DE102018207645A1 - Verfahren zum Betrieb eines Teilchenstrahlerzeugers für ein Teilchenstrahlgerät und Teilchenstrahlgerät mit einem Teilchenstrahlerzeuger - Google Patents

Verfahren zum Betrieb eines Teilchenstrahlerzeugers für ein Teilchenstrahlgerät und Teilchenstrahlgerät mit einem Teilchenstrahlerzeuger Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Teilchenstrahlerzeugers für ein Teilchenstrahlgerät. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Teilchenstrahlgerät zum Ausführen dieses Verfahrens. Eine Extraktorspannung (E) wird unter Verwendung einer ersten Variable-Spannungsversorgung-Einheit auf einen Extraktorwert (E2) eingestellt. Ein Emissionsstrom (EC) des Teilchenstrahlerzeugers wird gemessen. Wenn der Emissionsstrom (EC) des Teilchenstrahlerzeugers abnimmt, wird eine an eine Suppressorelektrode angelegte Suppressorspannung (S) unter Verwendung einer zweiten Variable-Spannungsversorgung-Einheit angepasst, so dass ein spezifischer Emissionsstrom (SV) des Teilchenstrahlerzeugers erreicht oder beibehalten wird. Wenn der Emissionsstrom (EC) des Teilchenstrahlerzeugers zunimmt, wird die an die Extraktorelektrode angelegte Extraktorspannung (E) unter Verwendung der ersten Variable-Spannungsversorgung-Einheit angepasst, so dass der spezifische Emissionsstrom (SV) des Teilchenstrahlerzeugers erreicht oder beibehalten wird.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Teilchenstrahlerzeugers für ein Teilchenstrahlgerät zum Abbilden, Analysieren und/oder Bearbeiten eines Objekts. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Teilchenstrahlgerät zum Ausführen dieses Verfahrens. Insbesondere ist das Teilchenstrahlgerät ein lonenstrahlgerät und/oder ein Elektronenstrahlgerät.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Elektronenstrahlgeräte, insbesondere ein Rasterelektronenmikroskop (im Folgenden auch als REM bezeichnet) und/oder ein Transmissionselektronenmikroskop (im Folgenden auch als TEM bezeichnet), werden verwendet, um Objekte (auch als Proben bezeichnet) zu untersuchen, um Kenntnis hinsichtlich der Eigenschaften und des Verhaltens der Objekte unter gewissen Bedingungen zu erhalten.
  • In einem REM wird ein Elektronenstrahl (im Folgenden auch als Primärelektronenstrahl bezeichnet) mithilfe eines Strahlerzeugers erzeugt und mittels eines Strahlführungssystems auf ein zu untersuchendes Objekt fokussiert. Für Fokussierungszwecke wird eine Objektivlinse verwendet. Der Primärelektronenstrahl wird mittels einer Ablenkvorrichtung über eine Oberfläche des zu untersuchenden Objekts geführt. Dies wird auch als Rastern bezeichnet. Die vom Primärelektronenstrahl gerasterte Fläche wird auch als Scanbereich bezeichnet. Hier wechselwirken die Elektronen des Primärelektronenstrahls mit dem zu untersuchenden Objekt. Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung resultieren als Folge der Wechselwirkung. Beispielsweise sind die Wechselwirkungsteilchen Elektronen. Insbesondere werden Elektronen vom Objekt emittiert - die sogenannten Sekundärelektronen - und Elektronen des Primärelektronenstrahls werden rückgestreut - die sogenannten Rückstreuelektronen. Die Wechselwirkungsteilchen bilden den sogenannten Sekundärteilchenstrahl und werden von mindestens einem Teilchendetektor detektiert. Der Teilchendetektor erzeugt Detektionssignale, die zum Erzeugen eines Bilds des Objekts verwendet werden. So wird ein Bild des zu untersuchenden Objekts erhalten. Beispielsweise ist die Wechselwirkungsstrahlung Röntgenstrahlung oder Kathodolumineszenzlicht. Mindestens ein Strahlungsdetektor wird verwendet, um die Wechselwirkungsstrahlung zu detektieren.
  • Im Fall eines TEM wird ein Primärelektronenstrahl gleichermaßen mithilfe eines Strahlerzeugers erzeugt und mittels eines Strahlführungssystems auf ein zu untersuchendes Objekt geführt. Der Primärelektronenstrahl geht durch das zu untersuchende Objekt hindurch. Wenn der Primärelektronenstrahl durch das zu untersuchende Objekt hindurchgeht, wechselwirken die Elektronen des Primärelektronenstrahls mit dem Material des zu untersuchenden Objekts. Die durch das zu untersuchende Objekt hindurchgehenden Elektronen werden auf einen Leuchtschirm oder einen Detektor abgebildet - zum Beispiel in Form einer Kamera - durch ein System, das ein Objektiv umfasst. Beispielsweise umfasst das vorgenannte System zusätzlich auch eine Projektionslinse. Hier kann eine Abbildung auch im Rastermodus eines TEM stattfinden. Ein derartiges TEM wird als RTEM bezeichnet. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass am zu untersuchenden Objekt rückgestreute Elektronen und/oder vom zu untersuchenden Objekt emittierte Sekundärelektronen mittels mindestens eines weiteren Detektors detektiert werden, um das zu untersuchende Objekt abzubilden.
  • Ein Kombinieren der Funktionen eines RTEM und eines REM in einem einzigen Teilchenstrahlgerät ist bekannt. Es ist deshalb möglich, unter Verwendung dieses Teilchenstrahlgeräts Untersuchungen von Objekten mit einer REM-Funktion und/oder mit einer RTEM-Funktion durchzuführen.
  • Darüber hinaus ist ein Teilchenstrahlgerät in Form einer lonenstrahlsäule bekannt. Ionen, die zum Bearbeiten eines Objekts verwendet werden, werden unter Verwendung eines lonenstrahlerzeugers erzeugt, der in der lonenstrahlsäule angeordnet ist. Beispielsweise wird während der Bearbeitung Material des Objekts abgetragen oder Material wird während der Bearbeitung auf das Objekt aufgebracht. Die Ionen werden zusätzlich oder alternativ zur Abbildung verwendet.
  • Ferner hat der Stand der Technik die Praxis des Analysierens und/oder Bearbeitens eines Objekts in einem Teilchenstrahlgerät einerseits unter Verwendung von Elektronen und andererseits unter Verwendung von Ionen offenbart. Beispielsweise ist eine Elektronenstrahlsäule mit der Funktion eines REM an dem Teilchenstrahlgerät angeordnet. Zusätzlich ist eine lonenstrahlsäule, die weiter oben erläutert wurde, an dem Teilchenstrahlgerät angeordnet. Die Elektronenstrahlsäule mit der REM-Funktion dient insbesondere zum weiteren Untersuchen des bearbeiteten oder nicht bearbeiteten Objekts, aber auch zum Bearbeiten des Objekts.
  • Ein Teilchenstrahlerzeuger in der Form einer Elektronenkanone ist aus dem Stand der Technik bekannt. Die bekannte Elektronenkanone umfasst eine Elektronenquelle mit einer Elektronenemissionsoberfläche. Weiterhin umfasst die Elektronenkanone eine erste Elektrode, die ausgelegt ist zum Steuern des Wegs von Elektronen, die von der Elektronenemissionsoberfläche emittiert werden, eine zweite Elektrode, die ausgelegt ist zum Unterdrücken von Emissionen von Elektronen von einer Seitenoberfläche der Elektronenquelle, und eine dritte Elektrode, die ausgelegt ist zum Beschleunigen von Elektronen, die von der Elektronenquelle emittiert wurden, auf eine Endenergie.
  • Ein weiterer Teilchenstrahlerzeuger in der Form eines lonenstrahlerzeugers ist auch im Stand der Technik bekannt. Der lonenstrahlerzeuger umfasst eine Ionenquelle, die ausgelegt ist zum Emittieren von Ionen, eine Suppressorelektrode, die ausgelegt ist zum Unterdrücken der emittierten Ionen von einer Seitenoberfläche der lonenquelle, eine Extraktorelektrode, die ausgelegt ist zum Extrahieren der Ionen aus der lonenquelle, eine erste Variable-Spannungsversorgung-Einheit zum Vorspannen der Extraktorelektrode mit einer Extraktorspannung und eine zweite Variable-Spannungsversorgung-Einheit zum Vorspannen der Suppressorelektrode mit einer Suppressorspannung. Der Teilchenstrahlerzeuger liefert einen Emissionsstrom, der die Ionen umfasst.
  • Wenn der bekannte lonenstrahlerzeuger verwendet wird, kann der Emissionsstrom einem speziellen Verhalten folgen, das aufgrund inhärenter physikalischer Eigenschaften des lonenstrahlerzeugers zeitabhängig ist. 1A zeigt solch ein spezielles Verhalten des Emissionsstroms EC. Mit anderen Worten zeigt 1A die Emissionsphysiologie des bekannten lonenstrahlerzeugers. Der Emissionsstrom EC nimmt nach einer Anfangszeit T0 ab. Wenn der Emissionsstrom EC zu einem Zeitpunkt TMIN ein Minimum erreicht, nimmt der Emissionsstrom EC für Zeiten nach TMIN zu, bis er bei der Zeit TMAX ein Maximum erreicht. Nach der Zeit TMAX nimmt der Emissionsstrom EC wieder ab.
  • Wenn der lonenstrahlerzeuger verwendet wird, ist man immer bemüht, einen mehr oder weniger konstanten und spezifischen Emissionsstrom des lonenstrahlerzeugers zu erhalten. Typische spezifische Emissionsströme des lonenstrahlerzeugers liegen im Bereich von 1,8 µA bis 2,2 µA. Beispielsweise beträgt der spezifische Emissionsstrom des lonenstrahlerzeugers 2 µA (siehe 1A). Es ist bekannt, die an die Suppressorelektrode angelegte Suppressorspannung derart einzustellen, dass der spezifische Emissionsstrom des lonenstrahlerzeugers erreicht oder beibehalten wird (siehe 1A und 1B). Falls beispielsweise der Emissionsstrom EC zunimmt, wird auch die an die Suppressorelektrode angelegte Suppressorspannung erhöht. Wenn allerdings der Emissionsstrom EC abnimmt, wird auch die an die Suppressorelektrode angelegte Suppressorspannung verringert. Durch Erhöhen oder Verringern der an die Suppressorelektrode angelegten Suppressorspannung wird der Emissionsstrom EC des lonenstrahlerzeugers auf den spezifischen Strom eingestellt, beispielsweise auf 2 µA.
  • Falls der Emissionsstrom abnimmt und unter eine spezifische Schwelle fällt, wird die an die Suppressorelektrode angelegte Suppressorspannung auch verringert und kann einen unteren Schwellenwert von 0 V erreichen und beeinflusst daher den Emissionsstrom nicht mehr (siehe 1B). Wenn die an die Suppressorelektrode angelegte Suppressorspannung den Emissionsstrom nicht mehr beeinflusst, kann dies zu einer Erschöpfung der lonenquelle führen, was unerwünscht ist. Mit anderen Worten kann der spezifische Emissionsstrom abnehmen, bis er verschwindet. Wenn der spezifische Emissionsstrom nicht erreicht oder beibehalten wird, ist es bekannt, die an die Extraktorelektrode angelegte Extraktorspannung auf einen neuen Wert der Extraktorspannung einzustellen, so dass der spezifische Emissionsstrom erreicht oder beibehalten wird. Bei diesem neuen Wert der Extraktorspannung beeinflusst der Suppressor möglicherweise den Emissionsstrom und hält den spezifischen Emissionsstrom stabil. Allerdings kann sich der neue Wert der Extraktorspannung von dem vorherigen Wert der Extraktorspannung um einige hundert Volt unterscheiden. Dies kann zu der Notwendigkeit führen, den auf das Objekt auftreffenden Teilchenstrahl neu auszurichten und daher den Teilchenstrahlstrom und die Teilchenstrahlform auf dem Objekt neu einzustellen. Mit anderen Worten wird der Weg der Ionen in der lonenstrahlsäule aufgrund der Änderung der Extraktorspannung verändert und wird möglicherweise nicht mehr auf das Objekt fokussiert. Daher müssen auch die Charakteristika aller weiteren Strahlführungseinheiten, insbesondere die an diese Strahlführungseinheiten angelegten Spannungen, geändert werden, so dass der Strahl aus Ionen neu ausgerichtet wird und so dass sich die Ionen auf einem Weg durch die Ionenstrahlsäule fortbewegen, der zum Fokussieren der Ionen auf das Objekt geeignet ist. Der Aufwand einer Neuausrichtung des auf das Objekt auftreffenden Ionenstrahls und daher die Neueinstellung des lonenstrahlstroms und der lonenstrahlform auf dem Objekt kann hoch sein und, sollte, wenn möglich, vermieden werden.
  • Falls der Emissionsstrom über eine spezifische Schwelle ansteigt, wird die an die Suppressorelektrode angelegte Suppressorspannung ebenfalls erhöht und kann einen oberen Schwellenwert, beispielsweise 2 kV, erreichen und ist daher nicht mehr in der Lage, die Emission aufrechtzuerhalten. Demgemäß nimmt die Qualität des Teilchenstrahls ab. Darüber hinaus kann der spezifische Emissionsstrom aufgrund von physikalischen Charakteristika der lonenquelle unter Verwendung eines spezifischen Werts der Extraktorspannung möglicherweise nicht mehr erreicht oder nicht mehr beibehalten werden.
  • Weitere Verfahren und Vorrichtungen zum Einstellen und/oder Steuern des Emissionsstroms eines lonenstrahlerzeugers sind im Stand der Technik ebenfalls bekannt. Beispielsweise kann der Emissionsstrom durch Filamentstromvariationen oder durch mechanische Anordnungen stabilisiert werden.
  • Hinsichtlich des Stands der Technik wird sich auf EP 2 264 738 A1 , US 5,111,053 A , US 7,238,952 B2 , US 5,399,865 A und US 2007/0257200 A1 bezogen.
