DE2646472A1 - Elektronenmikroskop - Google Patents

Elektronenmikroskop

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DE2646472A1
DE2646472A1 DE19762646472 DE2646472A DE2646472A1 DE 2646472 A1 DE2646472 A1 DE 2646472A1 DE 19762646472 DE19762646472 DE 19762646472 DE 2646472 A DE2646472 A DE 2646472A DE 2646472 A1 DE2646472 A1 DE 2646472A1
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Description

PA'"EN ΤΑΝΧΛ,'Ά'-ΤΞ SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCHÜßEL-HOPF EBBINGHAUS
MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÜNCHEN ΘΟ POSTADRESSE: POSTFACH 95 O1 6O, D-80OO MÜNCHEN 95
HITACHI, LTD. 14. Oktober 1976
DA-12 304
Priorität: 17. Oktober 1975, Japan, Nr. 124 386/75
Elektronenmikroskop
Die Erfindung bezieht sich auf ein Elektronenmikroskop mit Abtastübertragung, insbesondere auf eine Einrichtung zur Erfassung oder Ausmessung der durch ein Objekt hindurchgetretenen Elektronen für ein Elektronenmikroskop dieser Art.
Bei herkömmlichen Elektronenmikroskopen mit Abtastübertragung wird das zu beobachtende Objekt durch einen fein gebündelten Primärelektronenstrahl abgetastet. Der durch das Objekt hindurchgetretene Elektronenstrahl wird in geeigneter Weise erfaßt oder ausgemessen und das erfaßte Signal wird einer Kathodenstrahlröhre zugeführt, mit der eine Ablenkung synchron zum Primärelektronenstrahl durch einen Intensitäts-Modulationseingang der Kathodenstrahlröhre möglich ist, so
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daß das Bild des Objekts auf einem Schirm der Kathodenstrahlröhre unter Intensitätsmodulation entsprechend der Intensität des durch das Objekt hindurchgetretenen Elektronenstrahls dargestellt wird.
Der durch das Objekt hindurchgetretene Elektronenstrahl enthält gestreute und nicht gestreute Elektronen. Die gestreuten Elektronen können wiederum in elastisch und in nicht elastisch gestreute Elektronen unterteilt werden.
In der US-PS 3 626 184 wurde zur Erzielung detaillierterer Informationen über das Objekt vorgeschlagen, die drei Elektronenarten unter Verwendung verschiedener Arten von Einrichtungen zur Elektronenerfassung getrennt auszumessen oder zu erfassen.
Der Stand der Technik und die Erfindung werden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 den schematischen Querschnitt zusammen mit einem Blockschaltbild eines herkömmlichen Elektronenmikroskops mit Abtastübertragung,
Figur 2 einen schematischen Schnitt und das Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Elektronenmikroskops mit Abtastübertragung,
Figur 3 den Querschnitt eines Ausführungsbeispiels einer Dunkelfeld-Elektronen-Unterbrechungsplatte zur Beobachtung eines Hellfeldbildes im erfindungsgemäßen Elektronenmikroskop mit Abtastübertragung,
Figur 4 den Querschnitt eines Ausführungsbeispiels einer Hellfeld-Unterbrechungsplatte zur Beobachtung eines Dunkelfeldbildes,
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Figur 5A und 5B Draufsichten zur Erläuterung einer Lichtunterbrechungseinrichtung unter Verwendung polarisierender Platten,
Figur 6 die Draufsicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Dunkelfeldbild-Unterbrechungsplatte und
Figur 7 die Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel der Hellfeldbild-Unterbrechungsplatte♦
Ein typisches Elektronenmikroskop mit Abtastübertragung mit Einrichtungen, mit denen die genannten Elektronenarten getrennt erfaßt werden können, ist in Figur 1 gezeigt. Eine durch eine vakuumdichte Wand 25 umschlossene Kammer 24 ist mittels einer nicht gezeigten Vakuumpumpe auf ein hohes Vakuum evakuiert.
Innerhalb der evakuierten Kammer 24 befindet sich ein zu beobachtendes Objekt 8, oberhalb dessen sich eine Einrichtung zur Abstrahlung des Primärelektronenstrahls befindet. Diese Primärelektronenquelle enthält eine Elektronenkanone, eine Fokussierlinse und eine Ablenkspule. Normalerweise wird eine Feldemissi ons -Elektronenkanone verwendet.
