DE1235456B - Tilting device for objects to be examined and / or processed in a particle beam device, in particular an electron microscope - Google Patents
Tilting device for objects to be examined and / or processed in a particle beam device, in particular an electron microscopeInfo
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Description
DEUTSCHES WTWW^ PATENTAMTGERMAN WTWW ^ PATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Deutsche Kl.: 21 g - 37/10 German class: 21 g - 37/10
Nummer: 1235 456Number: 1235 456
Aktenzeichen: S 91781 VIII c/21 gFile number: S 91781 VIII c / 21 g
1 235 456 Anmeldetag: 30.Juni 19641 235 456 filing date: June 30, 1964
Auslegetag: 2. März 1967Open date: March 2, 1967
Die Erfindung betrifft eine Kippeinrichtung für in einem Korpuskularstrahlgerät, insbesondere einem Elektronenmikroskop, zu untersuchende und/oder zu bearbeitende Objekte, die auf einem Objektträger, beispielsweise einer Objektblende, angeordnet sind.The invention relates to a tilting device for a particle beam device, in particular one Electron microscope, objects to be examined and / or processed that are on a slide, for example an object diaphragm, are arranged.
Bekannte Kippeinrichtungen, beispielsweise für Elektronenmikroskope, bieten insofern Schwierigkeiten, als infolge der beengten Platzverhältnisse seitlich von der Kippeinrichtung auch die mit ihnen erzielbaren Kippwinkel des Objektes begrenzt sind. Weiterhin ist es häufig schwierig, die Betätigungsmittel zur Erzielung der Objektkippung an die Kippeinrichtung seitlich heranzuführen, da bei bekannten Kippeinrichtungen diese Betätigungsmittel nahe dem Objekt angreifen und dieses häufig in Teile des Gerätes, vornehmlich in die Bohrung der Objektivlinse, eingeführt ist.Known tilting devices, for example for electron microscopes, offer difficulties in this respect as a result of the limited space available to the side of the tilting device and those achievable with them Tilt angles of the object are limited. Furthermore, it is often difficult to the actuating means To achieve the object tilting to the side of the tilting device, as with known tilting devices attack these actuating means close to the object and this often in parts of the device, primarily is inserted into the bore of the objective lens.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Konstruktionsprinzip für eine Kippeinrichtung zu schaffen, das die Möglichkeit bietet, die genannten Schwierigkeiten bei bekannten Einrichtungen zu vermeiden und durch einfache konstruktive Maßnahmen eine Anpassung an die in dem jeweiligen Gerät vorliegenden Platzverhältnisse zu ermöglichen.The invention is based on the object of a new design principle for a tilting device to create that offers the possibility of avoiding the difficulties mentioned in known devices and by means of simple structural measures, an adaptation to the ones present in the respective device To enable space conditions.
Diese Aufgabe löst eine Kippeinrichtung, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß in einem sich vorzugsweise in Richtung der Korpuskularstrahlachse erstreckenden Abstand von dem Objektträger eine Einstellplatte durch Betätigungsmittel um eine die Korpuskularstrahlachse senkrecht durchsetzende Kippachse kippbar angeordnet und zwischen Einstellplatte und Objektträger eine die jeweilige Kippstellung der Einstellplatte auf den Objektträger übertragende Parallelführung vorgesehen ist.This object is achieved by a tilting device which, according to the invention, is characterized in that in one preferably extending in the direction of the corpuscular beam axis distance from the specimen slide an adjustment plate by actuating means around a perpendicularly penetrating the particle beam axis Tilting axis arranged tiltable and between the setting plate and the slide a respective one Tilting of the setting plate on the slide transferring parallel guidance is provided.
Die wesentlichen Merkmale der beschriebenen Konstruktion sind also darin zu sehen, daß die Betätigungsmittel für die Objektkippung nicht unmittelbar auf den Objektträger, sondern auf eine von diesem in einem jeweiligen Anwendungsfall angepaßten Abstand befindliche Einstellplatte einwirken, so daß die Betätigungsmittel an einer von dem Objektträger entfernten Stelle wirksam sind. Hierdurch ist es möglich, auch in dem Fall, in dem das Objekt beispielsweise tief in die Bohrung einer Polschuhlinse eingeführt ist und kein Platz zum seitlichen Heranführen der Betätigungsmittel verhanden ist, eine Kippung des Objektes um praktisch beliebige Winkel vorzunehmen. Dabei bietet das Konstruktionsprinzip den weiteren Vorteil, daß die Einstellung auch eines großen Kippwinkels keine Vergrößerung der seitlichen Abmessungen der Kippeinrichtung erfordert.The essential features of the construction described are therefore to be seen in the fact that the actuating means for the object tilting not directly on the slide, but on one of this in a respective application adapted distance located adjusting plate act so that the Actuating means are effective at a location remote from the slide. This makes it possible even in the case in which the object is inserted deep into the bore of a pole piece lens, for example is and there is no space to move the actuating means laterally, a tilting of the Object to make practically any angle. The construction principle offers the Another advantage is that the setting of a large tilt angle does not increase the lateral tilt angle Requires dimensions of the tilting device.
Aus dem oben Gesagten folgt, daß man bei einem Kippeinrichtung für in einem
Korpuskularstrahlgerät, insbesondere einem
Elektronenmikroskop, zu untersuchende
und/oder zu bearbeitende ObjekteFrom the above it follows that one tilting device for in one
Corpuscular beam device, in particular one
Electron microscope, to be examined
and / or objects to be processed
Anmelder:Applicant:
Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, München 2, Wittelsbacherplatz 2Siemens Aktiengesellschaft, Berlin and Munich, Munich 2, Wittelsbacherplatz 2
Als Erfinder benannt:
Alexander Asmus, BerlinNamed as inventor:
Alexander Asmus, Berlin
Korpuskularstrahlgerät mit vorzugsweise längs der Korpuskularstrahlachse, also beispielsweise von oben her, erfolgender Einführung des Objektes in Geräteteile, die das Objekt in seiner eingeführten Lage umgeben, also insbesondere bei Einführung des Objektes in die Bohrung einer Polschuhlinse, die Einstellplatte in Einführungsrichtung hinter dem Objekt anordnen wird. Dann befindet sich die Einstellplatte an einer Stelle des Gerätes, an der die Anordnung der Betätigungsmittel keine Schwierigkeiten verursacht.Corpuscular beam device with preferably along the particle beam axis, so for example from above ago, subsequent introduction of the object in device parts that surround the object in its introduced position, so especially when introducing the object into the bore of a pole piece lens, the setting plate will be arranged behind the object in the lead-in direction. Then the adjustment plate is on one Place of the device where the arrangement of the actuating means does not cause any difficulties.
Zwischen Einstellplatte und Objektträger ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Patronenteil angeordnet, das zum Einsetzen der Kippeinrichtung in einen vorzugsweise mit Mitteln zur Verstellung quer zur Korpuskularstrahlachse versehenen Objekttisch dient; die Parallelführung enthält parallel zur Korpuskularstrahlachse angeordnete Führungsstangen, die in Ausnehmungen in dem Patronenteil verlaufen. Diese Führungsstangen halten also auch bei Kippung der Einstellplatte die Parallelität zwischen dieser und dem Objektträger zwangläufig aufrecht.In a preferred embodiment of the invention, there is between the setting plate and the slide a cartridge part arranged, which for inserting the tilting device in a preferably with means used for adjustment transversely to the corpuscular beam axis provided object table; contains the parallel guidance Guide rods arranged parallel to the particle beam axis, which are located in recesses in the cartridge part get lost. These guide rods keep the parallelism even when the setting plate is tilted this and the slide inevitably upright.
Dies kann dadurch geschehen, daß die Führungsstangen in den Ausnehmungen des Patronenteiles in der Weise federnd gelagert sind, daß ihre einen Enden gegen eine Gleitfläche an der Einstellplatte drücken, während sie im Bereich ihrer anderen Enden den Objektträger parallel zur Einstellplatte halten. Da sich bei der Durchführung der Kippung der Winkel zwischen der Ebene des Objektträgers und den Führungsstangen ändert, muß die Verbindung zwischen den Führungsstangen und dem Objektträger so ausgebildet sein, daß sie diese Winkeländerung zuläßt. This can be done in that the guide rods in the recesses of the cartridge part in are resiliently mounted in such a way that their one ends press against a sliding surface on the adjustment plate, while they hold the slide parallel to the setting plate in the area of their other ends. That I when performing the tilt, the angle between the plane of the slide and the Guide rods changes, the connection between the guide rods and the slide must be designed so that it allows this change in angle.
Bisher war der Fall der Kippung der Einstellplatte und damit des Objektträgers um eine einzige, zurSo far, the case was the tilting of the setting plate and thus the slide around a single, for
709 517/405709 517/405
Korpuskularstrahlachse senkrecht verlaufende Achse betrachtet worden. In Fortbildung der Kippeinrichtung kann man nun die Einstellplatte in einer einen Kardanring enthaltenden kardanischen Aufhängung halten und um zwei zueinander senkrechte Kippachsen durch zwei Betätigungsmittel kippbar anordnen; dabei wirkt das eine der Betätigungsmittel auf die Einstellplatte und das andere auf den Kardanring. Da bei dieser Konstruktion in zwei zueinander senkrechten Richtungen unabhängig voneinander Kippbewegungen des Objektes durchgeführt werden können, bietet diese Konstruktion die vorteilhafte Möglichkeit, Kippbewegungen des Objektes um beliebige Winkel und in beliebigen Richtungen durchzuführen. Corpuscular beam axis perpendicular axis has been considered. In advanced training of the tipping device you can now place the adjustment plate in a cardanic suspension containing a cardan ring hold and arrange tiltable about two mutually perpendicular tilt axes by two actuating means; one of the actuating means acts on the setting plate and the other on the cardan ring. Since in this construction in two mutually perpendicular directions independently of each other Tilting movements of the object can be carried out, this construction offers the advantageous Possibility of tilting the object at any angle and in any direction.
Es war bereits mehrfach darauf hingewiesen worden, daß das Konstruktionsprinzip die vorteilhafte Möglichkeit bietet, auch bei Einführung des Objektes in das Objekt in seiner eingeführten Lage eng umgebende Teile des Korpuskularstrahlgerätes Schwierigkeiten bezüglich der Heranführung der Betätigungsmittel an die Kippeinrichtung zu vermeiden, da der Angriffspunkt der Betätigungsmittel an der Kippeinrichtung an eine in einen geeigneten Abstand vom Objektträger liegende Stelle der Einrichtung verlegt werden kann. In vielen Fällen ist es auf Grund dieser günstigen Eigenschaften des Konstruktionsprinzips möglich, die Einstellplatte, die Parallelführung, den Patronenteil und den Objektträger durch kippbare Lagerung der Einstellplatte in dem Patronenteil zu einer Baueinheit zusammenzufügen. Die ganze Anordnung ist dann also beispielsweise gemeinsam schleusbar; bei einem Objektwechsel brauchen nach dem erneuten Einsetzen dieser Baueinheit lediglich die im allgemeinen vakuumdicht in die Wand des Vakuumgehäuses des Korpuskularstrahlgerätes eingesetzten Betätigungsmittel wieder in Eingriff mit der Kippeinrichtung gebracht zu werden.It has already been pointed out several times that the construction principle is the most advantageous Opportunity offers, even when the object is introduced into the object in its introduced position, closely surrounding it Parts of the corpuscular beam device Difficulties in bringing the actuating means to avoid the tilting device, as the point of application of the actuating means on the tilting device relocated to a location on the device at a suitable distance from the slide can be. In many cases it is due to these favorable properties of the design principle possible to tilt the setting plate, the parallel guide, the cartridge part and the slide To assemble storage of the adjustment plate in the cartridge part to form a structural unit. The whole arrangement can then be locked together, for example; in the event of a change of object need after the reinsertion of this assembly only the generally vacuum-tight in the wall of the Vacuum housing of the corpuscular beam device used actuating means again in engagement with the Tilting device to be brought.
Es ist aber auch möglich, lediglich Parallelführung, Patronenteil und Objektträger zu einer Baueinheit zusammenzufügen, während die Einstellplatte außerhalb dieser Baueinheit kippbar gelagert ist.It is also possible, however, to combine only the parallel guide, cartridge part and object carrier into one structural unit join together, while the adjustment plate is tiltable outside this structural unit.
Die Betätigungsmittel für die Durchführung der Kippung enthalten zweckmäßigerweise je eine in zwei entgegengesetzten Richtungen senkrecht zur Korpuskularstrahlachse bewegbare Betätigungsstange, die auf die Einstellplatte bzw. bei Vorhandensein eines Kardanringes auf diesen keilartig im die Einstellplatte kippenden Sinn einwirkt. Die mit der Einstellplatte zusammenwirkenden Flächen der Betätigungsstange und gegebenenfalls auch die entsprechende Auflagefläche der Einstellplatte sind dann also schräg ausgeführt.The actuating means for carrying out the tilting expediently each contain one in Actuating rod movable in two opposite directions perpendicular to the particle beam axis, on the setting plate or, if a cardan ring is present, on this like a wedge in the setting plate tilting sense acts. The surfaces of the operating rod that interact with the setting plate and if necessary also the corresponding support surface of the setting plate are then so carried out at an angle.
Es war oben bereits eine kardanische Aufhängung der Einstellplatte angegeben worden, die die Möglichkeit der Durchführung von Objektkippungen in beliebigen Richtungen ermöglicht. Man kann diese vorteilhafte Möglichkeit auch in anderer Weise erzielen, indem man die Einstellplatte kippbar in einem Zahnkranzring lagert, der mittels eines Antriebes drehbar ist. Besonders zweckmäßig ist eine Konstruktion, bei der ein mittels eines weiteren Antriebes drehbarer weiterer Zahnkranzring mit einer Kurvenfläche vorgesehen ist, gegen die eine Gleitfläche an der Einstellplatte mittels einer Gegenfeder gedrückt ist, so daß die Kurvenfläche bei Drehung des weiteren Zahnkranzringes Kippbewegungen der Einstellplatte veranlaßt. Dabei kann die Gleitfläche durch einenA cardanic suspension of the adjustment plate had already been specified above, which enabled the possibility enables object tilting in any direction. You can do this Achieve advantageous possibility in another way by tilting the adjustment plate in one Gear ring is supported, which is rotatable by means of a drive. A construction is particularly useful in which a further toothed ring with a curved surface can be rotated by means of a further drive is provided, against which a sliding surface is pressed on the setting plate by means of a counter spring, so that the cam surface tilts the setting plate when the further gear ring is rotated caused. The sliding surface can by a
nockenartigen Fortsatz an der Einstellplatte gebildet sein.be formed cam-like extension on the adjustment plate.
Die zuletzt beschriebene Ausgestaltung des Konstruktionsprinzips bietet die vorteilhafte Möglichkeit, dem Objekt außer dem gewünschten Kippwinkel auch eine azimutale Drehstellung zuzuordnen, ohne daß dabei das Objekt selber gedreht werden muß.The last-described embodiment of the construction principle offers the advantageous possibility of to assign an azimuthal rotary position to the object in addition to the desired tilt angle without the object itself must be rotated.
Häufig ist die Objektpatrone in einen quer zur Korpuskularstrahlachse verstellbaren Objekttisch eingesetzt. In diesem Fall wird man dafür sorgen, daß die Betätigungsmittel und Antriebe der Kippeinrichtung an den Verstellbewegungen des Objekttisches teilnehmen. Dies kann entweder dadurch erfolgen, daß die Betätigungsmittel und Antriebe in dem Objekttisch gelagert sind und den Bewegungen des Objekttisches folgen ohne dabei die Kippstellung zu verändern oder daß sie unter der Wirkung von Federn den Bewegungen des Objekttisches folgend auf die Kippeinrichtung einwirken. Bei der Tischbewegung bleibt die Kippstellung erhalten.Often the specimen cartridge is inserted into an specimen table that can be adjusted transversely to the axis of the corpuscular beam. In this case it will be ensured that the actuating means and drives of the tilting device participate in the adjustment movements of the stage. This can be done either by that the actuating means and drives are stored in the object table and the movements of the Object tables follow without changing the tilt position or that they are under the action of springs act on the tilting device following the movements of the stage. When moving the table the tilt position remains.
Zwei Ausführungsbeispiele der beschriebenen Kippeinrichtung sollen im folgenden an Hand der
Zeichnung erläutert werden. Dabei stellen
F i g. 1 und 3 Querschnitte,Two embodiments of the described tilting device are to be explained below with reference to the drawing. Ask
F i g. 1 and 3 cross-sections,
F i g. 2 und 4 entsprechende Aufsichten dar.F i g. 2 and 4 represent corresponding oversight.
Während in den F i g. 1 und 2 eine Lösung wiedergegeben ist, bei der Einstellplatte, Parallelführung,
Patronenteil und Objektträger, also sämtliche Teile der Kippeinrichtung, zu einer Baueinheit zusammengefügt
sind, zeigen die F i g. 3 und 4 eine Kippeinrichtung, bei der die Einstellplatte außerhalb der nur die
Parallelführung, den Patronenteil und den Objektträger umfassenden Baueinheit kippbar gelagert ist.
In den verschiedenen Figuren sind die gleichen Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.While in FIGS. 1 and 2 show a solution in which the setting plate, parallel guide, cartridge part and object carrier, that is to say all parts of the tilting device, are combined to form a structural unit, FIGS. 3 and 4 a tilting device in which the setting plate is tiltably mounted outside the structural unit comprising only the parallel guide, the cartridge part and the specimen slide.
In the various figures, the same parts are provided with the same reference numerals.
Es ist angenommen, daß das Objekt auf einer als Objektträger dienenden Objektblendel angeordnet ist, die in den gezeigten Ausführungsbeispielen der Erfindung mittels des als Parallelführung dienenden Führungsstangen 2 gehalten ist. Wie die Aufsichten in den F i g. 2 und 4 erkennen lassen, sind in den zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen jeweils drei um 120° versetzte Führungsstangen 2 vorgesehen.It is assumed that the object is arranged on an object diaphragm serving as an object carrier which, in the exemplary embodiments of the invention shown, is held by means of the guide rods 2 serving as a parallel guide. As the supervisors in Figs. 2 and 4, three guide rods 2 offset by 120 ° are provided in the exemplary embodiments shown in the drawing.
Ferner ist beiden Ausführungsbeispielen gemeinsam, daß die Führungsstangen 2 in jeweils einer Ausnehmung 3 in dem Patronenteil 4 so geführt sind, daß sie parallel zur KorpuskularstrahlachseS verlaufen. Die Führungsstangen 2 legen sich mit ihren in den Figuren oberen Enden unter der Wirkung der Federn 6 an die als Gleitfläche ausgebildete untere Fläche 7 der Einstellplatte 8 an, so daß sie die jeweils eingestellte Neigung der Einstellplatte 8 bezüglich ihrer Kippachse 9 auf die Objektblende 1 übertragen, die sie mit ihren anderen Enden über die Blendenfassung 10 halten.Furthermore, both exemplary embodiments have in common that the guide rods 2 are each guided in a recess 3 in the cartridge part 4 in such a way that they run parallel to the particle beam axis. The guide rods 2 lie with their top in the figures, ends under the action of the springs 6 to the designed as a sliding surface lower surface 7 of the adjustment plate 8, so that they their tilt axis 9 transmit each set inclination of the adjusting plate 8 with respect to the object visor 1 that they hold with their other ends over the aperture mount 10.
In dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 1 und 2 ist die Einstellplatte 8 nicht unmittelbar mit ihrer Kippachse 9 in dem Patronenteil 4 kippbar gelagert, sondern unter Zwischenfügung einer den Kardanring 11 enthaltenden kardanischen Aufhängung, so daß eine zu der Kippachse 9 senkrecht liegende, durch die Lagerzapfen 12 und 13 gebildete weitere Kippachse vorhanden ist.In the embodiment according to FIGS. 1 and 2, the setting plate 8 is not directly tiltable with its tilting axis 9 in the cartridge part 4 , but with the interposition of a cardanic suspension containing the gimbal ring 11 , so that a further tilting axis, which is perpendicular to the tilting axis 9 and formed by the bearing journals 12 and 13, is interposed is available.
Jeder dieser beiden Kippachsen ist in diesem Ausführungsbeispiel als Betätigungsmittel eine Betätigungsstange 14 bzw. 15 zugeordnet, die mit ihren abgeschrägten Flächen 14' bzw. 15' auf nockenartigeIn this exemplary embodiment, each of these two tilting axes is assigned an actuating rod 14 or 15 as actuating means, which with their beveled surfaces 14 ' and 15' on cam-like
Claims (12)
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