DE102019213907B3

DE102019213907B3 - Verfahren und Vorrichtung zum dreidimensionalen Erfassen einer Probenoberfläche in einem Teilchenstrahl-Mikroskop sowie Computerprogrammprodukt

Info

Publication number: DE102019213907B3
Application number: DE102019213907.8A
Authority: DE
Inventors: Andreas Schmaunz
Original assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Priority date: 2019-09-12
Filing date: 2019-09-12
Publication date: 2020-11-19
Anticipated expiration: 2039-09-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Teilchenstrahl-Mikroskops, sowie ein Teilchenstrahl-Mikroskop und ein Computerprogrammprodukt. Das Teilchenstrahl-Mikroskop umfasst einen Probentisch zum Aufnehmen einer Probe, der mindestens in zwei Raumrichtungen x und y verfahrbar ist, sowie einen Laserprofilscanner, der eingerichtet ist, Linienprofile der Oberfläche der Probe aufzunehmen, sowie eine übergeordnete Steuereinheit, die eingerichtet ist, Probentisch und Laserprofilscanner zu steuern. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Schritte: a) Bereitstellen einer zu untersuchenden Probe, die eine Oberfläche aufweist; b) Aufnehmen eines Linienprofils der Probenoberfläche; c) Übermitteln der Daten des aufgenommenen Linienprofils an die Steuereinheit; d) Bewegen der Probe relativ zum Laserprofilscanner durch Verfahren des Probentischs; e) Wiederholen der Schritte b), c) und d) und f) Verrechnen der aufgenommenen Linienprofile zu einem Gesamtprofil der Probenoberfläche.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur dreidimensionalen Erfassung einer dreidimensionalen, mikroskopischen Probe mit Hilfe eines Laserprofilscanners. Die Aufnahme und Verarbeitung von Linienprofilen der Probe hat den Zweck, die Navigation der Probe bei der nachfolgenden Untersuchung in einem Teilchenstrahl-Mikroskop zu erleichtern. Außerdem wird die Darstellung von zweidimensionalen Teilchenstrahlbildern oder Analysedaten in einem dreidimensionalen Probenkontext sowie das automatisierte Positionieren von ausgewählten Probenstellen ermöglicht.
Bei Mikroskop-Systemen, die mit einem Strahl geladener Teilchen arbeiten, wie zum Beispiel Elektronenmikroskopen oder Ionenstrahlmikroskopen, ist die Probe üblicherweise innerhalb einer geschlossenen Vakuumkammer (Probenkammer) angeordnet und wird auf einem verfahrbaren Probentisch gehalten. Der Probentisch kann beispielsweise ein Fünf-Achsen-Tisch sein, mit dessen Hilfe die Probe in den Raumrichtungen x und y so bewegt werden kann, dass sie im Sichtfeld des Mikroskop-Systems gehalten wird. Außerdem wird die Probe - insbesondere die interessierende Stelle - in einem bestimmten Abstand (z-Höhe) zur Objektivlinse des Mikroskop-Systems gehalten, so dass die optische Achse des Mikroskop-Systems ungefähr senkrecht zur Oberfläche der Probe verläuft und die interessierende Probenstelle fokussiert werden kann.
Üblicherweise kann der Benutzer die aktuelle Probenposition, das heißt die Ortslage und Raum-Orientierung der Probe in der Probenkammer nur mittels einer optischen Kamera (beispielsweise einer CCD-Kamera), die in der Probenkammer angeordnet ist, und/oder mit Hilfe von teilchenoptischen Bildern des Mikroskop-Systems feststellen. Beide Bildarten liefern jedoch nur einen zweidimensionalen Eindruck der Probe.
Dies kann zwar bei flach geformten Proben ausreichend sein, bei der Positionierung der Probe in der z-Ebene erweist sich dies aber oft als problematisch. Diese Schwierigkeit verstärkt sich noch, wenn eine Probe untersucht werden soll, die nicht flach ist, sondern eine ausgeprägte Oberflächengestalt hat, d.h. ein deutliches Oberflächenrelief aufweist.
Da der Benutzer keine genaue Information über die dreidimensionale Form der Probe zur Verfügung hat, ist es schwierig und oft zeitaufwändig, eine bestimmte interessierende Probenstelle zu finden oder wiederzufinden und in die erforderliche Arbeitsposition relativ zur Objektivlinse des Teilchenstrahl-Mikroskops zu verfahren.
Zudem besteht die Gefahr, dass die Probe mit Bauteilen des Mikroskop-Systems wie z.B. Objektivlinse, Detektoren, Mikromanipulatornadeln oder Gasinjektionskanülen kollidiert und Beschädigungen verursacht werden.
Außerdem ist es mangels 3D-Informationen nicht möglich, spezifische Probestellen automatisiert anzufahren.
Daher ist es wünschenswert, zuverlässige Informationen über die dreidimensionale Oberflächengestalt der Probe zu erhalten und zu speichern. Die dabei erzeugten Bilder der Probenoberfläche sollten mit einer hinreichenden Auflösung aufgenommen werden, so dass interessierende Probendetails erfasst und abgebildet werden können.
Kurze Beschreibung des verwandten Standes der Technik
DE 10 2010 046 902 A1 beschreibt einen Laserscanner, der in der Probenkammer eines Partikelstrahlmikroskops angeordnet ist. Der Laserscanner ist eingerichtet, mit Lichtstrahlen die Oberfläche einer Probenoberfläche abzutasten. Anhand von detektierten Lichtstrahlen wird ein Oberflächenmodell errechnet. Nachteilig hieran ist, dass die Auflösung der erhalten Bilder vom Auflösungsvermögen des Laserscanners abhängt.
DE 10 2006 047 729 A1 offenbart eine Fokussier- und Positionierhilfseinrichtung für ein Rasterelektronenmikroskop, die einen Laser umfasst. Mit der vorgeschlagenen Vorrichtung können das Einstellen des Arbeitsabstands der Probe und die Positionierung eines interessierenden Probendetails erleichtert werden kann. Die Oberflächengestalt der Probe wird hierbei jedoch nicht erfasst.
Überblick über die Erfindung
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Verfahren und Vorrichtungen vorzuschlagen, mit denen die äußere, dreidimensionale Gestalt einer zu untersuchenden mikroskopischen Probe erfasst, verarbeitet und dargestellt werden können.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind durch die abhängigen Ansprüche gegeben.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Teilchenstrahl-Mikroskop gemäß Anspruch 12, das eingerichtet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen, sowie ein Computerprogramm gemäß Anspruch 15, das ein Teilchenstrahl-Mikroskop dazu veranlasst, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass mit einem Laserprofilscanner Oberflächenprofile einer Probe aufgenommen werden können, während die Probe in der Probenkammer eines Teilchenstrahl-Mikroskops gehalten wird. Dabei erhält man Oberflächenprofile mit verbesserter Auflösung, indem man die Probe in lateraler Richtung mit Hilfe eines Probentischs des Teilchenstrahl-Mikroskops bewegt, so dass die Probe gezielt mit hoher Genauigkeit unter dem Laserprofilscanner geführt wird.
Dies hat den Vorteil, dass Linienprofile und Gesamtprofile der Probenoberfläche erhalten werden, deren Auflösung von der Schrittweite des Probentischs bestimmt wird. Die Schrittweite, mit der der Probentisch bewegt werden kann, ist in der Regel deutlich kleiner als die Schrittweite, mit der ein Laserprofilscanner den Laserspot über die Probe zu führen vermag. Daher können Linienprofile und Gesamtprofile mit verbesserter Auflösung aufgenommen werden.
Unter einem Linienprofil wird die Erfassung der Oberflächenform entlang einer Linie verstanden. Dazu wird ein Laserstrahl linienförmig über eine Probenoberfläche gescannt. Das Linienprofil beinhaltet also Informationen über die Probentopographie in den Dimensionen y und z. Aus mehreren Linienprofilen kann ein Gesamtprofil zusammengesetzt werden, welches zusätzlich Informationen in der Dimension x enthält, also dreidimensional ist.
Außerdem können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren 3D-Modelle der Oberfläche der Probe erzeugt werden, die ebenfalls eine verbesserte Auflösung aufweisen und somit mehr Details der Probe enthalten.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der verwendete Probentisch über eine Kippachse T verfügt, die beispielweise parallel zur x- oder zur y-Achse ausgerichtet ist. Durch Rotation des Probentischs um die Kippachse T kann die Probe in gekipptem Zustand mit dem Laserprofilscanner gescannt werden. Dadurch wird ermöglicht, auch unterschnittene Probenbereiche zu erfassen und in Gesamtprofil und 3D-Modell darzustellen.
Weiterhin können anhand eines mit dem Verfahren hergestellten 3D-Modells gezielt eine oder mehrere Probestellen ausgewählt werden, um diese dann teilchenoptisch zu untersuchen und/oder zu bearbeiten. Auswahl und Positionieren der ausgewählten Stelle können automatisiert erfolgen.
Schließlich können teilchenoptische Bilder, wie z.B. SEM-Aufnahmen, in einer Darstellung des 3D-Modells angezeigt werden, um dem Benutzer einen besseren räumlichen Eindruck der Probe zu vermitteln.
Allen Ausführungsformen des Verfahrens ist gemeinsam, dass die Probe relativ zum Laserprofilscanner in einer definierten und mit dem Laserprofilscanner koordinierten Richtung und Schrittweite mit dem Probentisch verfahren wird. So kann durch das Zusammenspiel von Probentisch und Laserprofilscanner ein 3D-Objekt aufgezeichnet werden, mit dem Ziel, die Dreidimensionalität einer mikroskopischen Probe in verbesserter Weise dazustellen.
Figurenliste
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren erläutert. Zur Erläuterung der Komponenten wird deshalb auch auf die gesamte jeweils vorangehende und nachfolgende Beschreibung Bezug genommen.

1 zeigt ein Mikroskop-System, das eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.
2 illustriert im Detail wie der Laserprofilscanner die Oberflächengestalt der Probe abscannt und einzelne Linienscans erzeugt.
3 zeigt, wie bei einer ersten Ausführungsform des Verfahrens der Laserscan über die Probenoberfläche geführt wird.
4 zeigt das Ablaufschema der ersten Ausführungsform des Verfahrens.
5 zeigt, wie bei der zweiten Ausführungsform des Verfahrens der Laserscan über die Probenoberfläche geführt wird.
6 zeigt das Ablaufschema einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens.
7 zeigt das Ablaufschema einer dritten Ausführungsform des Verfahrens.
8 zeigt schematisch das Rotieren einer zu untersuchenden Probe um eine Kippachse T, so dass unterschnittene Probenbereiche erfasst werden können.
9 zeigt das Ablaufschema einer vierten Ausführungsform des Verfahrens.
10 zeigt das Ablaufschema einer fünften Ausführungsform des Verfahrens.
11 zeigt schematisch ein Zweistrahlsystem (FIB-SEM-Kombinationsgerät), mit dem das Verfahren ausgeführt werden kann.

In 1 ist ein Mikroskop-System 1 (im Folgen auch Teilchenstrahl-Mikroskop genannt) dargestellt, mit dem das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann.
Das Mikroskop-System 1 umfasst eine Teilchenstrahlsäule 2, die beispielweise eine Elektronenstrahlsäule sein kann, und die eine optische Achse 16 aufweist. Während des Betriebs können in einer Teilchenquelle 17 geladene Teilchen, zum Beispiel Elektronen, erzeugt und auf die Probe 8 gelenkt werden. Die Probe 8 wird zu diesem Zweck auf einem Probenhalter 7 gehalten. Der Probenhalter 7 befindet sich auf einem verfahrbaren Probentisch 5 in einer Probenkammer 3, welche von einer Kammerwand 4 begrenzt wird. Kammerwand 4 und Probenkammer 3 sind so ausgestaltet, dass bei bestimmten Betriebszuständen Vakuumbedingungen in der Probenkammer 3 herrschen. Somit kann die Probe 8 unter Vakuumbedingungen mit dem Mikroskop-System 1 untersucht und/oder bearbeitet werden. Das Mikroskop-System 1 kann als Rasterelektronenmikroskop (SEM) ausgebildet sein, aber auch als Ionenstrahlmikroskop oder als Zweistrahlgerät (d.h. als ein Kombinationsgerät aus SEM und lonenstrahlmikroskop).
Vorteilhafterweise umfasst das Mikroskop-System 1 mindestens einen Detektor 19 zum Detektieren von Wechselwirkungsprodukten der Wechselwirkung zwischen geladenen Teilchen, die auf die Probe auftreffen, und dem Probenmaterial. Der Detektor 19 kann beispielsweise ein Rückstreuelektronen (BSE)-Detektor, ein Sekundärelektronen (SE)-Detektor oder ein EDX (energy dispersive X-ray)-Detektor sein.
Das Mikroskop-System 1 umfasst weiterhin einen Laserprofilscanner 9, der eine optische Achse aufweist. Der Laserprofilscanner 9 kann im Inneren der Probenkammer 3 an der Kammerwand 4 montiert sein. Es ist aber auch denkbar, dass der Laserprofilscanner 9 an einer anderen Stelle innerhalb oder außerhalb der Probenkammer 3 angeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Laserprofilscanner 9 im Wesentlichen parallel zur optischen Achse 16 des Mikroskop-Systems ausgerichtet ist und an einer Seite der Probenkammer 3 lokalisiert ist, die der Teilchenquelle 17 zugewandt ist. Dadurch kann mit dem Laserprofilscanner 9 das gleiche oder ein ähnliches Sichtfeld (field of view) der Probe 8 erfasst werden wie mit der Teilchenstrahloptik des Mikroskop-Systems 1.
Optional kann am Mikroskop-System 1 (z. B. im Inneren der Probenkammer 3) eine optische Kamera 10 zur Verfügung gestellt werden. Die Kamera 10 kann als Farbbildkamera ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kamera 10 die gleiche Raum-Orientierung (d.h. Ausrichtung) relativ zur optischen Achse 16 aufweist wie der Laserprofilscanner 9. Dadurch kann mit der Kamera das gleiche Sichtfeld erfasst werden wie mit dem Laserprofilscanner. Es ist aber auch denkbar, dass die optische Kamera 10 außerhalb der Probenkammer 3 angeordnet ist, zum Beispiel an einer Tür einer Probenschleuse.
Der Probentisch 5 ist wenigstens in den zueinander senkrecht ausgerichteten Raumrichtungen x und y bewegbar ausgebildet. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Probentisch 5 außerdem eine Rotationsachse 6 umfasst, um die der Probentisch 5 drehbar angeordnet ist und die parallel zur Raumachse z verläuft.
Die Bewegungen des Probentischs 5 und das Abscannen der Probenoberfläche durch den Laserprofilscanner 9 sind mittels einer übergeordneten Steuereinheit 13 steuerbar, so dass beide Vorgänge aufeinander abgestimmt werden können.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der Probentisch 5 von einer ersten Steuereinheit 11 gesteuert wird, während der Laserprofilscanner 9 durch eine zweite Steuereinheit 12 gesteuert und ausgelesen wird. Beide Steuereinheiten 11 und 12 können durch die übergeordnete Steuereinheit 13 gesteuert werden. Die Steuereinheit, die die Aktivität des Laserprofilscanners steuert, vermag außerdem Daten auszulesen, die vom Laserprofilscanner 9 aufgenommen wurden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Mikroskop-System 1 ferner ein Display 15 umfasst, mit dem aufgenommene Profilscans dargestellt werden können.
In die übergeordnete Steuereinheit 13 kann ein Computerprogrammprodukt geladen werden, das eine Sequenz von Steuerbefehlen umfasst. Diese Befehlssequenz kann das Mikroskop-System 1 via Steuereinheit 13 dazu veranlassen, eines der im Folgenden beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren zum Erfassen der Probenoberfläche mit Hilfe des integrierten Laserprofilscanners 9 auszuführen.
2 zeigt in einer schematischen Übersicht, wie der Laserprofilscanner eine Probe 8 abscannt. Dabei wird die dreidimensionale Probe 8 mit Laserlicht bestrahlt, indem ein Laserspot schrittweise entlang einer Scanlinie 14 über die Probe 8 geführt wird. Das von der Probenoberfläche reflektierte Licht wird mit einem geeigneten Sensor erfasst und dient dazu, das Oberflächenprofil der Probe entlang der Scanline 14 zu detektieren. Die Scanlinie 14 des Laserstahls erstreckt sich parallel zur y-Achse. Ihre Ausdehnung entspricht der Breite des erfassbaren Oberflächenprofils (Profilbreite). Die Oberflächentopographie der Probe 8 wird entlang der z-Achse erfasst und entspricht der Profilhöhe. Die aufgenommenen Linienprofile 18 können auf dem Display 15 dargestellt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Bewegungsmöglichkeiten des Probentischs 5 dazu genutzt, die Probe 8 gezielt unter dem Laserprofilscanner 9 hindurchzuführen, während der Laserprofilscanner 9 die Probe 8 abtastet, um Linienprofile der Probe 8 aufzunehmen.
Vorteilhaft hieran ist, dass der Probentisch in lateralen Richtungen (d.h. entlang der Achsen x und/oder y) oder in Rotationsrichtung mit Schrittweiten bewegt werden kann, die deutlich kleiner sind als die kleinste Schrittweite, mit der der Laserstrahl des Laserprofilscanners von Auftreffort zu Auftreffort bewegt werden kann. Daher kann eine deutlich bessere Auflösung erzielt werden.
Unter der Auflösung eines Oberflächenprofils wird die Anzahl der Bildpunkte pro Längeneinheit verstanden, da die Auflösung durch den Abstand zwischen zwei Messpunkten (d.h. zwischen zwei Auftrefforten des Laserstrahls) bestimmt wird. Dabei wird angenommen, dass der Abstand zwischen zwei Auftrefforten des Laserstrahls größer ist als der Durchmesser des Laserstrahls am Auftreffort.
3 zeigt schematisch, wie mit dem Laserprofilscanner über die Oberfläche eines interessierenden Probenbereichs (region of interest, ROI) gescannt wird: Der Laserstrahl des Laserprofilscanners wird linienförmig über die Probe 34 geführt. Beispielhaft sind drei einzelne Linien 1a, 1b, 1c dargestellt, um das Prinzip zu verdeutlichen. Die Probe 34 wird dabei von einem verfahrbaren Probentisch gehalten.
Beim Erfassen des Oberflächenprofils verweilt der Laserstrahl an einzelnen, mehr oder weniger punktförmigen Auftrefforten (Laserspots) 31. Die abgestrahlten Profilinformationen werden vom Laserprofilscanner erfasst und genutzt, um ein Linienprofil der Probenoberfläche zu erzeugen und aufzuzeichnen.
Der Abstand zwischen zwei Laserspots 31 einer Scanlinie (beispielweise Scanlinie 1a) wird im Folgenden als Inkrement Ys bezeichnet. Die Größe des Inkrements Ys hängt von den technischen Gegebenheiten des Laserprofilscanner ab und bestimmt die Auflösung des aufgenommenen Linienprofils in y-Richtung.
Nach dem Erfassen des Linienprofils der ersten Scanlinie 1a wird der Probentisch mitsamt der aufgenommenen Probe um das Inkrement X_i in Richtung der x-Achse relativ zum Laserprofilscanner bewegt. Das heißt also, dass die Probe relativ zum Laserprofilscanner entlang der x-Achse mit einer Schrittweite von X_i verfahren wird. Beispielsweise gibt die Steuereinheit zu diesem Zweck den Befehl, den Probentisch um eine Schrittweite von 0,1 µm in Richtung x zu verfahren.
Nun wird wieder ein Linienprofil entlang einer Scanlinie aufgenommen, und zwar entlang der Scanlinie 1b. Dann wird die Probe wiederum parallel zur x-Achse um das Inkrement Xi relativ zum Laserprofilscanner verschoben, um schließlich ein weiteres Profil entlang der Scanlinie 1c aufzunehmen.
Im gezeigten Beispiel wird angenommen, dass mit dem Durchlauf der drei Scanlinien 1a, 1b und 1c der gesamte interessierende Bereich (ROI) der Probe 34 erfasst worden ist. Dies ist nur beispielhaft zu verstehen, denn selbstverständlich können - je nach Größe der Probe 34 - beliebig viele Scanliniendurchläufe erforderlich oder gewünscht sein.
Um den Linienscan entlang der verschiedenen Scanlinen 1a, 1b und 1c ausführen zu können, wird die Probe also jeweils um das Inkrement X_i relativ zum Laserprofilscanner verschoben. Somit definiert das Inkrement X_i den Abstand zwischen den einzelnen Scanlinien. Beim späteren Verrechnen der aufgenommenen Linienprofile zu einem Gesamtprofil kann daher eine Auflösung in Richtung der x-Achse erreicht werden, die dem Abstand zwischen den Scanlinien, d.h. also dem Inkrement X_i , entspricht.
Die Größe des Inkrements X_i hängt von der technischen Spezifikation des Probentischs ab. Üblicherweise können Probentische in Mikroskop-Systemen mit einer Schrittweite von weniger als 1 µm, beispielsweise mit einer Schrittweise von 0,1 µm verfahren werden. Das bedeutet, dass eine Auflösung von unter 1 µm bzw. von etwa 0,1 µm in x-Richtung auch für die aufgenommenen Gesamtprofile erreicht werden kann.
Somit können deutlich bessere Auflösung in x-Richtung erreicht werden als dies mit dem Laserprofilscanner allein möglich ist. Üblicherweise liegt die Auflösung bei Laserprofilscannern in x-Richtung und y-Richtung bei etwa 100 µm, in z-Richtung bei etwa 2 µm. Daher kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine um Größenordnungen bessere Auflösung erreicht werden.
4 zeigt schematisch den Ablauf der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der eine verbesserte Auflösung in x-Richtung erzielt wird, indem der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Linienscans minimiert wird.
Zunächst wird eine zu untersuchende Probe bereitgestellt.
In einem ersten Schritt S41 wird mit dem Laserprofilscanner entlang einer ersten Scanlinie über die Probenoberfläche gescannt und ein Linienprofil aufgenommen. Dabei hängt die Auflösung in den Richtungen parallel zur y- und zur z-Achse (also in Profilbreite und Profilhöhe) vom Auflösungsvermögen des Laserprofilscanners ab.
In Schritt S42 wird das aufgenommenen Linienprofil an eine Steuereinheit übermittelt. In der Steuereinheit kann das Linienprofil gespeichert werden.
Dann (S43) wird die Probe relativ zum Laserprofilscanner um eine definierte Schrittweite verfahren. Dabei wird die Probe in x-Richtung verfahren. Zu diesem Zweck wird der Probentisch in x-Richtung um das Inkrement X_i bewegt, so dass die Probe relativ zum Laserprofilscanner in x-Richtung mit einer Schrittweite von X_i verfahren wird.
Dann wird erneut ein Linienprofil der Probe aufgenommen, wie in Schritt 41 beschrieben. Dieses Linienprofil wird durch Scannen entlang einer zweiten Scanlinie erhalten. Vorteilhafterweise ist die zweite Scanline von der ersten Scanlinie verschieden.
Die Schritte S41, S42 und S43 können beliebig oft wiederholt werden, so dass entlang einer Vielzahl von Scanlinien Linienprofile aufgenommen werden, um die Oberflächentopographie eines Probenbereichs vollständig zu erfassen. Dazu wird die Probe jeweils durch eine Bewegung des Probentischs in x-Richtung relativ zum Laserprofilscanner verfahren. Der Richtungssinn der Bewegung wird jeweils so gewählt, dass bisher nicht erfasste Bereiche der Probe abgescannt werden können.
In Schritt S44 werden die aufgenommenen Linienprofile miteinander verrechnet, um ein Gesamtprofil der Probe zu erhalten.
Im optionalen Schritt S45 wird anhand des Gesamtprofils ein 3D-Oberflächenmodell der Probe erzeugt.
5 zeigt eine zweite Ausführungsform des Verfahren, mit der zusätzlich eine verbesserte Auflösung der aufgenommenen Linienprofile in y-Richtung, d.h. innerhalb der einzelnen Linienscans, erreicht wird.
Zunächst werden in einem ersten Scandurchlauf Linienprofile aufgenommen, wie für die erste Ausführungsform (3 und 4) beschrieben. Der Laser wird entlang von Scanlinien 1a, 1b und 1c über die Probe 34 geführt (vgl. 3). Um von einer Scanline zur nächsten zu gelangen, wird die Probe 34 um das Inkrement X_i relativ zum Laserscanner verschoben, indem der Probentisch in x-Richtung mit der Schrittweite X_i bewegt wird.
Wie bereits für 3 beschrieben, bestimmt hierbei die Schrittweite Y_s des Laserprofilscanners, den Abstand zwischen zwei Laserspots 31 einer Scanlinie 1a, 1b, 1c.
Nachdem auf diese Weise Linienprofile des gesamten interessierenden Bereichs (ROI) erfasst und gespeichert worden sind, wird der Probentisch nun - anders als bei der ersten Ausführungsform des Verfahrens - in y-Richtung um das Inkrement Y_i verfahren. Dazu kann beispielsweise von der Steuereinheit der Befehl gegeben werden, den Probentisch um eine Schrittweite von 50 µm in Richtung y zu verfahren.
5 zeigt, wie der Laserstahl dann in einem zweiten Scandurchlauf entlang der Scanlinien 2a, 2b und 2c über die Probe geführt wird. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Scanlinien 2a, 2b und 2c deckungsgleich mit den Scanlinien 1a, 1b und 1c des ersten Scandurchlaufs (vgl. 3) sind.
Durch die Verschiebung in y-Richtung sind die Auftreffpunkte des Lasers, also die Laserspots 33 des aktuellen Scandurchlaufs der Scanlinien 2a, 2b und 2c, nun zwischen den Positionen der Laserspots 32 des vorherigen Scandurchlaufs lokalisiert.
Wie beim ersten Scandurchlauf wird die Probe 34 auch beim zweiten Scandurchlauf jeweils um das Inkrement X_i relativ zum Laserprofilscanner in x-Richtung verschoben, um von einer Scanline zur nächsten zu gelangen. Zu diesem Zweck wird der Probentisch in x-Richtung mit der Schrittweite X_i bewegt.
In Richtung der y-Achse entspricht die Schrittweite des Laserprofilscanners zwar weiterhin Y_S, da durch die Verschiebung in y-Richtung jedoch Oberflächeninformationen an zusätzlichen Laserspots 33 (die von den Laserspots 31 des ersten Scandurchlaufs verschieden sind) aufgenommen werden, wird die Auflösung in y-Richtung verbessert. Auf diese Weise kann eine Auflösung von etwa 50 µm in y-Richtung erzielt werden.
Nach der späteren Verrechnung der Linienprofile zu einem Gesamtprofil gilt diese Auflösung in y-Richtung auch für das Gesamtprofil.
Vorteilhafterweise wird die Schrittweite Y_i so gewählt, dass sie kleiner ist als Inkrement Y_s , beispielsweise Y_i = ½ Y_s, wie in 5 angedeutet. Es ist auch denkbar, dass Y_i größer ist als Y_s . Dann sollte Y_i ein nicht-ganzzahliges Vielfaches von Y_s annehmen. In jedem Fall sollte die Schrittweite Y_i einen anderen Wert annehmen als Schrittweite Y_s .
6 zeigt schematisch den gesamten Ablauf der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In Schritt S61 wird mit dem Laserprofilscanner entlang einer ersten Scanlinie über die Probenoberfläche gescannt und ein Linienprofil der Probenoberfläche aufgenommen.
Dann wird das aufgenommene Linienprofil an eine Steuereinheit übermittelt (S62).
Im nächsten Schritt (S63) wird die Probe parallel zur x-Achse um die Schrittweite X_i verfahren, so dass die Probe relativ zum Laserprofilscanner in Richtung der x-Achse um die Strecke X_i bewegt wird.
Dabei wird die Probe entlang der x-Achse in einer Richtung verschoben, so dass bisher nicht erfasste Bereiche der Probe nun erfasst werden können
Dann erfolgt in Schritt S64 eine Abfrage: Ist der gesamte interessierende Bereich (ROI) im ersten Scandurchlauf erfasst worden? Wenn die Frage mit „nein“ beantwortet wird, werden die Schritte S61 bis S64 wiederholt (erste Iteration).
Wenn die Frage mit „ja“ beantwortet wird, wird der Probentisch im nächsten Schritt S65 in y-Richtung um das Inkrement Y_i relativ zum Laserprofilscanner verfahren.
In Schritt S66 wird wiederum ein Linienprofil aufgenommen, das in Schritt S67 an eine Steuereinheit übermittelt wird.
Im nächsten Verfahrensschritt S68 wird die Probe wieder in x-Richtung relativ zum Laserprofilscanner um die Strecke X_i bewegt.
Dann erfolgt wieder eine Abfrage (S69): Ist der gesamte interessierende Bereich (ROI) im zweiten Scandurchlauf erfasst worden? Wenn die Frage mit „nein“ beantwortet wird, werden die Schritte S66 bis S69 wiederholt (zweite Iteration).
Wenn die Frage mit „ja“ beantwortet wird, wird ein Gesamtprofil erzeugt (S610). Dazu werden die Linienprofile, die in der ersten Iteration (S61 bis S64) und solche die in der zweiten Iteration (S65 bis S69) aufgenommen wurden, miteinander verrechnet, um daraus ein Gesamtprofil der Probe zu erhalten.
Optional kann daran anschließend (S611) ein 3D-Modell der Probenoberfläche erzeugt werden.
7 zeigt schematisch den Ablauf der dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der der Probentisch schrittweise um eine Rotationachse R, die parallel zur z-Achse ausgerichtet ist, rotiert wird.
Zunächst wird eine zu untersuchende Probe bereitgestellt.
In Schritt S71 wird ein Linienprofil aufgenommen. Das bedeutet, dass ein Oberflächenprofil in den Richtungen (y, z) aufgenommen wird.
Anschließend (S72) wird das aufgenommene Linienprofil an die Steuereinheit übermittelt.
Im nächsten Schritt (S73) wird die Probe um das Winkelinkrement dα um die Rotationsachse R rotiert.
Dann erfolgt in Schritt S74 eine Abfrage: Ist der gesamte interessierende Bereich (ROI) erfasst worden? Wenn die Frage mit „nein“ beantwortet wird, werden die Schritte S71 bis S74 wiederholt.
Wenn die Frage mit „ja“ beantwortet wird, wird eine Koordinatentransformation ausgeführt (S75), bei der die bisher aufgenommenen Koordinaten (y, z, α) in ein Koordinatensystem mit (x, y, z) transformiert werden.
Schließlich werden die bisher aufgenommenen Linienscans miteinander verrechnet (S76), um ein Gesamtprofil der Probenoberfläche zu erhalten.
Optional wird ein 3D-Modell der Probenoberfläche aus den Linienscans erzeugt (S77). Die Auflösung in Richtung α entspricht dabei der Winkelauflösung bei der Rotation des Probentischs.
Bei allen drei bisher beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es auch denkbar, dass das Oberflächenprofil aufgenommen wird, während die Probe gekippt ist, wie in 8 (rechts) dargestellt.
Zu diesem Zweck umfasst der Probentisch 84 eine Rotationsachse T (tilt), die in einer Ebene angeordnet ist, die von den Raumachsen x und y aufgespannt wird und beispielweise parallel zur x-Achse verläuft. In der Darstellung der 8 tritt die Rotationsachse T senkrecht aus der Zeichenebene heraus.
Der Probentisch 84 kann mit der darauf aufgenommenen Probe 82 um die Kippachse T rotiert werden, so dass die Probe in gekipptem Zustand (8 rechts) oder in ungekipptem Zustand (8 links) in der Probenkammer gehalten werden kann.
Das heißt also, dass die Raum-Orientierung der Probe relativ zur optischen Achse des Mikroskop-Systems (d.h. relativ zum einfallenden Teilchenstrahl) und relativ zum Laserprofilscanner veränderbar ist.
Somit können Linienprofile nach einer der beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens aufgenommen werden, während die Probe verschiedene Ausrichtungen einnimmt. Vorteilhaft ist es, wenn wird die Probe zunächst in einer ersten Raum-Orientierung relativ zum Laserprofilscanner gehalten wird, um Linienprofile aufzunehmen.
Dann wird der Probentisch um die Rotationsache T rotiert, so dass die Probe 82 eine zweite Raum-Orientierung relativ zum Laserprofilscanner einnimmt. Das Ausmaß der Rotation sollte so gewählt werden, dass Probenbereiche, die bei der ersten Raum-Orientierung in abgeschatteten Bereichen lagen und somit nicht vom Laserstrahl 81 abgetastet werden konnten, nun zugänglich sind. Während die Probe 82 in der zweiten Raum-Orientierung gehalten wird, wird ein Linienprofil aufgenommen, bei dem auch unterschnittene Probenbereiche 83 mit dem Laserstrahl 81 abgescannt werden.
Das Verkippen der Probe 82 hat also den Vorteil, dass der Laserstrahl 81 auch solche Probenbereiche abscannen kann, die ohne Verkippen der Probe 82 durch eine Unterschneidung verdeckt wären. Somit können Linienprofile von unterschnittenen Oberflächenbereichen 83 der Probe 82 durch den Laserprofilscanner erfasst werden.
Dies gilt in gleicher Weise auch für die optionale optische Kamera, mit der bei verkippter Probe 82 auch unterschnittene Oberflächenbereiche 83 abgebildet werden können.
Folglich lassen sich auf diese Weise Unterschneidungen im Gesamtprofil und im 3D-Modell der Probe darstellen.
9 zeigt schematisch den Ablauf einer vierten Ausführungsform des Verfahrens, mit der das Navigieren der dreidimensionalen Probe im Mikroskop-System für weitere Analysen erleichtert wird.
Zunächst wird ein Gesamtprofil der Probenoberfläche bereitgestellt (Schritt S91), das mit Hilfe eines der als erste, zweite oder dritte Ausführungsform (4, 6, 7) beschriebenen Verfahrens erzeugt worden ist.
Dann wird anhand des Gesamtprofils ein 3D-Modell der Probe erzeugt (Schritt S92).
Zusätzlich kann mit der optischen Kamera, die in der Probenkammer des Mikroskop-System angeordnet ist, ein Bild der dreidimensionalen Probe aufgenommen und gespeichert werden (S93). Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Kamerabild auch Farbinformationen umfasst.
Im nächsten Schritt (S94) werden 3D-Modell und Kamerabild überlagert. Dabei werden also die Profilinformation und die optische Information miteinander kombiniert.
Dann wird in Schritt S95 im überlagerten 3D-Modell eine interessierende Stelle (ROI) ausgewählt, die mit dem Teilchenstrahl-Mikroskop genauer analysiert werden soll.
Alternativ kann auch ein nicht-überlagertes 3D-Modell (aus Schritt S92) verwendet werden. In diesem Fall kann Schritt S94 ausgelassen werden.
In Schritt S96 wird die Probe mit Hilfe des verfahrbaren Probentischs so bewegt, dass die ausgewählte interessierende Stelle in eine Arbeitsposition gebracht wird. Unter einer Arbeitsposition wird eine Ortslage und Raum-Orientierung verstanden, in der eine interessierende Stelle im Teilchenstrahl-Mikroskop gehalten werden muss, um sie mit einem Teilchenstrahl untersuchen, abbilden und/oder bearbeiten zu können. Das Bewegen der ausgewählten, interessierenden Stelle in die gewünschte Arbeitsposition kann automatisiert erfolgen.
Schließlich (S97) wird die Probe mit dem Teilchenstrahl-Mikroskop abgebildet und/oder bearbeitet. Das Teilchenstrahl-Mikroskop kann ein Rasterelektronenmikroskop (SEM), ein Ionenstrahlmikroskop oder ein Zweistrahlgerät (d.h. ein Kombinationsgerät aus SEM und Ionenstrahlmikroskop) sein.
10 zeigt das Ablaufschema einer fünften Ausführungsform, die es erlaubt, interessierende Bereiche der Probe benutzerfreundlich in einer Darstellung eines dreidimensionalen Oberflächenmodells der Probe anzuzeigen.
Zu diesem Zweck wird zunächst ein Gesamtprofil der Probenoberfläche bereitgestellt, das mit Hilfe der ersten, zweiten oder dritten Ausführungsform des Verfahrens (4, 6, 7) erzeugt worden ist (Schritt S101).
Dann wird ein 3D-Modell der Probe aus dem Gesamtprofil errechnet (Schritt S102).
Außerdem werden in Schritt S103 mit einem Detektor des Mikroskop-Systems Wechselwirkungsprodukte der Wechselwirkung zwischen einfallendem Teilchenstrahl und Probenmaterial detektiert. Anhand der detektierten Wechselwirkungsprodukte können dann Analysedaten erzeugt werden, beispielweise in Form von Bildern, EDX-Spektren oder EDX-Mappings.
So kann beispielsweise ein teilchenoptisches Bild eines interessierenden Bereichs der Probe aufgenommen werden. Das teilchenoptische Bild kann zum Beispiel ein BSE- oder ein SE-Bild sein. In jedem Fall geschieht die Bildaufnahme gekoppelt mit dem 3D-Modell, so dass Ortslage und Raum-Orientierung der abgebildeten Probenstelle einer korrespondierenden Ortslage und Raum-Orientierung im 3D-Modell zugeordnet werden.
Alternativ oder zusätzlich ist es auch denkbar, dass weitere Wechselwirkungsprodukte wie z. B. Röntgenteilchen detektiert werden, um ein Röntgenspektren oder ein EDX-Mapping an einer interessierenden Probenstelle aufzunehmen. Auch diese Daten können gekoppelt mit dem 3D-Modell aufgenommen, um sie im 3D-Modell ihrer Ortslage und Raum-Orientierung entsprechend darstellen zu können.
Unter „Ortslage“ wird die Lokalisierung der Probenstelle im dreidimensionalen Raum verstanden, die durch Angabe von x-, y- und z-Koordinaten beschrieben werden kann.
Unter dem Begriff „Raum-Orientierung“ wird die Ausrichtung der Probenstelle verstanden. Die Raum-Orientierung kann beispielsweise in Relation zu einer der optischen Achsen des Mikroskop-Systems oder zur optischen Achse des Laserprofilscanners oder zu den Raumachsen der Probe angegeben werden.
Dann werden die gewonnenen Analysedaten mit dem 3D-Modell überlagert (S104). Die Analysedaten können teilchenoptische Bilder (wie in 10 dargestellt) sein, aber auch Ergebnisse einer Röntgenanalyse oder anderer Untersuchungsmethoden.
Schließlich wird in Schritt S105 eine Darstellung des 3D-Modells erzeugt, in die die Analysedaten eingeblendet wird.
Dabei werden die Analysedaten in der Darstellung des 3D-Modells so angezeigt, dass Ortslage und Raum-Orientierung der Analysedaten im 3D-Modell der Ortslage und Raum-Orientierung der interessierenden Stelle (ROI) in der dreidimensionalen Probe entsprechen.
Somit erhält der Benutzer einen authentischen Eindruck von räumlicher Gestalt, Aussehen und Eigenschaften der dreidimensionalen Probe.
11 zeigt schematisch ein FIB-SEM-Kombinationsgerät 1100. Das FIB-SEM-Kombinationsgerät 1100 umfasst einen bewegbaren Probentisch 1115, der die zu untersuchende Probe 1114 aufnehmen kann. Der Probentisch 1115 ist in der Probenkammer 1101 des FIB-SEM-Kombinationsgeräts 1100 angeordnet. Während des Betriebs herrschen in der Probenkammer 1101 üblicherweise Vakuumbedingungen.
Der Probentisch 1115 ist mit einer ersten Steuereinheit 1112 verbunden, über die der Probentisch 1115 wenigstens in den zueinander senkrecht stehenden Raumrichtungen x, y und z verfahrbar ist.
Der Probentisch 1115 ist vorteilhafter Weise als Fünf-Achsen-Probentisch ausgebildet. Das bedeutet, dass die Probenaufnahme in x-, y- und z-Richtung verfahren, sowie um eine Kippachse T und eine Rotationsachse R rotiert werden kann. Dabei ist die Rotationsachse R parallel zur z-Achse ausgerichtet, während die Kippachse T parallel zur x-Achse oder parallel zur y-Achse verläuft.
In einer Elektronenquelle 1103 der Elektronenstrahlsäule 1102 können Primärelektronen erzeugt werden, die entlang der optischen Achse 1105 der Elektronenstrahlsäule 1102 beschleunigt und durch Linsensysteme 1104, 1107 gebündelt werden, wobei der Elektronenstrahl durch wenigstens eine Aperturblende 1108 beschnitten wird. Außerdem umfasst die Elektronenstrahlsäule 1102 ein Ablenksystem 1109, mit dem der Primärelektronenstrahl rasterförmig über die Probe 1114 geführt werden kann.
