DE2244441B2 - Verfahren zum Betrieb eines Korpuskularstrahlgerätes - Google Patents

Description

Bei Untersuchungen eines Objektes mittels eines Korpuskularstrahlgerätes darf eine gewisse Bestrahlungsdosis (Einheit AS/cm-') nicht überschritten werden. Kenn das Untersuchungsobjekt bzw. dessen zu untersu- 4-thendc Stelle nicht verändert oder zerstört werden soll. Andererseits kann eine gewisse Bestrahlungsdosis nicht Unterschritten werden, da sonst Bilder mit unzureichender Qualität entstehen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb ^ tines Korpusi.ularstrahlgerätes. insbesondere eines Elektronenmikroskops, das ein im Strahlengang des Korpuskularstrahls angeordnetes Ablenksystem besitzt.

Em Korpuskularstrahigcrät dieser Art ist beispieis- Weise aus der DT-AS 10 73 655 bekannt. Dabei wird tias Ablenksystem zur Veränderung der Bestrahlungsdosis des Objekts benutzt. Grundsätzlich is! es auch bekannt, zur Vermeidung von Objektveränderungen die zu untersuchende Stelle des Objekts nur wahrend der π Aufnahme zu bestrahlen und die Scharfeinstellung an benachbarten Bereichen des Objekts vorzunehmen, vgl. das Buch von Reimer, »Elektroncnmikroskopische Untersuchungs- und Präparationsmethodcn«, Springer-Verlag, 1959, S. 115 bis 121.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst geringe Bestrahlungsdosis bei möglichst guter Bildnualit.it zu erreichen.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verhhren gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dall eme'sieuereinrichtung den Korpuskularstrahl mittels unterschiedlicher Erregung des Ablenksystems fur eine wählbare Dauer auf eine zu untersuchende Stelle richtet und ihn im übrigen Zeitraum seitlich von der zu untersuchenden Stelle durch das Objekt hindurchtreten HUi Bei diesem Verfahren beansprucht der Korpuskularstrahl zunächst eine abseits liegende Stelle des Untersuchungsobjektes. Erst zur Gewinnung eines Bildes einer besonders interessierenden Stelle des Objekts wird der Korpuskularstrahl auf diese Stelle gerichtet, •in der er nur eine begrenzte Zeit verbleibt, bis er wieder durch das Ablenksystem an die abseits liegende Stelle gelangt. Zur Aufzeichnung oder Registrierung i'es Bildes können die bei Elektronenmikroskopen gebräuchlichen Einrichtungen benutzt werden. Beispielsweise kann eine fotografische Platte vorgesehen sein, ferner können elektronische Bildspeicher eingesetzt ■λ erden. Beispielsweise kann eine Fen-■'"^ nern nni ,-UHMIi Speichertargel (.der ein Monitor mit einem nachleuchtenden Bildschirm benutzt werden.

In Weiterbildung der Erfindung kann der \on dem korpuskularstrahl im Zeitraum zwischen den Autnahmen bzw. Registrierungen bestrahlte Bereich des Objektes miitels"eines weiteren, von der Steuereinrichtung beeinflußbaren Ablenksystems zur Abbildung gebracht werden. Auf diese V/eise können Bereiche in der Umgebung der zu untersuchenden Stelle des Objektes betrachtet werden, wobei die erforderliche Fokussierung vorgenommen werden kann. Bei der nachfolgenden Aufnahme erhält man dann eine fokussiert Abbildung einer Stelle des Objektes, die zuvor von dem Korpuskularstrahl noch nicht berührt worden ist.

Die größtmögliche Schonung des Objektes läßt sich dadurch erreichen, daß die zur Aufzeichnung erforderliche Dauer der Durchstrahlung durch die Steuereinrichtung in Abhängigkeit von der Intensität des Bildes selbsttätig bestimmt wird. Dies kann beispielsweise mit Hilfe eines Meßgerätes geschehe.'., das die Intensität des Bildes erfaßt.

Es empfiehlt sich, die Steuereinrichtung so zu programmieren, daß sie einen Steuerbefehl für den Beginn der Bildaufzeichnung in zeitlichem Abstand zu dem Steuerbefehl für die Durchstrahlung der zu untersuchenden Stelle des Objektes abgibt. Dadurch wird erreicht, daß eine elektrostatische Aufladung des Objektes abgeklungen ist. ehe die Büdaufzcichnung beginnt.

Darüber hinaus kann die Steuereinrichtung so ausgebildet sein, daß sic nacheinander verschiedene zu untersuchende Stellen des Objekts zur Abbildung bringt und deren Registrierung veranlaßt. Dadurch kann man sich einen systematischen Überblick über die Beschaffenheit eines Objektes verschaffen, nachdem zuvor an einer abgelegenen Stelle die Fokussierung vorgenommen wurde. Bei diesen Verfahren erhalten die beiden Ablenksysteme eine solche Erregung, daß das Bild stets von der Registriereinrichtung bzw. der Bildspeichcreinrichtung erfaßt werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Figur zeigt einen Längsschnitt durch ein Elektronenmikroskop, dessen Gehäuse mit I und dessen Kathode mit 2 bezeichnet ist. Eine magnetische Kondensorlinse 3 dient zur Sammlung des Strahles, der ein Objekt 4 durchsetzt. Eine weitere magnetische Objektivlinsc 5 vergrößert das Bild, das mittels eines Projekti-

yes h auf eine fotografische I¹IaIU¹ 7 abgebildet wird.

