DE68916667T2

DE68916667T2 - Mikroskop.

Info

Publication number: DE68916667T2
Application number: DE68916667T
Authority: DE
Inventors: Masakazu Minato-Ku Tokyo 105 Hayashi; Fumihiko Minato-Ku Tokyo 105 Ishida; Junzou Minato-Ku Tokyo 105 Utida
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-03-04
Filing date: 1989-03-01
Publication date: 1995-01-12
Anticipated expiration: 2009-03-02
Also published as: EP0331148B1; US4914293A; DE68916667D1; EP0331148A2; EP0331148A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mikroskopanordnung der im Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. Anspruch 18 definierten Art zum Beobachten feindetaillierter Objekte, wie Halbleiterstrukturen.
Neuerdings ist ein hochauflösendes Tunnel(strom)abtastmikroskop (im folgenden als STM-Gerät bezeichnet) für die Beobachtung feindetaillierter Objekte entwickelt worden. Das STM-Gerät besitzt eine ausreichend hohe Auflösung für die Beobachtung (oder auch Betrachtung) von z.B. Atomen und umfaßt eine an einem Mikroskopkörper angebrachte Spitze. Für die Beobachtung einer Probe wird die Spitze etwa 1 µm (weit) von der zu beobachtenden Probe plaziert, so daß Elektronenwolken der Atome des distalen Endes der Spitze und derjenigen der Probe einander überlappen, worauf ein Tunnelstrom zwischen der Spitze und der Probe, wenn zwischen diese eine Spannung angelegt wird, zum Fließen gebracht wird. Da sich die Größe des Tunnelstroms entsprechend dem Abstand zwischen der Spitze und der Probe exponentiell ändert, nutzt somit das STM-Gerät die Beziehung zwischen dem Tunnelstrom und dem Abstand für die Beobachtung der Probe. Insbesondere tastet das STM-Gerät die Oberfläche der Probe mittels der Spitze zweidimensional ab, wobei die Größe des Tunnelstroms an verschiedenen Meßstellen auf der Probenoberfläche gemessen wird. Auf der Grundlage der Meßwerte des Tunnelstroms wird der Abstand zwischen der Spitze an jeder Meßstelle und der beobachteten Probe supergenau gemessen, und die Abstandsmeßwerte an den einzelnen Meßstellen werden zur Gewinnung eines dreidimensionalen Bilds der Probenoberfläche registriert (plotted). Bei tatsächlichen Messung ist es jedoch schwierig, den Abstand zwischen der Spitze und der Probe mit hoher Genauigkeit zu bestimmen bzw. zu messen. Aus diesem Grund wird daher im allgemeinen die Spitze bei der zweidimensionalen Abtastung der Probenoberfläche zur Verfolgung der unregelmäßigen Konfiguration der Probenoberfläche aufwärts und abwärts bewegt, damit der Abstand zwischen der Oberfläche und der Spitze und auch der Tunnelstrom konstant sind. Das dreidimensionale Bild der Probenoberfläche wird auf der Grundlage der Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Spitze gewonnen.
Die Beobachtungsfläche beim genannten STM-Gerät liegt gewöhnlich im Bereich von einigen 10 nm im Quadrat bis zu etwa 1 µm im Quadrat. Wenn somit die gesamte Beobachtungs(ober)fläche der Probe im wesentlichen eben ist, wie dies z.B. beim Beobachten von regelmäßig orientierten Atomen der Fall ist, kann in einem beliebigen Bereich der Probenoberfläche ein gewünschtes Beobachtungsbild erhalten werden. In diesem Fall braucht somit der Beobachtungsbereich nicht speziell gewählt zu werden. Wenn andererseits die Konfiguration der Beobachtungsfläche unregelmäßig ist, z.B bei der Beobachtung des Profils einer auf einem Plättchen, das ein lineares Muster einer Breite von 1 µm und einer Höhe von 0,4 µm trägt, geformten Haltleiteranordnung, muß die Spitze für die Beobachtung genau an einer spezifischen Stelle plaziert werden. Dies ist jedoch mit dem herkömmlichen STM-Gerät nicht durchführbar.
Aus diesem Grund ist eine verbesserte Vorrichtung entwickelt worden, die ein STM-Gerät mit einem Rasterelektronenmikroskop (SEM bzw. REM) kombiniert. Da aber das REM für Beobachtung einer Probe in einem Vakuum konstruiert ist, kann diese Vorrichtung nicht für Beobachtung in der Atmosphäre oder in Wasser benutzt werden.
Bei einer anderen, bereits entwickelten verbesserten Vorrichtung ist ein optisches Mikroskop diagonal hinter einem STM-Gerät angeordnet; die Spitze des STM-Geräts wird dabei an einem gewünschten bzw. vorgesehenen Beobachtungsbereich der Oberfläche einer zu beobachtenden Probe positioniert, während (wobei) die Spitze und die Probe mittels des optischen Mikroskops beobachtet werden. Das optische Mikroskop ist jedoch für diagonale Beobachtung einer Probe von hinten her ausgelegt, so daß es schwierig ist, eine hohe Vergrößerungsleistung zu erzielen, und auch schwierig ist, die Beziehung zwischen der Spitze und der Probenoberfläche mittels des optischen Mikroskops genau zu beobachten. Die Spitze kann somit nicht genau gegenüber der zu beobachtenden Probe positioniert werden.
Ein anderes Tunnelabtast- oder -rastermikroskop ist in der nicht vorveröffentlichten EP-A-0 406 413 beschrieben. Bei dieser Vorrichtung aus einer Kombination aus einem optischen Mikroskop mit einer Tunnelabtasteinheit sind eine Objektivlinse und eine leitfähige Tunnelspitze der Tunnelabtasteinheit so angeordnet, daß die Mittelachse der Tunnelspitze mit der optischen Achse des optischen Mikroskops fluchtet. Eine Beobachtung von Probenoberflächen erfolgt durch Verschieben sowohl der Probe als auch der Tunnel spitze in der Axialrichtung, wobei die Tunnel spitze mittels eines dreidimensionalen Betätigungsglieds gehaltert ist und bewegt wird. Ein Fokussieren erfolgt durch unabhängiges Verschieben des Objektivs des optischen Mikroskops in der Axialrichtung.
Eine ähnliche Vorrichtung, die ein herköinmliches optisches Mikroskop mit einem Tunnelabtastmikroskop kombiniert, ist aus IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 30, Nr. 5, Oktober 1987, S. 369 und 370, unter dem Titel "Optically Transparent Tip For Tunneling Microscopy" bekannt. Bei dieser Vorrichtung, welche die Merkmale nach dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche dieser Anmeldung offenbart, ist die Tunnelspitze an einem Halter aus einer Glasplatte oder -scheibe angebracht, die (ihrerseits) an einem an einer Basis montierten dreidimensionalen Betätigungsglied (oder Stellglied) befestigt ist. Wie beim oben angegebenen Stand der Technik wird die Tunnel spitze unabhängig vom Objektiv mittels eines xy-Umsetzers bewegt oder verschoben und dann auf eine zu beobachtende Probe ausgerichtet. Da die Tunnelspitze und das Objektiv nicht verbunden sind, sondern unabhängig (voneinander) bewegt werden, muß vor jeder Beobachtung die Spitze der Tunnelabtastmikroskopeinheit in einem komplizierten Arbeitsgang mit der optischen Einheit ausgefluchtet werden. Außerdem besteht dabei die Möglichkeit, daß das Objektiv und der Spitzenhalter einander bei den Ausfluchtvorgängen versehentlich berühren und dabei beschädigt werden.
Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die oben geschilderten Gegebenheiten entwickelt worden; ihre Aufgabe ist die Schaffung einer (eines) Mikroskopvorrichtung oder -geräts, mit der bzw. dem eine Spitze genau, schnell und sicher an einer spezifizierten Beobachtungsstelle positioniert werden kann und die bzw. das eine genaue Beobachtung mit starker Vergrößerung der Struktur des zu beobachtenden Objekts ermöglicht.
Zur Lösung der obigen Aufgabe weist ein Gerät gemäß dieser Erfindung die Merkmale nach den Ansprüchen 1 bzw. 18 auf. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Geräts sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Bei dem auf diese Weise konstruierten Gerät kann die Spitze genau an einer spezifizierten oder vorgeschriebenen Stelle einer zu beobachtenden Probe innerhalb des Sehfelds des optischen Mikroskopkörpers positioniert werden, während die Probe über den Mikroskopkörper visuell beobachtet wird. Auf der Grundlage des mittels der Spitze detektierten bzw. abgegriffenen Tunnelstroms kann ein spezifizierter Bereich der Probe genau beobachtet werden, während Probe und Spitze relativ zueinander verschoben werden.
Ein besseres Verständnis dieser Erfindung ergibt sich aus der folgenden genauen Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen zeigen:
Fig. 1 bis 4 ein Mikroskopgerät gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung, wobei im einzelnen zeigen: Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines Hauptteils des Geräts, Fig. 2 eine schematische (Schaltbild-)Darstellung einer Steuerschaltung für ein(e) piezoelektrische(s) Sektion oder Teil, Fig. 3 eine perspektivische Darstellung der piezoelektrischen Sektion und Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer Anbauanordnung einer Spitze;
Fig. 5 eine Längsschnittdarstellung eines Hauptteils eines Mikroskopgeräts gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung einer ersten Abwandlung der piezoelektrischen Sektion,
Fig. 7 und 8 ein Mikroskopgerät gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung, wobei Fig. 7 eine perspektivische Darstellung eines Hauptteils des Geräts und Fig. 8 eine perspektivische Darstellung einer piezoelektrischen Sektion sind,
Fig. 9 eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der piezoelektrischen Sektion,
Fig. 10 eine Längsschnittansicht eines Mikroskopgeräts gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 11 eine Längsschnittansicht eines Hauptteils eines Mikroskopgeräts gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung und
Fig. 12 eine Längsschnittansicht eines Hauptteils eines Mikroskopgeräts gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen dieser Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen im einzelnen beschrieben.
Die Fig. 1 bis 4 veranschaulichen ein Mikroskopgerät gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung. Gemäß Fig. 1 umfaßt das Gerät einen optischen Auflicht-Hellfeld-Mikroskop körper 10 mit einem im wesentlichen T-förmigen Rohrkörper bzw. Tubus 12, der ein lotrechtes Teil 12a und ein waagerechtes Teil 12b aufweist. Der Tubus 12 ist durch einen (nicht dargestellten) Halterungsmechanismus in dem dargestellten Zustand gehaltert. An einem oberen Öffnungsabschnitt des lotrechten Teils 12a ist ein Okularteil 12 geformt, an dem eine Industriefernseh-(ITV-)Kamera 16 montiert ist. An einem unteren Öffnungsabschnitt des lotrechten Teils 12a ist eine Einheit-Anbausektion 18 geformt oder vorgesehen, an der eine (noch zu beschreibende) Beobachtungseinheit 20 angesetzt ist. Weiterhin ist im Mittelbereich des lotrechten Teils 12a ein Halbspiegel (halbdurchlässiger Spiegel) 21 vorgesehen. An einem Endöffnungsabschnitt des waagerechten Teils 12b ist eine Anbausektion 22 geformt, an der eine Leuchte 24 mit einer Lampe 23 in Gegenüberstellung zum Spiegel 21 montiert ist. In Gegenüberstellung zur Beobachtungseinheit 20 ist in einem vorbestimmten Abstand von dieser eine Probenbühne 26 positioniert.
Im Gebrauch oder Betrieb des Mikroskopgeräts wird ein Lichtstrahl von der Leuchte 24 durch den Halbspiegel 21 nach unten abgelenkt, so daß er auf eine Beobachtungsfläche 28a eines auf der Probenbühne 26 befindlichen Objekts 28 fällt. Ein Bild des Objekts 28 wird durch die Beobachtungseinheit 20 übertragen und an der Seite des Okularteils 14 abgebildet, so daß es über die Kamera 16 beobachtet werden kann.
Die Beobachtungseinheit 20 ist im folgenden im einzelnen beschrieben.
Gemäß den Fig. 1 und 2 ist die Beobachtungseinheit 20 mit einer Objektiv(linsen)einheit 30 und einer Spitzeneinheit 32 versehen. Die Einheit 30 enthält einen zylindrischen Linsenhalter 34, in welchem ein optisches Objektiv(linsen)system 35 angeordnet ist. Das System 35 enthält eine am unteren Ende des Halters 34 befestigte Objektivlinse 36. Ein am oberen Endabschnitt des Halters 34 geformter Außengewindeabschnitt 34a ist in einen Innengewindeabschnitt 18a eingeschraubt, der an der Anbausektion 18 des Körpers 10 angeformt ist. Die Einheit 30 ist somit abnehmbar an der Sektion 18 so angebracht, daß die optische Achse des optischen Systems 35 mit der Achse des Lichtstrahls von der Leuchte 24 fluchtet.
Die Spitzeneinheit 32 umfaßt eine (noch zu beschreibende) Spitze 38, eine piezoelektrische Sektion 40 und einen diese beiden Elemente tragenden oder halternden Tragzylinder 42. Der Zylinder 42 umfaßt obere und untere Zylinder 42a bzw. 42b, zwischen denen die ringförmige piezoelektrische Sektion 40 befestigt ist. Ein am oberen Endabschnitt des oberen Zylinders 42a angeformter Außengewindeabschnitt 44 ist in einen Innengewindeabschnitt 18b eingeschraubt, der an der Anbausektion 18 des Körpers 10 geformt ist. Der Tragzylinder 42 ist dabei so an der Sektion 18 angebracht bzw. auf diese aufgesetzt, daß er mit einem Spalt oder Zwischenraum außerhalb des Linsenhalters 34 angeordnet ist; seine Stellung kann unabhängig längs der optischen Achse des optischen Systems 35 eingestellt werden. Die Innengewindeabschnitte 18a und 18b der Anbausektion 18 besitzen jeweils gleichen Durchmesser.
Ein lichtdurchlässiges Element, z.B. eine Glasscheibe 48, ist an bzw. in der unterseitigen Öffnung des unteren Zylinders 42b so befestigt, daß sie sich unter einem rechten Winkel zur optischen Achse des optischen Systems 35 unter der Objektivlinse 36 befindet. Die Spitze 38 ist an der Scheibe 48 befestigt. Die Spitze 38 ist dadurch geformt, daß das distale Ende einer Spitze aus Wolfram oder Platin mit einer Länge von einigen Millimetern bis zu einigen 10 mm und einem Durchmesser von einigen Millimetern oder weniger durch elektrolytisches Polieren oder Spanabhebung (Schleifen) auf z.B. einen Durchmesser von 0,1 µm oder weniger zugespitzt worden ist. Die parallel zur optischen Achse des optischen Systems 35 verlaufende Spitze 38 ist an der Glasscheibe 48 derart befestigt, daß ihr proximaler Endabschnitt die Glasscheibe durchsetzt. Bei dieser Ausführungsform ist die Spitze 38 speziell koaxial zur optischen Achse des Systems 35 angeordnet. Der Tragzylinder 42 und die Glasscheibe 48 bilden somit eine Trag- bzw. Haltereinrichtung zum Tragen der Spitze 38. Gemäß Fig. 4 ist weiterhin an der Unterseite der Scheibe 48 ein Leiterdurchgang 49 aus einem leitfähigen Dünnfilm aus z.B. Gold oder Platin angeformt.
Der Innenendabschnitt des Durchgangs 49 ist mit der Spitze 38 mittels eines leitfähigen Binde- oder Bondingmittels 47 verbunden, das zur Befestigung der Spitze an der Glasscheibe 48 benutzt wird. Das eine Ende einer Zuleitung 51 ist mit dem Außenendabschnitt des Durchgangs 49 verbunden. Da die Spitze 38 auf diese Weise zwischen dem Objekt 28 und der Objektivlinse 36 an der Glasscheibe 48 befestigt ist, sind Probe und Spitze mittels des optischen Objektivsystems 35 und der Kamera 16 unmittelbar von oben her durch die Scheibe 48 hindurch betrachtbar bzw. sichtbar.
Die piezoelektrische Sektion 40 der Spitzeneinheit 32 bildet Teil einer Relativstellung-Verschiebeeinrichtung zum Feinverschieben der Spitze 38 zusammen mit dem unteren Zylinder 42b und der Glasscheibe 48 in den Richtungen der x-Achse, y- Achse und Z-Achse (längs der optischen Achse des optischen Systems 35 oder der Achse der Spitze), um damit eine Feinverschiebung der Relativstellungen von Beobachtungsobjekt 28 und Spitze zu bewirken. Gemäß Fig. 3 ist die piezoelektrische Sektion 40 aus einem Rohrabtaster (tube scanner) geformt, bei dem eine Elektrode G an der Innenumfangsfläche einer zylindrischen piezoelektrischen Keramik 50 angeklebt oder durch Leiterpaste gebildet ist, während Elektroden x, y, -x, -y und Z an der Außenumfangsfläche der Keramik (des Keramikteils) angeklebt bzw. durch Leiterpaste geformt (pasted) sind. Die Verschiebeeinrichtung enthält eine Steuereinheit 52 zur Steuerung des Betriebs der piezoelektrischen Sektion 40. Die Einheit 52 umfaßt z.B. einen Mikrorechner sowie diesem zugeordnete periphere Schaltungen. Die Steuereinheit ist mit einer xy-Abtastschaltung 53, einer Servoschaltung 54 und einer Anzeigeeinheit 56 verbunden. Die Abtastschaltung 53 ist an Elektroden G, x, y, -x und -y der piezoelektrischen Sektion 40 angeschlossen. Weiterhin ist die Servoschaltung 54 mit den Elektroden G und Z sowie einem Tunnelstromverstärker 58 verbunden. Der Verstärker 58 ist mit dem Leiterdurchgang 49 an der Glasscheibe 48 und auch über eine Stromquelle 60 mit dem auf der Probenbühne 26 befindlichen Objekt 28 verbunden. Dabei dient die xy-Abtastschaltung 53 speziell als Steuerschaltung, welche die piezoelektrische Sektion 40 mit x- und y-Abtastspannungen zum Führen der Spitze 38 mit einer Abtastbewegung in den x- und y-Achsenrichtungen speist. Wenn eine Spannung V von einigen 10 bis einigen 100 mV zwischen das Objekt 28 und die Spitze 38 angelegt wird, detektiert und verstärkt der Verstärker 58 eine zwischen den beiden Elementen fließende feine bzw. kleine Spannung, d.h. einen Tunnelstrom AT. Weiterhin speist die Servoschaltung 54 die piezoelektrische Sektion 40 mit einer Rückkopplungsspannung, wobei die Spitze 38 in der Z- Achsenrichtung verschoben wird, um den detektierten, d.h. abgegriffenen Strom AT konstant zu halten. Die Steuereinheit 52 nimmt die x- und y-Abtastspannungen sowie die Z-Achsen-Rückkopplungsspannung über eine (nicht dargestellte) Schnittstelle o.dgl. ab und verarbeitet Information bezüglich der Regelmäßigkeit der Oberfläche des Objekts 28 entsprechend den Größen der Eingangsspannungen. Die eine Kathodenstrahlröhre (CRT) o.dgl. aufweisende Anzeigeeinheit 56 enthält einen Bildspeicher für Dichteanzeige, einen xy-Schreiber usw. und dient zum Anzeigen der durch die Steuereinheit 52 verarbeiteten Information, d.h. der Regelmäßigkeit der Probenoberfläche.
Im folgenden ist die Arbeitsweise des auf oben beschriebene Weise konstruierten Mikroskopgeräts erläutert.
Zunächst werden die Beobachtungseinheit 20 an der Anbausektion 18 des Körpers 10 angebracht und der Verstärker 58 über die Stromquelle 60 mit dem Beobachtungsobjekt 28 verbunden. Sodann wird das Objekt 28 auf die Probenbühne 26 aufgelegt. In diesem Zustand wird die Bühne 26 hochgefahren, um die Beobachtungsfläche (zu beobachtende Fläche) 28a des Objekts 28 dicht an die Spitze 38 der Einheit 20 heranzuführen, worauf das optische Objektivsystem 35 unter Beobachtung des mittels der ITV-Kamera 16 aufgenommenen Bilds auf die Fläche 28a fokussiert, d.h. scharfgestellt wird. Bei diesem Vorgang wird der Tragzylinder 42 der Spitzeneinheit 32 im voraus oder vorher gedreht, um die Stellung der Spitze 38 relativ zur Objektivlinse 36 so einzustellen, daß der Bereich (Schärfentiefe des STM-Geräts) für Tunnelstromdetektion mittels der Spitze innerhalb des Bereichs der Schärfentiefe (focal depth) des optischen Systems 35 liegt. Die Schärfentiefe des optischen Systems des Körpers 10 variiert im allgemeinen in Abhängigkeit von der Leuchte 24 und der optischen Vergrößerung. Bei einer optischen Vergrößerung von z.B. 100 beträgt die Schärfentiefe einige Mikrometer oder weniger. Bei einer Vergrößerung von 40 beträgt die Schärfentiefe einige 10 µm oder weniger. Im Vergleich dazu beträgt der detektierbare bzw. erfaßbare Bereich für den Tunnelstrom etwa 1 nm, was etwa 1/10000 bis 1/1000 der Schärfentiefe des optischen Systems entspricht. Der Bereich für Tunnelstromerfassung mittels der Spitze 38 kann somit ohne weiteres innerhalb des Bereichs der Schärfentiefe des optischen Systems 35 eingestellt werden.
Anschließend wird das Objekt 28 unter Beobachtung des mittels der ITV-Kamera 16 aufgenommenen Bilds der Oberfläche 28a der Probe in den x- und y-Achsenrichtungen verschoben. Bei diesem Vorgang liegt der mittels der Spitze 38 zu beobachtende Abschnitt oder Bereich der Probe im Mittelbereich eines Sehfelds des Körpers 10 oder in einer vorbestimmten Einstellposition. In diesem Zustand wird zwischen die Elektroden G und Z der piezoelektrischen Sektion 40 eine Spannung angelegt, wodurch die Spitze 38 in der Z-Achsenrichtung verschoben wird, so daß das distale Ende der Spitze in einem Abstand von etwa 1 nm von der Objektoberfläche 28a plaziert wird.
Bei Anlegung der Spannung an die Elektroden G und Z wird die piezoelektrische Sektion 40 in der Z-Achsenrichtung so verschoben, daß die Spitze 38 zusammen mit der Sektion 40 in der Z-Achsenrichtung verschoben werden kann. Ebenso werden beim oder zum Verschieben der Spitze 38 in der x-Achsenrichtung Spannungen +Vx und -Vx zwischen die Elektroden G und x der Sektion 40 bzw. zwischen die Elektroden G und -x angelegt. Beim Feinverschieben der Spitze 38 in der Richtung -x werden weiterhin Spannungen -Vx und +Vx zwischen die Elektroden G und x bzw. zwischen die Elektroden G und -x angelegt. Auf die gleiche Weise kann die Spitze 38 in der y-Achsenrichtung verschoben werden.
Durch Anlegung der Spannungen an die Elektroden G, x, y, -x, -y und Z der piezoelektrischen Sektion 40 kann somit die Spitze 38 unabhängig in den x-, y- und Z-Achsenrichtungen verschoben werden, wobei die zu beobachtende Fläche des Objekts 28 über das STM-Gerät beobachtet werden kann.
Bei dem auf diese Weise konstruierten Mikroskopgerät enthält die an der Anbausektion 18 des Mikroskopkörpers 10 montierte Beobachtungseinheit 20 das optische Objektivsystem 35, die Spitze 38 für Feinstromdetektion oder -erfassung und die piezoelektrische Sektion 40 zum Verschieben von Objekt 28 und Spitze 38 relativ zueinander. Unter Sichtbeobachtung des Objekts 28 über den optischen Mikroskopkörper 10 kann somit die Spitze 38 genau an einer zu beobachtenden, spezifizierten Stelle innerhalb des Sehfelds des Körpers 10 positioniert werden. Auf der Grundlage eines feinen oder kleinen, mittels der Spitze 38 abgegriffenen Tunnelstroms kann ein spezifizierter Bereich der Objektoberfläche 28a genau beobachtet werden, während die Relativpositionen von Objekt 28 und Spitze 38 in diesem Zustand verschoben werden. Auch wenn sich die Konfiguration einer Probenoberfläche, wie das Profil eines Halbleiters, abhängig von der Beobachtungsstelle ändert, kann somit die Spitze 38 ohne weiteres mit hoher Genauigkeit an der spezifizierten Beobachtungsstelle positioniert werden. Die Betriebsleistung kann somit im Vergleich zu einem herkömmlichen STM-Gerät beträchtlich verbessert sein.
Die Spitzeneinheit 32 der Beobachtungseinheit 20 ist außerhalb der Objektivlinseneinheit 30 mit dem optischen Objektivsystem 35 so angeordnet, daß sie die Linseneinheit abdeckt oder umschließt. Das zu beobachtende Objekt 28 kann daher auch dann beobachtet werden, wenn es sich in der Atmosphäre, in Wasser oder in flüssigem Stickstoff oder einer anderen Flüssigkeit befindet. Die Feinstruktur des Objekts 28 kann daher einfacher mit höherer Vergrößerung und Genauigkeit als in dem Fall beobachtet werden, in welchem ein STM-Gerät und ein SEM miteinander kombiniert sind, so daß die Beobachtungsumgebung auf ein Vakuum beschränkt ist. Im Gegensatz zur Kombination aus dem STM-Gerät und dem SEM erfordert weiterhin die Anordnung gemäß dieser Ausführungsform nicht die Benutzung einer kostenaufwendigen Ausrüstung zum Evakuieren, so daß die Gesamtkosten des Geräts herabgesetzt sein können. Da auch die Zeit für das Evakuieren eingespart werden kann, kann die Zeit für das Beobachten des Objekts 28 verkürzt sein.
In der Beobachtungseinheit 20 ist die die Spitze 38 und die piezoelektrische Sektion 40 für Feinbewegung oder -verschiebung der Spitze enthaltende Spitzeneinheit 32 getrennt von der das optische Objektivsystem 35 enthaltenden Objektivlinseneinheit 30 geformt und (für sich) unabhängig am Körper 10 montiert. Auch bei einer Feinverschiebung der Spitze 38 kann damit eine Verschiebung des optischen Systems 35 und eines durch dieses erzeugten optischen Bilds verhindert werden. Das optische Bild ist somit im Betrieb zufriedenstellend sichtbar. Weiterhin sind nur die Spitze 38, die Glasscheibe 48 und der untere Tragzylinder 42b für Feinverschiebung mittels der piezoelektrischen Sektion 40 ausgelegt, während das optische Objektivsystem 35 nicht verschiebbar ist. Infolgedessen ist die Masse der mittels der Sektion 40 einer Feinverschiebung zu unterwerfenden Teile vergleichsweise klein. Infolgedessen besitzt die piezoelektrische Sektion 40 einen verbesserten Frequenzgang, so daß die Position oder Stellung der Spitze 38 einfach einer Feineinstellung unterworfen werden kann.
Wenn während der Beobachtung eine Störung, wie ein Verbiegen der Spitze 38 auftritt, brauchen nur die Spitze und die Glasscheibe 48 ausgewechselt zu werden. Das Auswechseln läßt sich somit einfach und kostensparend durchführen.
Da ferner die Beobachtungseinheit 20 als unabhängige Einheit mit der Objektivlinseneinheit 30 und der Spitzeneinheit 32 ausgebildet ist, kann das STM-Gerät durch Anbau der Beobachtungseinheit anstelle der herkömmlichen Objektivlinseneinheit an der Objektivlinsen-Anbausektion eines herkömmlichen optischen Mikroskops gebildet werden. Bei dieser Ausführungsform ist weiterhin die Spitzeneinheit 32 unabhängig von der Objektivlinseneinheit 30 geformt, so daß das STM-Gerät wahlweise auch dadurch erhalten oder gebildet werden kann, daß die Spitzeneinheit sowie die herkömmliche Objektivlinseneinheit an der Objektivlinsen-Anbausektion eines herkömmlichen optischen Mikroskops montiert werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, vielmehr sind für den Fachmann innerhalb des Rahmens der Ansprüche verschiedene Änderungen und Abwandlungen möglich.
Beispielsweise braucht die Spitze 38 lediglich im wesentlichen parallel zur optischen Achse des optischen Objektivsystems 35, innerhalb des Sehfelds desselben, angeordnet zu sein, und sie kann an der Glasscheibe 48 so befestigt werden oder sein, daß sie, wie in Fig. 5 gezeigt, exzentrisch zur optischen Achse des Systems 35 angeordnet ist. In diesem Fall kann verhindert werden, daß die Spitze 38 das Beleuchtungslicht von der Leuchte 24 abfängt und das über den optischen Mikroskopkörper beobachtete Bild abdunkelt.
Bei einer in Fig. 6 dargestellten Abwandlung kann außerdem die piezoelektrische Sektion 40 wahlweise aus einem Rohr- oder Tubusabtaster (tube scanner) geformt sein, bei dem die Elektrode G an der Innenumfangsfläche der zylindrischen piezoelektrischen Keramik 50 pastiert ist, während die Elektroden x, y, -x und -y an der Außenumfangsfläche der Keramik pastiert sind. In diesem Fall kann die Sektion 40 in der Z-Achsenrichtung verschoben werden, indem lediglich eine Spannung Vz zwischen die Elektroden G und x, zwischen G und -x, zwischen G und y sowie zwischen G und -y angelegt wird. Zum Verschieben der piezoelektrischen Sektion in den x- und y-Achsenrichtungen werden die Spannungen auf die gleiche Weise wie bei der ersten Ausführungsform angelegt.
Die Fig. 7 und 8 veranschaulichen ein Mikroskopgerät gemäß einer dritten Ausführungsform dieser Erfindung. Bei dieser Ausführungsform besteht die piezoelektrische Sektion 40 aus einem Rohr- oder Tubusabtaster eines Vertikaleffekttyps, bei dem Elektroden G und Z an Ober- bzw. Unterseite einer zylindrischen piezoelektrischen Keramik 50 pastiert sind und die Spitze 38 nur in der Z-Achsenrichtung feinverschoben wird. Weiterhin ist auf der Probenbühne 26 ein xy-Richtungsantriebsmechanismus 62 montiert, auf den das Objekt 28 aufgesetzt ist. Bei dieser Anordnung wird das Objekt 28 mittels des Antriebsmechanismus 62 in den x- und y-Achsenrichtungen abgetastet. Dabei kann die Abtastfläche oder der Beobachtungsbereich des STM-Geräts wesentlich weiter bzw. größer sein als dann, wenn die Spitze 38 für Abtastung in den x- und y-Achsenrichtungen mittels des Rohr- oder Tubusabtasters verschoben wird.
Bei der dritten Ausführungsform kann gemäß Fig. 9 die piezoelektrische Sektion 40 aus einem Rohr- oder Tubusabtaster des Horizontaleffekttyps anstelle des Vertikaleffekt-Tubus abtasters bestehen. Dabei sind Elektroden G und Z an Innenbzw. Außenumfangsfläche der zylindrischen piezoelektrischen Keramik 50 pastiert, wobei die Spitze 38 nur in der Z-Achsenrichtung einer Feinverschiebung unterworfen wird.
Bei der dritten Ausführungsform ist die piezoelektrische Sektion 40 so ausgestaltet, daß eine Feinverschiebung der Spitze 38 nur in der Z-Achsenrichtung erfolgt. Wahlweise kann jedoch die Spitze durch die Sektion 40 auch in den Z- und x- Achsenrichtungen oder in den Z- und y-Achsenrichtungen feinverschoben werden. Weiterhin kann die piezoelektrische Sektion auch weggelassen werden. In diesem Fall muß an der Probenbühne 26 ein Mechanismus zum Antreiben des Beobachtungsobjekts 28 in den x- und y-Achsenrichtungen montiert sein.
Fig. 10 veranschaulicht ein Mikroskopgerät gemäß einer vierten Ausführungsform dieser Erfindung. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in der Anordnung der Beobachtungseinheit 20. Bezüglich der Anordnung der anderen Bauelemente entspricht die vierte Ausführungsform der ersten Ausführungsform. In der folgenden Beschreibung werden gleiche Bezugsziffern (wie vorher) zur Bezeichnung gleicher Teile in sämtlichen Zeichnungen benutzt, so daß auf eine genaue Beschreibung dieser Teile verzichtet wird.
Bei der vierten Ausführungsform sind eine Objektivlinseneinheit und eine Spitzeneinheit der Beobachtungseinheit 20 materialeinheitlich oder einstückig miteinander ausgebildet. Genauer gesagt die Einheit 20 enthält einen Linsenhalter 34, welcher sämtliche Teile, wie Objektivlinse 36, Spitze 38 und piezoelektrische Sektion 40 trägt bzw. haltert.
Eine Objektivlinse 36 eines optischen Objektivsystems ist in einer unterseitigen Öffnung eines Halters 34 befestigt. Ein am oberen Endabschnitt des Halters 34 angeformter Außengewindeabschnitt 34a ist in einen Innengewindeabschnitt 18a an der Anbausektion 18 des Körpers 10 eingeschraubt. Der Halter 34 ist somit an der Sektion 18 so abnehmbar oder abbaubar montiert, daß die optische Achse der optischen Linse (Objektivlinse) 36 mit derjenigen des Lichts von der Leuchte 34 fluchtet. Der mittlere Abschnitt des Halters 34 besteht aus einer ringförmigen piezoelektrischen Sektion 40. Die auf die gleiche Weise wie bei der ersten Ausführungsform ausgebildete Sektion 40 ist über eine xy-Betätigungsschaltung, eine Servoschaltung und einen Tunnelstromverstärker (nicht dargestellt) mit einer Steuersektion (Steuereinheit) verbunden.
Auf der gesamten unteren oder äußeren Fläche der Objektivlinse 36, welche dem Objekt 28 zugewandt ist, ist ein elektrisch leitfähiger Film 64 ausgebildet. Eine Spitze 38 für Feinstromdetektion oder Strom-Feindetektion ist am Zentrum der Unterseite der Linse 36 befestigt. Die mit ihrem proximalen Ende z.B. durch Hartlöten oder Kleben bzw. Bonden mit dem Film 64 verbundene Spitze 38 verläuft koaxial zur optischen Achse der Objektivlinse. Der lichtdurchlässige leitfähige Film 64 ist z.B. durch Ablagern eines leitfähigen Materials, wie Gold, mit einer Dicke von einigen Hundert Angström durch Zerstäuben geformt. Da der Film 64 mittels einer Zuleitung 51 mit der Stromversorgung verbunden ist, kann zwischen die Spitze 38 und das Objekt 28 eine Spannung angelegt werden. Bei dieser Ausführungsform bildet die Objektivlinse 36 die Trageinrichtung zum Tragen oder Haltern der Spitze 38.
Bei dem Gerät mit der oben beschriebenen Ausgestaltung kann die Spitze 38 durch Anlegung von Spannungen an Elektroden G, x, y, -x, -y und Z der piezoelektrischen Sektion 40 unabhängig bzw. getrennt in den x-, y- und Z-Achsrichtungen verschoben werden, wobei die Oberfläche des zu beobachtenden Objekts 28 mittels des STM-Geräts beobachtet werden kann. Bei dieser Ausführungsform wird weiterhin bei einer Stellungsverschiebung der Sektion 40 die Objektivlinse 36 zusammen mit der Spitze 38 verschoben. Dabei kann sich demzufolge ein mittels der Kamera 16 beobachtetes Bild des Objekts 28 fein verschieben. Diese Feinverschiebung reicht jedoch nur von einigen 10 bis einige 100 µm. Durch zweckmäßige Einstellung der Vergrößerung des optischen Systems kann die Größe der Feinbewegung oder -verschiebung auf einen Grad von etwa 1/10 bis 1/100 des gesamten Sehfelds des Mikroskopkörpers 10 reduziert werden. Hierdurch kann verhindert werden, daß das Bild des Objekts 28 stark verzerrt und damit nicht mehr beobachtbar wird.
Bei der auf diese Weise ausgestalteten vierten Ausführungsform kann außerdem, wie bei der ersten Ausführungsform, die Spitze 38 unter Beobachtung der Probe mittels des Mikroskopkörpers 10 genau in einem spezifizierten Beobachtungsbereich der Oberfläche des Objekts 28 positioniert werden. In jeder anderen Hinsicht gewährleistet diese Ausführungsform im wesentlichen die gleichen Vorteile wie die erste Ausführungsform.
Bei der vierten Ausführungsform ist der leitfähige Film 64 auf der gesamten Unterseite der Objektivlinse 36 geformt. Wahlweise kann jedoch der Film in Form eines sich von der Spitze 38 zum Umfangsrand der Linse 36 erstreckenden Bands vorliegen.
Bei einer in Fig. 11 gezeigten fünften Ausführungsform ist die Objektivlinse 36 mit einer durchgehenden Bohrung 36a versehen, wobei der proximale Endabschnitt der Spitze 38 durch die Bohrung hindurchgeführt und in dieser (klebend) verbunden ist. Das über die Objektivlinse nach oben vorstehende proximale Ende der Spitze 38 ist über eine Zuleitung 51 mit einem Tunnelstromverstärker verbunden. Bei dieser Ausführungsform ist die Trag- oder Halterungsstruktur für die Spitze 38 in ihrer Festigkeit verbessert, und der leitfähige Film 64 an der Außenfläche der Linse 36 kann weggelassen sein.
Wahlweise kann außerdem der leitfähige Film an der Innenfläche der Objektivlinse 36 ausgebildet sein, so daß der innerhalb der Linse vorstehende Endabschnitt der Spitze 38 mit dem Film verbunden ist.
Bei den beschriebenen vierten und fünften Ausführungsformen ist die Spitze 38 unmittelbar an der Objektivlinse 36 befestigt. Gemäß Fig. 12 kann jedoch die Spitze auch an einer von der Linse 36 getrennten Glasplatte oder -scheibe 36 befestigt sein. Genauer gesagt: bei der Anordnung gemäß Fig. 12 ist ein oberer Öffnungsabschnitt eines im wesentlichen zylindrischen Spitzenhalteelements 68 abnehmbar auf den unteren Endabschnitt des die Objektivlinse 36 haltenden Linsenhalters 34 aufgesetzt. Innerhalb eines unteren Öffnungsabschnitts des Elements 68 ist eine Glasplatte oder -scheibe 66 so befestigt, daß sie zwischen dem Objekt 28 und der Linse unter einem rechten Winkel zur optischen Achse der Linse 36 angeordnet ist. Die Scheibe 66 ist mit Hilfe mehrerer Einstellschrauben 70, die in das Element 68 in dessen Radialrichtung eingeschraubt sind, am Halteelement 68 für Lageneinstellung gegenüber letzterem angebracht. Die mit ihrem proximalen Endabschnitt am bzw. im Zentrum der Glasscheibe 66 fixierte Spitze 38 verläuft koaxial zur optischen Achse der Objektivlinse 36. Der proximale Endabschnitt der Spitze durchsetzt die Scheibe 66 unter Befestigung (darin).
Bei dem auf beschriebene Weise ausgestalteten Gerät ist die Spitze 38 nicht unmittelbar an der Linse befestigt, sondern vielmehr an der Glasscheibe befestigt, die von der Objektivlinse 36 unabhängig bzw. getrennt ist. Infolgedessen braucht die Linse 36 selbst nicht speziell bearbeitet zu werden, so daß die Herstellung vereinfacht sein kann. Wenn bei der Messung mittels des STM-Geräts eine Störung, wie ein Verbiegen der Spitze 38, auftritt, braucht nur die Glasscheibe 66 mit der daran vorgesehenen Spitze ausgewechselt zu werden. Das Auswechseln gestaltet sich somit einfacher als dann, wenn die gesamte Objektivlinse ausgewechselt werden muß. Da der proximale Endabschnitt der Spitze 38 die Scheibe 66 unter Befestigung (darin) durchsetzt, weist die Spitze darüber hinaus verbesserte Halterungsfestigkeit auf.
Weiterhin werden die Einstellschrauben 70 zum Einstellen der Halterungs- oder Einbaustellung der Glasscheibe 66 benutzt, so daß die Spitze 38 in einem einfachen Einstellvorgang mit der optischen Achse der Objektivlinse 36 ausgefluchtet werden kann. Außerdem kann dabei die Einstellung des distalen Endabschnitts der Spitze 38 innerhalb der Brennpunktebene des optischen Systems oder in einer anderen zweckmäßigen Stellung erleichtert sein.
Bei den verschiedenen, vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist der optische Mikroskopkörper 10 nicht auf das optische Hellfeld-Mikroskop des Auflichttyps beschränkt, vielmehr kann es sich dabei auch um ein optisches Dunkelfeld- Mikroskop oder ein Nomarski-Interferenzmikroskop handeln. Ersichtlicherweise sind dem Fachmann verschiedene andere Änderungen und Abwandlungen der vorliegenden Erfindung möglich, ohne vom Rahmen der Ansprüche abzuweichen.

Claims

1. Gerät zum Beobachten einer Beobachtungsfläche (28a) einer Probe (28) unter Nutzung des Tunneleffekts umfassend:

eine leitfähige Spitze (38),

eine Verschiebeeinrichtung (40) zum Verschieben der Spitze (38) und der Probe (28) relativ zueinander,

eine Einrichtung (60) zum Anlegen einer Spannung (V) zwischen die Probe (28) und die Spitze (38), so daß ein Tunnelstrom (AT) zwischen der Probe (28) und der Spitze (38) fließt,

eine Einrichtung (58) zum Messen des Tunnelstroms (AT),

einen Mikroskopkörper (10),

eine am Mikroskopkörper (10) angebrachte optische Objektiveinheit (35) mit einer der Beobachtungsfläche (28a) zugewandten Objektivlinse (36) zum Erzeugen eines durch den Mikroskopkörper (10) sichtbaren optischen Bilds der Beobachtungsfläche (28a) und

eine Haltereinrichtung zum Haltern der Spitze (38) in einem Bereich zwischen der Objektivlinse (36) und der Beobachtungsfläche (28a), wobei die Haltereinrichtung ein zwischen der Probe (28) und der Objektivlinse (36) angeordnetes, letzterer zugewandtes lichtübertragendes Element bzw. Lichtdurchlaßelement (48, 66) aufweist und wobei die leitfähige Spitze (38) am Lichtdurchlaßelement (48, 66) angebracht ist und von letzterem in Richtung auf die Beobachtungsfläche (28a) absteht,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Haltereinrichtung ein Halterelement (42, 68) aufweist, dessen einer Endabschnitt am Mikroskopkörper (10) angebracht ist und dessen anderer Endabschnitt das Lichtdurchlaßelement (48, 66) haltert.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halterelement (42, 68) im wesentlichen zylindrisch (geformt) und die Objektivlinse (36) umgebend angeordnet ist.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze (38) koaxial zur optischen Achse der Objektivlinse (36) angeordnet ist.

4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze (38) gegenüber der optischen Achse der Objektivlinse (36) exzentrisch angeordnet ist.

5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtdurchlaßelement (48, 66) eine unter einem rechten Winkel zur optischen Achse der Objektivlinse (36) angeordnete Glasplatte oder -scheibe aufweist.

6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze (38) einen fest in das Lichtdurchlaßelement (48, 66) eingesetzten proximalen Endabschnitt aufweist.

7. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halterelement (68) eine Einrichtung zum Einstellen der Lage der Spitze (38) relativ zur optischen Achse der Objektivlinse (36) aufweist.

8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung eine Anzahl von Einstellschrauben (70) zum Befestigen des Lichtdurchlaßelements (66) am Halterelement (68) aufweist, von denen jede Schraube (70) in einer Richtung senkrecht zur optischen Achse der Objektivlinse (36) in das Halterelement (68) eingeschraubt ist.

9. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halterelement (42, 66) für Verschiebung in der Richtung der optischen Achse der Objektivlinse (36) am Körper (10) abnehmbar angebracht ist.

10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (10) eine Montage- oder Anbausektion (18), an welcher die optische Einheit (35) montiert ist, und einen an der Anbausektion (18) angeformten ersten Schraubabschnitt (18a) aufweist und das Halterelement (42) einen an seinem einen Endabschnitt angeformten und mit dem ersten Schraubabschnitt (18a) in Eingriff stehenden zweiten Schraubabschnitt (44) aufweist.

11. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebeeinrichtung eine am Halterelement (42) angebrachte piezoelektrische Sektion (40) aufweist, die einstückig (gemeinsam) mit dem Lichtdurchlaßelement (48) in einer vorbestimmten Richtung verschiebbar ist.

12. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die piezoelektrische Sektion (40) in der Richtung der optischen Achse der Objektivlinse (36) in einer ersten, zur optischen Achse senkrechten Richtung und in einer zweiten, zur optischen Achse und zur ersten Richtung senkrechten Richtung verschiebbar ist und die Verschiebeeinrichtung eine zweite Spannungsanlegeeinrichtung (52, 53, 54) zum Anlegen einer vorbestimmten Spannung an die piezoelektrische Sektion (40) aufweist.

13. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die piezoelektrische Sektion (40) in der Richtung der optischen Achse der Objektivlinse (36) verschiebbar ist und die Verschiebeeinrichtung eine zweite Spannungsanlegeeinrichtung (52, 53, 54) zum Anlegen einer vorbestimmten Spannung an die piezoelektrische Sektion (40) und einen Antriebsmechanismus (62) zum Verschieben der Probe (28) in einer ersten Richtung senkrecht zur optischen Achse und einer zweiten Richtung senkrecht zur optischen Achse und zur ersten Richtung umfaßt.

14. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Halterelement (42) einen am Körper (10) angebrachten ersten Abschnitt (42a) und einen das Lichtdurchlaßelement (48) halternden zweiten Abschnitt (42b) aufweist und die piezoelektrische Sektion (40) zwischen den ersten und zweiten Abschnitten (42a, 42b) so befestigt ist, daß sie die optische Einheit (35) umgibt.

15. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (10) ein die Anbausektion (18) aufweisendes Körperrohr (12) und einen im wesentlichen zylindrischen, die optische Einheit (35) (darin) enthaltenden und abnehmbar an der Anbausektion (18) montierten Linsenhalter (34), der durch das Halterelement (42) hindurchgeführt ist, umfaßt.

16. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (10) ein eine Anbausektion (18) aufweisendes Körperrohr (12) und einen im wesentlichen zylindrischen, die optische Einheit (35) (darin) enthaltenden und abnehmbar an der Anbausektion (18) montierten Linsenhalter (34) umfaßt, wobei der eine Endabschnitt des Halterelements (68) abnehmbar am Linsenhalter (34) angebracht ist.

17. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebeeinrichtung eine am Linsenhalter (34) angebrachte piezoelektrische Sektion (40), die einstückig (gemeinsam) mit dem Lichtdurchlaßelement (66) in einer vorbestimmten Richtung verschiebbar ist, aufweist.

18. Gerät zum Beobachten einer Beobachtungsfläche (28a) einer Probe (28) unter Nutzung des Tunneleffekts, umfassend:

eine leitfähige Spitze (38),

eine Einrichtung (58) zum Messen des Tunnelstroms (AT),

einen Mikroskopkörper (10) und

eine am Mikroskopkörper (10) angebrachte optische Objektiveinheit (35) mit einer der Beobachtungsfläche (28a) zugewandten Objektivlinse (36) zum Erzeugen eines durch den Mikroskopkörper (10) sichtbaren optischen Bilds der Beobachtungsfläche (28a),

dadurch gekennzeichnet, daß

die Spitze (38) an der Objektivlinse (36) befestigt ist und von dieser in der Richtung einer optischen Achse der Objektivlinse (36) zur Beobachtungsfläche (28a) hin absteht.

19. Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze (38) koaxial zur optischen Achse der Objektivlinse (36) angeordnet ist.

20. Gerat nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Objektivlinse (36) eine Fläche aufweist, die der Probe (28) gegenübersteht und an der ein elektrisch leitfähiger Film (64) geformt ist, und die Spitze (38) über den leitfähigen Film (64) an der Objektivlinse (36) befestigt und mittels des leitfähigen Films (64) mit der Spannungsanlegeeinrichtung (60) verbunden ist.

21. Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Objektivlinse (36) eine sich in der Richtung ihrer optischen Achse erstreckende durchgehende Bohrung (36a) aufweist und die Spitze (38) mit einem proximalen Endabschnitt (derselben) durch die durchgehende Bohrung (36a) hindurchgeführt und an der Objektivlinse (36) befestigt ist.

22. Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Objektiveinheit (35) einen die Objektivlinse (36) halternden und am Körper (10) montierten Linsenhalter (34) aufweist und die Verschiebeeinrichtung eine piezoelektrische Sektion (40) umfaßt, die einstückig (gemeinsam) mit der Objektivlinse (36) in einer vorbestimmten Richtung verschiebbar ist.

23. Gerät nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die piezoelektrische Sektion (40) in der Richtung der optischen Achse der Objektivlinse (36), in einer ersten, zur optischen Achse senkrechten Richtung und in einer zweiten, zur optischen Achse und zur ersten Richtung senkrechten Richtung verschiebbar ist.

24. Gerät nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Linsenhalter (34) abnehmbar am Körper (10) montiert ist.