DE1160121B

DE1160121B - Heizbarer Objekttraeger fuer Elektronenstrahlgeraete, insbesondere Elektronenmikroskope

Info

Publication number: DE1160121B
Application number: DES72395A
Authority: DE
Inventors: Dr Karl-Heinz Herrmann; Dipl-Math Wolfram Loebe; Felix Wilke
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1961-02-07
Filing date: 1961-02-07
Publication date: 1963-12-27
Also published as: US3151241A; NL272333A

Description

INTERNAT. KL. H 01 j

DEUTSCHES

PATENTAMT

S 72395 Vmc/21g

ANMELDETAG: 7. F E B RU AR 1961

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 27. DEZEMBER 1963

Es sind heizbare Objektträger fürElektronenstrahlgeräte, insbesondere Elektronenmikroskope, bekannt, bei denen zur Heizung des Objektes eine dieses umgebende selbständige Heizspule verwendet wird oder bei denen der Objektpatrone eine auf einen Porzellanzylinder in freier Wicklungsanordnung aufgebrachte elektrische Heizwicklung zugeordnet ist. Diese Anordnungen erfordern, teils infolge ihrer geringen Wärmeisolation gegenüber der Umgebung und teils infolge ihrer geringen Wärmeleitfähigkeit gegenüber dem Objekt, im Hinblick auf die dadurch eintretenden unerwünschten Wärmeverluste zur Objektheizung eine erhöhte Heizleistung.

Um hier Abhilfe zu schaffen, hat man den Objektträger bei einem anderen bekannten Elektronenstrahlgerät so ausgebildet, daß er selbst von Strom durchflossen ist; er ist z. B. bandförmig ausgebildet. Eine solche Anordnung bringt mechanische Schwierigkeiten mit sich. So muß ζ. B. das Band! genau strahlsymmetrisch befestigt werden, da seine Durchtritts-Öffnung für die Elektronenstrahlen sehr klein ist. Wegen der Sprödigkeit des Bandmaterials ist bei wiederholtem Betrieb die Gefahr gegeben, daß das Band reißt. Auch die Objektbefestigung ist bei dieser Ausbildung umständlich.

Diese Nachteile sind bei einem anderen bekannten heizbaren Objektträger für Elektronenstrahlgeräte, insbesondere Elektronenmikroskope, vermieden, bei dem die Objektpatrone mit einem Metallröhrchen ausgerüstet ist, das die isolierte, vorzugsweise bifilare Heizwicklung aufnimmt und das durch ein wärmeisolierendes, topfförmiges Einsatzstück gegen den Patronenkonus wärmeisoliert ist.

Bei dieser Anordnung können sich im Betrieb, d. h. während des Heizens des Objektivträgers, undefinierte, ruckartige Bewegungen des Objektes infolge der Tatsache zeigen, daß sich die einzelnen Bestandteile der Objektpatrone verschieden stark erwärmen und darüber hinaus unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten besitzen. Die mechanische Stabilität der Patrone ist daher nicht gesichert, so daß sich die Verbindung der Einzelteile im Betrieb lockern kann.

Die Erfindung betrifft einen heizbaren Objektträger für Elektronenstrahlgeräte, insbesondere Elektronenmikroskope, bei dem die Objektpatrone mit einem Metallröhrchen ausgerüstet ist, das die isolierte, vorzugsweise bifilare Heizwicklung aufnimmt und das durch ein wärmeisolierendes, topfförmiges Einsatzstück gegen den Patronenkonus wärmeisoliert ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den genannten Nachteil der mechanischen Instabilität zu vermeiden.

Heizbarer Objektträger

für Elektronenstrahlgeräte,

insbesondere Elektronenmikroskope

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2

Dr. Karl-Heinz Herrmann,
Dipl.-Math. Wolfram Loebe

und Felix Wilke, Berlin,
sind als Erfinder genannt worden

Insbesondere sollen die ruckartigen Objektbewegungen in gleichmäßige Bewegungen umgesetzt werden, die nach Erreichen eines Wärmeausgleichs zwischen den in Verbindung stehenden Teilen aufhören.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß das Metallröhrchen und/oder das Einsatzstück und/oder der Patronenkonus durch elastische Glieder, vorzugsweise Federn, gegeneinander verspannt sind. Diese Verspannung bietet Sicherheit gegen eine Lockerung der Verbindung der einzelnen Teile bei erhöhter Temperatur.

Zur Erläuterung der beschriebenen Einrichtung ist in der Zeichnung die in den Objekttisch einzusetzende Objektpatrone dargestellt. An dem im Objekttisch sitzenden Patronenkonus 1 ist unter Verwendung des beispielsweise aus wärmeisolierender Keramik bestehenden, als Träger dienenden topfförmigen Einsatz-Stückes 2 das beispielsweise aus Titan, Molybdän oder Platin hergestellte Metallröhrchen 3 mittels der Mutter 4, die aus denselben Metallen bestehen kann, befestigt. In der Wand des Metallröhrchens 3 ist die isolierte, vorzugsweise aus Wolframdraht bestehende Heizwicklung 5 angeordnet. Zur Vermeidung von Störfeldern ist die Heizwicklung bifilar gewickelt. Am unteren Ende des Metallröhrchens 3 befindet sich in einer Passung die Objektblende 6, die durch eine auf das Ende des Metallröhrchens 3 aufgeschraubte Kappe 7 gehalten wird. Dieser Aufbau der Patrone gibt die Möglichkeit, sie in einfacher Weise durch

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enthaltenden ζ. Β. in einer

Eintauchen des die Heizwicklung 5
Metallröhrchens 3 mit der Kappe 7
Säure zu reinigen.

Die mit 8 bezeichneten Leitungen dienen zur Zuführung der über den Kontakt 9 abgenommenen Heizleistung.

Zusätzlich zu den genannten Teilen sind noch ein topf artiges Zugteil 10 und eine Druckfeder 11 vorgesehen, die dazu dienen, einzelne Teile der Heizpatrone federnd gegeneinander zu verspannen. Zu diesem Zweck ist das topfartige Zugteil 10 zusammen mit dem topff örmigen Einsatzstück 2 mittels einer Mutter 4 auf dem Metallröhrchen 3 befestigt, und das Zugteil 10 besitzt einen Bund 12, an dem die Feder 11 mit ihrem einen Ende aufliegt. Mit ihrem anderen Ende liegt sie auf einer Schulter 13 an dem Patronenkonus 1 auf und drückt diesen dadurch gegen die Auflage 14 des topfförmigen Einsatzstückes 2; dadurch ist das Metallröhrchen gegen den Patronenkonus 1 federnd verspannt. Die Feder besteht zweckmäßig aus nichtmagnetischem, temperaturfestem Material. Sie steht nicht in direkter Verbindung mit den aufgeheizten Teilen der Objektpatrone.

Es kann vorteilhaft sein, auch die Zuführung der Heizleistung zu dem Kontakt 9 federnd zu gestalten, beispielsweise durch Verwendung federnder Kontaktstäbe (nicht dargestellt).

Die dem Strahlengang zugekehrte Wand des topfartigen Zugteiles 10 kann zum Schutz gegen Aufladung metallisiert sein. Ist das Zugteil nicht vornanden, kann statt dessen die entsprechende Wand des topfförmigen Einsatzstückes 12 metallisiert sein.

Infolge des weitgehend rotationssymmetrischen Aufbaues des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles treten im wesentlichen Bewegungen in Richtung der optischen Achse auf. Auf Grund der guten Wärmeisolation gegenüber dem Objekttisch und der leichten Auswechselbarkeit des Objektes sowie wegen der geringen Wärmekapazität der zu heizenden Teile ist die Heizung, die durch Wärmeleitung und durch Wärmestrahlung von der bifilaren Heizwicklung 5 her erfolgt, bei der beschriebenen Anordnung sehr wirkungsvoll. Um die Wärmestrahlung des Objektes kleinzuhalten, ist die Objektblende 6 so angeordnet, daß ihre konische Öffnung der Kappe 7, die eine möglichst kleine Strahldurchtrittsöffnung besitzt, zugekehrt ist. Dadurch wird erreicht, daß die Strahldurchtrittsöffnungen einen möglichst kleinen, vom Objekt ausgehenden Raumwinkel einschließen.

Ein heizbarer Objektträger, bei dem die Objekt- so blende in dieser Weise in einem durch das Metallröhrchen und die metallene Kappe gebildeten ofenartigen Raum, dessen Strahldurchtrittsöffnungen vom Objekt gesehen möglichst kleine Raumwinkel einschließen, angeordnet ist, ist bereits vorgeschlagen worden.

Die Temperaturbestimmung kann durch Messung der Heizleistung mittels eines der Heizwicklung 5 zugeordneten Wattmeters erfolgen, das in der Zeichnung nicht dargestellt ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Heizbarer Objektträger für Elektronenstrahlgeräte, insbesondere Elektronenmikroskope, bei dem die Objektpatrone mit einem Metallröhrchen ausgerüstet ist, das die isolierte, vorzugsweise bifilare Heizwicklung aufnimmt und das durch ein wärmeisolierendes, topfförmiges Einsatzstück gegen den Patronenkonus wärmeisoliert ist, da durch gekennzeichnet, daß das Metallröhrchen (3) und/oder das Einsatzstück (2) und/oder der Patronenkonus (1) durch elastische Glieder, vorzugsweise Federn (11), gegeneinander verspannt sind.

2. Objektträger nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines topfartigen Zugteiles (10), das durch eine Mutter (4) zusammen mit dem topfförmigen Einsatzstück (2) auf dem Metallröhrchen (3) befestigt ist, sowie einer Druckfeder (11), deren eines Ende auf dem topfartigen Zugteil (10) festliegt und die mit ihrem anderen Ende den Patronenkonus (1) gegen eine Auflage (14) am topfförmigen Einsatzstück (2) drückt.

3. Objektträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (11) aus nichtmagnetischem, temperaturfestem Material besteht.

4. Objektträger nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (11) nicht in direkter Verbindung mit den aufgeheizten Teilen der Objektpatrone steht.

5. Objektträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Strahlengang zugekehrte Wand des topf artigen Zugteiles (10) bzw. des topfförmigen Einsatzstückes (2) zum Schutz gegen Aufladung metallisiert ist.

6. Objektträger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen rotationssymmetrischen Aufbau.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1131 820.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen