DE102008001812B4

DE102008001812B4 - Positioniereinrichtung für ein Teilchenstrahlgerät

Info

Publication number: DE102008001812B4
Application number: DE200810001812
Authority: DE
Inventors: Dr. Dönitz Dietmar; Dr. Preikszas Dirk; Dr. Steigerwald Michael
Original assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Priority date: 2008-05-15
Filing date: 2008-05-15
Publication date: 2013-05-29
Anticipated expiration: 2028-05-16
Also published as: DE102008001812A1; US20100044566A1; US8283641B2; WO2009138134A1

Abstract

Positioniereinrichtung für ein Teilchenstrahlgerät (1), mit – mindestens einem positionierbaren Halter (14) zum Halten eines Objekts (13), – mindestens einer Lichtquelle (15, 21) zur Erzeugung eines Lichtstrahls, der in Richtung des positionierbaren Halters (14) führbar ist, – mindestens einem Detektor (16) zur Detektion des Lichtstrahls, – mindestens einem Einkoppelbereich (8, 8', 23, 24), an dem Teilchen eines Teilchenstrahls derart einkoppelbar sind, dass sie in Richtung des positionierbaren Halters (14) führbar sind, wobei – der Lichtstrahl den Einkoppelbereich (8, 8', 23, 24) durchläuft, – der Einkoppelbereich (8, 8', 23, 24) eine zum Halter (14) gerichtete Austrittseite für den Lichtstrahl und den Teilchenstrahl aufweist, – der Detektor (16, 26) ein Detektorelement (16, 26) aufweist, welches in einem Bereich zwischen der Austrittseite und dem Halter (14) angeordnet ist, – die Lichtquelle (15, 20, 20', 21) ein Lichtquellenelement (15, 20, 20', 21) aufweist, welches in einem Bereich angeordnet ist, der sich ausgehend von der Austrittseite von dem Halter (14) weg erstreckt, und wobei – der Lichtstrahl sowohl zur Positionierung des positionierbaren Halters (14) als auch zur Reinigung eines auf dem positionierbaren Halter (14) anordbaren Objekts (13) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Positioniereinrichtung für ein Teilchenstrahlgerät sowie ein Teilchenstrahlgerät mit einer Positioniereinrichtung.
In Teilchenstrahlgeräten ist es wesentlich, ein zu untersuchendes Objekt genau zu positionieren. Denn nur dann ist es möglich, interessante Bereiche eines Objektes zu selektieren und mittels eines Teilchenstrahls zu untersuchen. Seit langem ist es bekannt, zur Positionierung eines Objekts einen in drei zueinander senkrecht angeordneten Richtungen verstellbaren Halter in Form eines Objekttisches zu verwenden, auf dem ein zu untersuchendes Objekt angeordnet wird. Der Objekttisch kann bevorzugt zusätzlich noch um eine erste Achse gedreht und/oder um eine zweite Achse gekippt werden.
Um eine grobe Positionierung des Objekttisches und somit des Objekts hinsichtlich eines Teilchenstrahls zu ermöglichen, ist aus der DE 10 2006 047 729 A1 eine Positionierhilfseinrichtung für ein teilchenoptisches Rastermikroskop bekannt, wobei das teilchenoptische Rastermikroskop mit einem Objektiv, das eine teilchenoptische Strahlachse definiert, und mit einem Objekttisch versehen ist. Die bekannte Positionierhilfseinrichtung umfasst eine Lichtquelle in Form einer Beleuchtungseinrichtung zur Erzeugung eines Lichtstrahls unter einem ersten Winkel zur teilchenoptischen Strahlachse. Der Lichtstrahl schneidet die teilchenoptische Strahlachse an einer vordefinierten Position. Ferner ist die bekannte Positionierhilfseinrichtung mit einem für die Wellenlänge des Lichtstrahls sensitiven Detektor in Form einer Kamera versehen, mit der ein Bild eines auf dem Objekttisch angeordneten Objekts unter einem zweiten Winkel relativ zur teilchenoptischen Strahlachse aufgenommen wird. Darüber hinaus weist die bekannte Positionierhilfseinrichtung ein Display und eine Steuerungseinrichtung für die Erzeugung eines mit der Kamera aufgenommenen Bildes auf dem Display zusammen mit einer Markierung auf, welche die Lage der teilchenoptischen Strahlachse in dem Bild anzeigt. Mittels der bekannten Positionierhilfseinrichtung ist es möglich, eine Grobpositionierung des Objekttisches in Bezug auf einen Teilchenstrahl vorzunehmen. Der Objekttisch ist in einer Ebene senkrecht zu dem auf das Objekt einfallenden Teilchenstrahl verstellbar. Eine Positionierung des Objekttisches kann aber nur dann ausreichend gut erfolgen, wenn der Abstand der Ebene des Objekts, welches auf dem Objekttisch angeordnet ist, dem durch das Objektiv vorgegebenen Arbeitsabstand entspricht. Eine Positionierung bei einem anderen Arbeitsabstand ist nicht vorgesehen.
Es wird auf die US 7,205,542 B1 als weiteren relevanten Stand der Technik hingewiesen.
Aus der US 5,168,166 A ist eine Positioniereinrichtung für ein Teilchenstrahlgerät mit einem positionierbaren Halter in Form eines xy-Tisches bekannt, auf dem ein Objekt in Form eines Wafers angeordnet ist. Ferner ist eine Lichtquelle zur Erzeugung eines Lichtstrahls vorgesehen, der in Richtung des positionierbaren Halters führbar ist. Ferner ist ein Detektor zur Detektion des Lichtstrahls vorgesehen. Durch eine Öffnung eines Spiegels treten Elektronen, die in Richtung des positionierbaren Halters führbar sind.
Aus der DE 1 119 428 A ist eine Einrichtung zur Objektbeobachtung in Geräten zur Materialbearbeitung mittels eines Ladungsträgerstrahls bekannt. Bei der bekannten Einrichtung werden Elektronen mittels eines magnetischen Ablenksystems auf eine optische Achse gelenkt. Mittels einer Lichtquelle und eines Spiegelsystems wird ein Lichtstrahl entlang der optischen Achse durch das magnetische Ablenksystem geführt. Über eine Beobachtungseinrichtung kann dann die Materialbearbeitung mikroskopisch beobachtet werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Positioniereinrichtung und ein Teilchenstrahlgerät mit einer Positioniereinrichtung anzugeben, welche bei einem beliebigen Arbeitsabstand eine sichere und ausreichende Positionierung eines Halters zum Halten eines Objekts bzw. Positionierung des Objekts gewährleisten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Positioniereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 2 gelöst. Ein erfindungsgemäßes Teilchenstrahlgerät wird durch die Merkmale des Anspruchs 13 oder 14 gegeben.
