DE857253C - Elektronenmikroskop zur Beobachtung von Oberflaechen in auffallender Elektronenstrahlung - Google Patents

Description

• Elektronenmikroskop zur Beobachtung von Oberflächen in auffallender Elektronenstrahlung Pkim Arbeiten mit Elektronenmikroskopen kann man das Objekt durchstrahlen, man kann aber auch Objektoberflächen in auffallender Elektronenstrahlung beobachten. Die Erfindung bezieht Seich auf Anordnungen der zuletzt genannten Art. 13ei ,den abbildenden Elektronen, die vom Objekt in die Öffnung der Objektivspule gelangen, handelt es sieh in diesem Fall um rückdiffundierte Elektronen. Die Geschwindigkeitsin'homogeni,sierung bei der Rückdifiusion hat eine gewisse Unschärfe der Oberflächenbilder zur Folge, so daß man mit der bisher bekannten Methode keine einwandfreien Bilder herstellen konnte. Das ist vor allem #darauf zurückzuführen, (laß man bisher bei der Oberflächenbeobachtung in auffallender Elektronenstrahlung mit den beim Durchstrafilungsverfahren üblichen eisengekapselten Objektivspulen gearbeitet hat. Diese Konstruktion bringt es mit #sich, #daß der 01)jek-ttr'i",er und mit ihm das Objekt ver-hältnismäßig weit vom wirksamen Bereich der Objektivspule entfernt ist. Be#i der Erfindung gelingt es, Elektronenmikroskope zur Beobachtung von Oberflächen in auffallender EIektronenistra,'hlu,n!g wesentlich zu verbessern. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß zur Erzielung -eines möglichst kleinen Abstandes zwischen. dem Objekt und dem wirksamenBereich der Objektivlinse eineObjektivlin,se verwendet, die -eine oder mehrere den Stra:hlenfgang des Elektronenmikroskops nicht umfassende Erregcrwic'kltmgen besitzt, oder bei der ein oder mehrere entsprechen#d gestaltete permanente Magnete verwendet werden. Durch diese Konstruktion gelingt es, den Objekthalter und damit das zu beobachten-de Objekt sehr nahe an d-en wirksamen Bereich der ObjektivIinse heranzubringen. Mankann die Anordnungderart durchbilden, daß der Objektträgcr in unmittelbarer Nähd der an zwei Tellern ibefestigten Polschulie der Lin,se angeordnet ist. Es besteht sogardie Möglichkeit, die Oberflächedes Objekts in nur abfallendem Feld abzubilden; das kann man dadurch erzielen, daß der O#bjektträ&r selbst den einen Pol #derLinse U Idet.
• Man 'kann die Anordnung so wählen, daß der Objektträger ein Abschlußstück der Vakuumwand bildet und mit einem Dichtungskonas versehen ist. Zwischen den beiden Polen der Linse wird ein Messingring befestigt, der ebenfalls einen Teil der Vakuumwand des Elektronenmikroskops bildet. Man kann das die Objektivlinse bildende und gleichzeitig den Objektträger aufnehmende Stück ,des Elektronenmikroskops leicht so ausbilden, daß dieses Stück ohne weiteres mit den übrigen Teilen eines normalen für die Durchstrahlungsmethode ,konstruierten Elektronenmikroskops zusammenp-aßt. In diesem Fall wird dann beispielsweise an den die Objektivlinse bildenden Teil des Elektronenimikroskops der Bestrahlungsapparat vorzugsweise mit senkrecht von oben nach unten führendem Strahlengang angieschlossen, während ,am anderen Endedie übrigen Teile des Elektronenmiktoskops beispielsweise in etwa waagerecht liegender Anordnung angeschlossen werden. Zur Verbindung der einzelnen Teile des Elektronenmikroskops kann man dabei die Teile des Elek- tronenmikroskops in üblicher Weise mit Dichtungskonussen versehen.
• Die Figuren zeigen als Ausführungsbeispiel der Erfindungdendie Objektivlinse bildenden Teil des Elektronen#mi,kros'kop,s. In Fig. i ist ein Längs-,schnitt, in Fig. 2 ein Querschnitt,durc#h die Anordnung gezeigt. Derin Fig. i dargestellte Schnitt ist längs der in Fig. 2 eingetragenen Linie A-B geführt. Die dargestellte Objektivlinise besteht auis einem oberen Teller i und, einem unteren Teller 2. Zwischen #diesen beiden Tellern ist ein Messingring 3 eingelötet"der auf diese Weise einen Teil der Vakuumwand des Elektronenmikroskops bildet. An den Teillen i und :2 sinddie Polschuhe 4 und 5 befestigt. Mit 6 ist der Obj-ektträger bezeichnet; dieser bildet ebenfalls in der ausder Figur ersichtlichen Weise ein Abschlußstück der Vakuumwand. Er ist mit einem Dichtungskonus versehen, der in einen entsprechenden Dichtungskonus des oberen Teils i paßt. Der Objekthalter 7, welcher auf dem Objektträger befestigt ist, trägt Idas Objekt 8, das so geneigt ist, daß der in der Richtung des Pfeils 2o vom Bestrahlungsapparat herkommende Strahl die Oberfläche trifft. Der Objektträger ist mit einem Kühlkanal 9 versehen, in dern Kühlwasser durch die Leitungen io und i i geleitet werden kann.
• Zwischenden Tellern i und 2 sind Verbindungsstücke 12 angeordniet, welche 4n Kern für die Wicklungen 13 bilden. Der obere, beispielsweise den Nordpol bildende Teil der Linse, ist in der aus der Figur ersichtlichen Weise als Ansc1hlußstück 14 für den in der Figur nicht dargestellten, den Bestrahlungsapparat tragenden Teil des Elektronenmikroskops ausgebildet. Zudiesem Zweck ist dieser Teil mit einem inneren Dichtungskonus 1,5 versehen, der in einen entsprechenden äußeren Dichtungskonus des Anschlußstücks 16 paßt. Der den Südpol bildende Teller2 besitzt ein konisch ausgebildetes Ende 17, das in ein entsprechendes mit einem Innenkonus versehenesAnschlußstück 18 des Elektronenmikroskops paßt. Dieses Anschlußstück kann die in der Figur nicht dargestellte Projektionslinse des Elektronenmikroskops tragen. Die von der Oberfläche reflektierten Strahlen treten aus derObjJktivl#i-nse in Richtungdes Pfeils ig aus.
• Man kann die Anordnung auch so wählen, daß eine Abbildung in nur abfallendem Feld #möglich ist. In diesem Fall wird man den Polschuh 4 wegfallen lassen, so daß der Objektträger 6 selbst den Nordpol bildet. Da es dann günsitig ist, daß die Stirnfläche des Objektträgers 6 senkrecht zu der Achse ig steht, ist es zweckmäßig, den Winkel zwischen den Ach-sen ig und 20 etwas kleiner als einen rechten Winkel zu machen.
• Da es zur Erzeugung achromatischer Linsen erwünscht ist, dem magnetischen Sammelfeld ein elektrisches Zerstreuungsfeld zu überlagern, kann es zweckmäßig sein, das Objekt mitsamt seinem Halter 7 gegen die beiden Polschulhe bzw. gegen den Polschuh 5 zu isolieren. In diesem Fall wird man den Stöpsel 6 als Spannungseinführung ausbilden und das Objekt auf ein zwischen dem Potential der Kathode und dem des Polschuhs gelegenes Potential aufladen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRCCHE.-i. Elektronenmikroskop zur Beobachtung von Oberflächen in auffallender Elektronen-strahlung, dadürch gekennzeichnet, daß zur Er, zielung eines möglichst kleinen Abstandes zwischen Objekt und wirksamem Bereich der Objektivlinse eine Objektivlin#se verwendet wird, die eine oder mehrere den Strahlengäng -des Elektronenmikroskops nicht umfassende Erregerwicklung besitzt oder bei der ein oder mehrere entsprechend gestaltete permanente Magnete verwendet werden.
2. 2. Elektronenmilkroskop nachAnspruch i, da-,durch gekennzeichnet, daß der Objektträger in unmittelbarer Nähe der an zwei Tellern ,befestigten Polschuhe der Linse angeordnet ist. 3. Elektronenmikroskop nach Anspruch i oder 2"dadurch gekennzeichnet, daß derObjektträger selbst den eine#n Polder Linse bildet. 4. Elektronenmikroskop nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Objektträger ein Abschlußstück der Vakuumwand bildet und mit einem Dichtungskonus versehen ist. 5. Elektronenmikroskop nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Objektträger mit einem Kühlwasserkanal versehen ist. 6. Elektronemnilkroskop nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, ,daß zwischen den beiden Polen der Linse ein Messingring befestigt ist, der einen Teil der Vakuumwand des Mikroskops bädet. 7.Elel,tronen,mikrosikop nachAnspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß anden die Objektivspulebildenden Teil des Elektronenmikroskops, der Bestrahlungsapparat Im#it senkrecht von oben nach unten führendem Strahlengang angeschlos-sen ist und #daß an der anderen Seite #die übrigen, vorzugsw-ei#se etwa waagerecht liegenden Teile des Elektronenmikroskops angeschlossen sind. 8.E14#ktronen,mikro-#kop nac#hAnspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Objekt zusammen mit seinern Halter gegen die Polschuhe #isoliert ist. 9.Elektronenmikroskop nach Anspruch8, dadurch gekennzeichnet, daß das Objekt auf ein zwischen dem Potential der Kathode und dem des Polschuhes, (5) gelegenes Potential aufgeladen wird, wobei vorzugsweise der Objekth#alter als Spannu,ngseinführung ausgebildet wird.