DE102020124307A1

DE102020124307A1 - Vorrichtung zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe mit einem Teilchenstrahl und Verfahren

Info

Publication number: DE102020124307A1
Application number: DE102020124307.3A
Authority: DE
Inventors: Otmar Hoinkis; Jan Güntner; Daniel RHINOW; Hubertus Marbach; Nicole Auth
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2020-09-17
Filing date: 2020-09-17
Publication date: 2022-03-17
Also published as: KR20230066443A; DE102020124307A8; CN116235272A; WO2022058424A1; EP4214735A1; JP2023541666A; JP7546153B2; TW202226300A; TWI798832B; US20230238213A1

Abstract

Es wird vorgeschlagen eine Vorrichtung (100) zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe (10) mit einem Teilchenstrahl (110), mit:einer Bereitstellungseinheit (106) zum Bereitstellen des Teilchenstrahls (110);einem Abschirmelement (202) zur Abschirmung eines elektrischen Feldes (E), das von auf der Probe (10) akkumulierten Ladungen (Q) erzeugt wird, wobei das Abschirmelement (202) eine Durchtrittsöffnung (206) für einen Durchtritt des Teilchenstrahls (110) auf die Probe (10) aufweist;einer Erfassungseinheit (112), welche dazu eingerichtet ist, eine Ist-Position des Abschirmelements (202) zu erfassen; undeiner Verstelleinheit (600) zum Verstellen des Abschirmelements (202) aus der Ist-Position in eine Soll-Position.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe mit einem Teilchenstrahl sowie ein entsprechendes Verfahren.
Die Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird mit einer Lithographieanlage durchgeführt, welche ein Beleuchtungssystem und ein Projektionssystem aufweist. Das Bild einer mittels des Beleuchtungssystems beleuchteten Maske (Retikel) wird hierbei mittels des Projektionssystems auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionssystems angeordnetes Substrat, beispielsweise einen Siliziumwafer, projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.
Die Maske oder auch Lithographiemaske wird für eine Vielzahl von Belichtungen eingesetzt, weshalb ihre Defektfreiheit von enormer Wichtigkeit ist. Es wird daher ein entsprechend hoher Aufwand betrieben, um Lithographiemasken auf Defekte hin zu untersuchen und erkannte Defekte zu reparieren. Defekte in Lithographiemasken können eine Größenordnung im Bereich von wenigen Nanometern aufweisen. Um derartige Defekte zu reparieren, sind Vorrichtungen notwendig, die eine sehr hohe Ortsauflösung für die Reparaturprozesse bieten.
Hierzu bieten sich Vorrichtungen an, die basierend auf Teilchenstrahl-induzierten Prozessen lokale Ätz- oder Abscheidungsvorgänge aktivieren.
EP 1 587 128 B1 offenbart eine solche Vorrichtung, die einen Strahl geladener Teilchen („Teilchenstrahl“), insbesondere einen Elektronenstrahl eines Elektronenmikroskops, zum Auslösen der chemischen Prozesse nutzt. Bei Verwendung geladener Teilchen kann es zu einer Aufladung der Probe kommen, sofern diese nicht oder nur schlecht leitend ist. Dies kann zu einer unkontrollierten Strahlablenkung führen, was die erreichbare Prozessauflösung limitiert. Daher wird vorgeschlagen, ein Abschirmelement sehr nahe an der Bearbeitungsposition anzuordnen, so dass die Aufladung der Probe minimiert und die Prozessauflösung und -kontrolle verbessert wird.
Insbesondere ist ein Elektronenmikroskop mit einem Abschirmelement in Form eines metallischen Abschirmelements bekannt, das sich z.B. 70 - 80 µm über der Maske befindet. Das Abschirmelement weist üblicherweise Öffnungen, beispielsweise runde, rechteckige oder hexagonale Maschen, auf und wird von einem Halter in der gewünschten Position gehalten. Der Halter ist integraler Bestandteil des Bauteils, in dem sowohl das elektrostatische Ablenksystem als auch die Gaszuführung integriert sind. Der Teilchenstrahl soll entlang der optischen Achse des Elektronenmikroskops durch eine bestimmte Öffnung des Abschirmelements geführt werden. Dies erfordert bislang ein aufwendiges Justieren des Abschirmelements dergestalt, dass zunächst ein Vakuum erzeugt, die Position des Abschirmelements mit dem Elektronenmikroskop erfasst und der Halter samt Netzchen - nach Brechen des Vakuums - manuell verschoben wird. Dieser Prozess wird so lange wiederholt, bis sich die entsprechende Öffnung an der geeigneten Position befindet.
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte Vorrichtung zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe mit einem Teilchenstrahl sowie ein verbessertes Verfahren bereitzustellen.
Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Vorrichtung zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe mit einem Teilchenstrahl vorgeschlagen. Die Vorrichtung umfasst:

eine Bereitstellungseinheit zum Bereitstellen des Teilchenstrahls;
ein Abschirmelement zur Abschirmung eines elektrischen Feldes, das von auf der Probe akkumulierten Ladungen erzeugt wird, wobei das Abschirmelement eine Durchtrittsöffnung für einen Durchtritt des Teilchenstrahls auf die Probe aufweist;
eine Erfassungseinheit, welche dazu eingerichtet ist, eine Ist-Position des Abschirmelements zu erfassen; und
eine Verstelleinheit zum Verstellen des Abschirmelements aus der Ist-Position in eine Soll-Position.

Diese Vorrichtung weist den Vorteil auf, dass mittels der Verstelleinheit ein teil- oder vollautomatisiertes Verstellen der Position des Abschirmelements möglich ist. Insbesondere entfällt damit das manuelle Verstellen. Auch das Vakuum braucht nicht mehr gebrochen zu werden. Besonders günstig ist, dass das Abschirmelement während des gesamten Verstellvorgangs oder Teilen davon mithilfe der Erfassungseinheit in Bezug auf seine Position beobachtet werden kann. Dadurch entfällt bevorzugt der aus dem Stand der Technik bekannte iterative Prozess.
Die Probe ist beispielsweise eine Lithographiemaske mit einer Strukturgröße im Bereich von 10 nm - 10 µm. Es kann sich dabei zum Beispiel um eine transmissive Lithographiemaske für die DUV-Lithographie (DUV: „deep ultra violet“, Arbeitslichtwellenlängen im Bereich von 30 - 250 nm) oder eine reflektive Lithographiemaske für die EUV-Lithographie (EUV: „extreme ultra violet“, Arbeitslichtwellenlängen im Bereich von 1 - 30 nm) handeln. Die Analyse umfasst insbesondere eine Bilderfassung der Oberfläche der Probe mithilfe des Teilchenstrahls. Die Bearbeitung, die mithilfe des Teilchenstrahls durchgeführt wird, umfasst beispielsweise Ätzprozesse, bei denen lokal ein Material von der Oberfläche der Probe abgetragen wird, Abscheideprozesse, bei denen lokal ein Material auf die Oberfläche der Probe aufgetragen wird, und/oder ähnliche lokal aktivierte Vorgänge, wie das Ausbilden einer Passivierungsschicht oder ein Kompaktieren einer Schicht.
Bei dem Teilchenstrahl handelt es sich um geladene Teilchen, wie beispielsweise Ionen, Elektronen oder Positronen. Die Bereitstellungseinheit ist beispielsweise eine Elektronensäule, die einen Elektronenstrahl mit einer Energie in einem Bereich von 10 eV - 10 keV und einen Strom in einem Bereich von 1 µA - 1 pA bereitstellen kann. Es kann sich aber auch um eine Ionenquelle handeln, die einen Ionenstrahlstrahl bereitstellt. Der Teilchenstrahl wird vorzugsweise auf die Probenoberfläche fokussiert, wobei beispielsweise ein Einstrahlungsbereich mit einem Durchmesser im Bereich von 1 nm - 100 nm erreicht wird. Der Teilchenstrahl aus geladenen Teilchen lässt sich mittels elektrischer und magnetischer Felder beeinflussen, also beispielsweise beschleunigen, lenken, formen und/oder fokussieren. Hierzu kann die Bereitstellungseinheit eine Anzahl an Elementen aufweisen, die zum Erzeugen eines entsprechenden elektrischen und/oder magnetischen Feldes eingerichtet sind. Diese Elemente sind insbesondere zwischen der Strahlerzeugungseinheit und dem Abschirmelement angeordnet.
Das Abschirmelement erfüllt die Aufgabe, das elektrische Feld der Ladungen, die sich auf der Probe angesammelt haben, abzuschirmen, also räumlich zu begrenzen, insbesondere auf einen möglichst kleinen Spalt zwischen dem Abschirmelement und der Probe. Hierzu weist das Abschirmelement ein elektrisch leitfähiges Material auf. Das Abschirmelement umfasst beispielsweise ein Edelmetall. Beispielsweise umfasst das Abschirmelement wenigstens ein Element aus der Liste umfassend Gold, Nickel, Palladium, Platin, Iridium. In Ausführungsformen ist das Abschirmelement aus Gold gebildet. Beispielsweise ist das Abschirmelement geerdet, sodass Ladungen, die auf das Abschirmelement fallen, abgeleitet werden. Durch das Abschirmelement ist in einem Raumbereich oberhalb des Abschirmelements, von wo der Teilchenstrahl kommt, ein elektrisches Feld von auf der Probe befindlichen Ladungen effektiv abgeschirmt.
Das Abschirmelement selbst kann flächig ausgebildet sein, wobei bevorzugt die Fläche eine dreidimensionale Form bildet, deren Oberfläche einen konvexen Abschnitt in Richtung eines Probentischs zum Halten der Probe hin aufweist. Der konvexe Abschnitt bildet vorzugsweise den nächstliegenden Abschnitt zu dem Probentisch, das heißt, der Abstand des Probentischs oder der Probe zu dem Abschirmelement ist im Bereich des konvexen Abschnitts am geringsten. Der konvexe Abschnitt erstreckt sich beispielsweise über eine Distanz von wenigstens 100 µm, vorzugsweise wenigstens 250 µm, bevorzugt wenigstens 500 µm, in Richtung zu dem Probentisch hin. Vorzugsweise beträgt ein Unterschied zwischen dem Abstand des nächstliegenden Punktes des Abschirmelements zu dem Probentisch und dem Abstand des entferntesten Punktes des Abschirmelements zu dem Probentisch wenigstens 100 µm, vorzugsweise wenigstens 250 µm, bevorzugt wenigstens 500 µm. In dem konvexen Abschnitt kann das Abschirmelement die Durchtrittsöffnung aufweisen, durch die der Teilchenstrahl tritt und auf die Probe einstrahlt. Das Abschirmelement kann eine Öffnung der Bereitstellungseinheit, durch welche der Teilchenstrahls auf eine Bearbeitungsposition auf der Probe geführt wird, verschließend angeordnet sein und/oder bildet das dem Probentisch in Strahlrichtung nächstgelegene Bauteil der Bereitstellungseinheit.
Beispielsweise weist das Abschirmelement, insbesondere dessen konvexer Abschnitt, während einer Analyse oder Bearbeitung der Probe mit dem Teilchenstrahl einen Abstand zu der Probe von höchstens 100 µm, vorzugsweise höchstens 50 µm, bevorzugt höchstens 25 µm, weiter bevorzugt höchstens 10 µm, auf. Je kleiner der Abstand ist, umso weniger kann ein elektrisches Störfeld den Teilchenstrahl beeinflussen.
Somit kann der Teilchenstrahl genau kontrolliert werden und unterliegt weniger stark zufälligen und/oder nicht kontrollierbaren Störeinflüssen. Es ist damit eine hohe Auflösung möglich, sowohl bei einer Bilderfassung, wie in einem Rasterelektronenmikroskop, als auch bei Bearbeitungsverfahren, die mit dem Teilchenstrahl durchgeführt werden, wie Teilchenstrahl-induzierten Ätz- oder Abscheidevorgängen, Ionenimplantation, und/oder weitere strukturverändernde Vorgänge.
Das Abschirmelement weist beispielsweise eine Länge und Breite in einem Bereich zwischen 1 mm - 50 mm auf. Eine Materialstärke des Abschirmelements liegt beispielsweise in einem Bereich zwischen 1 µm - 100 µm, bevorzugt 5 µm - 15 µm. Die Durchtrittsöffnung weist beispielsweise eine Querschnittsfläche in einem Bereich zwischen 100 µm² - 2500 µm², vorzugweise zwischen 400 µm² - 1600 µm², weiter bevorzugt zwischen 750 µm² - 1400 µm², auf. Die Durchtrittsöffnung weist beispielsweise einen Durchmesser in einem Bereich zwischen 10 µm - 50 µm, bevorzugt zwischen 20 µm - 40 µm, weiter bevorzugt zwischen 25 µm - 35 µm, auf. Der Durchmesser bezieht sich beispielsweise auf den Abstand zweier gegenüberliegend angeordneter Punkte der Durchtrittsöffnung.
Als Erfassungseinheit kommt jede Art von Sensor in Betracht. Insbesondere handelt es sich um ein Elektronenmikroskop, wie nachstehend erläutert. Alternativ kann der Sensor ein optischer, induktiver oder kapazitiver Sensor sein. Bevorzugt erfasst die Erfassungseinheit sowohl die Ist-Position vor dem Verstellen wie auch die neue Ist-Position nach dem Verstellen (was der Soll-Position oder einer Zwischen-Position zwischen Ist- und Sollposition des Abschirmelements entspricht). Die Erfassungseinheit kann dazu eingerichtet sein, die jeweilige Ist-Position des Abschirmelements mit einer Abtastrate von bspw. größer 1, größer 10 oder größer 100 Hz abzutasten. Die Ist- und/oder Soll-Position können jeweils in Bezug auf eine optische Achse der Bereitstellungseinheit erfasst werden.
Die Verstelleinheit kann ein oder mehrere Motoren oder Aktoren aufweisen. Die Motoren können Elektromotoren sein, die Aktoren elektromagnetische Aktoren.
Insbesondere kann eine Regelung derart vorgesehen sein, dass die Verstelleinheit das Abschirmelement in Abhängigkeit von der Ist-Position des Abschirmelements (ggf. zu einem jeweiligen Abtastzeitpunkt) verstellt.
Ferner kann die Vorrichtung eine Gaszuführung aufweisen, die zum Zuführen eines Prozessgases in einen Spalt eingerichtet ist, wobei der Spalt von der auf dem Probentisch angeordneten Probe und dem Abschirmelement gebildet ist. Über den Spalt strömt das Prozessgas zu der Bearbeitungsposition auf der Probe. Die Bereitstellungseinheit weist beispielsweise eine die Öffnung für den Teilchenstrahl umfassende Spülplatte auf. Die Gaszuführung erfolgt beispielsweise durch die Spülplatte hindurch.
Als Prozessgase, die zur Abscheidung von Material oder zum Aufwachsen von erhabenen Strukturen im Zusammenwirken mit dem Teilchenstrahl geeignet sind, kommen insbesondere Alkylverbindungen von Hauptgruppenelementen, Metallen oder Übergangselementen in Betracht. Beispiele hierfür sind Cyclopentadienyl-Trimethyl-Platin CpPtMe3 (Me = CH4), Methylcyclopentadienyl-Trimethyl-Platin MeCpPtMe3, Tetramethylzinn SnMe4, Trimethylgallium Ga-Me3, Ferrocen Cp2Fe, bis-Aryl-Chrom Ar2Cr, und/oder Carbonyl-Verbindungen von Hauptgruppenelementen, Metallen oder Übergangselementen, wie beispielsweise Chrom-Hexacarbonyl Cr(CO)6, Molybdän-Hexacarbonyl Mo(CO)6, Wolfram-Hexacarbonyl W(CO)6, Dicobalt-Octacarbonyl Co2(CO)8, Triruthenium-Dodecacarbonyl Ru3(CO)12, Eisen-Pentacarbonyl Fe(CO)5, und/oder Alkoxydverbindungen von Hauptgruppen-elementen, Metallen oder Übergangselementen, wie beispielsweise Tetraethylorthosilicat Si(OC2H5)4, Tetraisopropoxytitan Ti(OC3H7)4, und/oder Halogenidverbindungen von Hauptgruppenelementen, Metallen oder Übergangselementen, wie beispielsweise Wolfram-Hexafluorid WF6, Wolfram-Hexachlorid WC16, Titan-Tetrachlorid TiC14, BorTrifluorid BF3, Silicium-Tetrachlorid SiCl4, und/oder Komplexe mit Hauptgruppenelementen, Metallen oder Übergangselementen, wie beispielsweise Kupferbis-Hexa-Fluoroacetylacetonat Cu(C5F6HO2)2, Dimethyl-Gold-Trifluoro-Acetylacetonat Me2Au(C5F3H4O2), und/oder organische Verbindungen wie Kohlenstoffmonoxid CO, Kohlenstoffdioxid CO2, aliphatische und/oder aromatische Kohlenwasserstoffe, und dergleichen mehr.
Als Prozessgase, die zum Ätzen von Material im Zusammenwirken mit dem Teilchenstrahl geeignet sind, kommen beispielsweise in Betracht: Xenondifluorid XeF2, Xenondichlorid XeCl2, Xenontetrachlorid XeCl4, Wasserdampf H2O, schweres Wasser D2O, Sauerstoff O2, Ozon O3, Ammoniak NH3, Nitrosylchlorid NOCl und/oder eine der folgenden Halogenidverbindungen: XNO, XONO2, X2O, XO2, X2O2, X2O4, X2O6, wobei X ein Halogenid ist. Weitere Prozessgase zum Ätzen von Material sind in der US-Patentanmeldung der Anmelderin mit der Nr. 13/0 103 281 angegeben.
Zusatzgase, die beispielsweise in Anteilen dem Prozessgas beigemischt werden können, um den Bearbeitungsprozess besser zu kontrollieren, umfassen beispielsweise oxidierende Gase wie Wasserstoffperoxid H2O2, Distickstoffoxid N2O, Stickstoffoxid NO, Stickstoffdioxid NO2, Salpetersäure HNO3 und weitere sauerstoffhaltige Gase, und/oder Halogenide wie Chlor Cl2, Chlorwasserstoff HCl, Fluorwasserstoff HF, Iod 12, Iodwasserstoff HI, Brom Br2, Bromwasserstoff HBr, Phosphortrichlorid PCl3, Phosphorpentachlorid PCl5, Phosphortrifluorid PF3 und weitere halogenhaltige Gase, und/oder reduzierende Gase, wie Wasserstoff H2, Ammoniak NH3, Methan CH4 und weitere wasserstoffhaltige Gase. Diese Zusatzgase können beispielsweise für Ätzprozesse, als Puffergase, als Passivierungsmittel und dergleichen mehr Verwendung finden.
In Ausführungsformen wird durch das Verstellen des Abschirmelements und/oder des später noch näher erläuterten Halters die Zufuhr von Prozessgas in Bezug zur Bearbeitungsstelle verändert.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Vorrichtung ein Vakuumgehäuse zur Bereitstellung eines Vakuums innerhalb desselben auf, wobei zumindest das Abschirmelement und die Verstelleinheit in dem Vakuumgehäuse angeordnet sind.
Dadurch wird eine einfache Lösung bereitgestellt, bei der das Vakuum für das Verstellen der Position des Abschirmelements nicht gebrochen zu werden braucht. Der Restgasdruck in dem Vakuumgehäuse beträgt bei anliegendem Vakuum - insbesondere ohne die Anwesenheit von Prozessgasen - vorzugsweise zwischen 2×10^-07 und 4×10^-07 mbar, bevorzugt 3×10^-07 mbar.
Die Vorrichtung umfasst bevorzugt einen Probentisch zum Halten der Probe. Vorzugsweise ist der Probentisch in dem Vakuumgehäuse angeordnet. Die Vorrichtung weist beispielsweise eine Positioniereinheit zum Positionieren des Probentischs in Bezug auf die Bereitstellungseinheit auf. Die Positioniereinheit kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, den Probentisch entlang von drei Raumachsen zu verschieben. Zusätzlich kann die Positioniereinheit dazu eingerichtet sein, den Probentisch um wenigstens eine dieser Achsen zu drehen, vorzugsweise um wenigsten zwei dieser Achsen. Der Probentisch ist vorzugsweise schwingungsentkoppelt und/oder aktiv gedämpft von einer Haltestruktur gehalten.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Erfassungseinheit ein Elektronenmikroskop, insbesondere Rasterelektronenmikroskop, auf.
Dadurch kann die Position des Abschirmelements, insbesondere die Position der Durchtrittsöffnung, genau erfasst werden. Vorteilhaft wird die für die Analyse und/oder das Bearbeiten der Probe vorgesehene Vorrichtung gleichzeitig auch als Erfassungseinheit zur Erfassung der Position des Abschirmelements genutzt.
Gemäß einer Ausführungsform ist eine Befestigungseinrichtung zur reibschlüssigen Befestigung des Abschirmelements vorgesehen, wobei die Verstelleinheit dazu eingerichtet ist, das Abschirmelement aus seiner Ist-Position in seine Soll-Position unter Überwindung des Reibschlusses zu bewegen.
Die Befestigungseinrichtung kann an der Bereitstelleinheit, insbesondere an einem unteren Ende derselben, vorgesehen sein. Die Befestigungseinrichtung kann einteilig oder einstückig (d.h. integral) mit der Bereitstelleinheit ausgebildet sein. Zur Überwindung des Reibschlusses muss eine vordefinierte Kraft aufgewendet werden. Insbesondere kann die Befestigungseinrichtung ein oder mehrere Klemmen aufweisen, mittels derer das Abschirmelement oder ein Halter, der das Abschirmelement hält, gegen eine Reibfläche (vorliegend auch „Gegenhalterfläche“) geklemmt wird. Die Klemmkraft führt zu einer Reibkraft senkrecht dazu, welche einem Verschieben des Abschirmelements bzw. von dessen Halter entlang der Reibfläche entgegenwirkt. Die Reibfläche kann eine Stirnfläche der Bereitstelleinheit sein, die insbesondere zu dem Probentisch und/oder nach unten weist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Verstelleinheit mit dem Abschirmelement in Wirkverbindung bringbar.
Die Wirkverbindung kann dergestalt sein, dass die Verstelleinheit mittelbar oder unmittelbar auf das Abschirmelement einwirkt. Sie kann ferner dauerhaft oder lösbar ausgestaltet sein. Die Wirkverbindung kann insbesondere mechanisch und/oder elektromagnetisch vorgesehen sein. Insbesondere kann die Verstelleinheit kann zum Zweck des Verstellens mit dem Abschirmelement oder einem Halter, der das Abschirmelement hält, lösbar verbunden bzw. verbindbar sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung ein Eingriffselement und ein Aufnahmeelement auf, welche zur Bereitstellung der Wirkverbindung miteinander in Eingriff lösbar bringbar sind, wobei die Verstelleinheit das eine von dem Eingriffselement und dem Aufnahmeelement und das Abschirmelement oder ein Halter, welcher das Abschirmelement hält, das jeweils andere von dem Eingriffselement und dem Aufnahmeelement aufweist.
Das Eingriffselement und das Aufnahmeelement bilden einen lösbar verbindbaren Formschluss. Dadurch kann die Wirkverbindung besonders einfach hergestellt werden. Der Formschluss wird bevorzugt dadurch hergestellt, dass das Eingriffselement in Hochrichtung in das Aufnahmeelement bewegt wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Eingriffselement als Stift und/oder das Aufnahmeelement als Loch, insbesondere als Loch in dem Abschirmelement oder dem Halter, ausgebildet.
Insbesondere wird der Stift entlang seiner Längsachse bewegt, um in das Loch formschlüssig einzugreifen. Der Stift kann eine kreiszylindrische Außenkontur aufweisen, wobei das Loch eine korrespondierende kreisförmige Innenkontur aufweisen kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung ein Kraftübertragungselement zur Bereitstellung der Wirkverbindung zwischen der Verstelleinheit und dem Abschirmelement auf, wobei eine mechanische Stabilität des Kraftübertragungselements derart gewählt ist, dass eine Kraftübertragung entlang der Wirkverbindung auf ein vordefiniertes Maß begrenzt ist, wobei das Kraftübertragungselement insbesondere eine Sollbruchstelle aufweist und/oder das Eingriffselement das Kraftübertragungselement ausbildet.
Dadurch kann gewährleistet werden, dass die Verstelleinheit das Abschirmelement innerhalb eines vordefinierten Spielraums verschieben kann, andererseits, wenn die Grenzen dieses Spielraums (der insbesondere durch Anschläge vorgegeben ist) erreicht ist und damit eine Beschädigung anderer Teile der Vorrichtung droht, eine Kraftausübung auf diese anderen Teile begrenzt ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine weitere Erfassungseinrichtung vorgesehen, welche dazu eingerichtet ist, eine Position des Eingriffselements in Bezug auf das Aufnahmeelement zu erfassen.
Dadurch kann das Ineingriffbringen kontrolliert erfolgen, wodurch dieser Prozess schneller und/oder ohne eine potenzielle Beschädigung anderer Teile der Vorrichtung erfolgen kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die weitere Erfassungseinrichtung eine Kamera auf und/oder nimmt ein Bild mithilfe eines Umlenkspiegels auf.
Dadurch kann das Eingriffselement besonders einfach beobachtet werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ragt das Eingriffselement aus dem Umlenkspiegel heraus. Alternativ könnte auch das Aufnahmeelement in den Umlenkspiegel eingeformt sein oder diesen durchdringen.
Dadurch kann das Eingriffselement besonders einfach in das Aufnahmeelement eingeführt werden, weil mittels des Umlenkspiegels die Außenkontur des Eingriffselements und die Innenkontur des Aufnahmeelements beobachtet werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Verstelleinheit einen Probentisch zum Halten der Probe und/oder eine Probe auf.
Vorteilhaft wird der von Haus aus vorgesehene Probentisch gleichzeitig als Verstelleinheit genutzt, d.h., der Probentisch wirkt auf das Abschirmelement unmittelbar oder mittelbar ein. Ggf. kann auch eine spezielle Probe (sog. Service-Probe) genutzt werden, die mittels des Probentischs bewegt wird, wobei die Probe auf das Abschirmelement unmittelbar oder mittelbar einwirkt. Insbesondere ist das Eingriffselement oder das Aufnahmeelement an dem Probentisch oder der Probe fest vorgesehen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Verstelleinheit dazu eingerichtet, das Abschirmelement in einer Richtung quer zur optischen Achse der Bereitstellungseinheit zu verschieben.
Grundsätzlich kann das Verstellen der Ist-Position in die Soll-Position ein Positionieren des Abschirmelements in bis zu sechs Freiheitsgraden (drei rotatorische und drei translatorische) umfassen. Bevorzugt ist jedoch lediglich ein mechanisch einfach umsetzbares Verschieben des Abschirmelements quer zur optischen Achse der Bereitstellungseinheit vorgesehen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Spülplatte zur Bereitstellung von Prozessgasen vorgesehen, wobei das Abschirmelement in seiner Ist- und Soll-Position jeweils an der Spülplatte lösbar befestigt ist.
Insbesondere kann die Spülplatte die Befestigungseinrichtung zur lösbaren Befestigung des Abschirmelements oder von dessen Halter aufweisen.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Verfahren zum Einstellen einer Position eines Abschirmelements in einer Vorrichtung zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe mit einem Teilchenstrahl bereitgestellt. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf

a) Montieren des Abschirmelements in einem Vakuumgehäuse der Vorrichtung;
b) Herstellen des Vakuums in dem Vakuumgehäuse;
c) Erfassen einer Ist-Position des Abschirmelements; und
d) Verstellen des Abschirmelements aus der Ist-Position in eine Soll-Position bei anliegendem Vakuum.

Vorteilhaft wird das Vakuum nicht gebrochen, während die Schritte c) und d) erfolgen. Dadurch reduziert sich der Justageaufwand erheblich. Bei der Vorrichtung kann es sich insbesondere um die Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt handeln. Die Schritte müssen nicht in der durch a) -d) angegeben Reihenfolge ablaufen. Beispielsweise kann Schritt c) vor Schritt b) erfolgen.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.

1 zeigt eine schematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe mit einem Teilchenstrahl;
2 zeigt einen Ausschnitt einer schematischen Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe mit einem Teilchenstrahl;
3 zeigt in einer Draufsicht ein Ausführungsbeispiel eines Abschirmelements;
4 zeigt perspektivisch mehrere Komponenten eines dritten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe mit einem Teilchenstrahl;
5 zeigt die Komponenten aus 4 in einem in der Vorrichtung verbauten Zustand.
6 zeigt die Vorrichtung aus 5 samt einer Kamera, die auf einen Umlenkspiegel gerichtet ist, zur Illustration einer weiteren Ausführungsform;
7a) und 7b) zeigen beispielhaft unterschiedliche Positionen des Abschirmelements bei der Vorrichtung aus 5; und
8 zeigt in einem Flussdiagramm mehrere Verfahrensschritte gemäß einer Ausführungsform.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist. Ferner sollte beachtet werden, dass die Darstellungen in den Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sind.
1 zeigt eine schematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 100 zum Analysieren und Bearbeiten einer Probe 10. Die Vorrichtung 100 weist ein Vakuumgehäuse 102 auf, dessen Innenraum von einer Vakuum-Pumpe 104 auf einem bestimmten Vakuum gehalten wird.
Die Vorrichtung 100 ist insbesondere zum Analysieren und Bearbeiten von Proben 10, insbesondere in Form von Lithographiemasken, eingerichtet. Beispielsweise handelt es sich bei der Vorrichtung um ein Verifikations- und/oder Reparaturwerkzeug für Lithographiemasken, insbesondere für Lithographiemasken für die EUV (engl.: extreme ultra-violet) oder DUV (engl.: deep ultra-violet) Lithographie. Eine zu analysierende oder zu bearbeitende Probe 10 wird hierbei auf einem Probentisch 11 in dem Vakuumgehäuse 102 gelagert. Der Probentisch 11 der Vorrichtung 100 ist insbesondere dazu eingerichtet, die Position der Probe 10 in drei Raumrichtungen und in drei Drehachsen auf wenige Nanometer genau einzustellen.
Die Vorrichtung 100 weist ferner eine Bereitstellungseinheit 106 in Form einer Elektronensäule auf. Diese umfasst eine Elektronenquelle 108 zum Bereitstellen eines Elektronenstrahls 110 (Teilchenstrahl) und ein Elektronenmikroskop 112, das die von der Probe 10 zurückgestreuten Elektronen erfasst. Anstelle des Elektronenstrahls 110 könnte auch ein Ionenstrahl bereitgestellt werden. Es kann auch ein weiterer Detektor für Sekundärelektronen vorgesehen sein (nicht dargestellt). Die Elektronensäule 106 weist bevorzugt ein eigenes Vakuumgehäuse 113 innerhalb des Vakuumgehäuses 102 auf. Das Vakuumgehäuse 113 ist beispielsweise auf einen Restgasdruck von 10^-7 mBar - 10^-8 mbar evakuiert. In diesem Vakuum verläuft der Elektronenstrahl 110 von der Elektronenquelle 108, bis er aus dem Vakuumgehäuse 113 an dessen Unterseite austritt und sodann auf die Probe 10 fällt.
Die Elektronensäule 106 kann in Zusammenwirkung mit zugeführten Prozessgasen, die von einer Gas-Bereitstellungseinheit 114 von außen über eine Gasleitung 116 in den Bereich eines Fokuspunkts des Elektronenstrahls 110 auf der Probe 10 zugeführt werden, Elektronstrahl-induzierte Bearbeitungsprozesse (EBIP: electron-beam induced processing) durchführen. Dies umfasst insbesondere ein Abscheiden von Material auf und/oder ein Ätzen von Material der Probe 10. Die Vorrichtung 100 verfügt ferner über einen Steuerrechner 118, welcher die Elektronensäule 106, den Probentisch 11 und/oder die Gas-Bereitstellungseinheit 114 geeignet ansteuert.
2 zeigt einen Ausschnitt einer schematischen Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 100 zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe 10 mit einem Teilchenstrahl 110. Soweit nachfolgend nichts anderes beschrieben ist, kann die Vorrichtung 100 der 2 die gleichen Merkmale wie die Vorrichtung 100 der 1 aufweisen.
An der Unterseite des Vakuumgehäuses 113 ist eine Öffnung 200 für den Elektronenstrahl 110 angeordnet. Die Öffnung 200 wird von einem Abschirmelement 202 teilweise oder vollständig verschlossen. Das Abschirmelement 202 ist flächig ausgebildet und weist ein elektrisch leitfähiges Material, insbesondere Gold, auf. Das Abschirmelement 202 kann einen bezüglich des Probentischs 11 konvexen Abschnitt 204 aufweisen. Der konvexe Abschnitt 204 wölbt sich in Richtung des Probentischs 11. Der konvexe Abschnitt 204 (oder, falls ein solcher nicht vorhanden ist, - allgemein das Abschirmelement 202) weist eine Durchtrittsöffnung 206 für einen Durchtritt des Elektronenstrahls 110 auf. Der Abstand des Abschirmelements 202 von dem Probentisch 11 ist vorzugsweise im Bereich der Durchtrittsöffnung 206 am geringsten. Der Abstand der Durchtrittsöffnung 206 von der Probe 10 beträgt im Betrieb (Analyse/Bearbeiten der Probe 10) der Vorrichtung 100 vorzugsweise zwischen 1 µm - 100 µm, bevorzugt zwischen 5 µm - 30 µm und weiter bevorzugt 10 µm.
Das Abschirmelement 202 ist dazu eingerichtet, ein elektrisches Feld E abzuschirmen. Um dies zu verdeutlichen, sind in der 2 beispielhaft Ladungen Q dargestellt, die das elektrische Feld E erzeugen. Die Ladungen Q sind unterhalb des Abschirmelements 202 dargestellt, in einem Bereich, wo sich beim Verwenden der Vorrichtung 100 ein Bearbeitungsbereich 208 der Probe 10 befindet. Insbesondere bei Proben 10, die elektrisch nicht oder nur wenig leitend sind (zumindest abschnittsweise), kommt es bei einer Einstrahlung des Elektronenstrahls 110 auf die Probe 10 zu einer Aufladung der Probe 10 und damit zur Ausbildung des elektrischen Feldes E. In der 1 sind beispielhaft negative Ladungen Q, die durch Einstrahlen des Elektronenstrahls 110 entstehen, gezeigt.
Durch die Abschirmung des elektrischen Feldes E wird einerseits eine erhöhte Genauigkeit bezüglich eines Auftreffpunktes sowie einer Fokusposition des Elektronenstrahls 110 auf der Probe 10 erreicht, was eine Auflösung und eine Prozesskontrolle verbessert. Andererseits wird eine Flugbahn von Rückstreuelektronen sowie Sekundärelektronen, die entgegen dem Elektronenstrahl 110 in Richtung der Elektronenquelle 108 fliegen, weniger stark beeinflusst, was ebenfalls die Auflösung und die Prozesskontrolle und zusätzlich eine Empfindlichkeit verbessert.
Die Bereitstellungseinheit 106 weist in diesem Beispiel eine Gaszuführung 210 auf, die zum Zuführen eines Prozessgases PG in einen Spalt 212 zwischen dem Abschirmelement 202 und der Probe 10 eingerichtet ist. Das Prozessgas PG strömt entlang des Spalts 212 und erreicht so die Bearbeitungsposition 208 auf der Probe 200. Mit der Gaszuführung 210 ist damit einerseits eine ausreichende Versorgung der Bearbeitungsposition 202 mit Prozessgas PG sichergestellt, andererseits ist ein Volumenstrom des Prozessgases PG durch die Durchtrittsöffnung 206 in die Bereitstellungseinheit 106 hinein vergleichsweise gering, insbesondere geringer, als wenn das Prozessgas PG durch die Durchtrittsöffnung 206 von oben her zu der Bearbeitungsposition 208 geführt würde.
3 zeigt ein Beispiel eines Abschirmelements 202 mit einer Mehrzahl an Durchtrittsöffnungen 206 auf, von denen zur besseren Übersicht nur eine mit einem Bezugszeichen gekennzeichnet ist. Die Durchtrittsöffnungen 206 weisen hier alle eine hexagonale Geometrie auf. In diesem Beispiel befinden sich ebenfalls mehrere Durchtrittsöffnungen 206 in dem konvexen Abschnitt 204, zumindest jeweils teilweise.
4 zeigt perspektivisch mehrere Komponenten eines dritten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 100 zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe 10 mit einem Teilchenstrahl 110. 5 zeigt die Komponenten in einem in der Vorrichtung 100 verbauten Zustand. 6 zeigt die Vorrichtung 100 aus 5 samt einer Kamera. Soweit nachfolgend nichts anderes beschrieben ist, kann die Vorrichtung 100 der 4 bis 6 die gleichen Merkmale wie die Vorrichtung 100 der 1 und 2 aufweisen. Das Abschirmelement 202 kann wie in 3 ausgebildet sein.
Das Abschirmelement 202 der 4 ist mittels eines Halters 300 gehalten. Dazu kann das Abschirmelement 202 an dem Halter 300, insbesondere an einem nur verdeckt dargestellten Ring 302 desselben, befestigt sein. Als Befestigung kommt beispielsweise ein Schweißen, Löten oder Kleben in Betracht. Alternativ kann das Abschirmelement 202 in den Halter 300 integriert sein, also insbesondere einstückig mit diesem gebildet sein.
Der Halter 300 weist gemäß dem Ausführungsbeispiel die Öffnung 200 (verdeckt gezeigt, weil hinter dem Abschirmelement 202) auf, welche von dem Abschirmelement 202 verschlossen wird. Die Öffnung 200 kann insbesondere innerhalb des Rings 302 ausgebildet sein.
Der Halter 300 kann ferner die Gaszuführung 210 aufweisen, insbesondere in Form von Öffnungen oder Löchern 304. Im Beispiel sind vier Löcher 304 vorgesehen, wobei deren Anzahl insbesondere zwischen 2 und 6 variieren kann. Über die Löcher 304 wird das Prozessgas PG zu der Bearbeitungsstelle 208 (siehe 2) zugeführt (vgl. 2). Die Löcher 304 können dadurch gebildet sein, dass Stege 306 den Ring 302 mit einem Abschnitt 308 des Halters 300 verbinden. Der Halter 300 kann aus Metall, einer Legierung oder Kunststoff gefertigt sein.
Der Halter 300 ist mithilfe von ein oder mehreren Klemmen 310 - hier sind zwei solcher Klemmen 310 vorgesehen - reibschlüssig geklemmt. Die Klemmkräfte können insbesondere auf den Abschnitt 308 wirken. Beispielsweise können die Klemmen 310 Arme 312 aufweisen, welche auf den Halter 300 bzw. den Abschnitt 308 wirken. Als Gegenhalterfläche 314 zur Erzeugung der Klemmwirkung zusammen mit den Klemmen 310 bzw. deren Armen 312 kann - ganz allgemein - ein Abschnitt der Elektronensäule 106 dienen. Insbesondere dient als Gegenhalterfläche 314 eine Unterseite des Vakuumgehäuses 113. Im Ausführungsbeispiel weist eine an oder im Bereich der Unterseite des Vakuumgehäuses 113 befestigte Platte, insbesondere eine Spülplatte 316, die Gegenhalterfläche 314 auf. Die Spülplatte 316 weist Anschlüsse 500 (beispielhaft ist ein solcher Anschluss gezeigt) für das Prozessgas PG auf, welche auch in 5 gezeigt sind, die die Spülplatte 316 vereinfacht darstellt. Die Anschlüsse 500 sind via in der Spülplatte 316 ausgebildeten Kanälen 210 (siehe 2) dazu eingerichtet, das Prozessgas PG ggf. durch die Löcher 304 hindurch dem Bearbeitungsbereich 208 zuzuführen.
Alternativ oder zusätzlich kann die Spülplatte 316 (bzw. Platte) eine daran befestigte oder darin integrierte Strahlablenkeinrichtung 216 (siehe 2) aufweisen. Mithilfe der Strahlablenkeinrichtung 216 wird der Elektronenstrahl 110 ausgelenkt zwecks Bearbeitung des Bearbeitungsbereichs 208. Die Strahlablenkungseinrichtung 216 weist mehrere beispielsweise zwischen vier und sechzehn, bevorzugt sechs bis zehn, insbesondere acht (daher wird die Strahlablenkungseinrichtung 216 auch als Oktopol bezeichnet) Spulen oder Elektromagnete (jeweils nicht gezeigt, weil verdeckt) auf, welche um eine optische Achse 214 der Elektronensäule 106 herum angeordnet sind. Stromanschlüsse 318, von denen beispielhaft einer in 4 gezeigt ist, versorgen die Elektromagnete mit Strom.
Der Halter 300 samt Abschirmelement 202 ist zwischen einer Ist-Position und einer Soll-Position verstellbar, d.h. beweglich, vorgesehen. 4 zeigt dabei die Ist-Position. Die Ist-Position wird von einer Erfassungseinheit erfasst, die gemäß dem Ausführungsbeispiel von dem Elektronenmikroskop 112 gebildet wird, das insbesondere ein Rasterelektronenmikroskop ist. Dieses erfasst die von dem Abschirmelement 202 rückgestreuten Elektronen. Ein entsprechendes Erfassungsbild ist in 7a) gezeigt, wobei 206 die Durchtrittsöffnung bezeichnet, welche gegenüber der optischen Achse 214 der Elektronensäule 106 positioniert werden soll. Die optische Achse 214 ist in den 1 und 2 kollinear mit dem Elektronenstrahl 110 gezeigt. Die optische Achse 214 erstreckt sich mithin in vertikaler Richtung und schneidet einen Mittelpunkt der Öffnung 200.
Grundsätzlich ist eine Positionierung des Halters 300 bzw. des Abschirmelements 202 in allen 6 Freiheitsgraden denkbar. Gemäß dem Ausführungsbeispiel erfolgt die Positionierung lediglich in einer Ebene senkrecht zur optischen Achse 214, also hier in waagrechter Richtung (x-y-Ebene in 4). Hierbei dient die Gegenhalterfläche 314 als Gleit- bzw. Lagerfläche, die eine Verschiebung des Halters 300 in der waagrechten Richtung führt. Für die Schiebebewegung ist ein Überwinden der zwischen dem Halter 300 und der Gegenhalterfläche 314 wirkenden Reibkraft erforderlich. Die Reibkraft kann mithilfe von Schrauben 320 eingestellt werden, die die Klemmen 310 an der Gegenhalterfläche 314 halten. Die Gegenhalterfläche 314 kann, wie gezeigt, in die Spülplatte 316 eingelassen sein, sodass sich ein Rand 322 ergibt. Der Rand 322 begrenzt in der x-y-Ebene die Verschiebebewegung des Halters 300, bildet also für diesen einen Endstopp. An dem Halter 300 ist ein Aufnahmeelement in Form eines Lochs 324 in einer an dem Halter 300 einstückig angeformten Lasche 326 vorgesehen. Die Lochebene ist ebenfalls in der x-y-Ebene angeordnet.
Das Verstellen des Halters 300 samt Abschirmelement 202 erfolgt mithilfe einer in den 6 (teilweise auch in 5) gezeigten Verstelleinheit 600. Die Verstelleinheit 600 umfasst gemäß dem Ausführungsbeispiel den Probentisch 11, an dem ein Eingriffselement 602 befestigt ist, das hier insbesondere als Stift ausgebildet ist, der vertikal nach oben ragt. Der Stift 602 könnte alternativ auch an einer speziell für diesen Zweck bereitgestellten Probe 10 (sog. Service-Probe) angebracht sein, die auf dem Probentisch 11 temporär (nämlich nur für die Dauer des Verstellens) angeordnet wird.
In dem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Stift 602 aus einem Umlenkspiegel 502 (siehe 5) herausragt. Der Umlenkspiegel 502 ist schräg zur optischen Achse 214 angeordnet. Dazu kann dieser beispielsweise auf an einem Keil oder prismatisch geformten Block 504 ausgebildet sein. Der Block 504 ist wiederum auf dem Probentisch 11 oder der Probe 10 befestigt.
Wie in 6 gezeigt, ist in waagrechter Richtung außerhalb des Zwischenraums 604 zwischen dem Probentisch 11 und der Elektronensäule 106 eine weitere Erfassungseinrichtung 606 in Form einer Kamera angeordnet. Mittels der Kamera 606 und des Umlenkspiegels 502 kann die Position des Stifts 602 relativ zu dem Loch 324 an der Lasche 324 des Halters 300 beobachtet werden, wie durch einen Pfeil in 6 angedeutet. Der Probentisch 11 wird sodann beispielsweise mithilfe des Steuerrechners 118 (siehe 1) geeignet angesteuert, um den Stift 602 in das Loch 324 in vertikaler Richtung einzuführen. Hiernach wird der Stift 602 mittels des Probentischs 11 in horizontaler Ebene verschoben, was gleichzeitig zu einer Bewegung des Halters 300 samt dem Abschirmelement 202 führt, sobald ein vorbestimmter Reibkraftwert überschritten wird. Dadurch wird der Halter 300 und damit das Abschirmelement 202 verschoben und die Durchtrittsöffnung 206 in dem Abschirmelement 202 an die in die in 7b) gezeigte Soll-Position verbracht.
Zur Vermeidung von Schäden innerhalb der Vorrichtung 100, insbesondere am Halter 300 oder Abschirmelement 202, mittels des Stifts 602, beispielsweise bei unsachgemäßer Bewegung desselben, kann dieser mit einer Sollbruchstelle 506 (siehe 5) vorgesehen sein. An dieser bricht der Stift 602 ab, wenn er, insbesondere seine freie Spitze, mit einer Kraft beaufschlagt wird, die eine vordefinierte Kraftgrenze überschreitet. Insbesondere ist dies der Fall, wenn der Halter 300 mittels des Stifts 602 gegen den Rand 322 (siehe 3) gedrückt wird und die aufgewendete Kraft die vordefinierte Kraftgrenze übersteigt.
8 zeigt in einem Flussdiagramm mehrere Verfahrensschritte gemäß einer Ausführungsform.
Zunächst wird bei der Neuherstellung der Vorrichtung 1 bzw. bei einem Austausch des Abschirmelements 202 (ggf. samt Halter 300) ein neues Abschirmelement 202 an der Gegenhalterfläche 314 montiert (Schritt S1 in 8). Dies geschieht mithilfe der Klemmen 310 und Festziehen der Schrauben 320. Zu diesem Zeitpunkt ist das Vakuumgehäuse 102 geöffnet, d.h. das Vakuum in dem Vakuumgehäuse 102 ist gebrochen. Die Montage des Halters 300 samt Abschirmelement 202 kann im aus dem Vakuumgehäuse 102 ausgebauten Zustand der Spülplatte 316 geschehen, d.h., diese wird nach der Montage des Halters 300 wieder in das Vakuumgehäuse 102 verbracht und an der Elektronensäule 106 montiert. Alternativ findet die Montage des Halters 300 samt Abschirmelement 202 in dem Vakuumgehäuse 102, d.h. an der bereits an der Elektronensäule 106 montierten Spülplatte 316 statt.
Anschließend wird das Vakuum in dem Vakuumgehäuse 102 mithilfe der Vakuum-Pumpe 104 wieder hergestellt (Schritt S2). Dadurch befinden sich insbesondere der Halter 300 samt Abschirmelement 202 sowie der Probentisch 11 im Vakuum.
In dem Schritt S3 wird die Ist-Position des Abschirmelements 202, insbesondere der Durchtrittsöffnung 206, in Bezug auf die optische Achse 214, mithilfe des Elektronenmikroskops 112 (siehe 1) erfasst.
Aus einer dem Steuerrechner 118 bereitgestellten oder von diesem errechneten Soll-Position des Abschirmelements 202 bestimmt dieser oder eine andere Rechnereinheit in einem Schritt S4 einen Verfahrweg, entlang dem der Probentisch 11 bewegt werden soll, um mithilfe des Stifts 602 das Abschirmelement 202 geeignet zu bewegen. Hiernach verfährt der Probentisch 11 bzw. der Stift 602 entsprechend (Schritt S5). D.h., der Stift 602 greift zunächst in das Loch 324, indem er vertikal und ggf. horizontal verfährt. Sodann wird der Stift 602 horizontal bewegt, um das Abschirmelement 202 in der x-y-Ebene zu verschieben und aus der Ist- in die Soll-Position zu verbringen. Die aktuelle Ist-Position wird von dem Elektronenmikroskop 112 kontinuierlich abgetastet, beispielsweise mit einer Abtastrate von 100 Hz. Sobald die Soll-Position erreicht ist, werden der Stift 602 und das Loch 324 wieder außer Eingriff gebracht. Insbesondere das In- und Außereingriffbringen des Stifts 602 und des Lochs 324 wird mittels der Kamera 606 überwacht, wobei diese in Ausführungsformen entsprechende Messdaten an den Steuerrechner 118 gibt, sodass die Bewegung des Probentischs 11 geregelt erfolgen kann.
Der Probentisch 11 kann sodann in eine Wechselposition fahren (Schritt S6), in der der Block 504 samt Stift 602 abgenommen wird. Dies kann ggf. mithilfe eines automatischen Werkzeugwechslers erfolgen.
Hiernach - ggf. unter Auslassung des Schritts S6 - beginnt in Schritt S7 die Analyse und/oder Bearbeitung der Probe 10 in dem Bearbeitungsbereich 208 (2), ggf. ohne zwischenzeitlich das in Schritt S2 bereitgestellte Vakuum zu brechen.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.
Bezugszeichenliste

10: Probe
11: Probentisch
100: Vorrichtung
102: Vakuumgehäuse
104: Vakuum-Pumpe
106: Elektronensäule
108: Elektronenquelle
110: Elektronenstrahl
112: Elektronenmikroskop
113: Vakuumgehäuse
114: Gas-Bereitstellungseinheit
116: Gasleitung
118: Steuerrechner
200: Öffnung
202: Abschirmelement
204: konvexer Abschnitt
206: Durchtrittsöffnung
208: Bearbeitungsbereich
210: Gaszuführung
212: Spalt
214: optische Achse
216: Strahlablenkeinrichtung
300: Halter
302: Ring
304: Löcher
306: Steg
308: Abschnitt
310: Klemme
312: Arm
314: Gegenhalterfläche
316: Spülplatte
318: Stromanschluss
320: Schraube
322: Rand
324: Loch
326: Lasche
500: Anschluss
502: Umlenkspiegel
504: Block
506: Sollbruchstelle
600: Verstelleinheit
602: Stift
604: Zwischenraum
606: Kamera
E: Feldlinien
Q: Ladungen
x: Richtung
y: Richtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1587128 B1 [0005]
US 13/0103281 [0022]

Claims

Vorrichtung (100) zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe (10) mit einem Teilchenstrahl (110), mit: einer Bereitstellungseinheit (106) zum Bereitstellen des Teilchenstrahls (110); einem Abschirmelement (202) zur Abschirmung eines elektrischen Feldes (E), das von auf der Probe (10) akkumulierten Ladungen (Q) erzeugt wird, wobei das Abschirmelement (202) eine Durchtrittsöffnung (206) für einen Durchtritt des Teilchenstrahls (110) auf die Probe (10) aufweist; einer Erfassungseinheit (112), welche dazu eingerichtet ist, eine Ist-Position des Abschirmelements (202) zu erfassen; und einer Verstelleinheit (600) zum Verstellen des Abschirmelements (202) aus der Ist-Position in eine Soll-Position.
Vorrichtung nach Anspruch 1, aufweisend ein Vakuumgehäuse (102) zur Bereitstellung eines Vakuums innerhalb desselben, wobei zumindest das Abschirmelement (202) und die Verstelleinheit (600) in dem Vakuumgehäuse (102) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Erfassungseinheit (112) ein Elektronenmikroskop, insbesondere Rasterelektronenmikroskop, aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, aufweisend eine Befestigungseinrichtung (310) zur reibschlüssigen Befestigung des Abschirmelements (202) und wobei die Verstelleinheit (600) dazu eingerichtet ist, das Abschirmelement (202) aus seiner Ist-Position in seine Soll-Position unter Überwindung des Reibschlusses zu bewegen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, wobei die Verstelleinheit (600) mit dem Abschirmelement (202) in Wirkverbindung bringbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, ferner aufweisend ein Eingriffselement (602) und ein Aufnahmeelement (324), welche zur Bereitstellung der Wirkverbindung miteinander lösbar in Eingriff bringbar sind, wobei die Verstelleinheit (600) das eine von dem Eingriffselement (602) und dem Aufnahmeelement (324) und das Abschirmelement (202) oder ein Halter (300), welcher das Abschirmelement (202) hält, das jeweils andere von dem Eingriffselement (602) und dem Aufnahmeelement (324) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, wobei das Eingriffselement (602) als Stift und/oder das Aufnahmeelement (324) als Loch, insbesondere als Loch (202) in dem Abschirmelement oder dem Halter (300), ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5-7, ferner aufweisend ein Kraftübertragungselement (602) zur Bereitstellung der Wirkverbindung zwischen der Verstelleinheit (600) und dem Abschirmelement (202), wobei eine mechanische Stabilität des Kraftübertragungselements (602) derart gewählt ist, dass eine Kraftübertragung entlang der Wirkverbindung auf ein vordefiniertes Maß begrenzt ist, wobei das Kraftübertragungselement (602) insbesondere eine Sollbruchstelle (506) aufweist und/oder das Eingriffselement (602) das Kraftübertragungselement ausbildet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, aufweisend eine weitere Erfassungseinrichtung (606), welche dazu eingerichtet ist, eine Position des Eingriffselements (602) in Bezug auf das Aufnahmeelement (324) zu erfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die weitere Erfassungseinrichtung (606) eine Kamera aufweist und/oder ein Bild mithilfe eines Umlenkspiegels (502) aufnimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Eingriffselement (602) aus dem Umlenkspiegel (502) herausragt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9-11, wobei die Verstelleinheit (600) einen Probentisch (11) zum Halten der Probe (10) und/oder eine Probe (10) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9-12, wobei die Verstelleinheit (600) dazu eingerichtet ist, das Abschirmelement (202) in einer Richtung (x, y) quer zum Teilchenstrahl (110) zu verschieben.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-13, aufweisend eine Spülplatte (316) zur Bereitstellung von Prozessgasen, wobei das Abschirmelement (202) in seiner Ist- und Soll-Position jeweils an der Spülplatte (316) lösbar befestigt ist.
Verfahren zum Einstellen einer Position eines Abschirmelements (202) in einer Vorrichtung (100) zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe (10) mit einem Teilchenstrahl (110), wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: a) Montieren des Abschirmelements (202) in einem Vakuumgehäuse (102) der Vorrichtung (100); b) Herstellen des Vakuums in dem Vakuumgehäuse (102); b) Erfassen einer Ist-Position des Abschirmelements (202); und c) Verstellen des Abschirmelements (202) aus der Ist-Position in eine Soll-Position bei anliegendem Vakuum.