Korpuskularstrahlapparat, insbesondere Elektronen- oder Ionenmikroskop
Zusatz zum Patent 898 043 Das Patent 898 043 betrifft eine Anordnung zur vergrößerten
Abbildung von Objektoberflächen mit einem Elektronenmikroskop, wobei die vom Strahlerzeuger
her kommenden Strahlen so gelenkt werden, daß der Winkel zwischen dem bestrahlenden
Strahlengang und dem abbildenden Strahlengang höchstens 2o° beträgt, und zwar vorzugsweise
in dem Bereich zwischen 20 und r ° liegt. Hierbei haben die das Bild erzeugenden,
vom Objekt in die Objektivöffnung abgestreuten Elektronen nur « eine relativ geringe
Änderung ihrer Richtung erfahren, so daß sich eine hinsichtlich des chromatischen
Fehlers günstige Anordnung ergibt. Auch die Intensitätsverhältnisse sind besser
als bei größeren Neigungswinkeln, so daß man bei noch ausreichender Lichtstärke
kleinere Objektivaperturen verwenden kann, die hier nicht durch die Kondensorapertur,
sondern ausschließlich durch die Objektivblendenapertur bestimmt werden. Durch die
Möglichkeit, zur Erzielung ausreichender Bildhelligkeit mit kleineren Objektivaperturen
auszukommen, läßt sich auch der öffnungsfehler in engeren Grenzen halten als bisher.Corpuscular beam apparatus, in particular an electron or ion microscope
Addendum to Patent 898 043 Patent 898 043 relates to an arrangement for enlarged
Imaging of object surfaces with an electron microscope, with the beam generator
coming rays are directed so that the angle between the irradiating
Beam path and the imaging beam path is at most 2o °, and preferably
is in the range between 20 and r °. Here, the image-generating,
The electrons scattered from the object into the lens opening are only “relatively small
Experience change of direction, so that there is a change in the chromatic
Error favorable arrangement results. The intensity ratios are also better
than with larger angles of inclination, so that one can still use sufficient light intensity
can use smaller objective apertures that are not here through the condenser aperture,
but can only be determined by the lens aperture. Through the
Possibility to achieve sufficient image brightness with smaller lens apertures
getting along, the opening error can also be kept within narrower limits than before.
Die Erfindung betrifft einen Korpuskularstrahlapparat, insbesondere
ein Elektronen- oder Ionenmikroskop, das durch einen kippbar angeordneten
Strahlerzeuger
wahlweise zur Herstellung von Durchstrahlungsbildern oder Oberflächenbildern von
Objekten eingerichtet werden kann. Erfindungsgemäß werden zwei an sich bekannte,
mit gegenüberliegenden Gegenfedern zusammenarbeitende, um 9o° gegeneinander versetzte
Einstellschrauben angeordnet, wobei eine dieser Einstellschrauben und die zugehörige
Gegenfeder relativ zur optischen Achse des Gerätes lediglich eine Schwenkbewegung
um kleine Beträge durchzuführen gestattet, während' die andere Einstellschraube
mit ihrer Gegenfeder so angeordnet und/oder ausgebildet ist, daß sie außerdem die
zur Herstellung von Oberflächenbildern erforderliche Schwenkung des Strahlerzeugers
um den gewünschten größeren Winkelbetrag von beispielsweise 8° durchzuführen gestattet.
Man kann bei Anwendung der Erfindung somit mit ganz geringfügigen Änderungen eine
an sich bekannte Konstruktion anwenden, bei der der Strahlerzeuger vorzugsweise
zusammen mit der Kondensorlinse zur genauen Einjustierung des Strahles um geringfügige
Beträge derart verkantet werden kann, daß Drehbewegungen um den Mittelpunkt des
Objektes stattfinden. Indem man bei dieser bekannten Anordnung nunmehr der einen
Verstellrichtung auch noch eine größere Beweglichkeit zuordnet, kann man nunmehr
leicht das Mikroskop so einrichten, daß man in kürzester Zeit jeweils vom Durchstrahlungsbetrieb
auf einen Betrieb zur Abbildung von Objektoberflächen übergehen kann. Von den vier
Justierschrauben für die Feineinstellung, von denen zwei als Gegenfedern ausgebildet
sind, verbleiben beim Erfindungsgegenstand die beiden Schrauben der einen Verstellebene
für beide Bestrahlungsarten in ihrer Lage, die beiden anderen Verstellschrauben
werden so ausgebildet, daß sie in den sie haltenden Kranz verschieden eingeschraubt
werden können. Man kann die Anordnung auch so wählen, daß in der Schwenkrichtung
für die Herstellung von Oberflächenbildern je nach dem Verwendungszweck verschieden
ausgeführte Einstellschrauben in das zugehörige Gewinde des Halters eingesetzt werden.
Am unteren Teil des Strahlerzeugers wird man den inneren Rand einer Dichtungsscheibe
aus elastischem Material befestigen, deren äußerer Rand an einem feststehenden Teil
des Gerätes, vorzugsweise an dem die Obj ektaufnahmekammer bildenden Teil, befestigt
ist. Die mit Gewinde versehenen Bohrungen zur Aufnahme der Einstellschrauben für
die Kippbewegung können sich in einem schalenförmigen Körper befinden, der nach
der Seite-der größten Schwenkmöglichkeit einen exzentrischen Durchbruch für die
Bewegung des unteren Teiles des Strahlerzeugers besitzt. Die Schäle, welche die
Verstelleinrichtungen für die Schwenkbewegungen aufnimmt, wird man vorzugsweise
so anordnen, daß sie quer verschiebbar auf einem feststehenden Teil des Apparats
ruht.The invention relates to a particle beam apparatus, in particular
an electron or ion microscope, which is arranged by a tiltable
Jet generator
optionally for the production of radiographic images or surface images of
Objects can be set up. According to the invention, two known per se,
working together with opposing counter springs, offset from one another by 90 °
Adjusting screws arranged, one of these adjusting screws and the associated
The counter spring only swivels relative to the optical axis of the device
Allowed to carry out small amounts while 'the other adjusting screw
is arranged and / or designed with its counter spring so that it also has the
Swiveling of the jet generator required to produce surface images
allowed to carry out the desired larger angular amount of, for example, 8 °.
You can use the invention thus with very minor changes
use known construction in which the beam generator is preferred
together with the condenser lens for precise adjustment of the beam by slight
Amounts can be canted in such a way that rotational movements around the center of the
Object take place. By now one with this known arrangement
Adjustment direction also assigns greater mobility, one can now
Easily set up the microscope in such a way that you can get away from radiographic operation in no time at all
can switch to an operation for mapping object surfaces. Of the four
Adjusting screws for fine adjustment, two of which are designed as counter springs
are, remain in the subject matter of the invention, the two screws of one adjustment plane
the other two adjusting screws in their position for both types of irradiation
are designed so that they are screwed differently into the wreath that holds them
can be. You can also choose the arrangement so that in the pivoting direction
for the production of surface images different depending on the purpose
Executed adjusting screws are inserted into the associated thread of the holder.
At the lower part of the jet generator one becomes the inner edge of a sealing washer
Fasten made of elastic material, the outer edge of which is attached to a fixed part
of the device, preferably attached to the part forming the object receiving chamber
is. The threaded holes to accommodate the adjustment screws for
the tilting movement can be located in a bowl-shaped body that follows
the side-the greatest pivoting possibility an eccentric breakthrough for the
Movement of the lower part of the jet generator possesses. The shells that the
Adjusting devices for the pivoting movements takes, one is preferred
arrange so that they can slide transversely on a fixed part of the apparatus
rests.
Weitere für die Erfindung wesentliche Merkmale werden in dem folgenden
beschriebenen Ausführungsbeispiel behandelt. Die Fig. i und 2 zeigen den mit den
Verstelleinrichtungen gemäß der Erfindung versehenen Strahlerzeuger eines Elektronenmikroskops.
In Fig. i ist ein Längsschnitt durch den Strahlerzeuger dargestellt, wobei dieser
so eingestellt ist, daß seine Achse mit der optischen Achse des Mikroskops zusammenfällt;
Fig. 2 zeigt denselben Strahlerzeuger nach seiner Kippung um den Winkel a. Beim
Ausführungsbeispiel ist ein magnetostatisches Objektiv i verwendet. Der obere Teil
e des Magnetkörpers bildet gleichzeitig die Kammer 3, in welche durch eine Öffnung
4. die Objektpatrone 5 eingesetzt werden kann. Die Öffnung 4. ist mit Hilfe des
Verschlusses 6 dicht nach außen abschließbar. Bei 7 ist eine Kammeröffnung vorgesehen,
an die die Vakuumpumpe angeschlossen werden kann. Der Strahlerzeuger besteht aus
dem Kathodenschaft 8 und der Anode g. Der Schaft 8 ist an einem Isolator io befestigt,
der seinerseits mit Hilfe eines konischen Schliffes in die konische Bohrung des
Anodenhalters i i eingesetzt ist. Am unteren Teil des Anodenhalters ist der innere
Rand 12 einer Dichtungsscheibe 13 aus elastischem Material festgeschraubt, der äußere
Rand io dieser Dichtungsscheibe ist am Wandteil 15 befestigt. Auf einer ebenen Gleitfläche
16, die in den Teil 15 eingelassen ist, ruht unter Zwischenschaltung von Kugeln
17 der Halter 18, der seinerseits am oberen Ende den Träger i9 der Anode
unter Zwischenschaltung der Kugeln 2o trägt. Mit 21 ist eine Einstellschraube für
den Haltering 22 der Kugeln 2o bezeichnet. Der gesamte Strahlerzeuger kann durch
Ouerbewegungen des Teiles i8 quer zur Strahlachse um kleine Beträge verstellt werden,
um den Strahl parallel zu sich selbst einstellen zu können. Ferner kann der Strahlerzeuger
mit Hilfe der Einstellschrauben 23 und der zugeordneten Gegenfedern 24 um geringe
Beträge verkantet werden, und zwar derart, daß sich dabei eine Drehbewegung um das
Objekt als Mittelpunkt ergibt. Diese Drehbewegung wird dadurch erzwungen, daß der
Teil i9 eine entsprechende kugelförmige Auflagefläche 25 besitzt. Außer der in der
Fig. i dargestellten Einstellschraube 23 und der zugeordneten Gegenfeder 24 ist
noch eine entsprechende Einstellschraube und eine Gegenfeder um go° dagegen versetzt
angeordnet. Einstellschrauben und Gegenfedern arbeiten mit Gleitrollen 26, die sich
gegen entsprechende Gleitflächen 27 des Teiles i9 stützen. Die in der Figur nicht
sichtbare Einstellschraube und zugeordnete Gegenfeder, welche der Schwenkbewegung
entspricht, dient lediglich zur Bewegung des Strahlerzeugers um kleine Winkelbeträge.
Will man den Strahlerzeuger zum Übergang von der Durchstrahlungsmethöde, die im
Falle der Fig. i angewendet ist, zur Oberflächenabbildung von Objekten übergehen,
so wird der ganze Strahlerzeuger in die in Fig. 2 dargestellte Lage um den Winkel
a geschwenkt. Diese Schwenkung wird dadurch durchgeführt, daß die Feder 24 in die
in Fig. 2 ersichtliche Lage zurückgedreht wird, während an Stelle der Feineinstellschraube
23 nunmehr eine längere Einstellschraube 28 in die entsprechende Bohrung des Halters
29 eingesetzt wird. Um die Schwenkbewegung
des Strahlerzeugers um
den Winkel a durchführen zu können, besitzt der Halter 18 nach der Seite der größten
Schwenkmöglichkeit hin einen exzentrischen Durchbruch 30, um die Bewegung des unteren
Teiles des Strahlerzeugers zu ermöglichen. In den Figuren sind die Einstellschrauben
für die Querverstellung des gesamten Strahlerzeugers nicht dargestellt.Further features essential to the invention are dealt with in the exemplary embodiment described below. FIGS. I and 2 show the beam generator of an electron microscope provided with the adjustment devices according to the invention. FIG. I shows a longitudinal section through the beam generator, the latter being set so that its axis coincides with the optical axis of the microscope; Fig. 2 shows the same jet generator after it has been tilted by the angle a. In the exemplary embodiment, a magnetostatic lens i is used. The upper part e of the magnet body simultaneously forms the chamber 3, into which the specimen cartridge 5 can be inserted through an opening 4. The opening 4 can be closed tightly to the outside with the aid of the closure 6. At 7 a chamber opening is provided to which the vacuum pump can be connected. The beam generator consists of the cathode shaft 8 and the anode g. The shaft 8 is attached to an insulator io, which in turn is inserted into the conical bore of the anode holder ii with the aid of a conical cut. The inner edge 12 of a sealing washer 13 made of elastic material is screwed to the lower part of the anode holder, and the outer edge of this sealing washer is attached to the wall part 15. On a flat sliding surface 16, which is embedded in the part 15, rests with the interposition of balls 17 of the holder 18, which in turn carries the carrier 19 of the anode at the upper end with the interposition of the balls 2o. With an adjusting screw for the retaining ring 22 of the balls 2o is designated. The entire beam generator can be adjusted by moving the part 18 across the beam axis by small amounts in order to be able to set the beam parallel to itself. Furthermore, the jet generator can be tilted by small amounts with the aid of the adjusting screws 23 and the associated counter springs 24, namely in such a way that a rotational movement about the object as the center point results. This rotary movement is forced by the fact that part 19 has a corresponding spherical bearing surface 25. In addition to the adjusting screw 23 and the associated counter spring 24 shown in FIG. Adjusting screws and counter springs work with sliding rollers 26 which are supported against corresponding sliding surfaces 27 of part i9. The adjusting screw (not visible in the figure) and the associated counter spring, which corresponds to the pivoting movement, are only used to move the jet generator by small angular amounts. If one wishes to use the beam generator to transition from the radiographic method, which is used in the case of FIG. 1, to surface imaging of objects, the entire beam generator is pivoted into the position shown in FIG. This pivoting is carried out in that the spring 24 is turned back into the position shown in FIG. In order to be able to carry out the pivoting movement of the jet generator by the angle α, the holder 18 has an eccentric opening 30 on the side of the greatest pivoting possibility in order to enable the movement of the lower part of the jet generator. In the figures, the adjusting screws for the transverse adjustment of the entire jet generator are not shown.