DE102010003056B4 - Verfahren zur Erzeugung von Bildern einer Probe - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Erzeugung von Bildern einer Probe (4) mit den folgenden Schritten: – Einbringen einer Probe (4) in eine Probenkammer (3) eines Teilchenstrahlgeräts (1), – Auswählen einer bestimmten Position auf der Oberfläche (56, 56B, 60, 61) der Probe (4), – Zuführen eines Kontrastmittel-Precursors (51) an die bestimmte Position auf der Oberfläche (56, 56B, 60, 61) der Probe (4), – Bereitstellen eines Teilchenstrahls (50) und/oder eines Lichtstrahls (47), – Zuführen des Teilchenstrahls (50) und/oder des Lichtstrahls (47) an die bestimmte Position auf der Oberfläche (56, 56B, 60, 61) der Probe (4) zum Aufbringen einer Kontrastmittelschicht (52, 52A, 52B) an der bestimmten Position auf der Oberfläche (56, 56B, 60, 61) der Probe (4) durch Wechselwirkung des Teilchenstrahls (50) und/oder des Lichtstrahls (47) mit dem Kontrastmittel-Precursor (51), – Belassen der Kontrastmittelschicht (52, 52A, 52B) auf der Oberfläche (56, 56B, 60, 61) der Probe (4) für eine vorbestimmte Zeit, wobei in der vorbestimmten Zeit ein erster Teil (53) der Kontrastmittelschicht (52, 52A, 52B) in die Probe (4) diffundiert und wobei ein zweiter Teil (54) der Kontrastmittelschicht (52, 52A, 52B) auf der Oberfläche (56, 56B, 60, 61) der Probe (4) verbleibt, sowie ...

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Bildern einer Probe, insbesondere einer organischen Probe.
• Elektronenstrahlgeräte, insbesondere ein Rasterelektronenmikroskop (nachfolgend auch SEM genannt) und/oder ein Transmissionselektronenmikroskop (nachfolgend auch TEM genannt), werden zur Untersuchung von Objekten (Proben) verwendet, um Kenntnisse hinsichtlich der Eigenschaften und Verhalten unter bestimmten Bedingungen zu erhalten.
• Bei einem SEM wird ein Elektronenstrahl (nachfolgend auch Primärelektronenstrahl genannt) mittels eines Strahlerzeugers erzeugt und durch ein Strahlführungssystem auf ein zu untersuchendes Objekt fokussiert. Mittels einer Ablenkeinrichtung wird der Primärelektronenstrahl rasterförmig über eine Oberfläche des zu untersuchenden Objekts geführt. Die Elektronen des Primärelektronenstrahls treten dabei in Wechselwirkung mit dem zu untersuchenden Objekt. Als Folge der Wechselwirkung werden insbesondere Elektronen vom Objekt emittiert (so genannte Sekundärelektronen) und Elektronen des Primärelektronenstrahls zurückgestreut (so genannte Rückstreuelektronen). Die Sekundärelektronen und Rückstreuelektronen werden detektiert und zur Bilderzeugung verwendet. Man erhält somit eine Abbildung des zu untersuchenden Objekts.
• Bei einem TEM wird ebenfalls ein Primärelektronenstrahl mittels eines Strahlerzeugers erzeugt und mittels eines Strahlführungssystems auf ein zu untersuchendes Objekt fokussiert. Der Primärelektronenstrahl durchstrahlt das zu untersuchende Objekt. Beim Durchtritt des Primärelektronenstrahls durch das zu untersuchende Objekt treten die Elektronen des Primärelektronenstrahls mit dem Material des zu untersuchenden Objekts in Wechselwirkung. Die durch das zu untersuchende Objekt hindurchtretenden Elektronen werden durch ein System bestehend aus einem Objektiv und einem Projektiv auf einen Leuchtschirm oder auf einen Detektor (beispielsweise eine Kamera) abgebildet. Die Abbildung kann dabei auch im Scanning-Modus eines TEM erfolgen. Ein derartiges TEM wird in der Regel als STEM bezeichnet. Zusätzlich kann es vorgesehen sein, an dem zu untersuchenden Objekt zurückgestreute Elektronen und/oder von dem zu untersuchenden Objekt emittierte Sekundärelektronen mittels eines weiteren Detektors zu detektieren, um ein zu untersuchendes Objekt abzubilden.
• Ferner ist es aus dem Stand der Technik bekannt, Kombinationsgeräte zur Untersuchung von Objekten zu verwenden, bei denen sowohl Elektronen als auch Ionen auf ein zu untersuchendes Objekt geführt werden können. Beispielsweise ist es bekannt, ein SEM zusätzlich mit einer Ionenstrahlsäule auszustatten. Mittels eines in der Ionenstrahlsäule angeordneten Ionenstrahlerzeugers werden Ionen erzeugt, die zur Präparation eines Objekts (beispielsweise Abtragen von Material des Objekts oder Aufbringen von Material auf das Objekt) oder auch zur Bildgebung verwendet werden. Das SEM dient hierbei insbesondere zur Beobachtung der Präparation, aber auch zur weiteren Untersuchung des präparierten oder unpräparierten Objekts.
• Es existieren Proben, die aufgrund ihrer Materialbeschaffenheit bei einer Abbildung mittels eines Teilchenstrahlgeräts oder einer lichtoptischen Vorrichtung Abbildungen nur mit einem geringen Kontrast ermöglichen. Zu diesen Proben zählen beispielsweise organische Proben, insbesondere biologische Gewebe. Um den Kontrast bei Abbildung einer derartigen Probe zu erhöhen, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, eine derartige Probe einzufärben. Beispielsweise wird eine derartige Probe in eine verdünnte Lösung aus Osmiumtetroxid oder Rutheniumtetroxid getaucht. Die Probe verbleibt eine gewisse Zeit in der Lösung. Die Dauer des Verbleibs der Probe kann von mehreren Minuten bis einigen Stunden betragen. Im Anschluss daran wird die Probe aus der Lösung genommen und gewaschen, um überschüssiges Osmiumtetroxid bzw. Rutheniumtetroxid, welches sich nicht mit der Probe verbunden hat, zu entfernen. Der vorbeschriebene Vorgang zur Einfärbung der Probe ist allerdings aufwendig.
• Wie oben bereits erwähnt, sind Kombinationsgeräte bekannt, die sowohl einen Elektronenstrahl als auch einen Ionenstrahl bereitstellen. Insbesondere ist es aus dem Stand der Technik bekannt, ein Teilchenstrahlgerät zu verwenden, welches sowohl mit einer Elektronenstrahlsäule als auch mit einer Ionenstrahlsäule versehen ist. Die Elektronenstrahlsäule stellt einen Elektronenstrahl zur Verfügung, welcher auf eine Probe fokussiert wird. Die Probe ist dabei in einer unter Vakuum gehaltenen Probenkammer angeordnet. Die Ionenstrahlsäule stellt einen Ionenstrahl zur Verfügung, welcher ebenfalls auf die Probe fokussiert wird. Mittels des Ionenstrahls wird beispielsweise eine Schicht der Oberfläche entfernt. Nach Entfernung der Schicht der Oberfläche der Probe ist eine weitere Oberfläche der Probe freigelegt. Durch ein Gasinjektionssystem wird eine Vorläufersubstanz (Precursor) eines Färbungsmittels (Kontrastmittel), nämlich gasförmiges Osmiumtetroxid, in die Probenkammer eingelassen. Durch Wechselwirkung des Ionenstrahls mit dem gasförmigen Osmiumtetroxid wird die weitere Oberfläche der Probe eingefärbt. Dabei scheidet sich im Wesentlichen eine Schicht Osmium oder eine Osmium enthaltende Schicht auf der weiteren Oberfläche ab. Der Vorgang des Einfärbens wird durch Einstellen der Zufuhr des gasförmigen Osmiumtetroxid in die Probenkammer beendet. Ferner wird in der Probenkammer verbleibendes Osmiumtetroxid abgepumpt. Im Anschluss hieran erfolgt eine Abbildung der weiteren Oberfläche. Das bekannte Verfahren sieht eine Wiederholung der vorbeschriebenen Schritte vor. So wird erneut eine Schicht der Oberfläche entfernt, bis wiederum eine weitere Oberfläche freigelegt ist. Diese weitere Oberfläche wird wiederum eingefärbt und mittels des Elektronenstrahls abgebildet.
• Der vorgenannte Stand der Technik weist jedoch den Nachteil auf, dass die Schichtdicke der auf die Oberfläche jeweils abgeschiedenen Kontrastmittelschicht derart ausgebildet sein kann, dass unter einer dicken Kontrastmittelschicht liegende Strukturen der Probe schlecht untersucht werden können. Ferner wird bei bekannten Verfahren, insbesondere bei einem Eintauchen der Probe, stets die gesamte Oberfläche der Probe eingefärbt. Es ist jedoch wünschenswert, den Kontrast nur eines ganz bestimmten eingeschränkten Bereichs der Oberfläche der Probe zu verändern.
• Aus dem Stand der Technik ist auch ein Messverfahren für einen Halbleiter bekannt, bei dem eine Erhöhung eines Kontrastes eines Bildes vorgesehen ist. Bei dem bekannten Messverfahren wird mittels eines fokussierten Ionenstrahls Material von einem Halbleitersubstrat entfernt, um eine Oberfläche freizulegen. Bei der Entfernung des Materials mittels des fokussierten Ionenstrahls entstehen Reaktionsprodukte, die sich auf der freigelegten Oberfläche wieder ablagern. Dies führt jedoch zu einer Verschlechterung des Kontrasts. Um den Kontrast zu verbessern, werden der durch den fokussierten Ionenstrahl freigelegten Oberfläche des Halbleitersubstrats gleichzeitig sowohl ein Fluor enthaltendes Gas als auch ein Hochenergiestrahl zugeführt. Hierdurch werden die Reaktionsprodukte, welche sich auf der Oberfläche des Halbleitersubstrats wieder ablagern, entfernt. Auf diese Weise wird der Kontrast erhöht.
• Hinsichtlich des Standes der Technik wird auf die EP 1 890 136 A1 , die EP 1 890 137 A1 sowie die US 6,881,955 B2 verwiesen.
• Aus einer Veröffentlichung mit der Überschrift ”Focused ion beam technology and ultimate applications” von Gierak (Semicond. Sci. Technol. 24 (2009) 043001) ist ein Verfahren zur Herstellung einer leitenden Schicht auf einer Probe bekannt, bei dem eine Probe in eine Probenkammer eines Teilchenstrahlgeräts eingebracht wird und eine bestimmte Position auf einer Oberfläche der Probe ausgewählt wird. Es wird ein gasförmiger Metall-Precursor an die bestimmte Position auf der Oberfläche der Probe geführt. Durch Wechselwirkung des fokussierten Ionenstrahls mit dem gasförmigen Precursorgas wird eine Metallschicht aufgebracht.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Erzeugung eines Bildes einer Probe anzugeben, mit dem eine Abbildung möglichst aller Strukturen einer Probe mit ausreichend gutem Kontrast ermöglicht wird und welches einfach durchzuführen ist.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der weiteren Beschreibung, den beigefügten Figuren und/oder den beigefügten Ansprüchen.
• Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Bilder einer Probe, insbesondere einer organischen Probe, erzeugt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Probe in eine Probenkammer eines Teilchenstrahlgeräts eingebracht. Die Probenkammer wird beispielsweise unter Vakuum gehalten. Ferner wird eine bestimmte Position oder ein bestimmter begrenzter Bereich auf der Oberfläche der Probe ausgewählt. Zu dieser bestimmten Position oder zu diesem bestimmten begrenzten Bereich auf der Oberfläche wird ein gasförmiger Kontrastmittel-Precursor geführt. Dabei wird vorstehend und auch nachstehend unter einem Kontrastmittel-Precursor eine Vorläufersubstanz eines Kontrastmittels verstanden, das auf der Probe aufgebracht wird. Darüber hinaus erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Bereitstellen eines Teilchenstrahls und/oder eines Lichtstrahls. Der Teilchenstrahl und/oder der Lichtstrahl wird bzw. werden an die bestimmte Position oder in den bestimmten begrenzten Bereich auf der Oberfläche der Probe geführt. Durch eine Wechselwirkung des Teilchenstrahls und/oder des Lichtstrahls mit dem freien gasförmigen oder an der Oberfläche der Probe adsorbierten Kontrastmittel-Precursor wird eine Kontrastmittelschicht an der bestimmten Position oder in dem bestimmten begrenzten Bereich auf die Oberfläche der Probe aufgebracht. Es erfolgt somit ein lokales Aufbringen der Kontrastmittelschicht. Beispielsweise wird die Kontrastmittelschicht in einem Bereich von bis zu 150 μm, beispielsweise von bis zu 50 μm oder von bis zu 5 μm um die bestimmte Position auf der Oberfläche der Probe aufgebracht. Die vorgenannten Werte sind nur beispielhaft zu verstehen. Die Erfindung ist keineswegs hierauf eingeschränkt. Die vorgenannten Werte können durchaus größer oder auch kleiner gewählt werden. Weitere mögliche Werte sind weiter unten genannt. Ferner ist die Form des bestimmten begrenzten Bereichs nicht eingeschränkt. Vielmehr ist für das erfindungsgemäße Verfahren die Form des bestimmten begrenzten Bereichs beliebig wählbar. Somit kann die Kontrastmittelschicht jede geeignete geometrische Ausbildung aufweisen.
