DE112013003626T5 - Kombinierte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt eine kombinierte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung bereit, die mit zwei oder mehr Ladungsteilchenstrahlsäulen versehen ist und die hochauflösende Beobachtung ermöglicht, während eine Probe an der Position eines Schnittpunkts angeordnet wird. Die vorliegende Erfindung weist die folgende Konfiguration auf. Eine kombinierte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung ist mit mehreren Ladungsteilchenstrahlsäulen (101a und 102a) versehen und dadurch gekennzeichnet, dass eine Probe (103) an der Position eines Schnittpunkts (171) angeordnet wird, wo sich die optischen Achsen der mehreren Säulen schneiden, eine Komponente (408a und 408b), die die Spitze einer Objektivlinse der Ladungsteilchenstrahlsäule (102a) bildet, abnehmbar ist und durch Auswechseln der Komponente (408a und 408b) der Abstand zwischen dem Schnittpunkt (171) und der Spitze der Ladungsteilchenstrahlsäule geändert werden kann.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine kombinierte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung mit mehreren Ladungsteilchenstrahlvorrichtungen.
  • STAND DER TECHNIK
  • Eine kombinierte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung, die sowohl mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM) als auch mit einem fokussierten Ionenstrahl (FIB) ausgerüstet ist, weist ein Merkmal auf, dass ein Bereich, der mit einem fokussierten Ionenstrahl bearbeitet wird, in situ mit einem REM bei hoher Auflösung beobachtet werden kann. Daher ist sie ein wesentliches Instrument bei der Herstellung von Proben für die Beobachtung mit einem Transmissionselektronenmikroskop und auch in verschiedenen industriellen Bereichen, etwa auf dem Gebiet der Halbleiter, dem Gebiet der Materialwissenschaften und dem Gebiet der Medizin, wo eine Mikrobearbeitung im Nanometerbereich erforderlich ist.
  • Die zitierte Literatur 1 beschreibt eine Objektivlinse für ein Elektronenmikroskopsystem mit einem minimalen Magnetfeld außerhalb der Objektivlinse.
  • ZITIERLISTE
  • Patentliteratur
    • Patentliteratur 1: JP-A-2011-222525
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Technisches Problem
  • Die Erfinder haben umfangreiche Untersuchungen einer kombinierten Ladungsteilchenstrahlvorrichtung durchgeführt und dabei folgendes Wissen gewonnen.
  • Bei einer Vorrichtung mit nur einer Ladungsteilchenstrahlsäule wie zum Beispiel einem REM kann eine Probe auf der optischen Achse des REM angeordnet werden. Daher kann der Abstand zwischen der Probe und der Ladungsteilchenstrahlsäule je nach Anwendung entsprechend geändert werden. Wenn zum Beispiel eine hochauflösende Beobachtung erwünscht ist, wird die Beobachtung mit einer Probe durchgeführt, die näher an einer Ladungsteilchenstrahlsäule angeordnet ist.
  • Andererseits ist im Falle einer Vorrichtung mit zwei oder mehr Ladungsteilchenstrahlsäulen wie zum Beispiel einer Vorrichtung mit einem REM und einem FIB eine Position, an der die REM-Beobachtung und die FIB-Bearbeitung durchgeführt werden können, ohne eine Probe zu bewegen, auf nur einen einzigen Punkt (einen Schnittpunkt) beschränkt, wo sich die optische Achse des REM und die optische Achse des FIB schneiden. Daher ist es üblich, eine FIB-REM-Vorrichtung an einem Schnittpunkt zu verwenden, und der Abstand zwischen der Probe und dem Ende der jeweiligen Ladungsteilchenstrahlsäule ist fest.
  • Bei der Vorrichtung mit zwei oder mehr Ladungsteilchenstrahlsäulen kann eine Probe auch an einer anderen Position als dem Schnittpunkt angeordnet werden, aber in diesem Fall wird nur eine der Ladungsteilchenstrahlsäulen verwendet. Wenn zum Beispiel in einer FIB-REM-Vorrichtung eine Probe nahe einer REM-Säule angeordnet ist, ist der Gebrauch nur auf das REM beschränkt. Um eine Bearbeitung mit dem FIB durchzuführen, muss die Probe wieder an den Schnittpunkt bewegt werden.
  • In Anbetracht der vorstehenden Probleme stellt die vorliegende Erfindung eine kombinierte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung mit zwei oder mehr Ladungsteilchenstrahlsäulen bereit, die eine hochauflösende Beobachtung ermöglicht, während eine Probe an der Position des Schnittpunkts verbleibt.
  • Lösung für das Problem
  • Die vorliegende Erfindung weist die folgende Konfiguration auf. Eine kombinierte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung weist mehrere Ladungsteilchenstrahlsäulen auf, in denen eine Probe an der Position eines Schnittpunkts angeordnet wird, wo sich die optischen Achsen der mehreren Säulen schneiden, mehrere Komponenten, die eine Spitze einer Objektivlinse der Ladungsteilchenstrahlsäule bilden, sind abnehmbar und die Komponenten sind in der Lage, den Abstand zwischen dem Schnittpunkt und der Spitze der Ladungsteilchenstrahlsäule zu ändern.
  • Weitere Ausführungsformen sind im Abschnitt „Beschreibung der Ausführungsformen” beschrieben.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Nach der vorliegenden Erfindung kann eine kombinierte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung mit zwei oder mehr Ladungsteilchenstrahlsäulen die hochauflösende Beobachtung ermöglichen, während eine Probe an der Position des Schnittpunkts verbleibt, indem die Abstände zwischen dem Punkt, wo sich die optischen Achsen der jeweiligen Ladungsteilchenstrahlsäulen schneiden, und den Enden der jeweiligen Ladungsteilchenstrahlsäulen geändert werden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt ein Schemadiagramm einer ersten Ausführungsform.
  • 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht der Umgebung eines Schnittpunkts.
  • 3 zeigt Beispiele für das Befestigen einer Komponente der Spitze einer Objektivlinse.
  • 4 zeigt ein Beispiel, bei dem verschiedene Komponenten an der Spitze der Objektivlinse angebracht sind.
  • 5 zeigt ein Beispiel für einen Benutzeroberflächen-Bildschirm, der klar den Typ einer Komponente für die Spitze der Objektivlinse angibt.
  • 6 zeigt ein Beispiel für einen Benutzeroberflächen-Bildschirm, der klar den Bewegungsbereich der jeweiligen Einheit angibt.
  • 7 zeigt ein Beispiel für einen Warn- oder Fehlerbildschirm.
  • 8 zeigt ein Beispiel, bei dem die Komponente für die Spitze der Objektivlinse eine Baugruppe ist.
  • 9 zeigt ein Schemadiagramm einer zweiten Ausführungsform.
  • 10 zeigt ein Schemadiagramm einer dritten Ausführungsform.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Neuartige Merkmale und Wirkungen der vorliegenden Erfindung werden anhand der Zeichnungen beschrieben. In den einzelnen Zeichnungen haben identische Komponenten dieselben Bezugszeichen.
  • Erste Ausführungsform
  • Aufbau einer kombinierten Ladungsteilchenstrahlvorrichtung Zuerst wird der Vorrichtungsaufbau in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. 1 zeigt ein Schemadiagramm einer kombinierten Ladungsteilchenstrahlvorrichtung nach der vorliegenden Ausführungsform. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht der Umgebung eines Schnittpunkts.
  • In 1 weist die kombinierte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung eine Ionenstrahlsäule 101a, eine Ionenstrahlsäulen-Steuerung 131 zum Steuern der Ionenstrahlsäule 101a, eine Elektronenstrahlsäule 102a, eine Elektronenstrahlsäulen-Steuerung 132 zum Steuern der Elektronenstrahlsäule 102a, einen Probentisch 104, auf dem eine Probe 103 angeordnet werden kann, eine Probentischsteuerung 134, eine Probenkammer 105, Detektoren 106 und 107 zum Erfassen von Elektronen, die erzeugt werden, wenn die Probe 103 mit einem Elektronenstrahl 102b oder einem Ionenstrahl 101b bestrahlt wird, Detektorsteuerungen 136 und 137, die die jeweiligen Detektoren steuern, einen Röntgendetektor 109, eine Röntgendetektorsteuerung 139, die den Röntgendetektor steuert, einen integrierten Computer 130, der den Betrieb der gesamten kombinierten Ladungsteilchenstrahlvorrichtung steuert, eine Steuerung (etwa eine Tastatur oder eine Maus) 151, mit der ein Bediener verschiedene Anweisungen wie etwa Bestrahlungsbedingungen und eine Position des Probentischs eingibt, und eine oder mehrere Anzeigen 152 auf, die einen Benutzeroberflächen-Bildschirm 153 zum Steuern der Vorrichtung, den Status der Vorrichtung, erfasste Informationen (einschließlich eines Bildes) und dergleichen anzeigen. Der Status der Vorrichtung, die erfassten Informationen und dergleichen können in dem Benutzeroberflächen-Bildschirm 153 enthalten sein.
  • Die Ionenstrahlsäule 101a ist ein System mit allen nötigen Bestandteilen für einen FIB wie etwa einer Ionenquelle zum Erzeugen des Ionenstrahls, einer Linse zum Bündeln des Ionenstrahls und einem Ablenksystem zum Abtasten und Verschieben des Ionenstrahls. In gleicher Weise ist die Elektronenstrahlsäule 102a ein System mit allen nötigen Bestandteilen für ein REM wie etwa einer Elektronenquelle zum Erzeugen des Elektronenstrahls, einer Linse zum Bündeln des Elektronenstrahls und einem Ablenksystem zum Abtasten und Verschieben des Elektronenstrahls. Darüber hinaus ist die Spitze einer Objektivlinse der Elektronenstrahlsäule 102a mit einer abnehmbaren Komponente 108 konfiguriert.
  • Außerdem sind die Ionenstrahlsäule 101a und die Elektronenstrahlsäule 102a auf der Probenkammer 105 befestigt, und der Ionenstrahl 101b, der durch die Ionenstrahlsäule 101a verläuft, und der Elektronenstrahl 102b, der durch die Elektronenstrahlsäule 102a verläuft, sind primär auf einen Schnittpunkt (den Schnittpunkt 171) einer optischen Achse 101c der Ionenstrahlsäule und einer optischen Achse 102c der Elektronenstrahlsäule fokussiert. Im Übrigen werden für den Ionenstrahl 101b allgemein Galliumionen verwendet, aber die Ionenspezies ist für die Bearbeitung der Probe nicht von Bedeutung. Darüber hinaus ist der Ionenstrahl nicht auf einen fokussierten Ionenstrahl beschränkt und kann ein breiter Ionenstrahl sein.
  • Im Übrigen ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Ionenstrahlsäule 101a senkrecht angeordnet, und die Elektronenstrahlsäule 102a ist schräg angeordnet; diese Anordnung ist jedoch nicht als Einschränkung zu verstehen, und die Ionenstrahlsäule 101a kann schräg angeordnet sein und die Elektronenstrahlsäule 102a kann senkrecht angeordnet sein. Sowohl die Ionenstrahlsäule 101a als auch die Elektronenstrahlsäule 102a können auch schräg angeordnet sein. Darüber hinaus kann eine Drei-Säulen-Konfiguration mit einer Ga-fokussierten Ionenstrahlsäule, einer Ar-fokussierten Ionenstrahlsäule und einer Elektronenstrahlsäule angewendet werden.
  • Der Probentisch 104 kann Planarbewegungen und Drehbewegungen ausführen. Außerdem kann eine Position, die für die Bearbeitung mit dem Ionenstrahl oder die Beobachtung nötig ist, auch an eine Ionenstrahl-Bestrahlungsposition oder eine Beobachtungsposition mit dem Elektronenstrahl verfahren werden.
  • Die Komponente 108, die die Spitze der Objektivlinse bildet, weist vorzugsweise eine Gesamtlänge von 35 mm oder weniger entsprechend der Elektronenstrahlsäule 102a, der Ionenstrahlsäule 101a und dem Probentisch 104 auf.
  • Die Detektoren 106 und 107 sind jeweils auf der Elektronenstrahlsäule 102a und der Probenkammer 105 angebracht. Außerdem weist jede der Detektorsteuerungen 136 und 137 eine Schaltung oder einen Arithmetikprozessor auf, um die arithmetische Verarbeitung eines Detektionssignals durchzuführen und ein Bild zu erzeugen. Es sei darauf hingewiesen, dass für die Detektoren 106 und 107 kombinierte Ladungsteilchendetektoren verwendet werden können, die Ionen zusätzlich zu Elektronen erfassen können. Außerdem kann die Probenkammer 105 zusätzlich zu dem Detektor 107 mit Detektoren wie etwa einem Tertiärelektronendetektor, einem STEM-Detektor, einem Detektor für rückgestreute Elektronen und einem energieverlustarmen Elektronendetektor als zweite, dritte, vierte und fünfte Detektoren ausgestattet sein. Darüber hinaus kann ein Massenspektrometer oder dergleichen zusätzlich zu dem Röntgendetektor 109 angebracht sein.
  • Zusätzlich zu dem Vorstehenden ist die Probenkammer 105 auch mit einer Gasabscheideeinheit, einer Mikroprobennahmeeinheit und dergleichen ausgestattet. Die einzelnen Antriebsmechanismen wie die Abscheideeinheit und die Mikroprobennahmeeinheit sind auch jeweils mit Steuerungen versehen. Die Gasabscheideeinheit, die zur Herstellung eines Schutzfilms und/oder zur Kennzeichnung verwendet wird, enthält ein Aufdampfungsgas, das durch Bestrahlung mit einem Ladungsteilchenstrahl eine Aufdampfungsschicht bildet, und kann dieses bei Bedarf aus einer Spitze einer Düse zuführen. Die Mikroprobennahmeeinheit, die einen bestimmten Teil einer Probe erfasst, während sie gleichzeitig mit dem Bearbeiten und Schneiden der Probe mit dem FIB verwendet wird, weist eine Sonde auf, die von einer Sondenantriebseinheit in der Probenkammer 105 bewegt werden kann. Die Sonde wird verwendet, um ein winziges Probenstück, das in der Probe gebildet ist, zu entfernen und/oder durch Berühren der Probenoberfläche ein elektrisches Potenzial an die Probe anzulegen. Zusätzlich kann die Probenkammer 105 auch mit einer Kühlfalle, einem optischen Mikroskop und dergleichen ausgestattet sein. Im Übrigen sind für die Probe 103 außer einer Halbleiterprobe auch Stahl, Leichtmetalle und polymerbasierte Makromolekülsubstanzen denkbar. Außerdem können der integrierte Computer 130 und die jeweiligen Steuerungen miteinander kommunizieren.
  • Befestigungsverfahren für die Spitze der Objektivlinse Es werden verschiedene Befestigungsverfahren der Komponente 108 für die Spitze der Objektivlinse berücksichtigt, so etwa ein Befestigungsverfahren mit einer Schraube, ein Verfahren, bei dem die Komponente selbst ein Gewinde aufweist, und ein Befestigungsverfahren mittels Kompressionsbonden. Beispiele dafür werden nachstehend beschrieben.
  • 3(a) zeigt ein Befestigungsbeispiel mit einer Schraube. Die Befestigung kann mit einer Schraube erfolgen, aber in Anbetracht der Stabilität ist die Verwendung von zwei oder mehr Schrauben wünschenswert. Darüber hinaus ist eine Befestigung mit drei bis vier Schrauben wünschenswert, wenn ein Einstellen der Komponentenposition bei der Montage in Erwägung gezogen wird. Dies liegt daran, dass die Verwendung von drei bis vier Schrauben einen Vorteil dahingehend bietet, dass die Position einer Komponente 308a entsprechend dem Anziehmoment der gegenseitigen Schrauben eingestellt werden kann.
  • 3(b) zeigt ein Beispiel, bei dem eine Komponente 308b selbst ein Gewinde aufweist. Es ist vorteilhaft, dass die Anzahl der Komponenten durch die Befestigung nicht zunimmt.
  • 3(c) zeigt ein Beispiel für die Befestigung mittels einer Passnut und eines Vorsprungs. In 3(c) weist eine Komponente 308c einen Vorsprung auf, und der Objektivlinsenkörper weist eine Nut auf, aber eine umgekehrte Ausführung ist auch möglich. So können sie leichter angebracht und abgenommen werden.
  • Zusätzlich zu den vorstehenden Beispielen sind verschiedene Verfahren denkbar, etwa ein Verfahren zur Befestigung durch Einrasten einer Komponente 308d (3(d)), ein Verfahren zum Hochziehen einer Komponente 308e (3(e)) und ein Befestigungsverfahren unter Verwendung eines ablösbaren Klebers. Es können auch mehrere Verfahren kombiniert werden, um die Komponente 108 zu befestigen.
  • Die Wirkungen der Ausführung der Spitze der Objektivlinse der Elektronenstrahlsäule 102a mit der abnehmbaren Komponente 108 werden beschrieben.
  • Durch Ausführen der Spitze der Objektivlinse mit einer abnehmbaren Komponente kann die Spitze der Objektivlinse mit einem anderen Aufbau entsprechend dem Anwendungszweck angebracht werden. Als Resultat können mehrere Wirkungen erzielt werden, beispielsweise (1) die Möglichkeit, den Abstand (Arbeitsabstand – WD) zwischen der Probe und der Unterseite der Objektivlinse zu ändern, (2) die Erleichterung einer Reparatur, wenn die Spitze der Objektivlinse beschädigt oder verschmutzt ist, und (3) die Möglichkeit der Bewältigung von Systemspitzen durch Vorbereiten mehrerer Spitzen der Objektivlinse aus unterschiedlichen Materialien. Die einzelnen Wirkungen werden nachstehend im Detail beschrieben.
  • (1) Wirkungen bezüglich der Möglichkeit, den Arbeitsabstand zu ändern
  • Im Allgemeinen ist die Auflösung des REM besser, wenn der Arbeitsabstand (WD) gering ist. Wenn der Arbeitsabstand verkürzt ist, nimmt andererseits die Detektionseffizienz des Detektors 107 und/oder des Röntgendetektors 109 ab, die auf der Probenkammer montiert sind. Daher ist es wünschenswert, dass der Arbeitsabstand je nach Anwendungszweck geändert wird. Eine universelle REM-Vorrichtung, die mit einer einzelnen Ladungsteilchenstrahlsäule ausgestattet ist, kann diese Anforderung erfüllen, indem der Probentisch bewegt wird, und dies erfolgt tagtäglich. Bei einer FIB-REM-Vorrichtung, die mit zwei oder mehr Ladungsteilchenstrahlsäulen ausgestattet ist, wird der Probentisch 104 jedoch eingestellt, um die Probe 103 an dem Schnittpunkt 171 zu positionieren. Daher ist die Position des Probentischs 104 in Richtung der optischen Achse grundsätzlich fest. Der Arbeitsabstand wird nämlich im Wesentlichen entsprechend den Einbaupositionen der Ionenstrahlsäule und der Elektronenstrahlsäule bestimmt. Der Arbeitsabstand kann jedoch geändert werden, indem die Spitze der Objektivlinse der Elektronenstrahlsäule 102a mit der abnehmbaren Komponente 108 ausgeführt wird. Das heißt, der Arbeitsabstand wird geändert, indem die Unterseite der Objektivlinse geändert wird, ohne die Position des Probentischs 104 zu bewegen. Wenn zum Beispiel, wie in 4 gezeigt, die hochauflösende Beobachtung signifikant wird, wird eine Komponente 408a für die Spitze der Objektivlinse lang ausgeführt, und wenn die Priorität auf den Verfahrbereich des Probentischs oder die Detektionseffizienz des Detektors 107 und/oder des Röntgendetektors 109 statt auf die Auflösung gelegt werden soll, kann eine Komponente 408b für die Spitze der Objektivlinse kurz ausgeführt werden.
  • Außerdem können, wenn die Komponente 408b für die Spitze der Objektivlinse kurz ausgeführt wird, die Verfahrbereiche der Abscheideeinheit und der Mikroprobennahmeeinheit ebenfalls vergrößert werden. Zusätzlich können die Kühlfalle und dergleichen auch näher an der Probe vorgesehen werden. Auf diese Weise kann die Vielseitigkeit der kombinierten Ladungsteilchenstrahlvorrichtung verbessert werden.
  • Darüber hinaus ist es praktisch, wenn die Anzeige des Benutzeroberflächen-Bildschirms 153 für jede Position der Spitze der Objektivlinse geändert wird. Dies ist praktisch, wenn zum Beispiel Funktionen vorgesehen sind, um klar die Typen der angebrachten Objektivlinsen anzugeben (5), klar den Abstand zwischen dem Schnittpunkt und dem Ende der jeweiligen Ladungsteilchenstrahlsäule anzugeben (5) und/oder klar den Verfahrbereich jeder Einheit für den jeweiligen Typ der Objektivlinse anzugeben (5). Im Übrigen können die Anzeigeverfahren Anzeigen mit Buchstaben oder numerischen Werten oder Diagrammen wie etwa Zahlen und/oder Farben sein. Es kann auch beides angezeigt werden.
  • (2) Wirkungen bezüglich der einfachen Reparatur im Falle einer Beschädigung oder Verschmutzung der Spitze der Objektivlinse
  • Gas, das aus der Probe freigesetzt wird, Sputterteilchen aufgrund des Ionenstrahls und dergleichen haften an einer Komponente nahe der Probe. Die Leistung der Ladungsteilchenstrahlvorrichtung verschlechtert sich gelegentlich durch anhaftende Substanzen. Aufgrund von Isoliermaterial, das an der Spitze der Objektivlinse haftet, kann es zum Beispiel zu einer Ablenkung eines Primärstrahls oder einer Ablenkung von Elektronen kommen, die aus der Probe freigesetzt werden. In diesem Fall werden Arbeiten wie das Reinigen der Objektivlinse und zusätzlich der Austausch einer Gruppe von Objektivlinsen nötig. Außerdem bergen die Reinigungsarbeiten das Risiko, dass die Objektivlinse bei der Arbeit beschädigt wird.
  • Durch Ausführen der Spitze der Objektivlinse der Elektronenstrahlsäule 102a mit der abnehmbaren Komponente 108 kann jedoch eine Ersatzmaßnahme gegen Verschmutzung und/oder Beschädigung der Spitze der Objektivlinse getroffen werden. Auf diese Weise wird eine leichtere Reparatur bei Verschmutzung und/oder Beschädigung der Spitze der Objektivlinse mit geringerem Risiko als zuvor möglich.
  • (3) Wirkungen bezüglich der Möglichkeit zur Bewältigung von Systemspitzen durch Vorbereiten mehrerer Spitzen der Objektivlinse aus unterschiedlichen Materialien
  • Das Material einer Komponente, die sich nahe der Probe befindet, hat großen Einfluss auf die Zusammensetzungsanalyse der Probe. Wenn zum Beispiel dieselbe Substanz wie ein zu erfassendes Element für die Komponente 108 der Spitze der Objektivlinse verwendet wird, kann bei der Durchführung einer Röntgenanalyse nicht unterschieden werden, ob es sich um ein Signal von der Probe oder ein Signal von der Spitze der Objektivlinse handelt. Als Gegenmaßnahme gibt es ein Verfahren wie etwa das Aufbringen einer Beschichtung aus einem Material, das das zu analysierende Element nicht enthält, auf die Spitze der Objektivlinse. Wenn die zu analysierenden Proben jedoch sehr unterschiedlich sind, wird es schwierig, dies durch Beschichtungen zu bewältigen.
  • Die Komponenten der Spitze der Objektivlinse, die mit verschiedenen Arten von Beschichtungen versehen werden, können jedoch hergestellt werden, indem die Spitze der Objektivlinse der Elektronenstrahlsäule 102a mit der abnehmbaren Komponente 108 ausgeführt wird. Auf diese Weise wird es möglich, die Komponente der Spitze der Objektivlinse entsprechend einem Analyseobjekt auszutauschen. Dadurch kann die Bandbreite der Elementanalysen deutlich verbessert werden.
  • Außerdem ist es praktisch, wenn die Anzeige des Benutzeroberflächen-Bildschirms 153 für jede angebrachte Komponente der Spitze der Objektivlinse geändert wird (5). Im Übrigen können die Anzeigeverfahren Anzeigen mit Buchstaben und/oder numerischen Werten oder Diagramme sein. Es kann auch beides angezeigt werden. In 5 bedeutet zum Beispiel „ObjekttypREM” Informationen über die Elektronenstrahlsäule 102a, „Langer Typ” bedeutet eine lange Komponente und „Kohlenstoffbeschichtung” bedeutet eine Komponente, die mit Kohlenstoff beschichtet ist. „WDREM” zeigt einen Arbeitsabstand von der Probe bis zur Spitze der Säule. Die Informationen über die Ionenstrahlsäule 101a bei „ObjekttypFIB” sind dieselben.
  • 6 zeigt ein Beispiel für den Benutzeroberflächen-Bildschirm, der klar den Bewegungsbereich der jeweiligen Einheit angibt. Auf dieser Benutzeroberfläche sind der Bewegungsbereich des Probentischs und der Bewegungsbereich der Einheit A (zum Beispiel eine Abscheideeinheit, eine Mikroprobennahmesonde oder dergleichen) mit numerischen Werten angegeben.
  • Auch wenn bei dieser Ausführungsform die Objektivlinse auf der REM-Seite beschrieben ist, ist diese im Übrigen auf der FIB-Seite identisch. Außerdem kann die Komponente, die die Spitze der Objektivlinse bildet, eine Einheit sein, die aus mehreren Teilen aufgebaut ist (8) oder sie kann in mehrere Teile (oder Einheiten) unterteilt sein.
  • Obwohl bei dieser Ausführungsform eine kombinierte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung mit einer Ionenstrahlsäule und einer Elektronenstrahlsäule beschrieben ist, spielen darüber hinaus die Kombinationen der Ladungsteilchenstrahlsäulen keine Rolle. Sie kann zum Beispiel auf eine Vorrichtung mit zwei oder mehr Elektronenstrahlsäulen oder eine Vorrichtung mit zwei oder mehr Ionenstrahlsäulen angewendet werden. Sie kann auch auf eine Kombination einer Ladungsteilchenstrahlsäule und einer optischen Vorrichtung wie etwa einem Laser angewendet werden.
  • Zweite Ausführungsform
  • 9 zeigt den Aufbau einer kombinierten Ladungsteilchenstrahlvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform. Der Aufbau der kombinierten Ladungsteilchenstrahlvorrichtung nach der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Vorrichtungsaufbau nach der ersten Ausführungsform darin, dass ein Antriebsmechanismus vorgesehen ist, der die gesamte Elektronenstrahlsäule verfährt, anstatt dass die Spitze der Objektivlinse einer Elektronenstrahlsäule 902a abnehmbar ist.
  • Der Rest ist nahezu identisch mit dem Vorrichtungsaufbau wie bei der ersten Ausführungsform. Dieser Antriebsmechanismus kann die gesamte Elektronenstrahlsäule bewegen, während das Vakuum in der Probenkammer aufrechterhalten wird.
  • Nach der vorliegenden Ausführungsform können ähnliche Wirkungen erzielt werden, wie sie unter „Wirkungen bezüglich der Möglichkeit, den Arbeitsabstand zu ändern” für die erste Ausführungsform beschrieben sind. Darüber hinaus hat die vorliegende Ausführungsform den Vorteil, dass der Arbeitsabstand geändert werden kann, während die REM-Beobachtung oder die FIB-Bearbeitung durchgeführt wird. Außerdem ist es bei dieser Ausführungsform auch praktisch, wenn die Anzeige des Benutzeroberflächen-Bildschirms für jede Position der Spitze der Objektivlinse geändert wird, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform.
  • Auch wenn in der vorliegenden Ausführungsform ein Mechanismus zum Bewegen der gesamten Elektronenstrahlsäule verwendet wird, kann im Übrigen auch nur die Objektivlinse bewegt werden, um die Position der Spitze der Objektivlinse zu ändern; dabei kann entweder ein Teil der Objektivlinse oder ein Teil der Säule, die die Objektivlinse enthält, bewegt werden.
  • Darüber hinaus ist die Kombination der Ladungsteilchenstrahlsäulen auch bei dieser Ausführungsform ohne Bedeutung, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform.
  • Dritte Ausführungsform
  • 10 zeigt den Aufbau einer kombinierten Ladungsteilchenstrahlvorrichtung nach einer dritten Ausführungsform. Der Aufbau der kombinierten Ladungsteilchenstrahlvorrichtung nach der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Vorrichtungsaufbau nach der ersten Ausführungsform darin, dass ein Mechanismus, in dem ein Flansch 010 mit unterschiedlicher Größe vorgesehen ist, zwischen der Objektivlinse und der Probenkammer vorgesehen ist, anstatt dass die Spitze der Objektivlinse einer Elektronenstrahlsäule 002a abnehmbar ist. Der Rest ist nahezu identisch mit dem Vorrichtungsaufbau bei der ersten Ausführungsform.
  • Nach der vorliegenden Ausführungsform können ähnliche Wirkungen erzielt werden, wie sie unter „Wirkungen bezüglich der Möglichkeit, den Arbeitsabstand zu ändern” für die erste Ausführungsform beschrieben sind. Außerdem ist es bei dieser Ausführungsform auch praktisch, wenn die Anzeige des Benutzeroberflächen-Bildschirms für jede Position der Spitze der Objektivlinse geändert wird, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform.
  • Darüber hinaus ist die Kombination der Ladungsteilchenstrahlsäulen auch bei dieser Ausführungsform ohne Bedeutung, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform.
  • Nach der vorliegenden Erfindung kann in einer kombinierten Ladungsteilchenstrahlvorrichtung mit zwei oder mehr Ladungsteilchenstrahlsäulen, die durch eine FIB-REM-Vorrichtung repräsentiert ist, die Form der Spitze der Objektivlinse je nach Anwendung geändert werden. Folglich wird die Bandbreite der Auswahl von Proben erweitert, die mit einer einzelnen kombinierten Ladungsteilchenstrahlvorrichtung gehandhabt werden können. Im Einzelnen wird dabei der Bedienkomfort der Vorrichtung erheblich verbessert.
  • Bezugszeichenliste
    • 101a
    Ionenstrahlsäule
    101b
    Ionenstrahl
    101c
    Optische Achse der Ionenstrahlsäule
    102a, 902a, 002a
    Elektronenstrahlsäule
    102b
    Elektronenstrahl
    102c
    Optische Achse der Elektronenstrahlsäule
    103
    Probe
    104
    Probentisch
    105
    Probenkammer
    106, 107
    Detektor
    108, 308a, 308b, 308c, 308d, 308e, 408a, 408b, 808
    Abnehmbare Komponente
    109
    Röntgendetektor
    130
    Integrierter Computer
    131
    Ionenstrahlsäulen-Steuerung
    132
    Elektronenstrahlsäulen-Steuerung
    134
    Probentischsteuerung
    136, 137
    Detektorsteuerung
    139
    Röntgendetektorsteuerung
    151
    Steuerung (zum Beispiel Tastatur oder Maus)
    152
    Anzeige
    153
    Benutzeroberflächen-Bildschirm
    171
    Schnittpunkt
    010
    Flansch

Claims (14)

  1. Kombinierte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung, aufweisend mehrere Ladungsteilchenstrahlsäulen, wobei eine Probe an der Position eines Schnittpunkts angeordnet wird, wo sich die optischen Achsen der mehreren Säulen schneiden, mehrere Komponenten, die eine Spitze einer Objektivlinse der Ladungsteilchenstrahlsäule bilden, abnehmbar sind und die Komponenten in der Lage sind, den Abstand zwischen dem Schnittpunkt und der Spitze der Ladungsteilchenstrahlsäule zu ändern.
  2. Kombinierte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Komponenten einen Mechanismus umfassen, der die Abstände zwischen dem Schnittpunkt und den Spitzen einer oder mehrerer Ladungsteilchenstrahlsäulen ändern kann, ohne die Position eines Schnittpunkts zu ändern, wo sich die optischen Achsen der Ladungsteilchenstrahlsäulen schneiden.
  3. Kombinierte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die mehreren Ladungsteilchenstrahlsäulen Säulen sind, die Elektronenstrahlen abstrahlen, und Säulen, die Ionenstrahlen abstrahlen.
  4. Kombinierte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung nach Anspruch 1, wobei Komponenten, die eine Spitze der Objektivlinse bilden, eine Gesamtlänge von 35 mm oder weniger aufweisen.