Hei nicht vorhandener fotografischer l'laiu· 7 gelangt das r.ndhild zur F-intrittsfläehe einer Fernsehkamera 10, die eine Faseroptik 11 und einen iltldvcrstärkcr 12 auf ψ cm. Der Fernsehkamera 10 ist ein Bildspeicher Π jugeordnet, an den ein Monitor 14 angeschlossen ist.

In den Strahlengang des korpuskularstrahles sind Jwei Ablenksysteme 15 und lh eingefügt, die — in Ptichiun.tr des Strahles gesehen — der magnetischen PLondensorlinsc 3 und der Objektiv linse 5 nachgeord- ι Bet sind. Beide Ablenksysteme sind an eine Steuereinrichtung 17 angeschlossen (Wirkungslinien 20 bzw. 21). die auch den Beginn der Aufzeichnung mittels der Fernsehkamera 10 und der Speichereinrichtuni; i3 benimmt (Wirkungslinie 22).

Die Steuereinrichtung 17 enthalt Schaltungiteile für die Stromversorgung der Ablenksysteme 15 und 16 sonic weitere Schaliungsieile für die zeitlich gestaffelte Abgabe von Schallbefehlen zu und von der Fernsehkamera und der Speichereinrichtung. Im Ruhezustand vird das Ablenksystem 15 mit einem Strom solcher (iroi.ie gespeist, daß der Koipusk'.ilarstrahi mehl durch die /u untersuchende Stelle des Objektes, sondern durch eine hiervon entfernte Stelle des Objekte¹· hindurchtni.t. Mittels des weiteren Ablenksystems 16 wird dafür gesorgt, daß der Korpuskularstrahl dennoch auf einen F.ndbildschirm oder auf die F.intriitsfliiche der Fernsehkamera 10 fallt. Damit kann die Güte der Abbildung an sich beurteilt werden. Ferner kann Jas i'iektronenmikroskop fokussiert werden. Zur Gewinnung .;;■ einer hochwertigen Aufnahme der zu umersuchenden Stelle des Objektes 4 wird durch einen Steuerbefehl IeIs der Steuereinrichtung 17 der Speisestrom der Ahlenksy.ieme 15 und 16 derart geändert, daß der Korpuskularstrahl nun durch die zu untersuchende SieNi¹ des Objektes hindurchtritt. Die Bestrahlung dauert so lange, wie es zur F.rreichung eines ausreichenden Bildkontrastes erforderlich ist. Die Dauer der Durchstrahlung kann in Abhängigkeit von der Intensität des Bildes durch die Steuereinrichtung 17 selbsttätig vorgegeben werden. Hierzu ist ein Meßgerät P .iber halb der Fernsehkamera IO vorgesehen, das über eine Wirk verbindung 23 ein der erforderlichen Durchstrahlungsdauer entsprechendes Signal übcrmr.teli. Damit isi die bestmögliche Bildwiedergabe bei geringster Dosisbelastung des Objektes sichergestellt. Eis empfiehlt sich, die Steuereinrichtung 17 derart zu programmieren, daß anschließend an die Auslenkung des Korpuskuiarsirahles auf die zu untersuchende Stelle eine ge wisse Zeit verstreicht, ehe die Fernsehkamera 10 und die Speichereinrichtung 13 zu arbeiten beginnen. Dadurch werden Bildfehler vermieden, die durch Aufla dungseffekie des Obiektes entstehen können

Wie bereiis erwähnt, kann .'-..■ Registrierung des Bildes mittels einer fotografischen I'l.:tie oder muteN einer fernsehkamera mit nachgesch.ilteteni Bildspeicher erfolgen. Das Bild kann aber auch in der Fernsehkamera selbst gespeichert werden, wenn diese mi¹ eir-.'ni Speichertarget ausgerichtet ist. Fine weitere Möglichkeit zur Bildspeicherung besteht darin. d,:i e.n Monitor mit einem Machleuchtbildschirm benutzt wird In allen Fällen kann die erforderliche Durchstrahlungsdauer Jes Objektes durch das Meßgerai 8 bestimm! werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Ueirieb eines Korptiskular- »trahlgerätes, insbesondere eines Elekironenmikroskops, das ein im Strahlengang dos Korpuskular-Strunks angeordnetes Ablenksystem besitzt, dadurch gekennzeichnet, dull eine .Steuereinrichtung (17) den Korpuskularstrahl mittels unterschiedlicher Erregung des Ablenksystems (15) für eine wahlbare Dauer auf die zu untersuchende Stelle des Objekts (4) richtet und ihn im übrigen Zeitraum seitlich von der zu untersuchenden Stelle durch das Objekt hindurchtreten laßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem Korpuskularstrahl im übrigen Zeitraum bestrahlte Bereich des Objektes (4) mittels eines weiteren, von der Steuereinrichtung (17) beeinflußbaren Ablenksystems (16) zur Abbildung gebracht u ird.

i. Vcrlahre nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß uie zur Aufzeichnung der Bilder der /u umersuchender. Stelle Jc^ Objektes (4) erforderliche Dauer der Durchstrahlufig durch tue Steuereinrichtung (17) in Abhängigkeit von der Bildintensitat selbsttätig bestimmt wird.

4. Verfahren nach Anspruch !. dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (17) einen Steuerbefehl für den Beginn der Biidaiifzeichnung in zeitlichem Abstand zu dem Steuerbefehl für die Durchstrahlup': der zu untersuchenden Steile des Objektes (4) abgibt.

5. Verfahren nach Anspruch '. dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (17) nacheinander verschiedene zu untersuchet ie Stellen des Objektes (4) zur Abbildung bringt und die Registrierung der Bilder dieser Stellen veranlaß:.