DE102009001587A1

DE102009001587A1 - Verfahren zur Einstellung eines Betriebsparameters eines Teilchenstrahlgeräts sowie Probenhalter zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102009001587A1
Application number: DE102009001587A
Authority: DE
Inventors: Harald Niebel; Giuseppe Pavia; Heiko Stegmann; Richard Schillinger
Original assignee: Carl Zeiss NTS GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Priority date: 2009-01-06
Filing date: 2009-03-16
Publication date: 2010-07-08
Also published as: NL1037610C2; NL1037610A; US20100230584A1; US20130234011A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung eines Betriebsparameters eines Teilchenstrahlgeräts sowie einen Probenhalter (21), welcher insbesondere zur Durchführung des Verfahrens geeignet ist. Eine Einstellung eines Betriebsparameters eines Teilchenstrahlgeräts ist ohne ein Ausschleusen des Probenhalters (21) aus dem Teilchenstrahlgerät möglich. In einer ersten Probenaufnahme (23) wird eine Referenzprobe (25) angeordnet, so dass im laufenden Betrieb des Teilchenstrahlgeräts der Probenhalter (21) nur derart positioniert werden muss, dass die Referenzprobe (25) mit einem im Teilchenstrahlgerät erzeugten Teilchenstrahl bestrahlt und ausgemessen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung eines Betriebsparameters eines Teilchenstrahlgeräts sowie einen Probenhalter, welcher insbesondere zur Durchführung des Verfahrens geeignet ist.
Teilchenstrahlgeräte, beispielsweise Elektronenstrahlgeräte, werden zur Untersuchung von Proben seit langem verwendet. Bekannt sind insbesondere Rasterelektronenmikroskope und Transmissionselektronenmikroskope. Bei einem Transmissionselektronenmikroskop werden mittels eines Strahlerzeugers erzeugte Elektronen eines Elektronenstrahls auf eine zu untersuchende Probe geführt. In der Probe werden die Elektronen des Elektronenstrahls gestreut. Die gestreuten Elektronen werden detektiert und zur Erzeugung von Abbildungen und Beugungsbildern verwendet.
Es ist bekannt, eine zu untersuchende Probe oder mehrere zu untersuchende Proben an einem einzelnen Probenhalter anzuordnen, welcher dann in das Transmissionselektronenmikroskop zur Untersuchung der Probe bzw. der mehreren Proben eingeschleust wird. Der bekannte Probenhalter ist stabförmig ausgebildet und weist ein erstes Ende und ein zweites Ende auf, wobei an dem ersten Ende die zu untersuchende Probe oder die mehreren zu untersuchenden Proben angeordnet sind.
Ferner ist es aus dem Stand der Technik bekannt, mehrere Probenaufnahmen an dem Probenhalter auszubilden, die jeweils relativ zum Probenhalter kippbar sind. Auch ist ein Probenhalter bekannt, der mit einer Probenaufnahme versehen ist, welche heizbar oder kühlbar ist.
Hinsichtlich des oben genannten Standes der Technik wird auf die US 5,698,856 sowie die Seiten 124 bis 128 des Buches „TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY", Band 1 von David B. Williams und C. Barry Carter, 1996 verwiesen.
Probenhalter, deren Probenaufnahme oder Probeaufnahmen relativ zum Probenhalter unbeweglich angeordnet ist/sind (also eine nicht verstellbare Position relativ zum Probenhalter einnehmen), sind von Nachteil, da sie für eine Untersuchung kristalliner Proben nicht gut geeignet sind. Bei diesen ist es wesentlich, dass in der Probenaufnahme bzw. den Probenaufnahmen angeordnete Proben aus verschiedenen Winkeln mittels des Elektronenstrahls untersucht werden können, um Aufschlüsse auf die Kristallstruktur der Probe bzw. Proben zu erhalten.
Ferner ist es bekannt, dass es bei einem Transmissionselektronenmikroskop erforderlich sein kann, in gewissen Zeitabständen eine Führungsvorrichtung für den Elektronenstrahl, beispielsweise eine elektromagnetische und/oder elektrostatische Einrichtung in Form eines sogenannten Korrektors, zu kalibrieren. Der vorgenannte Korrektor wird insbesondere in einem Transmissionselektronenmikroskop eingesetzt, um eine sphärische Aberration (C_s) und/oder eine chromatische Aberration (C_c) einer Objektivlinse des Transmissionselektronenmikroskops zu korrigieren. Beispielhaft wird hier auf die DE 199 26 927 A1 verwiesen.
Um eine hinreichend gute und reproduzierbare Bildqualität zu erhalten, ist es notwendig, den Korrektor in vorgebbaren Zeitabständen zu kalibrieren. Hierzu wird bisher ein Referenzpräparat (nachfolgend auch Referenzprobe genannt) an einem aus dem Stand der Technik bekannten Probenhalter angeordnet und in einen Probenbereich des Transmissionselektronenmikroskops, welcher unter Vakuum gehalten wird, eingeschleust. Anschließend erfolgt die Kalibrierung. Nach erfolgter Kalibrierung wird der Probenhalter wieder aus dem Probenbereich des Transmissionselektronenmikroskops ausgeschleust und das Referenzpräparat vom Probenhalter entfernt. In einem weiteren Schritt wird dann eine zu untersuchende Probe oder werden mehrere zu untersuchende Proben an dem Probenhalter angeordnet. Der Probenhalter wird anschließend in den Probenbereich des Transmissionselektronenmikroskops eingeschleust. Die vorbeschriebene Vorgehensweise aus dem Stand der Technik weist den Nachteil auf, dass sie sehr zeitintensiv ist, da ein Ein- und Ausschleusen des Probenhalters in den unter Vakuum gehaltenen Probenbereich des Transmissionselektronenmikroskops einige Zeit in Anspruch nimmt. Da es notwendig sein kann, nach einer gewissen Betriebsdauer des Transmissionselektronenmikroskops eine erneute Kalibrierung des Korrektors vorzunehmen, muss die vorbeschriebene Vorgehensweise erneut durchgeführt werden. Das erneute Ein- und Ausschleusen macht das vorbeschriebene Verfahren zusätzlich zeitintensiv.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und einen Probenhalter anzugeben, bei denen eine Ausschleusung des Probenhalters zur Einstellung eines Betriebsparameters eines Teilchenstrahlgeräts nicht unbedingt notwendig ist.