  • Daher besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zum Betreiben eines Teilchenstrahlerzeugers für ein Teilchenstrahlgerät zum Abbilden, Analysieren und/oder Bearbeiten eines Objekts und ein Teilchenstrahlgerät zum Ausführen dieses Verfahrens, welche ein einfaches Mittel zum Einstellen und/oder Steuern eines Emissionsstroms des Teilchenstrahlerzeugers bereitstellt, zu spezifizieren.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Ein Computerprogrammprodukt, das einen Programmcode zum Steuern eines Teilchenstrahlgeräts umfasst, ist durch die Merkmale von Anspruch 13 gegeben. Ein Teilchenstrahlgerät zum Ausführen des Verfahrens ist durch Anspruch 14 gegeben. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, den folgenden Ansprüchen und/oder den begleitenden Figuren.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird zum Betrieb eines Teilchenstrahlerzeugers für ein Teilchenstrahlgerät zum Abbilden, Analysieren und/oder Bearbeiten eines Objekts verwendet. Insbesondere kann das zuvor erwähnte Teilchenstrahlgerät ein Elektronenstrahlgerät und/oder ein lonenstrahlgerät sein. Der Teilchenstrahlerzeuger kann mindestens eine Teilchenquelle umfassen, die ausgelegt ist, geladene Teilchen zu emittieren. Die geladenen Teilchen können Elektronen und/oder Ionen sein. Insbesondere kann die Teilchenquelle eine Flüssigmetall-Ionenquelle (LMIS) sein, beispielsweise eine Gallium-Flüssigmetall-Ionenquelle. Darüber hinaus kann der Teilchenstrahlerzeuger mindestens eine Suppressorelektrode, die ausgelegt ist zum Unterdrücken der Emissionen der geladenen Teilchen von einer Seitenoberfläche der Teilchenquelle, mindestens eine Extraktorelektrode, die ausgelegt ist zum Extrahieren der geladenen Teilchen aus der Teilchenquelle, mindestens eine erste Variable-Spannungsversorgung-Einheit zum Vorspannen der Extraktorelektrode mit einer Extraktorspannung und mindestens eine zweite Variable-Spannungsversorgung-Einheit zum Vorspannen der Suppressorelektrode mit einer Suppressorspannung, umfassen. Mit anderen Worten umfasst der erfindungsgemäße Teilchenstrahlerzeuger mindestens eine erste Variable-Spannungsversorgung-Einheit, die eine Extraktorspannung an die Extraktorelektrode anlegt, und mindestens eine zweite Variable-Spannungsversorgung-Einheit, die eine Suppressorspannung an die Suppressorelektrode anlegt. Beispielsweise kann die Extraktorspannung im Bereich von (- 5) kV bis (- 10) kV oder im Bereich von (- 6) kV bis (- 8) kV liegen, wobei die Grenzwerte in dem Bereich eingeschlossen sind. Darüber hinaus kann die Suppressorspannung zum Beispiel im Bereich von 0 V bis 2 kV gewählt sein, wobei die Grenzwerte in dem Bereich eingeschlossen sind. Die Erfindung ist nicht auf die vorerwähnten Bereiche beschränkt. Vielmehr kann jeglicher beliebige Wert der Extraktorspannung und der Suppressorspannung gewählt werden, der für die Erfindung geeignet ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst den Schritt des Einstellens der Extraktorspannung auf einen Extraktorwert unter Verwendung der ersten Variable-Spannungsversorgung-Einheit. Mit anderen Worten wird die Extraktorspannung unter Verwendung der ersten Variable-Spannungsversorgung-Einheit auf einen gewünschten Extraktorwert eingestellt. Ein geeigneter Extraktorwert kann beispielsweise durch eine manuelle Suchoperation oder alternativ unter Verwendung einer automatisierten Optimierungsprozedur bestimmt werden. Darüber hinaus umfasst das erfindungsgemäße Verfahren den Schritt des Messens eines Emissionsstroms des Teilchenstrahlerzeugers. Der Emissionsstrom ist der Strom, der die durch den Teilchenstrahlerzeuger bereitgestellten geladenen Teilchen umfasst. Der Emissionsstrom kann zwischen der Teilchenquelle und der Extraktorelektrode gemessen werden, beispielsweise unter Verwendung der Extraktorelektrode als eine Messvorrichtung. Etwa 90% der von der Teilchenquelle emittierten geladenen Teilchen treffen auf der Extraktorelektrode auf und lediglich ein geringer Anteil der von der Teilchenquelle emittierten geladenen Teilchen geht durch ein Loch in der Extraktorelektrode hindurch, um weiter in eine Teilchenstrahlsäule des Teilchenstrahlgeräts eingeführt zu werden. Daher kann der Emissionsstrom durch Messen der auf die Extraktorelektrode auftreffenden geladenen Teilchen hinreichend und präzise bestimmt werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ferner den Schritt des Anpassens, wenn der Emissionsstrom des Teilchenstrahlerzeugers abnimmt, der an die Suppressorelektrode angelegten Suppressorspannung unter Verwendung der zweiten Variable-Spannungsversorgung-Einheit, so dass ein spezifischer Emissionsstrom des Teilchenstrahlerzeugers erreicht oder beibehalten wird. Mit anderen Worten wird die an die Suppressorelektrode angelegte Suppressorspannung angepasst, wenn der Emissionsstrom des Teilchenstrahlerzeugers abnimmt. Dieser wird derart angepasst, dass der spezifische Emissionsstrom des Teilchenstrahlerzeugers erreicht oder beibehalten wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst auch den Schritt des Anpassens, wenn der Emissionsstrom des Teilchenstrahlerzeugers zunimmt, der an die Extraktorelektrode angelegten Extraktorspannung unter Verwendung der ersten Variable-Spannungsversorgung-Einheit, so dass der spezifische Emissionsstrom des Teilchenstrahlerzeugers erreicht oder beibehalten wird. Mit anderen Worten wird die an die Extraktorelektrode angelegte Extraktorspannung angepasst, wenn der Emissionsstrom des Teilchenstrahlerzeugers zunimmt. Dieser wird derart angepasst, dass der spezifische Emissionsstrom des Teilchenstrahlerzeugers erreicht oder beibehalten wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren stellt ein einfaches Mittel zum Anpassen und/oder Steuern des Emissionsstroms des Teilchenstrahlerzeugers bereit. Insbesondere gewährleistet das erfindungsgemäße Verfahren, dass ein spezifischer Emissionsstrom für ein Teilchenstrahlgerät bereitgestellt wird. Da die Extraktorspannung nur vorübergehend geändert wird, muss der Strom des auf das Objekt auftreffenden Teilchenstrahls nicht neu angepasst werden, weil der auf das Objekt auftreffende Teilchenstrahl nicht neu ausgerichtet werden muss. Daher wird der Weg der geladenen Teilchen innerhalb der Teilchenstrahlsäule nicht geändert. Die Ausrichtung des auf das Objekt auftreffenden Teilchenstrahls vor dem Ändern der Extraktorspannung und daher der Strom des auf das Objekt auftreffenden Teilchenstrahls kann wiederverwendet werden, nachdem die Extraktorspannung wiederhergestellt wurde.
  • Zusätzlich oder alternativ ist in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass der Schritt des Anpassens der an die Suppressorelektrode angelegten Suppressorspannung Verringern der an die Suppressorelektrode angelegten Suppressorspannung umfasst. Mit anderen Worten wird die an die Suppressorelektrode angelegte Suppressorspannung auch unter Verwendung der zweiten Variable-Spannungsversorgung-Einheit verringert, wenn der Emissionsstrom des Teilchenstrahlerzeugers abnimmt, so dass der spezifische Emissionsstrom des Teilchenstrahlerzeugers erreicht oder beibehalten wird.
  • Zusätzlich oder alternativ ist in einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass der Schritt des Anpassens der an die Extraktorelektrode angelegten Extraktorspannung Erhöhen der an die Extraktorelektrode angelegten Extraktorspannung umfasst. Mit anderen Worten wird die an die Extraktorelektrode angelegte Extraktorspannung auch unter Verwendung der ersten Variable-Spannungsversorgung-Einheit erhöht, wenn der Emissionsstrom des Teilchenstrahlerzeugers zunimmt, so dass der spezifische Emissionsstrom des Teilchenstrahlerzeugers erreicht oder beibehalten wird.
  • Zusätzlich oder alternativ ist in einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass der Schritt des Einstellens der Extraktorspannung auf den Extraktorwert den Schritt des Einstellens der Extraktorspannung von einem ersten Wert der Extraktorspannung auf einen zweiten Wert der Extraktorspannung umfasst, wobei der erste Wert der Extraktorspannung höher als der zweite Wert der Extraktorspannung ist. Daher umfasst der Schritt des Einstellens der Extraktorspannung auf den Extraktorwert Verringern der Extraktorspannung von dem ersten Wert auf den zweiten Wert.
  • Zusätzlich oder alternativ ist in einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass der Schritt des Anpassens der an der Extraktorelektrode angelegten Extraktorspannung den Schritt des Erhöhens der an der Extraktorelektrode angelegten Extraktorspannung von dem zweiten Wert der Extraktorspannung auf den ersten Wert der Extraktorspannung umfasst, bis der erste Wert der Extraktorspannung erreicht ist. Dementsprechend wird die Extraktorspannung, nach dem Einstellen der Extraktorspannung von dem ersten Wert auf den zweiten Wert, derart angepasst, dass der erste Wert der Extraktorspannung wieder erreicht wird. Mit anderen Worten wird, wenn der Emissionsstrom des Teilchenstrahlerzeugers zunimmt, die an die Extraktorelektrode angelegte Extraktorspannung auch von dem zweiten Wert der Extraktorspannung auf den ersten Wert der Extraktorspannung erhöht, bis der erste Wert der Extraktorspannung wieder erreicht ist. Nachdem der erste Wert der Extraktorspannung erreicht wurde, wird Anpassen der Extraktorspannung gestoppt.
  • Zusätzlich oder alternativ ist in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass, wenn der erste Wert der Extraktorspannung durch Erhöhen der Extraktorspannung von dem zweiten Wert auf den ersten Wert erreicht ist, die an der Suppressorelektrode angelegte Suppressorspannung unter Verwendung der zweiten Variable-Spannungsversorgung-Einheit erhöht wird, so dass der spezifische Emissionsstrom des Teilchenstrahlerzeugers erreicht oder beibehalten wird.
  • Zusätzlich oder alternativ ist in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass der Schritt des Anpassens der an die Suppressorelektrode angelegten Suppressorspannung Erhöhen der an die Suppressorelektrode angelegten Suppressorspannung umfasst. Mit anderen Worten wird die an die Suppressorelektrode angelegte Suppressorspannung unter Verwendung der zweiten Variable-Spannungsversorgung-Einheit erhöht, wenn der Emissionsstrom des Teilchenstrahlerzeugers abnimmt, so dass der spezifische Emissionsstrom des Teilchenstrahlerzeugers erreicht oder beibehalten wird.
  • Zusätzlich oder alternativ ist in einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass der Schritt des Anpassens der an die Extraktorelektrode angelegten Extraktorspannung Verringern der an die Extraktorelektrode angelegten Extraktorspannung umfasst. Mit anderen Worten wird die an die Extraktorelektrode angelegte Extraktorspannung unter Verwendung der ersten Variable-Spannungsversorgung-Einheit verringert, wenn der Emissionsstrom des Teilchenstrahlerzeugers zunimmt, so dass der spezifische Emissionsstrom des Teilchenstrahlerzeugers erreicht oder beibehalten wird.
  • Zusätzlich oder alternativ ist in einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass der Schritt des Einstellens der Extraktorspannung auf den Extraktorwert den Schritt des Einstellens der Extraktorspannung von einem ersten Wert der Extraktorspannung auf einen zweiten Wert der Extraktorspannung umfasst, wobei der erste Wert der Extraktorspannung niedriger als der zweite Wert der Extraktorspannung ist. Daher umfasst der Schritt des Einstellens der Extraktorspannung auf den Extraktorwert Erhöhen der Extraktorspannung von dem ersten Wert auf den zweiten Wert.
  • Zusätzlich oder alternativ ist in einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass der Schritt des Anpassens der an der Extraktorelektrode angelegten Extraktorspannung den Schritt des Verringerns der an der Extraktorelektrode angelegten Extraktorspannung von einem zweiten Wert der Extraktorspannung auf einen ersten Wert der Extraktorspannung umfasst, bis der erste Wert der Extraktorspannung erreicht ist. Dementsprechend wird die Extraktorspannung, nach dem Einstellen der Extraktorspannung von dem ersten Wert auf den zweiten Wert, derart angepasst, dass der erste Wert der Extraktorspannung wieder erreicht wird. Mit anderen Worten wird, wenn der Emissionsstrom des Teilchenstrahlerzeugers zunimmt, die an die Extraktorelektrode angelegte Extraktorspannung von dem zweiten Wert der Extraktorspannung auf den ersten Wert der Extraktorspannung verringert, bis der erste Wert der Extraktorspannung wieder erreicht ist. Nachdem der erste Wert der Extraktorspannung erreicht wurde, wird Anpassen der Extraktorspannung gestoppt.
  • Zusätzlich oder alternativ ist in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass, wenn der erste Wert der Extraktorspannung durch Verringern der Extraktorspannung von dem zweiten Wert auf den ersten Wert erreicht ist, die an der Suppressorelektrode angelegte Suppressorspannung unter Verwendung der zweiten Variable-Spannungsversorgung-Einheit verringert wird, so dass der spezifische Emissionsstrom des Teilchenstrahlerzeugers erreicht oder beibehalten wird.
