DE102018207603B4

DE102018207603B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Positionierung mikroskopischer Proben mit Hilfe einer zweidimensionalen Positionstabelle

Info

Publication number: DE102018207603B4
Application number: DE102018207603.0A
Authority: DE
Inventors: Josef Biberger
Original assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Priority date: 2018-05-16
Filing date: 2018-05-16
Publication date: 2020-06-10
Anticipated expiration: 2038-05-17
Also published as: DE102018207603A1; US20190355548A1; CN110501357A; US11152187B2; CZ2019293A3

Abstract

Verfahren zur Positionierung einer Probe in einem Mikroskop-System, wobei eine interessierende Stelle (ROI) auf der Probe mit dem Mikroskop-System beobachtet und/oder bearbeitet wird, und das Mikroskop-System umfasst:- ein optisches oder teilchenoptisches System, das eine optische Achse definiert,- einen bewegbaren Probentisch zur Aufnahme einer Probe, mit dem die Probe in einer ersten Position und einer zweiten Position relativ zur optischen Achse des Mikroskop-System gehalten werden kann;- eine Speichervorrichtung zur Speicherung von Datensätzen, die die Positionen beschreiben;- eine Steuervorrichtung, die mithilfe der gespeicherten Datensätze die Bewegung des Probentischs steuert; und das Verfahren die Schritte umfasst:a) Probenstelle (ROI) in der ersten Position halten;b) einen ersten Datensatz speichern, mit dem die erste Position beschrieben wird, wobei die erste Position als unabhängige Position definiert wird;c) einen zweiten Datensatz speichern, mit dem die zweite Position beschrieben wird, wobei die zweite Position mit der unabhängigen Position verknüpft wird, und wobei die Datensätze in einer zweidimensionalen Tabelle dargestellt werden und dabei so abgelegt werden, dass die Beziehung zwischen den Datensätzen durch die Anordnung in der zweidimensionalen Tabelle repräsentiert wird;d) einen der gespeicherten Datensätze aufrufen, so dass der Probentisch derart bewegt wird, dass die Probenstelle an der Position gehalten wird, die durch den aufgerufenen Datensatz beschrieben wird.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Positionierung von mikroskopischen Proben in der Probenkammer von Mikroskop-Systemen wie beispielsweise Lichtmikroskopen oder Elektronenmikroskopen.
Oft ist die Flächenausdehnung der zu untersuchenden Probe so groß, dass die interessierende Stelle (ROI) der Probe nicht vollständig innerhalb des Bildfelds (field of view) des zur Untersuchung verwendeten Mikroskop-Systems angeordnet werden kann. Um die gesamte Probe abzubilden oder zu bearbeiten, muss die Probe also verfahren werden. Außerdem kommt es vor, dass mehrere interessierende Probenstellen (ROI) auf derselben Probe vorhanden sind. Auch in diesem Fall muss die Probe verfahren werden, damit die interessierenden Probenstellen (ROI) nacheinander in das Bildfeld des Mikroskop-Systems gebracht werden, um sie abbilden oder bearbeiten zu können. Zudem ist es bei der Präparation von mikroskopischen Proben oft erforderlich, die interessierende Probenstelle in verschiedenen, genau definierten Positionen relativ zu den optischen Achsen des Mikroskop-Systems zu halten. Deshalb spielt die Navigation, das heißt das genaue Positionieren und Wiederauffinden von interessierenden Probenstellen, bei Mikroskopie- und Strukturierungsaufgaben eine wichtige Rolle.
Bei Mikroskopie-Systemen, die mit einem Strahl geladener Teilchen arbeiten, wie zum Beispiel Elektronenmikroskopen oder Ionenstrahlmikroskopen wird die Probe üblicherweise auf einen verfahrbaren Probentisch montiert. Dies kann beispielsweise ein Fünf-Achsen-Tisch sein, mit dessen Hilfe die Probe in den Raumrichtungen x und y so bewegt werden kann, dass sie im Bildfeld des Mikroskop-Systems gehalten wird. Außerdem wird die Probe - insbesondere die interessierende Stelle (ROI) - in einem bestimmten Abstand (z-Höhe) zur Objektivlinse so gehalten, dass die optische Achse des Teilchenstrahlgeräts ungefähr senkrecht zur Oberfläche der Probe verläuft und die interessierende Stelle (ROI) fokussiert werden kann.
Fünf-Achsen-Tische werden oft in Rasterelektronenmikroskopen (SEM), Ionenstrahlmikroskopen oder Zweistrahlgeräten eingesetzt. Ein Zweistrahlgerät ist ein Kombinationsgerät, das sowohl eine Elektronenstrahlsäule als auch eine Ionenstrahlsäule (focussed ion beam, FIB) umfasst. Zweistrahlgeräte werden oft dazu eingesetzt, mikroskopische Proben mit Hilfe der Elektronenstrahlsäule zu beobachten und mit Hilfe der Ionenstrahlsäule zu bearbeiten. Beispielsweise kann in einem Zweistrahlgerät ein Querschnitt (cross-section) hergestellt werden oder eine TEM-Lamelle präpariert werden. Bei solchen Probenpräparationen muss die Probe üblicherweise in einer Vielzahl von verschiedenen Positionen, das heißt in verschiedenen Ortslagen und Raum-Orientierungen, gehalten werden und zwar einerseits so, dass sie mit Hilfe der Elektronenstrahlsäule abgebildet werden kann und andererseits so, dass sie mit dem fokussierten Ionenstrahl (FIB) bearbeitet werden kann.
Zur Positionierung von Proben werden üblicherweise Positionslisten, zweidimensionale Bilder oder CAD-Daten verwendet, was allerdings mit hohem Arbeits- und Dokumentationsaufwand für den Benutzer verbunden ist.
Daher ist es wünschenswert, die Erfassung und Verwendung der Positionsdaten zu erleichtern und zumindest teilweise zu automatisieren. Zudem wäre es vorteilhaft, die Daten benutzerfreundlich zu verarbeiten, so dass der Arbeits- und Dokumentationsaufwand für den Benutzer möglichst gering ist und die Eingabe falscher oder unzutreffender Positionsdaten vermieden wird.
Dies ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gegeben. Das nachfolgend beschriebene Positionierungsverfahren kann außerdem als intelligentes Verfahren ausgebildet sein, d. h. als selbstlernendes Verfahren, das die Eingabe der Daten überwacht und die Möglichkeit bietet, die Positioniergenauigkeit des Probentisches zu verbessern.
Kurze Beschreibung des verwandten Stands der Technik
Zur Positionierung von Proben bei der Probenpräparation werden bekanntermaßen einfache, vom Benutzer editierbare Positionslisten verwendet, in denen die verschiedenen Positionen, die die Probe einnehmen kann, aufgelistet werden. Gewöhnlich wird die Probe zunächst manuell in die gewünschten Positionen bewegt, um diese dann in der Positionsliste abzuspeichern. Die gespeicherten Positionen können dann später aufgerufen werden, um die Probe wieder in die betreffende Position zu verfahren. Nachteilig hieran ist, dass dies sehr arbeitsaufwändig ist, da alle Positionen vom Benutzer manuell angefahren und individuell dokumentiert werden müssen. Außerdem kann die Verwaltung und Bearbeitung langer Listen, die als eindimensionale Tabellen angesehen werden können, sehr verwirrend sein.
US 5 481 111 A beschreibt, wie ein Probentisch eines Elektronenmikroskops automatisch oder manuell angesteuert werden kann.
US 2014/0 291 512 A1 offenbart eine Methode zum Positionieren einer Probe, wobei verschiedene Arten von Probenmarkierungen eingesetzt werden, um Ungenauigkeiten beim Verfahren der Probe zu kompensieren.
Es ist ebenfalls bekannt, graphische Hilfsmittel wie zweidimensionale Übersichtsbilder oder CAD-Layoutdaten zur Navigation zu verwenden. Meistens geht es darum, die interessierende Probenstelle in zwei (x, y) oder drei Dimensionen (x, y, z) aufzufinden. Aber auch bei diesen Verfahren kann es für den Benutzer schwierig sein, sich zurechtzufinden und die erforderlichen Daten zu dokumentieren, insbesondere wenn Änderungen von dreidimensionalen Koordinaten oder Änderungen der Raum-Orientierung wie Kippung und Drehung der Probe berücksichtigt werden sollen.
Weiterhin ist Software vorgeschlagen worden, wie beispielsweise ZEISS Atlas 5, mit der eine Vielzahl von Mosaikbildern in den Raumdimensionen x und y dargestellt werden kann, so dass große Probenbereiche erfasst werden können.
Überblick über die Erfindung
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung Verfahren vorzuschlagen, mit denen eine zu untersuchende Probe in einem Teilchenstrahlgerät benutzerfreundlich positioniert werden kann und das Anfahren vorbestimmter Probenpositionen teilweise oder ganz automatisiert werden kann.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind durch die abhängigen Ansprüche gegeben. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Teilchenstrahlgerät gemäß Anspruch 15 bis 18, das eingerichtet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen, sowie ein Computerprogramm gemäß Anspruch 19, das ein Teilchenstrahlgerät dazu veranlasst, das Positionierungsverfahren auszuführen.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei Probenpräparationen die Probe in verschiedene Probenpositionen verfahren wird, die in einer Beziehung zueinander stehen. Die jeweilige Beziehung zwischen zwei Positionen kann sich aufgrund der räumlichen Bedingungen (Proben- und /oder Gerätegeometrie) ergeben oder vom Benützer willkürlich zugeordnet werden. Oft werden die Probenpositionen in einer definierten Abfolge nacheinander angefahren, wobei manche Positionen mehrfach angefahren werden können.
In jedem Fall kann das Beziehungswissen über die wechselseitigen Abhängigkeiten der einzelnen Probenpositionen verwendet werden, um Verfahren zur Probenpositionierung zu verbessern.
Eine Probenposition (auch kurz „Position“ genannt) umfasst sowohl die Ortslage als auch die Raum-Orientierung der Probe. Der Begriff Ortslage bedeutet hierbei die Lokalisierung der Probe im dreidimensionalen Raum, die durch Angabe von x-, y- und z-Koordinaten beschrieben werden kann. Unter der Raum-Orientierung wird die Ausrichtung der Probe verstanden. Die Raum-Orientierung wird meist in Relation zu einer der optischen Achsen des Mikroskop-Systems angegeben. Die geometrische Ausgestaltung der Probe und/oder die gewünschten Bearbeitungsschritte bedingen, dass die Probe in bestimmten Ausrichtungen relativ zu der oder den optischen Achsen des Mikroskop-Systems gehalten werden muss. Üblicherweise wird die Raum-Orientierung der Probe durch Rotation der Probe um die Kipp- und/oder Drehachsen verändert. Oft ist es dabei nötig, die Kippachse der Probe derart auszurichten, dass die Probe so gekippt wird, wie es die individuelle Bearbeitungsgeometrie erfordert.
Unter dem Begriff Positionierung wird das Bewegen einer Probe in eine Probenposition verstanden. Dabei spielt in manchen Fällen auch die Route eine Rolle, über die die Probe von einer ersten Position in eine zweite Position bewegt wird. Unter der Route wird der genaue Verfahrweg verstanden, also Abfolge, Geschwindigkeit und Ausmaß von translatorischen Bewegungen (Verfahrschritte) und Rotationsbewegungen (Kippung, Drehung).
Die Bewegung der Probe in die verschiedenen Positionen wird üblicherweise mit einem verfahrbaren Probentisch bewerkstelligt. Der Probentisch umfasst üblicherweise wenigstens translatorische Bewegungselemente, mit denen er in x- und y-Richtung, meistens auch in z-Richtung bewegt werden kann. Dabei sind die genannten Translationsachsen jeweils senkrecht zueinander orientiert. Oft verfügt der Probentisch auch über rotatorische Bewegungselemente, die beispielweise eine erste Rotationsachse (R) aufweisen, um die der Probentisch drehbar angeordnet ist. Es ist auch denkbar, dass der Tisch zusätzlich eine zweite Rotationachse (T) aufweist, um die er drehbar ist und die senkrecht zur ersten Rotationsachse angeordnet ist. Die zweite Rotationsachse wird auch als Kippachse (T) bezeichnet. Wenn ein solcher Fünf-Achsen-Tisch verwendet wird, kann die zu untersuchende Probe also in den drei Raumrichtungen x, y und z verschoben werden, um die Ortslage der Probe zu ändern.
Außerdem kann die Raum-Orientierung der Probe verändert werden, indem die Probe gedreht und/oder gekippt wird. Es ist auch denkbar, dass der Probentisch als Sechs-Achsen-Tisch (sog. super-euzentrischer Tisch) ausgebildet ist, also als ein Fünf-Achsen-Tisch, der eine zusätzliche Achse aufweist, die meist M-Achse genannt wird.
Eine Steuervorrichtung steuert die Bewegung des Probentischs. Dies geschieht vorteilhafterweise computerbasiert durch Zusammenwirken der Steuervorrichtung mit einer Speichervorrichtung. Die gewünschten Positionen der interessierenden Probenstelle können durch Datensätze beschrieben und mittels der Speichervorrichtung gespeichert werden. Zum Anfahren einer bestimmten Probenposition wird der betreffende Datensatz aus dem Speicher aufgerufen, so dass die Steuervorrichtung den Probentisch mitsamt der Probe in die im Datensatz beschriebene Position bewegt.
Unter einem Datensatz werden Daten verstanden, die einer Probenposition zugeordnet sind und die Informationen umfassen, mit denen die Probenposition hinreichend charakterisiert werden kann, beispielsweise die x-, y- und z-Koordinaten und der Kippwinkel einer bestimmten Probe.
Gemäß der Erfindung werden Datensätze, die die einzelnen Probenpositionen beschreiben, in einer zweidimensionalen Tabelle, d.h. in einer Matrix-Struktur, angezeigt. Durch die Anordnung innerhalb der Matrix können zusätzliche Informationen übermittelt werden. Beispielsweise kann die Information übermittelt werden, dass alle Dateneinträge einer Spalte für dieselbe Probe gelten. Zudem kann die Information verknüpft werden, dass alle Dateneinträge in einer bestimmten Zeile die gleiche Raum-Orientierung der jeweiligen Proben relativ zu einer optischen Achse des Mikroskop-Systems beschreiben. Anders gesagt: Durch die Verwendung einer zweidimensionalen Tabelle werden Beziehungen zwischen den Datensätzen repräsentiert. Dies ermöglicht eine teilweise oder vollständige Automatisierung der Probenpositionierung.
Ausgehend von einer frei gewählten und als unabhängig definierten Probenposition können abhängige Positionen im Voraus berechnet oder manuell zugeordnet werden. Dabei kann die Beziehung zwischen der unabhängigen Position und einer abhängigen Position beispielweise durch einen festen Wert oder durch eine mathematische Funktion beschrieben werden.
Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die Beziehungen zwischen den Probenpositionen als relative Verknüpfungen gespeichert werden, so dass bei Veränderung einer Position sich die Änderung der anderen verknüpften Positionen zwangsläufig ergibt.
Es ist auch denkbar, dass Probenpositionen durch logischen Analogieschluss ermittelt werden. Ausgehend von Probenpositionen einer ersten interessierenden Probenstelle können in analoger Weise die entsprechende Positionen für eine zweite Probenstelle berechnet werden.
Somit kann die Probenpositionierung bei Präparationen standardisiert werden, indem zunächst alle Probenpositionen für eine erste interessierende Probenstelle (ROI) gespeichert werden. Aus den gespeicherten Daten können dann in analoger Weise die Probenpositionen für andere interessierende Probenstellen (ROI) oder Probenausrichtungen abgeleitet werden. Dies hat den Vorteil, dass nur wenige Probenpositionen vom Benutzer manuell eingegeben werden müssen und die Mehrzahl der Probenpositionen mittels der computerbasierten Steuervorrichtung berechnet werden kann.
Darüber hinaus kann eine Verwaltungslogik definiert werden, die in Form von Regeln festlegt, ob bestimmte Ortslagen und Raum-Orientierungen als Probenposition zulässig sein sollen oder nicht.
Es ist auch denkbar, dass vorbestimmte Befehle in einer Befehlsliste bereitgestellt werden, aus der sie ausgewählt und einem Datensatz und/oder einem Feld in der zweidimensionalen Tabelle zugeordnet werden können. Mit Hilfe eines Befehls kann ein Probentisch bewegt werden, so dass eine interessierende Probenstelle von einer ersten Probenposition in eine zweite Probenposition bewegt wird.
Ausführungsbeispiele
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren erläutert. Zur Erläuterung der Komponenten wird deshalb auch auf die gesamte jeweils vorangehende und nachfolgende Beschreibung Bezug genommen.

1 zeigt die Situation in einem Teilchenstrahlgerät, das eingerichtet ist, ein Ausführungsbeispiel des Positionierungsverfahrens auszuführen.
2 zeigt ein Flussdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
3a zeigt beispielhaft eine zweidimensionale Positionstabelle.
3b zeigt beispielhaft eine alternative zweidimensionale Positionstabelle.
4 zeigt ein Flussdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
5 zeigt eine spezielle Ausprägung einer zweidimensionalen Positionstabelle.
6 zeigt ein Teilchenstrahlgerät, mit dem das Positionierungsverfahren ausgeführt werden kann.
7 zeigt ein Beispiel für eine zweidimensionale Positionstabelle, die als graphische Benutzeroberfläche ausgebildet ist.

Die 1 und 2 beziehen sich auf ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Positionierungsverfahrens, wie es bei der TEM-Lamellen-Präparation eingesetzt werden kann.
TEM-Lamellen sind mikroskopische Proben, die für die Untersuchung in einem Transmissionselektronenmikroskop (TEM) benötigt werden. TEM-Lamellen sind zumindest in einem Teilbereich so dünn, dass sie von Elektronen durchstrahlt werden können, so dass transmittierte Elektronen detektiert und zur Bilderzeugung verwendet werden können. Gewöhnlich wird eine TEM-Lamelle aus dem vollen Probenmaterial, also einem Probenblock, herauspräpariert. Beim sogenannten Lift-out wird die TEM-Lamelle vom Probenblock abgetrennt und auf einen Transferhalter übertragen.
1 zeigt schematisch die Situation in der Probenkammer eines Zweistrahlgeräts, in dem ein Probenblock 6 und ein Transferhalter 2 im Zuge der Präparation einer TEM-Lamelle positioniert werden.
Ein Probenblock 6, der einen räumlichen Bereich umfasst, welcher als TEM-Lamelle präpariert werden soll, ist auf einem Probenhalter 5 montiert. Auf einem weiteren Probenhalter 3 wird ein Transferhalter 2 gehalten. Beide Probenhalter 3, 5 werden auf einem verfahrbaren Probentisch 4 gehalten, der vorzugsweise als Fünf-Achsen-Tisch ausgebildet ist.
Der Transferhalter 2 dient dazu, die TEM-Lamelle, die vom Probenblock 6 abgetrennt worden ist, aufzunehmen und für die weitere Verwendung bereitzuhalten. Der Transferhalter 2 kann beispielsweise als Lift-out Grid ausgebildet sein.
Der Probentisch 4 mitsamt den darauf montierten, oben beschriebenen Elementen, befindet sich in der Probenkammer eines Zweistrahlgeräts, das eine Elektronenstrahlsäule 1 und eine Ionenstrahlsäule 7 aufweist. Das Zweistrahlgerät umfasst zudem eine Speichervorrichtung (nicht dargestellt) und eine Steuervorrichtung (nicht dargestellt). Mit der Steuervorrichtung kann der Probentisch 4 bewegt werden, was erlaubt, den Probentisch 4 sowie die darauf montierten Elemente in vorbestimmte Positionen zu verfahren. Durch Bewegen des Probentischs 4 können also der Probenblock 6 und der Transferhalter 2 in verschiedenen Positionen relativ zu den optischen Achsen 8, 9 des Teilchenstrahlgeräts gehalten werden.
2 zeigt ein Flussdiagramm des ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Positionierungsverfahrens. Dabei wird in Schritt S1 der Probentisch des Zweistrahlgeräts mit einem Probenblock, aus dem eine erste TEM-Lamelle gewonnen werden soll, und einem Transferhalter beladen. Üblicherweise umfasst ein Probentisch mehrere Aufnahmevorrichtungen für Probenhalter. Auf einer der Aufnahmevorrichtungen wird der Probenhalter, der den Probenblock trägt, montiert. Auf einer zweiten Aufnahmevorrichtung wird der Transferhalter (der im Prinzip ebenfalls ein Probenhalter ist) montiert, auf den die erste TEM-Lamelle nach dem Abtrennen vom Probenblock übertragen werden soll.
In Schritt S2 wird der Probenblock mit Hilfe der Rasterelektronenmikroskop-Funktion des Zweistrahlgeräts abgebildet. Dazu wird der Probenblock mittels der Steuervorrichtung so positioniert, dass der Probenblock im Wesentlichen senkrecht zur optischen Achse der Elektronenstrahlsäule ausgerichtet ist. Das bedeutet, dass der Elektronenstrahl ungefähr senkrecht auf die Probenoberfläche auftrifft. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Arbeitsabstand (z-Höhe) so gewählt wird, dass gute Abbildungseigenschaften erreicht werden.
Dann (Schritt S3) wird anhand des Bilds der Probe eine interessierende Probenstelle (ROI) ausgewählt, an der die erste TEM-Lamelle präpariert werden soll. Eventuell ist es notwendig, die Probe in x- und y-Richtung zu verfahren, bis die interessierende Probenstelle (ROI) so unter der Objektivlinse der Elektronenstrahlsäule platziert ist, dass die interessierende Probenstelle (ROI) wie gewünscht im Bildfeld der Elektronenstrahlsäule liegt.
Im nächsten Schritt S4 wird die aktuelle Position der ersten Probenstelle (ROI) gespeichert. Dabei wird ein erster Datensatz gespeichert, der sowohl die Ortslage als auch die Raum-Orientierung der ersten Probenstelle (ROI) beschreibt. Der Datensatz mit den erforderlichen Informationen kann mit Hilfe der Speichervorrichtung in einer zweidimensionalen Tabelle angezeigt werden.
Die in Schritt S4 gespeicherte Probenposition der ersten Probenstelle (ROI) wird vorteilhafter Weise als unabhängige Position definiert und als solche gespeichert. Eine unabhängige Position kann frei gewählt werden. Im weiteren Verlauf des Verfahrens können dann andere Probenpositionen der unabhängigen Position zugeordnet werden. Mit anderen Worten: Weitere Positionen werden mit der unabhängigen Position verknüpft, so dass die zugeordneten Positionen als abhängig von der unabhängigen Position angesehen werden. Vorteilhafterweise wird der Datensatz mit einer eindeutigen und charakterisierenden Benennung, beispielsweise „Face to SEM“, versehen, so dass die Weiterverarbeitung erleichtert wird.
Im nächsten Schritt S5 wird der Transferhalter mit Hilfe des Rasterelektronenmikroskops abgebildet. Dazu wird der Probentisch so bewegt, dass der Transferhalter unter dem Objektiv der Elektronenstrahlsäule platziert ist.
In Schritt S6 wird anhand des SEM-Bilds eine erste Probenaufnahmestelle ausgewählt, nämlich diejenige Stelle am Transferhalter, an die die erste TEM-Lamelle beim später erfolgenden Lift-Out übertragen werden soll.
Die Position der ersten Aufnahmestelle wird mit der ersten Probenposition „Face to SEM“ verknüpft und gespeichert (Schritt S7). Vorteilhafterweise wird die Position zusammen mit einer passenden Benennung, z.B. „Attach to grid finger“ abgelegt und ist in einer zweidimensionalen Tabelle darstellbar. Besonders vorteilhaft ist es, wenn dies so geschieht, dass die Verknüpfung aus der Anordnung in der Tabelle erkennbar ist. Beispielsweise ist das dann der Fall, wenn die miteinander verknüpften Datensätze in verschiedenen Zeilen in derselben Spalte abgelegt werden (wie in 3a dargestellt), wobei alle Felder in dieser Spalte die erste TEM-Lamelle betreffen und die Einträge in diesen Feldern verschiedene Probenpositionen der ersten TEM-Lamelle repräsentieren.
Falls gewünscht können nun noch weitere Probenpositionen definiert und gespeichert werden. Dazu können die gewünschten Positionen manuell angefahren und gespeichert werden. Alternativ können weitere gewünschte Probenpositionen - ausgehend von der unabhängigen Position, mit der sie verknüpft werden - mittels Rechenoperationen ermittelt und gespeichert werden.
Falls eine zweite TEM-Lamelle bearbeitet werden soll, werden die Verfahrensschritte S2 bis S8 für die zweite TEM-Lamelle wiederholt.
Schließlich wird in Schritt S9 eine in einem Datensatz gespeicherte Probenposition aufgerufen, so dass der Probentisch durch Zusammenwirken von Speichervorrichtung und Steuervorrichtung bewegt wird. Die Tischbewegung erfolgt derart, dass die Probenstelle an diejenige Position verfahren und dort gehalten wird, die durch den aufgerufenen Datensatz beschrieben wird. Das heißt also, dass die Probenstelle eine vorbestimmte Ortslage einnimmt und eine vorbestimmte Raum-Orientierung bezüglich des Mikroskopie-Systems, vorzugsweise bezogen auf eine optische Achse des Mikroskopie-Systems.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es also, eine Probenstelle, die sich an einer beliebigen Position befindet, so zu verfahren, dass die Probenstelle an eine andere, zuvor ermittelte Position bewegt wird.
3a und 3b zeigen, wie eine zweidimensionale Tabelle, in der die Datensätze angezeigt werden, aussehen kann. In 3a ist dargestellt, dass die Felder 33, 34, 35, 36 der Tabelle in Spalten 31, 32 und Zeilen 37, 38 angeordnet sind. Alle Felder der Spalte 31 sind einer bestimmten Probe, beispielsweise der ersten TEM-Lamelle (Lamelle 1), zugeordnet. In den Zeilen 37, 38 der Spalte 31 werden jeweils die Datensätze für einzelne Positionen für diese Probe gespeichert. Das bedeutet, dass in Spalte 31 die Datensätze für alle Probenpositionen, die die Probe bei der Präparation der ersten TEM-Lamelle einnehmen soll, gespeichert sind.
Es ist natürlich auch denkbar, dass die Dimensionen der Tabelle umgekehrt sind, wie in 3b dargestellt. Hier sind die Daten einer bestimmten Probe (z.B. Lamelle 1) in einer Zeile 39 angeordnet. In den verschiedenen Spalten 40, 41 werden die zu dieser Probe gehörigen Probenpositionen gespeichert.
Beiden Varianten der 3a und 3b ist gemeinsam, dass die Datensätze in einer Matrix-Struktur dargestellt werden. Besonders vorteilhaft ist hierbei, dass die Beziehung der Datensätze untereinander durch die Anordnung in der zweidimensionalen Tabelle repräsentiert, d.h. wiedergegeben wird. Daher kann im Unterschied zu einer Positionsliste auf eine aufwendige Benennung verzichtet werden. Die Beziehung zwischen den Dateneinträgen in den einzelnen Feldern 33, 34, 35, 36 kann entweder manuell zugewiesen werden oder sich aus Berechnungen ergeben.
Bei den bisher und den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen ist es grundsätzlich auch denkbar, dass in den Datensätzen, die die unabhängigen Probenpositionen beschreiben, Rohdaten, d.h. die Daten bezüglich Ortslage und Raum-Orientierung abgespeichert werden. Das Speichern geschieht zusammen mit Informationen zu den Beziehungen, über die die abhängigen Positionen mit den unabhängigen Positionen verknüpft sind. Das heißt also, dass die Rohdaten mit einer Verwaltungslogik abgespeichert werden. Dies hat den Vorteil, dass nur geringe Datenvolumen gespeichert werden müssen. Erst beim Auslesen der Daten, also wenn die Probe an eine bestimmte Probenposition bewegt werden soll, erfolgt die Berechnung der anzufahrenden, abhängigen Probenposition. Somit werden die genauen Daten der abhängigen Probenpositionen bezüglich ihrer Ortslage und Raum-Orientierung also erst „on the fly“ ermittelt.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel, das anhand von 4 erläutert wird, wird das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt, um Proben bei der Präparation eines Probenquerschnitts (cross section) in der Probenkammer eines Zweistrahlgeräts zu navigieren. Die Präparation eines Probenquerschnitts kann Teil der Präparation einer TEM-Lamelle sein.
Ein Probenquerschnitt ist eine polierte Oberfläche, die senkrecht zur Probenoberfläche verläuft. Zur Herstellung eines Querschnitts wird die Probe üblicherweise zunächst mit Hilfe des Rasterelektronenmikroskops abgebildet, wobei diejenige Stelle auf der Probe festgelegt wird, an der der Querschnitt erzeugt werden soll.
Zu diesem Zweck wird die Probe so unter dem Objektiv der elektronenoptischen Säule gehalten, dass die Probenoberfläche ungefähr senkrecht zur optischen Achse der elektronenoptischen Säule ausgerichtet ist. Diese Probenposition wird beispielsweise „Face to SEM“ genannt. Dann wird mit dem fokussierten Ionenstrahl Probenmaterial abtragen (sog. Millen) bis die Querschnittsfläche frei gelegt ist. Bei diesem Bearbeitungsschritt muss die Probe unter dem Objektiv der ionenoptischen Säule gehalten werden, und zwar so, dass die Probenoberfläche ungefähr senkrecht zur optischen Achse der ionenoptischen Säule ausgerichtet ist (Probenposition: „Face to FIB“).
Vorteilhafterweise ist die Probe dabei außerdem gedreht, damit die Kippachse der Probe parallel zur Längsausdehnung des Querschnitts ausgerichtet ist (Probenposition: „Rotate Face to FIB“). Grundsätzlich kann es die Bearbeitungsgeometrie (je nach Probengeometrie und Geometrie des verwendeten Mikroskop-System) erfordern, dass die Probe in bestimmter Weise rotiert wird, um die erforderlichen Bearbeitungsschritte ausführen zu können.
Um eine Kollision von Probe und Mikroskop-System auszuschließen, ist es oft erwünscht, die Probe in einem vergrößerten Abstand, beispielsweise einem um 1 mm größeren Abstand zum Objektiv der teilchenoptischen Vorrichtung zu halten. Dazu kann eine weitere Position definiert werden, die diese Kriterien erfüllt (Probenposition: „Face to FIB -1 mm“).
