DE1221744B

DE1221744B - Elektonenbeugungsgeraet

Info

Publication number: DE1221744B
Application number: DET21758A
Authority: DE
Inventors: Dr Leinhard Wegmann
Original assignee: Trueb Taeuber & Co A G
Current assignee: Trueb Taeuber & Co A G
Priority date: 1961-03-20
Filing date: 1962-03-15
Publication date: 1966-07-28
Also published as: US3206598A; GB971080A; CH394629A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

HOIj

Deutsche KL: 21g-37/10

Nummer: 1221744

Aktenzeichen: T 21758 VIII c/21 g

Anmeldetag: 15. März 1962

Auslegetag: 28. Juli 1966

Die Erfindung betrifft ein Elektronenbeugungsgerät mit einem durch eine Vakuumpumpe evakuierten Raum, der aus einem Kathodenteil, einem Kondensorteil, einer Beugungskammer und einer Aufnahmekammer besteht.

Derartige Geräte sind bekannt. Sie dienen zur Untersuchung der Kristallstruktur von dünnen Schichten in Durchstrahlung oder von Oberflächenschichten in Reflexion. Es ist ferner bekannt, das zu untersuchende Präparat zu kühlen, um eine Reaktion von im Gerät enthaltenen Gasmolekülen mit dem Präparat zu vermeiden. Dies ist besonders wichtig bei der Beugung von Elektronen an Oberflächen leicht oxydierbarer Metalle, da bei Sauerstoff schon ein sehr niedriger Partialdruck genügt, um die dünne Oberflächenschicht mit einer Stärke von größenordnungsmäßig 50 A, welche zur Reflexions-Elektronenbeugueng beiträgt, ganz oder teilweise zu oxydieren, so daß eine Beugung an reinem, nicht oxydiertem Metall unmöglich gemacht wird. Noch dringender stellt sich das Oxydationsproblem bei der Aufdampfung und bei der Ionenätzung, da in beiden Fällen Sauerstoffmoleküle mit in die Oberflächenstruktur eingelagert werden können. Auch andere Gas- und Dampfreaktionen kommen für unerwünschte Einflüsse auf die betrachtete Oberfläche in Frage, wie beispielsweise Nitrierung oder Sulfurierung.

Es ist an sich bekannt, zur Vermeidung derartiger unerwünschter Reaktionen ein Vakuum in der Größenordnung von 1O^-8 bis 10~⁹ Tor anzuwenden. Die Erzeugung eines derartigen Vakuums erfordert aber ein weitgehend geschlossenes Glasgefäß, das bei einem Präparatwechsel auf- und wieder zugeschmolzen wird. Um das hohe Vakuum zu erzeugen, müssen bewegliche Vakuumdurchführungen nach Möglichkeit vermieden werden, was die Verwendbarkeit des Apparates außerordentlich einschränkt. So wäre es zwar möglich, nach dem Erreichen des Vakuums eine Schicht eines oxydationsempfindlichen Metalls aufzudampfen und mit Hilfe der Elektronenbeugung nachzuweisen, daß diese Schicht oxydfrei ist, aber es ist unmöglich, die oxydfreie Oberfläche desselben Metalls an einem Metallstück zu erhalten, da man die beim Einführen des Stückes in den Apparat vorhandene Oxydhaut nach Erreichen des Vakuums wegätzen müßte, was nur mit Ionenätzung möglich ist. Das Montieren einer Ionenätzvorrichtung würde jedoch das Vakuum um mehrere Zehnerpotenzen verschlechtern, so daß wieder eine Oxydation auftreten würde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Elektronenbeugungsgerät

Anmelder:
Trüb, Täuber & Co. A. G., Zürich (Schweiz)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Maier, Patentanwalt,

München 22, Widenmayerstr. 4

Als Erfinder benannt:

Dr. Leinhard Wegmann, Wallisellen (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 20. März 1961 (3317)

Elektronenbeugungsgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem die verschiedensten bekannten Vorrichtungen zur Beeinflussung des Präparates, insbesondere einer Ionenätzvorrichtung, verwendet werden können, bei dem aber Gasreaktionen mit dem Präparat, insbesondere Oxydation, vermieden werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in der Beugungskammer eine das Objekt umschließende, vom Vakuum der Beugungskammer umgebende Objektkammer vorgesehen ist, die durch eine zusätzliche Vakuumpumpe evakuiert wird, wobei die Summe der Vakuumwiderstände der für die Messungen, Beobachtungen und Beeinflussungen des Objekts notwendigen Öffnungen in der Objektkammer größer ist als der Vakuumwiderstand der Saugleitung zwischen der Objektkammer und der zusätzlichen Pumpe, und daß eine zur Kühlung der Wände der Objektkammer dienende Vorrichtung vorgesehen ist. Es ist auf diese Weise möglich, trotz der für die verschiedenen Vorrichtungen zur Beeinflussung des Präparats erforderlichen Durchführungen ein verhältnismäßig gutes Vakuum zu schaffen, das allerdings allein zur Verhinderung einer Gasreaktion noch nicht ausreichend hoch ist. Durch die Kühlung der Objektkammerwände wird aber die Reaktionsgeschwindigkeit des Objekts mit den Gasmolekülen stark herabgesetzt. Experimentelle Untersuchungen haben ergeben, daß eine besonders starke Herabsetzung der Reaktionsgeschwindigkeit dann erreicht wird, wenn die gekühlten Wände der Objektkammer einen Abstand von dem Objekt haben, der wesentlich kleiner als die freie Weglänge der Moleküle im Restgas ist. In diesem Falle wurden zur

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Erreichung der gleichen Reaktionszeit wie bei der Fig. 9 zeigt einen Schnitt durch dieselbe Beu-

obengenannten Vorrichtung mit einem Glasgefäß gungskammer, senkrecht zum Schnitt von Fig. 8,

und einem Vakuum von etwa 10~⁸ bis 10~⁹ Tor ein und ebenfalls durch einen Teil der angeflanschten

Vakuum von 10 ~⁶ bis 10 ~⁷ Tor ausreichen. Zusatzvorrichtungen;

Bei dem beschriebenen Gerät können als Mittel 5 Fig. 10 zeigt einen Schnitt durch die Beugungsfür die Messung, Beobachtung und Beeinflussung kammer eines fünften Ausführungsbeispiels derElekdes Objektes ein Objekthalter, eine Entladevorrich- tronenbeugungsapparatur und durch einen Teil der tung, eine Ionenätzvorrichtung und eine Aufdampf- angeflanschten Zusatzvorrichtungen;
vorrichtung vorgesehen sein. Vorzugsweise ist die Fig. 11 zeigt eine Ansicht auf einen Revolver-Objektkammer mit einer doppelten Wandung ver- io kopf derselben Beugungskammer und einen Teil der sehen, wobei die innere Wand mit einem Kühlbe- angeflanschten Zusatzvorrichtungen,
halter in Verbindung steht. In der Objektkammer Die in F i g. 1 schematisch dargestellte Elektronenkann eine Blende mit je einer öffnung für den beugungsapparatur weist folgende Hauptteile auf:
Durchtritt der Ionenstrahlen der Ionenätzvorrichtung einen Kathodenteil i mit den notwendigen Ein- und der Molekülstrahlen der Aufdampfvorrichtung 15 richtungen, einen Kondensorteil 2 mit ein oder mehvorgesehen sein. Dabei besteht die Blende Vorzugs- reren Linsen, eine Beugungskammer 3 mit dem zu weise aus elektrisch leitendem Material, und es ist untersuchenden Präparat 4, eine Aufnahmekammer 5 eine Vorrichtung zur Abdeckung der Öffnung vor- mit Beobachtungsfenster 6 und Leuchtschirm oder gesehen. Photoeinrichtung 7, eine Hochspannungszuführung 8

Ferner können Vorrichtungen zum Ausheizen der 20 zur Kathode, eine Hochvakuumpumpe 9 und eine Objektkammer und der Vakuumleitung vorgesehen Vorvakuumpumpe 10, die zusammen die für das sein. Die Aufdampfvorrichtung kann mehrere die Auspumpen des Beugungsgerätes verwendete Hauptaufzudampfenden Substanzen enthaltende Träger vakuumanlage darstellen, das prinzipiell aus einer enthalten, wobei eine Vorrichtung vorgesehen ist, beliebigen Anzahl Pumpen zusammengesetzt sein mit welcher die Substanzträger in bezug auf das ₂₅ kann, eine das Präparat 4 umgebende in der Beu-Objekt bewegbar sind. gungskammer 3 enthaltene innere Objektkammer 11,

Es kann eine in die Objektkammer einführbare, eine Kühlfalle 12, welche ein Kühlmittel enthält, das den Objekthalter gegen die Objektkammer vakuum- in direktem Kontakt oder durch gute Wärmeleiter dicht abschließbare Schleusenkammer vorgesehen mit den Wänden der Innenkammer 11 verbunden ist, sein, die vorzugsweise mit einem steuerbaren Ventil ₃₀ eine zusätzliche Hochvakuumpumpe 13, welche hochversehen ist. Dieses Ventil kann mit einem ein kor- vakuumseitig die Innenkammer 11 separat auspumpt radierendes Gas enthaltenden Behälter in Verbin- und vorvakuumseitig entweder an die Hauptvakuumdung stehen. anlage angeschlossen-ist oder eigene Vorpumpen be-

Die beschriebene Einrichtung ist im folgenden an sitzt.

Hand der Zeichnung an verschiedenen Ausführungs- ₃₅ In Fig. 1 sind als notwendige Öffnungen der

beispielen näher erläutert. Innenkammer 11 nur zwei angegeben: die öffnung

Fig. 1 zeigt einige wesentliche Teile der später für den Anschluß der Pumpleitung rechts und die

näher erläuterten Ausführungsbeispiele des beschrie- öffnung für den Eintritt und Austritt des beugenden

benen Elektronenbeugungsgerätes; Elektronenstrahls oben und unten.

Fig.2 zeigt einen Schnitt durch die Beugungs- ₄₀ Dazu kommen weitere Öffnungen nach Bedarf: kammer eines ersten Ausführungsbeispieles der Elek- Di₆ Halterung des Präparates auf einem Goniotronenbeugungsapparatur und durch einen Teil der meterkopf oder die separate Heizung oder Kühlung angeflanschten Zusatzvorrichtungen in größerem d_es Präparates bedingen eine nicht in Wärmelei-Maßstab; tungskontakt mit den gekühlten Wänden stehende

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch dieselbe Beu- ₄₅ Durchführung; die Beschießung des Präparates mit

gungskammer, senkrecht zum Schnitt in Fig. 2 und Ionen für Ätzung, mit Elektronen für Entladung und

ebenfalls durch einen Teil der angeflanschten Zu- mit Molekülen für Aufdampfung bedingen weitere

Satzvorrichtungen; Öffnungen. Jede dieser Öffnungen, mit Ausnahme

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch die Beugungs- der Absaugleitung, bildet für das Evakuieren der

kammer eines zweiten Ausführungsbeispiels der _5o Innenkammer 11 ein Leck, dessen Wirkung gemessen

Elektronenbeugungsapparatur und durch einen Teil werden kann durch einen Vakuumwiderstand Wi.

der angeflanschten Zusatzvorrichtungen; Ebenso kann man auch einen Vakuumwiderstand

Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch dieselbe Beu- Wp der Absaugleitung zuschreiben. Damit nun in

gungskammer, senkrecht zum Schnitt der F i g. 4 in der Innenkammer ein besseres Vakuum herrscht als

einer Ebene vor dem Objekt, und ebenfalls einen ₅₅ in der Beugungskammer, sind die i Öffnungen der

Teil der angeflanschten Zusatzvorrichtungen; Innenkammer so zu konstruieren, daß

F i g. 6 zeigt einen Schnitt durch die Beugungskammer eines dritten Ausführungsbeispiels der Elek- ^P Wi > Wp.
tronenbeugungsapparatur und durch einen Teil der *
angeflanschten Zusatzvorrichtungen; 60

F i g. 7 zeigt einen Schnitt durch dieselbe Beu- In Worten ausgedrückt ist die Summe der Vakuum-

gungskammer, senkrecht zum Schnitt von Fig. 6, widerstände der einzelnen Öffnungen der Innen-

und ebenfalls durch einen Teil der angeflanschten kammer größer als der Vakuumwiderstand der Ab-

Zusatzvorrichtungen; saugleitung der Innenkammer.

Fig. 8 zeigt einen Schnitt durch die Beugungs- 65 Bei einigen Öffnungen wird zur Vergrößerung des

kammer eines, vierten Ausführungsbeispiels der Elek- Vakuumwiderstandes die Anordnung von Blenden

tronenbeugungsapparatur und durch einen Teil der oder Vakuumschikanen notwendig sein; auch kann

angeflanschten Zusatzvorrichtungen; ein Teil der Öffnung durch die notwendigen Zusatz-

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vorrichtungen wieder gedeckt werden. Es können also zum vakuummäßigen Abdecken der öffnung 32 ver-

in den Öffnungen nicht gekühlte Flächen eine Begren- wendet werden. Besonders hervorzuheben ist, daß in

zung der Ininenkammer bilden. Diese nicht gekühlten diesem ersten Ausführungsbeispiel an der BeugungS'-

Flächen werden ebenfalls zu den öffnungen gezählt; kammer wahlweise nacheinander oder gleichzeitig

sie tragen jedoch zu den zu beachtenden Vakuum- 5 eine Aufdampfvorrichtung, eine Ionenätzvorrichtung

widerständen nicht bei. Um aber die Wirksamkeit der und eine Entladevorrichtung anbringbar sind, so daß

Einrichtung nicht zu gefährden, darf die Gesamtfläche sie auf das in der inneren Objektkammer befindliche

der Öffnungen (ohne Saugleitung) nicht mehr als ein Objekt einwirken können.

Fünftel der gesamten Kühlflächen betragen. Ein zweites Ausführungsbeispiel, welches eine grö-

Beim ersten Ausführungsbeispiel nach F ig. 2 und 3 io ßere Anzahl von dosierten Aufdampfungen einer

sind an eine der Beugungskammer 3 entsprechende oder mehrerer Substanzen unter reproduzierbaren

Beugungskammer 20 ein Objekthalter 21, eine Ent- Einfallswinkeln gestattet, ist in den Fig. 4 und 5 ge-

ladevorrichtung 22, eine Ionenätzvorrichtung 23 zeigt.

und eine Aufdampfvorrichtung 24 angeflanscht, und An eine Beugungskammer 42 sind ein Objekthalter

zwar derart, daß sie sich gegenseitig in ihrer Wirk- 15 43, eine Entladevorrichtung 44, eine Ionenätzvorrich-

samkeit nicht behindern, noch die in Fig. 2 und 3 tung 45 und eine Vakuumleitung 46 mit einer mit

schematisch dargestellten zu registrierenden, gebeug- Vakuumschikainen von kleinen Leitwerten des Strö-

ten Elektronenstrahlen 25 abschneiden. Durch die zu- mungswiderstandes und mit Kühlflächen versehenen

sätzliche Öffnung 26 ist eine Vakuumleitung 27 Innenkammer 47 angeflanscht und wie bei der im

vakuumdicht aus der Beugungskammer 20 heraus- 20 ersten Ausführungsbeispiel gezeigten Anordnung

geführt, an deren Flansch 28 die genannte separate derart, daß sie sich gegenseitig in ihrer Wirksamkeit

Hochvakuumpumpe 13 angeflanscht wird. Die der nicht behindern. An einer Tragvorrichtung 48,

Innenkammerll entsprechende Innenkammer29 weist welche die Wirksamkeit der obigen Zusatzvorrich-

mit Vakuumschikanen 30 bzw. 31 versehene öffnun- tungen nicht behindert, sind mehrere schematisch

gen 32 auf, durch welche die Elektronen-, Ionen- und 25 dargestellte Substanzträger 49 wärmeisoliert aufge-

Auidampfstrahlen zum schematisch dargestellten Ob- hängt, welche zur Aufnahme der aufzudampfenden

jekt 33 gelangen können. Diese Vakuumschikanen 30 Substanzen dienen. Die Tragvorrichtung 48 sitzt auf

und 31 sind derart ausgeführt, daß die Wirksamkeit einem Trieb 50, welcher zur Verschiebung der Sub-

der Zusatzvorrichtungen nicht behindert wird und stanzträger 49 dient. Eine Heizvorrichtung 51, welche

daß gleichzeitig der resultierende Strömungswider- 30 die Wirksamkeit der obigen Zusatzvorrichtungen

stand (vgl. M. von Ardenne, Tabellen der Elek- ebenfalls nicht behindert, ist an die Beugungskammer

tronenphysik, Ionenphysik und Ubermikroskopie, 42 angeflanscht und kann unter Vakuum so bewegt

Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin, 1956, werden, daß der schematisch dargestellte Heizofen

S. 674 bis 678) aller resultierenden Restgasdurchlasse 52 über einen frei wählbaren Substanzträger 49 ge-

der Innenkammer 29 groß ist gegenüber dem Strö- 35 schoben (wie in Fig. 4 gezeigt) bzw. davon zurück-

mungswiderstand der Vakuumlekung27. Dies ermög- gezogen werden kann. Dadurch ist die wahlweise

licht die Erzeugung eines verbesserten Vakuums im Heizung der einzelnen Substanzträger 49 gewähr-

Innenraum 34. Eine Kühlfalle 35 ist an die Vakuum- leistet. Die Reproduzierbarkeit des Aufdampfwinkels

leitung 27 angeflanscht und mit wärmeleitenden BIe- ist in dem Maße realisierbar, wie eine Schmelze der

chen 36 versehen, welche die Wirkung der in Objekt- 40 aufzudampfenden Substanz in einem Substanzträger

Umgebung befindlichen Kühlflächen ausüben. Diese mittels des Triebes 50 in eine definierte reproduzier-

Bfeche 36 müssen so .angeordnet sein, daß sie die bare Lage zum Objekt 53 gebracht werden kann.

Wirksamkeit der Zusatzvorrichtungen nicht behin- Von Vorteil sind bei diesem Ausführungsbeispiel

dem und die Vakuumleitung 27 nicht vakuum- folgende Teile: Der mit Vakuumschikanen versehene

schikanenmäßig abschließen. Beispielsweise kann das 45 Zylinder 54, welcher den Leitwert des Strömungs-

Blechsystem hierzu mit einer Öffnung 37 versehen Widerstandes der Vakuumschikane 55 reduziert, die

werden. Blenden 56 an der Tragvorrichtung 48, um das Be-

Eine weitere Erhöhung das Vakuums in der Innen- dampfen der Innenkammer und der Vakuumschikane kammer 29 wird erreicht, wenn die Zusatzvorrichtun- ^{5S zu} reduzieren, die Blende 57 zum Abdecken des gen ebenfalls mit Vakuumschikanen 39 versehen wer- 50 Objektes 53 vor dem Bedampfen und zur Kontrolle den, da dadurch der Leitwert des Strömungswider- des Ionenstromes der Ionenätzvorrichtung 45.
Standes der öffnungen 32 verkleinert werden kann, Es sei hervorgehoben, daß beim zweiten Ausfühohne daß die Wirksamkeit der Zusatzvorrichtungen rungsbeispiel die Aufdampfvorrichtung mehrere Subbehindert wird. Noch höhere Vakua ergeben sich, stanzträger enthält, welche die aufzudampfenden Subwenn zudem die Innenkammer 29 und die Vakuum- 55 stanzen enthalten, wobei die einzelnen Substanzträger leitung 27 so konstruiert sind, daß sie ausgeheizt in beliebiger Reinen- und Zeitfolge in dieselbe Posiwerden können. Eine Vakuumverbesserung in der tion gegenüber dem Objekt gebracht werden können. Innenkammer wird weiter erreicht durch eine Blende Die in den bisherigen Ausführungsbeispielen ge-41, welche innerhalb der Innenkammer angeordnet zeigten Anordnungen enthalten keine Vorrichtung ist, und zwar nahe der Öffnung 32, ohne jedoch die 60 zum Ein- und Ausschleusen des Objektes. Zu einem Innenkammer 29 zu berühren. Sie kann mit einem in Objektwechsel müssen diese Anordnungen belüftet den F i g. 2 und 3 nicht gezeigten elektrisch leitenden werden, wobei die Oberflächen in der Beugungskam-Trieb bewegt werden, welcher elektrisch isoliert durch mer, beispielsweise diejenigen der genannten Inneneine mit einer Vakuumschikane versehenen Öffnung kammer, Gasadsorptionen unterliegen. Ferner gibt es aus der Innenkammer 29 und aus der Beugungskam- 65 Elektronenbeugungsuntersuchungen, bei welchen der mer 20 herausgeführt ist. Diese Blende 41 kann zum in den Fi g. 1 bis 5 gezeigte Objekthalter gegen einen Abdecken der Auf dampf vorrichtung 24, zur Kontrolle nicht gezeigten anderen Objekthalter von an sich bedes Ionenstromes der Ionenätzvorrichtung 23 und kannter Art ausgetauscht werden soll, ohne daß ein

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großer Teil der Beugungskammer und der ange- mit Kühlblechen 84 versehen. Die Anordnung dieser

flanschten Zusatzvorrichtungen belüftet werden soll. Zusatzvorrichtungen ist derart, daß ihre Wirksamkeit

Ein drittes Ausführungsbeispiel der genannten nicht behindert wird. Die in die Beugungskammer 76 Vorrichtung, welche das Schleusen des Objektes und hineinragenden Teile der Ionenätzvorrichtung 80 des Objekthalters gestattet, ist in den Fig. 6 und 7 5 können, wie in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist, zurückgezeigt, gezogen werden. Die Beugungskammer 76 weist nun

An eine Beugungskammer 58 sind eine Ionenätz- beispielsweise neben der Ionenätzvorrichtung 60 eine vorrichtung 59, eine Aufdampfvorrichtung 60, eine zusätzliche Öffnung 85 auf, an welche eine Vorrich-Vakuumleitung 61 und über einen Zwischenflansch rung 86 zur lichtoptischen Beobachtung der Objekt-62 ein Objekthalter 63 angeflanscht. An die Vakuum- io oberfläche 87 angeflanscht werden kann. Die in die leitung 61 ist eine mit Vakuumschikanen versehene Beugungskammer 76 hineinragenden, abgewinkelten Innenkammer 64 angeschlossen. Eine Kühlfalle 65 und mit Vakuumschikanen 88 versehenen Teile dieist an die Vakuumleitung 61 angeflanscht und ist mit ser Vorrichtung 86 können unter Vakuum aus der in Kühlflächen 66 versehen. Eine Schleuse für den Ob- den F i g. 9 und 10 gezeigten Arbeitslage derart zujekthalter 63 und/oder das Objekt 67, welche in den 15 rückgezogen und nach oben geschwenkt werden, so Fig. 6 und 7 in geschlossenem Zustand gezeigt ist, daß die Ionenätzvorrichtung 80 wieder in ihre Arbesteht aus den folgenden Teilen: einem an dem Zwi- beitelage geschoben werden kann. Die genannten schenflansch 62 angebrachten festen Rohr 68, einem Vakuumbedingungen können dadurch ohne Unterbewegliohen Rohr 69, welches mit dem Trieb zum brechung erfüllt werden, daß der genannte Leitwert Öffnen der Schleuse zurückgezogen wird und welches 20 des Strömungswiderstandes der Öffnung in der Innenmit einem Plattenventil 71 gegen den Vakuum- kammer 82 durch die Vakuumschikane90 bzw. durch anschluß 72 abgeschlossen werden kann. Die zum die Vakuumschikanen 90 und 88 und durch die ver-Evakuieren des Schleusenraumes benötigte Vorrich- schiebbare Blende 91 ohne Unterbrechung klein getung von an sich bekannter Art ist in den Fig. 6 und 7 halten wird. Die Blende 91 kann wie die im ersten nicht gezeigt. Eine Entladevorrichtung 73 ist inner- 25 Ausführungsbeispiel beschriebene Abdeck- und Konhalb der Schleuse angeordnet. Das Gaseinlaßventil trollblende mit einem in den F i g. 8 und 9 nicht gedieser Entladevorrichtung kann gleichzeitig zur Be- zeigten Trieb bewegt werden.

lüftung der Schleuse verwendet werden. Die Anord- Die im vierten Ausführungsbeispiel gezeigte Appa-

nung dieser Schleuse ist derart, daß die Bewegungs- ratur zeichnet sich besonders dadurch aus, daß zu-

freiheit des Objekthalters 63 und die Wirksamkeit 30 sätzlich zu den übrigen Vorrichtungen eine schwenk-

der übrigen genannten Zusatzvorrichtungen nicht be- bare Vorrichtung zur lichtoptischen Beobachtung des

hindert werden. Die Funktion der Kontrollblende 74 zu untersuchenden Objektes anbringbar ist.

entspricht derjenigen von Blende 41 in Fig. 2. Ein fünftes Ausführungsbeispiel der Apparatur,

In der in Fig. 6 und 7 gezeigten Apparatur kann welches gestattet, außer der genannten Ionenätzvor-

an Stelle der gezeigten Aufdampfvorrichtung die im 35 richtung mehrere wünschenswerte Zusatzvorrichtun-

dnitten Ausführungsbeispiel beschriebene und in den gen wahlweise in- ihre vor dem Objekt befindliche

F i g. 4 und 5 gezeigte Aufdampfvorrichtung angeord- Arbeitslage zu bringen, ohne daß die Anordnung und

net werden ohne Behinderung der übrigen genannten Wirksamkeit der notwendigen Zusatzvorrichtungen

Zusatzvorrichtungen. behindert und die Vakuumbedingungen unterbrochen

Als Variante wird die genannte Schleuse als Gas- 40 werden, ist in denFig. 10 und 11 gezeigt,
schleuse zur Erzeugung von Reaktionen zwischen An eine Beugungskammer 92 sind ein Objekthalter Objekt und den meisten korrodierenden Gasen aus- 93, eine Entladevorrichtung 94, eine Aufdampfvorgebildet, indem diejenigen Teile der Schleuse und des richtung 95 und eine Vakuumleitung 96 mit einer mit Objekthalters, welche den schleusbaren Raum be- Vakuumschikanen versehenen Innenkammer 97 angrenzen, aus Material hergestellt werden, welches 45 geflanscht. Eine Kühlfalle 98 ist an die Vakuumgegen die meisten Gase beständig ist. leitung 96 angeflanscht und mit Kühlblechen 99 ver-¹ Die Apparatur des dritten Ausführungsbeispiels sehen. Die Anordnung dieser Zusatzvorrichtungen ist zeichnet sich besonders dadurch aus, daß die gesamte derart, daß ihre Wirksamkeit nicht behindert wird Innenkammer als Vakuumschleuse ausgebildet ist, so und daß Platz für weitere Zusatzvorrichtungen vordaß das Präparat aus Innenkammer und Beugungs- 50 handen ist. An eine zusätzliche große Öffnung 100 kammer ausgeschleust werden kann, ohne daß das d._er Beugungskammer 92 ist ein unter Vakuum dreh-Vakuum in Innenkammer und Beugungskammer barer Revolverkopf 101 angebracht, welcher mehrere unterbrochen wird. Öffnungen aufweist. An eine der Öffnungen ist eine

In einer Variante zeichnet sich die Vorrichtung da- Ionenätzvorrichtung 102 und an die Öffnung 103 eine

durch aus, daß die Schleuse als Behälter für korrodie- 55 Vorrichtung 104 zur lichtoptischen Beobachtung der

nende Gase ausgebildet ist. . Objektoberfläche 105 angeflanscht. An die Öffnun-

Ein viertes Ausführungsbeispiel der Apparatur ge- gen, welche in den Fig. 10 und 11 mit Blindflanschen

stattet die wünschenswerte wiederholbare licht- 106 verschlossen sind, können weitere in den Fig. 10

optische Beobachtung der Objektoberfläche, ohne und 11 nicht gezeigte .Vorrichtungen angeflanscht

daß die Vakuumbedingungen unterbrochen werden 60 werden, beispielsweise zur visuellen Beobachtung, zur

müssen und ohne daß die Wirksamkeit der genann- Messung der Temperatur und zu mechanischem Po-

ten Zusatzvorrichtungen behindert wird. Keren der Objektoberfläche. Die Vorrichtungen,

An eine Beugungskammer 76 sind ein Objekthalter welche auf dem Revolverkopf 101 angeflanscht sind,

77, eine Entladevorrichtung 78, eine Aufdampfvor- müssen unter Vakuum aus ihrer Arbeitslage zurück-

richtung 79, eine Ionenätzvorrichtung 80 und eine 65 gezogen werden können. Damit die genannten Va-

Vakuumleitung 81 mit einer mit Vakuumschikanen kuumbedingungen auch während des Drehens des

versehenen Innenkammer 82 angeflanscht. Eine Kühl- Revolverkopfes 101 eingehalten werden, ist eine mit

falle 83 ist an die Vakuumleitung 81 angeflanscht und Hilfe des Triebes 107 verschiebbare Blende 108 in-

nerhalb der Innenkammer 97 angeordnet und eine Vakuumschikane 109 derart am Revolverkopf 101 befestigt, daß die Öffnung 110 in der Innenkammer bei jeder Stellung des Revolverkopf es 101 vakuumschikanenmäßig geschlossen werden kann.

Die im fünften Ausführungsbeispiel gezeigte Apparatur zeichnet sich besonders dadurch aus, daß die Vorrichtung zur liohtoptischen Beobachtung zusammen mit einer oder mehreren der übrigen Vorrichtungen an einen Schwenkmechanismus so angebracht sind, daß die Vorrichtungen abwechslungsweise vor das Objekt gebracht werden können.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektronenbeugungsgerät mit einem durch eine Vakuumpumpe evakuierten Raum, der aus einem Kathodenteil, einem Kondensorteil, einer Beugungskammer und einer Aufnahmekammer besteht, dadurch gekennzeichnet, daß in der Beugungskammer (3) eine das Objekt (4) umschließende, vom Vakuum der Beugungskammer (3) umgebene Objektkammer (11) vorgesehen ist, die durch eine zusätzliche Vakuumpumpe (13) evakuiert wird, wobei die Summe der Vakuumwiderstände der für die Messungen, Beobachtungen und Beeinflussungen des Objektes notwendigen Öffnungen in der Objektkammer (11) größer ist als der Vakuumwiderstand der Saugleitung zwischen der Objektkammer und der zusätzlichen Pumpe (13), und daß eine zur Kühlung der Wände der Objektkammer (11) dienende Vorrichtung (12) vorgesehen ist.

2. Elektronenbeugungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel für die Messung, Beobachtung und Beeinflussung des Objektes ein Objekthalter (21), eine Entladevorrichtung (22), eine Ionenätzvorriohtung (23) und eine Aufdampfvorrichtung (24) vorgesehen sind (Fig. 2 und 3).

3. Elektronenbeugungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Objektkammer mit einer doppelten Wandung (29, 36) versehen ist, wobei die innere Wand (36) mit einem Kühlbehälter (35) in Verbindung steht.

4. Elektronenbeugungsgerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Objektkammer eine Blende (41) mit je einer Öffnung für den Durchtritt der Ionenstrahlen der Ionenätzvorrichtung (23) und der Molekülstrahlen der Aufdampfvorrichtung (24) vorgesehen ist.

5. Elektronenbeugungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (41) aus elektrisch leitendem Material besteht und daß eine Vorrichtung zur Abdeckung der öffnungen vorgesehen ist.

6. Elektronenbeugungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Vorrichtungen zum Ausheizen der Objektkammer (29) und der Vakuumleitung (27) vorgesehen sind (F i g. 2 und 3).

7. Elektronenbeugungsgerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufdampfvorrichtung mehrere die aufzudampfenden Substanzen enthaltende Träger (49) enthält und daß eine Vorrichtung (50) vorgesehen ist, mit welcher die Substanzträger (49) in bezug auf das Objekt bewegbar sind (F i g. 4 und 5).

8. Elektronenbeugungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine in die Objektkammer (64) einführbare, den Objekthalter gegen die Objektkammer (64) vakuumdicht abschließbare Schleusenkammer (75) vorgesehen ist.

9. Elektronenbeugungsgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleusenkammer (75) mit einem steuerbaren Ventil (73) versehen ist.

10. Elektronenbeugungsgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (73) mit einem ein korrodierendes Gas enthaltenden Behälter in Verbindung steht.

11. Elektronenbeugungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionenätzvorrichtung (80) axial verschiebbar ausgebildet ist, daß neben der Ionenätzvorrichtung (80) eine Vorrichtung (86) zur lichtoptischen Beobachtung des Objektes (87) angeordnet ist und daß die Beobachtungsvorrichtung (86) .axial verschiebbar und schwenkbar gelagert und innerhalb der Beugungskammer (76) derart abgewinkelt ist, daß sie durch die für die Ionenätzvorrichtung (80) vorgesehene Öffnung in die Objektkammer eingeführt werden kann (Fig. 8, 9).

12. Elektronenbeugungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel für die Messung, Beobachtung und Beeinflussung des Objektes an einem drehbaren Revolverkopf (101) befestigt und längs verschiebbar gelagert sind, derart, daß sie durch eine einzige Öffnung in die Objektkammer(97) einbringbar sind (Fig. 10,11).

13. Elektronenbeugungsgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Messungen, Beobachtungen und Beeinflussungen des Objektes in der Objektkammer vorgesehenen Öffnungen mit Vakuumschikanen (30,31,39 in Fi g. 3 und 4; 88, 90 in Fig. 8, 9; 109 in Fig. 10, 11) versehen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 659 092.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen