DE102018120630B3

DE102018120630B3 - Verfahren zum Bearbeiten eines Objekts und Programm zur Steuerung eines Partikelstrahlsystems

Info

Publication number: DE102018120630B3
Application number: DE102018120630.5A
Authority: DE
Inventors: Heiko Stegmann
Original assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Priority date: 2018-08-23
Filing date: 2018-08-23
Publication date: 2019-10-31
Anticipated expiration: 2038-08-24
Also published as: KR20200023233A; US20200066483A1; CN110858529A; CZ2019547A3; CZ310043B6; US10796881B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines Objekts, wobei Material von dem Objekt entfernt wird, indem die folgende Schritte durchgeführt werden: Richten eines Partikelstrahls auf das Objekt derart, dass ein Auftreffort des Partikelstrahls auf das Objekt eine Bewegung entlang eines Hauptscanpfades und eine Bewegung entlang einer quer zu dem Hauptscanpfad orientierten Subscanrichtung vollzieht, wobei die Bewegung des Auftrefforts des Partikelstrahls entlang der Subscanrichtung basierend auf einem Referenzsignal und einem Detektionssignal gesteuert wird; Modulieren des Richtens des Partikelstrahls gemäß dem Referenzsignal; und Detektieren von Sekundärpartikeln und Erzeugen des Detektionssignals, welches eine Intensität der detektierten Sekundärpartikel repräsentiert. Das Steuern der Bewegung des Auftrefforts des Partikelstrahls entlang der Subscanrichtung erfolgt unter Verwendung des Prinzips der homodynen Detektion.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines Objekts unter Verwendung eines Partikelstrahls, insbesondere unter Verwendung eines Ionenstrahls oder eines Elektronenstrahls. Das Verfahren kann beispielsweise zum Herstellen eines Objekts verwendet werden, welches geeignet ist, mittels Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) untersucht zu werden (TEM-Objekt). Das heißt, das Verfahren ist zum Herstellen von Objekten geeignet, welche eine Dicke in der Größenordnung von 1 nm bis einigen 100 nm aufweisen. Ferner kann das Verfahren zum Abtragen von Schichten vorgegebener Dicke von einem Objekt eingesetzt werden, so dass das Verfahren als Teil eines Verfahrens zur Tomographie eines Objekts verwendet werden kann. Ferner kann das Verfahren zur Erzeugung von Nanostrukturen an der Oberfläche eines Objekts eingesetzt werden, indem Material von dem Objekt entfernt wird und das verbleibende Material die Nanostrukturen bildet (Nanopatterning, Nanomachining).
Zum Herstellen eines TEM-Objekts, zur Tomographie eines Objekts und zum Herstellen von Nanostrukturen mittels Nanopatterning und Nanomachining ist es erforderlich, Material auf kontrollierte Weise von einem Objekt zu entfernen. Beispielsweise muss in einem Topographieverfahren wiederholt eine Schicht vorgegebener Dicke von dem Objekt entfernt werden. In einem Verfahren zum Herstellen eines TEM-Objekts muss ein Objekt mit vorgegebener Dicke erzeugt werden, was ein kontrolliertes und hochpräzises Entfernen von Material von dem Objekt erfordert. Beim Nanopatterning und Nanomachining werden Nanostrukturen durch Freilegen der Nanostrukturen aus einem Substrat erzeugt, was ebenfalls ein hochpräzises Entfernen von Material von einem Objekt erfordert.
In konventionellen Verfahren zum Entfernen von Material von einem Objekt unter Verwendung eines Partikelstrahls ist es erforderlich, während des Entfernens von Material von dem Objekt wiederholt Bilder aufzunehmen, um die Menge des abgetragenen Materials und die aktuelle Gestalt des zu bearbeiteten Objekts zu kontrollieren. Durch das wiederholte Aufnehmen von Bildern des Objekts können beispielsweise die Drift des Partikelstrahls bezüglich des Objekts und die Drift eines das Objekt haltenden Objekthalters oder des Objekts selbst gegenüber einer den Partikelstrahl erzeugenden Partikelstrahlsäule bestimmt und korrigiert werden. Dabei wird die in der Zeit zwischen der letzten und der aktuellen Bildaufnahme angefallene Gesamtdrift nach der aktuellen Bildaufnahme korrigiert. Die in den Zeiten zwischen zwei Bildaufnahmen auftretende Drift kann unter der Annahme ihrer zeitlichen Konstanz nur durch Extrapolation der Drift korrigiert werden. Das Aufnehmen dieser Bilder erfolgt üblicherweise mittels eines Elektronenstrahls (beispielsweise Rasterelektronenmikroskopie) oder eines Ionenstrahls, was wiederum unerwünschte Nebeneffekte mit sich bringt. Beispielsweise kann hierdurch das zu bearbeitende Objekt elektrisch aufgeladen oder strukturell beschädigt werden; und die zur Aufnahme der Bilder benötigte Zeit kann den gesamten Bearbeitungsprozess verlangsamen, beispielsweise wenn die Bearbeitung des Objekts mit einem Ionenstrahl für die Aufnahme von Bildern des Objekts mit einem Elektronenstrahl oder dem Ionenstrahl unterbrochen wird. Andere herkömmliche Verfahren messen die durch das Entfernen von Material von dem Objekt entstehende und zur entfernten Materialmenge proportionale Abschwächung des Partikelstrahls unterhalb des Objekts. Das erfordert jedoch einen speziellen Detektor und eine spezielle geometrische Form des Objekts.
Die Fachartikel „Recent developments in micromilling using focused ion beam technology“, A. A. Tseng, Journal of micromechanics and microengineering 14 (2004), S. R15 - R34 und „A review of focused ion beam milling techniques for TEM specimen preparation“, L. A. Giannuzzi et al., Micron 30 (1999), S. 197 - 204 offenbaren eine Zusammenfassung der Entwicklung der Verwendung von fokussierter Ionenstrahlung zum Bearbeiten von Objekten, insbesondere zur Präparation von TEM-Proben.
Die Druckschriften US 2015/0048248 A1 , US 2015/0243477 A1 , US 2016/0118219 A1 , US 4980562 A und DE 69022372 T2 betreffen herkömmliche Partikelstrahlvorrichtungen, insbesondere Ionenstrahlvorrichtungen, und Verfahren zum Betreiben derselben.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Bearbeiten eines Objekts unter Verwendung eines Partikelstrahls bereitzustellen, wobei die Drift zwischen dem Partikelstrahl und dem Objekt kontinuierlich erfasst und korrigiert wird. Gemäß einer weiteren Aufgabe soll das Verfahren auf beliebige Objekte ohne Beschränkung hinsichtlich deren Form oder Zusammensetzung anwendbar sein. Gemäß einer weiteren Aufgabe soll das Verfahren, insbesondere die Steuerung des Partikelstrahls, ferner ohne die zusätzliche Aufnahme von Bildern des Objekts durchführbar sein. Gemäß einer weiteren Aufgabe soll das Verfahren ferner mit herkömmlichen Partikelstrahlsystemen durchführbar sein.
Gemäß einem Aspekt umfasst ein Verfahren zum Bearbeiten eines Objekts das Entfernen von Material von dem Objekt, wobei das Entfernen von Material von dem Objekt umfasst: Richten eines Partikelstrahls auf das Objekt derart, dass ein Auftreffort des Partikelstrahls auf das Objekt eine Bewegung entlang eines Hauptscanpfades (HSP) und eine Bewegung entlang einer quer zu dem Hauptscanpfad orientierten Subscanrichtung (SSR) vollzieht, wobei die Bewegung des Auftrefforts des Partikelstrahls entlang der Subscanrichtung basierend auf einem Referenzsignal und einem Detektionssignal gesteuert wird; Modulieren des Richtens des Partikelstrahls gemäß dem Referenzsignal; Detektieren von Sekundärpartikeln und Erzeugen des Detektionssignals, welches eine Intensität der detektierten Sekundärpartikel repräsentiert.
Der Partikelstrahl ist dazu geeignet, Material von dem Objekt zu entfernen. Hierzu kann der Partikelstrahl beispielsweise ein Ionenstrahl sein. Alternativ kann der Partikelstrahl ein Elektronenstrahl sein. Zudem kann es vorteilhaft sein, ein Prozessgas zuzuführen, welches das Entfernen von Material weiter verbessern kann. Das Verfahren ist jedoch nicht auf einen Strahl geladener Teilchen beschränkt und kann mit allen Partikelstrahlen durchgeführt werden, die geeignet sind, Material von dem Objekt zu entfernen.
Der Partikelstrahl wird verfahrensgemäß über das Objekt bewegt. Dabei vollzieht der Auftreffort des Partikelstrahls auf dem Objekt eine Gesamtbewegung, die sich in eine Bewegung entlang eines Hauptscanpfades und in eine Bewegung entlang einer Subscanrichtung aufteilen lässt. Das bedeutet, dass die Gesamtbewegung eine Überlagerung der Bewegung entlang des Hauptscanpfades und der Bewegung entlang der Subscanrichtung ist.
Der Hauptscanpfad ist ein beliebiger Pfad. Der Hauptscanpfad kann beispielsweise eine gerade Linie entlang einer Hauptscanrichtung (HSR) sein. Beispielsweise wird der Partikelstrahl bzw. dessen Auftreffort auf das Objekt kontinuierlich in der Hauptscanrichtung hin- und herbewegt. Die Bewegung entlang des Hauptscanpfades kann gemäß einer Schwingung (beispielsweise Sinus-Schwingung) durchgeführt werden, so dass der Partikelstrahl bzw. dessen Auftreffort entlang des Hauptscanpfades von einem ersten Ort des Objekts zu einem zweiten Ort des Objekts und von dem zweiten Ort zurück zu dem ersten Ort geführt wird. Alternativ kann die Bewegung entlang des Hauptscanpfades gemäß einer Sägezahn-Schwingung durchgeführt werden, so dass der Partikelstrahl von dem ersten Ort zu dem zweiten Ort geführt wird und von dem zweiten Ort zu dem ersten Ort zurückgeführt wird, wobei beim Zurückführen der Partikelstrahl nicht auf das Objekt gerichtet wird. Andere Formen der Bewegung entlang des Hauptscanpfades sind möglich.
Verfahrensgemäß wird der Partikelstrahl auch in der Subscanrichtung über das Objekt bewegt. Die Subscanrichtung ist beispielsweise quer zu dem Hauptscanpfad orientiert. Der Hauptscanpfad und die Subscanrichtung können jeweils im Wesentlichen senkrecht zu dem Partikelstrahl orientiert sein. Insbesondere können der Hauptscanpfad und die Subscanrichtung jeweils im Wesentlichen senkrecht zu einer Zentralachse einer Partikelstrahlsäule orientiert sein, welche den Partikelstrahl erzeugt, bzw. senkrecht zu dem nicht-ausgelenkten Partikelstrahl orientiert sein. Der Hauptscanpfad und die Subscanrichtung können (zudem) zueinander im Wesentlichen senkrecht orientiert sein.
Während der Partikelstrahl auf das Objekt gerichtet und entlang des Hauptscanpfades und entlang der Subscanrichtung über das Objekt geführt wird, werden durch die Wechselwirkung des Partikelstrahls mit dem Objekt Sekundärpartikel erzeugt, welche verfahrensgemäß detektiert werden. Sekundärpartikel können demnach an dem Objekt gestreute Partikel des Partikelstrahls oder durch die Wechselwirkung des Partikelstrahls mit dem Objekt hervorgerufene Partikel sein, beispielsweise Sekundärelektronen oder -ionen. Eine Intensität eines auf eine Detektionsfläche eines Detektors treffenden Partikelstroms von Sekundärpartikeln wird detektiert. Die Intensität bzw. deren zeitlicher Verlauf wird durch das Detektionssignal repräsentiert, welches zur Steuerung der Bewegung des Partikelstrahls bzw. dessen Auftrefforts entlang der Subscanrichtung verwendet wird.
Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat erkannt, dass das Detektionssignal selbst kein direktes Maß für die Abtragungsrate von Material von dem Objekt in der Subscanrichtung ist. Vielmehr setzt sich das Detektionssignal aus mehreren verschiedenen Beiträgen zusammen. Der Beitrag zu dem Detektionssignal, welcher durch Entfernen von Material von dem Objekt an einer Schnittfläche des Objekts erzeugt wird, kann jedoch mit dem erfindungsgemäßen Verfahren aus dem Detektionssignal extrahiert werden. Dieser Beitrag wird sodann zur Steuerung des Partikelstrahls bzw. der Bewegung des Auftrefforts in der Subscanrichtung verwendet. Um aus dem Detektionssignal den Beitrag extrahieren zu können, welcher durch das Entfernen von Material vom Objekt an der Schnittfläche in der Subscanrichtung bedingt ist, wird das Prinzip der homodynen Detektion angewendet.
Demgemäß wird die Erzeugung dieses Beitrags mit dem Referenzsignal (beispielsweise mit der Frequenz des Referenzsignals) moduliert, so dass das Detektionssignal Frequenzanteile umfasst, die im Spektralbereich um die Frequenz des Referenzsignals liegen. Die Modulierung des Beitrags wird durch das Modulieren des Richtens des Partikelstrahls gemäß dem Referenzsignal erreicht.
Das Modulieren des Richtens kann beispielsweise eine Variation der Intensität des Partikelstrahls am Auftreffort sein. Alternativ kann das Modulieren beispielsweise eine Variation des Auftrefforts selbst sein. Das Modulieren bzw. die Variation erfolgt gemäß dem Referenzsignal. Dies bedeutet beispielsweise, dass das Modulieren bzw. die Variation mit einer Frequenz des Referenzsignals erfolgt. Beispielsweise ist das Modulieren bzw. die Variation im Wesentlichen proportional zu dem Referenzsignal.
Infolgedessen wird der durch das Entfernen von Material von dem Objekt in der Subscanrichtung an der Schnittfläche bedingte Beitrag zu dem Detektionssignal mit der Frequenz des Referenzsignals moduliert und kann mittels homodyner Detektion aus dem Detektionssignal extrahiert werden. Somit lässt sich der Vorschub des Partikelstrahls, d. h. die Bewegung des Auftrefforts des Partikelstrahls auf das Objekt entlang der Subscanrichtung, basierend auf dem Detektionssignal und dem Referenzsignal steuern.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Modulieren des Richtens des Partikelstrahls ein Modulieren der dem Objekt zugeführten Intensität des Partikelstrahls gemäß dem Referenzsignal. In dieser Ausführungsform wird die Intensität des Partikelstrahls, die auf das Objekt (am Auftreffort) trifft, gemäß dem Referenzsignal moduliert. Dementsprechend ändert sich die Intensität des Partikelstrahls am Auftreffort mit der Zeit gemäß dem Referenzsignal.
Beispielsweise wird die dem Objekt zugeführte Intensität des Partikelstrahls moduliert, indem der Partikelstrahl gemäß dem Referenzsignal abwechselnd auf das Objekt gerichtet wird und nicht auf das Objekt gerichtet wird. Dies wird beispielsweise durch eine Blende erreicht, die den Partikelstrahl im Takt des Referenzsignals abwechselnd blockiert, sodass der Partikelstrahl nicht auf das Objekt auftrifft, und passieren lässt, sodass der Partikelstrahl auf das Objekt auftrifft. Alternativ kann die Stärke des Strahlstroms gemäß dem Referenzsignal variiert werden oder der Fokus des Partikelstrahls gemäß dem Referenzsignal variiert werden.
Wie bereits erläutert, kann zur Steuerung der Bewegung des Auftrefforts des Partikelstrahls entlang der Subscanrichtung das Prinzip der homodynen Detektion verwendet werden. Hierzu umfasst das Steuern der Bewegung des Auftrefforts des Partikelstrahls entlang der Subscanrichtung ein Bestimmen eines Mischsignals durch multiplikative Mischung des Referenzsignals mit dem Detektionssignal. Durch Integrieren des Mischsignals wird ein Zwischensignal erzeugt, welches ein Maß für die Abtragungsrate von Material von dem Objekt in der Subscanrichtung ist und zur Steuerung der Bewegung des Auftrefforts des Partikelstrahls entlang der Subscanrichtung verwendet wird. Die Integration erfolgt beispielsweise über mehrere Perioden der Frequenz des Referenzsignals. Die gleitende Integration kann beispielsweise durch eine Filterung mit einem Tiefpass durchgeführt werden. Das Zwischensignal repräsentiert den Beitrag zu dem Detektionssignal, welcher durch Entfernen von Material von dem Objekt an der Schnittfläche bedingt ist. Daher ist das Zwischensignal ein Maß für die Abtragungsrate von Material in der Subscanrichtung. Beispielsweise wird die Bewegung des Auftrefforts des Partikelstrahls entlang der Subscanrichtung von einer Regelung festgelegt, welche hierzu das Zwischensignal verwendet.
Beispielsweise wird die Bewegung des Auftrefforts des Partikelstrahls entlang der Subscanrichtung von der Regelung so festgelegt, dass das Zwischensignal ein einstellbares Verhalten annimmt, insbesondere auf einen einstellbaren Sollwert konvergiert. Hierdurch wird erreicht, dass von dem Objekt in der Subscanrichtung Material mit einer Geschwindigkeit entfernt wird, welche durch den Sollwert repräsentiert wird. Somit kann von dem Objekt Material auf kontrollierte Weise entfernt werden, ohne zwischendurch zusätzliche Bilder des Objekts aufnehmen zu müssen.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Modulieren des Richtens des Partikelstrahls durchgeführt, indem die Bewegung des Auftrefforts des Partikelstrahls entlang der Subscanrichtung mit einer SSR-Gesamtgeschwindigkeit erfolgt, welche sich wenigstens aus einer ersten Geschwindigkeit und einer zweiten Geschwindigkeit zusammensetzt, wobei die erste Geschwindigkeit fortwährend gemäß dem Referenzsignal geändert (d. h. moduliert) wird und wobei die zweite Geschwindigkeit basierend auf dem Referenzsignal und dem Detektionssignal festgelegt wird.
Hierin bezeichnet „SSR-Gesamtgeschwindigkeit“ lediglich den Anteil an der Gesamtgeschwindigkeit des Auftrefforts des Partikelstrahls gegenüber dem Objekt, der entlang der Subscanrichtung orientiert ist. Mit anderen Worten bezeichnet die „SSR-Gesamtgeschwindigkeit“ die Projektion der Gesamtgeschwindigkeit des Auftrefforts des Partikelstrahls gegenüber dem Objekt auf die Subscanrichtung.
In dieser Ausführungsform wird das Modulieren des Richtens durch Variation des Auftreffortes des Partikelstrahls auf das Objekt entlang der Subscanrichtung durchgeführt. Hierzu setzt sich die SSR-Gesamtgeschwindigkeit des Auftrefforts wenigstens aus einer ersten (zeitabhängigen) und einer zweiten (zeitabhängigen) Geschwindigkeit zusammen, wobei die erste Geschwindigkeit fortwährend gemäß dem Referenzsignal geändert (d. h. moduliert) wird und wobei die zweite Geschwindigkeit basierend auf dem Referenzsignal und dem Detektionssignal festgelegt wird.
Die SSR-Gesamtgeschwindigkeit kann daher beispielsweise als Summe der (zeitabhängigen) ersten Geschwindigkeit und der (zeitabhängigen) zweiten Geschwindigkeit definiert sein. Bezüglich des Objekts vollzieht der Partikelstrahl bzw. dessen Auftreffort auf dem Objekt aufgrund der SSR-Gesamtgeschwindigkeit eine (zeitabhängige) Gesamtbewegung entlang der Subscanrichtung („SSR-Gesamtbewegung“), welche sich aus wenigstens einer ersten Teilbewegung entlang der Subscanrichtung und einer zweiten Teilbewegung entlang der Subscanrichtung zusammensetzt, wobei die erste Teilbewegung (ausschließlich) durch die erste Geschwindigkeit bedingt ist und die zweite Teilbewegung (ausschließlich) durch die zweite Geschwindigkeit bedingt ist. Mit anderen Worten vollzieht der Partikelstrahl bzw. dessen Auftreffort bezüglich des Objekts mehrere zeitlich überlagerte Teilbewegungen entlang der Subscanrichtung, die zusammen in der SSR-Gesamtbewegung resultieren, wobei die SSR-Gesamtbewegung durch die SSR-Gesamtgeschwindigkeit parametrisiert ist und die Teilbewegungen entlang des Subscanrichtung durch die erste und zweite Geschwindigkeit parametrisiert sind.
In dieser Ausführungsform wird die erste Geschwindigkeit fortwährend gemäß dem Referenzsignal geändert. Das bedeutet, dass die erste Geschwindigkeit, welche die erste Teilbewegung entlang des Subscanrichtung parametrisiert, eine Größe ist, die sich zeitabhängig ändert und zwar in Abhängigkeit des Referenzsignals. Beispielsweise ändert sich die erste Geschwindigkeit mit einer Frequenz, die der Frequenz des Referenzsignals entspricht. Das Referenzsignal kann beispielsweise eine (Sinus-)Schwingung mit einer Referenzfrequenz sein und die erste Geschwindigkeit ändert sich mit der Referenzfrequenz. Das bedeutet, dass sich die erste Geschwindigkeit mit der Referenzfrequenz ändert. Der zeitliche Verlauf der ersten Geschwindigkeit ist in diesem Beispiel daher eine Schwingung, deren Frequenz gleich der Referenzfrequenz ist.
Durch das Referenzsignal kann die erste Geschwindigkeit so definiert sein, dass die erste Teilbewegung ein kontinuierliches Hin- und Herbewegen des Partikelstrahls bzw. dessen Auftrefforts bezüglich des Objekts entlang der Subscanrichtung ist.
Die zweite Geschwindigkeit parametrisiert die zweite Teilbewegung entlang der Subscanrichtung. Beispielsweise entspricht die zweite Teilbewegung einem annähernd linearen Vorschub des Partikelstrahls bzw. dessen Auftrefforts bezüglich des Objekts in der Subscanrichtung. Dies bedeutet, dass die zweite Geschwindigkeit annähernd zeitlich konstant ist. Der konkrete Wert der zweiten Geschwindigkeit wird jedoch in Abhängigkeit des Referenzsignals und in Abhängigkeit des Detektionssignals festgelegt, beispielsweise durch eine Regelung. Die Geschwindigkeit, mit der Material von dem Objekt in der Subscanrichtung entfernt wird, wird im Wesentlichen durch die zweite Geschwindigkeit festgelegt.
Die Gesamtbewegung des Partikelstrahls bzw. dessen Auftrefforts entlang der Subscanrichtung relativ zu dem Objekt lässt sich mit anderen Worten wie folgt beschreiben: Der Partikelstrahl bzw. dessen Auftreffort wird gegenüber dem Objekt in der Subscanrichtung gemäß einer SSR-Gesamtbewegung bewegt, wobei eine durch die erste Geschwindigkeit parametrisierte erste Teilbewegung die Bewegung des Partikelstrahls bzw. dessen Auftrefforts gegenüber einer Bezugsposition repräsentiert und wobei eine durch die zweite Geschwindigkeit parametrisierte zweite Teilbewegung die Bewegung der Bezugsposition bezüglich des Objekts repräsentiert. Die erste Geschwindigkeit wird gemäß dem Referenzsignal fortwährend so geändert, dass der Partikelstrahl bzw. dessen Auftreffort bezüglich der Bezugsposition fortwährend um die Bezugsposition herum in der Subscanrichtung bewegt wird, während die Bezugsposition gemäß der zweiten Geschwindigkeit gegenüber dem Objekt in der Subscanrichtung bewegt wird.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform nimmt die SSR-Gesamtgeschwindigkeit abwechselnd ab und zu. Dementsprechend wird der Partikelstrahl bzw. dessen Auftreffort relativ zu dem Objekt in der Subscanrichtung abwechselnd beschleunigt und abgebremst. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform hierin weist die SSR-Gesamtgeschwindigkeit abwechselnd positive und negative Werte auf. Hierdurch wird der Partikelstrahl bzw. dessen Auftreffort bezüglich des Objekts in der Subscanrichtung abwechselnd vorwärts- und rückwärtsbewegt.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist das Referenzsignal ein periodisches Signal, beispielsweise eine Sinus-Schwingung, eine Rechteck-Schwingung oder dergleichen. Hierdurch wird die erste Geschwindigkeit so geändert, dass die erste Geschwindigkeit abwechselnd abnimmt und zunimmt. Insbesondere kann die erste Geschwindigkeit hierdurch abwechselnd positive und negative Werte aufweisen. Hierdurch wird der Partikelstrahl bzw. dessen Auftreffort bezüglich der Bezugsposition in der Subscanrichtung periodisch beschleunigt und abgebremst bzw. um die Bezugsposition herum vor- und zurückbewegt.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform weist die zweite Geschwindigkeit fortwährend positive Werte auf. Demnach weist die zweite Geschwindigkeit keine negativen Werte auf. Dies bedeutet, dass die Bezugsposition relativ zu dem Objekt in der Subscanrichtung vorwärtsbewegt wird. Mit anderen Worten repräsentiert die zweite Geschwindigkeit bzw. die damit verbundene zweite Teilbewegung einen kontinuierlichen Vorschub der Bezugsposition bezüglich des Objekts in der Subscanrichtung.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wird die zweite Geschwindigkeit unter Verwendung des Prinzips der homodynen Detektion basierend auf dem Referenzsignal und dem Detektionssignal festgelegt. Hierzu werden beispielsweise die folgenden Schritte durchgeführt: Bestimmen eines Mischsignals durch multiplikative Mischung des Referenzsignals mit dem Detektionssignal und Bestimmen eines Zwischensignals durch gleitende Integration des Mischsignals. Die Integration erfolgt beispielsweise über mehrere Perioden der Frequenz des Referenzsignals. Die gleitende Integration kann beispielsweise durch eine Filterung mit einem Tiefpass durchgeführt werden. Das Zwischensignal repräsentiert den Beitrag zu dem Detektionssignal, welcher durch Entfernen von Material von dem Objekt an der Schnittfläche bedingt ist. Daher ist das Zwischensignal ein Maß für die Abtragungsrate von Material in der Subscanrichtung. Die zweite Geschwindigkeit kann sodann auf Grundlage des Zwischensignals festgelegt werden.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wird die zweite Geschwindigkeit von einer Regelung festgelegt, welche das Zwischensignal verwendet. Beispielsweise wird die zweite Geschwindigkeit von der Regelung so festgelegt, dass das Zwischensignal ein einstellbares Verhalten annimmt, insbesondere auf einen einstellbaren Sollwert konvergiert. Hierdurch wird erreicht, dass von dem Objekt in der Subscanrichtung Material mit einer Geschwindigkeit entfernt wird, welche durch den Sollwert repräsentiert wird. Somit kann von dem Objekt Material auf kontrollierte Weise entfernt werden, ohne zwischendurch zusätzliche Bilder des Objekts aufnehmen zu müssen.
Gemäß einer beispielhaft Ausführungsform wird der Partikelstrahl während des Bewegens des Partikelstrahls bzw. dessen Auftrefforts in der Subscanrichtung, insbesondere durch den Anteil der ersten Geschwindigkeit an der SSR-Gesamtgeschwindigkeit, auf Orte auf dem Objekt gerichtet, die in der Subscanrichtung voneinander einen Abstand haben, welcher wenigstens 0,1 nm, insbesondere wenigstens 1 nm beträgt und/oder welcher höchstens 100.000 nm, insbesondere höchstens 10.000 nm beträgt. Durch die Bewegung des Auftrefforts entlang der Subscanrichtung, insbesondere durch die erste Teilbewegung, wird der Partikelstrahl entlang der Subscanrichtung auf verschiedene Orte des Objekts gerichtet. Diese Orte haben voneinander einen Mindestabstand und einen Höchstabstand, der durch die angegebenen Werte definiert ist. Dieser Abstand bezeichnet daher die Weglänge, die von dem Partikelstrahl bzw. dessen Auftreffort entlang der Subscanrichtung aufgrund der Bewegung des Auftrefforts entlang der Subscanrichtung, insbesondere aufgrund der ersten Teilbewegung, d. h. durch den Anteil der ersten Geschwindigkeit an der Gesamtgeschwindigkeit, auf dem Objekt zwischen diesen Orten zurückgelegt wird.
Durch die Bewegung des Auftrefforts des Partikelstrahls entlang des Hauptscanpfades (HSP) wird der Partikelstrahl auf Orte des Objekts gerichtet, die entlang des Hauptscanpfades voneinander einen Abstand haben, welcher wenigstens 1 nm, insbesondere wenigstens 10 nm, beträgt und/oder welcher höchstens 1.000.000 nm, insbesondere höchstens 100.000 nm, beträgt. Dieser Abstand bezeichnet daher die Weglänge, die von dem Partikelstrahl bzw. dessen Auftreffort entlang des Hauptscanpfades aufgrund der Bewegung des Auftrefforts des Partikelstrahls entlang des Hauptscanpfades auf dem Objekt zwischen diesen Orten zurückgelegt wird.
Gemäß beispielhafter Ausführungsformen wird der Partikelstrahl durch die Bewegung des Auftrefforts entlang der Subscanrichtung bzw. den Anteil der ersten Geschwindigkeit an der Gesamtgeschwindigkeit im Umfang eines Subscanauslenkwinkels in der Subscanrichtung ausgelenkt, wobei der Subscanauslenkwinkel wenigstens 0,00001 mrad, insbesondere wenigstens 0,0001 mrad, beträgt und/oder wobei der Subscanauslenkwinkel höchstens 10 mrad, insbesondere höchstens 1 mrad, beträgt. Die obigen Werte begrenzen die maximale und minimale Auslenkung des Partikelstrahls, die durch die Bewegung des Auftrefforts entlang der Subscanrichtung bzw. die erste Teilbewegung bedingt ist. Die Auslenkung in der Subscanrichtung kann kleiner, insbesondere deutlich kleiner, als die Auslenkung entlang des Hauptscanpfades sein. Beispielsweise wird der Partikelstrahl entlang des Hauptscanpfades im Umfang eines Hauptscanauslenkwinkels ausgelenkt, wobei der Hauptscanauslenkwinkel wenigstens 0,0001 mrad, insbesondere wenigstens 0,001 mrad, beträgt und/oder wobei der Hauptscanauslenkwinkel höchstens 100 mrad, insbesondere höchstens 10 mrad, beträgt.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Bewegung des Partikelstrahls bzw. dessen Auftrefforts in der Subscanrichtung durch Auslenken des Partikelstrahls relativ zu einer den Partikelstrahl erzeugenden Partikelstrahlsäule und durch Bewegen des Objekts relativ zu der Partikelstrahlsäule in der Subscanrichtung. Hierbei kann das Auslenken gemäß dem Referenzsignal erfolgen, um die erste Geschwindigkeit zu bewirken, während das Bewegen des Objekts relativ zu der Partikelstrahlsäule gemäß der zweiten Geschwindigkeit erfolgt. Mit anderen Worten wird die erste Teilbewegung durch Auslenken des Partikelstrahls relativ zu der Partikelstrahlsäule durchgeführt, während die zweite Teilbewegung durch das Bewegen des Objekts relativ zu der Partikelstrahlsäule durchgeführt wird. Demgemäß kann das Bewegen des Partikelstrahls bzw. dessen Auftrefforts in der Subscanrichtung bezüglich der Bezugsposition mit der ersten Geschwindigkeit durch Auslenken des Partikelstrahls relativ zu der Partikelstrahlsäule erfolgen, während die Bezugsposition bezüglich des Objekts in der Subscanrichtung mit der zweiten Geschwindigkeit durch Bewegen des Objekts relativ zu der Partikelstrahlsäule in der Subscanrichtung erfolgt.
Alternativ kann das Bewegen des Objekts relativ zu der Partikelstrahlsäule in der Subscanrichtung gemäß dem Referenzsignal erfolgen, um die erste Geschwindigkeit zu bewirken, während das Auslenken gemäß der zweiten Geschwindigkeit erfolgt. Mit anderen Worten wird die zweite Teilbewegung durch Auslenken des Partikelstrahls relativ zu der Partikelstrahlsäule durchgeführt, während die erste Teilbewegung durch das Bewegen des Objekts relativ zu der Partikelstrahlsäule durchgeführt wird. Demgemäß kann das Bewegen des Partikelstrahls bzw. dessen Auftrefforts in der Subscanrichtung bezüglich der Bezugsposition mit der ersten Geschwindigkeit durch Bewegen des Objekts relativ zu der Partikelstrahlsäule in der Subscanrichtung erfolgen, während die Bezugsposition bezüglich des Objekts in der Subscanrichtung mit der zweiten Geschwindigkeit durch Auslenken des Partikelstrahls relativ zu der Partikelstrahlsäule erfolgt.
Die SSR-Gesamtbewegung des Partikelstrahls relativ zu dem Objekt bzw. die SSR-Gesamtbewegung des Auftrefforts des Partikelstrahls auf dem Objekt bezüglich des Objekts kann auch auf andere Weisen realisiert werden. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform erfolgt die Bewegung des Auftrefforts des Partikelstrahls entlang der Subscanrichtung (ausschließlich) durch Auslenken des Partikelstrahls relativ zu einer den Partikelstrahl erzeugenden Partikelstrahlsäule. Gemäß dieser Ausführungsform wird die SSR-Gesamtbewegung durch Auslenken des Partikelstrahls relativ zu der Partikelstrahlsäule bewirkt.
Alternativ kann die Bewegung des Auftrefforts des Partikelstrahls entlang der Subscanrichtung auch (ausschließlich) durch Bewegen des Objekts relativ zu der Partikelstrahlsäule erfolgen. Beispielsweise kann eine Objektpositionierungsvorrichtung, welche das Objekt trägt, so gesteuert werden, dass das Objekt relativ zu der Partikelstrahlsäule gemäß der SSR-Gesamtbewegung bewegt wird.
Das Referenzsignal kann eine von null verschiedene Frequenz aufweisen. Gemäß beispielhafter Ausführungsformen weist das Referenzsignal eine Frequenz von wenigstens 500 Hz, insbesondere wenigstens 1 kHz, weiter insbesondere wenigstens 10 kHz auf.
Die Bewegung des Auftrefforts des Partikelstrahls entlang des Hauptscanpfades (HSP) kann mit einer Frequenz erfolgen, die wenigstens das Zehnfache, insbesondere wenigstens das Hundertfache der Frequenz des Referenzsignals beträgt. Dementsprechend wird der Partikelstrahl deutlich schneller entlang des Hauptscanpfades bewegt als in der Subscanrichtung.
Bei einigen Hauptscanpfaden kann jedoch auch die Bewegung des Auftrefforts des Partikelstrahls entlang des Hauptscanpfades (HSP) langsamer erfolgen als in der Subscanrichtung. Dies ist beispielsweise beim Nanopatterning und Nanomachining der Fall. Dementsprechend kann die Bewegung des Auftrefforts des Partikelstrahls entlang des Hauptscanpfades (HSP) mit einer Frequenz erfolgen, die wenigstens zehnmal kleiner, insbesondere wenigstens hundertmal kleiner als die Frequenz des Referenzsignals ist.
Die vorangehend beschriebenen Verfahren können auch unter gleichzeitiger Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops durchgeführt werden. Die gleichzeitige Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops bedingt, dass das Detektionssignal Beiträge enthält, die durch die Bestrahlung des Objekts mit dem Elektronenstrahl des Rasterelektronenmikroskops verursacht werden. Daher erschwert die gleichzeitige Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops üblicherweise die Analyse des Detektionssignals, wenn dieses zur Steuerung der Abtragungsrate von Material von dem Objekt in der Subscanrichtung verwendet werden soll. Durch die Anwendung des Prinzips der homodynen Detektion wirken sich die Beiträge zu dem Detektionssignal, die durch das Rasterelektronenmikroskop erzeugt werden, jedoch nicht negativ oder erschwerend auf die Steuerung der Bewegung des Auftrefforts entlang der Subscanrichtung bzw. der zweiten Geschwindigkeit aus, sofern sich die Frequenzen, mit denen der Elektronenstrahl über das Objekt gerastert wird, von der Frequenz des Referenzsignals ausreichend unterscheiden. Dementsprechend können während des Entfernens von Material von dem Objekt Bilder des Objekts mit einem Rasterelektronenmikroskop aufgenommen werden, ohne dass sich dies negativ auf das Ergebnis des Verfahrens auswirkt.
Die Bewegung des Auftrefforts des Partikelstrahls entlang der Subscanrichtung kann ferner basierend auf solchen aufgenommenen Bilder gesteuert werden. Beispielsweise kann der Fortschritt des Entfernens von Material von dem Objekt unter Verwendung der mittels des Elektronenmikroskops aufgenommenen Bilder von Zeit zu Zeit geprüft werden, wobei die Intervalle zwischen dem Aufnehmen der Bilder mit dem Rasterelektronenmikroskop deutlich größer sein können, als dies in herkömmlichen Verfahren der Fall ist.
Das vorangehend beschriebene Verfahren zum Bearbeiten eines Objekts kann in zahlreichen Anwendungen eingesetzt werden. Beispielsweise kann das Verfahren zur Tomographie eines Objekts eingesetzt werden, wobei von dem Objekt nacheinander Materialschichten unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens entfernt werden und zwischen oder während dem Entfernen der Schichten Bilder des Objekts aufgenommen werden.
Ein Verfahren zur Tomographie eines Objekts kann beispielsweise umfassen: Freilegen einer Oberfläche eines Objekts durch das Entfernen von Material von dem Objekt gemäß dem hierin beschriebenen Verfahren, Aufnehmen eines Bildes des Objekts, insbesondere der freigelegten Oberfläche, beispielsweise mittels eines Rasterelektronenmikroskops, mehrfaches Wiederholen des Freilegens und des Aufnehmens; und Erzeugen eines Querschnittsbildes basierend auf den aufgenommenen Bildern. Dementsprechend wird das Querschnittsbild aus Teilen der zuvor aufgenommenen Bilder generiert. Mehrere Querschnittsbilder können zur Darstellung einer dreidimensionalen Darstellung des Objekts verwendet werden. Das Freilegen der Oberfläche und das Aufnehmen eines Bildes des Objekts können gleichzeitig oder nacheinander durchgeführt werden.
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Hierbei zeigt/zeigen

1A bis 1C Ansichten eines zu bearbeitenden Objekts;
2A und 2B Systeme zum Bearbeiten eines Objekts;
3 den zeitlichen Verlauf des Auftrefforts eines Partikelstrahls auf dem Objekt entlang einer Subscanrichtung gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren;
4 Details des zeitlichen Verlaufs der SSR-Gesamt- und Teilbewegungen des Auftrefforts des Partikelstrahls auf dem Objekt und des zeitlichen Verlaufs der SSR-Gesamtgeschwindigkeit, der ersten Geschwindigkeit und der zweiten Geschwindigkeit;
5A und 5B Auslenkungen eines Partikelstrahls während des erfindungsgemäßen Verfahrens;
6 eine Variante zur Implementierung einer homodynen Detektion; und
7 eine Regelung zur Steuerung der Bewegung des Partikelstrahls über das Objekt.

1A zeigt eine perspektivische Darstellung eines zu bearbeitenden Objekts 1. Das Objekt 1 weist einen Bereich I auf, welcher einen Volumenbereich repräsentiert, aus welchem Material von dem Objekt 1 entfernt wurde. Ein Bereich II repräsentiert einen Volumenbereich des Objekts 1, welcher eine Schnittfläche 3 enthält, auf welche ein Partikelstrahl 5 (z. B. Ionenstrahl, Elektronenstrahl mit oder ohne Prozessgas, Laserstrahl) gerichtet ist, um Material von dem Objekt 1 zu entfernen. Ein Bereich III repräsentiert einen Volumenbereich des Objekts 1, welcher mittels des Partikelstrahls 5 zu entfernen ist. Ein rechtwinkliges Koordinatensystem mit den Richtungen Hauptscanrichtung (HSR), Subscanrichtung (SSR) und Partikelstrahlrichtung (PSR) dient zur vereinfachten Beschreibung des nachfolgend beschriebenen Verfahrens zum Bearbeiten des Objekts 1.
1B zeigt eine Querschnittsansicht in der PSR-SSR-Ebene durch die Bereiche I, II und III. Zum Zwecke der Darstellung des nachfolgend beschriebenen Verfahrens wird angenommen, dass von dem Objekt 1 Material entlang der Subscanrichtung SSR entfernt werden soll. Unter Verwendung des Partikelstrahls 5 wird das Objekt 1 so bearbeitet, dass der Bereich II in 1B nach rechts verschoben wird bzw. in 1C nach oben verschoben wird.
1C zeigt eine Ansicht des Objekts 1 entlang der Richtung PSR auf die HSR-SSR-Ebene. Die Bereiche I, II und III sind schematisch dargestellt, um den Fortschritt des Entfernens von Material von dem Objekt 1 zu zeigen.
2A ist eine schematische Darstellung eines Partikelstrahlsystems 11A zum Durchführen der hierein beschriebenen Verfahren zum Bearbeiten eines Objekts. Das Partikelstrahlsystem 11A umfasst eine Partikelstrahlsäule 13A, welche dazu konfiguriert ist, einen Partikelstrahl 5A auf das Objekt 1 zu richten, wo der Partikelstrahl 5A an einem Auftreffort 23 auf das Objekt 1 trifft. Die Partikelstrahlsäule 13A umfasst eine Partikelquelle 14A, welche den Partikelstrahl 5A erzeugen kann, Deflektoren 15A, welche den Partikelstrahl 5A auslenken können, um den Partikelstrahl 5A auf verschiedene Orte des Objekts 1 richten zu können. 2A zeigt schematisch drei verschiedene Auslenkungen des Partikelstrahls 5A.
Das Partikelstrahlsystem 11A umfasst ferner eine Steuerung 18A, welche dazu konfiguriert ist, die Komponenten des Partikelstrahlsystems 11A zu steuern. Hierzu sind die Partikelquelle 14A und die Deflektoren 15A mit der Steuerung 18A des Partikelstrahlsystems 11A verbunden. In der Steuerung 18A kann ein Programm zur Steuerung des Partikelstrahlsystems 11A gespeichert werden, wobei das Programm, wenn es von der Steuerung 18A des Partikelstrahlsystems 11A ausgeführt wird, das Partikelstrahlsystem 11A so steuert, dass das Partikelstrahlsystem 11A die hierin beschriebenen Verfahren durchführt. Das Programm kann von einer Datenverarbeitungsvorrichtung (nicht gezeigt) zu der Steuerung 18A übertragen werden, damit es von dieser ausgeführt werden kann.
Das Partikelstrahlsystem 11A umfasst ferner eine Blende 16A, welche den Partikelstrahl 5A blocken und passieren lassen kann, je nachdem ob ein von der Steuerung 18A kontrollierter Deflektor 17A den Partikelstrahl 5A ablenkt oder nicht. Hierdurch kann die Intensität, mit der der Partikelstrahl 5A auf das Objekt 1 trifft, moduliert werden. Anstelle der Blende 16A, die den Partikelstrahl 5A entweder blockt oder passieren lässt, können andere Vorrichtungen zum Modulieren der Intensität des Partikelstrahls vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Intensität des Partikelstrahls 5A durch die Partikelquelle 14A gesteuert werden. Ferner kann beispielsweise eine Blende mit einer Öffnung im Strahlengang des Partikelstrahls 5A vorgesehen sein, welche durch mechanische Bewegung der Blende den Partikelstrahl abwechselnd blockiert und freigibt. Die mechanische Bewegung kann durch einen Motor angetrieben sein. Die Blende kann beispielsweise eine rotierende Blende sein.
Das Partikelstrahlsystem 11A umfasst ferner eine Objektpositionierungsvorrichtung 19, welche dazu konfiguriert ist, das Objekt 1 in Bezug auf die Partikelstrahlsäule 13A anzuordnen. Die Objektpositionierungsvorrichtung 19 kann beispielsweise mehrere translatorische und rotatorische steuerbare Freiheitsgrade bereitstellen, um das Objekt 1 relativ zu der Partikelstrahlsäule 13A zu positionieren und zu orientieren. Die Objektpositionierungsvorrichtung 19 kann ebenfalls von der Steuerung 18A gesteuert werden.
Das Partikelstrahlsystem 11A umfasst ferner einen Detektor 21, welcher dazu konfiguriert ist, durch den Partikelstrahl 5A an dem Objekt 1 erzeugte Sekundärpartikel zu detektieren und ein Detektionssignal zu erzeugen, welches die Intensität der detektierten Sekundärpartikel repräsentiert. Die Steuerung 18A erhält von dem Detektor 21 das Detektionssignal.
Die Steuerung 18A kann einen Signalgenerator (nicht gezeigt) steuern oder umfassen, welcher ein Referenzsignal erzeugt. Das Referenzsignal wird zum Modulieren der auf das Objekt 1 gerichteten Intensität des Partikelstrahls 5A und/oder zum Modulieren des Auftrefforts 23 des Partikelstrahls 5A auf dem Objekt 1 verwendet.
2B zeigt ein weiteres Partikelstrahlsystem 11B zum Durchführen der hierein beschriebenen Verfahren zum Bearbeiten eines Objekts 1. Das Partikelstrahlsystem 11B umfasst eine Elektronenstrahlsäule 13B-E und eine Ionenstrahlsäule 13B-I. Eine Hauptachse 20B-E der Elektronenstrahlsäule 13B-E und eine Hauptachse 20B-I der Ionenstrahlsäule 13B-I schneiden sich in einem gemeinsamen Arbeitsbereich und schließen miteinander einen Winkel von etwa 54° ein. Eine alternative Anordnung der beiden Partikelstrahlsäulen sieht vor, dass die Hauptachse 20B-E der Elektronenstrahlsäule 13B-E und die Hauptachse 20B-I der Ionenstrahlsäule 13B-I zueinander senkrecht orientiert sind und sich im gemeinsamen Arbeitsberiech schneiden. In dem gemeinsamen Arbeitsbereich der Elektronenstrahlsäule 13B-E und der Ionenstrahlsäule 13B-Iwird das zu bearbeitende Objekt 1 angeordnet, welches auf einer Objektpositionierungsvorrichtung 19 angeordnet ist.
Die Elektronenstrahlsäule 13B-E ist dazu konfiguriert, einen Elektronenstrahl 5B-E zu erzeugen und auf das Objekt 1 zu richten. Deflektoren 17B-E der Elektronenstrahlsäule 13B-E können den Elektronenstrahl 5B-E so ablenken, dass der Elektronenstrahl 5B-E eine Blende 16B-E durch eine darin vorgesehene Öffnung passiert oder von der Blende 16B-E blockiert wird. Auf diese Weise kann der Elektronenstrahl 5B-E schnell ein- und ausgeschaltet werden in dem Sinn, dass er auf das Objekt 1 trifft bzw. nicht auf das Objekt 1 trifft. Weitere Deflektoren 15B-E des Elektronenstrahlsäule 13B-E sind dazu konfiguriert, den Elektronenstrahl 5B-E abzulenken, um so den Auftreffort, an welchem der Elektronenstrahl 5B-E auf das Objekt 1 trifft, zu variieren.
Die Ionenstrahlsäule 13B-I ist dazu konfiguriert, einen Ionenstrahl 5B-I zu erzeugen und auf das Objekt 1 zu richten. Deflektoren 17B-I der Ionenstrahlsäule 13B-I können den Ionenstrahl 5B-I so ablenken, dass der Ionenstrahl 5B-I eine Blende 16B-I durch eine darin vorgesehene Öffnung passiert oder von der Blende 16B-I blockiert wird. Auf diese Weise kann der Ionenstrahl 5B-I schnell ein- und ausgeschaltet werden in dem Sinn, dass er auf das Objekt 1 trifft bzw. nicht auf das Objekt 1 trifft. Weitere Deflektoren 15B-I des Ionenstrahlsäule 13B-I sind dazu konfiguriert, den Ionenstrahl 5B-I abzulenken, um so den Auftreffort, an welchem der Ionenstrahl 5B-I auf das Objekt 1 trifft, zu variieren.
Das Partikelstrahlsystem 11B umfasst ferner einen Detektor 21 für Sekundärpartikel sowie eine Steuerung 18. Die Steuerung 18 ist mit der Elektronenstrahlsäule 13B-E, der Ionenstrahlsäule 13B-I und dem Detektor 21 verbunden, um diese Komponenten zu steuern bzw. dessen (Mess-)Signale zu empfangen. Insbesondere kann die Steuerung 18, wie auch die Steuerung 18 der 2A, ein Programm zur Steuerung des Partikelstrahlsystems 11B speichern, wobei das Programm, wenn es von der Steuerung 18 des Partikelstrahlsystems 11B ausgeführt wird, das Partikelstrahlsystem 11B so steuert, dass das Partikelstrahlsystem 11B die hierin beschriebenen Verfahren durchführt. Das Programm kann von einer Datenverarbeitungsvorrichtung (nicht gezeigt) zu der Steuerung 18 übertragen werden, damit es von dieser ausgeführt werden kann.
Die hierin beschriebenen Verfahren können sowohl unter Verwendung des Elektronenstrahls 5B-E als auch unter Verwendung des Ionenstrahls 5B-I durchgeführt werden.
Gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Bearbeiten des Objekts 1 wird von dem Objekt 1 Material entfernt, indem der Partikelstrahl 5 so auf das Objekt 1 gerichtet wird, dass der Auftreffort 23 des Partikelstrahls 5 auf das Objekt 1 eine Bewegung entlang eines Hauptscanpfades (in 1 vereinfacht als Hauptscanrichtung HSR dargestellt) und eine Bewegung entlang einer quer zu dem Hauptscanpfad orientierten Subscanrichtung SSR vollzieht. Die dem Objekt 1 zugeführte Intensität des Partikelstrahls 5 wird gemäß dem Referenzsignal moduliert, beispielsweise indem der Partikelstrahl 5 durch die Deflektoren 17 so auf die Blende 16 abgelenkt werden, dass der Partikelstrahl 5 mit der (Grund-)Frequenz des Referenzsignals abwechselnd auf das Objekt 1 gerichtet und durch die Blende 16 blockiert wird. Währenddessen werden mittels des Detektors 21 Sekundärpartikel detektiert und ein Detektionssignal, welches die Intensität der detektierten Sekundärpartikel repräsentiert, erzeugt und an die Steuerung 18 übertragen. Basierend auf dem Detektionssignal und dem Referenzsignal steuert die Steuerung die Bewegung des Auftrefforts 23 entlang der Subscanrichtung SSR durch Auslenken des Partikelstrahls 5 mittels der Deflektoren 15, durch Bewegen des Objekts 1 relativ zu der Partikelstrahlsäule 13 mittels der Objektpositionierungsvorrichtung 19 oder durch eine Kombination dieser Mittel durchgeführt werden.
Die Steuerung der Bewegung des Auftrefforts 23 entlang der Subscanrichtung SSR durch die Steuerung 18 wird später im Zusammenhang mit den 6 und 7 näher erläutert.
In dem eben beschriebenen Beispiel wird das Modulieren des Richtens des Partikelstrahls 5 auf das Objekt 1 durch das Modulieren der auf das Objekt 1 gerichteten Intensität des Partikelstrahls 5 erreicht. Zudem oder alternativ kann das Modulieren des Richtens des Partikelstrahls 5 durch Modulieren des Auftrefforts 23 des Partikelstrahls 5 auf das Objekt 1 in der Subscanrichtung erfolgen. Das Modulieren des Auftrefforts 23 des Partikelstrahls 5 auf das Objekt 1 in der Subscanrichtung kann durch Auslenken des Partikelstrahls 5 mittels der Deflektoren 15, durch Bewegen des Objekts 1 relativ zu der Partikelstrahlsäule 13 mittels der Objektpositionierungsvorrichtung 19 oder durch eine Kombination dieser Mittel durchgeführt werden.
Ein entsprechendes Verfahren zum Bearbeiten des Objekts 1 wird nachfolgend mit Bezug zu 3 erläutert. Diagramm 31 in 3 zeigt die in Zusammenhang mit 1C erläuterten Bereiche I, II und III zu einem ersten Zeitpunkt t1 während des Verfahrens zum Bearbeiten des Objekts. Darin ist gezeigt, dass die Bereiche I und II in der Subscanrichtung SSR klein und der Bereich III in der Subscanrichtung groß ist.
Diagramm 33 in 3 zeigt den Zustand des gemäß dem Verfahren bearbeiteten Objekts analog zu 1C zu einem späteren Zeitpunkt t2. Es ist gezeigt, dass der Bereich I, also der bearbeitete Bereich des Objekts, verglichen mit dem in dem Diagramm 31 gezeigten Zustand in der Subscanrichtung zugenommen hat, d. h. es wurde Material von dem Objekt entfernt. Der Bereich II ist in der Subscanrichtung verlagert, da die Schnittfläche 3 durch das Entfernen von Material von dem Objekt 1 in Richtung der Subscanrichtung verlagert wurde. Der Bereich III im Diagramm 33 ist gegenüber dem im Diagramm 31 gezeigten Zustand verkleinert, da Material von dem Objekt 1 entfernt wurde.
Diagramm 35 in 3 zeigt schematisch den zeitlichen Verlauf des Auftrefforts 23 des Partikelstrahls 5 auf das Objekt 1 in der Subscanrichtung in Form des Graphen 37. Dementsprechend vollzieht der Auftreffort 23 des Partikelstrahls 5 auf dem Objekt 1 eine SSR-Gesamtbewegung, die sich aus zwei Teilbewegungen zusammensetzt. Die erste Teilbewegung ist ein periodisches Vor- und Zurückbewegen des Auftrefforts 23 bezüglich einer Bezugsposition 39, deren zeitlicher Verlauf bezüglich des Objekts 1 durch eine gestrichelte Linie im Diagramm 35 dargestellt ist. Die zweite Teilbewegung ist die Bewegung der Bezugsposition 39 in Bezug auf das Objekt 1 gemäß der im Diagramm 35 dargestellten gestrichelten Linie. Insgesamt bewegt sich der Auftreffort 23 bezüglich des Objekts 1 somit in Richtung der Subscanrichtung, wird dabei jedoch periodisch entlang der Subscanrichtung periodisch beschleunigt und abgebremst und sogar periodisch vorwärts- und rückwärtsbewegt.
Durch die in dem Diagramm 35 dargestellte SSR-Gesamtbewegung des Auftrefforts 23 des Partikelstrahls 5 auf das Objekt 1 wird Material von dem Objekt 1 entlang der Subscanrichtung entfernt. Während des Entfernens von Material von dem Objekt in der Subscanrichtung wird der Partikelstrahl 5 auch entlang des Hauptscanpfades bewegt, um entlang der Schnittfläche 3 Material von dem Objekt 1 zu entfernen, wobei der Hauptscanpfad im vorliegenden Beispiel lediglich zum Zwecke der vereinfachten Erläuterung auf eine gerade Bewegung entlang der Hauptscanrichtung HSR beschränkt ist. Im Allgemeinen ist der Hauptscanpfad ein beliebiger Pfad.
Die Gesamtbewegung des Auftrefforts 23 des Partikelstrahls 5 relativ zu dem Objekt 1 wird nachfolgend anhand mehrerer Diagramme der 4 näher erläutert. Diagramm 41 zeigt den zeitlichen Verlauf der Position des Auftrefforts 23 in der Subscanrichtung bezüglich des Objekts 1 (wie Graph 37 im Diagramm 35 der 3). Die im Diagramm 41 dargestellte SSR-Gesamtbewegung des Auftrefforts 23 bezüglich des Objekts 1 ergibt sich durch Überlagerung der in den Diagrammen 43 und 45 dargestellten Teilbewegungen, die mithilfe der Bezugsposition miteinander verknüpft sind. Diagramm 43 zeigt eine erste Teilbewegung, nämlich den zeitlichen Verlauf des Auftrefforts 23 bezüglich der Bezugsposition 39 (welche im Diagramm 35 der 3 durch die gestrichelte Linie gezeigt ist) entlang der Subscanrichtung. Diagramm 45 zeigt die zweite Teilbewegung, nämlich den zeitlichen Verlauf der Bezugsposition 39 in Bezug auf das Objekt 1 entlang der Subscanrichtung.
Die im Diagramm 43 dargestellte erste Teilbewegung entspricht einem periodischen Vor- und Zurückbewegen des Auftrefforts 23 bezüglich der Bezugsposition 39 entlang der Subscanrichtung. Demgemäß wird der Auftreffort 23 in Bezug auf die Bezugsposition 39 periodisch entlang der Subscanrichtung vor- und zurückbewegt.
Gemäß der im Diagramm 45 dargestellten zweiten Teilbewegung wird die Bezugsposition 39 entlang der Subscanrichtung bezüglich des Objekts 1 kontinuierlich vorwärtsbewegt.
Die Überlagerung der im Diagramm 43 dargestellten ersten Teilbewegung mit der im Diagramm 45 dargestellten zweiten Teilbewegung zu der im Diagramm 41 dargestellten SSR-Gesamtbewegung bewirkt, dass der Auftreffort 23 des Partikelstrahls 5 bezüglich des Objekts 1 effektiv entlang der Subscanrichtung vorwärtsbewegt wird und dabei beschleunigt und abgebremst und sogar teilweise vorwärts und teilweise rückwärtsbewegt wird.
Diagramm 51 der 4 zeigt den zeitlichen Verlauf der SSR-Gesamtgeschwindigkeit 52 des Auftrefforts 23 bezüglich des Objekts 1. Die im Diagramm 51 dargestellte Gesamtgeschwindigkeit 52 des Auftrefforts 23 bezüglich des Objekts 1 in der Subscanrichtung setzt sich zusammen aus einer ersten Geschwindigkeit 54, deren zeitlicher Verlauf im Diagramm 53 dargestellt ist, und einer zweiten Geschwindigkeit 56, deren zeitlicher Verlauf im Diagramm 55 dargestellt ist.
Diagramm 53 zeigt den zeitlichen Verlauf der ersten Geschwindigkeit 54, nämlich der Geschwindigkeit des Auftrefforts 23 in der Subscanrichtung bezüglich der Bezugsposition 39. Gemäß dem im Diagramm 53 dargestellten Beispiel nimmt die erste Geschwindigkeit 54 abwechselnd ab und zu. Dies bedeutet, dass der Auftreffort 23 in der Subscanrichtung in Bezug auf die Bezugsposition 39 abwechselnd beschleunigt und abgebremst wird. Die erste Geschwindigkeit 54 weist außerdem abwechselnd positive und negative Werte auf. Dies bedeutet, dass der Auftreffort 23 in der Subscanrichtung in Bezug auf die Bezugsposition 39 abwechselnd vorwärts- und rückwärtsbewegt wird.
Das Diagramm 55 zeigt den zeitlichen Verlauf der zweiten Geschwindigkeit 56, nämlich der Geschwindigkeit der Bezugsposition 39 bezüglich des Objekts 1 in der Subscanrichtung. In dem im Diagramm 55 gezeigten Beispiel ist die zweite Geschwindigkeit 56 aus Gründen der vereinfachten Darstellung zeitlich konstant. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die zweite Geschwindigkeit 56 jedoch basierend auf dem Referenzsignal und dem Detektionssignal fortlaufend neu festgelegt (z. B. geregelt) und weist daher Änderungen über die Zeit auf. Gemäß dem im Diagramm 55 gezeigten zeitlichen Verlauf der zweiten Geschwindigkeit 56 wird die Bezugsposition 39 bezüglich des Objektes 1 in der Subscanrichtung mit konstanter Geschwindigkeit vorwärtsbewegt.
Die im Diagramm 51 gezeigte Gesamtgeschwindigkeit 52 setzt sich aus der im Diagramm 53 gezeigten ersten Geschwindigkeit 54 und der im Diagramm 55 gezeigten zweiten Geschwindigkeit 56 zusammen. Die Gesamtgeschwindigkeit 52 nimmt abwechselnd ab und zu. Der Auftreffort 23 wird daher in Bezug auf das Objekt 1 in der Subscanrichtung abwechselnd beschleunigt und abgebremst. Die Gesamtgeschwindigkeit 52 weist ferner abwechselnd positive und negative Werte auf, so dass der Auftreffort 23 in Bezug auf das Objekt 1 abwechselnd in der Subscanrichtung vorwärts- und rückwärtsbewegt wird.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die erste Geschwindigkeit 54 fortwährend gemäß dem Referenzsignal geändert. Dies bedeutet beispielsweise, dass der im Diagramm 53 dargestellte zeitliche Verlauf der ersten Geschwindigkeit 54 eine Frequenz aufweist, die der Frequenz des Referenzsignals entspricht. Mithin wird die erste Geschwindigkeit 54 mit der Frequenz des Referenzsignals geändert.
Wie den Diagrammen 41 und 51 entnommen werden kann, führt der Beitrag der ersten Teilbewegung bzw. der ersten Geschwindigkeit 54 dazu, dass der Auftreffort 23 des Partikelstrahls 5 auf dem Objekt 1 bezüglich des Objekts 1 abwechselnd in der Subscanrichtung vor- und zurückbewegt wird. Hierdurch kann der Partikelstrahl 5 fortwährend an der Schnittfläche 3 vor- und zurückbewegt werden, so dass der Partikelstrahl 5 wiederholt nacheinander auf die Bereiche I, II und III und wieder auf die Bereiche III, II, I in dieser Reihenfolge gerichtet wird. Während der Partikelstrahl 5 durch den Beitrag der ersten Teilbewegung bzw. der ersten Geschwindigkeit 54 periodisch an der Schnittfläche 3 in der Subscanrichtung bewegt wird, führt der Beitrag der zweiten Teilbewegung bzw. der zweiten Geschwindigkeit 56 dazu, dass Material von dem Objekt 1 so entfernt wird, dass die Schnittfläche 3 in Richtung der Subscanrichtung vorwärts verlagert wird, so wie dies durch die Diagramme 31 und 33 der 3 dargestellt ist. Durch das periodische Bewegen des Partikelstrahls 5 an der Schnittfläche 3 entlang der Subscanrichtung durch den Beitrag der ersten Teilbewegung bzw. der ersten Geschwindigkeit 54 kann der Beitrag zu dem Detektionssignal, der durch Entfernen von Material an der Schnittfläche 3 bedingt und durch die periodische Bewegung mit der Frequenz des Referenzsignals moduliert ist, bestimmt und zur Steuerung der zweiten Geschwindigkeit 56 bzw. der zweiten Teilbewegung eingesetzt werden. Auf diese Weise ist es möglich, die Abtragungsrate von Material in der Subscanrichtung zu erfassen und zu steuern, ohne zwischendurch Bilder des Objekts aufnehmen zu müssen.
4 zeigt lediglich Bewegungen und Geschwindigkeit in der Subscanrichtung. Dem erfindungsgemäßen Verfahren entsprechend wird der Partikelstrahl 5 jedoch auch entlang des Hauptscanpfades über das Objekt bewegt. Die Gesamtbewegung des Auftreffortes des Partikelstrahls 5 auf dem Objekt 1 ist dementsprechend eine Überlagerung der Bewegung entlang des Hauptscanpfades und der SSR-Gesamtbewegung. Insbesondere erfolgen die Bewegungen des Auftrefforts des Partikelstrahls entlang des Hauptscanpfades und in der Subscanrichtung gleichzeitig.
5A zeigt zwei zeitversetzte Zustände des Partikelstrahls 5 während des Bewegens des Partikelstrahls 5 über das Objekt 1 in der Subscanrichtung, wobei lediglich der Anteil der ersten Geschwindigkeit zur Gesamtgeschwindigkeit bzw. nur der Anteil der ersten Teilbewegung zur Gesamtbewegung dargestellt ist. Der erste Zustand entspricht dem Richten des Partikelstrahls 5 auf einen ersten Ort 61 des Objekts 1 zu einem ersten Zeitpunkt. Durch den Anteil der ersten Geschwindigkeit an der Gesamtgeschwindigkeit des Partikelstrahls 5 über das Objekt 1 in der Subscanrichtung bzw. durch den Anteil der ersten Teilbewegung an der Gesamtbewegung des Partikelstrahls über das Objekt in der Subscanrichtung wird der Partikelstrahl 5 zu einem zweiten Zeitpunkt auf einen zweiten Ort 63 auf dem Objekt 1 gerichtet. Die beiden Orte 61 und 63 weisen voneinander in der Subscanrichtung einen Abstand ΔSSR auf, welcher ausschließlich durch den Anteil der ersten Geschwindigkeit an der Gesamtgeschwindigkeit bzw. durch den Anteil der ersten Teilbewegung an der Gesamtbewegung bedingt ist. Dieser Abstand ist im Diagramm 43 der 4 ebenfalls dargestellt.
Die erste Teilbewegung bzw. der Anteil der ersten Geschwindigkeit an der Gesamtgeschwindigkeit des Partikelstrahls bzw. dessen Auftrefforts in Bezug auf das Objekt kann beispielsweise durch Auslenken des Partikelstrahls 5 gegenüber der in 2A dargestellten Partikelstrahlsäule 13 mittels der Deflektoren 15 durchgeführt werden. Hierbei kann der Partikelstrahl 5 im Umfang eines Subscanauslenkwinkels α in der Subscanrichtung ausgelenkt werden, welcher in 5A schematisch dargestellt ist. Der Subscanauslenkwinkel α repräsentiert daher einen Winkel, um welchen der Partikelstrahl 5 während des Bewegens des Partikelstrahls 5 über das Objekt 1 in der Subscanrichtung durch den Anteil der ersten Geschwindigkeit bzw. durch den Anteil der ersten Teilbewegung in der Subscanrichtung ausgelenkt wird.
5B zeigt zwei zeitversetzte Zustände des Partikelstrahls 5 während der Bewegung des Auftrefforts des Partikelstrahls 5 auf das Objekt 1 entlang des Hauptscanpfads. Zu einem ersten Zeitpunkt, der nicht notwendigerweise dem ersten Zeitpunkt im Zusammenhang mit 5A entspricht, wird der Partikelstrahl 5 auf einen Ort 65 auf dem Objekt 1 gerichtet. Zu einem späteren Zeitpunkt während der Bewegung des Auftrefforts des Partikelstrahls 5 auf das Objekt 1 entlang des Hauptscanpfads wird der Partikelstrahl 5 auf einen anderen Ort 67 auf dem Objekt 1 entlang des Hauptscanpfads gerichtet. Die beiden Orte 65 und 67 weisen voneinander entlang des Hauptscanpfads einen Abstand ΔHSP auf.
Der maximale Abstand ΔHSP, der durch die Bewegung des Auftrefforts des Partikelstrahls 5 auf das Objekt 1 entlang des Hauptscanpfads erzielt wird, und der maximale Abstand ΔSSR, d. h. der maximale Abstand zweier Orte des Objekts 1, die durch den Anteil der ersten Geschwindigkeit an der Gesamtgeschwindigkeit bzw. durch die erste Teilbewegung an der Gesamtbewegung des Partikelstrahls in der Subscanrichtung erreicht werden, sind im Allgemeinen verschieden groß. Der maximale Abstand ΔHSP kann beispielsweise ein Vielfaches größer sein als der maximale Abstand ΔSSR. Beispielsweise ist der maximale Abstand ΔHSP wenigstens 5-mal, wenigstens 10-mal oder wenigstens 20-mal größer als der maximale Abstand ΔSSR.
Während der Bewegung des Auftrefforts 23 des Partikelstrahls 5 entlang des Hauptscanpfades (HSP) kann der Partikelstrahl 5 im Umfang eines Hauptscanauslenkwinkels β ausgelenkt werden. Der Hauptscanauslenkwinkel β kann die maximale Auslenkung des Partikelstrahls 5 in Bezug auf die Partikelstrahlsäule 13 repräsentieren, die während der Bewegung des Auftrefforts 23 des Partikelstrahls 5 entlang des Hauptscanpfades (HSP) erreicht wird. Der Hauptscanauslenkwinkel β ist üblicherweise größer als der Subscanauslenkwinkel α. Insbesondere ist der Hauptscanauslenkwinkel β wenigstens 5-mal, wenigstens 10-mal oder wenigstens 20-mal größer als der Subscanauslenkwinkel α.
6 zeigt ein Beispiel zum Bestimmen eines Zwischensignals basierend auf dem Referenzsignal und dem Detektionssignal, wobei das Zwischensignal zur Steuerung der Bewegung des Auftrefforts 23 des Partikelstrahls 5 entlang der Subscanrichtung bzw. zum Festlegen der zweiten Geschwindigkeit verwendet werden kann. Mithin zeigt 6 eine Implementierung des Prinzips der homodynen Detektion.
6 zeigt eine beispielhafte Signalverarbeitungskette zum Erzeugen des Zwischensignals basierend auf dem Referenzsignal und dem Detektionssignal. Die Signalverarbeitungskette umfasst das Bestimmen eines Mischsignals 73 durch multiplikative Mischung 71 des Referenzsignals mit dem Detektionssignal. Durch die multiplikative Mischung 71 wird das Mischsignal 73 erzeugt, welches wenigstens einen Signalanteil mit der Differenzfrequenz der Frequenzen des Referenzsignals und des Detektionssignals enthält. Die Phase zwischen dem Referenzsignal und dem Detektionssignal kann durch einen Phasenschieber 77 eingestellt werden. Zur Implementierung der homodynen Detektion wird angenommen, dass die Frequenz des Referenzsignals und die Frequenz des Detektionssignals im Wesentlichen gleich sind bzw. dass das Detektionssignal Beiträge mit einer Frequenz enthält, die der Frequenz des Referenzsignals im Wesentlichen gleich ist.
Das Zwischensignal wird durch gleitende Integration des Mischsignals 73 über mehrere Perioden der Frequenz des Referenzsignals erzeugt. Die gleitende Integration wird von einem Integrator 75 durchgeführt, welcher beispielsweise durch ein Tiefpassfilter realisiert ist. Das Zwischensignal enthält im Wesentlichen nur diejenigen Beiträge zu dem Detektionssignal, deren Frequenzen im Wesentlichen gleich der Frequenz des Referenzsignals sind. Durch das Modulieren der dem Objekt 1 zugeführten Intensität des Partikelstrahls 5 bzw. durch den Anteil der ersten Geschwindigkeit bzw. der ersten Teilbewegung an der Bewegung des Partikelstrahls bezüglich des Objekts in der Subscanrichtung enthält das Detektionssignal im Spektralbereich um die Frequenz des Referenzsignals Beiträge, die durch das Modulieren des Richtens des Partikelstrahls bedingt sind. Wird der Partikelstrahl 5 beispielsweise durch den Anteil der ersten Geschwindigkeit an der Gesamtgeschwindigkeit bzw. durch die erste Teilbewegung mit der Frequenz des Referenzsignals periodisch an der Schnittfläche 3 des Objekts 1 in der Subscanrichtung bewegt, enthält das Detektionssignal im Spektralbereich um die Frequenz des Referenzsignals im Wesentlichen die Beiträge, die durch das Entfernen von Material an der Schnittfläche 3 des Objekts 1 dominiert werden. Das Zwischensignal ist daher ein Näherungswert für die Abtragungsrate von Material von dem Objekt in der Subscanrichtung. Beispielsweise ist das Zwischensignal näherungsweise proportional zu der Abtragungsrate von Material von dem Objekt in der Subscanrichtung. Daher kann das Zwischensignal zur Steuerung der Bewegung des Auftrefforts 23 des Partikelstrahls 5 entlang der Subscanrichtung bzw. zur Steuerung der zweiten Geschwindigkeit verwendet werden.
7 zeigt eine beispielhafte Regelung 79, mittels welcher ein Signal, welches die Bewegung des Auftrefforts 23 des Partikelstrahls 5 entlang der Subscanrichtung bzw. die zweite Geschwindigkeit repräsentiert, unter Verwendung eines Signals, welches einen Sollwert repräsentiert, und des Zwischensignals festgelegt wird. Mit anderen Worten wird die Bewegung des Auftrefforts 23 des Partikelstrahls 5 entlang der Subscanrichtung bzw. die zweite Geschwindigkeit von der Regelung 79 festgelegt, welche hierzu das Zwischensignal verwendet. Das Zwischensignal kann beispielsweise mittels der in 6 gezeigten Signalverarbeitungskette erzeugt werden. Die Regelung 79 kann auf verschiedene Weise implementiert werden und dient dazu, die Bewegung des Auftrefforts 23 des Partikelstrahls 5 entlang der Subscanrichtung bzw. die zweite Geschwindigkeit so festzulegen, dass das Zwischensignal, welches die Abtragungsrate von Material in der Subscanrichtung repräsentiert, einen vorbestimmten Sollwert annimmt.

Claims

Verfahren zum Bearbeiten eines Objekts (1), wobei das Verfahren umfasst: Entfernen von Material von dem Objekt durch: - Richten eines Partikelstrahls (5) auf das Objekt (1) derart, dass ein Auftreffort (23) des Partikelstrahls (5) auf das Objekt (1) eine Bewegung entlang eines Hauptscanpfades (HSP) und eine Bewegung entlang einer quer zu dem Hauptscanpfad orientierten Subscanrichtung (SSR) vollzieht, wobei die Bewegung des Auftrefforts (23) des Partikelstrahls (5) entlang der Subscanrichtung (SSR) basierend auf einem Referenzsignal und einem Detektionssignal gesteuert wird; - Modulieren des Richtens des Partikelstrahls (5) gemäß dem Referenzsignal; - Detektieren von Sekundärpartikeln und Erzeugen des Detektionssignals, welches eine Intensität der detektierten Sekundärpartikel repräsentiert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Modulieren des Richtens des Partikelstrahls (5) umfasst: Modulieren der dem Objekt (1) zugeführten Intensität des Partikelstrahls (5) gemäß dem Referenzsignal.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Modulieren der dem Objekt (1) zugeführten Intensität des Partikelstrahls (5) durchgeführt wird, indem der Partikelstrahl (5) gemäß dem Referenzsignal abwechselnd auf das Objekt gerichtet wird und nicht auf das Objekt gerichtet wird oder indem der Partikelstrahl (5) gemäß dem Referenzsignal abwechselnd durch eine Blende geblockt wird, sodass der Partikelstrahl (5) nicht auf das Objekt gerichtet wird, und die Blende passiert, sodass der Partikelstrahl (5) auf das Objekt gerichtet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Steuern der Bewegung des Auftrefforts (23) des Partikelstrahls (5) entlang der Subscanrichtung (SSR) umfasst: Bestimmen eines Mischsignals (73) durch multiplikative Mischung (71) des Referenzsignals mit dem Detektionssignal; und Bestimmen eines Zwischensignals durch Integrieren des Mischsignals (73), wobei die Bewegung des Auftrefforts (23) des Partikelstrahls (5) entlang der Subscanrichtung (SSR) auf dem Zwischensignal basiert.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Bewegung des Auftrefforts (23) des Partikelstrahls (5) entlang der Subscanrichtung (SSR) von einer Regelung (79) festgelegt wird, welche das Zwischensignal verwendet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Modulieren des Richtens des Partikelstrahls (5) durchgeführt wird, indem die Bewegung des Auftrefforts (23) des Partikelstrahls (5) entlang der Subscanrichtung (SSR) mit einer Gesamtgeschwindigkeit (52) erfolgt, welche sich wenigstens aus einer ersten Geschwindigkeit (54) und einer zweiten Geschwindigkeit (56) zusammensetzt, wobei die erste Geschwindigkeit (54) fortwährend gemäß dem Referenzsignal geändert wird und wobei die zweite Geschwindigkeit (56) basierend auf dem Referenzsignal und dem Detektionssignal festgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Gesamtgeschwindigkeit (52) abwechselnd abnimmt und zunimmt, insbesondere abwechselnd positive und negative Werte aufweist.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Referenzsignal ein periodisches Signal ist, wodurch die erste Geschwindigkeit (54) so geändert wird, dass die erste Geschwindigkeit (54) abwechselnd abnimmt und zunimmt, insbesondere abwechselnd positive und negative Werte aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die zweite Geschwindigkeit (56) fortwährend positive Werte aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei das Festlegen der zweiten Geschwindigkeit (56) umfasst: Bestimmen eines Mischsignals (73) durch multiplikative Mischung (71) des Referenzsignals mit dem Detektionssignal; und Bestimmen eines Zwischensignals durch Integrieren des Mischsignals (73), wobei die zweite Geschwindigkeit (56) auf dem Zwischensignal basiert.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die zweite Geschwindigkeit (56) von einer Regelung (79) festgelegt wird, welche das Zwischensignal verwendet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, wobei die Bewegung des Auftrefforts (23) des Partikelstrahls (5) entlang der Subscanrichtung (SSR) durch Auslenken des Partikelstrahls (5) relativ zu einer den Partikelstrahl (5) erzeugenden Partikelstrahlsäule (13) gemäß dem Referenzsignal und durch Bewegen des Objekts (1) relativ zu der Partikelstrahlsäule (13) in der Subscanrichtung gemäß der zweiten Geschwindigkeit (56) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 12, wobei der Partikelstrahl (5) durch den Anteil der ersten Geschwindigkeit (54) an der Gesamtgeschwindigkeit (52) in der Subscanrichtung auf Orte (61, 63) auf dem Objekt (1) gerichtet wird, die in der Subscanrichtung voneinander einen Abstand (ΔSSR) haben, welcher wenigstens 0,1 nm, insbesondere wenigstens 1 nm, beträgt und/oder welcher höchstens 100.000 nm, insbesondere höchstens 10.000 nm, beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 13, wobei der Partikelstrahl (5) durch den Anteil der ersten Geschwindigkeit (54) an der Gesamtgeschwindigkeit (52) im Umfang eines Subscanauslenkwinkels (a) in der Subscanrichtung ausgelenkt wird, wobei der Subscanauslenkwinkel (a) wenigstens 0,00001 mrad, insbesondere wenigstens 0,0001 mrad, beträgt und/oder wobei der Subscanauslenkwinkel (a) höchstens 10 mrad, insbesondere höchstens 1 mrad, beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Bewegung des Auftrefforts (23) des Partikelstrahls (5) entlang der Subscanrichtung durch Auslenken des Partikelstrahls (5) relativ zu einer den Partikelstrahl (5) erzeugenden Partikelstrahlsäule (13) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Bewegung des Auftrefforts (23) des Partikelstrahls (5) entlang der Subscanrichtung durch Bewegen des Objekts (1) relativ zu einer den Partikelstrahl (5) erzeugenden Partikelstrahlsäule (13) in der Subscanrichtung erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei der Partikelstrahl (5) durch die Bewegung des Auftrefforts (23) des Partikelstrahls (5) entlang des Hauptscanpfades (HSP) auf Orte (65, 67) auf dem Objekt (1) gerichtet wird, die entlang des Hauptscanpfades voneinander einen Abstand (ΔHSP) haben, welcher wenigstens 1 nm, insbesondere wenigstens 10 nm, beträgt und/oder welcher höchstens 1.000.000 nm, insbesondere höchstens 100.000 nm, beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Subscanrichtung (SSR) im Wesentlichen senkrecht zu dem Partikelstrahl (5), insbesondere im Wesentlichen senkrecht zu dem nicht-ausgelenkten Partikelstrahl, orientiert ist; und/oder wobei der Hauptscanpfad (HSP) im Wesentlichen senkrecht zu dem Partikelstrahl (5), insbesondere im Wesentlichen senkrecht zu dem nicht-ausgelenkten Partikelstrahl, orientiert ist; und/oder wobei die Subscanrichtung (SSR) im Wesentlichen senkrecht zu dem Hauptscanpfad (HSP) orientiert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei das Referenzsignal eine von null verschiedene Frequenz aufweist, insbesondere eine Frequenz von wenigstens 500 Hz oder wenigstens 1 kHz oder wenigstens 10 kHz aufweist; und/oder wobei das Referenzsignal ein Sinus-Signal oder ein Rechteck-Signal ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei die Bewegung des Auftrefforts (23) des Partikelstrahls (5) entlang des Hauptscanpfades (HSP) mit einer Frequenz erfolgt, die wenigstens das 10-fache, insbesondere wenigstens das 100-fache, einer Frequenz des Referenzsignals beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei der Partikelstrahl (5) während der Bewegung des Auftrefforts (23) des Partikelstrahls (5) entlang des Hauptscanpfades (HSP) im Umfang eines Hauptscanauslenkwinkels (β) ausgelenkt wird, wobei der Hauptscanauslenkwinkel (β) wenigstens 0,0001 mrad, insbesondere wenigstens 0,001 mrad, beträgt und/oder wobei der Hauptscanauslenkwinkel (β) höchstens 100 mrad, insbesondere höchstens 10 mrad, beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, ferner umfassend: Aufnehmen eines Bildes des Objekts mit einem Rasterelektronenmikroskop während des Entfernens von Material von dem Objekt.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei die Bewegung des Auftrefforts (23) des Partikelstrahls (5) entlang der Subscanrichtung (SSR) ferner basierend auf dem aufgenommenen Bild des Objekts gesteuert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23, ferner umfassend: Freilegen einer Oberfläche des Objekts durch das Entfernen von Material von dem Objekt; Aufnehmen eines Bildes des Objekts, insbesondere der freigelegten Oberfläche; mehrfaches Wiederholen des Freilegens und des Aufnehmens; und Erzeugen eines Querschnittbildes basierend auf den aufgenommenen Bildern.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 24, ferner umfassend: Herstellen eines Objekts, welches für eine Analyse mittels Transmissionselektronenmikroskopie geeignet ist, durch das Entfernen von Material von dem Objekt.
Programm zur Steuerung eines Partikelstrahlsystems (11), wobei das Programm, wenn es von einer Steuerung (18) des Partikelstrahlsystems (11) ausgeführt wird, das Partikelstrahlsystem (11) so steuert, dass das Partikelstrahlsystem (11) das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 25 durchführt.