NL8003285A - Werkwijze en inrichting voor het monteren van stukken binnen de vacuumkamer van een elektronen- microscoop. - Google Patents

Description

N.O. 29.I4O 1

Werkwijze en inrichting voor het monteren van stukken "binnen de vacuümkamer van een elektronenmicroscoop.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het monteren van stukken binnen de vacuümkamer van een elektronenmicroscoop, in het bijzonder een aftastende elektronenmicroscoop.

In bekende aftastende elektronenmicroscopen worden alle obser-5 vaties van de te onderzoeken stukken uitgevoerd door het inbrengen van de stukken ΤΑη/ een vacuümkamer aangebracht aan het onderste einde van een elektronische optische kolom en bestaande uit een cupvormig lichaam met een hoofdzakelijk horizontale hartlijn, waarvan de binnenruimte toegankelijk is via een laterale opening. Tijdens 10 observaties wordt deze laatstgenoemde op een luchtdichte wijze afgesloten door middel van een deur die op gewone wijze schamier-baar is bevestigd aan een laterale wand van het cupvormige lichaam, zodat deze ten opzichte van het laatstgenoemde draait om een hoofdzakelijk vertikale as tussen een gesloten positie en een open 15 positie.

Gewoonlijk is een stukhouder verbonden met de roteerbare deur, welke stukhouder uitsteekt tot in het cupvormige lichaam, wanneer de deur is gesloten en zodanig is ingericht, dat deze een te onderzoeken stuk ondersteunt in een positie die langs ten minste drie 20 assen kan worden ingesteld door middel van een micrometer-instel-inrichting die zich in buitenwaartse richting uitstrekt van de genoemde deur af.

In het algemeen is de bewerking voor het ter observatie monteren van een stuk op de betreffende stukhouder extreem lang en 25 moeilijk, aangezien het stuk wordt gemonteerd, wanneer de deur open is en zodanig moet worden geplaatst, dat wanneer de deur gesloten is het stuk in een positie is die zo nauwkeurig mogelijk overeenkomt met de juiste observatiepositie.

Dit is niet steeds eenvoudig uit te voeren en bovendien be-30 staat steeds het risico dat gedurende instelbewerkingen uitgevoerd nadat de deur gesloten is, het stuk botst tegen een van de detec-tieinrichtingen aangebracht binnen de vacuümkamer. Aangezien dit moet worden vermeden omvatten bekende elektronenmicroscopen gewoonlijk een acoustisch alarmstelsel dat de bedieningspersoon waar-35 schuwt wanneer het te observeren stuk aankomt tegen een obstakel.

Ondanks de toepassing van alarmstelsels, levert de instelling van de positie van het stuk voor observaties steeds problemen op 800 3 2 85 2 'it τ en is bewerkelijk, en vereist voorts een tijdsduur, waardoor de werkelijke tijd drastisch wordt verminderd, die beschikbaar is voor het uitvoeren van observaties met de microscoop. De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze, waarmee de tijdsduur voor het instellen 5 van de positie van het te observeren stuk binnen de vacuümkamer aanzienlijk wordt verminderd en waarbij wordt verhinderd dat het te observeren stuk tijdens de instelling daarvan in aanraking komt met de wanden van de vacuümkamer en/of van de daarin aanwezige de-tectieinrichtingen.

10 In dit verband wordt opgemerkt, dat zulk een aanraking zeer gevaarlijk is en gemakkelijk een breken van de stukhouder kan veroorzaken en/of van de detectieinrichtingen als gevolg van het feit dat zoals vermeld de bewegingen op het stuk worden overgebracht door middel van mierometerinrichtingen die gewoonlijk mechanisch func-15 tioneren.

De uitvinding voorziet in een werkwijze voor het monteren van stukken binnen de vacuümkamer van een elektronenmicroscoop, welke kamer een vast cupvormige lichaam omvat met een laterale opening die op een luchtdichte wijze wordt afgesloten door een beweegbaar 20 sluitelement dat een stukhouder ondersteunt, en detectiemiddelen aangebracht binnen de kamer, welke werkwijze gekenmerkt is door het plaatsen van het sluitelement in een open positie; het voor observatie monteren van een stuk op de stukhouder; het op het sluitelement positioneren van een stijf masker vervaardigd van een 25 transparant materiaal en gevormd door een cupvormig lichaam met een holte die qua vorm en afmetingen identiek is aan die van het vaste cupvormige lichaam dat voorzien is van de genoemde detectiemiddelen; het instellen van de positie van het te observeren stuk om deze in de juiste positie te brengen voor het beginnen van de 30 observaties; het bewegen van het sluitelement tot in zijn gesloten positie na verwijdering van het genoemde masker.

De hierboven beschreven werkwijze levert de bedieningspërsoon de mogelijkheid door toepassing van het genoemde transparante masker om in de vacuüniamer te zien en om derhalve de positie van het 35 stuk zeer snel en betrouwbaar in te stellen zonder gevaar van beschadiging van de stukhouder en/of detectiestelsels.

De uitvinding voorziet eveneens in een inrichting voor het uitvoeren van de hierboven beschreven werkwijze, welke inrichting een stijf masker uit transparant materiaal omvat, dat gevormd is door 40 een cupvormig lichaam met een holte die qua vorm en afmetingen 800 3 2 85

V

3 dehtiek is aan die van het genoemde vaste cupvormige lichaam dat van de genoemde detectiemiddelen is voorzien.

De uitvinding zal hierna nader worden toegelicht aan de hand van een in de tekening getoonde uitvoeringsvorm.

5 De tekening toont de vacuümkamer 1 van een aftastende elektro nenmicroscoop, die aan de "bodem van een niet getoonde elektronische optische kolom is geplaatst, welke kamer wordt gevormd door een vast cupvormig lichaam 2 met een hoofdzaMijk horizontale hartlijn, die wordt gevormd door een onderste wand 3, een achterwand 4, een 10 "bovenste wand 5 en twee zijwanden 6 en 7· Deze wanden begrenzen een holte 8 die hoofdzakelijk de vorm heeft van een rechthoekig prisma en die in verbinding staat met de buitenzijde via een voorste laterale opening 9 begrensd door de wanden 3» 5, 6 en 7 en die omgeven is door een vlak ringvormig oppervlak 10.

15 Een doorgaande boring 11 is in de bovenwand 5 aangebracht na bij de achterwand 4» waardoor een elektronenstraal opgewekt en ge-focusseerd binnen de genoemde elektronische en optische kolom, doordringt tot in de ruimte 8. De hartlijn van de genoemde elektronenstraal snijdt de hartlijn van een richtorgaan (WDS-collimator) 20 12, dat wil zeggen een zör&enstralenr-nichtorgaan voor een detectie- stelsel van golflengte verstrooiing en de hartlijn van een richtorgaan (EDS-collimator) 13, dat wil zeggen een berylium-richtor-gaan voor een detectiestelsel van energie verstrooiing. De genoemde twee richtorganen 12 en 13 omvatten twee cilinders die in een 25 horizontaal vlak zijn aangebracht en schuin staan ten opzichte van elkaar en ten opzichte van de hartlijn van de boring 11.

In de kamer 8 is eveneens een foto-vermenigvuldigorgaan 12 voor secundaire elektronen voor beelddetectie aangebracht, bestaande uit een schuine cilinder die zich in bovenwaartse richting 30 van het binnenoppervlak van de achterwand 4 af uitstrekt, en die aan zijn einde voorzien is van een kooi van Faraday 15·

De kamer 1 omvat eveneens een afdichtingselement bestaande uit een hoofdzakelijk platte deur 6 met een laterale vertikale bus 17 die schamierbaar is om een pen 18 van een vork 19 die 35 vast is bevestigd aan het buitenoppervlak van de wand 7 en naar voren uitsteekt ten opzichte van het oppervlak 19· Tegenover de bus 17 is de deur voorzien van een. uitsteeksel 20 met twee doorgaande boringen 21 die niet getoonde schroeven kunnen opnemen, die samenwerken met boringen 22 aangebracht door een vast opstaand 40 orgaan 23, ten einde de deur 16 in zijn gesloten positie te vergren- 800 3 2 85 4 delen. In deze positie werkt de deur 16 op een luchtdichte wijze samen met het ringvormige oppervlak 10 door middel van een ringvormige afdichtingspakking 24 ondersteund door de deur 16.

Een plaat 25 die draaibaar is om een horizontale as is door de 5 deur 16 gemonteerd en vormt de basisplaat van een stukhouder 26, waarvan de bewegingen van buitenaf kunnen worden geregeld door mi-crometer-regelorganen die niet getoond zijn.

Behalve de plaat 25 omvat de stukhouder 26 een geleidingsor-gaan 27 dat vast aan het binnenoppervlak van de plaat 26 is beves-10 tigd en loodrecht staat op de hartlijn van deze laatstgenoemde, terwijl een slede 28 verschuifbaar langs het geleidingsorgaan 27 is gemonteerd. Be slede 28 ondersteunt een geleidingsorgaan 29 waarvan de hartlijn loodrecht staat op de hartlijn van het geleidingsorgaan 27 en dat verschuifbaar een tweede slede 50 ondersteunt.

