DE2124200A1 - Corpuscular beam device, in particular an electron microscope - Google Patents

Description

Korpuskularstrahlgerät, insbesondere Elektronenmikroskop Es ist bekannt, zu untersuchende Präparate mittels einer Objektpatrone in den evakuierten Innenraum von Korpuskularstrahlgeräten, insbesondere Elektronenmikroskopen, einzubringen. Die Objektpatrone ist hierbei meist parallel zur Achse des Korpuskularstrahls in einen Objekttisch einführbar, der gegenüber dem Korpuskularstrahl transversal verstellbar ist. Durch Verstellung des Objekttisches kann der gesamte Präparatbereich abgetastet werden.Corpuscular beam device, in particular electron microscope It is known specimens to be examined into the evacuated interior using a specimen cartridge of corpuscular beam devices, in particular electron microscopes. The specimen cartridge is here mostly parallel to the axis of the corpuscular beam in an object table can be introduced which is adjustable transversely with respect to the corpuscular beam is. The entire specimen area can be scanned by adjusting the stage will.

Wenn bei der Untersuchung der eingebrachten Präparate hohe oder tiefe Präparattemperaturen im Bereich von z. B. + 1000 0C bis - 250 0C gewünscht werden, werden in der Regel Heiz- und Kühlvorrichtungen benutzt, die mit der Objektpatrone verbunden sind. Dabei ergeben sich wegen der mechanischen Kopplung zwischen der Objektpatrone, dem Objekttisch und den zugehörigen Teilen des Korpuskularstrahlgerätes Wärmeübergänge, die zu einer Objektdrift mit häufig unernscht langen Einlaufzeiten führen.If during the examination of the introduced preparations high or low Preparation temperatures in the range of e.g. B. + 1000 0C to - 250 0C are required, Usually heating and cooling devices are used that come with the object cartridge are connected. Because of the mechanical coupling between the Object cartridge, the object table and the associated parts of the corpuscular beam device Heat transfers that lead to an object drift with often insolently long running-in times to lead.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Korpuskularstrahlgerät, insbesondere Elektronenmikroskop, mit einem das zu untersuchende Präparat aufnehmenden Objekttisch, der mittels eines Verstellantriebes innerhalb des Gerätegehäuses transversal verstellbar ist. Zur Verkürzung der Einlaufzeiten bei der Aufheizung bzw. Abkühlung von zu untersuchenden Präparaten besteht erfindungsgemäß ein mit dem Objekttisch in Kontakt stehendes Teil des Verstellantriebes aus einem nichtmetallischen aIaterial mit geringer Wärmeleitfähigkeit und geringem thermischen Ausdehnungskoeffizienten.The invention relates to a particle beam device, in particular Electron microscope, with an object table holding the specimen to be examined, which is transversely adjustable by means of an adjustment drive within the device housing is. To shorten the running-in times when heating or cooling the items to be examined According to the invention, preparations consist of one that is in contact with the object table Part of the adjustment drive made of a non-metallic one aIaterial with low thermal conductivity and low thermal expansion coefficient.

Damit ist zum einen der Wärmefluß vom Objekttisch zu dem mit dem Gehäuse gekoppelten Verstellantrieb verringert, Die gewünschten Endtemperaturen werden daher mit weitaus geringeren Drifterscheinungen erreicht. Zum anderen führt der unvermeidbare Restwärmefluß durch das nichtmetallische Teil zu nur geringen, die Position der Präparate zum Korpuskularstrahl variierenden Längenänderungen, d. h. , die eingestellte Lage ist vergleichsweise stabil. Bevorzugt besteht das mit dem Objekttisch in Kontakt stehende Teil aus Quarzglas. Das mit dem Objekttisch in Kontakt stehende Teil kann vorteilhaft ein Stößel sein. Besteht der Stößel aus Quarzglas, so kann er z. B, einen Durchmesser von etwa 5 mm aufweisen und etwa 25 mm lang sein.Thus, on the one hand, there is the heat flow from the stage to the one with the housing coupled adjustment drive, the desired final temperatures are therefore achieved with far fewer drift phenomena. On the other hand, the inevitable leads Residual heat flow through the non-metallic part to only low, the position of the Preparations for the corpuscular beam varying length changes, d. H. , the set The situation is comparatively stable. This is preferably in contact with the object table standing part made of quartz glass. The part in contact with the stage can advantageous to be a plunger. If the plunger is made of quartz glass, it can, for. B, have a diameter of about 5 mm and be about 25 mm long.

Bei einer Ausführungsform nach der Erfindung ist der Stößel ungeführt und einerseits an der Verstelleinrichtung und andererseits am Objekttisch kippbar gelagert.In one embodiment according to the invention, the plunger is unguided and tiltable on the one hand on the adjustment device and on the other hand on the object table stored.

Bei einer etwas anderen Ausführungsform ist der Stößel in bezug auf die Verstellrichtung des Verstellantriebes starr geführt.In a slightly different embodiment, the plunger is with respect to the adjustment direction of the adjustment drive is rigidly guided.

