DE3201889A1

DE3201889A1 - Elektronenmikroskop mit roentgendetektor

Info

Publication number: DE3201889A1
Application number: DE19823201889
Authority: DE
Inventors: Hendricus Cornelus Johanna Mariën; Michael Neil 5621 Eindhoven Thompson
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1981-01-30
Filing date: 1982-01-22
Publication date: 1982-08-26
Also published as: JPS57143252A; GB2092367B; DE3201889C2; US4450355A; FR2499313A1; FR2499313B1; GB2092367A; JPH0465490B2; NL8100449A; CA1190329A

Description

"Elektronenmikroskop mit Röntgendetektor".

Die Erfindung betrifft ein Elektronenmikroskop mit einem nahe bei einer elektromagnetischen Linse angeordneten Detektor zum Detektieren von aus einem Objekt mittels eines Elektronenstrahles freizumachender Strahlung. Ein derartiges Elektronenmikroskop ist aus der GB-PS 1 420 8O3 bekannt. Wenn gemäss der Beschreibung in dieser Patentschrift ein in der Nähe einer Objektivlinse angeordneter Detektor zum Detektieren aus dem Objekt austretender elektromagnetischer Strahlung, wie Röntgenstrahlung, eingerichtet ist, können bei bestimmten Messeinstellungen, z.B. bei der in der US-PS 3 629 575 beschriebenen niedrigen Vergrösserungseinstellung, aus dem Objekt austre tendß sekundäre oder auch reflektierte Elektronen einen ungünstigen Einfluss auf die Messung oder auf den Detektor als solchen ausüben. Bei Einstellungen für im üblichen Bereich liegende Vergrösserungen wird dies häufig dadurch vermieden, dass diese Elektronen durch das verhältnismässig kräftige Magnetfeld der betreffenden Linse eingefangen werden und daher den Detektor nicht erreichen. Für eine optimale Messung ist es dabei erwünscht, dass der Detektor möglichst nahe beim Objekt angeordnet wird und eine hohe Empfindlichkeit für die zu messende Strahlung hat. Gerade in dieser optimalen Position ist der Detektor für das Ein— fanften von Streuelektronen in einer Messanordnung mit einer 2f) Mchwiitih oiTDRion Linse oinpf i ndllali, wie sie hol der erwähnten iii lidrlgon Vergrösserungseinstellung benutzt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen nahe beim Objekt angeordneten Detektor so auszurüsten, dass das Einfangen von Streuelektronen beseitigbar ist und ein Elektronenmikroskop eingangs erwähnter Art ist dazu dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor mit einem elektro— nenabsorbierenden Schirm ausgerüstet ist, der von aussen her in einen Strahlenweg für die vom Detektor zu messende

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Strahlung eingeführt und aus diesem Strahlungsweg herausgeführt werden kann.

In einem erfindungsgemässen Elektronenmikroskop kann so bei einer nicht zu schwach erregten Linse mit einer optimalen Position und einem optimalen Aufbau des Detektors gemessen werden und wird vom Schirm bei einer schwach erregten Linse nachteiliger Einfluss auf den Detektor durch Elektroneneinfall vermieden. Hierbei braucht das Gerät nicht geöffnet zu werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Schaltmechanismus für den Schirm mit einer Steuervorrichtung für die Linsenerregung verbunden, so dass der Schirm bei jeder entsprechenden Linsenerregungsänderung automatisch in die gewünschte Position geführt wird, was beispielsweise ein dem Elektronenmikroskop zugeordneter Computer verwirklichen kann.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsfortn nach der Erfindung ist der Schirm vom Magnetfeld der Linse selbst als solches einstellbar. In der üblichsten Situation lässt dabei der Schirm bei einer nicht zu schwach erregten Linse den Strahlungszutritt zum Detektor frei und schirmt diesen Zutritt bei einer schwach erregten Linse, aber auch das Umgekehrte gehört selbstverständlich innerhalb des Rahmens der Erfindung.

Auch braucht die Erfindung sich nicht auf die eigentliche Objektivlinse für ein Elektronenmikroskop zu beschränken.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Elektronenmikroskop mit einem einstellbaren Detektor erfindungsgemäss nahe der Objektivlinse, und Fig. 2 einen skizzierten Schnitt durch einen Teil der Objektivlinse mit einem erfindungsgemässen Detektor.

Ein Elektronenmikroskop nach Fig. 1 enthält eine Elektronenquelle 1 mit einer Anode 2, einem Bündelrichtsystem 3 und einer Blende k, einem Kondensorsystem mit einer ersten Kondensorlinse 5» einer zweiten Kondensor I imho 6 und einer Kondensorblende 7» einem Objektiv mit einer

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ersten Objektivlinsenspule 8 und einer zweiten Objektivlinsenspule 9» einem Ablenkspulensystem 10, einem Objektraum 11, einer Diffraktionslinse 12 mit einer Diffraktionsblende 13» einer Zwischenlinse 14, einem Projektionssystem mit einer ersten Projektionslinse 15 und einer zweiten Projektionslinse 16, einer Filmkamera 17 und einem Schaufeld 18. Alle diese Teile sind in ein Gehäuse 20 mit einer elektrischen Zuleitung 21 für die Elektronenquelle mit einem Schaufenster 22 aufgenommen. An das Gehäuse sind ein Binokular 23· eine Vakuumpumpvorrichtung 2k und eine Platten_r kamera 25 angeschlossen. Im Objektraum 11 befinden sich ein Objekt 26 und ein Strahlungsdetektor 27 mit einer Signalableitung 28 zum Detektieren einer aus dem Objekt durch einen Elektronenstrahl 29 freizumachender Strahlung.

In Figur 2 ist der Detektor 27 zusammen mit dem Objekt 26 und Objektivlinsenspulen 30 und 31 dargestellt. Das Elektronenstrahl 29 trifft auf das Objekt 26 und kann anschliessend eine Abtastbewegung mit Hilfe des Ablenk— spulensystems 10 'ausführen. ITber einen Strahlenweg 32 kann im Objekt 26 freigemachte Strahlung den Detektor 27 erreichen. Zur Messung beispielsweise von Röntgenstrahlung enthält der Detektor 27 hinter einem Eintrittsfenster 33 beispielsweise einen möglicherweise gekühlten Halbleiterdetektor mit einer Signalableitung 35» die über die Leitung 28 an eine Signalverarbeitungsanordnung 36 angeschlossen ist. Vor dem Eintrittsfenster, das für einen guten Strahlungsdurchgang verhältnismässig dünn ausgeführt ist und beispielsweise aus Beryllium besteht, befindet sich ein Schirm 37» der hier über einen ersten Hebelarm 38 mit einer Scharniervorrichtung ^9 und mit einem zweiten Hebelarm 50 verbunden ist, an dem ein Block aus magnetischem Werkstoff 51 ariRebraclit ist.

Bei Erregung der Linsenspule 30 wird das Element 51 von der Spule angezogen und wird der Schirm 37 aus dem Strahlungsweg 32 herausgenommen. Bei der Beseitigung der Erregung kehrt der Schirm in die Abschirmposition zurück. Für eine Aussensteuerung, die übrigens auch mit Hilfe eines Schalters 52 durch Handbedienung erfolgen kann, kann der

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Scharniermechanismus mit einem Steuerblock 53 verbunden sein, der über die Signalverarbeitungsanordnung 36 auch mit einem Speiselement ^h für die Spule B verhunden ist. TIi or— durch können eine Erregung dor Spule und die Vor-sch Lohuuj·; des Schirms einfach synchronisiert werden, wobei gleichfalls eine Verbindung mit dem Messsignalverarbeitungssystem hergestellt werden kann. Bei der Ausführungsform mit einem von aussen zu verschiebenden Schirm brauchen der zweite Hebelarm 50 und das Element 5I nicht afgenommen zu sein.

Diese Ausführung ist insbesondere vorteilhaft an der Stelle, an der die Magnetfeldstärkeänderung in einem gut erreichbaren Raum für eine autonome Schirmsteuerung ungenügend ist. Die auf das Magnetfeld selbst einwirkende Schirmverschiebung kann, wenn dafür ein Bedarf besteht, selbstverständlich auch so ausgeführt werden, dass gerade bei kräftig erregter Spule eine Detektor abschirmung auftritt. Ei gute Synchronisation zwischen Messein«teL Lung und Schinnposition kann auch durch eine Zentralsteuerung aus einem üblicherweise einem Elektronenmikroskop zugeordneten Zentralcomputer 55 erreicht werden.

Claims

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PATENTANSPRÜCHE ι

Elektronenmikroskop mit einem nahe bei einer elektronenmagnetischen Linse (8, 9) angeordneten Detektor (27) zum Detektieren von aus einem Objekt (26) mittels eines Elektronenstrahles (29) freizumachender Strahlung, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor mit einem elelc— tronenabsorbierenden Schirm (37) ausgerüstet ist, der von aussen her in einen Strahlenweg für die vom Detektor zu messenden Strahlung eingeführt und aus einem Strahlenweg herausgeführt werden kann.
2. Elektronenmikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schirm von einem Steuerelement (53) ^aus verschiebbar ist, das für eine automatische Verbindung mit einer Steueranordnung (5^·) für die Erregung einer zum Durchführen der Messeinstellung des Elektronenmikroskop entsprechenden Linse verbunden ist.
3· Elektronenmikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schirmverschiebung durch eine bei der Umschaltung zwischen verschiedenen Messeinstellungen auftretende Magnetfeldstärkeänderung als solche bewirkt wird.
4. Elektronenmikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es für die Schirmverschiebung mit einem handbetätigbaren Schaltmechanismus (52) versehen ist. 5· Elektronenmikroskop nach Anspruch 1 odor 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einen Zentralcomputer (55) eine Steuereinheit für die Schirmverschiebung aufgenommen ist.