DE102020122535B4 - Verfahren zum Betrieb eines Strahlgeräts, Computerprogrammprodukt und Strahlgerät zum Durchführen des Verfahrens - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Betrieb eines Strahlgeräts (100, 200, 400) mit den folgenden Schritten:
- Erzeugen mindestens einer Markierung (705) an einem Objekthalter (114) unter Verwendung eines Laserstrahls einer Laserstrahleinrichtung (700) und/oder eines Teilchenstrahls eines Teilchenstrahlgeräts (100, 200, 400), wobei der Teilchenstrahl geladene Teilchen aufweist;
- Anordnen mindestens eines Objekts (125, 425) an dem Objekthalter (114);
- Bewegen des Objekthalters (114), wobei das Bewegen des Objekthalters (114) ein translatorisches Bewegen des Objekthalters (114) entlang mindestens einer Achse (x-Achse, y-Achse, z-Achse) und/oder ein Drehen des Objekthalters (114) um mindestens eine Rotationsachse (603, 607) umfasst;
- relatives Positionieren des Teilchenstrahls und/oder des Laserstrahls in Bezug auf das Objekt (125, 425) unter Verwendung der Markierung (705); sowie
- Bearbeiten, Abbilden und/oder Analysieren des Objekts (125, 425) mit dem Teilchenstrahl und/oder dem Laserstrahl, wobei
- eine Fläche (706) des Objekthalters (114) unter Verwendung des Teilchenstrahls und/oder des Laserstrahls erzeugt wird, und wobei
- die Markierung (705) an der Fläche (706) des Objekthalters (114) erzeugt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Strahlgeräts, insbesondere eines Teilchenstrahlgeräts und/oder eines Laserstrahlgeräts. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt und ein Strahlgerät zur Durchführung des Verfahrens. Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen Objekthalter für ein Objekt. Beispielsweise ist der Objekthalter in einem Teilchenstrahlgerät anordbar.
  • Elektronenstrahlgeräte, insbesondere ein Rasterelektronenmikroskop (nachfolgend auch SEM genannt) und/oder ein Transmissionselektronenmikroskop (nachfolgend auch TEM genannt), werden zur Untersuchung von Objekten (Proben) verwendet, um Kenntnisse hinsichtlich der Eigenschaften und des Verhaltens unter bestimmten Bedingungen zu erhalten.
  • Bei einem SEM wird ein Elektronenstrahl (nachfolgend auch Primärelektronenstrahl genannt) mittels eines Strahlerzeugers erzeugt und durch ein Strahlführungssystem auf ein zu untersuchendes Objekt fokussiert. Mittels einer Ablenkeinrichtung wird der Primärelektronenstrahl rasterförmig über eine Oberfläche des zu untersuchenden Objekts geführt. Die Elektronen des Primärelektronenstrahls treten dabei in Wechselwirkung mit dem zu untersuchenden Objekt. Als Folge der Wechselwirkung werden insbesondere Elektronen vom Objekt emittiert (sogenannte Sekundärelektronen) und Elektronen des Primärelektronenstrahls zurückgestreut (sogenannte Rückstreuelektronen). Die Sekundärelektronen und Rückstreuelektronen werden detektiert und zur Bilderzeugung verwendet. Man erhält somit eine Abbildung des zu untersuchenden Objekts. Ferner wird als Folge der Wechselwirkung Wechselwirkungsstrahlung erzeugt, beispielsweise Röntgenstrahlung und Kathodolumineszenzlicht. Die Wechselwirkungsstrahlung wird insbesondere zur Analyse des Objekts verwendet.
  • Bei einem TEM wird ebenfalls ein Primärelektronenstrahl mittels eines Strahlerzeugers erzeugt und mittels eines Strahlführungssystems auf ein zu untersuchendes Objekt fokussiert. Der Primärelektronenstrahl durchstrahlt das zu untersuchende Objekt. Beim Durchtritt des Primärelektronenstrahls durch das zu untersuchende Objekt treten die Elektronen des Primärelektronenstrahls mit dem Material des zu untersuchenden Objekts in Wechselwirkung. Die durch das zu untersuchende Objekt hindurchtretenden Elektronen werden durch ein System bestehend aus einem Objektiv und einem Projektiv auf einen Leuchtschirm oder auf einen Detektor (beispielsweise eine Kamera) abgebildet. Die Abbildung kann dabei auch im Scan-Modus eines TEM erfolgen. Ein derartiges TEM wird in der Regel als STEM bezeichnet. Zusätzlich kann es vorgesehen sein, an dem zu untersuchenden Objekt zurückgestreute Elektronen und/oder von dem zu untersuchenden Objekt emittierte Sekundärelektronen mittels eines weiteren Detektors zu detektieren, um ein zu untersuchendes Objekt abzubilden.
  • Ferner ist es aus dem Stand der Technik bekannt, Kombinationsgeräte zur Untersuchung von Objekten zu verwenden, bei denen sowohl Elektronen als auch Ionen auf ein zu untersuchendes Objekt geführt werden können. Beispielsweise ist es bekannt, ein SEM zusätzlich mit einer Ionenstrahlsäule auszustatten. Mittels eines in der Ionenstrahlsäule angeordneten Ionenstrahlerzeugers werden Ionen erzeugt, die zur Präparation eines Objekts (beispielsweise Abtragen von Material des Objekts oder Aufbringen von Material auf das Objekt) oder auch zur Bildgebung verwendet werden. Das SEM dient hierbei insbesondere zur Beobachtung der Präparation, aber auch zur weiteren Untersuchung des präparierten oder unpräparierten Objekts.
  • Ein Aufbringen von Material auf das Objekt erfolgt in einem weiteren bekannten Teilchenstrahlgerät beispielsweise unter Verwendung der Zuführung eines Gases. Das bekannte Teilchenstrahlgerät ist ein Kombinationsgerät, das sowohl einen Elektronenstrahl als auch einen Ionenstrahl bereitstellt. Das Teilchenstrahlgerät weist eine Elektronenstrahlsäule und eine Ionenstrahlsäule auf. Die Elektronenstrahlsäule stellt einen Elektronenstrahl zur Verfügung, welcher auf ein Objekt fokussiert wird. Das Objekt ist in einer unter Vakuum gehaltenen Probenkammer angeordnet. Die Ionenstrahlsäule stellt einen Ionenstrahl zur Verfügung, welcher ebenfalls auf das Objekt fokussiert wird. Mittels des lonenstrahls wird beispielsweise eine Schicht der Oberfläche des Objekts entfernt. Nach Entfernung dieser Schicht ist eine weitere Oberfläche des Objekts freigelegt. Mittels einer Gaszuführungseinrichtung kann eine gasförmige Vorläufersubstanz - ein sogenannter Präkursor - in die Probenkammer eingelassen werden. Es ist bekannt, die Gaszuführungseinrichtung mit einer nadelförmigen Einrichtung auszubilden, die recht nahe im Abstand von wenigen µm an einer Position des Objekts angeordnet werden kann, so dass die gasförmige Vorläufersubstanz möglichst genau und in einer hohen Konzentration an diese Position geführt werden kann. Durch Wechselwirkung des lonenstrahls mit der gasförmigen Vorläufersubstanz wird eine Schicht einer Substanz auf der Oberfläche des Objekts abgeschieden. Beispielsweise ist es bekannt, als gasförmige Vorläufersubstanz gasförmiges Phenanthren in die Probenkammer durch die Gaszuführungseinrichtung einzulassen. Dann scheidet sich im Wesentlichen eine Schicht Kohlenstoff oder eine Kohlenstoff enthaltende Schicht auf der Oberfläche des Objekts ab. Bekannt ist auch, eine Metall aufweisende gasförmige Vorläufersubstanz zu verwenden, um ein Metall oder eine Metall enthaltende Schicht auf der Oberfläche des Objekts abzuscheiden. Die Abscheidungen sind aber nicht auf Kohlenstoff und/oder Metalle beschränkt. Vielmehr können beliebige Substanzen auf der Oberfläche des Objekts abgeschieden werden, beispielsweise Halbleiter, Nichtleiter oder andere Verbindungen. Ferner ist es bekannt, dass die gasförmige Vorläufersubstanz bei Wechselwirkung mit einem Teilchenstrahl zur Abtragung von Material des Objekts verwendet wird.
  • Das Aufbringen von Material auf das und/oder Abtragen von Material von dem Objekt wird beispielsweise zur Anordnung einer Markierung an dem Objekt verwendet. Beim Stand der Technik wird die Markierung beispielsweise dazu benutzt, den Elektronenstrahl und/oder den Ionenstrahl zu positionieren.
  • Um eine hochauflösende Analyse von Materialstrukturen eines Objekts in einem TEM oder in einem SEM mit einem Transmissions-Detektor durchzuführen, ist es bekannt, das Objekt derart zu präparieren, dass die Dicke des Objekts kleiner als 100 nm ist, da die Elektronen eines Elektronenstrahls bei einer Transmission der Elektronen durch das Objekt eine Reichweite von typischerweise 1000 nm in festen Materialien aufweisen. Die Elektronen weisen beim Eintritt in das Objekt eine Energie von typischerweise einigen 10 keV bis zu einigen 100 keV auf. Durch eine Dicke des Objekts von kleiner als 100 nm ist sichergestellt, dass ein überwiegender Teil der Elektronen durch das Objekt hindurchtritt und mittels eines Detektors detektiert werden kann.
  • Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, das Objekt mittels eines lonenstrahls zu bearbeiten, um eine Dicke des Objekts von kleiner als 100 nm zu erzielen, beispielsweise eine Dicke im Bereich von 1 nm bis 80 nm oder von 1 nm bis 50 nm. Die Bearbeitung des Objekts mittels des lonenstrahls kann durch eine Abbildung des Objekts mit einem Elektronenstrahl beobachtet werden.
  • Nachfolgend wird ein aus dem Stand der Technik bekanntes Verfahren zur Erzeugung eines Objekts beschrieben, das mit einem TEM oder mit einem SEM unter Verwendung eines Transmissions-Detektors untersucht werden soll. Zunächst wird in einem Materialstück, das beispielsweise Erstreckungen im Millimeterbereich aufweist, ein Teilstück des Materialstücks unter Verwendung eines Ionenstrahls freigelegt und aus dem Materialstück herauspräpariert. Das Teilstück weist beispielsweise eine Dicke von einigen Mikrometern (insbesondere 3 µm bis 6 µm) sowie beispielsweise eine Länge von einigen 10 µm (insbesondere 30 µm bis 80 µm) auf. Im Anschluss daran wird das Teilstück an einem Mikromanipulator befestigt und aus dem Materialstück herausgehoben. Sodann wird das Teilstück an einem TEM-Objekthalter (auch „TEM Grid“ genannt) befestigt. Mit einem zu dem Teilstück geführten Ionenstrahl wird nun Material des Teilstücks abgetragen, bis das Teilstück oder zumindest ein Bereich des Teilstücks eine Dicke von kleiner als 100 nm aufweist. Beim Abtragen des Materials vom Teilstück wird der TEM-Objekthalter ausgehend von einer Ausgangsposition um 1° bis 2° zunächst in eine erste Richtung um eine Rotationsachse gedreht, um ein gutes Abtragen von Material auf einer ersten Seite des Teilstücks zu gewährleisten. Dann wird der TEM-Objekthalter von der Ausgangsposition aus um 1° bis 2° in eine zweite Richtung um die Rotationsachse gedreht, um ein gutes Abtragen von Material auf einer zweiten Seite des Teilstücks zu gewährleisten. Die erste Seite und die zweite Seite des Teilstücks sind gegenüberliegend und beabstandet zueinander angeordnet. Damit der TEM-Objekthalter drehbar ist, ist der TEM-Objekthalter an einem beweglich ausgebildeten Probentisch angeordnet. Der Probentisch weist mechanische Bewegungseinheiten auf, welche eine Drehung des TEM-Objekthalters ermöglichen.
  • Hinsichtlich des Standes der Technik wird auf die US 8 536 525 B2 verwiesen.
  • Ferner wird auf die US 6 538 254 B1 , die US 2014/0143912 A1 sowie die US 2006/0139049 A1 als Stand er Technik verwiesen.
  • Aufgrund von Ungenauigkeiten der Mechanik der Bewegungseinheiten des Probentisches kann es bei der Drehung des TEM-Objekthalters um die Rotationsachse zu einer ungewollten relativen Verschiebung der Position des lonenstrahls in Bezug auf das Teilstück kommen. Mit anderen Worten ausgedrückt, trifft der Ionenstrahl das an dem TEM-Objekthalter angeordnete Teilstück nach der Drehung des TEM-Objekthalters nicht mehr an der Stelle, auf welche der Ionenstrahl vor der Drehung des TEM-Objekthalters fokussiert war. In diesem Fall wird beim Stand der Technik der Ionenstrahl derart nachjustiert und positioniert, dass der Ionenstrahl auf die gewünschte Stelle des Teilstücks trifft, um Material abtragen zu können.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines Strahlgeräts, ein Computerprogrammprodukt sowie ein Strahlgerät anzugeben, mit denen nach einer Bewegung eines Objekthalters eine Positionierung eines Teilchenstrahls eines Teilchenstrahlgeräts oder eines Laserstrahls relativ zu einem Objekt, das an dem Objekthalter angeordnet ist, einfach möglich und insbesondere automatisch durchführbar ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mittels eines Verfahrens zum Betrieb eines Strahlgeräts mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ein Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der in einen Prozessor geladen ist oder ladbar ist und der bei Ausführung ein Strahlgerät derart steuert, dass ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt wird, ist durch den Anspruch 14 gegeben. Ferner betrifft die Erfindung ein Strahlgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 15. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und/oder den beigefügten Figuren.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren dient dem Betrieb eines Strahlgeräts, insbesondere eines Teilchenstrahlgeräts zur Bearbeitung, Abbildung und/oder Analyse eines Objekts und/oder eines Laserstrahlgeräts zur Bearbeitung, Abbildung und/oder Analyse eines Objekts. Beispielsweise weist das Teilchenstrahlgerät mindestens einen Strahlerzeuger zur Erzeugung eines Teilchenstrahls mit geladenen Teilchen auf. Die geladenen Teilchen sind beispielsweise Elektronen oder Ionen.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird mindestens eine Markierung an einem Objekthalter angeordnet. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird die Markierung an dem Objekthalter erzeugt. Die Anordnung der Markierung erfolgt unter Verwendung eines Laserstrahls einer Laserstrahleinrichtung und/oder unter Verwendung mindestens eines Teilchenstrahls eines Teilchenstrahlgeräts, wobei der Teilchenstrahl geladene Teilchen aufweist. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass die Laserstrahleinrichtung an dem Teilchenstrahlgerät angeordnet ist. Zusätzlich oder alternativ hierzu ist es vorgesehen, dass die Laserstrahleinrichtung eine von dem Teilchenstrahlgerät getrennte Einrichtung ist. Beispielsweise ist es vorgesehen, mittels der Laserstrahleinrichtung Material vom Objekthalter derart abzutragen und/oder aufzutragen, dass durch die Materialabtragung die Markierung erzeugt wird. Zusätzlich oder alternativ hierzu ist es vorgesehen, mittels des Teilchenstrahls Material vom Objekthalter derart abzutragen und/oder Material auf den Objekthalter derart aufzutragen, dass durch die Materialabtragung und/oder die Materialauftragung die Markierung erzeugt wird. Zur Materialauftragung und/oder Materialabtragung wird beispielsweise dem Objekthalter ein Gas zugeführt. Das Gas wechselwirkt mit dem Teilchenstrahl und/oder dem Laserstrahl derart, dass Material auf den Objekthalter aufgetragen wird oder Material von dem Objekthalter abgetragen wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst auch eine Anordnung mindestens eines Objekts an dem Objekthalter. Beispielsweise wird zur Anordnung des Objekts an dem Objekthalter Material an einer Verbindungsstelle zwischen dem Objekt und dem Objekthalter aufgetragen, sodass das Objekt mit dem Objekthalter verbunden wird. Hierzu werden bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Gas und der Teilchenstrahl dem Objekt derart zugeführt, dass aufgrund der Wechselwirkung des Teilchenstrahls mit dem Gas Material an der Verbindungsstelle aufgetragen wird. Zusätzlich oder alternativ werden bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Gas und der Laserstrahl dem Objekt derart zugeführt, dass aufgrund der Wechselwirkung des Laserstrahls mit dem Gas Material an der Verbindungsstelle aufgetragen wird. Die Erfindung ist aber auf die vorgenannten Ausführungsformen des Anordnens des Objekts an dem Objekthalter nicht eingeschränkt. Vielmehr ist jede Art des Anordnens des Objekts an dem Objekthalter verwendbar, welche für die Erfindung geeignet ist.
  • Ferner erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Bewegen des Objekthalters und somit auch des an dem Objekthalter angeordneten Objekts. Das Bewegen des Objekthalters umfasst beispielsweise ein translatorisches Bewegen des Objekthalters entlang mindestens einer Achse. Beispielsweise wird der Objekthalter entlang einer ersten Achse, entlang einer zweiten Achse und/oder entlang einer dritten Achse bewegt, wobei die erste Achse, die zweite Achse und die dritte Achse beispielsweise jeweils senkrecht zueinander ausgerichtet sind. Zusätzlich oder alternativ hierzu ist es vorgesehen, dass der Objekthalter um mindestens eine Rotationsachse gedreht wird. Die vorgenannte Drehung umfasst insbesondere ein Kippen des Objekthalters um eine Rotationsachse. Insbesondere ist es vorgesehen, den Objekthalter - und somit auch das an dem Objekthalter angeordnete Objekt - ausgehend von einer Ausgangsposition um 0,5° bis 5°, insbesondere um 1° bis 3° oder um 1° bis 2° um eine Rotationsachse in eine erste Richtung und/oder eine zweite Richtung zu drehen. Die vorgenannten Bereichsgrenzen der Winkelbereiche sind in den Winkelbereichen enthalten. Es wird explizit darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die vorgenannten Winkelbereiche eingeschränkt ist. Vielmehr kann jeder Winkelbereich verwendet werden, der für die Erfindung geeignet ist. Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass der Objekthalter um eine erste Rotationsachse und/oder um eine zweite Rotationsachse gedreht wird. Beispielsweise sind die erste Rotationsachse und die zweite Rotationsachse senkrecht zueinander ausgerichtet.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst auch ein relatives Positionieren des Teilchenstrahls und/oder des Laserstrahls in Bezug auf das Objekt unter Verwendung der Markierung. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird nach dem Bewegen des Objekthalters der Teilchenstrahl und/oder der Laserstrahl relativ zum Objekt derart nachjustiert und positioniert, dass der Teilchenstrahl an eine gewünschte Stelle auf dem Objekt führbar ist. Das relative Positionieren des Teilchenstrahls und/oder des Laserstrahls in Bezug auf das Objekt erfolgt beispielsweise durch (a) Nachjustage (also Positionieren) des Teilchenstrahls (beispielsweise mittels Ablenkeinheiten des Teilchenstrahlgeräts) und/oder durch (b) Nachjustage (also Positionieren) des Laserstrahls (beispielsweise mittels Führungseinheiten für den Laserstrahl) und/oder durch (c) Nachjustage (also Positionieren) des Objekthalters durch Bewegen des Objekthalters. Ferner umfasst das erfindungsgemäße Verfahren sodann ein Bearbeiten, Abbilden und/oder Analysieren des Objekts mit dem positionierten Teilchenstrahl und/oder dem positionierten Laserstrahl.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf die oben genannte Reihenfolge der erläuterten Verfahrensschritte eingeschränkt. Vielmehr kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren jede Reihenfolge der vorgenannten Verfahrensschritte gewählt werden, welche für die Erfindung geeignet ist.
  • Die Erfindung weist den Vorteil auf, dass insbesondere nach einer Bewegung des Objekthalters, aber auch nach jeder anderen relativen Bewegung des Objekthalters in Bezug auf den Teilchenstrahl und/oder auf den Laserstrahl, eine relative Positionierung des Teilchenstrahls des Teilchenstrahlgeräts und/oder des Laserstrahls der Laserstrahleinrichtung in Bezug auf das Objekt, das an dem Objekthalter angeordnet ist, einfach ermöglicht wird. Insbesondere kann die relative Positionierung des Teilchenstrahls und/oder des Laserstrahls in Bezug auf das Objekt automatisch durchgeführt werden.
  • Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Objekthalter als ein Objekthalter ausgebildet, der zum Zuführen eines Untersuchungsteilchenstrahls auf das Objekt geeignet ist, wobei der Untersuchungsteilchenstrahl Teilchen aufweist, die durch das Objekt transmittieren. Beispielsweise ist der Objekthalter als ein TEM-Objekthalter ausgebildet, der in ein TEM und/oder in ein SEM mit einem Transmissions-Detektor und/oder in ein Kombinationsgerät mit einer Ionenstrahlsäule, einer Elektronenstrahlsäule und einem Transmissions-Detektor einsetzbar ist. Es wird explizit darauf hingewiesen, dass das Teilchenstrahlgerät, mit dem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird, nicht zwingend das Teilchenstrahlgerät sein muss, das den Untersuchungsteilchenstrahl zur Verfügung stellt. Vielmehr kann der Objekthalter aus dem Teilchenstrahlgerät, mit dem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird, ausgeschleust werden und in ein weiteres Teilchenstrahlgerät eingeschleust werden, in welchem das Objekt dann mit dem Untersuchungsteilchenstrahl untersucht wird. Beispielsweise ist das weitere Teilchenstrahlgerät ein TEM.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vor dem Anordnen des Objekts an dem Objekthalter das Objekt mittels des Teilchenstrahls des Teilchenstrahlgeräts und/oder des Laserstrahls der Laserstrahleinrichtung erzeugt. Beispielsweise wird bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens das Objekt in Form eines Teilstücks eines Materialstücks unter Verwendung des Teilchenstrahls, beispielsweise eines lonenstrahls, in dem Materialstück freigelegt und aus dem Materialstück herauspräpariert. Das Materialstück weist beispielsweise Erstreckungen im Millimeterbereich auf. Hingegen weist das herauspräparierte Objekt in Form des Teilstücks beispielsweise eine Dicke von einigen Mikrometern (insbesondere 3 µm bis 6 µm) sowie beispielsweise eine Länge von einigen 10 µm (insbesondere 30 µm bis 80 µm) auf. Im Anschluss daran wird das Objekt in Form des Teilstücks beispielsweise an einem Mikromanipulator befestigt und aus dem Materialstück herausgehoben. Sodann wird das Objekt in Form des Teilstücks an dem Objekthalter angeordnet. Zusätzlich oder alternativ hierzu ist es vorgesehen, das Objekt direkt an dem Objekthalter anzuordnen, ohne dass der Zwischenschritt, nämlich das Anordnen des Objekts an dem Mikromanipulator, erfolgt.
  • Bei einer noch weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass das Objekt derart an dem Objekthalter angeordnet wird, dass eine Fläche des Objekts in einem Winkel von 0° bis 360° zu einer für den Teilchenstrahl und/oder den Laserstrahl frei zugänglichen Fläche des Objekthalters angeordnet wird. Dabei wird die Markierung an der vorgenannten Fläche des Objekthalters angeordnet. Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Fläche des Objekts parallel zu der für den Teilchenstrahl und/oder den Laserstrahl frei zugänglichen Fläche des Objekthalters angeordnet. Alternativ hierzu ist es vorgesehen, die Fläche des Objekts beispielsweise in einem Winkel von 5° bis 80° zu der für den Teilchenstrahl und/oder den Laserstrahl frei zugänglichen Fläche des Objekthalters anzuordnen. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass die Fläche des Objekts und die Fläche des Objekthalters in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind. Alternativ hierzu ist es vorgesehen, dass die Fläche des Objekts und die Fläche des Objekthalters in einer einzelnen Ebene angeordnet sind. Mit anderen Worten ausgedrückt, liegen die Fläche des Objekts und die Fläche des Objekthalters auf gleicher Höhe. Diese Ausführungsform des Verfahrens gewährleistet eine besonders gute relative Positionierung des Teilchenstrahls und/oder des Laserstrahls in Bezug auf das Objekt, da die Markierung und das Objekt in einer einzelnen Ebene angeordnet sind.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es vorgesehen, dass die Fläche des Objekthalters unter Verwendung des Teilchenstrahls und/oder des Laserstrahls erzeugt wird, bevor die Markierung an der Fläche des Objekthalters angeordnet wird. Wenn der Objekthalter keine Fläche oder nur eine wenig geeignete Fläche zur Anordnung der Markierung aufweist, dann ist es bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielsweise vorgesehen, die Fläche des Objekthalters am Objekthalter zunächst zu erzeugen. Dann wird die Fläche des Objekthalters mit dem Teilchenstrahl, beispielsweise einem Ionenstrahl, und/oder dem Laserstrahl an dem Objekthalter erzeugt. Dies erfolgt insbesondere durch Abtragen von Material des Objekthalters unter Verwendung des Teilchenstrahls und/oder des Laserstrahls. Zur Abtragung kann insbesondere dem Objekthalter ein Gas zugeführt werden. Durch Wechselwirkung des lonenstrahls und/oder des Laserstrahls mit dem Gas und mit dem Objekthalter wird eine Materialabtragung am Objekthalter bewirkt. Zusätzlich oder alternativ hierzu ist es vorgesehen, die Fläche des Objekthalters beispielsweise durch Auftragen von Material an dem Objekthalter unter Verwendung des Teilchenstrahls und/oder des Laserstrahls sowie unter Zuführung eines Gases zu erzeugen. Beispielsweise wird durch Wechselwirkung des Ionenstrahls und/oder des Laserstrahls mit dem Gas eine Materialauftragung am Objekthalter bewirkt.
  • Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass ein Referenzbild, das die Markierung aufweist, durch Abbilden der Markierung unter Verwendung des Teilchenstrahls erzeugt wird. Dabei wird vorstehend als auch nachstehend unter einem Referenzbild, das die Markierung aufweist, ein Referenzbild verstanden, das ein Abbild der Markierung aufweist. Darüber hinaus wird ein weiteres Bild, das die Markierung aufweist, erzeugt. Dabei wird vorstehend als auch nachstehend unter einem Bild, das die Markierung aufweist, ein Bild verstanden, das ein Abbild der Markierung aufweist. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird ein weiteres Bild, das die Markierung aufweist, durch erneutes Abbilden der Markierung unter Verwendung des Teilchenstrahls erzeugt. Als Teilchenstrahl wird/werden bei der Erzeugung des Referenzbilds, das die Markierung aufweist, und des weiteren Bilds, das die Markierung aufweist, beispielsweise ein Ionenstrahl und/oder ein Elektronenstrahl verwendet. Es erfolgt dann ein Vergleichen des Referenzbilds, das die Markierung aufweist, mit dem weiteren Bild, das die Markierung aufweist. Im Anschluss daran wird ein Verschiebungsvektor unter Verwendung des Vergleiches des Referenzbilds, das die Markierung aufweist, mit dem weiteren Bild, das die Markierung aufweist, bestimmt. Das relative Positionieren des Teilchenstrahls und/oder des Laserstrahls erfolgt dann unter Verwendung des bestimmten Verschiebungsvektors. Beispielsweise wird bei der Bestimmung des Verschiebungsvektors das mathematische Verfahren der Kreuzkorrelation angewandt, das bereits aus dem Stand der Technik bekannt ist.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass der Teilchenstrahl einen vorgebbaren Strahlstrom aufweist, wobei sowohl das Erzeugen des weiteren Bilds, das die Markierung aufweist, als auch das Bearbeiten, Abbilden und/oder Analysieren des Objekts unter Verwendung des Teilchenstrahls mit dem vorgebbaren Strahlstrom erfolgen. Alternativ hierzu ist es vorgesehen, dass der Teilchenstrahl einen vorgebbaren Strahlstrom aufweist, wobei (i) das Erzeugen des Referenzbilds, das die Markierung aufweist, (ii) das Erzeugen des weiteren Bilds, das die Markierung aufweist, sowie (iii) das Bearbeiten, Abbilden und/oder Analysieren des Objekts unter Verwendung des Teilchenstrahls mit dem vorgebbaren Strahlstrom erfolgen. Bei den vorgenannten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es daher vorgesehen, dass der Teilchenstrahl stets mit dem identischen Strahlstrom (nämlich dem vorgebbaren Strahlstrom) betrieben wird, und zwar bei dem Erzeugen des Referenzbilds, das die Markierung aufweist, bei dem Erzeugen des weiteren Bilds, das die Markierung aufweist, bei dem Bearbeiten des Objekts, bei dem Abbilden des Objekts und/oder bei dem Analysieren des Objekts.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass der Teilchenstrahl einen vorgebbaren ersten Strahlstrom oder einen vorgebbaren zweiten Strahlstrom aufweist. Der erste Strahlstrom ist unterschiedlich zum zweiten Strahlstrom. Das Erzeugen des weiteren Bilds, das die Markierung aufweist, unter Verwendung des Teilchenstrahls erfolgt mit dem vorgebbaren ersten Strahlstrom. Hingegen erfolgt/erfolgen das Bearbeiten, Abbilden und/oder Analysieren des Objekts unter Verwendung des Teilchenstrahls mit dem vorgebbaren zweiten Strahlstrom. Alternativ hierzu ist es vorgesehen, dass der Teilchenstrahl einen vorgebbaren ersten Strahlstrom oder einen vorgebbaren zweiten Strahlstrom aufweist. Auch hier ist der erste Strahlstrom unterschiedlich zum zweiten Strahlstrom. Das Erzeugen des Referenzbilds, das die Markierung aufweist, und/oder das Erzeugen des weiteren Bilds, das die Markierung aufweist, erfolgt/erfolgen unter Verwendung des Teilchenstrahls mit dem vorgebbaren ersten Strahlstrom. Darüber hinaus erfolgt/erfolgen das Bearbeiten, Abbilden und/oder Analysieren des Objekts unter Verwendung des Teilchenstrahls mit dem vorgebbaren zweiten Strahlstrom. Bei den vorgenannten Ausführungsformen ist es daher vorgesehen, dass der Teilchenstrahl mit unterschiedlichen Strahlströmen betrieben wird.
  • Bei einer noch weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass das Bearbeiten des Objekts ein Abtragen von Material des Objekts umfasst. Beispielsweise wird mit einem Ionenstrahl und/oder dem Laserstrahl Material des Objekts abgetragen. Hierzu wird dem Objekt insbesondere mindestens ein Gas zugeführt, wobei das Gas mit dem Teilchenstrahl und/oder dem Laserstrahl sowie dem Objekt derart zusammenwirkt, dass Material von dem Objekt abgetragen wird. Zusätzlich oder alternativ hierzu ist es vorgesehen, dass das Bearbeiten des Objekts ein Anordnen von Material an dem Objekt umfasst. Beispielsweise erfolgt dies unter Zuführung mindestens eines Gases an das Objekt, wobei das Gas mit dem Teilchenstrahl und/oder dem Laserstrahl derart zusammenwirkt, dass Material an dem Objekt angeordnet wird. Beispielsweise wird ein Ionenstrahl als der Teilchenstrahl verwendet. Beispielsweise wird mittels einer Gaszuführungseinrichtung eine gasförmige Vorläufersubstanz - ein sogenannter Präkursor - in die Probenkammer eingelassen. Die Gaszuführungseinrichtung weist eine insbesondere nadelförmige Einrichtung auf, die recht nahe im Abstand von wenigen µm an einer Position des Objekts angeordnet werden kann, so dass die gasförmige Vorläufersubstanz möglichst genau und in einer hohen Konzentration an diese Position geführt werden kann. Durch Wechselwirkung des lonenstrahls mit der gasförmigen Vorläufersubstanz wird eine Schicht einer Substanz auf der Oberfläche des Objekts abgeschieden. Beispielsweise wird als gasförmige Vorläufersubstanz gasförmiges Phenanthren in die Probenkammer durch die Gaszuführungseinrichtung eingelassen. Dann scheidet sich im Wesentlichen eine Schicht Kohlenstoff oder eine Kohlenstoff enthaltende Schicht auf der Oberfläche des Objekts ab. Darüber hinaus kann auch eine Metall aufweisende gasförmige Vorläufersubstanz verwendet werden, um ein Metall oder eine Metall enthaltende Schicht auf der Oberfläche des Objekts abzuscheiden. Die Abscheidungen sind aber nicht auf Kohlenstoff und/oder Metalle beschränkt. Vielmehr können beliebige Substanzen auf der Oberfläche des Objekts abgeschieden werden, beispielsweise Halbleiter, Nichtleiter oder andere Verbindungen.
  • Wiederum zusätzlich oder alternativ hierzu ist es vorgesehen, dass das Analysieren des Objekts mindestens eine der folgenden Analysearten umfasst:
    • - ein Analysieren mittels EDX (wobei EDX die Abkürzung für energiedispersive Röntgenspektroskopie ist),
    • - ein Analysieren mittels WDX (wobei WDX die Abkürzung für wellenlängendispersive Röntgenspektroskopie ist),
    • - ein Analysieren mittels EBSD (wobei EBSD die Abkürzung für Elektronenrückstreubeugung ist),
    • - ein Analysieren mittels TKD-Untersuchungen (wobei TKD die Abkürzung für Transmissions-Kikuchi-Beugung ist),
    • - ein Analysieren mittels Elektronenstrahlabbildung, und
    • - ein Analysieren unter Verwendung eines Transmissions-Detektors, beispielsweise eines STEM-Detektors in einem SEM oder in einem Kombinationsgerät mit einer Elektronenstrahlsäule und mit einer Ionenstrahlsäule.
  • Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass die geladenen Teilchen Ionen sind. Beispielsweise sind die Ionen Gallium-Ionen. Die Erfindung ist aber nicht auf die vorgenannten Ionen eingeschränkt. Vielmehr kann für die Erfindung jede Art von Ionen verwendet werden, welche für die Erfindung geeignet ist. Alternativ hierzu ist es vorgesehen, dass die geladenen Teilchen Elektronen sind.
  • Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass das Verfahren eines der folgenden Merkmale aufweist:
    • (i) der Teilchenstrahl ist ein erster Teilchenstrahl. Das Objekt wird mittels eines zweiten Teilchenstrahls abgebildet;
    • (ii) der Teilchenstrahl ist ein erster Teilchenstrahl, wobei die geladenen Teilchen des ersten Teilchenstrahls Ionen aufweisen. Das Objekt wird mit einem zweiten Teilchenstrahl abgebildet, wobei der zweite Teilchenstrahl Elektronen aufweist.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass ein Referenzbild, das die Markierung aufweist, durch Abbilden der Markierung unter Verwendung des zweiten Teilchenstrahls erzeugt wird. Dieses Referenzbild, das die Markierung aufweist, wird nachfolgend weiteres Referenzbild, das die Markierung aufweist, genannt. Ferner wird ein weiteres Bild, das die Markierung aufweist, durch erneutes Abbilden der Markierung unter Verwendung des zweiten Teilchenstrahls erzeugt. Dieses weitere Bild, das die Markierung aufweist, wird nachfolgend noch weiteres Bild, das die Markierung aufweist, genannt. Es folgt ein Vergleichen des weiteren Referenzbilds, das die Markierung aufweist, mit dem noch weiteren Bild, das die Markierung aufweist, sowie ein Bestimmen eines Verschiebungsvektors unter Verwendung des Vergleichs des weiteren Referenzbilds, das die Markierung aufweist, mit dem noch weiteren Bild, das die Markierung aufweist. Der Verschiebungsvektor wird nachfolgend weiterer Verschiebungsvektor genannt. Das relative Positionieren des Teilchenstrahls und/oder des Laserstrahls erfolgt unter Verwendung des weiteren Verschiebungsvektors. Beispielsweise wird bei der Bestimmung des weiteren Verschiebungsvektors das mathematische Verfahren der Kreuzkorrelation angewandt, das bereits aus dem Stand der Technik bekannt ist.
  • Bei einer noch weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass das Verfahren mindestens eines der folgenden Merkmale aufweist:
    • (i) die Markierung wird als eine Markierung mit mindestens einer Kante erzeugt. Von der Kante aus erstrecken sich eine erste Ebene in eine erste Dimension und eine zweite Ebene in eine zweite Dimension;
    • (ii) die Markierung wird als eine Markierung mit mindestens einer ersten Kante und mit mindestens einer zweiten Kante erzeugt. Die erste Kante und die zweite Kante können in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet sein. Sowohl von der ersten Kante als auch von der zweiten Kante aus erstrecken sich jeweils eine erste Ebene in eine erste Dimension und jeweils eine zweite Ebene in eine zweite Dimension. Dabei sind beispielsweise die ersten Ebenen jeweils zueinander unterschiedlich. Auch ist es insbesondere vorgesehen, dass die zweiten Ebenen jeweils zueinander unterschiedlich sind;
    • (iii) die Markierung wird als eine kreuzförmige Markierung und/oder als ein Polygon erzeugt;
    • (iv) die Markierung wird als eine sternförmige Markierung erzeugt;
    • (v) die Markierung wird als eine X-förmige Markierung erzeugt;
    • (vi) die Markierung wird als eine L-förmige Markierung erzeugt;
    • (vii) die Markierung wird durch Abtragen von Material und/oder durch Auftragen von Material erzeugt.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der in einen Prozessor eines Strahlgeräts, insbesondere eines Teilchenstrahlgeräts und/oder eines Laserstrahlgeräts, ladbar ist oder geladen ist, wobei der Programmcode bei Ausführung in dem Prozessor das Strahlgerät derart steuert, dass ein Verfahren mit mindestens einem der vorstehenden oder nachstehenden Merkmale oder mit einer Kombination von mindestens zwei der vorstehenden oder nachstehenden Merkmale ausgeführt wird.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Strahlgerät zur Bearbeitung, Abbildung und/oder Analyse eines Objekts. Das erfindungsgemäße Strahlgerät weist mindestens einen Strahlerzeuger zur Erzeugung eines Teilchenstrahls mit geladenen Teilchen und/oder eines Laserstrahls auf. Die geladenen Teilchen sind beispielsweise Elektronen oder Ionen. Darüber hinaus weist das Strahlgerät einen Objekthalter zur Anordnung des Objekts auf. Ferner weist das Strahlgerät eine Rastereinrichtung zum Rastern des Teilchenstrahls und/oder des Laserstrahls über das Objekt auf. Das Strahlgerät weist auch mindestens einen Detektor zur Detektion von Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung auf, die aus einer Wechselwirkung des Teilchenstrahls und/oder des Laserstrahls mit dem Objekt beim Auftreffen des Teilchenstrahls und/oder des Laserstrahls auf das Objekt hervorgehen/hervorgeht. Ferner ist das erfindungsgemäße Strahlgerät mit mindestens einer Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen des Bilds und/oder der Analyse des Objekts versehen. Das erfindungsgemäße Strahlgerät ist auch mit mindestens einer Steuereinheit mit einem Prozessor versehen, in den ein Computerprogrammprodukt geladen ist, das mindestens eines der vorstehenden oder nachstehenden Merkmale oder eine Kombination von mindestens zwei der vorstehenden oder nachstehenden Merkmale aufweist.
  • Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strahlgeräts ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass das Strahlgerät als ein Teilchenstrahlgerät ausgebildet ist. Es weist ferner mindestens eine Objektivlinse zur Fokussierung des Teilchenstrahls auf das Objekt auf.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strahlgeräts in Form des Teilchenstrahlgeräts ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass der Strahlerzeuger als ein erster Strahlerzeuger und der Teilchenstrahl als ein erster Teilchenstrahl mit ersten geladenen Teilchen ausgebildet sind. Ferner ist die Objektivlinse als eine erste Objektivlinse zur Fokussierung des ersten Teilchenstrahls auf das Objekt ausgebildet. Darüber hinaus weist das erfindungsgemäße Strahlgerät mindestens einen zweiten Strahlerzeuger zur Erzeugung eines zweiten Teilchenstrahls mit zweiten geladenen Teilchen auf. Ferner weist das erfindungsgemäße Strahlgerät mindestens eine zweite Objektivlinse zur Fokussierung des zweiten Teilchenstrahls auf das Objekt auf.
  • Insbesondere ist es vorgesehen, das Strahlgerät als Elektronenstrahlgerät und/oder als Ionenstrahlgerät auszubilden.
  • Ein Objekthalter ist zur Anordnung in einem Teilchenstrahlgerät vorgesehen. Beispielsweise ist dieses Teilchenstrahlgerät ein Elektronenstrahlgerät und/oder ein Ionenstrahlgerät. Der Objekthalter weist mindestens eine Halteeinrichtung zum Halten eines Objekts auf. Ferner weist der Objekthalter mindestens eine Markierung zur Positionierung eines Teilchenstrahls des Teilchenstrahlgeräts auf. Beispielsweise ist die Markierung unter Verwendung einer Laserstrahleinrichtung und/oder des Teilchenstrahls des Teilchenstrahlgeräts an dem Objekthalter erzeugbar. Der Objekthalter ist zur Zuführung von geladenen Teilchen ausgebildet, die durch das Objekt transmittieren. Beispielsweise sind die geladenen Teilchen Elektronen oder Ionen. Beispielsweise ist der Objekthalter bei der Durchführung des weiter oben beschriebenen oder weiter unten beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens verwendbar.
  • Bei dem Objekthalter ist es vorgesehen, dass der Objekthalter eine Fläche aufweist, die derart ausgestaltet ist, dass die Fläche frei zugänglich für einen Teilchenstrahl eines Teilchenstrahlgeräts und/oder für einen Laserstrahl eines Laserstrahlgeräts ist. Ferner ist die Markierung an der Fläche des Objekthalters angeordnet. Darüber hinaus ist der Objekthalter derart ausgestaltet, dass eine Fläche des Objekts in einem Winkel von 0° bis 360° zu der Fläche des Objekthalters anordbar ist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Fläche des Objekts parallel zu der Fläche des Objekthalters anordbar ist. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass die Fläche des Objekts und die Fläche des Objekthalters in unterschiedlichen Ebenen anordbar sind. Alternativ hierzu ist es vorgesehen, dass die Fläche des Objekts und die Fläche des Objekthalters in einer einzelnen Ebene anordbar sind. Mit anderen Worten ausgedrückt, liegen die Fläche des Objekts und die Fläche des Objekthalters auf gleicher Höhe. Diese Ausführungsform des Objekthalters gewährleistet eine besonders gute relative Positionierung des Teilchenstrahls und/oder des Laserstrahls in Bezug auf das Objekt, da die Markierung und das Objekt in einer einzelnen Ebene angeordnet sind.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des Objekthalters ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass die Markierung an der Halteeinrichtung angeordnet ist. Beispielsweise ist die vorgenannte Halteeinrichtung eine erste Halteeinrichtung von zahlreichen weiteren Halteeinrichtungen, die an dem Objekthalter angeordnet sind. Insbesondere weisen die weiteren Halteeinrichtungen eine zweite Halteeinrichtung auf. Bei einer weiteren Ausführungsform des Objekthalters ist die Markierung an der zweiten Halteeinrichtung angeordnet. Hingegen ist das Objekt an der ersten Halteeinrichtung anordbar. Die zweite Halteeinrichtung ist von der ersten Halteeinrichtung getrennt an dem Objekthalter angeordnet. Somit sind die erste Halteeinrichtung und die zweite Halteeinrichtung nicht identisch.
  • Bei einer noch weiteren Ausführungsform des Objekthalters ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass der Objekthalter mindestens eines der folgenden Merkmale aufweist:
    • (i) die Markierung ist als eine Markierung mit mindestens einer Kante gebildet. Von der Kante aus erstrecken sich eine erste Ebene in eine erste Dimension und eine zweite Ebene in eine zweite Dimension;
    • (ii) die Markierung ist als eine Markierung mit mindestens einer ersten Kante und mit mindestens einer zweiten Kante gebildet. Die erste Kante und die zweite Kante können in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet sein. Von der ersten Kante und von der zweiten Kante aus erstrecken sich jeweils eine erste Ebene in eine erste Dimension und eine zweite Ebene in eine zweite Dimension. Dabei sind beispielsweise die ersten Ebenen jeweils zueinander unterschiedlich. Auch ist es insbesondere vorgesehen, dass die zweiten Ebenen jeweils zueinander unterschiedlich sind;
    • (iii) die Markierung ist als eine kreuzförmige Markierung und/oder als ein Polygon gebildet;
    • (iv) die Markierung ist als sternförmige Markierung gebildet;
    • (v) die Markierung ist als X-förmige Markierung gebildet;
    • (vi) die Markierung ist als L-förmige Markierung gebildet;
    • (vii) die Markierung ist eine durch Abtragen von Material und/oder durch Auftragen von Material erzeugte Markierung.
  • Die vorgenannten Markierungen eignen sich aufgrund ihrer Ausbildung besonders gut für eine automatische Erkennung und automatische relative Positionierung des Teilchenstrahls und/oder Laserstrahls in Bezug auf das Objekt.
  • Weitere geeignete oder praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
    • 1 eine erste Ausführungsform eines Teilchenstrahlgeräts;
    • 2 eine zweite Ausführungsform eines Teilchenstrahlgeräts;
    • 3 eine dritte Ausführungsform eines Teilchenstrahlgeräts;
    • 4 eine schematische Darstellung eines Probentisches eines Teilchenstrahlgeräts;
    • 5 eine weitere schematische Darstellung des Probentisches nach 4;
    • 6 eine schematische Darstellung eines Teilchenstrahlgeräts mit einer Laserstrahleinrichtung;
    • 7 eine schematische Darstellung eines Systems mit einem Teilchenstrahlgerät und einer Laserstrahleinrichtung;
    • 8 eine schematische Darstellung eines Ablaufs einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Betrieb eines Teilchenstrahlgeräts;
    • 9 eine schematische Darstellung einer Seitenansicht eines Objekthalters;
    • 10 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf den Objekthalter nach 9;
    • 11 eine schematische Darstellung eines Ablaufs einer weiteren Ausführungsform eines Verfahrens zum Betrieb eines Teilchenstrahlgeräts;
    • 12 eine schematische Darstellung einer Seitenansicht eines weiteren Objekthalters;
    • 13 eine schematische Darstellung einer Seitenansicht einer Halteeinrichtung des Objekthalters nach 12 nach Erzeugung einer Fläche am Objekthalter;
    • 14 eine weitere schematische Darstellung einer Seitenansicht einer Halteeinrichtung des Objekthalters nach 12 nach Erzeugung einer Fläche am Objekthalter; sowie
    • 15 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine Halteeinrichtung eines Objekthalters.
  • Die Erfindung wird nun mittels Teilchenstrahlgeräten in Form eines SEM und in Form eines Kombinationsgeräts, das eine Elektronenstrahlsäule und eine Ionenstrahlsäule aufweist, näher erläutert. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Erfindung bei jedem Teilchenstrahlgerät, insbesondere bei jedem Elektronenstrahlgerät und/oder jedem Ionenstrahlgerät eingesetzt werden kann.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines SEM 100. Das SEM 100 weist einen ersten Strahlerzeuger in Form einer Elektronenquelle 101 auf, welche als Kathode ausgebildet ist. Ferner ist das SEM 100 mit einer Extraktionselektrode 102 sowie mit einer Anode 103 versehen, die auf ein Ende eines Strahlführungsrohrs 104 des SEM 100 aufgesetzt ist. Beispielsweise ist die Elektronenquelle 101 als thermischer Feldemitter ausgebildet. Die Erfindung ist allerdings nicht auf eine derartige Elektronenquelle 101 eingeschränkt. Vielmehr ist jede Elektronenquelle verwendbar.
  • Elektronen, die aus der Elektronenquelle 101 austreten, bilden einen Primärelektronenstrahl. Die Elektronen werden aufgrund einer Potentialdifferenz zwischen der Elektronenquelle 101 und der Anode 103 auf Anodenpotential beschleunigt. Das Anodenpotential beträgt bei der hier dargestellten Ausführungsform 100 V bis 35 kV gegenüber einem Massepotential eines Gehäuses einer Probenkammer 120, beispielsweise 5 kV bis 15 kV, insbesondere 8 kV. Es könnte aber alternativ auch auf Massepotential liegen.
  • An dem Strahlführungsrohr 104 sind zwei Kondensorlinsen angeordnet, nämlich eine erste Kondensorlinse 105 und eine zweite Kondensorlinse 106. Dabei sind ausgehend von der Elektronenquelle 101 in Richtung einer ersten Objektivlinse 107 gesehen zunächst die erste Kondensorlinse 105 und dann die zweite Kondensorlinse 106 angeordnet. Es wird explizit darauf hingewiesen, dass weitere Ausführungsformen des SEM 100 nur eine einzelne Kondensorlinse aufweisen können. Zwischen der Anode 103 und der ersten Kondensorlinse 105 ist eine erste Blendeneinheit 108 angeordnet. Die erste Blendeneinheit 108 liegt zusammen mit der Anode 103 und dem Strahlführungsrohr 104 auf Hochspannungspotential, nämlich dem Potential der Anode 103 oder auf Masse. Die erste Blendeneinheit 108 weist zahlreiche erste Blendenöffnungen 108A auf, von denen eine in 1 dargestellt ist. Beispielsweise sind zwei erste Blendenöffnungen 108A vorhanden. Jede der zahlreichen ersten Blendenöffnungen 108A weist einen unterschiedlichen Öffnungsdurchmesser auf. Mittels eines Verstellmechanismus (nicht dargestellt) ist es möglich, eine gewünschte erste Blendenöffnung 108A auf eine optische Achse OA des SEM 100 einzustellen. Es wird explizit darauf hingewiesen, dass bei weiteren Ausführungsformen die erste Blendeneinheit 108 nur mit einer einzigen Blendenöffnung 108A versehen sein kann. Bei dieser Ausführungsform kann ein Verstellmechanismus nicht vorgesehen sein. Die erste Blendeneinheit 108 ist dann ortsfest ausgebildet. Zwischen der ersten Kondensorlinse 105 und der zweiten Kondensorlinse 106 ist eine ortsfeste zweite Blendeneinheit 109 angeordnet. Alternativ hierzu ist es vorgesehen, die zweite Blendeneinheit 109 beweglich auszubilden.
  • Die erste Objektivlinse 107 weist Polschuhe 110 auf, in denen eine Bohrung ausgebildet ist. Durch diese Bohrung ist das Strahlführungsrohr 104 geführt. In den Polschuhen 110 ist eine Spule 111 angeordnet.
  • In einem unteren Bereich des Strahlführungsrohrs 104 ist eine elektrostatische Verzögerungseinrichtung angeordnet. Diese weist eine einzelne Elektrode 112 und eine Rohrelektrode 113 auf. Die Rohrelektrode 113 ist an einem Ende des Strahlführungsrohrs 104 angeordnet, welches einem Objekt 125 zugewandt ist, das an einem beweglich ausgebildeten Objekthalter 114 angeordnet ist.
  • Die Rohrelektrode 113 liegt gemeinsam mit dem Strahlführungsrohr 104 auf dem Potential der Anode 103, während die einzelne Elektrode 112 sowie das Objekt 125 auf einem gegenüber dem Potential der Anode 103 niedrigeren Potential liegen. Im vorliegenden Fall ist dies das Massepotential des Gehäuses der Probenkammer 120. Auf diese Weise können die Elektronen des Primärelektronenstrahls auf eine gewünschte Energie abgebremst werden, die für die Untersuchung des Objekts 125 erforderlich ist.
  • Das SEM 100 weist ferner eine Rastereinrichtung 115 auf, durch die der Primärelektronenstrahl abgelenkt und über das Objekt 125 gerastert werden kann. Die Elektronen des Primärelektronenstrahls treten dabei in Wechselwirkung mit dem Objekt 125. Als Folge der Wechselwirkung entstehen Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung, welche detektiert werden/wird. Als Wechselwirkungsteilchen werden insbesondere Elektronen aus der Oberfläche oder aus oberflächennahen Bereichen des Objekts 125 emittiert - sogenannte Sekundärelektronen - oder Elektronen des Primärelektronenstrahls zurückgestreut - sogenannte Rückstreuelektronen.
  • Das Objekt 125 und die einzelne Elektrode 112 können auch auf unterschiedlichen und von Masse verschiedenen Potentialen liegen. Hierdurch ist es möglich, den Ort der Verzögerung des Primärelektronenstrahls in Bezug auf das Objekt 125 einzustellen. Wird beispielsweise die Verzögerung recht nahe am Objekt 125 durchgeführt, werden Abbildungsfehler kleiner.
  • Zur Detektion der Sekundärelektronen und/oder der Rückstreuelektronen ist eine Detektoranordnung im Strahlführungsrohr 104 angeordnet, die einen ersten Detektor 116 und einen zweiten Detektor 117 aufweist. Der erste Detektor 116 ist dabei entlang der optischen Achse OA quellenseitig angeordnet, während der zweite Detektor 117 objektseitig entlang der optischen Achse OA im Strahlführungsrohr 104 angeordnet ist. Der erste Detektor 116 und der zweite Detektor 117 sind in Richtung der optischen Achse OA des SEM 100 versetzt zueinander angeordnet.
  • Sowohl der erste Detektor 116 als auch der zweite Detektor 117 weisen jeweils eine Durchgangsöffnung auf, durch welche der Primärelektronenstrahl treten kann. Der erste Detektor 116 und der zweite Detektor 117 liegen annähernd auf dem Potential der Anode 103 und des Strahlführungsrohrs 104. Die optische Achse OA des SEM 100 verläuft durch die jeweiligen Durchgangsöffnungen.
  • Der zweite Detektor 117 dient hauptsächlich der Detektion von Sekundärelektronen. Die Sekundärelektronen weisen beim Austritt aus dem Objekt 125 zunächst eine geringe kinetische Energie und beliebige Bewegungsrichtungen auf. Durch das von der Rohrelektrode 113 ausgehende starke Absaugfeld werden die Sekundärelektronen in Richtung der ersten Objektivlinse 107 beschleunigt. Die Sekundärelektronen treten annähernd parallel in die erste Objektivlinse 107 ein. Der Bündeldurchmesser des Strahls der Sekundärelektronen bleibt auch in der ersten Objektivlinse 107 klein. Die erste Objektivlinse 107 wirkt nun stark auf die Sekundärelektronen und erzeugt einen vergleichsweise kurzen Fokus der Sekundärelektronen mit ausreichend steilen Winkeln zur optischen Achse OA, so dass die Sekundärelektronen nach dem Fokus weit auseinander laufen und den zweiten Detektor 117 auf seiner aktiven Fläche treffen. An dem Objekt 125 zurückgestreute Elektronen - also Rückstreuelektronen, die im Vergleich zu den Sekundärelektronen eine relativ hohe kinetische Energie beim Austritt aus dem Objekt 125 aufweisen - werden dagegen vom zweiten Detektor 117 nur zu einem geringen Anteil erfasst. Die hohe kinetische Energie und die Winkel der Rückstreuelektronen zur optischen Achse OA bei Austritt aus dem Objekt 125 führen dazu, dass eine Strahltaille, also ein Strahlbereich mit minimalem Durchmesser, der Rückstreuelektronen in der Nähe des zweiten Detektors 117 liegt. Ein großer Teil der Rückstreuelektronen tritt durch die Durchgangsöffnung des zweiten Detektors 117 hindurch. Der erste Detektor 116 dient daher im Wesentlichen zur Erfassung der Rückstreuelektronen.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des SEM 100 kann der erste Detektor 116 zusätzlich mit einem Gegenfeldgitter 116A ausgebildet sein. Das Gegenfeldgitter 116A ist an der zum Objekt 125 gerichteten Seite des ersten Detektors 116 angeordnet. Das Gegenfeldgitter 116A weist ein hinsichtlich des Potentials des Strahlführungsrohrs 104 negatives Potential derart auf, dass nur Rückstreuelektronen mit einer hohen Energie durch das Gegenfeldgitter 116A zu dem ersten Detektor 116 gelangen. Zusätzlich oder alternativ weist der zweite Detektor 117 ein weiteres Gegenfeldgitter auf, das analog zum vorgenannten Gegenfeldgitter 116A des ersten Detektors 116 ausgebildet ist und eine analoge Funktion aufweist.
  • Ferner weist das SEM 100 in der Probenkammer 120 einen Kammerdetektor 119 auf, beispielsweise einen Everhart-Thornley-Detektor oder einen Ionendetektor, welcher eine mit Metall beschichtete Detektionsfläche aufweist, welche Licht abschirmt.
  • Die mit dem ersten Detektor 116, dem zweiten Detektor 117 und dem Kammerdetektor 119 erzeugten Detektionssignale werden verwendet, um ein Bild oder Bilder der Oberfläche des Objekts 125 zu erzeugen.
  • Es wird explizit darauf hingewiesen, dass die Blendenöffnungen der ersten Blendeneinheit 108 und der zweiten Blendeneinheit 109 sowie die Durchgangsöffnungen des ersten Detektors 116 und des zweiten Detektors 117 übertrieben dargestellt sind. Die Durchgangsöffnungen des ersten Detektors 116 und des zweiten Detektors 117 haben eine Ausdehnung senkrecht zur optischen Achse OA im Bereich von 0,5 mm bis 5 mm. Beispielsweise sind sie kreisförmig ausgebildet und weisen einen Durchmesser im Bereich von 1 mm bis 3 mm senkrecht zur optischen Achse OA auf.
  • Die zweite Blendeneinheit 109 ist bei der hier dargestellten Ausführungsform als Lochblende ausgestaltet und ist mit einer zweiten Blendenöffnung 118 für den Durchtritt des Primärelektronenstrahls versehen, welche eine Ausdehnung im Bereich von 5 µm bis 500 µm aufweist, beispielsweise 35 µm. Alternativ hierzu ist es bei einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die zweite Blendeneinheit 109 mit mehreren Blendenöffnungen versehen ist, die mechanisch zum Primärelektronenstrahl verschoben werden können oder die unter Verwendung von elektrischen und/oder magnetischen Ablenkelementen vom Primärelektronenstrahl erreicht werden können. Die zweite Blendeneinheit 109 ist als eine Druckstufenblende ausgebildet. Diese trennt einen ersten Bereich, in welchem die Elektronenquelle 101 angeordnet ist und in welchem ein Ultrahochvakuum herrscht (10-7 hPa bis 10-12 hPa), von einem zweiten Bereich, der ein Hochvakuum aufweist (10-3 hPa bis 10-7 hPa). Der zweite Bereich ist der Zwischendruckbereich des Strahlführungsrohrs 104, welcher zur Probenkammer 120 hinführt.
  • Die Probenkammer 120 steht unter Vakuum. Zur Erzeugung des Vakuums ist an der Probenkammer 120 eine Pumpe (nicht dargestellt) angeordnet. Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform wird die Probenkammer 120 in einem ersten Druckbereich oder in einem zweiten Druckbereich betrieben. Der erste Druckbereich umfasst nur Drücke kleiner oder gleich 10-3 hPa, und der zweite Druckbereich umfasst nur Drücke größer als 10-3 hPa. Um diese Druckbereiche zu gewährleisten, ist die Probenkammer 120 vakuumtechnisch verschlossen.
