorzugsweise in der Nähe .der Vakuumdichtung angeordnet. Für die Bewegung der Verstellglieder kann man dabei supportähnliche Anordnungen verwenden, wie sie z. B. in optischen Apparaten, z. B. Mikromanipulatoren, enthalten sind.
• Eine andere Ausführungsmöglichkeit der Erfindung besteht darin, daß der Hebel an einem räumlichen Parallelogramm von Stahlfedern in allen Koordinaten beweglich aufgehängt wird. Das kann beispielsweise so durchgeführt werden, daß der Hebel mit zwei zueinander senkrecht stehend angeordneten Paaren von Stahlfedern aufgehängt ist, von denen zwei an beiden Enden fest eingespannt sind, während die beiden anderen am Hebel fest und an je eine Verstellvorrichtung beweglich eingespannt sind; an den beiden zuletzt genannten Stahlfedern greift dann also je eine der Verstellvorrichtungen an. Die Bewegung in der dritten Raumkoordinate kann dabei durch eine fünfte Feder erfolgen, die senkrecht zu ,den genannten Federpaaren steht und ebenfalls am Objekttisch fest und an einer dritten Verstellvorrichtung beweglich eingespannt ist. Am Objekttisch wird man dabei fernerhin eine Zugfeder so befestigen; @daß !sie für jede der Verstellbewegungen der drei Verstellglieder eine Gegenkraftkomponente liefert. Um Erschütterungen des Objektes zu vermeiden, empfiehlt es sich, den Objekttisch gegenüber dem Objektiv durch einen Ring aus elastischem Material abzustützen, wobei diese Abstützung so erfolgt, daß der Tisch in allen Betriebslagen unter Vermittlung des Gummiringes auf dem Objektiv aufliegt.
• Die Figuren zeigen als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Objektverstellvorrichtung für ein Elektronenmikroskop mit einem durch Stahlfedern aufgehängten, beweglich angeordneten Objekttisch. In Fig. i ist ein Längsschnitt, in Fig. 2 ein Schnitt längs A-B von Fig. i und in Fig.3 eine Seitenansicht der Anordnung dargestellt.
• Mit i ist die Kathode, mit 2 der Wehnelt-Zylinder und mit 3 die Anode des Strahlerzeugers des Elektronenmikroskops bezeichnet. q. ist der innere Polschuheinsatzkörper des magnetischen Objektivs 5. Durch eine seitliche, nach außen hin verschließbare Öffnung 6 kann die in der Figur nicht dargestellte Objektpatrone in den Innenraum 7 des Mikroskops eingesetzt werden. Die Objektpatrone wird von einem Objekttisch 8 aufgenommen, der einen zweiarmigen Hebel bildet. Dieser Objekttisch ragt mit .dem linken Ende in die Kammer 7 des Mikroskops hinein, während das rechte Ende des Tisches sich nach außen hin erstreckt. Mit 9 ist die zur Aufnahme der Objektpatrone dienende Bohrung bezeichnet. Der in allen drei Raumkoordinaten beweglich angeordnete Objekttisch 8 ist mit Hilfe eines Gummiringes io nach außen hin abgedichtet. Dieser Ring ist mit seinem äußeren Rande mit Hilfe der Schraube i i am Magnetkörper 12 und mit seinem inneren Rande in der aus der Figur ersichtlichen Weise am Tisch 8 fest eingespannt.
• Der Objekttisch ist mit Hilfe zweier Paare von Stahlfedern mit rundem -Querschnitt aufgehängt. Diese Stahlfedern sind mit 13, 1q., 15, 16 bezeichnet. Die Stahlfedern 13 und 15 sind je an beiden Enden in der aus der Figur ersichtlichen Weise einerseits in feststehenden Teilen des Mikroskops und andererseits am Tisch 8 fest eingespannt, während die Federn 1q. und 16 mit dem einen Ende am Tisch 8 fest eingespannt sind und das andere Ende an je einer Verstellstange 17 bzw. i8 beweglich gelagert ist. Die Verstellstange 18 dient dazu, die Objektbewegung in der Achsrichtung durchzuführen; sie ist zu diesem Zweck als ein um die Drehachse ig schwenkbarer Hebel ausgebildet, an dem die Verstellschraube 2o angreift. Mit Hilfe der Verstellschraube 17 erfolgt die Bewegung in der einen Querrichtung, während für die Bewegung in der anderen Querrichtung eine Stahlfeder 21 vorgesehen ist, die einerseits am Tisch 8 fest eingespannt und am Drehhebel 22 in der aus den Fig. i und 2 ersichtlichen Weise beweglich gelagert ist. Der Drehhebel 22 ist um die Achse 23 drehbar und wird mit Hilfe der Verstellschraube 24 bewegt.
• Man kann die Erfindung bei Elektronenmikroskopen, Ionenmi'kroskopen, Elektronenbeugungsröhren, überhaupt bei allen Korpuskularstrahlapparaten anwenden, bei denen es auf die Untersuchung von Objekten ankommt.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zum Verstellen von Objekten, die sich bei der Untersuchung im Vakuumraum von Korpuskularstrahlapparaten, insbesondere Elektronenmikroskopen, befinden, dadurch gekennzeichnet, daß der Objekttisch sich aus dem Vakuumraum heraus nach außen hin erstreckt und durch eine die Tischbewegungen zulassende Dichtung, insbesondere Trockendichtung, mit der feststehenden Wand des Korpuskularstrahlapparates verbunden ist und daß sämtliche Verstellglieder an außerhalb des Vakuumraumes befindlichen Stellen am Objekttisch angreifen.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Objekttisch ein zweiarmiger Hebel dient, an dessen einem Ende die Objektpatrone eingesetzt wird, während an dem anderen nach außen hin ragenden Ende des Hebels Verstellglieder angreifen, die eine Bewegung des Objektes gegenüber dem Objektiv in allen drei Koordinaten erlauben.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, .dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel allseitig drehbar gelagert und im Lager selbst verschiebbar angeordnet ist, wobei sich das Drehlager des Hebels vorzugsweise in der Nähe der Vakuumdichtung befindet.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch i oder 2, da-,durch gekennzeichnet, daß als Verstellglieder supportähnliche Anordnungen verwendet werden.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel an einem räumlichen Parallelogramm von Stahlfedern aufgehängt ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel mit zwei zueinander senkrecht stehend angeordneten Paaren von Stahlfedern aufgehängt ist, von denen- zwei beiderseits fest eingespannt sind, während die beiden anderen am Hebel fest und an je einer Verstellvorrichtung beweglich eingespannt sind, und daß noch eine fünfte Feder vorgesehen ist, die senkrecht zu den genannten Federpaaren steht und ebenfalls am Tisch fest und an einer dritten Verstellvorrichtung beweglich eingespannt ist.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß am Tisch eine Zugfeder so befestigt ist, daß sie für jede der Verstellrichtungen, in denen die Verstellglieder wirken, eine Gegenkraftkomponente liefert. B. Vorrichtung nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Objekttisch gegenüber dem Objektiv durch einen Ring aus elastischem Material abgestützt ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 708 778; M. v. Ardenne, Berlin, 194o, S. i5o; Annalen der Physik V, Bd.3.6, 1939, S. 113 bis 11,8; Kolloid-Zeitschrift, ioo, 1942, S. 2i9 bis 221; Zeitschrift für Physik, 115, 1940, S. 339 bis 345; Optik, 9, Heft 3, 1952, S. 139 und 14o.