  • Es ist zusätzlich oder alternativ in einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass das Verfahren Verwendung eines Ionenstrahlerzeugers als den Teilchenstrahlerzeuger umfasst. Wie oben bereits erwähnt wurde, kann eine Flüssigmetall-Ionenquelle (LMIS) verwendet werden, insbesondere eine Gallium-Flüssigmetall-Ionenquelle. Zusätzlich oder alternativ umfasst das Verfahren Verwendung eines Elektronenstrahlerzeugers als den Teilchenstrahlerzeuger.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt, das einen Programmcode umfasst, der in einen Prozessor geladen werden kann oder in diesem geladen ist und der, wenn er ausgeführt wird, ein Teilchenstrahlgerät auf eine derartige Weise steuert, dass ein Verfahren, das mindestens einen der oben erwähnten oder weiter unten erwähnten Schritte oder eine Kombination von mindestens zwei der oben erwähnten oder weiter unten erwähnten Schritte umfasst, ausgeführt wird.
  • Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Teilchenstrahlgerät zum Abbilden, Analysieren und/oder Bearbeiten eines Objekts. Das Teilchenstrahlgerät umfasst mindestens einen Teilchenstrahlerzeuger zum Erzeugen eines Teilchenstrahls, der geladene Teilchen umfasst. Die geladenen Teilchen können beispielsweise Elektronen, Ionen, Positronen oder beliebige andere geladene Teilchen sein. Der Teilchenstrahlerzeuger umfasst eine Teilchenquelle. Insbesondere kann die Teilchenquelle eine Flüssigmetall-Ionenquelle (LMIS) sein, beispielsweise eine Gallium-Flüssigmetall-Ionenquelle. Darüber hinaus kann der Teilchenstrahlerzeuger mindestens eine Suppressorelektrode, die ausgelegt ist zum Unterdrücken der Emissionen der geladenen Teilchen von einer Seitenoberfläche der Teilchenquelle, mindestens eine Extraktorelektrode, die ausgelegt ist zum Extrahieren der geladenen Teilchen aus der Teilchenquelle, mindestens eine erste Variable-Spannungsversorgung-Einheit zum Vorspannen der Extraktorelektrode mit einer Extraktorspannung und mindestens eine zweite Variable-Spannungsversorgung-Einheit zum Vorspannen der Suppressorelektrode mit einer Suppressorspannung, umfassen. Mit anderen Worten umfasst der Teilchenstrahlerzeuger mindestens eine erste Variable-Spannungsversorgung-Einheit, die eine Extraktorspannung an die Extraktorelektrode anlegt, und mindestens eine zweite Variable-Spannungsversorgung-Einheit, die eine Suppressorspannung an die Suppressorelektrode anlegt. Beispielsweise kann die Extraktorspannung im Bereich von (- 5) kV bis (- 10) kV oder (- 6) kV bis (- 8) kV liegen, wobei die Grenzwerte in dem Bereich eingeschlossen sind. Darüber hinaus kann die Suppressorspannung zum Beispiel im Bereich von 0 V bis 2 kV gewählt sein, wobei die Grenzwerte in dem Bereich eingeschlossen sind. Die Erfindung ist nicht auf die vorerwähnten Bereiche beschränkt. Vielmehr kann jeglicher beliebige Wert der Extraktorspannung und der Suppressorspannung gewählt werden, der für die Erfindung geeignet ist. Das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät umfasst auch mindestens einen Prozessor, in den ein Computerprogrammprodukt wie das oben erwähnte geladen ist.
  • Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Teilchenstrahlgeräts ist zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät auch mindestens eine Objektivlinse zum Fokussieren des Teilchenstrahls auf das Objekt aufweist. Darüber hinaus weist das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät mindestens einen Detektor zum Detektieren von Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung auf, wobei die Wechselwirkungsteilchen und die Wechselwirkungsstrahlung erzeugt werden, wenn der Teilchenstrahl auf das Objekt auftrifft. Die Wechselwirkungsteilchen können sekundäre Teilchen und/oder rückgestreute Teilchen sein, insbesondere Sekundärelektronen und Rückstreuelektronen. Die Wechselwirkungsstrahlung kann Röntgenstrahlung und/oder Kathodolumineszenzlicht sein.
  • Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Teilchenstrahlgeräts ist zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass der Teilchenstrahlerzeuger ein erster Teilchenstrahlerzeuger zum Erzeugen eines ersten Teilchenstrahls ist, der erste geladene Teilchen umfasst. Die Objektivlinse ist eine erste Objektivlinse zum Fokussieren des ersten Teilchenstrahls auf das Objekt. Das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät umfasst ferner einen zweiten Teilchenstrahlerzeuger zum Erzeugen eines zweiten Teilchenstrahls, der zweite geladene Teilchen umfasst, und eine zweite Objektivlinse zum Fokussieren des zweiten Teilchenstrahls auf das Objekt. Die zweiten geladenen Teilchen können Elektronen und/oder Ionen sein.
  • In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Teilchenstrahlgeräts ist zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass das Teilchenstrahlgerät mindestens eines der folgenden ist: ein Elektronenstrahlgerät und ein lonenstrahlgerät.
  • Insbesondere kann das Teilchenstrahlgerät sowohl ein Elektronenstrahlgerät als auch ein lonenstrahlgerät sein. Das Elektronenstrahlgerät und das lonenstrahlgerät können unter einem Winkel zueinander angeordnet sein, beispielsweise einem Winkel im Bereich von 45° bis 90°, wobei die Grenzen in diesem Bereich eingeschlossen sind. Insbesondere können das Elektronenstrahlgerät und das Ionenstrahlgerät unter einem Winkel von 54° zueinander angeordnet sein. Allerdings ist die Erfindung nicht auf die oben erwähnten Winkel beschränkt. Vielmehr kann ein beliebiger Winkel zwischen dem Elektronenstrahlgerät und dem lonenstrahlgerät, der für die Erfindung geeignet ist, verwendet werden.
  • Figurenliste
  • Hier beschriebene Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden Text unter Bezugnahme auf die Figuren ausführlicher erläutert, in denen Folgendes gilt:
    • 1A zeigt eine schematische Darstellung eines zeitabhängigen Emissionsstroms eines Teilchenstrahlerzeugers;
    • 1B zeigt eine schematische Darstellung eines spezifischen Emissionsstroms eines Teilchenstrahlerzeugers, der zeitabhängig ist und der von einem Suppressor abhängt (Stand der Technik);
    • 2 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Teilchenstrahlgeräts;
    • 3 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Teilchenstrahlgeräts;
    • 4 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines Teilchenstrahlgeräts;
    • 5 zeigt eine weitere schematische Darstellung der dritten Ausführungsform eines in 4 gezeigten Teilchenstrahlgeräts;
    • 6 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Teilchenstrahlerzeugers;
    • 7 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Teilchenstrahlerzeugers;
    • 8 zeigt ein Flussdiagramm von Verfahrensschritten eines Verfahrens zum Betrieb eines Teilchenstrahlerzeugers; und
    • 9 zeigt eine schematische Darstellung eines zeitabhängigen Emissionsstroms eines erfindungsgemäßen Teilchenstrahlerzeugers.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines REM 100. Das REM 100 weist einen Teilchenstrahlerzeuger 1000 auf, der eine Elektronenquelle 101, die eine Kathode ist, eine Suppressorelektrode 101A und eine Extraktorelektrode 102 umfasst. Darüber hinaus umfasst das REM 100 eine Anode 103, welche an dem Ende eines Strahlführungsrohrs 104 des REM 100 angeordnet ist. Die Elektronenquelle 101 ist beispielsweise ein thermischer Feldemitter. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine derartige Elektronenquelle beschränkt. Stattdessen kann eine beliebige Elektronenquelle verwendet werden.
  • Der Teilchenstrahlerzeuger 1000 umfasst eine Strahlerzeuger-Steuereinheit 126. Die Elektronenquelle 101, die Suppressorelektrode 101A und die Extraktorelektrode 102 sind mit der Strahlerzeuger-Steuereinheit 126 verbunden und werden von der Strahlerzeuger-Steuereinheit 126 mit Spannung versorgt. Dies wird weiter unten ausführlich erläutert.
  • Elektronen, die aus der Elektronenquelle 101 treten, bilden einen Primärelektronenstrahl. Die Elektronen werden aufgrund einer Potenzialdifferenz zwischen der Elektronenquelle 101 und der Anode 103 auf ein Anodenpotenzial beschleunigt. Das Anodenpotenzial in dieser beispielhaften Ausführungsform liegt zwischen 0,2 kV und 30 kV relativ zum Massepotenzial einer Objektkammer 120, zum Beispiel 5 kV bis 15 kV, insbesondere 8 kV, aber alternativ könnte es auch auf Massepotenzial liegen.
  • Zwei Kondensorlinsen sind am Strahlführungsrohr 104 angeordnet, d. h., eine erste Kondensorlinse 105 und eine zweite Kondensorlinse 106, wobei die erste Kondensorlinse 105 erstgelegen ist und danach die zweite Kondensorlinse 106, wie von der Elektronenquelle 101 zu einer Objektivlinse 107 hin gesehen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung von zwei Kondensorlinsen beschränkt. Stattdessen können weitere Ausführungsformen nur eine einzelne Kondensorlinse umfassen.
  • Eine erste Blendeneinheit 108 ist zwischen der Anode 103 und der ersten Kondensorlinse 105 angeordnet. Die erste Blendeneinheit 108 liegt zusammen mit der Anode 103 und dem Strahlführungsrohr 104 auf einem Hochspannungspotenzial, d. h. dem Potenzial der Anode 103, oder auf Massepotenzial. Die erste Blendeneinheit 108 kann mehrere erste Blendenöffnungen 108A aufweisen. Eine dieser ersten Blendenöffnungen 108A ist in 2 gezeigt. Die erste Blendeneinheit 108 weist beispielsweise zwei erste Blendenöffnungen 108A auf. Jede der mehreren ersten Blendenöffnungen 108A kann einen unterschiedlichen Öffnungsdurchmesser aufweisen. Eine ausgewählte erste Blendenöffnung 108A kann unter Verwendung eines Anpassungsmechanismus auf einer optischen Achse OA des REM 100 angeordnet sein. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Stattdessen kann die erste Blendeneinheit 108 in einer alternativen Ausführungsform nur eine einzige erste Blendenöffnung 108A aufweisen. Für diese alternative Ausführungsform wird kein Anpassungsmechanismus verwendet. Die erste Blendeneinheit 108 dieser alternativen Ausführungsform ist um die optische Achse OA fixiert angeordnet.
  • Eine stationäre zweite Blendeneinheit 109 ist zwischen der ersten Kondensorlinse 105 und der zweiten Kondensorlinse 106 angeordnet. Alternativ ist die zweite Blendeneinheit 109 beweglich.
  • Die Objektivlinse 107 weist Polstücke 110 auf, in die eine Bohrung gebohrt wurde. Das Strahlführungsrohr 104 ist durch diese Bohrung angeordnet und geführt. Ferner ist eine Spule 111 in den Polstücken 110 angeordnet.
  • Eine elektrostatische Abbremsvorrichtung ist dem Strahlführungsrohr 104 nachgeschaltet angeordnet. Sie weist eine einzelne Elektrode 112 und eine Rohrelektrode 113 auf, die am Ende des Strahlführungsrohrs 104 einem Objekt 114 gegenüber angeordnet ist. Folglich liegt die Rohrelektrode 113 zusammen mit dem Strahlführungsrohr 104 auf dem Potenzial der Anode 103, während die einzelne Elektrode 112 und das Objekt 114 auf einem niedrigeren Potenzial als dem der Anode 103 liegen. In diesem Fall ist dies das Massepotenzial der Objektkammer 120. Deshalb können die Elektronen des Primärelektronenstrahls auf die zum Analysieren des Objekts 114 erforderliche erwünschte Energie abgebremst werden.
  • Darüber hinaus weist das REM 100 eine Scanvorrichtung 115 auf, über die der Primärelektronenstrahl abgelenkt und über das Objekt 114 gescannt werden kann. In diesem Prozess wechselwirken die Elektronen des Primärelektronenstrahls mit dem Objekt 114. Als Folge dieser Wechselwirkung ergeben sich Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung, die detektiert werden. Die auf diese Weise erhaltenen Detektionssignale werden ausgewertet.
  • Als Wechselwirkungsteilchen werden insbesondere Elektronen von der Oberfläche des Objekts 114 emittiert (sogenannte Sekundärelektronen) oder Elektronen des Primärelektronenstrahls werden rückgestreut (sogenannte Rückstreuelektronen). Zum Detektieren von Sekundärelektronen und/oder Rückstreuelektronen ist ein Detektorsystem, das einen ersten Detektor 116 und einen zweiten Detektor 117 aufweist, im Strahlführungsrohr 104 angeordnet. Der erste Detektor 116 ist auf der Quellenseite entlang der optischen Achse OA angeordnet, während der zweite Detektor 117 auf der Objektseite entlang der optischen Achse OA im Strahlführungsrohr 104 angeordnet ist. Darüber hinaus sind der erste Detektor 116 und der zweite Detektor 117 gegeneinander zur optischen Achse OA des REM 100 versetzt angeordnet. Sowohl der erste Detektor 116 als auch der zweite Detektor 117 weisen jeweils eine Durchgangsöffnung auf, durch die der Primärelektronenstrahl hindurchgehen kann, und diese liegen ungefähr auf dem Potenzial der Anode 103 und des Strahlführungsrohrs 104. Die optische Achse OA des REM 100 führt durch die entsprechenden Durchgangsöffnungen.
