DE2540602C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Feldemissions-Korpuskularstrahl­ erzeugungssystem nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 8.

In der US-PS 36 78 333 ist ein Abtastelektronenmikro­ skop mit einem Feldemissions-Elektronenstrahlerzeugungs­ system dieser Art beschrieben. Dieses bekannte System enthält zwischen der Feldemissions­ spitze und der ersten Anode eine weitere, sog. Ex­ traktionselektrode, mit der die Feldemissionsspitze gegen Hochspannungsentladungen geschützt wird.

Die Anwendung des Feldemissions-Elektronenstrahlerzeugungs­ systems mit einer Kaltfeld-Emissionsspitze unter hohem Vakuum ermöglicht die Ausbildung eines fokussierten Elektronenstrahls hoher Intensität als ein Beleuchtungsmittel für die Abtast­ elektronenmikroskopie. Bei dem Elektronenstrahlerzeugungssystem nach der oben ge­ nannten Patentschrift ist ein hohes Vakuum und ein Entladungsschutz, der für eine stabile Feldemissions-Mi­ kroskopie erforderlich ist, vorgesehen.

Um diesen Hochspannungsschutz zu erreichen, sind bei dem bekannten Feldemissions-Elektro­ nenstrahlerzeugungssystemen eine Schildelektrode um den Umfang der Emissionsspitze und eine getrennte Extraktionselektrode neben der Emissionsspitze vorgesehen.

Der Betrieb dieses sehr stabilen und verläßlichen Systems erfolgt als selbstfokussierendes elektronenbe­ schleunigendes System ohne Anwenden zusätzlicher Verklei­ nerungslinsen, wie dies auf dem Gebiet der thermionischen Elektronenmikroskopie üblich ist. Bei derartigen Ausfüh­ rungsformen arbeitet das Feldemissions-Elektronenstrahl­ erzeugungssystem dergestalt, daß eine fokussierte Ab­ bildung des Elektronenstrahls in einer vorgewählten Ab­ bildungsebene zur Ausbildung kommt, ohne daß zusätzliche Linsen mit Ausnahme derjenigen angewandt werden, die die Elektroden darstellen für das Ausbilden der Hauptfokus­ sierung und der Beschleunigungsanoden des eigentlichen Feldemissions-Elektronenstrahlerzeugungssystems. Bei die­ sen Ausführungsformen der Feldemissions-Elektronenstrahlerzeugungssysteme, wie sie für die Abtastelektronenmikroskopie angewandt wer­ den, werden die Elektronen in einer Ebene fokussiert, die auf der Oberfläche einer zu untersuchenden Probe vorliegt, und es erfolgt ein Abtasten über die zu untersuchende Oberfläche vermittels Führen des Strahls durch eine Ablenkanordnung in einem Rastermuster. Das Auftreffen der Elektronen des Strahls auf die Probe führt zu einem Streuen, Reflektieren und Aussenden der Elektronen von der Oberfläche der unter Elektronenbeschuß stehen­ den Probe. Bei der üblichen Arbeitsweise der Abtastelektronenmikroskopie werden unter anderem eine oder mehrere der verschiedenen von der Oberfläche der Probe ausgehenden Elektronen durch Anordnungen, wie einem Szin­ tillationsdetektor, festgestellt, dessen Ansprechen auf eine Aufzeichnungsvorrichtung, wie eine Kathodenstrahl­ röhre, Film od. dgl. übertragen wird.

Auf dem Gebiet der Emissionsabtastmikroskopie ist die Strahlenintensität ausreichend hoch, dergestalt, daß eine zeitgleiche Betrachtung der Probenoberfläche möglich wird durch direkte Synchronisation des Elektronenstrahls mit dem Aufzeichnungsstrahl eines Fern­ sehmonitors und Modulieren dieses Strahls durch die Aus­ gangsleistung des Detektors.

