CN114121580A - 辐射设备及其操作方法、计算机程序产品和物体固持器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于操作辐射设备、尤其是粒子辐射设备和/或激光辐射设备的方法。此外，本发明还涉及一种计算机程序产品和一种用于执行该方法的辐射设备。此外，本发明还涉及一种用于物体的物体固持器。例如，物体固持器能够布置在粒子辐射设备中。根据本发明的方法包括以下步骤：使用激光射束装置的激光射束和/或利用粒子辐射设备的粒子射束在物体固持器上产生标记，其中，粒子射束具有带电粒子；将物体布置在物体固持器上；使物体固持器运动；使用标记相对于物体相对定位粒子射束和/或激光射束；以及利用粒子射束和/或激光射束处理、成像和/或分析物体。

Description

辐射设备及其操作方法、计算机程序产品和物体固持器
技术领域
本发明涉及一种用于操作辐射设备、尤其是粒子辐射设备和/或激光辐射设备的方法。此外，本发明还涉及一种计算机程序产品和一种用于执行该方法的辐射设备。此外，本发明还涉及一种用于物体的物体固持器。例如，物体固持器可以布置在粒子辐射设备中。
背景技术
电子辐射设备、尤其扫描电子显微镜(以下也称为SEM)和/或透射电子显微镜(以下也称为TEM)用于研究物体(样本)，以获得在特定条件下的特性和行为方面的认知。
在SEM的情况下，借助于射束发生器来产生电子射束(以下也称为初级电子射束)并且通过射束引导系统将其聚焦到待研究的物体上。借助于偏转装置以扫描方式在待研究的物体的表面上引导初级电子射束。初级电子射束的电子在此与待研究的物体进行相互作用。作为相互作用的结果，尤其从物体发射电子(所谓的次级电子)并且将初级电子射束的电子返回散射(所谓的返回散射电子)。检测次级电子和返回散射电子并将其用于产生图像。由此获得待研究物体的成像。此外，作为相互作用的结果，产生了相互作用辐射，例如X射线辐射和阴极发光。相互作用辐射尤其用于分析物体。
在TEM的情况下，同样借助于射束发生器来产生初级电子射束并且借助于射束引导系统将其聚焦到待研究的物体上。初级电子射束透射待研究的物体。在初级电子射束穿过待研究的物体时，初级电子射束的电子与待研究的物体的材料进行相互作用。穿透待研究的物体的电子通过由物镜和透射透镜(Projektiv)组成的系统在光屏上或在检测器(例如摄影机)上成像。在此成像还可以在TEM的扫描模式下进行。这种TEM一般称为STEM。另外可以提出，在待研究的物体处借助于另外的检测器来检测返回散射的电子和/或由待研究的物体发射的次级电子，以便将待研究的物体成像。
此外，从现有技术中已知，将组合设备用于研究物体，其中，不仅可以将电子而且还可以将离子引导到待研究的物体上。例如已知的是，使SEM额外地配备离子辐射柱。借助于布置在离子辐射柱中的离子射束发生器来产生离子，这些离子用于制备物体(例如削磨物体的材料或将材料施加到物体上)或者还用于成像。SEM在此尤其用于观察制备过程，但是也用于进一步研究所制备的或未制备的物体。
在另外的已知的粒子辐射设备中、例如在使用气体输送的情况下将材料施加到物体上。已知的粒子辐射设备是提供电子射束和离子射束的组合设备。粒子辐射设备包括电子辐射柱和离子辐射柱。电子辐射柱提供聚焦到物体上的电子射束。物体布置在保持处于真空的样本室中。离子辐射柱提供也聚焦在物体上的离子射束。借助于离子射束，例如移除物体的表面的层。在移除这个层之后，物体的另外的表面露出。借助气体输入装置可以将气态的前体物质(所谓的前体)放入到样本室中。已知的是，气体输入装置构造有针状装置，该针状装置可以布置在距离物体的位置几μm的非常近处，从而气态的前体物质可以尽可能精确地并且以高浓度被引导到该位置上。通过离子射束与气态前体物质的相互作用，在物体的表面上沉积物质层。例如，已知气态菲被作为气态前体物质通过气体输入装置引入到样本室中。然后，在所述物体的表面上基本上沉积碳层或包含碳的层。还已知的是，使用具有金属的气态前体物质，以在物体的表面上沉积金属或包含金属的层。然而，沉积物不限于碳和/或金属。而是，可以在物体的表面上沉积任何物质，例如半导体、非导体或其他化合物。此外，已知气态前体物质在与粒子射束相互作用时用于削磨物体的材料。
将材料施加到物体和/或从物体削磨材料例如用于在物体上布置标记。在现有技术中，例如标记用于定位电子射束和/或离子射束。
为了在TEM中或在具有透射检测器的SEM中对物体的材料结构执行高分辨率分析，已知制备物体使得物体的厚度小于100nm，这是因为在电子穿过物体的透射中，电子射束的电子在固体材料中具有典型的1000nm的作用范围。电子在进入物体时具有典型地从几十keV至几百keV的能量。物体的厚度小于100nm确保了绝大部分电子穿过物体并且可以借助于检测器被检测到。
在现有技术中已知的是，借助离子射束处理物体以实现小于100nm的物体厚度，例如在1nm至80nm或1nm至50nm的范围内的厚度。通过利用电子射束对物体进行成像，可以观察借助离子射束对物体的处理。
下面描述一种从现有技术中已知的用于产生要利用TEM或利用SEM在使用透射检测器的情况下检查的物体的方法。首先，在例如具有毫米范围内的延伸部的材料块中，材料块的子块通过使用离子射束露出并且从材料块中制出。子块例如具有几微米(尤其3μm至6μm)的厚度以及例如几十μm(尤其30μm至80μm)的长度。接着将子块紧固在微型操纵器上并且从材料块中取出。然后将子块紧固在TEM物体固持器(也称为“TEM网格”)上。利用引导至子块的离子射束，现在削磨子块的材料，直到子块或子块的至少一个区域具有小于100nm的厚度。在从子块削磨材料时，TEM物体固持器从初始位置起首先沿第一方向围绕旋转轴线旋转1°至2°，以便确保在子块的第一侧上很好地削磨材料。然后，TEM物体固持器从初始位置起沿第二方向围绕旋转轴线旋转1°至2°，以便确保良好地削磨子块的第二侧面上的材料。子块的第一侧和第二侧彼此相对且间隔布置。为了使TEM物体固持器能够旋转，TEM物体固持器布置在可运动地设计的样本台上。样本台具有实现TEM物体固持器旋转的机械运动单元。
关于现有技术，参见US 8,536,525 B2。
由于样本台的运动单元的机械不精确性，在TEM物体固持器围绕旋转轴线旋转时，会出现离子射束相对于子块的位置的不期望的相对移动。换言之，在TEM物体固持器旋转之后，离子射束不再在以下位置上命中布置在TEM物体固持器上的子块：TEM物体固持器旋转之前离子射束聚焦的位置。在这种情况下，在现有技术中，离子射束被再校准和定位，使得离子射束命中子块的期望位置，以便能够削磨材料。
发明内容
本发明的任务是，提供一种用于操作辐射设备的方法、一种计算机程序产品、一种辐射设备以及一种物体固持器，利用它们在物体固持器运动之后可以简单地实现、尤其可以自动地执行粒子辐射设备的粒子射束或者激光射束相对于布置在物体固持器上的物体的定位。
根据本发明，这个任务借助具有下文所述特征的、用于操作辐射设备的方法实现。具有程序代码的计算机程序产品通过下文给出，该程序代码被加载到处理器中或者能够加载到处理器中并且在实施时控制辐射设备，使得执行根据本发明的方法。此外，本发明还涉及一种具有下文所述特征的辐射设备。此外，本发明还涉及一种具有下文所述特征的物体固持器。本发明的其他特征由以下的说明书、所附权利要求和/或附图得出。
根据本发明的方法用于操作辐射设备，尤其是用于处理、成像和/或分析物体的粒子辐射设备和/或用于处理、成像和/或分析物体的激光辐射设备。例如，粒子辐射设备具有用于产生具有带电粒子的粒子射束的至少一个射束发生器。带电粒子例如是电子或离子。
在根据本发明的方法中，至少一个标记布置在物体固持器上。换言之，在物体固持器上产生标记。标记的布置在使用激光射束装置的激光射束的情况下和/或在使用粒子辐射设备的至少一个粒子射束的情况下进行，其中，粒子射束具有带电粒子。例如提出，激光射束装置布置在粒子辐射设备上。附加于此或替代于此提出，激光射束装置是与粒子辐射设备分开的装置。例如提出，借助激光射束装置这样从物体固持器上削磨和/或施加材料，使得通过材料削磨产生标记。附加于此或替代于此提出，借助粒子射束这样从物体固持器削磨材料和/或将材料这样施加到物体固持器上，使得通过材料削磨和/或材料施加产生标记。为了材料施加和/或材料削磨，例如将气体输送给物体固持器。气体与粒子射束和/或激光射束相互作用，使得材料被施加到物体固持器上或者材料从物体固持器上削磨。
根据本发明的方法还包括将至少一个物体布置在物体固持器上。例如，为了将物体布置在物体固持器上，材料被施加在物体与物体固持器之间的连接位置处，从而物体与物体固持器连接。为此，在根据本发明的方法的实施方式中，将气体和粒子射束输送给物体，使得由于粒子射束与气体的相互作用而在连接位置上施加材料。附加地或替代地，在根据本发明的方法的另外的实施方式中，气体和激光射束被输送给物体，使得基于激光射束与气体的相互作用在连接位置上施加材料。但是，本发明不局限于将物体布置在物体固持器上的前述的实施方式。而是可以使用适合于本发明的将物体布置在物体固持器上的任何方式。
此外，在根据本发明的方法中，实现了物体固持器的运动并且因此也实现了布置在物体固持器上的物体的运动。物体固持器的运动例如包括物体固持器沿着至少一条轴线的平移运动。例如，物体固持器沿着第一轴线、沿着第二轴线和/或沿着第三轴线运动，其中，第一轴线、第二轴线和第三轴线例如分别彼此垂直地定向。附加于此或替代于此提出，物体固持器围绕至少一条旋转轴线旋转。上述旋转尤其包括物体固持器围绕旋转轴线的倾斜。尤其提出，所述物体固持器并且由此布置在所述物体固持器上的物体从初始位置出发围绕旋转轴线沿第一方向和/或第二方向旋转0.5°到5°、尤其1°到3°或者1°到2°。角度范围的前述范围极限包含在角度范围中。明确地指出，本发明不限于前述角度范围。而是，可以使用适合于本发明的任何角度范围。在根据本发明的方法的实施方式中附加地或替代地提出，物体固持器围绕第一旋转轴线和/或围绕第二旋转轴线旋转。例如，第一旋转轴线和第二旋转轴线彼此垂直地定向。
根据本发明的方法还包括在使用标记的情况下使粒子射束和/或激光射束相对于物体相对定位。换言之，在物体固持器的运动之后，粒子射束和/或激光射束相对于物体被这样地再校准和定位，使得粒子射束可以被引导到物体上的期望位置上。粒子射束和/或激光射束相对于物体的相对定位例如通过(a)粒子射束的再校准(即定位)(例如借助粒子辐射设备的偏转单元)和/或通过(b)激光射束的再校准(即定位)(例如借助激光射束的引导单元)和/或通过(c)通过物体固持器的运动的物体固持器的再校准(即定位)来进行。此外，根据本发明的方法于是包括利用定位的粒子射束和/或定位的激光射束处理、成像和/或分析物体。
根据本发明的方法不限于所阐述的方法步骤的上述顺序。而是，在根据本发明的方法中，可以选择适合于本发明的前述方法步骤的每个顺序。
本发明具有的优点是，尤其是在物体固持器运动之后，但也在物体固持器相对于粒子射束和/或激光射束的任何其他相对运动之后，能够简单地实现粒子辐射设备的粒子射束和/或激光射束装置的激光射束相对于布置在物体固持器上的物体的相对定位。尤其是可以自动地执行粒子射束和/或激光射束相对于物体的相对定位。
在根据本发明的方法的实施方式中，物体固持器被设计为适合于将检查粒子射束输送到物体上的物体固持器，其中，检查粒子射束具有粒子，所述粒子透射穿过物体。例如，物体固持器被设计为TEM物体固持器，其可以被插入到TEM中和/或插入到具有透射检测器的SEM中和/或插入到具有离子辐射柱、电子辐射柱以及透射检测器的组合设备中。要明确指出的是，用以执行根据本发明的方法的粒子辐射设备不必强制地是提供检查粒子射束的粒子辐射设备。而是，可以将物体固持器从用来执行根据本发明的方法的粒子辐射设备中分离出来，并且引入另外的粒子辐射设备中，然后在该粒子辐射设备中利用检查粒子射束来检查物体。例如，该另外的粒子辐射设备是TEM。