Die Feldemissions-Elektronenkanone enthält eine Kathode 1, eine erste Anode 3 und eine zweite Anode 5. Eine Spannungsquelle 2 zur Erzeugung der Elektronen ist zwischen Kathode 1 und erster Anode 3 vorgesehen, während zwischen der zweiten Anode 5 und der Kathode 1 zur Beschleunigung der Elektronen eine zweite Spannungsquelle 4 vorgesehen ist. Die zweite Anode 5 ist normalerweise mit Masse verbunden.
Bei der gezeigten Anordnung wird rings um das äußere Ende der Kathode 1 ein starkes Feld gebildet, so daß von der Kathode 1
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Elektronen emittiert v/erden, wenn ein positives Potential von 'etwa +3 kV gegenüber der Kathode 1 an die erste Anode 3 angelegt wird. Die so emittierten Elektronen werden dann beschleunigt und es wird ihnen Energie zugeführt. Dies geschieht durch den Einfluß des Beschleunigungspotentials von 50 bis 100 kV zwischen Kathode 1 und zweiter Anode 5. Hierdurch entsteht der Primärelektronenstrahl 41.
Der Primärelektronenstrahl 41 wird dann durch die Fokussierlinse
6 gebündelt und als feiner Punkt auf die Oberfläche des Objekts 8 geworfen. Der Ort des Punktes, auf den der gebündelte Elektronenstrahl auftrifft, wird durch eine Ablenkspule 7 so bewegt, daß eine zweidimensionale Abtastung entsteht. Die Ablenkspule
7 wird aus einer Ablenksignalquelle 12 mit einem elektrischen Ablenkstrom gespeist.
Da das Objekt gewöhnlich extrem dünn ist (seine Stärke liegt üblicherweise bei 1000 S), treten fast alle auf das Objekt 8 abgestrahlten Elektronen durch das Objekt hindurch. Durch die Stärkendifferenz, den partiellen Zustand oder die atomare Zusammensetzung des Objekts erhalten die durch das Objekt hindurchgetretenen Elektronen unterschiedliche Intensität sowie einen unterschiedlichen Streuwinkel. Daher -wird die Information über das Objekt durch Beobachtung und Analyse der Intensität und des Streuwinkels der Elektronen gewonnen.
Zur Erzielung einer detaillierteren Information durch das oben erläuterte Prinzip ist das Elektronenmikroskop der Figur 1 mit einem Hellfelddetektor 23 versehen, mit dea die nicht gestreuten Elektronen 42A (nicht gestreute oder Hellfeldelektronen) erfaßt werden können, sowie mit einem Dunkelfelddetektor 22, mit dem gestreute Elektronen 42B (gestreute oder Dunkelfeldelektronen) erfaßt werden können.
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Der Dunkelfelddetektor 22 enthält eine dünne Schicht 9 aus einer Substanz, die bei Auf treffen von Elektronen aufleuchtet, beispielsweise eine fluoreszierende Substanz, einen photoelektrischen Detektor 11, mit dem das von der Leuchtschicht 9 emittierte Licht erfaßt werden kann, beispielsweise eine Lichtverstärkerröhre, und eine Lichtführung, beispielsweise ein Prisma 10, mit dem das von der Leuchtschicht 9 emittierte Licht zum photoelektrischen Detektor 11 geleitet werden kann.
In der Mitte der Leuchtschicht 9 befindet sich eine kreisflächenförmige Öffnung 9A, durch die die nicht gestreuten oder Hellfeld-Elektronen 42A hindurchtreten können. Die Leuchtschicht 9 ist damit nur gegenüber den gestreuten oder Dunkelfeld-Elektronen 42B empfindlich. Somit entspricht das Ausgangssignal des photoelektrischen Detektors 11 nur der Intensität der Dunkelfeld-Elektronen 42B.
Der Hellfelddetektor 23 enthält eine dünne Schicht 13 aus leuchtender, beispielsweise fluoreszierender Substanz, eine Lichtführung 14 und einen photoelektrischen Detektor 15. Die Leuchtschicht 13 empfängt nur die Hellfeldelektronen 42A, so daß das Ausgangssignal des photoelektrischen Detektors 15 nur der Intensität der Hellfeld-Elektronen 42A entspricht.
Die Ausgangssignale des Hellfeld-Detektors 23 und des Dunkelfeld-Detektors 22 werden einem Umschalter 16 zugeführt, mit dem einer der Ausgänge der beiden Detektoren 22 bzw. 23 angewählt und die entsprechendenAusgangssignale einem Verstärker 17 zugeführt werden können, der seinerseits dem Intensitätsmodulationseingang 20 einer Kathodenstrahlröhre 18 ein verstärktes Signal zuführt. Da die Ablenkspule 19 der Kathodenstrahlröhre 18 durch die Ablenksignalquelle 12 mit einem Strom gespeist wird, der proportional zu dem der Ablenkspule 7 zur Ablenkung des Primärelektronenstrahls 1 zugeführten Strom ist,
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wird der Elektronenstrahl der Kathodenstrahlröhre 18 synchron zum Primärelektronenstrahl 41 abgelenkt.
Somit wird auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre 18 ein Hellfeldbild, d.h. ein von den Hellfeldelektronen erzeugtes Bild angezeigt, wenn dem Intensitätsmodulationsanschluß 20 das Ausgangssignal des Hellfeld-Detektors 23 zugeführt wird. Dagegen wird auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre 18 ein Dunkelfeldbild, d.h. ein durch die Dunkelfeldelektronen gebildetes Bild angezeigt, wenn das Ausgangssignal vom Dunkelfeld-Detektor 22 dem Anschluß 20 zugeführt wird. Zur gleichzeitigen Darstellung des Dunkelfeld- und des Hellfeldbildes können zwei Kathodenstrahlröhren verwendet werden.
Die zentrale Öffnung 9A der Leuchtschicht 9 braucht nicht genau konzentrisch zur Mittelachse des übertragenen Elektronenstrahls zu sein. Hierzu ist der Dunkelfeld-Detektor 22 in einer horizontalen Ebene verschiebbar angeordnet.
In den meisten Fällen ist unmittelbar oberhalb der Leuchtschicht 13 des Hellfeld-Detektors 23 eine Maskenplatte 21 mit einer kreisflächenförmigen Mittelöffnung 21A vorgesehen. Die Maske 21 dient zur Unterbrechung des Umfangsteils des durdi die Mittelöffnung 9A der Leuchtschicht 9 hindurchgetretenen Elektronenstrahls 42A, während der mittlere Teil 42C hindurchtreten kann. Hierdurch wird der Kontrast des Hellfeld-Bildes verbessert. Der Kontrast kann durch Änderung des Durchmessers der Mittelöffnung 21A eingestellt werden. Die Maske 21 ist ebenfalls in einer horizontalen Ebene verschiebbar, so daß die Öffnung 21A auf die optische Achse des Hellfeld-Elektronenstrahls 42A zentriert werden kann.
Bie dieser Anordnung kann zwar das Bild gut beobachtet v/erden, sie ist jedoch wegen der beiden Detektoren, d.h. wegen des
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Dunkelfeld- und des Hellfeld-Detektors 22 bzw. 23 kompliziert und teuer.
Weiter ist die "bekannte Anordnung auch insofern kompliziert, als in der evakuierten Kammer 24 bewegliche Teile zur Verschiebung des Dunkelfeld-Detektors 22 und zur Verschiebung und Änderung der Maske 21 vorgesehen und Handhabung und Einstellung entsprechend schwierig und mühsam sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile und Mängel des Standes der Technik zu beseitigen. Insbesondere wird derzeit eine Aufgabe der Erfindung darin gesehen, ein Elektronenmikroskop mit Abtastübertragung zu schaffen, das bei gleichbleibend guten Beobachtungseigenschaften einfach aufgebaut und zu handhaben ist. Weiter soll ein Elektronenmikroskop der angegebenen Art geschaffen werden, bei dem unter Verwendung eines einzigen Detektors die Hellfeld- und die Dunkelfeld-Elektronen getrennt erfaßt werden können. Darüberhinaus soll ein Elektronenmikroskop der angegebenen Art geschaffen werden, bei dem in der evakuierten Kammer im wesentlichen keine beweglichen oder verschiebbaren Einstelleinrichtungen erforderlich sind.
Das erfindungsgemäße Elektronenmikroskop mit Abtastübertragung zeichnet sich aus durch Einrichtungen zur Erzeugung eines Lichtbildes entsprechend der Verteilung der Elektronen nach Empfang sämtlicher durch ein zu beobachtendes Objekt hindurchgetretener Elektronen, Einrichtungen zur Ausleitung des erzeugten Lichtbildes aus der evakuierten Kammer, Einrichtungen zur Unterbrechung eines Teils des ausgeleiteten Lichtbildes, während der restliche Teil des Lichtbildes durch die Einrichtungen hindurchtreten kann, und einen photoelektrischen Detektor zur Erfassung des durch die Unterbrechungs-
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einrichtung hindurchgetretenen Lichts.
Die außerhalb der evakuierten Kammer angeordnete Unterbrechungseinrichtung ermöglicht eine getrennte Messung oder Erfassung des den Hellfeld- und den Dunkelfeld-Elektronen entsprechenden Lichtbildes. Somit wird nur ein Detektor zur Erfassung der durch das Objekt hindurchgetretenen Elektronen benötigt, wobei bewegliche Einstelleinrichtungen in der evakuierten Kammer überflüssig werden.
Das erfindungsgemäße Elektronenmikroskop mit Abtastübertragung enthält also Einrichtungen zur Erzeugung und Abstrahlung eines fein gebündelten Elektronenstrahls auf ein zu beobachtendes Objekt innerhalb einer evakuierten Kammer, Einrichtungen zur Abtastung der Oberfläche des Objekts durch den Elektronenstrahl, Einrichtungen zur Umwandlung eines Bildes des durch das Objekt hindurchgetretenen Elektronenstrahls in ein Lichtstrahlbild, eine Lichtübertragungseinrichtung zur Ausleitung des Lichtstrahlbildes aus der evakuierten Kammer heraus, eine Lichtunterbrechungseinrichtung, mit der ein wählbarer Teil des ausgeleiteten Lichtstrahlbildes durchgelassen und der andere Teil desselben unterbrochen werden kann, und einen Lichtdetektor zur Erfassung des Teils des Lichtstrahlbildes, der durch die Unterbrechungseinrichtung hindurchtreten konnte.
Figur 2 zeigt ein praktisches Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Elektronenmikroskops mit einer Primärelektronenquelle gemäß Figur 1 und den übrigen Einrichtungen zur Bündelung des Primärelektronenstrahls, mit dem das zu beobachtende Objekt 8 abgetastet wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Elektronenmikroskop treffen alle durch die Probe 8 hindurchgetretenen Elektronen auf eine Leuchtschicht 26, die aus einer beispielsweise fluoreszierenden Substanz besteht, die beim Auftreffen von Elektronen
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aufleuchtet. Entsprechend "wird auf der Leuchtschicht das Bild einer Intensitätsverteilung erzeugt, die der Intensitätsverteilung der durch das Objekt 8 hindurchgetretenen Elektronen entspricht.
Das so gebildete Lichtbild wird mittels eines Lichtübertragungsmediums 27 aus der evakuierten Kammer 24 herausgeleitet. Das Lichtübertragungsmedium besteht vorzugsweise aus einer Faserplatte, mit der die Intensitätsverteilung des Lichtbildes mit denkbar genauer Wiedergabetreue ausgeleitet wird. Es können jedoch auch andere Einrichtungen verwendet werden, mit denen das Bild auf der Leuchtschicht 26 aus der evakuierten Kammer 24 heraus übertragen werden kann. Die Bezeichnung "Faserplatte" bezeichnet eine Platte, die aus mehreren parallel zueinander angeordneten feinen optischen Fasern besteht, die das auf eine Seite auftreffende Licht mit hoher Wiedergabetreue auf die andere Seite übertragen können. Auch eine transparente Platte, z.B. eine Glas- oder Kunststoffplatte kann als lichtübertragende Platte verwendet werden. Somit wird das in der evakuierten Kammer 24 erzeugte Lichtbild auf die Endfläche des lichtübertragenden Mediums übertragen, die außerhalb der evakuierten Kammer 24 liegt. Die Intensitätsverteilung des übertragenen Bildes entspricht der Intensitätsverteilung der durch das Objekt 8 hindurchgetretenen Elektronen.
Zur Endfläche des lichtübertragenden Mediums 27 weist eine Eingangsfläche eines lichtelektrischen Detektors 29; zwischen der Lichtaustrittsfläche des lichtübertragenden Mediums 27 und der Eintrittsfläche des Detektors 29 befindet sich eine Lichtunterbrechungsplatte -oder Blende 28 mit einer zentralen kreisflächenförmigen Öffnung 28A (Figur 3). Der photoelektrische Detektor 29 empfängt somit nur das durch die zentrale Öffnung 28A hindurchgetretene Licht, während der restliche Teil abgedeckt wird.
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Durch Einstellung des Durchmessers und der Stellung der zentralen Öffnung 28A kann somit nur der Teil des Lichtbildes vom photoelektrischen Detektor 29 weitergeleitet werden, der den Hellfeld-Elektronen 42A entspricht. Die Platte 28 wird daher als Dunkelfeld-Unterbrechungsplatte bezeichnet und zur Beobachtung des Hellfeld-Bildes verwendet.
Somit entspricht das Ausgangssignal des lichtelektrischen Detektors 29 nur der Intensität der Hellfeld-Elektronen 42A. Mit anderen ¥orten, der Detektor 29 arbeitet als Hellfeld-Detektor.
Das Ausgangssignal des lichtelektrischen Detektors 29 wird mittels eines Verstärkers 17 verstärkt und dem Intensitätsmodulation eingang 20 einer Kathodenstrahlröhre 18 zugeführt.
Da der Elektronenstrahl der Kathodenstrahlröhre 18 durch einen von einem Ablenksignalgenerator 12 gelieferten Ablenkstrom synchron zum Primärelektronenstrahl 41 abgelenkt wird, entsteht am Schirm der Kathodenstrahlröhre 18 ein Hellfeld-Bild, das der Intensität der Hellfeld-Elektronen 42A entspricht.
Soll dagegen das Dunkelfeld-Bild erhalten werden, so wird anstatt der Dunkelfeld-Unterbrechungsplatte 29 eine Hellfeld-Unterbrechungsplatte 30 der in Figur 4 gezeigten Form verwendet. Die Hellfeld-Unterbrechungsplatte 30 hat einen zentralen lichtunterbrechenden Teil 3OA, mit dem der Teil des Lichtbildes unterbrochen oder abgeschattet werden kann, der den Hellfeld-Elektronen 42A entspricht. Die Hellfeld-Unterbrechungsplatte 30 weist ferner eine um den Umfang des Teils 30A verlaufende ringförmige Öffnung 3OB auf, durch die das den Dunkelfeld-Elektronen 42B entsprechende Licht hindruchtreten kann.
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Arme 3OC dienen zur Halterung des mittleren Unterbrechungsteils 3OA. Mit Hilfe der Hellfeld-Unterbrechungsplatte 30 wird vom lichtelektrischen Detektor 29 ein Ausgangssignal erzeugt, das der Intensität der Dunkelfeld-Elektronen 42B entspricht. Der Detektor 29 arbeitet in diesem Fall also als DunkeIfeId-Detektor, der auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre 18 ein Dunkelfeld-Bild erzeugt, dessen Intensitätsverteilung der der Dunkelfeld-Elektronen 42B entspricht.
Durch Auswechseln der Lichtunterbrechungsplatten kann also mittels eines einzigen lichtelektrischen Detektors sowohl das Hellfeld- als auch das Dunkelfeld-Bild selektiv und abwechselnd beobachtet werden. Zusätzlich kann der Kontrast des Hellfeld-Bildes in sehr zweckmäßiger und bequemer V/eise durch Änderung des Durchmessers der Mittelöffnung 28A der Dunkelfeld-Unterbrechungsplatte 28 gesteuert werden. Die Unterbrechungsplatte kann von außen ausgewechselt werden; ebenso können andere erforderliche Einstellungen, beispielsweise die Zentrierung, * vorteilhafterweise von der Außenseite der evakuierten Kammer 24 vorgenommen werden, so daß der Aufbau in seiner Größe verkleinert und vereinfacht wird und somit eine vereinfachte Betriebsweise oder Handhabung möglich ist.
Figur 5A und 5B zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Unterbrechungsplatte, bei der zwei polarisierende Platten verwendet sind. Von diesen ist die eine drehbar, so daß eine .Umschaltung zwischen Dunkelfeld- und Hellfeld-Bild-Beobachtung möglich ist.
Die erste polarisierende Platte besteht gemäß Figur 5A aus einem ringförmigen polarisierenden Element 32, das in einem Halter 31 gelagert ist, und einem scheibenförmigen polarisierenden Element 33f das in der Mittelöffnung des ringförmigen
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Elements 32 angeordnet ist. Die Anordnung ist so gewählt, daß die Polarisationsrichtungen, der beiden polarisierenden Elemente 32 und 33 senkrecht zueinander verlaufen.
Eine zweite polarisierende Platte besteht gemäß Figur 5B aus einem scheibenförmigen polarisierenden Element 35» das mittels eines Halters 34 gelagert ist.
Nimmt man an, daß der Durchmesser des polarisierenden Elements 33 gleich dem des von den Hellfeld-Elektronen 42A gebildeten Bildteils ist und daß die beiden polarisierenden Platten übereinander und zwischen dem lichtübertragenden Medium 27 und dem lichtelektrischen Detektor 29 angeordnet sind, so kann das den Hellfeld-Elektronen 42A entsprechende Licht durch den Bereich des polarisierenden Elements 33 hindurchtreten, während das den Dunkelfeld-Elektronen 42B entsprechende Licht unterbrochen wird, wenn die Platten so angeordnet sind, daß' die Polarisationsrichtungen der polarisierenden Elemente 33 und 35 parallel zueinander verlaufen.
In diesem Fall können die beiden polarisierenden Platten die Funktion einer Dunkelfeld-Unterbrechungsplatte übernehmen, so daß der lichtelektrische Detektor 29 als Hellfeld-Detektor wirkt und am Bildschirm der Kathodenstrahlröhre 18 ein Hellfeld-Bild wiedergegeben werden kann.
Zur Beobachtung des Dunkelfeld-Bildes wird die zweite polarisierende Platte lediglich um 90° gedreht, so daß die Polarisationsrichtungen der Elemente 32 und 35 parallel zueinander verlaufen. Entsprechend kann nur das den Dunkelfeld-Elektronen 42B entsprechende Licht durch den Bereich des polarisierenden Bereichs 32 hindurchtreten, während das den Hellfeld-Elektronen
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42A entsprechende Bild unterbrochen wird. Somit erreicht nur das den Hellfeld-Elektronen 42A entsprechende Bild den lichtelektrischen Detektor 29.
Somit wirken in diesem Fall die beiden polarisierenden Platten als Hellfeld-Unterbrechungsplatte, während der lichtelektrische Detektor 29 als Dunkelfeld-Detektor arbeitet und am Bildschirm der Kathodenstrahlröhre 18 das Dunkelfeld-Bild dargestellt wird.
Die Unterbrechungsplatte der Figuren 5A und 5B ermöglicht in vorteilhafter Weise eine Umschaltung zwischen der Hellfeld- und der Dunkelfeld-Beobachtung durch einfache Drehung einer der beiden polarisierenden Platten.
Figur 6 und 7 zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele der Dunkelfeld- bzw. Hellfeld-Unterbrechungsplatte.
Figur 6 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Dunkelfeld-Unterbrechungsplatte, die eine lichtübertragende Substratplatte 36, beispielsweise eine Glas- oder Kunststoffplatte enthält, auf der ein ringförmiger Lichtschirm 37 mit einem zentralen, kreisflächenförmigen lichtübertragenden Teil 38 ausgebildet ist, durch den das nur den Hellfeld-Elektronen 42A entsprechende Licht zum lichtelektrischen Detektor 29 durchgelassen wird. Der Lichtschirm 37 kann mit einer haftend an der Substratplatte 36 angebrachten dünnen Lichtschirmplatte ausgebildet sein oder aus einer dünnen Lichtschirmplatte, die, beispielsweise durch Dampfablagerung, am Substrat 36 befestigt ist.
Alternativ kann als Substrat ein photographischer Film verwen-. det werden, von dem zuvor zur Ausbildung des Lichtschirms 37 ein Teil geschwärzt wurde.
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Die Hellfeld-Unterbrechungsplatte der Figur 7 enthält einen kreisflächenförmigen Schirm 40, der auf einem lichtübertragenden Substrat 39 ausgebildet ist und das den Hellfeld-Elektronen 42A entsprechende Licht unterbricht.
Durch das erfindungsgemäße Elektronenmikroskop werden zusätzlich folgende Vorteile erzielt:
Das elektro-optische System kann genau zentriert werden, indem das von sämtlichen durch das Objekt 8 hindurchgetretenen Elektronen erzeugte Lichtbild direkt beobachtet wird, das auf der außerhalb der evakuierten Kammer 24 befindlichen Endfläche des lichtübertragenden Mediums sichtbar ist.
Gleichzeitig ist an der Endfläche des lichtübertragenden Mediums 27 ein durch Beugung der Elektronen entstandenes Bild erzielbar, indem die Abtastung durch den Primärelektronenstrahl unterbrochen und dieser auf einen Punkt eines Objekts geworfen wird, wobei das Beugungs- oder Diffraktionsbild fertig zum Photographieren ist.
Darüberhinaus wird durch die Erfindung ein Elektronenmikroskop mit Abtastübertragung geschaffen, dessen Größe verkleinert und dessen Aufbau vereinfacht ist und das leicht gehandhabt werden kann, da der einzige Detektor zusammen mit den auswechselbaren Unterbrechungsplatten die Beobachtung des Hellfeld- und des Dunkelfeld-Bildes gestattet, wobei lediglich die Unterbrechungsplatten ausgewechselt zu werden brauchen, die außerhalb der evakuierten Kammer angeordnet sind; weiter kann das System zentriert werden, ohne daß hiermit eine Verschlechterung der Wiedergabegüte verbunden wäre.
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Claims (5)

  1. DJTTMAMN SCHIFF ν. FONKR 8TRI3IIL, BCHOIiKWIOPF RnBINCIIAVS DA—12304
    Patentansprüche
    .j Elektronenmikroskop mit Abtastübertragung, mit Einrichtungen zur Abstrahlung eines fein gebündelten Primärelektronenstrahls auf ein innerhalb einer evakuierten Kammer befindliches, zu beobachtendes Objekt, mit Einrichtungen zur Abtastung des Objekts mit dem Primärelektronenstrahl, einer Einrichtung zur Umwandlung durch das Objekt hindurchgetretener Elektronen in Licht, und mit einem lichtelektrischen Detektor zur Erfassung des übertragenen Lichts, gekennzeichnet durch eine Lichtübertragungseinrichtung (27), mit der das vom Licht gebildete Bild aus der evakuierten Kammer (24) herausgeleitet werden kann, und durch eine Lichtunterbrechungseinrichtung, mit der ein gewählter Teil des ausgeleiteten Bildes zum lichtelektrischen Detektor (29) durchgelassen und der restliche Teil des ausgeleiteten Bildes abgedeckt wird.
  2. 2. Elektronenmikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Licht-Unterbrechungseinrichtung (28) nur einen Teil des durch die Lichtübertragungseinrichtung. (27) ausgeleiteten Bildes durchläßt, der den im Objekt (8) nicht gestreuten Elektronen entspricht, während der den im Objekt gestreuten Elektronen entsprechende Teil unterbrochen wird. om\tWL INSPECTED
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    DITTMANN SCHIFF v.FONEB BTHKHL SCIIÜJlEI.-l'OIH·" EBDINGHAUS DA—12304
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  3. 3. Elektronenmikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Lichtunterbrechungseinrichtung (28) nur einen Teil des durch die Lichtübertragungseinrichtung (28) aus der Kammer (24) ausgeleiteten Bildes, der den im Objekt (8) gestreuten Elektronen entspricht, durchläßt, während der Teil des Bildes, der den nicht gestreuten Elektronen entspricht, unterbrochen wird.
  4. 4. Elektronenmikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zur Abstrahlung des Primärelektronenstrahls eine Elektronenkanone (1, 3, 5) vom Feldemissionstyp enthält.
  5. 5. Elektronenmikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Lichtunterbrechungseinrichtung (28) eine erste polarisierende Platte mit einem ringförmigen polarisierenden Element (32) und einem scheibenförmigen polarisierenden Element (33) in der Mittelöffnung des ringförmigen polarisierenden Elements enthält, wobei die Polarisationsrichtungen der beiden Elemente senkrecht zueinander sind, sowie ferner eine zweite, über der ersten polarisierenden Platte angeordnete Platte (35), die aus einem einzigen polarisierenden Element besteht.
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DE2646472A 1975-10-17 1976-10-14 Durchstrahlungs-Abtastelektronenmikroskop Withdrawn DE2646472B2 (de)

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