  • Der zweite Detektor 117 wird verwendet, um hauptsächlich Sekundärelektronen zu detektieren. Sekundärelektronen, die vom Objekt 114 emittiert werden, weisen eine niedrige kinetische Energie und willkürliche Bewegungsrichtungen auf. Die Sekundärelektronen werden jedoch aufgrund eines starken Extraktionsfelds beschleunigt, das von der Rohrelektrode 113 in Richtung der Objektivlinse 107 erzeugt wird. Die Sekundärelektronen treten fast parallel zur optischen Achse OA in die Objektivlinse 107 ein. Ein Durchmesser des Strahlenbündels der Sekundärelektronen ist in der Objektivlinse 107 klein. Die Objektivlinse 107 beeinflusst jedoch den Strahl von Sekundärelektronen und erzeugt einen kurzen Fokus der Sekundärelektronen mit relativ steilen Winkeln in Bezug auf die optische Achse OA, sodass die Sekundärelektronen voneinander nach dem Fokus divergieren und auf den zweiten Detektor 117 auftreffen können. Am Objekt 114 rückgestreute Elektronen, d. h. Rückstreuelektronen, weisen eine relativ hohe kinetische Energie im Vergleich zu Sekundärelektronen auf, wenn sie aus dem Objekt 114 austreten. Rückstreuelektronen werden nur in sehr geringem Ausmaß vom zweiten Detektor 117 detektiert. Die hohe kinetische Energie und der Winkel des Strahls von Rückstreuelektronen in Bezug auf die optische Achse OA beim Rückstreuen am Objekt 114 resultieren in einer Strahltaille, d. h. einem Strahlbereich mit einem Minimaldurchmesser, der Rückstreuelektronen, wobei die Strahltaille in der Nähe des zweiten Detektors 117 angeordnet ist. Deshalb tritt ein großer Teil der Rückstreuelektronen durch die Öffnung des zweiten Detektors 117. Dementsprechend werden Rückstreuelektronen hauptsächlich vom ersten Detektor 116 detektiert.
  • Der erste Detektor 116 einer weiteren Ausführungsform des REM 100 kann ein Gegenfeldgitter 116A aufweisen, das ein Feldgitter mit einem entgegengesetzten Potenzial ist. Das Gegenfeldgitter 116A kann an der Seite des ersten Detektors 116 dem Objekt 114 zugewandt angeordnet sein. Das Gegenfeldgitter 116A kann ein in Bezug auf das Potenzial des Strahlführungsrohrs 104 negatives Potenzial aufweisen, sodass hauptsächlich oder nur Rückstreuelektronen mit einer hohen Energie durch das Gegenfeldgitter 116A hindurchgehen können und auf den ersten Detektor 116 auftreffen können. Zusätzlich oder alternativ kann der zweite Detektor 117 ein weiteres Gegenfeldgitter aufweisen, das ähnlich wie das oben erwähnte Gegenfeldgitter 116A des ersten Detektors 116 konstruiert ist und eine analoge Funktion aufweist.
  • Die Detektionssignale, die vom ersten Detektor 116 und dem zweiten Detektor 117 erzeugt werden, werden dafür verwendet, ein Bild oder Bilder der Oberfläche des Objekts 114 zu erzeugen.
  • Es wird ausdrücklich 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 auf übertriebene Weise dargestellt sind. Die Durchgangsöffnungen des ersten Detektors 116 und des zweiten Detektors 117 weisen eine Maximallänge zwischen 1 mm und 5 mm senkrecht zur optischen Achse OA auf. Sie weisen zum Beispiel eine kreisförmige Ausbildung und einen Durchmesser im Bereich von 1 mm bis 3 mm senkrecht zur optischen Achse OA auf.
  • Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die zweite Blendeneinheit 109 eine kreisförmige Blende mit einer zweiten Blendenöffnung 118, durch die der Primärelektronenstrahl hindurchgeht, wobei die zweite Blendenöffnung 118 eine Länge im Bereich von 25 µm bis 50 µm, beispielsweise 35 µm, aufweist. Die zweite Blendeneinheit 109 kann eine Druckstufenblende sein. Die zweite Blendeneinheit 109 eines weiteren Ausführungsbeispiels kann mehrere Öffnungen aufweisen, die mechanisch in Bezug auf den Primärelektronenstrahl bewegt werden können oder durch die der Primärelektronenstrahl unter Verwendung von elektrischen und/oder magnetischen Ablenkvorrichtungen hindurchgehen kann. Wie oben erwähnt, kann die zweite Blendeneinheit 109 auch eine Druckstufenblende sein. Sie trennt einen ersten Bereich, in dem die Elektronenquelle 101 angeordnet ist und der ein Ultrahochvakuum (10-1 bis 10-12 hPa) aufweist, von einem zweiten Bereich mit einem Hochvakuum (10-3 bis 10-7 hPa). Der zweite Bereich ist der Zwischendruckbereich des Strahlführungsrohrs 104, der zur Objektkammer 120 führt.
  • Zusätzlich zum oben erwähnten Detektorsystem weist das REM 100 einen Strahlungsdetektor 500 auf, der in der Objektkammer 120 angeordnet ist. Der Strahlungsdetektor 500 ist zum Beispiel zwischen dem Strahlführungsrohr 104 und dem Objekt 114 positioniert. Darüber hinaus ist der Strahlungsdetektor 500 an der Seite des Objekts 114 positioniert. Der Strahlungsdetektor 500 kann ein CCD-Detektor sein.
  • Die Objektkammer 120 wird in einem ersten Druckbereich oder in einem zweiten Druckbereich betrieben, wobei der erste Druckbereich nur Drücke umfasst, die niedriger als oder gleich 10-3 hPa sind, und wobei der zweite Druckbereich nur Drücke über 10-3 hPa umfasst. Ein (in 2 nicht gezeigter) Drucksensor ist in der Objektkammer 120 zum Messen des Drucks in der Objektkammer 120 angeordnet. Ein (in 2 nicht gezeigtes) Vakuumsystem in Form eines Pumpensystems, das mit dem Drucksensor verbunden ist und an der Objektkammer 120 angeordnet ist, stellt den Druckbereich in der Objektkammer 120 bereit, entweder den ersten Druckbereich oder den zweiten Druckbereich.
  • Das REM 100 kann ferner einen dritten Detektor 121 aufweisen, der in der Objektkammer 120 angeordnet ist. Der dritte Detektor 121 ist dem Objekt 114, wie von der Elektronenquelle 101 in der Richtung des Objekts 114 entlang der optischen Achse OA gesehen, nachgelagert angeordnet. Der Primärelektronenstrahl kann durch das Objekt 114 transmittieren. Elektronen des Primärelektronenstrahls wechselwirken mit dem Material des Objekts 114. Elektronen, die durch das Objekt 114 transmittieren, werden unter Verwendung des dritten Detektors 121 detektiert.
  • Der erste Detektor 116, der zweite Detektor 117, der dritte Detektor 121 und der Strahlungsdetektor 500 sind mit einer Steuereinheit 123 verbunden. Die Steuereinheit 123 umfasst einen Prozessor 124, in den ein Computerprogrammprodukt, das einen Programmcode umfasst, geladen ist, der, wenn er ausgeführt wird, das REM 100 auf eine derartige Weise steuert, dass ein erfindungsgemäßes Verfahren ausgeführt wird. Dies wird weiter unten erläutert.
  • 3 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Teilchenstrahlgeräts. Diese Ausführungsform des Teilchenstrahlgeräts ist mit dem Bezugszeichen 200 bezeichnet und umfasst eine Spiegelkorrektureinrichtung zum Beispiel zum Korrigieren von chromatischen und sphärischen Aberrationen. Dies wird weiter unten ausführlich erläutert. Das Teilchenstrahlgerät 200 umfasst eine Teilchenstrahlsäule 201, die als eine Elektronenstrahlsäule ausgebildet ist und im Prinzip einer Elektronenstrahlsäule eines korrigierten REM entspricht. Das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät 200 ist jedoch nicht auf ein REM mit einer Spiegelkorrektureinrichtung beschränkt. Vielmehr kann ein beliebiges Teilchenstrahlgerät verwendet werden, das Korrektureinheiten umfasst.
  • Die Teilchenstrahlsäule 201 umfasst einen Teilchenstrahlerzeuger 1000, der eine Elektronenquelle 202, die eine Kathode ist, eine Suppressorelektrode 202A und eine Extraktorelektrode 203 aufweist. Darüber hinaus umfasst die Teilchenstrahlsäule 201 eine Anode 204. Beispielsweise kann die Elektronenquelle 202 ein thermischer Feldemitter sein. Elektronen, die aus der Elektronenquelle 202 austreten, werden von der Anode 204 als Ergebnis einer Potenzialdifferenz zwischen der Elektronenquelle 202 und der Anode 204 beschleunigt. Dementsprechend wird ein Primärteilchenstrahl in der Form eines Elektronenstrahls entlang einer ersten optischen Achse OA1 bereitgestellt.
  • Der Teilchenstrahlerzeuger 1000 umfasst eine Strahlerzeuger-Steuereinheit 126. Die Elektronenquelle 202, die Suppressorelektrode 202A und die Extraktorelektrode 203 sind mit der Strahlerzeuger-Steuereinheit 126 verbunden und werden von der Strahlerzeuger-Steuereinheit 126 mit Spannung versorgt. Dies wird weiter unten ausführlich erläutert.
  • Der Primärteilchenstrahl wird unter Verwendung einer ersten elektrostatischen Linse 205, einer zweiten elektrostatischen Linse 206 und einer dritten elektrostatischen Linse 207 entlang eines Strahlpfads geführt, der - nachdem der Primärteilchenstrahl aus der Elektronenquelle 202 hervorgetreten ist - ungefähr die erste optische Achse OA1 ist.
  • Der Primärteilchenstrahl wird unter Verwendung mindestens einer Strahlausrichtungsvorrichtung entlang des Strahlpfads eingestellt. Die Strahlausrichtungsvorrichtung dieser Ausführungsform umfasst eine Kanonenausrichtungseinheit, die zwei magnetische Ablenkeinheiten 208 umfasst, die entlang der ersten optischen Achse OA1 angeordnet sind. Ferner umfasst das Teilchenstrahlgerät 200 elektrostatische Strahlablenkeinheiten. Eine erste elektrostatische Strahlablenkeinheit 209 ist zwischen der zweiten elektrostatischen Linse 206 und der dritten elektrostatischen Linse 207 angeordnet. Die erste elektrostatische Strahlablenkeinheit 209 ist auch den magnetischen Ablenkeinheiten 208 nachgelagert angeordnet. Eine erste Multipoleinheit 209A in der Form einer ersten magnetischen Ablenkeinheit ist an einer Seite der ersten elektrostatischen Strahlablenkeinheit 209 angeordnet. Darüber hinaus ist eine zweite Multipoleinheit 209B in der Form einer zweiten magnetischen Ablenkeinheit an der anderen Seite der ersten elektrostatischen Strahlablenkeinheit 209 angeordnet. Die erste elektrostatische Strahlablenkeinheit 209, die erste Multipoleinheit 209A und die zweite Multipoleinheit 209B werden zum Einstellen des Primärteilchenstrahls in Bezug auf eine Achse der dritten elektrostatischen Linse 207 und ein Eintrittsfenster einer Strahlablenkvorrichtung 210 verwendet. Die erste elektrostatische Strahlablenkeinheit 209, die erste Multipoleinheit 209A und die zweite Multipoleinheit 209B können zusammen als ein Wien-Filter fungieren. Eine weitere magnetische Ablenkvorrichtung 232 ist am Eingang der Strahlablenkvorrichtung 210 angeordnet.
  • Die Strahlablenkvorrichtung 210 wird als ein optischer Strahlteiler für Teilchen verwendet, der den Primärteilchenstrahl auf eine bestimmte Weise ablenkt. Die Strahlablenkvorrichtung 210 umfasst mehrere Magnetsektoren, nämlich einen ersten Magnetsektor 211A, einen zweiten Magnetsektor 211B, einen dritten Magnetsektor 211C, einen vierten Magnetsektor 211D, einen fünften Magnetsektor 211E, einen sechsten Magnetsektor 211F und einen siebten Magnetsektor 211G. Der Primärteilchenstrahl tritt entlang der ersten optischen Achse OA1 in die Strahlablenkvorrichtung 210 ein und wird von der Strahlablenkvorrichtung 210 in die Richtung einer zweiten optischen Achse OA2 abgelenkt. Die Strahlablenkung wird durch den ersten Magnetsektor 211A, den zweiten Magnetsektor 211B und den dritten Magnetsektor 211C in einem Winkel von 30° bis 120° bewirkt. Die zweite optische Achse OA2 ist in einem identischen Winkel zur ersten optischen Achse OA1 angeordnet. Die Strahlablenkvorrichtung 210 lenkt auch den Primärteilchenstrahl ab, der entlang der zweiten optischen Achse OA2 in die Richtung einer dritten optischen Achse OA3 gelenkt wird. Die Strahlablenkung wird durch den dritten Magnetsektor 211C, den vierten Magnetsektor 211D und den fünften Magnetsektor 211E bewirkt. In der in 3 gezeigten Ausführungsform erfolgt das Ablenken zur zweiten optischen Achse OA2 und zur dritten optischen Achse OA3 durch Ablenken des Primärteilchenstrahls in einem Winkel von 90°. Deshalb verläuft die dritte optische Achse OA3 koaxial zur ersten optischen Achse OA1. Das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät 200 ist jedoch nicht auf Ablenkwinkel von 90° beschränkt. Vielmehr kann ein beliebiger geeigneter Ablenkwinkel mit der Strahlablenkvorrichtung 210 verwendet werden, zum Beispiel 70° oder 110°, sodass die erste optische Achse OA1 nicht koaxial zur dritten optischen Achse OA3 verläuft. Für weitere Details der Strahlablenkvorrichtung 210 wird auf WO 2002/067286 A2 Bezug genommen, die hierin durch Bezugnahme aufgenommen wird.