在根据本发明的方法的另外的实施方式中，在将物体布置在物体固持器上之前借助粒子辐射设备的粒子射束和/或激光射束装置的激光射束产生物体。例如，在根据本发明的方法的实施方式中，采用粒子射束(例如离子射束)将材料块的子块的形式的物体在材料块中暴露并且从材料块中制出。材料块例如具有毫米范围内的延伸部。而以子块的形式的制出的物体例如具有几微米(尤其3μm至6μm)的厚度以及例如几十μm(尤其30μm至80μm)的长度。紧接着，物体以子块的形式例如被紧固在微型操纵器上并且从材料块中被取出。然后，将子块形式的物体布置在物体固持器上。附加于此或替代于此提出，在没有进行中间步骤的情况下，即将物体布置在微型操纵器上的情况下，将物体直接布置在物体固持器上。
在根据本发明的方法的又一另外的实施方式中附加或替代地提出，物体这样布置在物体固持器上，使得物体的面与物体固持器的对于粒子射束和/或激光射束可自由接近的面成0°至360°的角度布置。在此，标记布置在物体固持器的前述面上。在根据本发明的方法的实施方式中，物体的面平行于物体固持器的对于粒子射束和/或激光射束可自由接近的面布置。替代于此提出，将物体的面例如与物体固持器的对于粒子射束和/或激光射束可自由接近的面成5°至80°的角度布置。例如提出，物体的面和物体固持器的面布置在不同的平面中。替代于此提出，物体的面和物体固持器的面布置在单个平面中。换言之，物体的面和物体固持器的面处于相同的高度。这个方法的这种实施方式保证粒子射束和/或激光射束相对于物体的特别好的相对定位，因为标记和物体布置在单个平面中。
在根据本发明的方法的再一另外的实施方式中附加或替代地提出，在将标记布置在物体固持器的面上之前，使用粒子射束和/或激光射束产生物体固持器的面。如果物体固持器不具有面或者仅具有用于布置标记的很少合适的面，则在根据本发明的方法的该实施方式中例如提出，首先在物体固持器上产生物体固持器的面。然后，利用粒子射束在物体固持器上产生物体固持器的面，粒子射束例如是离子射束和/或激光射束。这尤其通过在使用粒子射束和/或激光射束的情况下削磨物体固持器的材料来实现。为了削磨，尤其可以向物体固持器输送气体。通过离子射束和/或激光射束与气体以及与物体固持器的相互作用，在物体固持器上产生材料削磨。附加于此或替代于此提出，例如通过在使用粒子射束和/或激光射束的情况下以及在输送气体的情况下在物体固持器上施加材料来产生物体固持器的面。例如通过离子射束和/或激光射束与气体的相互作用引起在物体固持器上的材料施加。
在根据本发明的方法的实施方式中附加地或替代地提出，通过在使用粒子射束的情况下对标记成像来产生具有标记的参考图像。在此，上面以及下面将具有标记的参考图像理解为具有标记的成像的参考图像。此外，产生具有标记的另外的图像。在此，上面以及下面将具有标记的图像理解为具有标记的成像。换言之，通过使用粒子射束对标记进行重新成像来产生具有标记的另外的图像。在产生具有标记的参考图像和具有标记的另外的图像时，使用例如离子射束和/或电子射束作为粒子射束。然后将具有标记的参考图像与具有标记的另外的图像进行比较。然后，通过使用具有标记的参考图像与具有标记的另外的图像的比较来确定位移向量。然后使用所确定的位移向量来进行粒子射束和/或激光射束的相对定位。例如，在确定位移向量时应用互相关的数学方法，该数学方法已经由现有技术公知。
在根据本发明的方法的另外的实施方式中附加或替代地提出，粒子射束具有可预先给定的射束流，其中，不仅产生具有标记的另外的图像，而且处理、成像和/或分析物体在使用具有可预先给定的射束流的粒子射束的情况下进行。替代于此提出，粒子射束具有可预先给定的射束流，其中，(i)产生具有标记的参考图像、(ii)产生具有标记的另外的图像、以及(iii)处理、成像和/或分析物体在使用具有可预先给定的射束流的粒子射束的情况下进行。因此，在根据本发明的方法的前述实施方式中提出，粒子射束始终以相同的射束流(即可预先给定的射束流)，并且更确切地说，在产生具有标记的参考图像时、在产生具有标记的另外的图像时、在处理物体时、在对该物体成像时和/或在分析该物体时操作。
在根据本发明的方法的另外的实施方式中附加地或替代地提出，粒子射束具有可预先给定的第一射束流或可预先给定的第二射束流。第一射束流不同于第二射束流。利用可预先给定的第一射束流在使用粒子射束的条件下产生具有标记的另外的图像。相反，对物体的处理、成像和/或分析在使用具有可预先给定的第二射束流的粒子射束的情况下进行。替代于此提出，粒子射束具有可预先给定的第一射束流或可预先给定的第二射束流。在此，第一射束流也不同于第二射束流。在使用具有可预先给定的第一射束流的粒子射束的条件下进行具有标记的参考图像的产生和/或具有标记的另外的图像的产生。此外，在使用具有可预先给定的第二射束流的粒子射束的情况下进行/进行对物体的处理、成像和/或分析。因此在前述实施方式中提出，操作具有不同的射束流的粒子射束。
在根据本发明的方法的又一另外的实施方式中附加地或替代地提出，物体的处理包括物体的材料的削磨。例如，使用离子射束和/或激光射束削磨物体的材料。为此，尤其是向物体输送至少一种气体，其中，该气体与粒子射束和/或激光射束以及物体这样共同作用，使得从物体上削磨材料。附加于此或替代于此提出，物体的处理包括在物体上布置材料。例如，这在向物体输送至少一种气体的情况下进行，其中，所述气体与粒子射束和/或激光射束共同作用，使得材料布置在物体上。例如，使用离子射束作为粒子射束。例如，借助于气体输入装置将气态前体物质(所谓的前体)放入到样本室中。气体输入装置具有尤其是针状装置，该针状装置可以布置在距离物体的位置几μm的非常近处，从而气态前体物质可以尽可能精确地并且以高浓度被引导到该位置上。通过离子射束与气态前体物质的相互作用，在物体的表面上沉积物质层。例如，气态菲作为气态前体物质通过气体输入装置被引入到样本室中。然后，在所述物体的表面上基本上沉积碳层或包含碳的层。此外，具有金属的气态前体物质也可以用于在物体的表面上沉积金属或包含金属的层。然而，沉积物不限于碳和/或金属。而是，可以在物体的表面上沉积任何物质，例如半导体、非导体或其他化合物。
再次，附加于此或替代于此提出，分析物体包括以下分析类型中的至少一种分析类型：
-借助EDX(其中EDX是能量色散X射线光谱的缩写)进行分析，
-借助WDX(其中WDX是波长色散X射线光谱的缩写)进行分析，
-借助EBSD(其中EBSD是电子返回散射衍射的缩写)进行分析，
-借助TKD检查(其中TKD是透射菊池衍射的缩写)进行分析，
-借助电子射束成像进行分析，以及
-在使用透射检测器、例如在SEM中或在具有电子辐射柱和离子辐射柱的组合设备中的STEM检测器的情况下进行分析。
在根据本发明的方法的实施方式中，附加地或替代地提出，带电粒子是离子。例如，离子是镓离子。然而，本发明不限于前述离子。而是，适合于本发明的任何类型的离子都可以用于本发明。替代于此提出，带电粒子是电子。
在根据本发明的方法的实施方式中附加地或替代地提出，该方法具有以下特征中的一个特征：
(i)粒子射束是第一粒子射束。借助第二粒子射束成像该物体；
(ii)粒子射束是第一粒子射束，其中，第一粒子射束的带电粒子具有离子。利用第二粒子射束成像该物体，其中，第二粒子射束具有电子。
在根据本发明的方法的另外的实施方式中附加地或替代地提出，通过在使用第二粒子射束的情况下对标记成像来产生具有标记的参考图像。具有标记的参考图像在下面被称为具有标记的另外的参考图像。此外，通过使用第二粒子射束对标记进行重新成像来产生具有标记的另外的图像。具有标记的另外的图像将在下面被称为具有标记的又一另外的图像。接着比较具有标记的另外的参考图像与具有标记的又一另外的图像，并且在使用具有标记的另外的参考图像与具有标记的又一另外的图像的比较的情况下确定位移向量。下面将位移向量称为另外的位移向量。在使用另外的位移向量的情况下进行粒子射束和/或激光射束的相对定位。例如，在确定另外的位移向量时应用互相关的数学方法，该数学方法已经由现有技术公知。
在根据本发明的方法的又一另外的实施方式中附加地或替代地提出，该方法具有以下特征中的至少一个特征：
(i)该标记被产生为具有至少一个边缘的标记。从边缘开始，第一平面在第一维度中延伸，且第二平面在第二维度中延伸；
(ii)该标记被产生为具有至少一个第一边缘和至少一个第二边缘的标记。第一边缘和第二边缘可以在不同的方向上定向。第一平面从第一边缘和第二边缘分别在第一维度中延伸，并且第二平面从第一边缘和第二边缘分别在第二维度中延伸。在此，例如第一平面分别彼此不同。尤其也提出，第二平面分别彼此不同；
(iii)标记被产生为十字形标记和/或多边形；
(iv)标记被产生为星形标记；
(v)标记被产生为X形标记；
(vi)标记被产生为L形标记；
(vii)通过削磨材料和/或通过施加材料来产生标记。
本发明还涉及一种具有程序代码的计算机程序产品，该程序代码可以加载到或被加载到辐射设备、尤其是粒子辐射设备和/或激光辐射设备的处理器中，其中，程序代码在处理器中执行时这样控制辐射设备，使得实施具有上述或下述特征中的至少一个特征的方法或具有上述或下述特征中的至少两个特征的组合的方法。
本发明还涉及一种用于处理、成像和/或分析物体的辐射设备。根据本发明的辐射设备具有用于产生具有带电粒子的粒子射束和/或激光射束的至少一个射束发生器。带电粒子例如是电子或离子。此外，辐射设备具有用于布置物体的物体固持器。此外，辐射设备具有扫描装置，用于在物体上扫描粒子射束和/或激光射束。辐射设备还具有用于检测相互作用粒子和/或相互作用辐射的至少一个检测器，所述相互作用粒子和/或相互作用辐射由粒子射束和/或激光射束在粒子射束和/或激光射束命中物体时与物体的相互作用产生。此外，根据本发明的辐射设备设置有至少一个显示装置，用于显示图像和/或分析物体。根据本发明的辐射设备还设有具有处理器的至少一个控制单元，在该控制单元中加载到计算机程序产品中，该计算机程序产品具有上述或下述特征中的至少一个特征或者上述或下述特征中的至少两个特征的组合。
在根据本发明的辐射设备的实施方式中附加或替代地提出，辐射设备被设计为粒子辐射设备。此外，辐射设备还具有至少一个物镜，用于将粒子射束聚焦到物体上。
在根据本发明的粒子辐射设备形式的另外的实施方式中附加地或替代地提出，射束发生器被设计为第一射束发生器并且粒子射束被设计为具有第一带电粒子的第一粒子射束。另外，物镜被设计为第一物镜，该第一物镜用于将第一粒子射束聚焦到物体上。此外，根据本发明的辐射设备具有用于产生具有第二带电粒子的第二粒子射束的至少一个第二射束发生器。此外，根据本发明的辐射设备具有至少一个第二物镜，该至少一个第二物镜用于将第二粒子射束聚焦到物体上。
尤其提出，辐射设备被构造为电子辐射设备和/或离子辐射设备。
本发明还涉及一种用于布置在粒子辐射设备中的物体固持器。例如，这个粒子辐射设备是电子辐射设备和/或离子辐射设备。根据本发明的物体固持器具有用于固持物体的至少一个固持装置。此外，根据本发明的物体固持器具有用于定位粒子辐射设备的粒子射束的至少一个标记。例如，可以在使用激光射束装置和/或粒子辐射设备的粒子射束的情况下在物体固持器上产生标记。物体固持器被设计为输送透射过物体的带电粒子。这些带电粒子例如是电子或离子。例如，可以在执行上述或下述根据本发明的方法时使用根据本发明的物体固持器。
在根据本发明的物体固持器的实施方式中附加地或替代地提出，物体固持器具有这样构造的面，即，该面对于粒子辐射设备的粒子射束和/或对于激光辐射设备的激光射束是可自由接近的。此外，标记布置在物体固持器的面上。此外，物体固持器这样设计，使得物体的面相对于物体固持器的面可成0°至360°的角度布置。尤其提出，物体的面可布置成平行于物体固持器的面。例如提出，物体的面和物体固持器的面可布置在不同的平面中。替代于此提出，物体的面和物体固持器的面可布置在单个平面中。换言之，物体的面和物体固持器的面处于相同的高度。根据本发明物体固持器的这种实施方式保证粒子射束和/或激光射束相对于物体的特别好的相对定位，因为标记和物体布置在单个平面中。
在根据本发明的物体固持器的另外的实施方式中附加地或替代地提出，标记布置在固持装置上。例如，前述固持装置是布置在物体固持器上的大量另外的固持装置中的第一固持装置。尤其，该另外的固持装置具有第二固持装置。在根据本发明的物体固持器的另外的实施方式中，标记布置在第二固持装置上。相反，物体可布置在第一固持装置上。第二固持装置与第一固持装置分开地布置在物体固持器上。因此，第一固持装置和第二固持装置不相同。