Bei diesem System steht die Qualität der betrachteten Ab­ bildung der Oberfläche der Probe in enger Beziehung mit dem Feststellen der ausgewählten Art der geladenen Teil­ chen, die von der Oberfläche der Probe austreten unter Ausschluß anderer Teilchen - beide unterschiedlicher Art oder ähnlich, aber möglicherweise nicht aus der Oberflä­ che der Probe in direktem Ansprechen auf den Beschuß der Oberfläche durch den Feldemissionsstrahl austretend. In Fig. 1 ist ein bekanntes Feldemissions-Elektronenstrahlerzeugungssystem dargestellt. Das System besteht aus einer Feldemis­ sionsspitze 10, einer ersten Anode 12 und einer Spannungs­ quelle V ₁ besteht, die die Elektronen von der Spitze abzieht. Die an der Spitze erzeugten Elektro­ nen treten durch die Öffnung in der ersten Anode 12 hin­ durch und können durch die zweite Anode 14, in Abhängigkeit von der Größe des Wertes der Spannungsquelle V ₂ be­ schleunigt oder verlangsamt werden. In vielen Fällen ist V ₂<V ₁ und dies bedeutet, daß die durch die Öffnung der ersten Anode hindurchtretenden Elektronen beschleunigt werden. Viele der von der Spitze kommenden Elektronen schlagen jedoch auf die erste Anode und bilden Sekundär­ elektronen und zurückgestreute Elektronen an dieser Ober­ fläche aus. Wenn V ₂ größer als V ₁ ist, finden viele die­ ser zurückgestreuten und Sekundärelektronen ihren Weg in das Gebiet des Beschleunigungsfeldes, das durch den zusam­ menwirkenden fokussierenden und beschleunigenden Einfluß der ersten und der zweiten Anode gebildet wird. So kann z. B. ein elektrisches Feld durch das Loch in der ersten Anode hindurchtreten, das durch die zwischen der ersten und der zweiten Anode beaufschlagte effektive Spannung ge­ bildet wird. Dieses teilweise hindurchtretende Feld sam­ melt viele der Sekundärelektronen auf, die auf der Ober­ fläche der ersten Anode gebildet werden und beschleunigt dieselben in Richtung auf die zweite Anode, siehe Fig. 2. Der primäre Elektronenstrahl, hier ist die Strahlenergie ≃eV ₂, kann auf eine sehr kleine Sondengröße fokussiert werden, wie es in der oben angegebenen Patentschrift be­ schrieben ist. Der Sekundärstrahl, hier ist die Strahlen­ energie ≃e(V ₂-V ₁), bildet einen sehr diffusen "Sprüh­ strahl" aus den Sekundärelektronen. Weiterhin besitzt die­ ser Sprühstrahl der Sekundärelektronen eine gegenüber dem Primärstrahl unterschiedliche Energie. Es wurde ge­ funden, daß die Anzahl der unzweckmäßigen diffusen Sekun­ därelektronen so groß wie diejenige der angestrebten Pri­ märelektronen sein kann. Der Primärstrahl der Elektronen wird für viele unterschiedliche Anwendungsgebiete, wie weiter oben erläutert, herangezogen und bei den meisten sind monoenergetische, gut fokussierte Elektronensonden erforderlich. Der beschriebene sekundäre Elektronensprüh­ strahl stellt in einer Abtastsonde Raum­ rauschen dar, da andere als die angestrebten Gebiete durch die Sprühstrahlelektronen bombardiert werden, wäh­ rend die gut fokussierte Primärsonde die interessierende Fläche bestrahlt. Diese Sprühstrahlelektronen können zu einer erheblichen Zunahme des Hintergrundrauschens führen bei der Betrachtung oder Aufzeichnung einer räumlichen In­ formation bezüglich der Probe unter Anwenden der verschie­ denen Elektronen-, Photonen-, Röntgenstrahldetektoren und weiterer. Weiterhin erzeugt der sekundäre Sprühstrahl eine breite effektive Energiespreizung in dem Strahl in der Probenebene, wodurch die Funktionsfähigkeit des Detektors erheblich beeinträchtigt wird und verringert die Genauig­ keit der Untersuchung physikalischer Erscheinungen, die eine monoenergetische Erregungsquelle erforderlich machen, sowie das Feststellen von Phänomena, wie auf dem Gebiet der Elektronenspektroskopie und Transmissionsmikro­ skopie.

Ähnliche Probleme treten bei Feldemissions-Ionenstrahl­ erzeugungssystemen auf.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, in einem Feldemissions-Korpuskularstrahlerzeugungssystem der ein­ gangs genannten Art den Eintritt der Elektronen aus der um die Spitze herum gebildeten Elektronenwolke in das Hauptbe­ schleunigungsfeld zu verhindern.

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 und 8 beschriebenen Erfindung gelöst, Ausgestaltungen der Er­ findung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Erfindungsgemäß wird ein Feldemissions-Korpuskularstrahl­ erzeugungssystem geschaffen, das eine Anordnung aufweist, durch die das Verhältnis zwischen Signal und Rauschen dadurch ver­ bessert wird, daß die Beschleunigung der Sekundärelektronen, die in dem Korpuskularstrahlerzeugungssystem durch die aus der Feldemissionsspitze ausgelösten Korpuskeln erzeugt werden, kleinstmöglich gehalten wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung dargestellt und wird im folgenden näher beschrie­ ben. Es zeigt

Fig. 1 ein schematisches Diagramm eines Elektronenstrahlerzeugungssystems nach dem Stand der Technik;

Fig. 2 ein schematisches Diagramm eines Elektronenstrahlerzeugungssystems, das das erfindungsgemäß gelöste Problem erläutert;

Fig. 3 ein schematisches Diagramm ein Ausführungsbeispiel eines Elektronenstrahlerzeugungssystems entsprechend dem Erfindungsgegenstand;

Fig. 4 ein schematisches Diagramm eines wahlweisen er­ findungsgemäßen Ausführungsbeispiels;

Fig. 5 ein schematisches Diagramm eines weiteren wahl­ weisen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels;

Fig. 6 ein schematisches Diagramm eines weiteren wahl­ weisen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels.

Der Erfindungsgegenstand wird im Zusammenhang mit den we­ sentlichen Arbeitselementen eines Feld­ emissions-Abtastelektronenmikroskops erläutert. Der Er­ findungsgegenstand bezieht sich jedoch allgemein auf mit geladenen Teilchen arbeitende Korpuskularstrahlerzeugungssysteme, und kann z. B. auch bei Ionensonden verwendet werden.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 ist dort durch das Be­ zugszeichen 10 die Feldemissionsspitze wieder­ gegeben. Stromab zu der Spitze 10 liegt relativ zu dem durch die Spitze 10 erzeugten Strahl 11 eine erste Anode 12 und eine zweite Anode 14. Bei der gezeigten Aus­ führungsform, wo lediglich zwei Elektroden angewandt wer­ den, wird die Spannungsquelle V ₁ auf die Anode 12 derge­ stalt beaufschlagt, daß das erforderliche Feld für die Emission des Strahls 11 aus der Spitze 10 erzeugt wird. Die Spannungsquelle V ₂ ist mit der zweiten Anode 14 ver­ bunden unter Ausbilden des erforderlichen Fokussierungs- und Beschleunigungsfeldes zwischen den Anoden 12 und 14, wodurch sich die gezeigte Fokussierung des Strahls 11 an der Probe 16 ergibt. Man sieht, daß die Öffnung 12 a in der Anode 12 die Elektronen für die Ausbildung des Strahls 11 durchläßt, während die unerwünschten Elektronen 11 e daran gehindert werden, einen Teil des Strahls 11 zu bilden.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 ist dort die Bildung ei­ ner Sekundärelektronenwolke in dem Gebiet der Anode 12 durch die unerwünschten Elektronen 11 e und deren Anziehen zu dem Fokussierungs- und Beschleunigungsfeld zwischen den Anoden 12 und 14 gezeigt. Man sieht, daß diese Elektronen allgemein durch das Feld der Anoden 12 und 14 eingefangen und in Richtung auf die Probe 16 als ein defokussierter Sekundärelektronen-Streustrahl 11 e′ projiziert werden.