  • Nachdem der Primärteilchenstrahl durch den ersten Magnetsektor 211A, den zweiten Magnetsektor 211B und den dritten Magnetsektor 211C abgelenkt wurde, wird er entlang der zweiten optischen Achse OA2 geführt. Der Primärteilchenstrahl wird zu einem elektrostatischen Spiegel 214 geleitet und geht - auf seinem Weg zum elektrostatischen Spiegel 214 - durch eine vierte elektrostatische Linse 215, eine dritte Multipoleinheit 216A in der Form einer magnetischen Ablenkeinheit, eine zweite elektrostatische Strahlablenkeinheit 216, eine dritte elektrostatische Strahlablenkeinheit 217 und eine vierte Multipoleinheit 216B in der Form einer magnetischen Ablenkeinheit hindurch. Der elektrostatische Spiegel 214 umfasst eine erste Spiegelelektrode 213A, eine zweite Spiegelelektrode 213B und eine dritte Spiegelelektrode 213C. Elektronen des Primärteilchenstrahls, die vom elektrostatischen Spiegel 214 zurück reflektiert werden, laufen entlang der zweiten optischen Achse OA2 und treten wiederum in die Strahlablenkvorrichtung 210 ein. Sie werden vom dritten Magnetsektor 211C, vom vierten Magnetsektor 211D und vom fünften Magnetsektor 211E zur dritten optischen Achse OA3 abgelenkt. Die Elektronen des Primärteilchenstrahls verlassen die Strahlablenkvorrichtung 210 und werden entlang der dritten optischen Achse OA3 zum zu untersuchenden Objekt 225 geleitet. Auf seinem Weg zum Objekt 225 geht der Primärteilchenstrahl durch eine fünfte elektrostatische Linse 218, ein Strahlführungsrohr 220, eine fünfte Multipoleinheit 218A, eine sechste Multipoleinheit 218B und eine Objektivlinse 221 hindurch. Die fünfte elektrostatische Linse 218 ist eine elektrostatische Immersionslinse. Der Primärteilchenstrahl wird von der fünften elektrostatischen Linse 218 auf das elektrische Potenzial des Strahlführungsrohrs 220 abgebremst oder beschleunigt.
  • Der Primärteilchenstrahl wird von der Objektivlinse 221 in eine Fokalebene fokussiert, in der das Objekt 225 positioniert ist. Das Objekt 225 ist auf einem beweglichen Probentisch 224 angeordnet. Der bewegliche Probentisch 224 ist in einer Objektkammer 226 des Teilchenstrahlgeräts 200 angeordnet.
  • Die Objektivlinse 221 kann als eine Kombination einer magnetischen Linse 222 und einer sechsten elektrostatischen Linse 223 implementiert sein. Das Ende des Strahlführungsrohrs 220 kann eine Elektrode einer elektrostatischen Linse sein. Teilchen des Primärteilchenstrahls werden nach Verlassen des Strahlführungsrohrs 220 auf das Potenzial des auf dem Probentisch 224 angeordneten Objekts 225 abgebremst. Die Objektivlinse 221 ist nicht auf eine Kombination der magnetischen Linse 222 und der sechsten elektrostatischen Linse 223 beschränkt. Stattdessen kann die Objektivlinse 221 in einer beliebigen geeigneten Form implementiert sein. Insbesondere kann die Objektivlinse 221 auch nur eine reine magnetische Linse oder nur eine reine elektrostatische Linse sein.
  • Der auf das Objekt 225 fokussierte Primärteilchenstrahl wechselwirkt mit dem Objekt 225. Wechselwirkungsteilchen und Wechselwirkungsstrahlung werden erzeugt. Insbesondere werden Sekundärelektronen vom Objekt 225 emittiert und Rückstreuelektronen werden vom Objekt 225 zurückgegeben. Die Sekundärelektronen und die Rückstreuelektronen werden wiederum beschleunigt und werden entlang der dritten optischen Achse OA3 in das Strahlführungsrohr 220 geführt.
  • Insbesondere laufen die Sekundärelektronen und die Rückstreuelektronen auf dem Strahlpfad des Primärteilchenstrahls in der entgegengesetzten Richtung zum Primärteilchenstrahl.
  • Das Teilchenstrahlgerät 200 umfasst einen ersten Detektor 219, der entlang des Strahlpfads zwischen der Strahlablenkvorrichtung 210 und der Objektivlinse 221 angeordnet ist. Sekundärelektronen, die in Richtungen geleitet werden, die in großen Winkeln in Bezug auf die dritte optische Achse OA3 ausgerichtet sind, werden vom ersten Detektor 219 detektiert. Rückstreuelektronen und Sekundärelektronen, die in Richtungen mit einer kleinen axialen Distanz in Bezug auf die dritte optische Achse OA3 am ersten Detektor 219 geleitet werden, d. h. Rückstreuelektronen und Sekundärelektronen mit einer kleinen Distanz von der dritten optischen Achse OA3 an der Position des ersten Detektors 219, treten jedoch in die Strahlablenkvorrichtung 210 ein und werden vom fünften Magnetsektor 211E, vom sechsten Magnetsektor 211F und vom siebten Magnetsektor 211G entlang eines Detektionsstrahlpfads 227 zu einem zweiten Detektor 228 einer Analyseeinheit 231 abgelenkt. Der Gesamtablenkwinkel kann beispielsweise 90° oder 110° betragen.
  • Der erste Detektor 219 erzeugt Detektionssignale, die hauptsächlich auf den emittierten Sekundärelektronen beruhen. Der zweite Detektor 228 der Analyseeinheit 231 erzeugt Detektionssignale, die hauptsächlich auf Rückstreuelektronen beruhen. Die vom ersten Detektor 219 und vom zweiten Detektor 228 erzeugten Detektionssignale werden an eine Steuereinheit 123 gesendet und werden verwendet, um Informationen über die Eigenschaften des Wechselwirkungsbereichs des fokussierten Primärteilchenstrahls mit dem Objekt 225 zu erhalten. Falls der fokussierte Primärteilchenstrahl unter Verwendung einer Scanvorrichtung 229 über das Objekt 225 gescannt wird und falls die Steuereinheit 123 die vom ersten Detektor 219 und vom zweiten Detektor 228 erzeugten Detektionssignale erfasst und speichert, kann ein Bild des gerasterten Bereichs des Objekts 225 erfasst und von der Steuereinheit 123 oder einem Monitor (nicht gezeigt) angezeigt werden.
  • Eine Filterelektrode 230 kann vor dem zweiten Detektor 228 der Analyseeinheit 231 angeordnet sein. Die Filterelektrode 230 kann verwendet werden zum Trennen der Sekundärelektronen von den Rückstreuelektronen aufgrund der Differenz der kinetischen Energie zwischen den Sekundärelektronen und den Rückstreuelektronen.
  • Zusätzlich zum ersten Detektor 219 und zum zweiten Detektor 228 weist das Teilchenstrahlgerät 200 auch einen Strahlungsdetektor 500 auf, der in der Objektkammer 226 angeordnet ist. Der Strahlungsdetektor 500 ist an der Seite des Objekts 225 positioniert und ist auf das Objekt 225 gerichtet. Der Strahlungsdetektor 500 kann ein CCD-Detektor sein und detektiert Wechselwirkungsstrahlung, die sich aus der Wechselwirkung des Primärteilchenstrahls mit dem Objekt 225 ergibt, insbesondere Röntgenstrahlung und/oder Kathodolumineszenzlicht.
  • Die Objektkammer 226 wird in einem ersten Druckbereich oder in einem zweiten Druckbereich betrieben, wobei der erste Druckbereich nur Drücke umfasst, die niedriger als oder gleich 10-3 hPa sind, und wobei der zweite Druckbereich nur Drücke über 10-3 hPa umfasst. Ein (in 3 nicht gezeigter) Drucksensor zum Messen des Drucks in der Objektkammer 226 ist in der Objektkammer 226 angeordnet. Ein (in 3 nicht gezeigtes) Vakuumsystem in der Form eines Pumpensystems, das mit dem Drucksensor verbunden ist und an der Objektkammer 226 angeordnet ist, liefert den Druckbereich in der Objektkammer 226, entweder den ersten Druckbereich oder den zweiten Druckbereich.
  • Der erste Detektor 219, der zweite Detektor 228 der Analyseeinheit 231 und der Strahlungsdetektor 500 sind mit der Steuereinheit 123 verbunden. Die Steuereinheit 123 umfasst einen Prozessor 124, in den ein Computerprogrammprodukt, das einen Programmcode umfasst, geladen ist, der, wenn er ausgeführt wird, das Teilchenstrahlgerät 200 auf eine derartige Weise steuert, dass ein erfindungsgemäßes Verfahren ausgeführt wird. Dies wird weiter unten erläutert.
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Teilchenstrahlgeräts 300. Das Teilchenstrahlgerät 300 weist eine erste Teilchenstrahlsäule 301 in Form einer lonenstrahlsäule und eine zweite Teilchenstrahlsäule 302 in Form einer Elektronenstrahlsäule auf. Die erste Teilchenstrahlsäule 301 und die zweite Teilchenstrahlsäule 302 sind an einer Objektkammer 303 angeordnet, in der ein abzubildendes, zu analysierendes und/oder zu bearbeitendes Objekt 304 angeordnet ist. Es sei ausdrücklich angemerkt, dass das hier beschriebene System nicht darauf beschränkt ist, dass die erste Teilchenstrahlsäule 301 in der Form einer lonenstrahlsäule vorliegt und die zweite Teilchenstrahlsäule 302 in der Form einer Elektronenstrahlsäule vorliegt. Tatsächlich sieht das hier beschriebene System auch vor, dass die erste Teilchenstrahlsäule 301 in der Form einer Elektronenstrahlsäule vorliegt und die zweite Teilchenstrahlsäule 302 in der Form einer lonenstrahlsäule vorliegt. Eine weitere Ausführungsform der hier beschriebenen Erfindung sieht vor, dass sowohl die erste Teilchenstrahlsäule 301 als auch die zweite Teilchenstrahlsäule 302 jeweils in der Form einer lonenstrahlsäule vorliegen.
  • 5 zeigt eine detaillierte Veranschaulichung des in 4 gezeigten Teilchenstrahlgeräts 300. Der Klarheit halber ist die Objektkammer 303 nicht dargestellt. Die erste Teilchenstrahlsäule 301 in der Form der lonenstrahlsäule weist eine erste optische Achse 305 auf. Ferner weist die zweite Teilchenstrahlsäule 302 in der Form der Elektronenstrahlsäule eine zweite optische Achse 306 auf.
  • Die zweite Teilchenstrahlsäule 302 in der Form der Elektronenstrahlsäule wird als Nächstes beschrieben. Die zweite Teilchenstrahlsäule 302 umfasst einen Teilchenstrahlerzeuger 1000, der einen zweiten Strahlerzeuger 307, eine erste Elektrode 308 und eine zweite Elektrode 309 aufweist. Beispielsweise ist der zweite Strahlerzeuger 307 ein thermischer Feldemitter. Die erste Elektrode 308 weist die Funktion einer Suppressorelektrode auf, während die zweite Elektrode 309 die Funktion einer Extraktorelektrode aufweist. Darüber hinaus umfasst die zweite Teilchenstrahlsäule 302 eine dritte Elektrode 310. Die dritte Elektrode 310 ist eine Anode und bildet gleichzeitig ein Ende eines Strahlführungsrohrs 311.
  • Der Teilchenstrahlerzeuger 1000 umfasst eine Strahlerzeuger-Steuereinheit 126. Der zweite Strahlerzeuger 307, die erste Elektrode 308 und die zweite Elektrode 309 sind mit der Strahlerzeuger-Steuereinheit 126 verbunden und werden von der Strahlerzeuger-Steuereinheit 126 mit Spannung versorgt. Dies wird weiter unten ausführlich erläutert.
  • Ein zweiter Teilchenstrahl 312 in der Form eines Elektronenstrahls wird vom zweiten Strahlerzeuger 307 erzeugt. Elektronen, die aus dem zweiten Strahlerzeuger 307 austreten, werden auf das Anodenpotenzial beschleunigt, zum Beispiel im Bereich von 1 kV bis 30 kV, als Ergebnis einer Potenzialdifferenz zwischen dem zweiten Strahlerzeuger 307 und der dritten Elektrode 310. Der zweite Teilchenstrahl 312 in der Form des Elektronenstrahls geht durch das Strahlführungsrohr 311 hindurch und wird auf das Objekt 304 fokussiert.
  • Das Strahlführungsrohr 311 geht durch eine Kollimatoranordnung 313 hindurch, die eine erste ringförmige Spule 314 und ein Joch 315 aufweist. In der Richtung des Objekts 304 vom zweiten Strahlerzeuger 307 aus gesehen folgen der Kollimatoranordnung 313 eine Lochblende 316 und ein Detektor 317 mit einer zentralen Öffnung 318, angeordnet entlang der zweiten optischen Achse 306 im Strahlführungsrohr 311.
  • Das Strahlführungsrohr 311 verläuft dann durch ein Loch in einer zweiten Objektivlinse 319. Die zweite Objektivlinse 319 wird zum Fokussieren des zweiten Teilchenstrahls 312 auf das Objekt 304 verwendet. Zu diesem Zweck weist die zweite Objektivlinse 319 eine magnetische Linse 320 und eine elektrostatische Linse 321 auf. Die magnetische Linse 320 ist mit einer zweiten ringförmigen Spule 322, einem inneren Polstück 323 und einem äußeren Polstück 324 versehen. Die elektrostatische Linse 321 umfasst ein Ende 325 des Strahlführungsrohrs 311 und eine Abschlusselektrode 326.
  • Das Ende 325 des Strahlführungsrohrs 311 und der Abschlusselektrode 326 bilden gemeinschaftlich eine elektrostatische Abbremsvorrichtung aus. Das Ende 325 des Strahlführungsrohrs 311 liegt zusammen mit dem Strahlführungsrohr 311 auf dem Anodenpotenzial, während die Abschlusselektrode 326 und das Objekt 304 auf einem Potenzial liegen, das unter dem Anodenpotenzial liegt. Dies ermöglicht den Elektronen des zweiten Teilchenstrahls 312, auf eine zum Untersuchen des Objekts 304 erforderliche erwünschte Energie abgebremst zu werden.
  • Die zweite Teilchenstrahlsäule 302 weist ferner eine Rastervorrichtung 327 auf, durch die der zweite Teilchenstrahl 312 abgelenkt werden kann und in Form eines Rasters über dem Objekt 304 gerastert werden kann.
  • Zu Abbildungszwecken detektiert der Detektor 317, der im Strahlführungsrohr 311 angeordnet ist, Sekundärelektronen und/oder Rückstreuelektronen, die sich aus der Wechselwirkung zwischen dem zweiten Teilchenstrahl 312 und dem Objekt 304 ergeben. Die vom Detektor 317 erzeugten Signale werden an eine Steuereinheit 123 gesendet.
  • Wechselwirkungsstrahlung, zum Beispiel Röntgenstrahlen oder Kathodolumineszenzlicht, kann unter Verwendung eines Strahlungsdetektors 500, zum Beispiel eines CCD-Detektors, detektiert werden, der in der Objektkammer 303 angeordnet ist (siehe 4). Der Strahlungsdetektor 500 ist an der Seite des Objekts 304 positioniert und ist auf das Objekt 304 gerichtet.
  • Das Objekt 304 ist auf einem Objekthalter 328 in Form eines Probentisches wie in 4 gezeigt angeordnet, wodurch das Objekt 304 so angeordnet ist, dass es sich entlang dreier Achsen bewegen kann, die angeordnet sind, wechselseitig senkrecht aufeinander zu stehen (genauer eine x-Achse, eine y-Achse und eine z-Achse). Ferner kann der Probentisch um zwei Drehachsen gedreht werden, die angeordnet sind, wechselseitig senkrecht aufeinander zu stehen. Es ist deshalb möglich, das Objekt 304 an eine gewünschte Position zu bewegen. Die Rotation des Objekthalters 328 um eine der zwei Drehachsen kann verwendet werden, um den Objekthalter 328 so zu neigen, dass die Oberfläche des Objekts 304 senkrecht auf den zweiten Teilchenstrahl 312 oder auf den ersten Teilchenstrahl 329 ausgerichtet wird, was weiter unten beschrieben wird. Alternativ kann die Oberfläche des Objekts 304 auf eine solche Weise ausgerichtet werden, dass sich die Oberfläche des Objekts 304 einerseits und der erste Teilchenstrahl 329 oder der zweite Teilchenstrahl 312 andererseits in einem Winkel befinden, zum Beispiel im Bereich von 0° bis 90°.
  • Wie vorher erwähnt, bezeichnet das Bezugszeichen 301 die erste Teilchenstrahlsäule in der Form der lonenstrahlsäule. Die erste Teilchenstrahlsäule 301 weist einen Teilchenstrahlerzeuger 1000A zum Erzeugen von Ionen auf. Der Teilchenstrahlerzeuger 1000A umfasst einen ersten Strahlerzeuger 331A in der Form einer lonenquelle. Der erste Strahlerzeuger 331A wird zum Erzeugen des ersten Teilchenstrahls 329 in der Form eines lonenstrahls verwendet. Der erste Strahlerzeuger 331A kann eine Flüssigmetall-Ionenquelle (LMIS) sein, beispielsweise eine Gallium-Flüssigmetall-Ionenquelle. Es sei angemerkt, dass die Erfindung nicht auf eine Flüssigmetall-Ionenquelle beschränkt ist. Vielmehr kann eine beliebige für die Erfindung geeignete lonenquelle verwendet werden. Darüber hinaus umfasst der Teilchenstrahlerzeuger 1000A eine Suppressorelektrode 331B und eine Extraktorelektrode 331C. Der Teilchenstrahlerzeuger 1000A umfasst eine lonenstrahlerzeuger-Steuereinheit 336. Der erste Strahlerzeuger 331A, die Suppressorelektrode 331B und die Extraktorelektrode 331C sind mit der lonenstrahlerzeuger-Steuereinheit 336 verbunden und werden von der lonenstrahlerzeuger-Steuereinheit 336 mit Spannung versorgt. Dies wird ausführlich weiter unten erläutert.
  • Die erste Teilchenstrahlsäule 301 ist ebenfalls mit einem Kollimator 332 versehen.
  • Auf den Kollimator 332 folgt eine variable Blende 333 in der Richtung des Objekts 304 entlang der ersten optischen Achse 305. Der erste Teilchenstrahl 329 wird durch eine erste Objektivlinse 334 in der Form von Fokussierungslinsen auf das Objekt 304 fokussiert. Rasterelektroden 335 sind vorgesehen, um den ersten Teilchenstrahl 329 in der Form eines Rasters über das Objekt 304 zu scannen.
  • Wenn der erste Teilchenstrahl 329 das Objekt 304 trifft, wechselwirkt der erste Teilchenstrahl 329 mit dem Material des Objekts 304. In dem Prozess wird Wechselwirkungsstrahlung erzeugt und unter Verwendung des Strahlungsdetektors 500 detektiert. Wechselwirkungsteilchen werden erzeugt, insbesondere Sekundärelektronen und/oder Sekundärionen. Diese werden unter Verwendung des Detektors 317 detektiert.
  • Die Objektkammer 303 wird in einem ersten Druckbereich oder in einem zweiten Druckbereich betrieben, wobei der erste Druckbereich nur Drücke umfasst, die niedriger als oder gleich 10-3 hPa sind, und wobei der zweite Druckbereich nur Drücke über 10-3 hPa umfasst. Ein (in 4 nicht gezeigter) Drucksensor zum Messen des Drucks in der Objektkammer 303 ist in der Objektkammer 303 angeordnet. Ein (in 4 nicht gezeigtes) Vakuumsystem in der Form eines Pumpensystems, das mit dem Drucksensor verbunden ist und an der Objektkammer 303 angeordnet ist, liefert den Druckbereich in der Objektkammer 303, entweder den ersten Druckbereich oder den zweiten Druckbereich.
  • Der erste Teilchenstrahl 329 kann auch zum Bearbeiten des Objekts 304 verwendet werden. Material kann zum Beispiel unter Verwendung des ersten Teilchenstrahls 329 auf der Oberfläche des Objekts 304 abgeschieden werden, wobei das Material mit einem Gasinjektionssystem (GIS) zugeführt wird. Zusätzlich oder alternativ können Strukturen unter Verwendung des ersten Teilchenstrahls 329 in das Objekt 304 geätzt werden. Darüber hinaus kann der zweite Teilchenstrahl 312 zum Bearbeiten des Objekts 304, zum Beispiel durch elektronenstrahlinduzierte Abscheidung, verwendet werden.
  • Der Detektor 317 und der Strahlungsdetektor 500 sind mit der Steuereinheit 123 wie in 4 und 5 gezeigt verbunden. Die Steuereinheit 123 umfasst einen Prozessor 124, in den ein Computerprogrammprodukt, das einen Programmcode umfasst, geladen ist, der, wenn er ausgeführt wird, das Teilchenstrahlgerät 300 auf eine derartige Weise steuert, dass ein erfindungsgemäßes Verfahren ausgeführt wird. Dies wird weiter unten erläutert.
  • 6 zeigt den Teilchenstrahlerzeuger 1000 des REM 100 von 2. Wie oben erwähnt wurde, umfasst der Teilchenstrahlerzeuger 1000 die Elektronenquelle 101, die eine Kathode ist, die Suppressorelektrode 101A und die Extraktorelektrode 102. Wie oben erwähnt wurde, umfasst der Teilchenstrahlerzeuger 1000 auch die Strahlerzeuger-Steuereinheit 126. Die Elektronenquelle 101, die Suppressorelektrode 101A und die Extraktorelektrode 102 sind mit der Strahlerzeuger-Steuereinheit 126 verbunden. Insbesondere ist die Elektronenquelle 101 mit einer Variable-Spannungsversorgung-Einheit, insbesondere einer Quellen-Hochspannungsversorgung-Einheit 126A der Strahlerzeuger-Steuereinheit 126 verbunden. Die Quellen-Hochspannungsversorgung-Einheit 126A versorgt die Elektronenquelle 101 mit Hochspannung. Darüber hinaus ist die Extraktorelektrode 102 mit einer ersten Variable-Spannungsversorgung-Einheit, insbesondere einer ersten Variable-Hochspannungsversorgung-Einheit 126B der Strahlerzeuger-Steuereinheit 126 verbunden. Die erste Variable-Hochspannungsversorgung-Einheit 126B liefert eine Spannung in der Form einer Extraktorspannung an die Extraktorelektrode 102. Die Extraktorspannung kann im Bereich von 6 kV bis 8 kV liegen, wobei die Grenzwerte in dem Bereich eingeschlossen sind. Darüber hinaus ist die Suppressorelektrode 101A mit einer zweiten Variable-Spannungsversorgung-Einheit, insbesondere einer zweiten Variable-Hochspannungsversorgung-Einheit 126C der Strahlerzeuger-Steuereinheit 126 verbunden. Die zweite Variable-Hochspannungsversorgung-Einheit 126C liefert eine Spannung in der Form einer Suppressorspannung an die Suppressorelektrode 101A. Die Suppressorspannung kann im Bereich von 0 V bis (-2) kV liegen, wobei die Grenzwerte in dem Bereich eingeschlossen sind.
  • 6 zeigt ebenfalls den Teilchenstrahlerzeuger 1000 des Teilchenstrahlgeräts 200 von 3. Wie oben erwähnt wurde, umfasst der Teilchenstrahlerzeuger 1000 die Elektronenquelle 202, die eine Kathode ist, die Suppressorelektrode 202A und die Extraktorelektrode 203. Wie oben erwähnt wurde, umfasst der Teilchenstrahlerzeuger 1000 auch die Strahlerzeuger-Steuereinheit 126. Die Elektronenquelle 202, die Suppressorelektrode 202A und die Extraktorelektrode 203 sind mit der Strahlerzeuger-Steuereinheit 126 verbunden. Insbesondere ist die Elektronenquelle 202 mit einer Variable-Spannungsversorgung-Einheit, insbesondere einer Quellen-Hochspannungsversorgung-Einheit 126A der Strahlerzeuger-Steuereinheit 126 verbunden. Die Quellen-Hochspannungsversorgung-Einheit 126A versorgt die Elektronenquelle 202 mit Hochspannung. Darüber hinaus ist die Extraktorelektrode 203 mit einer ersten Variable-Spannungsversorgung-Einheit, insbesondere einer ersten Variable-Hochspannungsversorgung-Einheit 126B der Strahlerzeuger-Steuereinheit 126 verbunden. Die erste Variable-Hochspannungsversorgung-Einheit 126B liefert eine Spannung in der Form einer Extraktorspannung an die Extraktorelektrode 203. Die Extraktorspannung kann im Bereich von 6 kV bis 8 kV liegen, wobei die Grenzwerte in dem Bereich eingeschlossen sind. Darüber hinaus ist die Suppressorelektrode 202A mit einer zweiten Variable-Spannungsversorgung-Einheit, insbesondere einer zweiten Variable-Hochspannungsversorgung-Einheit 126C der Strahlerzeuger-Steuereinheit 126 verbunden. Die zweite Variable-Hochspannungsversorgung-Einheit 126C liefert eine Spannung in der Form einer Suppressorspannung an die Suppressorelektrode 202A. Die Suppressorspannung kann im Bereich von 0 V bis (-2) kV liegen, wobei die Grenzwerte in dem Bereich eingeschlossen sind.
  • Darüber hinaus zeigt 6 den Teilchenstrahlerzeuger 1000 der zweiten Teilchenstrahlsäule 302 in der Form der Elektronenstrahlsäule der 4 und 5. Wie oben erwähnt wurde, umfasst der Teilchenstrahlerzeuger 1000 den zweiten Strahlerzeuger 307, die erste Elektrode 308 in der Form einer Suppressorelektrode und die zweite Elektrode 309 in der Form einer Extraktorelektrode. Wie oben erwähnt wurde, umfasst der Teilchenstrahlerzeuger 1000 auch die Strahlerzeuger-Steuereinheit 126. Der zweite Strahlerzeuger 307, die erste Elektrode 308 und die zweite Elektrode 309 sind mit der Strahlerzeuger-Steuereinheit 126 verbunden. Insbesondere ist der zweite Strahlerzeuger 307 mit einer Variable-Spannungsversorgung-Einheit, insbesondere einer Quellen-Hochspannungsversorgung-Einheit 126A der Strahlerzeuger-Steuereinheit 126 verbunden. Die Quellen-Hochspannungsversorgung-Einheit 126A versorgt den zweiten Strahlerzeuger 307 mit Hochspannung. Darüber hinaus ist die zweite Elektrode 309 mit einer ersten Variable-Spannungsversorgung-Einheit, insbesondere einer ersten Variable-Hochspannungsversorgung-Einheit 126B der Strahlerzeuger-Steuereinheit 126 verbunden. Die erste Variable-Hochspannungsversorgung-Einheit 126B liefert eine Spannung in der Form einer Extraktorspannung an die zweite Elektrode 309. Die Extraktorspannung kann im Bereich von 6 kV bis 8 kV liegen, wobei die Grenzwerte in dem Bereich eingeschlossen sind. Darüber hinaus ist die erste Elektrode 308 mit einer zweiten Variable-Spannungsversorgung-Einheit, insbesondere einer zweiten Variable-Hochspannungsversorgung-Einheit 126C der Strahlerzeuger-Steuereinheit 126 verbunden. Die zweite Variable-Hochspannungsversorgung-Einheit 126C liefert eine Spannung in der Form einer Suppressorspannung an die erste Elektrode 308. Die Suppressorspannung kann im Bereich von 0 V bis (-2) kV liegen, wobei die Grenzwerte in dem Bereich eingeschlossen sind.
  • Wie oben erwähnt wurde, kann der Teilchenstrahlerzeuger 1000 ein thermischer Feldemitter sein. Dies wird unter Bezugnahme auf den Teilchenstrahlerzeuger 1000 des REM 100 von 2 erläutert. Die Elektronenquelle 101 wird aufgeheizt, während sie einem starken Feld ausgesetzt ist, welches bewirkt, dass unter Anwendung des Schottky-Effekts Elektronen emittiert werden, so dass ein Elektronenstrahl erzeugt wird. Die Suppressorelektrode 101A unterdrückt Emissionen der Elektronen von der Seitenoberfläche der Elektronenquelle 101. Darüber hinaus extrahiert die Extraktorelektrode 102 die Elektronen von der Elektronenquelle 101.
  • 7 zeigt den Teilchenstrahlerzeuger 1000A der ersten Teilchenstrahlsäule 301 in der Form der lonenstrahlsäule der 4 und 5. Wie oben erwähnt wurde, umfasst der Teilchenstrahlerzeuger 1000A den ersten Strahlerzeuger 331A, die Suppressorelektrode 331B und die Extraktorelektrode 331C. Wie oben erwähnt wurde, umfasst der Teilchenstrahlerzeuger 1000A auch die lonenstrahlerzeuger-Steuereinheit 336. Der erste Strahlerzeuger 331A, die Suppressorelektrode 331B und die Extraktorelektrode 331C sind mit der lonenstrahlerzeuger-Steuereinheit 336 verbunden. Insbesondere ist der erste Strahlerzeuger 331A mit einer Variable-Spannungsversorgung-Einheit, insbesondere einer lonen-Hochspannungsversorgung-Einheit 336A der lonenstrahlerzeuger-Steuereinheit 336 verbunden. Die lonen-Hochspannungsversorgung-Einheit 336A versorgt den ersten Strahlerzeuger 331A mit Hochspannung. Darüber hinaus ist die Extraktorelektrode 331C mit einer ersten Variable-Spannungsversorgung-Einheit, insbesondere einer ersten Variable-Hochspannungsversorgung-Einheit 336B der lonenstrahlerzeuger-Steuereinheit 336 verbunden. Die erste Variable-Hochspannungsversorgung-Einheit 336B liefert eine Spannung in der Form einer Extraktorspannung an die Extraktorelektrode 331C. Die Extraktorspannung kann im Bereich von (-6) kV bis (-8) kV liegen, wobei die Grenzwerte in dem Bereich eingeschlossen sind. Darüber hinaus ist die Suppressorelektrode 331B mit einer zweiten Variable-Spannungsversorgung-Einheit, insbesondere einer zweiten Variable-Hochspannungsversorgung-Einheit 336C der lonenstrahlerzeuger-Steuereinheit 336 verbunden. Die zweite Variable-Hochspannungsversorgung-Einheit 336C liefert eine Spannung in der Form einer Suppressorspannung an die Suppressorelektrode 331B. Die Suppressorspannung kann im Bereich von 0 V bis 2 kV liegen, wobei die Grenzwerte in dem Bereich eingeschlossen sind.
  • Bei Betrieb des Teilchenstrahlerzeugers 1000A wird die Extraktorelektrode 331C mit einer negativen Hochspannung, bezogen auf den ersten Strahlerzeuger 331A, vorgespannt. Der erste Strahlerzeuger 331A kann eine Emitterspitze sein, beispielsweise eine Flüssigmetall-Emitterspitze. Atome von der Emitterspitze werden aufgrund eines starken elektrischen Feldes in der unmittelbaren Nähe der Emitterspitze ionisiert. Darüber hinaus werden die Atome in die Richtung der Extraktorelektrode 331C beschleunigt. Diese Ionen bilden den lonenstrahl. Der Emissionsstrom des Teilchenstrahlerzeugers 1000A und daher der lonenstrahlstrom kann durch Zuführen verschiedener Spannungen zu der Suppressorelektrode 331B variiert werden.
  • Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun hinsichtlich des Teilchenstrahlerzeugers 1000A der ersten Teilchenstrahlsäule 301 in der Form der lonenstrahlsäule des Teilchenstrahlgeräts 300 von 4 und 5 erörtert. Die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 8 und 9 gezeigt. Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren angepasste Suppressorspannung und die angepasste Extraktorspannung sind absolute Spannungen. Es sei angemerkt, dass das erfindungsgemäße Verfahren auch für den Teilchenstrahlerzeuger 1000 des REM 100 von 2, das Teilchenstrahlgerät 200 von 3 und die zweite Teilchenstrahlsäule 302 in der Form einer Elektronenstrahlsäule des Teilchenstrahlgeräts 300 in 4 und 5 ausgeführt werden kann.
  • Wenn der Teilchenstrahlerzeuger 1000A verwendet wird, ist man immer bemüht, einen mehr oder weniger konstanten und spezifischen Emissionsstrom des Teilchenstrahlerzeugers 1000A, der ein lonenstrahlerzeuger ist, zu erhalten. Das Obige ist auch für andere Teilchenstrahlen beabsichtigt, wie etwa einen Elektronenstrahl, zum Beispiel einen Elektronenstrahl für EDX-Mikroanalyse. Wie oben erwähnt wurde, ist der Emissionsstrom der Strom, der die durch den Teilchenstrahlerzeuger 1000A gelieferten Ionen umfasst, und durch Anpassen der Suppressorspannung und der Extraktorspannung wird ein gewünschter und spezifischer Emissionsstrom bereitgestellt. Ein typischer spezifischer Emissionsstrom des Teilchenstrahlerzeugers 1000A liegt im Bereich von 1,8 µA bis 2,2 µA. Beispielsweise beträgt der spezifische Emissionsstrom des Teilchenstrahlerzeugers 1000A 2 µA. Es ist bekannt, die an die Suppressorelektrode 331B angelegte Suppressorspannung derart anzupassen, dass der spezifische Emissionsstrom des Teilchenstrahlerzeugers 1000A erreicht oder beibehalten wird. Falls allerdings, wie oben erwähnt, der Emissionsstrom abnimmt und unter eine spezifische Schwelle fällt, beeinflusst die an die Suppressorelektrode 331B angelegte Suppressorspannung den Emissionsstrom nicht weiter. Somit kann man eine andere an die Extraktorelektrode 331C angelegte Extraktorspannung wählen, um den spezifischen Emissionsstrom des Teilchenstrahlerzeugers 1000A zu erhalten.
  • Wenn eine andere an die Extraktorelektrode 331C angelegte Extraktorspannung gewählt ist, umfasst das erfindungsgemäße Verfahren im Verfahrensschritt S1 das Einstellen der an der Extraktorelektrode 331C angelegten Extraktorspannung von einem ersten Wert E1 auf einen zweiten Wert E2 unter Verwendung der ersten Variable-Hochspannungsversorgung-Einheit 336B. Der erste Wert E1 der Extraktorspannung und der zweite Wert E2 der Extraktorspannung unterscheiden sich. Insbesondere ist der erste Wert E1 der Extraktorspannung höher als der zweite Wert E2 der Extraktorspannung. Der Verfahrensschritt S1 wird zu einer Anfangszeit t0 ausgeführt, gezeigt in 9.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst auch Messen des Emissionsstroms EC des Teilchenstrahlerzeugers 1000A im Verfahrensschritt S2. Der Emissionsstrom EC wird zwischen dem ersten Strahlerzeuger 331A und der Extraktorelektrode 331C gemessen. Etwa 90% der von dem ersten Strahlerzeuger 331A emittierten Ionen treffen auf die Extraktorelektrode 331C auf. Nur ein geringer Anteil der von dem ersten Strahlerzeuger 331A erzeugten Ionen geht durch ein Loch 337 der Extraktorelektrode 331C hindurch und wird der weiteren ersten Teilchenstrahlsäule 301 zugeführt. Daher kann der Emissionsstrom EC durch Messen der auf die Extraktorelektrode 331C auftreffenden Ionen hinreichend bestimmt werden.
  • Der tatsächliche Emissionsstrom EC ist immer aufgrund des Verfahrensschritts S2 bekannt. Weitere Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens können nun ausgeführt werden, wenn sich der Emissionsstrom EC ändert. Wenn der Emissionsstrom EC des Teilchenstrahlerzeugers 1000A abnimmt, wird die an die Suppressorelektrode 331B angelegte Suppressorspannung S unter Verwendung der zweiten Variable-Hochspannungsversorgung-Einheit 336C erhöht, so dass der gewünschte und spezifische Emissionsstrom SV des Teilchenstrahlerzeugers 1000A erreicht oder beibehalten wird, nämlich 2 µA (Verfahrensschritt S3). Wie in 9 gezeigt ist, wird die Suppressorspannung S der Suppressorelektrode 331B angepasst, indem die Suppressorspannung S verringert wird.
  • Die Suppressorspannung S wird verringert, bis der Emissionsstrom EC des Teilchenstrahlerzeugers 1000A zu einem ersten Zeitpunkt t1 ein Minimum ECMIN erreicht hat. Für Zeiten nach der ersten Zeit t1 nimmt der Emissionsstrom EC zu. Wenn der Emissionsstrom EC des Teilchenstrahlerzeugers 1000A zunimmt, wird die an die Extraktorelektrode 331C angelegte Extraktorspannung E unter Verwendung der ersten Variable-Hochspannungsversorgung-Einheit 336B angepasst (Verfahrensschritt S4). Die Extraktorspannung E der Extraktorelektrode 331C wird derart angepasst, dass der spezifische Emissionsstrom SV des Teilchenstrahlerzeugers 1000A erreicht oder beibehalten wird. Wie in 9 gezeigt ist, wird die Extraktorspannung E von dem zweiten Wert E2 auf den ersten Wert E1 der an die Extraktorelektrode 331C angelegten Extraktorspannung E zurück erhöht.
  • Wenn der erste Wert E1 der an die Extraktorelektrode 331C angelegten Extraktorspannung E zu einer zweiten Zeit t2 erreicht wird, wird die Anpassung der Extraktorspannung E gestoppt. Daher befindet sich die Extraktorspannung E für Zeiten nach dem zweiten Zeitpunkt t2 auf dem ersten Wert E1.
  • Wenn der erste Wert E1 der Extraktorspannung E durch Erhöhen der Extraktorspannung E von dem zweiten Wert E2 auf den ersten Wert E1 erreicht wird, wird die an die Suppressorelektrode 331B angelegte Suppressorspannung S unter Verwendung der zweiten Variable-Hochspannungsversorgung-Einheit 336C erhöht, so dass der spezifische Emissionsstrom SV des Teilchenstrahlerzeugers 1000A erreicht oder beibehalten wird (Verfahrensschritt S5).
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann durch erneutes Starten des Verfahrensschritts S1, nachdem der Verfahrensschritt S5 abgeschlossen wurde, wiederholt werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren stellt ein einfaches Mittel zum Anpassen und/oder Steuern des Emissionsstroms EC des Teilchenstrahlerzeugers 1000A bereit. Insbesondere gewährleistet das erfindungsgemäße Verfahren, dass der spezifische Emissionsstrom SV für die erste Teilchenstrahlsäule 301 bereitgestellt wird. Obgleich die Extraktorspannung E vorübergehend geändert wird, muss der Strom des auf das Objekt 304 auftreffenden lonenstrahls nicht neu angepasst werden, weil der auf das Objekt 304 auftreffende lonenstrahl nicht neu ausgerichtet werden muss. Daher wird der Weg des lonenstrahls innerhalb der ersten Teilchenstrahlsäule 301 nicht geändert. Die Ausrichtung des auf das Objekt 304 auftreffenden lonenstrahls vor dem Ändern der Extraktorspannung E und daher der Strom des auf das Objekt 304 auftreffenden lonenstrahls kann weiter verwendet werden, nachdem die Extraktorspannung E geändert wurde.
  • Verschiedene hier erläuterte Ausführungsformen können miteinander in angemessenen Kombinationen in Verbindung mit dem hier beschriebenen System kombiniert werden. Zusätzlich kann in einigen Fällen, wenn angemessen, die Reihenfolge der Schritte in den Flussdiagrammen, Ablaufdiagrammen und/oder der beschriebenen Ablaufverarbeitung modifiziert werden. Ferner können verschiedene Aspekte des hierin beschriebenen Systems unter Verwendung von Software, Hardware, einer Kombination von Software und Hardware und/oder anderen computerimplementierten Modulen oder Vorrichtungen mit den beschriebenen Merkmalen, die die beschriebenen Funktionen ausführen, implementiert werden. Das System kann ferner eine Anzeigevorrichtung und/oder andere Computerkomponenten zum Bereitstellen einer geeigneten Schnittstelle mit einem Benutzer und/oder mit anderen Computern enthalten.
  • Software-Implementierungen von Aspekten des hier beschriebenen Systems können einen ausführbaren Code enthalten, der in einem computerlesbaren Medium gespeichert ist und von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt wird. Das computerlesbare Medium kann flüchtigen Speicher und/oder nichtflüchtigen Speicher beinhalten, und kann beispielsweise eine Computer-Festplatte, ROM, RAM, Flashspeicher, tragbare Computerspeichermedien wie eine CD-ROM, eine DVD-ROM, eine SO-Karte, einen Speicherstick oder ein anderes Laufwerk mit beispielsweise einer Universal-Serial-Bus(USB)-Schnittstelle und/oder ein beliebiges anderes geeignetes greifbares oder nicht transitorisches computerlesbares Medium oder einen beliebigen anderen geeigneten Computerarbeitsspeicher enthalten, auf dem ausführbarer Code gespeichert werden kann und von einem Prozessor ausgeführt werden kann. Das hier beschriebene System kann in Verbindung mit einem beliebigen geeigneten Betriebssystem verwendet werden.