在根据本发明的物体固持器的又一另外的实施方式中附加地或替代地提出，物体固持器具有以下特征中的至少一个特征：
(i)标记被形成为具有至少一个边缘的标记。从边缘开始，第一平面在第一维度中延伸，且第二平面在第二维度中延伸；
(ii)标记被形成为具有至少一个第一边缘和至少一个第二边缘的标记。第一边缘和第二边缘可以在不同的方向上定向。第一平面从第一边缘和第二边缘分别在第一维度中延伸，并且第二平面从第一边缘和第二边缘分别在第二维度中延伸。在此，例如第一平面分别彼此不同。尤其也提出，第二平面分别彼此不同；
(iii)标记被形成为十字形标记和/或多边形；
(iv)标记被形成为星形标记；
(v)标记被形成为X形标记；
(vi)标记被形成为L形标记；
(vii)标记是通过削磨材料和/或通过施加材料产生的标记。
前述标记由于其构造而特别适合于自动识别粒子射束和/或激光射束和粒子射束和/或激光射束相对于物体的自动相对定位。
附图说明
下面结合附图描述本发明的另外的合适的或实用的实施方式和优点。在附图中：
图1示出了粒子辐射设备的第一实施方式；
图2示出了粒子辐射设备的第二实施方式；
图3示出了粒子辐射设备的第三实施方式；
图4示出了粒子辐射设备的样本台的示意图；
图5示出了根据图4的样本台的另外的示意图；
图6示出了具有激光射束装置的粒子辐射设备的示意图；
图7示出了具有粒子辐射设备和激光射束装置的系统的示意图；
图8示出了用于操作粒子辐射设备的方法的实施方式的流程的示意图；
图9示出了物体固持器的侧视图的示意图；
图10示出了根据图9的物体固持器的俯视图的示意图；
图11示出了用于操作粒子辐射设备的方法的另外的实施方式的流程的示意图；
图12示出了另外的物体固持器的侧视图的示意图；
图13示出了在物体固持器上产生面之后的根据图12的物体固持器的固持装置的侧视图的示意图；
图14示出了在物体固持器上产生面之后的根据图12的物体固持器的固持装置的侧视图的另外的示意图；以及
图15示出了物体固持器的固持装置的俯视图的示意图。
具体实施方式
现在借助于呈SEM形式以及呈具有电子辐射柱和离子辐射柱的组合设备形式的粒子辐射设备来详细解说本发明。要明确地指出，本发明可以用在每种粒子辐射设备中，尤其在每种电子辐射设备和/或每种离子辐射设备中。
图1示出了SEM 100的示意图。SEM 100具有第一射束发生器，该第一射束发生器呈电子源101形式，该电子源被设计为阴极。另外SEM 100设置有提取电极102以及阳极103，该阳极插接到SEM 100的射束引导管104的一端上。例如电子源101被设计为热场发射器。然而本发明并不受限于这种电子源101。反而可以使用任何电子源。
从电子源101出来的电子形成初级电子射束。电子由于电子源101与阳极103之间的电势差而被加速到阳极电势。在此处展示的实施方式中阳极电势相对于样本室120的壳体的接地电势为100V至35kV，例如5kV至15kV，尤其8kV。但是替代地，阳极电势也可以处于接地电势。
在射束引导管104处布置有两个会聚透镜，即第一会聚透镜105和第二会聚透镜106。在此，从电子源101出发在第一物镜107的方向上看，首先布置第一会聚透镜105，然后布置第二会聚透镜106。要明确地指出，SEM 100的另外的实施方式可以仅具有单一的会聚透镜。在阳极103与第一会聚透镜105之间布置有第一挡板单元108。第一挡板单元108与阳极103和射束引导管104一起处于高压电势，即阳极103的电势或接地。第一挡板单元108具有多个第一挡板开口108A，在图1中展示了该多个第一挡板开口中的一个挡板开口。例如存在两个第一挡板开口108A。该多个第一挡板开口108A中的每个第一挡板开口都具有不同的开口直径。借助于调节机构(未展示)可以将所期望的第一挡板开口108A设定到SEM 100的光轴OA上。要明确地指出，在另外的实施方式中第一挡板单元108可以仅设置有单个挡板开口108A。在这种实施方式中可以不设置调节机构。第一挡板单元108此时被设计成位置固定的。在第一会聚透镜105与第二会聚透镜106之间布置有位置固定的第二挡板单元109。替代于此提出，可运动地形成第二挡板单元109。
第一物镜107具有极靴110，在该极靴中设计有孔。将射束引导管104引导穿过这个孔。在极靴110中布置有线圈111。
在射束引导管104的下部区域中布置有静电减速装置。这个减速装置具有单独的电极112和管状电极113。管状电极113布置在射束引导管104的朝向物体125端部上，该物体布置在可运动地设计的物体固持器114上。
管状电极113与射束引导管104一起处于阳极103的电势，而单独的电极112以及物体125处于相对于阳极103的电势更低的电势。在当前情况下，这是样本室120的壳体的接地电势。以这种方式，初级电子射束的电子可以制动到检查物体125所需的期望能量。
SEM 100还具有扫描装置115，通过该扫描装置可以将初级电子射束偏转并且在物体125上扫描。在此，初级电子射束的电子与物体125发生相互作用。作为相互作用的结果，出现被检测到的相互作用粒子和/或相互作用辐射。作为相互作用粒子，尤其从物体125的表面或表面附近的区域发射电子——所谓的次级电子——或者初级电子射束的电子被返回散射——所谓的返回散射电子。
物体125和单独的电极112还可以处于不同的且与接地不同的电势。由此可以设定初级电子射束相对于物体125的减速的位置。如果例如在相当接近物体125之处进行减速，则成像误差较小。
为了检测次级电子和/或返回散射电子，在射束引导管104中布置有检测器组件，该检测器组件具有第一检测器116和第二检测器117。第一检测器116在此沿着光轴OA布置在源侧，而第二检测器117在射束引导管104中沿着光轴OA布置在物体侧。第一检测器116和第二检测器117在SEM 100的光轴OA的方向上彼此错开地布置。第一检测器116以及第二检测器117分别具有贯通开口，初级电子射束可以穿过该贯通开口。第一检测器116和第二检测器117近似处于阳极103和射束引导管104的电势。SEM 100的光轴OA穿过相应的贯通开口延伸。
第二检测器117主要用于检测次级电子。次级电子在从物体125中离开时首先具有较小的动能和任意的运动方向。通过从管状电极113发出的强吸入场，次级电子在第一物镜107的方向上加速。次级电子近似平行地进入第一物镜107中。次级电子的射束的束直径在第一物镜107中也保持较小。第一物镜107现在强烈作用于次级电子并且产生具有相对于光轴OA足够陡的角度的相对短的次级电子聚焦，使得次级电子在聚焦之后进一步彼此分散并且在第二检测器117的有效面积上命中第二检测器。相反，在物体125处返回散射的电子(即在从物体125中离开时相对于次级电子具有相对较高动能的返回散射电子)仅有很小一部分被第二检测器117记录。在从物体125中离开时返回散射电子的高动能和相对于光轴OA角度导致返回散射电子的射束腰部，即具有最小直径的射束区域，位于第二检测器117附近。大部分返回散射电子穿过第二检测器117的贯通开口。第一检测器116因此基本上用于记录返回散射电子。
在SEM 100的另外的实施方式中，第一检测器116可以被设计为另外具有反向场格栅116A。反向场格栅116A布置在第一检测器116的指向物体125的一侧。反向场格栅116A相对于射束引导管104的电势具有负电势，使得仅具有高能量的返回散射电子穿过反向场格栅116A到达第一检测器116。附加地或替代地，第二检测器117具有另外的反向场格栅，该另外的反向场格栅类似于第一检测器116的前述的反向场格栅116A而设计并且具有类似的功能。
另外，SEM 100在样本室120中具有样本室检测器119，例如Everhart-Thornley检测器或者具有用金属涂覆的屏蔽光的检测面的离子检测器。
用第一检测器116、第二检测器117和样本室检测器119产生的检测信号用于产生物体125的表面的一个图像或者多个图像。
要明确地指出，第一挡板单元108和第二挡板单元109的挡板开口以及第一检测器116和第二检测器117的贯通开口被夸大地展示。第一检测器116和第二检测器117的贯通开口具有在0.5mm至5mm范围内的垂直于光轴OA的尺寸。例如，它们被设计为圆形的并且具有在1mm至3mm范围内的垂直于光轴OA的直径。
第二挡板单元109在所展示的实施方式中被构造为孔板并且设置有用于使初级电子射束通过的第二挡板开口118，该第二挡板开口具有在5μm至500μm范围内、例如35μm的尺寸。替代于此，在另一个实施方式中提出，第二挡板单元109设置有多个挡板开口，这些挡板开口可以被机械地向初级电子射束偏移或者在使用电和/或磁偏转元件的情况下初级电子射束可以到达这些挡板开口。第二挡板单元109被设计为压力分级板。这个压力分级板将布置有电子源101并且超高真空占主导(10-7hPa至10-12hPa)的第一区域与具有高真空(10- 3hPa至10-7hPa)的第二区域分开。第二区域是射束引导管104的导向该样本室120的中间压力区域。
样本室120处于真空下。为了产生真空，在样本室120处布置有泵(未展示)。在图1中展示的实施方式中，样本室120在第一压力范围内或第二压力范围内工作。第一压力范围仅包括小于或等于10-3hPa的压力，而第二压力范围仅包括大于10-3hPa的压力。为了保证这些压力范围，样本室120在真空技术方面是封闭的。
物体固持器114被布置在样本台122上。样本台122具有运动单元，物体固持器114被设计成能够在彼此垂直布置的三个方向上、即在x方向(第一台轴线)、y方向(第二台轴线)以及z方向(第三台轴线)上运动。此外，样本台122具有运动单元，从而使得物体固持器114可以围绕两个彼此垂直布置的旋转轴线(台旋转轴线)旋转。本发明不限于上述样本台122。而是，样本台122可以具有另外的平移轴线和旋转轴线，物体固持器114可以沿着该平移轴线和旋转轴线或围绕其运动。
SEM 100还具有第三检测器121，该第三检测器布置在样本室120中。更准确地说，当从电子源101观察时，第三检测器121沿着光轴OA布置在样本台122之后。样本台122和由此物体固持器114可以这样旋转，使得布置在物体固持器114上的物体125可以被初级电子射束透射。在初级电子射束穿过待研究的物体125时，初级电子射束的电子与待研究的物体125的材料进行相互作用。穿过待研究的物体125的电子由第三检测器121检测。
在样本室120处布置有辐射检测器500，通过该辐射检测器来检测相互作用辐射，例如X射线辐射和/或阴极发光。辐射检测器500、第一检测器116、第二检测器117和样本室检测器119与控制单元123相连，该控制单元具有监视器124。第三检测器121也与控制单元123相连。出于简洁原因，没有对其进行图示。控制单元123处理由第一检测器116、第二检测器117、样本室检测器119、第三检测器121和/或辐射检测器500产生的检测信号，并且在监视器124上以图像或光谱的形式显示这些检测信号。
控制单元123还具有数据库126，数据存储在该数据库中并且从该数据库中读出数据。此外，控制单元123具有处理器127，具有程序代码的计算机程序产品被加载到该处理器中，该程序代码在被执行时控制SEM 100，使得执行根据本发明的方法。这将在再下文中详细解释。
SEM 100具有气体输入装置1000，该气体输入装置用于将气态前体输送至物体125和/或物体固持器114的表面上的特定位置。气体输入装置1000具有呈前体储存器1001形式的气体储存器。前体例如作为固态、气态或液态物质被容纳在前体储存器1001中。通过加热和/或冷却前体，适配固相、液相和气相之间的平衡，使得所需的蒸汽压力可用。例如，使用菲作为前体。然后，在物体125和/或物体固持器114的表面上基本上沉积碳层或包含碳的层。替代于此，例如，具有金属的前体可以用于在物体125和/或物体固持器114的表面上沉积金属或包含金属的层。然而，沉积物不限于碳和/或金属。而是，可以在物体125和/或物体固持器114的表面上沉积任何物质，例如半导体、非导体或其他化合物。此外也提出，在与粒子射束相互作用时使用前体来削磨物体125和/或物体固持器114的材料。