• Die Kontrastmittelschicht wird auf der Oberfläche für eine vorbestimmte Zeit belassen. Diese vorbestimmte Zeit ist derart gewählt, dass ein erster Teil der Kontrastmittelschicht in die Probe diffundiert. Jedoch verbleibt ein zweiter Teil der Kontrastmittelschicht auf der Oberfläche der Probe. Im Anschluss daran wird die Probe mittels einer optischen Vorrichtung, einer teilchenoptischen Vorrichtung und/oder des Teilchenstrahls abgebildet. Beispielsweise wird ein Elektronenstrahlgerät verwendet, insbesondere ein SEM oder ein TEM. Die Probe ist beispielsweise als TEM-Lamelle ausgebildet, welche zur weiteren Untersuchung in einem TEM eingesetzt werden kann.
• Die Erfindung weist den Vorteil auf, dass der Ort des Aufbringens der Kontrastmittelschicht auf der Oberfläche der Probe bestimmt wird. Es erfolgt somit ein lokales Aufbringen der Kontrastmittelschicht. Es ist beispielsweise möglich, nur einen ganz bestimmten ersten Bereich auf der Oberfläche der Probe mit der Kontrastmittelschicht zu versehen, während ein zweiter Bereich auf der Oberfläche der Probe nicht mit der Kontrastmittelschicht versehen wird. Dieser zweite (ungefärbte) Bereich steht dann beispielsweise für Kontrollmessungen oder für weitere Untersuchungen zur Verfügung. Beispielsweise sind Vergleichsmessungen zwischen dem ersten (gefärbten) Bereich der Probe und dem zweiten (ungefärbten) Bereich der Probe möglich.
• Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, dass die Einfärbung der Probe aufgrund der Diffusion des Kontrastmittels in die Probe erhalten bleibt, so dass ein ausreichend guter Kontrast bei einer Abbildung der Probe erzielt wird. Darüber hinaus ist der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielte Kontrast durch die Wahl der vorbestimmten Zeit und somit durch Beeinflussung des Grades der Diffusion des Kontrastmittels in die Probe beeinflussbar.
• Eine auf diese Weise behandelte Probe kann in einem TEM näher untersucht werden. Hierdurch ist es möglich, den in die Probe diffundierten ersten Teil der Kontrastmittelschicht zu lokalisieren. Somit kann die Verteilung des ersten Teils der Kontrastmittelschicht bestimmt und dargestellt werden. Insbesondere ist beispielsweise durch Anfertigen und Untersuchen von mehreren Schnitten der Probe auch eine dreidimensionale Darstellung möglich.
• Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die oben genannten Merkmale aufweisen. Zusätzlich ist es vorgesehen, dass der zweite Teil der Kontrastmittelschicht mittels des Teilchenstrahls entfernt wird und dass der erste Teil der Kontrastmittelschicht in der Probe verbleibt. Zusätzlich oder alternativ hierzu ist auch folgende Ausführungsform vorgesehen. Bei dieser Ausführungsform wird ebenfalls eine Probe in eine Probenkammer eines Teilchenstrahlgeräts eingebracht. Die Probenkammer wird beispielsweise unter Vakuum gehalten. Ferner wird auf eine Oberfläche der Probe ein gasförmiger Kontrastmittel-Precursor geführt. Darüber hinaus erfolgt ein Bereitstellen eines Teilchenstrahls und/oder eines Lichtstrahls. Der Teilchenstrahl und/oder der Lichtstrahl wird bzw. werden auf die Oberfläche der Probe geführt. Durch eine Wechselwirkung des Teilchenstrahls und/oder des Lichtstrahls mit dem gasförmigen Kontrastmittel-Precursor wird eine Kontrastmittelschicht auf die Oberfläche der Probe aufgebracht. Diese Kontrastmittelschicht wird auf der Oberfläche für eine vorbestimmte Zeit belassen. Diese vorbestimmte Zeit ist derart gewählt, dass ein erster Teil der Kontrastmittelschicht in die Probe diffundiert. Jedoch verbleibt ein zweiter Teil der Kontrastmittelschicht auf der Oberfläche der Probe. Nach Ablauf der vorbestimmten Zeit wird der zweite Teil der Kontrastmittelschicht mittels des Teilchenstrahls entfernt und der erste Teil der Kontrastmittelschicht verbleibt in der Probe. Insoweit wird nur der zweite Teil der Kontrastmittelschicht von der Oberfläche der Probe entfernt, welcher nicht in die Probe diffundiert ist. Im Anschluss wird die Probe mittels einer optischen Vorrichtung, einer teilchenoptischen Vorrichtung und/oder des Teilchenstrahls abgebildet. Beispielsweise wird ein Elektronenstrahlgerät verwendet, insbesondere ein SEM oder ein TEM. Die Probe ist beispielsweise als TEM-Lamelle ausgebildet, welche zur weiteren Untersuchung in einem TEM eingesetzt werden kann.
• Die vorstehenden Ausführungsformen weisen den Vorteil auf, dass nur der zweite Teil der Kontrastmittelschicht, welcher nicht in die Probe diffundiert, entfernt wird. Demnach wird vermieden, dass Strukturen auf der Oberfläche der Probe derart verdeckt werden, dass diese nicht abgebildet werden können. Es wird aber explizit darauf hingewiesen, dass auch ein Teil der Kontrastmittelschicht auf der Probenoberfläche verbleiben kann, so dass die zu untersuchenden Probenstrukturen durch den Ionenstrahl oder den Lichtstrahl nicht beschädigt werden. Durch Zuführung von geeigneten Gasen kann jedoch mit dem Ionenstrahl oder dem Lichtstrahl auch Material lokal selektiv geätzt werden, so dass es zu keiner Schädigung der zu untersuchenden Probenstrukturen kommt. Es sind auch Ausführungsformen vorgesehen, bei denen der zweite Teil der Kontrastmittelschicht nicht vollständig von der Oberfläche der Probe entfernt wird, sondern bei denen eine gewisse Schichtdicke des zweiten Teils der Kontrastmittelschicht auf der Oberfläche der Probe verbleibt. Diese Schichtdicke ist jedoch derart gewählt, dass unter dem verbleibenden zweiten Teil der Kontrastmittelschicht angeordnete Strukturen weiterhin abgebildet werden können. Die Schichtdicke liegt hier beispielsweise im Bereich von 1 nm bis 500 nm, oder aber auch im Bereich von 1 nm bis 100 nm, oder im Bereich von 1 nm bis zu 50 nm, oder im Bereich von 1 nm bis zu 10 nm. Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sehen beispielsweise eine Schichtdicke von ca. 10 nm vor.
• Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zusätzlich oder alternativ die Oberfläche der Probe mit einem ersten Oberflächenbereich und mit einem zweiten Oberflächenbereich bereitgestellt, wobei der erste Oberflächenbereich nicht an dem zweiten Oberflächenbereich angrenzt. Diese Ausführungsform ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die zu untersuchende Probe eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist (beispielsweise eine Vorderseite und eine Rückseite, welche der Vorderseite gegenüberliegt). Beispielsweise sind der erste Oberflächenbereich an der ersten Seite und der zweite Oberflächenbereich an der zweiten Seite angeordnet. Sowohl der erste Oberflächenbereich als auch der zweite Oberflächenbereich können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden. Zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es beispielsweise vorgesehen, die zu untersuchende Probe derart zu bewegen, dass der erste Oberflächenbereich in einer ersten Position der zu untersuchenden Probe behandelt wird und dass der zweite Oberflächenbereich in einer zweiten Position der zu untersuchenden Probe behandelt wird. Bei einer alternativen Ausführungsform ist es vorgesehen, dass der erste Oberflächenbereich und der zweite Oberflächenbereich durchaus aneinander grenzen. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn die Probe beispielsweise keilförmig ausgebildet ist, wobei der erste Oberflächenbereich und der zweite Oberflächenbereich jeweils eine Fläche eines Keils bilden, die aufeinander zulaufen.
• Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bzw. werden zusätzlich oder alternativ nach dem Aufbringen der Kontrastmittelschicht der Teilchenstrahl und/oder der Lichtstrahl von der Oberfläche der Probe (beispielsweise von der oben genannten bestimmten Position) weggeführt. Dies ist insbesondere vorgesehen, um die Wechselwirkung des Teilchenstrahls und/oder des Lichtstrahls mit dem freien gasförmigen oder auf der Oberfläche der Probe adsorbierten Kontrastmittel-Precursor zu beenden. Auf diese Weise ist es möglich, die Dicke der aufgebrachten Kontrastmittelschicht zu beeinflussen.
• Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist zusätzlich oder alternativ die auf die Probe aufgebrachte Kontrastmittelschicht recht dünn ausgebildet. Beispielsweise wird die Kontrastmittelschicht mit einer Schichtdicke im Bereich von 1 nm bis 1000 nm, oder aber auch im Bereich von 1 nm bis 100 nm, oder aber auch im Bereich von 1 nm bis 50 nm, oder aber auch im Bereich von 1 nm bis 5 nm auf die Oberfläche der Probe aufgebracht. Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sehen beispielsweise eine Schichtdicke von ca. 10 nm vor.
• Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zusätzlich oder alternativ ein Bild der Probe aufgenommen, beispielsweise mittels eines spektroskopischen Verfahrens, mittels des Teilchenstrahls und/oder mittels des Lichtstrahls. Im Anschluss daran wird ein Bildkontrast mittels des aufgenommenen Bildes bestimmt. Insbesondere ist es bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, mehrfach hintereinander ein Bild der Oberfläche der Probe mittels der optischen Vorrichtung, der teilchenoptischen Vorrichtung und/oder des Teilchenstrahls aufzunehmen, um anschließend mittels jedes aufgenommenen Bilds den Bildkontrast zu bestimmen. Beispielsweise erfolgt dies vor dem Entfernen des zweiten Teils der Kontrastmittelschicht. Der vorstehend und nachstehend genannte Bildkontrast bestimmt sich beispielsweise durch den so genannten Weber-Kontrast oder Michelson-Kontrast. Der Weber-Kontrast K_Weber ist durch die folgende Gleichung gegeben:

  
• Der Michelson-Kontrast K_Michelson ist durch die folgende Gleichung gegeben:

  
• Mit I_MAX ist die maximal gemessene Intensität eines Bildes oder eines Bildausschnitts zu einem bestimmten Zeitpunkt t bezeichnet. Hingegen ist mit I_MIN die minimal gemessene Intensität eines Bildes oder eines Bildausschnitts zu einem bestimmten Zeitpunkt t bezeichnet. Auf diese Weise lässt sich der Grad der Diffusion (also der Grad der Kontrastierung und Einfärbung) kontrollieren. Somit ist es möglich, durch Anwendung eines geeigneten Stopp-Vorgangs, der die Diffusion beendet, einen gewünschten Bildkontrast zu erzielen. Insbesondere ist es vorgesehen, bei jeder Abbildung der Probe den zu dem Zeitpunkt der Abbildung vorhandenen Bildkontrast festzustellen. Wenn der gewünschte Bildkontrast erzielt ist, dann wird die Kontrastierung und die Diffusion beendet. Hierzu wird der zweite Teil der Kontrastmittelschicht bei Erreichung des gewünschten Bildkontrasts entfernt.
• Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zusätzlich oder alternativ die Temperatur der Probe geregelt, um die Diffusion des ersten Teils der Kontrastmittelschicht, welche temperaturabhängig ist, in die Probe zu steuern. Hierzu eignet sich beispielsweise die Verwendung eines Probenhalters, der mit einer Heizvorrichtung ausgestattet ist. An dem Probenhalter ist die zu untersuchende Probe angeordnet. Mittels der Heizvorrichtung wird die Temperatur der Probe beeinflusst. Zusätzlich oder alternativ hierzu ist es beispielsweise vorgesehen, die Probe mittels eines Laserstrahls, beispielsweise eines Laserstrahls im Infrarotbereich zu heizen.
• Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass der Teilchenstrahl beispielsweise eine Energie von kleiner oder gleich 1 keV aufweist. Er ist also niederenergetisch ausgebildet. Ferner ist es beispielsweise vorgesehen, den Teilchenstrahl als Ionenstrahl oder Elektronenstrahl auszubilden. Insbesondere ist er als Edelgasionenstrahl, beispielsweise als Argonionenstrahl ausgebildet. Die Erfindung ist aber nicht auf einen Argonionenstrahl eingeschränkt. Vielmehr kann bei der Erfindung jeder geeignete Teilchenstrahl eingesetzt werden.
• Bei einem wiederum weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zusätzlich oder alternativ zwei Teilchenstrahlen zur Verfügung gestellt. Der bereits oben genannte Teilchenstrahl wird bei diesem Ausführungsbeispiel als ein erster Teilchenstrahl bereitgestellt. Zusätzlich wird ein zweiter Teilchenstrahl bereitgestellt. Sowohl der erste Teilchenstrahl als auch der zweite Teilchenstrahl haben bei diesem Ausführungsbeispiel bestimmte Funktionen. So wird mittels des ersten Teilchenstrahls Kontrastmittel auf die Oberfläche der Probe aufgebracht und/oder der zweite Teil der Kontrastmittelschicht von der Oberfläche der Probe entfernt. Sowohl das Aufbringen als auch das Entfernen kann bei diesem Ausführungsbeispiel durch eine Abbildung der Probe mittels des zweiten Teilchenstrahls beobachtet werden. Der zweite Teilchenstrahl wird beispielsweise als Elektronenstrahl bereitgestellt. Insbesondere ist es vorgesehen, den Elektronenstrahl eines SEM zu verwenden.
• Bei einem wiederum weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zusätzlich oder alternativ der gasförmige Kontrastmittel-Precursor als gasförmiges Osmiumtetroxid oder als gasförmiges Rutheniumtetroxid zugeführt. Zusätzlich oder alternativ ist es vorgesehen, dass der Lichtstrahl als Laserstrahl bereitgestellt wird. Hierbei wird die Strahlungsenergie des Laserstrahls genutzt oder die Wellenlänge des Laserstrahls ist dabei derart gewählt, dass die erzielte Photonenenergie des Laserstrahls auf die Bindungsenergie des gasförmigen Kontrastmittel-Precursor abgestimmt ist. Das Vorgenannte ermöglicht es beispielsweise, Osmiumtetroxid in Osmium, Osmium enthaltende Reaktionsprodukte und/oder andere Reaktionsprodukte aufzuspalten. Diese Reaktionsprodukte adsorbieren oder sind bereits auf der Oberfläche der Probe adsorbiert. Beispielsweise wird ein Laserstrahl mit einer Wellenlänge aus dem Bereich von 0,1 μm bis 250 μm ausgewählt. Als Laser eignen sich insbesondere CO₂-Laser, Excimer-Laser, Festkörper-Laser, Halbleiter-Laser und Farbstofflaser. Die Erfindung ist aber nicht auf die vorgenannten Laserarten eingeschränkt. Vielmehr kann jeder geeignet Laser verwendet werden. Wiederum zusätzlich oder alternativ hierzu ist es vorgesehen, den Lichtstrahl als UV-Licht, beispielsweise mit einer Wellenlänge von 1 nm bis 400 nm, bereitzustellen.
• Ein weiteres Verfahren betrifft die Herstellung einer leitenden Schicht auf einer Probe, insbesondere einer organischen Probe. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist ein Einbringen einer Probe in eine Probenkammer eines Teilchenstrahlgeräts vorgesehen, wobei die Probenkammer beispielsweise unter Vakuum gehalten wird. Ferner wird eine bestimmte Position auf einer Oberfläche ausgewählt und ein gasförmiger Metall-Precursor an die bestimmte Position auf der Oberfläche der Probe geführt, beispielsweise gasförmiges Osmiumtetroxid oder gasförmiges Rutheniumtetroxid. Dabei wird vorstehend und auch nachstehend unter einem Metall-Precursor eine Vorläufersubstanz eines Metalls verstanden, das auf der Probe aufgebracht wird. Ferner sieht es das Verfahren vor, dass ein Edelgasionenstrahl bereitgestellt wird. Der Edelgasionenstrahl wird zu der bestimmten Position auf der Oberfläche der Probe geführt, wobei der Edelgasionenstrahl mit dem gasförmigen Metall-Precursor derart wechselwirkt, dass eine Metall enthaltende Schicht auf der Oberfläche der Probe aufgebracht wird. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Metall enthaltende Schicht mit einer Schichtdicke von bis zu 1000 nm, beispielsweise von bis zu 100 nm, oder beispielsweise bis zu 50 nm, oder beispielsweise bis zu 10 nm, oder beispielsweise bis zu 5 nm oder beispielsweise bis zu 1 nm aufgebracht wird. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es vorgesehen, dass die Metall enthaltende Schicht in einem Bereich von bis zu 1000 μm, beispielsweise von bis zu 500 μm, oder von bis zu 250 μm, oder von bis zu 50 μm, oder von bis zu 25 μm oder von bis zu 5 μm um die bestimmte Position auf der Oberfläche der Probe aufgebracht wird.
• Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen mittels Figuren näher erläutert. Dabei zeigen
• 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Teilchenstrahlgeräts zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
• 2 schematische Darstellungen eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
• 3 schematische Darstellungen eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
• 4 schematische Darstellungen eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
• 5 schematische Darstellungen einer leicht abgewandelten Ausführungsform des dritten Ausführungsbeispiels gemäß 4;
• 6 schematische Darstellungen eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens; sowie
• 7 eine schematische Darstellung eines Bildkontrasts in Abhängigkeit von der Zeit.
• 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Teilchenstrahlgeräts 1, mit dem das Verfahren gemäß der Erfindung durchgeführt werden kann. Das Teilchenstrahlgerät 1 weist zwei Teilchenstrahlsäulen auf, nämlich eine erste Teilchenstrahlsäule 2 und eine zweite Teilchenstrahlsäule 45, die an einer Probenkammer 3 angeordnet sind. Die erste Teilchenstrahlsäule 2 ist als Elektronenstrahlsäule ausgebildet und ist hinsichtlich der Probenkammer 3 vertikal angeordnet.
• Die erste Teilchenstrahlsäule 2 weist einen Strahlerzeuger 5 in Form einer Elektronenquelle (Kathode) und ein System bestehend aus einer ersten Elektrode 6 und einer zweiten Elektrode 7 auf. Die zweite Elektrode 7 bildet ein Ende eines Strahlführungsrohrs (nicht dargestellt). Beispielsweise ist der Strahlerzeuger 5 als thermischer Feldemitter ausgebildet. Elektronen, die aus dem Strahlerzeuger 5 austreten, werden aufgrund einer Potentialdifferenz zwischen dem Strahlerzeuger 5 und der zweiten Elektrode 7 auf ein vorgebbares Potential beschleunigt und bilden einen Primärelektronenstrahl. Das Strahlführungsrohr ist durch eine Öffnung einer als Objektiv 16 wirkenden Magnetlinse geführt. Das Objektiv 16 ist mit Polschuhen (nicht dargestellt) versehen, in denen Spulen (nicht dargestellt) angeordnet sind. Ferner sind Rastermittel 13 vorgesehen, durch die der Primärelektronenstrahl abgelenkt und über ein in der Probenkammer 3 angeordnetes Objekt 4 gerastert werden kann. Das Objekt 4 ist an einem verstellbaren Objekthalter 8 angeordnet. Der Objekthalter 8 ist in drei zueinander senkrecht angeordnete Richtungen (x-Richtung, y-Richtung und z-Richtung) beweglich ausgebildet. Ferner ist er um eine erste Rotationsachse und um eine zweite Rotationsachse drehbar, wobei die erste Rotationsachse und die zweite Rotationsachse senkrecht zueinander angeordnet sind. Es wird explizit darauf hingewiesen, dass der Objekthalter 8 zusätzlich oder alternativ auch entlang mindestens einer weiteren Achse beweglich ist oder um mindestens eine weitere Achse drehbar ist.
• Zur Bildgebung werden Sekundärelektronen und/oder Rückstreuelektronen, die aufgrund der Wechselwirkung des Primärelektronenstrahls mit dem Objekt 4 entstehen, durch eine Detektoranordnung des Teilchenstrahlgeräts 1 detektiert. Hierzu ist ein erster Detektor 14 objektseitig entlang der optischen Achse 17 der ersten Teilchenstrahlsäule 2 vorgesehen, während ein zweiter Detektor 15 entlang der optischen Achse 17 quellenseitig (also in Richtung des Strahlerzeugers 5) angeordnet ist. Sowohl der erste Detektor 14 als auch der zweite Detektor 15 sind in Richtung des Objekts 4 bzw. des vor dem Objekt 4 angeordneten Raums orientiert. Ferner sind der erste Detektor 14 und der zweite Detektor 15 in axialer Richtung versetzt zueinander angeordnet. Es wird explizit darauf hingewiesen, dass das Teilchenstrahlgerät 1 zusätzlich oder alternativ mit mindestens einem weiteren Detektor versehen sein kann.
• Die zweite Teilchenstrahlsäule 45 ist als Ionenstrahlsäule ausgebildet und ist um einen Winkel von ca. 50° gekippt zur ersten Teilchenstrahlsäule 2 angeordnet. Die zweite Teilchenstrahlsäule 45 weist einen Ionenstrahlerzeuger 38 auf. Der Ionenstrahlerzeuger 38 erzeugt Ionen, die einen Ionenstrahl bilden. Beispielsweise wird der Ionenstrahl aus Edelgasionen gebildet. Insbesondere ist es vorgesehen, den Ionenstrahl aus Argonionen zu bilden. Die Erfindung ist aber nicht auf Argonionen eingeschränkt. Vielmehr sind auch andere Ionenarten verwendbar, beispielsweise Ga-Ionen, Au-Ionen, Si-Ionen und/oder He-Ionen.
• Die Ionen werden mittels einer Extraktionselektrode 39 auf ein vorgebbares Potential beschleunigt. Der Ionenstrahl gelangt dann durch eine Ionenoptik der zweiten Teilchenstrahlsäule 45, wobei die Ionenoptik eine Kondensorlinse 40 und eine Anordnung von weiteren Linsen 41 aufweist. Die Linsen 41 (Objektivlinse) erzeugen eine fokussierte Ionensonde, die auf das Objekt 4 trifft. Oberhalb der Linsen 41 (also in Richtung des Ionenstrahlerzeugers 38) sind eine auswählbare Blende 42, eine erste Elektrodenanordnung 43 und eine zweite Elektrodenanordnung 44 angeordnet, wobei die erste Elektrodenanordnung 43 und die zweite Elektrodenanordnung 44 als Rasterelektroden ausgebildet sind.
• Mittels der ersten Elektrodenanordnung 43 und der zweiten Elektrodenanordnung 44 wird der Ionenstrahl über die Oberfläche des Objekts 4 gerastert, wobei die erste Elektrodenanordnung 43 in eine erste Richtung und die zweite Elektrodenanordnung 44 in eine zweite Richtung wirken, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist. Damit erfolgt das Rastern zum Beispiel in x-Richtung. Das Rastern in einer dazu senkrechten y-Richtung erfolgt durch weitere, um 90° verdrehte Elektroden (nicht dargestellt) an der ersten Elektrodenanordnung 43 und an der zweiten Elektrodenanordnung 44.
• Die zweite Teilchenstrahlsäule 45 hat zwei Funktionen. Zum einen kann sie zur Abbildung eines interessierenden Bereichs auf der Oberfläche des Objekts 4 verwendet werden. Wechselwirkungsteilchen werden mit dem ersten Detektor 14 oder dem zweiten Detektor 15 erfasst. Alternativ hierzu ist vorgesehen, dass die Wechselwirkungsteilchen mit einem weiteren Detektor (nicht dargestellt) erfasst werden. Zum anderen dient sie aber auch zur Bearbeitung des interessierenden Bereichs auf der Oberfläche des Objekts 4.
• Ferner ist an der Probenkammer 3 eine Lichtstrahlvorrichtung 48 angeordnet, mit der ein Lichtstrahl auf das Objekt 4 geführt werden kann. Beispielsweise stellt die Lichtstrahlvorrichtung 48 einen Laserstrahl zur Verfügung, welcher beispielsweise eine Wellenlänge aus dem Bereich von 0,1 μm bis 250 μm aufweist. Als Lichtstrahlvorrichtung 48 eignen sich insbesondere CO₂-Laser, Excimer-Laser, Festkörper-Laser, Halbleiter-Laser und Farbstofflaser. Die Erfindung ist aber nicht auf die vorgenannten Laserarten eingeschränkt. Vielmehr kann jeder geeignet Laser verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es vorgesehen, dass der Lichtstrahl als UV-Licht, beispielsweise mit einer Wellenlänge von 1 nm bis 400 nm bereitgestellt wird.
• Das Teilchenstrahlgerät 1 weist ferner eine erste Gaszuführungseinheit 18 auf, welche der Zuführung eines gasförmigen Kontrastmittel-Precursor (beispielsweise Osmiumtetroxid oder Rutheniumtetroxid) an eine bestimmte Position auf der Oberfläche des Objekts 4 dient. Der gasförmige Kontrastmittel-Precursor ist hierbei in einem ersten Gasvorrats-System 19 aufgenommen. Die erste Gaszuführungseinheit 18 ist mit einer ersten Zuleitung 20 versehen, welche in die Probenkammer 3 hineinragt. Die erste Zuleitung 20 weist in Richtung des Objekts 4 eine erste Kanüle 21 auf, welche in die Nähe der bestimmten Position auf der Oberfläche des Objekts 4 beispielsweise in einem Abstand von 10 μm bis 1 mm bringbar ist. Die erste Kanüle 21 weist eine Zuführungsöffnung auf, deren Durchmesser beispielsweise im Bereich von 10 μm bis 1000 μm, beispielsweise im Bereich von 400 μm bis 600 μm liegt. Die erste Gaszuführungseinheit 18 ist ferner mit einer ersten Verstelleinheit 22 versehen, welche eine Verstellung der Position der ersten Kanüle 21 in alle drei Raumrichtungen (x-Richtung, y-Richtung, z-Richtung) sowie eine Verstellung der Orientierung der ersten Kanüle 21 durch eine Drehung und/oder eine Kippung ermöglicht.
• Zusätzlich zu der ersten Gaszuführungseinheit 18 ist eine zweite Gaszuführungseinheit 23 vorgesehen, welche zur Zuführung eines Precursor für eine Schutzschicht (nachfolgend Schutzschicht-Precursor genannt) zu der bestimmten Position auf der Oberfläche des Objekts 4 vorgesehen ist. Der Schutzschicht-Precursor, beispielsweise ein Metall-Precursor, insbesondere Methylcyclopentadienyl(trimethyl)-Platin (IV), dient bei Wechselwirkung mit einem Teilchenstrahl oder Lichtstrahl der Aufbringung einer Schutzschicht auf das Objekt 4 derart, dass Teilbereiche auf der Oberfläche des Objekts 4 abgedeckt und geschützt sind. Hierdurch wird beispielsweise vermieden, dass Kontrastmittel in diesen Teilbereichen in das Objekt 4 eindiffundiert. Der Schutzschicht-Precursor ist in einem zweiten Gasvorrats-System 24 aufgenommen. Ferner ist die zweite Gaszuführungseinheit 23 mit einer zweiten Zuleitung 25 versehen, welche in die Probenkammer 3 hineinragt. Die zweite Zuleitung 25 weist in Richtung des Objekts 4 eine zweite Kanüle 26 auf, welche in die Nähe des vorgebbaren Ortes auf der Oberfläche des Objekts 4 beispielsweise in einem Abstand von 10 μm bis 1 mm bringbar ist. Die zweite Kanüle 26 weist eine Zuführungsöffnung auf, deren Durchmesser beispielsweise 1 m Bereich von 10 μm bis 1000 μm, beispielsweise im Bereich von 400 μm bis 600 μm liegt. Die zweite Gaszuführungseinheit 23 ist ferner mit einer zweiten Verstelleinheit 27 versehen, welche eine Verstellung der Position der zweiten Kanüle 26 in alle drei Raumrichtungen (x-Richtung, y-Richtung, z-Richtung) sowie eine Verstellung der Orientierung der zweiten Kanüle 26 durch eine Drehung und/oder eine Kippung ermöglicht.
• Das erste Gasvorrats-System 19 der ersten Gaszuführungseinheit 18 und/oder das zweite Gasvorrats-System 24 der zweiten Gaszuführungseinheit 23 sind bei weiteren Ausführungsbeispielen nicht direkt an der ersten Gaszuführungseinheit 18 bzw. der zweiten Gaszuführungseinheit 23 angeordnet. Vielmehr ist es bei diesen weiteren Ausführungsbeispielen vorgesehen, dass das erste Gasvorrats-System 19 und/oder das zweite Gasvorrats-System 24 beispielsweise an einer Wand eines Raumes angeordnet ist/sind, in dem sich das Teilchenstrahlgerät 1 befindet.
• Die erste Gaszuführungseinheit 18 dient der Zuführung des gasförmigen Kontrastmittel-Precursor, wobei der Ionenstrahl und der gasförmige Kontrastmittel-Precursor an der bestimmten Position auf der Oberfläche des Objekts 4 derart Wechselwirken, dass sich eine Kontrastmittelschicht an dem bestimmten Ort an der Oberfläche des Objekts 4 ablagert. Entsprechendes gilt für die zweite Gaszuführungseinheit 23. Diese dient der Zuführung des Schutzschicht-Precursor, wobei der Ionenstrahl und der Schutzschicht-Precursor an der bestimmten Position auf der Oberfläche des Objekts 4 derart Wechselwirken, dass sich eine Schutzschicht an dem bestimmten Ort an der Oberfläche des Objekts 4 ablagert.
• Es wird explizit darauf hingewiesen, dass die oben beschriebenen Gaszuführungseinheiten nur beispielhaft zu verstehen sind. Die Erfindung ist auf die vorbeschriebenen Gaszuführungseinheiten nicht eingeschränkt. Vielmehr ist jede geeignete Gaszuführungseinheit oder sind jede geeignete Gaszuführungseinheiten für die Erfindung verwendbar, insbesondere ein Gaszuführungssystem mit zahlreichen Gaszuführungseinheiten.
• Das Objekt 4 ist über den Objekthalter 8 mit einer Heizvorrichtung 46 verbunden. Mittels der Heizvorrichtung 46 ist es möglich, die Temperatur des Objekts 4 zu beeinflussen. Dies wird weiter unten noch näher erläutert.
• 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, welches mit dem Teilchenstrahlgerät 1 gemäß 1 durchgeführt werden kann. Zunächst wird ein zu untersuchendes Objekt 4, beispielsweise eine organische Probe, in die Probenkammer 3 eingebracht. Die Probenkammer 3 wird unter Vakuum gehalten. Zu einer Oberfläche 56 des Objekts 4 wird dann ein gasförmiger Kontrastmittel-Precursor 51 geführt. Dieser gasförmige Kontrastmittel-Precursor 51 wird mittels der ersten Gaszuführungseinheit 18 bereitgestellt. Darüber hinaus wird ein Ionenstrahl 50, welcher beispielsweise aus Argonionen gebildet ist, auf die Oberfläche 56 des Objekts 4 geführt (vgl. 2A). Alternativ hierzu kann auch ein Elektronstrahl auf die Oberfläche 56 des Objekts 4 geführt werden. Wiederum alternativ hierzu ist es vorgesehen, einen Lichtstrahl 47 durch die Lichtstrahlvorrichtung 48 auf die Oberfläche 56 des Objekts 4 zu führen (vgl. 2A). Der Objekthalter 8 ist dabei derart angeordnet, dass der Ionenstrahl 50, der Elektronenstrahl oder der Lichtstrahl 47 beispielsweise senkrecht auf die Oberfläche 56 des Objekts 4 einfällt, wobei die Erfindung aber nicht auf einen senkrechten Einfall eingeschränkt ist. Vielmehr sind auch andere Einfallsrichtungen bei der Erfindung vorgesehen. Aufgrund einer Wechselwirkung des Ionenstrahls 50, des Elektronenstrahls bzw. des Lichtstrahls 47 mit dem gasförmigen Kontrastmittel-Precursor 51 wird an der Oberfläche 56 des Objekts 4 eine Kontrastmittelschicht 52 abgeschieden (vgl. 2B). Die Kontrastmittelschicht 52 weist beispielsweise eine Schichtdicke von bis zu 1000 nm, beispielsweise von bis zu 100 nm, oder beispielsweise bis zu 50 nm, oder beispielsweise bis zu 10 nm, oder beispielsweise bis zu 5 nm oder beispielsweise bis zu 1 nm auf. Im Anschluss daran wird die Zuführung des Ionenstrahls 50, des Elektronenstrahls bzw. des Lichtstrahls 47 und des gasförmigen Kontrastmittel-Precursor 51 gestoppt. Die Kontrastmittelschicht 52 wird auf dem Objekt 4 eine vorbestimmte Zeit belassen, so dass ein erster Teil 53 der Kontrastmittelschicht 52 in das Objekt 4 diffundieren kann. Ein zweiter Teil 54 der Kontrastmittelschicht 52 verbleibt als Kontrastmittelschicht 52 auf dem Objekt 4 (vgl. 2C und 2D). Die Diffusion des ersten Teils 53 der Kontrastmittelschicht 52 kann beispielsweise durch Steuerung der Temperatur des Objekts 4 beeinflusst werden. Ferner ist es vorgesehen, mehrfach hintereinander das Objekt 4 mittels eines Elektronenstrahls 55 abzubilden (vgl. 2D). Alternativ hierzu kann auch der Ionenstrahl verwendet werden. Bei jeder Abbildung wird der Bildkontrast der Abbildung bestimmt. Auf diese Weise lässt sich der Grad der Diffusion und somit die Einfärbung des Objekts 4 (Kontrastierungsvorgang) kontrollieren. Sobald ein vorgegebener Schwellenwert des Bildkontrasts erreicht ist, wird bei diesem Ausführungsbeispiel der zweite Teil 54 der Kontrastmittelschicht 52 entfernt, so dass das weitere Eindiffundieren des Kontrastmittels in das Objekt 4 gestoppt wird. Die Abhängigkeit des Bildkontrasts von der Zeit ist beispielhaft in 7 dargestellt. Dort ist der Bildkontrast K in Abhängigkeit von der Zeit t aufgetragen. Wie dargestellt ist, steigt der Bildkontrast K mit der Zeit. Der Schwellenwert ist durch die Kontrastschwelle K* gegeben. Durch das Stoppen des Eindiffundierens ist es möglich, Bilder mit einem gewünschten Bildkontrast zu erzielen.
• Die Entfernung des zweiten Teils 54 der Kontrastmittelschicht 52 erfolgt beispielweise mittels des Ionenstrahls 50 (vgl. 2E und 2F). Hierzu wird der Objekthalter 8 derart bewegt, dass das Objekt 4 geeignet angeordnet ist, so dass die Entfernung mittels des Ionenstrahls 50 einfach möglich ist. Dabei kann der Ionenstrahl beispielsweise im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche 56 oder beispielsweise auch im Wesentlichen parallel zur Oberfläche 56 einfallen. Der Objekthalter 8 wird im Anschluss hieran derart bewegt, dass der Elektronstrahl 55 beispielsweise senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht auf die Oberfläche 56 des Objekts 4 fällt. Alternativ hierzu fällt der Elektronenstrahl 55 aus einer Richtung auf die Oberfläche 56 des Objekts 4, die unter einem von 0° oder 180° unterschiedlichen Winkel zur Normalen der Oberfläche 56 des Objekts 4 ausgerichtet ist. Mittels des Elektronenstrahls 55 wird dann das Objekt 4 abgebildet und näher untersucht. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann der Strahl 55 der 2F auch als Lichtstrahl einer optischen Vorrichtung (beispielsweise ein Lichtmikroskop) ausgebildet sein. Wiederum alternativ oder zusätzlich hierzu kann auch der Ionenstrahl 50 verwendet werden, um das Objekt 4 abzubilden.
• Das Ausführungsbeispiel gemäß der 2 weist insbesondere den Vorteil auf, dass der zweite Teil 54 der Kontrastmittelschicht 52, welcher nicht in das Objekt 4 diffundiert, derart entfernt wird, dass im Wesentlichen alle Strukturen des Objekts 4 erkennbar sind. Ferner bleibt die Einfärbung des Objekts 4 mittels des Kontrastmittels erhalten, so dass ein ausreichend guter Kontrast bei einer Abbildung des Objekts 4 erzielt werden kann. Darüber hinaus ist der Kontrast mit dem erfindungsgemäßen Verfahren durch die Wahl einer entsprechenden vorbestimmten Zeit und somit durch die Beeinflussung des Grades der Diffusion des Kontrastmittels in das Objekt 4 einstellbar.
• 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, welches mit dem Teilchenstrahlgerät 1 gemäß der 1 durchgeführt werden kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Aufbringung eines Kontrastmittels an einer bestimmten Position oder an einem bestimmten begrenzten Bereich auf der Oberfläche 56 des Objekts 4. Das Ausführungsbeispiel gemäß der 3 beruht auf dem Ausführungsbeispiel gemäß der 2. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich daher auf gleiche Elemente. Das Objekt 4, beispielsweise eine organische Probe, wird zunächst in die Probenkammer 3 eingebracht. Die Probenkammer 3 wird unter Vakuum gehalten. Mittels einer zum Beispiel durch den Elektronenstrahl 55 erzeugten Abbildung wird eine bestimmte Position oder ein bestimmter begrenzter Bereich auf der Oberfläche 56 des Objekts 4 identifiziert, welche(r) mit dem Kontrastmittel versehen werden soll. Zu dieser bestimmten Position bzw. zu diesem bestimmten begrenzten Bereich auf der Oberfläche 56 des Objekts 4 wird dann der gasförmige Kontrastmittel-Precursor 51 geführt. Der gasförmige Kontrastmittel-Precursor 51 wird mittels der ersten Gaszuführungseinheit 18 bereitgestellt. Darüber hinaus wird der Ionenstrahl 50, welcher wiederum beispielsweise aus Argonionen gebildet ist, auf die Oberfläche 56 des Objekts 4 zu dieser bestimmten Position bzw. zu diesem bestimmten begrenzten Bereich geführt (vgl. 3A). Alternativ hierzu ist es vorgesehen, den Elektronenstrahl auf die Oberfläche 56 des Objekts 4 zu dieser bestimmten Position bzw. zu diesem bestimmten begrenzten Bereich zu führen. Auch hier ist alternativ oder zusätzlich vorgesehen, den Lichtstrahl 47 auf die Oberfläche 56 des Objekts 4 zu führen. Dabei ist der Objekthalter 8 derart angeordnet, dass der Ionenstrahl 50, der Elektronenstrahl oder der Lichtstrahl 47 beispielsweise senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht auf die Oberfläche 56 des Objekts 4 trifft. Alternativ hierzu ist vorgesehen, dass der Ionenstrahl 50, der Elektronenstrahl oder der Lichtstrahl 47 aus einer Richtung einfallen, die unter einem von 0° oder 180° unterschiedlichen Winkel zur Normalen der Oberfläche 56 des Objekts 4 ausgerichtet ist. Aufgrund einer Wechselwirkung des Ionenstrahls 50, des Elektronenstrahls bzw. des Lichtstrahls 47 mit dem gasförmigen Kontrastmittel-Precursor 51 wird an der Oberfläche 56 des Objekts 4 die Kontrastmittelschicht 52 abgeschieden (vgl. 3B). Die Kontrastmittelschicht 52 wird aber nur an der bestimmten Position bzw. in dem bestimmten begrenzten Bereich auf die Oberfläche 56 des Objekts 4 aufgebracht. Ein Teilbereich 56A der Oberfläche 56 wird nicht mit dem Kontrastmittel versehen (vgl. 3B). Auch hier weist die Kontrastmittelschicht 52 beispielsweise eine Schichtdicke von bis zu 1 μm, von bis zu 500 nm, von bis zu 50 nm, von bis zu 10 nm, oder von bis zu 5 nm oder aber auch von bis zu 1 nm auf. Beispielsweise wird die Kontrastmittelschicht 52 in einem Bereich von bis zu 1000 μm, oder von bis zu 500 μ m, oder von bis zu 250 μm, oder von bis zu 50 μm, oder von bis zu 25 μm oder von bis zu 5 μm um die bestimmte Position auf der Oberfläche 56 des Objekts 4 aufgebracht. Dabei kann die Form des Bereichs beliebig gewählt werden. Im Anschluss daran wird die Zuführung des Ionenstrahls 50, des Elektronenstrahls bzw. des Lichtstrahls 47 und des gasförmigen Kontrastmittel-Precursor 51 gestoppt. Die Kontrastmittelschicht 52 wird auf dem Objekt 4 eine vorbestimmte Zeit belassen, so dass der erste Teil 53 der Kontrastmittelschicht 52 in das Objekt 4 diffundiert. Die Diffusion kann beispielsweise durch Regelung der Temperatur des Objekts 4 mittels der Heizvorrichtung 46 beeinflusst werden. Der zweite Teil 54 der Kontrastmittelschicht 52 verbleibt als Kontrastmittelschicht 52 auf dem Objekt 4 (vgl. 3C. und 3D). Es entstehen zum einen ein erster Bereich 4A des Objekts 4, in den kein Kontrastmittel eindiffundiert ist, und zum anderen ein zweiter Bereich 4B des Objekts 4, in den der erste Teil 53 der Kontrastmittelschicht 52 eindiffundiert ist. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird durch mehrfaches hintereinander Abbilden des Objekts 4 mittels des Elektronenstrahls 55 oder des Ionenstrahls (vgl. 3D) der Bildkontrast der Abbildung bestimmt, wie bereits oben erläutert. Der Objekthalter 8 wird hierzu derart bewegt, dass der Elektronenstrahl 55 oder der Ionenstrahl senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht auf das Objekt 4 einfällt. Alternativ hierzu ist vorgesehen, dass der Elektronenstrahl 55 oder der Ionenstrahl aus einer Richtung einfallen, die unter einem von 0° oder 180° unterschiedlichen Winkel zur Normalen der Oberfläche 56 des Objekts 4 ausgerichtet ist.
• Der zweite Teil 54 der Kontrastmittelschicht 52 wird dann entfernt, wenn der gewünschte Bildkontrast erzielt ist. Die Entfernung des zweiten Teils 54 der Kontrastmittelschicht 52 erfolgt mittels des Ionenstrahls 50 (vgl. 3E und 3F). Alternativ hierzu kann die Entfernung des zweiten Teils 54 der Kontrastmittelschicht 52 auch durch gas-unterstütztes Teilchenstrahlätzen erfolgen. Zur Entfernung des zweiten Teils 54 der Kontrastmittelschicht 52 wird der Objekthalter 8 derart bewegt, dass der Ionenstrahl 50 geeignet auf das Objekt 4 einfällt. Mittels des Elektronenstrahls 55 wird dann die Oberfläche 56 des Objekts 4 zur Inspektion abgebildet. Hierzu wird der Objekthalter 8 derart bewegt, dass der Elektronenstrahl 55 beispielsweise senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht auf die Oberfläche 56 des Objekts 4 einfällt. Alternativ hierzu ist vorgesehen, dass der Elektronenstrahl 55 aus einer Richtung einfällt, die unter einem von 0° oder 180° unterschiedlichen Winkel zur Normalen der Oberfläche 56 des Objekts 4 ausgerichtet ist. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel kann alternativ oder zusätzlich hierzu der Strahl 55 der 3F auch als Lichtstrahl einer optischen Vorrichtung ausgebildet sein, mit der dann beispielsweise die Oberfläche 56 abgebildet wird. Wiederum alternativ oder zusätzlich hierzu kann auch der Ionenstrahl 50 zur Abbildung des Objekts 4 verwendet werden.
• Das Ausführungsbeispiel gemäß der 3 weist neben den bereits hinsichtlich der 2 genannten Vorteilen den weiteren Vorteil auf, dass auf einer bestimmten Position bzw. in einem bestimmten begrenzten Bereich auf der Oberfläche 56 des Objekts 4 das Kontrastmittel aufgebracht wird. Es erfolgt somit ein lokal festgelegtes Aufbringen des Kontrastmittels. Bei dem darstellten Ausführungsbeispiel wird nur der zweite Teil 4B des Objekts 4 mit dem Kontrastmittel versehen (mit anderen Worten ausgedrückt wird nur der zweite Teil 4B des Objekts 4 eingefärbt), während der erste Teil 4A des Objekts 4 nicht oder im Wesentlichen nicht mit dem Kontrastmittel versehen wird. Der nichteingefärbte erste Teil 4A des Objekts 4 kann beispielsweise für Vergleichsmessungen zwischen dem ersten Teil 4A des Objekts 4 und dem zweiten Teil 4B des Objekts 4 herangezogen werden.
• 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, welches mit dem Teilchenstrahlgerät 1 gemäß der 1 durchgeführt werden kann. Das Ausführungsbeispiel gemäß der 4 ist zu dem Ausführungsbeispiel der 3 ähnlich. Das Objekt 4, beispielsweise eine organische Probe, wird zunächst in die Probenkammer 3 eingebracht. Die Probenkammer 3 wird unter Vakuum gehalten. Mittels einer durch den Elektronenstrahl 55 erzeugten Abbildung der Oberfläche 56 des Objekts 4 wird dann ein Bereich auf der Oberfläche 56 des Objekts 4 identifiziert, welcher mit einer Schutzschicht versehen werden soll. Zu diesem Bereich wird zunächst ein Schutzschicht-Precursor 49 geführt. Der Schutzschicht-Precursor 49 wird mittels der zweiten Gaszuführungseinheit 23 bereitgestellt. Darüber hinaus wird der Ionenstrahl 50, welcher wiederum beispielsweise aus Argonionen gebildet ist, auf den vorgenannten Bereich auf der Oberfläche 56 des Objekts 4 geführt (vgl. 4A). Aufgrund einer Wechselwirkung des Ionenstrahls 50 mit dem Schutzschicht-Precursor 49 wird in einem ersten Teilbereich 56A der Oberfläche 56 des Objekts 4 die Schutzschicht 57 (beispielsweise eine Metall enthaltende Schicht) aufgebracht (vgl. 46). Alternativ oder zusätzlich hierzu kann auch der Elektronenstrahl oder der Lichtstrahl zum Aufbringen der Schutzschicht 57 verwendet werden. Ein zweiter Teilbereich 56B der Oberfläche 56 des Objekts 4 wird nicht mit einer Schutzschicht versehen.
• Im Anschluss daran wird nun auf dem zweiten Teilbereich 56B der Oberfläche 56 des Objekts 4 die Kontrastmittelschicht 52 abgeschieden (vgl. 4C). Hierzu wird nun zu dem zweiten Teilbereich 56B auf der Oberfläche 56 des Objekts 4 der gasförmige Kontrastmittel-Precursor 51 geführt. Der gasförmige Kontrastmittel-Precursor 51 wird wiederum mittels der ersten Gaszuführungseinheit 18 bereitgestellt. Darüber hinaus wird der beispielsweise aus Argonionen gebildete Ionenstrahl 50 auf den zweiten Teilbereich 56B der Oberfläche 56 des Objekts 4 geführt (vgl. 4C). Auch hier kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, den Lichtstrahl 47 oder den Elektronenstrahl bereitzustellen. Aufgrund einer Wechselwirkung des Ionenstrahls 50, des Elektronenstrahls bzw. des Lichtstrahls 47 mit dem gasförmigen Kontrastmittel-Precursor 51 wird an dem zweiten Teilbereich 56B der Oberfläche 56 des Objekts 4 die Kontrastmittelschicht 52 abgeschieden (vgl. 4D). Sowohl die Schutzschicht 57 als auch die Kontrastmittelschicht 52 weisen beispielsweise eine Schichtdicke von bis zu 1 μm, von bis zu 500 nm, von bis zu 50 nm, von bis zu 10 nm, von bis zu 5 nm oder aber auch von bis zu 1 nm auf.
• Im Anschluss daran wird die Zuführung des Ionenstrahls 50 bzw. des Lichtstrahls 47 und des gasförmigen Kontrastmittel-Precursor 51 gestoppt. Die Kontrastmittelschicht 52 wird auf dem Objekt 4 für eine vorbestimmte Zeit belassen, so dass ein erster Teil 53 der Kontrastmittelschicht 52 in das Objekt 4 diffundieren kann. Ein zweiter Teil 54 der Kontrastmittelschicht 52 verbleibt als die Kontrastmittelschicht 52 auf dem Objekt 4 (vgl. 4E und 4F). Es entstehen zum einen ein erster Bereich 4A des Objekts 4, in den kein Kontrastmittel diffundiert ist, und zum anderen ein zweiter Bereich 4B des Objekts 4, in den der erste Teil 53 der Kontrastmittelsschicht 52 diffundiert ist. Die Diffusion kann auch hier beispielsweise durch Steuerung der Temperatur des Objekts 4 mittels der Heizvorrichtung 46 beeinflusst werden. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel können durch mehrfaches hintereinander Abbilden des Objekts 4 mittels des Elektronenstrahls 55 (vgl. 4F) mehrere Bilder aufgenommen werden, anhand derer dann der jeweilige Bildkontrast bestimmt wird. Bei Erreichung eines gewünschten Bildkontrasts kann das Eindiffundieren gestoppt werden, wie oben bereits erläutert. Zur Abbildung des Objekts 4 wird das Objekt 4 mittels des Objekthalters 8 derart positioniert, dass der Elektronenstrahl 55 senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht auf die Oberfläche des Objekts 4 einfällt. Alternativ hierzu ist vorgesehen, dass der Elektronenstrahl 55 aus einer Richtung einfällt, die unter einem von 0° oder 180° unterschiedlichen Winkel zur Normalen der Oberfläche 56 des Objekts 4 ausgerichtet ist.
• Sobald der gewünschte Bildkontrast erzielt ist, werden sowohl die Schutzschicht 57 als auch der zweite Teil 54 der Kontrastmittelschicht 52 mittels des Ionenstrahls 50 entfernt (vgl. 4G und 4H). Hierzu wird der Objekthalter 8 derart bewegt, dass der Ionenstrahl 50 geeignet auf das Objekt 4 einfällt. Alternativ hierzu kann die Entfernung auch durch gas-unterstütztes Teilchenstrahlätzen erfolgen.
• Mittels des Elektronenstrahls 55 wird anschließend die Oberfläche 56 des Objekts 4 abgebildet. Hierzu wird der Objekthalter 8 derart bewegt, dass der Elektronenstrahl 55 senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht auf das Objekt 4 einfällt. Alternativ hierzu ist vorgesehen, dass der Elektronenstrahl 55 aus einer Richtung einfällt, die unter einem von 0° oder 180° unterschiedlichen Winkel zur Normalen der Oberfläche 56 des Objekts 4 ausgerichtet ist. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel kann alternativ oder zusätzlich hierzu der Strahl 55 der 4H auch als Lichtstrahl einer optischen Vorrichtung ausgebildet sein, mit der dann die Oberfläche 56 abgebildet wird. Wiederum alternativ oder zusätzlich hierzu kann auch der Ionenstrahl 50 zur Abbildung der Oberfläche 56 verwendet werden. Es ist mit diesem Ausführungsbeispiel möglich, den ersten Teil 4A des Objekts 4 für Vergleichsmessungen zwischen dem ersten Teil 4A des Objekts 4 und dem zweiten Teil 4B des Objekts 4 heranzuziehen.
• 5 zeigt eine Abwandlung des dritten Ausführungsbeispiels gemäß der 4. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Abwandlung gemäß der 5 unterscheidet sich von dem dritten Ausführungsbeispiel gemäß der 4 nur dadurch, dass die Kontrastmittelschicht 52 die Schutzschicht 57 zumindest teilweise, wenn nicht sogar vollständig überlappt, wobei die Schutzschicht 57 ein Eindiffundieren von Kontrastmittel in das Objekt 4 im Bereich der Schutzschicht 57 verhindert.
• 6 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, welches mit dem Teilchenstrahlgerät 1 gemäß der 1 durchgeführt werden kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Objekt 4 als TEM-Lamelle ausgebildet und wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt. Das Objekt 4 ist an einem Halter 59 angeordnet, der wiederum mit dem Objekthalter 8 verbunden ist (nicht dargestellt). Das Objekt 4 (beispielsweise eine organische Probe) wird wiederum zunächst in die Probenkammer 3 eingebracht. Das Objekt 4 weist einen ersten Oberflächenbereich 60 auf einer ersten Seite 63 des Objekts 4 auf. Ferner weist das Objekt 4 einen zweiten Oberflächenbereich 61 auf einer zweiten Seite 64 des Objekts 4 auf. Der erste Oberflächenbereich 60 und der zweite Oberflächenbereich 61 grenzen nicht aneinander (vgl. 6A). Bei einer alternativen Ausführungsform ist es vorgesehen, dass der erste Oberflächenbereich 60 und der zweite Oberflächenbereich 61 durchaus aneinander grenzen. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn das Objekt 4 beispielsweise keilförmig ausgebildet ist, wobei der erste Oberflächenbereich 60 und der zweite Oberflächenbereich 61 jeweils eine Fläche eines Keils bilden, die aufeinander zulaufen.
• Zunächst wird auf dem ersten Oberflächenbereich 60 des Objekts 4 eine erste Kontrastmittelschicht 52A abgeschieden. Hierzu wird zu dem ersten Oberflächenbereich 60 des Objekts 4 der gasförmige Kontrastmittel-Precursor 51 geführt. Der gasförmige Kontrastmittel-Precursor 51 wird wiederum mittels der ersten Gaszuführungseinheit 18 bereitgestellt. Darüber hinaus wird der beispielsweise aus Argonionen gebildete Ionenstrahl 50 auf den ersten Oberflächenbereich 60 des Objekts 4 geführt (vgl. 6A). Auch hier kann alternativ oder zusätzlich der Lichtstrahl 47 bereitgestellt werden. Aufgrund einer Wechselwirkung des Ionenstrahls 50 bzw. des Lichtstrahls 47 mit dem gasförmigen Kontrastmittel-Precursor 51 wird an dem ersten Oberflächenbereich 60 des Objekts 4 die erste Kontrastmittelschicht 52A abgeschieden (vgl. 6B).
• Im Anschluss daran wird die Zuführung des Ionenstrahls 50 bzw. des Lichtstrahls 47 und des gasförmigen Kontrastmittel-Precursors 51 gestoppt. Sodann wird das Objekt 4 mittels des Objekthalters 8 derart um die erste Rotationsachse, welche in 5B mit dem Bezugszeichen 62 versehen ist, um im Wesentlichen 180° derart gedreht, dass der Ionenstrahl 50 bzw. der Lichtstrahl 47 und der gasförmige Kontrastmittel-Precursor 51 auf den zweiten Oberflächenbereich 61 des Objekts 4 zugeführt werden können (vgl. 6C und 6D). Bei einer keilförmigen Ausbildung des Objekts 4 wird das Objekt 4 derart geeignet gedreht, dass der Ionenstrahl 50 bzw. der Lichtstrahl 47 und der gasförmige Kontrastmittel-Precursor 51 auf den zweiten Oberflächenbereich 61 des Objekts 4 zugeführt werden können. Aufgrund der Wechselwirkung des Ionenstrahls 50 bzw. des Lichtstrahls 47 mit dem gasförmigen Kontrastmittel-Precursor 51 wird nun an dem zweiten Oberflächenbereich 61 des Objekts 4 eine zweite Kontrastmittelschicht 52B abgeschieden (vgl. 6E).
• Sowohl die erste Kontrastmittelschicht 52A als auch die zweite Kontrastmittelschicht 52B weisen eine Schichtdicke von bis zu 1000 nm, beispielsweise von bis zu 100 nm, oder beispielsweise bis zu 50 nm, oder beispielsweise bis zu 10 nm, oder beispielsweise bis zu 5 nm oder beispielsweise bis zu 1 nm auf.
• Im Anschluss daran wird die Zuführung des Ionenstrahls 50 bzw. des Lichtstrahls 47 und des gasförmigen Kontrastmittel-Precursors 51 auf die zweite Oberfläche 61 des Objekts 4 gestoppt. Sowohl die erste Kontrastmittelschicht 52A als auch die zweite Kontrastmittelschicht 52B werden auf dem Objekt 4 eine vorbestimmte Zeit belassen, so dass sowohl von der ersten Kontrastmittelschicht 52A als auch von der zweiten Kontrastmittelschicht 52B jeweils ein erster Teil 53 der ersten und zweiten Kontrastmittelschicht 52A und 52B in das Objekt 4 diffundiert. Ein zweiter Teil 54 der ersten und zweiten Kontrastmittelschicht 52A und 52B verbleibt als die erste Kontrastmittelschicht 52A bzw. als die zweite Kontrastmittelschicht 52B auf dem Objekt 4 (vgl. 6F und 6G).
• Nachdem der Diffusionsvorgang abgeschlossen ist, wird der jeweils zweite Teil 54 der ersten und zweiten Kontrastmittelschicht 52A und 52B mittels des Ionenstrahls 50 entfernt. Der als die zweite Kontrastmittelschicht 52B verbleibende zweite Teil 54 der Kontrastmittelschicht 52B wird durch Entfernen der zweiten Kontrastmittelschicht 52B mittels des Ionenstrahls 50 entfernt. Der zweite Oberflächenbereich 61 des Objekts 4 wird hierdurch wieder freigelegt (vgl. 6H und 6I). Im Anschluss daran wird der Ionenstrahl 50 ausgeblendet und das Objekt 4 mittels des Objekthalters 8 derart um die erste Rotationsachse 62 gedreht, dass der Ionenstrahl 50 auf die erste Kontrastmittelschicht 52A geführt werden kann (vgl. 6I und 6J). Mittels des Ionenstrahls 50 wird der als die erste Kontrastmittelschicht 52A verbleibende zweite Teil 54 der Kontrastmittelschicht 52A derart mittels des Ionenstrahls 50 entfernt, dass der erste Oberflächenbereich 60 des Objekts 4 wieder freigelegt ist. Die ersten Teile 53 der ersten und zweiten Kontrastmittelschicht 52A und 52B verbleiben im Objekt 4. Es wird explizit darauf hingewiesen, dass die Erfindung auf die vorgenannte Reihenfolge der Schritte beim Entfernen der beiden Kontrastmittelschichten 52A und 52B nicht eingeschränkt ist. Vielmehr ist jede geeignete Reihenfolge anwendbar. Beispielsweise ist es bei einer alternativen Ausführungsform vorgesehen, zuerst die erste Kontrastmittelschicht 52A und anschließend die zweite Kontrastmittelschicht 52B zu entfernen. Bei einer wiederum weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, zunächst einen ersten Teil der ersten Kontrastmittelschicht 52A (oder der zweiten Kontrastmittelschicht 52B) zu entfernen und anschließend einen zweiten Teil der zweiten Kontrastmittelschicht 52B (oder der ersten Kontrastmittelschicht 52A).
• Mittels eines Elektronenstrahls, beispielsweise des vorgenannten Elektronenstrahls 55, oder mittels eines Ionenstrahls, beispielsweise ein He-Ionenstrahl, ist es dann möglich, das Objekt 4 näher zu untersuchen. Dabei kann sowohl der erste Oberflächenbereich 60 als auch der zweite Oberflächenbereich 61 (nach entsprechender Drehung des Objekthalters 8) mittels des Elektronenstrahls 55 oder Ionenstrahls 50 abgebildet werden. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es vorgesehen, das Objekt 4 in ein TEM einzubringen und den ersten Oberflächenbereich 60 und/oder den zweiten Oberflächenbereich 61 des Objekts 4 mittels des TEM näher zu untersuchen. Im TEM wird das Objekt 4 von einem Elektronenstrahl durchstrahlt.
• Der erste Teil 53 der ersten Kontrastmittelschicht 52A und der erste Teil 53 der zweiten Kontrastmittelschicht 52B können lokalisiert werden. Die Verteilung des ersten Teils 53 der erste Kontrastmittelschicht 52A und/oder des ersten Teils 53 der zweiten Kontrastmittelschicht 52B kann beispielsweise durch Anfertigen und Untersuchen von mehreren Schnitten des Objekts 4 dreidimensional dargestellt werden.
• Bei einer alternativen Ausführungsform des in 6 dargestellten Ausführungsbeispiels wird zusätzlich durch mehrfaches hintereinander Abbilden des Objekts 4 mittels des Elektronenstrahls 55 der Bildkontrast der Abbildung bestimmt, wie oben bereits erläutert.
• Bei allen Ausführungsformen der Erfindung kann der Bildkontrast auch mit weiteren spektroskopischen Verfahren ermittelt werden. Zusätzlich oder alternativ hierzu ist es vorgesehen, die Kontrastmittelschicht 52, 52A, 52B eine vorgebbare Zeit, die bereits ermittelt wurde, auf der Oberfläche 56, 56A, 56B zu belassen, um einen bestimmten Bildkontrast zu erhalten. Beispielsweise wird die vorgebbare Zeit aufgrund von bereits ermittelten Erfahrungswerten aus früheren Messungen bestimmt, wobei Werte für die vorgebbare Zeit zum Erhalt eines bestimmten Bildkontrasts in einer Datenbank abgespeichert sind und ausgelesen werden können.
• Auch kann durch eine Regelung der Temperatur des Objekts 4 mittels der Heizvorrichtung 46 die Diffusion beeinflusst werden.
• Bei sämtlichen der oben genannten Ausführungsbeispielen wird ein Ionenstrahl 50 oder ein Lichtstrahl 47 zur Abscheidung von Kontrastmittel verwendet. Es wird aber explizit darauf hingewiesen, dass auch ein Teilchenstrahl in Form eines Elektronenstrahls zur Abscheidung des Kontrastmittels verwendet werden kann.
• Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das Ausführungsbeispiel der 6 mit dem Ausführungsbeispiel der 3 kombiniert. So werden auf der ersten Seite 63 des Objekts 4 ein erster Bereich mit einer Kontrastmittelschicht und ein zweiter Bereich ohne Kontrastmittel mittels des beschriebenen Verfahrens angeordnet. Gleiches ist für die zweite Seite 64 des Objekts 4 vorgesehen. Die Verfahrensschritte werden analog zu den Ausführungsbeispielen gemäß den 3 und 6 durchgeführt.
• Bei einer wiederum weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das Ausführungsbeispiel der 6 mit dem Ausführungsbeispiel der 4 oder der 5 kombiniert. So werden auf der ersten Seite 63 des Objekts 4 ein erster Bereich mit einer Kontrastmittelschicht und ein zweiter Bereich mit einer Schutzschicht mittels des oben beschriebenen Verfahrens angeordnet. Gleiches ist auch hier für die zweite Seite 64 vorgesehen. Die Verfahrensschritte werden analog zu den Ausführungsbeispielen gemäß den 4 bzw. 5 und 6 durchgeführt.
• Bei allen Ausführungsformen der Erfindung ist es möglich, die Kontrastmittelschicht 52, 52A und 52B nicht vollständig, sondern nur teilweise derart zu entfernen, dass eine gewisse Schichtdicke der Kontrastmittelschicht 52, 52A und 52B auf dem Objekt 4 verbleibt. Auf diese Weise wird die Diffusion in das Objekt 4 nicht sofort gestoppt. Von Vorteil ist, dass unter der Kontrastmittelschicht 52, 52A und 52B liegende Strukturen besser abzubilden sind. Bei einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Kontrastmittelschicht 52, 52A und 52B nur lokal an einem ganz bestimmten Ort auf dem Objekt 4 zumindest teilweise, beispielsweise aber vollständig entfernt wird. Bis auf diesen ganz bestimmten Ort verbleibt somit die Kontrastmittelschicht 52, 52A und 52B auf dem Objekt 4.
• Bezugszeichenliste

1

Teilchenstrahlgerät

2

erste Teilchenstrahlsäule

3

Probenkammer

4

Objekt

4A

erster Bereich des Objekts

4B

zweiter Bereich des Objekts

5

Strahlerzeuger

6

erste Elektrode

7

zweite Elektrode

8

Objekthalter

13

Rastermittel

14

erster Detektor

15

zweiter Detektor

16

Objektiv

17

optische Achse

18

erste Gaszuführungseinheit

19

erstes Gasvorrats-System

20

erste Zuleitung

21

erste Kanüle

22

erste Verstelleinheit

23

zweite Gaszuführungseinheit

24

zweites Gasvorrats-System

25

zweite Zuleitung

26

zweite Kanüle

27

zweite Verstelleinheit

38

Ionenstrahlerzeuger

39

Extraktionselektrode

40

Kondensorlinse

41

Linsen

42

Blende

43

erste Elektrodenanordnung

44

zweite Elektrodenanordnung

45

zweite Teilchenstrahlsäule

46

Heizvorrichtung

47

Lichtstrahl

48

Lichtstrahlvorrichtung

49

Schutzschicht-Precursor

50

Ionenstrahl

51

Kontrastmittel-Precursor

52

Kontrastmittelschicht

52A

erste Kontrastmittelschicht

52B

zweite Kontrastmittelschicht

53

erster Teil der (ersten oder zweiten) Kontrastmittelschicht

54

zweiter Teil der (ersten oder zweiten) Kontrastmittelschicht

55

Elektronenstrahl

56

Oberfläche

56A

erster Teilbereich der Oberfläche

56B

zweiter Teilbereich der Oberfläche

57

Schutzschicht

58

59

Halter

60

erster Oberflächenbereich des Objekts

61

zweiter Oberflächenbereich des Objekts

62

erste Rotationsachse

63

erste Seite des Objekts

64

zweite Seite des Objekts

Claims (16)

1. Verfahren zur Erzeugung von Bildern einer Probe (4) mit den folgenden Schritten: – Einbringen einer Probe (4) in eine Probenkammer (3) eines Teilchenstrahlgeräts (1), – Auswählen einer bestimmten Position auf der Oberfläche (56, 56B, 60, 61) der Probe (4), – Zuführen eines Kontrastmittel-Precursors (51) an die bestimmte Position auf der Oberfläche (56, 56B, 60, 61) der Probe (4), – Bereitstellen eines Teilchenstrahls (50) und/oder eines Lichtstrahls (47), – Zuführen des Teilchenstrahls (50) und/oder des Lichtstrahls (47) an die bestimmte Position auf der Oberfläche (56, 56B, 60, 61) der Probe (4) zum Aufbringen einer Kontrastmittelschicht (52, 52A, 52B) an der bestimmten Position auf der Oberfläche (56, 56B, 60, 61) der Probe (4) durch Wechselwirkung des Teilchenstrahls (50) und/oder des Lichtstrahls (47) mit dem Kontrastmittel-Precursor (51), – Belassen der Kontrastmittelschicht (52, 52A, 52B) auf der Oberfläche (56, 56B, 60, 61) der Probe (4) für eine vorbestimmte Zeit, wobei in der vorbestimmten Zeit ein erster Teil (53) der Kontrastmittelschicht (52, 52A, 52B) in die Probe (4) diffundiert und wobei ein zweiter Teil (54) der Kontrastmittelschicht (52, 52A, 52B) auf der Oberfläche (56, 56B, 60, 61) der Probe (4) verbleibt, sowie – Abbilden der Probe (4) mittels einer optischen Vorrichtung und/oder teilchenoptischen Vorrichtung (1) und/oder des Teilchenstrahls (50).
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der zweite Teil (54) der Kontrastmittelschicht (52, 52A, 52B) mittels des Teilchenstrahls (50) teilweise oder sollständig entfernt wird und bei dem der erste Teil (53) der Kontrastmittelschicht (52, 52A, 52B) in der Probe (4) verbleibt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, mit mindestens einem der folgenden Schritte: – die Kontrastmittelschicht (52, 52A, 52B) wird in mindestens einem vorgebbaren Bereich um die bestimmte Position auf die Oberfläche (56, 56B, 60, 61) der Probe (4) aufgebracht, – die Kontrastmittelschicht (52, 52A, 52B) wird in mindestens einem vorgebbaren Bereich von bis zu 1000 μm um die bestimmte Position auf die Oberfläche (56, 56B, 60, 61) der Probe (4) aufgebracht, – die Kontrastmittelschicht (52, 52A, 52B) wird in mindestens einem vorgebbaren Bereich von bis zu 500 μm um die bestimmte Position auf die Oberfläche (56, 56B, 60, 61) der Probe (4) aufgebracht, – die Kontrastmittelschicht (52, 52A, 52B) wird in mindestens einem vorgebbaren Bereich von bis zu 250 μm um die bestimmte Position auf die Oberfläche (56, 56B, 60, 61) der Probe (4) aufgebracht, – die Kontrastmittelschicht (52, 52A, 52B) wird in mindestens einem vorgebbaren Bereich von bis zu 50 μm um die bestimmte Position auf die Oberfläche (56, 56B, 60, 61) der Probe (4) aufgebracht, – die Kontrastmittelschicht (52, 52A, 52B) wird in mindestens einem vorgebbaren Bereich von bis zu 25 μm um die bestimmte Position auf die Oberfläche (56, 56B, 60, 61) der Probe (4) aufgebracht, oder – die Kontrastmittelschicht (52, 52A, 52B) wird in mindestens einem vorgebbaren Bereich von bis zu 5 μm um die bestimmte Position auf die Oberfläche (56, 56B, 60, 61) der Probe (4) aufgebracht.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem – die Oberfläche (60, 61) der Probe (4) mit einem ersten Oberflächenbereich (60) und einem zweiten Oberflächenbereich (61) bereitgestellt wird, wobei der erste Oberflächenbereich (60) nicht an dem zweiten Oberflächenbereich (61) angrenzt, oder bei dem – die Oberfläche (60, 61) der Probe (4) mit einem ersten Oberflächenbereich (60) und einem zweiten Oberflächenbereich (61) bereitgestellt wird, wobei der erste Oberflächenbereich (60) an dem zweiten Oberflächenbereich (61) angrenzt.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem nach dem Aufbringen der Kontrastmittelschicht (52, 52A, 52B) der Teilchenstrahl (50) und/oder der Lichtstrahl (47) von der Oberfläche (56, 56B, 60, 61) weggeführt wird/werden.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit mindestens einem der folgenden Schritte: – die Kontrastmittelschicht (52, 52A, 52B) wird mit einer Schichtdicke von bis zu 1000 nm aufgebracht, – die Kontrastmittelschicht (52, 52A, 52B) wird mit einer Schichtdicke von bis zu 100 nm aufgebracht, – die Kontrastmittelschicht (52, 52A, 52B) wird mit einer Schichtdicke von bis zu 50 nm aufgebracht, – die Kontrastmittelschicht (52, 52A, 52B) wird mit einer Schichtdicke von bis zu 10 nm aufgebracht, – die Kontrastmittelschicht (52, 52A, 52B) wird mit einer Schichtdicke von bis zu 5 nm aufgebracht, oder – die Kontrastmittelschicht (52, 52A, 52B) wird mit einer Schichtdicke von bis zu 1 nm aufgebracht.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit mindestens einem der folgenden Schritte: – Feststellen eines Bildkontrastes, – Feststellen eines Bildkontrastes aus einem mittels eines spektroskopischen Verfahrens aufgenommenen Bildes, – Feststellen eines Bildkontrastes aus einem mittels des Teilchenstrahls (50) aufgenommenen Bildes, oder – Feststellen eines Bildkontrastes aus einem mittels des Lichtstrahls (47) aufgenommenen Bildes.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem mehrfach hintereinander ein Abbilden der Oberfläche (56, 56B, 60, 61) der Probe (4) mittels der optischen Vorrichtung und/oder der teilchenoptischen Vorrichtung (1) und/oder des Teilchenstrahls (50) zum Feststellen einer zeitlichen Änderung des Bildkontrastes erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 8 in Verbindung mit Anspruch 2, bei dem das Abbilden vor dem vollständigen oder teilweise Entfernen des zweiten Teils (54) der Kontrastmittelschicht (52, 52A, 52B) erfolgt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem das vollständige oder teilweise Entfernen des zweiten Teils (54) der Kontrastmittelschicht (52, 52A, 52B) erfolgt, sobald der Bildkontrast einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Temperatur der Probe (4) geregelt wird, um die Diffusion des ersten Teils (53) der Kontrastmittelschicht (52, 52A, 52B) in die Probe (4) zu beeinflussen.
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Teilchenstrahl (50) mit einer der folgenden Eigenschaften bereitgestellt wird: – mit einer Energie von kleiner oder gleich 1 keV, – als Ionenstrahl (50), insbesondere als Edelgasionenstrahl (50), vorzugsweise Argonionenstrahl, oder – als Elektronenstrahl.
13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem – der Teilchenstrahl als ein erster Teilchenstrahl (50) bereitgestellt wird, – ein zweiter Teilchenstrahl (55) bereitgestellt wird, und bei dem – das Aufbringen der Kontrastmittelschicht (52, 52A, 52B) und/oder das Entfernen des zweiten Teils (54) der Kontrastmittelschicht (52, 52A, 52B) durch Abbildung der Probe (4) mittels des zweiten Teilchenstrahls (55) beobachtet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem der zweite Teilchenstrahl (55) als ein Elektronenstrahl bereitgestellt wird.
15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, welches ferner mindestens eine der folgenden Eigenschaften aufweist: – der Kontrastmittel-Precursor (51) wird als gasförmiges Osmiumtetroxid oder als gasförmiges Rutheniumtetroxid zugeführt, – der Lichtstrahl (47) wird als Laserstrahl bereitgestellt, – der Lichtstrahl (47) wird als UV-Licht, vorzugsweise mit einer Wellenlänge von mm bis 400 nm bereitgestellt, oder – auf die Oberfläche (56B) der Probe (4) wird eine Schutzschicht (57) aufgebracht.
16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Probe (4) eine organische Probe ist.

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