Wie bereits oben erwähnt, wird mit dem fokussierten Ionenstrahl Probenmaterial abgetragen, um einen Querschnitt zu erzeugen. Aufgrund der Form des Strahlprofils des fokussierten Ionenstrahls verläuft der derart erzeugte Querschnitt jedoch meist nicht genau senkrecht zur Probenoberfläche. Daher wird die Probe - je nach Gegebenheiten - noch etwas stärker oder weniger stark gekippt, so dass mit dem Ionenstrahl unter einem veränderten Einfallswinkel nachgearbeitet werden kann (Probenposition: „Rotate to FIB overtilt“). Dadurch kann eine Querschnittsfläche erzeugt werden, die senkrecht zur Probenoberfläche ausgerichtet ist. Schließlich wird die Probe in eine Position gebracht, bei der der Querschnitt im Rasterelektronenmikroskop abgebildet werden kann. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Probe um einen Winkel von 60° zwischen optischer Achse der elektronenoptischen Säule und dem Querschnitt gekippt ist (Probenposition: „Face to SEM 60°“).
Im Laufe einer Querschnitts-Präparation wird die Probe also nacheinander in verschiedene Positionen relativ zur optischen Achse der elektronenoptischen Säule und zur optischen Achse der ionenoptischen Säule bewegt und in diesen Positionen gehalten. Aufgrund der geometrischen Gegebenheiten des Zweistrahlgeräts gibt es jeweils logische Beziehungen zwischen den einzelnen Positionen dieser Positionsabfolge, die sich mathematisch formulieren lassen. Beispielsweise sind die beiden Strahlsäulen in einem bestimmten Winkel α zueinander angeordnet. Daher kann man ausgehend von einer ersten Probenposition, die als unabhängige Position definiert wird, weitere Position mit Hilfe von Rechenoperationen ermitteln und mit der ersten Probenposition verknüpfen.
Beispielsweise kann die Position „Face to SEM“, bei der die Probe senkrecht zur optischen Achse der SEM-Säule in der Fokusebene ohne Kippung gehalten wird, als unabhängige Position gewählt werden. Wie in 4 dargestellt, wird in Schritt S41 die Probe zunächst in diese Position gebracht, um sie mit dem SEM abbilden zu können. Vorteilhaft ist es, wenn die Positionierung geschieht, während SEM-Aufnahmen erzeugt werden, so dass die genaue Position der Probe eingestellt und überprüft werden kann.
Dann (Schritt S42) wird die in Schritt S41 gefundene Position als unabhängige Position gespeichert. Besonders benutzerfreundlich kann es dabei sein, wenn die Position in einer zweidimensionalen Positionstabelle (wie 5) dargestellt wird.
In Schritt S43 werden abhängige Positionen berechnet und gespeichert und zum Beispiel zeilenweise in der zweidimensionalen Tabelle abgelegt. Dabei lässt sich die Position „Face to FIB“ als abhängige Position berechnen, ohne dass diese Position dazu manuell angefahren werden müsste. Die elektronenoptische Säule und die ionenoptische Säule sind in einem festen Winkel α zueinander angeordnet, beispielsweise in einem Winkel von 54°. Um die Probe von der Probenpositionen „Face to SEM“ in die Position „Face to FIB“ zu verfahren, muss die Probe um den Winkel α um die Kippachse rotiert werden. Wenn die Orts- und Raum-Koordinaten der Position „Face to SEM“ bekannt und gespeichert sind, lassen sich folglich die Orts- und Raum-Koordinaten der Position „Face to FIB“ errechnen.
Ausgehend von einer frei gewählten Position können also abgeleitete Probenpositionen berechnet werden, die für die jeweilige Probenpräparation nötig sind. Dabei kann prinzipiell jede Probenposition der Positionsabfolge als unabhängige Position festgelegt werden, da die Verknüpfungen gewöhnlich umkehrbar sind.
In manchen Fällen kann es erforderlich oder wünschenswert sein, die Probe vor der Bearbeitung zu rotieren. Als besonders vorteilhaft hat sich dabei erwiesen, mit Hilfe der Mikroskop-Bediensoftware ein Bearbeitungsobjekt (overlay) in das SEM-Bild der Probe einzublenden und anhand dieser Darstellung den erforderlichen Rotationswinkel zu ermitteln.
In Schritt S44 werden gespeicherte Positionen aufgerufen, so dass die Probe in die vorher festgelegten Ortslagen und Raum-Orientierungen verfahren wird.
5 zeigt beispielhaft eine zweidimensionale Positionstabelle mit den Probenpositionen der zweiten Ausführungsform. Die einzelnen Probenpositionen sind zeilenweise in der Tabelle abgelegt. Wenn mehrere Querschnitte hergestellt werden sollen, können in der Tabelle mehrere Spalten 51, 52 angelegt werden, wobei die Definitionen und Regeln der einzelnen Feldern der ersten Spalte in analoger Weise in die Felder der anderen Spalten übernommen werden können.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Datensätze in der zweidimensionalen Tabelle editierbar sind. So können Regeln hinterlegt werden, die die Probenpositionierung vereinfachen und sicherer machen. Beispielsweise kann hinterlegt werden, dass nur solche Probenpositionen angefahren werden können, die entweder vom Benutzer manuell definiert wurden oder vollständig berechnet werden können. Es ist auch denkbar, dass der Benutzer über die Definition von Regeln einen Sicherheitsabstand zwischen Probe und Objektiv eingibt. Dies geschieht beispielweise dadurch, dass der Abstand zwischen Probe und Objektiv in z-Richtung um 1 mm erhöht wird. Ferner ist es denkbar, dass für die Beziehung zwischen einzelnen Zeilen oder Spalten Regeln formuliert und gespeichert werden.
Zudem kann das Abspeichern von offensichtlich falschen Positionen vermieden werden, indem beispielsweise ausgeschlossen wird, dass die Position senkrecht unter dem Objektiv der elektronenoptischen Säule als „Face to FIB“ gespeichert wird. So können Verwechslungen vermieden werden und das Beschädigungsrisiko beim Bewegen der Probe verringert werden.
Außerdem kann in Form von Regeln festgelegt werden, auf welcher Route der Probentisch verfahren wird, um die interessierende Probenstelle (ROI) an eine bestimmte Position zu bewegen. Das heißt also, dass der Verfahrweg festgelegt wird. Dies geschieht, indem zum Beispiel definiert wird, welche Tisch-Achsen bewegt werden und in welchem Ausmaß und in welcher Reihenfolge dies geschieht.
Es ist auch denkbar, dass Regeln formuliert werden, die eine Beziehung zwischen einer Probenposition und einem Betriebsparameter des Teilchenstrahlgeräts, wie beispielsweise dem eingestellten Strahlstrom des Teilchenstrahls, definieren.
Schließlich können Regeln auch kontextabhängig hinterlegt werden, so dass diese Regeln in Abhängigkeit von einem ganz bestimmten Prozessschritt angewendet werden. Wird beispielsweise eine Position für einen Polierschritt mit Overtilt angefahren, muss die Rotation der Probe korrekt gewählt werden. Wenn die gleiche Position jedoch angefahren wird, um ein Kontrollbild aufzunehmen, kann die Rotation außer Acht gelassen werden.
Außerdem kann eine Korrekturmöglichkeit vorgesehen werden, mit deren Hilfe die Genauigkeit der Positionierung verbessert werden kann. Da die Verfahrgenauigkeit des Probentischs begrenzt ist, ist es oft wünschenswert, dass der Benutzer angefahrene Positionen überprüfen und gegebenenfalls manuell korrigieren kann. Es kann daher vorgesehen werden, dass nach einem solchen manuellen Korrigieren die bisher gespeicherte Position durch die korrigierte Probenposition überschrieben wird. Dies kann automatisch geschehen, z.B. ausgelöst durch den Start eines Milling-Vorgangs oder dem Start eines Abscheidungsprozesses. Es ist auch denkbar, dass die Korrektur der Positionierung mithilfe einer automatischen Drift-Korrektur bewerkstelligt wird. Auch in diesem Fall kann die bisher gespeicherte Position durch die korrigierte Probenposition überschrieben werden.
7 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausführungsform, bei der die zweidimensionale Positionstabelle als graphische Benutzeroberfläche 100 ausgebildet ist. Hierbei ist denkbar, dass die Bedienung mithilfe von Schaltflächen 101, 102, 103, 104, 105 geschieht, durch die der Benutzer Befehle wie „Datensatz erzeugen (Setup)“ 101, „Datensatz speichern (Save)“ 103, „Datensatz bearbeiten (Edit)“ 105, „Probenposition anfahren (Goto)“ 102 und „Datensatz löschen (Delete)“ 104 ausführen kann. Weitere Schaltflächen können vorgesehen sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei Betätigung der Schaltflächen „Datensatz erzeugen (Setup)“ 101 und/oder „Datensatz bearbeiten (Edit)“ 105 ein Dialogfenster geöffnet wird, in dem der Benutzer den Datensatz editieren kann. Beispielsweise können im Setup- oder Edit-Dialog Beziehungen zwischen Zeilen der zweidimensionalen Tabelle spezifiziert werden. Zum Beispiel kann die Beziehung zwischen Zeile B und Zeile C in 5 lauten: z (C) = z (B) - 1 mm, um einen um 1 mm vergrößerten Abstand zur Teilchenstrahlsäule zu gewährleisten. Im Dialogfenster können zudem weitere Bedingungen spezifiziert werden, beispielsweise für Zeile A und Zeile B in 5. In diesem Beispiel kann das sein: B = A + compuzentrische Kippung nach T= 54°, wenn der Winkel α zwischen den Strahlsäulen 54° beträgt.
Die verschiedenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens können beispielsweise mit einem Zweistrahlgerät (FIB-SEM-Kombinationsgerät) ausgeführt werden, 6 zeigt ein Zweistrahlgerät 61, das zwei Teilchenstrahlsäulen umfasst, nämlich eine Elektronenstrahlsäule 63 zur Erzeugung eines Elektronenstrahls und eine Ionenstrahlsäule 79 zur Erzeugung eines fokussierten Ionenstrahls. Beide Teilchenstrahlen sind auf den Bearbeitungsort auf der Probe 74 gerichtet, der sich üblicherweise im Koinzidenzpunkt beider Teilchenstrahlen befindet. Die Probe 74 wird mittels eines Probenhalters (nicht dargestellt) auf dem verfahrbaren Probentisch 75 gehalten und befindet sich in der Probenkammer 62 des Zweistrahlgeräts, in der während des Betriebs üblicherweise Vakuumbedingungen herrschen.
Der Probentisch 75 ist vorteilhafterweise als Fünf-Achsen-Probentisch ausgebildet. Das bedeutet, dass die Probe 74 in x-, y- und z-Richtung - also in drei zueinander senkrecht stehenden Raumrichtungen - verfahren, sowie um eine Kippachse und eine Rotationsachse rotiert werden kann. Die Rotation um die Kippachse, die senkrecht zu einer von den optischen Achsen 66, 78 aufgespannten Ebene (d.h. senkrecht zur Zeichenebene) verläuft, ermöglicht es, dass die Oberfläche der Probe, die mit geladenen Teilchen bestrahlt werden soll, verschiedene einstellbare Winkel zu den optischen Achse 66, 78 einnehmen kann.
Beim Betrieb werden in der Elektronenquelle 64 Primärelektronen erzeugt, die entlang der optischen Achse 66 der Elektronenstrahlsäule 63 beschleunigt, durch die Linsensysteme 65, 67 gebündelt und durch wenigsten eine Aperturblende 68 beschnitten werden. Außerdem umfasst die Elektronenstrahlsäule 63 ein Ablenksystem 69, mit dem der Primärelektronenstrahl über die Oberfläche der Probe 74 geführt werden kann. Das FIB-SEM-Kombinationsgerät 61 umfasst ferner mindestens einen Detektor 70 zum Detektieren von Wechselwirkungsprodukten der Wechselwirkung von Teilchenstrahl und Probe 74.
Das Zweistrahlgerät 61 umfasst außerdem eine Ionenstrahlsäule 79 mit Ionenquelle 80, Ablenksystem 77 und Fokussierlinse 76. Die in der Ionenquelle 80 erzeugen Ionen werden entlang der optischen Achse 78 der Ionenstrahlsäule 79 beschleunigt und gebündelt, so dass die Ionen fokussiert auf der Probe 74 auftreffen und dazu genutzt werden können, Material von der Probe 74 abzutragen und/oder die Probe 74 abzubilden.
Es ist vorteilhaft, wenn das Teilchenstrahlgerät ferner ein Gasinjektionssystem (GIS) 73 aufweist. Dieses umfasst üblicherweise mindestens ein Reservoir für ein Prozessgas, welches über eine Leitung, die nahe dem Bearbeitungsort endet, der Probe 74 zugeführt werden kann. Das Prozessgas kann als Vorläufergas ausgebildet sein. Das Vorläufergas wird zunächst durch den Ionenstrahl oder den Elektronenstrahl aktiviert und so in eine reaktive Form umgewandelt, die Probenmaterial abzutragen oder Material an der Probe 74 zu deponieren vermag. Beispielsweise kann ein Vorläufergas von Xenondifluorid (XeF₂) zugeführt werden, das durch die Aktivierung in reaktives Xenondifluorid umgewandelt wird, so dass das Probenmaterial geätzt wird. Der Fortgang der Bearbeitung der Probe 74 kann mithilfe von Elektronenstrahlsäule 63 und Detektor 70 simultan oder sukzessive beobachtet werden.
Außerdem umfasst das Teilchenstrahlgerät 62 eine Steuervorrichtung 72 und eine Speichervorrichtung 71. Mit Hilfe der Speichervorrichtung 71 können Datensätze, die Probenpositionen beschreiben und zur erfindungsgemäßen Probenpositionierung verwendet werden, gespeichert und verarbeitet werden. Durch Zusammenwirken von Speichervorrichtung 71 und Steuervorrichtung 72 kann der Probentisch verfahren werden, so dass eine interessierende Probenstelle (ROI) in eine vorbestimmte Position bewegt und dort gehalten wird.
Die Steuervorrichtung 72 kann eine Folge von Steuerbefehlen ausführen, die in einem Computerprogramm umfasst sind. Durch die Ausführung der Sequenz von Steuerbefehlen wird das Teilchenstrahlgerät 61 dazu veranlasst, das erfindungsgemäße Positionierungsverfahren auszuführen.
Das erfindungsgemäße Positionierungsverfahren ist nicht auf die gezeigten beispielhaften Mikroskop-Systeme beschränkt. Es ist ebenso denkbar, das erfindungsgemäße Verfahren bei der Beobachtung und/oder Bearbeitung von Proben einzusetzen, die mit anderen Mikroskopie-Systemen untersucht werden sollen, beispielsweise mit Lichtmikroskopen oder Röntgenmikroskopen.
Besonders vorteilhaft ist es, das erfindungsgemäße Verfahren mit einem Mikroskop-System auszuführen, das ein optisches oder teilchenoptisches System aufweist, das eine optische Achse definiert, sowie einen bewegbaren Probentisch zur Aufnahme einer Probe. Mithilfe des Probentischs kann eine erste Stelle der Probe in verschiedene Positionen, d.h. also Ortslagen und Raum-Orientierungen, relativ zur optischen Achse des Mikroskop-Systems gebracht werden. Ebenso kann eine zweite Probenstelle in verschiedene Positionen relativ zur optischen Achse bewegt werden. Die Ortslagen und Raum-Orientierungen der ersten und der zweiten Probenstelle können jeweils durch verschiedene Datensätze beschrieben werden. Außerdem umfasst das Mikroskop-System eine Speichervorrichtung zur Speicherung von Datensätzen und eine Steuervorrichtung, die die Bewegung des Probentisches steuert, was mithilfe der gespeicherten Datensätze bewerkstelligt wird. Darüber hinaus umfasst das Mikroskop-System ein User Interface mit einer Anzeigevorrichtung, auf der Informationen in Feldern einer zweidimensionalen Tabelle anzeigbar sind.
Dabei sind die Felder in einer ersten Zeile oder Spalte der zweidimensionalen Tabelle der ersten Probenstelle zugeordnet. Die zweidimensionale Tabelle weist außerdem wenigstens eine zweite Spalte oder Zeile auf, die zur ersten Spalte oder Zeile parallel verläuft. Die Felder der zweiten Spalte oder Zeile sind der zweite Stelle der Probe zugeordnet. Den Feldern werden Datensätze zugeordnet, die in der Datenspeicherungsvorrichtung gespeichert sind und die den unterschiedlichen Ortslagen und/oder Raum-Orientierungen der Probenstellen relativ zur optischen Achse entsprechen. Somit wird den Tabellenfeldern jeweils eine Position (d.h. Ortslage und Raum-Orientierung) einer Probestelle zugeordnet.
Dabei entsprechen die Datensätze, die den Feldern der ersten Zeile oder Spalte zugeordnet werden, den Ortslagen und Raum-Orientierung, die die erste Probenstelle relativ zur optischen Achse einnehmen kann. Die Datensätze, die den Feldern der zweiten Zeile oder Spalte zugeordnet werden, entsprechen den Positionen, die die zweite Probenstelle relativ zur optischen Achse einnehmen kann.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Steuervorrichtung so ausgebildet ist, dass per Eingabe am User Interface Positionen, die durch gespeicherte Datensätze beschrieben werden, angefahren werden können. Beispielsweise kann durch Anklicken oder andersartiges Auswählen eines ausgewählten Felds in der zweidimensionalen Tabelle der Probentisch bewegt werden. Dazu wird auf den Datensatz zurückgegriffen, der dem ausgewählten Feld zugeordnet ist. Die dem Feld zugeordnete Probenstelle wird bewegt, bis sie die Ortslage und Raum-Orientierung relativ zur optischen Achse einnimmt, die im zugehörigen Datensatz beschrieben ist.
Außerdem ist es denkbar, dass - ausgehend von den Probenpositionen einer ersten interessierenden Probenstelle - Probenpositionen einer zweiten Probenstelle durch Analogieschluss ermittelt und berechnet werden. Dazu sollte das User Interface so ausgebildet sein, dass den gespeicherten Datensätzen Befehle zugewiesen werden können. Dabei sind die Datensätze jeweils einem Feld zugeordnet, welches wiederum einer ersten oder zweiten Stelle der Probe zugewiesen ist. Die Steuervorrichtung kann dabei zu einem Feld, das der zweiten Stelle der Probe zugeordnet ist, einen zugehörigen Datensatz berechnen und zuordnen, wobei der berechnete Datensatz dem Befehl entspricht, der dem Feld zugewiesen ist. Ein Befehl beruht auf dem Beziehungswissen über die Beziehung zwischen einer ersten und einer zweiten Probenposition und liefert die Information, wie der Probentisch bewegt werden muss, um die Probenstelle von der ersten Probenposition in die zweite Probenposition zu bewegen.
Bei der Berechnung des Datensatzes wird ein der zweiten Probenstelle zugeordneter, gespeicherter Datensatz in einem anderen Feld berücksichtigt, das der zweiten Stelle zugeordnet ist. Außerdem wird bei der Berechnung des Datensatzes ein gespeicherter Datensatz berücksichtigt, der der ersten Stelle der Probe zugeordnet ist, der einem Feld zugeordnet ist, dem derselbe Befehl zugewiesen ist wie dem Feld, für das der Datensatz berechnet und zugeordnet werden soll.
Darüber hinaus ist es denkbar, dass das User Interface des Mikroskop-Systems ausgebildet ist, den Feldern, die der ersten Probenstelle zugeordnet sind und /oder den Felder, die der zweiten Probenstelle zugeordnet sind, Befehle aus einer Befehlsliste zuzuordnen. Zu diesem Zweck ist die Steuervorrichtung so ausgebildet, dass zu einem ausgewählten Feld ein zugehöriger Datensatz berechnet und zugewiesen werden kann, der dem Befehl entspricht, der dem ausgewählten Feld zugeordnet ist. Bei der Berechnung des besagten Datensatzes wird ein gespeicherter Datensatz berücksichtigt, der einem anderen Feld zugeordnet ist, das derselben Stelle der Probe zugeordnet ist.
Bezugszeichenliste

1: Elektronenstrahlsäule
2: Transferhalter
3: erster Probenhalter
4: Probentisch
5: zweiter Probenhalter
6: Probenblock
7: Ionenstrahlsäule
8: Optische Achse der Elektronenstrahlsäule
9: Optische Achse der Ionenstrahlsäule
S1: Schritt 1
S2: Schritt 2
S3: Schritt 3
S4:: Schritt 4
S5:: Schritt 5
S6:: Schritt 6
S7:: Schritt 7
S8:: Schritt 8
S9:: Schritt 9
31: Erste Spalte
32: Zweite Spalte
33: Erstes Feld
34: Zweites Feld
35: Drittes Feld
36: Vierte Feld
37: Zweite Zeile
38: Erste Zeile
39: Zeile
40: Erste Spalte
41: Zweite Spalte
S41: Schritt 1
S42: Schritt 2
S43: Schritt 3
S44: Schritt 4
51: Erste Spalte
52: Zweite Spalte
61: Zweistrahlgerät
62: Probenkammer
63: Elektronenstrahlsäule
64: Elektronenquelle
65: Erstes Kondensorlinsensystem
66: Optische Ache der Elektronenstrahlsäule
67: Zweites Kondensorlinsensystem
68: Aperturblende
69: Ablenksystem
70: Detektor
71: Speichervorrichtung
72: Steuervorrichtung
73: Gasinjektionssystem
74: Probenblock
75: Probentisch
76: Fokussierlinse
77: Ablenksystem
78: Optische Achse der ionenoptischen Säule
79: Ionenoptische Säule
80: Ionenquelle
100: Graphische Benutzeroberfläche
101: Schaltfläche Setup (Datensatz erzeugen)
102: Schaltfläche Goto (Probenposition anfahren)
103: Schaltfläche Save (Datensatz speichern)
104: Schaltfläche Delete (Datensatz löschen)
105: Schaltfläche Edit (Datensatz editieren)

Claims

Verfahren zur Positionierung einer Probe in einem Mikroskop-System, wobei eine interessierende Stelle (ROI) auf der Probe mit dem Mikroskop-System beobachtet und/oder bearbeitet wird, und das Mikroskop-System umfasst: - ein optisches oder teilchenoptisches System, das eine optische Achse definiert, - einen bewegbaren Probentisch zur Aufnahme einer Probe, mit dem die Probe in einer ersten Position und einer zweiten Position relativ zur optischen Achse des Mikroskop-System gehalten werden kann; - eine Speichervorrichtung zur Speicherung von Datensätzen, die die Positionen beschreiben; - eine Steuervorrichtung, die mithilfe der gespeicherten Datensätze die Bewegung des Probentischs steuert; und das Verfahren die Schritte umfasst: a) Probenstelle (ROI) in der ersten Position halten; b) einen ersten Datensatz speichern, mit dem die erste Position beschrieben wird, wobei die erste Position als unabhängige Position definiert wird; c) einen zweiten Datensatz speichern, mit dem die zweite Position beschrieben wird, wobei die zweite Position mit der unabhängigen Position verknüpft wird, und wobei die Datensätze in einer zweidimensionalen Tabelle dargestellt werden und dabei so abgelegt werden, dass die Beziehung zwischen den Datensätzen durch die Anordnung in der zweidimensionalen Tabelle repräsentiert wird; d) einen der gespeicherten Datensätze aufrufen, so dass der Probentisch derart bewegt wird, dass die Probenstelle an der Position gehalten wird, die durch den aufgerufenen Datensatz beschrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verknüpfen geschieht, indem die zweite Position mittels einer Rechenoperation berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verknüpfen geschieht, indem die zweite Position manuell angefahren wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Verfahrensschritte a) bis d) mit einer zweiten interessierenden Probestelle (ROI) wiederholt werden, und die Datensätze für die zweite interessierende Probestelle (ROI) ebenfalls in der zweidimensionalen Tabelle dargestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Datensätze editierbar sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei mindestens eine Regel hinterlegt ist, die eine Verwaltungslogik zwischen zwei Probenpositionen definiert, so dass die Probe nur in solchen Probenpositionen positionierbar ist, die gemäß der Regel erlaubt sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Probentisch mindestens zwei Achsen umfasst und die Bewegung des Probentisches durch Abfolge, Geschwindigkeit und Ausmaß der Bewegung der Achsen definiert wird und wobei mindestens eine Regel hinterlegt ist, die festschreibt, in welcher Abfolge und Geschwindigkeit und welchem Ausmaß die Achsen zum Positionieren einer Probe bewegt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Genauigkeit der Positionierung der interessierenden Probenstelle (ROI) dadurch verbessert wird, dass, wenn eine Probenposition korrigiert wird, die korrigierte Position gespeichert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die zweidimensionale Tabelle als graphische Benutzeroberfläche ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei im Mikroskop-System ein Strahl geladener Teilchen erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Mikroskop-System eine Elektronenstrahlsäule umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Mikroskop-System eine Ionenstrahlsäule umfasst.
Mikroskop-System, umfassend - ein optisches oder teilchenoptisches System, das eine optische Achse definiert, - einen bewegbaren Probentisch zur Aufnahme einer Probe, mit dem die Probe in einer ersten und einer zweiten Position relativ zur optischen Achse des Mikroskop-Systems gehalten werden kann, wobei die erste Position durch einen ersten Datensatz und die zweite Position durch einen zweiten Datensatz beschreibbar ist; - eine Speichervorrichtung zur Speicherung der Datensätze, wobei die Datensätze in einer zweidimensionalen Tabelle ablegbar sind; - eine Steuervorrichtung, die mithilfe der gespeicherten Datensätze die Bewegung des Probentischs steuern kann; wobei das Mikroskop-System eingerichtet ist, ein Verfahren zur Positionierung der Probe auszuführen, das die Schritte umfasst: A) Probenstelle (ROI) in der ersten Position halten; B) einen ersten Datensatz speichern, mit dem die erste Position beschrieben wird, wobei die erste Position als unabhängige Position definiert wird; C) einen zweiten Datensatz speichern, mit dem die zweite Position beschrieben wird, wobei die zweite Position mit der unabhängigen Position verknüpft wird, und wobei die Datensätze in einer zweidimensionalen Tabelle dargestellt werden und dabei so abgelegt werden, dass die Beziehung zwischen den Datensätzen durch die Anordnung in der zweidimensionalen Tabelle repräsentiert wird; D) einen der gespeicherten Datensätze aufrufen, so dass der Probentisch derart bewegt wird, dass die Probenstelle an der Position gehalten wird, die durch den aufgerufenen Datensatz beschrieben ist.
Mikroskop-System, umfassend - ein optisches oder teilchenoptisches System, das eine optische Achse definiert, - einen bewegbaren Probentisch zur Aufnahme einer Probe, mit der eine erste Stelle der Probe in unterschiedliche Ortslagen und Raum-Orientierungen relativ zur optischen Achse des Mikroskop-Systems gebracht werden kann, und mit der eine zweite Stelle der Probe in unterschiedliche Ortslagen und Raum-Orientierungen relativ zur optischen Achse des Mikroskop-Systems gebracht werden kann, wobei die unterschiedlichen Ortslagen und Raum-Orientierungen der ersten und zweiten Stelle auf der Probe jeweils durch verschiedene Datensätze beschreibbar sind; - eine Speichervorrichtung zur Speicherung von Datensätzen; - eine Steuervorrichtung, die mithilfe von in der Speichervorrichtung gespeicherten Datensätzen die Bewegung des Probentischs steuert; - ein User Interface mit einer Anzeigevorrichtung, auf der Informationen in Feldern einer zweidimensionalen Tabelle anzeigbar sind, wobei die Felder in einer ersten Zeile oder Spalte der zweidimensionalen Tabelle der ersten Stelle der Probe zugeordnet sind, und Felder in einer zu der ersten Zeile oder Spalte parallelen zweiten Zeile oder Spalte der zweiten Stelle der Probe zugeordnet sind; und wobei den Feldern der zweidimensionalen Tabelle in der Datenspeichervorrichtung gespeicherte Datensätze zugeordnet sind, die unterschiedlichen Ortslagen und/oder Raum-Orientierungen der Probe relativ zur optischen Achse entsprechen, wobei die Datensätze, die den Feldern der ersten Zeile oder Spalte zugeordnet sind, unterschiedlichen Ortslagen und/oder Raum-Orientierungen der ersten Stelle der Probe relativ zur optischen Achse entsprechen; und die Datensätze, die den Feldern der zweiten Zeile oder Spalte zugeordnet sind, unterschiedlichen Ortslagen und/oder Raum-Orientierungen der zweiten Stelle der Probe relativ zur optischen Achse entsprechen; und wobei die Steuervorrichtung ausgebildet ist, bei Betätigen des User Interfaces an einem ausgewählten Feld der zweidimensionalen Tabelle den Probentisch relativ zu der optischen Achse zu bewegen, bis die dem ausgewählten Feld zugeordnete erste oder zweite Stelle der Probe eine Ortslage und/oder Raum-Orientierung relativ zur optischen Achse einnimmt, die in dem Datensatz beschrieben ist, der dem ausgewählten Feld zugeordnet ist.
Mikroskop-System nach Anspruch 16, wobei das User Interface ausgebildet ist, den gespeicherten Datensätzen, die den der ersten Stelle der Probe zugeordneten Feldern der zweidimensionalen Tabelle zugeordnet sind, Befehle zuzuweisen; und das User Interface weiterhin ausgebildet ist, den gespeicherten Datensätzen, die den der zweiten Stelle der Probe zugeordneten Feldern der zweidimensionalen Tabelle zugeordnet sind, Befehle zuzuweisen, wobei die Steuervorrichtung ausgebildet ist, zu einem Feld, das der zweiten Stelle der Probe zugeordnet ist, einen zugehörigen Datensatz zu berechnen und zuzuordnen, der dem diesem Feld zugewiesenen Befehl entspricht, wobei bei der Berechnung des Datensatzes ein der zweiten Stelle der Probe zugeordneter gespeicherter Datensatz in einem anderen Feld berücksichtigt wird, das der zweiten Stelle der Probe zugeordnet ist, und wobei bei der Berechnung des Datensatzes ein der ersten Stelle der Probe zugeordneter gespeicherter Datensatz berücksichtigt wird, der einem Feld zugeordnet ist, dem derselbe Befehl zugewiesen ist wie dem Feld, für das der Datensatz zu berechnen und zuzuordnen ist.
Mikroskop-System nach Anspruch 16 oder 17, wobei das User Interface ausgebildet ist, den der ersten Stelle der Probe zugeordneten Feldern der zweidimensionalen Tabelle und/oder den der zweiten Stelle der Probe zugeordneten Feldern der zweidimensionalen Tabelle Befehle aus einer Befehlsliste zuzuordnen, und wobei die Steuervorrichtung ausgebildet ist, zu einem ausgewählten Feld einen zugehörigen Datensatz zu berechnen und zuzuordnen, der dem diesem ausgewählten Feld zugeordneten Befehl entspricht, wobei bei der Berechnung des Datensatzes ein gespeicherter Datensatz berücksichtigt wird, der einem anderen Feld zugeordnet ist, das derselben Stelle der Probe zugeordnet ist.
Computerprogramm, das eine Sequenz von Steuerbefehlen umfasst, mit der ein Mikroskop-System dazu veranlasst wird, ein Verfahren zur Positionierung einer Probe nach einem der Ansprüche 1 bis 14 auszuführen.