DEP0013554DA

DEP0013554DA - Device for compensating the symmetry errors of electron lenses

Info

Publication number: DEP0013554DA
Authority: DE
Original assignee: Süddeutsche Laboratorien G.m.b.H., Mosbach
Publication date: 1951-04-05

Description

Einrichtung zur Kompensation der Synmetriefehier •von Elelcbone^linsen „_ Device to compensate for the symmetry here • of Elelcbone ^ lenses "_

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-,The quality el ect r tions optical Ahhildungen is beeinträc.h = Untitled - _v when the ahhi Idenden ITeldere deviate from the red at ions sym trie .. The Herst el I ^- Lng an exactly symmetrical rorations Vafhaus the Sielcfcroden and Polschulie is extremely difficult and costly "incurred during RF lenses ^ bweichungen from the 'Rotationssynmetrie also by the not exactly rotationssymmetrisehe spread of Hochfrequensfeidero nevertheless, to get by relatively simple means su good pictures are in Einrichtimg to compensate for the Syroinet ehl called it in accordance of Elelrfcronenlinsen the invention by deviate = increases caused by the eotation symmetry. Deformations of the beam path caused by additional fields, related to the optical axis, non-rotationally symmetrical , can auxiliary electrodes and / or magnetic poles be provided for this purpose _? the non-rotation tendencies are arranged around the optical axis and are determined to have a common potential. "'Pole strength are brought-,

!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»! In any case, it is not necessary to provide the compensation at the location of the asymmetry. ^1st Eilfssinap; = 'netpolon at a single point, freely selectable in a wide area, possible, which make the asymmetries distributed over the length of the street harmless, so that they no longer impair the image quality.

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« The symmetry error ₅ disturbs the electron-optical imaging the most is the astigmatism of the first order "Br causes the ektmitte from the Obj outgoing electron path opti = see axis partly Before ₈ partly behind the Gaussian see '' intersects image plane ,, depending nachdemin which the planes laid by the optical axis they leave the object. This error can be eliminated by ₅ that attaches not rotationally symmetrically arranged in the lens or in its vicinity electrodes and charges to appropriate potentials * The figure shows in schematic r representation of a Ausflihrungs = geicr.3 example of a device of the invention "There are eight star-shaped seen around the optical axis electrodes arranged before =, which are charged to the potentials ₅ up and • "UJ _il up ₀ through appropriate '. ahl of U ^ _t. TJP iot it always possible ^ the astigmatism of the first order au eliminate" from the first-order errors caused by the Feldunsymmetrie then remains only a Terzeichirong Iibrig _f all Iireise to such ellipses situated deformed ,, that they can be corrected, if necessary, at DER light- or electron-optical magnification of the Next EleIrcronenbil = of "the same can be achieved ^ Viirkung earth ₉ if auxiliary magnetic poles with an appropriately adjustable pole strength are used instead of the auxiliary elecfciodes = · This arrangement also offers the advantage that the iorrect primordial field is not influenced by the electrodes of electrical lenses «

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„The auxiliary electrodes marked with negative potentials in the figure can be left awjL ... "I , because the weak jittering effect of the compensation direction that occurs is easy to compensate for by a corresponding reduction in the lens refractive power!"

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^EbeneThe same applies to a compensation device with auxiliary magnetic poles = * In both cases' b is not necessary that the Hiifselelctrodeii and Dezw ₀ the corresponding Hilfsinagnet = pole in the same direction perpendicular to the optical axis ,, ^ level

Besonders zweckmäßig ist es, das Kompensationssystem drehbar um die optische Achse anzuordnen« weil in diesem Falle zweiIt is particularly useful to arrange the compensation system to be rotatable about the optical axis, because in this case two

TW.TW.

einander gegenüberstehende Hilfselektroden oder-Magnetpole ausreichen, wenn ihre Verbindungslinie in die jeweilige Haupt= richtung des Astigmatismus gedreht wird»opposing auxiliary electrodes or magnetic poles are sufficient if their connecting line in the respective main = direction of astigmatism is rotated »

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 durchIn general, the syametry errors can be classified in the following way: Is the electrical or magnetic potential P in its Fourier decomposition after the IViniceI -O counted around the optical axis given by

^{P = p}SjEi ^{+ p}o " (^r^ ⁺ ) ^{+ p}i co C ^:- $ + lh) + »· · · · ' ' ' ° + P_ß cos (Χ η + 1 ) β + j ι%) + . -... ·> ^{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»Thus, the pair of funcions P _q > 6n- in its dependence on the other two rough edges determines a cap of Pymme = dropping errors, the lowest of which is of the η -th order It is possible to do so as for the first-order astigmatism caused by P ^ . The elimination of the errors caused by P _q does not result in errors of less than the nth order only if ^{they are -1} by at least = η 4 1 auxiliary electrode arranged in a star shape around the optical axis!) or magnet ρ '> 1 e happens »

Claims

Claims ο

I = means to compensate for the balance error of electric nenlinsen ,, = ^ characterized in that additional Hilfselek = trodes and / or -magnetpole are provided can be produced by the _i = before sugsweise adjustable ^ non-rotationally symmetrical fields "

2, Apparatus according to claim I _g ₈ characterized in that for carrying out the compensation auxiliary electrodes and / or -Magnetpole are provided which nichtrotationssymme = arranged symmetrical about the optical axis and / or designed and BEZW to suitable potentials, polestrengths are brought =

3 «Device according to claim 2, characterized in that the auxiliary electrodes and / or magnetic poles sj are arranged and the fields generated by them are chosen so that they. Compensating first-order astigmatism "

4, device for compensating first-order astigmatism according to claim 2 ₅ , characterized in that. that eight auxiliary electrodes or magnetic poles are provided in a star shape around the optical lens »

5 «device for compensation of astigmatism erster- Procedure according to claim 2 or 3 characterized ν" in that two pairs are provided voii auxiliary electrodes or -magnetpolen against each other us 4-5 ° about the optical axis are _twisted-e

6c the means for KosipeJisation 4 stigmatism first Ord = voltage according to claim 2 or 3, characterized in that two ,, ,, -verschiedenen perpendicular to the optical axis ™ _t levels angeordneteaus auxiliary electrodes ο de Le - provided ma gnet pc-s i existing subsystems are.

7 ο means for compensating the astigmatism first Ord = voltage nacJx claim 2 «, 3 and 6 _t ₄ characterized in that the two partial systems made of only two per Hilfselelrtroden or -magnetpolen be Standing ₀
8 * Device for compensating first-order astigmatism according to patent claim 2 or 3, “characterized in ₅ . that the auxiliary electrodes and / or magnetic poles are arranged to be rotatable about the optical axis ₀
9 β device for compensating first-order astigmatism according to patent claims 2 ₄ 5 and 8 _0, characterized in that only two auxiliary electrodes or magnetic poles are provided, device for eliminating symmetry errors of the nth order according to patent claim 2, characterized in that at least n +1 auxiliary electrodes or magnetic poles arranged in a star shape around the optical axis are provided,

lic method for compensating the error of symmetry of electric = nenlinsen with means according to claim 2 or föl = constricting, characterized in that-the remaining after the compensation of a part of the symmetry error elliptical distortion of the ess = ^ & ^^ sä esms]; the circles in which the love or electron-optical further enlargement of the electron-optical image is eliminated.