Diese Aufgabe wird mittels eines Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ein erfindungsgemäßer Probenhalter ist durch die Merkmale des Anspruchs 11, 12, 13 oder 14 gegeben. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und/oder den beigefügten Figuren.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Einstellung mindestens eines Betriebsparameters eines Teilchenstrahlgeräts, beispielsweise eines Betriebsparameters eines Korrektors und/oder eines Stigmators eines Transmissionselektronenmikroskops. Ferner kann es auch zur Korrektur eines Betriebsparameters einer Einrichtung zur Ausleuchtung einer Probe in einem Rastertransmissionselektronenmikroskop verwendet werden. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die vorgenannten Beispiele nicht abschließend sind. Vielmehr eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren zur Einstellung eines jeden Betriebsparameters eines jeden Teilchenstrahlgeräts.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Probenhalter mit mindestens einer ersten Probenaufnahme zur Aufnahme einer Referenzprobe und mit mindestens einer zweiten Probenaufnahme zur Aufnahme einer mittels eines Teilchenstrahls zu untersuchenden Probe in einem Teilchenstrahlgerät verwendet. Bei dem Verfahren wird eine Referenzprobe an der ersten Probenaufnahme angeordnet. Darüber hinaus wird eine mittels eines Teilchenstrahls zu untersuchende Probe an der zweiten Probenaufnahme angeordnet. Der Probenhalter wird derart bewegt, dass der Teilchenstrahl auf die Referenzprobe in der ersten Probenaufnahme trifft. Durch Untersuchen der Referenzprobe mittels des Teilchenstrahls bzw. durch die erhaltenen Untersuchungsergebnisse wird mindestens ein Betriebsparameters des Teilchenstrahlgeräts eingestellt. Im Anschluss daran wird der Probenhalter derart bewegt, dass der Teilchenstrahl auf die zu untersuchende Probe in der zweiten Probenaufnahme trifft. Die zu untersuchenden Probe wird mittels des Teilchenstrahls untersucht.
Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemäße Verfahren auch dann ausführbar ist, wenn nicht der Probenhalter, sondern der Teilchenstrahl derart bewegt wird, dass er auf die Referenzprobe oder die zu untersuchende Probe trifft. Im Grunde genommen kommt es nur darauf an, dass der Probenhalter relativ zum Teilchenstrahl bewegt wird.
Das oben beschriebene erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, dass eine Einstellung mindestens eines Betriebsparameters eines Teilchenstrahlgeräts, beispielsweise eines Transmissionselektronenmikroskops, ohne ein Ausschleusen des Probenhalters aus dem unter Vakuum gehaltenen Probenbereich des Teilchenstrahlgeräts erfolgen kann. Das Verfahren ermöglicht es, an der ersten Probenaufnahme eine Referenzprobe anzuordnen, so dass im laufenden Betrieb des Teilchenstrahlgeräts der Probenhalter nur derart relativ positioniert werden muss, dass die Referenzprobe mit dem im Teilchenstrahlgerät erzeugten Teilchenstrahl bestrahlt und ausgemessen wird. Auf diese Weise ist es möglich, mindestens einen Betriebsparameter mindestens einer Baueinheit des Teilchenstrahlgeräts derart einzustellen, dass eine ausreichend gute Funktion dieser Baueinheit gewährleistet ist. Es wird hierdurch eine hinreichend gute und reproduzierbare Bildqualität erzielt.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt nach dem Anordnen der Referenzprobe an der ersten Probenaufnahme und/oder dem Anordnen der zu untersuchenden Probe an der zweiten Probenaufnahme ein Einschleusen des Probenhalters in das Teilchenstrahlgerät. Bei einer alternativen Ausführungsform ist dies nicht zwingend notwendig, denn bei dieser alternativen Ausführungsform erfolgt das Anordnen der Referenzprobe an der ersten Probenaufnah me und/oder das Anordnen der zu untersuchenden Probe an der zweiten Probenaufnahme nicht außerhalb des Teilchenstrahlgeräts, sondern innerhalb des Teilchenstrahlgeräts.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Einstellen der Probenhalterposition durch Drehen des Probenhalters ausgehend von einer Ausgangsposition des Probenhalters in eine erste Probenhalterrichtung und/oder in eine zweite Probenhalterrichtung um einen vorgebbaren Winkel erfolgt. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es vorgesehen, dass der Probenhalter entlang einer ersten Achse, einer zweiten Achse und einer dritten Achse bewegt wird, wobei die erste Achse, die zweite Achse und die dritte Achse jeweils senkrecht zueinander angeordnet sind und wobei die dritte Achse parallel zu einer optischen Achse des Teilchenstrahlgeräts ausgerichtet ist.
Das Drehen des Probenhalters erfolgt beispielsweise um mindestens eine der folgenden Achsen: die erste Achse, die zweite Achse und die dritte Achse. Dabei wird beispielsweise der Probenhalter um einen Winkel von 0° bis 180°, insbesondere 0° bis 90° gedreht. Wie oben bereits erwähnt, ist der Probenhalter ausgehend von der Ausgangsposition der Probenhalters in die erste Probenhalterrichtung und/oder in die zweite Probenhalterrichtung um den vorgebbaren Winkel drehbar. Dies bedeutet somit, dass bei dem vorgenannten Ausführungsbeispiel eine Drehung um einen Winkel von 0° bis 180°. sowohl in die erste Probenhalterrichtung als auch in die zweite Probenhalterrichtung möglich ist.
Ferner ist es bei einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens, bei dem der Probenhalter mit einer beweglichen zweiten Probenaufnahme verwendet wird, vorgesehen, dass ein Einstellen einer Untersuchungs position durch Bewegen der zweiten Probenaufnahme relativ zum Probenhalter erfolgt. Insbesondere ist es vorgesehen, dass das Einstellen der Untersuchungsposition der zweiten Probenaufnahme durch eine Drehung der zweiten Probenaufnahme ausgehend von einer Ausgangsposition der zweiten Probenaufnahme um einen Winkel von 0° bis 180°, vorzugsweise von 20° bis 160° erfolgt. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es vorgesehen, dass das Einstellen der Untersuchungsposition der zweiten Probenaufnahme durch Drehung der zweiten Probenaufnahme ausgehend von der Ausgangsposition der zweiten Probenaufnahme in eine erste Richtung und/oder in eine zweite Richtung jeweils um einen Winkel von 0° bis 90° erfolgt. Die vorgenannten Ausführungsbeispiele eignen sich insbesondere zur Ausmessung kristalliner Proben, wie weiter unten noch näher beschrieben wird.
Wie oben bereits erwähnt, wird das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere zur Kalibrierung einer elektromagnetischen und/oder elektrostatischen Einrichtung des Teilchenstrahlgeräts, insbesondere eines Korrektors eines Transmissionselektronenmikroskops, verwendet.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, die in der zweiten Probenaufnahme angeordnete Probe durch Heizen oder Kühlen auf eine bestimmte Temperatur zu bringen. Beispielsweise wird die in der zweiten Probenaufnahme angeordnete Probe auf eine Temperatur von ca. –173°C gekühlt oder auf eine Temperatur von ca. 1000°C geheizt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist bei jedem geeigneten Teilchenstrahlgerät einsetzbar. Hierzu zählt insbesondere das bereits zuvor erwähnte Transmissionselektronenmikroskop (TEM), ein Rastertrans missionselektronenmikroskop (STEM), ein Energiefiltertransmissionselektronenmikroskop (EFTEM) und ein Rasterenergiefiltertransmissionselektronenmikroskop (EFSTEM). Die vorgenannte Aufzählung ist nicht abschließend, sondern ist nur beispielhaft zu verstehen.
Die Erfindung betrifft auch einen Probenhalter. Der erfindungsgemäße Probenhalter ist zum Halten einer mittels eines Teilchenstrahls zu untersuchenden Probe vorgesehen. Ferner ist er zur Verwendung in einem Verfahren vorgesehen, das mindestens eines der oben genannten Merkmale oder eine Kombination von mehreren oben genannten Merkmalen aufweist. Gemäß der Erfindung ist der Probenhalter zur Einnahme einer vorgebbaren Probenhalterposition beweglich ausgebildet. Ferner weist der Probenhalter mindestens eine erste Probenaufnahme auf, die relativ zum Probenhalter unbeweglich ausgebildet ist. Die erste Probenaufnahme ist somit fest am Probenhalter angeordnet und kann sich relativ zum Probenhalter nicht bewegen. Ferner ist der Probenhalter mit mindestens einer zweiten Probenaufnahme versehen, die im Unterschied zur ersten Probenaufnahme relativ zum Probenhalter zur Einnahme einer Untersuchungsposition beweglich ausgebildet ist.
Ein weiterer erfindungsgemäßer Probenhalter ist ebenfalls zum Halten einer mittels eines Teilchenstrahls zu untersuchenden Probe vorgesehen. Auch dieser Probenhalter ist zur Verwendung in einem Verfahren vorgesehen, das mindestens eines der oben genannten Merkmale oder eine Kombination von mehreren oben genannten Merkmalen aufweist. Der Probenhalter ist wiederum zur Einnahme einer vorgebbaren Probenhalterposition beweglich ausgebildet. Ferner weist der Probenhalter mindestens eine erste Probenaufnahme auf, die relativ zum Probenhalter unbeweglich ausgebildet ist. Die erste Probenaufnahme ist somit fest am Probenhalter angeordnet und kann sich relativ zum Probenhalter nicht bewegen. Ferner ist der Probenhalter mit einer zweiten Probenaufnahme versehen, die eine Vorrichtung zur Einstellung einer vorgebbaren Temperatur einer in der zweiten Probenaufnahme aufnehmbaren Probe aufweist.
Die Erfindung betrifft auch einen weiteren Probenhalter, der ebenfalls zum Halten einer mittels eines Teilchenstrahls zu untersuchenden Probe vorgesehen ist. Auch dieser Probenhalter ist zur Verwendung in einem Verfahren vorgesehen, das mindestens eines der oben genannten Merkmale oder eine Kombination von mehreren oben genannten Merkmalen aufweist. Dieser Probenhalter ist zur Einnahme einer vorgebbaren Probenhalterposition beweglich ausgebildet. Ferner weist der Probenhalter mindestens eine Halteeinrichtung auf, die relativ zum Probenhalter zur Einnahme einer Untersuchungsposition beweglich ausgebildet ist. Ferner weist die Halteeinrichtung mindestens eine erste Probenaufnahme zur Aufnahme einer Referenzprobe und mindestens eine zweite Probenaufnahme zur Aufnahme einer zu untersuchenden Probe auf.
Die Erfindung betrifft auch noch einen weiteren Probenhalter, der ebenfalls zum Halten einer mittels eines Teilchenstrahls zu untersuchenden Probe vorgesehen ist. Auch dieser Probenhalter ist zur Verwendung in einem Verfahren vorgesehen, das mindestens eines der oben genannten Merkmale oder eine Kombination von mehreren oben genannten Merkmalen aufweist. Bei diesem erfindungsgemäßen Probenhalter ist eine netzartige Halteeinrichtung vorgesehen, die eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, wobei mindestens eine erste Öffnung und mindestens eine zweite Öffnung durch mindestens einen Trennsteg voneinander getrennt sind. Die Halteeinrichtung weist beispielsweise eine Gitterstruktur mit zahlreichen Maschen (Öffnungen) und Trennstegen auf. Die Halteeinrichtung ist allerdings nicht auf eine bestimmte netzartige Ausbildung eingeschränkt. Vielmehr ist jede netzartige Ausbildung vorgesehen, beispielsweise eine wabenförmige Ausbildung oder eine netzartige Ausbildung, bei der die Öffnungen kreisförmig ausgebildet sind. Die Halteeinrichtung dieses erfindungsgemäßen Probenhalters weist mindestens eine erste Probenaufnahme zur Aufnahme einer Referenzprobe und mindestens eine zweite Probenaufnahme zur Aufnahme einer zu untersuchenden Probe auf.
Die oben beschriebenen erfindungsgemäßen Probenhalter weisen denselben Vorteil auf, der bereits oben beschrieben wurde: Eine Einstellung mindestens eines Betriebsparameters eines Teilchenstrahlgeräts, beispielsweise eines Transmissionselektronenmikroskops, ist ohne ein Ausschleusen eines der Probenhalter aus dem unter Vakuum gehaltenen Probenbereich des Teilchenstrahlgeräts möglich. Bei den Probenhaltern ist es möglich, an der ersten Probenaufnahme eine Referenzprobe anzuordnen, so dass im laufenden Betrieb des Teilchenstrahlgeräts der Probenhalter nur derart positioniert werden muss, dass die Referenzprobe mit einem im Teilchenstrahlgerät erzeugten Teilchenstrahl bestrahlt und ausgemessen wird.
Der erfindungsgemäße Probenhalter, dessen zweite Probenaufnahme relativ zum Probenhalter beweglich ausgebildet ist, ermöglicht es ferner, eine kristalline Probe ausreichend gut durch Untersuchungen bei verschiedenen Einfallswinkeln des Teilchenstrahls auf die kristalline Probe auszumessen.
Sollte nachfolgend auf den Probenhalter Bezug genommen werden, so sind stets alle vorgenannten Probenhalter gemeint, solange nichts anderes explizit erwähnt wurde.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Probenhalters, welcher die beweglich ausgebildete zweite Probenaufnahme aufweist, kann zusätzlich vorgesehen sein, dass diese eine Vorrichtung zur Einstellung einer vorgebbaren Temperatur einer in der zweiten Probenaufnahme aufnehmbaren Probe aufweist.
Wie bereits oben erwähnt, ist die erste Probenaufnahme des Probenhalters beispielsweise dazu vorgesehen, eine Referenzprobe aufzunehmen. Die zweite Probenaufnahme ist dazu vorgesehen, eine zu untersuchende Probe aufzunehmen. Die Erfindung betrifft selbstverständlich auch alle Probenhalter, bei denen bereits an der ersten Probenaufnahme eine Referenzprobe und an der zweiten Probenaufnahme eine zu untersuchende Probe angeordnet sind.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Probenhalter entlang einer ersten Achse, einer zweiten Achse und einer dritten Achse beweglich ausgebildet sein, wobei die erste Achse, die zweite Achse und die dritte Achse jeweils senkrecht zueinander angeordnet sind. Die dritte Achse ist dabei parallel zu einer optischen Achse des Teilchenstrahlgeräts angeordnet. Zusätzlich ist es bei einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass der Probenhalter um mindestens eine der folgenden Achsen drehbar ausgebildet ist: die erste Achse, die zweite Achse und die dritte Achse. Eine Drehung erfolgt beispielsweise um einen Winkel von 0° bis 180°, oder beispielsweise von 0° bis 90°, wobei die Drehung – wie oben bereits erläutert – in zwei Richtungen erfolgen kann. Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Probenhalter entlang einer ersten Achse in x-Richtung, einer zweiten Achse in y-Richtung und einer dritten Achse in z-Richtung, welche jeweils senkrecht zueinander stehen, translatorisch beweglich. Darüber hinaus ist der Probenhalter um die erste Achse in x-Richtung drehbar ausgebildet. Bei einem Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, den Probenhal ter an einem Goniometer anzuordnen, welches den Probenhalter translatorisch und/oder rotatorisch bewegt.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Probenhalters ist es vorgesehen, dass die beweglich ausgebildete zweite Probenaufnahme um eine Aufnahme-Achse drehbar ist, wobei die Aufnahme-Achse ausgehend von einer Ausgangsposition der zweiten Probenaufnahme in oder parallel zu einer Ebene liegt, welche von zwei der folgenden Achsen aufgespannt ist: die erste Achse, die zweite Achse und die dritte Achse. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die zweite Probenaufnahme ausgehend von der Ausgangsposition der zweiten Probenaufnahme um einen Winkel von 0° bis 180°, insbesondere 0° bis 90° drehbar angeordnet ist. Wie nachfolgend erläutert, kann die Drehung in zwei Richtungen erfolgen. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass die Aufnahme-Achse senkrecht zu einer Längsachse des Probenhalters verläuft und dass die zweite Probenaufnahme ausgehend von der Ausgangsposition der zweiten Probenaufnahme in eine erste Richtung und/oder in eine zweite Richtung jeweils drehbar in einem Winkel von 0° bis 90° angeordnet ist. Es wird explizit darauf hingewiesen, dass die Erfindung auf die vorgenannten Winkel (oder Winkelbereiche) nicht eingeschränkt ist. Vielmehr ist jeder Winkel wählbar, der für eine Untersuchung einer Probe geeignet ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Probenhalters ist es vorgesehen, zur Einstellung der Untersuchungsposition eine mechanische und/oder elektronische Einstellvorrichtung an dem Probenhalter anzuordnen. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Einstellvorrichtung eine Zahnkranzmechanik aufweist. Die Einstellvorrichtung ist aber nicht auf eine Zahnkranzmechanik eingeschränkt. Vielmehr kann jede beliebige Einstellvorrichtung gewählt werden, die geeignet ist, beispielsweise auch eine Einstellvorrichtung mit einem Bandgetriebe und/oder mit einem Exzenter.