气体输入装置1000设有供应管路1002。供应管路1002在物体125的方向上具有针状套管1003，该针状套管可以放置到物体125的表面和/或物体固持器114的表面附近，例如与物体125的表面和/或物体固持器114的表面相距10μm至1mm的距离。套管1003具有供应开口，该供应开口的直径例如在10μm至1000μm的范围内，尤其是在100μm至600μm的范围内。供应管路1002具有阀1004，以用于调节气态前体到供应管路1002中的流量。换言之，当阀1004打开时，气态前体从前体储存器1001被引入到供应管路1002中，并且经由套管1003被引导到物体125的表面和/或物体固持器114的表面。在关闭阀1004时，气态前体到物体125的表面和/或物体固持器114的表面的流动停止。
气体输入装置1000还设有调节单元1005，该调节单元能够实现沿所有3个空间方向(即x方向、y方向和z方向)对套管1003的位置的调节以及通过旋转和/或倾斜对套管1003的取向的调节。气体输入装置1000以及因此还有调节单元1005与SEM 100的控制单元123连接。
在另外的实施方式中，前体储存器1001不直接布置在气体输入装置1000上。而是，在这些另外的实施方式中提出，前体储存器1001例如布置在SEM 100所处于的空间的壁上。
气体输入装置1000具有温度测量单元1006。例如使用红外线测量仪器或半导体温度传感器作为温度测量单元1006。但是本发明不限于使用这种温度测量单元。而是可以使用任何适合于本发明的温度测量单元作为温度测量单元。尤其可以提出，温度测量单元1006不布置在气体输入装置1000本身上，而是例如与气体输入装置1000间隔开地布置。
气体输入装置1000还具有温度设定单元1007。温度设定单元1007例如是加热装置，尤其是商业上通用的红外线加热装置。替代于此，温度设定单元1007被设计为加热和/或冷却装置，该加热和/或冷却装置例如具有加热丝和/或珀耳帖元件。然而，本发明不限于使用这种温度设定单元1007。而是，任何合适的温度设定单元都可以用于本发明。
图2示出了呈组合设备200形式的粒子辐射设备。组合设备200具有两个粒子辐射柱。一方面，组合设备200设置有如在图1中已经展示的SEM100，但是没有样本室120。而是将SEM 100布置在样本室201处。样本室201处于真空下。为了产生真空，在样本室201处布置有泵(未展示)。在图2中展示的实施方式中，样本室201在第一压力范围内或第二压力范围内工作。第一压力范围仅包括小于或等于10-3hPa的压力，而第二压力范围仅包括大于10-3hPa的压力。为了保证这些压力范围，样本室201在真空技术方面是封闭的。
在样本室201中布置有样本室检测器119，样本室检测器例如被设计为Everhart-Thornley检测器或离子检测器，并且样本室检测器具有屏蔽光的涂覆有金属的检测面。另外，样本室201中布置有第三检测器121。
SEM 100用于产生第一粒子射束，即在更上文已经说明的初级电子射束，并且具有已经在上文提及的光轴，该光轴在图2中设置有附图标记709并且在下文中也称为第一射束轴线。另一方面，组合设备200设置有离子辐射设备300，该离子辐射设备同样布置在样本室201处。离子辐射设备300同样具有光轴，该光轴在图2中设置有附图标记710并且在下文中也称为第二射束轴线。
SEM 100相对于样本室201竖直布置。相反，离子辐射设备300被布置为相对于SEM100倾斜约0°至90°的角度。在图2中例如展示了约50°的布置。离子辐射设备300具有呈离子射束发生器301形式的第二射束发生器。通过离子射束发生器301产生了离子，这些离子构成呈离子射束形式的第二粒子射束。借助于处于可预先给定的电势下的提取电极302来加速离子。然后，第二粒子射束穿过离子辐射设备300的离子光学器件，其中，离子光学器件具有会聚透镜303和第二物镜304。第二物镜304最终产生离子探头，该离子探头聚焦到布置在物体固持器114处的物体125上。物体固持器114被布置在样本台122上。
可调节或可选择的挡板306、第一电极组件307和第二电极组件308布置在第二物镜304上方(即，在离子射束发生器301的方向上)，其中，第一电极组件307和第二电极组件308被设计为栅格电极。借助第一电极组件307和第二电极组件308，第二粒子射束在物体125的表面上扫描，其中，第一电极组件307在第一方向上作用，并且第二电极组件308在与第一方向相反的第二方向上作用。因此例如在x方向上进行扫描。通过将第一电极组件307和第二电极组件308处的另外的电极(未展示)旋转90°，在与x方向垂直的y方向上进行扫描。
如上所述，物体固持器114布置在样本台122上。在图2所示的实施方式中，样本台122也具有运动单元，物体固持器114被设计成能够在彼此垂直布置的三个方向上运动，即x方向(第一台轴线)、y方向(第二台轴线)、z方向(第三台轴线)。此外，样本台122具有运动单元，从而使得物体固持器114可以围绕两个彼此垂直布置的旋转轴线(台旋转轴线)旋转。
在图2中示出的组合设备200的各个单元之间的距离被夸大地示出，以便更好地展示组合设备200的各个单元。
在样本室201处布置有辐射检测器500，利用该辐射检测器来检测相互作用辐射，例如X射线辐射和/或阴极发光。辐射检测器500与控制单元123相连，该控制单元具有监视器124。
控制单元123处理由第一检测器116、第二检测器117(图2中未示出)、样本室检测器119、第三检测器121和/或辐射检测器500产生的检测信号，并且在监视器124上以图像或光谱的形式显示这些检测信号。
控制单元123还具有数据库126，数据存储在该数据库中并且从该数据库中读出数据。此外，控制单元123具有处理器127，具有程序代码的计算机程序产品被加载到该处理器中，该程序代码在被执行时这样控制组合设备200，使得执行根据本发明的方法。这将在再下文中详细解释。
组合设备200具有气体输入装置1000，该气体输入装置用于将气态前体输送至物体125和/或物体固持器114的表面上的特定位置。气体输入装置1000具有呈前体储存器1001形式的气体储存器。前体例如作为固态、气态或液态物质被容纳在前体储存器1001中。通过加热和/或冷却前体，适配固相、液相和气相之间的平衡，使得所需的蒸汽压力可用。
例如，使用菲作为前体。然后，在物体125和/或物体固持器114的表面上基本上沉积碳层或包含碳的层。替代于此，例如，具有金属的前体可以用于在物体125和/或物体固持器114的表面上沉积金属或包含金属的层。然而，沉积物不限于碳和/或金属。而是，可以在物体125和/或物体固持器114的表面上沉积任何物质，例如半导体、非导体或其他化合物。此外也提出，在与两个粒子射束中的一个粒子射束相互作用时使用前体来削磨物体125和/或物体固持器114的材料。
气体输入装置1000设有供应管路1002。供应管路1002在物体125和/或物体固持器114的方向上具有针状套管1003，该针状套管可以放置到物体125的表面和/或物体固持器114的表面附近，例如与物体125的表面和/或物体固持器114的表面相距10μm至1mm的距离。套管1003具有供应开口，该供应开口的直径例如在10μm至1000μm的范围内，尤其是在100μm至600μm的范围内。供应管路1002具有阀1004，以用于调节气态前体到供应管路1002中的流量。换言之，当阀1004打开时，气态前体从前体储存器1001被引入到供应管路1002中，并且经由套管1003被引导到物体125的表面和/或物体固持器114的表面。在关闭阀1004时，气态前体到物体125的表面和/或物体固持器114的表面的流动停止。
气体输入装置1000还设有调节单元1005，该调节单元能够实现沿所有3个空间方向(即x方向、y方向和z方向)对套管1003的位置的调节以及通过旋转和/或倾斜对套管1003的取向的调节。气体输入装置1000以及因此还有调节单元1005与组合设备200的控制单元123连接。
在另外的实施方式中，前体储存器1001不直接布置在气体输入装置1000上。而是，在这些另外的实施方式中提出，前体储存器1001例如布置在组合设备200所处于的空间的壁上。
气体输入装置1000具有温度测量单元1006。例如使用红外线测量仪器或半导体温度传感器作为温度测量单元1006。但是本发明不限于使用这种温度测量单元。而是可以使用任何适合于本发明的温度测量单元作为温度测量单元。尤其可以提出，温度测量单元1006不布置在气体输入装置1000本身上，而是例如与气体输入装置1000间隔开地布置。
气体输入装置1000还具有温度设定单元1007。温度设定单元1007例如是加热装置，尤其是商业上通用的红外线加热装置。替代于此，温度设定单元1007被设计为加热和/或冷却装置，该加热和/或冷却装置例如具有加热丝和/或珀耳帖元件。然而，本发明不限于使用这种温度设定单元1007。而是，任何合适的温度设定单元都可以用于本发明。
图3示出了根据本发明的粒子辐射设备的另外的实施方式的示意图。粒子辐射设备的这个实施方式设有附图标记400并且包括用于例如校正颜色失真和/或球形失真的反射镜校正器。粒子辐射设备400包括粒子辐射柱401，该粒子辐射柱形成为电子辐射柱并且基本上对应于经校正的SEM的电子辐射柱。粒子辐射设备400不受限于具有反射镜校正器的SEM。而是，粒子辐射设备400可以包括任何类型的校正器单元。
粒子辐射柱401包括呈电子源402(阴极)形式的粒子射束发生器、提取电极403和阳极404。例如电子源402被设计为热场发射器。从电子源402离开的电子由于电子源402与阳极404之间的电势差而朝向阳极404加速。据此，呈电子射束形式的粒子射束沿着第一光轴OA1形成。
在粒子射束从电子源402中离开之后沿着射束路径引导粒子射束，该射束路径对应于第一光轴OA1。为了引导粒子射束，使用第一静电透镜405、第二静电透镜406和第三静电透镜407。
另外在使用射束引导装置的情况下沿着射束路径调节粒子射束。这个实施方式的射束引导装置包括源调节单元，该源调节单元具有沿着第一光轴OA1布置的两个磁性偏转单元408。此外，粒子辐射设备400包括静电射束偏转单元。在另外的实施方式中还被设计为四极杆的第一静电射束偏转单元409布置在第二静电透镜406与第三静电透镜407之间。第一静电射束偏转单元409同样布置在磁性偏转单元408之后。呈第一磁性偏转单元的形式的第一多极单元409A布置在第一静电射束偏转单元409的一侧。此外，呈第二磁性偏转单元形式的第二多极单元409B布置在第一静电射束偏转单元409的另一个侧。第一静电射束偏转单元409、第一多极单元409A和第二多极单元409B被调节用于相对于第三静电透镜407的轴线和射束偏转装置410的入射窗口来调节粒子射束。第一静电射束偏转单元409、第一多极单元409A和第二多极单元409B可以如维恩过滤器(Wienfilter)一样共同作用。在射束偏转装置410的入口处布置有另外的磁性偏转元件432。
射束偏转装置410用作粒子射束偏转器，该粒子射束偏转器以特定方式偏转粒子射束。射束偏转装置410包括多个磁性扇区，即第一磁性扇区411A、第二磁性扇区411B、第三磁性扇区411C、第四磁性扇区411D、第五磁性扇区411E、第六磁性扇区411F和第七磁性扇区411G。粒子射束沿着第一光轴OA1进入射束偏转装置410并且通过射束偏转装置410向第二光轴OA2的方向偏转。射束借助于第一磁性扇区411A、第二磁性扇区411B和第三磁性扇区411C偏转30°至120°的角度。第二光轴OA2被定向成与第一光轴OA1的角度相同。射束偏转装置410还将沿着第二光轴OA2被引导的粒子射束偏转，确切地说是在第三光轴OA3的方向上。通过第三磁性扇区411C、第四磁性扇区411D和第五磁性扇区411E来提供射束偏转。在图3中的实施方式中，向第二光轴OA2和向第三光轴OA3的偏转通过将粒子射束偏转90°的角度来提供。因此第三光轴OA3与第一光轴OA1同轴地延伸。但是要指出的是，粒子辐射设备400在此描述的本发明中不限于90°的偏转角度。而是可以通过射束偏转装置410选择任何适合的偏转角度，例如70°或110°，使得第一光轴OA1与第三光轴OA3不同轴延伸。关于射束偏转装置410的另外的细节，参见WO 02/067286A2。
