DE3438987C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Auger-Elektronenspektrometer ge­ mäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 2.

Derartige Auger-Elektronenspektrometer sind beispielsweise aus der DE-OS 27 05 430 sowie der US-PS 42 05 266 bekannt. Bei diesen bekannten Auger-Elektronenspektrometer ist die Elektronen­ strahlachse der Elektronenkanone auf die zu analysierende Oberfläche gerichtet, wobei eine Elektronenstrahlquelle zum Erzeugen eines Elektronenstrahls längs der Achse und ein Elektronenlinsensystem zwischen der Elektronenstrahlquelle und der Oberfläche vorgesehen sind. Für ein Elektronenlin­ sensystem können üblicherweise elektrostatische, spulenerregte elektromagnetische oder permanent magnetische Elektronen­ linsen verwendet werden. Derartige Elektronenlinsen sind beispielsweise in "Die Übermikroskopie" von B. von Borries, Verlag Dr. Werner Saenger, Berlin (1949), Seiten 26-43 be­ schrieben; es ist dort auf S. 26 dargestellt, daß zur Führung der Elektronenstrahlen verwendete Permanentmagnetlinsen neben den Permanentmagneten noch zwei axial versetzte Polstücke zur Formung des Magnetfeldes aufweisen.

Bei Auger-Elektronenspektrometern besteht grundsätzlich das Problem, daß einerseits die Fokussierung des primären Elektronen­ strahls bis nah an die Probenoberfläche erfolgen muß, ande­ rerseits aber die von der Probenoberfläche ausgehenden Au­ ger-Elektronen nicht durch das Linsensystem behindert wer­ den dürfen.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die letzte Linse vor der Probe so auszustalten, daß auch bei geringem Abstand zwischen dieser Linse und der Proben­ oberfläche ein ausreichender Raumwinkel für die aus der Probenoberfläche austretenden Auger-Elektronen verbleibt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Auger-Elektronenspek­ trometer mit den im Patentanspruch 1 bzw. 2 angegebenen Merkmalen.

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeich­ nungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch im Vertikalschnitt ein übliches Auger-Elektronenspektrometer;

Fig. 2 zeigt im Vertikalschnitt ein Auger-Elektronen­ spektrometer gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3, 4 und 5 zeigen perspektivisch, in Draufsicht und in Axialschnitt längs A-A ein Permanentmagnetelement als Elektronenstrahllinse;

Fig. 6 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Wirkungsweise der Elektronenstrahlkanone nach Fig. 2;

Fig. 7, 8 und 9 zeigen Vertikalschnitte durch permanentmagnet­ erregte Elektronenstrahllinsen gemäß einer zwei­ ten, dritten und vierten Ausführungsform der Er­ findung;

Fig. 10 zeigt perspektivisch eine fünfte Ausführungs­ form einer mit permanentmagnetbetriebenen Elek­ tronenstrahllinse für ein Auger-Elektronenspektro­ meter;

Fig. 11 und 12 zeigen schematische Darstellungen von zwei Be­ triebszuständen eines Auger-Elektronenspektrome­ ters gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung.

Anhand von Fig. 1 wird zunächst ein übliches Auger-Elek­ tronenspektrometer beschrieben, um das Verständnis der vor­ liegenden Erfindung zu erleichtern. Das Auger-Elektronen­ spektrometer hat eine Elektronenstrahlkanone 36 mit einer Elektro­ nenstrahlachse. Die Oberfläche einer Probe 23 erstreckt sich quer zur Elektronenstrahlachse. Die Elektronenstrahlkanone 36 strahlt einen Elektronenstrahl 24 auf die Oberfläche der Probe 23, um diese in bekann­ ter Weise zur Aussendung von Auger-Elektronen anzuregen.

Die Elektronenkanone 36 umfaßt eine Elektronenstrahl­ quelle 25 zum Erzeugen des Elektronenstrahls 24 längs der Elektronenstrahlachse und ein Elektronenlinsensystem zwi­ schen der Elektronenstrahlquelle 25 und der Probe 23, um den Elektronenstrahl 24 entlang der Elektronenstrahl­ achse auf die Oberfläche der Probe zu führen.

Das Elektronenlinsensystem umfaßt eine erste, spulen­ erregte Elektronenlinse 26 nahe der Elektronenstrahlquelle 25. Diese erzeugt ein Magnetfeld zum Fokussieren des Elektronen­ strahls 24. Eine zweite spulenerregte Elektronenlinse 27 ist näher der Ober­ fläche der Probe 23 als die erste spulenerregte Elektronenlinse 26 angeordnet und erzeugt ein weiteres Magnetfeld zum Fokussieren des Strahls auf die Oberfläche. Jede der spulenerregten Elektronenlinsen 26 und 27 umfaßt eine Spule 29 und ein magnetisches Pol­ stück 30, und beide sind von einer Vakuumwand 31 umgeben.

Ein zylindrischer Analysator 32 vom Spiegeltyp umfaßt innere und äußere koaxiale zylindrische Elektroden 33 und 34 mit einer gemeinsamen Zylinderachse. Die innere zylindrische Elektrode 33 umfaßt einen inneren zylindrischen Raum. Die äußere zylindrische Elektrode 34 umgibt den inneren zylindrischen Raum, wobei ein ringförmiger Zwischenraum zwischen der inneren und äußeren zylindrischen Elektrode 33 und 34 freigelassen wird. Der zylindrische Analysator 32 vom Spiegeltyp analysiert die Auger-Elek­ tronen hinsichtlich ihrer Energie.

Eine Ionenkanone 35 hat eine Ionenstrahlachse und rich­ tet einen Ionenstrahl auf die Oberfläche der Probe 23, um diese zu ätzen. Die Ionenstrahlachse ist schräg zur Elektronenstrahlachse gerichtet und konvergiert mit der Elektronenstrahlachse im wesentlichen auf der Oberfläche der Probe.

Die Elektronenkanone 36, der zylindrische Analysator 32 vom Spiegeltyp und die Ionenkanone 35 sind in einem (nicht dargestellten) Vakuumgefäß des Auger-Elektronenspektro­ meters angeordnet. Die Elektronenkanone 36 und die Ionen­ kanone 35 sind außerhalb des Analysators 32 angeordnet.

Diese Anordnung hat die folgenden Nachteile.

Die Spule 29 hat eine große Oberfläche und setzt eine große Gasmenge frei. Infolgedessen ist die Spule 29 in einem abgetrennten Raum angeordnet, da das Auger-Elektronenspektro­ meter mit einem ultrahohen Vakuum betrieben werden muß. Die Spule 29 muß weiterhin eine hohe Anregekraft haben, da das magnetische Pol­ stück 30 eine große Öffnung d_m aufweist. Infolgedessen haben die spulenerregten Elektronenlinsen große Gesamtab­ messungen. Dies führt zu ernsthaften Problemen, da das Elektronenspektroskop 32 und die Ionenkanone 35 in dem Auger-Elektronenspektrometer nahe der Probe 23 angeordnet werden müssen. Dies geht nur, wenn der Abstand zwischen dem Ende der Elektronenkanone 36 und der Probe 23, der häufig als Arbeitsabstand d_w bezeichnet wird, sehr groß ist. Ein großer Arbeitsabstand d_w hat eine große sphärische Aberration zur Folge. Deshalb hat der Elektronenstrahl 24 auf der Probenoberfläche einen großen Durchmesser.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Auger-Elektronenspektrometer gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung werden für entsprechende Teile gleiche Bezugszeichen verwendet wie in Fig. 1. Bei diesem Auger-Elektronenspektrometer ist eine neuartige Elektronenkanone 36 in dem inneren zylindrischen Raum des Analysators angeordnet, wobei die Elektronenstrahl­ achse mit der gemeinsamen Zylinderachse koinzident ist.

Das Elektronenlinsensystem der Elektronenkanone 36 um­ faßt eine erste, elektrostatische Linse 37 nahe der Elek­ tronenstrahlquelle 25. Diese erste, elektrostatische Linse erzeugt ein elektrisches Feld zum Vorfokussieren des Elek­ tronenstrahls. Eine zweite elektrostatische Linse 38 ist in größerem Ab­ stand von der Elektronenstrahlquelle 25 als die erste elektrostatische Linse 37 angeordnet. Diese zweite elek­ trostatische Linse 38 erzeugt ein weiteres elektrisches Feld zum zusätzlichen Fokussieren des Elektronenstrahls. Die elektrostatischen Linsen 37 und 38 werden als Kondensorlinse betrieben.

Ferner umfaßt das Elektronenlinsensystem eine permanentmagnetisch erregte Elektronenlinse 39, die näher an der Probenoberfläche angeordnet ist als die zweite elek­ trostatische Linse 38. Die Elektronenlinse 39 erzeugt ein Magnetfeld zum Fokussieren des Elektronenstrahls auf die Oberfläche. Die Elektronenlinse 39 wird somit als Objektivlinse betrieben.

Eine Ionenkanone 35 ist im inneren zylindrischen Raum so angeordnet, daß die Ionenstrahlachse nicht mit der ge­ meinsamen Zylinderachse zusammenfällt. Die Ionenkanone 35 richtet einen Ionenstrahl auf die Probenoberfläche entlang der Ionenstrahlachse.

Gemäß Fig. 3 bis 5 umfaßt die Elektronenlinse 39 drei Permanentmagnetstücken 41.

Jedes der Permanentmagnetstücke 41 hat eine seiner Innen­ wand gegenüberliegende Außenwand, eine zwischen Innen- und Außenwand liegende erste Stirnwand, die zur zweiten elek­ trostatischen Linse 38 gerichtet ist, und eine zweite zwi­ schen Innen- und Außenwand liegende Stirnwand, die der ersten Stirnwand gegenüberliegt. Ein erstes magnetisches Polstück 42 hat eine erste Öffnung und ist in Kontakt mit den ersten Stirnflächen der Magnetstücke 41, wobei die erste Öffnung mit dem Innenraum in Verbindung steht. Ein zweites magnetisches Polstück 43 hat eine zweite Öffnung und liegt an den zweiten Stirnflächen der Magnetstücke 41 an, wobei die zweite Öffnung in Verbindung mit dem Innen­ raum steht. Durch den Innenraum und durch die erste und zweite Öffnung tritt der Elektronenstrahl hindurch.

Durch diesen Aufbau werden eine Reihe von Vorteile gegenüber den bisher üblichen Auger-Elektronenspektro­ metern erzielt, die im folgenden beschrieben werden.

Die Elektronenlinse 39 kann mit sehr geringer Anregungskraft betrieben wer­ den, da die magnetischen Polstücke 42 und 43 sehr kleine Öffnungen d_m (Fig. 5) haben.

Es ist weiterhin vorteilhaft für das Auger-Elektronenspektroskop, daß darin keine Wärme durch die Elektronenlinsen erzeugt wird. Durch den gewählten Aufbau der Elektronenlinse 39 ist es möglich den Ar­ beitsabstand d_w klein zu halten. Zusammen mit der klei­ nen sphärischen Aberration, die man durch die mittels Permanentmagnet erregte Elektronenlinse 39 erhält, er­ gibt sich ein sehr kleiner Durchmesser des Elektronen­ strahls auf der Probenoberfläche 23.

Da die Permanentmagnetstücke 41 einer re­ lativ hohenTemperatur von 200 oder 300°C standhalten, ist es möglich, die gesamte Konstruktion zum Entgasen aus­ zuheizen.

Da die Permanentmagnetstücke 41 in der beschriebenen Elektronenlinse 39 in Winkelabständen an­ geordnet sind, schließen sie eine Vielzahl von azi­ mutalen Zwischenräumen zwischen sich ein. Durch diese azimutalen Zwischenräume können Auger-Elektronen hin­ durchtreten, so daß es möglich ist, die Probe 23 sehr nahe der Elektronen­ linse 39 anzuordnen, d. h. mit einem kleinen Arbeitsab­ stand d_w (Fig. 2 und 5) zu arbeiten, im wesentlichen ohne die Bahnen der Auger-Elektronen zu beeinträchtigen. Es ist vorteilhaft, wenn jedes Permanentmagnetstück 41, von der Pro­ be 23 aus gesehen, eine geringe Breite hat.

Bei dem in den Fig. 2 bis 5 dargestellten Auger-Elektronenspektrometer kann der Winkel zwischen dem Elek­ tronenstrahl und dem Ionenstrahl sehr klein gewählt werden, wenn der Ionenstrahl durch die Elek­ tronenlinse 39 hindurchtritt. Es ist deshalb möglich, eine hohe Auflösung in der Tiefenrichtung der Probe 23 zu erzielen. Normalerweise hat eine Probe 23 eine rauhe Oberfläche mit zahlreichen Vorsprüngen und Vertiefungen. Wenn der Ionenstrahl mit der Flächennormalen einen großen Winkel, d. h. mit der rauhen Oberfläche einen kleinen Winkel bildet, werfen die Vorsprünge der Probe 23 große Schatten auf die Vertie­ fungen in der Richtung des Ionenstrahls. Hierdurch wird die Auflösung der Analyse in der Tiefenrichtung der Probe 23 verringert. Damit der Ionenstrahl nahezu senkrecht auf die Probenober­ fläche auftreffen kann, ist in dem ersten magnetischen Pol­ stück 41 ein Loch 42′ für den Ionenstrahl vorgesehen, der in Fig. 5 als dicke durchgehende Linie gezeichnet ist.

Die Arbeitsweise der Elektronenkanone 36 wird anhand von Fig. 6 beschrieben. In dieser Figur ist f der Fokus auf der Probe 23 (Fig. 2 und 5); R_o ist der Apertur- oder Objektwinkel, R_a ist der Akzeptanzwinkel. Die erste und zweite elektrostatische Linse 37 und 38 haben jeweils Elektroden 44 und veränderbare Span­ nungsquellen 45.

Der Elektronenstrahl 24 wird von der Elektronenstrahl­ quelle 25 erzeugt und hat eine Energie von mehreren tausend Elektronenvolt. Der Elektronenstrahl 24 wird durch die Lin­ sen 37 bis 39 fokussiert und hat im Fokus f einen kleinen Durchmesser. Es ist möglich, die Brennweite der Linsen 37 und 38 durch Verän­ dern der Spannungsquelle 45 zu ändern. Dagegen hat die Lin­ se 39 eine feste Brennweite. Trotz dieser festen Brennweite ist es möglich, die Lage des Fokus f zu verändern, indem die Brennweite der Linse 38 eingestellt wird. Die Justierung des Fokus f des Strahls 24 erfolgt somit über die Linse 38. Die Linse 37 definiert die Größe des Strahlstroms durch Änderung des Akzeptanzwinkels R_a.

Die Elektronenkanone 36 hat eine sehr kleine sphärische Aberration, da die magnetische Linse 39 als Objektivlinse verwendet wird. Es ist anzumerken, daß die Linsen 37 und 38 eine beträchtliche sphärische Aberration haben, da es sich um elektrostatische Linsen handelt. Es ist jedoch aus der Optik bekannt, daß die sphärische Aberration vernachlässig­ bar wird, wenn der Elektronenstrahl 24 einen kleinen Apertur- oder Objektwinkel hat.

Es ist nicht vorteilhaft, in der Elektronenkanone 36 eine hohe Beschleunigungsspannung für den Elektronenstrahl 24 zu verwenden, da das Magnetfeld festliegt. Es ist jedoch zu beachten, daß ein Auger-Elektronenspektrometer die beste Detektierungsempfindlichkeit hat, wenn die Be­ schleunigungsspannung im Bereich von 3 bis 5 kV liegt. Jenseits dieses Bereiches ist nicht nur die Detektierungs­ empfindlichkeit schlecht, sondern die Probe kann beschä­ digt werden.

Fig. 7 zeigt eine andere, permanentmagnetisch erregte Elektronenlinse 39 für ein Auger-Elektronenspektrometer gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Ent­ sprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen be­ zeichnet. Die Elektronenlinse 39 umfaßt ein einzelnes Per­ manentmagnetstück, welches wiederum mit 41 bezeichnet ist. Dieses Permanentmagnetstück 41 ist kegelstumpfförmig mit einer inneren Umfangsfläche, einer dieser gegenüberliegen­ den äußeren Umfangsfläche, einer ersten Stirnfläche zwi­ schen der inneren und äußeren Umfangsfläche, welche zur zweiten elektrostatischen Linse 38 gerichtet ist, und eine zweite Stirnfläche gegenüber der ersten Stirnfläche und zwischen der inneren und äußeren Umfangsfläche. Die Fläche der zweiten Stirnfläche ist kleiner als die der ersten Stirnfläche. Aufgrund dieser kleineren Fläche können die Auger-Elektronen außerhalb der äußeren Um­ fangsfläche vorbeifliegen, so daß die Probe 23 nahe an der Elektronenlinse 39 angeordnet werden kann.

Das erste magnetische Polstück 42 hat eine erste Öff­ nung und liegt an der ersten Stirnfläche des Permanent­ magneten 41 an, wobei die erste Öffnung mit dem Innenraum in Verbindung steht. Das zweite magnetische Polstück 43 hat eine zweite Öffnung und liegt an der zweiten Stirn­ fläche des Permanentmagneten 41 an, wobei die zweite Öff­ nung in Verbindung mit dem Innenraum steht. Der Innenraum und die erste und zweite Öffnung bilden einen Durchtritts­ kanal für den Elektronenstrahl.

Die Elektronenlinse 39 weist ferner eine ringförmige Elektrode 46 auf, die im Innenraum zwischen dem ersten und zweiten magnetischen Polstück 42 und 43 angeordnet ist. Diese ringförmige Elektrode 46 dient zum Erzeugen eines elektrischen Feldes und um­ gibt ein Loch für den Durchtritt des Strahls. Die beiden magnetischen Polstücke 42 und 43 und die ringförmige Elektrode 46 sind gemeinsam als eine elektrostatische Linse mit frei variierbarer Brennweite betreibbar. Dabei wird den beiden magnetischen Polstücken 42 und 43 zwangs­ weise eine gemeinsame Spannung gegeben. An die ringför­ mige Elektrode 46 wird eine elektrische Spannung angelegt, die von der gemeinsamen Spannung verschieden und re­ lativ zu dieser einstellbar ist. In Kombination mit der magneterregten Elektronenlinse 39 bietet die ring­ förmige Elektrode 46 ein Mittel zum exakten Einstellen des Fokus f (Fig. 6) auch bei Variation der Beschleuni­ gungsspannung des Elektronenstrahls 24 (Fig. 2 und 6).

Die in Fig. 8 gezeigte dritte Ausführungsform der magneterregten Elektronenlinse 39 entspricht im Aufbau der nach Fig. 7, wobei jedoch eine magnetische Kurzschluß­ brücke 47 vorgesehen ist, die mit dem ersten und zweiten magnetischen Polstück 42 und 43 verbunden ist. Die Kurz­ schlußbrücke 47 besteht aus zwei Stäben aus ferromagne­ tischem Material, deren Enden an dem ersten bzw. zweiten magnetischen Polstück 42, 43 befestigt sind und die zwischen ihren freien Enden einen Spalt bilden. Die freien Enden sind zu einem Paar von Kontakten (nicht dargestellt) ge­ führt. Wie ein Relaisschalter werden die Kontakte in ge­ steuerter Weise geschlossen und geöffnet, und zwar durch mechanische Kräfte, magnetische Kräfte, elektrische Kräfte, Wärme od. dgl.

Durch diese Konstruktion ist es möglich, die Brennweite durch Schließen und Öffnen der Kontakte zu ändern. Es ist somit möglich, die Brennweite der Elektronenkanone 36 (Fig. 2 und 6) einzustellen.

Die in Fig. 9 gezeigte Ausführungsform der permanent­ erregten Elektronenlinse 39 für das Auger-Elektronenspektrome­ ter entspricht den beiden vorigen Ausführungsformen, hat jedoch eine magnetische Kurzschlußbrücke mit einer einzigen Stange 48, die das erste und zweite magnetische Polstück 42 und 43 verbindet. Die Stange 48 besteht aus weichmagnetischem Material. Eine Spule 49 ist um die Stange 48 gewickelt und dient zur gesteuerten Veränderung der Magnetflußdichte in dem magnetischen Stab 48. Im Gegensatz zu der Kurzschluß­ anordnung 47 nach Fig. 8 kann mit der Kurzschlußanordnung 48, 49 nach Fig. 9 die Brennweite kontinuierlich eingestellt werden.

In Fig. 10 ist eine weitere permanentmagnetisch erregte Linse 39 zur Verwendung in einem Auger-Elektronenspektro­ meter gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Diese zeichnet sich durch einen schichtenweisen Aufbau an der mittleren Umfangsfläche aus. Dieser Schichten­ aufbau umfaßt eine alternierende Anordnung aus nichtmagne­ tischen dünnen Schichten 50 und magnetischen dünnen Schich­ ten 51, die abwechselnd auf die Umfangsfläche aufgebracht sind, wobei eine der nichtmagnetischen Schichten 50 in di­ rektem Kontakt mit dem Permanentmagneten 41 steht.

Grundsätzlich kann eine ein Magnetfeld erzeugende Quelle durch eine magnetische Schicht abgeschirmt werden, um das magnetische Streufeld zu reduzieren. Eine noch wirksamere magnetische Abschirmung erhält man durch eine Anzahl von magnetischen Schichten, zwischen denen mindestens eine nichtmagnetische Schicht angeordnet ist. Bei gegebener Dicke der magnetischen Abschirmung ergibt eine Anzahl von magnetischen Schichten eine bessere Abschirmwirkung als eine einzige magnetische Schicht.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 ist die permanent­ magnetisch erregte Elektronenlinse 39 magnetisch abgeschirmt, ohne daß Form und Abmessungen wesentlich verändert sind. Beispielsweise kann ein nichtmagnetischer Film 50 durch Beschichten der äußeren Umfangsfläche des Permanentmagneten mit Kupfer mit einer Dicke von einigen hundertstel Millimetern gebildet werden. Ein magnetischer Film 51 wird auf der Kupferschicht 50 durch Beschichten mit Eisen oder Nickel bis zu einer Dicke von mehreren hundertstel Millimetern gebildet. Diese Be­ schichtungen werden mehrere Male wiederholt. Es ist hier­ durch möglich, den Permanentmagneten 41 vollständig ab­ zuschirmen mittels eines Schichtenpaketes, welches nur etwa ein oder zwei Millimeter dick ist. Falls gewünscht, kann eine Maske verwendet werden, um die Beschichtung stellenweise wegzulassen.

Bei der sechsten Ausführungsform nach Fig. 11 und 12 erreicht nur ein Teil der Elektronen die Probe 23. Es ist bekannt, daß ein Auger-Elektronenspektrometer 36 eine Emp­ findlichkeit hat, die proportional zu dem Betrag des Elektronenstromes der auf die Probe 23 auftreffenden Elektronen ist. Da der Betrag des Elektronenstroms von dem Akzeptanzwinkel R_a (Fig. 11 und 12) der Elektronen abhängt, steigt die Empfindlichkeit bei Zunahme des Akzeptanzwinkels R_a an. Andererseits ist es aus Gründen der räumlichen Auf­ lösung erwünscht, daß die Elektronen auf der Probe 23 eine Abbildung von möglichst kleinen Abmessungen bilden. Die Größe der Abbildung hängt ab von dem Verkleinerungs­ maßstab, d. h. dem Kehrwert der Vergrößerung, der reprä­ sentiert wird durch das Verhältnis des Akzeptanzwinkels zum Objektwinkel (R_a/R_o). In Fig. 11 und 12 kann das Verkleinerungsverhältnis z. B. 1 : 10 bzw. 1 : 100 betragen. Die Bildgröße verringert sich mit der dritten Potenz des Objektivwinkels R_a.

Beim üblichen Verfahren wird eine Blende zwischen der Elektronenquelle 25 und der elektrostatischen Linse 37 angeordnet. Die Blende wird so eingestellt, daß sie eine bestimmte Öffnung hat und die Empfindlichkeit sowie räum­ liche Auflösung steuert.

In Fig. 11 und 12 ist dagegen eine Blende 52 zwischen den elek­ trostatischen Linsen 37 und 38 angeordnet, sie hat eine Öffnung von vorgegebener Größe. Bei dieser Konstruktion wird also die Öffnung der Blende nicht verändert, um die Empfindlichkeit und räumliche Auflösung zu steuern. Statt­ dessen wird bei der Elektronenkanone 36 die Brennweite der elektrosta­ tischen Linse 37 variiert.

In Fig. 11 ist die elektrostatische Linse 37 so gesteuert, daß sie eine große Brennweite hat. Hierdurch erhält man eine hohe Empfindlichkeit, da der Akzeptanzwinkel R_a vergrößert wird. Dafür wird jedoch die räumliche Auflösung verringert, da man einen großen Abbildungsmaßstab von 1 : 10 hat und des­ halb einen großen Objektivwinkel R_o. In Fig. 12 ist die elektrostatische Linse 37 so gesteuert, daß ihre Brenn­ weite klein ist. Infolgedessen erhält man eine hohe räum­ liche Auflösung, da der Abbildungsmaßstab auf etwa 1 : 100 verringert und der Objektivwinkel R_o klein ist. Anderer­ seits ist die Empfindlichkeit niedriger als in Fig. 11. Somit wird der Objektivwinkel R_o verändert in Abhängig­ keit von dem Abbildungsmaßstab durch Ändern der Brennweite der elektrostatischen Linse 37.

Jede der elektrostatischen Linsen 37 und 38 kann auch vom Zylinderlinsentyp anstelle des Drei-Elektrodentyps nach Fig. 6 sein.

Claims (2)

1. Auger-Elektronenspektrometer mit einer Elektronen­ strahlkanone (36) zum Richten eines Elektronenstrahles (24) auf die Oberfläche einer Probe (23) und mit einem Elektronenanalysator (32) zum Analysieren und Detektieren von Auger-Elektronen, wobei die Elektronenstrahlkanone (36) längs der Elektronenstrahlachse eine Elektronenquelle (25) und ein Elektronenlinsensystem zwi­ schen der Elektronenquelle (25) und der Probenoberfläche auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß das Elek­ tronenlinsensystem als letzte Linse vor der Probe eine per­ manentmagnetische Linse (39) aufweist, die zwei axial-symmetri­ sche, axial beabstandete Polstücke (42, 43), welche längs der Elek­ tronenstrahlachse angeordnet und jeweils mit einer zentra­ len Öffnung versehen sind, und mehrere in azimutaler Rich­ tung schmale Permanentmagnetstücke (41) zwischen den Polstücken (42, 43) aufweist.

2. Auger-Elektronenspektrometer mit einer Elektronen­ strahlkanone (36) zum Richten eines Elektronenstrahles (24) auf die Oberfläche einer Probe (23) und mit einem Elektronenanalysator (32) zum Analysieren und Detektieren von Auger-Elektronen, wobei die Elektronenstrahlkanone (36) längs der Elektronenstrahlachse eine Elektronenquelle (25) und ein Elektronenlinsensystem zwi­ schen der Elektronenquelle (25) und der Probenoberfläche auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß das Elek­ tronenlinsensystem als letzte Linse vor der Probe eine per­ manentmagnetische Linse (39) aufweist, die zwei axial-symmetri­ sche, axial beabstandete Polstücke (42, 43), welche längs der Elek­ tronenstrahlachse angeordnet und jeweils mit einer zentra­ len Öffnung versehen sind, und ein sich in Elektronen­ strahlrichtung verjüngendes, hohlkegelstumpfförmiges Perma­ nentmagnetstück (41) zwischen den Polstücken (42, 43) aufweist.