DE1937482A1

DE1937482A1 - Mikrostrahlsonde

Info

Publication number: DE1937482A1
Application number: DE19691937482
Authority: DE
Inventors: Liebl Dipl-Phys Dr Helmut
Original assignee: Institut fuer Plasmaphysik GmbH
Current assignee: Institut fuer Plasmaphysik GmbH
Priority date: 1969-07-23
Filing date: 1969-07-23
Publication date: 1971-02-04
Also published as: DE1937482B2; GB1325551A; DE1937482C3; US3617739A; FR2056144A5

Description

S 8046-69/Dr.ν.Β/Ε .

Institut für Plasmaphysik G.m.b.H. 8046 Garching

Mikrostrah!sonde

Mikrostrahlsonden sind Analysegeräte_s bei denen ein eng begrenzter Bereich eines Untersuchungsobjektes mit Hilfe eines Korpuskularstrahles analysiert wird. Bei einer Elektronen-Mikrostrahlsonde wird ein scharf fokussierter Elektronenstrahl auf das Untersuchungsobjekt gerichtet und die vom Auftreffbereich des Elektronenstrahls emittierte Röntgenstrahlung wird mittels eines Röntgenspektrometers analysiert (siehe z.B. H.Malissa "Elektronenstrahlmikroanalyse" Handbuch der mikrochemischen Methoden IV₉ Springer-Verlag 1966). Bei einer Ionen-Mikrostrahlson-j de wird ein fein fokussierter Ionenstrahl auf das Untersuchungs- j objekt gerichtet und die vom Auftreffbereich des Ionenstrahles j ausgehenden Sekundärionen werden mittels eines Massenspektrome- i ters analysiert (siehe z.B. H. Liebl "Ion Microprobe Mass Analyzer" J. Appl.Phys 3^, 5277 (1967)).

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mikrostrahlsonde mit einer Ionenquelle, einem magnetischen Sektorfeld zur Aussonderung von Ionen einer gewünschten Masse aus dem von der Ionen]· quelle erzeugten Ionenstrahl, einer Kondensorlinse sowie einer ; Objektivlinse zum Erzeugen eines Beschußfleckes kleinen Querschnittes auf einem Untersuchungsobjekt, und einer Anordnung zur Bestimmung der im Beschußfleck erzeugten Sekundärionen.

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Eine solche Mikrostrahlsonde ist in der oben erwähnten Arbeit von H. Liebl beschrieben. Bei dieser bekannten Ionen-Mikrostrahlsonde liegt der überkreuzungsbereich, also der Bereich geringsten Querschnittes, des von der Ionenquelle erzeugten Ionenstrahles in der eintrittseitigen Brennebene des magnetischen Sektorfeldes, dessen Aufgabe darin besteht, einen vollkommen reinen Primärstrahl, also einen Primärstrahl, der nur Ionen einer einzigen Masse enthält, zu erzeugen. Ionen einer bestimmten Soll-Energie eU treten als paralleles Strahlenbündel aus dem Magnetfeld aus. Ionen, deren Energie um βΔϋ von der^Soll-Energie abweicht, treten ebenfalls als paralleles Strahlenbündel aus dem Magnetfeld aus, dieses Strahlenbündel bildet jedoch einen kleinen j Winkel γ in der Ablenkebene mit dem Strahlenbündel aus den Ionen ! der Soll-Energie. Dieser Winkel ist gegeben durch die Gleichung

wobei N₂ der Impulsdispersionsfaktor des Magnetfeldes ist. Die aus dem Magnetfeld austretenden Ionen werden durch die Kondensorlinse, die aus einer elektrostatischen Einzellinse besteht und ά±φ Brennweite f hat, in ihrer Brennebene fokussiert. Der Fokussie- ^: rungsort für die Ionen der Energie e(U +Δϋ) ist bezüglich des Po-^! küsslerungsortes für Ionen der Energie etT in der Ablenkebene : transversal zur Linsenachse um den Betrag

■ . ^ _>v > ^N2 AU '-■■-. :

y = f_Y =f 2-gr (2)

verschoben. Der Strahlquerschnitt am Bildort ist also trotz stigmatischer Abbildung des überkreuzungsbereiöhesder Ionenquelle nicht kreisförmig, sondern wegen der Impulsdispersiön des Magnetfeldes je nach der Energieunschärfe der Ionen mehr oder weniger länglich.

Außer der Energieunschärfe der Ionen gibt es noch zwei weitere Paktoren, die das Bild des Überkreuzungsbereiches läng- , lieh machen oder auch auswandern lassen können, nämlich TnstabiV.-¹

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litäten der BeSchleunigun'gsspannung U und der magnetischen Feldstärke H. Unter den Begriff Instabilität soll hier auch die Welligkeit fallen. Die Instabilität sowohl der Beschleunigungsspannung als auch der magnetischen Feldstärke verändern die Richtung des aus dem Magnetfeld austretenden parallelen Strahlenbündels •um einen Winkel γ, der im einen Fall durch die Gleichung (1) gegeben ist, wobei nun AU die Schwankung der Beschleunigungsspannung bedeutet, und im anderen Falle durch die Gleichung

T = N₂ ^- ' O),

wobei ΔΗ die Schwankungen der magnetischen Soll-Feldstärke HL bedeuten.

Bei der bekannten Mikrostrahlsonde wird das Zwischenbild des überkreuzungsbfereiches durch die Objektivlinse auf das Untersuchungsobjekt abgebildet und man erhält somit dort einen länglichen Beschußfleck mit unerwünscht großem Querschnitt.

Der vorliegenden Erfindung liegt als erstes die Aufgabe zugrunde, den oben geschilderten Nachteil zu vermeiden. Es wurde gefunden, daß dies möglich ist, wenn zwei Bedingungen erfüllt sind. Erstens muß ein Magnetfeld verwendet werden, dessen Dispersionskoeffizient N₂ = 0 ist. Durch ein solches Feld wird ein Ionenstrahl derart aufgetrennt, daß Ionen verschiedener Impulse, die entlang einer gemeinsamen Geraden ins Feld eintreten, das Feld auf verschiedenen, zueinander parallel versetzten Geraden verlassen.

Zweitens muß, damit die obige Gleichung (2) anwendbar ist·, die virtuelle,Ionenquelle, von der Kondensorlinse aus gesehen, im Unendlichen liegen, d.h. Ionen, die mit gleichem Impuls von einem, bestimmten Punkt der Ionenquelle in einen kleinen Raumwinkelbereich austreten, müssen das Magnetfeld als paralleles Strahlenbündel verlassen.. ' " -'

Diese beiden Bedingungen können zu einer einzigen zusammengefaßt werden, nämlich daß das Magnetfeld so beschaffen

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sein muß, daß alle Ionen, die von einem bestimmten Punkt der Ionenquelle mit einer kleinen relativen Energiebreite in, einen kleinen Raumwinkelbereich, ausgehen, das Magnetfeld als paralleles Strahlenbündel verlassen. Da die Kondensorlinse dieses Strahlenbündel;, vom chromatischen Linsenfehler abgesehen* in ihrer Brennebene wieder in einen Punkt fokussiert, findet dort aber auch keine, Massentrennung statt. Um trotzdem eine Massentrennung zu erreichen, die ja der Zweck des Magnetfeldes ist; muß im Magnetfeld selbst ein Mas senspektrunr. erzeugt und dort die massenauflösende Blende (z.B. ein Spalt) angebracht werden.

Eine Anordnung, die alle diese.Bedingungen erfüllte ist eine Kombination aus einem homogenen l80°-MagnetfeId und einer elektrostatischen Linse, in deren Brennebene die Ionenquelle liegt. Die elektrostatische Linse macht das von der Ionenquelle kommende Ionenstrahlbündel parallel. Nach einer Ablenkung um 90° j wird im Hagnetfeld ein Masenspektrum erzeugt. Ionen der Soll-Mas-i se treten durch den im'Magnetfeld angebrachten Spalt und verlassen das"Magnetfeld wieder als paralleles Strahlenbündel. Die fol-j gende Köhdehsörlinse entwirft in ihrer Brennebene dann ein Bild der Ionenquelle, das nun trotz Energieinhomogenität der Ionen ι völlig rund ist und auch bei Instabilitäten der Beschleunigungs- ; spannung und des Magnetfeldes weder verbreitert wird noch seitlich auswandert. - -■-'"-''"''"-"'

Eine Mikrostrahlsonde mit einer ionenquelle, einem inag-

-. - - -.,-■ ■■>■ - .. " . " ..-■■, -ja χ mv -■ ■ ' ■■■ netischen Sektorfeld zur Aussonderung von Ioner^einer gewünschten Masse aus dem ¹VOn der Ionenquelle erzeugten Ionenstrahl, einer Kondensor linse "scwie einer Objektivlinse zum Erzeugen eines Beschußfleckes kleinen Querschnittes auf einem üntersuchüngsöbj'ekt, und einer Anordnung, insbesondere einem Massenspektrometer., zur Bestimmung der im Beschußfleck erzeugten Sekundärionen ist also : gpmäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der-Ionenquelle und dem: magnetischen Sektorfeld'eine Ionenlinse -an-* geordnet. ist"5-deren eintrittsseitige Brennebene mit dem Bereich, . in. de^idertivon der Ionenquelle ausgehende ,Ionenstrahl seinen ^; !■

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kleinsten Querschnitt hat, zusammenfällt,, und. daß das nömögene magnetische Sektorfeld ein l80°-Magnetfeld ist, in dem die- von der lonenlinse ,als paralleles Bündel eintretenden Ionen nach, einer Ablenkung um 90° am Ort einer Blende* die im" wesentlichen nur Ionen der gewünschten Masse durchläßt* zu einem Massenspeki-trum fokussiert werden: wid die tluröhgelassenen Ionen nach einer weiteren .Ablenkung wa 90^ als paralleles Bündfei austreten*

Ein weiterer Jiachteil der faefeannten Mkrostrahlsonden bestellt darin» daß die iJntersiiehungen entweder iiui? unit ieiiiem , Elektronenstrahl ©der nwc Mt eine^ft Ionenstrahl #arehgefiihrt wenden können» Ss wiiräe Jöctoeh fiele tfntei?suiäiimgeft ^esentiä-οϊϊ ve3?eimfachen. mä aumüeril überhaupt öröt Möglich ffiacneii, menu ein iÄitersuöhungsobjekife in ein wCiä a&mmlfo&ii einem Elefctronsnstr-alil als aiicli anit ^ werfen Jcönftte.

Gemäß einer Weiterbildung; des» Erfindung WiM Aufgabe dadurch gelöst,, daß zwischen deM lBö^ö^agnetJfeld und Kondensorlinse ein zweites, homogenes
net ist, das von dem aus dem ersten
den Ionenbündel durchsetzt wird, .daß. dejfii zweiten ein ein paralleles Elekibronenstrahlbtiniäel lieferndes i Strahlerzeugungssystem derart zugeordnet ist, daß das in das ; zweite l80^o-Magnetfeld eintretende Elektrönenstrählbündel nach Ablenkung'um 180° als paralleles Bündel wieder austritt und ko* aiäl zum Weg des lonenbündels in die Kondensorlinse eintritt*

■Vorzugsweise, werden dann als, Kondens.orlinse, und vorr z'ugswei3e auch als Objektivlinse* jeweils; eine-kombinierte, magnetische und elektrostatische Linse verwendet,* die zwei,,mit ... _r, Durchbrechungen für; die zu fokussiergEden: Ko^puskularSjtiiaihlen »Elektronen- und Ionenjst?ahle;n^ aferrsfihen^,', magnet iö ehe":

«lpe zwischen diesen angedjidjletej^ivoniihnan däöi ünMgnetische Blendenelektrode;, eine fmagnetischeoVpriiicntung- s'i zum Erzeugen eines.Magnetfeldes zwiieh#rt den Poüschtihin^undi eine elektrische Vorrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Feldes

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zwischen den Polschuhen einerseits und der Blendenelektrode an-' dererseits aufweist.

Diese neuartige Linse ist in Ihrer Anwendung nicht auf die hier beschriebenen Mlfcrostrahlsonden beschränkt* sondern , läßt sich auch auf andere Einrichtungen, die entweder gleichzeitig oder alternativ mit Elektronen- und Iöhenstrählen arbeiten_s anwenden.

Die Erfindung wird Im folgenden anhand der Zeichnung w näher erläutert, es zeigen: ;

Fig* 1 eine sehematlsohe Darstellung einer Mlkröstrahlsonde gemäß einem AefÖhrungsbeisplel der Erfindung,die entweder gleichzeitig oder wahlweise mit einem Ionenstrahl oder einem EIeIci\- t^önenstrahl betriebenwerden

Fig« Z eine schematische Darstellung, eines .,$el3,es einer^ XorpuskularstrahJLliösej wie sie vorzugsweise als und Objektivllnse In der Einrichtung^ geinäß_a Fig* X,

Fig»'3 ein^ Diagramm aur Erläütörung^ der Ei§enschaften iäer Mnsegeinäß fig* Sy ⁵UWd ' ^ ...,., >-c-a se

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Fig, H eine graphische Darfftellung des Strahlverlaufes In einem feil einer Mikrostrählsonden-Ippäratui* geßäß. der Erfindung „ / ■;.... ■ - ... .■ - " : .''""■ ■**''"'_" :■' "'"''-'" ^y

. Die in FIg. 1 als Ausfuhrungs^eispiel. der Erfindung dargestellte Mlkrostrahlsönden-Äpparatur läßt sich wahlweise oder auch gleichzeitig mit einem Ionenstrahl und einem .Elektronenstrahl betreiben, Sie enthält eine Ionenquelle 1O₃ die-.z.p*_xaus einem sogenannten Duoplasmatron (Rev.Sei.Instr.JjJ, 1340 (1962)) bestehen kann. Die Ionenquelle 10, oder genauer gesagt, der Bereich kleinsten Querschnittes des von ihr erzeugten Ionenstrahlbtindels, liegt in der eintrlttseitlgeri Brennebene einer elektrostatischen !Linse 12, aus der die Ionen daher als paralleles Bündel austreten. Das parallele IÖneribiindel tritt in ein homogenes ifiO^MagnetfeM 14 ein, in dem nach einer Ablenkung; der Ionen ^v um 90° ein Massenspektrum ersseugt wird. Die Ionen, die die ge-

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wünschte Masse haben, werden von einer dm Magnetfeld angeord- , neten, nichtmagnetischen Spalt- oder Lochblende 16 durchgelassen und treten nach einer weiteren Ablenkung um 90° vrieder als paralleles Bündel aus dem Magnetfeld 14 aus. Das Ionenbündel wird dann durch eine Koridenäarlinse 10 zu einem Bild 20 der Ionen-· quelle fokussiert. Dieses Bild 2Ö wird dann durch eine Objektivlinse 22 auf ein Untersuchungsobjekt 24 abgebildet. Der Ionenstrahl erzeugt durch Zerstäubung kleiner Teile des Untersuchungs· Objektes Sekundär!dnen, die durch ein Massenspektrometer 26 analysiert werden.

> " 'Soweit beschrieben, ist die Einrichtung als Ionen-•Ilikröstrählsohde" funktionsfähig»^ -

--—-—.' Die zulässige Energieinhomogenität ergibt sich aus der Forderung, daß an der Blende 16 eine einwandfreie Massen- «trennung stattfinden ~muß^ Würden mit den Ionert der Soll-Masse M noch Ionen einer benachbarten Masse Μ+ΔΜ durch die Blende 16 gelangen,' so würden dies^ falschen Tonen durch die Kondensorlinse^lS an. der gleiche.n Stelle _swie die Ionen der richtigen Mas- ' se fokussiert werden und der auf das Untersuchungsobjekt auftreffende Ionenstrahl würde dann inhomogen sein.

. Das. Massenauflösungsvermögen A eines Magnetfeldes ist gegeben durch die Gleichung:

Um völlige Rassentrennung zu erreichen, muß also die folgende Beziehung erfüllt sein: :ί ^

Da,die aus einffpuop.lasmatron-^Ionenqu^j.ie stammenden Ionen eine Energiebreite,von höchstens IQ eV^iaben, beträgt die relative Energiebreite AU/U ,bei ..einer typischen Beschleunigungsspannung von 10 kV jetnra 1:.1QOO. Andererseits^ ist ein ilassenauf lösungsvei—

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mögen von höchstens 25Cr erf order lieh, wenn man alle Elemente mit einbeziehen will, so daß die Erfüllung der obigen Forderung keinerlei Schwierigkeiten bereitet. '

Die zulässigen Schwankungen AU bzw- ΔΗ der Beschleunigungsspannung U bzw. der magnetischen Feldstärke H ergeben sich aus der Forderung, daß der Ort, an dem die Ionen mit der Soll-Masse" im Massenspektrum fokussiert werden, nicht soweit auswandern darf, daß das Bündel dieser Ionen von der Blende 16 beschnitten wird (siehe Fig. k), da dies Intensitätsschwankungen des lonaistromes zur Folge hätte. Für die Schwankungen der■ "Beschleunigung? |- spannung gelten die gleichen Überlegungen wie oben for die Energieunsehctrfe. Daraus folgt, daß ,. .

sein muß, wobei ΔΪΙ jetzt die Schwankungen der Beschleunigungs^ spannung TT₀bedeutet.

Für die zulässige Schwankung ΔΗ der magnetischen Feldstärke H_oergibt sich

ΔΗ 1

Der Faktor 1/2 rührt von der Wurzelabhängigkeit der Feldstärke '' von der Masse her.

Die Netzgeräte für die Beschleunigungsspannung und den Magnetfeldstrom brauchen also nur auf etwa 0,l# stabilisiert zu sein, was kein Problem darstellt. Bei der oben erwähnten bekannten Ionenstrahlsonde ist dagegen der Beschußfleck bei einer Beschleunigungsspannung von 10 kV wegen der Energieunscharfe der Ionen etwa zweimal so lang wie breit. Um die seitlichen Auswanderungen des Besch-ußfleckes in vernünftigen Grenzen zu halten, müssen Beschleunigungsspannung und Magnetfeld auf etwa 0,01£ stabilisiert sein, was schon einen erheblichen elektKiiJjßihen Aufwand erfordert.

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der oben beschriebenen Xonen-Mikostrahlsonde gemäß der Erfindung ist der Beschußfleek trotz «der Energieunscharfe der Ionen kreisförmig und es -tritt trotz zehnmal schlechterer Stabilisierung der Netzgeräte -keine .seitliche Äuswanderung^auf.

Gemäß einer .Weiterbildung der !Erfindung wird-die beschrieb en e Ionen-rMikr ostrahlsonde dahingehend ,ausgestaltet, ,daß sie wahlweise oder gleichzeitig a/ueh mit einem Slektbronenstrahl betrieben .wenden kann. Hierzu werden zusätzlich- ein Elektr-onenstrahle-rzen^ungs system 30 ₃ -das ein par-alieles -Elektronenstrahlbündel jlieifeirt^ ein weiteres iBO^rMagiieit^eld 32 und .ein /RöntgenspekibrometeiE' 3^ zur Analyse der im BesclamiB^leOkjerzeigten Bönb' feenstrahlunig "vorgesehen:. Das Elektronensifcspa^hlerAeugu^gssystem kann ein einfaches Triodensystem 36 und eiine; eleiktr©,statische oder magnetische Linse 38 enthalten., deren eintritt sei tige Brennebene mit dem übierkremzungsber.eicli des· Systeks 36 zusammenfällt_a enthalten. Indem zweiten l80°-Magnetfeld 32-wird das Elektro-' nenstrahlbündel ^m l8ö^o.abgelenk|; wnd. tritt koaxial zur Achse der Kondensor linse 1-8 -und Objektivlinse 22 auSj die alSQ gleiieh^ zeitig auch zur Fokussierung des Elektronenstrahls dienen,

Das aus dem.Magnetfeld l4 austretende- Ionenstrahlbiindel wird durch das Magnetfeld 32 nicht nennenswert beeinflußt.

Voraussetziang for die Konstruktion einer kombinierten Elektronen- und Ionenmikrostrahlsonde sind Linsen, die wechselweisef-'Odei*^;Js''öⁱgäiⁱ-^v'gi'ei^!chzei1;ig'b'"eide Teilöhenarten fokussieren können".- '-NaA^uMufi selbst Verständlich' mit e'iektrostati'scheh Lin-' senWechseiWeW^söwönl Ionen'als auch ^:Elekt;ronen und gle'ichzei-: tig' negaiivo-iOneW-unW ^:Eiektroneh gleicher Ehergiefokusaieren. Eine-vi^föeiliigWre ^;Etnse.,·'wie sie 'bei der'Einrichtung nach' Pig. für die 'LiH^:sem--'.id''*uhd'-'-2^:2.'-_;Yor2ügs"weiä^;e verwendet "wird, ist jedoch in^rFfgr li'^argesteilt _t:"4£e kann als übliche" magnetische tirise '". \ f\Scc Elektronen' odeie auch als elektrostatische "Linse"für ^Ionenjbatjriöberi¹ wey'denY kann' gleichzeitig ■ aber auch Elektronen und posi-

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tive Ionen vergleichbarer Energien fokussieren. Die in Fig. 2 dargestellte neue Linse enthält eine üblich® magnstisohe Linse,

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von der nur die beiden Polschuhe 40 und 42 dargestellt öindi 'Zwischen diesen Polschuhen ist koaxial eine Blendenelektrode 44 aus unmagnetischem, elektrisch leitendem Material angebracht^ die' ton den beiden Polschuhen 4O₃ 42 elektrisch isoliert ist und auf ein Potential U_T -gebracht werden kann, das vom Potential der PoI-

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schuhe (z.B. Massepotential) verschieden ist. Die Blendenelektrode 44 bildet dann zusammen mit den Polschuhen 40, 42 eine elektrostatische Linse.· '

I-Iit einer solchen Linse können Elektronen und positive Ionen auf die folgende Weise gleichzeitig fokussiert werden: Zuerst wird das zur Fokussierung der positiven Ionen erforderliche positive Potential an die Mittel- oder Blendenelektrode 44 gelegt (das Potential der Polschuhe 40, 42 wird als Massepotential angenommen,). Pig. 3 zeigt typisch die Abhängigkeit der Brech-Icraft Uff einer elektrostatischen Linse vom Verhältnis der Linaenspannung ΊΤ, zur Beschleunigungsspannung U_Q der Ionen (siehe z. B. V.K^Zwoi^cin et al "Electron Optics and the Electron Microscope", ¥ew York 1945 und 1948). Pur die Fokussierung der Ionen ergibt sich ein bestimmter Arbeitspunkt X auf dem linken Ast der Kurve -(U₁W₀ < 1), im gewählten Beispiel bei U_L/Ü_Q= 0,2. Die Brechkraft D/f = Q_a3* Die gleiche Brechkraft ergibt sich auf dem rechten Ast der Kurve (^U _L/U_O ^> 1)> der nun für ElektEonen zuständig ist, bei'U^/U =2,5, also für Elektronen der Energie ■ eU = eüj./2j5. Es werden also z.B. gleichzeitig positive Ionen der Energie 10 keV und Elektronen der Energie 4 keV fokussiert. Erhöht man die Energie der Elektronen, so bewegt man sich auf dem rechten Ast der Kurve vom Punkt Y nach links, bis man für die Energie Unendlich bei U₁-ZU,. = 1 anlangen würde. Für Elek-' tronen dieses Energiebereiches ist also die Brechkraft der Linse schwächer als für die 10 keV-Ionen. Man kann nun in diesem Bereich die Brechkraft der Linse für die Elektronen durch Dazusehalten des zwischen den Polschuhen 40 und 42erzeugten Magnetfeldes soweit erhöhen, bis sie die gleiche ist wie für die Ionen, womit dann also eine gleichzeitige Fokussierung von Ionen und Elektronen erreicht ist. Die Ionen werden durch ein Magnet-· '■■'■:■■. ^:~ ".■■'.':" ~ :'"■ ^: ·- "^e i\i*l^^':-" '--;-:: -.-:;—---.-

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. feld einer für die Fokussierung von Elektronen erforderlichen Stärke kaum merklich beeinflußt, allenfalls kann der Ionenfokus mit der Linsenspannung nachjustiert werden-.

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Claims

Patentansprüche

ΊJ Mikrostrahlsonde mit einer Ionenquelle, einem magnetischen Sektorfeld zur Aussonderung von Ionen einer gewünschten Masse aus dem von der Ionenquelle erzeugten Ionenstrahl, einer, insbesondere eine Kondensorlinse sowie eine Objektivlinse enthaltenden ionenoptischen Anordnung zum Erzeugen eines Beschußfleckes kleinen Querschnittes auf einem Untersuchungsobjekt, und einer Anordnung, insbesondere einem Massenspektrometer, zum Bestimmen der im Beschußfleck erzeugten Sekundärionen, d a d u r ch g e k e η η ze i c h η e t, . daß zwischen, der Ionenquelle (10) und dem magnetischen Sektorfeld (14) eine Ionenlinse (12) angeordnet ist, deren eintrittseitige Brennebene mit dem Bereich, in der der von der Ionenquelle ausgehende Ionenstrahl seinen kleinsten Querschnitt hat, zusammenfällt, und daß das magnetische Sektorfeld ein homogenes l80°-Magnetfeld ist, in dem die von der Ionenlinse (12) als paralleles Bündel eintretenden Ionen nach einer Ablenkung um 90° am Ort einer Blende (l6), die im wesentlichen nur Ionen der gewünschten Masse durchläßt, zu einem Mas- ' j senspektrum fokussiert werden und aus dem die durchgelassenen ; Ionen nach einer weiteren Ablenkung um 90° als paralleles Bündel wieder austreten.
2. Mikrostrahlsonde nach Anspruch 1, g e k e η η ze i c h η e t d u r c h eine Vorrichtung zum Verschieben der am Ort des Massenspektrums angeordneten Blende parallel zum Massenspektrum und/oder eine Vorrichtung zum Verstellen der öffnung der Blende.
3. Mikrostrahlsonde nach Anspruch 1 oder 2, d a du rc h g e k e η η ζ e i c h η e t, daß zwischen dem l80^o-Magnetfeld (lH) und der Kondensorlinse (18) ein zweites homogenes l80^o-Magnetfeld (32) angeordnet ist, das von den aus dem ersten 180°-Magnetfeld austretenden Ionenbündel durchsetzt

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wird, daß dem zweiten. 180°-Magnetfeld ein ein paralleles Elektronenstrahlbündel lieferndes Elektronen-trahlerzeugungssystem (30) derart zugeordnet ist, daß das in das zweite l80°-Magnetfeld eintretende Elektronenstralilbündel nach Ablenkung um I8ö° als paralleles Bündel wieder austritt und koaxial zum Weg~ des Ionenbündels in die Kondensorlinse (20) eintritt.
4. Mikrostrahlsonde nach Anspruch 3, 'dadurch gekennzei cn η et, daß die Kondensorlinse (18) und/ oder die Objektivlinse (22) eine kombinierte magnetische und elektrostatische Linse sind, die eine magnetische Linse, zwischen deren Polschuhen (40, 4-2) eine von diesen elektrisch isolierte unmagnetische koaxiale Blendenelektrode (44) angeordnet ist, ferner eine magnetische Vorrichtung zum Erzeugen eines Magnetfeldes zwischen den Polschuhen und eine elektrische Vorrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Feldes zwischen'den Polschuhen einerseits und der Blendenelektrode andererseits enthält.

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