15 Beze laatstgenoemde ondersteunt een derde slede 51 die kan schommelen om een as evenwijdig aan de hartlijn van het geleidingsorgaan 29 en de derde slede ondersteunt een vierde slede 52 die kan schommelen om een as evenwijdig aan de hartlijn van het geleidingsorgaan 27 en waarmee een te onderzoeken stuk (niet getoond) kan -• 20 worden verbonden.

Tijdens bedrijf wordt de positie van het te onderzoeken stuk dat met de slede 52 is verbonden, ingesteld terwijl de deur 16 open is door middel van een stijf masker 53 van transparant materiaal bestaande uit een cupvormig lichaam 54 gevormd door een 25 onderste wand 55» een achterwand 56, een bovenwand 57 en twee zijwanden 58 en 59· Deze wanden definiëren een ruimte 40 die Identiek is aan de ruimte 8 en in verbinding staat met de buitenzijde via een opening 41 die identiek is aan de opening 9 en omgeven is door een flens 42, waarvan het vooroppervlak 43 wezenlijk identiek is 50 aan het oppervlak 10.

Binnen de kamer 40 zijn drie cilinders 44, 45 en 48 aangebracht die qua positie en afmetingen identiek zijn aan de respectievelijke richtorganen 12 en 15 en het fotovermenigvuldig orgaan 14· Een van schroefdraad voorziene pen 48 is gemonteerd door een 55 doorgaande boring 47 aangebracht in de wand 57 in een positie die overeenkomt met die van de boring 11, waarbij het vrije einde 49 van de van schroefdraad voorziene pen 48 de fucus positie voor de bundel voorstelt en naar boven en naar beneden instelbaar is tussen twee eindposities, hetgeen een optimaal variatieveld van de 40 positie van de bundelfocus definiëerd.

/\ 800 3 2 85 5

Teneinde de positie van het te onderzoeken stuk in te stellen plaatst de bedieningspersoon het masker 33 met de geopende deur 16 in een positie tegenover de stukhouder 26, waarbij de flens 42 aanligt tegen de pakking 24· Door instelling van de mierometer-be-5 sturingsinrichtingen stelt de bedieningspersoon daarna de inrichting 26 zodanig dat het te onderzoeken stuk in de gewenste positie wordt gebracht ten opzichte van de cilinders 44>45 en 46 en ten opzichte van het punt 49j terwijl hij de bewegingen van het stuk observeert door de transparante wanden van het masker 33· 10 Wanneer de gewenste positie is bereikt, wordt het masker 33 verwijderd en het te onderzoeken stuk wordt in de gewenste positie binnen de kamer 8 gebracht door het eenvoudg sluiten van de deur 16.

Indien het te onderzoeken stuk een gecompliceerde vorm heeft, kan de bedieningspersoon met behulp van het masker 33 alle instel-15 bewerkingen registreren die noodzakelijk zijn om het stuk uit een veilige' beginpositie te verplaatsen naar zijn uiteindelijke vereiste positie. Wanneer het masker 33 is verwijderd wordt het stuk daarna teruggebracht in zijn beginpositie en de hierboven geregistreerde instelbewerkingen kunnen daarna worden herhaald terwijl de 20 deur 16 gesloten is.

800 3 2 85

Claims (3)

1. Werkwijze voor het monteren van stukken binnen de vacuümkamer van een elektronenmicroscoop, omvattende een vast cupvormig lichaam met een laterale opening die op een luchtdichte wijze kan worden gesloten door een beweegbaar sluitelement dat een stukhou- 5 der ondersteunt, en detectiemiddelen aangebracht binnen de genoemde kamer, welke werkwijze /g~% kenmerkt do or de volgende stappen: het plaatsen van het sluitelement in een open positie; het monteren van een te observeren stuk op de stukhouder; 10 het op het sluitelement plaatsen van een stijf masker vervaardigd van transparant materiaal en gevormd door een cupvormig lichaam met een holte die qua vorm en afmetingen identiek is aan die van het genoemde vaste cupvormige lichaam dat is voorzien van de genoemde detectiemiddelen; 15 het instellen van de positie van het te observeren stuk om deze in de juiste positie voor begin observaties te brengen; en het bewegen van het sluitelement tot in zijn gesloten positie na verwijdering van het genoemde masker.

2. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens 20 conclusie 1, gekenmerkt door een stijf masker vervaardigd van transparant materiaal en gevormd door een cupvormig lichaam met een binnenholte die qua vorm en afmetingen identiek is aan die van het genoemde vaste cupvormige lichaam dat van detectiemiddelen is voorzien. 25

3- Inrichting volgens conclusie 2,met het kenmerk, dat instelmiddelen voor het simuleren van de focuspositie van een elektronenbundel die tot in het vaste cupvormige lichaam wordt . gericht, door de bovenwand van het masker zijn gemonteerd. S0 0 3 2 85