DEP0013554DA - Einrichtung zur Kompensation der Symmetriefehler von Elektronenlinsen - Google Patents

Description

Einrichtung zur Kompensation der Synmetriefehier •von Elelcbone^linsen „_

Die Güte el ekt r onenoptischer Ahhildungen wird beeinträc.h= tigt -_v wenn die ahhi Idenden ITeldere von der Rot at ions symme trie abweichen.. Die Herst el I^-Lng eines genau rorations symmetrischen Vafhaus der Sielcfcroden und Polschulie ist äußerst schwierig und kostspielig» Bei Hochfrequenzlinsen entstehende^ bweichungen von der 'Rotationssynmetrie überdies durch die nicht genau rotationssymmetrisehe Ausbreitung der Hochfrequensfeidero Um trotzdem mit verhältnismäßig einfachen Mitteln su guten Abbildungen zu gelangen, werden bei der Einrichtimg zur Kompensation der Syroinet rief ehl er von Elelrfcronenlinsen gemäß der Erfindung die durch Abwei= ehungen von der Eotationssymmetrie hervorgerufenen. Defor= mationen des Straltlenganges durch zusätzliche,,, in Besug auf die optische .Aohse niclitrotationssymmetrischo <, Felder bewirkt, Zu diesem Zweck können susätaliche Hilfselektroden und /oder -magnetpole vorgesehen werden_? die niehtrotationsswune trisch um die optische Achse ang.eordn.et und auf ein gemeinsame ^Potential be st? „ ' Pol stärke gebracht sind-,

!JberrascIiendervveise ist es nicht nötig, die Kompensation am Ort der Unsymmetrie vorsunehraen» Es ist vielmehr durch zusätzliche Anbringung von Hilf se lektrod en bear.¹. Eilfssinap;= 'netpolon an einer einzigen* in weitem Bereich frei wahlbaren, Stelle möglich, die über· die Länge des StraMenganges verteilten Unsyiiimetrien eotveit unschädlich au machen,, daß ■sie die Bildgüte nicht mehr störend beeinträchtigen»

Der Symmetriefehler₅ der die elektronenoptische Abbildung am meisten stört, ist der Astigmatismus erster Ordnung» Br bewirkt daß die von der Obj ektmitte ausgehende Elektronenbahn die opti= sehe Achse teils Vor₈ teils hinter der GauB ''sehen Bildebene schneidet,, je nachdemin welcher der durch die optische Achse gelegten Ebenen sie das Objekt verlassen. Dieser Fehler kann dadurch beseitigt werden₅ daß man in der Linse oder in ihrer Nähe nicht rotationssymmetrisch angeordnete Elektroden anbringt und auf geeignete Potentiale auflädt * Die Figur zeigt in schematischer Darstellung ein Ausflihrungs= beispiel einer Einrichtung geicr.3 der Erfindung« Es sind acht sternförmig um die optische Achse angeordnete Elektroden vor= gesehen, die auf die Potentiale ₅ Up und •"U-J_il Up aufgeladen Sind₀ Durch geeignete ,'.ahl von U^_t. TJp iot es stets möglich^ den astigmatismus erster Ordnung au beseitigen» Von den durch die Feldunsymmetrie verursachten Fehlern erster Ordnung bleibt dann nur eine Terzeichirong Iibrig_f die alle Iireise zu derart gelegenen Ellipsen verformt,, daß sie notfalls bei der- licht- oder elektronenoptischen Weitervergrößerung des EleIrcronenbil= des korrigiert werden kann» Die gleiche Viirkung kann erzielt ^erden₉ wenn anstelle der Hilfselelcfcioden Hilfsmagnetpole von entsprechend einstellbarer Polstärke verwendet -werden =· Diese Anordnung bietet zudem den Vorteil, daß das iiorrektUrfeld durch die Elektroden elektrischer Linsen nicht beeinflußt wird«

Die in der Abbildung mit negativen Potentialen bezeichneten Hilfselektroden können awjL ... „Igelassen werden,, denn die da= durch auftretende schwache Bammelwirkiing der Kompensatioiisein=: richtung ist leicht durch eine entsprecbende Verrirsgerung der Linsenbrechkraft auszug!eichen„

Das Gleiche gilt für eine Kompensationseinrichtung mit Hilfs= Magnetpolen* In beiden Fällen ist «b nicht nötig, daß die Hiifselelctrodeii und Dezw₀ die entsprechenden Hilfsinagnet= pole in der gleichen,, zur optischen Achse senkrechten^Ebene

Besonders zweckmäßig ist es, das Kompensationssystem drehbar um die optische Achse anzuordnen« weil in diesem Falle zwei

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einander gegenüberstehende Hilfselektroden oder-Magnetpole ausreichen, wenn ihre Verbindungslinie in die jeweilige Haupt= richtung des Astigmatismus gedreht wird»

