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Die Erfindung betrifft Verfahren zum Betreiben von Teilchenstrahlmikroskopen und hierbei insbesondere solche Verfahren, welche die Einstellung von Betriebsparametern des Teilchenstrahlmikroskops im Hinblick auf eine zufriedenstellende Bildqualität beinhalten.
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Teilchenstrahlmikroskope, wie beispielsweise Elektronenstrahlmikroskope oder Ionenstrahlmikroskope, sind komplexe technische Systeme, welche im Hinblick auf einen optimalen Betrieb zu justieren sind. Beispielsweise wählt ein Benutzer einen Betriebsmodus des Teilchenstrahlmikroskops aus, indem er bestimmte Parameter, wie etwa einen für die Aufnahme von teilchenstrahlmikroskopischen Bildern zu verwendenden Strahlstrom, eine zu verwendende Beschleunigungsspannung, einen Abstand des Objekts von einer Objektivlinse des Teilchenstrahlmikroskops oder eine Orientierung des Objekts relativ zu der Objektivlinse einstellt. Bevor für einen eingestellten Betriebsmodus teilchenstrahlmikroskopische Bilder zufriedenstellender Qualität aufgenommen werden können, muss der Benutzer eine auf den gewählten Betriebsmodus abgestimmte Justage des Teilchenstrahlmikroskops vornehmen. Diese Justage beinhaltet das Einstellen anderer Parameter, wie etwa einer Fokussierung, einer Erregung der Objektivlinse des Teilchenstrahlmikroskops, einer Astigmatismuskorrektur oder einer Strahlablenkung des von einer Teilchenquelle des Teilchenstrahlmikroskops erzeugten Teilchenstrahls derart, dass er beispielsweise die Objektivlinse zentral durchsetzt.
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Das Auffinden von Einstellungen dieser Parameter des Teilchenstrahlmikroskops derart, dass eine zufriedenstellende Bildqualität erreicht wird, ist häufig ein langwieriger Prozess, der auch beträchtliches Wissen und ausreichende Erfahrung seitens des Benutzers voraussetzt. Beispielhaft sei diesbezüglich auf zwei Druckschriften des Stands der Technik verwiesen, die
DE 10 2015 013 698 A1 und die US 2004 / 0 064 283 Al, welche Beispiele für die Einstellung von Parametern von Teilchenstrahlmikroskopen und zugehörige Hintergrundinformationen offenbaren.
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Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Teilchenstrahlmikroskops vorzuschlagen, welches die Justage des Teilchenstrahlmikroskops erleichtert.
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Entsprechende Verfahren werden durch die Erfindung bereitgestellt.
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Ein gemäß dem Verfahren betreibbares Teilchenstrahlmikroskop umfasst beispielsweise eine Teilchenquelle, eine Teilchenoptik und einen Objekthalter zur Halterung eines zu untersuchenden Objekts, welche dazu konfiguriert sind, einen von der Teilchenquelle erzeugten Teilchenstrahl auf auswählbare Orte des Objekts zu richten und teilchenstrahlmikroskopische Bilder des Objekts zu erzeugen. Der Betrieb des Teilchenstrahlmikroskops kann durch mehrere Betriebsparameter charakterisiert werden. Die Betriebsparameter haben Einstellungen, welche insbesondere vom Benutzer oder durch eine Steuerung des Teilchenstrahlmikroskops änderbar sind. Das Teilchenstrahlmikroskop kann eine Vielzahl verschiedener Betriebsparameter aufweisen, deren Einstellungen änderbar sind, um eine Vielzahl verschiedener Ziele zu erreichen. Ein Beispiel für eine Gruppe von Betriebsparametern sind eine Strahlablenkung und eine Fokussierung. Einstellungen dieser Gruppe von Betriebsparametern werden vom Benutzer typischerweise vorgenommen, um eine gewünschte Bildqualität zu erreichen. Die Strahlablenkung kann beispielsweise zwischen der Teilchenquelle und einem Element der Teilchenoptik, wie beispielsweise einer Objektivlinse des Teilchenstrahlmikroskops, erfolgen. Die Einstellung des Betriebsparameters Strahlablenkung kann vom Benutzer mit dem Ziel geändert werden, den Teilchenstrahl so abzulenken, dass er zentral durch das Element der Teilchenoptik verläuft, um eventuell entstehende Bildfehler zu reduzieren. Der Betriebsparameter Fokussierung charakterisiert den Abstand von dem Teilchenstrahlmikroskop, an welchem der erzeugte Teilchenstrahl einen Fokus aufweist. Die Fokussierung kann beispielsweise geändert werden, indem die Erregung der Objektivlinse des Teilchenstrahlmikroskops geändert wird. Die Einstellung der Fokussierung wird vom Benutzer üblicherweise im Hinblick auf eine Verbesserung der Bildqualität so geändert, dass der Fokus des Teilchenstrahls an der Oberfläche des Objekts erzeugt wird, welches an dem Objekthalter gehaltert ist.
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Der Betriebsparameter Astigmatismuskorrektur charakterisiert die Einstellung eines den Strahlastigmatismus beeinflussenden Elements im Strahlengang des Teilchenstrahlmikroskops, welches der Benutzer im Allgemeinen so einstellt, dass der Astigmatismus des auf das Objekt treffenden Teilchenstrahls möglichst gering ist. Das den Strahlastigmatismus beeinflussende Element kann beispielsweise ein Stigmator sein, der ein einstellbares und auf den Teilchenstrahl wirkendes elektrisches und/oder magnetisches Quadrupolfeld bereitstellt.
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Eine weitere Gruppe von Betriebsparametern umfasst beispielsweise den Strahlstrom, die Beschleunigungsspannung, die Position des Objekts und die Orientierung des Objekts. Die Betriebsparameter dieser Gruppe werden vom Benutzer meist geändert, um das Teilchenstrahlmikroskop in verschiedenen Betriebsmodi verwenden zu können. Der Strahlstrom bezeichnet den elektrischen Strom, beispielsweise gemessen in Ampere, der durch die durch die Teilchenquelle erzeugten Teilchen auf das Objekt geleitet wird. Die Einstellung des Strahlstroms kann durch eine Änderung des Betriebs der Teilchenquelle erreicht werden. Wenn bei einem gegebenen Strahlstrom die Strahlablenkung und Fokussierung so eingestellt werden, dass ein teilchenstrahlmikroskopisches Bild hoher Qualität aufgenommen werden kann, so ist nach der Änderung der Einstellung des Strahlstroms meist eine erneute Justage der Strahlablenkung und Fokussierung nötig, um wieder ein teilchenstrahlmikroskopisches Bild vergleichbarer Qualität aufnehmen zu können. Ähnlich verhält es sich bei der Beschleunigungsspannung, die die elektrische Potentialdifferenz zwischen der Teilchenquelle und dem Objekt beschreibt. Je nach Art des untersuchten Objekts und Ziel der an dem Objekt vorgenommenen Untersuchung ist es wünschenswert, verschiedene Einstellungen der Beschleunigungsspannung vorzunehmen. Bei Änderungen dieser Einstellung ist meist eine erneute Justage der Einstellungen von Strahlablenkung und/oder Fokussierung nötig.
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Die Position des Objekthalters relativ zum Teilchenstrahlmikroskop kann als Einstellung mit dem Ziel geändert werden, teilchenstrahlmikroskopische Bilder bei kleinem Arbeitsabstand oder großem Arbeitsabstand zu gewinnen. Nach Änderung der Position des Objekthalters relativ zu dem Teilchenstrahlmikroskop ist in der Regel eine Justage der Fokussierung und/oder der Strahlablenkung notwendig.
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Die Einstellung der Orientierung des Objekthalters relativ zu dem Teilchenstrahlmikroskop kann mit dem Ziel geändert werden, teilchenstrahlmikroskopische Bilder des an dem Objekthalter gehalterten Objekts aus verschiedenen Perspektiven zu gewinnen. Nach Änderung der Einstellung der Orientierung des Objekthalters ist in der Regel ebenfalls eine neue Justage der Strahlablenkung und Fokussierung notwendig.
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Gemäß beispielhaften Ausführungsformen umfasst das Verfahren zum Betreiben des Teilchenstrahlmikroskops ein Aufzeichnen von Einstellungen der ersten Parameter und der zweiten Parameter, welche der Benutzer in einem Zeitraum vornimmt und ein Analysieren von mehreren der aufgezeichneten Einstellungen der ersten Parameter und der zweiten Parameter.
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Gemäß beispielhaften Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner ein Bestimmen von im Hinblick auf die Bildqualität vorteilhaften Einstellungen der ersten Parameter basierend auf den momentanen Einstellungen der zweiten Parameter. Das Verwenden dieser vorteilhaften Einstellungen der ersten Parameter kann dem Benutzer das Suchen von geeigneten Einstellungen der ersten Parameter erleichtern oder gänzlich ersparen. Die vorteilhaften Einstellungen der ersten Parameter können beispielsweise automatisch eingestellt werden und nachfolgend vom Benutzer weiter verfeinert werden. Insbesondere ist es möglich, ein teilchenstrahlmikroskopisches Bild des Objekts bei den eingestellten vorteilhaften Werten aufzuzeichnen.
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Gemäß beispielhaften Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner ein Aufzeichnen von in dem Zeitraum aufgenommenen teilchenstrahlmikroskopischen Bildern, wobei das Bestimmen der vorteilhaften Einstellungen der ersten Parameter basierend auf einer Analyse der teilchenstrahlmikroskopischen Bilder erfolgt. Die Analyse des teilchenstrahlmikroskopischen Bildes kann beispielsweise ein Bestimmen eines Maßes für eine Bildschärfe des aufgenommenen Bildes umfassen.
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Ausführungsformen des Verfahrens liegt die Überlegung zu Grunde, dass dann, wenn der Benutzer eine gegebene Einstellung der zweiten Parameter vorgenommen hat, aus den aufgezeichneten Einstellungen der ersten und zweiten Parameter solche Einstellungen ausgewählt werden, bei denen die Einstellung der zweiten Parameter gleich oder ähnlich der gegebenen momentanen Einstellung der zweiten Parameter sind. Aus den derart ausgewählten Einstellungen werden dann ferner diejenigen Einstellungen der ersten Parameter ausgewählt, bei denen aufgenommene teilchenstrahlmikroskopische Bilder eine zufriedenstellende Bildqualität aufgewiesen haben. Die derart ausgewählten ersten Parameter werden dann als die bestimmten vorteilhaften Einstellungen der ersten Parameter verwendet und können eingestellt werden, um teilchenstrahlmikroskopische Bilder bei diesen Einstellungen aufzunehmen. Dem Benutzer steht es dann dennoch frei, diese Einstellungen weiter zu verbessern.
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Gemäß beispielhaften Ausführungsformen umfasst das Analysieren der aufgezeichneten Einstellungen der ersten Parameter und der zweiten Parameter ein Zuordnen von Gewichten zu den aufgezeichneten Einstellungen der ersten Parameter, wobei das Bestimmen der vorteilhaften Einstellungen der ersten Parameter in Abhängigkeit von den den aufgezeichneten Einstellungen der ersten Parameter zugeordneten Gewichten erfolgt. Beispielsweise können den aufgezeichneten Einstellungen der ersten Parameter größere Gewichte zugeordnet werden, wenn die bei diesen Einstellungen der ersten Parameter aufgenommenen teilchenstrahlmikroskopischen Bilder eine hohe Bildqualität aufwiesen, und es können den aufgezeichneten Einstellungen der ersten Parameter entsprechend niedrigere Gewichte zugeordnet werden, wenn die bei diesen Einstellungen aufgezeichneten teilchenstrahlmikroskopischen Bilder eine vergleichsweise geringere Bildqualität aufwiesen. Das zugeordnete Gewicht repräsentiert die Bedeutung oder Zuverlässigkeit einer gegebenen Einstellung eines bestimmten Parameters. Bei der Bildung eines Mittelwertes, beispielsweise, tragen dann die einzelnen Einstellungen entsprechend ihrem Gewicht zu dem Mittelwert bei. Das Gewicht kann beispielsweise ein Gewichtsfaktor sein, so dass die gegebene Einstellung mit dem Gewichtsfaktor multipliziert wird und das so gebildete Produkt ein Summand in der zur Berechnung des Mittelwertes gebildeten Summe ist.
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Gemäß beispielhaften Ausführungsformen hierin kann das Bestimmen der vorteilhaften Einstellungen der ersten Parameter derart erfolgen, dass eine Differenz zwischen der bestimmten vorteilhaften Einstellung wenigstens eines der ersten Parameter und einer Einstellung, die aus einer Teilmenge der aufgezeichneten Einstellungen dieses ersten Parameters durch Mittelung entsprechend den Gewichten berechnet wird, kleiner ist als eine Differenz zwischen der bestimmten vorteilhaften Einstellung dieses ersten Parameters und einer Einstellung, die aus dieser Teilmenge der aufgezeichneten Einstellungen dieses ersten Parameters durch Mittelung ohne Berücksichtigung der Gewichte berechnet wird. Die Mittelung kann beispielsweise eine Berechnung eines algebraischen Mittelwerts aus mehreren Werten umfassen.
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Gemäß beispielhaften Ausführungsformen umfasst das Analysieren der mehreren aufgezeichneten Einstellungen der ersten Parameter und der zweiten Parameter ein Gruppieren der aufgezeichneten Einstellungen der zweiten Parameter in eine oder in mehrere Einstellungsgruppen der zweiten Parameter und ein Zuordnen wenigstens einer Teilmenge der aufgezeichneten Einstellungen der ersten Parameter zu jeweils einer der Einstellungsgruppen der zweiten Parameter. Hierbei kann das Bestimmen der vorteilhaften Einstellung der ersten Parameter ein Auswählen einer der Einstellungsgruppen der zweiten Parameter basierend auf der momentanen Einstellung der zweiten Parameter umfassen. Das Gruppieren kann beispielsweise basierend auf einer Clusteranalyse der Einstellungen der zweiten Parameter erfolgen. Verschiedene Verfahren zur Clusteranalyse sind bekannt, wie beispielsweise partitionierende und hierarchische Clusterverfahren. Ein Beispiel für ein Clusterverfahren ist der k-Means-Algorithmus.
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Das Gruppieren der aufgezeichneten Einstellungen der zweiten Parameter kann dazu dienen, von einem Benutzer häufig oder öfter verwendete ähnliche Betriebsmodi zu erkennen und aus der momentanen Einstellung der zweiten Parameter auf einen bestimmten Betriebsmodus dieser verwendeten Betriebsmodi zu schließen, um dann die in der Vergangenheit bei diesem Betriebsmodus verwendeten Einstellungen der ersten Parameter als die vorteilhaften Einstellungen der ersten Parameter zu verwenden.
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Gemäß beispielhaften Ausführungsformen umfassen die aufgezeichneten Einstellungen der ersten Parameter der Teilmenge mehrere aufgezeichnete Einstellungen der ersten Parameter, welche der ausgewählten Einstellungsgruppe zugeordnet sind.
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Gemäß beispielhaften Ausführungsformen umfasst das Zuordnen von Gewichten zu den aufgezeichneten Einstellungen der ersten Parameter eine Bestimmung derart, dass eine gegebene aufgezeichnete Einstellung des ersten Parameters ein Gewicht erhält, das mit der Anzahl der Einstellungen des ersten Parameters unmittelbar vor der gegebenen Einstellung des ersten Parameters zunimmt, welche zusammen mit der gegebenen Einstellung des ersten Parameters einer gleichen Einstellungsgruppe der zweiten Parameter zugeordnet sind. Damit werden in einem Betriebsmodus häufig verwendete Einstellungen der ersten Parameter stärker gewichtet als weniger häufig verwendete Einstellung der ersten Parameter.
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Gemäß beispielhaften Ausführungsformen charakterisieren die zweiten Parameter eine Vergrößerung der aufgenommenen teilchenstrahlmikroskopischen Bilder, und das Zuordnen von Gewichten zu den aufgezeichneten Einstellungen der ersten Parameter kann eine Bestimmung derart umfassen, dass eine gegebene aufgezeichnete Einstellung des ersten Parameters ein Gewicht erhält, das mit der Vergrößerung zunimmt. Dies basiert auf der Überlegung, dass die Vergrößerung von teilchenstrahlmikroskopischen Bildern entsprechend der erreichbaren Bildqualität eingestellt wird. Oft wird einem Bild hoher Vergrößerung aber niedriger Bildqualität ein Bild mit geringerer Vergrößerung aber besserer Bildqualität vorgezogen. Entsprechend ist eine durch den Benutzer ausgelöste Aufnahme eines teilchenstrahlmikroskopischen Bildes mit hoher Vergrößerung ein Indiz dafür, dass die die Bildqualität beeinflussenden ersten Parameter nach Beurteilung des Benutzers „gut“ eingestellt waren. Entsprechend ist es sinnvoll, das Gewicht dieser Einstellungen zu erhöhen.
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Somit kann das Zuordnen von Gewichten zu den aufgezeichneten Einstellungen des ersten Parameters auch eine Bestimmung derart umfassen, dass eine gegebene aufgezeichnete Einstellung des ersten Parameters ein Gewicht erhält, welches basierend auf der Bildqualität eines teilchenstrahlmikroskopischen Bildes des Objekts bestimmt wird, das bei der gegebenen aufgezeichneten Einstellung des ersten Parameters aufgezeichnet wurde.
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Gemäß beispielhaften Ausführungsformen charakterisieren die zweiten Parameter ein Rasterverfahren, welches beim Aufnehmen eines teilchenstrahlmikroskopischen Bildes verwendet wird, und das Zuordnen von Gewichten zu den aufgezeichneten Einstellungen des ersten Parameters kann beispielsweise eine Bestimmung derart umfassen, dass eine gegebene aufgezeichnete Einstellung des ersten Parameters ein Gewicht erhält, das mit der Verweildauer pro Pixel des Rasterverfahrens zunimmt und/oder das mit der Anzahl der Pixel des aufgenommenen Bildes zunimmt. Dem liegt die Überlegung zu Grunde, dass eine von dem Benutzer eingestellte hohe Qualität und Dauer der Bildaufnahme auf eine zufriedenstellende Bildqualität hindeutet. Die Verweildauer des Strahls pro Pixel drückt aus, wie lange der Teilchenstrahl während der Aufnahme eines Bildes auf einen Ort des Objekts gerichtet wird, der einem gegebenen Pixel des Bildes zugeordnet wird. Hierbei ist es möglich, dass dieser Ort während der Aufnahme eines Bildes mehrmals nacheinander abgerastert wird, so dass zum Beispiel die Verweildauer des Teilchenstrahls an dem Ort pro Rasterung mit der Anzahl der Rasterungen pro Bild multipliziert werden kann, um die Verweildauer des Teilchenstrahls pro Pixel zu erhalten.
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Gemäß beispielhaften Ausführungsformen umfasst das Verfahren ein Verwenden eine den Benutzer des Teilchenstrahlmikroskops kennzeichnende Benutzerkennung als einen der zweiten Parameter. Dem liegt die Überlegung zu Grunde, dass verschiedene Benutzer oft verschiedene Aufgaben wiederholt durchführen, verschiedene Präferenzen für die Einstellungen haben und die Beurteilung der Bildschärfe beispielsweise auch subjektiven Kriterien unterworfen ist.
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Gemäß beispielhaften Ausführungsformen umfasst das Verfahren einen Wobble-Schritt zum Auffinden vorteilhafter Einstellungen der ersten Parameter, wobei das Zuordnen von Gewichten zu den aufgezeichneten Einstellungen der ersten Parameter eine Bestimmung derart umfasst, dass eine gegebene aufgezeichnete Einstellung des ersten Parameters dann ein erhöhtes Gewicht erhält, wenn bei dieser Einstellung des ersten Parameters und unveränderten zweiten Parametern zuvor bereits ein Wobble-Schritt durchgeführt wurde. Dem liegt die Überlegung zu Grunde, dass die vom Benutzer nach einem Wobble-Schritt aufgefundenen Einstellungen der ersten Parameter in der Regel nach dem Empfinden des Benutzers „besser“ sind als die Einstellungen der ersten Parameter vor dem Wobble-Schritt. Bei einem Wobble-Schritt werden ein oder mehrere Einstellungen von Parametern, wie beispielsweise der Fokussierung, periodisch geändert, wobei das entstehende teilchenstrahlmikroskopische Bild kontinuierlich beobachtet wird. Falls sich eine Position eines Objekts im aufgenommenen Bild mit der Periode der Änderung der Einstellungen ändert, ist dies ein Zeichen für eine momentane Einstellung wenigstens eines ersten Parameters, welche weiter verbessert werden kann.
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Gemäß beispielhaften Ausführungsformen umfasst das Zuordnen von Gewichten zu den aufgezeichneten Einstellungen der ersten Parameter eine Bestimmung derart, dass festgestellt wird, ob die Einstellung des Stigmators verändert wurde. Ähnlich wie die Ausführung eines Wobble-Schritts ist dies ein Indiz dafür, dass der Benutzer die Einstellungen nach diesem Schritt für besser hält als davor.
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Ausführungsformen der Erfindung stellen ferner ein Teilchenstrahlmikroskop bereit, welches dazu konfiguriert ist, das vorangehend erläuterte Verfahren auszuführen.
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Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Hierbei zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Teilchenstrahlmikroskops, und
- 2 ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines mit dem in 1 dargestellten Teilchenstrahlmikroskop durchgeführten Verfahrens.
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1 ist eine stark vereinfachte Darstellung eines Teilchenstrahlmikroskops 1 mit den für die Erläuterung des Verfahrens zum Betreiben eines Teilchenstrahlmikroskops hilfreichen Komponenten.
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Das Teilchenstrahlmikroskop 1 umfasst eine Teilchenquelle 3, welche einen Teilchenstrahl 5 emittiert, der hin zu einer Elektrode 7 beschleunigt wird. Der Teilchenstrahl 5 durchsetzt die Elektrode 7 durch ein Loch, welches in derselben vorgesehen ist, und durchläuft dann weiter eine Teilchenoptik 9, welche eine Objektivlinse 11 umfasst, und wird durch diese fokussiert, so dass ein mit Abstand von der Objektivlinse 11 angeordneter Strahlfokus 13 entsteht. Ein Objekthalter 15 ist dazu vorgesehen, ein mit dem Teilchenstrahlmikroskop 1 zu untersuchendes Objekt zu halten. Die Position und die Orientierung des Objekthalters 15 relativ zu der Objektivlinse 11 ist veränderbar. Ein mit gestrichelten Linien in 1 dargestellter Objekthalter 15' ist mit einem geringeren Abstand von der Objektivlinse 11 angeordnet als der mit durchgezogenen Linien dargestellter Objekthalter 15, und ein mit gestrichelten Linien in 1 dargestellter Objekthalter 15" ist mit einer anderen Orientierung relativ zu der Objektivlinse 11 angeordnet als der mit durchgezogenen Linien dargestellte Objekthalter 15.
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Das Teilchenstrahlmikroskop kann ein Elektronenstrahlmikroskop, bei dem die Teilchenquelle 3 eine Elektronenquelle ist, oder ein Ionenstrahlmikroskop sein, bei dem die Teilchenquelle eine Ionenquelle, wie beispielsweise eine Helium-Ionenquelle, ist. Das Teilchenstrahlmikroskop kann ein alleinstehendes Teilchenstrahlmikroskop oder auch ein in ein größeres System integriertes Teilchenstrahlmikroskop sein, welches weitere Teilchenstrahlmikroskope und/oder weitere Partikelstrahlsäulen umfasst, die selbst die Funktionalität des Teilchenstrahlmikroskops nicht aufweisen müssen.
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Im Hinblick auf eine zufriedenstellende Bildqualität der mit dem Teilchenstrahlmikroskop 1 aufgenommenen teilchenstrahlmikroskopischen Bilder ist der Fokus 13 des Teilchenstrahls 5 so einzustellen, dass dieser auf der Oberfläche des zu untersuchenden Objekts entsteht. Um das auf dem Objekthalter 15' gehalterte Objekt untersuchen zu können, muss die Objektivlinse 11 eine höhere Fokussierung bereitstellen, um den Fokus 13' auf der Oberfläche des an dem Objekthalter 15' gehalterten Objekts zu erzeugen.
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Zur Änderung der Fokussierung ist eine Erregung der Objektivlinse 11 änderbar. Die Erregung der Objektivlinse 11 wird von einer Steuerung 17 eingestellt, an die die Objektivlinse 11 mit geeigneten Leitungen 19 angeschlossen ist. Das Teilchenstrahlmikroskop 1 umfasst ferner Strahlablenker 21, welche von der Steuerung 17 über geeignete Anschlussleitungen 23 kontrolliert werden. Die Strahlablenker 21 erzeugen eine Strahlablenkung zur Justage des Teilchenstrahls 5 relativ zu der Objektivlinse 11. In der Regel wird die Strahlablenkung so eingestellt, dass der Teilchenstrahl 5 die Objektivlinse 11 zentral durchsetzt.
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Die Teilchenquelle 3 ist an die Steuerung 17 über geeignete Leitungen 25 angeschlossen, um einerseits den von der Teilchenquelle 3 abgegebenen Strahlstrom des Teilchenstrahls 5 einzustellen und um andererseits ein Potential der Teilchenquelle 3 relativ zu einem Potential des Objekthalters 15 einzustellen, welcher an die Steuerung 17 über eine Leitung 27 angeschlossen ist. Ferner ist die Elektrode 7 an die Steuerung 17 über eine Leitung 29 angeschlossen, um die Beschleunigungsspannung für den Teilchenstrahl 5 und dessen kinetische Energie beim Auftreffen auf dem Objekt einzustellen.
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Das Teilchenstrahlmikroskop 1 umfasst ferner Strahlablenker 31, welche an die Steuerung 17 über Leitungen 33 angeschlossen sind und im Bereich der Objektivlinse 11 angeordnet sind. Die Strahlablenker 31 werden von der Steuerung 17 dazu angesteuert, um den Fokus 13 des Teilchenstrahls über die Oberfläche des Objekts zu scannen bzw. zu rastern. Ein Detektor 35 für Sekundärpartikel oder andere Signale, wie beispielsweise Röntgenstrahlung oder Kathodolumineszenzstrahlung, ist an die Steuerung 17 über Leitungen 37 angeschlossen, um Signale zu detektieren, welche durch den an dem Objekt auftreffenden Teilchenstrahl 5 erzeugt werden und den jeweiligen Positionen des Fokus 13 an dem Objekt zugeordnet werden können. Durch systematisches Scannen bzw. Rastern des Fokus über die Oberfläche des Objekts und Aufzeichnen der zugehörigen Signale mit dem Detektor 35 ist es möglich, ein teilchenstrahlmikroskopisches Bild des Objekts zu gewinnen.
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Die Betriebsmodi der verschiedenen Komponenten des Teilchenstrahlmikroskops 1 werden durch verschiedene Betriebsparameter charakterisiert. Die Einstellungen der Betriebsparameter werden durch die Steuerung 17 vorgenommen und können auch vom Benutzer über eine Benutzerschnittstelle 38 vorgegeben werden, welche beispielsweise einen Bildschirm 36 und eine Tastatur 37 umfasst.
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Die verschiedenen Betriebsparameter können auf viele verschiedene Weisen gruppiert werden. Eine mögliche für das hier beschriebene Verfahren relevante Gruppierung der Betriebsparameter in erste und zweite Parameter erfolgt derart, dass die ersten Parameter solche sind, welche vom Benutzer typischerweise im Hinblick auf eine zufriedenstellende Bildqualität verändert werden, während die zweiten Parameter solche sind, welche vom Benutzer geändert werden, um einen Betriebsmodus des Teilchenstrahlmikroskops einzustellen. Gemäß dieser Einteilung der Betriebsparameter gehört die Strahlablenkung derart, dass der Teilchenstrahl 5 die Objektivlinse 11 zentral durchsetzt zu den ersten Parametern, ebenso wie die Fokussierung.
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Der Strahlstrom, die Beschleunigungsspannung, die Position des Objekthalters und die Orientierung des Objekthalters, die Vergrößerung des aufgenommenen Bildes und die Scangeschwindigkeit des Teilchenstrahls über das Objekt beim Aufnehmen eines teilchenstrahlmikroskopischen Bildes werden hingegen durch die zweiten Parameter charakterisiert. In der Regel werden somit die Einstellungen der zweiten Parameter vom Benutzer vorgegeben, um einen gewünschten Betriebsmodus des Teilchenstrahlmikroskops zu erreichen. Sodann werden Einstellungen der ersten Betriebsparameters gesucht, welche die Aufnahme eines teilchenstrahlmikroskopischen Bildes mit zufriedenstellender Bildqualität ermöglichen. Das hier beschriebene Verfahren zum Betreiben des Teilchenstrahlmikroskops 1 erleichtert die Suche nach solchen Einstellungen der ersten Parameter.
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Dieses Verfahren wird nachfolgend unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm der 2 erläutert.
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Zunächst wird das Teilchenstrahlmikroskop 1 so betrieben, wie dies der Benutzer von einem herkömmlichen Teilchenstrahlmikroskop gewohnt ist. Der Benutzer untersucht verschiedene Objekte und versetzt hierzu das Teilchenstrahlmikroskop in verschiedene gewünschte Betriebsmodi, indem er Einstellungen der zweiten Parameter vorgibt und dann, bei der jeweiligen momentanen Einstellung der zweiten Parameter, die Einstellungen der ersten Parameter im Hinblick auf eine zufriedenstellende Bildqualität der aufgenommenen teilchenstrahlmikroskopischen Bilder ändert. Hierbei nimmt der Benutzer wiederholt teilchenstrahlmikroskopische Bilder auf, bewertet diese und speichert ausgewählte Bilder ab. Diese Vorgehensweise des Benutzers wird von der Steuerung beobachtet, indem diese die vom Benutzer vorgenommenen Einstellungen der ersten Parameter in einem Modul 51 aufzeichnet und die von dem Benutzer vorgenommenen Einstellungen der zweiten Parameter in einem Modul 53 aufzeichnet. Sobald eine ausreichende Menge an Aufzeichnungen der Einstellungen der ersten und zweiten Parameter vorhanden ist, werden die aufgezeichneten Einstellungen der ersten Parameter in einem Modul 55 analysiert, und es werden die aufgezeichneten Einstellungen der zweiten Parameter in einem Modul 57 analysiert. Ferner werden in einem Modul 59 die momentanen Einstellungen der zweiten Parameter gewonnen. Basierend auf der Analyse der aufgezeichneten Einstellungen der ersten Parameter, der Analyse der aufgezeichneten Einstellungen der zweiten Parameter und den gewonnenen momentanen Einstellungen der zweiten Parameter werden in einem Modul 61 vorteilhafte Einstellungen der ersten Parameter bestimmt. Diese vorteilhaften Einstellungen der ersten Parameter können von der Steuerung über die Benutzerschnittstelle 38 dem Benutzer zur Kenntnis gebracht werden. Der Benutzer hat dann die Möglichkeit, diese vorteilhaften Einstellungen der ersten Parameter zu übernehmen und der Steuerung 17 als einzustellende Einstellungen der ersten Parameter vorzugeben. Der Benutzer kann dann veranlassen, dass in einem Modul 63 des Verfahrens wenigstens ein teilchenstrahlmikroskopisches Bild bei den vorteilhaften Einstellungen der ersten Parameter aufgenommen wird.
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Andererseits ist es auch möglich, dass die Steuerung die ermittelten vorteilhaften Einstellungen der ersten Parameter unmittelbar übernimmt und die zugehörigen Einstellungen ändert, ohne diese dem Benutzer zur Kenntnis zu bringen und auf dessen Einverständnis zu warten.
