DE950312C

DE950312C - Einrichtung zur Kompensation der Symmetriefehler von Elektronenlinsen

Info

Publication number: DE950312C
Application number: DEP13553A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Otto Rang; Dr Rer Nat Robert Seeliger
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1956-10-04
Also published as: FR1041901A; CH304852A; NL163078B

Description

Das Hauptpatent 942518 betrifft eine Einrichtung zur Kompensation der Symmetriefehler von Elektronenlinsen. Zu diesem Zweck sind zusätzliche Hilfselektroden und/oder -magnetpole vorgesehen, durch die vorzugsweise einstellbare, nicht rotationssymmetrische Felder an einer Stelle des Strahlenganges außerhalb der Linse, jedoch in deren Nähe, erzeugt werden.

Die vorliegende Erfindung bildet eine Verbesserung der Einrichtung nach dem Hauptpatent und dient besonders dazu, den Astigmatismus erster Ordnung zu kompensieren. Ein solcher Astigmatismus entsteht beispielsweise durch mechanische Symmetriefehler oder durch Symmetriefehler infolge Verschmutzung der Elektroden bei elektrostatischen Linsen. Gemäß dem Hauptpatent werden Zusatzspannungen an die erwähnten Hilfselektroden gelegt, und durch das so aufgelegte Kompensationsfeld werden die Symmetriefehler der Elektronenlinsen behoben. Es ist nun in der Praxis nicht leicht, durch Verändern dieser Hilfsspannungen das Kompensationsfeld nach Größe und Richtung richtig einzustellen. Besonders für den Fall, daß Verschmutzungen der Linsenelektröden die Ursache des Astigmatismus sind, liegt weder seine Größe noch seine Richtung ein für allemal fest, so daß von Fall zu Fall ein Nachstellen nicht zu umgehen ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Einstellung des Kompensationsfeldes nach Größe und Richtung dadurch erleichtert, daß zwei Bedienungs-

knöpfe vorgesehen sind, von denen der eine die Richtung· und der andere die Stärke des Kompensationsfeldes beeinflußt. Die Einstellung der Richtung des Kompensationsfeldes wird dabei durch Anlegen mehrerer voneinander abhängiger Spannungen an bestimmte Hilfselektrode)! bewirkt, wobei es besonders vorteilhaft ist, die Anordnung so zu treffen, daß einem bestimmten Drehwinkel am Drehknopf der gleiche Drehwinkel des Kompensationsfeldes entspricht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sei an Hand der Fig. ι und 2 beschrieben, wobei in der Fig. ι eine Einrichtung zur Einstellung der Richtung des Kompensationsfeldes dargestellt ist, während Fig. 2 die räumliche Anordnung der zugehörigen Hilfselektroden zeigt. Bei den Hilfselektroden handelt es sich nach Fig. 2 um sechs sternförmig angeordnete Elektroden, von denen jeweils die einander gegenüberliegenden auf das gleiche Potential (o, U₁, U₂) gebracht werden. Um zu erreichen, daß durch den Betätigungsknopf für die Richtung des Korrekturfeldes eine entsprechende Drehung des wirksamen Korrektuirfeldes bewirkt wird, wird die Drehbewegung des Betätigungsknopfes durch eine geeignete mechanische Übersetzung auf zwei voneinander unabhängige Schleifkontakte eines Potentiometerwiderstandes übertragen. Dieser Potentiometerwiderstand ist in der Fig. ι mit dem Bezugszeichen 1 versehen. Die Schleifkontakte A', B' dieses Potentiometerwiderstandes, an denen die Spannungen U₁ und U₂ für die Elektrodenanordnung nach Fig. 2 abgegriffen werden, sind durch Hebel a, b, C₁ und C₂ mit der Drehachse des Betätigungsknopfes derart verbunden, daß die Höhe jeder der beiden Spannungen in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Bedienungsknopfes zumindest annähernd einem Sinusgesetz folgt. Durch die mit der Achse des Betätigungsknopfes mechanisch fest verbundenen Hebel C₁ und C₂ bzw. durch den Winkel, den diese Hebel C₁ und C₂ miteinander bilden, ist außerdem bewirkt, daß die beiden Spannungen U₁ und U₂ in dem erwähnten Sinusgesetz in ihrer Beziehung zueinander einen festen Phasenabstand einhalten. Hierzu ist es erforderlich, daß die Betätigungshebel α und b lang sind gegenüber den Betätigungshebeln C₁ und C₂. Der erwähnte feste Phasenwinkel wird besonders' zweckmäßig so bemessen, daß er gleich dem doppelten Wert des Winkels zwischen den beiden an den geregelten Spannungen liegenden Elektrodenpaaren ist. Das in den Fig. 1 und 2 mit ο bezeichnete Potential des einen Elektrodenpaares kann beispielsweise an einem geeigneten Abgriff des Widerstandes 1 abgenommen werden. An Stelle' der in Fig. 1 gezeigten Ausführung können natürlich auch anderweitige mechanische Anordnungen verwendet werden, bei denen die erwähnte Gesetzmäßigkeit eingehalten wird, beispielsweise eine Anordnung, wie sie in der Fig. 3 gezeigt ist. Hier wird durch Drehen eimer Scheibe mit Hilfe des Betätigungsknopfes eine Schubstange dadurch bewegt, daß ein im Punkt A befestigter Zapfen als Mitnehmer wirkt und so die Drehbewegung in eine einem Sinusgesetz folgende hin- und hergehende Bewegung des Punktes./!' umsetzt.

Werden an Stelle eines linearen Schiebepotentiometers ι mit zwei voneinander unabhängigen Schleifkontakten oder entsprechend zweier parallel liegender linearer Schiebepotentiometer mit je einem Schleifkontakt ein bzw. zwei Drehpotentiometer verwendet, so können beispielsweise die Betätigungsarme α und b als Zahnstangen ausgebildet und die Betätigungsachsen des oder der Drehpotentiometer mit entsprechenden Ritzeln versehen werden.

' Besonders zweckmäßig ist es, die Einrichtung in der Weise auszubilden, daß einem bestimmten Drehwinkel am Betätigungsknopf für die Einstellung der Richtung des Kompensationsfeldes der gleiche räumliche Drehwinkel ■ des Kompensationsfeldes selbst entspricht. Hierzu ist es notwendig, zwischen die Betätigungsachse des Drehknopfes und die Betätigungsachse der beschriebenen Einrichtung zur Einstellung der Kompensationsspannungen eine Übersetzung 2 : 1 einzuschalten.

Die Stärke des Kompensationsfeldes wird gemäß 'einem Ausführungsbeispiel der Erfindung durch die Höhe der an den Potentiometerwiderstand 1 angelegten Gesamtspannung beeinflußt. Um hierbei die Mittelspannung o, die an das eine Elektrodenpaar geführt ist, dauernd beizubehalten, kann die Einrichtung zur Veränderung der Spannungshöhe und damit der Stärke des Kompensationsfeldes gemäß der Erfindung beispielsweise in der Art ausgebildet werden, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Hierbei wird die Spannung, die an den Potentiometerwiderstand 1 gelegt wird, an zwei mechanisch miteinander gekuppelten Schiebe- oder Drehpotentiometern 2 und 3 abgegriffen, die derart in Serie geschaltet sind, daß in der einen Endstellung die beiden abgegriffenen Spannungen ο sind, in der anderen Endstellung dagegen ihren positiven bzw. negativen Höchstwert aufweisen. Dabei bleibt das Mittelpotential ο in jeder Stellung der miteinander gekuppelten Potentiometer in der Mitte zwischen den abgegriffenen Spannungen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Einrichtung zur Kompensation der Symmetriefehler von Elektronenlinsen durch zusätzliche Hilfselektroden und/oder -magnetpole nach Patent 942518, wobei durch diese Hilfselektroden vorzugsweise einstellbare, nicht rotationssymmetrische Felder an einer Stelle des Strahlenganges außerhalb der Linse, jedoch in deren Nähe, erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Bedienungsknöpfe vorgesehen sind, von denen der eine die Richtung und der andere die Stärke des Kompensationsfeldes beeinflußt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Richtung des Kompensationsfeldes durch Anlegen mehrerer voneinander unabhängiger Spannungen an bestimmte Hilfselektroden bewirkt wird, wobei

■entweder vier axialsymmetrisch oder eine höhere gerade Anzahl axialsymmetrisch oder sternförmig angeordneter Hilfselektroden vorgesehen sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei voneinander abhängige Spannungen Verwendung finden.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe jeder der beiden Spannungen in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Bedienungsknopfes zumindest annähernd einem Sinusgesetz folgt und daß die. beiden Spannungen in ihrer Beziehung zueinander einen festen Phasenabstand in diesem Sinusgesetz einhalten.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden veränderbaren Spannungen derart an vier nicht sternförmig, jedoch paarweise symmetrisch angeordnete Elektroden angelegt werden, daß von diesen vier Elektroden je zwei gegenüberliegende gleiches Potential erhalten, während alle übrigen Elektroden an ein in der Mitte des Regelbereiches der beiden veränderbaren Spannungen liegendes festes Potential gelegt werden.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Phasenwinkel zwischen den beiden Spannungen gleich ist dem doppelten Wert des Winkels zwischen den beiden an den geregelten Spannungen liegenden Elektrodenpaaren.

7. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß einem bestimmten Drehwinkel am Drehknopf der gleiche Drehwinkel des Kompensationsfeldes entspricht.

8. Einrichtung nach *A.nspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Achse des Drehknopfes und die Betätigungsachse der Einrichtung zur Verstellung der Kompensationsspannungen eine Übersetzung 2 : 1 eingeschaltet ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 1, 3 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke des Kompensationsfeldes durch Verändern des Höchstwertes der beiden veränderbaren Spannungen eingestellt wird.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Veränderung der Höhe der beiden Kompensationsspannungen deren mittleres Potential unverändert bleibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen