DE2043749C3 - Raster-Korpuskularstrahlmikroskop - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Raster-Korpuskularstrahlmikroskop mit einem Strahlerzeuger, einem Ablenksystem für den Strahl, einer Kondensorlinse zur Fokussierung des Strahls auf ein abzubildendes Präparat einer Blendenanordnung zur Dunkelfeldabbildung des Präparats, die eine zwischen Strahlerzeuger und Präparat angeordnete Blende enthält sowie mit einer Detektoranordnung, in der bei Durchstrahlung des Präparats gestreute Teile des Strahls registriert werden.

Sie ist insbesondere für Raster-Elektronenmikroskope von Bedeutung, kann jedoch auch bei Raster-Korpuskularstrahlmikroskopen anderer Art, z. B. lonenmikroskopen, verwendet werden,
bei einem Elektronenmikroskop des vorwiegend verwendeten Typs, der im folgenden als »konventionell« bezeichnet werden soll, wird der von der Kathode ausgehende Elektronenstrahl durch einen Kondensor auf ein relativ großes Feld des Präparats gelenkt: sämtliche Strukturelemente des Präparats in diesem Feld werden durch ein elektronenoptisches System gleichzeitig in der Bildebene abgebildet. Demgegenüber wird bei einem Rastermikroskop das Präparat durch einen äußerst kleinen Brennfleck abgetastet; die von den Strukturelementen des Präparats ausgehenden Signale werden zeitlich nacheinander durch einen Detektor empfangen, der seinerseits die Bildstrahlintensität einer synchron mit dem Ablenksystem des Mikroskops gesteuerten Bildwiedergaberöhre nach Art einer Fernsehbildröhre steuert. Es ist bekannt, bei einem derartigen Raster-Elektronenmikroskop eine Dunkelfeldabbildung zu verwenden, wie z. B. aus einer Arbeit von v. A r d e η η e aus der »Zeitschrif: für Physik«, 1938, S. 55J bis 572, insbesondere S. 557, Fig. 4, hervorgeht. Hier wird bei einer Durchstrahlungsaufnahme ein unterhalb des Präparats angeordneter ringförmiger Detektor verwendet, der den zentralen, direkten Strahl durchläßt; ein solcher Detektor hat die gleiche Wirkung wie eine zentrale scheibenförmige Blende. Bei einem vorgeschlagenen Raster-Korpuskularstrahlmikroskop der eingangs genannten Art (DTPS I 948 270] kann die zwischen Strahlerzeuger und Präparat angeordnete Blende eine Dunkelfeldblende mit zentralem Auffänger oder eine Dunkelfeldhalbblende sein.

Will man bei einem Raster-Elektronenmikroskop eine hohe Auflösung erzielen, so muß die den Rasterpunkt erzeugende Linse aus physikalischen Gründer eine entsprechend große Apertur besitzen. Verwendet man nun bei großer Bestrahlungsapertur eine Dunkelfeldabbildung nach v. A r d e η η e mit einer zentraler scheibenförmigen Blende, so bedeutet das, daß sehi viele gestreute Elektronen im Detektor nicht registrierl werden, da sie im Primärstrahlkegel liegen und daher von der Blende abgelängen werden. Bei geringer Auf-

lösung tritt dieser Effekt nicht auf, da die entsprechende öffnung des beleuchtenden Strahlenkegels so klein ist daß nur ein vernachlässigbar kleiner Teil der gestreuten Strahlen im Primärstrahl enthalten ist und damit für den Abbildungsvorgang verlorengeht

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugn-nde, bei einem Raster-Korpuskularstrahlmikroskop der eingangs genannten Art bei hoher Auflösung die Anzahl der im Detektor registrierbaren Korpuskeln und damit das Ausgangssignal des Detektors zu vergrößern.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht daß die zwischen Strahlerzeuger und Präparat angeordnete erste Blende mehrere offene strahlungsdurchlässige Felder aufweist und daß zwischen Präparat und Detektorauordnung eine zweite Blende mit einem zentralen ersten Bereich und einem diesen umschließenden zweiten Bereich angeordnet ist wobei der erste Bereich komplementär zur ersten Blende derart ausgebildet ist daß seine geschlossenen strahlungsundurchlässigen Felder die von den offenen Feldern der ersten Blende durchgelassene u.igestreute Strahlung abfangen, während der zweite Bereich aus einem offenen strahlungsdurchlässigen Feld besteht dessen Fläche groß ist gegenüber den Flächen der einzelnen offenen Felder des ersten Bereiches. Vorzugsweise hat das offene Feld des zweiten Bereiches eine radiale Breite, die mindestens etwa gleich dem halben Radius des ersten Bereiches ist

Die Form und Anordnung der Felder der ersten Blende — und damit auch der komplementären Felder des ersten Bereiches der zweiten Blende — ist an sich beliebig; in der Regel wird man jedoch diese Felder ringförmig und konzentrisch ausbilden. Die Begriffe »ringförmig« und »konzentrisch« sind hierbei im weiteren Sinne so zu verstehen, daß die Ringe auch von der Kreisform abweichen können. Mit besonderem Vorteil ist die erste Blende als phasenkorrigierende Zonenblende ausgebildet die nur solche Teilstrahlen zum Präparat gelangen läßt die nach Durchtritt durch die Kondensorlinse Phasen gleichen Vorzeichens haben. Die Wirkungsweise derartiger phasenkorrigierender Zonenblenden ist z. B. in der deutschen Patentschrift 1 222 603 beschrieben.

Aus einer Arbeit von R i e c k e aus der »Zeitschrift für Naturforschung«, 1964,19a, S. 1228 bis 1230, ist die Verwendung von komplementären Mehrfachblenden zur Dunkelfeld-Abbildung bei konventionellen Elektronenmikroskopen bekannt R i e c k e hat auch bereits angegeben, daß die Blenden als phasenkorrigierende Zonenblenden ausgebildet sein können.

Das erfindungsgemäße Raster-Korpuskularmikroskop unterscheidet sich aber in seinem Aufbau und seiner Wirkung in einem wichtigen Punkt grundsätzlich von der Rieckeschen Anordnung. Im konventionellen Elektronenmikroskop wird die Auflösung durch die öffnung der abbildenden Linse bestimmt. Diese öffnung läßt sich nicht beliebig steigern, da Elektronenlinsen große Linsenfehler haben. Das der Abbildung zugeordnete Blendensystem hat daher höchstens die der Auflösung entsprechende öffnung. Beim Rastermikroskop aber bestimmt der Öffnungskegel der beleuchteten Strahlung die Auflösung. Das bedeutet aber, daß das der Abbildung zugeordnete Blendensystem dieser Öffnungsbeschränkung nicht unterliegt. Fig. la zeigt die Blende des komplementären Blendensystems nach R i e c k e, welche der Abbildungslinse im konventionellen Mikroskop zugeordnet ist. Ihr maximaler Durchmesser darf Ir — die durch Linsenfehler bedingte maximal zulässige öffnung der Linse — nicht überschreiten. F i g. Ib zeigt die Blende, die bei einem Rasterkorpuskularstrahbnikroskop nach der Erfindung als zweite Blende dem Detektor zugeordnet ist Sie erhält zwei Blendenbereiche. Der erste Blendenbereich (I) ist eine Blende eines komplementären Blendensystems analog w^;e in F i g. la. Der zweite Blendenbereich (II) besteht aus einem offenen Feld mit einer radialen Breite {R-i). die vorzugsweise mindestens so groß sein soll wie r/2.

Die gesamte Blende hat daher den wesentlich größeren Durchmesser von 2R (gegenüber Fig. la), der nicht mehr durch die Auflösungsbedingungen einer Linse beschränkt ist. Das Blendensystem nach F i g. Ib kann daher sehr viel mehr gestreute Elektronen erfassen als eine Blende nach Fig. la. Man erkennt aus Fig. Ib übrigens auch den Vorteil des erfindungsgemäßen Mikroskops gegenüber dem Rastermikroskop nach v. A r d e η η e. Nach v. Ardenne wäre die Blende innerhalb des Kreises des Durchmessers 2r ein Vollkreis; die in den offenen Kreisringen registrierbaren Elektronen wären abgeblendet Es sei zusätzlich bemerkt daß die Anzahl dieser Elektronen wegen Abfalls der Atomfaktoren sehr viel größer ist, als ein Vergleich der offenen Blendenflächen vermuten lassen würde. Diese Überlegungen gelten sinngemäß auch, wenn mit phasenkorrigierenden Komplementärzonenblenden gearbeitet wird. In diesem Fall ist 2r durch die Restlinsenfehler des durch die Zonenkorrekturplatten korrigierten Objektives begrenzt; auch mit Verwendung dieser Platten läßt sich 2r nicht beliebig erhöhen.

Die Erfindung ermöglicht es also, nicht nur die außerhalb des Aperturkegels gestreuten Elektronen, sondern auch einen großen Teil der innerhalb dieses Kegels gestreuten Elektronen zur Bilderzeugung auszunutzen. Durch die Kombination der beim konventionellen Mikroskop an sich bekannten komplementären Mehrfachblenden mit der Detektorringblende bei einem Raster-Korpuskularstrahlmikroskop läßt sich daher eine sprunghafte Steigerung des Detektorsignals erreichen. Bei Ausbildung der ersten Blende als phasenkorrigierende Zonenblende gestattet es die Erfindung zusätzlich, bereits mit konventionellen Kondensorlinsen mit Öffnungsfehlerkonstanten zwischen 1 und 4 mm zu Auflösungen von etwa IA , d. h. bis in den atomaren Bereich, vorzustoßen.

Eine phasenkorrigierende Zonenblende ist, wie bereits bemerkt, grundsätzlich so ausgebildet, daß nur Teilstrahlen mit Phasen gleichen Vorzeichens zu einem Aufpunkt in der Bildebene gelangen. Zur Abblendung

der Teilstrahlen mit Phasen des anderen Vorzeichens müssen dementsprechend die geschlossenen Felder dei Zonenblende eine bestimmte Mindestbreite haben Verwendet man im Rahmen der Erfindung eine solch« phasenkorrigierende Zonenblende als erste Blende, se

ist es von Vorteil, die Breite der geschlossenen Feldei dieser Blende größer zu wählen als die genannte Min destbreite. Das führt zwar zu einem Intensitätsverlus des Brennflecks, der jedoch dadurch aasgeglichen wird daß die offenen Felder der vor dem Detektor liegendei komplementär ausgebildeten zweiten Blende entspre chend größer sind, so daß das Detektorsignal ebenfall relativ vergrößert ist. Der Gewinn liegt darin, daß dii Strahlungsbelastung des Präparates bei gleichem De tektorsignal verringert ist. Wenn es darauf nicht an kommt, kann man auch die Intensität der Korpuskular strahlquelle erhöhen und dadurch zu einem absolut ver größerten Detektorsignal kommen.

Bei einem konventionellen Korpuskularstrahlmikro

skop mit komplementären phasenkorrigierenden Mehrfachringblenden nach R i e c k e ist eine entsprechende Maßnahme, d.h. eine Vergrößerung der offenen Felder der dem Objektiv vorgeordneten Blende, nicht möglich, da dadurch die Korrektur des Linsenfehlers verschlechtert würde.

Bei der Abtastung des Präparates ändert auch der bildseitige Aperturkegel seine Lage gegenüber der zweiten Blende. Insbesondere bei genauer gegenseitiger Anpassung der beiden Blenden kann es daher vorkommen, daß Teile des direkten Strahls, die von der ersten Blende durchgelassen wurden, auch durch die zweite Blende treten. Dies kann man dadurch vermeiden, daß man zwischen Präparat und zweiter Blende ein weiteres Ablenksystem anordnet, das die Strahlablenkung durch das erste Ablenksystem kompensiert.

Mit Vorteil besteht das strahlungsseitige Ablenksystem aus zwei in Strahlrichtung aufeinanderfolgenden Teilsystemen, von denen das erste den Strahl aus der optischen Achse des Mikroskops auslenkt und das zweite den ausgelenkten Strahl derart zurücklenkt, daß die Achse des zurückgelenkten Strahles die optische Achse zumindest ungefähr in der Ebene der ersten Blende schneidet Dadurch wird erreicht daß der beleuchtete Strahl in der Ebene der ersten Blende stets die gleiche Lage relativ zu dieser hat Die gleiche Bedingung kann man — bei der genannten Lage des Ablenksystems — auch für die zweite Blende in der Weise erfüllen, daß man die erste und die zweite Blende in koordinierten optischen Ebenen der Kondensorlinse anordnet so daß also der erste Bereich der zweiten Blende ein körperliches negatives Bild der ersten Blende darstellt

Man kann jedoch auch, ebenfalls bei der genannten Zuordnung des bestrahlungsseitigen Ablenksystems zur ersten Blende, diese Blende in der Brennebene der Kondensorlinse anordnen. Das hat den Vorteil, daß man unabhängig vom Achsabstand des jeweiligen Präparatpunktes stets die gleiche Bestrahlungsrichtung erhält

Unterhalb der zweiten Blende kann man einen einheitlichen Detektor anordnen, der die gesamten, durch die offenen Felder dieser Blende durchtretenden Korpuskeln integriert Man kann jedoch auch unterhalb der offenen Felder der zweiten Blende jeweils einzelne Detektoren vorsehen, so daß das Bild des Präparates wahlweise mit Elektronen unterschiedlicher Streuwinkel aufgenommen werden kann. Die offenen Felder der zweiten Blende können mit Vorteil auch unmittelbar als Eintrittsflächen konzentrischer ringförmiger Strahlungsdetektoren, z. B. Halbleiterdetektoren, ausgebildet sein.

Zur weiteren Analyse der Präparateigenschaften kann femer hinter der zweiten Blende ein Geschwindigkeksanaiysator angeordnet sera, der eine Trennung von etasöK* and anelattisch gestreuten Korpuskeln er mögficht.wiees betsptet»ra<e*asdef DT-OS1439 828 bekannt nt

Die F i g. 2 bis 6 zeigen Ausführungsbetspiele der Er-

missionskathode kann verwendet werden.

In Strahlrichtung hinter dem Strahlerzeuger befindet sich ein Ablenksystem, das in diesem Ausführungsbeispiel zwei Paare elektrostatischer Ablenkplatten 5, 5' bzw. 6, 6' umfaßt. Zur Ablenkung in der zur Zeichenebene senkrechten Ebene sind zwei weitere Plattenpaare vorgesehen. Statt eines elektrostatischen Ablenksystems kann man auch ein an sich bekanntes elektromagnetisches Ablenksystem verwenden^

ίο Im Strahlengang befindet sich ferner als Kondensorlinse 7 eine magnetische Polschuhlinse, die den Überkreuzungspunkt des Elektronenstrahls vor der Kathode möglichst punktförmig auf das Präparat 8 abbildet. Das Präparat 8 kann in an sich bekannter Weise in einem

is Präparatverstelltisch angeordnet sein. Mit 9 ist ein Detektor bezeichnet der vom Präparat 8 beeinflußte Bildsignale empfängt und diese Signale zum Bildaufbau an eine Fernsehbildröhre weiterleitet im Strahlengang sind zwei Blenden Bi und Bi an geordnet. Die Blende Bi umfaßt entsprechend F i g. Ib zwei Bereiche I und 11. Beide Blenden weisen mehrere ringförmige, konzentrisch angeordnete, offene, strahlungsdurchlässige Felder auf. Die Blenden Si und Bi sind insofern komplementär zueinander ausgebildet als jeweils ein offenes Feld der Blende Si einem geschlossenen Feld des ersten Bereiches I der Blende Bi zugeordnet ist so daß also TeUe des beleuchteten Strahls, die von der Blende Bl durchgelassen werden und das Präparat 8 ungestreut durchsetzen, von den geschlosse nen Feldern der Blende Ö2 abgefangen werden. Zum Detektor 9 gelangen demnach nur solche Elektronen, die im Präparat 8 elastisch oder unelastisch gestreut werden. Wie die Figur zeigt trägt dabei ein großer Teil derjenigen Elektronen zur Bilderzeugung bei, die vom Präparat 8 innerhalb des Primärstrahlkegels mit dem öffnungswinkel 2« gestreut werden. Dabei ist es ferner wesentlich, daß auch die außerhalb des Primärstrahlkegels gestreuten Elektronen, die das breite offene Feld des Blendenbereiches 11 durchsetzen, zur Signalerzeu gung im Detektor 9 beitragen.

Bei dem Strahlengang nach F i g. 2 wird der Elektronenstrahl durch das Teil-Ablenksystem 5, 5' zunächst aus der Achse herausgelenkt und durch das Teil-Ablenksystem 6, 6' wieder zur Achse zurückgelenkt und zwar derart daß sich der unabgelenkte und der abgelenkte Strahl in der Blende Bi schneiden. Der Elektronenstrahl hat also unabhängig von seiner Ablenkung eine konstante Lage relativ zur Blende Bi. Ferner liegt die Blende Bi in der Brennebene der Kondensorlinse 7; das hat zur Folge, daß jeder Teilstrahl, wie auch aus der Figur ersichtlich ist während der Ablenkung seine Einfallrichtung am Präparat 8 beibehält

Die Figur zeigt ferner, daß sich beim Abtasten des Präparates 8 mit dem Brennfleck auch der bildseitige

SS Primarstrahikegel relativ zur Blende & verschiebt. Insbesondere dann, wenn die Stendea 81 aad Bi in ihren Maßen genau komplementär ausge&ftäet sind, kann es vorkommen, daß die Kettle 82 ofcttt β»- gestreute, sondern auch ungestreote Strahlung düFdiföSt Man

>1 il 4fi

Achse des in Fi g. 2 dargestellten Raster-Elek traflentnikroskops ist mit 1 bezeichnet Als Strahlerzeuger karat eine Qaeüe ubnehen Aufbaues verwendet sein, *e in diesem A&sfahrangsbeispiel die Spitzenkathode 2. des Wehneltzylinder 3 «ad die Anode 4 enthält Bispsweise kann die in der deutschen Patentschrift 1 031 447 besrieene Konstruktion für den Strahlerzeuger Anwendung finden: auch eine Feldern

nen Felder des Bereiches I der Bleadeflfe etwas breiter macht als es den offenen Penem 4er Btende A entspricht βμΒ dom aflerdiags einen Vertust an Streastrahtoig m Kauf nehmen. Mh Vertei kann man je· doch zwischen dm Präparat 8 und der Blende ftf ein werteres ABienssyMMti tv, W vorsenen, das syncnroe mit dem bestrahluagsseit^ea Abienfe^stasa S, ff, β, 6' betrieben wird and die durch dieses Ablenksystem be-

wirkte Ablenkung derart kompensiert, daß die Lage des Strahls in der Ebene der Blende Bi während der Abtastung des Präparates nicht verändert wird.

Die Durchmesser und Breiten der offenen bzw. geschlossenen Felder der Blenden ßi und Bi (Bereich I) können an sich beliebig gewählt werden: die Breiten der Felder können beispielsweise gleich groß sein. Es ist lediglich darauf zu achten, daß der Bereich 1 der Blende B2 ein — gegebenenfalls vergrößertes oder verkleinertes — negatives Abbild der Blende Si darstellt, derart, daß beide Blenden gemeinsam für den direkten Strahlengang undurchlässig sind.

Bevorzugt wird jedoch eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Blende B\ als phasenkorrigierende Zonenplatte ausgebildet ist, die nur solche Teilstrahlen zum Präparat gelangen läßt, die nach Durchtritt durch die Kondensorlinse wenigstens annähernd gleiche Phase haben. In diesem Falle richten sich die Abmessungen der offenen und geschlossenen Felder der Blende Si — und entsprechend auch des Bereiches 1 ao der Blende Βί — nach dem öffnungsfehler der Kondensorlinse 7. Die Blende ßi kann auch so ausgebildet sein, daß sie einen etwa vorhandenen Astigmatismus der Kondensorlinse 7 korrigiert; die Felder der Blende Si sind dann nicht mehr kreisförmig. Zur Korrektur »5 eines Astigmatismus der Kondensorlinse 7 kann jedoch auch ein Stigmator in den Strahlengang eingefügt werden.

Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 3, in der dieselben Bezugszeichen verwendet sind wie in F i g. 2. zeichnet sich dadurch aus. daß die Blenden Si und Bi in koordinierten optischen Ebenen der Kondensorlinse 7 angeordnet sind, so daß der Bereich 1 der Blende Bi das Negativ eines Bildes verkörpert, das die Kondensorlinse 7 von der Blende ßi entwirft. Da auch hier das Ablenksystem 5. 5'. 6, 6' so ausgelegt ist. daß abgelenkte und unabgelenkte Teilstrahlen sich in der Ebene der Blende Bi schneiden, werden diese Teilstrahlen in zugeordneten Punkten der Blende Bi wieder vereinigt. Das bedeutet, daß der bildseitige Primärstrahlkegcl bei der Strahlablenkung seine Lage in der Ebene der Blende ß2 nicht ändert. Es sind daher keine zusätzlichen Maßnahmen erforderlich, um die komplementäre Wirkung der beiden Blenden während der Ablenkung zu sichern. Dafür muß allerdings in Kauf genommen werden, daß die Einfallrichtung des Strahls auf dem Präparat 8 nicht ganz konstant ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 sind die Blenden Bi und Bi von der Kondensorlinse 7 jeweils um die doppelte Brennweite entfernt; sie sind daher gleich groß. Man kann jedoch für die Lage der Blenden Si und Bi jedes andere Paar von Gegenstands- und Bildebene bezüglich der Kondensorlinse 7 wählen.

In F i g. 4 ist der untere Teil des Strahlengangs nach F i g. 3 mit einer anderen Ausführung der Blende Bi dargestellt. Die offenen Felder der Blende ß: sind hier durch ringförmige Detektoren 11 bis 14 ersetzt; in der Achse der Anordnung ist ein weiterer zentraler Detektor 15 vorgesehen. Die freien Abstände zwischen den Detektoren 11 bis 15 entsprechen den geschlossenen Feldern der Blende Bi in F i g. 3; die hier einfallenden Elektronen werden nicht ausgewertet. Die Detektoren 12 bis 15 bilden gemeinsam den Bereich I, der breite Detektor 11 den Bereich H der Blende Bi.

Die Detektoren 11 bis 15 sind je für sich mit Ausgän gen 11a usw. versehen, die nacheinander an eine Bildwiedergaberöhre oder gleichzeitig an verschiedene Bildwiedergaberöhren angeschlossen werden können Mit der Anordnung nach Fig.4 ist es daher möglich, wahlweise nur solche Elektronen zur Bilderzeugung heranzuziehen, die durch das Präparat 8 mit einem bestimmten Winkel gestreut wurden.

Die Detektoren 11 bis 15 können beispielsweise als Halbleiter-Strahlungsdetektoren ausgebildet sein. Dies sind Halbleiterkörper mit einem pn-übergang, die in Sperrichtung vorgespannt sind und bei Auftreffen eines Elektrons eine impulsartige Erhöhung des Sperrstromes zeigen. Detektoren dieser Art haben den Vorteil großer Empfindlichkeit, da sie es ermöglichen, einzelne Elektronen zu zählen und zur Bilderzeugung auszunutzen.

Zur Verbesserung der Abbildungsgüte oder zur Gewinnung von Aufschlüssen über die stoffliche Zusammensetzung des Präparates kann es erwünscht sein, im gestreuten Strahl Elektronen unterschiedlicher Energie, insbesondere elastisch und unelastisch gestreute Elektronen, voneinander zu trennen. Eine hierfür geeignete Anordnung zeigt F i g. 5. Hier ist dem Raster-Elektronenmikroskop ein üblicher elektrostatischer oder magnetischer Geschwindigkeitsanalysator 16 nachgeschaltet, der an seiner Vorderwand 17 eintretende Elektronen je nach deren Energie an verschiedenen Stellen der Rückwand 18 fokussiert. Die Blende Bi liegt hierbei in der Vorderwand 17. An der Rückwand 18 sind mehrere Detektoren 19 bis 22 angeordnet, deren Ausgänge wahlweise an eine Bildwiedergaberöhre angeschlossen werden können. Es ist auf diese Weise möglich. Bilder des Präparates 8 zu erzeugen, zu denen jeweils nur Elektronen einer bestimmten Energie beigetragen haben.

Auf der linken bzw. rechten Seite der F i g. 6 sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, bei denen die erste Blende ßi als phasenkorrigierende Zonenblende ausgebildet ist. Die Figur zeigt schematisch einen Teil des Rastermikroskops, z. B. in der Anordnung nach F i g. 2. mit der Blende Bi, der Linse 7, dem Präparat 8, der Blende Bi und dem Detektor 9.

Die über der Blende ßi aufgetragene Kurve φ stellt die Phasen dar. mit denen die Teilstrahlen, die die betreffenden Punkte der Blende ßi durchsetzen, nach Durchtritt durch die mit einem öffnungsfehler behaftete Linse 7 den Brennfleck auf dem Präparat 8 erreichen. Bei der Ausführungsform nach der linken Seite der F i g. 6 sind die geschlossenen Felder Fi 1 der Blende Si gerade so breit, daß sie sämtliche Teilstrahlen mit negativer Phase abblenden (schraffierte Bereiche der Kurve φ), während sämtliche Teilstrahlen mit positiver Phase durch die offenen Felder Fi 2 durchgelassen werden. Die geschlossenen Felder der komplementär ausgebildeten Blende Bi sind mit F21. die offenen Felder mit F22 bezeichnet.

Bei der Ausführungsform nach der rechten Seite der F i g.6 sind die geschlossenen Felder FiT der Blende Bt gegenüber der links dargestellten Ausführungsform verbreitert, so daß sie nicht nur die Teilstrahlen mit negativer Phase, sondern auch Teilstrahlen mit kleiner positiver Phase abblenden. Die offenen Felder Fi 2' sind entsprechend schmäler, so daß bei gleicher Intensität der Elektronenquelle die Intensität des Brennflecks auf dem Präparat 8 verringert ist Dafür sind jedoch gemäß der rechten Seite der F i g. 6 die offenen Felder F22' der Blende Bi ebenso verbreitert wie die geschlossenen Flächen Ft 1' der Blende Bi. so daß mehr Streustrahlung vom Präparat 8 durch die Blende Bi zum Detektor 9 gelangen und zu dessen Signal beitragen kann. Die Ausführungsform nach der rechten Seite der F i g. b er-

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möglicht es also, bei verringerter Strahlenbelastung des Präparates 8 ein Detektorsignal gleicher Höhe zu erzielen. Die Abhildungsgüte des Systems, d. h. die Schärfe des Brennflecks, wird durch die Verbreiterung der Felder Fu' der Blende ßi nicht verschlechtert.

Die Blende B\ kann auch zwischen dem Strahlerzeuger 1 bis 4 und dem Ablenksystem 5,5', 6,6', innerhalb der Kondensorlinse 7 oder zwischen dieser und dem Präparat 8 angeordnet sein.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Raster-Korpuskularstrahlmikroskop mit einem Strahlerzeuger, einem Ablenksystem für den Strahl, «iner Kondensorlinse zur Fokussierung des Strahls auf ein abzubildendes Präparat einer Blendenanordnung zur Dunkelfeldabbildung des Präparats, die eine zwischen Strahlerzeuger und Präparat angeordnete Blende enthält sowie mit einer Detektoranordnung, in der bei Durchstrahlung des Präparats gestreute Teile des Strahls registriert werden, dadurch gekennzeichnet, (faß die zwischen Strahlerzeuger (1 bis 4) und Präparat (8) angeordnete erste Blende (Bi) mehrere offene strahlungsdurchlässige Felder aufweist und daß zwischen Präparat und Detektoranordnung (9) eine zweite Blende (Bt) mit einem zentralen ersten Bereich und einem diesen umschließenden zweiten Bereich angeordnet ist wobei der erste Bereich (I) komplementär zur ersten Blende (Βι)άετΆτ\ ausgebildet ist daß seine geschlossenen strahlungsundurchlässigen Felder die von den offenen Feldern der ersten Blende (Bi) durchgelassene ungestreute Strahlung abfangen, während der zweite Bereich (II) aus einem offenen strahlungsdurchlässigen Feld besteht dessen Fläche groß ist gegenüber den Flächer der einzelnen offenen Felder des ersten Bereichs (I).

2. Raster-Korpuskularstrahlmikroskop nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet daß die Felder der ersten Blende (Bi)und die komplementären Felder des ersten Bereichs (I) der zweiten Blende (Bi) ringförmig und konzentrisch sind.

3. Raster-Korpuskularstrahlmikroskop nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß die erste Blende (Bi) als phasenkorrigierende Zonenblende ausgebildet ist die nur solche Teilstrahlen zum Präparat (8) gelangen läßt, die nach Durchtritt durch die Kondensorlinse (7) Phasen gleichen Vorzeichens haben.

4. Raster-Korpuskularstrahlmikroskop nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die geschlossenen Felder der ersten Blende (Bi) eine Breite haben, die größer ist als die zur Abblendung aller Teilstrahlen mit Phasen des einen Vorzeichens erforderliche Mindestbreite.

5. Raster-Korpuskularstrahlmikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Präparat (8) und zweiter Blende (Bi) ein weiteres Ablenksystem (10, 10') angeordnet ist, das die Strahlablenkung durch das erste Ablenksystem (5, 5', 6,6') kompensiert.

6. Raster-Korpuskularstrahlmikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Ablenksystem aus zwei in Strahlrichtung aufeinanderfolgenden Teilsystemen (5, 5' bzw. 6, 6') besteht, von denen das erste (5, 5') den Strahl aus der optischen Ar-hse (1) des Mikroskops auslenkt und das zweite (6, 6') den ausgelenkten Strahl derart zurücklenkt, daß die Achse des zurückgelenkten Strahls die optische Achse zumindest ungefähr in der Ebene der ersten Blende (Bi) schneidet.

7. Raster-Korpuskularstrahlmikroskop nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste (Bi) und die zweite (Bi) Blende in koordinierten optischen Ebenen der Kondensorlinse (7) liegen.

8. Raster-Korpuskularstrahlmikroskop nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Blende (Bi) in der Brennebene der Kondensorlinse (7) Hegt

9. Raster-Korpuskularstrahlmikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die offenen Felder der zweiten Blende (Bi) als Eintrittsflächen konzentrischer ringförmiger Strahlungsdetektoren (11 bis 15) ausgebildet sind

10. Raster-Korpuskularstrahlmikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß hinter der zweiten Blende (Bi) ein Geschwindigkeitsanalysator (16) angeordnet ist