Bei der Ausführungsform mit ungeführtem Stößel ist vorteilhaft zwischen dem Stößel und der Verstellvorrichtung ein schwenkbar gelagertes Zwischenglied angeordnet, das die Bewegungsrichtung der Verstellvorrichtung in eine andere Bewegungsrichtung des Stößels umsetzt. Dabei kann das Zwischenglied von einer Blattfeder gehalten sein.In the embodiment with unguided plunger it is advantageous between a pivotably mounted intermediate member is arranged on the ram and the adjustment device, that the direction of movement of the adjustment device in a different direction of movement of the ram implements. The intermediate member can be held by a leaf spring be.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind anhand der Zeichnung mit Ausführungsbeispielen beschrieben.Further details and advantages of the invention are based on the drawing described with exemplary embodiments.

Die Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung den Querschnitt durch ein Elektronenmikroskop mit einer Draufsicht auf den Obj ekttisch.Fig. 1 shows a schematic representation of the cross section through an electron microscope with a top view of the object table.

In Fig. 2 ist in einer der Fig. 1 ähnlichen Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeichnet. Die Fig. 3-zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 2.In FIG. 2, in a representation similar to FIG. 1, another is shown Embodiment of the invention drawn. Fig. 3 shows an enlarged Detail from Fig. 2.

Das in Fig. 1 dargestellte Elektronenmikroskop weist ein zylindrisches Gehäuse 1 auf, dessen Innenraum 2 an eine nicht weiter dargestellte Pumpe angeschlossen ist. Der Innenraum 2 nimmt einen Objekttisch 3 auf, der innerhalb des Gerätegehäuses 1 in Pfeilrichtung 4, 5 transversal verstellbar ist. Der Objekttisch 3 enthält zentrisch eine konische Bohrung 6 zur Aufnahme einer nicht weiter dargestellten Objektpatrone, die das zu untersuchende Präparat aufnimmt und vom Elektronenstrahl durchsetzt wird.The electron microscope shown in Fig. 1 has a cylindrical one Housing 1, the interior 2 of which is connected to a pump, not shown is. The interior 2 accommodates an object table 3, which is inside the device housing 1 is adjustable transversely in the direction of arrow 4, 5. The object table 3 contains centrically a conical bore 6 for receiving an object cartridge, not shown, which picks up the specimen to be examined and is penetrated by the electron beam.

Der Objekttisch 7 weist an seinem Umfang zwei Betätigungsflächen 7 auf, die mit Teilen 8, 9 der Verstellantriebe 10, 11 in Kontakt stellen. Beim Betätigen der Verstellvorrichtungen 10, 11 in Pfeilrichtung 12 wird der Objekttisch 3 transversal verstellt. Der Verstellantrieb 10 arbeitet mit einer Gegenfeder 13 zusammen, während der Verstellantrieb 11 mit einer Gegenfeder 14 zusammenwirkt.The object table 7 has two actuation surfaces 7 on its circumference which make contact with parts 8, 9 of the adjustment drives 10, 11. When pressing of the adjusting devices 10, 11 in the direction of the arrow 12, the object table 3 becomes transverse adjusted. The adjustment drive 10 works together with a counter spring 13, while the adjusting drive 11 cooperates with a counter spring 14.

Die mit dem Qbjekttisch 3 in Kontakt stehenden Teile 8, 9 der Verstellantriebe 10, 11 bestehen aus einem nichtmetallischen t4aterial mit geringer Wärmeleitfähigkeit und geringem thermischen Ausdehnungakoeffizienten, insbesondere aus Quarzglas. Die Teile 8, 9 sind hierbei als Stößel ausgebildet, die in bezu£ auf die Verstellrich-t;ung des Verstellantriebes starr geführt sind. Die Stößel 8, 9 sind etwa 25 mm lang und weisen einen Durchmesser von etwa 5 mm auf.The parts 8, 9 of the adjustment drives that are in contact with the object table 3 10, 11 consist of a non-metallic material with low thermal conductivity and a low coefficient of thermal expansion, especially made of quartz glass. the Parts 8, 9 are designed as plungers, which in relation to the adjustment direction of the adjustment drive are rigidly guided. The plungers 8, 9 are about 25 mm long and have a diameter of about 5 mm.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, sind die Stößel 8a, 9a ungeführt und einerseits an der Verstelleinrichtung 10, 11 und andererseits am Objekttisch 3 kippbar gelagert. Die Art dieser kippbaren Lagerung geht besonders gut aus Fig. 3 hervor. Die Angriffsfläche 7 des Objekttisches 3 weist ein Lagerteil 16 auf, das eine kalottenartige Ausnehmung 17 hat. In diese kalottenartige Ausnehmung 17 greift die Spitze 18 des Stößels 9a ein.In the embodiment shown in Fig. 2, in the same Parts are provided with the same reference numerals, the tappets 8a, 9a are unguided and on the one hand on the adjustment device 10, 11 and on the other hand on the object table 3 mounted tiltable. The type of tiltable mounting can be seen particularly well from Fig. 3 emerges. The attack surface 7 of the object table 3 has a bearing part 16 which has a dome-like recess 17. In this dome-like recess 17 engages the tip 18 of the plunger 9a.

