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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Teilchenstrahlgeräts zur Abbildung, Analyse und/oder Bearbeitung eines Objekts. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt und ein Teilchenstrahlgerät zur Durchführung des Verfahrens. Das Teilchenstrahlgerät ist beispielsweise als ein Elektronenstrahlgerät und/oder als ein lonenstrahlgerät ausgebildet.
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Elektronenstrahlgeräte, insbesondere ein Rasterelektronenmikroskop (nachfolgend auch SEM genannt) und/oder ein Transmissionselektronenmikroskop (nachfolgend auch TEM genannt), werden zur Untersuchung von Objekten (nachfolgend auch Proben genannt) verwendet, um Kenntnisse hinsichtlich der Eigenschaften und des Verhaltens unter bestimmten Bedingungen zu erhalten.
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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 in Form einer Scaneinrichtung wird der Primärelektronenstrahl 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 die Rückstreuelektronen werden detektiert und zur Bilderzeugung verwendet. Man erhält somit eine Abbildung des zu untersuchenden Objekts. Ferner wird bei der Wechselwirkung Wechselwirkungsstrahlung erzeugt, beispielsweise Röntgenstrahlung oder Kathodolumineszenzlicht, die zur Analyse des Objekts mittels eines Detektors detektiert und im Anschluss ausgewertet wird.
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Bei einem TEM wird ebenfalls ein Primärelektronenstrahl mittels eines Strahlerzeugers erzeugt und mittels eines Strahlführungssystems auf ein zu untersuchendes Objekt geführt. 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 einem Leuchtschirm oder auf einem Detektor (beispielsweise einer 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.
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Es ist bekannt, die Funktionen eines STEM und eines SEM in einem einzelnen Teilchenstrahlgerät zu kombinieren. Mit diesem Teilchenstrahlgerät sind somit Untersuchungen von Objekten mit einer SEM-Funktion und/oder mit einer STEM-Funktion möglich.
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Darüber hinaus ist ein Teilchenstrahlgerät in Form einer lonenstrahlsäule bekannt. Mittels eines in der lonenstrahlsäule angeordneten lonenstrahlerzeugers werden Ionen erzeugt, die zur Bearbeitung eines Objekts verwendet werden. Beispielsweise wird bei der Bearbeitung Material des Objekts abgetragen oder es wird ein Material auf das Objekt aufgebracht, beispielsweise unter Zuführung eines Gases. Zusätzlich oder alternativ hierzu werden die Ionen zur Bildgebung verwendet.
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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 lonenstrahlsäule auszustatten. Mittels eines in der lonenstrahlsäule angeordneten lonenstrahlerzeugers 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. Hierzu werden die Ionen mit einer Ablenkeinrichtung in Form einer Scaneinrichtung über das Objekt gescannt. Das SEM dient hierbei insbesondere zur Beobachtung der Präparation aber auch zur weiteren Untersuchung des präparierten oder unpräparierten Objekts.
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Wie oben bereits erwähnt, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, einen Teilchenstrahl mittels einer Ablenkeinrichtung in Form einer Scaneinrichtung über die Oberfläche eines zu untersuchenden Objekts zu führen. Die bekannte Scaneinrichtung weist eine Steuereinheit, einen Digital-Analog-Wandler, eine erste Verstärkereinheit in Form eines Vorverstärkers, eine zweite Verstärkereinheit in Form eines Hauptverstärkers sowie eine Ablenkeinheit in Form einer Scaneinheit auf. Ein digitales Steuersignal wird von der Steuereinheit zu dem Digital-Analog-Wandler unter Verwendung einer ersten Signalleitung, welche die Steuereinheit mit dem Digital-Analog-Wandler verbindet, geführt. Das digitale Steuersignal wird zur Führung des Teilchenstrahls über das Objekt verwendet. Ferner wird ein analoges Steuersignal mit dem Digital-Analog-Wandler auf Basis des digitalen Steuersignals erzeugt. Das analoge Steuersignal wird von dem Digital-Analog-Wandler zu der ersten Verstärkereinheit unter Verwendung einer zweiten Signalleitung geführt. Die zweite Signalleitung verbindet den Digital-Analog-Wandler mit der ersten Verstärkereinheit. Ein analoges erstes Verstärkersignal wird mit der ersten Verstärkereinheit auf Basis des analogen Steuersignals erzeugt. Das analoge erste Verstärkersignal wird von der ersten Verstärkereinheit zu der zweiten Verstärkereinheit unter Verwendung einer dritten Signalleitung geführt. Die erste Verstärkereinheit ist zwischen dem Digital-Analog-Wandler und der zweiten Verstärkereinheit angeordnet. Die dritte Signalleitung verbindet die erste Verstärkereinheit mit der zweiten Verstärkereinheit. Ein analoges zweites Verstärkersignal wird mit der zweiten Verstärkereinheit auf Basis des analogen ersten Verstärkersignals erzeugt. Das analoge zweite Verstärkersignal wird von der zweiten Verstärkereinheit zu der Scaneinheit unter Verwendung einer vierten Signalleitung geführt. Die vierte Signalleitung verbindet die zweite Verstärkereinheit mit der Scaneinheit. Der Teilchenstrahl wird sodann über das Objekt unter Verwendung der Scaneinheit geführt. Im Anschluss erfolgt ein Abbilden, Bearbeiten und/oder Analysieren des Objekts mit dem Teilchenstrahl.
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Die bekannte Scaneinheit weist eine erste Spuleneinheit und eine zweite Spuleneinheit auf. Mittels der ersten Spuleneinheit und der zweiten Spuleneinheit wird der Teilchenstrahl über die Oberfläche des Objekts gescannt. Die erste Spuleneinheit wirkt in eine erste Richtung und die zweite Spuleneinheit wirkt in eine zweite Richtung, welche senkrecht zur ersten Richtung ausgerichtet ist. Die erste Spuleneinheit umfasst ein erstes Paar Spulen. Hingegen umfasst die zweite Spuleneinheit ein zweites Paar Spulen.
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Die oben genannte zweite Verstärkereinheit der bekannten Scaneinrichtung stellt das analoge zweite Verstärkersignal zur Verfügung, welches zur Ansteuerung der ersten Spuleneinheit und der zweiten Spuleneinheit verwendet wird. Die erste Verstärkereinheit und die zweite Verstärkereinheit können derart angesteuert werden, dass das Teilchenstrahlgerät in einem ersten Vergrößerungsbereich betrieben wird. Mit anderen Worten ausgedrückt, weist das Teilchenstrahlgerät eine Vergrößerung aus dem ersten Vergrößerungsbereich auf. Der erste Vergrößerungsbereich umfasst Vergrößerungen aus einem bestimmten Bereich. Beispielsweise umfasst der erste Vergrößerungsbereich Vergrößerungen im Bereich von 10-fach bis mindestens 500-fach. Ferner können die erste Verstärkereinheit und die zweite Verstärkereinheit derart angesteuert werden, dass das Teilchenstrahlgerät in einem zweiten Vergrößerungsbereich betrieben wird. Mit anderen Worten ausgedrückt, weist das Teilchenstrahlgerät eine Vergrößerung aus dem zweiten Vergrö-ßerungsbereich auf. Der zweite Vergrößerungsbereich umfasst Vergrößerungen aus einem bestimmten Bereich. Beispielsweise umfasst der zweite Vergrößerungsbereich Vergrößerungen von über 500-fach bis mindestens 20000-fach.
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Das analoge zweite Verstärkersignal ist ein Wechselstrom. Wenn das Teilchenstrahlgerät bei einer kleinen Vergrößerung (beispielsweise 10-fach) aus dem ersten Vergrößerungsbereich betrieben wird, so ist das analoge zweite Verstärkersignal groß und weist eine Amplitude im Bereich von einigen Ampere auf, beispielsweise im Bereich von 1 A bis 3 A. Je größer nun die Vergrößerung des Teilchenstrahlgeräts gewählt wird, umso geringer ist das analoge zweite Verstärkersignal, welches zur Ansteuerung der Scaneinheit erzeugt wird und welches der Scaneinheit zugeführt wird. Es kann vorkommen, dass bei einer größeren Vergrößerung (beispielsweise größer als 500-fach) das analoge zweite Verstärkersignal derart gering ist, dass es im elektronischen Grundrauschen der bekannten Scaneinrichtung liegt. Dies kann zu Fehlern bei der Zuführung des Teilchenstrahls auf das Objekt führen. Insbesondere kann es vorkommen, dass der Teilchenstrahl nicht genau an den Ort auf dem Objekt geführt würde, zu dem der Teilchenstrahl eigentlich geführt werden sollte. Dies führt zu Fehlern bei der Abbildung, Bearbeitung und/oder Analyse des Objekts. Um diese Fehler zu vermeiden, ist es bekannt, dass ein Umschalten der Vergrößerung des Teilchenstrahlgeräts auf eine andere Vergrößerung in einem anderen Vergrößerungsbereich erfolgt. Mit anderen Worten ausgedrückt, werden beim Umschalten die erste Verstärkereinheit und die zweite Verstärkereinheit derart angesteuert, dass das Teilchenstrahlgerät nicht mehr in dem ersten Vergrößerungsbereich, sondern in dem zweiten Vergrö-ßerungsbereich betrieben wird, so dass das analoge zweite Verstärkersignal nicht mehr im elektronischen Grundrauschen der bekannten Scaneinrichtung liegt.
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Bei dem oben genannten Umschalten können jedoch aufgrund von Aufladungen und unterschiedlichen Belastungen von elektronischen Bauteilen der Scaneinrichtung Störeffekte auftreten, die das analoge zweite Verstärkersignal beeinflussen. Dies kann zu ungewollten Effekten bei der Abbildung, Bearbeitung und/oder Analyse des Objekts mit dem Teilchenstrahl führen. Insbesondere kommt es zu Abbildungsfehlern, die beispielsweise als Sprung in einem vom Objekt erzeugten Bild ersichtlich sind.
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Hinsichtlich des Standes der Technik wird auf die
US 2010/0320385 A1 , die
US 2009/0242794 A1 , die
US 2004/0108459 A1 sowie die
US 2001/0030287 A1 verwiesen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ungewollte Effekte bei der Abbildung, Bearbeitung und/oder Analyse des Objekts mit dem Teilchenstrahl zu vermeiden.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, des Anspruchs 5 oder des Anspruchs 8 gelöst. Ein Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der bei Ausführung in einem Prozessor ein Teilchenstrahlgerät zur Durchführung des Verfahrens steuert, ist durch die Merkmale des Anspruchs 13 gegeben. Ferner ist ein Teilchenstrahlgerät zur Abbildung, Analyse und/oder Bearbeitung eines Objekts mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gegeben. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und/oder den beigefügten Zeichnungen.
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Ein Verfahren gemäß der Erfindung dient dem Betrieb eines Teilchenstrahlgeräts zum Abbilden, Bearbeiten und/oder Analysieren eines Objekts mit einem Teilchenstrahl, der geladene Teilchen aufweist. Die geladenen Teilchen sind beispielsweise Elektronen oder Ionen. Das Teilchenstrahlgerät ist beispielsweise als ein Elektronenstrahlgerät und/oder als ein lonenstrahlgerät ausgebildet.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt eine Wahl einer Vergrößerung aus einem ersten Vergrößerungsbereich des Teilchenstrahlgeräts durch Ansteuern einer ersten Verstärkereinheit und einer zweiten Verstärkereinheit unter Verwendung einer Steuereinheit des Teilchenstrahlgeräts. Die vorgenannte Vergrößerung ist im Grunde die Vergrößerung des Objekts. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist die vorgenannte Vergrößerung das Verhältnis von der Größe des erzeugten Bilds und der tatsächlichen Größe des Objekts zueinander. Beispielsweise liegt die Vergrößerung in einem Gesamtbereich von 10-fach bis 2000000-fach. Der erste Vergrößerungsbereich und der zweite Vergrößerungsbereich sind Teilbereiche des Gesamtbereichs. Es wird explizit darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf den vorgenannten Gesamtbereich eingeschränkt ist. Vielmehr ist jeder Gesamtbereich an Vergrößerungen verwendbar, welcher für die Erfindung geeignet ist.
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Ferner erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Zuführen eines digitalen Steuersignals von der Steuereinheit zu einem Digital-Analog-Wandler des Teilchenstrahlgeräts unter Verwendung einer ersten Signalleitung, welche die Steuereinheit mit dem Digital-Analog-Wandler verbindet. Das digitale Steuersignal dient der Führung des Teilchenstrahls über das Objekt.
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Darüber hinaus wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein analoges Steuersignal mit dem Digital-Analog-Wandler auf Basis des digitalen Steuersignals erzeugt. Das analoge Steuersignal wird von dem Digital-Analog-Wandler zu der ersten Verstärkereinheit des Teilchenstrahlgeräts unter Verwendung einer zweiten Signalleitung geführt. Die zweite Signalleitung verbindet den Digital-Analog-Wandler mit der ersten Verstärkereinheit.
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Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst auch ein Erzeugen eines analogen ersten Verstärkersignals mit der ersten Verstärkereinheit auf Basis des analogen Steuersignals. Das analoge erste Verstärkersignal wird von der ersten Verstärkereinheit zu der zweiten Verstärkereinheit des Teilchenstrahlgeräts unter Verwendung einer dritten Signalleitung geführt. Die erste Verstärkereinheit ist zwischen dem Digital-Analog-Wandler und der zweiten Verstärkereinheit angeordnet. Die dritte Signalleitung verbindet die erste Verstärkereinheit mit der zweiten Verstärkereinheit. Es erfolgt ein Erzeugen eines analogen zweiten Verstärkersignals mit der zweiten Verstärkereinheit auf Basis des analogen ersten Verstärkersignals.
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Darüber hinaus wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung der Steuereinheit des Teilchenstrahlgeräts bestimmt, ob die gewählte Vergrößerung aus dem ersten Vergrößerungsbereich von einer Grenze eines zweiten Vergrößerungsbereichs mit einer Abweichung abweicht. Dabei sind der erste Vergrö-ßerungsbereich und der zweite Vergrößerungsbereich unterschiedlich. Der erste Vergrößerungsbereich umfasst Vergrößerungen des Teilchenstrahlgeräts, welche kleiner sind als Vergrößerungen des Teilchenstrahlgeräts aus dem zweiten Vergrößerungsbereich. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird überprüft, ob die gewählte Vergrößerung aus dem ersten Vergrößerungsbereich von der Grenze des zweiten Vergrößerungsbereichs beabstandet ist und/oder in einem vorgebbaren Bereich zwischen der Grenze des zweiten Vergrößerungsbereichs und einer vorgebbaren Vergrößerung des ersten Vergrößerungsbereichs liegt. Hierauf wird weiter unten noch detaillierter eingegangen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst auch ein Bestimmen, ob eine Anzahl von Pixeln auf der Oberfläche des Objekts, zu denen der Teilchenstrahl geführt werden soll, einen vorgebbaren Pixelschwellenwert unterschreitet. Beispielsweise ist der vorgebbare Pixelschwellenwert eine vorgebbare Anzahl an Pixeln, insbesondere 4096 oder 16384. Alternativ hierzu ist es vorgesehen, dass der Pixelschwellenwert ein Verhältnis von einer ersten Anzahl von Pixeln und einer zweiten Anzahl von Pixeln zueinander ist, wie weiter unten noch näher erläutert wird.
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Es ist bekannt, dass ein erster Vergrößerungsbereich einen ersten statischen Ablenkbereich aufweist, welcher durch einen ersten statischen Gleichstrom als zweites Verstärkersignal erzielt wird. Der erste Ablenkbereich ist der Bereich auf dem Objekt, zu dem der Teilchenstrahl mittels des ersten statischen Gleichstroms führbar ist. Ferner ist es bekannt, dass ein zweiter Vergrößerungsbereich einen zweiten statischen Ablenkbereich aufweist, welcher durch einen zweiten statischen Gleichstrom als zweites Verstärkersignal erzielt wird. Der zweite Ablenkbereich ist der Bereich auf dem Objekt, zu dem der Teilchenstrahl mittels des zweiten statischen Gleichstroms führbar ist. Beispielsweise beträgt die Amplitude des ersten statischen Gleichstroms 1 A. Hingegen beträgt die Amplitude des zweiten statischen Gleichstroms beispielsweise 0,2 A. Wenn nun eine gewählte Ablenkung des Teilchenstrahls im ersten Vergrößerungsbereich eine Ansteuerung mit einer Amplitude von mehr als 0,2 A bedingt, dann kann diese Ablenkung im zweiten Vergrößerungsbereich nicht erzielt werden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es nun vorgesehen, dass bestimmte Schritte ohne ein Umschalten der Vergrößerung aus dem ersten Vergrößerungsbereich auf eine Vergrößerung aus dem zweiten Vergrößerungsbereich durchgeführt werden, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind.
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Eine der Bedingungen ist, dass die gewählte Vergrößerung aus dem ersten Vergrößerungsbereich von der Grenze des zweiten Vergrößerungsbereichs mit der oben genannten Abweichung abweicht und dass die Abweichung kleiner als ein vorgebbarer Wert ist. Der vorgebbare Wert ist beispielsweise 10, welcher besagt, dass der vorgebbare Wert um 10 Vergrößerungswerte von der oben genannten Grenze unterschiedlich ist. Die Grenze und der vorgebbare Wert definieren einen Grenzbereich. Wenn die gewählte Vergrößerung in diesem Grenzbereich liegt, dann ist die Abweichung der gewählten Vergrößerung kleiner als der vorgebbare Wert. Beispielsweise ist die vorgenannte Grenze eine Vergrößerung von 500-fach und der vorgebbare Wert eine Vergrößerung von 490-fach. Wenn die gewählte Vergrößerung im Bereich zwischen 500-fach und 490-fach liegt, dann ist die Abweichung der gewählten Vergrößerung kleiner als der vorgebbare Wert. Wenn die gewählte Vergrößerung aus dem ersten Vergrößerungsbereich von der Grenze des zweiten Vergrößerungsbereichs mit der oben genannten Abweichung abweicht sowie die Abweichung kleiner als ein vorgebbarer Wert ist, dann ist somit eine der Bedingungen erfüllt.
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Eine andere Bedingung ist, dass die Anzahl der Pixel, zu dem der Teilchenstrahl geführt werden soll, den vorgebbaren Pixelschwellenwert unterschreitet.
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Wenn die Bedingungen gegeben sind, dann werden die folgenden Schritte durchgeführt:
- - Zuführen des analogen zweiten Verstärkersignals von der zweiten Verstärkereinheit zu einer Scaneinheit des Teilchenstrahlgeräts unter Verwendung einer vierten Signalleitung, welche die zweite Verstärkereinheit mit der Scaneinheit verbindet;
- - Führen des Teilchenstrahls des Teilchenstrahlgeräts über das Objekt unter Verwendung der Scaneinheit; sowie
- - Abbilden, Bearbeiten und/oder Analysieren des Objekts mit dem Teilchenstrahl.
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Die Erfindung sieht demnach vor, kein Umschalten vorzunehmen, auch wenn das analoge zweite Verstärkersignal möglicherweise im Grundrauschen der elektronischen Bauteile, die bei der Erfindung verwendet werden, liegt. Die Erfindung lehrt demnach genau das Gegenteil von dem, was der Stand der Technik vorsieht und was ein Fachmann eigentlich durchführen würde. Somit werden die beim Umschalten möglicherweise entstehenden Aufladungen und unterschiedlichen Belastungen von elektronischen Bauteilen der Scaneinrichtung vermieden, so dass daraus resultierende Störeffekte reduziert werden. Daher werden insbesondere Abbildungsfehler, die aufgrund der Störeffekte entstehen können, vermieden.
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Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass folgende Schritte durchgeführt werden, wenn zum einen die gewählte Vergrößerung des ersten Vergrößerungsbereichs von der Grenze des zweiten Vergrößerungsbereichs mit der Abweichung abweicht sowie die Abweichung kleiner als ein vorgebbarer Wert ist, und wenn zum anderen die Anzahl der Pixel den vorgebbaren Pixelschwellenwert überschreitet oder dem Pixelschwellenwert entspricht:
- - Wahl einer Vergrößerung aus dem zweiten Vergrößerungsbereich des Teilchenstrahlgeräts durch Ansteuern der ersten Verstärkereinheit und der zweiten Verstärkereinheit unter Verwendung der Steuereinheit des Teilchenstrahlgeräts;
- - Zuführen des analogen zweiten Verstärkersignals von der zweiten Verstärkereinheit zu der Scaneinheit des Teilchenstrahlgeräts unter Verwendung der vierten Signalleitung, welche die zweite Verstärkereinheit mit der Scaneinheit verbindet;
- - Führen des Teilchenstrahls des Teilchenstrahlgeräts über das Objekt unter Verwendung der Scaneinheit; sowie
- - Abbilden, Bearbeiten und/oder Analysieren des Objekts mit dem Teilchenstrahl.
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Somit sieht diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens Verfahrensschritte vor, die durchgeführt werden, wenn die Anzahl der Pixel den vorgebbaren Pixelschwellenwert überschreitet und nicht unterschreitet.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass vor dem Bestimmen der Anzahl von Pixeln, zu denen der Teilchenstrahl geführt werden soll, ein Ändern der Anzahl der Pixel durch Einstellen der Anzahl der Pixel von einem ersten Wert auf einen zweiten Wert erfolgt. Beispielsweise wird der Digital-Analog-Wandler derart angesteuert, dass die Anzahl der Pixel von dem ersten Wert auf den zweiten Wert geändert wird. Insbesondere ist der erste Wert der Anzahl von Pixeln 1024. Ferner ist beispielsweise der zweite Wert der Anzahl von Pixeln 4096. Es wird explizit darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die vorgenannten Werte eingeschränkt ist. Vielmehr sind jegliche Werte verwendbar, welche für die Erfindung geeignet sind. Zusätzlich ist es bei dieser Ausführungsform vorgesehen, dass als Pixelschwellenwert ein Verhältnis vom zweiten Wert und dem ersten Wert zueinander verwendet wird. Beispielsweise wird als Verhältnis eines der folgenden Verhältnisse verwendet: Größer oder gleich 2, größer oder gleich 4, größer oder gleich 8.
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Ein weiteres Verfahren gemäß der Erfindung dient dem Betrieb eines Teilchenstrahlgeräts zum Abbilden, Bearbeiten und/oder Analysieren eines Objekts mit einem Teilchenstrahl, der geladene Teilchen aufweist. Die geladenen Teilchen sind beispielsweise Elektronen oder Ionen. Das Teilchenstrahlgerät ist beispielsweise als ein Elektronenstrahlgerät und/oder als ein lonenstrahlgerät ausgebildet.
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Bei dem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt eine Wahl einer Vergrößerung aus einem ersten Vergrößerungsbereich des Teilchenstrahlgeräts durch Ansteuern einer ersten Verstärkereinheit und einer zweiten Verstärkereinheit unter Verwendung einer Steuereinheit des Teilchenstrahlgeräts. Die vorgenannte Vergrößerung ist im Grunde die Vergrößerung des Objekts. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist die vorgenannte Vergrößerung das Verhältnis der Größe des erzeugten Bilds und der tatsächlichen Größe des Objekts zueinander. Beispielsweise liegt die Vergrößerung im Gesamtbereich von 10-fach bis 2000000-fach. Der erste Vergrößerungsbereich und der zweite Vergrößerungsbereich sind Teilbereiche des Gesamtbereichs. Es wird explizit darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf den vorgenannten Gesamtbereich eingeschränkt ist. Vielmehr ist jeder Gesamtbereich an Vergrößerungen verwendbar, welcher für die Erfindung geeignet ist.
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Ferner erfolgt bei dem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren ein Zuführen eines digitalen Steuersignals von der Steuereinheit zu einem Digital-Analog-Wandler des Teilchenstrahlgeräts unter Verwendung einer ersten Signalleitung, welche die Steuereinheit mit dem Digital-Analog-Wandler verbindet. Das digitale Steuersignal dient der Führung des Teilchenstrahls über das Objekt.
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Darüber hinaus wird bei dem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren ein analoges Steuersignal mit dem Digital-Analog-Wandler auf Basis des digitalen Steuersignals erzeugt. Das analoge Steuersignal wird von dem Digital-Analog-Wandler zu der ersten Verstärkereinheit des Teilchenstrahlgeräts unter Verwendung einer zweiten Signalleitung geführt. Die zweite Signalleitung verbindet den Digital-Analog-Wandler mit der ersten Verstärkereinheit.
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Das weitere erfindungsgemäße Verfahren umfasst auch ein Erzeugen eines analogen ersten Verstärkersignals mit der ersten Verstärkereinheit auf Basis des analogen Steuersignals. Das analoge erste Verstärkersignal wird von der ersten Verstärkereinheit zu der zweiten Verstärkereinheit des Teilchenstrahlgeräts unter Verwendung einer dritten Signalleitung geführt. Die erste Verstärkereinheit ist zwischen dem Digital-Analog-Wandler und der zweiten Verstärkereinheit angeordnet. Die dritte Signalleitung verbindet die erste Verstärkereinheit mit der zweiten Verstärkereinheit. Es erfolgt ein Erzeugen eines analogen zweiten Verstärkersignals mit der zweiten Verstärkereinheit auf Basis des analogen ersten Verstärkersignals.
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Darüber hinaus wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung der Steuereinheit des Teilchenstrahlgeräts bestimmt, ob die gewählte Vergrößerung aus dem ersten Vergrößerungsbereich von einer Grenze eines zweiten Vergrößerungsbereichs mit einer Abweichung abweicht. Dabei sind der erste Vergrö-ßerungsbereich und der zweite Vergrößerungsbereich unterschiedlich. Der erste Vergrößerungsbereich umfasst Vergrößerungen des Teilchenstrahlgeräts, welche kleiner sind als Vergrößerungen des Teilchenstrahlgeräts aus dem zweiten Vergrößerungsbereich. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird überprüft, ob die gewählte Vergrößerung aus dem ersten Vergrößerungsbereich von der Grenze des zweiten Vergrößerungsbereichs beabstandet ist und/oder in einem vorgebbaren Bereich zwischen der Grenze des zweiten Vergrößerungsbereichs und einer vorgebbaren Vergrößerung des ersten Vergrößerungsbereichs liegt. Hierauf wird weiter unten noch detaillierter eingegangen.
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Bei dem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren ist es darüber hinaus vorgesehen, dass bestimmt wird, ob Pixel auf der Oberfläche des Objekts, zu denen der Teilchenstrahl geführt werden soll, eine vorgebbare Pixelgröße unterschreiten. Beispielsweise wird bestimmt, ob alle Pixel oder nur ein Teil der Pixel, zu denen der Teilchenstrahl geführt werden soll, eine vorgebbare Pixelgröße unterschreiten. Beispiele für die vorgebbare Pixelgröße werden weiter unten gegeben.
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Bei dem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren ist es nun vorgesehen, dass bestimmte Schritte ohne ein Umschalten der Vergrößerung aus dem ersten Vergrö-ßerungsbereich auf eine Vergrößerung aus dem zweiten Vergrößerungsbereich durchgeführt werden, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind.
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Eine der Bedingungen ist, dass die gewählte Vergrößerung aus dem ersten Vergrößerungsbereich von der Grenze des zweiten Vergrößerungsbereichs mit der oben genannten Abweichung abweicht und dass die Abweichung kleiner als ein vorgebbarer Wert ist. Der vorgebbare Wert ist beispielsweise 10, welcher besagt, dass der vorgebbare Wert um 10 Vergrößerungswerte von der oben genannten Grenze unterschiedlich ist. Die Grenze und der vorgebbare Wert definieren einen Grenzbereich. Wenn die gewählte Vergrößerung in diesem Grenzbereich liegt, dann ist die Abweichung der gewählten Vergrößerung kleiner als der vorgebbare Wert. Beispielsweise ist die vorgenannte Grenze eine Vergrößerung von 500-fach und der vorgebbare Wert eine Vergrößerung von 490-fach. Wenn die gewählte Vergrößerung im Bereich zwischen 500-fach und 490-fach liegt, dann ist die Abweichung der gewählten Vergrößerung kleiner als der vorgebbare Wert. Wenn die gewählte Vergrößerung aus dem ersten Vergrößerungsbereich von der Grenze des zweiten Vergrößerungsbereichs mit der oben genannten Abweichung abweicht sowie die Abweichung kleiner als ein vorgebbarer Wert ist, dann ist somit eine der Bedingungen erfüllt.
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Eine andere Bedingung ist, dass die Pixel die vorgebbare Pixelgröße unterschreiten.
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Wenn die Bedingungen gegeben sind, dann werden die folgenden Schritte durchgeführt:
- - Zuführen des analogen zweiten Verstärkersignals von der zweiten Verstärkereinheit zu einer Scaneinheit des Teilchenstrahlgeräts unter Verwendung einer vierten Signalleitung, welche die zweite Verstärkereinheit mit der Scaneinheit verbindet;
- - Führen des Teilchenstrahls des Teilchenstrahlgeräts über das Objekt unter Verwendung der Scaneinheit; sowie
- - Abbilden, Bearbeiten und/oder Analysieren des Objekts mit dem Teilchenstrahl.
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Auch das weitere erfindungsgemäße Verfahren sieht demnach vor, kein Umschalten vorzunehmen, auch wenn das analoge zweite Verstärkersignal möglicherweise im Grundrauschen der elektronischen Bauteile, die bei der Erfindung verwendet werden, liegt. Die Erfindung lehrt demnach genau das Gegenteil von dem, was der Stand der Technik vorsieht und was ein Fachmann eigentlich durchführen würde. Somit werden die beim Umschalten möglicherweise entstehenden Aufladungen und unterschiedlichen Belastungen von elektronischen Bauteilen der Scaneinrichtung vermieden, so dass daraus resultierende Störeffekte reduziert werden. Daher werden insbesondere Abbildungsfehler, die aufgrund der Störeffekte entstehen können, vermieden.
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Bei einer Ausführungsform des weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass folgende Schritte durchgeführt werden, wenn zum einen die gewählte Vergrößerung aus dem ersten Vergrößerungsbereich von der Grenze des zweiten Vergrößerungsbereichs mit der oben genannten Abweichung abweicht sowie die Abweichung kleiner als ein vorgebbarer Wert ist, und wenn zum anderen die Pixel oder ein Teil der Pixel die vorgebbare Pixelgröße überschreiten oder die vorgebbare Pixelgröße aufweisen:
- - Wahl einer Vergrößerung aus dem zweiten Vergrößerungsbereich des Teilchenstrahlgeräts durch Ansteuern der ersten Verstärkereinheit und der zweiten Verstärkereinheit unter Verwendung der Steuereinheit des Teilchenstrahlgeräts;
- - Zuführen des analogen zweiten Verstärkersignals von der zweiten Verstärkereinheit zu der Scaneinheit des Teilchenstrahlgeräts unter Verwendung der vierten Signalleitung, welche die zweite Verstärkereinheit mit der Scaneinheit verbindet;
- - Führen des Teilchenstrahls des Teilchenstrahlgeräts über das Objekt unter Verwendung der Scaneinheit; sowie
- - Abbilden, Bearbeiten und/oder Analysieren des Objekts mit dem Teilchenstrahl.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass als vorgebbare Pixelgröße eine Pixelgröße kleiner als 500 nm, kleiner als 100 nm, kleiner als 20 nm, kleiner als 5 nm oder kleiner als 1 nm verwendet wird. Es wird explizit darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die vorgenannten Pixelgrößen eingeschränkt ist. Vielmehr ist jede Pixelgröße verwendbar, welche für die Erfindung geeignet ist.
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Ein noch weiteres Verfahren gemäß der Erfindung dient dem Betrieb eines Teilchenstrahlgeräts zum Abbilden, Bearbeiten und/oder Analysieren eines Objekts mit einem Teilchenstrahl, der geladene Teilchen aufweist. Die geladenen Teilchen sind beispielsweise Elektronen oder Ionen. Das Teilchenstrahlgerät ist beispielsweise als ein Elektronenstrahlgerät und/oder als ein lonenstrahlgerät ausgebildet.
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Bei dem noch weiteren erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt eine Wahl einer Vergrößerung aus einem ersten Vergrößerungsbereich des Teilchenstrahlgeräts durch Ansteuern einer ersten Verstärkereinheit und einer zweiten Verstärkereinheit unter Verwendung einer Steuereinheit des Teilchenstrahlgeräts. Die vorgenannte Vergrößerung ist im Grunde die Vergrößerung des Objekts. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist die vorgenannte Vergrößerung das Verhältnis von der Größe des erzeugten Bilds und der tatsächlichen Größe des Objekts zueinander. Beispielsweise liegt die Vergrößerung im Gesamtbereich von 10-fach bis 2000000-fach. Der erste Vergrößerungsbereich und der zweite Vergrößerungsbereich sind Teilbereiche des Gesamtbereichs. Es wird explizit darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf den vorgenannten Gesamtbereich eingeschränkt ist.
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Vielmehr ist jeder Gesamtbereich an Vergrößerungen verwendbar, welcher für die Erfindung geeignet ist.
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Ferner erfolgt bei dem noch weiteren erfindungsgemäßen Verfahren ein Zuführen eines digitalen Steuersignals von der Steuereinheit zu einem Digital-Analog-Wandler des Teilchenstrahlgeräts unter Verwendung einer ersten Signalleitung, welche die Steuereinheit mit dem Digital-Analog-Wandler verbindet. Das digitale Steuersignal dient der Führung des Teilchenstrahls über das Objekt.
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Darüber hinaus wird bei dem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren ein analoges Steuersignal mit dem Digital-Analog-Wandler auf Basis des digitalen Steuersignals erzeugt. Das analoge Steuersignal wird von dem Digital-Analog-Wandler zu der ersten Verstärkereinheit des Teilchenstrahlgeräts unter Verwendung einer zweiten Signalleitung geführt. Die zweite Signalleitung verbindet den Digital-Analog-Wandler mit der ersten Verstärkereinheit.
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Das noch weitere erfindungsgemäße Verfahren umfasst auch ein Erzeugen eines analogen ersten Verstärkersignals mit der ersten Verstärkereinheit auf Basis des analogen Steuersignals. Das analoge erste Verstärkersignal wird von der ersten Verstärkereinheit zu der zweiten Verstärkereinheit des Teilchenstrahlgeräts unter Verwendung einer dritten Signalleitung geführt. Die erste Verstärkereinheit ist zwischen dem Digital-Analog-Wandler und der zweiten Verstärkereinheit angeordnet. Die dritte Signalleitung verbindet die erste Verstärkereinheit mit der zweiten Verstärkereinheit. Es erfolgt ein Erzeugen eines analogen zweiten Verstärkersignals mit der zweiten Verstärkereinheit auf Basis des analogen ersten Verstärkersignals.
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Darüber hinaus wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung der Steuereinheit des Teilchenstrahlgeräts bestimmt, ob die gewählte Vergrößerung aus dem ersten Vergrößerungsbereich von einer Grenze eines zweiten Vergrößerungsbereichs mit einer Abweichung abweicht. Dabei sind der erste Vergrö-ßerungsbereich und der zweite Vergrößerungsbereich unterschiedlich. Der erste Vergrößerungsbereich umfasst Vergrößerungen des Teilchenstrahlgeräts, welche kleiner sind als Vergrößerungen des Teilchenstrahlgeräts aus dem zweiten Vergrößerungsbereich. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird überprüft, ob die gewählte Vergrößerung aus dem ersten Vergrößerungsbereich von der Grenze des zweiten Vergrößerungsbereichs beabstandet ist und/oder in einem vorgebbaren Bereich zwischen der Grenze des zweiten Vergrößerungsbereichs und einer vorgebbaren Vergrößerung des ersten Vergrößerungsbereichs liegt. Hierauf wird weiter unten noch detaillierter eingegangen.
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Das noch weitere erfindungsgemäße Verfahren umfasst nun ein Bestimmen mit der Steuereinheit, um welche Strecke der Teilchenstrahl bei der gewählten Vergrößerung aus dem ersten Vergrößerungsbereich des Teilchenstrahlgeräts mit einer Ablenkeinheit in eine vorgebbare Richtung ablenkbar ist. Ferner wird mit der Steuereinheit geprüft, ob bei einer Vergrößerung aus dem zweiten Vergrößerungsbereich des Teilchenstrahlgeräts der Teilchenstrahl mit der Ablenkeinheit in die vorgebbare Richtung um weniger als die vorher bestimmte Strecke ablenkbar ist.
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Bei dem noch weiteren erfindungsgemäßen Verfahren ist es nun vorgesehen, dass bestimmte Schritte ohne ein Umschalten der Vergrößerung aus dem ersten Vergrößerungsbereich auf eine Vergrößerung aus dem zweiten Vergrößerungsbereich durchgeführt werden, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind.
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Eine der Bedingungen ist, dass die gewählte Vergrößerung aus dem ersten Vergrößerungsbereich von der Grenze des zweiten Vergrößerungsbereichs mit der oben genannten Abweichung abweicht und dass die Abweichung kleiner als ein vorgebbarer Wert ist. Der vorgebbare Wert ist beispielsweise 10, welcher besagt, dass der vorgebbare Wert um 10 Vergrößerungswerte von der oben genannten Grenze unterschiedlich ist. Die Grenze und der vorgebbare Wert definieren einen Grenzbereich. Wenn die gewählte Vergrößerung in diesem Grenzbereich liegt, dann ist die Abweichung der gewählten Vergrößerung kleiner als der vorgebbare Wert. Beispielsweise ist die vorgenannte Grenze eine Vergrößerung von 500-fach und der vorgebbare Wert eine Vergrößerung von 490-fach. Wenn die gewählte Vergrößerung im Bereich zwischen 500-fach und 490-fach liegt, dann ist die Abweichung der gewählten Vergrößerung kleiner als der vorgebbare Wert. Wenn die gewählte Vergrößerung aus dem ersten Vergrößerungsbereich von der Grenze des zweiten Vergrößerungsbereichs mit der oben genannten Abweichung abweicht sowie die Abweichung kleiner als ein vorgebbarer Wert ist, dann ist somit eine der Bedingungen erfüllt.
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Eine andere Bedingung ist, dass bei einer Vergrößerung aus dem zweiten Vergrößerungsbereich des Teilchenstrahlgeräts der Teilchenstrahl mit der Ablenkeinheit in die vorgebbare Richtung um weniger als die vorher bestimmte Strecke ablenkbar ist.
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Wenn die Bedingungen gegeben sind, dann werden die folgenden Schritte durchgeführt:
- - Zuführen des analogen zweiten Verstärkersignals von der zweiten Verstärkereinheit zu einer Scaneinheit des Teilchenstrahlgeräts unter Verwendung einer vierten Signalleitung, welche die zweite Verstärkereinheit mit der Scaneinheit verbindet;
- - Führen des Teilchenstrahls des Teilchenstrahlgeräts über das Objekt unter Verwendung der Scaneinheit; sowie
- - Abbilden, Bearbeiten und/oder Analysieren des Objekts mit dem Teilchenstrahl.
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Auch das noch weitere erfindungsgemäße Verfahren sieht demnach vor, kein Umschalten vorzunehmen, auch wenn das analoge zweite Verstärkersignal möglicherweise im Grundrauschen der elektronischen Bauteile, die bei der Erfindung verwendet werden, liegt. Die Erfindung lehrt demnach genau das Gegenteil von dem, was der Stand der Technik vorsieht und was ein Fachmann eigentlich durchführen würde. Somit werden die beim Umschalten möglicherweise entstehenden Aufladungen und unterschiedlichen Belastungen von elektronischen Bauteilen der Scaneinrichtung vermieden, so dass daraus resultierende Störeffekte reduziert werden. Daher werden insbesondere Abbildungsfehler, die aufgrund der Störeffekte entstehen können, vermieden.