Die erfindungsgemäße Positioniereinrichtung für ein Teilchenstrahlgerät ist mit mindestens einem positionierbaren Halter zum Halten eines Objekts versehen. Dabei wird unter einem positionierbaren Halter ein Halter verstanden, der in zumindest zwei, vorzugsweise drei zueinander senkrecht angeordneten Richtungen verstellbar ist. Vorzugsweise ist der positionierbare Halter darüber hinaus um eine erste Achse drehbar und/oder um eine zweite Achse kippbar. Die erfindungsgemäße Positioniereinrichtung ist ferner mit mindestens einer Lichtquelle zur Erzeugung eines Lichtstrahls versehen, der in Richtung des positionierbaren Halters führbar ist. Zudem weist die Positioniereinrichtung mindestens einen Detektor zur Detektion des Lichtstrahls auf. Vorzugsweise ist der Detektor als CCD-Kamera ausgebildet. Zusätzlich ist mindestens ein Einkoppelbereich vorgesehen, an dem Teilchen eines Teilchenstrahls derart einkoppelbar sind, dass sie in Richtung des positionierbaren Halters führbar sind. Der Lichtstrahl der Lichtquelle durchläuft den Einkoppelbereich. Ferner weist der Einkoppelbereich eine zum Halter gerichtete Austrittseite für den Lichtstrahl und den Teilchenstrahl auf. Darüber hinaus ist der Detektor mit einem Detektorelement versehen, welches in einem Bereich zwischen der Austrittseite und dem Halter angeordnet ist, während die Lichtquelle ein Lichtquellenelement aufweist, welches in einem Bereich angeordnet ist, der sich von der Austrittseite von dem Halter weg erstreckt.
Die Erfindung gewährleistet, dass der Lichtstrahl und der Teilchenstrahl eines Teilchenstrahlgeräts koaxial oder annähernd koaxial zueinander verlaufen können, beispielsweise auf einer teilchenoptischen Achse des Teilchenstrahlgeräts. Bei einem annähernd koaxialen Verlauf des Lichtstrahls und des Teilchenstrahls ist der Winkel zwischen ihnen kleiner oder gleich 15°, vorzugsweise kleiner oder gleich 10° und noch bevorzugter kleiner oder gleich 5°. Der Lichtstrahl beleuchtet daher ein Objekt bei jedem beliebigen Arbeitsabstand, welcher durch ein Objektiv vorgegeben wird, genau an der Stelle des Objekts, welche sich in einem Blickfeld eines Teilchenstrahlgeräts befindet. Somit ist eine genaue und ausreichende Positionierung des Halters bzw. eines auf dem Halter angeordneten Objekts bei jedem vorgegebenen Arbeitsabstand möglich.
Vorzugsweise ist bzw. sind das Detektorelement an dem Detektor und/oder das Lichtquellenelement an der Lichtquelle angeordnet. Mit anderen Worten ausgedrückt ist es vorgesehen, dass sich das Detektorelement am Ort des Detektors befindet und/oder dass sich das Lichtquellenelement am Ort der Lichtquelle befindet. Das Detektorelement und der Detektor können einstückig (zumindest in einem Gehäuse) ausgebildet sein. Entsprechendes ist vorzugsweise für das Lichtquellenelement und die Lichtquelle vorgesehen. Alternativ hierzu ist es vorgesehen, dass sich das Detektorelement an einem unterschiedlichen Ort zum Ort des Detektors befindet und/oder dass sich das Lichtquellenelement an einem unterschiedlichen Ort zum Ort der Lichtquelle befindet. Demnach ist es vorgesehen, das Detektorelement getrennt vom Detektor und/oder das Lichtquellenelement getrennt von der Lichtquelle auszubilden. Vorzugsweise ist bzw. sind das Detektorelement und/oder das Lichtquellenelement als Umlenkelement(e), beispielsweise als Spiegel, ausgebildet.
Vorzugsweise ist der Einkoppelbereich auf einer teilchenoptischen Achse eines Teilchenstrahlgeräts angeordnet. Sowohl der Lichtstrahl als auch die einkoppelbaren Teilchen werden bei diesem Ausführungsbeispiel entlang der teilchenoptischen Achse, zumindest aber entlang eines Teils der teilchenoptischen Achse geführt. Die teilchenoptische Achse ist bei einigen Ausführungsbeispielen senkrecht in einem Teilchenstrahlgerät angeordnet. Bei alternativen Ausführungsbeispielen ist es aber auch vorgesehen, die teilchenoptische Achse horizontal anzuordnen. Wiederum andere Ausführungsbeispiele sehen vor, die teilchenoptische Achse sowohl teilweise senkrecht als auch teilweise horizontal auszubilden. Die Ausbildung der teilchenoptischen Achse ist aber nicht auf die vorgenannten Ausführungsbeispiele eingeschränkt. Vielmehr ist jede teilchenoptische Achse verwendbar, welche durch ein Teilchenstrahlgerät vorgegeben ist, das für die Erfindung geeignet ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Positioniereinrichtung ist die Lichtquelle derart ausgebildet, dass sie auf der teilchenoptischen Achse eines Teilchenstrahlgeräts (oder zumindest auf einer Verlängerung der teilchenoptischen Achse – nachfolgend wird daher unter dem Begriff „teilchenoptische Achse” auch deren Verlängerung verstanden) angeordnet werden kann. Beispielsweise ist die Lichtquelle auf einer senkrechten teilchenoptischen Achse derart angeordnet, dass der Einkoppelbereich – von der Lichtquelle in Richtung des Objekts gesehen – der Lichtquelle nachgeschaltet ist. Diese Ausführungsform gewährleistet besonders gut, dass ein Teilchenstrahl und der Lichtstrahl koaxial zueinander ausgerichtet sind.
Alternativ oder zusätzlich zu der vorgenannten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Positioniereinrichtung mindestens eine Zuführungseinrichtung auf, mit welcher der Lichtstrahl auf die teilchenoptische Achse zuführbar ist. Vorzugsweise ist die Zuführungseinrichtung als Ablenkelement, insbesondere als ein Spiegelelement oder ein Prisma, ausgebildet. Diese Ausführungsform ermöglicht es beispielsweise, dass die Lichtquelle neben der teilchenoptischen Achse angeordnet wird und der Lichtstrahl durch ein Ablenkelement derart auf die teilchenoptische Achse geleitet wird, dass der Lichtstrahl und der Teilchenstrahl koaxial zueinander ausgerichtet sind.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Positioniereinrichtung ist mindestens ein Ablenkmittel zur Einkopplung der Teilchen des Teilchenstrahls vorgesehen. Vorzugsweise ist das Ablenkmittel als Strahlteiler ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist das Ablenkmittel vorzugsweise als Ablenksystem ausgebildet, welches aus mehreren Ablenkeinheiten zusammengesetzt ist. Das Ablenkmittel bzw. dessen einzelne Bestandteile (insbesondere die vorgenannten Ablenkeinheiten) sind vorzugsweise magnetisch oder elektrostatisch ausgebildet. Weitere Ausführungsformen sehen vor, dass das Ablenkmittel aus elektrostatischen und magnetischen Ablenkeinheiten zusammengesetzt ist. Das Ablenkmittel stellt somit mindestens ein Ablenkfeld zur Verfügung, welches die Teilchen eines Teilchenstrahls beeinflusst. Mittels des Ablenkmittels ist gewährleistet, dass Teilchen eines Teilchenstrahls von einer ersten Richtung in eine zweite Richtung gelenkt werden (beispielsweise in Richtung und entlang einer teilchenoptischen Achse). Diese Ausführungsform ermöglicht beispielsweise, dass – gesehen von der Lichtquelle in Richtung eines Objekts – die Lichtquelle (oder ein Einkoppelbereich des Lichtstrahls der Lichtquelle auf die teilchenoptische Achse) vor dem Einkoppelbereich der Teilchen eines Teilchenstrahls angeordnet ist, so dass sowohl der Lichtstrahl als auch der Teilchenstrahl entlang derselben Achse, also koaxial zueinander, verlaufen.
Vorzugsweise ist das Ablenkmittel mit mehreren Ablenkelementen versehen, welche im wesentlichen halbkreisförmig angeordnet sind. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, einen Spiegelkorrektor dem Ablenkmittel zuzuordnen.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Positioniereinrichtung weist der Lichtstrahl der Lichtquelle zwei Funktionen auf. Zum einen ist er zur Positionierung des positionierbaren Halters vorgesehen, wie oben bereits erläutert. Zum anderen ist der Lichtstrahl aber auch zur Reinigung eines auf dem positionierbaren Halter angeordneten Objekts vorgesehen. Dabei wird eine Kontamination, welche auf dem Objekt vorhanden ist, mittels des Lichtstrahls der Lichtquelle entfernt. Gegebenenfalls wird zusätzlich zum Lichtstrahl ein Gas (beispielsweise Stickstoff oder Argon) über das Objekt geleitet, um die mittels des Lichtstrahls vom Objekt gelöste Kontamination vom Objekt zu entfernen.
Vorzugsweise ist die Lichtquelle als Laser ausgebildet. Dabei ist ein Laser mit geringer Leistung durchaus zur Positionierung des positionierbaren Halters geeignet. Alternativ hierzu ist ein Laser mit hoher Leistung verwendbar. Dies gewährleistet die ordnungsgemäße Durchführung der oben genannten Reinigung besonders gut. Alternativ hierzu ist die Lichtquelle als einfache Glühbirne ausgebildet. Der von einer Glühbirne erzeugte Lichtstrahl, welcher gegebenenfalls noch fokussiert wird, ist für eine Positionierung des positionierbaren Halters ebenfalls gut geeignet. Es wird hier explizit darauf hingewiesen, dass die Lichtquelle nicht auf die vorgenannten Ausführungsbeispiele eingeschränkt ist. Vielmehr ist jedes Leuchtmittel verwendbar, das bei der Erfindung als Lichtquelle geeignet ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Positioniereinrichtung sind mindestens zwei Lichtquellen zur Erzeugung eines Lichtstrahls vorgesehen, nämlich eine erste Lichtquelle zur Erzeugung eines ersten Lichtstrahls und eine zweite Lichtquelle zur Erzeugung eines zweiten Lichtstrahls. Die beiden Lichtquellen weisen unterschiedliche Funktionen auf. Der erste Lichtstrahl ist zur Positionierung des positionierbaren Halters vorgesehen. Der zweite Lichtstrahl hingegen ist zur Reinigung eines auf dem positionierbaren Halter angeordneten Objekts vorgesehen. Vorzugsweise ist die erste Lichtquelle als Laser mit geringer Leistung ausgebildet, während die zweite Lichtquelle vorzugsweise als Laser mit hoher Leistung ausgebildet ist, welcher für die Reinigung bevorzugt ist. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass eine der beiden Lichtquellen auf der teilchenoptischen Achse angeordnet ist, während die andere der beiden Lichtquellen neben der teilchenoptischen Achse angeordnet ist, wobei deren Lichtstrahl über ein Ablenkelement derart in die teilchenoptische Achse eingekoppelt wird, dass dieser Lichtstrahl entlang der teilchenoptische Achse koaxial mit dem Teilchenstrahl verläuft. Bei einer alternativen Ausführungsform werden die Lichtstrahlen der ersten Lichtquelle und der zweiten Lichtquelle über der ersten Lichtquelle und der zweiten Lichtquelle zugeordnete Ablenkelemente in die teilchenoptische Achse eingekoppelt.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Positioniereinrichtung mit einer Abstandsmessvorrichtung versehen. Hierzu ist der Positioniereinrichtung vorzugsweise ein weiterer Detektor zugeordnet. Dieser ist derart angeordnet, dass er von einem auf dem Halter angeordneten Objekt reflektiertes Licht erfasst. Beispielsweise ist der weitere Detektor entlang der teilchenoptischen Achse angeordnet. Aufgrund von Laufzeitmessungen und/oder Auswertungen einer Phasenmodulation ist es möglich, den Abstand des Detektors von dem Halter bzw. dem Objekt genau zu bestimmen. Diese Ausführungsform ist aber nicht auf die Verwendung eines weiteren Detektors eingeschränkt. Vielmehr ist eine Abstandsmessung auch mit dem bereits weiter oben genannten Detektor durchaus durchführbar.
Die Erfindung betrifft auch ein Teilchenstrahlgerät, insbesondere ein Rasterelektronenmikroskop, das eine Positioniereinrichtung mit mindestens einem der vorgenannten Merkmale oder einer der vorgenannten Merkmalskombinationen aufweist. Insbesondere ist das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät mit mindestens einem Teilchenstrahlerzeuger zur Erzeugung eines Teilchenstrahls, mit mindestens einem positionierbaren Halter zum Halten eines Objekts sowie mit mindestens einem Objektiv zur Fokussierung des Teilchenstrahls auf das Objekt versehen. Ferner weist das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät mindestens eine Lichtquelle zur Erzeugung eines Lichtstrahls, welcher der Beleuchtung des Objekts dient, sowie mindestens einen Detektor zur Detektion des Lichtstrahls auf. Vorzugsweise ist der Detektor als CCD-Kamera ausgebildet, welche sensitiv für die Wellenlänge des Lichtstrahls ist. Darüber hinaus ist das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät mit mindestens einem Einkoppelbereich zur Einkoppelung des Teilchenstrahls derart versehen, dass der Teilchenstrahl in Richtung des positionierbaren Halters führbar ist. Der Lichtstrahl der Lichtquelle durchläuft den Einkoppelbereich. Ferner weist der Einkoppelbereich eine zum Halter gerichtete Austrittseite für den Lichtstrahl und den Teilchenstrahl auf. Darüber hinaus ist der Detektor mit einem Detektorelement versehen, welches in einem Bereich zwischen der Austrittseite und dem Halter angeordnet ist, während die Lichtquelle ein Lichtquellenelement aufweist, welches in einem Bereich angeordnet ist, der sich von der Austrittseite von dem Halter weg erstreckt.
Das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät weist dieselben Vorteile wie die erfindungsgemäße Positioniereinrichtung auf, so dass hierzu auf die obigen Erläuterungen verwiesen wird. Gleiches gilt für die Vorteile der nachfolgend erläuterten bevorzugten Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Teilchenstrahlgeräts.
Bei einem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Teilchenstrahlgeräts ist bzw. sind das Detektorelement an dem Detektor und/oder das Lichtquellenelement an der Lichtquelle angeordnet. Mit anderen Worten ausgedrückt ist es vorgesehen, dass sich das Detektorelement am Ort des Detektors befindet und/oder dass sich das Lichtquellenelement am Ort der Lichtquelle befindet. Das Detektorelement und der Detektor können einstückig ausgebildet sein. Entsprechendes ist vorzugsweise für das Lichtquellenelement und die Lichtquelle vorgesehen. Alternativ hierzu ist es vorgesehen, dass sich das Detektorelement an einem unterschiedlichen Ort zum Ort des Detektors befindet und/oder dass sich das Lichtquellenelement an einem unterschiedlichen Ort zum Ort der Lichtquelle befindet. Demnach ist es vorgesehen, das Detektorelement getrennt vom Detektor und/oder das Lichtquellenelement getrennt von der Lichtquelle auszubilden. Vorzugsweise ist bzw. sind das Detektorelement und/oder das Lichtquellenelement als Umlenkelement(e), beispielsweise als Spiegel, ausgebildet.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Teilchenstrahlgeräts ist der Einkoppelbereich auf einer teilchenoptischen Achse des Teilchenstrahlgeräts angeordnet. Sowohl der Lichtstrahl als auch der Teilchenstrahl sind auf der teilchenoptischen Achse geführt. Ferner sind der Lichtstrahl und der Teilchenstrahl vorzugsweise derart zueinander geführt, dass sie koaxial oder zumindest annähernd koaxial zueinander ausgerichtet sind, wobei hierzu auch auf weiter oben verwiesen wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Teilchenstrahlgeräts ist die Lichtquelle auf der teilchenoptischen Achse (oder deren Verlängerung, hinsichtlich der Definition siehe oben) angeordnet.