Allgemein lassen sich die Syametriefehler in folgender V/eise klassifizieren: Ist das elektrische oder magnetische Potential P in seiner Fourier-Zerlegung nach dem um die optische Achse gezählten IViniceI -O gegeben durch

^{P = p}SjEi ^{+ p}o " (^r^ ⁺ ) ^{+ p}i co C ^:- $ + lh) + »· · · · ' ' ' ° + P_ß cos (Χ η + 1 ) β + j ι%) + . -... ·>

so bestimmt das FunIrcIonenpaar P_q> 6n- in seiner Abhängigkeit von den beiden anderen Rauin&oordinal en eine Ckrappe von Pymme= triefehlern, deren niedrigster von η -ter Ordnung ist„ Für jeden einseinen dieser Fehler -wie auch für mehrere zusammen ergehen sich ähnliche Kompensat i onsmögl IchIse it en wie für- den darch P^ bedingten Astigmatismus erster Ordnungo .Die Beseitigung der durch P _q bedingten Fehler bringt nur dann keine Fehler von geringerer als n-ter Ordnung mit sich, wem^-1 sie durch wenig= stens η 4 1 sternförmig um die optische Achse angeordnete Eilfs elektrode!) oder-magnet ρ'> 1 e geschieht»

Claims (1)

1. Patentansprüche ο

   I= Einrichtung zur Kompensation der Symmetriefehler von Elektro= nenlinsen,, dadurch gekennzeichnet ^ daß zusätzliche Hilfselek= troden und / oder -magnetpole vorgesehen Sind_i durch die vor= sugsweise einstellbare^nichtrotationssymmetrische Felder erzeugt werden können „

   2, Einrichtung nach Patentanspruch I_g dadurch gekennzeichnet₈ daß zur Durchführung der Kompensation Hilfselektroden und/ oder -Magnetpole vorgesehen sind, die nichtrotationssymme= trisch um die optische Achse angeordnet und/oder ausgebildet und auf geeignete Potentiale bezw, Polstärken gebracht sind=

   3« Einrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet,, daß die Hilfselektroden bezw„ »magnetpole sj angeordnet und die von ihnen erzeugten Felder so gewählt sind, daß sie den. Astigmatismus erster Ordnung kompensieren„

   4, Einrichtung zur Kompensation des Astigmatismus erster Ordnung nach Patentanspruch 2 ₅, dadurch gekennzeichnet. daß acht sternförmig um die optische lchse angeordnete Hilfselektro= den oder -magnetpole vorgesehen sind»

   5« Einrichtung zur Kompensation des Astigmatismus erster- Ordnung nach Patentanspruch 2 oder 3 ν dadurch gekennzeichnet «, daß zwei Paare voii Hilfselektroden oder -magnetpolen vorgesehen sind, die gegeneinander uns 4-5° um die optische Achse verdreht-Sind_e

   6c Einrichtung zur KosipeJisation des 4 stigmatismus erster Ord= nung nach Patentanspruch 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet,, daß zwei in -verschiedenen,, zur optischen Achse senkrechte™ _t Ebenen angeordneteaus Hilfselektroden ο de Le - ma gnet pc-i en bestehende Teilsysteme vorgesehen sind.

   7 ο Einrichtung zur Kompensation des Astigmatismus erster Ord= nung nacJx Patentanspruch 2«, 3 und 6_t dadurch gekennzeichnet₄ daß die beiden Teilsysteme aus nur je zwei Hilfselelrtroden oder -magnetpolen beStehen₀
   8* Einrichtung zur Kompensation des Astigmatismus erster Ord= nung nach Patentanspruch 2 oder 3„ dadurch gekennzeichnet ₅. daß die Hilfselektroden und/oder -magnetpole um die optische Achse drehbar angeordnet Sind₀
   9β Einrichtung zur Kompensation des Astigmatismus erster Ordnung nach Patentanspruch 2₄ 5 und 8₀ dadurch gekennzeichnet«, daß nur zwei Hilfselektroden oder -magnetpole vorgesehen sind, Einrichtung zur Beseitigung von Symmetriefehlern n-ter Ordnung nach Patentanspruch 2„ dadurch gekennzeichnet, daß mindestens n+1 sternförmig um die optische Achse angeordnete Hilfselektroden oder -magnetpole vorgesehen sind,

   lic Verfahren zur Kompensation der Symmetriefehler von Elektro= nenlinsen mit Einrichtungen nach Patentanspruch 2 oder föl= genden, dadurch gekennzeichnet, daß-die nach der Kompensation eines Teiles der Symmetriefehler verbleibende elliptische Verzeichnung des= ^ess&sä^^esms]; der Kreise bei der liebt» oder elektronenoptischen Weitervergrößerung des elektronenopti= sehen Bildes beseitigt wird .