Korpuskularstrahlmikroskop Beim Arbeiten mit Elektronenmikroskopen
hat sich gezeigt, daß die Ausrichtung der optischen Achse des Objektivs zur Achse
des Mikroskops von außerordentlicher Bedeutung für die Bildgüte ist. Eine mechanisch
noch so günstige genaue Herstellung der Polschuhe bei magnetischen Linsen oder der
Elektroden bei elektrischen Linsen führt nicht immer zum erwünschten Ziel, da durch
Inhomogenitäten des Materials oder der Oberfläche die magnetische bzw. die elektrische
Achse nicht mit der mechanischen übereinzustimmen braucht. Um die erforderliche
genaue Justierung zu erreichen, hat man bisher das gesamte Objektiv verkantet. Hierzu
sind umfangreiche mechanische Verstelleinrichtungen erforderlich. Außerdem ist eine
solche Justierung während der Beobachtung des Bildes schwer zu erreichen, wenn auch
noch die Forderung gestellt wird, daß bei der Justierung der Bestrahlungsapparat
einschließlich der Kondensorlinse ungeändert bleiben soll. Die genannten Schwierigkeiten
werden erfindungsgemäß dadurch überwunden, daß zur Ausrichtung der optischen Achse
des Objektivs gegenüber der Achse des Mikroskops bei Verwendung eines magnetischen
Objektivs mindestens einer der Polschuhe oder bei Verwendung eines elektrostatischen
Objektivs mindestens eine der Linsenelektroden um kleine Beträge quer zur Strahlachse
verstellbar ist. Diese Verschiebung der Polschuhe bzw. der Elektroden kann unabhängig
von der Objektverschiebung mit ähnlichen Antriebsvorrichtungen durchgeführt werden,
wie sie für die Objektverschiebung verwendet werden. Die Vorrichtungen zur Justierung
werden insbesondere zweckmäßig so durchgebildet, daß die Justierung während der
Beobachtung des Bildes möglich ist. Zu diesem Zweck werden die Verstellcinrichtüngen
der
Polschuhe bzw. der Linsenelektroden durch die Vakuumwand hindurch nach außen geführt,
so.daß die Verstellung während des Betriebes des Mikroskops von außen her erfolgen
kann. Gemäß der weiteren Erfindung wird man auch die Objektivblende quer zur Strahlrichtung
verstellbar anordnen. Durch die Parallelverschiebung der Polschuhe bzw. der Linsenelektroden
tritt zwar eine Störung der mechanischen Rotationssvmmetrie ein. Diese Störung ist
jedoch von geringerem Einfluß als die durch die Parallelverschiebung zu kompensierende
Unsymmetrie des Abbildungsfeldes. Die Erfindung kann bei allen Korpuskularstrahlapparaten
und auch bei allen hierfür üblichen Linsensystemen angewendet werden.Corpuscular beam microscope When working with electron microscopes
has been shown that the alignment of the optical axis of the lens to the axis
of the microscope is extremely important for the image quality. One mechanically
no matter how cheap the exact manufacture of the pole pieces for magnetic lenses or the
Electrodes in electric lenses do not always lead to the desired goal, since
Inhomogeneities in the material or the surface are magnetic or electrical
Axis does not need to coincide with the mechanical one. To the required
To achieve precise adjustment, the entire lens has so far been tilted. For this
extensive mechanical adjustment devices are required. Also is a
such adjustment difficult to achieve while observing the image, though
the requirement is that when adjusting the irradiation apparatus
including the condenser lens should remain unchanged. The difficulties mentioned
are overcome according to the invention in that to align the optical axis
of the objective opposite the axis of the microscope when using a magnetic one
Lens at least one of the pole pieces or when using an electrostatic
Objective at least one of the lens electrodes by small amounts transversely to the beam axis
is adjustable. This displacement of the pole shoes or the electrodes can be independent
of object displacement can be carried out with similar drive devices,
how they are used to move objects. The devices for adjustment
are particularly expediently trained so that the adjustment during the
Observation of the image is possible. The Verstellcinrichtüngen are used for this purpose
the
Pole shoes or the lens electrodes passed through the vacuum wall to the outside,
so that the adjustment takes place from the outside during operation of the microscope
can. According to the further invention, the objective diaphragm is also used transversely to the direction of the beam
arrange adjustable. Due to the parallel displacement of the pole shoes or the lens electrodes
a disturbance of the mechanical rotational symmetry occurs. This disorder is
but of less influence than that to be compensated by the parallel shift
Asymmetry of the imaging field. The invention can be used with all particle beam apparatus
and can also be used with all lens systems customary for this purpose.
Als Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. i ein Querschnitt
durch die elektromagnetische Objektiviinse eines Elektronenmikroskops dargestellt.
Mit i ist die Wicklung der Linse bezeichnet. Diese ist in üblicher Weise durch einen
magnetischen Mantel 2 umgeben. Nach der Innenseite zu ist in diesem magnetischen
Mantel ein Spalt freigelassen, der durch einen Messingring 3 ausgefüllt ist. Der
Mantel 2 ist nach unten hin zu einem konischen Paßstück 4 verlängert, das in einen
entsprechend mit einem Innenkonus versehenen, darunter liegenden Teil s des Elektronenmikroskops
eingesetzt wird. Mit 6 und 7 sind die beiden ringförmigen Polschuhe der Linse bezeichnet.
Zwischen diesen Polschuhen befindet sich eine Objektivblende B. Die Polschuhe sind
in der aus der Figur ersichtlichen Weise aus zwei ineinandergesetzten Teilen zusammengefügt.
Die Polschuhteile 7 werden mit Hilfe des Ringes 9 zusammengehalten. Der untere Polschuh
ist fernerhin durch den Ring io am Mantel 2 festgeschraubt.As an exemplary embodiment of the invention, FIG. 1 shows a cross section
represented by the electromagnetic objective lens of an electron microscope.
The winding of the lens is denoted by i. This is in the usual way by a
magnetic jacket 2 surrounded. To the inside is magnetic in this one
Jacket left a gap which is filled by a brass ring 3. Of the
Sheath 2 is extended down to a conical fitting 4, which is in a
correspondingly provided with an inner cone, underlying part s of the electron microscope
is used. With 6 and 7, the two ring-shaped pole pieces of the lens are designated.
A lens diaphragm B is located between these pole pieces. The pole pieces are
Assembled in the manner shown in the figure from two nested parts.
The pole shoe parts 7 are held together with the aid of the ring 9. The lower pole piece
is also screwed tightly to the jacket 2 through the ring io.
Der obere Teil i i des Polschuhes 7 ist quer zur Strahlachse verschiebbar
angeordnet. Zu diesem Zweck sind die Berührungsflächen 12 der Teile ii und 7 als
Kugelfläche ausgebildet, deren Mittelpunkt an der Stelle liegt, wo die Strahlachse
das Zwischenbild 13 durchdringt. Zur Querverschiebung des Teiles i i gegenüber dem
Teil 7 dient ein Hebel 14, der bei 15 drehbar gelagert ist. Der Hebel 14 ist an
seinem unteren Teil bei 16 gabelförmig ausgebildet. In diese Gabel greift ein am
linken Ende erweiterter Stift 17 ein, der durch einen äußeren Antrieb quer zur Strahlachse
verstellt werden kann. Der Stift 17 ist in einen Bolzen 18 eingeschraubt, der seinerseits
am rechten Ende mit Hilfe des Gewindes ig durch Drehen einer Mutter -2o v2rstellt
werden kann. Zur Abdichtung des Bolzens 18 dient eine Gummischeibe 21 deren äußerer
Rand durch einen Druckring 22 und eine Mutter 23 gegen die Nabe 24 gedrückt
li wird, während der innere Teil durch eine -Mutter 25 und einen Druckring 26 gegen
den Schraubenkopf 27 gepreßt «-ird. Zur Verstellung wird ein besonderer Schlüssel
benutzt, der mit zwei Stiften in die Bohrungen : 8 und 29 der Mutter 2o paßt. Der
Hebel 14 übt bei seiner Drehung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn einen Druck auf
den Teil i i aus, so daß dieser entgegen dem Druck zweier in der Figur nicht dargestellter,
durch Federn abgestützter Hebel nach links verstellt wird. Zur Verschiebung von
i i in allen Richtungen dienen zwei um i2o° versetzte Verstellorgane gemäß 14 bis
29, während in der dritten, wiederum um 120c versetzten Richtung ein Gestänge gemäß
14 bis 16 angebracht ist, das durch eine Feder gespannt ist. Bei der rückläufigen
Bewegung des einen der beiden angetriebenen Hebel 14 drückt die am dritten Hebel
angreifende Feder den Teil i i wieder in Richtung von links nach rechts zurück.The upper part ii of the pole piece 7 is arranged to be displaceable transversely to the beam axis. For this purpose, the contact surfaces 12 of parts ii and 7 are designed as spherical surfaces, the center of which is at the point where the beam axis penetrates the intermediate image 13. A lever 14, which is rotatably mounted at 15, is used for transverse displacement of part ii with respect to part 7. The lever 14 is fork-shaped at its lower part at 16. A pin 17, which is widened at the left end and which can be adjusted transversely to the beam axis by an external drive, engages in this fork. The pin 17 is screwed into a bolt 18, which in turn can be adjusted at the right end with the help of the thread ig by turning a nut -2o. A rubber washer 21 is used to seal the bolt 18, the outer edge of which is pressed against the hub 24 by a pressure ring 22 and a nut 23 , while the inner part is pressed against the screw head 27 by a nut 25 and a pressure ring 26. A special key is used for adjustment, which fits into the holes 8 and 29 of the nut 2o with two pins. The lever 14 exerts a pressure on the part ii when it is turned counterclockwise, so that it is moved to the left against the pressure of two levers supported by springs, not shown in the figure. Two adjusting elements according to 14 to 29 offset by i2o ° serve to shift ii in all directions, while in the third direction, again offset by 120c, a linkage according to 14 to 16 is attached, which is tensioned by a spring. During the backward movement of one of the two driven levers 14, the spring acting on the third lever pushes part ii back in the direction from left to right.
Die Objektivblende 8 besitzt ebenfalls eine ähnlich aufgebaute Verstellvorrichtung.
In der Figur ist ein dieser Blende zugeordneter Hebel 3o dargestellt, der um die
Achse 31 gedreht werden kann. Hier ist von den drei um i2o° versetzten Hebeln derjenige
gezeichnet, an dem die Rückstellfeder angreift. Beim Drehen entgegengesetzt dem
Uhrzeigersinn spannt sich dabei die Rückstellfeder 32, welche beim Nachlassen des
mit Hilfe der nicht dargestellten, v ie oben angetriebenen Verstellhebel auf die
Blende 8 ausgeübten Druckes den Hebel 30 irn Uhrzeigersinn verdreht und damit die
Blende 8 von links nach rechts zurückverstellt.The lens diaphragm 8 also has a similarly constructed adjusting device.
In the figure, a lever 3o associated with this diaphragm is shown, which is around the
Axis 31 can be rotated. Here is the one of the three levers offset by i2o °
drawn on which the return spring engages. When turning opposite to that
The return spring 32 is stretched clockwise, which when the
with the help of the not shown, v ie above driven adjusting lever on the
Diaphragm 8 exerted pressure, the lever 30 rotated clockwise and thus the
Aperture 8 adjusted back from left to right.
In Fig. 2 ist auf der linken Seite eine Ansicht der Blende 8 von unten
dargestellt, auf der rechten Seite ist der Messingring 33, von oben gesehen; dargestellt.In Fig. 2 is a view of the aperture 8 from below on the left
shown on the right is the brass ring 33, seen from above; shown.