  • Andere Ausführungsformen der Erfindung werden für Fachleute aus einer Berücksichtigung der Beschreibung und/oder eines Versuchs offensichtlich, die hierin offenbarte Erfindung in die Praxis umzusetzen. Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibung und Beispiele nur als beispielhaft auszulegen sind, wobei der tatsächliche Geltungsbereich und Gedanke der Erfindung durch die folgenden Ansprüche angezeigt wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    REM
    101
    Elektronenquelle
    101A
    Suppressorelektrode
    102
    Extraktorelektrode
    103
    Anode
    104
    Strahlführungsrohr
    105
    erste Kondensorlinse
    106
    zweite Kondensorlinse
    107
    Objektivlinse
    108
    erste Blendeneinheit
    108A
    erste Blendenöffnung
    109
    zweite Blendeneinheit
    110
    Polstücke
    111
    Spule
    112
    einzelne Elektrode
    113
    Rohrelektrode
    114
    Objekt
    115
    Scanvorrichtung
    116
    erster Detektor
    116A
    Gegenfeldgitter
    117
    zweiter Detektor
    118
    zweite Blendenöffnung
    120
    Objektkammer
    121
    dritter Detektor
    123
    Steuereinheit
    124
    Prozessor
    126
    Strahlerzeuger-Steuereinheit
    126A
    Quellen-Hochspannungsversorgung-Einheit
    126B
    erste Variable-Hochspannungsversorgung-Einheit
    126C
    zweite Variable-Hochspannungsversorgung-Einheit
    200
    Teilchenstrahlgerät mit Korrektureinheit
    201
    Teilchenstrahlsäule
    202
    Elektronenquelle
    202A
    Suppressorelektrode
    203
    Extraktorelektrode
    204
    Anode
    205
    erste elektrostatische Linse
    206
    zweite elektrostatische Linse
    207
    dritte elektrostatische Linse
    208
    magnetische Ablenkeinheit
    209
    erste elektrostatische Strahlablenkeinheit
    209A
    erste Multipoleinheit
    209B
    zweite Multipoleinheit
    210
    Strahlablenkvorrichtung
    211A
    erster Magnetsektor
    211B
    zweiter Magnetsektor
    211C
    dritter Magnetsektor
    211D
    vierter Magnetsektor
    211E
    fünfter Magnetsektor
    211F
    sechster Magnetsektor
    211G
    siebenter Magnetsektor
    213A
    erste Spiegelelektrode
    213B
    zweite Spiegelelektrode
    213C
    dritte Spiegelelektrode
    214
    elektrostatischer Spiegel
    215
    vierte elektrostatische Linse
    216
    zweite elektrostatische Strahlablenkeinheit
    216A
    dritte Multipoleinheit
    216B
    vierte Multipoleinheit
    217
    dritte elektrostatische Strahlablenkeinheit
    218
    fünfte elektrostatische Linse
    218A
    fünfte Multipoleinheit
    218B
    sechste Multipoleinheit
    219
    erster Detektor
    220
    Strahlführungsrohr
    221
    Objektivlinse
    222
    magnetische Linse
    223
    sechste elektrostatische Linse
    224
    Probentisch
    225
    Objekt
    226
    Objektkammer
    227
    Detektionsstrahlpfad
    228
    zweiter Detektor
    229
    Scanvorrichtung
    230
    Filterelektrode
    231
    Analyseeinheit
    232
    weitere magnetische Ablenkvorrichtung
    300
    Teilchenstrahlgerät
    301
    erste Teilchenstrahlsäule
    302
    zweite Teilchenstrahlsäule
    303
    Objektkammer
    304
    Objekt
    305
    erste optische Achse
    306
    zweite optische Achse
    307
    zweiter Strahlerzeuger
    308
    erste Elektrode
    309
    zweite Elektrode
    310
    dritte Elektrode
    311
    Strahlführungsrohr
    312
    zweiter Teilchenstrahl
    313
    Kollimatoranordnung
    314
    erste ringförmige Spule
    315
    Joch
    316
    Lochblende
    317
    Detektor
    318
    zentrale Öffnung
    319
    zweite Objektivlinse
    320
    magnetische Linse
    321
    elektrostatische Linse
    322
    zweite ringförmige Spule
    323
    inneres Polstück
    324
    äußeres Polstück
    325
    Ende
    326
    Abschlusselektrode
    327
    Rastervorrichtung
    328
    Objekthalter
    329
    erster Teilchenstrahl
    331A
    erster Strahlerzeuger
    331B
    Suppressorelektrode
    331C
    Extraktorelektrode
    332
    Kollimator
    333
    variable Blende
    334
    erste Objektivlinse
    335
    Rasterelektroden
    336
    Ionenstrahlerzeuger-Steuereinheit
    336A
    Ionen-Hochspannungsversorgung-Einheit
    336B
    erste Variable-Hochspannungsversorgung-Einheit
    336C
    zweite Variable-Hochspannungsversorgung-Einheit
    337
    Loch
    500
    Strahlungsdetektor
    1000
    Teilchenstrahlerzeuger für Elektronen
    1000A
    Teilchenstrahlerzeuger für Ionen
    E
    Extraktorspannung
    E1
    erster Wert der Extraktorspannung
    E2
    zweiter Wert der Extraktorspannung
    EC
    Emissionsstrom
    ECMIN
    minimaler Emissionsstrom
    OA
    optische Achse
    OA1
    erste optische Achse
    OA2
    zweite optische Achse
    OA3
    dritte optische Achse
    S
    Suppressorspannung
    SV
    spezifischer Emissionsstrom
    S1-S5
    Verfahrensschritte
    t0
    Anfangszeit
    T0
    Anfangszeit
    t1
    erste Zeit
    t2
    zweite Zeit
    TMIN
    Zeit des Minimums
    TMAX
    Zeit des Maximums
  • 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.
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Claims (17)

  1. Verfahren zum Betrieb eines Teilchenstrahlerzeugers (1000, 1000A) für ein Teilchenstrahlgerät (100, 200, 300), wobei der Teilchenstrahlerzeuger (1000, 1000A) Folgendes umfasst: - mindestens eine Teilchenquelle (101, 202, 307, 331A), die ausgelegt ist zum Emittieren geladener Teilchen, - mindestens eine Suppressorelektrode (101A, 202A, 308, 331B), die ausgelegt ist zum Unterdrücken von Emissionen der geladenen Teilchen von einer Seitenoberfläche der Teilchenquelle (101, 202, 307, 331A), - mindestens eine Extraktorelektrode (102, 203, 309, 331C), die ausgelegt ist zum Extrahieren der geladenen Teilchen von der Teilchenquelle (101, 202, 307, 331A), - mindestens eine erste Variable-Spannungsversorgung-Einheit (126B, 336B) zum Anlegen einer Extraktorspannung (E) an die Extraktorelektrode (102, 203, 309, 331C), und - mindestens eine zweite Variable-Spannungsversorgung-Einheit (126C, 336C) zum Anlegen einer Suppressorspannung (S) an die Suppressorelektrode (101A, 202A, 308, 331B), wobei das Verfahren Folgendes umfasst: - Einstellen der Extraktorspannung (E) auf einen Extraktorwert (E2) unter Verwendung der ersten Variable-Spannungsversorgung-Einheit (126B, 336B), - Messen eines Emissionsstroms (EC) des Teilchenstrahlerzeugers (1000, 1000A), - Anpassen, wenn der Emissionsstrom (EC) des Teilchenstrahlerzeugers (1000, 1000A) abnimmt, der an die Suppressorelektrode (101A, 202A, 308, 331B) angelegten Suppressorspannung (S) unter Verwendung der zweiten Variable-Spannungsversorgung-Einheit (126C, 336C), so dass ein spezifischer Emissionsstrom (SV) des Teilchenstrahlerzeugers (1000, 1000A) erreicht oder beibehalten wird, und - Anpassen, wenn der Emissionsstrom (EC) des Teilchenstrahlerzeugers (1000, 1000A) zunimmt, der an die Extraktorelektrode (102, 203, 309, 331C) angelegten Extraktorspannung (E) unter Verwendung der ersten Variable-Spannungsversorgung-Einheit (126B, 336B), so dass der spezifische Emissionsstrom (SV) des Teilchenstrahlerzeugers (1000, 1000A) erreicht oder beibehalten wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Anpassen der an die Suppressorelektrode (101A, 202A, 308, 331B) angelegten Suppressorspannung (S) Verringern der an die Suppressorelektrode (101A, 202A, 308, 331B) angelegten Suppressorspannung (S) umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei Anpassen der an die Extraktorelektrode (102, 203, 309, 331C) angelegten Extraktorspannung (E) Erhöhen der an die Extraktorelektrode (102, 203, 309, 331C) angelegten Extraktorspannung (E) umfasst.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Einstellen der Extraktorspannung (E) auf den Extraktorwert (E2) Einstellen der Extraktorspannung (E) von einem ersten Wert (E1) der Extraktorspannung (E) auf einen zweiten Wert (E2) der Extraktorspannung (E) umfasst, wobei der erste Wert (E1) der Extraktorspannung (E) höher als der zweite Wert (E2) der Extraktorspannung (E) ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei Anpassen der an die Extraktorelektrode (102, 203, 309, 331C) angelegten Extraktorspannung (E) Erhöhen der an die Extraktorelektrode (102, 203, 309, 331C) angelegten Extraktorspannung (E) von dem zweiten Wert (E2) der Extraktorspannung (E) auf den ersten Wert (E1) der Extraktorspannung (E), bis der erste Wert (E1) der Extraktorspannung (E) erreicht ist, umfasst.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Verfahren ferner Folgendes umfasst: Erhöhen, wenn der erste Wert (E1) der Extraktorspannung (E) erreicht ist, der an die Suppressorelektrode (101A, 202A, 308, 331B) angelegten Suppressorspannung (S) unter Verwendung der zweiten Variable-Spannungsversorgung-Einheit (126C, 336C), so dass ein spezifischer Emissionsstrom (SV) des Teilchenstrahlerzeugers (1000, 1000A) erreicht oder beibehalten wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Anpassen der an die Suppressorelektrode (101A, 202A, 308, 331B) angelegten Suppressorspannung (S) Erhöhen der an die Suppressorelektrode (101A, 202A, 308, 331B) angelegten Suppressorspannung (S) umfasst.
  8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 7, wobei Anpassen der an die Extraktorelektrode (102, 203, 309, 331C) angelegten Extraktorspannung (E) Verringern der an die Extraktorelektrode (102, 203, 309, 331C) angelegten Extraktorspannung (E) umfasst.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei Einstellen der Extraktorspannung (E) auf den Extraktorwert (E2) Einstellen der Extraktorspannung (E) von einem ersten Wert (E1) der Extraktorspannung (E) auf einen zweiten Wert (E2) der Extraktorspannung (E) umfasst, wobei der erste Wert (E1) der Extraktorspannung (E) niedriger als der zweite Wert (E2) der Extraktorspannung (E) ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei Anpassen der an die Extraktorelektrode (102, 203, 309, 331C) angelegten Extraktorspannung (E) Verringern der an die Extraktorelektrode (102, 203, 309, 331C) angelegten Extraktorspannung (E) von dem zweiten Wert (E2) der Extraktorspannung (E) auf den ersten Wert (E1) der Extraktorspannung (E), bis der erste Wert (E1) der Extraktorspannung (E) erreicht ist, umfasst.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Verfahren ferner Folgendes umfasst: Verringern, wenn der erste Wert (E1) der Extraktorspannung (E) erreicht ist, der an die Suppressorelektrode (101A, 202A, 308, 331B) angelegten Suppressorspannung (S) unter Verwendung der zweiten Variable-Spannungsversorgung-Einheit (126C, 336C), so dass ein spezifischer Emissionsstrom (SV) des Teilchenstrahlerzeugers (1000, 1000A) erreicht oder beibehalten wird.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren einen der folgenden Schritte umfasst: (i) Verwenden eines lonenstrahlerzeugers (1000A) als den Teilchenstrahlerzeuger; (ii) Verwenden eines Elektronenstrahlerzeugers (1000) als den Teilchenstrahlerzeuger.
  13. Computerprogrammprodukt, das Programmcode umfasst, der in einen Prozessor (124) geladen ist und der, wenn er ausgeführt wird, ein Teilchenstrahlgerät (100, 200, 300) auf eine derartige Weise steuert, dass ein Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgeführt wird.
  14. Teilchenstrahlgerät (100, 200, 300) zum Abbilden, Analysieren und/oder Bearbeiten eines Objekts (114, 225, 304), umfassend: - mindestens einen Teilchenerzeuger (1000, 1000A) zum Erzeugen eines Teilchenstrahls mit geladenen Teilchen, wobei der Teilchenstrahlerzeuger (1000, 1000A) Folgendes umfasst: mindestens eine Teilchenquelle (101, 202, 307, 331A), die ausgelegt ist zum Emittieren geladener Teilchen, mindestens eine Suppressorelektrode (101A, 202A, 308, 331B), die ausgelegt ist zum Unterdrücken von Emissionen der geladenen Teilchen von einer Seitenoberfläche der Teilchenquelle (101, 202, 307, 331A), mindestens eine Extraktorelektrode (102, 203, 309, 331C), die ausgelegt ist zum Extrahieren der geladenen Teilchen von der Teilchenquelle (101, 202, 307, 331A), mindestens eine erste Variable-Spannungsversorgung-Einheit (126B, 336B) zum Anlegen einer Extraktorspannung (E) an die Extraktorelektrode (102, 203, 309, 331C), und mindestens eine zweite Variable-Spannungsversorgung-Einheit (126C, 336C) zum Anlegen einer Suppressorspannung (S) an die Suppressorelektrode (101A, 202A, 308, 331B) und - einen Prozessor (124), in den ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 13 geladen ist.
  15. Teilchenstrahlgerät (100, 200, 300) nach Anspruch 14, ferner umfassend: - mindestens eine Objektivlinse (107, 221, 319, 334) zum Fokussieren des Teilchenstrahls auf das Objekt (114, 225, 304), und - mindestens einen Detektor (116, 117, 219, 228, 317, 500) zum Detektieren von Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung, wobei die Wechselwirkungsteilchen und die Wechselwirkungsstrahlung erzeugt werden, wenn der Teilchenstrahl auf das Objekt (114, 225, 304) auftrifft.
  16. Teilchenstrahlgerät (300) nach Anspruch 15, wobei der Teilchenstrahlerzeuger (1000A) ein erster Teilchenstrahlerzeuger zum Erzeugen eines ersten Teilchenstrahls mit ersten geladenen Teilchen ist, wobei die Objektivlinse (334) eine erste Objektivlinse zum Fokussieren des ersten Teilchenstrahls auf das Objekt (304) ist, und wobei das Teilchenstrahlgerät (300) ferner Folgendes umfasst: einen zweiten Teilchenstrahlerzeuger (1000) zum Erzeugen eines zweiten Teilchenstrahls mit zweiten geladenen Teilchen und eine zweite Objektivlinse (319) zum Fokussieren des zweiten Teilchenstrahls auf das Objekt (304).
  17. Teilchenstrahlgerät (100, 200, 300) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei das Teilchenstrahlgerät (100, 200, 300) mindestens eines der Folgenden ist: ein Elektronenstrahlgerät und ein lonenstrahlgerät.
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