在粒子射束已经被第一磁性扇区411A、第二磁性扇区411B和第三磁性扇区411C偏转之后，沿着第二光轴OA2引导粒子射束。将粒子射束引导到静电反射镜414并且粒子射束在其通向静电反射镜414的路径上沿着第四静电透镜415、呈磁性偏转单元形式的第三多极单元416A、第二静电射束偏转单元416、第三静电射束偏转单元417和呈磁性偏转单元形式的第四多极单元416B前进。静电反射镜414包括第一反射镜电极413A、第二反射镜电极413B和第三反射镜电极413C。在静电反射镜414处返回反射的粒子射束的电子再次沿着第二光轴OA2前进并且再次进入射束偏转装置410。这些电子然后被第三磁性扇区411C、第四磁性扇区411D和第五磁性扇区411E偏转到第三光轴OA3。
粒子射束的电子从射束偏转装置410中离开并且沿着第三光轴OA3引导至物体425，该物体应当被检查并且布置在物体固持器114中。在通向物体425的路径上，粒子射束被引导到第五静电透镜418、射束引导管420、第五多极单元418A、第六多极单元418B和物镜421。第五静电透镜418是静电的浸没透镜。粒子射束被第五静电透镜418制动或加速到射束引导管420的电势上。
粒子射束通过物镜421聚焦到焦平面中，物体425布置在该焦平面中。物体固持器114布置在可运动的样本台424上。可运动的样本台424布置在粒子辐射设备400的样本室426中。样本台424具有运动单元，物体固持器114被设计成能够在彼此垂直布置的三个方向上、即在x方向(第一台轴线)、y方向(第二台轴线)以及z方向(第三台轴线)上运动。此外，样本台424具有运动单元，从而使得物体固持器114可以围绕两个彼此垂直布置的旋转轴线(台旋转轴线)旋转。
样本室426处于真空下。为了产生真空，在样本室426处布置有泵(未展示)。在图3中展示的实施方式中，样本室426在第一压力范围内或第二压力范围内工作。第一压力范围仅包括小于或等于10-3hPa的压力，而第二压力范围仅包括大于10-3hPa的压力。为了保证这些压力范围，样本室426在真空技术方面是封闭的。
物镜421可以被设计为磁性透镜422和第六静电透镜423的组合。射束引导管420的末端也可以是静电透镜的电极。粒子辐射设备的粒子在其从射束引导管420离开之后被制动到物体425的电势。物镜421并不受限于磁性透镜422和第六静电透镜423的组合。而是，物镜421可以采用任何合适的实施方式。例如物镜421还可以被设计为纯粹的磁性透镜或纯粹的静电透镜。
聚焦到物体425上的粒子射束与物体425发生相互作用。产生了相互作用粒子。尤其从物体425发射了次级电子或者在物体425处返回散射了返回散射电子。次级电子或返回散射电子再次被加速并且沿着第三光轴OA3被引导到射束引导管420中。次级电子和返回散射电子的轨迹尤其在粒子射束的射束走向的路程上在与粒子射束相反的方向上延伸。
粒子辐射设备400包括第一分析检测器419，该第一分析检测器沿着射束路径布置在射束偏转装置410与物镜421之间。在相对于第三光轴OA3成较大角度定向的方向上前进的次级电子被第一分析检测器419检测。相对于第三光轴OA3在第一分析检测器419的位置处具有小的轴间距的返回散射电子和次级电子(也就是说，在第一分析检测器419处与第三光轴OA3具有小间距的返回散射电子和次级电子)进入射束偏转装置410并且被第五磁性扇区411E、第六磁性扇区411F和第七磁性扇区411G沿着检测射束路径427偏转到第二分析检测器428。偏转角度例如为90°或110°。
第一分析检测器419产生检测信号，这些检测信号基本上通过所发射的次级电子产生。由第一分析检测器419产生的检测信号被引导到控制单元123并被用于获取关于所聚焦的粒子射束与物体425的相互作用范围的特性的信息。尤其在使用扫描装置429的情况下将所聚焦的粒子射束在物体425上扫描。通过由第一分析检测器419产生的检测信号，然后可以产生物体425的所扫描区域的图像并且显示在显示单元上。显示单元例如为布置在控制单元123处的监视器124。
第二分析检测器428也与控制单元123相连。第二分析检测器428的检测信号被引导到控制单元123并且用于产生物体425的所扫描区域的图像并且显示在显示单元上。显示单元例如为布置在控制单元123处的监视器124。
在样本室426处布置有辐射检测器500，通过该辐射检测器来检测相互作用辐射，例如X射线辐射和/或阴极发光。辐射检测器500与控制单元123相连，该控制单元具有监视器124。控制单元123处理辐射检测器500的检测信号，并且在监视器124上以图像和/或光谱的形式显示这些检测信号。
控制单元123还具有数据库126，数据存储在该数据库中并且从该数据库中读出数据。此外，控制单元123具有处理器127，具有程序代码的计算机程序产品被加载到该处理器中，该程序代码在被执行时这样控制粒子辐射设备400，使得执行根据本发明的方法。这将在再下文中详细解释。
粒子辐射设备400具有气体输入装置1000，该气体输入装置用于将气态前体输送至物体425和/或物体固持器114的表面上的特定位置。气体输入装置1000具有呈前体储存器1001形式的气体储存器。前体例如作为固态、气态或液态物质被容纳在前体储存器1001中。通过加热和/或冷却前体，适配固相、液相和气相之间的平衡，使得所需的蒸汽压力可用。
例如，使用菲作为前体。然后，在物体425和/或物体固持器114的表面上基本上沉积碳层或包含碳的层。替代于此，例如，具有金属的前体可以用于在物体425和/或物体固持器114的表面上沉积金属或包含金属的层。然而，沉积物不限于碳和/或金属。而是，可以在物体425和/或物体固持器114的表面上沉积任何物质，例如半导体、非导体或其他化合物。此外也提出，在与粒子射束相互作用时使用前体来削磨物体425和/或物体固持器114的材料。
气体输入装置1000设有供应管路1002。供应管路1002在物体425和/或物体固持器114的方向上具有针状套管1003，该针状套管可以放置到物体425的表面和/或物体固持器114的表面附近，例如与物体425的表面和/或物体固持器114的表面相距10μm至1mm的距离。套管1003具有供应开口，该供应开口的直径例如在10μm至1000μm的范围内，尤其是在100μm至600μm的范围内。供应管路1002具有阀1004，以用于调节气态前体到供应管路1002中的流量。换言之，当阀1004打开时，气态前体从前体储存器1001被引入到供应管路1002中，并且经由套管1003被引导到物体425的表面和/或物体固持器114的表面。在关闭阀1004时，气态前体到物体425的表面和/或物体固持器114的表面的流动停止。
气体输入装置1000还设有调节单元1005，该调节单元能够实现沿所有3个空间方向(即x方向、y方向和z方向)对套管1003的位置的调节以及通过旋转和/或倾斜对套管1003的取向的调节。气体输入装置1000以及因此还有调节单元1005与粒子辐射设备400的控制单元123连接。
在另外的实施方式中，前体储存器1001不直接布置在气体输入装置1000上。而是，在这些另外的实施方式中提出，前体储存器1001例如布置在粒子辐射设备400所处于的空间的壁上。
气体输入装置1000具有温度测量单元1006。例如使用红外线测量仪器或半导体温度传感器作为温度测量单元1006。但是本发明不限于使用这种温度测量单元。而是可以使用任何适合于本发明的温度测量单元作为温度测量单元。尤其可以提出，温度测量单元1006不布置在气体输入装置1000本身上，而是例如与气体输入装置1000间隔开地布置。
气体输入装置1000还具有温度设定单元1007。温度设定单元1007例如是加热装置，尤其是商业上通用的红外线加热装置。替代于此，温度设定单元1007被设计为加热和/或冷却装置，该加热和/或冷却装置例如具有加热丝和/或珀耳帖元件。然而，本发明不限于使用这种温度设定单元1007。而是，任何合适的温度设定单元都可以用于本发明。
接下来，现在将对SEM 100的样本台122、组合设备200的样本台122以及粒子辐射设备400的样本台424进行讨论。样本台122、424被设计为具有运动单元的样本台，该样本台在图4和图5中示意性展示。要注意，本发明并不受限于在此描述的样本台122、424。而是，本发明可以具有适合本发明的任何可运动的样本台。
在样本台122、424上布置有具有物体125、425的物体固持器114。样本台122、424具有运动单元，该运动单元这样保证了物体固持器114的运动，使得可以借助粒子射束来检查物体125、425上的感兴趣区域。在图4和图5中示意性地展示并且在下面阐述了运动单元。
样本台122、424具有在样本室120、201、426的壳体601上的第一运动单元600，样本台122、424布置在该壳体中。利用第一运动单元600实现物体固持器114沿着z轴(第三台轴线)的运动。此外，设置有第二运动单元602。第二运动单元602实现物体固持器114围绕第一台旋转轴线603(也被称为倾斜轴线)旋转。这个第二运动单元602用于使物体125、425围绕第一台旋转轴线603倾斜。
在第二运动单元602上又布置有第三运动单元604，该第三运动单元被设计为用于滑动件的引导件并且确保物体固持器114能沿x方向(第一台轴线)运动。前述的滑动件又是另外的运动单元，即第四运动单元605。第四运动单元605被设计成使得物体固持器114可以在y方向(第二台轴)上运动。为此，第四运动单元605具有引导件，在该引导件中引导另外的滑动件，在该滑动件上又布置有具有物体固持器114以及物体125、425的固持部609。
固持部609又被设计成具有第五运动单元606，该第五运动单元实现固持部609围绕第二台旋转轴线607旋转。第二台旋转轴线607垂直于第一台旋转轴线603定向。
由于上述布置，这里讨论的实施方式的样本台122、424具有以下运动链：第一运动单元600(沿着z轴运动)-第二运动单元602(围绕第一台旋转轴线603旋转)-第三运动单元604(沿着x轴运动)-第四运动单元605(沿着y轴运动)-第五运动单元606(围绕第二台旋转轴线607旋转)。
在另外的(未示出的)实施方式中提出，在样本台122、424上布置另外的运动单元，从而能够实现沿着另外的平移轴线和/或围绕另外的旋转轴线的运动。
如从图5中可以看到的，上述运动单元中的每个运动单元与步进电机连接。因此，第一运动单元600与第一步进电机M1连接，并且由第一步进电机M1提供的驱动力驱动。第二运动单元602与第二步进电机M2连接，该步进电机驱动第二运动单元602。第三运动单元604又与第三步进电机M3连接。第三步进电机M3提供驱动力以驱动第三运动单元604。第四运动单元605与第四步进电机M4连接，其中，第四步进电机M4驱动第四运动单元605。此外，第五运动单元606与第五步进电机M5连接。第五步进电机M5提供驱动力以驱动第五运动单元606。前述步进电机M1至M5由控制单元608控制(参见图5)。
图6示出了SEM 100、组合设备200和具有样本台122、424的粒子辐射设备400的另外的实施方式的示意图。这个实施方式具有激光射束装置700，该激光射束装置布置在SEM100、组合设备200和粒子辐射设备400中和/或上。图7示出了SEM 100、组合设备200和具有样本台122、424的粒子辐射设备400的又一另外的实施方式的示意图。在这个实施方式中，激光射束装置700没有布置在SEM 100、组合设备200和粒子辐射设备400中或上。而是，激光射束装置700是与SEM 100、组合设备200和粒子辐射设备400分离的装置。
下面结合组合设备200更具体阐述根据本发明的方法的实施方式。根据本发明的方法结合SEM 100和/或粒子辐射设备400的执行类似地进行。
图8示出了根据本发明的方法的实施方式的流程的示意图。在方法步骤S1中，首先产生物体125，该物体在以后应当被处理、成像和/或分析。例如，在根据本发明的方法的这个实施方式中，采用组合设备200的离子射束将呈材料块的子块形式的物体125在材料块中暴露并且从材料块中制出。暴露例如通过用离子射束削磨材料块的材料来进行。为此，例如可以通过气体输入装置1000的供应管路1002向材料块输送气体，该气体与离子射束和材料块的材料相互作用，使得材料块的材料被削磨。材料块例如具有毫米范围内的延伸部。而呈子块的形式的制出的物体125例如具有几微米(尤其3μm至6μm)的厚度以及例如几十μm(尤其30μm至80μm)的长度。
在另外的方法步骤S2中，将已经制出的物体125布置在物体固持器114处。为此，例如将被制出的物体125紧固在微型操纵器(未示出)上并且从材料块中取出。例如，通过将气体输入装置1000的气体输送到物体125与微型操纵器的连接位置来实现该紧固。由于离子射束与气体的相互作用，材料被施加在连接位置处，使得被制出的物体125被紧固在微型操纵器处。然后，将物体125布置在物体固持器114上。为此，物体125紧固在物体固持器114上并且又从微型操纵器松开。例如同样通过将气体输入装置1000的气体输送到物体125与物体固持器114的连接位置上，实现在物体固持器114上的紧固。由于离子射束与气体的相互作用，材料被施加在连接位置上，使得物体125被紧固在物体固持器114上。例如，通过将气体输入装置1000的气体输送到物体125与微型操纵器的连接位置，物体125被再次松开。由于离子射束与气体的相互作用，连接位置上的材料被削磨，使得微型操纵器松开物体125。替代于此提出，为了将物体125与微型操纵器松开，仅使用离子射束，利用该离子射束削磨物体125与微型操纵器的连接位置上的材料。在根据本发明的方法的另外的实施方式中附加地或替代地提出，物体125直接布置在物体固持器114上，而不进行中间步骤，即将物体125布置在微型操纵器上。
图9示出了物体固持器114的侧视图的示意图。物体固持器114包括第一固持装置701、第二固持装置702、第三固持装置703和第四固持装置704。前述固持装置701至704彼此间隔地布置并且用于布置物体125。在图9所示的物体固持器114的实施方式中，物体125布置在第一固持装置701上。物体125在第一固持装置701上的布置例如借助于已经在上面解释的方法步骤进行。例如提出，物体固持器114被设计成用于将带电粒子输送到物体125，其中，带电粒子透射穿过物体125。尤其，带电粒子是电子或离子。此外，例如提出，物体固持器114被设计为TEM物体固持器，其可以用于在TEM(未示出)中进一步成像并分析物体125。附加于此或替代于此提出，物体固持器114保持插入组合设备200中，并且使用第三检测器121对物体125进行分析。明确地指出，根据本发明的方法不限于物体固持器114的前述实施方式。而是可以使用任何适于执行根据本发明的方法的物体固持器。
在方法步骤S3中，在物体固持器114上布置至少一个标记。换言之，在物体固持器114上产生至少一个标记。方法步骤S3也可以在方法步骤S2之前或期间进行。例如，使用激光射束装置700的激光射束产生标记。这例如可以在组合设备200中(参见图6)进行。替代于此，物体固持器114例如可以从组合设备200中被引出。紧接着，在带有激光射束装置700的物体固持器114上产生标记(参见图7)。借助激光射束装置700从物体固持器114上如此削磨材料，使得产生标记。附加地或替代地提出，例如借助离子射束从物体固持器114削磨材料和/或将材料这样施加到物体固持器114上，使得通过材料削磨和/或材料施加产生标记。为了材料施加和/或材料削磨，例如通过气体输入装置1000向物体固持器114输送气体。离子射束和/或激光射束与物体固持器114的气体和材料相互作用，使得材料被施加到物体固持器114上或从物体固持器114被削磨。图10示出了根据图9的物体固持器114的俯视图。在方法步骤S3中，利用根据本发明的方法在第一固持装置701上布置标记705。例如，标记705被产生为具有至少一个边缘的标记，第一平面从该边缘起在第一维度上延伸，并且第二平面从该边缘起在第二维度上延伸。尤其提出，标记705被产生为具有至少一个第一边缘和至少一个第二边缘的标记，其中，不仅从第一边缘而且从第二边缘出发分别延伸出在第一维度上的第一平面和在第二维度上的第二平面。第一平面例如分别彼此不同。此外，第二平面例如分别彼此不同。附加于此或替代于此，标记705被产生为十字形标记。此外附加于此或替代于此，标记705被产生为星形标记。在根据本发明的方法的另外的实施方式中，标记705被产生为X形的标记和/或L形的标记和/或多边形。
在方法步骤S4中，借助离子射束产生具有标记705的参考图像。为此，将离子射束引导到布置在物体固持器114上的标记705上。由于离子射束与标记705的相互作用，产生相互作用粒子，尤其是次级电子。相互作用粒子例如借助于样本室检测器119被检测到。由样本室检测器119产生的检测信号被传送到控制单元123以产生具有标记705的参考图像。替代于此提出，借助电子射束产生具有标记705的参考图像。为此将电子射束引导到布置在物体固持器114上的标记705上。由于电子射束与标记705的相互作用，产生相互作用粒子，尤其是次级电子和返回散射电子。这些相互作用粒子由样本室检测器119、第一检测器116和/或第二检测器117检测到。由样本室检测器119、第一检测器116和/或第二检测器117产生的检测信号被传送到控制单元123，以便产生具有标记705的参考图像。
在方法步骤S5中，使得具有样本台122的物体固持器114运动。物体固持器114的运动包括物体固持器114的例如沿着x轴、沿着y轴和/或沿着z轴的运动。附加于此或替代于此提出，物体固持器114围绕第一台旋转轴线603和/或围绕第二台旋转轴线607旋转。前述旋转尤其包括物体固持器114的倾斜。尤其提出，从初始位置起使物体固持器114以及布置在物体固持器114上的物体125围绕第一台旋转轴线603和/或第二台旋转轴线607旋转0.5°至5°、尤其1°至3°或1°至2°。角度范围的前述范围极限包含在角度范围中。明确地指出，本发明不限于前述角度范围。而是，可以使用适合于本发明的任何角度范围。
在方法步骤S6中，产生具有标记705的另外的图像。换句话说，通过对标记705重新成像产生具有标记705的另外的图像。为此，将离子射束引导到布置在物体固持器114上的标记705上。由于离子射束与标记705的相互作用，产生相互作用粒子，尤其是次级电子。相互作用粒子例如借助于样本室检测器119被检测到。由样本室检测器119产生的检测信号被传送到控制单元123以产生具有标记705的另外的图像。替代于此提出，借助电子射束产生具有标记705的另外的图像。为此将电子射束引导到布置在物体固持器114上的标记705上。由于电子射束与标记705的相互作用，产生相互作用粒子，尤其是次级电子和返回散射电子。这些相互作用粒子由样本室检测器119、第一检测器116和/或第二检测器117检测到。由样本室检测器119、第一检测器116和/或第二检测器117产生的检测信号被传送到控制单元123，以便产生具有标记705的另外的图像。
在根据本发明的方法的实施方式中，分别利用离子射束产生具有标记705的参考图像和具有标记705的另外的图像。在根据本发明的方法的替代实施方式中，分别利用电子射束产生具有标记705的参考图像和具有标记705的另外的图像。
例如，自动地产生具有标记705的参考图像和具有标记705的另外的图像。标记705被自动识别，并且标记705的区域借助离子射束和/或电子射束被成像。
在方法步骤S7中，将具有标记705的参考图像与具有标记705的另外的图像进行比较。例如，为此使用图像识别软件。随后，通过使用具有标记705的参考图像与具有标记705的另外的图像的比较来确定位移向量。例如，在确定位移向量时，使用互相关的数学方法。在根据本发明的方法中，通过物体固持器114的运动实现的离子射束和/或电子射束相对于物体125的位移可以显著大于相对于物体125的旋转。因此，在这里所示的实施方式中，仅确定位移向量而不考虑旋转。附加于此或替代于此提出，也考虑旋转。
下面更详细地解释在使用互相关的情况下根据本发明的方法的实施方式。在根据本发明的方法的以下实施方式中，标记705被设计为具有边缘的多边形。尤其，(a)产生具有标记705的参考图像，(b)在物体固持器114的运动之后生成具有标记705的另外的图像，以及(c)使用处理器127计算具有标记705的参考图像与具有标记705的另外的图像之间的位移。
标记705可以由呈多边形形状的标记705的各个节点的坐标xi、yi限定。使用每个节点的这些坐标，可以使用处理器127借助以下方程来计算标记705的面中心：
Figure BDA0003226798040000311
Figure BDA0003226798040000312
其中，A是多边形的面积，由下式给出
Figure BDA0003226798040000313
呈多边形形状的标记705具有面中心，该面中心通过坐标Cx、Cy给出。将参考图像中的标记705的面中心与另外的图像中的标记705的面中心进行比较。
由于样本台122的运动单元的机械结构的不精确性，在物体固持器114运动时可能发生离子射束的位置和布置在物体固持器114上的物体125的位置的不期望的相对位移。换言之，在物体固持器114运动之后，离子射束不再在物体固持器114运动之前离子射束已聚焦的位置上命中布置在物体固持器114上的物体125。在这种情况下，离子射束必须相对于物体125定位成使得离子射束命中物体125的期望位置，以便能够例如削磨材料或分析物体125。离子射束相对于物体125的相对定位例如通过(例如借助于第一电极组件307和/或第二电极组件308和/或第二物镜304)离子射束的再校准(即定位)和/或通过物体固持器114的运动来实现。通过物体固持器114的运动可以补偿几μm的较大的位移。前述内容也类似地适用于电子射束。在物体固持器114运动之后，电子射束不再在物体固持器114运动之前电子射束已聚焦的位置上命中布置在物体固持器114上的物体125。电子射束相对于物体125的相对定位例如通过(例如借助第一会聚透镜105和/或第二会聚透镜106和/或第一物镜107和/或SEM 100的扫描装置115)电子射束的再校准(即定位)和/或通过物体固持器114的运动来实现。通过物体固持器114的运动可以补偿几μm的较大的位移。然后电子射束又命中物体125的期望位置，以便例如能够成像和/或检查物体125。
替代于此，电子射束可以用于对标记705成像，而离子射束用于处理物体125。在此，离子射束相对于电子射束的相对位置被固定，使得电子射束相对于物体125的位移的校正可以被转换成离子射束相对于物体125的位移的校正。
通过将具有标记705的参考图像与具有标记705的另外的图像关联来确定面中心的可能位移。位移由位移向量(dx，dy)来表示。
然后，使用位移向量(dx，dy)，确定离子射束和/或电子射束如何必须被定位以在物体固持器114运动之前在离子射束和/或电子射束命中的物体125上的位置处再命中。离子射束和/或电子射束现在聚焦的位置的相应坐标例如如下给出：
Figure BDA0003226798040000321
在方法步骤S8中，现在在使用标记705的情况下将离子射束和/或电子射束相对于物体125定位。换言之，在物体固持器114运动之后，离子射束和/或电子射束通过位移而相对定位，使得离子射束和/或电子射束可以被引导到在物体固持器114运动之前离子射束和/或电子射束所聚焦的物体125上的位置。为此使用事先确定的位移向量。离子射束相对于物体125的相对定位例如通过(例如借助于第一电极组件307和/或第二电极组件308和/或第二物镜304)离子射束的再校准(即定位)和/或通过物体固持器114的运动来实现。电子射束相对于物体125的相对定位例如通过(例如借助第一会聚透镜105和/或第二会聚透镜106和/或第一物镜107和/或SEM 100的扫描装置115)电子射束的再校准(即定位)和/或通过物体固持器114的运动来实现。