  • Der Objekthalter 114 ist an einem Probentisch 122 angeordnet. Der Probentisch 122 weist Bewegungseinheiten auf, so dass der Objekthalter 114 in drei zueinander senkrecht angeordnete Richtungen beweglich ausgebildet ist, nämlich in eine x-Richtung (erste Tischachse), in eine y-Richtung (zweite Tischachse) und in eine z-Richtung (dritte Tischachse). Darüber hinaus weist der Probentisch 122 Bewegungseinheiten auf, so dass der Objekthalter 114 um zwei zueinander senkrecht angeordnete Rotationsachsen (Tischrotationsachsen) gedreht werden kann. Die Erfindung ist nicht auf den vorbeschriebenen Probentisch 122 eingeschränkt. Vielmehr kann der Probentisch 122 weitere Translationsachsen und Rotationsachsen aufweisen, entlang derer oder um welche sich der Objekthalter 114 bewegen kann.
  • Das SEM 100 weist ferner einen dritten Detektor 121 auf, welcher in der Probenkammer 120 angeordnet ist. Genauer gesagt, ist der dritte Detektor 121 von der Elektronenquelle 101 aus gesehen entlang der optischen Achse OA hinter dem Probentisch 122 angeordnet. Der Probentisch 122 und somit der Objekthalter 114 können derart gedreht werden, dass das am Objekthalter 114 angeordnete Objekt 125 vom Primärelektronenstrahl durchstrahlt werden kann. Beim Durchtritt des Primärelektronenstrahls durch das zu untersuchende Objekt 125 treten die Elektronen des Primärelektronenstrahls mit dem Material des zu untersuchenden Objekts 125 in Wechselwirkung. Die durch das zu untersuchende Objekt 125 hindurchtretenden Elektronen werden durch den dritten Detektor 121 detektiert.
  • An der Probenkammer 120 ist ein Strahlungsdetektor 500 angeordnet, mit dem Wechselwirkungsstrahlung, beispielsweise Röntgenstrahlung und/oder Kathodolumineszenzlicht, detektiert wird. Der Strahlungsdetektor 500, der erste Detektor 116, der zweite Detektor 117 und der Kammerdetektor 119 sind mit einer Steuereinheit 123 verbunden, welche einen Monitor 124 aufweist. Auch der dritte Detektor 121 ist mit der Steuereinheit 123 verbunden. Dies ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Die Steuereinheit 123 verarbeitet Detektionssignale, welche von dem ersten Detektor 116, dem zweiten Detektor 117, dem Kammerdetektor 119, dem dritten Detektor 121 und/oder dem Strahlungsdetektor 500 erzeugt werden und zeigt diese in Form von Bildern oder Spektren auf dem Monitor 124 an.
  • Die Steuereinheit 123 weist ferner eine Datenbank 126 auf, in der Daten gespeichert werden und aus der Daten ausgelesen werden. Darüber hinaus weist die Steuereinheit 123 einen Prozessor 127 auf, in den ein Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode geladen ist, der bei Ausführung das SEM 100 derart steuert, dass das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird. Hierauf wird weiter unten näher eingegangen.
  • Das SEM 100 weist eine Gaszuführungseinrichtung 1000 auf, welche der Zuführung eines gasförmigen Präkursors an eine bestimmte Position auf der Oberfläche des Objekts 125 und/oder des Objekthalters 114 dient. Die Gaszuführungseinrichtung 1000 weist ein Gasreservoir in Form eines Präkursor-Reservoirs 1001 auf. Der Präkursor ist beispielsweise in dem Präkursor-Reservoir 1001 als fester, gasförmiger oder flüssiger Stoff aufgenommen. Durch Heizen und/oder Kühlen des Präkursors wird das Gleichgewicht zwischen der festen Phase, der flüssigen Phase und der gasförmigen Phase derart angepasst, dass der erforderliche Dampfdruck zur Verfügung steht. Beispielsweise wird als Präkursor Phenanthren verwendet. Dann scheidet sich im Wesentlichen eine Schicht Kohlenstoff oder eine Kohlenstoff enthaltende Schicht auf der Oberfläche des Objekts 125 und/oder des Objekthalters 114 ab. Alternativ hierzu kann beispielsweise ein Metall aufweisender Präkursor verwendet werden, um ein Metall oder eine metallhaltige Schicht auf der Oberfläche des Objekts 125 und/oder des Objekthalters 114 abzuscheiden. Die Abscheidungen sind aber nicht auf Kohlenstoff und/oder Metalle beschränkt. Vielmehr können beliebige Substanzen auf der Oberfläche des Objekts 125 und/oder des Objekthalters 114 abgeschieden werden, beispielsweise Halbleiter, Nichtleiter oder andere Verbindungen. Ferner ist es auch vorgesehen, den Präkursor bei Wechselwirkung mit dem Teilchenstrahl zur Abtragung von Material des Objekts 125 und/oder des Objekthalters 114 zu verwenden.
  • Die Gaszuführungseinrichtung 1000 ist mit einer Zuleitung 1002 versehen. Die Zuleitung 1002 weist in Richtung des Objekts 125 eine nadelförmige Kanüle 1003 auf, welche in die Nähe der Oberfläche des Objekts 125 und/oder des Objekthalters 114 beispielsweise in einem Abstand von 10 µm bis 1 mm zur Oberfläche des Objekts 125 und/oder des Objekthalters 114 bringbar ist. Die Kanüle 1003 weist eine Zuführungsöffnung auf, deren Durchmesser beispielsweise im Bereich von 10 µm bis 1000 µm, insbesondere im Bereich von 100 µm bis 600 µm liegt. Die Zuleitung 1002 weist ein Ventil 1004 auf, um den Durchfluss von gasförmigem Präkursor in die Zuleitung 1002 zu regeln. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird beim Öffnen des Ventils 1004 gasförmiger Präkursor von dem Präkursor-Reservoir 1001 in die Zuleitung 1002 eingebracht und über die Kanüle 1003 zur Oberfläche des Objekts 125 und/oder des Objekthalters 114 geleitet. Bei Schließen des Ventils 1004 wird der Zufluss des gasförmigen Präkursors auf die Oberfläche des Objekts 125 und/oder des Objekthalters 114 gestoppt.
  • Die Gaszuführungseinrichtung 1000 ist ferner mit einer Verstelleinheit 1005 versehen, welche eine Verstellung der Position der Kanüle 1003 in alle 3 Raumrichtungen - nämlich eine x-Richtung, eine y-Richtung und eine z-Richtung - sowie eine Verstellung der Orientierung der Kanüle 1003 durch eine Drehung und/oder eine Kippung ermöglicht. Die Gaszuführungseinrichtung 1000 und somit auch die Verstelleinheit 1005 sind mit der Steuereinheit 123 des SEM 100 verbunden.
  • Das Präkursor-Reservoir 1001 ist bei weiteren Ausführungsformen nicht direkt an der Gaszuführungseinrichtung 1000 angeordnet. Vielmehr ist es bei diesen weiteren Ausführungsformen vorgesehen, dass das Präkursor-Reservoir 1001 beispielsweise an einer Wand eines Raums angeordnet ist, in dem sich das SEM 100 befindet.
  • Die Gaszuführungseinrichtung 1000 weist eine Temperatur-Messeinheit 1006 auf. Als Temperatur-Messeinheit 1006 wird beispielsweise ein Infrarot-Messgerät oder ein Halbleiter-Temperatursensor verwendet. Die Erfindung ist aber auf die Verwendung derartiger Temperatur-Messeinheiten nicht eingeschränkt. Vielmehr kann als Temperatur-Messeinheit jegliche geeignete Temperatur-Messeinheit verwendet werden, welche für die Erfindung geeignet ist. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die Temperatur-Messeinheit 1006 nicht an der Gaszuführungseinrichtung 1000 selbst angeordnet ist, sondern beispielsweise beabstandet zur Gaszuführungseinrichtung 1000 angeordnet ist.
  • Die Gaszuführungseinrichtung 1000 weist ferner eine Temperatur-Einstelleinheit 1007 auf. Die Temperatur-Einstelleinheit 1007 ist beispielsweise eine Heizeinrichtung, insbesondere eine handelsübliche Infrarot-Heizeinrichtung. Alternativ hierzu ist die Temperatur-Einstelleinheit 1007 als Heiz- und/oder Kühleinrichtung ausgebildet, die beispielsweise einen Heizdraht und/oder ein Peltier-Element aufweist. Die Erfindung ist aber nicht auf die Verwendung einer derartigen Temperatur-Einstelleinheit 1007 eingeschränkt. Vielmehr kann für die Erfindung jegliche geeignete Temperatur-Einstelleinheit verwendet werden.
  • 2 zeigt ein Teilchenstrahlgerät in Form eines Kombinationsgeräts 200. Das Kombinationsgerät 200 weist zwei Teilchenstrahlsäulen auf. Zum einen ist das Kombinationsgerät 200 mit dem SEM 100 versehen, wie es in der 1 bereits dargestellt ist, allerdings ohne die Probenkammer 120. Vielmehr ist das SEM 100 an einer Probenkammer 201 angeordnet. Die Probenkammer 201 steht unter Vakuum. Zur Erzeugung des Vakuums ist an der Probenkammer 201 eine Pumpe (nicht dargestellt) angeordnet. Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform wird die Probenkammer 201 in einem ersten Druckbereich oder in einem zweiten Druckbereich betrieben. Der erste Druckbereich umfasst nur Drücke kleiner oder gleich 10-3 hPa, und der zweite Druckbereich umfasst nur Drücke größer als 10-3 hPa. Um diese Druckbereiche zu gewährleisten, ist die Probenkammer 201 vakuumtechnisch verschlossen.
  • In der Probenkammer 201 ist der Kammerdetektor 119 angeordnet, der beispielsweise als ein Everhart-Thornley-Detektor oder ein Ionendetektor ausgebildet ist und der eine mit Metall beschichtete Detektionsfläche aufweist, welche Licht abschirmt. Ferner ist in der Probenkammer 201 der dritte Detektor 121 angeordnet.
  • Das SEM 100 dient der Erzeugung eines ersten Teilchenstrahls, nämlich des bereits weiter oben beschriebenen Primärelektronenstrahls und weist die bereits oben genannte optische Achse auf, die in der 2 mit dem Bezugszeichen 709 versehen ist und nachfolgend auch erste Strahlachse genannt wird. Zum anderen ist das Kombinationsgerät 200 mit einem Ionenstrahlgerät 300 versehen, das ebenfalls an der Probenkammer 201 angeordnet ist. Das Ionenstrahlgerät 300 weist ebenfalls eine optische Achse auf, die in der 2 mit dem Bezugszeichen 710 versehen ist und nachfolgend auch zweite Strahlachse genannt wird.
  • Das SEM 100 ist hinsichtlich der Probenkammer 201 vertikal angeordnet. Hingegen ist das Ionenstrahlgerät 300 um einen Winkel von ca. 0° bis 90° geneigt zum SEM 100 angeordnet. In der 2 ist beispielsweise eine Anordnung von ca. 50° dargestellt. Das Ionenstrahlgerät 300 weist einen zweiten Strahlerzeuger in Form eines Ionenstrahlerzeugers 301 auf. Mit dem Ionenstrahlerzeuger 301 werden Ionen erzeugt, die einen zweiten Teilchenstrahl in Form eines lonenstrahls bilden. Die Ionen werden mittels einer Extraktionselektrode 302, die auf einem vorgebbaren Potential liegt, beschleunigt. Der zweite Teilchenstrahl gelangt dann durch eine Ionenoptik des Ionenstrahlgeräts 300, wobei die Ionenoptik eine Kondensorlinse 303 und eine zweite Objektivlinse 304 aufweist. Die zweite Objektivlinse 304 erzeugt schließlich eine Ionensonde, die auf das an einem Objekthalter 114 angeordnete Objekt 125 fokussiert wird. Der Objekthalter 114 ist an einem Probentisch 122 angeordnet.
  • Oberhalb der zweiten Objektivlinse 304 (also in Richtung des Ionenstrahlerzeugers 301) sind eine einstellbare oder auswählbare Blende 306, eine erste Elektrodenanordnung 307 und eine zweite Elektrodenanordnung 308 angeordnet, wobei die erste Elektrodenanordnung 307 und die zweite Elektrodenanordnung 308 als Rasterelektroden ausgebildet sind. Mittels der ersten Elektrodenanordnung 307 und der zweiten Elektrodenanordnung 308 wird der zweite Teilchenstrahl über die Oberfläche des Objekts 125 gerastert, wobei die erste Elektrodenanordnung 307 in eine erste Richtung und die zweite Elektrodenanordnung 308 in eine zweite Richtung wirken, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist. Damit erfolgt das Rastern zum Beispiel in eine x-Richtung. Das Rastern in einer dazu senkrechten y-Richtung erfolgt durch weitere, um 90° verdrehte Elektroden (nicht dargestellt) an der ersten Elektrodenanordnung 307 und an der zweiten Elektrodenanordnung 308.
  • Wie oben erläutert, ist der Objekthalter 114 an dem Probentisch 122 angeordnet. Auch bei der in 2 gezeigten Ausführungsform weist der Probentisch 122 Bewegungseinheiten auf, so dass der Objekthalter 114 in drei zueinander senkrecht angeordnete Richtungen beweglich ausgebildet ist, nämlich in eine x-Richtung (erste Tischachse), in eine y-Richtung (zweite Tischachse) und in eine z-Richtung (dritte Tischachse). Darüber hinaus weist der Probentisch 122 Bewegungseinheiten auf, so dass der Objekthalter 114 um zwei zueinander senkrecht angeordnete Rotationsachsen (Tischrotationsachsen) gedreht werden kann.
  • Die in der 2 dargestellten Abstände zwischen den einzelnen Einheiten des Kombinationsgeräts 200 sind übertrieben dargestellt, um die einzelnen Einheiten des Kombinationsgeräts 200 besser darzustellen.
  • An der Probenkammer 201 ist ein Strahlungsdetektor 500 angeordnet, mit dem Wechselwirkungsstrahlung, beispielsweise Röntgenstrahlung und/oder Kathodolumineszenzlicht, detektiert werden/wird. Der Strahlungsdetektor 500 ist mit einer Steuereinheit 123 verbunden, welche einen Monitor 124 aufweist.
  • Die Steuereinheit 123 verarbeitet Detektionssignale, welche von dem ersten Detektor 116, dem zweiten Detektor 117 (in 2 nicht dargestellt), dem Kammerdetektor 119, dem dritten Detektor 121 und/oder dem Strahlungsdetektor 500 erzeugt werden und zeigt diese in Form von Bildern oder Spektren auf dem Monitor 124 an.
  • Die Steuereinheit 123 weist ferner eine Datenbank 126 auf, in der Daten gespeichert werden und aus der Daten ausgelesen werden. Darüber hinaus weist die Steuereinheit 123 einen Prozessor 127 auf, in den ein Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode geladen ist, der bei Ausführung das Kombinationsgerät 200 derart steuert, dass das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird. Hierauf wird weiter unten näher eingegangen.
  • Das Kombinationsgerät 200 weist eine Gaszuführungseinrichtung 1000 auf, welche der Zuführung eines gasförmigen Präkursors an eine bestimmte Position auf der Oberfläche des Objekts 125 und/oder des Objekthalters 114 dient. Die Gaszuführungseinrichtung 1000 weist ein Gasreservoir in Form eines Präkursor-Reservoirs 1001 auf. Der Präkursor ist beispielsweise in dem Präkursor-Reservoir 1001 als fester, gasförmiger oder flüssiger Stoff aufgenommen. Durch Heizen und/oder Kühlen des Präkursors wird das Gleichgewicht zwischen der festen Phase, der flüssigen Phase und der gasförmigen Phase derart angepasst, dass der erforderliche Dampfdruck zur Verfügung steht.
  • Beispielsweise wird als Präkursor Phenanthren verwendet. Dann scheidet sich im Wesentlichen eine Schicht Kohlenstoff oder eine Kohlenstoff enthaltende Schicht auf der Oberfläche des Objekts 125 und/oder des Objekthalters 114 ab. Alternativ hierzu kann beispielsweise ein Metall aufweisender Präkursor verwendet werden, um ein Metall oder eine metallhaltige Schicht auf der Oberfläche des Objekts 125 und/oder des Objekthalters 114 abzuscheiden. Die Abscheidungen sind aber nicht auf Kohlenstoff und/oder Metalle beschränkt. Vielmehr können beliebige Substanzen auf der Oberfläche des Objekts 125 und/oder des Objekthalters 114 abgeschieden werden, beispielsweise Halbleiter, Nichtleiter oder andere Verbindungen. Ferner ist es auch vorgesehen, den Präkursor bei Wechselwirkung mit einem der beiden Teilchenstrahlen zur Abtragung von Material des Objekts 125 und/oder des Objekthalters 114 zu verwenden.
  • Die Gaszuführungseinrichtung 1000 ist mit einer Zuleitung 1002 versehen. Die Zuleitung 1002 weist in Richtung des Objekts 125 und/oder des Objekthalters 114 eine nadelförmige Kanüle 1003 auf, welche in die Nähe der Oberfläche des Objekts 125 und/oder des Objekthalters 114 beispielsweise in einem Abstand von 10 µm bis 1 mm zur Oberfläche des Objekts 125 und/oder des Objekthalters 114 bringbar ist. Die Kanüle 1003 weist eine Zuführungsöffnung auf, deren Durchmesser beispielsweise im Bereich von 10 µm bis 1000 µm, insbesondere im Bereich von 100 µm bis 600 µm liegt. Die Zuleitung 1002 weist ein Ventil 1004 auf, um den Durchfluss von gasförmigem Präkursor in die Zuleitung 1002 zu regeln. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird beim Öffnen des Ventils 1004 gasförmiger Präkursor von dem Präkursor-Reservoir 1001 in die Zuleitung 1002 eingebracht und über die Kanüle 1003 zur Oberfläche des Objekts 125 und/oder des Objekthalters 114 geleitet. Beim Schließen des Ventils 1004 wird der Zufluss des gasförmigen Präkursors auf die Oberfläche des Objekts 125 und/oder des Objekthalters 114 gestoppt.
  • Die Gaszuführungseinrichtung 1000 ist ferner mit einer Verstelleinheit 1005 versehen, welche eine Verstellung der Position der Kanüle 1003 in alle 3 Raumrichtungen - nämlich eine x-Richtung, eine y-Richtung und eine z-Richtung - sowie eine Verstellung der Orientierung der Kanüle 1003 durch eine Drehung und/oder eine Kippung ermöglicht. Die Gaszuführungseinrichtung 1000 und somit auch die Verstelleinheit 1005 sind mit der Steuereinheit 123 des Kombinationsgeräts 200 verbunden.
  • Das Präkursor-Reservoir 1001 ist bei weiteren Ausführungsformen nicht direkt an der Gaszuführungseinrichtung 1000 angeordnet. Vielmehr ist es bei diesen weiteren Ausführungsformen vorgesehen, dass das Präkursor-Reservoir 1001 beispielsweise an einer Wand eines Raums angeordnet ist, in dem sich das Kombinationsgerät 200 befindet.
  • Die Gaszuführungseinrichtung 1000 weist eine Temperatur-Messeinheit 1006 auf. Als Temperatur-Messeinheit 1006 wird beispielsweise ein Infrarot-Messgerät oder ein Halbleiter-Temperatursensor verwendet. Die Erfindung ist aber auf die Verwendung derartiger Temperatur-Messeinheiten nicht eingeschränkt. Vielmehr kann als Temperatur-Messeinheit jegliche geeignete Temperatur-Messeinheit verwendet werden, welche für die Erfindung geeignet ist. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die Temperatur-Messeinheit 1006 nicht an der Gaszuführungseinrichtung 1000 selbst angeordnet ist, sondern beispielsweise beabstandet zur Gaszuführungseinrichtung 1000 angeordnet ist.
  • Die Gaszuführungseinrichtung 1000 weist ferner eine Temperatur-Einstelleinheit 1007 auf. Die Temperatur-Einstelleinheit 1007 ist beispielsweise eine Heizeinrichtung, insbesondere eine handelsübliche Infrarot-Heizeinrichtung. Alternativ hierzu ist die Temperatur-Einstelleinheit 1007 als Heiz- und/oder Kühleinrichtung ausgebildet, die beispielsweise einen Heizdraht und/oder ein Peltier-Element aufweist. Die Erfindung ist aber nicht auf die Verwendung einer derartigen Temperatur-Einstelleinheit 1007 eingeschränkt. Vielmehr kann für die Erfindung jegliche geeignete Temperatur-Einstelleinheit verwendet werden.
  • 3 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Teilchenstrahlgeräts nach der Erfindung. Diese Ausführungsform des Teilchenstrahlgeräts ist mit dem Bezugszeichen 400 versehen und umfasst einen Spiegelkorrektor zum Korrigieren beispielsweise von chromatischer und/oder sphärischer Aberration. Das Teilchenstrahlgerät 400 umfasst eine Teilchenstrahlsäule 401, die als Elektronenstrahlsäule ausgebildet ist und im Wesentlichen einer Elektronenstrahlsäule eines korrigierten SEM entspricht. Das Teilchenstrahlgerät 400 ist aber nicht auf ein SEM mit einem Spiegelkorrektor eingeschränkt. Vielmehr kann das Teilchenstrahlgerät 400 jegliche Art von Korrektoreinheiten umfassen.
  • Die Teilchenstrahlsäule 401 umfasst einen Teilchenstrahlerzeuger in Form einer Elektronenquelle 402 (Kathode), eine Extraktionselektrode 403 und eine Anode 404. Beispielsweise ist die Elektronenquelle 402 als ein thermischer Feldemitter ausgebildet. Elektronen, die aus der Elektronenquelle 402 austreten, werden zu der Anode 404 aufgrund einer Potentialdifferenz zwischen der Elektronenquelle 402 und der Anode 404 beschleunigt. Demnach wird ein Teilchenstrahl in Form eines Elektronenstrahls entlang einer ersten optischen Achse OA1 gebildet.
  • Der Teilchenstrahl wird entlang eines Strahlwegs geführt, welcher der ersten optischen Achse OA1 entspricht, nachdem der Teilchenstrahl aus der Elektronenquelle 402 ausgetreten ist. Zur Führung des Teilchenstrahls werden eine erste elektrostatische Linse 405, eine zweite elektrostatische Linse 406 und eine dritte elektrostatische Linse 407 verwendet.
  • Ferner wird der Teilchenstrahl entlang des Strahlwegs unter Verwendung einer Strahlführungseinrichtung eingestellt. Die Strahlführungseinrichtung dieser Ausführungsform umfasst eine Quelleneinstelleinheit mit zwei magnetischen Ablenkeinheiten 408, die entlang der ersten optischen Achse OA1 angeordnet sind. Darüber hinaus umfasst das Teilchenstrahlgerät 400 elektrostatische Strahlablenkeinheiten. Eine erste elektrostatische Strahlablenkeinheit 409, die bei einer weiteren Ausführungsform auch als Quadrupol ausgebildet ist, ist zwischen der zweiten elektrostatischen Linse 406 und der dritten elektrostatischen Linse 407 angeordnet. Die erste elektrostatische Strahlablenkeinheit 409 ist ebenfalls hinter den magnetischen Ablenkeinheiten 408 angeordnet. Eine erste Multipoleinheit 409A in Form einer ersten magnetischen Ablenkeinheit ist an einer Seite der ersten elektrostatischen Strahlablenkeinheit 409 angeordnet. Darüber hinaus ist eine zweite Multipoleinheit 409B in Form einer zweiten magnetischen Ablenkeinheit an der anderen Seite der ersten elektrostatischen Strahlablenkeinheit 409 angeordnet. Die erste elektrostatische Strahlablenkeinheit 409, die erste Multipoleinheit 409A und die zweite Multipoleinheit 409B werden zur Einstellung des Teilchenstrahls hinsichtlich der Achse der dritten elektrostatischen Linse 407 und des Eingangsfensters einer Strahlablenkeinrichtung 410 eingestellt. Die erste elektrostatische Strahlablenkeinheit 409, die erste Multipoleinheit 409A und die zweite Multipoleinheit 409B können wie ein Wienfilter zusammenwirken. Am Eingang der Strahlablenkeinrichtung 410 ist ein weiteres magnetisches Ablenkelement 432 angeordnet.
  • Die Strahlablenkeinrichtung 410 wird als Teilchenstrahlablenker verwendet, welcher den Teilchenstrahl in einer bestimmten Weise ablenkt. Die Strahlablenkeinrichtung 410 umfasst mehrere magnetische Sektoren, nämlich einen ersten magnetischen Sektor 411A, einen zweiten magnetischen Sektor 411B, einen dritten magnetischen Sektor 411C, einen vierten magnetischen Sektor 411D, einen fünften magnetischen Sektor 411E, einen sechsten magnetischen Sektor 411F und einen siebten magnetischen Sektor 411G. Der Teilchenstrahl tritt in die Strahlablenkeinrichtung 410 entlang der ersten optischen Achse OA1 ein und wird durch die Strahlablenkeinrichtung 410 in die Richtung einer zweiten optischen Achse OA2 abgelenkt. Die Strahlablenkung erfolgt mittels des ersten magnetischen Sektors 411A, mittels des zweiten magnetischen Sektors 411B und mittels des dritten magnetischen Sektors 411C um einen Winkel von 30° bis 120°. Die zweite optische Achse OA2 ist in demselben Winkel zu der ersten optischen Achse OA1 ausgerichtet. Die Strahlablenkeinrichtung 410 lenkt auch den Teilchenstrahl ab, welcher entlang der zweiten optischen Achse OA2 geführt ist, und zwar in die Richtung einer dritten optischen Achse OA3. Die Strahlablenkung wird durch den dritten magnetischen Sektor 411C, den vierten magnetischen Sektor 411D und den fünften magnetischen Sektor 411E bereitgestellt. Bei der Ausführungsform in 3 wird die Ablenkung zu der zweiten optischen Achse OA2 und zu der dritten optischen Achse OA3 durch Ablenkung des Teilchenstrahls in einem Winkel von 90° bereitgestellt. Somit verläuft die dritte optische Achse OA3 koaxial zu der ersten optischen Achse OA1. Es wird aber darauf hingewiesen, dass das Teilchenstrahlgerät 400 nach der hier beschriebenen Erfindung nicht auf Ablenkwinkel von 90° eingeschränkt ist. Vielmehr kann jeder geeignete Ablenkwinkel durch die Strahlablenkeinrichtung 410 gewählt werden, beispielsweise 70° oder 110°, sodass die erste optische Achse OA1 nicht koaxial zu der dritten optischen Achse OA3 verläuft. Hinsichtlich weiterer Details der Strahlablenkeinrichtung 410 wird Bezug auf die WO 02/067286 A2 genommen.
  • Nachdem der Teilchenstrahl durch den ersten magnetischen Sektor 411A, den zweiten magnetischen Sektor 411B und den dritten magnetischen Sektor 411C abgelenkt wurde, wird der Teilchenstrahl entlang der zweiten optischen Achse OA2 geführt. Der Teilchenstrahl wird zu einem elektrostatischen Spiegel 414 geführt und verläuft auf seinem Weg zu dem elektrostatischen Spiegel 414 entlang einer vierten elektrostatischen Linse 415, einer dritten Multipoleinheit 416A in Form einer magnetischen Ablenkeinheit, einer zweiten elektrostatischen Strahlablenkeinheit 416, einer dritten elektrostatischen Strahlablenkeinheit 417 und einer vierten Multipoleinheit 416B in Form einer magnetischen Ablenkeinheit. Der elektrostatische Spiegel 414 umfasst eine erste Spiegelelektrode 413A, eine zweite Spiegelelektrode 413B und eine dritte Spiegelelektrode 413C. Elektronen des Teilchenstrahls, die an dem elektrostatischen Spiegel 414 zurückreflektiert werden, verlaufen wieder entlang der zweiten optischen Achse OA2 und treten wieder in die Strahlablenkeinrichtung 410 ein. Sie werden dann durch den dritten magnetischen Sektor 411C, den vierten magnetischen Sektor 411D und den fünften magnetischen Sektor 411E zu der dritten optischen Achse OA3 abgelenkt.
  • Die Elektronen des Teilchenstrahls treten aus der Strahlablenkeinrichtung 410 aus und werden entlang der dritten optischen Achse OA3 zu einem Objekt 425 geführt, das untersucht werden soll und in einem Objekthalter 114 angeordnet ist. Auf dem Weg zum Objekt 425 wird der Teilchenstrahl zu einer fünften elektrostatischen Linse 418, einem Strahlführungsrohr 420, einer fünften Multipoleinheit 418A, einer sechsten Multipoleinheit 418B und einer Objektivlinse 421 geführt. Die fünfte elektrostatische Linse 418 ist eine elektrostatische Immersionslinse. Der Teilchenstrahl wird durch die fünfte elektrostatische Linse 418 auf ein elektrisches Potential des Strahlführungsrohrs 420 abgebremst oder beschleunigt.
  • Der Teilchenstrahl wird durch die Objektivlinse 421 in eine Fokusebene fokussiert, in welcher das Objekt 425 angeordnet ist. Der Objekthalter 114 ist an einem beweglichen Probentisch 424 angeordnet. Der bewegliche Probentisch 424 ist in einer Probenkammer 426 des Teilchenstrahlgeräts 400 angeordnet. Der Probentisch 424 weist Bewegungseinheiten auf, so dass der Objekthalter 114 in drei zueinander senkrecht angeordnete Richtungen beweglich ausgebildet ist, nämlich in eine x-Richtung (erste Tischachse), in eine y-Richtung (zweite Tischachse) und in eine z-Richtung (dritte Tischachse). Darüber hinaus weist der Probentisch 424 Bewegungseinheiten auf, so dass der Objekthalter 114 um zwei zueinander senkrecht angeordnete Rotationsachsen (Tischrotationsachsen) gedreht werden kann.
  • Die Probenkammer 426 steht unter Vakuum. Zur Erzeugung des Vakuums ist an der Probenkammer 426 eine Pumpe (nicht dargestellt) angeordnet. Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform wird die Probenkammer 426 in einem ersten Druckbereich oder in einem zweiten Druckbereich betrieben. Der erste Druckbereich umfasst nur Drücke kleiner oder gleich 10-3 hPa, und der zweite Druckbereich umfasst nur Drücke größer als 10-3 hPa. Um diese Druckbereiche zu gewährleisten, ist die Probenkammer 426 vakuumtechnisch verschlossen.
  • Die Objektivlinse 421 kann als eine Kombination einer magnetischen Linse 422 und einer sechsten elektrostatischen Linse 423 ausgebildet sein. Das Ende des Strahlführungsrohrs 420 kann ferner eine Elektrode einer elektrostatischen Linse sein. Teilchen des Teilchenstrahlgeräts werden - nachdem sie aus dem Strahlführungsrohr420 austreten - auf ein Potential des Objekts 425 abgebremst. Die Objektivlinse 421 ist nicht auf eine Kombination der magnetischen Linse 422 und der sechsten elektrostatischen Linse 423 eingeschränkt. Vielmehr kann die Objektivlinse 421 jegliche geeignete Ausführungsform annehmen. Beispielsweise kann die Objektivlinse 421 auch als rein magnetische Linse oder als rein elektrostatische Linse ausgebildet sein.
  • Der Teilchenstrahl, der auf das Objekt 425 fokussiert wird, wechselwirkt mit dem Objekt 425. Es werden Wechselwirkungsteilchen erzeugt. Insbesondere werden Sekundärelektronen aus dem Objekt 425 emittiert oder Rückstreuelektronen werden an dem Objekt 425 zurückgestreut. Die Sekundärelektronen oder die Rückstreuelektronen werden wieder beschleunigt und in das Strahlführungsrohr 420 entlang der dritten optischen Achse OA3 geführt. Insbesondere verlaufen die Bahnen der Sekundärelektronen und der Rückstreuelektronen auf dem Weg des Strahlverlaufs des Teilchenstrahls in entgegengesetzter Richtung zum Teilchenstrahl.
  • Das Teilchenstrahlgerät 400 umfasst einen ersten Analysedetektor 419, welcher entlang des Strahlwegs zwischen der Strahlablenkeinrichtung 410 und der Objektivlinse 421 angeordnet ist. Sekundärelektronen, welche in Richtungen verlaufen, die hinsichtlich der dritten optischen Achse OA3 in einem großen Winkel ausgerichtet sind, werden durch den ersten Analysedetektor 419 detektiert. Rückstreuelektronen und Sekundärelektronen, welche hinsichtlich der dritten optischen Achse OA3 am Ort des ersten Analysedetektors 419 einen kleinen Achsenabstand haben - d.h. Rückstreuelektronen und Sekundärelektronen, welche am Ort des ersten Analysedetektors 419 einen kleinen Abstand von der dritten optischen Achse OA3 aufweisen - treten in die Strahlablenkeinrichtung 410 ein und werden durch den fünften magnetischen Sektor 411E, den sechsten magnetischen Sektor 411F und den siebten magnetischen Sektor 411G entlang eines Detektionsstrahlwegs 427 zu einem zweiten Analysedetektor 428 abgelenkt. Der Ablenkwinkel beträgt beispielsweise 90° oder 110°.
  • Der erste Analysedetektor 419 erzeugt Detektionssignale, die weitgehend durch emittierte Sekundärelektronen erzeugt werden. Die Detektionssignale, die durch den ersten Analysedetektor 419 erzeugt werden, werden zu einer Steuereinheit 123 geführt und werden verwendet, um Informationen über die Eigenschaften des Wechselwirkungsbereichs des fokussierten Teilchenstrahls mit dem Objekt 425 zu erhalten. Insbesondere wird der fokussierte Teilchenstrahl über das Objekt 425 unter Verwendung einer Rastereinrichtung 429 gerastert. Durch die Detektionssignale, die durch den ersten Analysedetektor 419 erzeugt werden, kann dann ein Bild des gerasterten Bereichs des Objekts 425 erzeugt und auf einer Darstellungseinheit angezeigt werden. Die Darstellungseinheit ist beispielsweise ein Monitor 124, der an der Steuereinheit 123 angeordnet ist.
  • Auch der zweite Analysedetektor 428 ist mit der Steuereinheit 123 verbunden. Detektionssignale des zweiten Analysedetektors 428 werden zur Steuereinheit 123 geführt und verwendet, um ein Bild des gerasterten Bereichs des Objekts 425 zu erzeugen und auf einer Darstellungseinheit anzuzeigen. Die Darstellungseinheit ist beispielsweise der Monitor 124, der an der Steuereinheit 123 angeordnet ist.
  • An der Probenkammer 426 ist ein Strahlungsdetektor 500 angeordnet, mit dem Wechselwirkungsstrahlung, beispielsweise Röntgenstrahlung und/oder Kathodolumineszenzlicht, detektiert wird. Der Strahlungsdetektor 500 ist mit der Steuereinheit 123 verbunden, welche den Monitor 124 aufweist. Die Steuereinheit 123 verarbeitet Detektionssignale des Strahlungsdetektors 500 und zeigt diese in Form von Bildern und/oder Spektren auf dem Monitor 124 an.
  • Die Steuereinheit 123 weist ferner eine Datenbank 126 auf, in der Daten gespeichert werden und aus der Daten ausgelesen werden. Darüber hinaus weist die Steuereinheit 123 einen Prozessor 127 auf, in den ein Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode geladen ist, der bei Ausführung das Teilchenstrahlgerät 400 derart steuert, dass das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird. Hierauf wird weiter unten näher eingegangen.
  • Das Teilchenstrahlgerät 400 weist eine Gaszuführungseinrichtung 1000 auf, welche der Zuführung eines gasförmigen Präkursors an eine bestimmte Position auf der Oberfläche des Objekts 425 und/oder des Objekthalters 114 dient. Die Gaszuführungseinrichtung 1000 weist ein Gasreservoir in Form eines Präkursor-Reservoirs 1001 auf. Der Präkursor ist beispielsweise in dem Präkursor-Reservoir 1001 als fester, gasförmiger oder flüssiger Stoff aufgenommen. Durch Heizen und/oder Kühlen des Präkursors wird das Gleichgewicht zwischen der festen Phase, der flüssigen Phase und der gasförmigen Phase derart angepasst, dass der erforderliche Dampfdruck zur Verfügung steht.
  • Beispielsweise wird als Präkursor Phenanthren verwendet. Dann scheidet sich im Wesentlichen eine Schicht Kohlenstoff oder eine Kohlenstoff enthaltende Schicht auf der Oberfläche des Objekts 425 und/oder des Objekthalters 114 ab. Alternativ hierzu kann beispielsweise ein Metall aufweisender Präkursor verwendet werden, um ein Metall oder eine metallhaltige Schicht auf der Oberfläche des Objekts 425 und/oder des Objekthalters 114 abzuscheiden. Die Abscheidungen sind aber nicht auf Kohlenstoff und/oder Metalle beschränkt. Vielmehr können beliebige Substanzen auf der Oberfläche des Objekts 425 und/oder des Objekthalters 114 abgeschieden werden, beispielsweise Halbleiter, Nichtleiter oder andere Verbindungen. Ferner ist es auch vorgesehen, den Präkursor bei Wechselwirkung mit einem Teilchenstrahl zur Abtragung von Material des Objekts 425 und/oder des Objekthalters 114 zu verwenden.
  • Die Gaszuführungseinrichtung 1000 ist mit einer Zuleitung 1002 versehen. Die Zuleitung 1002 weist in Richtung des Objekts 425 und/oder des Objekthalters 114 eine nadelförmige Kanüle 1003 auf, welche in die Nähe der Oberfläche des Objekts 425 und/oder des Objekthalters 114 beispielsweise in einem Abstand von 10 µm bis 1 mm zur Oberfläche des Objekts 425 und/oder des Objekthalters 114 bringbar ist. Die Kanüle 1003 weist eine Zuführungsöffnung auf, deren Durchmesser beispielsweise im Bereich von 10 µm bis 1000 µm, insbesondere im Bereich von 100 µm bis 600 µm liegt. Die Zuleitung 1002 weist ein Ventil 1004 auf, um den Durchfluss von gasförmigem Präkursor in die Zuleitung 1002 zu regeln. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird bei Öffnen des Ventils 1004 gasförmiger Präkursor von dem Präkursor-Reservoir 1001 in die Zuleitung 1002 eingebracht und über die Kanüle 1003 zur Oberfläche des Objekts 425 und/oder des Objekthalters 114 geleitet. Bei Schließen des Ventils 1004 wird der Zufluss des gasförmigen Präkursors auf die Oberfläche des Objekts 425 und/oder des Objekthalters 114 gestoppt.
  • Die Gaszuführungseinrichtung 1000 ist ferner mit einer Verstelleinheit 1005 versehen, welche eine Verstellung der Position der Kanüle 1003 in alle 3 Raumrichtungen - nämlich eine x-Richtung, eine y-Richtung und eine z-Richtung - sowie eine Verstellung der Orientierung der Kanüle 1003 durch eine Drehung und/oder eine Kippung ermöglicht. Die Gaszuführungseinrichtung 1000 und somit auch die Verstelleinheit 1005 sind mit der Steuereinheit 123 des Teilchenstrahlgeräts 400 verbunden.
  • Das Präkursor-Reservoir 1001 ist bei weiteren Ausführungsformen nicht direkt an der Gaszuführungseinrichtung 1000 angeordnet. Vielmehr ist es bei diesen weiteren Ausführungsformen vorgesehen, dass das Präkursor-Reservoir 1001 beispielsweise an einer Wand eines Raums angeordnet ist, in dem sich das Teilchenstrahlgerät 400 befindet.
  • Die Gaszuführungseinrichtung 1000 weist eine Temperatur-Messeinheit 1006 auf. Als Temperatur-Messeinheit 1006 wird beispielsweise ein Infrarot-Messgerät oder ein Halbleiter-Temperatursensor verwendet. Die Erfindung ist aber auf die Verwendung derartiger Temperatur-Messeinheiten nicht eingeschränkt. Vielmehr kann als Temperatur-Messeinheit jegliche geeignete Temperatur-Messeinheit verwendet werden, welche für die Erfindung geeignet ist. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die Temperatur-Messeinheit 1006 nicht an der Gaszuführungseinrichtung 1000 selbst angeordnet ist, sondern beispielsweise beabstandet zur Gaszuführungseinrichtung 1000 angeordnet ist.
  • Die Gaszuführungseinrichtung 1000 weist ferner eine Temperatur-Einstelleinheit 1007 auf. Die Temperatur-Einstelleinheit 1007 ist beispielsweise eine Heizeinrichtung, insbesondere eine handelsübliche Infrarot-Heizeinrichtung. Alternativ hierzu ist die Temperatur-Einstelleinheit 1007 als Heiz- und/oder Kühleinrichtung ausgebildet, die beispielsweise einen Heizdraht und/oder ein Peltier-Element aufweist. Die Erfindung ist aber nicht auf die Verwendung einer derartigen Temperatur-Einstelleinheit 1007 eingeschränkt. Vielmehr kann für die Erfindung jegliche geeignete Temperatur-Einstelleinheit verwendet werden.
  • Nachfolgend wird nun auf den Probentisch 122 des SEM 100, auf den Probentisch 122 des Kombinationsgeräts 200 sowie auf den Probentisch 424 des Teilchenstrahlgeräts 400 eingegangen. Der Probentisch 122, 424 ist als Probentisch mit Bewegungseinheiten ausgebildet, welcher in den 4 und 5 schematisch dargestellt ist. Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf den hier beschriebenen Probentisch 122, 424 eingeschränkt ist. Vielmehr kann die Erfindung jeglichen beweglichen Probentisch aufweisen, der für die Erfindung geeignet ist.
  • An dem Probentisch 122, 424 ist der Objekthalter 114 mit dem Objekt 125, 425 angeordnet. Der Probentisch 122, 424 weist Bewegungseinheiten auf, welche eine Bewegung des Objekthalters 114 derart sicherstellen, dass ein interessierender Bereich auf dem Objekt 125, 425 mittels eines Teilchenstrahls untersucht werden kann. Die Bewegungseinheiten sind in den 4 und 5 schematisch dargestellt und werden nachfolgend erläutert.
  • Der Probentisch 122, 424 weist eine erste Bewegungseinheit 600 an einem Gehäuse 601 der Probenkammer 120, 201, 426 auf, in welcher der Probentisch 122, 424 angeordnet ist. Mit der ersten Bewegungseinheit 600 wird eine Bewegung des Objekthalters 114 entlang der z-Achse (dritte Tischachse) ermöglicht. Ferner ist eine zweite Bewegungseinheit 602 vorgesehen. Die zweite Bewegungseinheit 602 ermöglicht eine Drehung des Objekthalters 114 um eine erste Tischrotationsachse 603, welche auch als Tilt-Achse bezeichnet wird. Diese zweite Bewegungseinheit 602 dient einer Kippung des Objekts 125, 425 um die erste Tischrotationsachse 603.
  • An der zweiten Bewegungseinheit 602 ist wiederum eine dritte Bewegungseinheit 604 angeordnet, welche als Führung für einen Schlitten ausgebildet ist und sicherstellt, dass der Objekthalter 114 in x-Richtung beweglich ist (erste Tischachse). Der vorgenannte Schlitten ist wiederum eine weitere Bewegungseinheit, nämlich eine vierte Bewegungseinheit 605. Die vierte Bewegungseinheit 605 ist derart ausgebildet, dass der Objekthalter 114 in y-Richtung beweglich ist (zweite Tischachse). Hierzu weist die vierte Bewegungseinheit 605 eine Führung auf, in dem ein weiterer Schlitten geführt wird, an dem wiederum eine Halterung 609 mit dem Objekthalter 114 sowie dem Objekt 125, 425 angeordnet ist.
  • Die Halterung 609 ist wiederum mit einer fünften Bewegungseinheit 606 ausgebildet, welche es ermöglicht, die Halterung 609 um eine zweite Tischrotationsachse 607 zu drehen. Die zweite Tischrotationsachse 607 ist senkrecht zur ersten Tischrotationsachse 603 orientiert.
  • Aufgrund der oben beschriebenen Anordnung weist der Probentisch 122, 424 der hier diskutierten Ausführungsform folgende kinematische Kette auf: erste Bewegungseinheit 600 (Bewegung entlang der z-Achse) - zweite Bewegungseinheit 602 (Drehung um die erste Tischrotationsachse 603) - dritte Bewegungseinheit 604 (Bewegung entlang der x-Achse) - vierte Bewegungseinheit 605 (Bewegung entlang der y-Achse) - fünfte Bewegungseinheit 606 (Drehung um die zweite Tischrotationsachse 607).
  • Bei einer weiteren (nicht dargestellten) Ausführungsform ist es vorgesehen, weitere Bewegungseinheiten an dem Probentisch 122, 424 anzuordnen, so dass Bewegungen entlang weiterer translatorischer Achsen und/oder um weitere Rotationsachsen ermöglicht werden.
  • Wie aus der 5 ersichtlich ist, ist jedes der vorgenannten Bewegungseinheiten mit einem Schrittmotor verbunden. So ist die erste Bewegungseinheit 600 mit einem ersten Schrittmotor M1 verbunden und wird aufgrund einer von dem ersten Schrittmotor M1 zur Verfügung gestellten Antriebskraft angetrieben. Die zweite Bewegungseinheit 602 ist mit einem zweiten Schrittmotor M2 verbunden, welcher die zweite Bewegungseinheit 602 antreibt. Die dritte Bewegungseinheit 604 ist wiederum mit einem dritten Schrittmotor M3 verbunden. Der dritte Schrittmotor M3 stellt eine Antriebskraft zum Antrieb der dritten Bewegungseinheit 604 zur Verfügung. Die vierte Bewegungseinheit 605 ist mit einem vierten Schrittmotor M4 verbunden, wobei der vierte Schrittmotor M4 die vierte Bewegungseinheit 605 antreibt. Ferner ist die fünfte Bewegungseinheit 606 mit einem fünften Schrittmotor M5 verbunden. Der fünfte Schrittmotor M5 stellt eine Antriebskraft zur Verfügung, welche die fünfte Bewegungseinheit 606 antreibt. Die vorgenannten Schrittmotoren M1 bis M5 werden durch eine Steuereinheit 608 gesteuert (vgl. 5).
  • 6 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des SEM 100, des Kombinationsgeräts 200 und des Teilchenstrahlgeräts 400 mit dem Probentisch 122, 424. Diese Ausführungsform weist eine Laserstrahleinrichtung 700 auf, die in dem und/oder an dem SEM 100, dem Kombinationsgerät 200 und dem Teilchenstrahlgerät 400 angeordnet ist. 7 zeigt eine schematische Darstellung einer noch weiteren Ausführungsform des SEM 100, des Kombinationsgeräts 200 und des Teilchenstrahlgeräts 400 mit dem Probentisch 122, 424. Bei dieser Ausführungsform ist die Laserstrahleinrichtung 700 nicht in oder an dem SEM 100, dem Kombinationsgerät 200 und dem Teilchenstrahlgerät 400 angeordnet. Vielmehr ist die Laserstrahleinrichtung 700 eine von dem SEM 100, dem Kombinationsgerät 200 und dem Teilchenstrahlgerät 400 getrennte Einrichtung.
  • Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nachfolgend hinsichtlich des Kombinationsgeräts 200 näher erläutert. Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hinsichtlich des SEM 100 und/oder des Teilchenstrahlgeräts 400 erfolgt analog.
  • 8 zeigt eine schematische Darstellung eines Ablaufs einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. In einem Verfahrensschritt S1 wird zunächst das Objekt 125 erzeugt, das später bearbeitet, abgebildet und/oder analysiert werden soll. Beispielsweise wird bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens das Objekt 125 in Form eines Teilstücks eines Materialstücks unter Verwendung des lonenstrahls des Kombinationsgeräts 200 in dem Materialstück freigelegt und aus dem Materialstück herauspräpariert. Die Freilegung erfolgt beispielsweise durch Abtragen von Material des Materialstücks mit dem Ionenstrahl. Hierzu kann beispielsweise dem Materialstück ein Gas über die Zuleitung 1002 der Gaszuführungseinrichtung 1000 zugeführt werden, welches mit dem Ionenstrahl und dem Material des Materialstücks derart wechselwirkt, das Material des Materialstücks abgetragen wird. Das Materialstück weist beispielsweise Erstreckungen im Millimeterbereich auf. Hingegen weist das herauspräparierte Objekt 125 in Form des Teilstücks beispielsweise eine Dicke von einigen Mikrometern (insbesondere 3 µm bis 6 µm) sowie beispielsweise eine Länge von einigen 10 µm (insbesondere 30 µm bis 80 µm) auf.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt S2 wird das herauspräparierte Objekt 125 an dem Objekthalter 114 angeordnet. Hierzu wird beispielsweise das herauspräparierte Objekt 125 an einem Mikromanipulator (nicht dargestellt) befestigt und aus dem Materialstück herausgehoben. Das Befestigen erfolgt beispielsweise durch Zuführen eines Gases der Gaszuführungseinrichtung 1000 an eine Verbindungsstelle des Objekts 125 mit dem Mikromanipulator. Aufgrund einer Wechselwirkung des lonenstrahls mit dem Gas wird Material an der Verbindungsstelle derart aufgetragen, dass das herauspräparierte Objekt 125 an dem Mikromanipulator befestigt wird. Sodann wird das Objekt 125 an dem Objekthalter 114 angeordnet. Hierzu wird das Objekt 125 an dem Objekthalter 114 befestigt und von dem Mikromanipulator wieder gelöst. Das Befestigen an dem Objekthalter 114 erfolgt beispielsweise wiederum durch Zuführen eines Gases der Gaszuführungseinrichtung 1000 an eine Verbindungsstelle des Objekts 125 mit dem Objekthalter 114. Aufgrund einer Wechselwirkung des lonenstrahls mit dem Gas wird Material an der Verbindungsstelle derart aufgetragen, dass das Objekt 125 an dem Objekthalter 114 befestigt wird. Das Objekt 125 wird beispielsweise durch Zuführen eines Gases der Gaszuführungseinrichtung 1000 an die Verbindungsstelle des Objekts 125 mit dem Mikromanipulator wieder gelöst. Aufgrund einer Wechselwirkung des lonenstrahls mit dem Gas wird Material an der Verbindungsstelle derart abgetragen, dass das Objekt 125 von dem Mikromanipulator gelöst wird. Alternativ hierzu ist es vorgesehen, dass zum Lösen des Objekts 125 von dem Mikromanipulator nur der Ionenstrahl verwendet wird, mit dem Material an der Verbindungsstelle des Objekts 125 mit dem Mikromanipulator abgetragen wird. Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, das Objekt 125 direkt an dem Objekthalter 114 anzuordnen, ohne dass der Zwischenschritt, nämlich das Anordnen des Objekts 125 an dem Mikromanipulator, erfolgt.
  • 9 zeigt eine schematische Darstellung einer Seitenansicht des Objekthalters 114. Der Objekthalter 114 weist eine erste Halteeinrichtung 701, eine zweite Halteeinrichtung 702, eine dritte Halteeinrichtung 703 und eine vierte Halteeinrichtung 704 auf. Die vorgenannten Halteeinrichtungen 701 bis 704 sind beabstandet zueinander angeordnet und dienen der Anordnung des Objekts 125. Bei der in 9 dargestellten Ausführungsform des Objekthalters 114 ist das Objekt 125 an der ersten Halteeinrichtung 701 angeordnet. Die Anordnung des Objekts 125 an der ersten Halteeinrichtung 701 erfolgt beispielsweise mittels der bereits weiter oben erläuterten Verfahrensschritte. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass der Objekthalter 114 zur Zuführung von geladenen Teilchen zum Objekt 125 ausgebildet ist, wobei die geladenen Teilchen durch das Objekt 125 transmittieren. Insbesondere sind die geladenen Teilchen Elektronen oder Ionen. Ferner ist es beispielsweise vorgesehen, dass der Objekthalter 114 als ein TEM-Objekthalter ausgebildet ist, der zur weiteren Abbildung und Analyse des Objekts 125 in ein TEM (nicht dargestellt) eingesetzt werden kann. Zusätzlich oder alternativ hierzu ist es vorgesehen, dass der Objekthalter 114 im Kombinationsgerät 200 eingesetzt bleibt und eine Analyse des Objekts 125 unter Verwendung des dritten Detektors 121 erfolgt. Es wird explizit darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf die vorgenannte Ausführungsform des Objekthalters 114 eingeschränkt ist. Vielmehr kann jeder Objekthalter verwendet werden, welche für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.
  • Im Verfahrensschritt S3 wird mindestens eine Markierung an dem Objekthalter 114 angeordnet. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird mindestens eine Markierung an dem Objekthalter 114 erzeugt. Der Verfahrensschritt S3 kann auch vor oder während des Verfahrensschritts S2 erfolgen. Beispielsweise wird die Markierung unter Verwendung des Laserstrahls der Laserstrahleinrichtung 700 erzeugt. Dies kann beispielsweise in dem Kombinationsgerät 200 (vgl. 6) erfolgen.
  • Alternativ hierzu kann der Objekthalter 114 beispielsweise aus dem Kombinationsgerät 200 ausgeschleust werden. Im Anschluss daran wird die Markierung an dem Objekthalter 114 mit der Laserstrahleinrichtung 700 erzeugt (vgl. 7). Mittels der Laserstrahleinrichtung 700 wird Material von dem Objekthalter 114 derart abgetragen, dass die Markierung erzeugt wird. Zusätzlich oder alternativ ist es vorgesehen, beispielsweise mittels des lonenstrahls Material vom Objekthalter 114 derart abzutragen und/oder Material auf den Objekthalter 114 derart aufzutragen, dass durch die Materialabtragung und/oder die Materialauftragung die Markierung erzeugt wird. Zur Materialauftragung und/oder Materialabtragung wird beispielsweise dem Objekthalter 114 ein Gas durch die Gaszuführungseinrichtung 1000 zugeführt. Der Ionenstrahl und/oder der Laserstrahl wechselwirkt/wechselwirken mit dem Gas und dem Material des Objekthalters 114 derart, dass Material auf den Objekthalter 114 aufgetragen oder vom Objekthalter 114 abgetragen wird. 10 zeigt eine Draufsicht auf den Objekthalter 114 gemäß der 9. An der ersten Halteeinrichtung 701 wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren im Verfahrensschritt S3 eine Markierung 705 angeordnet. Beispielsweise wird die Markierung 705 als eine Markierung mit mindestens einer Kante erzeugt, von der sich aus eine erste Ebene in eine erste Dimension und eine zweite Ebene in eine zweite Dimension erstrecken. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Markierung 705 als eine Markierung mit mindestens einer ersten Kante und mit mindestens einer zweiten Kante erzeugt wird, wobei sowohl von der ersten Kante als auch von der zweiten Kante aus sich jeweils eine erste Ebene in eine erste Dimension und jeweils eine zweite Ebene in eine zweite Dimension erstrecken. Die ersten Ebenen sind beispielsweise jeweils zueinander unterschiedlich. Ferner sind die zweiten Ebenen beispielsweise jeweils zueinander unterschiedlich. Zusätzlich oder alternativ hierzu wird die Markierung 705 als eine kreuzförmige Markierung erzeugt. Wiederum zusätzlich oder alternativ hierzu wird die Markierung 705 als eine sternförmige Markierung erzeugt. Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Markierung 705 als eine X-förmige Markierung und/oder als eine L-förmige Markierung und/oder als ein Polygon erzeugt.
  • Im Verfahrensschritt S4 wird ein Referenzbild, das die Markierung 705 aufweist, mittels des lonenstrahls erzeugt. Hierzu wird der Ionenstrahl auf die an dem Objekthalter 114 angeordnete Markierung 705 geführt. Aufgrund einer Wechselwirkung des lonenstrahls mit der Markierung 705 werden Wechselwirkungsteilchen erzeugt, insbesondere Sekundärelektronen. Die Wechselwirkungsteilchen werden beispielsweise mittels des Kammerdetektors 119 detektiert. Die vom Kammerdetektor 119 erzeugten Detektionssignale werden an die Steuereinheit 123 zur Erzeugung des Referenzbilds, das die Markierung 705 aufweist, geleitet. Alternativ hierzu ist es vorgesehen, das Referenzbild, das die Markierung 705 aufweist, mittels des Elektronenstrahls zu erzeugen. Hierzu wird der Elektronenstrahl auf die an dem Objekthalter 114 angeordnete Markierung 705 geführt. Aufgrund einer Wechselwirkung des Elektronenstrahls mit der Markierung 705 werden Wechselwirkungsteilchen erzeugt, insbesondere Sekundärelektronen und Rückstreuelektronen. Die Wechselwirkungsteilchen werden mittels des Kammerdetektors 119, des ersten Detektors 116 und/oder des zweiten Detektors 117 detektiert. Die vom Kammerdetektor 119, dem ersten Detektor 116 und/oder dem zweiten Detektor 117 erzeugten Detektionssignale werden an die Steuereinheit 123 zur Erzeugung des Referenzbilds, das die Markierung 705 aufweist, geleitet.
  • Im Verfahrensschritt S5 wird der Objekthalter 114 mit dem Probentisch 122 bewegt. Das Bewegen des Objekthalters 114 umfasst beispielsweise ein translatorisches Bewegen des Objekthalters 114 entlang der x-Achse, entlang der y-Achse und/oder entlang der z-Achse. Zusätzlich oder alternativ hierzu ist es vorgesehen, dass der Objekthalter 114 um die erste Tischrotationsachse 603 und/oder um die zweite Tischrotationsachse 607 gedreht wird. Die vorgenannten Drehungen umfassen insbesondere ein Kippen des Objekthalters 114. Insbesondere ist es vorgesehen, den Objekthalter 114 sowie das an dem Objekthalter 114 angeordnete Objekt 125 von einer Ausgangsposition aus um 0,5° bis 5°, insbesondere um 1° bis 3° oder um 1° bis 2° um die erste Tischrotationsachse 603 und/oder die zweite Tischrotationsachse 607 zu drehen. Die vorgenannten Bereichsgrenzen der Winkelbereiche sind in den Winkelbereichen enthalten. Es wird explizit darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die vorgenannten Winkelbereiche eingeschränkt ist. Vielmehr kann jeder Winkelbereich verwendet werden, der für die Erfindung geeignet ist.
  • Im Verfahrensschritt S6 wird ein weiteres Bild, das die Markierung 705 aufweist, erzeugt. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird ein weiteres Bild, das die Markierung 705 aufweist, durch erneutes Abbilden der Markierung 705 erzeugt. Hierzu wird der Ionenstrahl auf die an dem Objekthalter 114 angeordnete Markierung 705 geführt. Aufgrund einer Wechselwirkung des lonenstrahls mit der Markierung 705 werden Wechselwirkungsteilchen erzeugt, insbesondere Sekundärelektronen. Die Wechselwirkungsteilchen werden beispielsweise mittels des Kammerdetektors 119 detektiert. Die vom Kammerdetektor 119 erzeugten Detektionssignale werden an die Steuereinheit 123 zur Erzeugung des weiteren Bilds, das die Markierung 705 aufweist, geleitet. Alternativ hierzu ist es vorgesehen, das weitere Bild, das die Markierung 705 aufweist, mittels des Elektronenstrahls zu erzeugen. Hierzu wird der Elektronenstrahl auf die an dem Objekthalter 114 angeordnete Markierung 705 geführt. Aufgrund einer Wechselwirkung des Elektronenstrahls mit der Markierung 705 werden Wechselwirkungsteilchen erzeugt, insbesondere Sekundärelektronen und Rückstreuelektronen. Die Wechselwirkungsteilchen werden mittels des Kammerdetektors 119, des ersten Detektors 116 und/oder des zweiten Detektors 117 detektiert. Die vom Kammerdetektor 119, dem ersten Detektor 116 und/oder dem zweiten Detektor 117 erzeugten Detektionssignale werden an die Steuereinheit 123 zur Erzeugung des weiteren Bilds, das die Markierung 705 aufweist, geleitet.
  • Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden sowohl das Referenzbild, das die Markierung 705 aufweist, als auch das weitere Bild, das die Markierung 705 aufweist, jeweils mit dem Ionenstrahl erzeugt. Bei einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden das Referenzbild, das die Markierung 705 aufweist, und das weitere Bild, das die Markierung 705 aufweist, jeweils mit dem Elektronenstrahl erzeugt.
  • Die Erzeugung des Referenzbilds, das die Markierung 705 aufweist, und des weiteren Bilds, das die Markierung 705 aufweist, erfolgt beispielsweise automatisch. Die Markierung 705 wird automatisch erkannt und der Bereich der Markierung 705 mittels des lonenstrahls und/oder des Elektronenstrahls abgebildet.
  • Im Verfahrensschritt S7 erfolgt ein Vergleichen des Referenzbilds, das die Markierung 705 aufweist, mit dem weiteren Bild, das die Markierung 705 aufweist. Beispielsweise wird hierzu eine Bilderkennungssoftware verwendet. Im Anschluss daran wird ein Verschiebungsvektor unter Verwendung des Vergleichs des Referenzbilds, das die Markierung 705 aufweist, mit dem weiteren Bild, das die Markierung 705 aufweist, bestimmt. Beispielsweise wird bei der Bestimmung des Verschiebungsvektors das mathematische Verfahren der Kreuzkorrelation angewandt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Verschiebung des lonenstrahls und/oder des Elektronenstrahls, die durch das Bewegen des Objekthalters 114 erzielt wird, in Bezug auf das Objekt 125 deutlich größer als eine Verdrehung in Bezug auf das Objekt 125 sein. Daher wird bei der hier dargestellten Ausführungsform nur ein Verschiebungsvektor bestimmt und die Verdrehung nicht berücksichtigt. Zusätzlich oder alternativ hierzu ist es vorgesehen, dass auch die Verdrehung berücksichtigt wird.
  • Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung der Kreuzkorrelation wird nachfolgend näher erläutert. Bei der nachfolgenden Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Markierung 705 als ein Polygon mit Kanten ausgebildet. Insbesondere wird (a) das Referenzbild, das die Markierung 705 aufweist, erzeugt, wird (b) nach dem Bewegen des Objektshalters 114 das weitere Bild, das die Markierung 705 aufweist, erzeugt und wird (c) eine Verlagerung zwischen dem Referenzbild, das die Markierung 705 aufweist, und dem weiteren Bild, das die Markierung 705 aufweist, unter Verwendung des Prozessors 127 berechnet.
  • Die Markierung 705 kann durch Koordinaten xi,yi von jedem Knoten der Markierung 705 in Form des Polygons definiert sein. Unter Verwendung dieser Koordinaten jedes Knotens kann unter Verwendung des Prozessors 127 mittels der folgenden Gleichungen ein Flächenmittelpunkt der Markierung 705 berechnet werden: C x = 1 6 A ∑ i = 0 n − 1 ( x i + x i + 1 ) ⋅ ( x i ⋅ y i + 1 − x i + 1 ⋅ y i )
    Figure DE102020122535B4_0001
     C y = 1 6 A ∑ i = 0 n − 1 ( y i + y i + 1 ) ⋅ ( x i ⋅ y i + 1 − x i + 1 ⋅ y i )
    Figure DE102020122535B4_0002
    wobei A die Fläche des Polygons ist, gegeben durch A = 1 2 ∑ i = 0 n − 1 ( x i ⋅ y i + 1 − x i + 1 ⋅ y i )
    Figure DE102020122535B4_0003
  • Die Markierung 705 in Form des Polygons weist den Flächenmittelpunkt auf, der durch die Koordinaten Cx,Cy gegeben ist. Der Flächenmittelpunkt der Markierung 705 im Referenzbild wird mit dem Flächenmittelpunkt der Markierung 705 im weiteren Bild verglichen.
  • Aufgrund von Ungenauigkeiten der Mechanik der Bewegungseinheiten des Probentisches 122 kann es bei der Bewegung des Objekthalters 114 zu einer ungewollten relativen Verschiebung der Position des lonenstrahls und des an dem Objekthalter 114 angeordneten Objekts 125 kommen. Mit anderen Worten ausgedrückt, trifft der Ionenstrahl das an dem Objekthalter 114 angeordnete Objekt 125 nach der Bewegung des Objekthalters 114 nicht mehr an der Stelle, auf welche der Ionenstrahl vor der Bewegung des Objekthalters 114 fokussiert war. In diesem Fall muss der Ionenstrahl relativ zum Objekt 125 derart positioniert werden, dass der Ionenstrahl auf die gewünschte Stelle des Objekts 125 trifft, um beispielsweise Material abtragen oder das Objekt 125 analysieren zu können. Das relative Positionieren des lonenstrahls in Bezug auf das Objekt 125 erfolgt beispielsweise durch Nachjustage (also Positionieren) des lonenstrahls (beispielsweise mittels der ersten Elektrodenanordnung 307 und/oder der zweiten Elektrodenanordnung 308 und/oder der zweiten Objektivlinse 304) und/oder durch Bewegen des Objekthalters 114. Durch Bewegen des Objekthalters 114 können größere Verschiebungen von einigen µm kompensiert werden. Das Vorgenannte gilt analog auch für den Elektronenstrahl. Der Elektronenstrahl trifft das an dem Objekthalter 114 angeordnete Objekt 125 nach der Bewegung des Objekthalters 114 nicht mehr an der Stelle, auf welche der Elektronenstrahl vor der Bewegung des Objekthalters 114 fokussiert war. Das relative Positionieren des Elektronenstrahls in Bezug auf das Objekt 125 erfolgt beispielsweise durch Nachjustage (also Positionieren) des Elektronenstrahls (beispielsweise mittels der ersten Kondensorlinse 105 und/oder der zweiten Kondensorlinse 106 und/oder der ersten Objektivlinse 107 und/oder der Rastereinrichtung 115 des SEM 100) und/oder durch Bewegen des Objekthalters 114. Durch Bewegen des Objekthalters 114 können größere Verschiebungen von einigen µm kompensiert werden. Dann trifft der Elektronenstrahl wieder auf die gewünschte Stelle des Objekts 125, um beispielsweise das Objekt 125 abbilden und/oder untersuchen zu können.
  • Alternativ hierzu kann der Elektronenstrahl zur Abbildung der Markierung 705 verwendet werden, während der Ionenstrahl zur Bearbeitung des Objekts 125 verwendet wird. Die relative Position des lonenstrahls zum Elektronenstrahl ist dabei festgelegt, so dass eine Korrektur der Verschiebung des Elektronenstrahls relativ zum Objekt 125 in eine Korrektur der Verschiebung des lonenstrahls relativ zum Objekt 125 umgerechnet werden kann.
  • Eine mögliche Verschiebung des Flächenmittelpunkts wird durch Korrelieren des Referenzbilds, das die Markierung 705 aufweist, mit dem weiteren Bild, das die Markierung 705 aufweist, bestimmt. Die Verschiebung wird durch einen Verschiebungsvektor (dx,dy) angegeben.
  • Unter Verwendung des Verschiebungsvektors (dx,dy) wird dann bestimmt, wie der Ionenstrahl und/oder der Elektronenstrahl positioniert werden muss, um wieder an der Stelle auf dem Objekt 125 aufzutreffen, auf die der Ionenstrahl und/oder der Elektronenstrahl vor dem Bewegen des Objekthalters 114 auftraf/auftrafen. Die entsprechenden Koordinaten der Stelle, auf die der Ionenstrahl und/oder der Elektronenstrahl nun fokussiert wird/werden, sind beispielsweise wie folgt gegeben: ( x i ∗ y i ∗ ) = ( x i y i ) + ( d x d y )
    Figure DE102020122535B4_0004
  • Im Verfahrensschritt S8 wird nun der Ionenstrahl und/oder der Elektronenstrahl relativ zum Objekt 125 unter Verwendung der Markierung 705 positioniert. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird nach dem Bewegen des Objekthalters 114 der Ionenstrahl und/oder der Elektronenstrahl derart relativ durch Verschieben positioniert, dass der Ionenstrahl und/oder Elektronenstrahl an die Stelle auf dem Objekt 125 führbar sind/ist, auf die der Ionenstrahl und/oder der Elektronenstrahl vor der Bewegung des Objekthalters 114 fokussiert war. Hierzu wird der zuvor bestimmte Verschiebungsvektor verwendet. Das relative Positionieren des lonenstrahls in Bezug auf das Objekt 125 erfolgt beispielsweise durch Nachjustage (also Positionieren) des lonenstrahls (beispielsweise mittels der ersten Elektrodenanordnung 307 und/oder der zweiten Elektrodenanordnung 308 und/oder der zweiten Objektivlinse 304) und/oder durch Bewegen des Objekthalters 114. Das relative Positionieren des Elektronenstrahls in Bezug auf das Objekt 125 erfolgt beispielsweise durch Nachjustage (also Positionieren) des Elektronenstrahls (beispielsweise mittels der ersten Kondensorlinse 105 und/oder der zweiten Kondensorlinse 106 und/oder der ersten Objektivlinse 107 und/oder der Rastereinrichtung 115 des SEM 100) und/oder durch Bewegen des Objekthalters 114.
  • Im Verfahrensschritt S9 erfolgt nun ein Bearbeiten, Abbilden und/oder Analysieren des an dem Objekthalter 114 angeordneten Objekts 125, beispielsweise unter Verwendung des lonenstrahls und/oder des Elektronenstrahls. Beispielsweise wird mit dem Ionenstrahl Material des Objekts 125 abgetragen, bis das Teilstück eine Dicke von kleiner als 100 nm aufweist, beispielsweise kleiner als 80 nm, kleiner als 60 nm, kleiner als 40 nm oder kleiner als 20 nm. Insbesondere liegt die Dicke im Bereich zwischen 1 nm und 10 nm. Bei einer Ausführungsform wird hierzu ein Gas mittels der Gaszuführungseinrichtung 1000 dem Objekt 125 zugeführt, wobei das Gas mit dem Ionenstrahl und dem Objekt 125 derart zusammenwirkt, dass Material von dem Objekt 125 abgetragen wird. Hierauf wird weiter unten nochmals näher eingegangen.
  • Zusätzlich oder alternativ hierzu ist es vorgesehen, dass das Bearbeiten des Objekts 125 ein Anordnen von Material an dem Objekt 125 umfasst. Beispielsweise erfolgt dies unter Zuführung mindestens eines Gases mit der Gaszuführungseinrichtung 1000 an das Objekt 125, wobei das Gas mit dem Ionenstrahl derart zusammenwirkt, dass Material an dem Objekt 125 angeordnet wird.
  • Wiederum zusätzlich oder alternativ hierzu ist es vorgesehen, dass das Analysieren des an dem Objekthalter 114 angeordneten Objekts 125 ein Analysieren des Objekts 125 mittels EDX, mittels WDX, mittels EBSD, mittels TKD-Untersuchungen und/oder Untersuchungen mittels des dritten Detektors 121 des Kombinationsgeräts 200 umfasst. Hierzu wird beispielsweise der Elektronenstrahl auf das Objekt 125 geführt, insbesondere auf das oben genannte Teilstück des Objekts 125 mit einer Dicke von kleiner als 100 nm.
  • Zusätzlich oder alternativ ist es vorgesehen, dass das an dem Objekthalter 114 angeordnete Objekt 125 mittels des lonenstrahls und/oder des Elektronenstrahls abgebildet wird. Hierzu wird der Ionenstrahl und/oder der Elektronenstrahl auf das Objekt 125 geführt - insbesondere auf das oben genannte Teilstück des Objekts 125 mit einer Dicke von kleiner als 100 nm - und über das Objekt 125 gerastert. Es kommt zu einer Wechselwirkung des lonenstrahls und/oder des Elektronenstrahls mit dem Objekt 125. Die bei der Wechselwirkung entstehenden Wechselwirkungsteilchen, insbesondere Sekundärelektronen, werden detektiert, beispielsweise mit dem Kammerdetektor 119. Die Detektionssignale werden an die Steuereinheit 123 weitergeleitet, um ein Bild des Objekts 125 zu erzeugen.
  • Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nach dem Verfahrensschritt S9 die Verfahrensschritte S5 bis S9 wiederholt. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Dicke des Objekts 125 oder zumindest eines Teilstücks des Objekts 125 verringert werden soll. Dies ist in 15 dargestellt. 15 zeigt eine Draufsicht auf die erste Halteeinrichtung 701, welche eine Fläche 706 mit der Markierung 705 aufweist. An der ersten Halteeinrichtung 701 ist das Objekt 125 angeordnet, das ein Teilstück 708 des Objekts 125 aufweist, dessen Dicke durch Materialabtragung verringert ist. Um dies zu erzielen, werden bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem ersten Durchlauf des Verfahrensschritts S5 der Objekthalter 114 sowie das an dem Objekthalter 114 angeordnete Objekt 125 von einer Ausgangsposition aus um 0,5° bis 5°, insbesondere um 1° bis 3° oder um 1° bis 2° in eine erste Richtung um die erste Tischrotationsachse 603 und/oder die zweite Tischrotationsachse 607 gedreht. Die vorgenannten Bereichsgrenzen der Winkelbereiche sind in den Winkelbereichen enthalten. Es wird explizit darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die vorgenannten Winkelbereiche eingeschränkt ist. Vielmehr kann jeder Winkelbereich verwendet werden, der für die Erfindung geeignet ist. Im Anschluss daran erfolgen die Verfahrensschritte S6 bis S9, wobei im Verfahrensschritt S9 Material auf einer ersten Seite des Teilstücks 708 abgetragen wird. Bei einem zweiten Durchlauf des Verfahrensschritts S5 wird der Objekthalter 114 sowie das an dem Objekthalter 114 angeordnete Objekt 125 von der Ausgangsposition aus um 0,5° bis 5°, insbesondere um 1° bis 3° oder um 1° bis 2° in eine zweite Richtung um die erste Tischrotationsachse 603 und/oder die zweite Tischrotationsachse 607 gedreht. Die zweite Richtung ist zur ersten Richtung entgegengesetzt. Die vorgenannten Bereichsgrenzen der Winkelbereiche sind in den Winkelbereichen enthalten. Es wird explizit darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die vorgenannten Winkelbereiche eingeschränkt ist. Vielmehr kann jeder Winkelbereich verwendet werden, der für die Erfindung geeignet ist. Im Anschluss daran erfolgen die Verfahrensschritte S6 bis S9, wobei im Verfahrensschritt S9 Material auf einer zweiten Seite des Teilstücks 708 abgetragen wird. Die zweite Seite ist der ersten Seite gegenüberliegend angeordnet. Darüber hinaus sind die erste Seite und die zweite Seite beabstandet zueinander angeordnet.
  • 11 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß der 11 beruht auf der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß der 8. Es wird daher zunächst auf die oben gemachten Erläuterungen verwiesen, die auch hier gelten. Im Unterschied zur Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß der 8 weist die weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß der 11 einen weiteren Verfahrensschritt S10 auf, der beispielsweise zwischen dem Verfahrensschritt S1 und dem Verfahrensschritt S2 durchgeführt wird. Alternativ hierzu kann der Verfahrensschritt S10 zu jeder Zeit vor dem Verfahrensschritt S3 durchgeführt werden. Im Verfahrensschritt S10 wird zunächst eine Fläche an dem Objekthalter 114 erzeugt, an der im Verfahrensschritt S3 die Markierung 705 angeordnet wird. Wenn der Objekthalter 114 keine Fläche oder nur eine ungeeignete Fläche zur Anordnung der Markierung 705 aufweist (beispielsweise in einer ungeeigneten Höhe, mit einer ungeeigneten Ausrichtung, mit einer gekrümmten oder sehr stark geneigten Fläche), dann ist es bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, zunächst diese Fläche am Objekthalter 114 zu erzeugen. 12 zeigt eine Ausführungsform des Objekthalters 114 mit einer ersten Halteeinrichtung 701, mit einer zweiten Halteeinrichtung 702, mit einer dritten Halteeinrichtung 703 und mit einer vierten Halteeinrichtung 704. Die Enden der vorgenannten Halteeinrichtungen 701 bis 704 weisen Rundungen auf. Beispielsweise wird an der ersten Halteeinrichtung 701 das Objekt 125 angeordnet. Im Bereich der Rundung der ersten Halteeinrichtung 701 soll eine Fläche angeordnet werden, an welcher die Markierung 705 wiederum angeordnet wird. Beispielsweise wird dann mit dem Ionenstrahl die Fläche an der ersten Halteeinrichtung 701 des Objekthalters 114 erzeugt. Dies erfolgt beispielsweise durch Abtragen von Material an der ersten Halteeinrichtung 701 des Objekthalters 114 unter Verwendung des lonenstrahls. Zur Abtragung kann insbesondere der ersten Halteeinrichtung 701 ein Gas unter Verwendung der Gaszuführungseinrichtung 1000 zugeführt werden. Aufgrund der Wechselwirkung des lonenstrahls mit dem Gas und dem Material der ersten Halteeinrichtung 701 wird Material der ersten Halteeinrichtung 701 abgetragen. Zusätzlich oder alternativ hierzu ist es vorgesehen, die Fläche durch Auftragen von Material an der ersten Halteeinrichtung 701 unter Verwendung des Ionenstrahls und unter Zuführung eines Gases der Gaszuführungseinrichtung 1000 zu erzeugen. 13 zeigt eine schematische Darstellung der ersten Halteeinrichtung 701 mit der an der Halteeinrichtung 701 erzeugten Fläche, wobei die Fläche mit dem Bezugszeichen 706 versehen ist.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß der 8 wird im Verfahrensschritt S2 das Objekt 125 derart an dem Objekthalter 114 angeordnet wird, dass eine Fläche des Objekts 125 in einem Winkel von 0° bis 360°, beispielsweise von 5° bis 80° zu einer für den Ionenstrahl und/oder Elektronenstrahl frei zugänglichen Fläche des Objekthalters 114 angeordnet wird. Beispielsweise wird die Fläche des Objekts 125 parallel zu einer für den Ionenstrahl und/oder Elektronenstrahl frei zugänglichen Fläche des Objekthalters 114 angeordnet. Dies ist in der 13 beispielhaft dargestellt. Das Objekt 125 ist derart an der ersten Halteeinrichtung 701 des Objekthalters 114 angeordnet, dass die Fläche 706 an der ersten Halteeinrichtung 701 parallel zu einer Fläche 707 des Objekts 125 ausgerichtet ist. Bei der in 13 dargestellten Ausführungsform sind die Fläche 707 des Objekts 125 und die Fläche 706 der ersten Halteeinrichtung 701 in einer einzelnen Ebene angeordnet. Mit anderen Worten ausgedrückt, liegen die Fläche 707 des Objekts 125 und die Fläche 706 der ersten Halteeinrichtung 701 auf gleicher Höhe. Die Markierung 705 wird an der Fläche 706 der ersten Halteeinrichtung 701 erzeugt und angeordnet. Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gewährleistet eine besonders gute Positionierung des lonenstrahls und/oder Elektronenstrahls relativ zum Objekt 125, da die Markierung 705 und das Objekt 125 in einer einzelnen Ebene angeordnet sind. Zusätzlich oder alternativ ist es vorgesehen, die Fläche 707 des Objekts 125 und die Fläche 706 der ersten Halteeinrichtung 701 in unterschiedlichen Ebenen anzuordnen. Dies ist in der 14 dargestellt. Die 14 beruht auf der 13. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Bei einer noch weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß der 8 ist es vorgesehen, dass der Ionenstrahl, mit dem beispielsweise im Verfahrensschritt S3 die Markierung 705 am Objekthalter 114 erzeugt wird, einen vorgebbaren Strahlstrom aufweist. Beispielsweise liegt der Strahlstrom des lonenstrahls im Bereich von 10 pA bis 500 pA. Die Bereichsgrenzen sind im Bereich enthalten. Es wird explizit darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf den vorgenannten Bereich eingeschränkt ist. Vielmehr ist für die Erfindung jeder Bereich verwendbar, der für die Erfindung geeignet ist. Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass (i) das Erzeugen des Referenzbilds, das die Markierung 705 aufweist, (ii) das Erzeugen des weiteren Bilds, das die Markierung 705 aufweist, sowie (iii) das Bearbeiten, Abbilden und/oder Analysieren des Objekts 125 mittels des Ionenstrahl mit diesem vorgebbaren Strahlstrom erfolgen. Demnach ist es bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass der Ionenstrahl stets mit dem identischen Strahlstrom (nämlich dem vorgebbaren Strahlstrom) betrieben wird, und zwar bei dem Erzeugen des Referenzbilds, das die Markierung 705 aufweist, bei dem Erzeugen des weiteren Bilds, das die Markierung 705 aufweist, bei dem Bearbeiten, bei dem Abbilden und/oder bei dem Analysieren des Objekts 125.
  • Bei einer wiederum weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß der 8 ist es vorgesehen, dass der Ionenstrahl einen vorgebbaren ersten Strahlstrom oder einen vorgebbaren zweiten Strahlstrom aufweist. Das Erzeugen des Referenzbilds, das die Markierung 705 aufweist, erfolgt unter Verwendung des lonenstrahls mit dem vorgebbaren ersten Strahlstrom. Beispielsweise liegt der erste Strahlstrom des lonenstrahls im Bereich von 1 nA bis 10 nA. Die Bereichsgrenzen sind im Bereich enthalten. Es wird explizit darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf den vorgenannten Bereich eingeschränkt ist. Vielmehr ist für die Erfindung jeder Bereich verwendbar, der für die Erfindung geeignet ist. Der zweite Strahlstrom des lonenstrahls liegt beispielsweise im Bereich von 10 pA bis 500 pA. Das Erzeugen des weiteren Bilds, das die Markierung 705 aufweist, erfolgt beispielsweise mittels des lonenstrahls mit dem ersten Strahlstrom oder mit dem zweiten Strahlstrom. Darüber hinaus erfolgt/erfolgen das Bearbeiten, Abbilden und/oder Analysieren des Objekts 125 mittels des lonenstrahls mit dem zweiten Strahlstrom.
  • Die Erfindung weist den Vorteil auf, dass insbesondere nach einer Bewegung des Objekthalters 114, aber auch nach jeder anderen relativen Bewegung des Objekthalters 114 in Bezug auf den Teilchenstrahl (und/oder auf den Laserstrahl, falls ein solcher verwendet wird) eine relative Positionierung des Teilchenstrahls und/oder des Laserstrahls in Bezug auf das Objekt 125, das an dem Objekthalter 114 angeordnet ist, einfach ermöglicht wird. Insbesondere kann die relative Positionierung des Teilchenstrahls und/oder des Laserstrahls in Bezug auf das Objekt 125 automatisch durchgeführt werden.
  • Sämtliche beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind nicht auf die oben genannte Reihenfolge der erläuterten Verfahrensschritte eingeschränkt. Vielmehr kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren jede Reihenfolge der vorgenannten Verfahrensschritte gewählt werden, welche für die Erfindung geeignet ist.
  • Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Sie kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    SEM
    101
    Elektronenquelle
    102
    Extraktionselektrode
    103
    Anode
    104
    Strahlführungsrohr
    105
    erste Kondensorlinse
    106
    zweite Kondensorlinse
    107
    erste Objektivlinse
    108
    erste Blendeneinheit
    108A
    erste Blendenöffnung
    109
    zweite Blendeneinheit
    110
    Polschuhe
    111
    Spule
    112
    einzelne Elektrode
    113
    Rohrelektrode
    114
    Objekthalter
    115
    Rastereinrichtung
    116
    erster Detektor
    116A
    Gegenfeldgitter
    117
    zweiter Detektor
    118
    zweite Blendenöffnung
    119
    Kammerdetektor
    120
    Probenkammer
    121
    dritter Detektor
    122
    Probentisch
    123
    Steuereinheit
    124
    Monitor
    125
    Objekt
    126
    Datenbank
    127
    Prozessor
    200
    Kombinationsgerät
    201
    Probenkammer
    300
    Ionenstrahlgerät
    301
    Ionenstrahlerzeuger
    302
    Extraktionselektrode im Ionenstrahlgerät
    303
    Kondensorlinse
    304
    zweite Objektivlinse
    306
    einstellbare oder auswählbare Blende
    307
    erste Elektrodenanordnung
    308
    zweite Elektrodenanordnung
    400
    Teilchenstrahlgerät mit Korrektoreinheit
    401
    Teilchenstrahlsäule
    402
    Elektronenquelle
    403
    Extraktionselektrode
    404
    Anode
    405
    erste elektrostatische Linse
    406
    zweite elektrostatische Linse
    407
    dritte elektrostatische Linse
    408
    magnetische Ablenkeinheit
    409
    erste elektrostatische Strahlablenkeinheit
    409A
    erste Multipoleinheit
    409B
    zweite Multipoleinheit
    410
    Strahlablenkeinrichtung
    411A
    erster magnetischer Sektor
    411B
    zweiter magnetischer Sektor
    411C
    dritter magnetischer Sektor
    411D
    vierter magnetischer Sektor
    411E
    fünfter magnetischer Sektor
    411F
    sechster magnetischer Sektor
    411G
    siebter magnetischer Sektor
    413A
    erste Spiegelelektrode
    413B
    zweite Spiegelelektrode
    413C
    dritte Spiegelelektrode
    414
    elektrostatischer Spiegel
    415
    vierte elektrostatische Linse
    416
    zweite elektrostatische Strahlablenkeinheit
    416A
    dritte Multipoleinheit
    416B
    vierte Multipoleinheit
    417
    dritte elektrostatische Strahlablenkeinheit
    418
    fünfte elektrostatische Linse
    418A
    fünfte Multipoleinheit
    418B
    sechste Multipoleinheit
    419
    erster Analysedetektor
    420
    Strahlführungsrohr
    421
    Objektivlinse
    422
    magnetische Linse
    423
    sechste elektrostatische Linse
    424
    Probentisch
    425
    Objekt
    426
    Probenkammer
    427
    Detektionsstrahlweg
    428
    zweiter Analysedetektor
    429
    Rastereinrichtung
    432
    weiteres magnetisches Ablenkelement
    500
    Strahlungsdetektor
    600
    erste Bewegungseinheit
    601
    Gehäuse
    602
    zweite Bewegungseinheit
    603
    erste Tischrotationsachse
    604
    dritte Bewegungseinheit
    605
    vierte Bewegungseinheit
    606
    fünfte Bewegungseinheit
    607
    zweite Tischrotationsachse
    608
    Steuereinheit
    609
    Halterung
    700
    Laserstrahleinrichtung
    701
    erste Halteeinrichtung
    702
    zweite Halteeinrichtung
    703
    dritte Halteeinrichtung
    704
    vierte Halteeinrichtung
    705
    Markierung
    706
    Fläche des Objekthalters (der ersten Halteeinrichtung des Objekthalters)
    707
    Fläche des Objekts
    708
    Teilstück des Objekts
    709
    erste Strahlachse
    710
    zweite Strahlachse
    1000
    Gaszuführungseinrichtung
    1001
    Gasreservoir in Form eines Präkursor-Reservoirs
    1002
    Zuleitung
    1003
    Kanüle
    1004
    Ventil
    1005
    Verstelleinheit
    1006
    Temperatur-Messeinheit
    1007
    Temperatur-Einstelleinheit
    M1
    erster Schrittmotor
    M2
    zweiter Schrittmotor
    M3
    dritter Schrittmotor
    M4
    vierter Schrittmotor
    M5
    fünfter Schrittmotor
    OA
    optische Achse
    OA1
    erste optische Achse
    OA2
    zweite optische Achse
    OA3
    dritte optische Achse
    S1 bis S10
    Verfahrensschritte

Claims (18)

  1. Verfahren zum Betrieb eines Strahlgeräts (100, 200, 400) mit den folgenden Schritten: - Erzeugen mindestens einer Markierung (705) an einem Objekthalter (114) unter Verwendung eines Laserstrahls einer Laserstrahleinrichtung (700) und/oder eines Teilchenstrahls eines Teilchenstrahlgeräts (100, 200, 400), wobei der Teilchenstrahl geladene Teilchen aufweist; - Anordnen mindestens eines Objekts (125, 425) an dem Objekthalter (114); - Bewegen des Objekthalters (114), wobei das Bewegen des Objekthalters (114) ein translatorisches Bewegen des Objekthalters (114) entlang mindestens einer Achse (x-Achse, y-Achse, z-Achse) und/oder ein Drehen des Objekthalters (114) um mindestens eine Rotationsachse (603, 607) umfasst; - relatives Positionieren des Teilchenstrahls und/oder des Laserstrahls in Bezug auf das Objekt (125, 425) unter Verwendung der Markierung (705); sowie - Bearbeiten, Abbilden und/oder Analysieren des Objekts (125, 425) mit dem Teilchenstrahl und/oder dem Laserstrahl, wobei - eine Fläche (706) des Objekthalters (114) unter Verwendung des Teilchenstrahls und/oder des Laserstrahls erzeugt wird, und wobei - die Markierung (705) an der Fläche (706) des Objekthalters (114) erzeugt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei als der Objekthalter (114) ein Objekthalter geeignet zum Zuführen eines Untersuchungsteilchenstrahls mit durch das Objekt (125, 425) transmittierenden Teilchen verwendet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei vor dem Anordnen des Objekts (125, 425) an dem Objekthalter (114) das Objekt (125, 425) mittels des Teilchenstrahls und/oder des Laserstrahls erzeugt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei - das Objekt (125, 425) derart an dem Objekthalter (114) angeordnet wird, dass eine Fläche (707) des Objekts (125, 425) in einem Winkel von 0° bis 360° zu einer für den Teilchenstrahl und/oder für den Laserstrahl frei zugänglichen Fläche (706) des Objekthalters (114, 701) angeordnet wird, und wobei - die Markierung (705) an der Fläche des Objekthalters (114, 701) erzeugt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Verfahren eines der folgenden Merkmale aufweist: (i) die Fläche (707) des Objekts (125, 425) wird parallel zu der für den Teilchenstrahl und/oder für den Laserstrahl frei zugänglichen Fläche (706) des Objekthalters (114, 701) angeordnet; (ii) die Fläche (707) des Objekts (125, 425) wird in einem Winkel von 5° bis 80° zu der für den Teilchenstrahl und/oder für den Laserstrahl frei zugänglichen Fläche (706) des Objekthalters (114, 701) angeordnet.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zum relativen Positionieren des Teilchenstrahls und/oder des Laserstrahls die folgenden Schritte ausgeführt werden: - Erzeugen eines Referenzbilds, das die Markierung (705) aufweist, durch Abbilden der Markierung (705) unter Verwendung des Teilchenstrahls; - Erzeugen eines weiteren Bilds, das die Markierung (705) aufweist, durch erneutes Abbilden der Markierung (705) unter Verwendung des Teilchenstrahls; - Vergleichen des Referenzbilds, das die Markierung (705) aufweist, mit dem weiteren Bild, das die Markierung (705) aufweist; - Bestimmen eines Verschiebungsvektors unter Verwendung des Vergleichens des Referenzbilds, das die Markierung (705) aufweist, mit dem weiteren Bild, das die Markierung (705) aufweist, wobei das relative Positionieren des Teilchenstrahls und/oder des Laserstrahls unter Verwendung des Verschiebungsvektors erfolgt.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Verfahren eines der folgenden Merkmale aufweist: (i) der Teilchenstrahl weist einen vorgebbaren Strahlstrom auf, wobei sowohl das Erzeugen des weiteren Bilds, das die Markierung (705) aufweist, als auch das Bearbeiten, Abbilden und/oder Analysieren des Objekts (125, 425) unter Verwendung des Teilchenstrahls mit dem vorgebbaren Strahlstrom erfolgen; (ii) der Teilchenstrahl weist einen vorgebbaren Strahlstrom auf, wobei das Erzeugen des Referenzbilds, das die Markierung (705) aufweist, das Erzeugen des weiteren Bilds, das die Markierung (705) aufweist, sowie das Bearbeiten, Abbilden und/oder Analysieren des Objekts (125, 425) unter Verwendung des Teilchenstrahls mit dem vorgebbaren Strahlstrom erfolgen.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Verfahren eines der folgenden Merkmale aufweist: (i) der Teilchenstrahl weist einen vorgebbaren ersten Strahlstrom oder einen vorgebbaren zweiten Strahlstrom auf, wobei das Erzeugen des weiteren Bilds, das die Markierung (705) aufweist, unter Verwendung des Teilchenstrahls mit dem vorgebbaren ersten Strahlstrom erfolgt und wobei das Bearbeiten, Abbilden und/oder Analysieren des Objekts (125, 425) unter Verwendung des Teilchenstrahls mit dem vorgebbaren zweiten Strahlstrom erfolgen/erfolgt; (ii) der Teilchenstrahl weist einen vorgebbaren ersten Strahlstrom oder einen vorgebbaren zweiten Strahlstrom auf, wobei das Erzeugen des Referenzbilds, das die Markierung (705) aufweist, unter Verwendung des Teilchenstrahls mit dem vorgebbaren ersten Strahlstrom erfolgt, wobei das Erzeugen des weiteren Bilds, das die Markierung (705) aufweist, unter Verwendung des Teilchenstrahls mit dem vorgebbaren ersten Strahlstrom erfolgt und wobei das Bearbeiten, Abbilden und/oder Analysieren des Objekts (125, 425) unter Verwendung des Teilchenstrahls mit dem vorgebbaren zweiten Strahlstrom erfolgen/erfolgt.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verfahren mindestens eines der folgenden Merkmale aufweist: (i) das Bearbeiten des Objekts (125, 425) umfasst ein Abtragen von Material des Objekts (125, 425); (ii) das Bearbeiten des Objekts (125, 425) umfasst ein Anordnen von Material an dem Objekt (125, 425); (iii) das Analysieren des Objekts (125, 425) umfasst ein Analysieren mittels EDX und/oder mittels WDX und/oder mittels EBSD und/oder mittels TKD und/oder mittels Elektronenstrahlabbildung und/oder mittels Verwendung eines Transmissions-Detektors (121).
  10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einem der folgenden Merkmale: (i) die geladenen Teilchen sind Ionen; (ii) die geladenen Teilchen sind Elektronen.
  11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einem der folgenden Merkmale: (i) der Teilchenstrahl ist ein erster Teilchenstrahl, wobei das Objekt (125, 425) mittels eines zweiten Teilchenstrahls abgebildet wird; (ii) der Teilchenstrahl ist ein erster Teilchenstrahl, wobei die geladenen Teilchen des ersten Teilchenstrahls Ionen aufweisen und wobei das Objekt (125, 425) mit einem zweiten Teilchenstrahl abgebildet wird, wobei der zweite Teilchenstrahl Elektronen aufweist.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei zum relativen Positionieren des Teilchenstrahls und/oder des Laserstrahls die folgenden Schritte ausgeführt werden: - Erzeugen eines weiteren Referenzbilds, das die Markierung (705) aufweist, durch Abbilden der Markierung (705) unter Verwendung des zweiten Teilchenstrahls; - Erzeugen eines noch weiteren Bilds, das die Markierung (705) aufweist, durch erneutes Abbilden der Markierung (705) unter Verwendung des zweiten Teilchenstrahls; - Vergleichens des weiteren Referenzbilds, das die Markierung (705) aufweist, mit dem noch weiteren Bild, das die Markierung (705) aufweist; - Bestimmen eines weiteren Verschiebungsvektors unter Verwendung des Vergleichs des weiteren Referenzbilds, das die Markierung (705) aufweist, mit dem noch weiteren Bild, das die Markierung (705) aufweist, wobei das relative Positionieren des Teilchenstrahls und/oder des Laserstrahls unter Verwendung des weiteren Verschiebungsvektors erfolgt.
  13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit mindestens einem der folgenden Merkmale: (i) die Markierung (705) wird als eine Markierung mit mindestens einer Kante erzeugt, wobei sich von der Kante aus eine erste Ebene in eine erste Dimension und eine zweite Ebene in eine zweite Dimension erstrecken; (ii) die Markierung (705) wird als eine Markierung mit mindestens einer ersten Kante und mit mindestens einer zweiten Kante erzeugt, wobei sich sowohl von der ersten Kante als auch von der zweiten Kante aus jeweils eine erste Ebene in eine erste Dimension und jeweils eine zweite Ebene in eine zweite Dimension erstrecken, wobei sich jeweils zwei erste Ebenen voneinander unterscheiden und wobei sich jeweils zwei zweite Ebenen voneinander unterscheiden; (iii) die Markierung (705) wird als eine kreuzförmige Markierung und/oder als ein Polygon erzeugt; (iv) die Markierung (705) wird als eine sternförmige Markierung erzeugt; (v) die Markierung (705) wird als eine X-förmige Markierung erzeugt; (vi) die Markierung (705) wird als eine L-förmige Markierung erzeugt; (vii) die Markierung (705) wird durch Abtragen von Material und/oder durch Auftragen von Material erzeugt.
  14. Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der in einen Prozessor (127) ladbar ist und der bei Ausführung ein Strahlgerät (100, 200, 400) derart steuert, dass ein Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche ausgeführt wird.
  15. Strahlgerät (100, 200, 400) zur Bearbeitung, Abbildung und/oder Analyse eines Objekts (125, 425), mit - mindestens einem Strahlerzeuger (101, 301, 402, 700) zur Erzeugung eines Teilchenstrahls mit geladenen Teilchen und/oder eines Laserstrahls; - mindestens einem Objekthalter (114) zur Anordnung des Objekts (125, 425); - mindestens einer Rastereinrichtung (115, 307, 308, 429) zum Rastern des Teilchenstrahls und/oder des Laserstrahls über das Objekt (125, 425); - mindestens einem Detektor (116, 117, 119, 121, 419, 428, 500) zur Detektion von Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung, die aus einer Wechselwirkung des Teilchenstrahls und/oder des Laserstrahls mit dem Objekt (125, 425) resultieren/resultiert, - mindestens einer Anzeigeeinrichtung (124) zum Anzeigen des Bilds und/oder der Analyse des Objekts (125, 425), und mit - mindestens einer Steuereinheit (123) mit einem Prozessor (127), in dem ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 14 geladen ist.
  16. Strahlgerät (100, 200, 400) nach Anspruch 15, wobei das Strahlgerät (100, 200, 400) ein Teilchenstrahlgerät ist und wobei das Teilchenstrahlgerät (100, 200, 400) mindestens eine Objektivlinse (107, 304, 421) zur Fokussierung des Teilchenstrahls auf das Objekt (125, 425) aufweist.
  17. Strahlgerät (200) nach Anspruch 16, wobei der Strahlerzeuger (101) als ein erster Strahlerzeuger und der Teilchenstrahl als ein erster Teilchenstrahl mit ersten geladenen Teilchen ausgebildet ist, wobei die Objektivlinse (107) als eine erste Objektivlinse zur Fokussierung des ersten Teilchenstrahls auf das Objekt (125) ausgebildet ist, und wobei das Teilchenstrahlgerät (200) ferner aufweist: - mindestens einen zweiten Strahlerzeuger (301) zur Erzeugung eines zweiten Teilchenstrahls mit zweiten geladenen Teilchen; und - mindestens eine zweite Objektivlinse (304) zur Fokussierung des zweiten Teilchenstrahls auf das Objekt (125).
  18. Strahlgerät (100, 200, 400) nach Anspruch 16 oder 17, wobei das Teilchenstrahlgerät (100, 200, 400) ein Elektronenstrahlgerät und/oder ein Ionenstrahlgerät ist.
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