Ferner ist vorzugsweise eine Zuführungseinrichtung vorgesehen, mit welcher der Lichtstrahl der Lichtquelle auf die teilchenoptische Achse zuführbar ist. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, die Zuführungseinrichtung als Ablenkelement, insbesondere als ein Spiegelelement oder ein Prisma, auszubilden.
Die Anordnung der Lichtquelle ist unter der Voraussetzung frei wählbar, dass der Lichtstrahl den Einkoppelbereich durchläuft. Bei einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Teilchenstrahlgeräts ist es beispielsweise vorgesehen, den Lichtstrahl durch Polschuhe des Ablenkmittels bzw. Strahlteilers zu führen und anschließend derart in die teilchenoptische Achse einzukoppeln, dass der Lichtstrahl den Einkoppelbereich durchläuft.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Teilchenstrahlgeräts ist mindestens ein Ablenkmittel zur Einkopplung des Teilchenstrahls vorgesehen. Das Ablenkmittel ist vorzugsweise in der Art und Weise ausgebildet, wie es bereits weiter oben erläutert wurde.
Das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät ist bei einer bevorzugten Ausführungsform derart ausgestaltet, dass der Lichtstrahl sowohl zur Positionierung des positionierbaren Halters als auch zur Reinigung des auf dem positionierbaren Halter angeordneten Objekts vorgesehen ist. Insbesondere ist es vorgesehen, die Lichtquelle als Laser auszubilden. Hinsichtlich weiterer Erläuterungen wird auf weiter oben verwiesen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Teilchenstrahlgeräts sieht vor, dass das Teilchenstahlgerät mindestens eine Probenkammer aufweist, in welcher der positionierbare Halter angeordnet ist. Der Detektor ist dabei innerhalb der Probenkammer angeordnet. Alternativ oder auch zusätzlich hierzu ist vorgesehen, den Detektor außerhalb der Probenkammer anzuordnen. Die letztgenannten Ausführungsformen weisen den Vorteil auf, dass der Detektor nicht in ein Vakuumsystem mit eingebunden werden muss, welches in der Regel bei einem Teilchenstrahlgerät vorgesehen ist.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Teilchenstrahlgeräts sind mindestens zwei Lichtquellen zur Erzeugung eines Lichtstrahls vorgesehen, nämlich eine erste Lichtquelle zur Erzeugung eines ersten Lichtstrahls und eine zweite Lichtquelle zur Erzeugung eines zweiten Lichtstrahls. Beide Lichtquellen haben unterschiedliche Funktionen. Der erste Lichtstrahl ist zur Positionierung des Objekts vorgesehen, das auf dem positionierbaren Halter angeordnet ist, während der zweite Lichtstrahl zur Reinigung des auf dem positionierbaren Halter angeordneten Objekts vorgesehen ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Teilchenstrahlgeräts ist eine Abstandsmessvorrichtung vorgesehen. Hierzu ist dem Teilchenstrahlgerät vorzugsweise ein weiterer Detektor zugeordnet. Dieser ist derart angeordnet, dass er von einem auf dem Halter angeordneten Objekt reflektiertes Licht erfasst. Beispielsweise ist der weitere Detektor entlang der teilchenoptischen Achse angeordnet. Aufgrund von Laufzeitmessungen und/oder Auswertungen einer Phasenmodulation ist es möglich, den Abstand des Detektors von dem Halter bzw. Objekt genau zu bestimmen. Diese Ausführungsform ist aber nicht auf die Verwendung eines weiteren Detektors eingeschränkt. Vielmehr ist eine Abstandsmessung auch mit dem bereits weiter oben genannten Detektor durchaus durchführbar.
Das Teilchenstrahlgerät ist vorzugsweise als Rasterteilchenstrahlgerät, beispielsweise als ein Rasterelektronenmikroskop, ausgebildet. Die Erfindung ist hierauf aber nicht eingeschränkt. Vielmehr kann das Teilchenstrahlgerät als jedes beliebige Teilchenstrahlgerät ausgebildet sein, beispielsweise auch als ein Ionenstrahlgerät.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigen
1a eine schematische Darstellung eines Teilchenstrahlgeräts mit einer Probenkammer, einer Lichtquelle und einer Kamera, welche in die Probenkammer hineinragt;
1b eine schematische Darstellung eines weiteren Teilchenstrahlgeräts mit einer Probenkammer, einer Lichtquelle und einer Kamera, welche an der Probenkammer angeordnet ist;
2a eine schematische Darstellung eines weiteren Teilchenstrahlgeräts mit einer Probenkammer, einer Lichtquelle und einer Kamera, welche in die Probenkammer hineinragt;
2b eine schematische Darstellung eines weiteren Teilchenstrahlgeräts mit einer Probenkammer, einer Lichtquelle und einer Kamera, welche in die Probenkammer hineinragt;
3 eine schematische Darstellung eines weiteren Teilchenstrahlgeräts mit einer Probenkammer, wobei zwei Lichtquellen vorgesehen sind und eine Kamera innerhalb der Probenkammer angeordnet ist;
4 eine schematische Darstellung eines weiteren Teilchenstrahlgeräts mit einer Probenkammer, wobei zwei Lichtquellen vorgesehen sind und eine Kamera innerhalb der Probenkammer angeordnet ist;
5 eine schematische Darstellung eines weiteren Teilchenstrahlgeräts mit Ablenkelementen für einen Teilchenstrahl;
6 eine schematische Darstellung eines weiteren Teilchenstrahlgeräts mit einem Strahlteiler und einem Spiegelkorrektor; und
7 eine schematische Darstellung eines Teilchenstrahlgeräts mit einer Probenkammer, einer Lichtquelle und einer Kamera, welche außerhalb der Probenkammer angeordnet ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Teilchenstrahlgeräts in Form eines Rasterelektronenmikroskops erläutert. Es wird aber ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf ein Rasterelektronenmikroskop eingeschränkt ist. Vielmehr ist die erfindungsgemäße Positioniereinrichtung bei jedem Teilchenstrahlgerät einsetzbar. Auch kann das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät jegliche Form annehmen, beispielsweise als Ionenstrahlgerät.
1a zeigt eine schematische Darstellung eines Teilchenstrahlgeräts in Form eines Rasterelektronenmikroskops 1. Das Rasterelektronenmikroskop 1 weist eine Elektronensäule 2 auf, an die sich eine Elektronensäulenkammer 3' anschließt. Die Elektronensäule 2 ist um ca. 30° bis 90° zur Vertikalen gekippt angeordnet, wobei die Erfindung nicht auf den vorgenannten Winkelbereich eingeschränkt ist. Falls eine gekippte Anordnung der Elektronensäule 2 gewünscht ist, dann ist jeder Winkelbereich wählbar, der hierfür geeignet ist. An die Elektronensäulenkammer 3' schließt sich eine Probenkammer 3 an, auf die weiter unten noch näher eingegangen wird.
In der Elektronensäule 2 ist ein Teilchenstrahlerzeuger 4 angeordnet, welcher Elektronen emittiert. Beispielsweise ist der Teilchenstrahlerzeuger 4 als eine thermische Feldemissionsquelle oder eine kalte Feldemissionsquelle ausgebildet. Mittels einer aus zwei Elektroden 5 und 6 bestehenden Elektrodenanordnung, welche mit einem geeigneten Potential beaufschlagt sind, werden Elektronen aus dem Teilchenstrahlerzeuger 4 extrahiert und auf eine gewünschte Energie beschleunigt. Mittels einer Kondensorlinse 7, welche bei diesem Ausführungsbeispiel als magnetische Linse ausgebildet ist, wird ein aus den Elektronen bestehender Teilchenstrahl geformt.
Der so erzeugte Teilchenstrahl läuft in Pfeilrichtung A zu einem als Ablenkelement 8 ausgebildeten Spulenelement. Das Ablenkelement 8 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß der 1a als magnetisches Ablenkelement ausgebildet. Bei einer alternativen Ausführungsform ist das Ablenkelement 8 als elektrostatisches Ablenkelement ausgebildet. Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, das Ablenkelement 8 sowohl als magnetisches als auch als elektrostatisches Ablenkelement auszubilden. Das Ablenkelement 8 des in 1a dargestellten Ausführungsbeispiels stellt ein Magnetfeld derart zur Verfügung, dass der Teilchenstrahl auf eine teilchenoptische Achse 9 des Rasterelektronenmikroskops 1 gelenkt wird und in Richtung einer Objektivlinse 10 läuft. Die Objektivlinse 10 dient der Fokussierung des Teilchenstrahls auf ein Objekt 13, wie weiter unten noch erläutert wird. Auch die Objektivlinse 10 ist als magnetische Linse ausgebildet und weist daher eine Magnetspule 11 auf. Ferner ist an der Objektivlinse 10 eine Ablenkeinrichtung 12 angeordnet, mittels derer der durch die Objektivlinse 10 fokussierte Teilchenstrahl über das Objekt 13 gerastert wird.
Wie oben erwähnt, schließt sich an der Elektronensäulenkammer 3' die Probenkammer 3 an, welche von der Elektronsäulenkammer 3' getrennt ausgebildet ist. Allerdings ragt die Objektivlinse 10 etwas in die Probenkammer 3 hinein. In der Probenkammer 3 ist das Objekt 13 auf einem Halter 14 in Form eines Objekttisches angeordnet. Der Halter 14 ist in mindestens drei zueinander senkrecht angeordneten Richtungen x, y und z (Koordinatenkreuz ist dargestellt) verstellbar und demnach positionierbar. Bei weiteren Ausführungsformen ist der Halter 14 zusätzlich noch um eine erste, zur teilchenoptischen Achse 9 parallele Achse drehbar und/oder um eine zweite, zur teilchenoptischen Achse 9 senkrechte Achse kippbar. Bei weiteren, nicht dargestellten Ausführungsformen sind weitere Drehachsen vorgesehen, welche senkrecht zu den vorgenannten Drehachsen und/oder Kippachsen angeordnet sind.
Beim Auftreffen des Teilchenstrahls auf das Objekt 13 entstehen aufgrund von Wechselwirkungen Wechselwirkungsteilchen, insbesondere Sekundärelektronen und Rückstreuelektronen. Diese werden dann zur Bildgebung verwendet (nicht dargestellt).
Der Halter 14 ist Teil einer erfindungsgemäßen Positioniereinrichtung, welche des weiteren eine an der Elektronensäulenkammer 3' angeordnete Lichtquelle 15 und eine in der Probenkammer 3 angeordnete CCD-Kamera 16 aufweist. Die CCD-Kamera 16 ist derart ausgebildet, dass sie sensitiv auf die Wellenlänge eines Lichtstrahls ist, welcher durch die Lichtquelle 15 erzeugt wird.
Die Lichtquelle 15 ist in der Verlängerung der teilchenoptischen Achse 9 oberhalb des als Ablenkelement 8 ausgebildeten Einkoppelbereichs der Teilchen in Form der Elektronen angeordnet. Demnach ist es möglich, dass der von der Lichtquelle 15 erzeugte Lichtstrahl in Pfeilrichtung B entlang der teilchenoptischen Achse 9 verläuft. Der Lichtstrahl durchläuft demnach auch das Ablenkelement 8. Aufgrund der Einkopplung des Teilchenstrahls in die teilchenoptischen Achse 9 in Strahlrichtung des Teilchenstrahls gesehen nach Einkopplung des Lichtstrahls ist es sodann gewährleistet, dass der Lichtstrahl und der Teilchenstrahl koaxial zueinander verlaufen. Somit wird genau der Bereich des Objekts 13 durch den Lichtstrahl ausgeleuchtet und mittels der CCD-Kamera 16 aufgenommen, der auch mittels der oben genannten Elektronenbildgebung sichtbar ist. Der Lichtstrahl beleuchtet daher das Objekt 13 bei jedem beliebigen Arbeitsabstand, welcher durch die Objektivlinse 10 vorgegeben wird, genau an der Stelle des Objekts 13, welche sich in dem Blickfeld des Rasterelektronenmikroskops 1 befindet. Somit ist eine genaue und ausreichende Positionierung des Halters 14 bei jedem vorgegebenen Arbeitsabstand möglich.
1b zeigt eine weitere schematische Darstellung eines Teilchenstrahlgeräts in Form eines Rasterelektronenmikroskops 1, welches im Grunde dem Ausführungsbeispiel gemäß 1a entspricht. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Ausführungsform gemäß der 1b unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß 1a dadurch, dass die Lichtquelle 15 außerhalb des Elektronensäulenkammer 3' angeordnet ist. Ferner ist die CCD-Kamera 16 nicht innerhalb der Probenkammer 3, sondern außerhalb der Probenkammer 3 angeordnet. Zum Durchlass des von der Lichtquelle 15 erzeugten Lichtstrahls ist an der Elektronensäulenkammer 3' ein Fenster 17 vorgesehen. Ähnliches gilt für die CCD-Kamera 16. Hier ist für das vom Objekt 13 reflektierte Licht ein Fenster 18 an der Probenkammer 3 vorgesehen. Ferner ist die Elektronensäulenkammer 3' gemäß der 1b etwas schmaler als die Elektronensäulenkammer 3' der 1a ausgebildet.
2a zeigt eine weitere schematische Darstellung eines Teilchenstrahlgeräts in Form eines Rasterelektronenmikroskops 1, welches im Grunde dem Ausführungsbeispiel gemäß 1a entspricht. Gleiche Bauteile sind wiederum mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das Ausführungsbeispiel gemäß der 2a unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß 1a dadurch, dass die Elektronensäulenkammer 3' eine etwas schmalere Ausgestaltung aufweist. Ferner ist die Lichtquelle 15 nicht innerhalb der Elektronensäulenkammer 3', sondern außerhalb der Elektronensäulenkammer 3' angeordnet. Zum Durchlass des von der Lichtquelle 15 erzeugten Lichtstrahls ist an der Elektronensäulenkammer 3' ein Fenster 17 vorgesehen. Die Lichtquelle 15 ist derart angeordnet, dass sie einen Lichtstrahl erzeugt, der zunächst senkrecht zur Verlängerung der teilchenoptischen Achse 9 verläuft. Der Lichtstrahl wird mittels einer Fokussierlinse 19 fokussiert und trifft dann auf einen Spiegel 20, welcher den Lichtstrahl auf die Verlängerung der teilchenoptischen Achse 9 ablenkt, so dass der Lichtstrahl durch das Ablenkelement 8 entlang der teilchenoptischen Achse 9 verläuft. Somit ist der Lichtstrahl koaxial zum Teilchenstrahl ausgerichtet.
2b zeigt eine weitere schematische Darstellung eines Teilchenstrahlgeräts in Form eines Rasterelektronenmikroskops 1, welches im Grunde dem Ausführungsbeispiel gemäß 1a entspricht. Gleiche Bauteile sind wiederum mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das Ausführungsbeispiel gemäß der 2b unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß 1a dadurch, dass die Elektronensäulenkammer 3' eine etwas andere Ausgestaltung aufweist. Zudem ist bei diesem Ausführungsbeispiel die Elektronensäule 2 nicht zur Vertikalen gekippt angeordnet, sondern verläuft entlang der Vertikalen, also zur teilchenoptischen Achse 9. Darüber hinaus ist ein Ablenksystem bestehend aus 4 Ablenkeinheitspaaren 8' vorgesehen, die von der Elektronensäule 2 in Richtung der Objektivlinse 10 nacheinander angeordnet sind (vierstufiges Ablenksystem). Die Ablenkeinheitspaare 8' dienen der Ablenkung des Teilchenstrahls entlang der Pfeilrichtungen A, wie in 2b dargestellt. So wird der Teilchenstrahl nach Eintritt in die Elektronenkammersäule 3' zunächst aus der teilchenoptischen Achse 9 ausgelenkt, verläuft dann parallel zur teilchenoptischen Achse 9 und wird anschließend wieder in die teilchenoptische Achse 9 eingelenkt. Die Aus- und Wiedereinlenkung des Teilchenstrahls ist deshalb notwendig, da auf der teilchenoptischen Achse 9 zwischen der Elektronensäule 2 und der Objektivlinse 10 ein Spiegel 20 angeordnet ist, der zur Einkopplung eines Lichtstrahls einer Lichtquelle 15 auf die teilchenoptische Achse 9 dient, welche außerhalb der Elektronensäulenkammer 3' angeordnet ist und deren Lichtstrahl senkrecht zur teilchenoptischen Achse 9 nach Fokussierung durch eine Linse 19 in die Elektronensäulenkammer 3' eingestrahlt wird. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel durchläuft der Lichtstrahl den Einkoppelbereich des Teilchenstrahls, der im Bereich des Ablenkeinheitspaares 8' vorgesehen ist, welches am nächsten zur Objektivlinse 10 angeordnet ist.
Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf ein vierstufiges Ablenksystem eingeschränkt ist. Vielmehr ist jedes Ablenksystem geeignet, mit welchem ein Teilchenstrahl aus einer Achse ausgelenkt und wieder eingelenkt werden kann, beispielsweise ein dreistufiges Ablenksystem.
Die in den vorgenannten Figuren dargestellte Lichtquelle 15 ist vorzugsweise als eine Glühbirne oder ein Laser mit geringer Leistung ausgebildet. Bei einer alternativen Ausführungsform ist die Lichtquelle als ein Laser mit hoher Leistung ausgebildet. Bei dieser alternativen Ausführungsform dient die Lichtquelle 15 nicht nur der Positionierung des Halters 14 und somit des Objekts 13, sondern auch der Reinigung der Oberfläche des Objekts 13. Mittels des durch die Lichtquelle 15 erzeugten Laserstrahls werden Kontaminationen von der Oberfläche des Objekts 13 gelöst und anschließend mittels eines Gases, welches entlang der Oberfläche 13 fließt, weggetragen. Als Gas wird vorzugsweise Argon oder Stickstoff verwendet.
3 zeigt eine weitere schematische Darstellung eines Teilchenstrahlgeräts in Form eines Rasterelektronenmikroskops 1, welches im Grunde dem Ausführungsbeispiel gemäß 2a entspricht. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das Ausführungsbeispiel der 3 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß 2a nur dadurch, dass der Spiegel 20 teildurchlässig ist und in der Verlängerung der teilchenoptischen Achse 9 eine weitere Lichtquelle 21 angeordnet ist, die einen weiteren Lichtstrahl erzeugt, welcher nach Fokussierung mittels einer Fokussierlinse 22 durch das Ablenkelement 8 entlang der teilchenoptischen Achse 9 geführt wird. Somit ist auch dieser Lichtstrahl koaxial zu dem Teilchenstrahl. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Lichtquelle 15 vorzugsweise als Glühbirne oder als Laser mit geringer Leistung ausgebildet, die bzw. der einen Lichtstrahl erzeugt, welcher zur Positionierung des Halters 14 und somit des Objekts 13 verwendet wird. Hingegen ist die Lichtquelle 21 als Laser mit hoher Leistung ausgebildet, welcher zur Reinigung der Oberfläche des Objekts 13 verwendet wird, wie oben bereits erläutert.
4 zeigt eine weitere schematische Darstellung eines Teilchenstrahlgeräts in Form eines Rasterelektronenmikroskops 1, welches im Grunde dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 entspricht. Gleiche Bauteile sind wiederum mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das Ausführungsbeispiel gemäß der 3 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 dadurch, dass der Spiegel 20 mit einem Loch versehen ist, durch welches ein Lichtstrahl einer Lichtquelle 21 tritt, welcher nach Fokussierung durch eine Linse 22 mittels eines weiteren Spiegels 20' auf die Verlängerung der teilchenoptischen Achse 9 eingelenkt wird. Der Lichtstrahl der Lichtquelle 15 wird nur außerhalb des Lochs am Spiegel 20 reflektiert, so dass er eine zentrale Obskuration aufweist, was aber nicht weiter stört.
5 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Teilchenstrahlgeräts in Form eines Rasterelektronenmikroskops 1, welches im Grunde genommen den Aufbau des Ausführungsbeispiels gemäß 1a aufweist. Allerdings ist in 5 keine Probenkammer und keine Elektronensäulenkammer aus Gründen der Übersichtlichkeit dargstellt, welche aber auch bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen sind. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das Rasterelektronenmikroskop 1 gemäß der 5 weist eine Elektronensäule 2 auf, welche mit den bereits oben genannten Komponenten versehen ist. Mittels dreier Ablenkelemente 23 in Form von Spulenelementen wird ein in der Elektronensäule 2 erzeugter Teilchenstrahl in Form eines Elektronenstrahls zunächst mehrfach in verschiedene Richtungen gelenkt, bevor er mittels des auf der teilchenoptischen Achse 9 bzw. der Verlängerung der teilchenoptischen Achse 9 angeordneten Ablenkelements 23 auf die teilchenoptische Achse 9 gelenkt wird. Somit stellt dieses Ablenkelement 23 einen Bereich dar, in dem der Teilchenstrahl auf die teilchenoptische Achse 9 eingekoppelt wird (Einkoppelbereich) und anschließend entlang der teilchenoptischen Achse 9 verläuft. Der Teilchenstrahl läuft sodann wieder koaxial zu dem von der Lichtquelle 15 zur Verfügung gestellten Lichtstrahl, so dass die oben genannte Wirkung erzielbar ist.
6 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Teilchenstrahlgeräts in Form eines Rasterelektronenmikroskops 1, welches im Grunde genommen den Aufbau des Ausführungsbeispiels gemäß 5 aufweist. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das Rasterelektronenmikroskop 1 gemäß der 6 weist jedoch anstatt drei Ablenkelemente 23 einen Strahlteiler 24 auf, welcher mit fünf Ablenkelementen 23 in Form von Spulenelementen versehen ist. Mittels der Ablenkelemente 23 wird der in der Elektronensäule 2 erzeugte Teilchenstrahl zunächst mehrfach in verschiedene Richtungen gelenkt, bevor er aus dem Strahlteiler 24 heraustritt und zu einem Spiegelkorrektor 25 geführt wird. Anschließend wird der Teilchenstrahl zurück in den Strahlteiler 24 geführt und über weitere Ablenkelemente 23 abgelenkt, wobei das auf der Verlängerung der teilchenoptischen Achse 9 angeordnete Ablenkelement 23 den Teilchenstrahl in Richtung und entlang der teilchenoptischen Achse 9 lenkt. Somit stellt dieses Ablenkelement 23 wiederum den Einkoppelbereich zur Verfügung. Wiederum verläuft der von der Lichtquelle 15 erzeugte Lichtstrahl durch das auf der Verlängerung der teilchenoptischen Achse 9 angeordnete Ablenkelement 23, so dass der Teilchenstrahl und der Lichtstrahl wiederum koaxial verlaufen, um so die oben genannte Wirkung zu erzielen.
7 zeigt eine weitere schematische Darstellung eines Teilchenstrahlgeräts in Form eines Rasterelektronenmikroskops 1, welches im Grunde dem Ausführungsbeispiel gemäß 2a entspricht. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das Ausführungsbeispiel der 7 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß 2a dadurch, dass der Detektor in Form der CCD-Kamera 16 nicht in der Probenkammer 3 angeordnet ist, sondern im Bereich der Lichtquelle 15. Die Probenkammer 3 weist ein Fenster 18 auf, durch welches der von dem Objekt 13 reflektierte Lichtstrahl tritt und auf ein Umlenkelement in Form eines Spiegels 26 trifft, welcher den Lichtstrahl zur CCD-Kamera 16 führt. Der Spiegel 26 ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein Detektorelement, welches zur CCD-Kamera 16 zughörig ist, aber nicht am Ort der CCD-Kamera 16 angeordnet ist. Ähnliches gilt für den Spiegel 20, welcher ein Lichtquellenelement und zur Lichtquelle 15 zugehörig ist, aber nicht am Ort der Lichtquelle 15 angeordnet ist.
Bezugszeichenliste

1: Rasterelektronenmikroskop
2: Elektronensäule
3: Probenkammer
3': Elektronensäulenkammer
4: Teilchenstrahlerzeuger
5: Elektrode
6: Elektrode
7: Kondensorlinse
8: Ablenkelement
8': Ablenksystemeinheiten
9: teilchenoptische Achse
10: Objektivlinse
11: Magnetspule
12: Ablenkeinrichtung
13: Objekt
14: Halter
15: Lichtquelle
16: CCD-Kamera
17: Fenster
18: Fenster
19: erste Fokussierlinse
20: erster Spiegel
20': zweiter Spiegel
21: Lichtquelle
22: zweite Fokussierlinse
23: Ablenkelement
24: Strahlteiler
25: Spiegelkorrektor
26: Spiegel

Claims

Positioniereinrichtung für ein Teilchenstrahlgerät (1), mit – mindestens einem positionierbaren Halter (14) zum Halten eines Objekts (13), – mindestens einer Lichtquelle (15, 21) zur Erzeugung eines Lichtstrahls, der in Richtung des positionierbaren Halters (14) führbar ist, – mindestens einem Detektor (16) zur Detektion des Lichtstrahls, – mindestens einem Einkoppelbereich (8, 8', 23, 24), an dem Teilchen eines Teilchenstrahls derart einkoppelbar sind, dass sie in Richtung des positionierbaren Halters (14) führbar sind, wobei – der Lichtstrahl den Einkoppelbereich (8, 8', 23, 24) durchläuft, – der Einkoppelbereich (8, 8', 23, 24) eine zum Halter (14) gerichtete Austrittseite für den Lichtstrahl und den Teilchenstrahl aufweist, – der Detektor (16, 26) ein Detektorelement (16, 26) aufweist, welches in einem Bereich zwischen der Austrittseite und dem Halter (14) angeordnet ist, – die Lichtquelle (15, 20, 20', 21) ein Lichtquellenelement (15, 20, 20', 21) aufweist, welches in einem Bereich angeordnet ist, der sich ausgehend von der Austrittseite von dem Halter (14) weg erstreckt, und wobei – der Lichtstrahl sowohl zur Positionierung des positionierbaren Halters (14) als auch zur Reinigung eines auf dem positionierbaren Halter (14) anordbaren Objekts (13) vorgesehen ist.
Positioniereinrichtung für ein Teilchenstrahlgerät (1), mit – mindestens einem positionierbaren Halter (14) zum Halten eines Objekts (13), – mindestens einer Lichtquelle (15, 21) zur Erzeugung eines Lichtstrahls, der in Richtung des positionierbaren Halters (14) führbar ist, – mindestens einem Detektor (16) zur Detektion des Lichtstrahls, – mindestens einem Einkoppelbereich (8, 8', 23, 24), an dem Teilchen eines Teilchenstrahls derart einkoppelbar sind, dass sie in Richtung des positionierbaren Halters (14) führbar sind, wobei – der Lichtstrahl den Einkoppelbereich (8, 8', 23, 24) durchläuft, – der Einkoppelbereich (8, 8', 23, 24) eine zum Halter (14) gerichtete Austrittseite für den Lichtstrahl und den Teilchenstrahl aufweist, – der Detektor (16, 26) ein Detektorelement (16, 26) aufweist, welches in einem Bereich zwischen der Austrittseite und dem Halter (14) angeordnet ist, – die Lichtquelle (15, 20, 20', 21) ein Lichtquellenelement (15, 20, 20', 21) aufweist, welches in einem Bereich angeordnet ist, der sich ausgehend von der Austrittseite von dem Halter (14) weg erstreckt, – mindestens zwei Lichtquellen (15, 21) zur Erzeugung eines Lichtstrahls vorgesehen sind, nämlich eine erste Lichtquelle (15) zur Erzeugung eines ersten Lichtstrahls und eine zweite Lichtquelle (21) zur Erzeugung eines zweiten Lichtstrahls, – der erste Lichtstrahl (15) zur Positionierung des positionierbaren Halters (14) vorgesehen ist, und wobei – der zweite Lichtstrahl zur Reinigung eines auf dem positionierbaren Halter (14) anordbaren Objekts (13) vorgesehen ist.
Positioniereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Detektorelement an dem Detektor (16) und/oder das Lichtquellenelement an der Lichtquelle (15) angeordnet ist/sind.
Positioniereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Detektorelement (26) und/oder das Lichtquellenelement (20, 20') als Umlenkelement ausgebildet ist/sind.
Positioniereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Einkoppelbereich (8, 8', 23, 24) auf einer teilchenoptischen Achse (9) eines Teilchenstrahlgeräts (1) anordbar ist und wobei sowohl der Lichtstrahl als auch die einkoppelbaren Teilchen auf der teilchenoptischen Achse (9) führbar sind.
Positioniereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Lichtstrahl und der aus den einkoppelbaren Teilchen gebildete Teilchenstrahl koaxial oder annähernd koaxial zueinander ausgerichtet sind.
Positioniereinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Lichtquelle (15, 21) auf der teilchenoptischen Achse (9) anordbar ist.
Positioniereinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei mindestens eine Zuführungseinrichtung (19, 20, 20') vorgesehen ist, mit welcher der Lichtstrahl auf die teilchenoptische Achse (9) zuführbar ist.
Positioniereinrichtung nach Anspruch 8, wobei die Zuführungseinrichtung als Ablenkelement (20, 20'), insbesondere als ein Spiegelelement oder ein Prisma, ausgebildet ist.
Positioniereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Ablenkmittel (8, 8', 23, 24) zur Einkopplung der Teilchen des Teilchenstrahls vorgesehen ist, das vorzugsweise magnetisch und/oder elektrostatisch ausgebildet ist.
Positioniereinrichtung nach Anspruch 10, wobei das Ablenkmittel (24) als Strahlteiler ausgebildet ist.
Positioniereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Lichtquelle (15, 21) als Laser ausgebildet ist.
Teilchenstrahlgerät (1), insbesondere ein Rasterelektronenmikroskop, mit – mindestens einem Teilchenstrahlerzeuger (4) zur Erzeugung eines Teilchenstrahls, – mindestens einem positionierbaren Halter (14) zum Halten eines Objekts (13), – mindestens einem Objektiv (10) zur Fokussierung des Teilchenstrahls auf das Objekt (13), – mindestens einer Lichtquelle (15, 21) zur Erzeugung eines Lichtstrahls zur Beleuchtung des Objekts (13), – mindestens einem Detektor (16) zur Detektion des Lichtstrahls, – mindestens einem Einkoppelbereich (8, 8', 23, 24) zur Einkoppelung des Teilchenstrahls derart, dass er in Richtung des positionierbaren Halters (14) führbar ist, wobei – der Lichtstrahl den Einkoppelbereich (8, 8' 23, 24) durchläuft, – der Einkoppelbereich (8, 8', 23, 24) eine zum Halter (14) gerichtete Austrittseite für den Lichtstrahl und den Teilchenstrahl aufweist, – der Detektor (16, 26) ein Detektorelement (16, 26) aufweist, das in einem Bereich zwischen der Austrittseite und dem Halter (14) angeordnet ist, – die Lichtquelle (15, 20, 20', 21) ein Lichtquellenelement (15, 20, 20', 21) aufweist, das in einem Bereich angeordnet ist, der sich ausgehend von der Austrittseite von dem Halter (14) weg erstreckt, und wobei – der Lichtstrahl sowohl zur Positionierung des positionierbaren Halters (14) als auch zur Reinigung des auf dem positionierbaren Halter (14) angeordneten Objekts (13) vorgesehen ist.
Teilchenstrahlgerät (1), insbesondere ein Rasterelektronenmikroskop, mit – mindestens einem Teilchenstrahlerzeuger (4) zur Erzeugung eines Teilchenstrahls, – mindestens einem positionierbaren Halter (14) zum Halten eines Objekts (13), – mindestens einem Objektiv (10) zur Fokussierung des Teilchenstrahls auf das Objekt (13), – mindestens einer Lichtquelle (15, 21) zur Erzeugung eines Lichtstrahls zur Beleuchtung des Objekts (13), – mindestens einem Detektor (16) zur Detektion des Lichtstrahls, – mindestens einem Einkoppelbereich (8, 8', 23, 24) zur Einkoppelung des Teilchenstrahls derart, dass er in Richtung des positionierbaren Halters (14) führbar ist, wobei – der Lichtstrahl den Einkoppelbereich (8, 8' 23, 24) durchläuft, – der Einkoppelbereich (8, 8', 23, 24) eine zum Halter (14) gerichtete Austrittseite für den Lichtstrahl und den Teilchenstrahl aufweist, – der Detektor (16, 26) ein Detektorelement (16, 26) aufweist, das in einem Bereich zwischen der Austrittseite und dem Halter (14) angeordnet ist, – die Lichtquelle (15, 20, 20', 21) ein Lichtquellenelement (15, 20, 20', 21) aufweist, das in einem Bereich angeordnet ist, der sich ausgehend von der Austrittseite von dem Halter (14) weg erstreckt, – mindestens zwei Lichtquellen (15, 21) zur Erzeugung eines Lichtstrahls vorgesehen sind, nämlich eine erste Lichtquelle (15) zur Erzeugung eines ersten Lichtstrahls und eine zweite Lichtquelle (21) zur Erzeugung eines zweiten Lichtstrahls, – der erste Lichtstrahl zur Positionierung des positionierbaren Halters (14) vorgesehen ist, und wobei – der zweite Lichtstrahl zur Reinigung des auf dem positionierbaren Halter (14) angeordneten Objekts (13) vorgesehen ist.
Teilchenstrahlgerät nach Anspruch 13 oder 14, wobei das Detektorelement am Detektor (16) und/oder das Lichtquellenelement an der Lichtquelle (15) angeordnet ist/sind.
Teilchenstrahlgerät nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei das Detektorelement (26) und/oder das Lichtquellenelement (20, 20') als Umlenkelement ausgebildet ist/sind.
Teilchenstrahlgerät (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei der Einkoppelbereich (8, 8', 23, 24) auf einer teilchenoptischen Achse (9) des Teilchenstrahlgeräts (1) angeordnet ist, und wobei sowohl der Lichtstrahl als auch der Teilchenstrahl auf der teilchenoptischen Achse (9) geführt sind.
Teilchenstrahlgerät (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei der Lichtstrahl und der Teilchenstrahl koaxial oder annähernd koaxial zueinander ausgerichtet sind.
Teilchenstrahlgerät (1) nach Anspruch 17 oder 18, wobei die Lichtquelle (15, 21) auf der teilchenoptischen Achse (9) angeordnet ist.
Teilchenstrahlgerät (1) nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei mindestens eine Zuführungseinrichtung (19, 20) vorgesehen ist, mit welcher der Lichtstrahl der Lichtquelle (15, 21) auf die teilchenoptische Achse (9) zuführbar ist.
Teilchenstrahlgerät (1) nach Anspruch 20, wobei die Zuführungseinrichtung (20, 20') als Ablenkelement, insbesondere als ein Spiegelelement oder ein Prisma, ausgebildet ist.
Teilchenstrahlgerät (1) nach einem Ansprüche 13 bis 21, wobei mindestens ein Ablenkmittel (8, 8', 23, 24) zur Einkopplung des Teilchenstrahls vorgesehen ist, das vorzugsweise magnetisch und/oder elektrostatisch ausgebildet ist.
Teilchenstrahlgerät (1) nach Anspruch 22, wobei das Ablenkmittel (24) als ein Strahlteiler ausgebildet ist.
Teilchenstrahlgerät (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 23, wobei die Lichtquelle (15, 21) als Laser ausgebildet ist.
Teilchenstrahlgerät (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 24, wobei das Teilchenstahlgerät (1) mindestens eine Probenkammer (3) aufweist, in welcher der positionierbare Halter (14) angeordnet ist, und wobei der Detektor (16) innerhalb der Probenkammer (3) angeordnet ist.
Teilchenstrahlgerät (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 24, wobei das Teilchenstahlgerät (1) mindestens eine Probenkammer (3) aufweist, in welcher der positionierbare Halter (14) angeordnet ist, und wobei der Detektor (16) außerhalb der Probenkammer (3) angeordnet ist.