DE102008042179B4

DE102008042179B4 - Verfahren zur Analyse einer Probe

Info

Publication number: DE102008042179B4
Application number: DE200810042179
Authority: DE
Inventors: Ulrike Zeile; Dr. Dönitz Dietmar
Original assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Priority date: 2008-09-17
Filing date: 2008-09-17
Publication date: 2013-04-25
Anticipated expiration: 2028-09-18
Also published as: US20100133432A1; DE102008042179A1; DE102008042179B9; US8502142B2

Abstract

Verfahren zur Analyse einer Probe (11, 26), wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: – Bereitstellen einer Probe (11), welche aus mindestens einem Probenmaterial zusammengesetzt ist; – Identifizieren eines zu analysierenden Teils (26) der Probe (11); – Herstellen einer Öffnung (25) in dem Probenmaterial mittels eines Teilchenstrahls, so dass die Öffnung (25) an den zu analysierenden Teil (26) der Probe (11) angrenzt, – Trennen des zu analysierenden Teils (26) der Probe (11) aus dem Probenmaterial mittels des Teilchenstrahls, – Anordnen des zu analysierenden Teils (26) der Probe (11) in der Öffnung (25); sowie – Untersuchen des zu analysierenden Teils (26) der Probe (11).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Analyse einer Probe, insbesondere ein Verfahren, welches in einem Teilchenstrahlgerät angewendet wird.
Insbesondere im Bereich der Materialanalyse, beispielsweise in der Halbleitertechnik, ist es erforderlich, Querschnitte einer Probe zu erstellen und diese näher zu untersuchen.
Hierzu ist aus dem Stand der Technik ein Verfahren bekannt, bei dem eine Probe zunächst präpariert und anschließend in einem Teilchenstrahlgerät untersucht wird. Die Präparation der Probe erfolgt in einem ersten Teilchenstrahlgerät, welches sowohl eine Elektronenstrahlsäule als auch eine Ionenstrahlsäule aufweist. Mittels eines Elektronenstrahls, der durch die Elektronenstrahlsäule zur Verfügung gestellt wird, wird zunächst ein zu analysierender Teil der Probe identifiziert. Dieser zu analysierende Teil der Probe wird anschließend mittels eines Ionenstrahls, der durch die Ionenstrahlsäule zur Verfügung gestellt wird, präpariert und aus der Probe herausgeschnitten. Der herausgeschnittene und zu analysierende Teil der Probe wird danach aus dem ersten Teilchenstrahlgerät geschleust und anschließend in ein zweites Teilchenstrahlgerät in Form eines Transmissionselektronenmikroskops wieder eingeschleust. Mittels des zweiten Teilchenstrahlgeräts werden dann weitere Untersuchungen an dem zu analysierenden Teil der Probe durchgeführt.
Von Nachteil bei diesem bekannten Verfahren ist jedoch, dass der zu analysierende Teil der Probe aus dem ersten Teilchenstrahlgerät ausgeschleust und in das zweite Teilchenstrahlgerät eingeschleust werden muss. Dabei kann es durchaus vorkommen, dass der zu analysierende Teil der Probe derart kontaminiert wird, dass eine weitere Untersuchung mittels des zweiten Teilchenstrahlgeräts (Transmissionselektronenmikroskop) nicht mehr durchführbar ist. Darüber hinaus ist der zeitliche Aufwand aufgrund der Ausschleusung recht hoch. Ferner besteht bei einer Ausschleusung stets die Gefahr, dass der zu analysierende Teil der Probe beschädigt wird, so dass dieser nicht mehr weiter untersucht werden kann.
Zwar wäre es bei dem oben genannten Verfahren denkbar, den zu analysierenden Teil der Probe auch im ersten Teilchenstrahlgerät zu untersuchen, so dass der zu analysierende Teil der Probe aus dem ersten Teilchenstrahlgerät nicht ausgeschleust werden muss. Allerdings ist dann nur eine Untersuchung möglich, welche eine nicht befriedigende räumliche Auflösung zur Verfügung stellt. Aus geometrischen Gründen kann in dem ersten Teilchenstrahlgerät der zu analysierende Teil der Probe nur aus einem schrägen Winkel betrachtet werden. Im Grunde genommen wird also ein Teilchenstrahl dem zu analysierenden Teil der Probe in einem schrägen Winkel zugeführt. Dies verschlechtert die räumliche Auflösung durchaus. Hinzu kommt, dass es auch zu Verzerrungen einer Abbildung des zu analysierenden Teils der Probe kommen kann.
Aus dem Stand der Technik ist ein weiteres Verfahren zur Analyse einer Probe bekannt, welches in einer Vakuumkammer eines einzelnen Teilchenstrahlgeräts durchgeführt wird und bei dem ein Ausschleusen und ein erneutes Einschleusen einer Probe nicht notwendig sind. Bei diesem bekannten Verfahren wird ein zu analysierender Teil einer Probe aus der Probe mittels eines Ionenstrahls herausgeschnitten. Nach dem Herausschneiden wird der zu analysierende Teil an einem Halter befestigt und aus der Probe herausgehoben. Der herausgehobene zu analysierende Teil der Probe wird an einem Objekthalter befestigt, um im Anschluss daran mittels eines Elektronenstrahls untersucht zu werden. Bei der Untersuchung werden durch den zu analysierenden Teil der Probe transmittierte Elektronen detektiert. Die detektierten transmittierten Elektronen werden herangezogen, um Rückschlüsse auf das Material des zu analysierenden Teils der Probe zu ziehen.
Hinsichtlich des vorgenannten Standes der Technik wird auf die US 6,963,068 B2 verwiesen.
Die oben beschriebenen bekannten Verfahren haben gemeinsam, dass die Analyse der Probe jeweils in Transmission erfolgt. Dadurch ist die Herstellung der Probe bzw. des zu analysierenden Teils der Probe sehr aufwendig, da die Probe in Form einer dünnen Probenlamelle mit einer Dicke von nur wenigen nm hergestellt werden muss, die dann aber auch noch den gerade interessierenden Teil der Probe enthalten muss.
Zusätzlich wird auf die US 7,408,178 B2 und die US 6,188,068 B1 als Stand der Technik hingewiesen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, das eine einfachere Herstellung des zu analysierenden Teils der Probe erlaubt und eine vereinfachte Analyse ermöglicht.
Diese Aufgabe wird mittels eines Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und/oder den beigefügten Figuren.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Probe bereitgestellt, welche aus mindestens einem Probenmaterial zusammengesetzt ist. Zunächst wird ein zu analysierender Teil der Probe identifiziert. Anschließend wird eine Öffnung in das Probenmaterial mittels eines Teilchenstrahls derart eingebracht, dass die Öffnung an den zu analysierenden Teil der Probe zumindest teilweise angrenzt. Ferner wird die Öffnung dabei derart ausgestaltet, dass mindestens eine Fläche des zu analysierenden Teils der Probe vollständig in der Öffnung aufnehmbar ist. Ferner umfasst das erfindungsgemäße Verfahren ein Trennen des zu analysierenden Teils der Probe aus dem Probenmaterial mittels des Teilchenstrahls. Der zu analysierende Teil der Probe kann anschließend näher untersucht werden.
Bei einem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung kann ein zu analysierender und aus der Probe entfernter Teil der Probe dadurch analysiert werden, dass die von dem zu analysierenden Teil der Probe zurück gestreuten Teilchen oder von dem zu analysierenden Teil der Probe emittierten Teilchen detektiert werden. Unter vom zu analysierenden Teil der Probe emittierten Teilchen sind dabei solche Teilchen zu verstehen, die sich zumindest hinsichtlich ihrer kinetischen Energie wesentlich von der kinetischen Energie der Teilchen in dem auf den zu analysierenden Teil der Probe auftreffenden Teilchenstrahl unterscheiden, insbesondere eine kinetische Energie unter 100 eV aufweisen. Beim Verfahren nach der Erfindung ist es möglich, zur Analyse des zu analysierenden Teils der Probe nur solche Teilchen zu detektieren, die im wesentlichen auf der Seite des zu analysierenden Teils der Probe austreten, auf den der Teilchenstrahl auftrifft. Dadurch kann der zu analysierende Teil der Probe eine deutlich größere Dicke aufweisen als bei Verfahren, bei denen die durch die Probe transmittierten Teilchen detektiert werden. Dadurch ist die Herstellung des zu analysierenden Teils der Probe mit dem interessierenden Querschnitt der Probe unkritischer und einfacher.
Weiterhin kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die Analyse des zu analysierenden Teils der Probe in derselben Probenkammer oder Vakuumkammer erfolgen, in der auch das Bearbeiten und damit das Entfernen des zu analysierenden Teils der Probe aus der Probe erfolgt.
Die Erfindung weist demnach den Vorteil auf, dass der zu analysierende Teil der Probe nach seiner Trennung von dem Probenmaterial nicht aus dem Teilchenstrahlgerät ausgeschleust werden muss, um weiter untersucht zu werden. Somit wird vermieden, dass der zu analysierende Teil der Probe vor einer Untersuchung kontaminiert wird. Im Unterschied zum Stand der Technik, bei dem eine Ausschleusung vorgesehen ist, ist auch ein geringerer zeitlicher Aufwand notwendig. Darüber hinaus verringert sich die Gefahr, dass der zu analysierende Teil der Probe beschädigt wird, was bei einem Ausschleusevorgang durchaus vorkommen kann. Ferner ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren von Vorteil, dass von dem zu analysierenden Teil der Probe zurück gestreute Teilchen und/oder emittierte Teilchen detektiert und zur Analyse herangezogen werden können. Insbesondere werden zurück gestreute Elektronen (Rückstreuelektronen) und/oder emittierte Elektronen (Sekundärelektronen) detektiert. Darüber hinaus ist der zu analysierende Teil der Probe stets derart mit einem Teilchenstrahl zur Untersuchung des zu analysierenden Teiles bestrahlbar, dass eine senkrechte Zuführung oder eine im wesentlichen senkrechte Zuführung des Teilchenstrahls auf den zu analysierenden Teil der Probe durchführbar ist. Der zu analysierende Teil der Probe muss nicht gekippt angeordnet werden und steht auch nicht in einem schrägen Winkel zum einfallenden Teilchenstrahl. Auf diese Weise wird eine hohe räumliche Auflösung erzielt. Ferner werden Bildverzerrungen, die oben bereits beschrieben wurden, vermieden.
Bei einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Teilchenstrahl, welcher zum Herstellen der Öffnung bereitgestellt wird, als ein erster Teilchenstrahl bereitgestellt. Ferner wird der zu analysierende Teil der Probe an einem Probenhalter angeordnet. Anschließend erfolgt eine Untersuchung des zu analysierenden Teils der Probe mittels eines zweiten Teilchenstrahls. Hierzu wird der Probenhalter beispielweise derart bewegt, dass der zweite Teilchenstrahl senkrecht bzw. im Wesentlichen senkrecht auf den zu analysierenden Teil der Probe trifft. Zusätzlich ist vorgesehen, bei Bedarf den zu analysierenden Teil der Probe vor einer Untersuchung weiter zu bearbeiten, beispielsweise mittels des ersten Teilchenstrahls. Bei einer wiederum weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, den zu analysierenden Teil der Probe zunächst an einer Manipulationsvorrichtung anzuordnen, mit welcher der zu analysierende Teil der Probe aus dem Probenmaterial herausgehoben wird. Im Anschluss daran erfolgt die Anordnung an den Probenhalter.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es ebenfalls vorgesehen, den zum Herstellen der Öffnung verwendeten Teilchenstrahl als einen ersten Teilchenstrahl auszubilden. Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt ein Anordnen des zu analysierenden Teils der Probe in der Öffnung im Probenmaterial. Im Anschluß hieran erfolgt ein Untersuchen des zu analysierenden Teils der Probe mittels eines zweiten Teilchenstrahls. Die Anordnung des zu analysierenden Teils der Probe in der Öffnung erfolgt dabei derart, dass eine Oberfläche des zu analysierenden Teils der Probe, die einer Querschnittsfläche der Probe entspricht, das heißt einer Schnittfläche entspricht, die im wesentlichen senkrecht zur Probenoberfläche ausgerichtet ist, in der Öffnung im wesentlichen parallel zur Oberfläche der Probe ausgerichtet ist. Aufgrund dieser Anordnung in der Öffnung wird erreicht, dass dem zu analysierenden Teil der Probe der Teilchenstrahl bei der Analyse des zu analysierenden Teils der Probe derart zugeführt werden kann, dass der Teilchenstrahl senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht auf die der Querschnittsfläche der Probe entsprechende Oberfläche des zu analysierenden Teils der Probe einfallen kann.
Ferner ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass als erster Teilchenstrahl ein Ionenstrahl und/oder als zweiter Teilchenstrahl ein Elektronenstrahl verwendet wird. Insbesondere ist es vorgesehen, dass mittels des Ionenstrahls die Öffnung in das Probenmaterial eingebracht wird und dass der zu analysierende Teil der Probe aus dem Probenmaterial getrennt wird. Mittels des Elektronenstrahls wird dann der zu analysierende Teil der Probe näher untersucht. Die durch eine Wechselwirkung des Elektronenstrahls mit dem Probenmaterial entstehenden Sekundärteilchen, insbesondere vom Probenmaterial zurück gestreute Elektronen oder emittierte Elektronen, werden detektiert.
Es wird explizit darauf hingewiesen, dass der erste Teilchenstrahl und der zweite Teilchenstrahl nicht zwingend unterschiedlich zueinander ausgebildet sein müssen. Vielmehr sind auch Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, bei dem der erste Teilchenstrahl und der zweite Teilchenstrahl identisch ausgebildet sind, beispielsweise als Ionenstrahl. Bei dieser Ausführungsform wird die Öffnung in dem Probenmaterial mittels des Ionenstrahls hergestellt und der zu analysierende Teil der Probe aus dem Probenmaterial mittels des Ionenstrahls getrennt. Durch Zuführen des Ionenstrahls auf den zu analysierenden Teil der Probe werden Sekundärionen erzeugt, die beispielsweise anschließend massenspektrometrisch untersucht werden, um Rückschlüsse auf das Material der Probe zu ziehen.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Identifizieren des zu analysierenden Teils der Probe mittels des zweiten Teilchenstrahls. Im Falle, dass der zweite Teilchenstrahl als Elektronenstrahl ausgebildet ist, können mittels der detektierten zurück gestreuten Elektronen oder der emittierten Elektronen Bilder der Probe berechnet und dargestellt werden, anhand derer das Identifizieren erfolgen kann.
Das Anordnen des zu analysierenden Teils der Probe in der Öffnung im Probenmaterial erfolgt beispielsweise zumindest teilweise aufgrund der Schwerkraft. Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens geht dabei von der Überlegung aus, dass das Trennen des zu analysierenden Teils der Probe von dem Probenmaterial derart durchgeführt werden kann, dass der zu analysierende Teil der Probe aufgrund der Schwerkraft von selbst in die im Probenmaterial hergestellte Öffnung fällt. Es wird aber explizit darauf hingewiesen, dass die Erfindung auf eine Anordnung des zu analysierenden Teils der Probe in der Öffnung mittels Schwerkraft nicht eingeschränkt ist. Vielmehr kann der zu analysierende Teil der Probe auf jede Weise in der Öffnung der Probe angeordnet werden, welche hierzu geeignet ist. Beispielsweise ist es bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass der zu analysierende Teil der Probe mittels einer Manipulatorvorrichtung in die im Probenmaterial hergestellte Öffnung gestoßen wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass das Trennen des zu analysierenden Teils der Probe von der Öffnung aus erfolgt. Anschließend wird der zu analysierende Teil der Probe in der Öffnung angeordnet bzw. fällt in die Öffnung. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der zu analysierende Teil der Probe im Anschluss daran an dem bereits oben genannten Probenhalter angeordnet wird. Wie weiter unten noch näher erläutert wird, ist es bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, mehrere Öffnungen in das Probenmaterial einzubringen. Beispielsweise ist es vorgesehen, eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung in das Probenmaterial einzubringen. Die erste Öffnung ist dabei zur Aufnahme des zu analysierenden Teils der Probe ausgebildet. Die zweite Öffnung ist kleiner als die erste Öffnung ausgebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt das Trennen des zu analysierenden Teils der Probe von der ersten Öffnung aus. Eine weitere Ausführungsform sieht vor, sowohl die erste Öffnung als auch die zweite Öffnung im Wesentlichen identisch zu dimensionieren. Bei dieser Ausführungsform kann man auswählen, ob der zu analysierende Teil der Probe in der ersten Öffnung oder in der zweiten Öffnung aufgenommen wird. Das Trennen erfolgt bei dieser Ausführungsform von derjenigen Öffnung aus, in welcher der zu analysierende Teil der Probe angeordnet werden soll.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch das Trennen des zu analysierenden Teils der Probe aus dem Probenmaterial mindestens eine Schnittfläche erzeugt, welche zunächst senkrecht oder im wesentlichen senkrecht zu einer Oberfläche der Probe angeordnet ist. Die Schnittfläche wird beim Anordnen des zu analysierenden Teils der Probe derart in der Öffnung eingebracht, dass die Schnittfläche parallel oder im Wesentlichen parallel zur Oberfläche der Probe angeordnet ist. Auf diese Weise ist es dann einfach möglich, die Schnittfläche mittels des Teilchenstrahls zu untersuchen. Insbesondere ist es möglich, die Schnittfläche unter senkrechter Bestrahlung mittels des Teilchenstrahls zu untersuchen. Bei Verwendung eines ersten Teilchenstrahls und eines zweiten Teilchenstrahls wird beispielsweise die Schnittfläche mittels des zweiten Teilchenstrahls untersucht. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, vor dem Anordnen des zu analysierenden Teils der Probe in der Öffnung die Schnittfläche mittels des Teilchenstrahls zu präparieren, insbesondere zu polieren. Die Schnittfläche ist während der Präparation im Wesentlichen parallel zum einfallenden Teilchenstrahl ausgerichtet. Bei Verwendung eines ersten Teilchenstrahls und eines zweiten Teilchenstrahls wird beispielsweise der erste Teilchenstrahl zur Präparation verwendet.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass durch das Trennen des zu analysierenden Teils der Probe aus dem Probenmaterial mindestens eine Schnittfläche erzeugt wird. Die Schnittfläche wird dann nach Anordnen des zu analysierenden Teils an dem Probenhalter derart positioniert, dass der Teilchenstrahl senkrecht auf die Schnittfläche einfällt. Bei Verwendung eines ersten Teilchenstrahls und eines zweiten Teilchenstrahls fällt beispielsweise der zweite Teilchenstrahl senkrecht auf die Schnittfläche ein. Auch bei dieser Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, die Schnittfläche vor einem Aufbringen des Teilchenstrahls auf die Schnittfläche zu präparieren, insbesondere zu polieren.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Trennen des zu analysierenden Teils der Probe derart erfolgt, dass der zu analysierende Teil der Probe eine erste Ausdehnung in einer ersten Richtung, eine zweite Ausdehnung in einer zweiten Richtung und eine dritte Ausdehnung in einer dritten Richtung aufweist. Die erste und zweite Richtung erstrecken sich dabei parallel zu einer Oberfläche der Probe, die dritte Richtung erstreckt sich senkrecht zu dieser Oberfläche. Die erste und die dritte Ausdehnung bilden dabei die Länge und die Breite des zu analysierenden Teils der Probe. Beispielsweise beträgt die zweite Ausdehnung in der zweiten Richtung 1 μm bis 20 μm, oder aber auch 5 μm bis 15 μm. Die zweite Ausdehnung entspricht der Dicke des zu analysierenden Teils der Probe. Sie ist derart ausgebildet, dass bei einer Bestrahlung mit einem Teilchenstrahl keine Wechselwirkungsteilchen durch die Probe transmittiert werden und die Probe derart stabil ist, dass sie nicht leicht zerbricht. Überlegungen haben ergeben, dass das zu analysierende Teil der Probe eine Länge von ungefähr 10 μm bis ungefähr 200 μm, eine Breite von ungefähr 5 μm bis ungefähr 100 μm und eine Dicke von ungefähr 0,5 μm bis 20 μm aufweist. Die Erfindung ist aber nicht auf die vorgenannten Ausdehnungen des zu analysierenden Teils der Probe eingeschränkt. Vielmehr ist jede Ausdehnung verwendbar, die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Auch ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, durch die Probe transmittierte Wechselwirkungsteilchen ebenfalls zu detektieren und auszuwerten.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt bei einem Ausführungsbeispiel das Herstellen der Öffnung in dem Probenmaterial derart, dass die Öffnung eine erste Öffnungsausdehnung in der ersten Richtung, eine zweite Öffnungsausdehnung in der zweiten Richtung und eine dritte Öffnungsausdehnung in der dritten Richtung aufweist. Die erste Richtung und zweite Richtung erstrecken sich dabei wiederum parallel zu einer Oberfläche der Probe, die dritte Richtung erstreckt sich senkrecht zu dieser Oberfläche. Die erste Öffnungsausdehnung ist dabei größer oder gleich der ersten Ausdehnung des zu analysierenden Teils der Probe ausgebildet. Ferner ist die zweite Öffnungsausdehnung größer als die zweite Ausdehnung des zu analysierenden Teils der Probe ausgebildet. Die dritte Öffnungsausdehnung ist wiederum größer oder gleich als die dritte Ausdehnung des zu analysierenden Teils der Probe ausgebildet. Die vorgenannten Öffnungsausdehnungen sind stets derart gewählt, dass der zu analysierende Teil der Probe problemlos in die Öffnung in der Probe aufgenommen werden kann. Insbesondere ist die erste Öffnungsausdehnung auch größer als die dritte Ausdehnung des zu analysierenden Teils der Probe. Der zu analysierende Teil der Probe kann dann ausreichend gut untersucht werden. Bei einer weiteren Ausführungsform wird der zu analysierende Teil der Probe vollständig in der Öffnung im Probenmaterial aufgenommen.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sind mehrere Öffnungen vorgesehen. So ist die bereits oben beschriebene Öffnung als eine erste Öffnung ausgebildet, welche an einer ersten Seite des zu analysierenden Teils der Probe angrenzt. Zusätzlich wird beim Trennen des zu analysierenden Teils der Probe aus dem Probenmaterial auch eine zweite Öffnung hergestellt, wobei die zweite Öffnung an einer zweiten Seite des zu analysierenden Teils der Probe angeordnet wird, welche der ersten Seite des zu analysierenden Teils der Probe gegenüberliegt. Ferner ist es vorgesehen, dass die zweite Seite des zu analysierenden Teils der Probe nach dem Anordnen des zu analysierenden Teils der Probe in der Öffnung zu dem einfallenden Teilchenstrahl bzw. zweiten Teilchenstrahl zugewandt ist. Im Grunde wird also die zweite Seite, welche mittels des Teilchenstrahls bzw. zweiten Teilchenstrahls näher untersucht wird, erst relativ spät freigelegt. Somit wird das Risiko, dass die zweite Seite kontaminiert wird, verringert. Die zweite Seite kann der oben genannten Schnittfläche entsprechen.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Analyse einer Probe, bei dem eine Probe bereitgestellt wird, welche aus mindestens einem Probenmaterial zusammengesetzt ist. Zunächst wird ein zu analysierender Teil der Probe identifiziert. Anschließend wird eine Öffnung in das Probenmaterial mittels eines ersten Teilchenstrahls derart eingebracht, dass die Öffnung an den zu analysierenden Teil der Probe zumindest teilweise angrenzt. Ferner umfasst das erfindungsgemäße Verfahren ein Trennen des zu analysierenden Teils der Probe aus dem Probenmaterial mittels des ersten Teilchenstrahls. Nach dem Trennen erfolgt ein Anordnen des zu analysierenden Teils der Probe in der Öffnung im Probenmaterial. Anschließend erfolgt eine Untersuchung des zu analysierenden Teils der Probe mittels eines zweiten Teilchenstrahls. Das vorstehend beschriebene Verfahren geht von demselben Grundgedanken wie das bereits weiter oben beschriebene Verfahren aus. Ferner ist es mit jedem der weiter oben genannten Merkmale oder Merkmalskombinationen kombinierbar.
Ein Teilchenstrahlgerät zur Durchführung eines Verfahrens, das eines der oben genannten Merkmale oder eine Kombination der oben genannten Merkmale aufweist, weist eine Probe auf, welche aus mindestens einem Probenmaterial zusammengesetzt ist. Ferner ist mindestens ein Mittel zum Identifizieren eines zu analysierenden Teils der Probe vorgesehen. Das Mittel umfasst beispielsweise eine Elektronenstrahlsäule, die einen Elektronenstrahl zur Verfügung stellt. Durch Detektion der durch die Wechselwirkung des Elektronenstrahls mit dem Probenmaterial erzeugten Teilchen ist eine Oberfläche der Probe bildlich darstellbar.
Darüber hinaus ist bei dem Teilchenstrahlgerät mindestens ein Mittel zum Herstellen einer Öffnung in dem Probenmaterial mittels eines ersten Teilchenstrahls vorgesehen, wobei die Öffnung an dem zu analysierenden Teil der Probe zumindest teilweise angrenzt. Ferner ist mindestens ein Mittel zum Trennen des zu analysierenden Teils der Probe aus dem Probenmaterial mittels des ersten Teilchenstrahls vorgesehen. Auch ist mindestens ein Mittel zum Untersuchen des zu analysierenden Teils der Probe mittels eines zweiten Teilchenstrahls vorgesehen.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Analyse einer Probe, die eine Probenoberfläche aufweist. Das Verfahren umfasst dabei den Schritt des Identifizierens eines zu analysierenden Teils der Probe einschließlich Auffinden eines besonders interessierenden Orts auf der Probenoberfläche. Ferner ist ein Erzeugen einer ersten Trennfläche zwischen dem zu analysierenden Teil der Probe und der Probe in einem Abstand von dem besonders interessierenden Ort vorgesehen, wobei die erste Trennfläche in einem von 0° und 180° abweichenden Winkel zur Probenoberfläche steht. Auch ist ein Erzeugen einer zweiten Trennfläche zwischen dem zu analysierenden Teil der Probe und der Probe vorgesehen, wobei die zweite Trennfläche in einem von 0° und 180° abweichenden Winkel zur Probenoberfläche steht und wobei die zweite Trennfläche den besonders interessierenden Ort enthält. Das Verfahren umfasst auch den Schritt des Polierens nur der zweiten Trennfläche mittels eines Teilchenstrahls und den Schritt des Trennens des zu analysierenden Teils der Probe von der Probe durch Erzeugung weiterer Trennflächen. Bei dem Verfahren ist es auch vorgesehen, die zweite Trennfläche senkrecht oder im wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse eines Teilchenstrahlgeräts auszurichten. Ferner ist bei dem Verfahren eine Analyse der zweiten Trennfläche mithilfe der Detektion von Teilchen, die den zu analysierenden Teil auf der Seite der zweiten Trennfläche verlassen, vorgesehen. Zumindest der Schritt des Polierens der zweiten Trennfläche und der Schritt des Analysierens der zweiten Trennfläche erfolgt in derselben Vakuumkammer, ohne dass der zu analysierende Teil zwischen beiden Schritten aus der Vakuumkammer ausgeschleust wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform des vorgenannten Verfahrens ist es vorgesehen, dass zur Analyse der zweiten Trennfläche diese mit einem fokussierten Teilchenstrahl abgerastert wird. Bei einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird als fokussierter Teilchenstrahl ein Elektronenstrahl oder ein Ionenstrahl verwendet. Der fokussierte Teilchenstrahl stellt eine räumliche Auflösung senkrecht zu seiner Strahlrichtung von weniger als 5 nm, insbesondere weniger als 1 nm bereit.
Marktübliche Rasterelektronenmikroskope ermöglichen Elektronensonden, deren Durchmesser so klein sind, dass die erzielbaren Auflösungen senkrecht zur Einfallsrichtung eines Elektronenstrahls kleiner als 5 nm, teilweise sogar unter 1 nm sind, insbesondere dann, wenn die zu analysierende Probe mit ihrer Oberfläche senkrecht zur optischen Achse des Geräts ausgerichtet ist und in einem hinreichend kleinen Arbeitsabstand von wenigen (1-5) mm vom Objektiv des Rasterelektronenmikroskops positioniert werden kann. Die oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren können deshalb ohne Probleme mit üblichen Rasterelektronenmikroskopen durchgeführt werden.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen mittels Figuren näher erläutert. Dabei zeigen
1 eine schematische Darstellung eines Teilchenstrahlgeräts zur Durchführung eines Verfahrens zur Analyse einer Probe;
1A eine weitere schematische Darstellung des Teilchenstrahlgeräts nach 1;
2 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens;
3 eine schematische Darstellung einer Probe;
4 eine weitere schematische Darstellung der Probe gemäß 3, wobei die Probe eine Öffnung aufweist;
5 eine weitere schematische Darstellung der Probe gemäß 3, wobei die Probe zwei Öffnungen aufweist;
6 eine weitere schematische Darstellung der Probe gemäß 3, wobei ein zu analysierender Teil der Probe zur Trennung von der Probe vorbereitet ist;
7 eine weitere schematische Darstellung der Probe gemäß 3, wobei der zu analysierende Teil der Probe in der Öffnung angeordnet ist;
8A, B eine schematische Darstellung eines weiteren Verfahrens zur Analyse einer Probe; sowie
9 eine schematische Darstellung eines weiteren Teilchenstrahlgeräts zur Durchführung eines Verfahrens zur Analyse einer Probe.
1 und 1a zeigen eine schematische Darstellung eines Teilchenstrahlgeräts, welches ein Ionenstrahlgerät 1 und ein Elektronenstrahlgerät 24 aufweist, die an einer Probenkammer 6 (Vakuumkammer) angeordnet sind. Mit dem dargestellten Teilchenstrahlgerät wird das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt, welches weiter unten noch näher erläutert wird. Zunächst wird das Teilchenstrahlgerät näher erläutert.
Das Ionenstrahlgerät 1 weist eine Ionenstrahlsäule 2 auf, in welcher zahlreiche Einheiten des Ionenstrahlgeräts 1 angeordnet sind. Insbesondere ist in der Ionenstrahlsäule 2 eine Ionenquelle 3 angeordnet. Mit der Ionenquelle 3 werden Ionen erzeugt, die in der Ionenstrahlsäule 2 einen Ionenstrahl bilden. Die Ionen werden mittels einer Elektrode 4 auf ein vorgebbares Potential beschleunigt und anschließend durch eine Kondensorlinse 5 geführt. Der aus den Ionen gebildete Ionenstrahl wird durch eine Blende 7 geführt und gelangt dann zu einer ersten Ablenkanordnung 8 und zu einer zweiten Ablenkanordnung 9, welche als Rastermittel ausgebildet sind. Mittels der ersten Ablenkanordnung 8 und der zweiten Ablenkanordnung 9 wird der aus den Ionen bestehende Ionenstrahl über eine Probe 11 gerastert, die in der Probenkammer 6 angeordnet ist. Zuvor wird der Ionenstrahl mittels einer Objektivlinse 10 auf die Probe 11 fokussiert.
Das Elektronenstrahlgerät 24 ist als Rasterelektronenmikroskop ausgebildet. Es weist eine Elektronensäule 16 auf, in der die Einheiten des Elektronenstrahlgeräts 24 angeordnet sind. So ist eine Elektronenquelle 17 vorgesehen, die Elektronen erzeugt, welche mittels einer ersten Elektrode 18 extrahiert werden. Mittels einer zweiten Elektrode 19 werden die Elektronen auf ein vorgebbares Potential beschleunigt. Die Elektronen werden anschließend durch eine Kondensorlinse 20 geführt, wodurch ein Elektronenstrahl geformt wird. Dieser wird mittels einer Objektivlinse 21 auf die Probe 11 fokussiert. An der Objektivlinse 21 angeordnete Rasterelektroden (nicht dargestellt) stellen sicher, dass der Elektronenstrahl über die Probe 11 gerastert werden kann.
Beim Auftreffen des Elektronenstrahls auf der Probe 11 entstehen Wechselwirkungsteilchen, insbesondere Sekundärelektronen und Rückstreuelektronen (vorstehend und nachstehend auch als zurück gestreute Elektronen bezeichnet). Diese werden mittels eines ersten Detektors 22 und mittels eines zweiten Detektors 23 detektiert und zur Bildgebung verwendet. Es ist somit möglich, die Oberfläche der Probe 11 abzubilden.
In 2 ist schematisch der Ablauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, das mit dem vorgenannten Teilchenstrahlgerät durchgeführt werden kann. Zunächst wird in einem ersten Verfahrensschritt S1 die Probe 11 in eine zweite Probenposition B gebracht. In dieser zweiten Probenposition B trifft ein im Verfahrensschritt S2 erzeugter Elektronenstrahl senkrecht auf die Oberfläche der Probe 11. Hierdurch ist es möglich, eine Abbildung der Oberfläche der Probe 11 durch Detektion von Sekundärelektronen und/oder zurück gestreuten Elektronen bereitzustellen, welche aufgrund der Wechselwirkung des Probenmaterials mit dem auftreffenden Elektronenstrahl erzeugt werden (Verfahrensschritt S3).
In einem weiteren Verfahrensschritt 54 wird dann ein zu analysierender Teil 26 der Probe 11 aufgrund der Abbildung identifiziert. Insbesondere wird ein besonders interessierender Ort in dem zu analysierenden Teil 26 der Probe 11 identifiziert. Die Probe 11 ist in 3 nochmals schematisch dargestellt.
Anschließend wird die Probe 11 in eine erste Probenposition A gebracht (Verfahrensschritt S5). In der ersten Probenposition A trifft ein durch das Ionenstrahlgerät 1 erzeugter Ionenstrahl senkrecht auf die Probe 11. Anschließend wird in einem Verfahrensschritt S6 eine erste Öffnung 25 in das Material der Probe 11 mittels des Ionenstrahls eingebracht (vgl. auch 4). Hierzu wird der Ionenstrahl über das Material der Probe 11 gerastert. Zusätzlich kann die Probe 11 mittels eines beweglich ausgebildeten Probentisches (nicht dargestellt) bewegt werden, auf dem die Probe 11 angeordnet ist. Die erste Öffnung 25 grenzt an eine erste Seite 27 des zu analysierenden Teils 26 der Probe 11 an und weist eine erste Öffnungsausdehnung O1 in einer ersten Richtung, eine zweite Öffnungsausdehnung O2 in einer zweiten Richtung und eine dritte Öffnungsausdehnung O3 in einer dritten Richtung auf (vgl. 4). Die zu den einzelnen Richtungen gehörenden Richtungsvektoren stehen senkrecht zueinander. Die erste Seite 27 des zu analysierenden Teils 26 der Probe 11 ist um die gewünschte Dicke des zu analysierenden Teils 26 der Probe 11 versetzt zu dem in Verfahrensschritt S4 identifizierten besonders interessierenden Ort.
In einem weiteren Verfahrensschritt S7 wird eine zweite Öffnung 28 im Probenmaterial der Probe 11 mittels des Ionenstrahls eingebracht (vgl. auch 5). Die zweite Öffnung 28 ist angrenzend an eine zweite Seite 29 des zu analysierenden Teils 26 der Probe 11 angeordnet, welche der ersten Seite 27 des zu analysierenden Teils 26 der Probe 11 gegenüberliegt. Die zweite Seite 29 des zu analysierenden Teils 26 der Probe 11 liegt möglichst nahe und enthält idealer Weise den im Verfahrensschritt S4 identifizierten besonders interessierenden Ort.
Die zweite Öffnung 28 weist eine Öffnungsausdehnung O4 in der ersten Richtung, eine Öffnungsausdehnung O5 in der zweiten Richtung und eine Öffnungsausdehnung O6 in der dritten Richtung auf. Die Öffnungsausdehnung O5 der zweiten Öffnung 28 ist deutlich kleiner als die zweite Öffnungsausdehnung O2 der ersten Öffnung 25. Hingegen ist die Öffnungsausdehnung O6 der zweiten Öffnung 28 etwas größer als die Öffnungsausdehnung O3 der ersten Öffnung 25 ausgebildet. Bei einer weiteren (nicht dargestellten Ausführungsform) sind die erste Öffnung 25 und die zweite Öffnung 28 identisch dimensioniert.
In einem weiteren Verfahrensschritt S8 wird die zweite Seite 29 durch Polieren mittels des Ionenstrahls präpariert. Anschließend wird die Probe 11 in eine dritte Probenposition C gebracht (Verfahrensschritt S9), in der die Probe 11 bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ca. 10° bis 20° von der Vertikalen gekippt angeordnet ist (vgl. 1). In einem weiteren Verfahrensschritt S10 wird dann eine untere Fläche 31 des zu analysierenden Teils 26 der Probe 11 von dem Probenmaterial getrennt (vgl. 6). Hierzu wird der Ionenstrahl aus Richtung der ersten Öffnung 25 zu dem zu analysierenden Teil 26 geführt und der zu analysierende Teil 26 der Probe 11 getrennt.
Anschließend wird die Probe 11 wieder in die erste Probenposition A gebracht (Verfahrensschritt S11). In dieser ersten Probenposition A erfolgt nun das Trennen des zu analysierenden Teils 26 der Probe 11 an dessen Seitenflächen 30 vom Probenmaterial der Probe 11 (vgl. 6). Hierzu wird wiederum der Ionenstrahl verwendet (Verfahrensschritt S12).
Durch die Schwerkraft fällt der zu analysierende Teil 26 der Probe 11 in die erste Öffnung 25 (Verfahrensschritt S13). Alternativ hierzu kann der zu analysierende Teil 26 der Probe 11 auch mittels einer Manipulatorvorrichtung in die erste Öffnung 25 gestoßen werden. Die Anordnung des zu analysierenden Teils 26 der Probe 11 erfolgt bei beiden Alternativen dabei derart, dass die zweite Seite 29 nicht bedeckt ist und mit einem Teilchenstrahl untersucht werden kann. Die zweite Seite 29 des zu analysierenden Teils 26 der Probe 11 liegt dabei um etwa 90° gekippt in der ersten Öffnung 25 gegenüber der ursprünglichen Orientierung der zweiten Seite 29 des zu analysierenden Teils 26 der Probe 11. Dadurch liegt eine Oberfläche des zu analysierenden Teils 26 der Probe 11, die einer Querschnittsfläche durch die Probe 11 entspricht, parallel zur Probenoberfläche und kann dadurch mithilfe eines senkrecht oder nahezu senkrecht auf diese Querschnittsfläche einfallenden Teilchenstrahls analysiert werden (vgl. 7). Von Vorteil ist, dass die zweite Seite 29 des zu analysierenden Teils 26 der Probe 11 relativ spät freigelegt wird. Somit wird das Risiko, dass die zweite Seite 29 kontaminiert wird, verringert.
Der mit dem oben genannten Verfahren hergestellte zu analysierende Teil 26 weist eine Dimensionierung auf, wie sie bereits weiter oben erwähnt wurde. Der bei diesem Ausführungsbeispiel erzeugte zu analysierende Teil 26 der Probe 11 weist die Form einer Lamelle auf. Die vorgenannten Ausdehnungen des zu analysierenden Teils 26 der Probe 11 sind derart groß, dass dieser einfach mittels des Ionenstrahls hergestellt werden kann. Ferner sind sie derart dimensioniert, dass der zu analysierende Teil 26 in der ersten Öffnung 25 aufgenommen werden kann. Darüber hinaus werden keine Wechselwirkungsteilchen durch den zu analysierenden Teil 26 der Probe 11 transmittiert. Vielmehr wird eine andere Untersuchungsmethode angewandt, wie nachfolgend erläutert.
Zur Untersuchung der zweiten Seite 29 wird die Probe 11 in die zweite Probenposition B gebracht, in welcher der Elektronenstrahl senkrecht auf die zweite Seite 29 des zu analysierenden Teils 26 der Probe 11 fallen kann (Verfahrensschritte S14 und S15). Durch die Wechselwirkung des Probenmaterials und des Elektronenstrahls entstehen Sekundärelektronen und zurück gestreute Elektronen, die detektiert werden. Die durch die Detektion erhaltenen Signale werden in einem weiteren Verfahrensschritt S16 analysiert und ausgewertet, insbesondere zur Bildgebung.
Wie das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt, erfolgt eine senkrechte Zuführung oder eine im Wesentlichen senkrechte Zuführung des Elektronenstrahls auf den zu analysierenden Teil 26 der Probe 11. Der zu analysierende Teil 26 der Probe 11 steht demnach nicht in einem schrägen Winkel zum einfallenden Elektronenstrahl. Auf diese Weise wird eine hohe räumliche Auflösung erzielt. Ferner werden Bildverzerrungen, die oben bereits beschrieben wurden, vermieden.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist es zusätzlich vorgesehen, dass der zu analysierende Teil 26 der Probe 11 mittels der Sekundärionen-Massenspektroskopie (SIMS) untersucht wird. Hierzu wird beispielsweise nach dem Verfahrensschritt S16 ein weiterer Verfahrensschritt eingeführt. In diesem weiteren Verfahrensschritt wird die Probe 11 wieder in die erste Probenposition A gebracht. Beim Auftreffen des Ionenstrahls auf der Oberfläche des zu analysierenden Teils 26 der Probe 11 werden Sekundärionen erzeugt, welche massenspektrometrisch untersucht werden. Hierzu ist ein Ionenmassenanalysator 12 vorgesehen, der ein Massenspektrum erzeugt. Das erzeugte Massenspektrum wird dann mit einer Vielzahl von Massenspektren verglichen, welche in einer Speichereinheit 14 einer Kontrolleinheit 13 gespeichert sind. Der Vergleich des erzeugten Massenspektrums mit den gespeicherten Massenspektren wird mittels des Prozessors 15 der Kontrolleinheit 13 durchgeführt. Auf diese Weise ist es möglich, das Material, aus dem die Probe 11 zusammengesetzt ist, zu bestimmen.
Die 8A und 8B zeigen eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, welches mit dem zuvor beschriebenen Teilchenstrahlgerät durchgeführt werden kann. Das nun beschriebene Ausführungsbeispiel beruht auf dem Verfahren, das in 2 schematisch dargestellt ist sowie auf der Probe, welche in den 3 bis 7 dargestellt ist. Dabei entsprechen die Verfahrensschritte S1 bis S7 der 8A und 8B den Verfahrensschritten S1 bis S7 des Verfahrens gemäß der 2, so dass hinsichtlich dieser Verfahrensschritte auf die oben gemachten Erläuterungen verwiesen wird.
Im Unterschied zum Verfahren gemäß der 2 folgt nach dem Verfahrenschritt S7 der Verfahrensschritt S17, bei dem die Probe 11 in die dritte Probenposition C gebracht wird. Anschließend wird in einem weiteren Verfahrensschritt S18 eine untere Fläche 31 des zu analysierenden Teils 26 der Probe 11 von dem Probenmaterial getrennt. Hierzu wird der Ionenstrahl aus Richtung der ersten Öffnung 25 zu dem zu analysierenden Teil 26 geführt und der zu analysierende Teil 26 der Probe 11 getrennt. Danach wird die Probe 11 in die erste Probenposition A gebracht (Verfahrensschritt S19).
In einem weiteren Verfahrensschritt S20 wird der zu analysierende Teil 26 der Probe 11 an einer Manipulationsvorrichtung angeordnet. Die Manipulationsvorrichtung ist beispielsweise als Mikromanipulator ausgebildet. Die Anordnung des zu analysierenden Teils 26 der Probe 11 erfolgt beispielsweise mittels einer Gasdeposition oder mittels mechanischer Klemmen. Anschließend werden die Seitenflächen 30 des zu analysierenden Teils 26 der Probe 11 mittels des Ionenstrahls von dem Probematerial getrennt (Verfahrensschritt S21) und der zu analysierende Teil 26 der Probe 11 aus dem Probenmaterial gehoben (Verfahrensschritt S22).
Der zu analysierende Teil 26 der Probe 11 wird nun zu einem Probenhalter gebracht und an diesem angeordnet (Verfahrensschritt S23). Die Anordnung des zu analysierenden Teils 26 der Probe 11 an dem Probenhalter erfolgt hier mittels Gasdeposition oder mittels mechanischer Klemmen. In einem darauf folgenden Verfahrensschritt S24 wird nun die Seite 29 des zu analysierenden Teils 26 der Probe 11 durch Polieren präpariert, welche im weiteren Verfahren mittels des Elektronenstrahls untersucht werden soll.
Der Probenhalter ist beweglich ausgestaltet, so dass er den nun am Probenhalter befestigten zu analysierenden Teil 26 der Probe 11 positionieren kann (Verfahrensschritt S25). Die Positionierung erfolgt dabei derart, dass ein im Verfahrensschritt S26 erzeugter Elektronenstrahl senkrecht bzw. zumindest im Wesentlichen senkrecht auf die Seite 29 des zu analysierenden Teils 26 der Probe 11 fällt. Die dabei entstehenden Sekundärelektronen und zurück gestreuten Elektronen werden detektiert. Die durch die Detektion erhaltenen Signale werden in einem weiteren Verfahrensschritt S27 analysiert und ausgewertet, insbesondere zur Bildgebung. Gegebenfalls werden die Verfahrensschritte S25 bis S27 wiederholt. Dies wird im Verfahrensschritt S28 überprüft.
9 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Teilchenstrahlgeräts, mit dem das oben beschriebene Verfahren durchführbar ist. Es unterscheidet sich im Grunde von dem Ausführungsbeispiel gemäß der 1 nur dadurch, dass das Ionenstrahlgerät 1 und das Elektronenstrahlgerät 24 parallel zueinander und jeweils vertikal angeordnet sind.
Die Probe 11 wird hier zwischen einer ersten Probenposition A unter dem Ionenstrahlgerät 1 und einer zweiten Probenposition B unter dem Elektronenstrahlgerät 24 hin und her bewegt. Zur Herstellung des zu analysierenden Teils 26 der Probe 11 ist die Probe 11 in der ersten Probenposition A derart gelagert, dass sie gekippt werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Ionenstrahlgerät
2: Ionenstrahlsäule
3: Ionenquelle
4: Elektrode
5: Kondensorlinse
6: Probenkammer/Vakuumkammer
7: Blende
8: erste Ablenkanordnung
9: zweite Ablenkanordnung
10: Objektivlinse
11: Probe
12: Ionenmassenanalysator
13: Kontrolleinheit
14: Speichereinheit
15: Prozessor
16: Elektronensäule
17: Elektronenquelle
18: erste Elektrode
19: zweite Elektrode
20: Kondensorlinse
21: Objektivlinse
22: erster Detektor
23: zweiter Detektor
24: Elektronenstrahlgerät
25: erste Öffnung
26: zu analysierender Teil
27: erste Seite
28: zweite Öffnung
29: zweite Seite
30: Seitenflächen
31: untere Fläche
O1: Öffnungsausdehnung erste Öffnung in erster Richtung
O2: Öffnungsausdehnung erste Öffnung in zweiter Richtung
O3: Öffnungsausdehnung erste Öffnung in dritter Richtung
O4: Öffnungsausdehnung zweite Öffnung in erster Richtung
O5: Öffnungsausdehnung zweite Öffnung in zweiter Richtung
O6: Öffnungsausdehnung zweite Öffnung in dritter Richtung
A: erste Probenposition
B: zweite Probenposition
C: dritte Probenposition

Claims

Verfahren zur Analyse einer Probe (11, 26), wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: – Bereitstellen einer Probe (11), welche aus mindestens einem Probenmaterial zusammengesetzt ist; – Identifizieren eines zu analysierenden Teils (26) der Probe (11); – Herstellen einer Öffnung (25) in dem Probenmaterial mittels eines Teilchenstrahls, so dass die Öffnung (25) an den zu analysierenden Teil (26) der Probe (11) angrenzt, – Trennen des zu analysierenden Teils (26) der Probe (11) aus dem Probenmaterial mittels des Teilchenstrahls, – Anordnen des zu analysierenden Teils (26) der Probe (11) in der Öffnung (25); sowie – Untersuchen des zu analysierenden Teils (26) der Probe (11).
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Teilchenstrahl als erster Teilchenstrahl ausgebildet ist und wobei das Verfahren den folgenden Schritt aufweist: – Untersuchen des zu analysierenden Teils (26) der Probe (11) mittels eines zweiten Teilchenstrahls.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem als erster Teilchenstrahl ein Ionenstrahl und/oder bei dem als zweiter Teilchenstrahl ein Elektronenstrahl verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 3, bei dem zum Untersuchen des zu analysierenden Teils (26) der Probe (11) von der Probe (11) zurück gestreute Elektronen und/oder emittierte Elektronen verwendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem das Identifizieren des zu analysierenden Teils (26) der Probe (11) mittels des zweiten Teilchenstrahls erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem das Anordnen des zu analysierenden Teils (26) der Probe (11) in der Öffnung (25) derart erfolgt, dass der zu analysierende Teil der Probe (11) aufgrund der Schwerkraft in die im Probenmaterial hergestellte Öffnung (25) angeordnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei dem das Trennen des zu analysierenden Teils (26) der Probe (11) von der Öffnung (25) aus erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem – durch das Trennen des zu analysierenden Teils (26) der Probe (11) aus dem Probenmaterial mindestens eine Schnittfläche (29) erzeugt wird, welche senkrecht zu einer Oberfläche der Probe (11) angeordnet ist, – die Schnittfläche (29) beim Anordnen des zu analysierenden Teils (26) der Probe (11) derart in der Öffnung (25) angeordnet wird, dass die Schnittfläche (29) parallel zur Oberfläche der Probe (11) angeordnet ist, und bei dem – die Schnittfläche (29) mittels des Teilchenstrahls untersucht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem – durch das Trennen des zu analysierenden Teils (26) der Probe (11) aus dem Probenmaterial mindestens eine Schnittfläche (29) erzeugt wird, und bei dem – die Schnittfläche (29) derart zum Teilchenstrahl gerichtet wird, dass der Teilchenstrahl senkrecht auf die Schnittfläche (29) einfällt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, bei dem das Trennen des zu analysierenden Teils (26) der Probe (11) derart erfolgt, dass der zu analysierende Teil (26) der Probe (11) eine erste Ausdehnung in einer ersten Richtung, eine zweite Ausdehnung in einer zweiten Richtung und eine dritte Ausdehnung in einer dritten Richtung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem das Trennen des zu analysierenden Teils (26) der Probe (11) derart erfolgt, dass die zweite Ausdehnung in der zweiten Richtung von 1 μm bis 20 μm, vorzugsweise von 5 μm bis 15 μm, beträgt.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, bei dem das Herstellen der Öffnung (25) in dem Probenmaterial derart erfolgt, dass – die Öffnung (25) eine erste Öffnungsausdehnung (O1) in der ersten Richtung, eine zweite Öffnungsausdehnung (O2) in der zweiten Richtung und eine dritte Öffnungsausdehnung (O3) in der dritten Richtung aufweist, und dass – die erste Öffnungsausdehnung (O1) größer oder gleich der ersten Ausdehnung des zu analysierenden Teils (26) der Probe (11), die zweite Öffnungsausdehnung (O2) größer als die zweite Ausdehnung des zu analysierenden Teils (26) der Probe (11) und die dritte Öffnungsausdehnung (O3) größer oder gleich der dritten Ausdehnung des zu analysierenden Teils (26) der Probe (11) sind.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Öffnung (25) als eine erste Öffnung ausgebildet ist und an einer ersten Seite (27) des zu analysierenden Teils (26) der Probe (11) angrenzt, und bei dem das Trennen des zu analysierenden Teils (26) der Probe (11) aus dem Probenmaterial das Herstellen einer zweiten Öffnung (28) in dem Probenmaterial umfasst, wobei die zweite Öffnung (28) an einer zweiten Seite (29) des zu analysierenden Teils (26) der Probe (11) angeordnet wird, welche der ersten Seite (27) des zu analysierenden Teils (26) der Probe (11) gegenüberliegt.