Bei dem in Fig. 2 gezeichneten Ausführungsbeispiel ist zwischen den Stößeln 8a, 9a und dem Verstellantrieb 10, 11 je ein schwenkbar gelagertes Zwischenglied 19, 20 angeordnet, das die Bewegungsrichtung des Verstellantriebes in eine andere Bewegungsrichtung des Stößels umsetzt. Um den Objekttisch 3 in Pfeilrichtung 4 auszulenken, wird dem Stößel 9a vom Verstellantrieb 11 in Pfeilrichtung 12b eine Bewegung erteilt, wobei der Verstellantrieb 10 fest steht. Um den Objekttisch 3 in Pfeilrichtung 5 zu bewegen, muß der Verstellantrieb 10 in Pfeilrichtung 12a bewegt werden, der das Zwischenglied und den damit verbundenen Stößel 8a bewegt. Der Objekttisch 3 ist im Punkt 21 an einem Stößel 22, der vorzugsweise aus Quarzglas besteht, kippbar gelagert. Der Stößel 22 stützt sich in einem Kipplager 23 ab, das an einem mit dem Gehäuse 1 fest verbundenen Lagerteil 24 angeordnet ist Die Zwischenglieder 19, 20 sind von Blattfedern 25, 26 gehalten, die als reibungsfreie 1finkelhebel mit dem Gehäuse 1 starr verbunden sind.In the embodiment shown in Fig. 2 is between the The plungers 8a, 9a and the adjustment drive 10, 11 each have a pivotably mounted intermediate member 19, 20 arranged that the direction of movement of the adjustment in another Moving direction of the ram implements. To deflect the specimen stage 3 in the direction of the arrow 4, the plunger 9a is given a movement by the adjustment drive 11 in the direction of arrow 12b, the adjusting drive 10 being stationary. Around the specimen stage 3 in the direction of the arrow 5 to move, the adjustment drive 10 must be moved in the direction of arrow 12a, which the Intermediate member and the associated plunger 8a moved. The stage 3 is at point 21 on a plunger 22, which is preferably made of quartz glass, tiltable stored. The plunger 22 is supported in a tilting bearing 23 which is attached to a with the Housing 1 fixedly connected bearing part 24 is arranged. The intermediate members 19, 20 are held by leaf springs 25, 26, which act as friction-free 1finkelhebel with the Housing 1 are rigidly connected.

Die im Zusammenhang mit Elektronenmikroskopen beschriebene Erfindung ist mit Vorteil auch bei anderen Korpuskularstrahlgeräten wie z. B. Beugungsgeräten, Ionenmikroskopen od. dgl.The invention described in connection with electron microscopes is also advantageous with other corpuscular beam devices such. B. Diffraction devices, Ion microscopes or the like.

verwendbar.usable.

7 Ansprüche 3 Figuren7 claims 3 figures

Claims (7)

Patentansprüche Korpuskularstrahlgerät, insbesondere Elektronenmikroskop, mit einem das zu untersuchende Präparat aufnehmenden Objekttisch, der mittels eines Verstellantriebes innerhalb des Gerätegehäuses transversal verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Objekttisch in Kontakt stehendes Teil des Verstellantriebes aus einem nichtmetallischen Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit und geringem thermischen Ausdehnungskoeffizienten besteht. Patent claims corpuscular beam device, in particular electron microscope, with an object table receiving the specimen to be examined, which by means of a Adjusting drive is transversely adjustable within the device housing, thereby characterized in that a part of the adjusting drive which is in contact with the object table made of a non-metallic material with low thermal conductivity and low thermal expansion coefficient. 2. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Objekttisch in Kontakt stehende Teil ein Stößel ist.2. Corpuscular beam device according to claim 1, characterized in that that the part in contact with the stage is a plunger. 3; Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel ungeführt ist und einerseits am Verstellantrieb und andererseits am Objekttisch kippbar gelagert ist.3; Corpuscular beam device according to claim 2, characterized in that that the plunger is unguided and on the one hand on the adjusting drive and on the other hand is mounted tiltable on the specimen table. 4. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel in bezug auf die Verstellrichtung des Verstellantriebes starr geführt ist.4. corpuscular beam device according to claim 2, characterized in that that the plunger guided rigidly with respect to the adjustment direction of the adjustment drive is. 5. Korpuskularstrahlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein zwischen dem Stößel und dem Verstellantrieb angeordnetes, schwenkbar gelagertes Zwischenglied, das die Bewegungsrichtung des Verstellantriebes in eine andere Bewegungsrichtung des Stößels umsetzt.5. corpuscular beam device according to one of claims 1 to 3, characterized by a pivotably mounted one arranged between the plunger and the adjusting drive Intermediate member that changes the direction of movement of the adjustment drive in a different direction of movement of the ram implements. 6. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied von einer Blattfeder gehalten ist.6. corpuscular beam device according to claim 5, characterized in that that the intermediate member is held by a leaf spring. 7. Korpuskuarstrahlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Objekttisch in Kontakt stehende Teil aus Quarzglas besteht.7. body beam device according to one of claims 1 to 5, characterized characterized in that the part in contact with the object table is made of quartz glass consists.