Bei dem erfindungsgemäßen Probenhalter mit der netzartigen Halteeinrichtung ist es bei einer alternativen Ausführungsform vorgesehen, dass die Halteeinrichtung mit einer Fläche versehen ist, wobei die Fläche eine Ausnehmung aufweist. In dieser Ausnehmung ist die zu untersuchende Probe aufnehmbar. Bei einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Verhältnis der Fläche zur Ausnehmung einen Wert aufweist, der von 5:1 bis 3:1 beträgt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigen
1 eine schematische Darstellung eines Transmissionselektronenmikroskops;
2 eine schematische Darstellung eines weiteren Transmissionselektronenmikroskops;
3 eine schematische Darstellung eines Probenhalters;
4 eine weitere schematische Darstellung des Probenhalters gemäß 3;
5 eine schematische Darstellung des Probenhalters gemäß 3 mit einer beweglichen zweiten Probenaufnahme;
6 eine schematische Darstellung des Probenhalters gemäß 3 mit einer Heiz- und Kühlvorrichtung;
7A eine schematische Darstellung eines weiteren Probenhalters;
7B eine schematische Darstellung eines weiteren Probenhalters;
8 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Einstellung eines Betriebsparameters eines Teilchenstrahlgeräts;
8A einen Zwischenschritt des Verfahrens nach 8; sowie
9 einen weiteren Zwischenschritt des Verfahrens nach 8.
Nachfolgend wird die Erfindung insbesondere anhand eines Teilchenstrahlgeräts in Form eines Transmissionselektronenmikroskops (nachfolgend TEM genannt) beschrieben. Es wird aber bereits jetzt darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf ein TEM eingeschränkt ist. Vielmehr ist die Erfindung bei jedem Teilchenstrahlgerät einsetzbar, das zur Aufnahme des erfindungsgemäßen Probenhalters und/oder zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines TEM. Das TEM weist eine Elektronenquelle 1 in Form einer thermischen Feldemissionsquelle auf. Allerdings ist durchaus auch eine andere Elektronenquelle verwendbar. Entlang der optischen Achse OA des TEM ist hinter der Elektronenquelle 1 eine Extraktionselektrode 2 angeordnet, durch deren Potential Elektronen aus der Elektronenquelle 1 gesaugt werden. Ferner ist eine erste Elektrode 3 zur Fokussierung der Quellenlage sowie mindestens eine zweite Elektrode 4 in Form einer Anode zur Beschleunigung der Elektronen vorgesehen. Aufgrund der zweiten Elektrode 4 werden die aus der Elektronenquelle 1 austretenden Elektronen mittels einer Elektrodenspannung auf eine gewünschte und einstellbare Energie beschleunigt.
Im weiteren Verlauf auf der optischen Achse OA ist ein mehrstufiger Kondensor angeordnet, der drei Magnetlinsen 5 bis 7 aufweist (nämlich eine erste Magnetlinse 5, eine zweite Magnetlinse 6 und eine dritte Magnetlinse 7), und an den sich ein Objektiv 8 anschließt, welches in Form einer Magnetlinse gegeben ist. Am Objektiv 8 ist eine Objektebene 9 angeordnet, an der eine zu untersuchende Probe mittels eines Probenmanipulators angeordnet werden kann. Durch entsprechende Einstellung der Betriebsparameter (beispielsweise eines Linsenstroms) der ersten Magnetlinse 5, der zweiten Magnetlinse 6, der dritten Magnetlinse 7 sowie des Objektivs 8 ist insbesondere das ausgeleuchtete Feld der Objektebene 9 einstellbar.
Dem Objektiv 8 in zur Elektronenquelle 1 entgegengesetzter Richtung ist ein Korrektor 16 nachgeordnet, welcher mehrere, noch weiter unten beschriebenen Einheiten aufweist. Der Korrektor 16 dient zur Korrektur einer sphärischen Aberration (C_s) des Objektivs 8. Der Korrektor 16 weist eine erste Transferlinse 11 auf, welche als Magnetlinse ausgebildet ist. Die erste Transferlinse 11 bildet eine hintere Brennebene des Objektivs 8 ab. Ferner erzeugt die erste Transferlinse 11 ein reelles Zwischenbild 14 der Objektebene 9. In der Ebene des von der ersten Transferlinse 11 erzeugten Zwischenbilds 14 ist ein erstes Korrektursystem 12 in Form eines Multipols angeordnet. Dem ersten Korrektursystem 12 sind ein zweites Korrektursystem 13 in Form eines weiteren Multipols sowie eine zweite Transferlinse 15 nachgeschaltet. Die zweite Transferlinse 15 bildet das Zwischenbild 14 der Objektebene 9 in die Eingangsbildebene 17 eines Projektivsystems bestehend aus den Linsen 18 und 19 ab. Das Projektivsystem 18, 19 erzeugt dann von der in der Objektebene 9 angeordneten und in die Eingangsbildebene 17 des Projektivsystems 18, 19 abgebildeten Probe ein Bild auf einem Detektor 20.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Teilchenstrahlgeräts, wobei die 2 ein Rastertransmissionselektronenmikroskop (STEM) darstellt. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das Teilchenstrahlgerät gemäß der 2 unterscheidet sich von dem Teilchenstrahlgerät gemäß der 1 im Prinzip nur dadurch, dass der Korrektor 16 vor dem Objektiv 8 angeordnet ist.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines stabförmigen Probenhalters 21, der eine Längsachse aufweist und mit einem ersten Ende 21A und mit einem zweiten Ende 21B versehen ist. An dem ersten Ende 21A werden Proben angeordnet, wie weiter unten noch erläutert wird. 4 zeigt das erste Ende 21A des Probenhalters 21 in einer etwas vergrößerten Darstellung. Der Probenhalter 21 ist an einem Goniometer angeordnet, welches dazu dient, den Probenhalter 21 translatorisch und/oder rotatorisch zu bewegen. Die Anordnung des Probenhalters 21 in einem Goniometer ist aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielhaft wird auf die DE 35 46 095 A1 verwiesen. Aus diesem Grunde wird hier auf eine nähere Darstellung der Anordnung des Probenhalters 21 in dem Goniometer verzichtet. Mittels des Goniometers ist es möglich, den Probenhalter 21 entlang einer ersten Achse in x-Richtung (x-Achse), entlang einer zweiten Achse in y-Richtung (y-Achse) und entlang einer dritten Achse in z-Richtung (z-Achse) zu bewegen. Die erste Achse (x-Achse), die zweite Achse (y-Achse) und die dritte Achse (z-Achse) sind jeweils senkrecht zueinander angeordnet. Zusätzlich ist es möglich, den Probenhalter 21 um die erste Achse (x-Achse) zu drehen, beispielsweise um einen vorgebbaren Winkel α (vgl. auch 4).
An dem Probenhalter 21 ist eine erste Probenaufnahme 23 vorgesehen, welche fest an dem Probenhalter 21 angeordnet ist. Die erste Probenaufnahme 23 ist daher relativ zum Probenhalter 21 nicht beweglich. In der ersten Probenaufnahme 23 ist eine Referenzprobe 25 angeordnet.
Von der ersten Probenaufnahme 23 beabstandet ist in Richtung der Längsachse des Probenhalters 21 eine zweite Probenaufnahme 24 angeordnet, in der eine zu untersuchende Probe 26 aufgenommen ist. Die zweite Probenaufnahme 24 ist in einer Ausnehmung 27 des Probenhalters 21 drehbar um eine Aufnahme-Achse 28 angeordnet. Somit ist die zweite Probenaufnahme 24 relativ zum Probenhalter 21 beweglich angeordnet. Die Aufnahme-Achse 28 verläuft senkrecht zu der Längsachse des Probenhalters 21. Die zweite Probenaufnahme 24 ist ausgehend von einer Ausgangsposition um einen Winkel θ von 0° bis 90° in eine erste Richtung A und/oder eine zweite Richtung B drehbar. Die Ausgangsposition ist bei diesem Ausführungsbeispiel dadurch definiert, dass eine Oberfläche der zu untersuchenden Probe 26 im Wesentlichen parallel zur Oberfläche 29 des Probenhalters 21 angeordnet ist. Die Drehung der zweiten Probenaufnahme 24 erfolgt beispielsweise mit einer Zahnradvorrichtung 30, welche in der 5 schematisch dargestellt ist. Die Erfindung ist aber nicht auf eine Zahnradvorrichtung 30 eingeschränkt. Vielmehr kann jede mechanische und/oder elektronische Vorrichtung verwendet werden, die geeignet ist, die zweite Probenaufnahme 24 relativ zum Probenhalter 21 mittels einer Drehung um die Aufnahme-Achse 28 zu bewegen, um vorgebbare Untersuchungspositionen einzunehmen.
Wie oben bereits erwähnt, ist der Probenhalter 21 um die erste Achse (x-Achse) drehbar. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass ausgehend von einer Ausgangsposition der Probenhalter 21 in eine erste Probenhalterrichtung C und in eine zweite Probenhalterrichtung D jeweils drehbar in einem Winkel α von 0° bis 90° angeordnet ist.
6 zeigt eine alternative Ausführungsform des Probenhalters 21, der im Grunde dem vorbeschriebenen Probenhalter 21 entspricht. Im Unterschied zu diesem weist der in 6 dargestellte Probenhalter 21 eine zweite Probenaufnahme 31 auf, welche mit einer Kühl- und/oder Heizvorrichtung versehen ist. Somit ist es möglich, die in der zweiten Probenaufnahme 31 aufgenommene Probe auf eine bestimmte Temperatur zu bringen. Zusätzlich hierzu kann die zweite Probenaufnahme 31 der 6 genau so beweglich angeordnet sein wie die zweite Probenaufnahme 24 der 4.
7A zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Halteeinrichtung 32 für eine Probe, wobei die Halteeinrichtung 32 bei dem Probenhalter 21 gemäß 4 eingesetzt wird, wie weiter unten noch näher erläutert wird. Die Halteeinrichtung 32 ist bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem Kupferträger gebildet und weist eine erste Probenaufnahme 33 auf, in der eine Referenzprobe 25 aufgenommen ist. Ferner ist die Halteeinrichtung 32 dieses Ausführungsbeispiels mit zwei zweiten Probenaufnahmen 34 versehen, welche sich von einem Basiselement der Halteeinrichtung 32 erstrecken. An einem freiliegenden Ende jeder der zweiten Probenaufnahmen 34 sind zu untersuchende Proben 26 angeordnet, welche lamellenförmig ausgebildet sind und sich seitlich von den zweiten Probenaufnahmen 34 erstrecken.
Die Halteeinrichtung 32 wird an Stelle der zu untersuchenden Probe 26 in die zweite Probenaufnahme 24 des Probenhalters 21 eingesetzt. Sie ist demnach in die Bewegungsrichtungen genau so verstellbar, wie bereits weiter oben erläutert und wie in 4 dargestellt. Insbesondere wird bei einer Drehung der Halteeinrichtung 32 um die Aufnahme-Achse 28 in die Richtung A oder B sowohl die Referenzprobe 25 als auch die zu untersuchende Probe 26 bewegt. Da die Halteeinrichtung 32 in der Regel einen Durchmesser oder eine Längsausdehnung von ca. 3 mm aufweist und da die zu untersuchende Probe 26 und die Referenzprobe 25 im Bereich von weniger als 2 mm voneinander entfernt angeordnet sind, sind die Verfahrwege des Probenhalters 21, um die Referenzprobe 25 oder die zu untersuchende Probe 26 zu untersuchen (wie weiter unten noch erläutert wird), nicht sehr groß.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, zusätzlich zu der hier beschriebenen Halteeinrichtung 32 in der ersten Probenaufnahme 23 des Probenhalters 21 die Referenzprobe 25 zu belassen. Somit ist bei diesem Ausführungsbeispiel sowohl in der ersten Probenaufnahme 23 des Probenhalters 21 als auch in der ersten Probenaufnahme 33 der Halteeinrichtung 32 jeweils eine Referenzprobe 25 angeordnet. Bei einer noch weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist in der ersten Probenaufnahme 23 des Probenhalters 21 keine Referenzprobe 25 angeordnet, sondern nur in der Halteeinrichtung 32. Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform ist die Halteeinrichtung 32 an einem Probenhalter mit nur einer einzelnen Probenaufnahme angeordnet (nicht dargestellt). Ferner wird bei einer noch weiteren Ausführungsform die Halteeinrichtung 32 in die erste Probenaufnahme 23 des Probenhalters 21 (anstatt einer Referenzprobe 25) angeordnet.