Es wurde festgestellt, daß die Bombardierung einer Ober­ fläche, wie der Anode 12 durch einen Strahl von ansonsten unerwünschten Elektronen 11 e zur Ausbildung einer Elek­ tronenwolke führt, die Elektronenenergien von allgemein 5 bis 50 V aufweisen, wobei der weit überwiegende Teil der Elektronen eine Spannung von 7 bis 15 V aufweist. Wenn diese Elektronen in das Feld der Anoden 12 und 14 gelangen, werden sie auf eine Energie von etwa e(V ₂-V ₁) beschleu­ nigt. Wenn die Differenz zwischen V ₁ und V ₂ relativ groß ist, wie dies der Fall bei Feldemissions-Elektronenmikro­ skopen ist, ergibt sich, daß zusätzlich zu der Bombar­ dierung der Probe 16 durch den Primärstrahl 11 mit der scheinbaren Energie V ₂ eine allgemeine Streustrahlbeleuch­ tung durch die Elektronen 11 e mit einer Energie von etwa e(V ₂-V ₁) oder etwa eV ₂ erfolgt. Wenn die Untersuchung der Oberfläche der Probe 16 davon abhängt, die Wirkung des Auf­ treffens des Primärstrahls 11 dadurch zu bestimmen, daß die von der Oberfläche austretenden Elektronen festge­ stellt werden, ergibt sich, daß das Vorliegen der Streu­ strahlelektronen 11 e ein derartiges Feststellen stört.

Es wurde gefunden, daß das Anwenden eines verlangsamenden Elektronenfeldes mit einer Wirkung wenigstens gleich dem Energiewert der Sekundärelektronen, die man zwischen der Quelle, der Spitze 10 und dem Hauptfeld, den Anoden 12, 14 anhalten will, zu einer Barriere bezüglich der Beschleu­ nigung dieser Elektronen 11 e in ein diffuses Streumuster führt. Da der überwiegende Teil der anzuhaltenden Sekun­ därelektronen einen Spannungswert von 7 bis 15 V besitzt, wird ein entgegengesetztes Feld oberhalb dieses Bereiches alle Elektronen mit einer Spannung kleiner als derjenigen des ausgewählten Feldes anhalten. Wenn somit ein Feld zwi­ schen den Elektroden von angenähert 20 V Unterschied auf­ gebaut wird, werden alle Elektronen mit Werten bis zu 20 V daran gehindert, durch dieses Feld hindurchzutreten. In dem vorliegenden Fall wird ein Feld mit 20 V eine Barriere be­ züglich der Hauptmenge der Sekundärelektronen bilden, um die es hier geht, und zwar derjenigen, die Energiewerte von 7 bis 15 V besitzen. Es ist zu beachten, daß die Stär­ ke des Barrierefeldes auf einen Wert unter demjenigen ge­ halten werden muß, der einen merklichen Einfluß auf die Elektronen des Primärstrahls 11 besitzt. Somit muß das Barrierefeld zwei Größenordnungen kleiner sein oder vor­ zugsweise noch kleiner, und z. B. weniger als 200 V für ein 20 kV System betragen, wobei ein Wert von z. B. 50 V bevorzugt ist.

Bei einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird eine dritte Elektrode eingeführt und eine Vorspannung ange­ wandt, die es den Sekundärelektronen, die durch den nicht benutzten Teil des Spitzenstroms oder verschiedener ande­ rer Streuströme ausgebildet werden, nicht ermöglicht, in den Beschleunigungsabschnitt des Feldemissions-Elektro­ nenstrahlerzeugungssystems einzutreten, siehe die Fig. 3. Der Spitzenstrom wird durch V ₁ erzeugt, auf die der Spit­ ze nächsten Elektrode beaufschlagt, in diesem Fall eine Extraktionselektrode 20′, wie in der oben angegebenen Patentschrift beschrieben. Man läßt den durch die Öff­ nung 20 a in der Extraktionselektrode 20′ hindurchge­ henden Primärstrahl nicht auf die erste Anode 12 aufschla­ gen, sondern vielmehr einfach durch das Loch 12 a in der ersten Anode 12 hindurchtreten, und im Anschluß hieran wird der Strahl beschleunigt und fokussiert. Diejenigen Sekundär­ elektronen, die auf der Oberfläche der Extraktionselek­ trode 20′ erzeugt werden und durch die Extraktionselek­ trodenöffnung 20 a hindurchtreten, werden daran gehindert sich der ersten Anode zu nähern aufgrund des Beaufschla­ gens einer geeigneten negativen Vorspannung auf die erste Anode 12 bezüglich der Extraktionselektrode 20′. Diese Vorspannung bildet ein Feld zwischen diesen Elektroden, das die Sekundärelektronen 11 e von der ersten Anode 12 zu­ rückstößt, so daß dieselben nicht das Beschleunigungsge­ biet zwischen der ersten und der zweiten Anode, der Ano­ den 12 und 14 , erreichen kann. Bei Anwendung einer geeig­ neten Geometrie, d. h. geeignete Elektrodenöffnungen und Spannungsquellen, verhindert diese Vorspannungsanordnung tatsächlich, daß praktisch alle Streuelektronen niedriger Energie, die sich in dem Gebiet über der ersten Anode 12 befinden, das Beschleunigungsgebiet A erreichen und an der Probenoberfläche 16 ein "Rauschen" verursachen.

