DE102018202728A1

DE102018202728A1 - Verfahren zum Betrieb eines Teilchenstrahlgeräts und Teilchenstrahlgerät zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102018202728A1
Application number: DE102018202728.5A
Authority: DE
Inventors: Dirk Preikszas; Gero Walter
Original assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Priority date: 2018-02-22
Filing date: 2018-02-22
Publication date: 2019-08-22
Anticipated expiration: 2038-02-23
Also published as: US20190318905A1; CZ309547B6; CZ201996A3; CN110189974A; US10699869B2; DE102018202728B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Teilchenstrahlgeräts. Bei dem Verfahren wird ein Objektivlinsenstrom gewobbelt. Während des Wobbelns des Objektivlinsenstroms erfolgt ein Einstellen einer Eigenschaft einer Ablenkeinheit und/oder einer Blendeneinheit. Die Einstellung der Eigenschaft erfolgt derart, dass ein auf einer Anzeigeeinrichtung angezeigtes Bild des Objekts sich entweder nicht bewegt oder eine Bewegung des angezeigten Bildes eine minimale Auslenkung aufweist. Darüber hinaus erfolgen bei dem Verfahren ein Wobbeln der Betriebsspannung eines Strahlerzeugers und ein Ausrichten des Objekts mittels eines Probentisches. Während des Wobbelns der Betriebsspannung erfolgt ein Bewegen des Probentisches in eine ausgerichtete Position derart, dass das auf der Anzeigeeinrichtung angezeigte Bild des Objekts sich entweder nicht bewegt oder eine Bewegung des angezeigten Bildes eine minimale Auslenkung aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Teilchenstrahlgeräts. Beispielsweise ist das Teilchenstrahlgerät ein Elektronenstrahlgerät und/oder ein lonenstrahlgerät. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Teilchenstrahlgerät zur Durchführung des Verfahrens.
Elektronenstrahlgeräte, insbesondere ein Rasterelektronenmikroskop (nachfolgend auch SEM genannt) und/oder ein Transmissionselektronenmikroskop (nachfolgend auch TEM genannt), werden zur Untersuchung von Objekten (auch Proben genannt) verwendet, um Kenntnisse hinsichtlich der Eigenschaften und Verhaltensweisen der Objekte 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. Zur Fokussierung wird eine Objektivlinse verwendet. 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 entstehen insbesondere Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung. Die Wechselwirkungsteilchen sind beispielsweise Elektronen. Insbesondere werden Elektronen vom Objekt emittiert - sogenannte Sekundärelektronen - und Elektronen des Primärelektronenstrahls zurückgestreut - sogenannte Rückstreuelektronen. Die Wechselwirkungsteilchen bilden den sogenannten Sekundärstrahl und werden von mindestens einem Teilchendetektor detektiert. Der Teilchendetektor erzeugt Detektorsignale, welche zur Erzeugung eines Bildes des Objekts verwendet werden. Das Bild wird auf einer Anzeigeeinrichtung, beispielsweise einem Monitor, angezeigt. Man erhält somit eine Abbildung des zu untersuchenden Objekts.
Die Wechselwirkungsstrahlung ist beispielsweise Röntgenstrahlung oder Kathodolumineszenzlicht. Sie wird beispielsweise mit einem Strahlungsdetektor detektiert und insbesondere zur Untersuchung der Materialzusammensetzung des Objekts verwendet.
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, das ein Objektiv beinhaltet, auf einen Leuchtschirm oder auf einen Detektor - beispielsweise in Form einer Kamera - abgebildet. Das vorgenannte System umfasst beispielsweise zusätzlich auch ein Projektiv. Die Abbildung kann dabei auch im Scan-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.
Es ist bekannt, die Funktion eines STEM und eines SEM in einem einzelnen Teilchenstrahlgerät zu integrieren. Mit diesem Teilchenstrahlgerät sind somit Untersuchungen von Objekten mit einer SEM-Funktion und/oder mit einer STEM-Funktion möglich.
Ferner ist es aus dem Stand der Technik bekannt, ein Objekt in einem Teilchenstrahlgerät zum einen mit Elektronen und zum anderen mit Ionen zu analysieren und/oder zu bearbeiten. Beispielsweise ist an dem Teilchenstrahlgerät eine Elektronenstrahlsäule angeordnet, welche die Funktion eines SEM aufweist. Zusätzlich ist an dem Teilchenstrahlgerät eine lonenstrahlsäule angeordnet. Mittels eines in der lonenstrahlsäule angeordneten lonenstrahlerzeugers werden Ionen erzeugt, die zur Bearbeitung eines Objekts verwendet werden. Beispielsweise wird bei der Bearbeitung Material des Objekts abgetragen oder es wird ein Material auf das Objekt aufgebracht. Zusätzlich oder alternativ hierzu werden die Ionen zur Bildgebung verwendet. Die Elektronenstrahlsäule mit der SEM-Funktion dient insbesondere der weiteren Untersuchung des bearbeiteten oder unbearbeiteten Objekts, aber auch zur Bearbeitung des Objekts.
Die oben genannten Teilchenstrahlgeräte des Standes der Technik weisen jeweils eine Probenkammer auf, in der ein zu analysierendes und/oder zu bearbeitendes Objekt auf einem Probentisch angeordnet ist. Ferner ist es bekannt, mehrere unterschiedliche Objekte gleichzeitig an dem Probentisch anzuordnen, um diese nacheinander mittels des jeweiligen Teilchenstrahlgeräts, das die Probenkammer aufweist, zu analysieren und/oder zu bearbeiten. Der Probentisch ist beweglich ausgebildet, um das Objekt oder die Objekte in der Probenkammer zu positionieren. Beispielsweise wird eine Relativposition des Objekts oder der Objekte hinsichtlich einer Objektivlinse eingestellt. Ein bekannter Probentisch ist in drei zueinander senkrecht angeordnete Richtungen beweglich ausgebildet. Darüber hinaus kann der Probentisch um zwei zueinander senkrecht angeordnete Rotationsachsen gedreht werden.
Die oben genannten Teilchenstrahlgeräte des Standes der Technik weisen zur Justierung des Teilchenstrahls, also zur Strahlformung des Teilchenstrahls und/oder zur Einstellung der Strahlrichtung des Teilchenstrahls mindestens eine der folgenden Einheiten auf: eine verschiebbare Aperturblende, eine elektrostatische Ablenkeinheit und eine magnetische Ablenkeinheit.
Nachfolgend wird auf die Objektivlinse des bekannten SEM näher eingegangen. Die Objektivlinse des bekannten SEM weist Polschuhe auf, in denen eine Bohrung ausgebildet ist. Durch diese Bohrung ist ein Strahlführungsrohr geführt. Das Strahlführungsrohr weist an einem ersten Ende eine Anode auf, welche einer Elektronenquelle gegenüberliegend angeordnet ist. Die Elektronen des Primärelektronenstrahls werden aufgrund einer Potenzialdifferenz zwischen der Elektronenquelle und der Anode auf Anodenpotential beschleunigt. Das Anodenpotential beträgt beispielsweise 1 kV bis 20 kV gegenüber einem Massepotential eines Gehäuses des SEM. Ferner ist in den Polschuhen eine Spule angeordnet, um ein Magnetfeld zu erzeugen. Darüber hinaus umfasst die bekannte Objektivlinse eine Abschlusselektrode, welche eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist. Die erste Seite der Abschlusselektrode ist in Richtung des Objekts gerichtet. Die zweite Seite der Abschlusselektrode ist in Richtung einer Rohrelektrode gerichtet, welche ein zweites Ende des Strahlführungsrohrs bildet. Die Abschlusselektrode und die Rohrelektrode bilden eine elektrostatische Verzögerungseinrichtung. Bei der bekannten Objektivlinse ist es nämlich vorgesehen, dass die Rohrelektrode gemeinsam mit dem Strahlführungsrohr auf dem Potential der Anode des SEM liegt, während die Abschlusselektrode sowie das Objekt in dem SEM auf einem gegenüber dem Potential der Anode niedrigeren Potential liegen. Dies kann beispielsweise das Massepotential des Gehäuses des SEM sein. Alternativ hierzu können das Objekt und die Abschlusselektrode auch auf verschiedenen Potentialen liegen, die aber im Vergleich zu dem Potential der Anode niedriger sind. Die bekannte Objektivlinse weist somit ein erstes elektrisches Feld zwischen dem Strahlführungsrohr und der Abschlusselektrode sowie ein zweites elektrisches Feld zwischen der Abschlusselektrode und dem Objekt auf. Die Elektronen des Primärelektronenstrahls werden aufgrund der elektrostatischen Verzögerungseinrichtung auf eine gewünschte Energie abgebremst, die für die Untersuchung des Objekts erforderlich ist.
Um eine gute Abbildung des Objekts - also eine Abbildung mit einer guten Auflösung und einem gewünschten Kontrast - mit dem bekannten SEM zu erzielen, sollte das Objekt mittels des Probentisches derart ausgerichtet werden, dass das zweite elektrische Feld zwischen dem Objekt und der Abschlusselektrode möglichst rotationsymmetrisch ist. Wenn die mit dem SEM abzubildende Fläche des Objekts nahezu eben ist, sollte diese Fläche parallel zur Abschlusselektrode ausgerichtet sein, um dieses zu erzielen. Allerdings ist in der Regel die abzubildende Fläche des Objekts nicht eben. Um auch in diesem Fall eine gute Abbildung zu erzielen, ist es bekannt, eine an das Objekt angelegte Objektspannung zu wobbeln und gleichzeitig während des Wobbeins dieser Objektspannung das Objekt durch Kippung des Probentisches auszurichten. Dabei wird unter Wobbeln der Objektspannung des Objekts verstanden, dass die an das Objekt angelegte Objektspannung auf einen Objektspannungswert eingestellt und dieser Objektspannungswert anschließend periodisch geändert wird. Das Objekt wird während des vorgenannten Wobbeins der Objektspannung durch Kippung des Probentisches derart ausgerichtet, dass das auf der Anzeigeeinrichtung angezeigte Bild des Objekts sich entweder nicht bewegt oder eine Bewegung des angezeigten Bildes eine minimale Auslenkung aufweist. Durch das vorbeschriebene Vorgehen, also durch das Wobbeln der an dem Objekt angelegten Objektspannung und durch das Ausrichten des Objekts durch Kippung des Probentisches in eine Position, in der das Bild minimal ausgelenkt wird oder sich nicht bewegt, führt dazu, dass die ablenkende Wirkung des zweiten elektrischen Feldes zwischen der Abschlusselektrode und dem Objekt neutralisiert wird.
Bei dem vorbeschriebenen Vorgehen werden allerdings zum einen das erste elektrische Feld zwischen dem Strahlführungsrohr und der Abschlusselektrode sowie zum anderen das durch die Objektivlinse erzeugte magnetische Feld nicht berücksichtigt. Aber auch das erste elektrische Feld und das magnetische Feld sollten berücksichtigt werden, ansonsten wird der Primärelektronenstrahl sowohl durch das erste elektrische Feld als auch durch das magnetische Feld derart abgelenkt, dass eine gute Abbildung nicht erzielbar ist. Zur Berücksichtigung des ersten elektrischen Feldes ist es bekannt, die Kathodenspannung der Elektronenquelle zu wobbeln. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird die Kathodenspannung auf einen Kathodenspannungswert eingestellt. Anschließend wird der Kathodenspannungswert periodisch geändert. Der in Richtung des Objekts geführte Primärelektronenstrahl wird während des vorgenannten Wobbeins der Kathodenspannung durch Verschieben der Aperturblende und/oder durch Ablenken mittels einer elektrostatischen und/oder magnetischen Ablenkeinheit derart ausgerichtet, dass das auf der Anzeigeeinrichtung angezeigte Bild des Objekts sich entweder nicht bewegt oder eine Bewegung des angezeigten Bildes eine minimale Auslenkung aufweist. Alternativ hierzu wird zur Berücksichtigung des magnetischen Feldes der Objektivlinsenstrom gewobbelt. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird der Objektivlinsenstrom der Objektivlinse auf einen Stromwert eingestellt. Anschließend wird der Stromwert periodisch geändert. Auch hier wird der in Richtung des Objekts geführte Primärelektronenstrahl während des vorgenannten Wobbeins des Objektivlinsenstroms durch Verschieben der Aperturblende und/oder durch Ablenken mittels einer elektrostatischen und/oder magnetischen Ablenkeinheit derart ausgerichtet, dass das auf der Anzeigeeinrichtung angezeigte Bild des Objekts sich entweder nicht bewegt oder eine Bewegung des angezeigten Bildes eine minimale Auslenkung aufweist. Allerdings haben sowohl das erste elektrische Feld als auch das magnetische Feld wegen mechanischer Toleranzen im SEM und wegen magnetischer Inhomogenität nicht stets die gleiche Symmetrieachse. Die beiden vorgenannten Felder lenken daher beide jeweils für sich den Primärelektronenstrahl ab. Es kommt daher vor, dass trotz der beschriebenen Vorgehensweise keine gute Abbildung mit einer gewünschten Auflösung und mit einem gewünschten Kontrast erzielbar ist, da der Primärelektronenstrahl weder entlang einer gewünschten Symmetrieachse des ersten elektrischen Feldes noch entlang einer gewünschten Symmetrieachse des magnetischen Feldes verläuft.
Wenn eine Objektivlinse in Form einer elektrostatischen Rundlinse perfekt gefertigt ist, weist diese eine Symmetrieachse auf, nämlich die Rotationsachse. Auf dieser Symmetrieachse bewegt sich ein Elektron eines Primärteilchenstrahls, ohne abgelenkt zu werden. Allerdings ist Herstellung einer perfekt gefertigten elektrostatischen Rundlinse schwierig. Oft sind elektrostatische Rundlinsen nicht perfekt gefertigt. Eine als Symmetrieachse dieser elektrostatischen Rundlinsen bezeichnete Symmetrieachse ist daher oft nur eine gewünschte Soll-Symmetrieachse, die es bei den tatsächlich hergestellten elektrostatischen Rundlinsen eigentlich nicht wirklich gibt. Bei einer magnetischen Rundlinse verursachen in der Regel Inhomogenitäten im magnetischen Material, dass das Magnetfeld nicht symmetrisch zu der gewünschten Soll-Symmetrieachse ist. Beim Wobbeln wird folgendes erzielt: Wenn ein Elektron des Primärelektronenstrahls sich an einem Anfangspunkt im Bereich zwischen der Objektivlinse und der Elektronenquelle befindet, kann man die Richtung, unter der das Elektron in die Objektivlinse hineinläuft, mittels der Aperturblende sowie der elektrostatischen und/oder magnetischen Ablenkeinheiten verstellen. Wenn die durch die gesamte Objektivlinse bewirkte und integrierte Auslenkung an dem Objekt Null ist, kann man den Objektivlinsenstrom wobbeln, ohne dass sich ein Landepunkt des Elektrons auf dem Objekt in linearer und quasistatischer Näherung ändert. In der Praxis kommt es dann zu geringfügigen Änderungen um den Landepunkt herum.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Abbildung eines Objekts mit einem Teilchenstrahlgerät und ein Teilchenstrahlgerät zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, bei denen eine Abbildung mit einer guten Auflösung und mit einem gewünschten Kontrast erzielbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren zum Betrieb eines Teilchenstrahlgeräts mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren zum Betrieb eines Teilchenstrahlgeräts ist durch die Merkmale des Anspruchs 4 gegeben. Ein wiederum weiteres erfindungsgemäßes Verfahren zum Betrieb eines Teilchenstrahlgeräts ist durch die Merkmale des Anspruchs 9 gegeben. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 16. Ein erfindungsgemäßes Teilchenstrahlgerät zur Abbildung und/oder zur Bearbeitung eines Objekts ist durch die Merkmale des Anspruchs 17 gegeben. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und/oder den beigefügten Figuren.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Betrieb eines Teilchenstrahlgeräts vorgesehen. Das Teilchenstrahlgerät ist beispielsweise zur Abbildung, Analyse und/oder zur Bearbeitung eines Objekts ausgebildet. Insbesondere ist das Teilchenstrahlgerät als ein Elektronenstrahlgerät und/oder als ein lonenstrahlgerät ausgebildet. Insbesondere ist es vorgesehen, dass das Teilchenstrahlgerät einen Strahlerzeuger zur Erzeugung eines Teilchenstrahls mit geladenen Primärteilchen aufweist. Beispielsweise sind die Primärteilchen Elektronen oder Ionen. Ferner weist das Teilchenstrahlgerät beispielsweise eine Objektivlinse auf, die zum einen ein magnetisches Feld und zum anderen ein elektrisches Feld zwischen der Objektivlinse und dem Objekt erzeugt. Die Objektivlinse dient zur Fokussierung des Teilchenstrahls auf das Objekt. Bei einer Wechselwirkung des Teilchenstrahls mit dem Objekt entstehen/entsteht Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung. Die Wechselwirkungsteilchen sind beispielsweise Sekundärteilchen, insbesondere Sekundärelektronen, und/oder rückgestreute Teilchen, beispielsweise Rückstreuelektronen. Die Wechselwirkungsstrahlung ist beispielsweise Röntgenstrahlung oder Kathodolumineszenzlicht. Das Teilchenstrahlgerät weist mindestens eine einstellbare Ablenkeinheit zum Ablenken des Teilchenstrahls auf. Zusätzlich oder alternativ weist das Teilchenstrahlgerät eine einstellbare Blendeneinheit zum Formen des Teilchenstrahls auf. Mit anderen Worten ausgedrückt, selektiert die Blendeneinheit aus einem großen Bündel des Teilchenstrahls einen Teilstrahl mit einer geeigneten Richtung. Insbesondere ist es vorgesehen, dass eine einzelne Einheit sowohl als Ablenkeinheit als auch als Blendeneinheit ausgebildet ist. Die Ablenkeinheit weist beispielsweise elektrostatische Ablenkeinheiten und/oder magnetische Ablenkeinheiten auf. Die Blendeneinheit ist beispielsweise als mechanisch verschiebbare Blendeneinheit ausgebildet. Das Teilchenstrahlgerät weist ferner beispielsweise einen beweglichen Probentisch zur Anordnung des Objekts in dem Teilchenstrahlgerät auf. Der Probentisch ist derart beweglich ausgebildet, dass das Objekt in dem Teilchenstrahlgerät positionierbar ist. Beispielsweise ist der Probentisch in einer Probenkammer des Teilchenstrahlgeräts angeordnet. Insbesondere ist es vorgesehen, dass der Probentisch in drei zueinander senkrecht angeordnete Richtungen beweglich ausgebildet ist. Zusätzlich kann der Probentisch um zwei zueinander senkrecht angeordnete Achsen gedreht werden. Darüber hinaus weist das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät beispielsweise mindestens einen Detektor zur Detektion der Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung und zur Erzeugung von Detektorsignalen auf. Das Teilchenstrahlgerät weist ferner beispielsweise mindestens eine Anzeigeeinrichtung zur Anzeige eines Bildes des Objekts auf, wobei das Bild mittels der Detektorsignale erzeugt wird. Das Teilchenstrahlgerät umfasst ferner beispielsweise mindestens eine Objektivlinsensteuereinheit zur Versorgung der Objektivlinse mit einem Objektivlinsenstrom und zum Einstellen des Objektivlinsenstroms. Zusätzlich weist das Teilchenstrahlgerät beispielsweise mindestens eine Strahlerzeugersteuereinheit zur Versorgung des Strahlerzeugers mit einer Betriebsspannung und zum Einstellen der Betriebsspannung auf. Die Betriebsspannung ist beispielsweise die Kathodenspannung des Strahlerzeugers.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Objektivlinsenstrom gewobbelt. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird der Objektivlinsenstrom auf einen Stromwert mittels der Objektivlinsensteuereinheit eingestellt. Es erfolgt dann eine periodische Änderung des Stromwerts des Objektivlinsenstroms mit der Objektivlinsensteuereinheit. Während der periodischen Änderung des Stromwerts des Objektivlinsenstroms erfolgt ein Einstellen mindestens einer Eigenschaft der Ablenkeinheit und/oder der Blendeneinheit. Beispielsweise ist die vorgenannte Eigenschaft eine Position der Ablenkeinheit und/oder der Blendeneinheit im Teilchenstrahlgerät, welche eingestellt wird. Durch die Einstellung der Position der Ablenkeinheit erfolgt eine Ablenkung und durch die Einstellung der Position der Blendeneinheit erfolgt eine Formung des Teilchenstrahls. Zusätzlich oder alternativ hierzu wird mindestens eine Ansteuerungsgröße zur Versorgung der Ablenkeinheit als Eigenschaft der Ablenkeinheit eingestellt. Wenn die Ablenkeinheit elektrostatische und/oder magnetische Bauteile aufweist/aufweisen, dann ist die Ansteuerungsgröße beispielsweise eine Spannung oder ein Strom. Die Einstellung mindestens einer der vorgenannten Eigenschaften erfolgt derart, dass das auf der Anzeigeeinrichtung angezeigte Bild des Objekts sich entweder nicht bewegt oder eine Bewegung des angezeigten Bildes eine minimale Auslenkung aufweist. Beispielsweise wird die Auslenkung von einem vorgebbaren Nullpunkt auf der Anzeigeeinrichtung bestimmt. Mit anderen Worten ausgedrückt, erfolgt die Einstellung mindestens einer der vorgenannten Eigenschaften solange, bis das auf der Anzeigeeinrichtung angezeigte Bild des Objekts sich entweder nicht bewegt oder eine Bewegung des angezeigten Bildes eine minimale Auslenkung aufweist.
Darüber hinaus erfolgen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Wobbeln der Betriebsspannung des Strahlerzeugers und ein Ausrichten des Objekts mittels des Probentisches. Beispielsweise erfolgen diese Schritte nach den vorgenannten Schritten, nämlich dem Wobbeln des Objektivlinsenstroms und dem Einstellen mindestens einer der vorgenannten Eigenschaften der Ablenkeinheit und/oder der Blendeneinheit. Das Wobbeln der Betriebsspannung des Strahlerzeugers umfasst eine Einstellung der Betriebsspannung des Strahlerzeugers auf einen Spannungswert mittels der Strahlerzeugersteuereinheit. Es erfolgt dann eine periodische Änderung des Spannungswerts der Betriebsspannung mittels der Strahlerzeugersteuereinheit. Während der periodischen Änderung des Spannungswerts der Betriebsspannung erfolgt ein Bewegen des Probentisches in eine ausgerichtete Position derart, dass das auf der Anzeigeeinrichtung angezeigte Bild des Objekts sich entweder nicht bewegt oder eine Bewegung des angezeigten Bildes eine minimale Auslenkung aufweist. Beispielsweise wird die Auslenkung wiederum von dem vorgebbaren Nullpunkt auf der Anzeigeeinrichtung bestimmt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird daher in einem ersten Schritt das von der Objektivlinse erzeugte magnetische Feld berücksichtigt. Der Teilchenstrahl verläuft aufgrund der Einstellung mindestens einer der vorgenannten Eigenschaften der Ablenkeinheit und/oder der Blendeneinheit entlang einer gewünschten Soll-Symmetrieachse des Magnetfeldes. Da der Teilchenstrahl nun bereits entlang der gewünschten Soll-Symmetrieachse und somit in einem Zentrum des Magnetfeldes geführt ist, bedingt beim Wobbeln der Betriebsspannung ausschließlich eine Asymmetrie des elektrischen Feldes der Objektivlinse eine noch vorhandene Verschiebung des Bildes auf der Anzeigeeinrichtung. Selbst wenn die Symmetrie des elektrischen Felds in sich perfekt wäre, würde das elektrische Feld zu einer Verschiebung führen, da die Symmetrie des elektrischen Felds von der Symmetrie des vorhandenen magnetischen Felds abweicht. In einem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun durch Ausrichten des Probentisches (und somit durch Ausrichten des Objekts im Teilchenstrahlgerät) das elektrische Feld zwischen der Objektivlinse und dem Objekt verändert. Durch diese Veränderung wird die Gesamtauslenkung des Teilchenstrahls durch das elektrische Feld neutralisiert. Die vorgenannten Verfahrensschritte, also das Wobbeln des Objektivlinsenstroms und das Einstellen der mindestens einen Eigenschaft der Ablenkeinheit und/oder der Blendeneinheit sowie das Wobbeln der Betriebsspannung des Strahlerzeugers und das Ausrichten des Probentisches können mehrfach wiederholt werden, bis keine oder nur eine minimale Auslenkung des Bildes auf der Anzeigeeinrichtung auftritt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann manuell oder automatisiert durchgeführt werden. Man erreicht mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine gute Auflösung und einen gewünschten Kontrast.
Beispielsweise wird der Probentisch bei dem erfindungsgenmäßen Verfahren um mindestens eine der beiden Achsen gekippt.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass die Betriebsspannung einer Kathode des Strahlerzeugers zugeführt wird und die Betriebsspannung in Form einer Kathodenspannung von der Strahlerzeugersteuereinheit eingestellt wird.
Bei einer noch weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass an das Objekt eine steuerbare Objektspannung angelegt wird. Beispielsweise kann auch die steuerbare Objektspannung des Objekts gewobbelt werden. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird die steuerbare Objektspannung des Objekts auf einen Objektspannungswert eingestellt. Es erfolgt dann eine periodische Änderung des Objektspannungswerts der steuerbaren Objektspannung. Während der periodischen Änderung des Objektsspannungswerts der steuerbaren Objektspannung erfolgt das Bewegen des Probentisches derart, dass das auf der Anzeigeeinrichtung angezeigte Bild des Objekts sich entweder nicht bewegt oder eine Bewegung des auf der Anzeigeeinrichtung angezeigten Bildes eine minimale Auslenkung aufweist. Beispielsweise wird die Auslenkung wiederum von dem vorgebbaren Nullpunkt auf der Anzeigeeinrichtung bestimmt.
Die Erfindung betrifft auch ein weiteres Verfahren zum Betrieb eines Teilchenstrahlgeräts. Das Teilchenstrahlgerät ist beispielsweise zur Abbildung, Analyse und/oder zur Bearbeitung eines Objekts ausgebildet. Insbesondere ist das Teilchenstrahlgerät als ein Elektronenstrahlgerät und/oder als ein lonenstrahlgerät ausgebildet. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass das Teilchenstrahlgerät einen Strahlerzeuger zur Erzeugung eines Teilchenstrahls mit geladenen Primärteilchen aufweist. Beispielsweise sind die Primärteilchen Elektronen oder Ionen. Ferner weist das Teilchenstrahlgerät beispielsweise eine Objektivlinse mit mindestens einer Abschlusselektrode auf. Die Abschlusselektrode ist beispielsweise gegenüber dem Objekt im Teilchenstrahlgerät angeordnet. Die Objektivlinse erzeugt zum einen ein magnetisches Feld und zum anderen ein elektrisches Feld zwischen der Abschlusselektrode und dem Objekt. Die Objektivlinse dient zur Fokussierung des Teilchenstrahls auf das Objekt. Bei einer Wechselwirkung des Teilchenstrahls mit dem Objekt entstehen/entsteht Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung. Die Wechselwirkungsteilchen sind beispielsweise Sekundärteilchen, insbesondere Sekundärelektronen, und/oder rückgestreute Teilchen, beispielsweise Rückstreuelektronen. Die Wechselwirkungsstrahlung ist beispielsweise Röntgenstrahlung oder Kathodolumineszenzlicht. Das Teilchenstrahlgerät weist mindestens eine einstellbare Ablenkeinheit zum Ablenken des Teilchenstrahls auf. Zusätzlich oder alternativ weist das Teilchenstrahlgerät eine einstellbare Blendeneinheit zum Formen des Teilchenstrahls auf. Mit anderen Worten ausgedrückt, selektiert die Blendeneinheit aus einem großen Bündel des Teilchenstrahls einen Teilstrahl mit einer geeigneten Richtung. Insbesondere ist es vorgesehen, dass eine einzelne Einheit sowohl als Ablenkeinheit als auch als Blendeneinheit ausgebildet ist. Die Ablenkeinheit weist beispielsweise elektrostatische Ablenkeinheiten und/oder magnetische Ablenkeinheiten auf. Die Blendeneinheit ist beispielsweise als mechanisch verschiebbare Blendeneinheit ausgebildet. Das Teilchenstrahlgerät weist ferner beispielsweise einen beweglichen Probentisch zur Anordnung des Objekts in dem Teilchenstrahlgerät auf. Der Probentisch ist derart beweglich ausgebildet, dass das Objekt in dem Teilchenstrahlgerät positionierbar ist. Beispielsweise ist der Probentisch in einer Probenkammer des Teilchenstrahlgeräts angeordnet. Der Probentisch ist beispielsweise in drei zueinander senkrecht angeordnete Richtungen beweglich ausgebildet. Zusätzlich kann der Probentisch um zwei zueinander senkrecht angeordnete Achsen gedreht werden. Darüber hinaus weist das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät beispielsweise mindestens einen Detektor zur Detektion der Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung und zur Erzeugung von Detektorsignalen auf. Das Teilchenstrahlgerät umfasst ferner beispielsweise mindestens eine Anzeigeeinrichtung zur Anzeige eines Bildes des Objekts, wobei das Bild mittels der Detektorsignale erzeugt wird. Das Teilchenstrahlgerät weist ferner beispielsweise mindestens eine Objektivlinsensteuereinheit zur Versorgung der Objektivlinse mit einem Objektivlinsenstrom und zum Einstellen des Objektivlinsenstroms auf. Zusätzlich weist das Teilchenstrahlgerät beispielsweise mindestens eine Abschlusselektrodensteuereinheit zur Versorgung der Abschlusselektrode mit einer Abschlusselektrodenspannung und zum Einstellen der Abschlusselektrodenspannung auf.
Bei dem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren wird der Objektivlinsenstrom gewobbelt. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird der Objektivlinsenstrom auf einen Stromwert mittels der Objektivlinsensteuereinheit eingestellt. Es erfolgt dann eine periodische Änderung des Stromwerts des Objektivlinsenstroms mit der Objektivlinsensteuereinheit. Während der periodischen Änderung des Stromwerts des Objektivlinsenstroms erfolgt ein Einstellen mindestens einer Eigenschaft der Ablenkeinheit und/oder der Blendeneinheit. Beispielsweise ist die vorgenannte Eigenschaft eine Position der Ablenkeinheit und/oder der Blendeneinheit im Teilchenstrahlgerät, welche eingestellt wird. Durch die Einstellung der Position der Ablenkeinheit erfolgt eine Ablenkung des Teilchenstrahls. Durch die Einstellung der Position der Blendeneinheit erfolgt eine Formung des Teilchenstrahls. Zusätzlich oder alternativ hierzu wird mindestens eine Ansteuerungsgröße zur Versorgung der Ablenkeinheit als Eigenschaft der Ablenkeinheit eingestellt. Wenn die Ablenkeinheit elektrostatische und/oder magnetische Bauteile aufweist, dann ist die Ansteuerungsgröße beispielsweise eine Spannung oder ein Strom. Die Einstellung mindestens einer der vorgenannten Eigenschaften erfolgt derart, dass das auf der Anzeigeeinrichtung angezeigte Bild des Objekts sich entweder nicht bewegt oder eine Bewegung des angezeigten Bildes eine minimale Auslenkung aufweist. Beispielsweise wird die Auslenkung von einem vorgebbaren Nullpunkt auf der Anzeigeeinrichtung bestimmt. Mit anderen Worten ausgedrückt, erfolgt die Einstellung mindestens einer der vorgenannten Eigenschaften solange, bis das auf der Anzeigeeinrichtung angezeigte Bild des Objekts sich entweder nicht bewegt oder eine Bewegung des angezeigten Bildes eine minimale Auslenkung aufweist.
Darüber hinaus erfolgt bei dem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren ein Wobbeln der Abschlusselektrodenspannung der Abschlusselektrode. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird die Abschlusselektrodenspannung der Abschlusselektrode auf einen Abschlusselektrodenspannungswert mittels der Abschlusselektrodensteuereinheit eingestellt. Es erfolgt dann eine periodische Änderung des Abschlusselektrodenspannungswerts mittels der Abschlusselektrodensteuereinheit. Während der periodischen Änderung des Abschlusselektrodenspannungswerts erfolgt ein Bewegen des Probentisches in eine ausgerichtete Position derart, dass das auf der Anzeigeeinrichtung angezeigte Bild des Objekts sich entweder nicht bewegt oder eine Bewegung des angezeigten Bildes eine minimale Auslenkung aufweist. Beispielsweise wird die Auslenkung von einem vorgebbaren Nullpunkt auf der Anzeigeeinrichtung bestimmt.
Beispielsweise wird der Probentisch bei dem erfindungsgenmäßen Verfahren um mindestens eine der beiden Achsen gekippt.
Bei dem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren wird daher in einem ersten Schritt das von der Objektivlinse erzeugte magnetische Feld berücksichtigt. Der Teilchenstrahl verläuft aufgrund der Einstellung mindestens einer der vorgenannten Eigenschaften der Ablenkeinheit und/oder der Blendeneinheit entlang einer gewünschten Soll-Symmetrieachse des Magnetfeldes. Da der Teilchenstrahl nun bereits entlang der gewünschten Soll-Symmetrieachse und somit in einem Zentrum des Magnetfeldes geführt ist, bedingt beim Wobbeln der Abschlusselektrodenspannung ausschließlich eine Asymmetrie des elektrischen Feldes der Objektivlinse eine noch vorhandene Verschiebung des Bildes auf der Anzeigeeinrichtung, wenn die Abschlusselektrodenspannung gewobbelt wird. In einem zweiten Schritt des weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun durch Ausrichten des Probentisches (und somit durch Ausrichten des Objekts im Teilchenstrahlgerät) das elektrische Feld zwischen der Abschlusselektrode und dem Objekt verändert. Durch diese Veränderung wird die Gesamtauslenkung des Teilchenstrahls durch das elektrische Feld neutralisiert. Die vorgenannten Verfahrensschritte, also das Wobbeln des Objektivlinsenstroms, die Einstellung der mindestens einen Eigenschaft der Ablenkeinheit und/oder der Blendeneinheit, das Wobbeln der Abschlusselektrodenspannung der Abschlusselektrode sowie das Ausrichten des Objekts durch Bewegung des Probentisches können mehrfach wiederholt werden, bis keine oder nur eine minimale Auslenkung des Bildes auf der Anzeigeeinrichtung auftritt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann manuell oder automatisiert durchgeführt werden. Man erreicht mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine gute Auflösung und einen gewünschten Kontrast.
Das Teilchenstrahlgerät kann durchaus mehr als eine Abschlusselektrode aufweisen. Beispielsweise ist die vorgenannte Abschlusselektrode eine erste Abschlusselektrode, an der eine erste Abschlusselektrodenspannung angelegt ist. Darüber hinaus weist das Teilchenstrahlgerät beispielsweise mindestens eine zweite Abschlusselektrode auf. Die zweite Abschlusselektrode ist beispielsweise eine zweite Abschlusselektrode der Objektivlinse. Beispielsweise sind die erste Abschlusselektrode und die zweite Abschlusselektrode Teil einer Abschlusselektrodeneinheit, welche zwei Hälften aufweist, nämlich eine erste Hälfte in Form der ersten Abschlusselektrode und eine zweite Hälfte in Form der zweiten Abschlusselektrode. Bei einer Ausführungsform des Teilchenstrahlgeräts wird die Abschlusselektrodeneinheit als Käppchen bezeichnet. Beispielsweise ist die zweite Abschlusselektrode parallel zur ersten Abschlusselektrode angeordnet. Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass das periodische Ändern des Abschlusselektrodenspannungswerts der ersten Abschlusselektrodenspannung mit einer ersten Amplitude erfolgt. Ferner erfolgt ein Wobbeln einer zweiten Abschlusselektrodenspannung der zweiten Abschlusselektrode. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird die zweite Abschlusselektrodenspannung der zweiten Abschlusselektrode der Objektivlinse auf den Abschlusselektrodenspannungswert eingestellt. Insofern weisen die erste Abschlusselektrodenspannung und die zweite Abschlusselektrodenspannung denselben Abschlusselektrodenspannungswert auf. Es erfolgt dann eine periodische Änderung des Abschlusselektrodenspannungswerts der zweiten Abschlusselektrodenspannung mit einer zweiten Amplitude. Beispielsweise sind die erste Amplitude und die zweite Amplitude unterschiedlich. Während der periodischen Änderung der ersten Abschlusselektrodenspannung und der zweiten Abschlusselektrodenspannung wird der Probentisch derart bewegt, dass das auf der Anzeigeeinrichtung angezeigte Bild des Objekts sich entweder nicht bewegt oder eine Bewegung des auf der Anzeigeeinrichtung angezeigten Bildes eine minimale Auslenkung aufweist. Beispielsweise wird die Auslenkung wiederum von dem vorgebbaren Nullpunkt auf der Anzeigeeinrichtung bestimmt.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass die erste Amplitude und die zweite Amplitude derart angesteuert werden, dass die erste Amplitude und die zweite Amplitude ein unterschiedliches Vorzeichen aufweisen. Hierdurch werden das erste elektrische Feld zwischen einem Strahlrohr des Teilchenstrahlgeräts und der zweiten Abschlusselektrode und das zweite elektrische Feld zwischen der ersten Abschlusselektrode und dem Objekt gemeinsam verstärkt oder abgeschwächt.
Bei einer weiteren Ausführungsform des weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass die erste Abschlusselektrodenspannung und die zweite Abschlusselektrodenspannung derart eingestellt werden, dass die erste Amplitude und die zweite Amplitude unterschiedliche Beträge aufweisen. Die Beträge der ersten Amplitude und der zweiten Amplitude bestimmen die Veränderung der ablenkenden Wirkung des ersten elektrischen Feldes und des zweiten elektrischen Feldes.
Bei einer wiederum weiteren Ausführungsform des weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass die erste Amplitude derart angesteuert wird, dass die erste Amplitude den Betrag Null aufweist. Alternativ hierzu ist es vorgesehen, dass die zweite Amplitude derart angesteuert wird, dass die zweite Amplitude den Betrag Null aufweist.
Bei einer weiteren Ausführungsform des weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass an das Objekt eine steuerbare Objektspannung angelegt wird. Beispielsweise kann auch die steuerbare Objektspannung des Objekts gewobbelt werden. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird die steuerbare Objektspannung des Objekts auf einen Wert eingestellt. Es erfolgt dann eine periodische Änderung des Werts der steuerbaren Objektspannung. Während der periodischen Änderung des Werts der steuerbaren Objektspannung erfolgt das Bewegen des Probentisches. Das Bewegen des Probentisches erfolgt derart, dass das auf der Anzeigeeinrichtung angezeigte Bild des Objekts sich entweder nicht bewegt oder eine Bewegung des auf der Anzeigeeinrichtung angezeigten Bildes eine minimale Auslenkung aufweist. Beispielsweise wird die Auslenkung wiederum von dem vorgebbaren Nullpunkt auf der Anzeigeeinrichtung bestimmt.
Die Erfindung betrifft noch ein weiteres Verfahren zum Betrieb eines Teilchenstrahlgeräts. Das Teilchenstrahlgerät ist beispielsweise zur Abbildung, Analyse und/oder zur Bearbeitung eines Objekts ausgebildet. Insbesondere ist das Teilchenstrahlgerät als ein Elektronenstrahlgerät und/oder als ein lonenstrahlgerät ausgebildet. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass das Teilchenstrahlgerät einen Strahlerzeuger zur Erzeugung eines Teilchenstrahls mit geladenen Primärteilchen aufweist. Beispielsweise sind die Primärteilchen Elektronen oder Ionen. Ferner weist das Teilchenstrahlgerät beispielsweise eine Objektivlinse mit mindestens einer Abschlusselektrode auf. Die Abschlusselektrode ist beispielsweise gegenüber dem Objekt im Teilchenstrahlgerät angeordnet. Die Objektivlinse erzeugt zum einen ein magnetisches Feld und zum anderen ein elektrisches Feld zwischen der Abschlusselektrode und dem Objekt. Die Objektivlinse dient zur Fokussierung des Teilchenstrahls auf das Objekt. Bei einer Wechselwirkung des Teilchenstrahls mit dem Objekt entstehen/entsteht Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung. Die Wechselwirkungsteilchen sind beispielsweise Sekundärteilchen, insbesondere Sekundärelektronen, und/oder rückgestreute Teilchen, beispielsweise Rückstreuelektronen. Die Wechselwirkungsstrahlung ist beispielsweise Röntgenstrahlung oder Kathodolumineszenzlicht. Das Teilchenstrahlgerät weist ferner beispielsweise einen beweglichen Probentisch zur Anordnung des Objekts in dem Teilchenstrahlgerät auf. Der Probentisch ist derart beweglich ausgebildet, dass das Objekt in dem Teilchenstrahlgerät positionierbar ist. Beispielsweise ist der Probentisch in einer Probenkammer des Teilchenstrahlgeräts angeordnet. Der Probentisch ist beispielsweise in drei zueinander senkrecht angeordnete Richtungen beweglich ausgebildet. Zusätzlich kann der Probentisch um zwei zueinander senkrecht angeordnete Achsen gedreht werden, nämlich eine erste Achse und eine zweite Achse. Darüber hinaus weist das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät beispielsweise mindestens einen Detektor zur Detektion der Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung und zur Erzeugung von Detektorsignalen auf. Das Teilchenstrahlgerät umfasst ferner beispielsweise mindestens eine Anzeigeeinrichtung zur Anzeige eines Bildes des Objekts, wobei das Bild mittels der Detektorsignale erzeugt wird. Darüber hinaus umfasst das Teilchenstrahlgerät eine Steuereinheit zur Einstellung eines Strahlparameters. Beispiele des Strahlparameters sind weiter unten genannt.
Bei dem noch weiteren erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt eine Aufnahme von Referenzbildern in einer Referenzposition des Probentisches. Insbesondere ist es vorgesehen, dass eine Aufnahme eines ersten Referenzbildes des Objekts in der Referenzposition des Probentisches mit einem Strahlparameter erfolgt, der einen Referenzwert aufweist. Beispielsweise ist der Referenzwert ein Nullwert oder ein Nullpunkt. Ferner erfolgt eine Aufnahme eines zweiten Referenzbilds des Objekts in der Referenzposition des Probentisches mit dem Strahlparameter, der einen Strahlparameterwert aufweist, der unterschiedlich zum Referenzwert ist. Im Anschluss daran erfolgt ein Berechnen einer Bildverschiebung des zweiten Referenzbilds zum ersten Referenzbild. Insbesondere ist es vorgesehen, die Bildverschiebung mittels einer Kreuzkorrelation zu berechnen.
Ferner erfolgt bei dem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren eine Aufnahme von Bildern des Objekts in einer ersten Position des Probentisches. Hierzu ist es insbesondere vorgesehen, ein erstes Bild des Objekts in der ersten Position des Probentisches mit dem Strahlparameter aufzunehmen, der den Referenzwert aufweist. Ferner wird ein zweites Bild des Objekts in der ersten Position des Probentisches mit dem Strahlparameter aufgenommen, der den Strahlparameterwert aufweist, der unterschiedlich zum Referenzwert ist. Im Anschluss daran werden eine Bildverschiebung des ersten Bild zum ersten Referenzbild und eine Bildverschiebung des zweiten Bildes zum ersten Referenzbild berechnet. Die Berechnung erfolgt jeweils beispielsweise mittels einer Kreuzkorrelation.
Ferner erfolgt eine Aufnahme von Bildern des Objekts in einer zweiten Position des Probentisches. Beispielsweise ist es vorgesehen, ein drittes Bild des Objekts in der zweiten Position des Probentisches mit dem Strahlparameter aufzunehmen, der den Referenzwert aufweist. Ferner erfolgt eine Aufnahme eines vierten Bildes des Objekts in der zweiten Position des Probentisches mit dem Strahlparameter, der den Strahlparameterwert aufweist, der unterschiedlich zum Referenzwert ist. Darüber hinaus erfolgt ein Berechnen einer Bildverschiebung des dritten Bildes zum ersten Referenzbild und Berechnen einer Bildverschiebung des vierten Bildes zum ersten Referenzbild. Beispielsweise wird die Bildverschiebung mittels einer Kreuzkorrelation berechnet.
Im Grunde genommen erfolgt bei den oben genannten Verfahrensschritten die Aufnahme von Bildern des Objekts in unterschiedlichen Positionen des Probentisches zum einen bei einem Referenzwert des Strahlparameters und zum anderen bei einem Strahlparameterwert des Strahlparameters, der unterschiedlich ist zum Referenzwert ist.
Bei dem noch weiteren erfindungsgemäßen Verfahren ist es vorgesehen, eine Interpolation der Bildverschiebungen des jeweils beim Referenzwert aufgenommen ersten Bildes und des dritten Bildes in Bezug auf das erste Referenzbild in Abhängigkeit von der Position des Probentisches vorzunehmen. Darüber hinaus erfolgt eine Interpolation der Bildverschiebungen des jeweils beim zum Referenzwert unterschiedlichen Strahlparameterwert aufgenommen zweiten Referenzbildes, des zweiten Bildes und des vierten Bildes hinsichtlich des ersten Referenzbildes in Abhängigkeit von der Position des Probentisches. Ferner erfolgt ein Ermitteln einer Zielposition des Probentisches, bei der die interpolierten Bildverschiebungen beim Referenzwert und bei dem Strahlparameterwert identisch sind. Im Anschluss daran wird das Teilchenstrahlgerät mit dem Strahlparameter betrieben, der den Referenzwert aufweist, wobei der Probentisch in der Zielposition angeordnet ist.
Bei einer Ausführungsform des noch weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens weist das Verfahren mindestens einen der folgenden Schritte aufweist:

- Einstellen des Strahlparameters auf den Referenzwert;
- Einstellen des Strahlparameters auf den Strahlparameterwert, der unterschiedlich zum Referenzwert ist;
- Einstellen der Referenzposition des Probentisches durch Drehen des Probentisches um die erste Achse und/oder um die zweite Achse;
- Einstellen der ersten Position des Probentisches durch Drehen des Probentisches um die erste Achse und/oder um die zweite Achse;
- Einstellen der zweiten Position des Probentisches durch Drehen des Probentisches um die erste Achse und/oder um die zweite Achse.

Bei einer weiteren Ausführungsform des noch weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass die Steuereinheit eine Strahlerzeugersteuereinheit zur Versorgung des Strahlerzeugers mit einer Betriebsspannung und zum Einstellen der Betriebsspannung ist und dass der Strahlparameter die Betriebsspannung ist. Beispielsweise ist die Betriebsspannung eine Kathodenspannung.
Wenn an einer neuen Position des Probentisches und somit an einer neuen Position des Objekts eine Auslenkung des Bilds festgestellt wird, dann führt man in dieser neuen Position des Probentisches folgende Schritte durch: Es wird ein weiteres Bild des Objekts mit dem Strahlparameter aufgenommen, der den Referenzwert aufweist. Ferner wird ein noch weiteres Bild des Objekts aufgenommen, der den Strahlparameter aufweist, der unterschiedlich zum Referenzwert ist. Im Anschluss daran werden eine Bildverschiebung des weiteren Bildes zum ersten Referenzbild und eine Bildverschiebung des noch weiteren Bildes zum ersten Referenzbild berechnet. Die Berechnung erfolgt beispielsweise mittels einer Kreuzkorrelation. Ferner erfolgt eine Interpolation der Bildverschiebung des weiteren Bildes hinsichtlich des ersten Referenzbildes in Abhängigkeit der neuen Position des Probentisches unter Berücksichtigung der bereits oben genannten und erfolgten Interpolation. Darüber hinaus erfolgt eine Interpolation der Bildverschiebung des weiteren Bildes hinsichtlich des ersten Referenzbildes in Abhängigkeit der neuen Position des Probentisches unter Berücksichtigung der bereits oben genannten und erfolgten Interpolation. Es erfolgt ferner ein Ermitteln einer weiteren Zielposition des Probentisches, bei der die interpolierten Bildverschiebungen beim Referenzwert und beim Strahlparameterwert identisch sind. Das Teilchenstrahlgerät wird dann mit dem Strahlparameter betrieben, der den Wert aufweist, der dem Referenzwert entspricht und mit der neuen Zielposition des Probentisches.
Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt, das einen Programmcode aufweist, der in einen Prozessor eines Teilchenstrahlgeräts ladbar ist oder geladen ist und der bei Ausführung ein Teilchenstrahlgerät derart steuert, dass ein Verfahren mit mindestens einem der vorstehenden oder nachstehenden Merkmale oder mit einer Kombination aus mindestens zwei der vorstehenden oder nachstehenden Merkmale ausgeführt wird.
Die Erfindung betrifft auch ein Teilchenstrahlgerät zur Abbildung, Analyse und/oder zur Bearbeitung eines Objekts. Insbesondere ist das Teilchenstrahlgerät als ein Elektronenstrahlgerät und/oder als ein lonenstrahlgerät ausgebildet. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass das Teilchenstrahlgerät einen Strahlerzeuger zur Erzeugung eines Teilchenstrahls mit geladenen Primärteilchen aufweist. Beispielsweise sind die Primärteilchen Elektronen oder Ionen. Ferner weist das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät eine Objektivlinse mit mindestens einer Abschlusselektrode auf. Die Abschlusselektrode ist beispielsweise gegenüber dem Objekt im Teilchenstrahlgerät angeordnet. Die Objektivlinse erzeugt zum einen ein magnetisches Feld und zum anderen ein elektrisches Feld zwischen der Abschlusselektrode und dem Objekt. Die Objektivlinse dient zur Fokussierung des Teilchenstrahls auf das Objekt. Bei einer Wechselwirkung des Teilchenstrahls mit dem Objekt entstehen/entsteht Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung. Die Wechselwirkungsteilchen sind beispielsweise Sekundärteilchen, insbesondere Sekundärelektronen, und/oder rückgestreute Teilchen, beispielsweise Rückstreuelektronen. Die Wechselwirkungsstrahlung ist beispielsweise Röntgenstrahlung oder Kathodolumineszenzlicht. Das Teilchenstrahlgerät weist mindestens eine einstellbare Ablenkeinheit zum Ablenken des Teilchenstrahls auf. Zusätzlich oder alternativ weist das Teilchenstrahlgerät eine einstellbare Blendeneinheit zum Formen des Teilchenstrahls auf. Mit anderen Worten ausgedrückt, selektiert die Blendeneinheit aus einem großen Bündel des Teilchenstrahls einen Teilstrahl mit einer geeigneten Richtung. Insbesondere ist es vorgesehen, dass eine einzelne Einheit sowohl als Ablenkeinheit als auch als Blendeneinheit ausgebildet ist. Die Ablenkeinheit weist beispielsweise elektrostatische Ablenkeinheiten und/oder magnetische Ablenkeinheiten auf. Die Blendeneinheit ist beispielsweise als mechanisch verschiebbare Blendeneinheit ausgebildet. Beispielsweise weist das Teilchenstrahlgerät einen beweglichen Probentisch zur Anordnung des Objekts in dem Teilchenstrahlgerät auf. Der Probentisch ist derart beweglich ausgebildet, dass das Objekt in dem Teilchenstrahlgerät positionierbar ist. Beispielsweise ist der Probentisch in einer Probenkammer des Teilchenstrahlgeräts angeordnet. Der Probentisch ist beispielsweise in drei zueinander senkrecht angeordnete Richtungen beweglich ausgebildet. Zusätzlich kann der Probentisch um zwei zueinander senkrecht angeordnete Achsen gedreht werden. Darüber hinaus weist das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät mindestens einen Detektor zur Detektion der Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung und zur Erzeugung von Detektorsignalen auf. Das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät umfasst ferner mindestens eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen eines Bildes des Objekts, wobei das Bild des Objekts auf den Detektorsignalen basiert. Das Teilchenstrahlgerät weist ferner beispielsweise mindestens eine Objektivlinsensteuereinheit zur Versorgung der Objektivlinse mit einem Objektivlinsenstrom und zum Einstellen des Objektivlinsenstroms auf. Darüber hinaus weist das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät zusätzlich oder alternativ mindestens eine Strahlerzeugersteuereinheit zur Versorgung des Strahlerzeugers mit einer Betriebsspannung und zum Einstellen der Betriebsspannung auf. Die Betriebsspannung ist beispielsweise eine Kathodenspannung. Darüber hinaus weist das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät zusätzlich oder alternativ mindestens eine Abschlusselektrodensteuereinheit zur Versorgung der Abschlusselektrode mit einer Abschlusselektrodenspannung und zum Einstellen der Abschlusselektrodenspannung auf. Ferner ist das erfindungsmäße Teilchenstrahlgerät mit einem Prozessor versehen, in dem ein Computerprogrammprodukt geladen ist, das eines der oben genannten oder weiter unten genannten Merkmale oder eine Kombination von mindestens zwei der oben genannten oder weiter unten genannten Merkmale aufweist.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Teilchenstrahlgeräts ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass das Teilchenstrahlgerät eine Objektspannungssteuereinheit zur Versorgung des Objekts mit einer Objektspannung aufweist.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Teilchenstrahlgeräts ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass das Teilchenstrahlgerät mindestens einen Korrektor zum Korrigieren von chromatischer und/oder sphärischer Aberration aufweist. Beispielsweise ist der Korrektor als Spiegelkorrektor ausgebildet.
Wie oben bereits erwähnt, ist es bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Teilchenstrahlgeräts zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass das Teilchenstrahlgerät als Elektronenstrahlgerät und/oder als lonenstrahlgerät ausgebildet ist.
Bei einer noch weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Teilchenstrahlgeräts ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass der Strahlerzeuger zur Erzeugung eines Teilchenstrahls mit geladenen Primärteilchen als ein erster Strahlerzeuger zur Erzeugung eines ersten Teilchenstrahls mit ersten geladenen Primärteilchen und die Objektivlinse als eine erste Objektivlinse zur Fokussierung des ersten Teilchenstrahls auf das Objekt ausgebildet ist. Darüber hinaus weist das Teilchenstrahlgerät mindestens einen zweiten Strahlerzeuger zur Erzeugung eines zweiten Teilchenstrahls mit zweiten geladenen Primärteilchen und mindestens eine zweite Objektivlinse zur Fokussierung des zweiten Teilchenstrahls auf das Objekt auf. Die zweiten geladenen Primärteilchen sind beispielsweise Elektronen oder Ionen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mittels Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen

1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Teilchenstrahlgeräts;
2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Teilchenstrahlgeräts;
3 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines T ei lchenstrahlgeräts;
4 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines Teilchenstrahlgeräts;
5 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Probentisches;
6 eine weitere schematische Darstellung des Probentisches nach 5;
7 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Objektivlinse;
8 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Objektivlinse;
9 eine schematische Darstellung eines Ablaufdiagramms eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
10 eine schematische Darstellung einer periodischen Änderung eines Objektivlinsenstroms;
11 eine schematische Darstellung einer periodischen Änderung einer Betriebsspannung eines Teilchenstrahlgeräts;
12 eine schematische Darstellung eines Ablaufs eines weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens;
13 eine schematische Darstellung eines Ablaufs eines wiederum weiteren Verfahrens; sowie
14A/B eine schematische Darstellung eines Ablaufs eines noch weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die Erfindung wird nun mittels Teilchenstrahlgeräten in Form eines SEM und in Form eines Kombinationsgeräts, das eine Elektronenstrahlsäule und eine Ionenstrahlsäule aufweist, näher erläutert. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Erfindung bei jedem Teilchenstrahlgerät, insbesondere bei jedem Elektronenstrahlgerät und/oder jedem lonenstrahlgerät eingesetzt werden kann.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines SEM 100. Das SEM 100 weist einen ersten Strahlerzeuger mit einer Elektronenquelle 101 auf, welche als Kathode ausgebildet ist. Darüber hinaus weist der erste Strahlerzeuger eine Supressorelektrode 101A und eine Extraktionselektrode 102 auf. Ferner ist das SEM 100 mit einer Anode 103 versehen, die auf ein Ende eines Strahlführungsrohrs 104 des SEM 100 aufgesetzt ist. Beispielsweise ist die Elektronenquelle 101 als thermischer Feldemitter ausgebildet. Die Erfindung ist allerdings nicht auf eine derartige Elektronenquelle 101 eingeschränkt. Vielmehr ist jede Elektronenquelle verwendbar.
Elektronen, die aus der Elektronenquelle 101 austreten, bilden einen Primärelektronenstrahl. Die Elektronen werden aufgrund einer Potentialdifferenz zwischen der Elektronenquelle 101 und der Anode 103 auf eine vorgebbare kinetische Energie in Bezug auf ein vorgebbares Potential beschleunigt. Das Potential beträgt bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel 1 kV bis 20 kV gegenüber einem Massepotential eines Gehäuses einer Probenkammer 120, beispielsweise 5 kV bis 15 kV, insbesondere 8 kV. Es könnte aber alternativ auch auf Massepotential liegen.
An dem Strahlführungsrohr 104 sind zwei Kondensorlinsen angeordnet, nämlich eine erste Kondensorlinse 105 und eine zweite Kondensorlinse 106. Dabei sind ausgehend von der Elektronenquelle 101 in Richtung einer Objektivlinse 107 gesehen zunächst die erste Kondensorlinse 105 und dann die zweite Kondensorlinse 106 angeordnet. Es wird explizit darauf hingewiesen, dass weitere Ausführungsbeispiele des SEM 100 nur eine einzelne Kondensorlinse aufweisen können. Zwischen der Anode 103 und der ersten Kondensorlinse 105 ist eine erste Blendeneinheit 108 angeordnet. Die erste Blendeneinheit 108 liegt zusammen mit der Anode 103 und dem Strahlführungsrohr 104 auf Hochspannungspotential, nämlich dem Potential der Anode 103 oder auf Masse. Die erste Blendeneinheit 108 weist zahlreiche erste Blendenöffnungen 108A auf, von denen eine in 1 dargestellt ist. Beispielsweise sind zwei erste Blendenöffnungen 108A vorhanden. Jede der zahlreichen ersten Blendenöffnungen 108A weist einen unterschiedlichen Öffnungsdurchmesser auf. Mittels eines Verstellmechanismus (nicht dargestellt) ist es möglich, eine gewünschte erste Blendenöffnung 108A auf eine optische Achse OA des SEM 100 einzustellen. Es wird explizit darauf hingewiesen, dass bei weiteren Ausführungsbeispielen die erste Blendeneinheit 108 nur mit einer einzigen Blendenöffnung 108A versehen sein kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann ein Verstellmechanismus nicht vorgesehen sein. Die erste Blendeneinheit 108 ist dann ortsfest ausgebildet.
Zwischen der ersten Kondensorlinse 105 und der zweiten Kondensorlinse 106 ist eine zweite Blendeneinheit 109 angeordnet. An einer ersten, zur Elektronenquelle 101 gerichteten Seite der zweiten Blendeneinheit 109 ist eine erste Ablenkeinheit 131 angeordnet. Ferner ist an einer zweiten, zur zweiten Kondensorlinse 106 gerichteten Seite der zweiten Blendeneinheit 109 eine zweite Ablenkeinheit 132 angeordnet. Beispielsweise weisen sowohl die erste Ablenkeinheit 131 als auch die zweite Ablenkeinheit 132 elektrostatische und/oder magnetische Einheiten auf, die über eine Ansteuerungsgröße einstellbar sind. Wenn die zweite Blendeneinheit 109 eine verschiebbare Einzel- oder Mehrlochblende ist, wird beispielsweise mindestens eine der beiden Ablenkeinheiten 131 und 132 verwendet. Wenn die zweite Blendeneinheit 109 eine ortsfeste Einzelblende ist, dann werden mindestens zwei Ablenkeinheiten verwendet, beispielsweise die erste Ablenkeinheit 131 und die zweite Ablenkeinheit 132. Wenn die zweite Blende 109 eine ortsfeste Mehrlochblende ist, dann werden beispielsweise drei Ablenkeinheiten verwendet (nicht dargestellt).
Wenn die zweite Blendeneinheit 109 verschiebbar ausgebildet ist, so formt diese den Primärteilchenstrahl durch die geometrische Form eines Blendenlochs der zweiten Blendeneinheit 109. Die zweite Blendeneinheit 109 selektiert ein Teilbündel des Primärteilchenstrahls und richtet damit den Primärteilchenstrahl aus. Dadurch kann die zweite Blendeneinheit 109 den Primärteilchenstrahl kippen, aber ausschließlich um eine virtuelle Lage der Elektronenquelle 101. Demnach kann man die Funktion der verschiebbaren zweiten Blendeneinheit 109 mit Formen und Ausrichten des Primärteilchenstrahls beschreiben. Bei einer Kombination einer ortsfesten zweiten Blendeneinheit 109 und einer Ablenkeinheit kann man die Funktion analog mit Formen und Ablenken des Primärteilchenstrahls beschreiben.
Die Objektivlinse 107 weist Polschuhe 110 auf, in denen eine Bohrung ausgebildet ist. Durch diese Bohrung ist das Strahlführungsrohr 104 geführt. In den Polschuhen 110 ist ferner eine Spule 111 angeordnet.
In einem unteren Bereich des Strahlführungsrohrs 104 ist eine elektrostatische Verzögerungseinrichtung angeordnet. Diese weist eine einzelne Elektrode 112 in Form einer Abschlusselektrode und eine Rohrelektrode 113 auf. Die einzelne Elektrode 112 ist einem Objekt 114 gegenüberliegend angeordnet. Die Rohrelektrode 113 ist an einem Ende des Strahlführungsrohrs 104 angeordnet, welches dem Objekt 114 zugewandt ist. Die Rohrelektrode 113 liegt gemeinsam mit dem Strahlführungsrohr 104 auf dem Potential der Anode 103, während die einzelne Elektrode 112 sowie das Objekt 114 auf einem gegenüber dem Potential der Anode 103 niedrigeren Potential liegen. Im vorliegenden Fall ist dies das Massepotential des Gehäuses der Probenkammer 120. Auf diese Weise können die Elektronen des Primärelektronenstrahls auf eine gewünschte Energie abgebremst werden, die für die Untersuchung des Objekts 114 erforderlich ist.
Zwischen der Rohrelektrode 113 und der einzelnen Elektrode 112 herrscht ein erstes elektrisches Feld. Wenn die einzelne Elektrode 112 und das Objekt 114 auf unterschiedlichen Potentialen liegen (in 1 nicht dargestellt), herrscht zwischen der einzelnen Elektrode 112 und dem Objekt 114 ein zweites elektrisches Feld.
Das SEM 100 weist ferner eine Rastereinrichtung 115 auf, durch die der Primärelektronenstrahl abgelenkt und über das Objekt 114 gerastert werden kann. Die Elektronen des Primärelektronenstrahls treten dabei in Wechselwirkung mit dem Objekt 114. Als Folge der Wechselwirkung entstehen Wechselwirkungsteilchen, welche detektiert werden. Als Wechselwirkungsteilchen werden insbesondere Elektronen aus der Oberfläche des Objekts 114 emittiert - sogenannte Sekundärelektronen - oder Elektronen des Primärelektronenstrahls zurückgestreut - sogenannte Rückstreuelektronen.
Das Objekt 114 und die einzelne Elektrode 112 können auch auf unterschiedlichen und von Masse abweichenden Potentialen liegen, wie oben bereits erwähnt. Hierdurch ist es möglich, den Ort der Verzögerung des Primärelektronenstrahls in Bezug auf das Objekt 114 einzustellen. Wird beispielsweise die Verzögerung recht nahe zum Objekt 114 durchgeführt, werden Abbildungsfehler kleiner.
Zur Detektion der Sekundärelektronen und/oder der Rückstreuelektronen ist eine Detektoranordnung im Strahlführungsrohr 104 angeordnet, die einen ersten Detektor 116 und einen zweiten Detektor 117 aufweist. Der erste Detektor 116 ist dabei entlang der optischen Achse OA quellenseitig angeordnet, während der zweite Detektor 117 objektseitig entlang der optischen Achse OA im Strahlführungsrohr 104 angeordnet ist. Der erste Detektor 116 und der zweite Detektor 117 sind in Richtung der optischen Achse OA des SEM 100 versetzt zueinander angeordnet. Sowohl der erste Detektor 116 als auch der zweite Detektor 117 weisen jeweils eine Durchgangsöffnung auf, durch welche der Primärelektronenstrahl treten kann. Der erste Detektor 116 und der zweite Detektor 117 liegen annähernd auf dem Potential der Anode 103 und des Strahlführungsrohrs 104. Die optische Achse OA des SEM 100 verläuft durch die jeweiligen Durchgangsöffnungen.
Der zweite Detektor 117 dient hauptsächlich der Detektion von Sekundärelektronen. Die Sekundärelektronen weisen beim Austritt aus dem Objekt 114 zunächst eine geringe kinetische Energie und beliebige Bewegungsrichtungen auf. Durch das von der Rohrelektrode 113 ausgehende starke Absaugfeld werden die Sekundärelektronen in Richtung der Objektivlinse 107 beschleunigt. Die Sekundärelektronen treten annähernd parallel in die Objektivlinse 107 ein. Der Bündeldurchmesser des Strahls der Sekundärelektronen bleibt auch in der Objektivlinse 107 klein. Die Objektivlinse 107 wirkt nun stark auf die Sekundärelektronen und erzeugt einen vergleichsweise kurzen Fokus der Sekundärelektronen mit ausreichend steilen Winkeln zur optischen Achse OA, so dass die Sekundärelektronen nach dem Fokus weit auseinander laufen und den zweiten Detektor 117 auf seiner aktiven Fläche treffen. An dem Objekt 114 zurückgestreute Elektronen - also Rückstreuelektronen, die im Vergleich zu den Sekundärelektronen eine relativ hohe kinetische Energie beim Austritt aus dem Objekt 114 aufweisen, werden dagegen vom zweiten Detektor 117 nur zu einem geringen Anteil erfasst. Die hohe kinetische Energie und die Winkel der Rückstreuelektronen zur optischen Achse OA bei Austritt aus dem Objekt 114 führen dazu, dass eine Strahltaille, also ein Strahlbereich mit minimalem Durchmesser, der Rückstreuelektronen in der Nähe des zweiten Detektors 117 liegt. Ein großer Teil der Rückstreuelektronen tritt durch die Durchgangsöffnung des zweiten Detektors 117 hindurch. Der erste Detektor 116 dient daher im Wesentlichen zur Erfassung der Rückstreuelektronen.
Bei einer weiteren Ausführungsform des SEM 100 kann der erste Detektor 116 zusätzlich mit einem Gegenfeldgitter 116A ausgebildet sein. Das Gegenfeldgitter 116A ist an der zum Objekt 114 gerichteten Seite des ersten Detektors 116 angeordnet. Das Gegenfeldgitter 116A weist ein hinsichtlich des Potentials des Strahlführungsrohrs 104 negatives Potential derart auf, dass nur Rückstreuelektronen mit einer hohen Energie durch das Gegenfeldgitter 116A zu dem ersten Detektor 116 gelangen. Zusätzlich oder alternativ weist der zweite Detektor 117 ein weiteres Gegenfeldgitter auf, das analog zum vorgenannten Gegenfeldgitter 116A des ersten Detektors 116 ausgebildet ist und eine analoge Funktion aufweist.
Die mit dem ersten Detektor 116 und dem zweiten Detektor 117 erzeugten Detektorsignale werden verwendet, um ein Bild oder Bilder der Oberfläche des Objekts 114 zu erzeugen.
Es wird explizit darauf hingewiesen, dass die Blendenöffnungen der ersten Blendeneinheit 108 und der zweiten Blendeneinheit 109 sowie die Durchgangsöffnungen des ersten Detektors 116 und des zweiten Detektors 117 übertrieben dargestellt sind. Die Durchgangsöffnungen des ersten Detektors 116 und des zweiten Detektors 117 haben eine Ausdehnung senkrecht zur optischen Achse OA im Bereich von 0,5 mm bis 5 mm. Beispielsweise sind sie kreisförmig ausgebildet und weisen einen Durchmesser im Bereich von 1 mm bis 3 mm senkrecht zur optischen Achse OA auf.
Die zweite Blendeneinheit 109 ist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel als Lochblende ausgestaltet und ist mit einer zweiten Blendenöffnung 118 für den Durchtritt des Primärelektronenstrahls versehen, welche eine Ausdehnung im Bereich vom 5 µm bis 500 µm aufweist, beispielsweise 35 µm. Alternativ hierzu ist es bei einem weiteren Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die zweite Blendeneinheit 109 mit mehreren Blendenöffnungen versehen ist, die mechanisch zum Primärelektronenstrahl verschoben werden können oder die unter Verwendung von elektrischen und/oder magnetischen Ablenkelementen vom Primärelektronenstrahl erreicht werden können. Hinsichtlich der zweiten Blendeneinheit 109 wird auch auf die weiter oben gemachten Ausführungen verwiesen. Die zweite Blendeneinheit 109 ist als eine Druckstufenblende ausgebildet. Diese trennt einen ersten Bereich, in welchem die Elektronenquelle 101 angeordnet ist und in welchem ein Ultrahochvakuum herrscht (10^-7 hPa bis 10^-12 hPa), von einem zweiten Bereich, der ein Hochvakuum aufweist (10^-3 hPa bis 10^-7 hPa). Der zweite Bereich ist der Zwischendruckbereich des Strahlführungsrohrs 104, welcher zur Probenkammer 120 hinführt.
Die Probenkammer 120 steht unter Vakuum. Zur Erzeugung des Vakuums ist an der Probenkammer 120 eine Pumpe (nicht dargestellt) angeordnet. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Probenkammer 120 in einem ersten Druckbereich oder in einem zweiten Druckbereich betrieben. Der erste Druckbereich umfasst nur Drücke kleiner oder gleich 10^-3 hPa, und der zweite Druckbereich umfasst nur Drücke größer als 10^-3 hPa. Um diese Druckbereiche zu gewährleisten, ist die Probenkammer 120 vakuumtechnisch verschlossen.
Das Objekt 114 ist an einem Probentisch 122 angeordnet. Der Probentisch 122 ist in drei zueinander senkrecht angeordnete Richtungen beweglich ausgebildet, nämlich in eine x-Richtung, in eine y-Richtung und in eine z-Richtung. Darüber hinaus kann der Probentisch 122 um zwei zueinander senkrecht angeordnete Rotationsachsen gedreht werden.
Das SEM 100 weist ferner einen dritten Detektor 121 auf, welcher in der Probenkammer 120 angeordnet ist. Genauer gesagt, ist der dritte Detektor 121 von der Elektronenquelle 101 aus gesehen entlang der optischen Achse OA hinter dem Objekt 114 angeordnet. Der Primärelektronenstrahl durchstrahlt das zu untersuchende Objekt 114. Beim Durchtritt des Primärelektronenstrahls durch das zu untersuchende Objekt 114 treten die Elektronen des Primärelektronenstrahls mit dem Material des zu untersuchenden Objekts 114 in Wechselwirkung. Die durch das zu untersuchende Objekt 114 hindurchtretenden Elektronen werden durch den dritten Detektor 121 detektiert.
Das SEM 100 weist ferner einen vierten Detektor auf, nämlich einen Kammerdetektor 134, welcher in der Probenkammer 120 angeordnet ist.
Der erste Detektor 116, der zweite Detektor 117, der dritte Detektor 121 und der Kammerdetektor 134 sind mit einer Kontrolleinheit 123 verbunden, welche einen Monitor 124 aufweist. Die Kontrolleinheit 123 verarbeitet Detektorsignale, welche von dem ersten Detektor 116, dem zweiten Detektor 117, dem dritten Detektor 121 und dem Kammerdetektor 134 erzeugt werden und zeigt diese in Form von Bildern auf dem Monitor 124 an. Darüber hinaus weist die Kontrolleinheit 123 einen Prozessor 130 auf, in dem ein Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode geladen ist, welcher das SEM 100 derart steuert, dass das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt wird. Dies wird weiter unten noch näher erläutert.
Die Spule 111 der Objektivlinse 107 ist mit einer Objektivlinsensteuereinheit 125 leitungstechnisch verbunden. Mittels der Objektivlinsensteuereinheit 125 wird der Objektivlinsenstrom eingestellt, welcher der Spule 111 zugeführt wird. Hierdurch ist es möglich, ein von der Objektivlinse 107 erzeugtes Magnetfeld zu beeinflussen und einzustellen. Die Spule 111 kann bei einer Ausführungsform zwei Teilspulen aufweisen. Diese haben jeweils eine eigene Stromversorgung in der Objektivlinsensteuereinheit 125. Hierdurch wird beispielsweise ein variables Magnetfeld bei einer konstanten Verlustleistung in den Teilspulen erzielt.
Der Strahlerzeuger ist mit einer Strahlerzeugersteuereinheit in Form einer Elektronenquellensteuereinheit 126 leitungstechnisch verbunden. Die Elektronenquelle 101, die Supressorelektrode 101A und die Extraktionselektrode 102 sind mit der Elektronenquellensteuereinheit 126 verbunden und werden von der Elektronenquellensteuereinheit 126 mit Spannung versorgt.
Die erste Ablenkeinheit 131 und die zweite Ablenkeinheit 132 sind mit einer Ablenksteuereinheit 133 verbunden und werden von der Ablenksteuereinheit 133 mit Spannungen und/oder Strömen versorgt.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren SEM 100A. Das SEM 100A gemäß der 2 beruht auf dem SEM 100 gemäß der 1. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es wird daher zunächst auf die oben gemachten Ausführungen verwiesen. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 1 weist das Ausführungsbeispiel der 2 jedoch zusätzlich eine Objektspannungssteuereinheit 127 zur Versorgung des Objekts 114 mit Objektspannung auf. Mittels der Objektspannungssteuereinheit 127 wird die Objektspannung, die dem Objekt 114 zugeführt wird, eingestellt. Darüber hinaus weist das SEM 100A zusätzlich oder alternativ eine Abschlusselektrodensteuereinheit 128 auf, welche die einzelne Elektrode 112 ebenfalls mit einer Abschlusselektrodenspannung versorgt. Mittels der Abschlusselektrodensteuereinheit 128 wird die Abschlusselektrodenspannung, die der einzelnen Elektrode 112 zugeführt wird, eingestellt.
3 zeigt ein Teilchenstrahlgerät in Form eines Kombinationsgeräts 200. Das Kombinationsgerät 200 weist zwei Teilchenstrahlsäulen auf. Zum einen ist das Kombinationsgerät 200 mit dem SEM 100 der 1 oder mit dem SEM 100A der 2 versehen, allerdings ohne die Probenkammer 120. Vielmehr ist das SEM 100 oder das SEM 100A an einer Probenkammer 201 angeordnet. Die Probenkammer 201 steht unter Vakuum. Zur Erzeugung des Vakuums ist an der Probenkammer 201 eine Pumpe (nicht dargestellt) angeordnet. Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Probenkammer 201 in einem ersten Druckbereich oder in einem zweiten Druckbereich betrieben. Der erste Druckbereich umfasst nur Drücke kleiner oder gleich 10^-3 hPa, und der zweite Druckbereich umfasst nur Drücke größer als 10^-3 hPa. Um diese Druckbereiche zu gewährleisten, ist die Probenkammer 201 vakuumtechnisch verschlossen.
Das SEM 100 oder das SEM 100A dient der Erzeugung eines ersten Teilchenstrahls, nämlich des bereits weiter oben beschriebenen Primärelektronenstrahls. Das SEM 100 und das SEM 100A sind hinsichtlich der 1 und 2 ausführlich erläutert worden. Auf diese Ausführungen wird verwiesen. Diese gelten auch für das Ausführungsbeispiel der 3. Bauteile, die nicht in 3 dargestellt sind, sind in den 1 und 2 dargestellt. Zusätzlich zu dem SEM 100 oder dem SEM 100A ist das Kombinationsgerät 200 mit einem lonenstrahlgerät 300 versehen, das ebenfalls an der Probenkammer 201 angeordnet ist.
Das SEM 100 oder das SEM 100A ist hinsichtlich der Probenkammer 201 vertikal angeordnet. Hingegen ist das lonenstrahlgerät 300 um einen Winkel von ca. 50° geneigt zum SEM 100 oder zum SEM 100A angeordnet. Es weist einen zweiten Strahlerzeuger in Form eines lonenstrahlerzeugers 301 auf. Mit dem lonenstrahlerzeuger 301 werden Ionen erzeugt, die einen zweiten Teilchenstrahl in Form eines lonenstrahls bilden. Die Ionen werden mittels einer Extraktionselektrode 302, die auf einem vorgebbaren Potential liegt, beschleunigt. Der zweite Teilchenstrahl gelangt dann durch eine lonenoptik des lonenstrahlgeräts 300, wobei die Ionenoptik eine Kondensorlinse 303 und eine weitere Objektivlinse 304 aufweist. Die weitere Objektivlinse 304 erzeugt schließlich eine Ionensonde, die auf das an einem Probentisch 122 angeordnete Objekt 114 fokussiert wird.
Oberhalb der weiteren Objektivlinse 304 (also in Richtung des lonenstrahlerzeugers 301) sind eine einstellbare Blende 306, eine erste Elektrodenanordnung 307 und eine zweite Elektrodenanordnung 308 angeordnet, wobei die erste Elektrodenanordnung 307 und die zweite Elektrodenanordnung 308 als Rasterelektroden ausgebildet sind. Mittels der ersten Elektrodenanordnung 307 und der zweiten Elektrodenanordnung 308 wird der zweite Teilchenstrahl über die Oberfläche des Objekts 114 gerastert, wobei die erste Elektrodenanordnung 307 in eine erste Richtung und die zweite Elektrodenanordnung 308 in eine zweite Richtung wirken, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist. Damit erfolgt das Rastern zum Beispiel in eine x-Richtung. Das Rastern in einer dazu senkrechten y-Richtung erfolgt durch weitere, um 90° verdrehte Elektroden (nicht dargestellt) an der ersten Elektrodenanordnung 307 und an der zweiten Elektrodenanordnung 308.
Wie oben erläutert, ist das Objekt 114 an dem Probentisch 122 angeordnet. Auch bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Probentisch 122 in drei zueinander senkrecht angeordnete Richtungen beweglich ausgebildet, nämlich in eine x-Richtung, in eine y-Richtung und in eine z-Richtung. Darüber hinaus kann der Probentisch 122 um zwei zueinander senkrecht angeordnete Rotationsachsen gedreht werden.
Die in der 3 dargestellten Abstände zwischen den einzelnen Einheiten des Kombinationsgeräts 200 sind übertrieben dargestellt, um die einzelnen Einheiten des Kombinationsgeräts 200 besser darzustellen.
Wie oben bereits erläutert, weist das SEM 100 oder das SEM 100A eine Kontrolleinheit 123 auf, die mit einem Monitor 124 versehen ist. Die Kontrolleinheit 123 verarbeitet Detektorsignale, welche von dem ersten Detektor 116, dem zweiten Detektor 117, dem dritten Detektor 121 und dem Kammerdetektor 134 erzeugt werden und zeigt diese in Form von Bildern auf dem Monitor 124 an. Darüber hinaus weist die Kontrolleinheit 123 einen Prozessor 130 auf, in dem ein Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode geladen ist, welcher das SEM 100 oder das SEM 100A derart steuert, dass das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt wird. Dies wird weiter unten noch näher erläutert.
Die Spule 111 der Objektivlinse 107 des SEM 100 oder des SEM 100A ist mit der Objektivlinsensteuereinheit 125 verbunden. Mittels der Objektivlinsensteuereinheit 125 wird der Objektivlinsenstrom eingestellt, welcher der Spule 111 zugeführt wird. Hierdurch ist es möglich, ein von der Objektlinse 107 erzeugtes Magnetfeld zu beeinflussen und einzustellen.
Ferner herrscht zwischen der Rohrelektrode 113 und der einzelnen Elektrode 112 ein erstes elektrisches Feld. Hingegen herrscht zwischen der einzelnen Elektrode 112 und dem Objekt 114 ein zweites elektrisches Feld.
Der Strahlerzeuger des SEM 100 oder des SEM 100A ist mit der Strahlerzeugersteuereinheit in Form der Elektronenquellensteuereinheit 126 leitungstechnisch verbunden. Die Elektronenquelle 101, die Supressorelektrode 101A und die Extraktionselektrode 102 sind mit der Elektronenquellensteuereinheit 126 verbunden und werden von der Elektronenquellensteuereinheit 126 mit Spannung und/oder Strom versorgt.
Wenn bei dem Ausführungsbeispiel der 3 das SEM 100A verwendet wird, dann weist das SEM 100A die Objektspannungssteuereinheit 127 zur Versorgung des Objekts 114 mit Objektspannung auf. Mittels der Objektspannungssteuereinheit 127 wird die Objektspannung, die dem Objekt 114 zugeführt wird, eingestellt. Darüber hinaus weist das SEM 100A zusätzlich oder alternativ die Abschlusselektrodensteuereinheit 128 auf, welche die einzelne Elektrode 112 mit der Abschlusselektrodenspannung versorgt. Mittels der Abschlusselektrodensteuereinheit 128 wird die Abschlusselektrodenspannung, die der einzelnen Elektrode 112 zugeführt wird, eingestellt.
Auch hier sind die erste Ablenkeinheit 131 und die zweite Ablenkeinheit 132 mit einer Ablenksteuereinheit 133 leitungstechnisch verbunden und werden von der Ablenksteuereinheit 133 mit Spannungen und/oder Strömen versorgt.
4 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Teilchenstrahlgeräts nach der Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel des Teilchenstrahlgeräts ist mit dem Bezugszeichen 400 versehen und umfasst einen Spiegelkorrektor zum Korrigieren beispielsweise von chromatischer und/oder sphärischer Aberration. Das Teilchenstrahlgerät 400 umfasst eine Teilchenstrahlsäule 401, die als Elektronenstrahlsäule ausgebildet ist und im Wesentlichen einer Elektronenstrahlsäule eines korrigierten SEM entspricht. Das Teilchenstrahlgerät 400 ist aber nicht auf ein SEM mit einem Spiegelkorrektor eingeschränkt. Vielmehr kann das Teilchenstrahlgerät jegliche Art von Korrektoreinheit umfassen.
Die Teilchenstrahlsäule 401 umfasst einen Teilchenstrahlerzeuger in Form einer Elektronenquelle 402 (Kathode), einer Supressorelektrode 402A, einer Extraktionselektrode 403 und eine Anode 404. Beispielsweise ist die Elektronenquelle 402 als ein thermischer Feldemitter ausgebildet. Elektronen, die aus der Elektronenquelle 402 austreten, werden zu der Anode 404 aufgrund einer Potentialdifferenz zwischen der Elektronenquelle 402 und der Anode 404 beschleunigt. Demnach wird ein Teilchenstrahl in Form eines Elektronenstrahls entlang einer ersten optischen Achse OA1 gebildet.
Der Teilchenstrahl wird entlang eines Strahlwegs geführt, welcher der ersten optischen Achse OA1 entspricht, nachdem der Teilchenstrahl aus der Elektronenquelle 402 ausgetreten ist. Zur Führung des Teilchenstrahls werden eine erste elektrostatische Linse 405, eine zweite elektrostatische Linse 406 und eine dritte elektrostatische Linse 407 verwendet.
Ferner wird der Teilchenstrahl entlang des Strahlwegs unter Verwendung einer Strahlführungseinrichtung eingestellt. Die Strahlführungseinrichtung dieses Ausführungsbeispiels umfasst eine Quelleneinstelleinheit mit zwei magnetischen Ablenkeinheiten 408, die entlang der ersten optischen Achse OA1 angeordnet sind. Darüber hinaus umfasst das Teilchenstrahlgerät 400 elektrostatische Strahlablenkeinheiten. Eine erste elektrostatische Strahlablenkeinheit 409, die bei einer weiteren Ausführungsform auch als Quadrupol ausgebildet ist, ist zwischen der zweiten elektrostatischen Linse 406 und der dritten elektrostatischen Linse 407 angeordnet. Die erste elektrostatische Strahlablenkeinheit 409 ist ebenfalls hinter den magnetischen Ablenkeinheiten 408 angeordnet. Eine erste Multipoleinheit 409A in Form einer ersten magnetischen Ablenkeinheit ist an einer Seite der ersten elektrostatischen Strahlablenkeinheit 409 angeordnet. Darüber hinaus ist eine zweite Multipoleinheit 409B in Form einer zweiten magnetischen Ablenkeinheit an der anderen Seite der ersten elektrostatischen Strahlablenkeinheit 409 angeordnet. Die erste elektrostatische Strahlablenkeinheit 409, die erste Multipoleinheit 409A und die zweite Multipoleinheit 409B werden zur Einstellung des Teilchenstrahls hinsichtlich der Achse der dritten elektrostatischen Linse 407 und des Eingangsfensters einer Strahlablenkeinrichtung 410 eingestellt. Die erste elektrostatische Strahlablenkeinheit 409, die erste Multipoleinheit 409A und die zweite Multipoleinheit 409B können wie ein Wienfilter zusammenwirken. Am Eingang der Strahlablenkeinrichtung 410 ist ein weiteres magnetisches Ablenkelement 432 angeordnet.
Die Strahlablenkeinrichtung 410 wird als Teilchenstrahlablenker verwendet, welcher den Teilchenstrahl in einer bestimmten Weise ablenkt. Die Strahlablenkeinrichtung 410 umfasst mehrere magnetische Sektoren, nämlich einen ersten magnetischen Sektor 411A, einen zweiten magnetischen Sektor 411B, einen dritten magnetischen Sektor 411C, einen vierten magnetischen Sektor 411D, einen fünften magnetischen Sektor 411E, einen sechsten magnetischen Sektor 411F und einen siebten magnetischen Sektor 411G. Der Teilchenstrahl tritt in die Strahlablenkeinrichtung 410 entlang der ersten optischen Achse OA1 ein und wird durch die Strahlablenkeinrichtung 410 in die Richtung einer zweiten optischen Achse OA2 abgelenkt. Die Strahlablenkung erfolgt mittels des ersten magnetischen Sektors 411A, mittels des zweiten magnetischen Sektors 411B und mittels des dritten magnetischen Sektors 411C um einen Winkel von 30° bis 120°. Die zweite optische Achse OA2 ist in demselben Winkel zu der ersten optischen Achse OA1 ausgerichtet. Die Strahlablenkeinrichtung 410 lenkt auch den Teilchenstrahl ab, welcher entlang der zweiten optischen Achse OA2 geführt ist, und zwar in die Richtung einer dritten optischen Achse OA3. Die Strahlablenkung wird durch den dritten magnetischen Sektor 411C, den vierten magnetischen Sektor 411D und den fünften magnetischen Sektor 411E bereitgestellt. Bei dem Ausführungsbeispiel in 4 wird die Ablenkung zu der zweiten optischen Achse OA2 und zu der dritten optischen Achse OA3 durch Ablenkung des Teilchenstrahls in einem Winkel von 90° bereitgestellt. Somit verläuft die dritte optische Achse OA3 koaxial zu der ersten optischen Achse OA1. Es wird aber darauf hingewiesen, dass das Teilchenstrahlgerät 400 nach der hier beschriebenen Erfindung nicht auf Ablenkwinkel von 90° eingeschränkt ist. Vielmehr kann jeder geeignete Ablenkwinkel durch die Strahlablenkeinrichtung 410 gewählt werden, beispielsweise 70° oder 110°, so dass die erste optische Achse OA1 nicht koaxial zu der dritten optischen Achse OA3 verläuft. Hinsichtlich weiterer Details der Strahlablenkeinrichtung 410 wird Bezug auf die WO 2002/067286 A2 genommen.
Nachdem der Teilchenstrahl durch den ersten magnetischen Sektor 411A, den zweiten magnetischen Sektor 411B und den dritten magnetischen Sektor 411C abgelenkt wurde, wird der Teilchenstrahl entlang der zweiten optischen Achse OA2 geführt. Der Teilchenstrahl wird zu einem elektrostatischen Spiegel 414 geführt und verläuft auf seinem Weg zu dem elektrostatischen Spiegel 414 entlang einer vierten elektrostatischen Linse 415, einer dritten Multipoleinheit 416A in Form einer magnetischen Ablenkeinheit, einer zweiten elektrostatischen Strahlablenkeinheit 416, einer dritten elektrostatischen Strahlablenkeinheit 417 und einer vierten Multipoleinheit 416B in Form einer magnetischen Ablenkeinheit. Der elektrostatische Spiegel 414 umfasst eine erste Spiegelelektrode 413A, eine zweite Spiegelelektrode 413B und eine dritte Spiegelelektrode 413C. Elektronen des Teilchenstrahls, die an dem elektrostatischen Spiegel 414 zurückreflektiert werden, verlaufen wieder entlang der zweiten optischen Achse OA2 und treten wieder in die Strahlablenkeinrichtung 410 ein. Sie werden dann durch den dritten magnetischen Sektor 411C, den vierten magnetischen Sektor 411D und den fünften magnetischen Sektor 411E zu der dritten optischen Achse OA3 abgelenkt.
Die Elektronen des Teilchenstrahls treten aus der Strahlablenkeinrichtung 410 aus und werden entlang der dritten optischen Achse OA3 zu dem Objekt 425 geführt, das untersucht werden soll. Auf dem Weg zum Objekt 425 wird der Teilchenstrahl zu einer fünften elektrostatischen Linse 418, einem Strahlführungsrohr 420, einer fünften Multipoleinheit 418A, einer sechsten Multipoleinheit 418B und einer Objektivlinse 421 geführt. Die fünfte elektrostatische Linse 418 ist eine elektrostatische Immersionslinse. Der Teilchenstrahl wird durch die fünfte elektrostatische Linse 418 auf ein elektrisches Potential des Strahlführungsrohrs 420 abgebremst oder beschleunigt.
Der Teilchenstrahl wird durch die Objektivlinse 421 in eine Fokusebene fokussiert, in welcher das Objekt 425 angeordnet ist. Das Objekt 425 ist an einem beweglichen Probentisch 424 angeordnet. Der bewegliche Probentisch 424 ist in einer Probenkammer 426 des Teilchenstrahlgeräts 400 angeordnet. Der Probentisch 424 ist in drei zueinander senkrecht angeordnete Richtungen beweglich ausgebildet, nämlich in eine x-Richtung, in eine y-Richtung und in eine z-Richtung. Darüber hinaus kann der Probentisch 424 um zwei zueinander senkrecht angeordnete Rotationsachsen gedreht werden. Die Probenkammer 426 steht unter Vakuum. Zur Erzeugung des Vakuums ist an der Probenkammer 426 eine Pumpe (nicht dargestellt) angeordnet. Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Probenkammer 426 in einem ersten Druckbereich oder in einem zweiten Druckbereich betrieben. Der erste Druckbereich umfasst nur Drücke kleiner oder gleich 10^-3 hPa, und der zweite Druckbereich umfasst nur Drücke größer als 10^-3 hPa. Um diese Druckbereiche zu gewährleisten, ist die Probenkammer 426 vakuumtechnisch verschlossen.
Die Objektivlinse 421 kann als eine Kombination einer magnetischen Linse 422 und einer sechsten elektrostatischen Linse 423 in Form einer Abschlusselektrode ausgebildet sein. Das Ende des Strahlführungsrohrs 420 kann ferner eine Elektrode einer elektrostatischen Linse sein. Teilchen des Teilchenstrahlgeräts 400 werden - nachdem sie aus dem Strahlführungsrohr 420 austreten - auf ein Potential des Objekts 425 abgebremst, das auf dem Probentisch 424 angeordnet ist. Die Objektivlinse 421 ist nicht auf eine Kombination der magnetischen Linse 422 und der sechsten elektrostatischen Linse 423 eingeschränkt. Vielmehr kann die Objektivlinse 421 jegliche geeignete Form annehmen. Beispielsweise kann die Objektivlinse 421 auch als rein magnetische Linse oder als rein elektrostatische Linse ausgebildet sein.
Der Teilchenstrahl, der auf das Objekt 425 fokussiert wird, wechselwirkt mit dem Objekt 425. Es werden Wechselwirkungsteilchen erzeugt. Insbesondere werden Sekundärelektronen aus dem Objekt 425 emittiert oder Rückstreuelektronen werden an dem Objekt 425 zurückgestreut. Die Sekundärelektronen oder die Rückstreuelektronen werden wieder beschleunigt und in das Strahlführungsrohr 420 entlang der dritten optischen Achse OA3 geführt. Insbesondere verlaufen die Bahnen der Sekundärelektronen und der Rückstreuelektronen auf dem Weg des Strahlverlaufs des Teilchenstrahls in entgegengesetzter Richtung zum Teilchenstrahl.
Das Teilchenstrahlgerät 400 umfasst einen ersten Analysedetektor 419, welcher entlang des Strahlwegs zwischen der Strahlablenkeinrichtung 410 und der Objektivlinse 421 angeordnet ist. Sekundärelektronen, welche in Richtungen verlaufen, die hinsichtlich der dritten optischen Achse OA3 in einem großen Winkel ausgerichtet sind, werden durch den ersten Analysedetektor 419 detektiert. Rückstreuelektronen und Sekundärelektronen, welche hinsichtlich der dritten optischen Achse OA3 am Ort des ersten Analysedetektors 419 einen kleinen Achsenabstand haben - d.h. Rückstreuelektronen und Sekundärelektronen, welche am Ort des ersten Analysedetektors 419 einen kleinen Abstand von der dritten optischen Achse OA3 aufweisen - treten in die Strahlablenkeinrichtung 410 ein und werden durch den fünften magnetischen Sektor 411E, den sechsten magnetischen Sektor 411F und den siebten magnetischen Sektor 411G entlang eines Detektionsstrahlwegs 427 zu einem zweiten Analysedetektor 428 abgelenkt. Der Ablenkwinkel beträgt beispielsweise 90° oder 110°.
Der erste Analysedetektor 419 erzeugt Detektorsignale, die weitgehend durch emittierte Sekundärelektronen erzeugt werden. Die Detektorsignale, die durch den ersten Analysedetektor 419 erzeugt werden, werden zu einer Kontrolleinheit 123 geführt und werden verwendet, um Informationen über die Eigenschaften des Wechselwirkungsbereichs des fokussierten Teilchenstrahls mit dem Objekt 425 zu erhalten. Insbesondere wird der fokussierte Teilchenstrahl über das Objekt 425 unter Verwendung einer Rastereinrichtung 429 gerastert. Durch die Detektorsignale, die durch den ersten Analysedetektor 419 erzeugt werden, kann dann ein Bild des gerasterten Bereichs des Objekts 425 erzeugt und auf einer Darstellungseinheit angezeigt werden. Die Darstellungseinheit ist beispielsweise ein Monitor 124, der an der Kontrolleinheit 123 angeordnet ist.
Auch der zweite Analysedetektor 428 ist mit der Kontrolleinheit 123 verbunden. Detektorsignale des zweiten Analysedetektors 428 werden zur Kontrolleinheit 123 geführt und verwendet, um ein Bild des gerasterten Bereichs des Objekts 425 zu erzeugen und auf einer Darstellungseinheit anzuzeigen. Die Darstellungseinheit ist beispielsweise der Monitor 124, der an der Kontrolleinheit 123 angeordnet ist.
Darüber hinaus weist die Kontrolleinheit 123 einen Prozessor 130 auf, in dem ein Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode geladen ist, welcher das Teilchenstrahlgerät 400 derart steuert, dass das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt wird. Dies wird weiter unten noch näher erläutert.
Die Spule der Objektivlinse 421 ist mit einer Objektivlinsensteuereinheit 125 leitungstechnisch verbunden. Mittels der Objektivlinsensteuereinheit 125 wird der Objektivlinsenstrom eingestellt, welcher der Spule zugeführt wird. Hierdurch ist es möglich, ein von der Objektlinse 421 erzeugtes Magnetfeld zu beeinflussen und einzustellen.
Ferner herrscht zwischen dem Ende des Strahlführungsrohrs 420 und der sechsten elektrostatischen Linse 423 ein erstes elektrisches Feld. Hingegen herrscht zwischen der sechsten elektrostatischen Linse 423 und dem Objekt 425 ein zweites elektrisches Feld.
Die Elektronenquelle 402, die Supressorelektrode 402A und die Extraktionselektrode 403 sind mit einer Elektronenquellensteuereinheit 126 verbunden und werden von der Elektronenquellensteuereinheit 126 mit Spannung und/oder Strom versorgt.
Zusätzlich ist eine Objektspannungssteuereinheit 127 zur Versorgung des Objekts 425 mit Objektspannung vorgesehen. Mittels der Objektspannungssteuereinheit 127 wird die Objektspannung, die dem Objekt 425 zugeführt wird, eingestellt. Darüber hinaus weist das Teilchenstrahlgerät 400 zusätzlich oder alternativ eine Abschlusselektrodensteuereinheit 128 auf, welche die sechste elektrostatische Linse 423 in Form der Abschlusselektrode mit einer Abschlusselektrodenspannung versorgt. Mittels der Abschlusselektrodensteuereinheit 128 wird die Abschlusselektrodenspannung, die der sechsten elektrostatischen Linse 423 zugeführt wird, eingestellt.
Nachfolgend wird nun auf den Probentisch 122, 424 der oben erläuterten Teilchenstrahlgeräte 100, 100A, 200 und 400 näher eingegangen. Der Probentisch 122, 424 ist als beweglicher Probentisch ausgebildet, welcher in den 5 und 6 schematisch dargestellt ist. Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf den hier beschriebenen Probentisch 122, 424 eingeschränkt ist. Vielmehr kann die Erfindung jeglichen beweglichen Probentisch aufweisen, der für die Erfindung geeignet ist.
An dem Probentisch 122, 424 ist das Objekt 114, 425 angeordnet. Der Probentisch 122, 424 weist Bewegungselemente auf, welche eine Bewegung des Probentisches 122, 424 derart sicherstellen, dass ein interessierender Bereich auf dem Objekt 114, 425 mittels eines Teilchenstrahls untersucht werden kann. Die Bewegungselemente sind in den 5 und 6 schematisch dargestellt und werden nachfolgend erläutert.
Der Probentisch 122, 424 weist ein erstes Bewegungselement 600 an einem Gehäuse 601 der Probenkammer 120, 201 oder 426 auf, in welcher der Probentisch 122, 424 angeordnet ist. Mit dem ersten Bewegungselement 600 wird eine Bewegung des Probentisches 122, 424 entlang der z-Achse (dritte Tischachse) ermöglicht. Ferner ist ein zweites Bewegungselement 602 vorgesehen. Das zweite Bewegungselement 602 ermöglicht eine Drehung des Probentisches 122, 424 um eine erste Tischrotationsachse 603, welche auch als Tilt-Achse bezeichnet wird. Dieses zweite Bewegungselement 602 dient einer Kippung des Objekts 114, 425 um die erste Tischrotationsachse 603.
An dem zweiten Bewegungselement 602 ist wiederum ein drittes Bewegungselement 604 angeordnet, welches als Führung für einen Schlitten ausgebildet ist und sicherstellt, dass der Probentisch 122, 424 in x-Richtung beweglich ist (erste Tischachse). Der vorgenannte Schlitten ist wiederum ein weiteres Bewegungselement, nämlich ein viertes Bewegungselement 605. Das vierte Bewegungselement 605 ist derart ausgebildet, dass der Probentisch 122, 424 in y-Richtung beweglich ist (zweite Tischachse). Hierzu weist das vierte Bewegungselement 605 eine Führung auf, in dem ein weiterer Schlitten geführt wird, an dem wiederum eine Halterung 609 mit dem Objekt 114, 425 angeordnet ist.
Die Halterung 609 ist wiederum mit einem fünften Bewegungselement 606 ausgebildet, welches es ermöglicht, die Halterung 609 um eine zweite Tischrotationsachse 607 zu drehen. Die zweite Tischrotationsachse 607 ist senkrecht zur ersten Tischrotationsachse 603 orientiert.
Aufgrund der oben beschriebenen Anordnung weist der Probentisch 122, 424 des hier diskutierten Ausführungsbeispiels folgende kinematische Kette auf: erstes Bewegungselement 600 (Bewegung entlang der z-Achse) - zweites Bewegungselement 602 (Drehung um die erste Tischrotationsachse 603) - drittes Bewegungselement 604 (Bewegung entlang der x-Achse) - viertes Bewegungselement 605 (Bewegung entlang der y-Achse) - fünftes Bewegungselement 606 (Drehung um die zweite Tischrotationsachse 607).
Bei einem weiteren (nicht dargestellten) Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, weitere Bewegungselemente an dem Probentisch 122, 424 anzuordnen, so dass Bewegungen entlang weiterer translatorischer Achsen und/oder um weitere Rotationsachsen ermöglicht werden.
Wie aus der 6 ersichtlich ist, ist jedes der vorgenannten Bewegungselemente mit einem Schrittmotor verbunden. So ist das erste Bewegungselement 600 mit einem ersten Schrittmotor M1 verbunden und wird aufgrund einer von dem ersten Schrittmotor M1 zur Verfügung gestellten Antriebskraft angetrieben. Das zweite Bewegungselement 602 ist mit einem zweiten Schrittmotor M2 verbunden, welcher das zweite Bewegungselement 602 antreibt. Das dritte Bewegungselement 604 ist wiederum mit einem dritten Schrittmotor M3 verbunden. Der dritte Schrittmotor M3 stellt eine Antriebskraft zum Antrieb des dritten Bewegungselements 604 zur Verfügung. Das vierte Bewegungselement 605 ist mit einem vierten Schrittmotor M4 verbunden, wobei der vierte Schrittmotor M4 das vierte Bewegungselement 605 antreibt. Ferner ist das fünfte Bewegungselement 606 mit einem fünften Schrittmotor M5 verbunden. Der fünfte Schrittmotor M5 stellt eine Antriebskraft zur Verfügung, welche das fünfte Bewegungselement 606 antreibt. Die vorgenannten Schrittmotoren M1 bis M5 werden durch eine Steuereinheit 608 gesteuert (vgl. 6).
7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Objektivlinse 107A. Die Objektivlinse 107A basiert auf der Objektivlinse 107 gemäß der 1 und 2 und kann beispielsweise bei dem SEM 100 gemäß der 1, bei dem SEM 100A gemäß der 2 und/oder bei dem Kombinationsgerät 200 gemäß der 3 eingesetzt werden. Die Objektivlinse 107A weist Polschuhe 110A auf, in denen eine Bohrung ausgebildet ist. Durch diese Bohrung ist ein Strahlführungsrohr 104A geführt. In den Polschuhen 110A ist ferner eine Spule 111A angeordnet. In einem unteren Bereich des Strahlführungsrohrs 104A ist eine elektrostatische Verzögerungseinrichtung angeordnet. Diese weist eine einzelne Elektrode 112A in Form einer Abschlusselektrode und eine Rohrelektrode 113A auf, welche innerhalb der Polschuhe 110A angeordnet ist. Die einzelne Elektrode 112A ist dem Objekt 114 gegenüberliegend angeordnet. Die Rohrelektrode 113A ist an einem Ende des Strahlführungsrohrs 104A angeordnet, welches dem Objekt 114 zugewandt ist. Die Rohrelektrode 113A liegt gemeinsam mit dem Strahlführungsrohr 104A auf dem Potential der Anode 103, während die einzelne Elektrode 112A sowie das Objekt 114 auf einem gegenüber dem Potential der Anode 103 niedrigeren Potential liegen. Auf diese Weise können die Elektronen des Primärelektronenstrahls auf eine gewünschte Energie abgebremst werden, die für die Untersuchung des Objekts 114 erforderlich ist.
Die Objektivlinse 107A erzeugt zum einen ein magnetisches Feld. Zum anderen existieren zwei elektrische Felder, nämlich ein erstes elektrisches Feld zwischen der einzelnen Elektrode 112A und der Rohrelektrode 113A sowie ein zweites elektrisches Feld zwischen der einzelnen Elektrode 112A und dem Objekt 114. Die einzelne Elektrode 112A ist parallel zur Rohrelektrode 113A ausgerichtet.
Die Spule 111A der Objektivlinse 107A ist mit der Objektivlinsensteuereinheit 125 leitungstechnisch verbunden. Mittels der Objektivlinsensteuereinheit 125 wird der Objektivlinsenstrom eingestellt, welcher der Spule 111A zugeführt wird. Hierdurch ist es möglich, das von der Objektivlinse 107A erzeugte Magnetfeld zu beeinflussen und einzustellen. Darüber hinaus ist es beispielsweise zusätzlich oder alternativ vorgesehen, die einzelne Elektrode 112A mit der Abschlusselektrodensteuereinheit 128 leitungstechnisch zu verbinden, welche die einzelne Elektrode 112A mit einer Abschlusselektrodenspannung versorgt. Mittels der Abschlusselektrodensteuereinheit 128 wird die Abschlusselektrodenspannung, die der einzelnen Elektrode 112A zugeführt wird, eingestellt. Zusätzlich oder alternativ hierzu ist es vorgesehen, dass das Objekt 114 mit der Objektspannungssteuereinheit 127 zur Versorgung des Objekts 114 mit Objektspannung leitungstechnisch verbunden ist. Mittels der Objektspannungssteuereinheit 127 wird die Objektspannung, die dem Objekt 114 zugeführt wird, eingestellt.
8 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Objektivlinse 107A. Die Objektivlinse 107A gemäß der 8 beruht auf der Objektivlinse 107A gemäß der 7. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es wird daher zunächst auf die oben gemachten Ausführungen verwiesen. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 7 weist das Ausführungsbeispiel der 8 jedoch zusätzlich eine Elektrode 119A auf, welche zwischen der Rohrelektrode 113A und der einzelnen Elektrode 112A angeordnet ist. Die einzelne Elektrode 112A ist bei diesem Ausführungsbeispiel eine erste Abschlusselektrode, während die Elektrode 119A eine zweite Abschlusselektrode ist. Die Abschlusselektrodensteuereinheit 128 ist somit eine erste Abschlusselektrodensteuereinheit, welcher der einzelnen Elektrode 112A eine erste Abschlusselektrodenspannung zuführt. Mittels der Abschlusselektrodensteuereinheit 128 wird die erste Abschlusselektrodenspannung eingestellt. Ferner ist es vorgesehen, die Elektrode 119A mit einer zweiten Abschlusselektrodensteuereinheit 129 leitungstechnisch zu verbinden, welche der Elektrode 119A eine zweite Abschlusselektrodenspannung zuführt. Mittels der zweiten Abschlusselektrodensteuereinheit 129 wird die zweite Abschlusselektrodenspannung eingestellt.
9 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines ersten erfindungsgemäßen Verfahrens, welches beispielsweise mit dem SEM 100 gemäß der 1, mit dem SEM 100A gemäß der 2, mit dem Kombinationsgerät 200 gemäß der 3 und/oder mit dem Teilchenstrahlgerät 400 gemäß der 4 ausgeführt wird. Nachfolgend wird die Durchführung des ersten erfindungsgemäßen Verfahrens mit dem SEM 100 gemäß der 1 oder mit dem SEM 100A gemäß der 2 beschrieben. Hinsichtlich der Durchführung des ersten erfindungsgemäßen Verfahrens mit den weiteren oben genannten Teilchenstrahlgeräten gilt Analoges.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst in Verfahrensschritten S1 bis S4 der Objektivlinsenstrom der Objektivlinse 107 gewobbelt. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird der Objektivlinsenstrom zunächst auf einen Stromwert mittels der Objektivlinsensteuereinheit 125 eingestellt (Verfahrensschritt S1). Ferner wird die Betriebsspannung in Form der Kathodenspannung auf einen Spannungswert eingestellt (Verfahrensschritt S1). Wenn das erfindungsgemäße Verfahren mit dem SEM 100A gemäß der 2 durchgeführt wird, erfolgt auch ein Einstellen der Abschlusselektrodenspannung(en) auf einen Abschlusselektrodenspannungswert (Verfahrensschritt S1). Es erfolgt dann eine periodische Änderung des Stromwerts des Objektivlinsenstroms mit der Objektivlinsensteuereinheit 125 (Verfahrensschritt S2). Dies ist in der 10 näher dargestellt. Die 10 zeigt eine schematische Darstellung des Objektivlinsenstroms I in Abhängigkeit von der Zeit t. Der im Verfahrensschritt S1 auf den Stromwert I1 eingestellte Objektivlinsenstrom I wird periodisch geändert.. Die Periode liegt dabei beispielsweise im Bereich von 0,5 Hz bis 3 Hz, insbesondere im Bereich von 1 Hz bis 2 Hz, wobei in den vorgenannten Bereichen stets die Bereichsgrenzen mit eingeschlossen sind. Die maximale Amplitude liegt beispielsweise im Bereich von 0,1% bis 10% über oder unterhalb des eingestellten Objektivlinsenstroms I1, wobei die maximale Amplitude der Abstand zwischen dem Scheitelpunkt eines Maximums der Amplitude bis zum Stromwert I1 ist. Während der periodischen Änderung des Stromwerts I1 des Objektivlinsenstroms erfolgt im Verfahrensschritt S3 ein Einstellen mindestens einer Eigenschaft der Ablenkeinheit und/oder der Blendeneinheit in Form der zweiten Blendeneinheit 109. Beispielsweise ist die vorgenannte Eigenschaft eine Position der zweiten Blendeneinheit 109 im SEM 100 oder SEM 100A, welche eingestellt wird. Durch die Einstellung der Position der zweiten Blendeneinheit 109 erfolgt eine Formung des Primärteilchenstrahls. Insbesondere erfolgt eine Selektion eines Teilbündels des Primärteilchenstrahls. Zusätzlich oder alternativ wird eine Eigenschaft der ersten Ablenkeinheit 131 und/oder der zweiten Ablenkeinheit 132 in Form einer Ansteuerungsgröße für die elektrostatischen und/oder magnetischen Einheiten der ersten Ablenkeinheit 131 oder der zweiten Ablenkeinheit 132 eingestellt. Beispielsweise ist die Ansteuerungsgröße eine Spannung oder ein Strom. Die Einstellung mindestens einer der vorgenannten Eigenschaften erfolgt derart, dass das auf der Anzeigeeinrichtung in Form des Monitors 124 angezeigte Bild des Objekts 114 sich entweder nicht bewegt oder eine Bewegung des angezeigten Bildes eine minimale Auslenkung aufweist. Beispielsweise wird die Auslenkung von einem vorgebbaren Nullpunkt auf dem Monitor 124 bestimmt. Mit anderen Worten ausgedrückt, erfolgt die Einstellung mindestens einer der vorgenannten Eigenschaften solange, bis das auf dem Monitor 124 angezeigte Bild des Objekts 114 sich entweder nicht bewegt oder eine Bewegung des angezeigten Bildes eine minimale Auslenkung aufweist (Verfahrensschritt S3). Im Anschluss daran wird im Verfahrensschritt S4 der periodisch veränderte Stromwert auf den Stromwert des Verfahrensschritts S1 fixiert.
Darüber hinaus erfolgt in den Verfahrensschritten S5 bis S7 ein Wobbeln der Betriebsspannung des Strahlerzeugers. Genauer gesagt, erfolgt ein Wobbeln der Betriebsspannung in Form der Kathodenspannung der Elektronenquelle 101. Im Verfahrensschritt S5 wird die Kathodenspannung mittels der Elektronenquellensteuereinheit 126 periodisch geändert (Verfahrensschritt S5). Dies ist in der 11 näher dargestellt. Die 11 zeigt eine schematische Darstellung der Betriebsspannung in Form der Kathodenspannung U in Abhängigkeit von der Zeit t. Ein im Verfahrensschritt S1 eingestellter Spannungswert U1 wird periodisch geändert. Die Periode liegt dabei beispielsweise im Bereich von 0,5 Hz bis 3 Hz, insbesondere im Bereich von 1 Hz bis 2 Hz, wobei in den vorgenannten Bereichen stets die Bereichsgrenzen mit eingeschlossen sind. Die maximale Amplitude liegt beispielsweise im Bereich von 0,1% bis 10% über oder unter der eingestellten Betriebsspannung, mindestens aber bis zu 100 V über oder unter der eingestellten Betriebsspannung, wobei die maximale Amplitude der Abstand zwischen dem Scheitelpunkt eines Maximums der Amplitude und dem Spannungswert U1 ist. Während der periodischen Änderung des Spannungswerts U1 der Kathodenspannung erfolgt ein Bewegen des Probentisches 122 in eine ausgerichtete Position des Objekts 114 (Verfahrensschritt S6). Die ausgerichtete Position ist beispielsweise dann erzielt, wenn die abzubildende Fläche des Objekts 114 parallel zu der einzelnen Elektrode 112 ausgerichtet ist. Das Bewegen des Probentisches 122 in die ausgerichtete Position des Objekts 114 erfolgt beispielsweise durch Rotation des Probentisches 122 um die erste Tischrotationsachse 603 und/oder um die zweite Tischrotationsachse 607. Das Bewegen des Probentisches 122 in die ausgerichtete Position erfolgt derart, dass das auf dem Monitor 124 angezeigte Bild des Objekts 114 sich entweder nicht bewegt oder eine Bewegung des angezeigten Bildes eine minimale Auslenkung aufweist. Beispielsweise wird die Auslenkung von dem vorgebbaren Nullpunkt auf dem Monitor 124 bestimmt. Im Anschluss daran wird im Verfahrensschritt S7 der periodisch veränderte Spannungswert auf den Spannungswert des Verfahrensschritts S1 fixiert.
Bei dem ersten erfindungsgemäßen Verfahren wird daher das von der Objektivlinse 107 erzeugte magnetische Feld berücksichtigt. Der Primärelektronenstrahl verläuft aufgrund der Einstellung der zweiten Blendeneinheit 109 entlang einer Soll-Symmetrieachse des Magnetfeldes. Da der Primärelektronenstrahl nun entlang der Soll-Symmetrieachse und somit in einem Zentrum des Magnetfeldes geführt ist, bedingt beim Wobbeln der Betriebsspannung ausschließlich eine Asymmetrie des elektrischen Feldes der Objektivlinse 107 eine noch vorhandene Verschiebung des Bildes auf dem Monitor 124. Bei dem elektrischen Feld handelt es sich dabei um das gesamte elektrische Feld, welches sich aus dem ersten elektrischen Feld zwischen der einzelnen Elektrode 112 und der Rohrelektrode 113 sowie dem zweiten elektrischen Feld zwischen der einzelnen Elektrode 112 und dem Objekt 114 zusammensetzt. Durch Bewegen des Probentisches 122 und somit durch Ausrichten des Objekts 114 wird das elektrische Feld zwischen der einzelnen Elektrode 112 und dem Objekt 114 verändert. Durch diese Veränderung wird die Gesamtauslenkung des Primärelektronenstrahls durch die elektrischen Felder zwischen der Rohrelektrode 113 und dem Objekt 114 neutralisiert. Die vorgenannten Verfahrensschritte S1 bis S7 können mehrfach wiederholt werden, bis keine oder nur eine minimale Auslenkung des Bildes auf dem Monitor 124 auftritt.
Wenn bei dem SEM 100 die Objektivlinse 107A gemäß der 7 eingesetzt wird, gilt das Vorgenannte ebenfalls.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des ersten erfindungsgemäßen Verfahrens weist zusätzliche Verfahrensschritte S5A bis S7A auf (vgl. 12). Beispielsweise werden die Verfahrensschritte S5A bis S7A nach dem Verfahrensschritt S4 gemäß der 9 ausgeführt. Dieses weitere Ausführungsbeispiel des ersten erfindungsgemäßen Verfahrens wird beispielsweise mit dem SEM 100 der 1 oder dem SEM 100A der 2 durchgeführt, wobei das SEM 100 oder das SEM 100A die Objektivlinse 107A gemäß der 8 aufweist. Wie oben erwähnt, ist bei der Objektivlinse 107A die einzelne Elektrode 112A eine erste Abschlusselektrode, die mit einer ersten Abschlusselektrodenspannung beaufschlagt ist, während die Elektrode 119A eine zweite Abschlusselektrode ist, die mit einer zweiten Abschlusselektrodenspannung beaufschlagt ist. Bei dem in der 12 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die erste Abschlusselektrodenspannung der einzelnen Elektrode 112A und die zweite Abschlusselektrodenspannung der Elektrode 119A gewobbelt, allerdings mit unterschiedlichen Amplituden. Die erste Abschlusselektrodenspannung und die zweite Abschlusselektrodenspannung weisen denselben Abschlusselektrodenspannungswert AU1 auf. Die periodische Änderung der ersten Abschlusselektrodenspannung erfolgt nun mit einer ersten Amplitude. Es erfolgt auch eine periodische Änderung des Abschlusselektrodenspannungswerts AU1 der zweiten Abschlusselektrodenspannung mit einer zweiten Amplitude. Die erste Amplitude und die zweite Amplitude sind unterschiedlich. Während der periodischen Änderung der ersten Abschlusselektrodenspannung und der zweiten Abschlusselektrodenspannung wird der Probentisch 122 durch Drehung des Probentisches 122 um die erste Tischrotationsachse 603 und/oder um die zweite Tischrotationsachse 607 derart bewegt, dass das auf dem Monitor 124 angezeigte Bild des Objekts 114 sich entweder nicht bewegt oder eine Bewegung des auf dem Monitor 124 angezeigten Bildes eine minimale Auslenkung aufweist (Verfahrensschritt S6A). Beispielsweise wird die Auslenkung wiederum von dem vorgebbaren Nullpunkt auf dem Monitor 124 bestimmt. Im Anschluss daran werden im Verfahrensschritt S7A die periodisch veränderten Abschlusselektrodenspannungswerte auf den Abschlusselektrodenspannungswert des Verfahrensschritts S1 fixiert.
Es ist insbesondere vorgesehen, die erste Amplitude und die zweite Amplitude derart anzusteuern, dass die erste Amplitude und die zweite Amplitude ein unterschiedliches Vorzeichen aufweisen. Ferner ist es vorgesehen, dass die Beträge der ersten Amplitude und der zweiten Amplitude unterschiedlich sind. Die Beträge der ersten Amplitude und der zweiten Amplitude bestimmen die ablenkende Wirkung des ersten elektrischen Feldes zwischen der einzelnen Elektrode 112A und dem Objekt 114 und des zweiten elektrischen Feldes zwischen der Rohrelektrode 113A und der einzelnen Elektrode 112A. Ferner ist es bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass die erste Amplitude derart angesteuert wird, dass sie den Betrag Null aufweist. Zusätzlich oder alternativ hierzu ist es vorgesehen, dass die zweite Amplitude derart angesteuert wird, dass sie den Betrag Null aufweist. Somit ist bei diesem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens entweder die erste Abschlusselektrodenspannung null oder die zweite Abschlusselektrodenspannung ist null.
Wenn das SEM 100A der 2 zur Durchführung des ersten erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wird, wird bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des ersten erfindungsgemäßen Verfahrens die Objektspannung an das Objekt 114 mittels der Objektspannungssteuereinheit 127 angelegt. Bei diesem weiteren Ausführungsbeispiel des ersten erfindungsgemäßen Verfahrens wird auch die Objektspannung gewobbelt. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird die Objektspannung des Objekts 114 auf einen Objektspannungswert eingestellt. Es erfolgt dann eine periodische Änderung des Objektspannungswerts. Die Periode liegt dabei beispielsweise im Bereich von 0,5 Hz bis 3 Hz, insbesondere im Bereich von 1 Hz bis 2 Hz, wobei in den vorgenannten Bereichen stets die Bereichsgrenzen mit eingeschlossen sind. Die maximale Amplitude liegt beispielsweise im Bereich von 0,1% bis 10% über oder unter der eingestellten Objektspannung, mindestens aber bis zu 100V über oder unter der eingestellten Objektspannung, wobei die maximale Amplitude der Abstand zwischen dem Scheitelpunkt der Amplitude und dem Objektspannungswert ist. Während der periodischen Änderung des Objektspannungswerts erfolgt ein Bewegen des Probentisches 122. Das Bewegen des Probentisches 122 erfolgt beispielsweise durch Drehung des Probentisches 122 um die erste Tischrotationsachse 603 und/oder die zweite Tischrotationsachse 607. Das Bewegen des Probentisches 122 erfolgt derart, dass das auf dem Monitor 124 angezeigte Bild des Objekts 114 sich entweder nicht bewegt oder eine Bewegung des angezeigten Bildes eine minimale Auslenkung aufweist. Beispielsweise wird die Auslenkung von dem vorgebbaren Nullpunkt auf dem Monitor 124 bestimmt.
13 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens, welches beispielsweise mit dem SEM 100A gemäß der 2 oder mit dem Kombinationsgerät 200 gemäß der 3 ausgeführt wird. Nachfolgend wird die Durchführung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens mit dem SEM 100A gemäß der 2 beschrieben. Hinsichtlich der Durchführung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens mit dem weiter oben genannten Teilchenstrahlgerät gilt Analoges.
Die Verfahrensschritte S1 bis S4 des zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen den Verfahrensschritten S1 bis S4 des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß der 9. Somit wird der Objektivlinsenstrom I der Objektivlinse 107 gewobbelt. Es wird auf alle bisher gemachten Ausführungen hinsichtlich der Verfahrensschritte S1 bis S4 verwiesen. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß der 9 wird bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der 13 nun in Verfahrensschritten S5B bis S7B die Abschlusselektrodenspannung AU der einzelnen Elektrode 112 (also der Abschlusselektrode) gewobbelt. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird im Verfahrensschritt S5B eine auf einen Abschlusselektrodenspannungswert AU1 eingestellte Abschlusselektrodenspannung der einzelnen Elektrode 112 periodisch mittels der Abschlusselektrodensteuereinheit 128 geändert. Die Periode liegt dabei beispielsweise im Bereich von 0,5 Hz bis 3 Hz, insbesondere im Bereich von 1 Hz bis 2 Hz, wobei in den vorgenannten Bereichen stets die Bereichsgrenzen mit eingeschlossen sind. Die maximale Amplitude liegt beispielsweise im Bereich von 0,1% bis 10% der Summe aus der Objektspannung und der Anodenspannung, mindestens aber bis zu 100 V, wobei die maximale Amplitude der Abstand zwischen dem Scheitelpunkt eines Maximums der Amplitude und dem eingestellten Abschlusselektrodenspannungswert ist. Während der periodischen Änderung des Abschlusselektrodenspannungswerts erfolgt ein Bewegen des Probentisches 122 (Verfahrensschritt S6B). Das Bewegen des Probentisches 122 in die ausgerichtete Position des Objekts 114 erfolgt beispielsweise durch Drehung des Probentisches 122 um die erste Tischrotationsachse 603 und/oder die zweite Tischrotationsachse 607. Das Bewegen des Probentisches 122 in die ausgerichtete Position erfolgt derart, dass das auf dem Monitor 124 angezeigte Bild des Objekts 114 sich entweder nicht bewegt oder eine Bewegung des angezeigten Bildes eine minimale Auslenkung aufweist (Verfahrensschritt S6B). Beispielsweise wird die Auslenkung von dem vorgebbaren Nullpunkt auf dem Monitor 124 bestimmt. Im Anschluss daran werden im Verfahrensschritt S7B der periodisch veränderte Abschlusselektrodenspannungswert auf den Abschlusselektrodenspannungswert des Verfahrensschritts S1 fixiert.
Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren wird daher in einem ersten Schritt das von der Objektivlinse 107 erzeugte magnetische Feld berücksichtigt. Der Primärelektronenstrahl verläuft aufgrund der Einstellung der zweiten Blendeneinheit 109 entlang einer Soll-Symmetrieachse des Magnetfeldes. Da der Primärelektronenstrahl nun bereits entlang der Soll-Symmetrieachse und somit in einem Zentrum des Magnetfeldes geführt ist, bedingt beim Wobbeln der Abschlusselektrodenspannung ausschließlich eine Asymmetrie des elektrischen Feldes zwischen der Objektivlinse 107 und dem Objekt 114 eine noch vorhandene Verschiebung des Bildes auf dem Monitor 124. In einem zweiten Schritt dieses erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun durch Ausrichten des Probentisches 122 dieses elektrische Feld berücksichtigt. Die vorgenannten Verfahrensschritte, also das Wobbeln des Objektivlinsenstroms I, das Einstellen der zweiten Blendeneinheit 109, das Wobbeln der Abschlusselektrodenspannung AU und die Positionierung des Probentisches 122 können mehrfach wiederholt werden, bis keine oder nur eine minimale Auslenkung des Bildes auf dem Monitor 124 auftritt.
Die 14A und 14B zeigen ein Ausführungsbeispiel eines wiederum weiteren Verfahrens, welches beispielsweise mit dem SEM 100 gemäß der 1, mit dem SEM 100A gemäß der 2, mit dem Kombinationsgerät 200 gemäß der 3 und/oder mit dem Teilchenstrahlgerät 400 gemäß der 4 ausgeführt wird. Nachfolgend wird die Durchführung des wiederum weiteren Verfahrens mit dem SEM 100 gemäß der 1 beschrieben. Hinsichtlich der Durchführung des wiederum weiteren Verfahrens mit den weiteren vorgenannten Teilchenstrahlgeräten gilt Analoges und/oder wird weiter unten explizit Bezug genommen.
In einem Verfahrensschritt S1C erfolgt das Einstellen eines Strahlparameters mittels einer Steuereinheit auf einen Referenzwert. Beispielsweise ist der Referenzwert ein Nullwert oder ein Nullpunkt. Die Steuereinheit ist beispielsweise die Elektronenquellensteuereinheit 126 zur Versorgung des Strahlerzeugers in Form der Elektronenquelle 101 mit einer Betriebsspannung in Form der Kathodenspannung und zum Einstellen der Kathodenspannung. Der Strahlparameter ist dann die Kathodenspannung. Wenn das wiederum weitere Verfahren mit dem SEM 100A gemäß der 2 ausgeführt wird, dann ist es beispielsweise vorgesehen, dass die Steuereinheit die Abschlusselektrodensteuereinheit 128 zur Versorgung der Abschlusselektrode 112, 119 mit einer Abschlusselektrodenspannung und zum Einstellen der Abschlusselektrodenspannung ist. Der Strahlparameter ist dann die Abschlusselektrodenspannung .
Im Verfahrensschritt S1C erfolgt auch ein Drehen des Probentisches 122 auf eine vorgebbare Referenzposition. Das Drehen des Probentisches 122 erfolgt beispielsweise durch Drehen des Probentisches 122 um die erste Tischrotationsachse 603 und/oder um die zweite Tischrotationsachse 607 in die Referenzposition.
Im Verfahrensschritt S2C erfolgt eine Aufnahme eines ersten Referenzbildes des Objekts 114 in der Referenzposition. Im Verfahrensschritt S3C erfolgt sodann ein Einstellen des Strahlparameters auf einen Strahlparameterwert, der unterschiedlich zum Referenzwert ist. Die Einstellung erfolgt beispielsweise durch eine der oben genannten Steuereinheiten, die zur Einstellung des entsprechenden Strahlparameters vorgesehen ist.
Im Verfahrensschritt S4C erfolgt sodann eine Aufnahme eines zweiten Referenzbildes des Objekts 114 in der Referenzposition. Somit werden sowohl das erste Referenzbild als auch das zweite Referenzbild in der Referenzposition des Probentisches 122 aufgenommen, jedoch mit unterschiedlichen Strahlparameterwerten, nämlich zum einen mit dem Referenzwert und zum anderen mit dem Strahlparameterwert, der unterschiedlich zum Referenzwert ist
Im Verfahrensschritt S4C erfolgt dann auch eine Berechnung einer Bildverschiebung des zweiten Referenzbildes zum ersten Referenzbild. Die Bildverschiebung wird beispielsweise mittels einer Kreuzkorrelation bestimmt.
In einem weiteren Verfahrensschritt S5C erfolgt erneut ein Einstellen des Strahlparameters auf den Referenzwert. Ferner wird der Probentisch 122 in eine erste Position gedreht. Die Drehung erfolgt beispielsweise um die erste Tischrotationsachse 603 und/oder um die zweite Tischrotationsachse 607. In der ersten Position des Probentisches 122 wird nun im Verfahrensschritt S6C ein erstes Bild des Objekts 114 aufgenommen. Sodann erfolgt eine Berechnung der Bildverschiebung des ersten Bilds zum ersten Referenzbild. Die Verschiebung des ersten Bilds zum ersten Referenzbild wird beispielsweise mittels einer Kreuzkorrelation bestimmt.
Im Anschluss daran erfolgt im Verfahrensschritt S7C erneut ein Einstellen des Strahlparameters auf den Strahlparameterwert, der unterschiedlich zum Referenzwert ist. Sodann wird im Verfahrensschritt S8C ein zweites Bild von dem Objekt 114 in der ersten Position des Probentisches 122 im Verfahrensschritt S8C aufgenommen. Ferner erfolgt eine Berechnung der Bildverschiebung des zweiten Bilds zum ersten Referenzbild. Auch hier erfolgt die Bestimmung der Bildverschiebung des zweiten Bilds zum ersten Referenzbild beispielsweise mittels einer Kreuzkorrelation.
Im Verfahrensschritt S9C erfolgt nun erneut ein Einstellen des Strahlparameters auf den Referenzwert. Der Probentisch 122 wird nun in eine zweite Position gedreht. Die Einstellung der zweiten Position erfolgt beispielsweise durch eine Drehung des Probentisches 122 um die erste Tischrotationsachse 603 und/oder um die zweite Tischrotationsachse 607. Sodann wird im Verfahrensschritte S10C ein drittes Bild von dem Objekt 114 in der zweiten Position aufgenommen. Ferner erfolgt eine Berechnung der Bildverschiebung des dritten Bilds zum ersten Referenzbild, wobei die Bildverschiebung des dritten Bilds zum ersten Referenzbild beispielsweise mittels einer Kreuzkorrelation bestimmt wird.
Im Verfahrensschritt S11C erfolgt nun erneut ein Einstellen des Strahlparameters auf den Strahlparameterwert, der unterschiedlich zum Referenzwert ist. Sodann erfolgt im Verfahrensschritt S12C die Aufnahme eines vierten Bilds des Objekts 114 in der zweiten Position. Ferner erfolgt eine Berechnung der Bildverschiebung des vierten Bilds zum ersten Referenzbild, wobei beispielsweise die Bildverschiebung des vierten Bilds zum ersten Referenzbild mittels einer Kreuzkorrelation bestimmt wird.
Im Verfahrensschritt S13C erfolgt nun eine Interpolation der Bildverschiebungen beim Referenzwert in Abhängigkeit von der Position des Probentisches 122 aus den Bildverschiebungen des ersten Bilds und des dritten Bilds. Ferner erfolgt im Verfahrensschritt S14C eine Interpolation der Bildverschiebungen beim zum Referenzwert unterschiedlichen Strahlparameterwert in Abhängigkeit von der Position des Probentisches 122 aus den Bildverschiebungen des zweiten Referenzbilds, des zweiten Bilds und des vierten Bilds.
Im Verfahrensschritt S15C wird eine Zielposition des Probentisches 122 ermittelt, bei dem die interpolierten Bildverschiebungen beim Referenzwert und beim zum Referenzwert unterschiedlichen Strahlparameterwert zur Deckung kommen. Im Verfahrensschritt S16C wird nun erneut der Strahlparameter auf den Referenzwert eingestellt. Der Probentisch 122 wird nun auf die ermittelte Zielposition durch Drehen des Probentisches 122 um die erste Tischrotationsachse 603 und/oder um die zweite Tischrotationsachse 607 gedreht.
Dieses Verfahren eignet sich besonders gut für eine Automatisierung, da bei diesem Verfahren kein Wert ständig periodisch geändert wird, sondern wenige diskrete Werte eines Parameters eingestellt und ermittelt werden.
Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Sie kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.
Bezugszeichenliste

100: SEM
100A: SEM
101: Elektronenquelle
101A: Supressorelektrode
102: Extraktionselektrode
103: Anode
104: Strahlführungsrohr
104A: Strahlführungsrohr
105: erste Kondensorlinse
106: zweite Kondensorlinse
107: Objektivlinse
107A: Objektivlinse
108: erste Blendeneinheit
108A: erste Blendenöffnung
109: zweite Blendeneinheit
110: Polschuhe
110A: Polschuhe
111: Spule
111A: Spule
112: einzelne Elektrode
112A: einzelne Elektrode
113: Rohrelektrode
113A: Rohrelektrode
114: Objekt
115: Rastereinrichtung
116: erster Detektor
116A: Gegenfeldgitter
117: zweiter Detektor
118: zweite Blendenöffnung
119A: Elektrode
120: Probenkammer
121: dritter Detektor
122: Probentisch
123: Kontrolleinheit
124: Monitor
125: Objektivlinsensteuereinheit
126: Elektronenquellensteuereinheit (Strahlerzeugersteuereinheit)
127: Objektspannungssteuereinheit
128: (erste) Abschlusselektrodensteuereinheit
129: zweite Abschlusselektrodensteuereinheit
130: Prozessor
131: erste Ablenkeinheit
132: zweite Ablenkeinheit
133: Ablenksteuereinheit
134: Kammerdetektor
200: Kombinationsgerät
201: Probenkammer
300: lonenstrahlgerät
301: lonenstrahlerzeuger
302: Extraktionselektrode im lonenstrahlgerät
303: Kondensorlinse
304: weitere Objektivlinse
306: einstellbare Blende
307: erste Elektrodenanordnung
308: zweite Elektrodenanordnung
400: Teilchenstrahlgerät mit Korrektoreinheit
401: Teilchenstrahlsäule
402: Elektronenquelle
403: Extraktionselektrode
404: Anode
405: erste elektrostatische Linse
406: zweite elektrostatische Linse
407: dritte elektrostatische Linse
408: magnetische Ablenkeinheit
409: erste elektrostatische Strahlablenkeinheit
409A: erste Multipoleinheit
409B: zweite Multipoleinheit
410: Strahlablenkeinrichtung
411A: erster magnetischer Sektor
411B: zweiter magnetischer Sektor
411C: dritter magnetischer Sektor
411D: vierter magnetischer Sektor
411E: fünfter magnetischer Sektor
411F: sechster magnetischer Sektor
411G: siebter magnetischer Sektor
413A: erste Spiegelelektrode
413B: zweite Spiegelelektrode
413C: dritte Spiegelelektrode
414: elektrostatischer Spiegel
415: vierte elektrostatische Linse
416: zweite elektrostatische Strahlablenkeinheit
416A: dritte Multipoleinheit
416B: vierte Multipoleinheit
417: dritte elektrostatische Strahlablenkeinheit
418: fünfte elektrostatische Linse
418A: fünfte Multipoleinheit
418B: sechste Multipoleinheit
419: erster Analysedetektor
420: Strahlführungsrohr
421: Objektivlinse
422: magnetische Linse
423: sechste elektrostatische Linse
424: Probentisch
425: Objekt
426: Probenkammer
427: Detektionsstrahlweg
428: zweiter Analysedetektor
429: Rastereinrichtung
432: weiteres magnetisches Ablenkelement
600: erstes Bewegungselement
601: Gehäuse
602: zweites Bewegungselement
603: erste Tischrotationsachse
604: drittes Bewegungselement
605: viertes Bewegungselement
606: fünftes Bewegungselement
607: zweite Tischrotationsachse
608: Steuereinheit
609: Halterung
AU: Abschlusselektrodenspannung
AU1: Abschlusselektrodenspannungswert
I: Objektivlinsenstrom
I1: Stromwert
M1: erster Schrittmotor
M2: zweiter Schrittmotor
M3: dritter Schrittmotor
M4: vierter Schrittmotor
M5: fünfter Schrittmotor
OA: optische Achse
OA1: erste optische Achse
OA2: zweite optische Achse
OA3: dritte optische Achse
S1 bis S16C: Verfahrensschritte
t: Zeit
U: Betriebsspannung
U1: Spannungswert

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

WO 2002/067286 A2 [0091]

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Teilchenstrahlgeräts (100, 100A, 200, 400) mit - mindestens einem Strahlerzeuger (101, 301, 402) zur Erzeugung eines Teilchenstrahls mit geladenen Primärteilchen, - mindestens einer Objektivlinse (107, 107A, 304, 421) zur Fokussierung des Teilchenstrahls auf das Objekt (114, 425), wobei bei einer Wechselwirkung des Teilchenstrahls mit dem Objekt (114, 425) Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung entstehen/entsteht, wobei die Objektivlinse (107, 107A, 304, 421) ein Magnetfeld und ein elektrisches Feld zumindest teilweise zwischen dem Strahlerzeuger (101, 301, 402) und dem Objekt (114, 425) erzeugt, - mindestens einer einstellbaren Ablenkeinheit (131, 132) zum Ablenken des Teilchenstrahls und/oder mindestens einer einstellbaren Blendeneinheit (109) zum Formen des Teilchenstrahls, - mindestens einem beweglichen Probentisch (122, 424) zur Anordnung des Objekts (114, 425) in dem Teilchenstrahlgerät (100, 100A, 200, 400), - mindestens einem Detektor (116, 117, 121, 134, 419, 428) zur Detektion der Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung und zur Erzeugung von Detektorsignalen, - mindestens einer Anzeigeeinrichtung (124) zur Anzeige eines Bildes des Objekts (114, 425), wobei das Bild mittels der Detektorsignale erzeugt wird, - mindestens einer Objektivlinsensteuereinheit (125) zur Versorgung der Objektivlinse (107, 107A, 304, 421) mit einem Objektivlinsenstrom (I) und zum Einstellen des Objektivlinsenstroms (I), und mit - mindestens einer Strahlerzeugersteuereinheit (126) zur Versorgung des Strahlerzeugers (101, 402) mit einer Betriebsspannung (U) und zum Einstellen der Betriebsspannung (U), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: - Einstellen des Objektivlinsenstroms (I) auf einen Stromwert (I1) mittels der Objektivlinsensteuereinheit (125) und periodisches Ändern des Stromwerts (l1) des Objektivlinsenstroms (I) mittels der Objektivlinsensteuereinheit (125); - Einstellen von mindestens einer der folgenden Eigenschaften der Ablenkeinheit (131, 132) und/oder der Blendeneinheit (109) während des periodischen Änderns des Objektivlinsenstroms (I): (i) eine Position der Ablenkeinheit (131, 132) und/oder der Blendeneinheit (109) im Teilchenstrahlgerät (100, 100A, 200, 400) sowie (ii) mindestens eine Ansteuerungsgröße zur Versorgung der Ablenkeinheit (131, 132) und/oder Blendeneinheit (109), wobei das Einstellen derart erfolgt, dass das auf der Anzeigeeinrichtung (124) angezeigte Bild des Objekts (114, 425) sich entweder nicht bewegt oder eine Bewegung des angezeigten Bildes eine minimale Auslenkung aufweist; - Einstellen der Betriebsspannung (U) auf einen Spannungswert (U1) mittels der Strahlerzeugersteuereinheit (126) und periodisches Ändern des Spannungswerts (U1) der Betriebsspannung (U) mittels der Strahlerzeugersteuereinheit (126); sowie - Bewegen des Probentisches (122, 424) in eine Position des Objekts (114, 425) während des periodischen Änderns des Spannungswerts (U1) der Betriebsspannung (U) derart, dass das auf der Anzeigeeinrichtung (124) angezeigte Bild des Objekts (114, 425) sich entweder nicht bewegt oder eine Bewegung des angezeigten Bildes eine minimale Auslenkung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Betriebsspannung (U) einer Kathode (101, 402) des Strahlerzeugers zugeführt wird und die Betriebsspannung (U) in Form einer Kathodenspannung von der Strahlerzeugersteuereinheit (126) eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei an das Objekt (114, 425) eine steuerbare Objektspannung angelegt wird.
Verfahren zum Betrieb eines Teilchenstrahlgeräts (100, 100A, 200, 400) mit - mindestens einem Strahlerzeuger (101, 301, 402) zur Erzeugung eines Teilchenstrahls mit geladenen Primärteilchen, - mindestens einer Objektivlinse (107, 107A, 304, 421) zur Fokussierung des Teilchenstrahls auf das Objekt (114, 425), wobei bei einer Wechselwirkung des Teilchenstrahls mit dem Objekt (114, 425) Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung entstehen/entsteht und wobei die Objektivlinse (107, 107A, 304, 421) mindestens eine Abschlusselektrode (112, 112A, 119A, 423) aufweist, - mindestens einer einstellbaren Ablenkeinheit (131, 132) zum Ablenken des Teilchenstrahls und/oder mindestens einer einstellbaren Blendeneinheit (109) zum Formen des Teilchenstrahls, - mindestens einem beweglichen Probentisch (122, 424) zur Anordnung des Objekts (114, 425) in dem Teilchenstrahlgerät (100, 100A, 200, 400), - mindestens einem Detektor (116, 117, 121, 134, 419, 428) zur Detektion der Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung und zur Erzeugung von Detektorsignalen, - mindestens einer Anzeigeeinrichtung (124) zur Anzeige eines Bildes des Objekts (114, 425), wobei das Bild mittels der Detektorsignale erzeugt wird, - mindestens einer Objektivlinsensteuereinheit (125) zur Versorgung der Objektivlinse (107, 107A, 304, 421) mit einem Objektivlinsenstrom (I) und zum Einstellen des Objektivlinsenstroms (I), und mit - mindestens einer Abschlusselektrodensteuereinheit (128, 129) zur Versorgung der Abschlusselektrode (112, 112A, 119A, 423) mit einer Abschlusselektrodenspannung (AU) und zum Einstellen der Abschlusselektrodenspannung (AU), wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: - Einstellen des Objektivlinsenstroms (I) auf einen Stromwert (l1) mittels der Objektivlinsensteuereinheit (125) und periodisches Ändern des Stromwerts (l1) des Objektivlinsenstroms (I) mittels der Objektivlinsensteuereinheit (125); - Einstellen von mindestens einer der folgenden Eigenschaften der Ablenkeinheit (131, 132) und/oder der Blendeneinheit (109) während des periodischen Änderns des Objektivlinsenstroms (I): (i) eine Position der Ablenkeinheit und/oder der Blendeneinheit (109) im Teilchenstrahlgerät (100, 100A, 200, 400) sowie (ii) mindestens eine Ansteuerungsgröße zur Versorgung der Ablenkeinheit (131, 132) und/oder der Blendeneinheit (109), wobei das Einstellen derart erfolgt, dass das auf der Anzeigeeinrichtung (124) angezeigte Bild des Objekts (114, 425) sich entweder nicht bewegt oder eine Bewegung des angezeigten Bildes eine minimale Auslenkung aufweist, - Einstellen der Abschlusselektrodenspannung (AU) auf einen Abschlusselektrodenspannungswert (AU1) mittels der Abschlusselektrodensteuereinheit (128) und periodisches Ändern des Abschlusselektrodenspannungswerts (AU1) der Abschlusselektrodenspannung (AU) mittels der Abschlusselektrodensteuereinheit (128); sowie - Bewegen des Probentisches (122, 424) in eine ausgerichtete Position des Objekts (114, 425) während des periodischen Änderns der Abschlusselektrodenspannung (AU) derart, dass das auf der Anzeigeeinrichtung (124) angezeigte Bild des Objekts (114, 425) sich entweder nicht bewegt oder eine Bewegung des angezeigten Bildes eine minimale Auslenkung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Abschlusselektrode (112A) eine erste Abschlusselektrode ist, wobei die Objektivlinse (107A) eine zweite Abschlusselektrode (119A) aufweist und wobei das Verfahren ferner die folgenden Schritte aufweist: - das periodische Ändern des Abschlusselektrodenspannungswerts (AU1) der ersten Abschlusselektrodenspannung (AU) erfolgt mit einer ersten Amplitude, - Einstellen einer zweiten Abschlusselektrodenspannung der zweiten Abschlusselektrode (119A) der Objektivlinse (107A) auf den Abschlusselektrodenspannungswert (AU1) und periodisches Ändern des Abschlusselektrodenspannungswerts (AU1) der zweiten Abschlusselektrodenspannung mit einer zweiten Amplitude, und wobei - das Bewegen des Probentisches (122, 424) sowohl während des periodischen Änderns der ersten Abschlusselektrodenspannung der ersten Abschlusselektrode als auch während des periodischen Änderns der zweiten Abschlusselektrodenspannung der zweiten Abschlusselektrode erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Verfahren ferner folgenden Schritt umfasst: - Ansteuern der ersten Amplitude und der zweiten Amplitude derart, dass die erste Amplitude und die zweite Amplitude ein unterschiedliches Vorzeichen aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Verfahren einen der folgenden Schritte umfasst: - Ansteuern der ersten Amplitude derart, dass die erste Amplitude den Betrag Null aufweist; oder - Ansteuern der zweiten Amplitude derart, dass die zweite Amplitude den Betrag Null aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei an das Objekt (114, 425) eine steuerbare Objektspannung angelegt wird.
Verfahren zum Betrieb eines Teilchenstrahlgeräts (100, 100A, 200, 400) mit - mindestens einem Strahlerzeuger (101, 301, 402) zur Erzeugung eines Teilchenstrahls mit geladenen Primärteilchen, - mindestens einer Objektivlinse (107, 107A, 304, 421) zur Fokussierung des Teilchenstrahls auf das Objekt (114, 425), wobei bei einer Wechselwirkung des Teilchenstrahls mit dem Objekt (114, 425) Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung entstehen/entsteht, wobei die Objektivlinse (107, 107A, 304, 421) mindestens eine Abschlusselektrode (112, 112A, 119A, 423) aufweist, - mindestens einem beweglichen Probentisch (122, 424) zur Anordnung des Objekts (114, 425) in dem Teilchenstrahlgerät (100, 100A, 200, 400), wobei der Probentisch (122, 424) um eine erste Achse (603) und/oder eine zweite Achse (607) drehbar ist und wobei die erste Achse (603) senkrecht zur zweiten Achse (607) angeordnet ist, - mindestens einem Detektor (116, 117, 121, 134, 419, 428) zur Detektion der Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung und zur Erzeugung von Detektorsignalen, - mindestens einer Anzeigeeinrichtung (124) zur Anzeige eines Bildes des Objekts (114, 425) basierend auf den Detektorsignalen, sowie - mindestens einer Steuereinheit (125, 126, 127, 128, 129) zum Einstellen eines Strahlparameters, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Aufnahme von Referenzbildern in einer Referenzposition des Probentisches (122, 424) mit den folgenden Schritten: - Aufnahme eines ersten Referenzbildes des Objekts (114, 425) in der Referenzposition des Probentisches (122, 424) mit einem Strahlparameter, der einen Wert aufweist, der einem Referenzwert entspricht; - Aufnahme eines zweiten Referenzbilds des Objekts (114, 425) in der Referenzposition des Probentisches (122, 424) mit dem Strahlparameter, der einen Strahlparameterwert aufweist, der unterschiedlich zum Referenzwert ist; - Berechnen einer Bildverschiebung des zweiten Referenzbilds zum ersten Referenzbild; b) Aufnahme von Bildern in einer ersten Position des Probentisches (122, 424) mit den folgenden Schritten: - Aufnahme eines ersten Bildes des Objekts (114, 425) in der ersten Position des Probentisches (122, 424) mit dem Strahlparameter, der einen Wert aufweist, der dem Referenzwert entspricht; - Aufnahme eines zweiten Bildes des Objekts (114, 425) in der ersten Position des Probentisches (122, 424) mit dem Strahlparameter, der den Strahlparameterwert aufweist, der unterschiedlich zum Referenzwert ist; - Berechnen einer Bildverschiebung des ersten Bildes zum ersten Referenzbild und Berechnen einer Bildverschiebung des zweiten Bildes zum ersten Referenzbild; c) Aufnahme von Bildern in einer zweiten Position des Probentisches (122, 424) mit den folgenden Schritten: - Aufnahme eines dritten Bildes des Objekts (114, 425) in der zweiten Position des Probentisches (122, 424) mit dem Strahlparameter, der einen Wert aufweist, der dem Referenzwert entspricht; - Aufnahme eines vierten Bildes des Objekts (114, 425) in der zweiten Position des Probentisches (122, 424) mit dem Strahlparameter, der den Strahlparameterwert aufweist, der unterschiedlich zum Referenzwert ist; - Berechnen einer Bildverschiebung des dritten Bildes zum ersten Referenzbild und Berechnen einer Bildverschiebung des vierten Bildes zum ersten Referenzbild; d) Interpolation der Bildverschiebungen des jeweils beim Referenzwert aufgenommenen ersten Bildes und des dritten Bildes in Bezug auf das erste Referenzbild in Abhängigkeit von der Position des Probentisches (122, 424); e) Interpolation der Bildverschiebungen des jeweils beim Strahlparameterwert aufgenommenen zweiten Referenzbildes, des zweiten Bildes und des vierten Bildes hinsichtlich des ersten Referenzbildes in Abhängigkeit von der Position des Probentisches (122,424), wobei der Strahlparameterwert unterschiedlich zum Referenzwert ist; f) Ermitteln einer Zielposition des Probentisches (122, 424), bei der die interpolierten Bildverschiebungen beim Referenzwert und beim Strahlparameterwert, der unterschiedlich zum Referenzwert ist, identisch sind; sowie g) Betreiben des Teilchenstrahlgeräts mit dem Strahlparameter, der einen Wert aufweist, der dem Referenzwert entspricht, und mit dem in der Zielposition angeordneten Probentisch (122, 424).
Verfahren nach Anspruch 9, mit mindestens einem der folgenden Schritte: - Einstellen des Strahlparameters auf den Referenzwert; - Einstellen des Strahlparameters auf den Strahlparameterwert, der unterschiedlich zum Referenzwert ist; - Einstellen der Referenzposition des Probentisches (122, 424) durch Drehen des Probentisches (122, 424) um die erste Achse (603) und/oder um die zweite Achse (607); - Einstellen der ersten Position des Probentisches (122, 424) durch Drehen des Probentisches (122, 424) um die erste Achse (603) und/oder um die zweite Achse (607); - Einstellen der zweiten Position des Probentisches (122, 424) durch Drehen des Probentisches (122, 424) um die erste Achse (603) und/oder um die zweite Achse (607).
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Steuereinheit eine Objektivlinsensteuereinheit (125) zur Versorgung der Objektivlinse (107, 107A, 304, 421) mit einem Objektivlinsenstrom (I) und zum Einstellen des Objektivlinsenstroms (I) ist und wobei der Strahlparameter der Objektivlinsenstrom (I) ist.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Steuereinheit eine Strahlerzeugersteuereinheit (126) zur Versorgung des Strahlerzeugers (103, 402) mit einer Betriebsspannung (U) und zum Einstellen der Betriebsspannung (U) ist und wobei der Strahlparameter die Betriebsspannung (U) ist.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Steuereinheit eine Abschlusselektrodensteuereinheit (128, 129) zur Versorgung der Abschlusselektrode (112, 112A, 119A) mit einer Abschlusselektrodenspannung (AU) und zum Einstellen der Abschlusselektrodenspannung (AU) ist und wobei der Strahlparameter die Abschlusselektrodenspannung (AU) ist.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Steuereinheit eine Ablenksteuereinheit (133) zur Versorgung einer Ablenkeinheit (131, 132) mit einer Steuergröße und zum Einstellen der Steuergröße ist und wobei der Strahlparameter die Steuergröße ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Aufnahme eines weiteren Bildes des Objekts (114, 425) an einer weiteren Position des Probentisches (122, 424) mit dem Strahlparameter, der den Wert aufweist, der dem Referenzwert entspricht; b) Aufnahme eines noch weiteren Bildes des Objekts (114, 425) mit dem Strahlparameter, der den Wert aufweist, der unterschiedlich zum Referenzwert ist; c) Berechnen einer Bildverschiebung des weiteren Bildes zum ersten Referenzbild; d) Berechnen einer Bildverschiebung des noch weiteren Bildes zum ersten Referenzbild; e) Interpolation der Bildverschiebung des weiteren Bildes hinsichtlich des ersten Referenzbildes in Abhängigkeit der weiteren Position des Probentisches unter Berücksichtigung der Interpolation nach Anspruch 9; f) Interpolation der Bildverschiebung des noch weiteren Bildes hinsichtlich des ersten Referenzbildes in Abhängigkeit der weiteren Position des Probentisches unter Berücksichtigung der Interpolation nach Anspruch 9; g) Ermitteln einer weiteren Zielposition des Probentisches (122, 424), bei der die interpolierten Bildverschiebungen beim Referenzwert und beim Strahlparameterwert, der unterschiedlich zum Referenzwert ist, identisch sind; sowie h) Betreiben des Teilchenstrahlgeräts mit dem Strahlparameter, der einen Wert aufweist, der dem Referenzwert entspricht, und mit dem in der weiteren Zielposition angeordneten Probentisch (122, 424).
Computerprogrammprodukt, das einen Programmcode aufweist, der in einen Prozessor (130) eines Teilchenstrahlgeräts (100, 100A, 200, 400) ladbar ist und bei Ausführung ein Teilchenstrahlgerät (100, 100A, 200, 400) derart steuert, dass ein Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgeführt wird.
Teilchenstrahlgerät (100, 100A, 200, 400) zur Abbildung und/oder zur Bearbeitung eines Objekts (114, 425), mit - mindestens einem Strahlerzeuger (101, 301, 402) zur Erzeugung eines Teilchenstrahls mit geladenen Primärteilchen, - mindestens einer Objektivlinse (107, 107A, 304, 421) zur Fokussierung des Teilchenstrahls auf das Objekt (114, 425), wobei bei einer Wechselwirkung des Teilchenstrahls mit dem Objekt (114, 425) Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung entstehen/entsteht, wobei die Objektivlinse (107, 107A, 304, 421) mindestens eine Abschlusselektrode (112, 112A, 119A, 423) aufweist, - mindestens einer einstellbaren Ablenkeinheit (131, 132) zum Ablenken des Teilchenstrahls und/oder mindestens einer einstellbaren Blendeneinheit (109) zum Formen des Teilchenstrahls, - mindestens einem beweglichen Probentisch (122, 424) zur Anordnung des Objekts (114, 425) in dem Teilchenstrahlgerät (100, 100A, 200, 400), - mindestens einem Detektor (116, 117, 121, 134, 419, 428) zur Detektion der Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung und zur Erzeugung von Detektorsignalen, - mindestens einer Anzeigeeinrichtung (124) zur Anzeige eines Bildes des Objekts (114, 425) basierend auf den Detektorsignalen, - mindestens einer Objektivlinsensteuereinheit (125) zur Versorgung der Objektivlinse (107, 107A, 304, 421) mit einem Objektivlinsenstrom (I) und zum Einstellen des Objektivlinsenstroms (I), - mindestens einer Strahlerzeugersteuereinheit (126) zur Versorgung des Strahlerzeugers (101, 402) mit einer Betriebsspannung (U) und zum Einstellen der Betriebsspannung (U), - mindestens einer Abschlusselektrodensteuereinheit (128, 129) zur Versorgung der Abschlusselektrode (112, 112A, 119A) mit einer Abschlusselektrodenspannung (AU) und zum Einstellen der Abschlusselektrodenspannung (AU), - mindestens einer Ablenksteuereinheit (133) zur Versorgung der Ablenkeinheit (131, 132) und/oder der Blendeneinheit (109) mit einer Ansteuerungsgröße und zum Einstellen der Ansteuerungsgröße, wobei das Teilchenstrahlgerät (100, 100A, 200, 400) einen Prozessor (130) aufweist, in dem ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 16 geladen ist.
Teilchenstrahlgerät (100, 100A, 200, 400) nach Anspruch 17, wobei der Strahlerzeuger eine Kathode (101, 402) aufweist und wobei die Betriebsspannung (U) eine von der Strahlerzeugersteuereinheit (126) der Kathode (101, 402) zugeführte Kathodenspannung ist.
Teilchenstrahlgerät (100, 100A, 200, 400) nach Anspruch 17 oder 18, wobei das Teilchenstrahlgerät (100, 100A, 200, 400) eine Objektspannungssteuereinheit (127) zur Versorgung des Objekts (114, 425) mit Objektspannung aufweist.
Teilchenstrahlgerät (100, 100A, 200, 400) nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei das Teilchenstrahlgerät (100, 100A, 200, 400) mindestens einen Korrektor (414) zum Korrigieren von chromatischer und/oder sphärischer Aberration aufweist.
Teilchenstrahlgerät (100, 100A, 200, 400) nach Anspruch 20, wobei der Korrektor (414) ein Spiegelkorrektor ist.
Teilchenstrahlgerät (100, 100A, 200, 400) nach einem der Ansprüche 17 bis 21, wobei das Teilchenstrahlgerät (100, 100A, 200, 400) als Elektronenstrahlgerät und/oder als lonenstrahlgerät ausgebildet ist.
Teilchenstrahlgerät (200) nach einem der Ansprüche 17 bis 22, wobei der Strahlerzeuger (101) zur Erzeugung eines Teilchenstrahls mit geladenen Primärteilchen als ein erster Strahlerzeuger zur Erzeugung eines ersten Teilchenstrahls mit ersten geladenen Primärteilchen und die Objektivlinse (107, 107A) als erste Objektivlinse zur Fokussierung des ersten Teilchenstrahls ausgebildet ist, und wobei das Teilchenstrahlgerät (200) ferner aufweist: - mindestens einen zweiten Strahlerzeuger (301) zur Erzeugung eines zweiten Teilchenstrahls mit zweiten geladenen Primärteilchen, und - mindestens eine zweite Objektivlinse (304) zur Fokussierung des zweiten Teilchenstrahls auf das Objekt (114).