在方法步骤S9中，现在例如在使用离子射束和/或电子射束的情况下对布置在物体固持器114上的物体125进行处理、成像和/或分析。例如，离子射束将物体125的材料削磨，直到子块具有小于100nm的厚度，例如小于80nm、小于60nm、小于40nm或小于20nm的厚度。尤其是，厚度在1nm与10nm之间的范围内。在实施方式中，为此借助气体输入装置1000将气体输送给物体125，其中，气体与离子射束和物体125共同作用，使得从物体125削磨材料。这将在下文中进一步讨论。
附加于此或替代于此提出，物体125的处理包括在物体125上布置材料。例如，这可以通过将至少一种气体利用气体输入装置1000输送到物体125上来实现，其中，气体与离子射束共同作用，使得材料布置在物体125上。
另外附加于此或替代于此提出，对布置在物体固持器114上的物体125的分析包括借助EDX、借助WDX、借助EBSD、借助TKD检查和/或借助组合设备200的第三检测器121的检查来分析物体125。为此，例如将电子射束引导到物体125上，尤其引导到具有小于100nm的厚度的物体125的上述子块上。
附加地或替代地提出，布置在物体固持器114上的物体125借助离子射束和/或电子射束成像。为此，离子射束和/或电子射束被引导到物体125上，尤其被引导到厚度小于100nm的物体125的上述子块上，并且在物体125上扫描。出现离子射束和/或电子射束与物体125的相互作用。例如使用样本室检测器119来检测在相互作用期间产生的相互作用粒子，尤其是次级电子。检测信号被发送到控制单元123以产生物体125的图像。
在根据本发明的方法的实施方式中，在方法步骤S9之后重复方法步骤S5至S9。当物体125或物体125的至少一个子块的厚度应当被减小时，这尤其是有利的。这在图15中示出。图15示出了第一固持装置701的俯视图，该第一固持装置具有带有标记705的面706。物体125布置在第一固持装置701上，该物体具有物体125的子块708，该子块的厚度通过材料削磨而减小。为了实现这一点，在根据本发明的方法的实施方式中，在方法步骤S5的第一操作中，使物体固持器114以及布置在物体固持器114上的物体125从初始位置起围绕第一台旋转轴线603和/或第二台旋转轴线607在第一方向上旋转0.5°至5°、尤其是1°至3°或1°至2°。角度范围的前述范围极限包含在角度范围中。明确地指出，本发明不限于前述角度范围。而是，可以使用适合于本发明的任何角度范围。紧接着进行方法步骤S6至S9，其中，在方法步骤S9中，在子块708的第一侧上的材料被削磨。在方法步骤S5的第二操作中，将物体固持器114以及布置在物体固持器114上的物体125从初始位置出发围绕第一台旋转轴线603和/或第二台旋转轴线607在第二方向上旋转0.5°至5°、尤其是1°至3°或1°至2°。第二方向与第一方向相反。角度范围的前述范围极限包含在角度范围中。明确地指出，本发明不限于前述角度范围。而是，可以使用适合于本发明的任何角度范围。紧接着进行方法步骤S6至S9，其中，在方法步骤S9中，在子块708的第二侧上的材料被削磨。第二侧与第一侧相反地布置。此外，第一侧和第二侧彼此间隔地布置。
图11示出了根据本发明的方法的另外的实施方式。根据图11的本发明方法的另外的实施方式基于根据图8的根据本发明的方法的实施方式。因此，首先参照上面所做的阐述，所述阐述在此也适用。与根据图8的根据本发明的方法的实施方式不同，根据图11的根据本发明的方法的另外的实施方式具有另外的方法步骤S10，该方法步骤例如在方法步骤S1和方法步骤S2之间执行。替代于此，方法步骤S10可以在方法步骤S3之前的任何时间执行。在方法步骤S10中，首先在物体固持器114上产生面，在方法步骤S3中标记705布置在该面上。如果物体固持器114不具有面或仅具有不合适的面来布置标记705(例如在不合适的高度中、具有不合适的取向、具有弯曲的或倾斜非常大的面)，则在根据本发明的方法的这个实施方式中提出，首先在物体固持器114上产生这个面。图12示出了具有第一固持装置701、具有第二固持装置702、具有第三固持装置703和具有第四固持装置704的物体固持器114的实施方式。前述固持装置701至704的端部具有修圆部。例如，在第一固持装置701上布置物体125。在第一固持装置701的修圆部的区域中，应布置有面，标记705又布置在该面上。然后，例如利用离子射束在物体固持器114的第一固持装置701上产生面。这例如通过使用离子射束削磨物体固持器114的第一固持装置701上的材料来实现。为了削磨，尤其可以在使用气体输入装置1000的情况下向第一固持装置701输送气体。由于离子射束与气体和第一固持装置701的材料的相互作用，第一固持器701的材料被削磨。附加于此或替代于此提出，可以通过使用离子射束并且输送气体输入装置1000的气体在第一固持装置701上施加材料来产生面。图13示出了具有在固持装置701上产生的面的第一固持装置701的示意图，其中，该面设有附图标记706。
在根据图8的根据本发明的方法的另外的实施方式中，在方法步骤S2中，将物体125这样布置在物体固持器114上，使得物体125的面相对于物体固持器114的对于离子射束和/或电子射束可自由接近的面成0°至360°、例如5°至80°的角度布置。例如，物体125的面平行于物体固持器114的对于离子射束和/或电子射束可自由接近的面布置。这在图13中示例性地示出。物体125布置在物体固持器114的第一固持装置701上，使得第一固持装置701上的面706与物体125的面707平行地定向。在图13所示的实施方式中，物体125的面707和第一固持装置701的面706布置在单个平面中。换言之，物体125的面707和第一固持装置701的面706处于相同的高度。标记705被产生并布置在第一固持装置701的面706上。根据本发明的方法的这个实施方式确保了离子射束和/或电子射束相对于物体125的特别良好的定位，因为标记705和物体125布置在单个平面中。附加地或替代地提出，将物体125的面707和第一固持装置701的面706布置在不同的平面中。这在图14中示出。图14基于图13。相同的构件设置有相同的附图标记。
在根据图8的根据本发明的方法的又一另外的实施方式中提出，用于例如在方法步骤S3中在物体固持器114上产生标记705的离子射束具有可预先给定的射束流。例如，离子射束的射束流在10pA至500pA的范围内。范围极限被包括在该范围内。明确地指出，本发明不限于前述范围。而是，本发明可以使用适合于本发明的任何范围。在根据本发明的方法的这个实施方式中提出，(i)产生具有标记705的参考图像，(ii)产生具有标记705的另外的图像，以及(iii)借助具有此可预先给定的射束流的离子射束处理、成像和/或分析物体125。因此，在根据本发明的方法的这个实施方式中提出，总是以相同的射束流(即，可预先给定的射束流)并且具体而言在具有标记705的参考图像的产生中、在物体125的处理中、成像中和/或分析中具有标记705的另外的图像的产生中操作离子射束。
在根据图8的根据本发明的方法的另外的实施方式中提出，离子射束具有可预先给定的第一射束流或可预先给定的第二射束流。使用具有可预先给定的第一射束流的离子射束来产生具有标记705的参考图像。例如，离子射束的第一射束流在1nA至10nA的范围内。范围极限被包括在该范围内。明确地指出，本发明不限于前述范围。而是，本发明可以使用适合于本发明的任何范围。离子射束的第二射束流例如在10pA至500pA的范围内。例如，借助具有第一射束流或具有第二射束流的离子射束来产生具有标记705的另外的图像。此外，借助具有第二射束流的离子射束对物体125进行处理、成像和/或分析。
本发明具有的优点是，尤其是在物体固持器114运动之后，但也在物体固持器114相对于粒子射束(和/或激光射束，如果使用这样的激光射束的话)的任何其他相对运动之后，能够简单地实现粒子射束和/或激光射束相对于布置在物体固持器114上的物体125的相对定位。尤其是可以自动地执行粒子射束和/或激光射束相对于物体125的相对定位。
根据本发明的方法的所有所描述的实施方式不限于所阐述的方法步骤的上述顺序。而是，在根据本发明的方法中，可以选择适合于本发明的前述方法步骤的每个顺序。
在本说明书中、附图中以及在权利要求中公开的本发明特征单独地以及以任意组合对于以其不同实施方式实现本发明而言是重要的。本发明并不受限于所说明的实施方式。本发明可以在权利要求的范围内并且在考虑到相关领域技术人员的知识的情况下改变。
附图标记清单
100 SEM
101 电子源
102 提取电极
103 阳极
104 射束引导管
105 第一会聚透镜
106 第二会聚透镜
107 第一物镜
108 第一挡板单元
108A 第一挡板开口
109 第二挡板单元
110 极靴
111 线圈
112 单独的电极
113 管状电极
114 物体固持器
115 扫描装置
116 第一检测器
116A 反向场格栅
117 第二检测器
118 第二挡板开口
119 样本室检测器
120 样本室
121 第三检测器
122 样本台
123 控制单元
124 监视器
125 物体
126 数据库
127 处理器
200 组合设备
201 样本室
300 离子辐射设备
301 离子射束发生器
302 离子辐射设备中的提取电极
303 会聚透镜
304 第二物镜
306 可调节的或可选择的挡板
307 第一电极组件
308 第二电极组件
400 具有校正器单元的粒子辐射设备
401 粒子辐射柱
402 电子源
403 提取电极
404 阳极
405 第一静电透镜
406 第二静电透镜
407 第三静电透镜
408 磁性偏转单元
409 第一静电射束偏转单元
409A 第一多极单元
409B 第二多极单元
410 射束偏转装置
411A 第一磁性扇区
411B 第二磁性扇区
411C 第三磁性扇区
411D 第四磁性扇区
411E 第五磁性扇区
411F 第六磁性扇区
411G 第七磁性扇区
413A 第一反射镜电极
413B 第二反射镜电极
413C 第三反射镜电极
414 静电反射镜
415 第四静电透镜
416 第二静电射束偏转单元
416A 第三多极单元
416B 第四多极单元
417 第三静电射束偏转单元
418 第五静电透镜
418A 第五多极单元
418B 第六多极单元
419 第一分析检测器
420 射束引导管
421 物镜
422 磁性透镜
423 第六静电透镜
424 样本台
425 物体
426 样本室
427 检测射束路径
428 第二分析检测器
429 扫描装置
432 另外的磁性偏转元件
500 辐射检测器
600 第一运动单元
601 壳体
602 第二运动单元
603 第一台旋转轴线
604 第三运动单元
605 第四运动单元
606 第五运动单元
607 第二台旋转轴线
608 控制单元
609 固持部
700 激光射束装置
701 第一固持装置
702 第二固持装置
703 第三固持装置
704 第四固持装置
705 标记
706 物体固持器(物体固持器的第一固持装置)的面
707 物体的面
708 物体的子块
709 第一射束轴线
710 第二射束轴线
1000 气体输入装置
1001 呈前体储存器形式的气体储存器
1002 供应管路
1003 套管
1004 阀
1005 调节单元
1006 温度测量单元
1007 温度设定单元
M1 第一步进电机
M2 第二步进电机
M3 第三步进电机
M4 第四步进电机
M5 第五步进电机
OA 光轴
OA1 第一光轴
OA2 第二光轴
OA3 第三光轴
S1至S10 方法步骤

Claims (24)

1.一种用于操作辐射设备(100，200，400)、尤其是粒子辐射设备和/或激光辐射设备的方法，该方法具有以下步骤：
-使用激光射束装置(700)的激光射束和/或粒子辐射设备(100，200，400)的粒子射束在物体固持器(114)上产生至少一个标记(705)，其中，该粒子射束具有带电粒子；
-将至少一个物体(125，425)布置在该物体固持器(114)上；
-使该物体固持器(114)运动，其中，该物体固持器(114)的运动包括该物体固持器(114)的沿着至少一条轴线(x轴，y轴，z轴)的平移运动和/或该物体固持器(114)的围绕至少一条旋转轴线(603，607)的旋转；
-使用该标记(705)相对于该物体(125，425)相对定位该粒子射束和/或该激光射束；以及
-利用该粒子射束和/或该激光射束处理、成像和/或分析该物体(125，425)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，使用适合于输送具有透射穿过该物体(125，425)的粒子的检查粒子射束的物体固持器作为该物体固持器(114)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在将该物体(125，425)布置在该物体固持器(114)上之前，借助于该粒子射束和/或该激光射束产生该物体(125，425)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，
-将该物体(125，425)布置在该物体固持器(114)上，使得该物体(125，425)的面(707)相对于该物体固持器(114，701)的对于该粒子射束和/或对于该激光射束可自由接近的面(706)成0°至360°的角度布置，并且其中，
-在该物体固持器(114，701)的面上产生该标记(705)。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，该方法具有以下特征中的特征：
(i)该物体(125，425)的面(707)平行于该物体固持器(114，701)的对于该粒子射束和/或对于该激光射束可自由接近的面(706)布置；
(ii)该物体(125，425)的面(707)相对于该物体固持器(114，701)的对于该粒子射束和/或对于该激光射束可自由接近的面(706)成5°至80°的角度布置。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，在该物体固持器(114)的面上产生该标记(705)之前，使用该粒子射束和/或该激光射束产生该物体固持器(114)的面(706)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，对于该粒子射束和/或该激光射束的相对定位，实施以下步骤：
-通过使用该粒子射束对该标记(705)成像，产生具有该标记(705)的参考图像；
-通过使用该粒子射束重新对该标记(705)成像，产生具有该标记(705)的另外的图像；
-将具有该标记(705)的该参考图像与具有该标记(705)的该另外的图像进行比较；
-在使用具有该标记(705)的该参考图像与具有该标记(705)的该另外的图像的比较的情况下确定位移向量，其中，在使用该位移向量的情况下进行该粒子射束和/或该激光射束的相对定位。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，该方法具有以下特征中的特征：
(i)该粒子射束具有可预先给定的射束流，其中，不仅产生具有该标记(705)的另外的图像而且处理、成像和/或分析该物体(125，425)在使用具有可预先给定的射束流的粒子射束的情况下进行；
(ii)该粒子射束具有可预先给定的射束流，其中，产生具有该标记(705)的参考图像、产生具有该标记(705)的另外的图像、以及处理、成像和/或分析所述物体(125，425)在使用具有可预先给定的射束流的粒子射束的情况下进行。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，该方法具有以下特征中的特征：
(i)该粒子射束具有可预先给定的第一粒子射束流或可预先给定的第二粒子射束流，其中，产生具有该标记(705)的另外的图像在使用具有可预先给定的第一粒子射束流的粒子射束的情况下进行，并且其中，对该物体(125，425)的处理、成像和/或分析在使用具有可预先给定的第二粒子射束流的粒子射束的情况下进行；
(ii)该粒子射束具有可预先给定的第一射束流或可预先给定的第二射束流，其中，产生具有该标记(705)的参考图像在使用具有该可预先给定的第一射束流的粒子射束的情况下进行，其中，产生具有该标记(705)的另外的图像在使用具有该可预先给定的第一射束流的粒子射束情况下进行，并且其中，对该物体(125，425)的处理、成像和/或分析在使用具有该可预先给定的第二射束流的粒子射束的情况下进行。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，该方法具有以下特征中的至少一个特征：
(i)处理该物体(125，425)包括削磨该物体(125，425)的材料；
(ii)处理该物体(125，425)包括在该物体(125，425)上布置材料；
(iii)对该物体(125，425)的分析包括借助EDX和/或借助WDX和/或借助EBSD和/或借助TKD和/或借助电子射束成像和/或借助透射检测器(121)的使用来进行分析。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，该方法具有以下特征中的特征：
(i)该带电粒子是离子；
(ii)该带电粒子是电子。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，该方法具有以下特征中的特征：
(i)该粒子射束是第一粒子射束，其中，借助第二粒子射束成像该物体(125，425)；
(ii)该粒子射束是第一粒子射束，其中，该第一粒子射束的带电粒子具有离子，并且其中，利用第二粒子射束成像该物体(125，425)，其中，该第二粒子射束具有电子。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，对于该粒子射束和/或该激光射束的相对定位，实施以下步骤：
-通过在使用该第二粒子射束的情况下对该标记(705)成像，产生具有该标记(705)的另外的参考图像；
-通过在使用该第二粒子射束的情况下对该标记(705)重新成像，产生具有该标记(705)的又一另外的图像；
-将具有该标记(705)的该另外的参考图像与具有该标记(705)的该又一另外的图像进行比较；
-在使用具有该标记(705)的该另外的参考图像与具有该标记(705)的该又一另外的图像的比较的情况下确定另外的位移向量，其中，在使用该另外的位移向量的情况下进行该粒子射束和/或该激光射束的相对定位。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，该方法具有以下特征中的至少一个特征：
(i)将该标记(705)产生为具有至少一个边缘的标记，其中，第一平面从该边缘起在第一维度上延伸并且第二平面从该边缘起在第二维度上延伸；
(ii)将该标记(705)产生为具有至少一个第一边缘和至少一个第二边缘的标记，其中，不仅从该第一边缘而且从该第二边缘出发分别延伸出在第一维度上的第一平面和在第二维度上的第二平面，其中，分别有两个第一平面彼此不同，并且其中，分别有两个第二平面彼此不同；
(iii)该标记(705)被产生为十字形标记和/或多边形；
(iv)该标记(705)被产生为星形标记；
(v)该标记(705)被产生为X形标记；
(vi)该标记(705)被产生为L形标记；
(vii)该标记(705)通过削磨材料和/或通过施加材料被产生。
15.一种具有程序代码的计算机程序产品，该程序代码能够被加载到处理器(127)中并且该程序代码在执行时控制辐射设备(100，200，400)，使得实施根据前述权利要求中至少一项所述的方法。
16.一种用于处理、成像和/或分析物体(125，425)的辐射设备(100，200，400)，该辐射设备具有
-至少一个射束发生器(101，301，402，700)，该至少一个射束发生器用于产生具有带电粒子的粒子射束和/或激光射束；
-至少一个物体固持器(114)，该至少一个物体固持器用于布置该物体(125，425)；
-至少一个扫描装置(115，307，308，429)，该至少一个扫描装置用于在该物体(125，425)上扫描该粒子射束和/或该激光射束；
-至少一个检测器(116，117，119，121，419，428，500)，该至少一个检测器用于检测相互作用粒子和/或相互作用辐射，该相互作用粒子和/或相互作用辐射由该粒子射束和/或该激光射束与该物体(125，425)的相互作用产生，
-至少一个显示装置(124)，所述至少一个显示装置用于显示所述图像和/或分析所述物体(125，425)，并且具有
-至少一个控制单元(123)，该至少一个控制单元具有处理器(127)，根据权利要求15所述的计算机程序产品被加载到该处理器中。
17.根据权利要求16所述的辐射设备(100，200，400)，其中，该辐射设备(100，200，400)是粒子辐射设备，并且其中，该粒子辐射设备(100，200，400)具有用于将该粒子射束聚焦到该物体(125，425)上的至少一个物镜(107，304，421)。
18.根据权利要求17所述的辐射设备(200)，其中，该射束发生器(101)被设计为第一射束发生器，并且该粒子射束被设计为具有第一带电粒子的第一粒子射束，其中，该物镜(107)被设计为用于将该第一粒子射束聚焦到该物体(125)上的第一物镜，并且其中，该粒子辐射设备(200)还具有：
-至少一个第二射束发生器(301)，该至少一个第二射束发生器用于产生具有第二带电粒子的第二粒子射束；以及
-至少一个第二物镜(304)，该至少一个第二物镜用于将该第二粒子射束聚焦到该物体(125)上。
19.根据权利要求17或18所述的辐射设备(100，200，400)，其中，该粒子辐射设备(100，200，400)是电子辐射设备和/或离子辐射设备。
20.一种用于布置在粒子辐射设备(100，200，400)中的物体固持器(114)，其中，
-该物体固持器(114)具有用于固持物体(125，425)的至少一个固持装置(701，702，703，704)，
-该物体固持器(114)具有用于定位该粒子辐射设备(100，200，400)的粒子射束的至少一个标记(705)，并且其中，
-该物体固持器(114)被设计用于输送透射过该物体(125，425)的带电粒子。
21.根据权利要求20所述的物体固持器(114)，其中，
-该物体固持器(114)具有面(706)，该面被设计成使得该面(706)对于该粒子辐射设备(100，200，400)的粒子射束是可自由接近的，
-该标记(705)布置在该物体固持器(114)的面(706)上，并且其中，
-该物体固持器(114)被设计成使得该物体(125，425)的面(707)相对于该物体固持器(114)的面(706)成0°至360°的角度可布置。
22.根据权利要求21所述的物体固持器(114)，其中，该物体(125，425)的面(707)和该物体固持器(114)的面(707)可布置在一个平面中。
23.根据权利要求20至22中任一项所述的物体固持器(114)，其中，该标记(705)布置在该固持装置(701，702，703，704)上。
24.根据权利要求20至23中任一项所述的物体固持器(114)，其中，该物体固持器(114)具有以下特征中的至少一个特征：
(i)该标记(705)被形成为具有至少一个边缘的标记，其中，第一平面从该边缘起在第一维度上延伸并且第二平面从该边缘起在第二维度上延伸；
(ii)该标记(705)被形成为具有至少一个第一边缘和至少一个第二边缘的标记，其中，不仅从该第一边缘而且从该第二边缘出发分别延伸出在第一维度上的第一平面和在第二维度上的第二平面，其中，分别有两个第一平面彼此不同，并且其中，分别有两个第二平面彼此不同；
(iii)该标记(705)被形成为十字形标记和/或多边形；
(iv)该标记(705)被形成为星形标记；
(v)该标记(705)被形成为X形标记；
(vi)该标记(705)被形成为L形标记；
(vii)该标记(705)是通过削磨材料和/或通过施加材料产生的标记。
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