7B zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Halteeinrichtung 35 für eine Probe, wobei die Halteeinrichtung 35 bei dem Probenhalter 21 gemäß 4 eingesetzt wird, wie weiter unten noch näher erläu tert wird. Die Halteeinrichtung 35 ist netzartig ausgebildet und ist mit einem Gitternetz 36 versehen, welches sich aus Stegen 37 und Maschen 38 zusammensetzt. Die Maschen 38 sind Öffnungen der netzartigen Ausbildung. Die Halteinrichtung 35 ist über ihre Fläche mit einer Kohlenstoff-Folie 39 überzogen und weist eine Ausnehmung 40 in der Fläche auf, die im wesentlichen einem Viertel der Gesamtfläche der Halteeinrichtung 35 entspricht. An der Kohlenstoff-Folie 39 ist zumindest teilweise auf der Kohlenstoff-Folie eine Referenzprobe 25 aufgebracht. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es vorgesehen, dass die Kohlenstoff-Folie 39 selbst die Referenzprobe 25 ist. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine zu untersuchende Probe 26 vorgesehen. Diese ist in der Ausnehmung 40 an einem ersten Steg 37A und an einem zweiten Steg 37B, welche an die Ausnehmung 40 grenzen, angeordnet. Die beschriebene Halteeinrichtung 35 wird an Stelle der zu untersuchenden Probe 26 in die zweite Probenaufnahme 24 an dem Probenhalter 21 der 4 eingesetzt und ist beweglich, wie oben beschrieben. Des weiteren sind für die Halteeinrichtung 35 auch dieselben alternativen Ausführungsbeispiele vorgesehen wie bei der Halteeinrichtung 32 der 7A.
Die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele mit dem Probenhalter 21 eignen sich insbesondere zur Durchführung des Verfahrens, welches unten näher erläutert wird.
8 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens gemäß der Erfindung, bei dem der oben beschriebene Probenhalter 21 gemäß der 4 verwendet wird. Das Verfahren wird beispielsweise in dem TEM eingesetzt. Es ist aber auch in anderen Teilchenstrahlgeräten einsetzbar, beispielsweise in dem bereits zuvor genannten EFTEM oder STEM. Bei dem nun dargestellten Verfahren erfolgt eine Korrektur des Korrektors 16, welcher zur Korrektur der sphärischen Aberration (C_s) eingesetzt wird.
In einem Verfahrensschritt S1 erfolgt zunächst ein Anordnen der Referenzprobe 25 an der ersten Probenaufnahme 23 des Probenhalters 21. Anschließend erfolgt ein Anordnen einer mittels des Elektronenstrahls des TEM zu untersuchenden Probe 26 an der zweiten Probenaufnahme 24 (Verfahrensschritt S2).
Nach dem Anordnen in den Verfahrensschritten S1 und S2 erfolgt das Einschleusen des Probenhalters 21 in das TEM in den Bereich der Objektebene 9 (Verfahrensschritt S3).
In einem nächsten Verfahrensschritt S4 erfolgt ein Bewegen des Probenhalters 21 derart, dass die zweite Probenaufnahme 24 mit der zu untersuchenden Probe 26 unter dem Elektronenstrahl des Teilchenstrahlgeräts angeordnet ist (Untersuchungsposition, auch zweite Probenhalterposition genannt). Um die Untersuchungsposition einzunehmen, kann die zweite Probenaufnahme 24 relativ zum Probenhalter 21 um die Aufnahme-Achse 28 bewegt werden. Bei dem zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel kann die zweite Probenaufnahme 24 ausgehend von der oben beschriebenen Ausgangsposition in die erste Richtung A und in die zweite Richtung B in einem Winkel von 0° bis 90° gedreht werden.
Sodann erfolgen in einem Verfahrensschritt S5 ein Erzeugen und ein Zuführen des Elektronenstrahls auf die zu untersuchende Probe 26 sowie eine Detektion der dabei entstehenden Wechselwirkungsteilchen, beispielsweise der an der zu untersuchenden Probe 26 gestreuten Elektronen mittels des Detektors 20. Bei einer alternativen Ausführungsform erfolgt das Erzeugen des Elektronenstrahls zwischen den Verfahrensschritten S3 und S4.
In einem dem Verfahrensschritt S5 folgenden Verfahrensschritt S6 erfolgt nun eine Einstellung von Betriebsparametern des TEM. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist dies eine Kalibrierung der ersten Magnetlinse 5, der zweiten Magnetlinse 6 und/oder der dritten Magnetlinse 7 durch Einstellung der für die vorgenannten Magnetlinsen verwendeten Linsenströme. Ferner wird der Korrektor 16 mittels Betriebsparameter geeignet eingestellt.
Sodann wird die eingestellte Untersuchungsposition in einem Speichermedium gespeichert (Verfahrensschritt S7). In einem nachfolgenden Verfahrensschritt S8 wird der Probenhalter 21 nun derart bewegt, dass die Referenzprobe 25 in der ersten Probenaufnahme 23 unter den Elektronenstrahl gebracht wird (Referenzposition, auch erste Probenhalterposition genannt). Diese Referenzposition wird sodann im Speichermedium gespeichert (Verfahrensschritt S9). In einem Verfahrensschritt S10 wird der Elektronenstrahl auf die Referenzprobe 25 geführt und hierbei entstehende Wechselwirkungsteilchen werden detektiert. Der Korrektor 16 wird dabei durch Einstellung von Betriebsparametern des Korrektors 16 ausgerichtet, um eine gute Bildqualität zu erhalten (Verfahrensschritt S11). Der Probenhalter 21 wird sodann in die zuvor gespeicherte Untersuchungsposition bewegt (Verfahrensschritt S12). Anschließend wird der Elektronenstrahl auf die zu untersuchende Probe 26 geführt und die dabei entstehenden Wechselwirkungsteilchen werden dabei detektiert. Entsprechende Detektionssignale werden insbesondere zur Erzeugung von Bildern und Beugungsbildern verwendet (Verfahrensschritt S13). Die entsprechenden Bilder und Beugungsbilder werden im Speichermedium gespeichert (Verfahrensschritt S14).
In einem weiteren Verfahrensschritt S15 wird sodann die Qualität der erhaltenen Bilder und Beugungsbilder ausgewertet. Ist die Qualität nicht ausreichend, so erfolgt ein erneutes Durchlaufen der Verfahrensschritte S8 bis S15, wobei im Verfahrensschritt S11 die Betriebsparameter des Korrektors 16 derart angeglichen werden, dass die Qualität der Bilder und Beugungsbilder verbessert wird.
Sollte die Qualität der Bilder und Beugungsbilder ausreichen, so kann das Verfahren im Verfahrensschritt S16 beendet werden.
Das in der 8 dargestellte Verfahren wird auch eingesetzt, wenn die oben beschriebene Halteeinrichtung 32 gemäß 7A oder die oben beschriebene Halteeinrichtung 35 gemäß 7B in dem Probenhalter 21 eingesetzt ist, jedoch mit den folgenden Änderungen. Im Verfahrensschritt S1 wird die Referenzprobe 25 an der ersten Probenaufnahme 33 der Halteeinrichtung 32 angeordnet. Bei der Halteeinrichtung 35 gemäß der 7B wird an der Kohlenstoff-Folie 39 die Referenzprobe 25 angeordnet. Alternativ hierzu ist vorgesehen, dass die Kohlenstoff-Folie 39 selbst die Referenzprobe 25 ist. Im Verfahrensschritt S2 wird sodann die zu untersuchende Probe 26 an der zweiten Probenaufnahme 34 der Halteeinrichtung 32 bzw. an dem ersten Steg 37A und dem zweiten Steg 37B angeordnet.
In einem danach erfolgenden Verfahrensschritt S2A wird die Halteeinrichtung 32 bzw. die Halteeinrichtung 35 an Stelle der zu untersuchenden Probe 26 in die zweite Probenaufnahme 24 des Probenhalters 21 angeordnet. Im Anschluss daran erfolgt der bereits oben beschriebene Verfahrensschritt S3 (vgl. 8A).
Der Verfahrensschritt S4 ist ebenfalls im Vergleich zu dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel leicht modifiziert. Es erfolgt ein Bewegen des Probenhalters 21 derart, dass die zweite Probenaufnahme 34 bzw. der erste Steg 37A und der zweite Steg 37B mit der zu untersuchenden Probe 26 unter dem Elektronenstrahl des Teilchenstrahlgeräts angeordnet ist (Untersuchungsposition, auch zweite Probenhalterposition genannt). Um die Untersuchungsposition einzunehmen, kann die zweite Probenaufnahme 24 mit der Halteeinrichtung 32 bzw. mit der Halteeinrichtung 35 relativ zum Probenhalter 21 um die Aufnahme-Achse 28 bewegt werden, wie oben bereits beschrieben.
Auch der Verfahrensschritt S8 ist bei Verwendung der Halteeinrichtung 32 bzw. Halteeinrichtung 35 leicht geändert. In diesem Verfahrensschritt S8 wird nun der Probenhalter 21 nun derart bewegt, dass die Referenzprobe 25 der Halteeinrichtung 32 bzw. der Halteeinrichtung 35 unter den Elektronenstrahl gebracht wird (Referenzposition, auch erste Probenhalterposition genannt). Alle weiteren Verfahrensschritte sind bei Verwendung der Halteeinrichtung 32 bzw. der Halteeinrichtung 35 wie oben hinsichtlich der 8 beschrieben.
9 zeigt einen Zwischenschritt S12A, der zwischen den Verfahrenschritten S12 und S13 des Verfahrens gemäß der 8 eingefügt werden kann. In dem Verfahrensschritt S12A wird mittels einer Heiz- und/oder Kühlvorrichtung die zu untersuchende Probe 26 auf eine gewünschte Temperatur gebracht. Anschließend erfolgt das Ausmessen der zu untersuchenden Probe 26, wie bereits zuvor beschrieben.

1: Elektronenquelle
2: Extraktionselektrode
3: erste Elektrode
4: zweite Elektrode (Anode)
5: erste Magnetlinse
6: zweite Magnetlinse
7: dritte Magnetlinse
8: Objektiv
9: Objektebene
10: Objektivblende
11: erste Transferlinse
12: erstes Korrektursystem
13: zweites Korrektursystem
14: Zwischenbild
15: zweite Transferlinse
16: Korrektor
17: Eingangsbildebene
18: erste Linse Projektivsystem
19: zweite Linse Projektivsystem
20: Detektor
21: Probenhalter
21A: erstes Ende Probenhalter
21B: zweites Ende Probenhalter
22
23: erste Probenaufnahme
24: zweite Probenaufnahme
25: Referenzprobe
26: Probe
27: Ausnehmung
28: Aufnahme-Achse
29: Oberfläche Probenhalter
30: Zahnradvorrichtung
31: zweite Probenaufnahme mit Heiz- und Kühlvorrichtung
32: Halteeinrichtung
33: erste Probenaufnahme
34: zweite Probenaufnahme
35: Halteeinrichtung
36: Gitternetz
37: Stege
37A: erster Steg
37B: zweiter Steg
38: Maschen
39: Kohlenstoff-Folie
40: Ausnehmung
OA: optische Achse
A: erste Richtung zweite Probenaufnahme
B: zweite Richtung zweite Probenaufnahme
C: erste Probenhalterrichtung
D: zweite Probenhalterrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 5698856 [0005]
- DE 19926927 A1 [0007]
- DE 3546095 A1 [0052]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Seiten 124 bis 128 des Buches „TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY”, Band 1 von David B. Williams und C. Barry Carter, 1996 [0005]

Claims

Verfahren zur Einstellung mindestens eines Betriebsparameters eines Teilchenstrahlgeräts, bei dem ein Probenhalter (21, 32, 35) mit mindestens einer ersten Probenaufnahme (23, 33, 39) zur Aufnahme einer Referenzprobe (25) und mit mindestens einer zweiten Probenaufnahme (24, 34, 37A, 37B) zur Aufnahme einer mittels eines Teilchenstrahls zu untersuchenden Probe (26) in einem Teilchenstrahlgerät verwendet wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: – Anordnen einer Referenzprobe (25) an der ersten Probenaufnahme (23, 33, 39), – Anordnen einer mittels eines Teilchenstrahls zu untersuchenden Probe (26) an der zweiten Probenaufnahme (24, 34, 37A, 37B), – Bewegen des Probenhalters (21, 32, 35) derart, dass der Teilchenstrahl auf die Referenzprobe (25) an der ersten Probenaufnahme (23, 33, 35) trifft, – Einstellen mindestens eines Betriebsparameters des Teilchenstrahlgeräts durch Untersuchen der Referenzprobe (25) mittels des Teilchenstrahls, – Bewegen des Probenhalters (21, 32, 35) derart, dass der Teilchenstrahl auf die zu untersuchende Probe (26) an der zweiten Probenaufnahme (24, 34, 37A, 37B) trifft, und – Untersuchen der zu untersuchenden Probe (26) mittels des Teilchenstrahls.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem zusätzlich der folgende Schritt vorgesehen ist: – Einschleusen des Probenhalters (21, 32, 35) in das Teilchenstrahlgerät.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Bewegen des Probenhalters (21) erfolgt durch – Drehen des Probenhalters (21) ausgehend von einer Ausgangsposition des Probenhalters (21) in eine erste Probenhalterrichtung (C) und/oder in eine zweite Probenhalterrichtung (D) um einen vorgebbaren Winkel, und/oder durch – Bewegen entlang einer ersten Achse (x-Achse), einer zweiten Achse (y-Achse) und einer dritten Achse (z-Achse), wobei erste Achse (x-Achse), die zweite Achse (y-Achse) und die dritte Achse (z-Achse) jeweils senkrecht zueinander angeordnet sind und wobei die dritte Achse (z-Achse) parallel zu einer optischen Achse des Teilchenstrahlgeräts ausgerichtet ist.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Drehen des Probenhalters (21) um mindestens eine der folgenden Achsen erfolgt: die erste Achse (x-Achse), die zweite Achse (y-Achse) und die dritte Achse (z-Achse).
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, bei dem das Drehen des Probenhalters (21) um einen Winkel von 0° bis 180°, insbesondere 0° bis 90° erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem zusätzlich der folgende Schritt durchgeführt wird: – Einstellen einer Untersuchungsposition der zweiten Probenaufnahme (24) durch Bewegen der zweiten Probenaufnahme (24) relativ zum Probenhalter (21).
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Untersuchungsposition der zweiten Probenaufnahme (24) durch eine Drehung ausgehend von einer Ausgangsposition der zweiten Probenaufnahme (24) um einen Winkel von 0° bis 180°, vorzugsweise von 20° bis 160° eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Untersuchungsposition der zweiten Probenaufnahme (24) durch die Drehung ausgehend von der Ausgangsposition der zweiten Probenaufnahme (24) in eine erste Richtung (A) und/oder in eine zweite Richtung (B) jeweils um einen Winkel von 0° bis 90° erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Betriebsparameter zur Kalibrierung einer elektromagnetischen und/oder elektrostatischen Einrichtung (5, 6, 7, 16) des Teilchenstrahlgeräts, insbesondere eines Korrektors (16) des Teilchenstrahlgeräts, eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die zu untersuchende Probe (26) auf eine vorgebbare Temperatur gebracht wird.
Probenhalter (21) zum Halten einer mittels eines Teilchenstrahls zu untersuchenden Probe (26), insbesondere zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei – der Probenhalter (21) zur Einnahme einer vorgebbaren Probenhalterposition beweglich ausgebildet ist, – der Probenhalter (21) mindestens eine erste Probenaufnahme (23) aufweist, die relativ zum Probenhalter (21) unbeweglich ausgebildet ist, und wobei – der Probenhalter (21) mindestens eine zweite Probenaufnahme (24, 31) aufweist, die relativ zum Probenhalter (21) zur Einnahme einer Untersuchungsposition beweglich ausgebildet ist.
Probenhalter (21) zum Halten einer mittels eines Teilchenstrahls zu untersuchenden Probe (26), insbesondere zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei – der Probenhalter (21) zur Einnahme einer vorgebbaren Probenhalterposition beweglich ausgebildet ist, – der Probenhalter (21) mindestens eine erste Probenaufnahme (23) aufweist, die relativ zum Probenhalter (21) unbeweglich ausgebildet ist, und wobei – der Probenhalter (21) mindestens eine zweite Probenaufnahme (31) aufweist, die eine Vorrichtung zur Einstellung einer vorgebbaren Temperatur einer in der zweiten Probenaufnahme (31) aufnehmbaren Probe (26) aufweist.
Probenhalter (21) zum Halten einer mittels eines Teilchenstrahls zu untersuchenden Probe (26), insbesondere zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei – der Probenhalter (21) zur Einnahme einer vorgebbaren Probenhalterposition beweglich ausgebildet ist, – der Probenhalter (21) mindestens eine Halteeinrichtung (32) aufweist, die relativ zum Probenhalter (21) zur Einnahme einer Untersuchungsposition beweglich ausgebildet ist, und wobei – die Halteeinrichtung (32) mindestens eine erste Probenaufnahme (33) zur Aufnahme einer Referenzprobe (25) und mindestens eine zweite Probenaufnahme (34) zur Aufnahme einer zu untersuchenden Probe (26) aufweist.
Probenhalter (21) zum Halten einer mittels eines Teilchenstrahls zu untersuchenden Probe (26), insbesondere zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei – der Probenhalter (21) mit einer netzartigen Halteeinrichtung (35) versehen ist, die eine Vielzahl von Öffnungen (38) aufweist, wobei mindestens eine erste Öffnung und mindestens eine zweite Öffnung durch mindestens einen Trennsteg (37) voneinander getrennt sind, und wobei – die Halteeinrichtung (35) mindestens eine erste Probenaufnahme (39) zur Aufnahme einer Referenzprobe (25) und mindestens eine zweite Probenaufnahme (37A, 37B) zur Aufnahme einer zu untersuchenden Probe (26) aufweist.
Probenhalter (21) nach einem der Ansprüche 11, 13 und 14, wobei die zweite Probenaufnahme (31) eine Vorrichtung zur Einstellung einer vorgebbaren Temperatur einer in der zweiten Probenaufnahme (31) aufnehmbaren Probe (26) aufweist.
Probenhalter (21) nach Anspruch 11 oder 12, wobei die erste Probenaufnahme (23) zur Aufnahme einer Referenzprobe (25) und die zweite Probenaufnahme (24) zur Aufnahme einer zu untersuchenden Probe (26) ausgebildet sind.
Probenhalter (21) nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei der Probenhalter (21) entlang einer ersten Achse (x-Achse), einer zweiten Achse (y-Achse) und einer dritten Achse (z-Achse) beweglich ausgebildet ist, wobei die erste Achse (x-Achse), die zweite Achse (y-Achse) und die dritte Achse (z-Achse) jeweils senkrecht zueinander angeordnet sind und wobei die dritte Achse (z-Achse) parallel zu einer optischen Achse eines Teilchenstrahlgeräts angeordnet ist.
Probenhalter (21) nach Anspruch 17, wobei der Probenhalter (21) um mindestens eine Achse der folgenden Achsen drehbar ausgebildet ist: die erste Achse (x-Achse), die zweite Achse (y-Achse) und die dritte Achse (z-Achse).
Probenhalter (21) nach Anspruch 18, wobei der Probenhalter (21) um einen Winkel von 0° bis 180°, vorzugsweise von 0° bis 90° drehbar ausgebildet ist.
Probenhalter (21) nach einem der Ansprüche 11 bis 19, wobei die zweite Probenaufnahme (24) oder eine Aufnahmeeinrichtung (24), in der die Halteeinrichtung (32, 35) angeordnet ist, um eine Aufnahme-Achse (28) drehbar ist, wobei die Aufnahme-Achse (28) ausgehend von einer Ausgangsposition der zweiten Probenaufnahme (24) oder der Aufnahmeeinrichtung (24) in oder parallel zu einer Ebene liegt, welche von zwei der folgenden Achsen aufgespannt ist: die erste Achse (x-Achse), die zweite Achse (y-Achse) und die dritte Achse (z-Achse).
Probenhalter (21) nach Anspruch 20, wobei die zweite Probenaufnahme (24) oder die Aufnahmeeinrichtung (24) ausgehend von der Ausgangsposition der zweiten Probenaufnahme (24) oder der Aufnahmeeinrichtung (24) um einen vorgebbaren Winkel drehbar angeordnet ist.
Probenhalter (21) nach Anspruch 20 oder 21, wobei die Aufnahme-Achse (28) senkrecht zu einer Längsachse des Probenhalters (21) verläuft und wobei die zweite Probenaufnahme (24) oder die Aufnahmeeinrichtung (24) ausgehend von der Ausgangsposition in eine erste Richtung (A) und/oder in eine zweite Richtung (B) jeweils drehbar in einem Winkel von 0° bis 180°, vorzugsweise von 0° bis 90° ausgebildet ist.
Probenhalter (21) nach Anspruch 11 bis 22, wobei zur Einstellung einer Untersuchungsposition eine mechanische und/oder elektronische Einstellvorrichtung (30) vorgesehen ist, wobei die Einstellvorrichtung vorzugsweise eine Zahnkranzmechanik aufweist.
Probenhalter (21) nach Anspruch 14, wobei – die Halteeinrichtung (35) mit einer Fläche versehen ist, – die Fläche mit einer Ausnehmung (40) versehen ist, und wobei – in der Ausnehmung (40) eine zu untersuchende Probe (26) aufnehmbar ist.
Probenhalter (21) nach Anspruch 24, wobei das Verhältnis der Fläche zur Ausnehmung (40) einen Wert aufweist, der von 5:1 bis 3:1 beträgt.