  5. Kombinierte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung nach Anspruch 1, weiter aufweisend eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen einer Benutzeroberfläche (GUI) für die Bedienung der kombinierten Ladungsteilchenstrahlvorrichtung, wobei die Anzeigevorrichtung den Typ von mehreren Komponenten anzeigen kann, die eine Spitze einer Objektivlinse bilden.
  6. Kombinierte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung nach Anspruch 1, weiter aufweisend eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen einer Benutzeroberfläche (GUI) für die Bedienung der kombinierten Ladungsteilchenstrahlvorrichtung, wobei die Anzeigevorrichtung eine Warnung anzeigen kann, dass der Typ der Komponenten ungeeignet ist.
  7. Kombinierte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung nach Anspruch 1, weiter aufweisend eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen einer Benutzeroberfläche (GUI) für die Bedienung der kombinierten Ladungsteilchenstrahlvorrichtung, wobei die Anzeigevorrichtung den Abstand zwischen einem Punkt, wo sich die optischen Achsen von zwei oder mehr Ladungsteilchenstrahlsäulen schneiden, und der jeweiligen Ladungsteilchenstrahlsäule anzeigen kann.
  8. Kombinierte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung nach Anspruch 1, weiter aufweisend einen Probentisch, auf dem eine Probe befestigt wird, und eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen einer Benutzeroberfläche (GUI) für die Bedienung der kombinierten Ladungsteilchenstrahlvorrichtung, wobei die Anzeigevorrichtung in der Lage ist, einen Bewegungsbereich des Probentischs anzuzeigen.
  9. Kombinierte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung nach Anspruch 1, weiter aufweisend eine Abscheideeinheit, die der Umgebung einer Probe ein Gas zuführt, und eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen einer Benutzeroberfläche (GUI) für die Bedienung der kombinierten Ladungsteilchenstrahlvorrichtung, wobei die Anzeigevorrichtung in der Lage ist, einen Bewegungsbereich der Abscheideeinheit anzuzeigen.
  10. Kombinierte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung nach Anspruch 1, weiter aufweisend eine Probennahmesonde, die eine winzige Probe aus einer Probe nimmt, und eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen einer Benutzeroberfläche (GUI) für die Bedienung der kombinierten Ladungsteilchenstrahlvorrichtung, wobei die Anzeigevorrichtung in der Lage ist, einen Bewegungsbereich der Sonde anzuzeigen.
  11. Kombinierte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung, aufweisend mehrere Ladungsteilchenstrahlsäulen und einen Bewegungsmechanismus, der die Ladungsteilchensäulen bewegt, um das Ändern der Abstände zwischen einem Schnittpunkt, wo sich die optischen Achsen der mehreren Ladungsteilchenstrahlsäulen schneiden, und den Spitzen der Ladungsteilchenstrahlsäulen zu ermöglichen, ohne die Position des Schnittpunkts zu ändern, wobei eine Probe an der Position eines Schnittpunkts angeordnet wird, wo sich die optischen Achsen der mehreren Säulen schneiden.
  12. Kombinierte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung nach Anspruch 11, weiter aufweisend eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen einer Benutzeroberfläche (GUI) für die Bedienung der kombinierten Ladungsteilchenstrahlvorrichtung, wobei die Anzeigevorrichtung den Abstand zwischen einem Punkt, wo sich die optischen Achsen von zwei oder mehr Ladungsteilchenstrahlsäulen schneiden und der jeweiligen Ladungsteilchenstrahlsäule anzeigen kann.
  13. Kombinierte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung, aufweisend mehrere Ladungsteilchenstrahlsäulen, wobei eine Probe an einer Position eines Schnittpunkts angeordnet wird, wo sich die optischen Achsen der mehreren Säulen schneiden, und Flansche unterschiedlicher Größe zwischen der Ladungsteilchenstrahlsäule und einer Probenkammer abnehmbar sind, wo die Ladungsteilchenstrahlsäule angeordnet ist, um das Ändern des Abstands zwischen dem Schnittpunkt und der Spitze der Ladungsteilchenstrahlsäule zu ermöglichen, ohne die Position eines Schnittpunkts zu ändern, wo sich die optischen Achsen der mehreren Ladungsteilchenstrahlsäulen schneiden.
  14. Kombinierte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung nach Anspruch 13, weiter aufweisend eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen einer Benutzeroberfläche (GUI) für die Bedienung der kombinierten Ladungsteilchenstrahlvorrichtung, wobei die Anzeigevorrichtung den Abstand zwischen einem Punkt, wo sich die optischen Achsen von zwei oder mehr Ladungsteilchenstrahlsäulen schneiden, und der jeweiligen Ladungsteilchenstrahlsäule anzeigen kann.
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