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Bei einer Ausführungsform des noch weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass folgende Schritte durchgeführt werden, wenn zum einen die gewählte Vergrößerung aus dem ersten Vergrößerungsbereich von der Grenze des zweiten Vergrößerungsbereichs mit der oben genannten Abweichung abweicht sowie die Abweichung kleiner als ein vorgebbarer Wert ist, und wenn zum anderen bei einer Vergrößerung aus dem zweiten Vergrößerungsbereich des Teilchenstrahlgeräts der Teilchenstrahl mit der Ablenkeinheit in die vorgebbare Richtung um mehr als die vorher bestimmte Strecke oder um genau die vorher bestimmte Strecke ablenkbar ist:
- - Wahl einer Vergrößerung aus dem zweiten Vergrößerungsbereich des Teilchenstrahlgeräts durch Ansteuern der ersten Verstärkereinheit und der zweiten Verstärkereinheit unter Verwendung der Steuereinheit des Teilchenstrahlgeräts;
- - Zuführen des analogen zweiten Verstärkersignals von der zweiten Verstärkereinheit zu der Scaneinheit des Teilchenstrahlgeräts unter Verwendung der vierten Signalleitung, welche die zweite Verstärkereinheit mit der Scaneinheit verbindet;
- - Führen des Teilchenstrahls des Teilchenstrahlgeräts über das Objekt unter Verwendung der Scaneinheit; sowie
- - Abbilden, Bearbeiten und/oder Analysieren des Objekts mit dem Teilchenstrahl.
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Bei einer Ausführungsform von mindestens einem der vorgenannten Verfahren ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass als Grenze des zweiten Vergrößerungsbereichs eine Grenze zwischen dem ersten Vergrößerungsbereich und dem zweiten Vergrößerungsbereich verwendet wird, wobei sowohl der erste Vergrößerungsbereich als auch der zweite Vergrößerungsbereich an der Grenze angrenzen. Beispielsweise ist die Grenze ein Wert oder ein Teilbereich, welcher dem ersten Vergrößerungsbereich und/oder dem zweiten Vergrößerungsbereich zugehörig ist.
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Bei einer weiteren Ausführungsform von mindestens einem der vorgenannten Verfahren ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass zum einen als erster Vergrößerungsbereich ein Vergrößerungsbereich verwendet wird, der Vergrößerungen von 10-fach bis mindestens 500-fach aufweist, sowie zum anderen als zweiter Vergrößerungsbereich ein Vergrößerungsbereich verwendet wird, der Vergrößerungen aufweist, die größer als 500-fach sind. Zusätzlich oder alternativ ist es vorgesehen, dass zum einen als erster Vergrößerungsbereich ein Vergrößerungsbereich verwendet wird, der Vergrößerungen von größer 500-fach bis mindestens 1000000-fach aufweist, sowie zum anderen als zweiter Vergrößerungsbereich ein Vergrößerungsbereich verwendet wird, der Vergrößerungen aufweist, die größer als 1000000-fach sind.
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Bei einer noch weiteren Ausführungsform von mindestens einem der vorgenannten Verfahren ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass als geladene Teilchen Ionen und/oder Elektronen verwendet werden.
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Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der in einen Prozessor eines Teilchenstrahlgeräts ladbar ist oder geladen ist, wobei der Programmcode bei Ausführung in dem Prozessor das Teilchenstrahlgerät 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.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Teilchenstrahlgerät zur Abbildung, Analyse und/oder Bearbeitung eines Objekts. Das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät weist mindestens einen Strahlerzeuger zur Erzeugung eines Teilchenstrahls mit geladenen Teilchen auf. Die geladenen Teilchen sind beispielsweise Elektronen oder Ionen. Das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät weist mindestens eine Objektivlinse zur Fokussierung des Teilchenstrahls auf das Objekt auf.
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Das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät weist mindestens eine Scaneinrichtung zum Scannen des Teilchenstrahls über das Objekt auf. Darüber hinaus weist das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät mindestens eine Steuereinheit mit einem Prozessor auf, in den ein Computerprogrammprodukt mit mindestens einem der vorstehenden oder nachstehenden Merkmale oder mit einer Kombination von mindestens zwei der vorstehenden oder nachstehenden Merkmale geladen ist.
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Ferner weist das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät mindestens einen Digital-Analog-Wandler auf. Der Digital-Analog-Wandler ist über eine erste Signalleitung mit der Steuereinheit verbunden. Darüber hinaus ist mindestens eine erste Verstärkereinheit vorgesehen, die mit dem Digital-Analog-Wandler über eine zweite Signalleitung verbunden ist. Das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät weist auch mindestens eine zweite Verstärkereinheit auf, die mit der ersten Verstärkereinheit über eine dritte Signalleitung verbunden ist und die mit der Scaneinrichtung über eine vierte Signalleitung verbunden ist. Darüber hinaus ist das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät mit mindestens einem Detektor zur Detektion von Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung versehen, die aus einer Wechselwirkung des Teilchenstrahls mit dem Objekt resultieren/resultiert. Das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät weist mindestens eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen des Bilds und/oder eines Ergebnisses der Analyse des Objekts auf.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Teilchenstrahlgeräts sind der Strahlerzeuger als ein erster Strahlerzeuger und der Teilchenstrahl als ein erster Teilchenstrahl mit ersten geladenen Teilchen ausgebildet. Ferner ist die Objektivlinse als eine erste Objektivlinse zur Fokussierung des ersten Teilchenstrahls auf das Objekt ausgebildet. Darüber hinaus weist das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät mindestens einen zweiten Strahlerzeuger zur Erzeugung eines zweiten Teilchenstrahls mit zweiten geladenen Teilchen auf. Ferner weist das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät mindestens eine zweite Objektivlinse zur Fokussierung des zweiten Teilchenstrahls auf das Objekt auf.
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Insbesondere ist es vorgesehen, dass das Teilchenstrahlgerät als ein Elektronenstrahlgerät und/oder als ein lonenstrahlgerät ausgebildet ist.
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Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Teilchenstrahlgeräts;
- 2 eine schematische Darstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Teilchenstrahlgeräts;
- 3 eine schematische Darstellung eines noch weiteren erfindungsgemäßen Teilchenstrahlgeräts;
- 4 eine schematische Darstellung einer Scaneinrichtung eines erfindungsgemäßen Teilchenstrahlgeräts;
- 5 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 6 ein Ablaufdiagramm von weiteren Verfahrensschritten des erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 7 ein Ablaufdiagramm von wiederum weiteren Verfahrensschritten des erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 8 ein Ablaufdiagramm einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens; sowie
- 9 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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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 lonenstrahlgerät eingesetzt werden kann.
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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, welche für die Erfindung geeignet ist.
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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.
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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 ersten 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.
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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.
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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.
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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.
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Das SEM 100 weist ferner eine Scaneinrichtung 115 auf, durch die der Primärelektronenstrahl abgelenkt und über das Objekt 125 gescannt (bzw. gerastert) werden kann. Die Elektronen des Primärelektronenstrahls treten dabei in Wechselwirkung mit dem Objekt 125. Als Folge der Wechselwirkung entstehen Wechselwirkungsteilchen, welche detektiert werden. Als Wechselwirkungsteilchen werden insbesondere Elektronen aus der Oberfläche des Objekts 125 emittiert - sogenannte Sekundärelektronen - oder Elektronen des Primärelektronenstrahls zurückgestreut - sogenannte Rückstreuelektronen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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 vom 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.
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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.
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Der Objekthalter 114 ist an einem Probentisch 122 angeordnet. Der Probentisch 122 ist in drei zueinander senkrecht angeordnete Richtungen beweglich ausgebildet, nämlich in eine x-Richtung (erste Tischachse), in eine y-Richtung (zweite Tischachse) und in eine z-Richtung (dritte Tischachse). Darüber hinaus kann der Probentisch 122 um zwei zueinander senkrecht angeordnete Rotationsachsen (Tischrotationsachsen) gedreht werden. 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 Probentisch 122 bewegen kann.
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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.
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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 auf dem Monitor 124 an.
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Die Steuereinheit 123 weist ferner eine Datenbank 126 auf, in der Daten gespeichert werden und aus der Daten ausgelesen werden. Ferner ist die Steuereinheit 123 mit der Scaneinrichtung 115 verbunden.
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Die Steuereinheit 123 des SEM 100 weist einen Prozessor auf. In dem Prozessor ist ein Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode geladen, der bei Ausführung ein Verfahren zum Betrieb des SEM 100 ausführt. Dies wird weiter unten näher erläutert.
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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.
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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.
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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 lonenstrahlgerät 300 versehen, das ebenfalls an der Probenkammer 201 angeordnet ist. Das lonenstrahlgerät 300 weist ebenfalls eine optische Achse auf, die in der 2 mit dem Bezugszeichen 710 versehen ist und nachfolgend auch zweite Strahlachse genannt wird.
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Das SEM 100 ist hinsichtlich der Probenkammer 201 vertikal angeordnet. Hingegen ist das lonenstrahlgerät 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 lonenstrahlgerät 300 weist einen zweiten Strahlerzeuger in Form eines lonenstrahlerzeugers 301 auf. Mit dem lonenstrahlerzeuger 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 lonenstrahlgeräts 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.
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Oberhalb der zweiten Objektivlinse 304 (also in Richtung des lonenstrahlerzeugers 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 Scanelektroden ausgebildet sind. Mittels der ersten Elektrodenanordnung 307 und der zweiten Elektrodenanordnung 308 wird der zweite Teilchenstrahl über die Oberfläche des Objekts 125 gescannt (bzw. 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 Scannen zum Beispiel in eine x-Richtung. Das Scannen 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.
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Wie oben erläutert, ist der Objekthalter 114 an dem Probentisch 122 angeordnet. Auch bei der in 2 gezeigten Ausführungsform ist der Probentisch 122 in drei zueinander senkrecht angeordnete Richtungen beweglich ausgebildet, nämlich in eine x-Richtung (erste Tischachse), in eine y-Richtung (zweite Tischachse) und in eine z-Richtung (dritte Tischachse). Darüber hinaus kann der Probentisch 122 um zwei zueinander senkrecht angeordnete Rotationsachsen (Tischrotationsachsen) gedreht werden.
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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.
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An der Probenkammer 201 ist ein Strahlungsdetektor 500 angeordnet, mit dem Wechselwirkungsstrahlung, beispielsweise Röntgenstrahlung und/oder Kathodolumineszenzlicht, detektiert wird. Der Strahlungsdetektor 500 ist mit einer Steuereinheit 123 verbunden, welche einen Monitor 124 aufweist.
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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 auf dem Monitor 124 an.
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Die Steuereinheit 123 weist ferner eine Datenbank 126 auf, in der Daten gespeichert werden und aus der Daten ausgelesen werden. Ferner ist die Steuereinheit 123 mit der Scaneinrichtung 115 verbunden.
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Die Steuereinheit 123 des Kombinationsgeräts 200 weist einen Prozessor auf. In den Prozessor ist ein Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode geladen, der bei Ausführung ein Verfahren zum Betrieb des Kombinationsgeräts 200 ausführt. Dies wird weiter unten näher erläutert.
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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 jegliche Art von Korrektoreinheiten umfassen.
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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.
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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.
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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.
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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 2002/067286 A2 genommen.
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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.
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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.
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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 ist in drei zueinander senkrecht angeordnete Richtungen beweglich ausgebildet, nämlich in eine x-Richtung (erste Tischachse), in eine y-Richtung (zweite Tischachse) und in eine z-Richtung (dritte Tischachse). Darüber hinaus kann der Probentisch 424 um zwei zueinander senkrecht angeordnete Rotationsachsen (Tischrotationsachsen) gedreht werden.
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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.
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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 Strahlführungsrohr 420 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 Form annehmen. Beispielsweise kann die Objektivlinse 421 auch als rein magnetische Linse oder als rein elektrostatische Linse ausgebildet sein.
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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.
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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°.
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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 Scaneinrichtung 429 gescannt. Durch die Detektionssignale, die durch den ersten Analysedetektor 419 erzeugt werden, kann dann ein Bild des gescannten 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.
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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 gescannten 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.
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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 auf dem Monitor 124 an.
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Die Steuereinheit 123 weist ferner eine Datenbank 126 auf, in der Daten gespeichert werden und aus der Daten ausgelesen werden. Ferner ist die Steuereinheit 123 mit der Scaneinrichtung 429 verbunden.
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Die Steuereinheit 123 des Teilchenstrahlgeräts 400 weist einen Prozessor auf. In dem Prozessor ist ein Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode geladen, der bei Ausführung ein Verfahren zum Betrieb des Teilchenstrahlgeräts 400 ausführt.
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4 zeigt eine Ausführungsform der Scaneinrichtung 115 des SEM 100 gemäß der 1. Diese wird nachfolgend erläutert. Für die Scaneinrichtung 429 des Teilchenstrahlgeräts 400 gemäß der 3 gilt Entsprechendes.
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Die Scaneinrichtung 115 weist einen Digital-Analog-Wandler 601 auf. Der Digital-Analog-Wandler 601 ist über eine erste Signalleitung 701 mit der Steuereinheit 123 leitungstechnisch verbunden. Der Digital-Analog-Wandler 601 ist beispielsweise als ein Digital-Analog-Wandler mit einer 8-Bit-Auflösung, mit einer 12-Bit-Auflösung oder mit einer 16-Bit-Auflösung ausgebildet. Es wird explizit darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die vorbeschriebenen Digital-Analog-Wandler eingeschränkt ist. Vielmehr kann für die Erfindung jeglicher Digital-Analog-Wandler verwendet werden, welcher für die Erfindung geeignet ist.
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Ferner weist die Scaneinrichtung 115 eine erste Verstärkereinheit 602 und eine zweite Verstärkereinheit 603 auf. Die erste Verstärkereinheit 602 ist beispielsweise als ein Vorverstärker ausgebildet. Ferner ist die zweite Verstärkereinheit 603 beispielsweise als ein Hauptverstärker ausgebildet. Die erste Verstärkereinheit 602 ist mit dem Digital-Analog-Wandler 601 über eine zweite Signalleitung 702 leitungstechnisch verbunden. Darüber hinaus ist die erste Verstärkereinheit 602 mit der zweiten Verstärkereinheit 603 über eine dritte Signalleitung 703 leitungstechnisch verbunden. Demnach ist die erste Verstärkereinheit 602 zwischen dem Digital-Analog-Wandler 601 und der zweiten Verstärkereinheit 603 angeordnet. Ferner weist die Scaneinrichtung 115 eine Scaneinheit 604 auf, die mit der zweiten Verstärkereinheit 603 über eine vierte Signalleitung 704 leitungstechnisch verbunden ist.
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Die Steuereinheit 123 dient nicht nur der Ansteuerung des Digital-Analog-Wandters 601. Vielmehr ist die Steuereinheit 123 über eine erste Steuerleitung 705 mit der ersten Verstärkereinheit 602 leitungstechnisch verbunden. Darüber hinaus ist die Steuereinheit 123 mit der zweiten Verstärkereinheit 603 über eine zweite Steuerleitung 706 leitungstechnisch verbunden. Ferner ist die Steuereinheit 123 mit der Scaneinheit 604 über eine dritte Steuerleitung 707 leitungstechnisch verbunden.
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Die Scaneinheit 604 weist eine erste Spuleneinheit 605 und eine zweite Spuleneinheit 606 auf. Mittels der ersten Spuleneinheit 605 und der zweiten Spuleneinheit 606 wird der Primärelektronenstrahl über die Oberfläche des Objekts 125 gescannt. Die erste Spuleneinheit 605 wirkt in eine erste Richtung und die zweite Spuleneinheit 606 wirkt in eine zweite Richtung, welche senkrecht zur ersten Richtung ausgerichtet ist. Die erste Spuleneinheit 605 umfasst ein erstes Spulenpaar 607. Hingegen umfasst die zweite Spuleneinheit 606 ein zweites Spulenpaar 608.
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5 zeigt einen ersten Teil einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, das mit dem SEM 100 gemäß der 1 ausgeführt wird. Hinsichtlich der Durchführung dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bei den weiteren oben genannten Teilchenstrahlgeräten 200 und 400 gilt Entsprechendes.
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In einem Verfahrensschritt S1 erfolgt eine Wahl einer Vergrößerung des SEM 100. Die Vergrößerung ist im Grunde die Vergrößerung des Objekts 125. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist die Vergrößerung des Objekts 125 das Verhältnis von der Größe des erzeugten Bilds des Objekts 125 und der tatsächlichen Größe des Objekts 125 zueinander. Beispielsweise liegt die Vergrößerung in einem Gesamtbereich von 10-fach bis 2000000-fach. Beispielsweise weist der Gesamtbereich vier Teilbereiche auf, nämlich einen ersten Vergrößerungsbereich, einen zweiten Vergrößerungsbereich, einen dritten Vergrößerungsbereich und einen vierten Vergrößerungsbereich. Der erste Vergrößerungsbereich umfasst beispielsweise Vergrößerungen im Bereich von 10-fach bis 500-fach. Hingegen umfasst der zweite Vergrößerungsbereich Vergrößerungen im Bereich von größer 500-fach bis 10000-fach. Ferner umfasst der dritte Vergrößerungsbereich Vergrößerungen im Bereich von größer 10000-fach bis 1000000-fach. Darüber hinaus umfasst der vierte Vergrößerungsbereich Vergrößerungen im Bereich von größer 1000000-fach bis 2000000-fach. Es wird explizit darauf hingewiesen, dass die Erfindung auf die vorgenannte Unterteilung der Vergrößerungsbereiche nicht eingeschränkt ist. Vielmehr kann für die Unterteilung der Vergrößerungsbereiche jede Unterteilung verwendet werden, welche für die Erfindung geeignet ist. Im Verfahrensschritt S1 wird nun eine Vergrößerung aus einem der Vergrößerungsbereiche gewählt. Beispielsweise ist dieser Vergrößerungsbereich der erste Vergrößerungsbereich. Die Wahl erfolgt durch Ansteuern der ersten Verstärkereinheit 602 und der zweiten Verstärkereinheit 603 mittels der Steuereinheit 123.
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In einem Verfahrensschritt S2 erfolgt ein Zuführen eines digitalen Steuersignals von der Steuereinheit 123 zu dem Digital-Analog-Wandler 601 unter Verwendung der ersten Signalleitung 701. Das digitale Steuersignal dient der Führung des Primärelektronenstrahls über das Objekt 125. Mit anderen Worten ausgedrückt, dient das digitale Steuersignal der Führung des Primärelektronenstrahls auf die Stelle des Objekts 125, welche abgebildet, bearbeitet und/oder analysiert werden soll.
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Im Verfahrensschritt S3 erfolgt nun ein Erzeugen eines analogen Steuersignals mit dem Digital-Analog-Wandler 601 auf Basis des digitalen Steuersignals.
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Bei einem weiteren Verfahrensschritt S4 wird das analoge Steuersignal von dem Digital-Analog-Wandler 601 zu der ersten Verstärkereinheit 602 unter Verwendung der zweiten Signalleitung 702 geführt. Ferner erfolgt im Verfahrensschritt S5 ein Erzeugen eines analogen ersten Verstärkersignals mit der ersten Verstärkereinheit 602 auf Basis des analogen Steuersignals.
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Im Verfahrensschritt S6 wird das analoge erste Verstärkersignal von der ersten Verstärkereinheit 602 zu der zweiten Verstärkereinheit 603 unter Verwendung der dritten Signalleitung 703 geführt. Es erfolgt sodann ein Erzeugen eines analogen zweiten Verstärkersignals mit der zweiten Verstärkereinheit 603 auf Basis des analogen ersten Verstärkersignals im Verfahrensschritt S7.
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Im Verfahrensschritt S8 wird mittels der Steuereinheit 123 bestimmt, ob die gewählte Vergrößerung aus dem entsprechenden Vergrößerungsbereich von einer Grenze eines weiteren Vergrößerungsbereichs mit einer Abweichung abweicht. Dabei sind die vorgenannten Vergrößerungsbereiche unterschiedlich. Wenn beispielsweise die gewählte Vergrößerung aus dem ersten Vergrößerungsbereich ist und der weitere Vergrößerungsbereich der zweite Vergrößerungsbereich ist, dann sind der erste Vergrößerungsbereich und der zweite Vergrößerungsbereich unterschiedlich. Der erste Vergrößerungsbereich umfasst Vergrößerungen des SEM 100, welche kleiner sind als Vergrößerungen des SEM 100 aus dem zweiten Vergrößerungsbereich. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird im Verfahrensschritt S8 überprüft, ob die gewählte Vergrößerung aus dem entsprechenden Vergrößerungsbereich (beispielsweise dem ersten Vergrößerungsbereich) von der Grenze des weiteren Vergrößerungsbereichs (beispielsweise des zweiten Vergrößerungsbereichs) beabstandet ist und/oder in einem vorgebbaren Bereich zwischen der Grenze des weiteren Vergrößerungsbereichs (beispielsweise des zweiten Vergrö-ßerungsbereichs) und einer vorgebbaren Vergrößerung des entsprechenden Vergrößerungsbereichs (beispielsweise des ersten Vergrößerungsbereichs) liegt. Als Grenze des weiteren Vergrößerungsbereichs (beispielsweise des zweiten Vergrö-ßerungsbereichs) wird eine Grenze zwischen dem entsprechenden Vergrößerungsbereich (beispielsweise dem ersten Vergrößerungsbereich) und dem weiteren Vergrößerungsbereich (beispielsweise dem zweiten Vergrößerungsbereich) verwendet, wobei sowohl der entsprechende Vergrößerungsbereich (beispielsweise der erste Vergrößerungsbereich) als auch der weitere Vergrößerungsbereich (beispielsweise der zweite Vergrößerungsbereich) an der Grenze angrenzen. Insbesondere ist die Grenze ein Wert oder ein Teilbereich, welcher dem entsprechenden Vergrößerungsbereich (beispielsweise dem ersten Vergrößerungsbereich) und/oder dem weiteren Vergrößerungsbereich (beispielsweise dem zweiten Vergrößerungsbereich) zugehörig ist. Die obengenannte vorgebbare Vergrößerung (also der obengenannte vorgebbare Wert) ist beispielsweise ein Abstand von 10 Vergrößerungswerten von der oben genannten Grenze. Die Grenze und der vorgebbare Wert definieren einen Grenzbereich. Wenn die gewählte Vergrößerung in diesem Grenzbereich liegt, dann ist die Abweichung der gewählten Vergrößerung kleiner als der vorgebbare Wert. Beispielsweise ist die vorgenannte Grenze eine Vergrößerung von 500-fach und der vorgebbare Wert eine Vergrößerung von 490-fach. Wenn die gewählte Vergrößerung im Bereich zwischen 500-fach und 490-fach liegt, dann ist die Abweichung der gewählten Vergrößerung kleiner als der vorgebbare Wert.
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6 zeigt einen zweiten Teil der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Im Verfahrensschritt S9 erfolgt ein Bestimmen mittels der Steuereinheit 123, ob die Anzahl von Pixeln auf der Oberfläche des Objekts 125, zu denen der Primärelektronenstrahl geführt werden soll, einen vorgebbaren Pixelschwellenwert unterschreitet. Beispielsweise ist der Pixelschwellenwert eine vorgebbare Anzahl an Pixeln, insbesondere 4096 oder 16384. Alternativ hierzu ist es vorgesehen, dass der Pixelschwellenwert ein Verhältnis von einer ersten Anzahl von Pixeln und einer zweiten Anzahl von Pixeln zueinander ist. Beispielsweise erfolgt vor dem vorgenannten Bestimmen der Anzahl von Pixeln ein Ändern der Anzahl der Pixel durch Einstellen der Anzahl der Pixel von einem ersten Wert auf einen zweiten Wert mittels der Steuereinheit 123. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird mittels der Steuereinheit 123 die Anzahl der Pixel, zu denen der Teilchenstrahl geführt werden soll, von dem ersten Wert auf den zweiten Wert geändert. Beispielsweise wird der Digital-Analog-Wandler 601 derart mit der Steuereinheit 123 angesteuert, dass die Anzahl der Pixel von dem ersten Wert auf den zweiten Wert geändert wird. Insbesondere ist der erste Wert der Anzahl von Pixeln 1024. Ferner ist beispielsweise der zweite Wert der Anzahl von Pixeln 4096. Es wird explizit darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die vorgenannten Werte eingeschränkt ist. Vielmehr sind jegliche Werte verwendbar, welche für die Erfindung geeignet sind. Zusätzlich ist es beispielsweise vorgesehen, dass als Pixelschwellenwert ein Verhältnis von dem zweiten Wert und dem ersten Wert zueinander verwendet wird. Beispielsweise wird als Verhältnis eines der folgenden Verhältnisse verwendet: größer oder gleich 2, größer oder gleich 4, größer oder gleich 8.
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Im Verfahrensschritt S10 wird nun geprüft, ob die gewählte Vergrößerung aus dem entsprechenden Vergrößerungsbereich (beispielsweise dem ersten Vergrößerungsbereich) von der Grenze des weiteren Vergrößerungsbereichs (beispielsweise des zweiten Vergrößerungsbereichs) mit der oben genannten Abweichung abweicht sowie ob die Abweichung kleiner als der vorgebbare Wert ist. Wie oben genannt, ist der vorgebbare Wert beispielsweise ein Abstand von 10 Vergrößerungswerten von der oben genannten Grenze. Die Grenze und der vorgebbare Wert definieren den Grenzbereich. Wenn die gewählte Vergrößerung in diesem Grenzbereich liegt, dann ist die Abweichung der gewählten Vergrößerung kleiner als der vorgebbare Wert. Wenn die gewählte Vergrößerung aus dem entsprechenden Vergrößerungsbereich (beispielsweise dem ersten Vergrößerungsbereich) von der Grenze des weiteren Vergrößerungsbereichs (beispielsweise des zweiten Vergrößerungsbereichs) mit der oben genannten Abweichung abweicht sowie die Abweichung kleiner als der vorgebbare Wert ist, dann erfolgt der Verfahrensschritt S11. Beispielsweise ist die vorgenannte Grenze eine Vergrößerung von 500-fach und der vorgebbare Wert eine Vergrößerung von 490-fach. Wenn die gewählte Vergrößerung im Bereich zwischen 500-fach und 490-fach liegt, dann ist die Abweichung der gewählten Vergrößerung kleiner als der vorgebbare Wert.
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Im Verfahrensschritt S11 wird geprüft, ob die Anzahl der Pixel den vorgebbaren Pixelschwellenwert unterschreitet. Wenn die Anzahl der Pixel den vorgebbaren Pixelschwellenwert unterschreitet, dann werden ohne ein Umschalten der Vergrößerung aus dem entsprechenden Vergrößerungsbereich (beispielsweise dem ersten Vergrößerungsbereich) auf eine Vergrößerung aus dem weiteren Vergrößerungsbereich (beispielsweise dem zweiten Vergrößerungsbereich) die Verfahrensschritte S12 bis S14 durchgeführt. Im Verfahrensschritt S12 erfolgt ein Zuführen des analogen zweiten Verstärkersignals von der zweiten Verstärkereinheit 603 zu der Scaneinheit 604 unter Verwendung der vierten Signalleitung 704. Ferner erfolgt im Verfahrensschritt S13 ein Führen des Primärelektronenstrahls über das Objekt 125 unter Verwendung der Scaneinheit 604. Darüber hinaus erfolgt im Verfahrensschritt S14 ein Abbilden, Bearbeiten und/oder Analysieren des Objekts 125 mit dem Primärelektronenstrahl.
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Wenn im Verfahrensschritt S10 festgestellt wird, dass die gewählte Vergrößerung aus dem entsprechenden Vergrößerungsbereich (beispielsweise dem ersten Vergrößerungsbereich) von der Grenze des weiteren Vergrößerungsbereichs (beispielsweise des zweiten Vergrößerungsbereichs) abweicht sowie die Abweichung größer als der vorgebbare Wert ist, dann werden nach dem Verfahrensschritt S10 die Verfahrensschritte S12 bis S14 durchgeführt.
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7 zeigt einen dritten Teil der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Wenn im Verfahrensschritt S11 festgestellt wird, dass die Anzahl der Pixel den vorgebbaren Pixelschwellenwert überschreitet, dann werden die Verfahrensschritte S15 bis S18 durchgeführt. Im Verfahrensschritt S15 erfolgt eine Wahl einer Vergrößerung aus einem anderen Vergrößerungsbereich, insbesondere dem weiteren Vergrößerungsbereich (beispielsweise dem zweiten Vergrößerungsbereich) des SEM 100 durch Ansteuern der ersten Verstärkereinheit 602 und der zweiten Verstärkereinheit 603 unter Verwendung der Steuereinheit 123. Ferner erfolgt im Verfahrensschritt S16 ein Zuführen des analogen zweiten Verstärkersignals von der zweiten Verstärkereinheit 603 zu der Scaneinheit 604 unter Verwendung der vierten Signalleitung 704. Im Verfahrensschritt S17 erfolgt ein Führen des Primärelektronenstrahls über das Objekt 125 unter Verwendung der Scaneinheit 604. Darüber hinaus erfolgt im Verfahrensschritt S18 ein Abbilden, Bearbeiten und/oder Analysieren des Objekts 125 mit dem Primärelektronenstrahl.
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8 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, das mit dem SEM 100 gemäß der 1 ausgeführt wird. Hinsichtlich der Durchführung dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bei den weiteren obengenannten Teilchenstrahlgeräten 200 und 400 gilt Entsprechendes.
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Die weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist ebenfalls die Verfahrensschritte S1 bis S8 auf, welche in der 5 dargestellt sind und weiter oben erläutert wurden. Auf die entsprechenden Ausführungen wird verwiesen. Diese gelten auch für die weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Nach dem Verfahrensschritt S8 folgt bei der weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens der Verfahrensschritt S9A. Im Verfahrensschritt S9A wird mittels der Steuereinheit 123 bestimmt, ob alle Pixel oder ein Teil der Pixel auf der Oberfläche des Objekts 125, zu denen der Primärelektronenstrahl geführt werden soll, eine vorgebbare Pixelgröße unterschreiten. Beispielsweise wird als vorgebbare Pixelgröße eine Pixelgröße kleiner als 500 nm, kleiner als 100 nm, kleiner als 20 nm, kleiner als 5 nm oder kleiner als 1 nm verwendet. Es wird explizit darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die vorgenannten Pixelgrößen eingeschränkt ist. Vielmehr ist jede Pixelgröße verwendbar, welche für die Erfindung geeignet ist.
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Im Verfahrensschritt S10A wird nun geprüft, ob die gewählte Vergrößerung aus dem entsprechenden Vergrößerungsbereich (beispielsweise dem ersten Vergrößerungsbereich) von der Grenze des weiteren Vergrößerungsbereichs (beispielsweise des zweiten Vergrößerungsbereichs) mit der oben genannten Abweichung abweicht sowie die Abweichung kleiner als ein vorgebbarer Wert ist. Der vorgebbare Wert ist beispielsweise ein Abstand von 10 Vergrößerungswerten von der obengenannten Grenze. Die Grenze und der vorgebbare Wert definieren einen Grenzbereich. Wenn die gewählte Vergrößerung in diesem Grenzbereich liegt, dann ist die Abweichung der gewählten Vergrößerung kleiner als der vorgebbare Wert. Wenn die gewählte Vergrößerung aus dem entsprechenden Vergrößerungsbereich (beispielsweise dem ersten Vergrößerungsbereich) von der Grenze des weiteren Vergrößerungsbereichs (beispielsweise des zweiten Vergrößerungsbereichs) mit der oben genannten Abweichung abweicht sowie die Abweichung kleiner als der vorgebbare Wert ist, dann erfolgt der Verfahrensschritt S11A.
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Im Verfahrensschritt S11A wird geprüft, ob Pixel auf der Oberfläche des Objekts 125, zu denen der Teilchenstrahl geführt werden soll, die vorgebbare Pixelgröße unterschreiten. Wenn die Pixel die vorgebbare Pixelgröße unterschreiten, dann werden ohne ein Umschalten der Vergrößerung aus dem entsprechenden Vergrößerungsbereich (beispielsweise dem ersten Vergrößerungsbereich) auf eine Vergrößerung aus dem weiteren Vergrößerungsbereich (beispielsweise dem zweiten Vergrößerungsbereich) die Verfahrensschritte S12A bis S14A durchgeführt. Im Verfahrensschritt S12A erfolgt ein Zuführen des analogen zweiten Verstärkersignals von der zweiten Verstärkereinheit 603 zu der Scaneinheit 604 unter Verwendung der vierten Signalleitung 704. Ferner erfolgt im Verfahrensschritt S13A ein Führen des Primärelektronenstrahls über das Objekt 125 unter Verwendung der Scaneinheit 604. Darüber hinaus erfolgt im Verfahrensschritt S14A ein Abbilden, Bearbeiten und/oder Analysieren des Objekts 125 mit dem Primärelektronenstrahl.
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Wenn im Verfahrensschritt S10A festgestellt wird, dass die gewählte Vergrößerung aus dem entsprechenden Vergrößerungsbereich (beispielsweise dem ersten Vergrößerungsbereich) von der Grenze des weiteren Vergrößerungsbereichs (beispielsweise des zweiten Vergrößerungsbereichs) abweicht sowie die Abweichung größer als der vorgebbare Wert ist, dann werden nach dem Verfahrensschritt S10A die Verfahrensschritte S12A bis S14A durchgeführt.
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Wenn im Verfahrensschritt S11A festgestellt wird, dass die Pixel oder ein Teil der Pixel die vorgebbare Pixelgröße überschreiten oder die vorgebbare Pixelgröße aufweisen, dann werden die Verfahrensschritte S15 bis S18 gemäß der 7 durchgeführt. Es wird auf die Erläuterungen weiter oben verwiesen, die auch in diesem Fall gelten.
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9 zeigt eine noch weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, das mit dem SEM 100 gemäß der 1 ausgeführt wird. Hinsichtlich der Durchführung dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bei den beiden weiteren obengenannten Teilchenstrahlgeräten 200 und 400 gilt Entsprechendes.
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Die noch weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist ebenfalls die Verfahrensschritte S1 bis S8 auf, welche in der 5 dargestellt sind und weiter oben erläutert wurden. Auf die entsprechenden Ausführungen wird verwiesen. Diese gelten auch für die noch weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Nach dem Verfahrensschritt S8 folgt bei der weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens der Verfahrensschritt S9B. Im Verfahrensschritt S9B wird mittels der Steuereinheit 123 bestimmt, um welche Strecke der Primärelektronenstrahl bei der gewählten Vergrößerung aus dem entsprechenden Vergrößerungsbereich (beispielsweise dem ersten Vergrößerungsbereich) des SEM 100 mit der Scaneinheit 604 in eine vorgebbare Richtung ablenkbar ist. Ferner wird im Verfahrensschritt S9C mit der Steuereinheit 123 geprüft, ob bei einer Vergrößerung aus dem weiteren Vergrößerungsbereich (beispielsweise dem zweiten Vergrößerungsbereich) des SEM 100 der Primärelektronenstrahl mit der Scaneinheit 604 in die vorgebbare Richtung um mehr als die vorher bestimmte Strecke ablenkbar ist.
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Im Verfahrensschritt S10B wird nun geprüft, ob die gewählte Vergrößerung aus dem entsprechenden Vergrößerungsbereich (beispielsweise dem ersten Vergrößerungsbereich) von der Grenze des weiteren Vergrößerungsbereichs (beispielsweise des zweiten Vergrößerungsbereichs) mit der oben genannten Abweichung abweicht sowie die Abweichung kleiner als ein vorgebbarer Wert ist. Der vorgebbare Wert ist beispielsweise ein Abstand von 10 Vergrößerungswerten von der oben genannten Grenze. Die Grenze und der vorgebbare Wert definieren einen Grenzbereich. Wenn die gewählte Vergrößerung in diesem Grenzbereich liegt, dann ist die Abweichung der gewählten Vergrößerung von der Grenze kleiner als der vorgebbare Wert. Wenn die gewählte Vergrößerung aus dem entsprechenden Vergrößerungsbereich (beispielsweise dem ersten Vergrößerungsbereich) von der Grenze des weiteren Vergrößerungsbereichs (beispielsweise des zweiten Vergrößerungsbereichs) mit der oben genannten Abweichung abweicht sowie die Abweichung kleiner als der vorgebbare Wert ist, dann erfolgt der Verfahrensschritt S11B.
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Im Verfahrensschritt S11B wird geprüft, ob bei einer Vergrößerung aus dem weiteren Vergrößerungsbereich (beispielsweise dem zweiten Vergrößerungsbereich) des SEM 100 der Primärelektronenstrahl mit der Scaneinheit 604 in die vorgebbare Richtung um weniger als die bestimmte Strecke ablenkbar ist. Wenn der Primärelektronenstrahl um weniger als die bestimmte Strecke ablenkbar ist, dann werden ohne ein Umschalten der Vergrößerung aus dem entsprechenden Vergrößerungsbereich (beispielsweise dem ersten Vergrößerungsbereich) auf eine Vergrößerung aus dem weiteren Vergrößerungsbereich (beispielsweise dem zweiten Vergrößerungsbereich) die Verfahrensschritte S12B bis S14B durchgeführt. Im Verfahrensschritt S12B erfolgt ein Zuführen des analogen zweiten Verstärkersignals von der zweiten Verstärkereinheit 603 zu der Scaneinheit 604 unter Verwendung der vierten Signalleitung 704. Ferner erfolgt im Verfahrensschritt S13B ein Führen des Primärelektronenstrahls über das Objekt 125 unter Verwendung der Scaneinheit 604. Darüber hinaus erfolgt im Verfahrensschritt S14B ein Abbilden, Bearbeiten und/oder Analysieren des Objekts 125 mit dem Primärelektronenstrahl.
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Wenn im Verfahrensschritt S10B festgestellt wird, dass die gewählte Vergrößerung aus dem entsprechenden Vergrößerungsbereich (beispielsweise dem ersten Vergrößerungsbereich) von der Grenze des weiteren Vergrößerungsbereichs (beispielsweise des zweiten Vergrößerungsbereichs) abweicht sowie die Abweichung größer als der vorgebbare Wert ist, dann werden nach dem Verfahrensschritt S10B die Verfahrensschritte S12B bis S14B durchgeführt.
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Wenn im Verfahrensschritt S11B festgestellt wird, dass bei einer Vergrößerung aus dem weiteren Vergrößerungsbereich (beispielsweise dem zweiten Vergrößerungsbereich) des SEM 100 der Primärelektronenstrahl mit der Scaneinheit 604 in die vorgebbare Richtung um mehr als oder um genau die bestimmte Strecke ablenkbar ist, dann werden die Verfahrensschritte S15 bis S18 gemäß der 7 durchgeführt. Es wird auf die Erläuterungen weiter oben verwiesen, die auch in diesem Fall gelten.
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Die Erfindung sieht demnach vor, kein Umschalten hinsichtlich der Vergrößerung vorzunehmen, auch wenn das analoge zweite Verstärkersignal möglicherweise im Grundrauschen der elektronischen Bauteile der Scaneinrichtung 115, die bei der Erfindung verwendet werden, liegt. Die Erfindung lehrt demnach genau das Gegenteil von dem, was der Stand der Technik vorsieht und was ein Fachmann eigentlich durchführen würde.
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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.
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Bezugszeichenliste
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- 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
- Scaneinrichtung
- 116
- erster Detektor
- 116A
- Gegenfeldgitter
- 117
- zweiter Detektor
- 118
- zweite Blendenöffnung
- 119
- Kammerdetektor
- 120
- Probenkammer
- 121
- dritter Detektor
- 122
- Probentisch
- 123
- Steuereinheit mit Prozessor
- 124
- Monitor
- 125
- Objekt
- 126
- Datenbank
- 200
- Kombinationsgerät
- 201
- Probenkammer
- 300
- lonenstrahlgerät
- 301
- lonenstrahlerzeuger
- 302
- Extraktionselektrode im lonenstrahlgerät
- 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
- Scaneinrichtung
- 432
- weiteres magnetisches Ablenkelement
- 500
- Strahlungsdetektor
- 601
- Digital-Analog-Wandler
- 602
- erste Verstärkereinheit
- 603
- zweite Verstärkereinheit
- 604
- Scaneinheit
- 605
- erste Spuleneinheit
- 606
- zweite Spuleneinheit
- 607
- erstes Spulenpaar
- 608
- zweites Spulenpaar
- 701
- erste Signalleitung
- 702
- zweite Signalleitung
- 703
- dritte Signalleitung
- 704
- vierte Signalleitung
- 705
- erste Steuerleitung
- 706
- zweite Steuerleitung
- 707
- dritte Steuerleitung
- 709
- erste Strahlachse
- 710
- zweite Strahlachse
- OA
- optische Achse
- OA1
- erste optische Achse
- OA2
- zweite optische Achse
- OA3
- dritte optische Achse
- S1 bis S18
- Verfahrensschritte
- S9A bis S14A
- Verfahrensschritte
- S9B bis S14B
- Verfahrensschritte
- S9C
- Verfahrensschritt