Zu diesen "niederenergetischen Streuelektronen" gehören Sekundärelektronen, die durch Elektronen verursacht wer­ den können, welche aus verschiedenen Gründen gegebenen­ falls auch auf die erste Anode auftreffen. Die an der Oberfläche der ersten Anode 12 ausgebildeten Streuelek­ tronen werden nun zu der Herausführungselektrode angezo­ gen, die sich unter einem stärker positiven Potential be­ findet.

Die Fig. 4 gibt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel wieder und zeigt einen elektri­ schen Schaltkreis mit einer Zenerdiode 20.

Das Anwenden der 20 V Zenerdiode 22, die ein Spannungsregler ist, angeordnet zwischen V ₁ und der Anode 12, hält die erste Anode 12 stets unter einer nega­ tiven Spannung bezüglich der Extraktionselektrode 20′, unabhängig von der Größe der Spitzenspannung V ₁, die er­ forderlich ist, um von der Spitze den angestrebten Emis­ sionsstrom zu erhalten. Die zwei 20 MΩ/10 k Widerstände R ₁, R ₂ in Serie mit der sich zu der ersten Anode erstrec­ kenden Leitung dienen dem Schutz der Spitze entsprechend der oben angegebenen US-Patentschrift.

Zu einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel gehören: ein Sekundärkollektor 24 angeordnet unter der Extraktionselektrode 20′, siehe die Fig. 5. Der Sekundär­ kollektor 24 steht unter positiver Vorspannung, d. h. 50 V bezüglich der Extraktionselektrode 20′, und die Geome­ trie ist dergestalt gewählt, daß jegliche Sekundärelek­ tronen 11 e in dem Gebiet hieran angezogen werden, bevor die­ selben das Beschleunigungsgebiet erreichen können. Bei dem wiedergegebenen Ausführungsbeispiel bildet der Kollektor 24 einen Ring um die Achse der Öffnungen 20 a und 12 a und ist zwi­ schen der Extraktionselektrode 20′ und der ersten Anode 12 angeordnet.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel für das Sammeln der Sekundärelektronen 11 e, bevor dieselben das Beschleunigungsgebiet A erreichen, stellt das Anwenden der Anordnung 28 dar für das Ablenken der niederenerge­ tischen Sekundärelektronen 11 e weg von dem optischen Laufweg des Primärstrahls 11 vermittels elektrostatischer Ablenkplatten, siehe die Fig. 6.

Die elektrostatische Anordnung für das Ablenken ist in der Fig. 6 gezeigt. Das Ablenkungsfeld weist eine größe­ re Wirkung auf den niederenergetischen Sekundärelektro­ nen- (≃0-50 eV) als auf den Primärelektronenstrahl (≃3-5 keV) auf bedingt durch die relativen Feldstärken. Bei diesem Ausführungsbeispiel können die Streuelektronen 11 e zu einer Seite des Primärstrahls 11 abgelenkt und zwischen den Elektroden durch Anwenden einer Anord­ nung, wie des Randes 12 r der Anode 12 oder durch einen zugehörigen Kol­ lektor, z. B. durch ein reaktives Schild, wie in der obigen Patentschrift angegeben, eingefangen werden.

Die Größe des durch die sekundären Streuelektronen verur­ sachten Rauschens kann weiter dadurch verringert werden, daß die Anzahl dieser Sekundärelektronen verringert wird, die an der Oberfläche der Extraktionselektrode erzeugt werden. Dies läßt sich bewerkstelligen durch Auswahl eines Materials der Extraktionselektrode, das einen sehr niedrigen Emissionskoeffizienten für Sekundärelektronen bei der Einfallsenergie der Elektronen aufweist, die die­ se Elektrode bombardieren. Diese Verfahrensweise führt zu einer weiteren Verbesserung vermittels Verringerung der statischen Anzahl der das Rauschen verursachenden Elektronen, deren Anzahl man kleinstmöglich halten bzw. vollständig ausschalten will.

Claims (8)

1. Feldemissions-Korpuskularstrahlerzeugungssystem, z. B. für die Anwendung in einem Elektronenmikroskop mit einer Vakuumkammer, in der eine Feldemissionsspitze, im Abstand zu dieser eine erste Anode, und der ersten Anode im Abstand nachfolgend eine zweite Anode angeordnet sind und mit ei­ ner Spannungsquelle in Verbindung mit der ersten und zwei­ ten Anode für die Zuführung von elektrischen Potentialen an die Anoden derart, daß ein Fokussierungs- und Beschleu­ nigungsfeld für das Ausbilden eines Strahls der an der Feldemissionsspitze ausgelösten Korpuskeln erzeugt wird, bei der eine zusätzliche, mit einer weiteren Spannungs­ quelle verbundene Elektrode zwischen der Feldemissions­ spitze und der ersten Anode angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Elektrode (20′, 24) an ein Potential gelegt ist, das um wenigstens den Wert der niedrigsten Energie der von den aus der Feldemissionsspitze (10 ) aus­ gelösten Korpuskeln zwischen dieser und der ersten Anode (12) erzeugten Sekundärelektronen positiver ist als das Potential der ersten Anode (12).

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Elektrode (20′) als Extraktionselektrode ausgebildet ist und auf dem gegenüber der ersten Anode positiveren Potential liegt.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zusätzlichen Elektrode (20′) und der ersten Anode (12) eine Zenerdiode (22) geschaltet ist (Fig. 4).

4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zusätzlichen Elektrode (24) und der Feld­ emissionsspitze (10) eine Extraktionselektrode (20′) zum Auslösen der Korpuskeln aus der Feldemissionsspitze (10) angeordnet ist (Fig. 5).

5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Elektrode (24) die Form eines Ringes hat, der um die Achse des Strahls (11) der aus der Feld­ emissionsspitze (10) ausgelösten Korpuskeln herum angeord­ net ist.

6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Elektrode (20′, 24) auf einem Potential von 5 bis 200 V positiver als die erste Anode (12) gehalten ist.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Elektrode (20′, 24) auf einem Potential von 5 bis 50 V positiver als die erste Anode (12) gehalten ist.

8. Feldemissions-Korpuskularstrahlerzeugungssystem, z. B. für die Anwendung in einem Elektronenmikroskop mit einer Vakuumkammer, in der eine Feldemissionsspitze, im Abstand zu dieser eine erste Anode, und der ersten Anode im Abstand nachfolgend eine zweite Anode angeordnet sind und mit einer Spannungsquelle in Verbindung mit der ersten und zweiten Anode für die Zuführung von elektrischen Po­ tentialen an die Anoden derart, daß ein Fokussierungs- und Beschleunigungsfeld für das Ausbilden eines Strahls der an der Feldemissionsspitze ausgelösten Korpuskeln erzeugt wird, bei dem eine zusätzliche, mit einer weiteren Spannungsquelle verbundene Elektrode zwischen der Feld­ emissionsspitze und der ersten Anode angeordnet ist, da­ durch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Elektrode als Extraktionselektrode (20′) zum Auslösen der Korpuskeln aus der Feldemissionsspitze ausgebildet ist, und daß ein Ab­ lenksystem (28) an der Seite der Achse des Strahls (11) der aus der Feldemissionsspitze (10) ausgelösten Korpuskeln zwischen der Extraktionselektrode (20′) und der ersten Anode (12) angeordnet ist, durch das die von den aus der Feldemissionsspitze (10) ausgelösten Korpuskeln erzeugten Sekundärelektronen zur Seite des Strahls (11) auf einen Auffänger abgelenkt werden (Fig. 6).