Das FIB-SEM-Kombinationsgerät 1100 umfasst weiterhin wenigstens einen Detektor 1110 zum Detektieren von Wechselwirkungsprodukten der Wechselwirkung des Strahls geladener Teilchen mit dem Probenmaterial. Solche Wechselwirkungsprodukte können zum Beispiel Rückstreuelektronen (BSE) oder Sekundärelektronen (SE) sein.
Das FIB-SEM-Kombinationsgerät 1100 umfasst außerdem eine Ionenstrahlsäule 1119 mit einer Ionenquelle 1120, einem Ablenksystem 1117 und einer Fokussierlinse 1116. Die in der Ionenquelle 1120 erzeugten Ionen werden entlang der optischen Achse 1118 der Ionenstrahlsäule 1119 beschleunigt und gebündelt, so dass die Ionen fokussiert auf der Probe 1114 auftreffen und dazu genutzt werden können, Material der Probe 1114 abzutragen.
Weiterhin umfasst das FIB-SEM-Kombinationsgerät 1100 einen Laserprofilscanner 1106, mit dem Linienprofilscans der Probenoberfläche angefertigt werden können. Der Laserprofilscanner 1106 ist mit einer zweiten Steuereinheit 1113 verbunden, durch die der Laserprofilscanner 1106 gesteuert und ausgelesen werden kann.
Außerdem ist es denkbar, dass das FIB-SEM-Kombinationsgerät 1100 eine Kamera (nicht dargestellt), insbesondere eine Farbbildkamera aufweist, die eingerichtet ist, optische Bilder der Probenoberfläche aufzunehmen.
Eine Auswerte- und Steuereinheit 1111 des FIB-SEM-Kombinationsgeräts 1100 dient als übergeordnete Steuereinheit, die die erste Steuereinheit 1112 und die zweite Steuereinheit 1113 steuert. Dadurch können die Bewegungen der Probe (d.h. die Bewegungen des Probentischs) und die Bewegungen des Laserstrahls des Laserprofilscanners aufeinander abgestimmt werden.
Außerdem kann mit der Auswerte- und Steuereinheit 1111 der gesamte Betrieb des FIB-SEM-Kombinationsgeräts 1100 gesteuert werden.
Die Auswerte- und Steuereinheit 1111 kann eine Folge von Steuerbefehlen ausführen, die von einem erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukt umfasst sind. Dadurch wird das FIB-SEM-Kombinationsgerät 1100 dazu veranlasst, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen.
Bezugszeichenliste

1: Mikroskop-System/Teilchenstrahlsystem
2: Teilchenstrahlsäule
3: Probenkammer
4: Kammerwand
5: Probentisch
6: Rotationsachse R
7: Probenhalter
8: Probe
9: Laserprofilscanner
10: Kamera
11: Erste Steuereinheit
12: Zweite Steuereinheit
13: Übergeordnete Steuereinheit
14: Scanlinie
15: Display
16: Optische Achse des Teilchenstrahlsystems
17: Teilchenquelle
18: Darstellung eines Linienprofils
19: Detektor
31: Laserspot
32: Position eines Laserspots in vorangegangenem Scandurchlauf
33: Laserspot im aktuellen Scandurchlauf
34: Probe
1a: Scanlinie
1b: Scanlinie
1c: Scanlinie
2a: Scanlinie
2b: Scanlinie
2c: Scanlinie
Y_s: Inkrement des Laserprofilscanners entlang der y-Achse
Y_i: Inkrement entlang der y-Achse
X_i: Inkrement entlang der x-Achse
S41: Linienprofil aufnehmen
S42: Linienprofil an Steuereinheit übermitteln
S43: Probe verfahren
S44: Gesamtprofil erzeugen
S45: 3D-Oberflächenmodell erzeugen
S61: Linienprofil aufnehmen
S62: Linienprofil an Steuereinheit übermitteln
S63: Probe verfahren in x-Richtung
S64: Abfrage: Gesamte ROI erfasst?
S65: Probe verfahren in y-Richtung
S66: Linienprofil aufnehmen
S67: Linienprofil an Steuereinheit übermitteln
S68: Probe verfahren in x-Richtung
S69: Abfrage: Gesamte ROI erfasst?
S610: Gesamtprofil erzeugen
S611: 3D-Oberflächenmodell erzeugen
S71: Linienprofil aufnehmen
S72: Linienprofil an Steuereinheit übermitteln
S73: Probe rotieren um Achse R
S74: Abfrage: Gesamte ROI erfasst?
S75: Koordinaten transformieren
S76: Gesamtprofil erzeugen
S77: 3D-Oberflächenmodell erzeugen
81: Laserstrahl
82: Probe
83: unterschnittener Bereich (Unterschneidung)
84: Probentisch
T: Rotationsachse T (Kippachse)
S91: Gesamtprofil bereitstellen
S92: 3D-Modell erzeugen
S93: Kamerabild aufnehmen
S94: 3D-Modell und Kamerabild überlagern
S95: ROI anhand von 3D-Modell auswählen
S96: Probe navigieren
S97: Probe bearbeiten/abbilden
S101: Gesamtprofil bereitstellen
S102: 3D-Modell erzeugen
S103: Teilchenoptisches Bild aufnehmen
S104: teilchenoptisches Bild und 3D-Modell überlagern
S105: teilchenoptisches Bild im 3D-Modell anzeigen
1100: FIB-SEM-Kombinationsgerät
1101: Probenkammer
1102: Elektronenstrahlsäule
1103: Elektronenquelle
1104: erstes Linsensystem
1105: optische Achse der Elektronenstrahlsäule
1106: Laserprofilscanner
1107: zweites Linsensystem
1108: Aperturblende
1109: Ablenksystem
1110: Detektor
1111: Auswerte- und Steuereinheit
1112: erste Steuereinheit
1113: zweite Steuereinheit
1114: Probe
1115: Probentisch
1116: Fokussierline
1117: Ablenksystem
1118: optische Achse der Ionenstrahlsäule
1119: Ionenstrahlsäule
1120: Ionenquelle

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Teilchenstrahl-Mikroskops (1, 1100), wobei das Teilchenstrahl-Mikroskop (1, 1100) einen Probentisch (5, 84, 1115) zum Aufnehmen einer zu untersuchenden Probe (8, 34, 82, 1114) umfasst, und der Probentisch (5, 84, 1115) mindestens in zwei Raumrichtungen x und y verfahrbar ist; und das Teilchenstrahl-Mikroskop (1,1100) weiterhin einen Laserprofilscanner (9, 1106) umfasst, der eingerichtet ist, Linienprofile der Oberfläche der Probe (8, 34, 82, 1114) aufzunehmen; sowie eine übergeordnete Steuereinheit (13, 1111), die eingerichtet ist, Probentisch (5, 84,1115) und Laserprofilscanner (9,1106) zu steuern; umfassend die Schritte: a) Bereitstellen einer zu untersuchenden Probe (8, 34, 82, 1114), die eine Oberfläche aufweist; b) Aufnehmen eines Linienprofils; c) Übermitteln der Daten des aufgenommenen Linienprofils an die Steuereinheit (13, 1111); d) Bewegen der Probe (8, 34, 82, 1114) relativ zum Laserprofilscanner (9, 1106) durch Verfahren des Probentischs (5, 84, 1115); e) Wiederholen der Schritte b), c) und d); f) Verrechnen der aufgenommenen Linienprofile zu einem Gesamtprofil der Probenoberfläche.
Verfahren nach Anspruch 1, das den Schritt umfasst: - Erzeugen eines 3D-Modells der Probe anhand des Gesamtprofils.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Teilchenstrahl-Mikroskop (1, 1100) eine Kamera (10), umfasst, und das Verfahren die Schritte aufweist: - Aufnehmen eines Bildes der Probe mit der Kamera (10); - Überlagern des 3D-Modells mit dem aufgenommenen Kamerabild.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, das die Schritte umfasst: - Auswählen einer interessierenden Stelle anhand des 3D-Modells; - Automatisiertes Bewegen der ausgewählten interessierenden Stelle in eine Arbeitsposition, bei der die ausgewählte interessierende Stelle so im Teilchenstrahl-Mikroskop (1, 1100) angeordnet ist, dass die ausgewählte interessierende Stelle mit dem Teilchenstrahl-Mikroskop (1, 1100) abgebildet und/oder bearbeitet und/oder analysiert werden kann.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das Teilchenstrahl-Mikroskop (1, 1100) wenigstens einen Detektor (19, 1110) zum Detektieren von Wechselwirkungsprodukten der Wechselwirkung von einfallendem Teilchenstrahl und Probenmaterial umfasst, und das Verfahren die Schritte umfasst: - Detektieren von Wechselwirkungsprodukten einer interessierenden Probenstelle, wobei das Detektieren mit dem 3D-Modell gekoppelt ist; - Erzeugen von Analysedaten anhand der detektierten Wechselwirkungsprodukte; - Anzeigen der Analysedaten in einer Darstellung des 3D-Modells, so dass Ortslage und Raum-Orientierung der angezeigten Analysedaten der Ortslage und Raum-Orientierung der interessierenden Stelle in der dreidimensionalen Probe (8, 34, 82, 1114) entsprechen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Probentisch (5, 84, 115) parallel zur Raumrichtung x um ein Inkrement X_i verfahren wird, so dass die Probe (8, 34, 82, 1114) um das Inkrement X_i relativ zum Laserprofilscanner (9, 1106) bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Probentisch (5, 84, 1115) parallel zur Raumrichtung y um ein Inkrement Y_i verfahren wird, so dass die Probe (8, 34, 82, 1114) um das Inkrement Y_i relativ zum Laserprofilscanner (9, 1106) bewegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Probentisch (5, 84, 1115) eine Rotationsachse R aufweist, um die der Probentisch (5, 84, 1115) rotierbar angeordnet ist und die parallel zur Raumrichtung z ausgerichtet ist; und die Probe (8, 34, 82, 1114) bewegt wird, indem der Probentisch (5, 84, 1115) um ein Winkelinkrement dα rotiert wird, so dass die Probe (8, 34, 82, 1114) relativ zum Laserprofilscanner (9, 1106) um das Winkelinkrement dα um die Rotationsache R gedreht wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei eine Koordinatentransformation ausgeführt wird, um die Koordinaten (y, z, α) des aufgenommenen Linienprofils in ein Koordinatensystem mit (x, y, z) zu transformieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Probentisch (5, 84, 1115) eine Rotationsachse T umfasst, um die der Probentisch (5, 84, 1115) rotierbar ausgebildet ist und die in einer Ebene angeordnet ist, die von den Raumrichtungen x und y aufgespannt wird; und die Probe dadurch bereitgestellt wird, dass sie in einer ersten Raum-Orientierung relativ zum Laserprofilscanner gehalten wird; und das Verfahren die Schritte aufweist: - Rotieren des Probentischs (5, 84, 1115) um die Rotationsachse T, so dass die Probe eine zweite Raum-Orientierung relativ zum Laserprofilscanner einnimmt; - Aufnehmen eines Linienprofils, während die Probe in der zweiten Raum-Orientierung gehalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Teilchenstrahl-Mikroskop (1, 1100) eine erste Steuereinheit (11, 1112) zum Steuern des Probentischs (5, 84, 1115) und eine zweite Steuereinheit (12, 1113) zum Steuern des Laserprofilscanners (9, 1106) umfasst und die übergeordnete Steuereinheit (13, 1111) eingerichtet ist, die erste Steuereinheit (11, 1112) und die zweite Steuereinheit (12, 1113) zu steuern.
Teilchenstrahl-Mikroskop (1, 1100) zum Abbilden und/oder Bearbeiten und/oder Analysieren einer mikroskopischen Probe (8, 34, 82, 1114) umfassend: - eine Probenkammer (4, 1101) zum Aufnehmen einer zu untersuchenden Probe (8, 34, 82, 1114); - einen Probentisch (5, 84, 1115) zum Halten der Probe (8, 34, 82, 1114), der mindestens in zwei Raumrichtungen x und y verfahrbar ausgebildet ist; - einen Laserprofilscanner (9, 1106), der eingerichtet ist, ein Linienprofil der Probe (8, 34, 82, 1114) aufzunehmen; - eine Steuereinheit (13, 1111), die eingerichtet ist, das Teilchenstrahl-Mikroskop (1, 1100) dazu zu veranlassen, eines der Verfahren nach Anspruch 1 bis 10 auszuführen.
Teilchenstrahl-Mikroskop (1, 1100) nach Anspruch 12, das eine erste Steuereinheit (11, 1112) zum Steuern des Probentischs (5, 84, 1115) und eine zweite Steuereinheit (12, 1113) zum Steuern des Laserprofilscanners (9, 1106) umfasst und die übergeordnete Steuereinheit (13, 1111) eingerichtet ist, die erste Steuereinheit (11, 1112) und die zweite Steuereinheit (12, 1113) zu steuern.
Teilchenstrahl-Mikroskop (1, 1100) nach Anspruch 12 oder 13, das eine optische Kamera (10) aufweist, die die gleiche Raum-Orientierung aufweist wie der Laserprofilscanner (9, 1106), so dass mit der Kamera (10) das gleiche Sichtfeld erfasst werden kann wie mit dem Laserprofilscanner (9, 1106).
Computerprogrammprodukt, das eine Sequenz von Steuerbefehlen umfasst, mit der ein Teilchenstrahl-Mikroskop (1, 1100) dazu veranlasst wird, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen.