DE112014005590B4

DE112014005590B4 - Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung, Probenbilderfassungsverfahren und Programmaufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE112014005590B4
Application number: DE112014005590.5T
Authority: DE
Inventors: Yusuke Ominami; Kenji Nakahira; Maki Tanaka; Shinsuke Kawanishi
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp; Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2014-01-27
Filing date: 2014-12-03
Publication date: 2018-05-09
Anticipated expiration: 2034-12-04
Also published as: JP2014075365A; JP6047508B2; KR101810437B1; US9741530B2; KR20160079010A; US20160336145A1; CN105874558B; DE112014005590T5; WO2015111307A1; CN105874558A

Abstract

Probenbilderfassungsverfahren, welches Folgendes umfasst:Emittieren eines Strahls primärer geladener Teilchen von einem Tubus (2) der optischen Linse (1) für geladene Teilchen, dessen Inneres evakuiert wird,Bestrahlen einer in einem Nichtvakuumraum (12) angebrachten Probe (6) mit dem Strahl primärer geladener Teilchen, undDetektieren durch Bestrahlung der Probe (6) mit dem Strahl primärer geladener Teilchen erhaltener sekundärer geladener Teilchen,gekennzeichnet durch das Entfernen der Wirkung, welche die Streuung des Strahls primärer geladener Teilchen auf die Fleckform des Strahls primärer geladener Teilchen hat, bevor der Strahl primärer geladener Teilchen die Probe (6) erreicht, aus einem Detektorsignal.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung, mit der eine Probe beim Atmosphärendruck, bei einem gewünschten Gasdruck oder in einer gewünschten Gasspezies betrachtet werden kann.
Technischer Hintergrund
Zur Betrachtung eines feinen Gebiets eines Objekts wird ein Rasterelektronenmikroskop (SEM), ein Transmissionselektronenmikroskop (TEM) oder dergleichen verwendet. Im Allgemeinen wird bei diesen Vorrichtungen ein Gehäuse, in dem eine Probe angeordnet ist, evakuiert, so dass die Atmosphäre der Probe in einen Vakuumzustand gebracht wird, und wird dann eine Abbildung der Probe vorgenommen. Biologische oder chemische Proben, flüssige Proben oder dergleichen werden jedoch durch die Evakuierung beschädigt, oder ihr Zustand wird geändert. Andererseits ist der Bedarf an der Betrachtung solcher Proben durch ein Elektronenmikroskop angestiegen und ist in letzter Zeit zunehmend eine SEM-Vorrichtung gefordert wurden, bei der eine Betrachtungszielprobe beim Atmosphärendruck, bei einem gewünschten Gasdruck oder in einer gewünschten Gasspezies betrachtet werden kann.
Daher wurde in den letzten Jahren in einem bekannten Literaturdokument eine SEM-Vorrichtung offenbart, bei der eine Probe beim Atmosphärendruck, bei einem gewünschten Gasdruck oder in einer gewünschten Gasspezies angeordnet werden kann, indem zwischen einem elektronenoptischen System und der Probe ein Barrierefilm oder ein feines Loch bereitgestellt wird, wodurch ein Elektronenstrahl hindurchtreten kann, wobei auf diese Weise ein Vakuumzustand, in dem sich der Elektronenstrahl bewegt, von der Atmosphäre einer Probe getrennt wird. Das bekannte Literaturdokument offenbart eine Vorrichtung, bei der eine SEM-Betrachtung beim Atmosphärendruck erfolgen kann und die Probenposition durch die Verwendung eines Probentisches, der unmittelbar unterhalb des Barrierefilms angeordnet ist, geändert werden kann, wenn der Barrierefilm nicht in Kontakt mit der Probe steht.
Zitatliste
Patentliteratur
PTL 1: JP 2012 / 221 766 A WO 2010/001399 A1 offenbart eine Teilchenstrahlvorrichtung und ein Probenbilderfassungsverfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des vorliegenden Anspruchs 1. Weitere herkömmlich arbeitende Probenbilderfassungsverfahren sind in DE 11 2011 104 347 B4 , US 2004/0046120 A1 , US 2010/0243888 A1 und US 2011/0187847 A1 beschrieben.
Kurzfassung der Erfindung
Technisches Problem
Wenn sich die Atmosphäre der Betrachtungszielprobe beim Atmosphärendruck, bei einem gewünschten Gasdruck oder in einer gewünschten Gasspezies befindet, ergibt sich das Problem, dass der Elektronenstrahl durch einen eingebrachten Barrierefilm, Atmosphärengase oder ein eingeleitetes Gas gestreut wird und daher ein unscharfes Mikroskopbild erhalten wird. Beispielsweise wird bei einer Vorrichtung, welche eine Probe, die beim Atmosphärendruck in einem Zustand angebracht ist, in dem ein Barrierefilm nicht in Kontakt mit der Probe steht, mit einem Strahl geladener Teilchen bestrahlt, der Strahl geladener Teilchen durch Gasmoleküle in der Atmosphäre gestreut, wenn der Abstand zwischen dem Barrierefilm und der Probe groß ist, so dass es wahrscheinlich ist, dass ein unscharfes Mikroskopbild erhalten wird. Daher ist es wichtig, dass der Barrierefilm und die Probe einander angenähert werden, um die Stärke der Streuung durch die Gasmoleküle in der Atmosphäre zu verringern.
Wenn die Probe und der Barrierefilm einander jedoch zu sehr angenähert werden, ist zu befürchten, dass der Barrierefilm beschädigt wird, wenn die Probe in Kontakt mit dem Barrierefilm gebracht wird.
Zusätzlich schlägt PTL 1 ein Verfahren und eine Vorrichtung vor, wobei ein Gas eines leichten Elements eingeleitet wird, wodurch die Streuung durch Gasmoleküle zwischen einem Barrierefilm und einer Probe verringert wird. Durch das Einleiten des Gases eines leichten Elements kann ein qualitativ hochwertiges Bild erfasst werden, während der Barrierefilm und die Probe intakt bleiben. Ein Benutzer muss jedoch ständig einen Gaszylinder anordnen und ein Gas abgeben, wenn eine Betrachtung erfolgt, so dass für die Betrachtung Zeit und Anstrengungen erforderlich sind. Ferner ergibt sich selbst beim Einleiten eines Gases eines leichten Elements keine Änderung der Streuung eines Elektronenstrahls. Daher wird üblicherweise davon ausgegangen, dass bei Betrachtung einer Probe mit einem Elektronenstrahl in einer Nichtvakuumatmosphäre ein qualitativ sehr niederwertiges Bild erhalten wird, so dass die wirksame Verwendung einer solchen Vorrichtung auf einige spezifische Fälle begrenzt ist.
Zusammenfassend tritt beim Verfahren aus dem Stand der Technik das Problem auf, dass sich infolge der Streuung des Elektronenstrahls durch Gasmoleküle oder den Barrierefilm nur schwer ein Bild hoher Qualität erhalten lässt.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts des Problems gemacht, so dass eine ihrer Aufgaben darin besteht, auf einfache Weise ein Bild zu erfassen, bei dem die Wirkung der Streuung eines Elektronenstrahls durch ein Gas oder einen Barrierefilm verringert wird, wenn die Atmosphäre um eine Betrachtungszielprobe in einem gewünschten Nichtvakuumzustand wie beispielsweise an der Atmosphäre ist.
Lösung des Problems
Zum Lösen des vorstehend erwähnten Problems ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung vorgesehen, welche Folgendes aufweist: einen Tubus einer optischen Linse für geladene Teilchen, welcher innen evakuiert wird, einen Probentisch, auf dem eine Probe in einem Nichtvakuumraum angebracht wird, einen Detektor, der sekundäre geladene Teilchen detektiert, die durch Bestrahlung der Probe mit einem Strahl primärer geladener Teilchen, welcher vom Tubus der optischen Linse für geladene Teilchen emittiert wird, erhalten werden, und eine Datenverarbeitungseinheit, die aus einem Detektorsignal die Wirkung entfernt, welche die Streuung des Strahls primärer geladener Teilchen auf die Fleckform des Strahls primärer geladener Teilchen hat, bevor der Strahl primärer geladener Teilchen die Probe erreicht.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein qualitativ hochwertiges Bild ohne die Verwendung eines spezifischen Gases erhalten werden, wenn sich die Betrachtungszielprobe in einem gewünschten Nichtvakuumzustand, beispielsweise in der Atmosphäre, befindet.
In den folgenden Ausführungsformen werden von den vorstehend beschriebenen verschiedene Probleme, Konfigurationen und Wirkungen klar beschrieben.
Figurenliste
Es zeigen:

1 die mittlere freie Weglänge eines Strahls geladener Teilchen beim Atmosphärendruck,
2 ein durch ein mit geladenen Teilchen arbeitendes Mikroskop erfasstes Bild,
3 ein Grundprinzip,
4 das Grundprinzip,
5 ein durch ein mit geladenen Teilchen arbeitendes Mikroskop erfasstes Bild und ein einer Bildverarbeitung unterzogenes Bild,
6 eine Konfiguration eines mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops aus Beispiel 1,
7 die Umgebung eines Barrierefilms und einer Probe in Beispiel 1,
8 die Umgebung des Barrierefilms und der Probe in Beispiel 1,
9 eine Bedienungsbildschirmdarstellung aus Beispiel 1,
10 einen Arbeitsablauf aus Beispiel 1,
11 das Senden und Empfangen von Daten in Beispiel 1,
12 ein Grundprinzip,
13 eine Bedienungsbildschirmdarstellung aus Beispiel 1,
14 eine Bedienungsbildschirmdarstellung aus Beispiel 1,
15 eine Konfiguration eines mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops aus Beispiel 2,
16 eine Konfiguration eines mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops aus Beispiel 3,
17 eine Konfiguration eines mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops aus Beispiel 4,
18 ein Grundprinzip,
19 eine Konfiguration eines mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops aus Beispiel 5,
20 eine Konfiguration eines mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops aus Beispiel 5,
21 ein Grundprinzip,
22 eine Konfiguration eines mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops aus Beispiel 6, und
23 eine Bedienungsbildschirmdarstellung aus Beispiel 7.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachstehend werden jeweilige Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben.
Nachstehend wird als ein Beispiel einer mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung ein mit geladenen Teilchen arbeitendes Mikroskop beschrieben. Das mit geladenen Teilchen arbeitende Mikroskop ist jedoch einfach ein Beispiel der vorliegenden Erfindung, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf die nachstehend beschriebenen folgenden Ausführungsformen beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann auch angewendet werden auf ein Rasterelektronenmikroskop, ein Rasterionenmikroskop, ein Rastertransmissionselektronenmikroskop, eine zusammengesetzte Vorrichtung aus den Mikroskopen und einer Probenverarbeitungsvorrichtung oder eine Analyse- und Inspektionsvorrichtung, worauf die vorstehend erwähnten Vorrichtungen angewendet werden.
Zusätzlich ist in der vorliegenden Patentschrift der „Atmosphärendruck“ die Atmosphäre oder eine vorgegebene Gasatmosphäre und bedeutet eine Druckumgebung in einem Atmosphärendruckzustand oder einem leichten Unterdruckzustand. Insbesondere beträgt der Atmosphärendruck etwa 10⁵ Pa (Atmosphärendruck) bis 10³ Pa.
<Beschreibung des Grundprinzips>
In einer mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung, worin eine Beobachtung beim Atmosphärendruck ausgeführt werden kann, müssen eine Probe und ein Barrierefilm einander angenähert werden. Von den vorliegenden Erfindern berechnete Ergebnisse sind in 1 als eine Beziehung zwischen einer Beschleunigungsspannung eines Strahls geladener Teilchen und der mittleren freien Wegstrecke des Strahls geladener Teilchen bei 1 Atmosphäre dargestellt. Die mittlere freie Weglänge bedeutet einen Durchschnittswert von Strecken, über die sich der Strahl geladener Teilchen bewegt, ohne durch Streuung unterbrochen zu werden. Im Fall einer Beschleunigungsspannung von 100 kV beträgt die mittlere freie Wegstrecke beispielsweise etwa 200 µm. Wie nachstehend beschrieben wird, gibt es einen nicht gestreuten Strahl geladener Teilchen, der nicht gestreut wird, sondern sich so bewegt, dass er eine mittlere freie Weglänge aufweist, die größer oder gleich der mittleren freien Wegstrecke ist und zur Auflösung eines Mikroskopbilds beiträgt. Daher wurde bei Tests in einem Fall, in dem eine Probe tatsächlich in der Atmosphäre unter Verwendung eines mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Mikroskops betrachtet wurde, herausgefunden, dass der Abstand zwischen dem Barrierefilm und der Probe bis etwa das Fünffache der in 1 dargestellten mittleren freien Wegstrecke sein kann. Mit anderen Worten muss in einem Fall, in dem die Beschleunigungsspannung des Strahls geladener Teilchen in einem Bereich von 1 kV bis etwa 100 kV liegt, der Abstand zwischen der Probe und dem Barrierefilm kleiner oder gleich etwa 1000 µm sein.
2 zeigt ein Testergebnis, wobei eine in der Atmosphäre montierte Beobachtungszielprobe unter Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops betrachtet wird. Die Beschleunigungsspannung beträgt 15 kV, und der Abstand zwischen dem Barrierefilm und der Probe beträgt 70 µm. Die Probe weist einen Abschnitt eines Zeichens „9“ auf, der aus Metall besteht, wobei der andere Abschnitt aus Si besteht. Ein A-Abschnitt und ein B-Abschnitt in der Zeichnung bestehen aus dem gleichen Material, haben jedoch eine andere Bildhelligkeit.
Wie ersichtlich ist, ist der B-Abschnitt heller als der A-Abschnitt. Zusätzlich sieht der Rand des Zeichens „9“ verschwommen aus. Andererseits ist es möglich, den Rand des Zeichens „9“ deutlich zu erkennen.
Im Allgemeinen wird bei einem Elektronenmikroskop, wenn ein bestimmter Punkt mit einem Strahl bestrahlt wird, kein Signal außerhalb des bestrahlten Gebiets detektiert. Unter dieser Voraussetzung wird im Allgemeinen der mit dem Strahl bestrahlte Punkt rasterförmig über die Probe bewegt, und es wird ein Bild mit einem Gesichtsfeld erfasst, das ausreichend größer ist als die Strahlform. Mit anderen Worten entspricht der Helligkeitswert eines Punkts auf dem erfassten Bild dem Detektionswert sekundärer geladener Teilchen, wenn ein dem Punkt auf der Probe entsprechender Fleck mit dem Strahl bestrahlt wird. Daher ist in einem Fall, in dem die Probe in 2 unter Verwendung eines Elektronenmikroskops mit einer Hochvakuumprobenkammer aus dem Stand der Technik beobachtet wird, der Abschnitt des Zeichens „9“ hell und ist der andere Abschnitt dunkel und wird die Helligkeit des A-Abschnitts und des B-Abschnitts nicht erheblich geändert. Im Fall eines SEM-Bilds in 2 erscheint der B-Abschnitt jedoch heller als der A-Abschnitt. Das in 2 dargestellte Bild wird nicht unter Verwendung eines üblichen Elektronenmikroskops erfasst. Ein Signal wird von einem Abschnitt detektiert, der vom B-Abschnitt verschieden ist, während der B-Abschnitt mit einem Elektronenstrahl bestrahlt wird. Wenn ein Gebiet des B-Abschnitts mit dem Elektronenstrahl bestrahlt wird, wird ein Signal von dem Abschnitt detektiert, der vom B-Abschnitt verschieden ist, und es wird dadurch abgeleitet, dass das vom B-Abschnitt verschiedene Gebiet tatsächlich mit einem Teil des Elektronenstrahls bestrahlt wird. Mit anderen Worten liegt die Größe der Strahlform, womit die Probe bestrahlt wird, tatsächlich nahe der Größe des Gesichtsfelds . Dieses Phänomen wird nachstehend beschrieben.
Die üblichen Komponenten der mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung, worin eine Betrachtung beim Atmosphärendruck ausgeführt wird, werden mit Bezug auf 3 beschrieben. 3 (a) ist eine Konzeptansicht einer Konfiguration des mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops. Es ist eine optische Komponente für geladene Teilchen in der Art einer Sammellinse oder einer Objektlinse bereitgestellt, welche ein elektromagnetisches Feld in einem Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen mit einer Quelle 8 geladener Teilchen erzeugen kann. Ein Raum 11 von der Quelle 8 geladener Teilchen bis zur oberen Fläche eines Barrierefilms 10 in der Zeichnung befindet sich im Vakuum. Zusätzlich ist ein Raum 12 von der unteren Fläche des Barrierefilms 10 in der Zeichnung bis zu einer Probe 6 ein Nichtvakuumraum in der Atmosphäre oder in einer gewünschten Gasatmosphäre. Nachstehend gibt die Abmessung des Nichtvakuumraums die Länge eines Wegs an, entlang dem der Strahl geladener Teilchen durch den Nichtvakuumraum läuft, d.h. eine Länge in Richtung des Strahls geladener Teilchen, falls nichts erwähnt wird. Weil die Bestrahlung mit dem Strahl geladener Teilchen im Allgemeinen senkrecht zum Barrierefilm 10 erfolgt, ist der Abstand zwischen dem Barrierefilm und der Probe die Abmessung des Nichtvakuumraums. 3 (b) zeigt eine vereinfachte Ansicht dieser Konfiguration. Wenn eine Ebene, von der geladene Teilchen abgegeben werden, als Objektebene 8a bezeichnet wird, entsprechen eine Linse 301, eine Linse 302 und eine Linse 303 Fokussierlinsen 301a, 302a und 303a, wodurch der Strahl geladener Teilchen fokussiert werden kann. Dabei können der Barrierefilmabschnitt 10 und der Raum 12 in der Nichtvakuumatmosphäre als Streulinse 10a und als Streulinse 12a bezeichnet werden, welche den Strahl geladener Teilchen jeweils streuen.
Hier hängt die Länge (die Brennpunktposition der Objektlinse von der Quelle geladener Teilchen) eines optischen Linsentubus des mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops von der Beschleunigungsspannung ab und beträgt im Allgemeinen etwa 10 mm bis 1000 mm. Weil der Strahl geladener Teilchen fokussiert werden muss, wird die Länge des optischen Linsentubus im Allgemeinen umso größer, je höher die Beschleunigungsspannung ist. Wenn mit anderen Worten die Länge des optischen Linsentubus h1 ist und der Abstand zwischen dem Barrierefilm und der Probe h2 ist, wird die folgende Beziehung erfüllt.
$h1/h2 \geq 1000$
Daher ist der Abstand h2 zwischen dem Barrierefilm und der Probe verglichen mit h1 tatsächlich viel kleiner als dies in 3(b) dargestellt ist. Mit anderen Worten hat diese Konfiguration die bedeutende Eigenschaft, dass zwei sehr dünne Streulinsen zwischen der Fokussierlinse 303a und der Probenoberfläche 6a eingefügt sind.
Geladene Teilchen, welche durch den Barrierefilm hindurchgetreten sind, umfassen im Barrierefilm gestreute geladene Teilchen und nicht im Barrierefilm gestreute geladene Teilchen. Die Stärke der Streuung des Strahls geladener Teilchen im Barrierefilm hängt vom Materialtyp m, von der Dichte ρ und von der Dicke t des Barrierefilms 10 ab. Nachdem die geladenen Teilchen durch den Barrierefilm hindurchgetreten sind, fallen sie auf den Raum 12 in einer Nichtvakuumatmosphäre. Die auf den Raum 12 in der Nichtvakuumatmosphäre fallenden geladenen Teilchen werden durch ein Gas auf dem Atmosphärendruck gestreut. Selbst in diesem Fall gibt es geladene Teilchen, die sich bewegen, ohne gestreut zu werden.
Die Stärke der Streuung des Strahls geladener Teilchen im Raum in der Nichtvakuumatmosphäre hängt vom Abstand z (h2 in 3) zwischen dem Barrierefilm 10 und der Probe 6, von der Gasspezies a in der Nichtvakuumatmosphäre und vom Gasdruck P (oder von der Dichte) ab. Zusätzlich hängt die Stärke der Streuung im Barrierefilm und in der Nichtvakuumatmosphäre auch von der Bestrahlungsenergie E (auch als Beschleunigungsspannung bezeichnet) des Strahls geladener Teilchen ab. Beispielsweise wird die mittlere freie Wegstrecke, wie in 1 dargestellt ist, umso größer und damit die Wahrscheinlichkeit, dass die geladenen Teilchen gestreut werden, umso kleiner, je höher die Beschleunigungsspannung ist. Zusammenfassend sei bemerkt, dass, wenn die beiden Streulinsen, welche den Barrierefilm und den Raum in der Nichtvakuumatmosphäre repräsentieren, in eine Streulinsenfunktion (oder eine Verschlechterungsfunktion) A versetzt werden, sich die Streulinsenfunktion folgendermaßen beschreiben lässt. $A = A (m, ρ, t, a, P, z, E)$
Zusätzlich lässt sich in einem Fall, in dem F die Form des Strahls geladener Teilchen repräsentiert, bevor der Strahl geladener Teilchen durch den Barrierefilm und den Raum in der Nichtvakuumatmosphäre hindurchtritt, und G die Form des Strahls geladener Teilchen repräsentiert, nachdem der Strahl geladener Teilchen durch den Barrierefilm und den Raum in der Nichtvakuumatmosphäre hindurchgetreten ist, der folgende Ausdruck herleiten: $G = A (m, ρ, t, a, P, z, E) \times F$
Wie vorstehend beschrieben wurde, gibt es einen Strahl geladener Teilchen, der selbst dann, wenn der Strahl geladener Teilchen durch die Streulinsenfunktion tritt, durch den Barrierefilm oder den Nichtvakuumraum nicht gestreut wird. Um diesen Modus zu beschreiben, wird mit Bezug auf 4 (a) die Streuung des Strahls geladener Teilchen in einem Barrierefilm 10a und in einem Raum 12a in der Nichtvakuumatmosphäre beschrieben. Ein Strahl 305 repräsentiert die Form eines Strahls, unmittelbar bevor der Strahl auf den Barrierefilm 10a einfällt. Wenn der Strahl dann vom Barrierefilm 10a durchgelassen wird, werden mehrere geladene Teilchen im Barrierefilm und in der Nichtvakuumatmosphäre gestreut. Andererseits gibt es auch geladene Teilchen, die sich bewegen können, ohne einmal gestreut zu werden. Nachstehend werden die geladenen Teilchen, die sich bewegen, ohne durch den Barrierefilm und das Gas in der Nichtvakuumatmosphäre gestreut zu werden, als „nicht gestreute geladene Teilchen“ bezeichnet und werden die geladenen Teilchen, die einmal oder mehrmals gestreut werden, als „gestreute geladene Teilchen“ bezeichnet. Infolge dieser Streuung des Strahls sieht die Strahlform, wenn der Strahl die Probe 6 erreicht, wie 306 aus. In der Zeichnung repräsentiert die Querrichtung einen Abstand (d.h. den räumlichen Abstand auf der Probenoberfläche), wodurch die Strahlform angegeben wird, und repräsentiert die Längsrichtung die Anzahl der geladenen Teilchen. Der Strahl 306 besteht aus einem Strahl 307 aus nicht gestreuten geladenen Teilchen und einem Strahl 308 aus gestreuten geladenen Teilchen.
4(b) zeigt eine vergrößerte Strahlform. Wenn N0 die Anzahl der nicht gestreuten geladenen Teilchen repräsentiert und N1 die Anzahl der gestreuten geladenen Teilchen repräsentiert, entspricht die Anzahl N0 der nicht gestreuten geladenen Teilchen einem Abschnitt (einem Bereich) auf einer Innenseite 307a der Strahlform und entspricht die Anzahl N1 der gestreuten geladenen Teilchen einem Abschnitt (Bereich) auf einer Innenseite 308a der Strahlform. Mit anderen Worten hat bei einer mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskopvorrichtung, bei der sich die Probe 6 in der Atmosphäre befindet, der auf eine optische Linse fokussierte Strahl 305 eine Form, die durch den Strahl 306 repräsentiert ist, unmittelbar bevor der Strahl die Probe erreicht. Wenn d0 den Strahldurchmesser des einfallenden Strahls geladener Teilchen repräsentiert und d1 den Strahldurchmesser der nicht gestreuten geladenen Teilchen repräsentiert und d2 den Strahldurchmesser der gestreuten geladenen Teilchen repräsentiert, ergibt sich folgende Funktion der Durchmesser: $d2 > d 0 - d 1$
Weil der Strahldurchmesser d0 des einfallenden Strahls geladener Teilchen und der Strahldurchmesser d1 des Strahls nicht gestreuter geladener Teilchen im Wesentlichen gleich sind, wird die Auflösung eines erhaltenen Mikroskopbilds durch den Strahldurchmesser d1 der nicht gestreuten geladenen Teilchen bestimmt. Mit anderen Worten muss, wenn nur der Strahl 307 verbleibt, oder anders ausgedrückt, wenn die Anzahl der nicht gestreuten geladenen Teilchen ausreichend bleibt, die Auflösung beibehalten werden. Die vorstehend durch d0, d1 und d2 repräsentierten Strahldurchmesser können insbesondere als ein Durchmesser, ein Radius, eine Halbwertsbreite oder dergleichen des Strahls definiert werden, wenn die Definition des Strahldurchmessers die gleiche ist. Nachstehend gibt die Form oder die Fleckform des Strahls Parameter an, welche den Betrag des Durchmessers des Strahls repräsentieren.
Als nächstes werden die Größen von d1 und d2 beschrieben. Im Allgemeinen beträgt der Strahldurchmesser (d1) des Strahls geladener Teilchen etwa 1 nm bis maximal etwa 100 nm. Zusätzlich hängt der Strahldurchmesser (d2) des Strahls gestreuter geladener Teilchen vom Material oder von der Dicke des Barrierefilms und einem Parameter in der Art eines Abstands ab, wenn der Strahl durch ein Gas gestreut wird, wobei der Strahldurchmesser typischerweise etwa 10 nm bis 10000 nm beträgt. Je größer der Abstand Z zwischen dem Barrierefilm und der Probe wird, desto stärker wird die Streuung. Daher kann d2 erheblich größer als 10000 nm werden. Wie vorstehend wird der folgende Ausdruck abgeleitet, wenn bei der Streuung des Strahls geladener Teilchen ein Problem auftritt: $d2/d1 \geq 10$
Auf der Grundlage der vorstehenden Beschreibung kann das in 2 dargestellte erhaltene Elektronenmikroskopbild in Bezug auf die in 4 beschriebenen gestreuten geladenen Teilchen beschrieben werden. Mit anderen Worten kann, wenn der B-Abschnitt in 2 mit einem Elektronenstrahl bestrahlt wird, davon ausgegangen werden, dass der Abschnitt des Zeichens „9“ auch mit dem Strahl 308 bestrahlt wird, der aus den gestreuten Elektronen gebildet ist. Zum Vergleich wird, weil der A-Abschnitt in einem Abstand vom Zeichen „9“ liegt, der Abschnitt des Zeichens „9“ nicht mit dem Strahl 308 bestrahlt, wenn der A-Abschnitt mit dem Elektronenstrahl bestrahlt wird, und es wird beobachtet, dass der A-Abschnitt dunkler als der B-Abschnitt ist. Weil dabei die Auflösung infolge des aus nicht gestreuten Elektronen gebildeten Strahls 307 beibehalten wird, kann davon ausgegangen werden, dass sich der Rand des Zeichens „9“ klar beobachten lässt.
Wie in (Ausdruck 5) angegeben, tritt dieses Phänomen auf, wenn der Strahldurchmesser des Strahls gestreuter geladener Teilchen verglichen mit dem Strahldurchmesser des Strahls nicht gestreuter geladener Teilchen erheblich vergrößert wird. Dadurch wird die Probe in einem breiten Bereich mit dem Strahl gestreuter geladener Teilchen bestrahlt. Dementsprechend ist das Auftreten der Streuung der geladenen Teilchen in einem breiten Bereich ein charakteristisches Phänomen, wenn die Probe in einer Nichtvakuumumgebung mit dem Strahl geladener Teilchen bestrahlt wird, dieses Phänomen tritt jedoch nicht beim Elektronenmikroskop mit einer Vakuumprobenkammer aus dem Stand der Technik auf.
Beim vorstehenden Phänomen und in der Beschreibung gehen die Erfinder davon aus, dass der Barrierefilm und die Nichtvakuumatmosphäre, die durch sehr dünne Streulinsen repräsentiert sind, welche zwischen dem Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen und der Probe 6 angeordnet sind, bewirken, dass die Fleckform des Strahls primärer geladener Teilchen geändert wird und die Auflösung des Bilds erhalten bleibt, solange der nicht gestreute Strahl 307 geladener Teilchen verbleibt. Zusätzlich kann die Änderung der Strahlform im Raum, wie in (Ausdruck 1) gezeigt, berechnet werden, weil Faktoren, die bewirken, dass der Strahl gestreut wird, räumlich sehr konzentriert sind. Mit anderen Worten wird die Streulinsenfunktion A in (Ausdruck 2) durch Berechnung oder durch eine Simulation erhalten, wobei sich die Strahlform G nach der Streuung sehr einfach berechnen lässt. Dies ist auch in Bezug auf die nachstehend beschriebene Bildwiederherstellung sehr wichtig.
<Bildwiederherstellung>
Bildwiederherstellung bedeutet nachstehend ein Verfahren zum Wiederherstellen der Auflösung oder der Bildqualität nach einer Verschlechterung durch Ausführen einer Rechenverarbeitung an einem erfassten Bild. Zusätzlich schließt die Bildwiederherstellung in der folgenden Beschreibung nicht nur einen Fall ein, in dem die Rechenverarbeitung ausgeführt wird, um das erfasste Bild wiederherzustellen, sondern auch einen Fall, in dem die Rechenverarbeitung an einem von einem Detektor ausgegebenen Signal ausgeführt wird und ein Bild ansprechend auf das verarbeitete Signal erzeugt wird.
Bei einem Elektronenmikroskop zur Betrachtung einer Probe im Vakuum ist im Stand der Technik ein Verfahren zur Bildwiederherstellung unter Verwendung der bei Tests erhaltenen Strahlform bekannt. Beispielsweise wird eine Faltung der Verschlechterungsfunktion A in der Art einer Verschlechterung der Auflösung mit einem idealen Bild F, bei dem kein Rauschen oder eine Verschlechterung der Auflösung auftritt, ausgeführt und wird Rauschen n der Faltung überlagert, wodurch folgendermaßen ein Modell für ein erfasstes Bild G erhalten wird: $G = A \cdot F + n$
Bei dieser Funktion ist das ideale Bild F anhand des erfassten Bilds G und der Verschlechterungsfunktion A berechenbar. Dies wird als Bildwiederherstellung bezeichnet. Diese Entsprechungsbeziehung gleicht jener in (Ausdruck 3). Mit anderen Worten wird die Verschlechterungsfunktion A, welche die Verschlechterung der Strahlform angibt, erhalten und wird eine Entfaltungsverarbeitung an der Form ausgeführt, wodurch die Bildwiederherstellung ermöglicht wird. Eine Berechnung des idealen Bilds F unter Verwendung der Form des in der Atmosphäre gestreuten Strahls bei einem gewünschten Gasdruck oder bei einer gewünschten Gasspezies wurde jedoch bis heute nicht ausgeführt. Es wird davon ausgegangen, dass dies daran liegt, dass es nicht möglich ist, das Gebiet zu steuern, in dem die Streuung erfolgt. Wie vorstehend beschrieben wurde, kann im Fall eines Elektronenmikroskops, bei dem eine Beobachtung beim Atmosphärendruck ausgeführt werden kann, jedoch die sehr dünne Streulinse als ein Faktor für die Verschlechterung der Bildqualität angesehen werden, wobei die Faktoren, die verwendet werden, um den Grad der Verschlechterung der Strahlform zu bestimmen, im Raum vom Barrierefilm und von der Probe örtlich sehr konzentriert sind. Daher sind Parameter, welche die die Strahlform bestimmende Streulinsenfunktion bestimmen, nur Parameter, die auf den Barrierefilm und den Raum in der Nichtvakuumatmosphäre zurückzuführen sind, welche gesteuert werden können. Daher lässt sich die für die Bildwiederherstellung benötigte Verschlechterungsfunktion A sehr leicht erhalten. Dies ist eines der wichtigen Merkmale in der vorliegenden Erfindung.
Von den Parametern der Streulinsenfunktion A (Verschlechterungsfunktion A) sind der Materialtyp M, die Dichte ρ und die Dicke t des Barrierefilms 10 zuvor bekannt, weil der bekannte Barrierefilm in der Vorrichtung verwendet wird. Mit anderen Worten kann die Stärke der Streuung im Barrierefilm vorab berechnet werden. Zusätzlich werden, wie nachstehend beschrieben, die Beschleunigungsspannung des Strahls geladener Teilchen, die Gasspezies und der Druck in der Nichtvakuumatmosphäre und die Abmessung des Raums in der Nichtvakuumatmosphäre von einem Benutzer der Vorrichtung festgelegt und sind demgemäß bekannt. Mit anderen Worten können anhand dieser Beobachtungsbedingungen vorab das Verhältnis zwischen der Anzahl N0 nicht gestreuter geladener Teilchen und der Anzahl N1 gestreuter geladener Teilchen, Werte des Strahldurchmessers d1 der nicht gestreuten geladenen Teilchen und des Strahldurchmessers d2 der gestreuten geladenen Teilchen sowie die Strahlform davon erhalten werden. Dadurch verbleibt nur der aus den nicht gestreuten geladenen Teilchen gebildete Strahl 307a und ist es möglich, aus einem Bildsignal die Wirkung des durch die gestreuten geladenen Teilchen gebildeten Strahls 308a zu entfernen. Auf diese Weise lässt sich, wie nachstehend beschrieben wird, das ideale Bild F unter Verwendung der Form des in der Atmosphäre gestreuten Strahls bei einem gewünschten Gasdruck oder in einer gewünschten Gasspeziesatmosphäre berechnen, wodurch die Bildwiederherstellung erfolgen kann, was bis heute nicht geschehen ist. Hier bedeutet der Begriff „Entfernen“ nicht nur einen Fall einer vollständigen Entfernung, sondern auch einen Fall einer Entfernung eines Teils der Wirkung infolge der gestreuten geladenen Teilchen und des Verringerns der Wirkung der Strahlverschlechterung auf das Bild.
Die Strahlform als Ziel des Bildwiederherstellungsprozesses ist die in 4(a) dargestellte Form 306. Daher kann bei einem Modell der Streulinsenfunktion A in (Ausdruck 6) die Summe aus einer ersten Wellenform 307a mit einer Breite d1 und einer zweiten Wellenform 308b mit einer Breite d2, wie in 4 (b) gezeigt, verwendet werden. Die erste Wellenform 307a repräsentiert die Fleckform des Strahls nicht gestreuter geladener Teilchen, und die zweite Wellenform 308b repräsentiert die Fleckform des Strahls gestreuter geladener Teilchen. Weil einige Strahlen gestreuter geladener Teilchen wieder gestreut werden, kann die Fleckform nicht einfach durch die Summe der beiden Wellenformverteilungen beschrieben werden. In diesem Fall wird eine Bedingung erhalten, bei der die Anzahl N der einfallenden Elektronen konstant wird und die Strahlform durch die Summe mehrerer Wellenformen d1, d2, d3, ... und dn gebildet werden kann. Die vorstehend beschriebene Wellenform hat beispielsweise eine Gaußverteilung, die Strahlform kann jedoch auch durch die Summe beliebiger anderer Wellenformen gebildet werden. Wenn das Modell der Streulinsenfunktion A bestimmt wird, kann die Streulinsenfunktion A durch die Parameter m, ρ, t, a, P, z und E, wie vorstehend in (Ausdruck 2) beschrieben, festgelegt werden. Eine Entfaltungsverarbeitung wird am erfassten Bild G unter Verwendung der erhaltenen Streulinsenfunktion A vorgenommen, wodurch das ideale Bild F wiederhergestellt werden kann.
Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in einem Verfahren, bei dem davon ausgegangen wird, dass die Wellenformen in zwei (oder mehr) Wellenformen der nicht gestreuten geladenen Teilchen und der gestreuten geladenen Teilchen unterteilt sind, so dass die verschlechterte Strahlform (d.h. das Modell der Streulinsenfunktion), die erhalten wird, wenn die nicht gestreuten geladenen Teilchen und die gestreuten geladenen Teilchen die Probe erreichen, gefunden werden kann, indem die Wellenformen addiert werden, welche die jeweiligen nicht gestreuten und gestreuten geladenen Teilchen repräsentieren, wenn die Rechenverarbeitung für die Bildwiederherstellung ausgeführt wird. In 5 sind vor und nach der vorstehend beschriebenen Bildwiederherstellungsverarbeitung erhaltene Bilder verglichen. 5 (a) zeigt das vor der Bildwiederherstellung erhaltene Bild, und 5(b) zeigt das nach der Bildwiederherstellung erhaltene Bild. 5 zeigt ein Ergebnis, bei dem in einem Fall, in dem die Beobachtungsbedingungen (Ausdruck 5) erfüllen, das in 2 dargestellte erfasste Bild durch die vorstehend beschriebene Entfaltungsverarbeitung wiederhergestellt wird, wobei die Summe aus dem Strahl nicht gestreuter geladener Teilchen und dem Strahl geladener Teilchen als Modell der Streulinsenfunktion A verwendet wird. Es wurde bestätigt, dass durch die Bildwiederherstellung die Unschärfe der Helligkeit in der Umgebung des Zeichens „9“ infolge der gestreuten Elektronen erheblich verringert werden kann. Zusätzlich kann auch der Rand des Zeichens „9“ klar beobachtet werden.
Bei der Bildwiederherstellung ist es wichtig, die Parameter der Streulinsenfunktion zu verstehen und dann die Bildwiederherstellungsverarbeitung auszuführen. Nachstehend werden die mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung, welche die Bildwiederherstellung ausführt, und ein Verfahren zur Bildverarbeitung auf der Grundlage der vorstehend beschriebenen Parameter der Streulinsenfunktion beschrieben. Wie nachstehend beschrieben wird, kann ein Benutzer die Beschleunigungsspannung des Strahls geladener Teilchen, die Gasspezies und den Druck in der Nichtvakuumatmosphäre, das Verhältnis zwischen der Anzahl N0 der nicht gestreuten Teilchen und der Anzahl N1 der gestreuten geladenen Teilchen entsprechend der Abmessung des Raums in der Nichtvakuumatmosphäre und die Werte des Strahldurchmessers d1 der nicht gestreuten geladenen Teilchen und des Strahldurchmessers d2 gestreuter geladener Teilchen eingeben. Zusätzlich wird die Wirkung der Streuung vorab berechnet, und es wird dann die Form erhalten, welche der Strahl 306 hat, wenn er die Probe erreicht, und sie wird in einer Speichereinheit in einem Computer gespeichert. Dann wird die Entfaltungsverarbeitung an dem vom Detektor erhaltenen Signal unter Verwendung der in der Speichereinheit gespeicherten Daten ausgeführt, so dass die Bildverarbeitung automatisch geschehen kann.
Das Bildwiederherstellungsverfahren auf der Grundlage der Streulinsenfunktion, wie vorstehend beschrieben, ist für eine Vorrichtung sehr wirksam, die ein mit geladenen Teilchen arbeitendes optisches System aufweist, wobei Objekte, die als Streulinsen angesehen werden können, lokal konzentriert angeordnet sind. Spezifische Ausführungsformen einer solchen Vorrichtung werden in den folgenden Beispielen beschrieben. Die Anwendung der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt.
Beispiel 1
<Beschreibung einer Konfiguration einer grundlegenden Vorrichtung>
Beim vorliegenden Beispiel wird eine grundlegende Ausführungsform beschrieben. 6 zeigt eine Gesamtkonfiguration eines mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops gemäß dem vorliegenden Beispiel.
Das mit geladenen Teilchen arbeitende Mikroskop, das in 6 dargestellt ist, ist so ausgelegt, dass es hauptsächlich den Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen, ein Gehäuse (eine Vakuumkammer) 7, das mit dem Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen verbunden ist und diesen trägt, einen Probentisch 5, welcher sich in der Atmosphäre befindet, und ein Steuersystem, das die vorstehenden Komponenten steuert, aufweist. Wenn das mit geladenen Teilchen arbeitende Mikroskop verwendet wird, werden die Innenbereiche des Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen und des Gehäuses 7 durch eine Vakuumpumpe 4 evakuiert. Start- und Stoppvorgänge der Vakuumpumpe 4 werden auch durch das Steuersystem gesteuert. In der Zeichnung ist nur eine Vakuumpumpe 4 dargestellt, es können jedoch zwei oder mehr Vakuumpumpen bereitgestellt werden. Der Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen und das Gehäuse 7 werden durch Säulen oder einen Sockel (nicht dargestellt) getragen.
Der Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen weist Elemente in der Art einer Quelle 8 geladener Teilchen, die einen Strahl geladener Teilchen erzeugt, und einer optischen Linse 1, welche den erzeugten Strahl geladener Teilchen fokussiert und zu einem unteren Abschnitt des Linsentubus führt und die Probe 6 mit einem Strahl primärer geladener Teilchen abtastet, auf. Der Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen steht ins Innere des Gehäuses 7 vor und ist durch ein Vakuumdichtungselement 123 am Gehäuse 7 befestigt. Am Ende des Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen befindet sich ein Detektor 3, der sekundäre geladene Teilchen (Sekundärelektronen oder reflektierte Elektronen) detektiert, die durch Bestrahlung mit dem Strahl primärer geladener Teilchen, wie vorstehend beschrieben, erhalten werden. Der Detektor 3 kann sich innerhalb oder außerhalb des Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen befinden. Der Tubus der optischen Linse für geladene Teilchen kann eine andere Linse, eine andere Elektrode oder einen anderen Detektor, die von den vorstehend beschriebenen verschieden sind, aufweisen, ein Teil einer Konfiguration kann von der vorstehend beschriebenen verschieden sein, und die Konfiguration des mit geladenen Teilchen arbeitenden optischen Systems, das im Tubus der optischen Linse für geladene Teilchen enthalten ist, ist nicht darauf beschränkt.
Das mit geladenen Teilchen arbeitende Mikroskop aus dem vorliegenden Beispiel umfasst als Steuersystem einen Computer 35, der von einem Vorrichtungsbenutzer verwendet wird, eine Steuereinheit 36, die mit dem Computer 35 verbunden ist, einen Befehl sendet und empfängt und ein Vakuumsystem, ein mit geladenen Teilchen arbeitendes optisches System oder dergleichen ansprechend auf den Befehl vom Computer 35 steuert. Der Computer 35 umfasst einen Bildschirm 33, auf dem eine Bedienungsbildschirmdarstellung (GUI) der Vorrichtung angezeigt wird, und Eingabemittel für die Bedienungsbildschirmdarstellung in der Art einer Tastatur oder einer Maus . Die Steuereinheit 36 und der Computer 35 sind durch verschiedene Kommunikationskabel verbunden.
Die Steuereinheit 36 ist ein Abschnitt, der ein Steuersignal für das Steuern der Vakuumpumpe 4, der Quelle 8 geladener Teilchen, der optischen Linse 1 oder dergleichen sendet und empfängt, und die Steuereinheit wandelt ferner ein Ausgangssignal des Detektors 3 in ein digitales Bildsignal um und bewirkt, dass das digitale Bildsignal durch den Computer 35 auf der Bildschirmdarstellung 33 angezeigt wird. Ein in der Steuereinheit 36 erzeugtes Bild wird auf dem Bildschirm 33 des Computers 35 angezeigt. In der Zeichnung wird das Ausgangssignal vom Detektor 3 durch einen Verstärker 154 in der Art eines Vorverstärkers, welcher mit der Steuereinheit 36 verbunden ist, zur Steuereinheit 36 gesendet. Falls der Verstärker nicht erforderlich ist, kann er nicht bereitgestellt werden.
Die Steuereinheit 36 kann sowohl eine analoge Schaltung als auch eine digitale Schaltung gemeinsam aufweisen, oder sie kann so ausgelegt sein, dass sie zwei oder mehr Steuereinheiten 36 aufweist. Das mit geladenen Teilchen arbeitende Mikroskop kann eine andere Steuereinheit, welche Operationen der jeweiligen Komponenten steuert, zusätzlich zur vorstehend beschriebenen Steuereinheit aufweisen. Die Steuereinheit 36 kann durch eine zweckgebundene Leiterplatte als Hardware konfiguriert sein oder als Software konfiguriert sein, die durch einen Computer 35 ausgeführt wird. In einem Fall, in dem die Steuereinheit als Hardware konfiguriert ist, kann die Steuereinheit durch mehrere Recheneinheiten verwirklicht werden, die eine Verarbeitung ausführen und auf einem Zwischenverbindungssubstrat montiert sind oder in einem Halbleiterchip oder einer Halbleiterbaugruppe integriert sind. In einem Fall, in dem die Steuereinheit als Software konfiguriert ist, wird eine schnelle CPU für allgemeine Zwecke am Computer montiert und kann die Steuereinheit verwirklicht werden, indem ein Programm ausgeführt wird, welches einen erwünschten Rechenprozess ausführt. Ferner ist die in 6 dargestellte Konfiguration des Steuersystems nur ein Beispiel, und Modifikationsbeispiele einer Steuereinheit, eines Ventils, einer Vakuumpumpe oder eines Kommunikationskabels gehören zu einer Kategorie des SEM der mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung aus dem vorliegenden Beispiel, solange die Modifikationsbeispiele beim vorliegenden Beispiel eine vorgesehene Funktion ausführen.
Das Vakuumrohr 16, dessen eines Ende mit der Vakuumpumpe 4 verbunden ist, ist mit dem Gehäuse 7 verbunden, sein Inneres wird im Vakuumzustand gehalten. Dabei ist ein Leckventil 14 bereitgestellt, welches das Innere des Gehäuses 7 zur Atmosphäre öffnet, wobei dies während Wartungsarbeiten oder dergleichen geschehen kann. Das Leckventil 14 kann nicht bereitgestellt sein, oder es können zwei oder mehr Leckventile bereitgestellt sein. Zusätzlich kann die Position des Gehäuses 7, wo sich das Leckventil 14 befindet, zu einer anderen Position im Gehäuse 7 geändert werden, ohne auf die in 6 dargestellten Positionen beschränkt zu sein.
Der Barrierefilm 10 ist an einer Position unmittelbar unterhalb des vorstehend beschriebenen Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen auf der unteren Fläche des Gehäuses bereitgestellt. Der Barrierefilm 10 kann den vom unteren Ende des Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen abgegebenen Strahl primärer geladener Teilchen durchlassen, und der Strahl primärer geladener Teilchen erreicht schließlich durch den Barrierefilm 10 die an einem Probenträger 52 montierte Probe 6. Ein geschlossener Raum (d.h. das Innere des Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen und das Innere des Gehäuses 7), welcher den Barrierefilm 10 aufweist, kann evakuiert werden. Weil die Probe im Nichtvakuumraum angeordnet ist, muss der Barrierefilm 10 die Druckdifferenz zwischen dem Vakuumraum und dem Nichtvakuumraum beibehalten können. Weil beim vorliegenden Beispiel der Raum, der evakuiert wird, durch den Barrierefilm 10 in einem gedichteten Zustand gehalten wird, kann der Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen im Vakuumzustand gehalten werden und kann die Probe 6 auf dem Atmosphärendruck gehalten werden und betrachtet werden. Weil zusätzlich der Raum, in dem sich die Probe befindet, selbst wenn eine Bestrahlung mit dem Strahl geladener Teilchen ausgeführt wird, in der Atmosphäre liegt, oder der Raum in Verbindung mit einem Raum steht, der in der Atmosphäre liegt, kann die Probe 6 während der Betrachtung frei ausgetauscht werden.
Der Barrierefilm 10 wird auf dem Sockel 9 gebildet oder abgeschieden. Der Barrierefilm 10 besteht aus einem Kohlenstoffmaterial, einem organischen Material, einem Metallmaterial, Siliciumnitrid, Siliciumcarbid, Siliciumoxid oder dergleichen. Der Sockel 9 ist beispielsweise ein Silicium- oder Metallelement. Der Abschnitt des Barrierefilms 10 kann mehrere angeordnete Fenster aufweisen. Die Dicke des Barrierefilms, welcher den Strahl primärer geladener Teilchen durchlassen kann, beträgt einige nm bis einige µm. Der Barrierefilm darf durch die Druckdifferenz infolge der Trennung zwischen dem Atmosphärendruck und dem Vakuum nicht beschädigt werden. Daher beträgt die Fläche des Barrierefilms 10 höchstens einige zehn µm bis einige mm. Der Barrierefilm 10 kann keine quadratische Form, sondern eine rechteckige Form oder dergleichen aufweisen. Der Barrierefilm kann eine beliebige Form aufweisen. Der Sockel, auf dem der Barrierefilm 10 ausgebildet ist, wird aus Silicium gebildet, ein Film eines Barrierefilmmaterials wird auf dem Silicium gebildet, und der Film wird dann einem Naßätzen unterzogen. Dann sind die Flächen der Oberseite und der Unterseite des Barrierefilms verschieden, wie in der Zeichnung dargestellt ist. Mit anderen Worten ist die Fläche einer Öffnung auf der Oberseite des Sockels 9 in der Zeichnung größer als die Fläche des Barrierefilms.
Der Sockel 9, welcher den Barrierefilm 10 trägt, ist auf einem Barrierefilmhalteelement 155 bereitgestellt. Wenngleich dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist, haften der Sockel 9 und das Barrierefilmhalteelement 155 durch einen O-Ring, eine Verpackung, einen Klebstoff, ein doppelseitiges Klebeband oder dergleichen, die vakuumgedichtet werden können, aneinander. Das Barrierefilmhalteelement 155 wird durch ein Vakuumdichtungselement 124 abnehmbar auf der Seite der unteren Fläche des Gehäuses 7 befestigt. Weil der Barrierefilm 10 sehr dünn ist und eine Dicke aufweist, die kleiner oder gleich einigen nm bis einigen µm ist, um der Notwendigkeit Rechnung zu tragen, dass der Strahl geladener Teilchen durchgelassen wird, kann er durch Verschlechterung im Laufe der Zeit oder während der Vorbereitung der Beobachtung beschädigt werden. Weil der Barrierefilm 10 und der den Barrierefilm tragende Sockel 9 zusätzlich sehr klein sind, lassen sich der Barrierefilm und der Sockel nur sehr schwer direkt handhaben. Daher sind beim vorliegenden Beispiel der Barrierefilm 10 und der Sockel 9 mit dem Barrierefilmhalteelement 155 integriert und wird der Sockel 9 durch das Barrierefilmhalteelement 155 gehandhabt, ohne den Sockel direkt zu berühren, wodurch es sehr einfach ist, den Barrierefilm 10 und den Sockel 9 zu handhaben (insbesondere auszutauschen). Mit anderen Worten kann bei einer Beschädigung des Barrierefilms 10 dieser zusammen mit dem Barrierefilmhalteelement 155 ausgetauscht werden. Selbst wenn der Barrierefilm 10 direkt ausgetauscht werden muss, kann das Barrierefilmhalteelement 155 aus der Vorrichtung herausgezogen werden und kann der mit dem Barrierefilm 10 integrierte Sockel 9 zusammen damit außerhalb der Vorrichtung ausgetauscht werden.
Wenngleich dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist, kann zusätzlich ein optisches Mikroskop, mit dem eine Probe betrachtet werden kann, unmittelbar unterhalb oder in der Nähe der Probe 6 angeordnet werden. In diesem Fall wird der Barrierefilm 10 oberhalb der Probe angeordnet und wird die Betrachtung unter Verwendung des optischen Mikroskops unterhalb der Probe ausgeführt. Daher muss der Probenträger 52 in diesem Fall für das Licht des optischen Mikroskops transparent sein. Beispiele transparenter Materialien umfassen transparentes Glas, transparenten Kunststoff, einen transparenten kristallinen Körper und dergleichen. Ein üblicherer Probenträger ist ein transparenter Probenträger in der Art eines Glasplättchens (oder eines präparierten Plättchens) oder einer Schale (oder einer Petrischale).
Zusätzlich kann eine Heizung, eine Spannungsanlegeeinheit, die in der Probe ein elektrisches Feld erzeugen kann, oder dergleichen bereitgestellt werden. In diesem Fall kann ein Modus betrachtet werden, bei dem die Probe erwärmt oder gekühlt wird, oder ein Modus, bei dem ein elektrisches Feld an die Probe angelegt wird.
Zusätzlich können zwei oder mehr Barrierefilme angeordnet werden. Beispielsweise kann der Barrierefilm innerhalb des Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen angeordnet werden. Andernfalls kann ein zweiter Barrierefilm unterhalb eines ersten Barrierefilms bereitgestellt werden, welcher das Vakuum und die Atmosphäre trennt, und die Probe kann zwischen dem zweiten Barrierefilm und dem Probentisch eingeschlossen werden.
Zusätzlich kann die Probe gemäß einer weiteren Ausführungsform beobachtet werden, indem sie in einer Umgebungszelle angeordnet wird und auf einem Probentisch eines üblichen mit geladenen Teilchen arbeitenden Hochvakuummikroskops angeordnet wird. Die Umgebungszelle ist ein Gefäß, das die gesamte Probe, die in einem gedichteten Zustand eingeschlossen ist, in eine Vakuumvorrichtung einbringt und eine Atmosphäre in der Umgebung der Probe in der Vakuumkammer lokal aufrechterhält. Ein Probenhöheneinstellmechanismus kann innerhalb der Umgebungszelle bereitgestellt werden. Die vorstehend beschriebene Bildwiederherstellungsverarbeitung ist auch in einem Fall wirksam, in dem die Wirkung der Streuung zwischen der Probe und dem Barrierefilm für das Trennen des Vakuums und der lokalen Atmosphäre in der Umgebungszelle beseitigt ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung gehört unabhängig von der Anzahl oder den Typen der Barrierefilme, solange die beim vorliegenden Beispiel vorgesehene Funktion erfüllt wird, jede Konfiguration zu einer Kategorie des SEM für die mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung aus dem vorliegenden Beispiel.
Zusätzlich kann, wenngleich dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist, ein Detektor, der den von der Probe 6 durchgelassenen Strahl geladener Teilchen detektieren kann, unmittelbar unterhalb der Probe 6 bereitgestellt werden. Der Detektor ist ein Detektionselement, das den Strahl geladener Teilchen, der sich mit einer Energie von einigen keV bis einigen zehn keV bewegt, detektieren und verstärken kann. Beispielsweise wird ein Halbleiterdetektor aus einem Halbleitermaterial in der Art von Silicium, ein Szintillator oder ein Lumineszenzlicht emittierendes Material, das ein Signal geladener Teilchen auf einer Glasoberfläche oder innerhalb eines Glases in Licht umwandeln kann, ein YAG-(Yttrium, Aluminium, Granat)-Element oder dergleichen als Detektor verwendet. Ein elektrisches Signal oder ein optisches Signal vom Detektor wird durch einen Draht, einen Lichtübertragungsweg oder einen Photodetektor zu einem Steuersystem übertragen, das so ausgelegt ist, dass es eine hochrangige Steuereinheit 36 und eine niederrangige Steuereinheit 37 aufweist. Der Detektor, in dem die Probe direkt oder indirekt montiert ist, kann ein übertragenes Signal geladener Teilchen detektieren. Daher wird der Detektor, in dem die Probe 6 montiert ist, veranlasst, sich dem Barrierefilm 10 zu nähern, wodurch es möglich wird, ein durch den Strahl durchgelassener geladener Teilchen erzeugtes Bild der Probe 6 in der Atmosphäre zu erfassen. In diesem Fall ist es auch wirksam, das Bildwiederherstellungsverfahren aus dem vorliegenden Beispiel zu verwenden.
Der in der Atmosphäre angeordnete Probentisch 5 ist unterhalb des Barrierefilms 10 im Gehäuse 7 bereitgestellt. Auf diese Weise wird die Probe in der Atmosphäre (im Nichtvakuumraum) angebracht. Der Probentisch 5 weist einen Z-Achsen-Antriebsmechanismus mit einer Höheneinstellfunktion auf, wodurch zumindest die Probe 6 an den Barrierefilm 10 angenähert werden kann. Es erübrigt sich zu bemerken, dass auch ein XY-Antriebsmechanismus bereitgestellt werden kann, der sich in einer Innerebenenrichtung der Probe bewegt. Wenngleich dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist, kann als ein Mechanismus, der den Abstand zwischen der Probe 6 und dem Barrierefilm 10 einstellt, an Stelle des Z-Achsen-Antriebsmechanismus, der die Probe 6 bewegt, oder zusätzlich dazu ein Antriebsmechanismus bereitgestellt werden, der den Barrierefilm 10 und das Barrierefilmhalteelement 155 in Probenrichtung (der vertikalen Richtung in der Zeichnung) bewegt. Andernfalls kann ein Antriebsmechanismus bereitgestellt werden, der es ermöglicht, dass sich der Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen oder das Vakuumgehäuse 7 in vertikaler Richtung bewegt, und kann der Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen oder das gesamte Vakuumgehäuse 7 zur Probenseite bewegt werden. Die Mechanismen, welche den Abstand zwischen dem Barrierefilm und der Probe ändern können, indem sie das Bewegen des Barrierefilms, der Probe oder des Tubus der optischen Linse für geladene Teilchen ermöglichen, werden gemeinsam als Abstandseinstellmechanismus bezeichnet.
Beim vorliegenden Beispiel wird die Energie E, die erhalten wird, wenn der Strahl geladener Teilchen von der Quelle 8 des Strahls geladener Teilchen die Probe erreicht, eingestellt und gesteuert. Eine Bestrahlungsenergie-Steuereinheit 59 ist zwischen der Steuereinheit 36 und dem Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen bereitgestellt. Beispielsweise ist die Bestrahlungsenergie-Steuereinheit 59 eine Hochspannungsversorgung, welche die der Quelle 8 des Strahls geladener Teilchen zugeführte Spannung ändern kann und dadurch die Energie E des Strahls geladener Teilchen, womit die Probe bestrahlt wird, ändern kann. Die Bestrahlungsenergie-Steuereinheit 59 kann innerhalb der Steuereinheit 36 bereitgestellt sein. Zusätzlich kann die Bestrahlungsenergie-Steuereinheit 59 bei einem anderen Beispiel eine Elektrode sein, welche die Beschleunigungsspannung des Strahls geladener Teilchen von der Quelle des Strahls geladener Teilchen ändern kann. Zusätzlich kann die Bestrahlungsenergie-Steuereinheit eine Leistungsversorgung sein, welche die Änderung der an eine optische Linse angelegten Spannung steuern kann, wodurch der Strahl primärer geladener Teilchen beschleunigt oder verzögert werden kann. Zusätzlich kann die Bestrahlungsenergie-Steuereinheit bei einem weiteren Beispiel eine Leistungsversorgung sein, welche eine Spannung an den Probentisch anlegen kann. Ein solches Steuersystem kann in der Steuereinheit 36 bereitgestellt sein, oder zwischen der Steuereinheit 36 und der optischen Linse 1 bereitgestellt sein. Zusätzlich können die spezifischen Beispiele der Bestrahlungsenergie-Steuereinheit für den Strahl geladener Teilchen geeignet kombiniert verwendet werden.
Der Computer 35 weist eine Daten-Sende-/Empfangseinheit 60, einen Datenspeicher 61, eine externe Schnittstelle 62 und eine Datenverarbeitungseinheit 63 auf. Die Daten-Sende-/Empfangseinheit 60 sendet und empfängt verschiedene Datentypen, wobei sie ein Detektionssignal empfängt. Der Datenspeicher 61 kann ein Bildsignal speichern. Die externe Schnittstelle 62 ist mit einer Benutzerschnittstelle 34 in der Art des Bildschirms 33, einer Tastatur oder einer Maus verbunden. Die Datenverarbeitungseinheit 63 wandelt das Detektionssignal in das Bildsignal um und gibt das Bildsignal aus. Ferner führt die Datenverarbeitungseinheit 63 beim vorliegenden Beispiel eine Verarbeitung zum Entfernen der Wirkung aus, die auf die Fleckform dadurch ausgeübt wird, dass der Strahl primärer geladener Teilchen gestreut wird, bevor er die Probe erreicht, d.h. die Bildwiederherstellungsverarbeitung. Beim vorliegenden Beispiel wird der Strahl primärer geladener Teilchen durch den Barrierefilm und die Atmosphäre zwischen dem Barrierefilm und der Probe gestreut. Die Parameter der Streulinsenfunktion für die Bildwiederherstellung können unter Verwendung der Benutzerschnittstelle 34 eingegeben werden. Die Datenverarbeitungseinheit 63 erhält eine durch die nicht gestreuten geladenen Teilchen und die gestreuten geladenen Teilchen unter Verwendung der Parameter der Streulinsenfunktion gebildete Strahlform. Wie vorstehend beschrieben, kann die Stärke der Streuung durch den Barrierefilm anhand des Materialtyps, der Dichte und der Dicke des Barrierefilms erhalten werden und kann die Stärke der Streuung durch die Atmosphäre zwischen dem Barrierefilm und der Probe anhand des Abstands zwischen dem Barrierefilm und der Probe und der Gasspezies und des Drucks in der Atmosphäre erhalten werden. Die Wirkung des Strahls primärer geladener Teilchen auf die Fleckform kann auf der Grundlage der auf diese Weise erhaltenen Streustärken erhalten werden. Dann wird die vorstehend beschriebene Bildwiederherstellungsverarbeitung am erfassten Bild oder am gegenwärtig erfassten Bildsignal ausgeführt und wird die Wirkung der Streuung auf die Fleckform beseitigt. Auf diese Weise kann auf dem Bildschirm 33 ein Mikroskopbild angezeigt werden, bei dem die Wirkung der gestreuten geladenen Teilchen verringert ist. In einem Fall, in dem die Parameter nicht eingegeben werden müssen, wenn die Parameter der Streulinsenfunktion vorab bekannt sind, kann die Strahlform unter Verwendung einer Entsprechungsbeziehung zwischen den vorab gespeicherten Bilderfassungsbedingungen und den Parametern der Streulinsenfunktion erhalten werden. Insbesondere wird eine Entsprechungstabelle zwischen den Bilderfassungsbedingungen und den Parametern der Streulinsenfunktion im Datenspeicher 61 gespeichert und werden die Bilderfassungsbedingungen automatisch gelesen. Dann werden die Parameter der Streulinsenfunktion, welche den Bilderfassungsbedingungen entsprechen, automatisch aus der Entsprechungstabelle gelesen, wird die Streulinsenfunktion bestätigt und wird die Bildwiederherstellung unter Verwendung der Funktion ausgeführt.
Bei einer in 6 dargestellten Konfiguration sind, wenn jedesmal der gleiche Typ des Barrierefilms verwendet wird, der Materialtyp M, die dichte ρ und die Dicke t des Barrierefilms 10 gleich bleibend. Zusätzlich sind, solange die Gasspezies und der Druck durch die Atmosphäre bestimmt sind, die Gasspezies A und der Druck P im Nichtvakuumraum (Atmosphärenraum) fast konstant. Mit anderen Worten ist in 6 der Faktor, der die Parameter der Streulinsenfunktion ändert, beispielsweise nur der Abstand Z zwischen dem Barrierefilm 10 und der Probe 6. Nachstehend werden mehrere Verfahren zum Erhalten des Abstands zwischen dem Barrierefilm und der Probe beschrieben.
7(a) zeigt nur den Umgebungsabschnitt des Barrierefilms und der Probe. Beim vorliegenden Beispiel ist ein Abstandssteuerelement 400 zwischen der Probe 6 und dem Barrierefilm 10 bereitgestellt. Das Abstandssteuerelement steht vom Probenträger vor, und das vordere Ende des Abstandssteuerelements 400 ist stets auf der Barrierefilmseite der Probe 6 angeordnet, wie in 7(a) dargestellt ist. Wie auch in 7 (b) dargestellt ist, gelangt das Abstandssteuerelement 400 in Kontakt mit dem Barrierefilmhalteelement 155, wenn sich der Probenträger 401 dem Barrierefilm 10 nähert. Auf diese Weise kann der Abstand zwischen dem Barrierefilm 10 und der Probe 6 auf einen konstanten Wert gesetzt werden. Dabei wird die Höhe B der Probe 6 entsprechend der Probe geändert. Daher ist es wünschenswert, einen Einstellmechanismus zu haben, der die Höhe A des Abstandssteuerelements 400 entsprechend der Höhe der Probe B einstellen kann. Beispielsweise ist das Abstandssteuerelement 400 ein Außengewinde und ist der Probenträger 401 ein Innengewinde 402, wodurch die Höhe A des Abstandssteuerelements 400 durch Drehen des Gewindeabschnitts des Abstandssteuerelements 400 geändert werden kann. Der Einstellmechanismus kann bewirken, dass sich das Abstandssteuerelement 400 in Richtung der optischen Achse des Tubus der optischen Linse für geladene Teilchen zu einer Position bewegt, wo die Probe in Kontakt mit dem Barrierefilm gelangt.
In einem Fall, in dem B den Abstand (die Dicke der Probe) vom Probenträger 401 bis zur oberen Fläche der Probe repräsentiert und C den Abstand zwischen dem Barrierefilmhalteelement 155 und dem Barrierefilm 10 repräsentiert, wird der Abstand Z zwischen dem Barrierefilm und der Probe in einem Fall, in dem das Abstandssteuerelement 400 in Kontakt mit dem Barrierefilmhalteelement 155 gelangt, durch den folgenden Ausdruck erhalten:
$Z = (A - B) - C$
Wie vorstehend beschrieben wurde, ist es wünschenswert, dass der Abstand Z zwischen dem Barrierefilm und der Probe verglichen mit der mittleren freien Weglänge des Strahls geladener Teilchen gering wird. Insbesondere kann der Abstand kleiner oder gleich 1000 µm sein. Zusätzlich ist es erforderlich, den folgenden Ausdruck zu erfüllen, damit der Barrierefilm 10 nicht in Kontakt mit der Probe 6 gelangt. $A - B > C$
Mit dem vorstehenden Relationsausdruck kann durch die Verwendung des Abstandssteuerelements gewährleistet werden, dass der Abstand zwischen der Probe und dem Barrierefilm Z ist.
Als nächstes wird eine andere Konfiguration, bei der ein Abstandssteuerelement 408 angeordnet wird, mit Bezug auf 8 beschrieben. In diesem Fall ist das Abstandssteuerelement 408 am Sockel 9 bereitgestellt, welcher den Barrierefilm 10 hält. Das Abstandssteuerelement 408 kann ein Dünnfilm sein, der vorab auf dem Sockel 9 gebildet wird, oder es kann ein Abstandselement oder dergleichen sein, das später angebracht wird. Wenn die Probe 6 beispielsweise in Kontakt mit dem Abstandssteuerelement 408 mit der bekannten Dicke gelangt, kann der Abstand Z zwischen dem Barrierefilm und der Probe erhalten werden. Andernfalls wird die Probe nach dem Kontakt wieder um einen bekannten Abstand vom Abstandssteuerelement 408 getrennt, wodurch der Abstand zwischen der Probe 6 und dem Barrierefilm 10 gesteuert werden kann.
Zusätzlich kann der Abstand, wenngleich dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist, unter Verwendung einer Kamera oder dergleichen in lateraler Richtung der Vorrichtung in 6 erhalten werden. Andernfalls kann der Abstand zwischen dem Barrierefilm und der Probe unter Verwendung eines Lasers oder dergleichen gemessen werden. Zusätzlich kann der Abstand zwischen der Probe und dem Barrierefilm gesteuert werden, indem ein Signal von der Daten-Sende-/Empfangseinheit 400 zu einer Antriebssteuereinheit (nicht dargestellt) gesendet wird und der Probentisch oder dergleichen elektrisch angetrieben wird. Wenngleich dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist, können die Probe 6 und der Barrierefilm 10 einander durch einen Antriebsmechanismus angenähert werden, der den Barrierefilm 10 und das Barrierefilmhalteelement 155 in vertikaler Richtung in der Zeichnung antreibt, statt dass die Probe 6 und der Barrierefilm 10 einander angenähert werden, indem der Probentisch 5 bewegt wird, auf dem die Probe 6 angebracht ist. Wenn die Höhe der Probe 6 an einer Position außerhalb der vorliegenden mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung gemessen wird und die Probenhöhe vorab bekannt ist, kann andernfalls der Abstand zwischen dem Barrierefilm 10 und der Probe 6 unter Verwendung der Höhe des Probentisches 5 erhalten werden, selbst wenn die vorstehend beschriebenen Verfahren nicht verwendet werden.
<Bedienungsbildschirmdarstellung>
9 zeigt ein Beispiel der Bedienungsbildschirmdarstellung. Hier wird ein Beispiel beschrieben, bei dem die Bildwiederherstellung unter Verwendung der durch die Bedienungsbildschirmdarstellung eingegebenen Parameter ausgeführt wird.
Eine Bedienungsbildschirmdarstellung 700 umfasst einen Bedingungsfestlegungsabschnitt 701, an dem eine Betrachtungsbedingung festgelegt wird, einen Bildanzeigeabschnitt 702, auf dem ein erfasstes Bild angezeigt wird, einen Bildanzeigeabschnitt 703, auf dem ein nach der Bildwiederherstellung erhaltenes Bild angezeigt wird, und einen Bildeinstellabschnitt 704, einen Bildwiederherstellungsparameter-Festlegungsabschnitt 705 oder dergleichen. Der Bedingungsfestlegungsabschnitt 701 umfasst einen Bestrahlungsenergie-E-Festlegungsabschnitt 706, eine Bestrahlungseinleittaste 707, eine Bestrahlungsunterbrechungstaste 708, eine Bildspeichertaste 709, eine Bildlesetaste 710 oder dergleichen. Ein vor der Bildwiederherstellung erfasstes Bild wird auf dem Bildanzeigeabschnitt 702 angezeigt, und ein wiederhergestelltes Bild wird auf dem Bildanzeigeabschnitt 703 angezeigt. Der Bildeinstellabschnitt 704 hat einen Brennpunkt-Einstellungsabschnitt 715, einen Helligkeitseinstellungsabschnitt 716, einen Kontrasteinstellungsabschnitt 717 oder dergleichen.
Der BildwiederherstellungsparameterFestlegungsabschnitt 705 ist eine Eingabespalte, an der die sich auf die Substanz beziehenden Parameter, welche zur Streuung des Strahls primärer geladener Teilchen beitragen, eingegeben werden. Insbesondere weist der Bildwiederherstellungsparameter-Festlegungsabschnitt 705 einen Barrierefilmzu-Probe-Abstandsfestlegungsabschnitt 711, einen Beschleunigungsspannungs-Eingabeabschnitt 723, wo die bei der Erfassung des Bilds verwendete Beschleunigungsspannung eingegeben wird, einen Vergrößerungsfestlegungsabschnitt 732, eine Bildwiederherstellungs-Einleittaste 713 und eine Taste, welche die Helligkeit oder den Kontrast des wiederhergestellten Bilds einstellt, auf. Wenn hierbei Informationen über den Barrierefilm vorab bekannt sind und der Raum zwischen dem Barrierefilm und der Probe an der Atmosphäre liegt, ermöglicht es das Festlegen des Abstands Z zwischen dem Barrierefilm und der Probe, der Beschleunigungsspannung E und der Vergrößerung, die Form des Strahls gestreuter geladener Teilchen zu berechnen, wie in 4 dargestellt ist. Es erübrigt sich zu bemerken, dass nicht nur der Abstand Z zwischen dem Barrierefilm und der Probe, sondern auch andere vorstehend beschriebene Parameter, wie die Parameter, die sich auf die Substanz beziehen, welche zur Streuung des Strahls primärer geladener Teilchen beiträgt, eingegeben werden können. Die Festlegung der Vergrößerung bedeutet, dass die Größe eines Pixels (Pixelgröße) , die in einem Bild auftritt, und die Anzahl der Pixel festgelegt werden. An Stelle der Vergrößerung kann eine Pixelgröße eingegeben werden.
Der Strahldurchmesser d1 des Strahls nicht gestreuter geladener Teilchen, der Strahldurchmesser d2 des Strahls gestreuter geladener Teilchen und der Anteil N0/ (N0 + Nl) der nicht gestreuten geladenen Teilchen werden unter Verwendung der Werte bestimmt. Wie vorstehend beschrieben wurde, wird ein Berechnungsausdruck oder eine Berechnungstabelle vorab vorbereitet, so dass die Durchmesser und der Anteil unter Verwendung des Ausdrucks und der Tabelle mit den im Computer gespeicherten bekannten Parametern automatisch berechnet werden. Die Entfaltungsverarbeitung wird unter Verwendung der Ergebnisse am erfassten Bild ausgeführt, wodurch die Wirkung der Streuung des Strahls beseitigt werden kann. Hier ist in manchen Fällen das Bildwiederherstellungsergebnis ungeeignet, wenn der Abstand zwischen dem Barrierefilm und der Probe von der Annahme eines Benutzers verschieden ist. In diesem Fall kann der Benutzer ohne die Verwendung eines automatisch berechneten Werts den Strahldurchmesser d1 des Strahls nicht gestreuter geladener Teilchen, den Strahldurchmesser d2 des Strahls gestreuter geladener Teilchen und den Anteil N0/ (N0 + N1) der nicht gestreuten geladenen Teilchen von Hand eingeben. Es können Tasten 726 und 727 bereitgestellt werden, um festzulegen, ob die Werte automatisch berechnet werden oder ob der Benutzer die Werte eingibt. Wenn der Vorgang kompliziert ist, kann ein Abschnitt 725, auf dem die Parameter festgelegt werden, nicht angezeigt werden. Dementsprechend kann der Benutzer die bei der Bildwiederherstellungsverarbeitung verwendeten Parameter eingeben und dabei nach einer Strahlform suchen, die der in der Realität auftretenden ähnelt. Andernfalls stellt der Benutzer die Parameter ein, und es ist dadurch möglich, die Erkenntnis zu erhalten, dass die verwendete Strahlform, wenn das Bild dem idealen Bild am nächsten kommt, nahe der tatsächlichen Strahlform ist.
Wenn ein Bild aufgerufen wird und eine Datei gelesen wird, in der Bilderfassungsinformationen bei der Erfassung des Bilds aufgezeichnet sind, können Zeit und Anstrengungen für die Eingabe der Beschleunigungsspannung und der Vergrößerung eingespart werden.
Zusätzlich können die Parameter gemeinsam durch andere Parameter ersetzt werden, und die ersetzten Parameter können eingegeben werden. Beispielsweise können die Parameter durch einen die Intensität der Entfaltungsverarbeitung repräsentierenden Parameter ersetzt werden. Insbesondere wird das Intensitätsniveau der Bildwiederherstellungsverarbeitung von 1 bis 10 unterteilt, wobei das Niveau 1 d2/d1 = 10 entsprechen kann und das Niveau 10 d2/d1 = 1000 entsprechen kann. In diesem Fall können an Stelle der Eingabe der Werte der Parameter Eingabemittel in der Art eines Schiebebalkens angezeigt werden. Wenn der Benutzer demgemäß die Bildwiederherstellung bei einem Bildwiederherstellungsverarbeitungsniveau ausführt und kein zufrieden stellendes Ergebnis erhalten wird, kann der Benutzer die Bildwiederherstellung bei einem anderen Niveau wieder ausführen. Weil ein Parameter, den der Benutzer auswählen muss, nur das Niveau der Bildwiederherstellungsverarbeitung ist, erfolgt die Festlegung mit einem sehr einfachen Vorgang.
<Bildwiederherstellung eines spezifischen Gebiets>
5 zeigt ein Ergebnis einer Verarbeitung des Gesamtbilds. Wenn die Probe 6 jedoch eine erhebliche Ungleichmäßigkeit aufweist, wie in 10 oder dergleichen, ist der Abstand zwischen dem Barrierefilm 10 und der Probe 6 nicht gleichmäßig und hängt der Abstand zwischen dem Barrierefilm und einer Fläche der Probe von der Position auf der Probe ab. Beispielsweise ist der Abstand zwischen dem Barrierefilm und einer Fläche der Probe an einer Position 6a Z1 und ist der Abstand zwischen dem Barrierefilm und einer Fläche der Probe an einer Position 6b Z2. Wenn die Abstände zwischen dem Barrierefilm und den Flächen der Probe von den Positionen auf der Probe abhängen, werden die Parameter der Streulinsenfunktion geändert. Wenn daher ein Strahl mit einer Form 305 einfällt, ergibt sich eine Strahlform 306 des die Oberfläche der Probe erreichenden Strahls geladener Teilchen, wie in der unteren Ansicht von 10 gezeigt ist. Weil die Formen oder die Anzahlen der aus den nicht gestreuten geladenen Teilchen und den gestreuten geladenen Teilchen gebildeten Strahlen voneinander verschieden sind, ändert sich mit anderen Worten die Strahlform, die erhalten wird, wenn der Strahl die Oberfläche der Probe erreicht. Daher ist es nicht optimal, die Bildwiederherstellungsverarbeitung unter Verwendung eines Streulinsenparameters gemeinsam auf dem gesamten Gebiet des Bilds auszuführen, welches sowohl den Probenabschnitt 6a als auch den Probenabschnitt 6b aufweist.
Daher erfolgt die Bildwiederherstellung unter Verwendung verschiedener Parameter an den Bildern in der Nähe von 6a und in der Nähe von 6b. 11 zeigt eine Bedienungsbildschirmdarstellung zur Ausführung der Verarbeitung. Die Bildschirmdarstellung 700 umfasst die Bildlesetaste 710, den Bildanzeigeabschnitt 702, auf dem ein gelesenes Bild angezeigt wird, und den Bildanzeigeabschnitt 703, auf dem ein nach der Wiederherstellung erhaltenes Bild angezeigt wird. Abschnitte in der Art des Bildwiederherstellungsparameter-Festlegungsabschnitts 705, die nicht beschrieben werden, gleichen jenen, die in 9 beschrieben wurden. Auf der Bildschirmdarstellung 700 ist ein Gebietsfestlegungsabschnitt 729 bereitgestellt, auf dem ein Bildwiederherstellungszielgebiet festgelegt wird. Auf dem Gebietsfestlegungsabschnitt 729 kann eine Form in der Art eines Vierecks, eines Kreises oder eines Dreiecks ausgewählt werden, und es kann ein Bereich eingegeben werden, der auf dem Bildanzeigeabschnitt 702 in einer vorgesehenen Form dargestellt ist. Die Bildwiederherstellung wird unter Verwendung eines festgelegten Parameters an dem in der angezeigten Form enthaltenen Bild ausgeführt. Mit anderen Worten kann der Benutzer ein Gebiet eines Bilds, woran die Bildwiederherstellungsverarbeitung ausgeführt wird, auf der Bildschirmdarstellung 700 festlegen. Ein Gebiet kann nicht nur unter Verwendung der bekannten Formen in der Art eines Vierecks oder eines Kreises festgelegt werden, sondern auch durch freies Zeichnen eines Gebiets durch einen Benutzer.
Zusätzlich können als Ziele für die Bildwiederherstellung mehrere Gebiete eines Bilds unter Verwendung desselben Parameters festgelegt werden. Beispielsweise sind ein Gebiet 730 und ein Gebiet 731 in der Zeichnung die Zielgebiete. Wenn die Bildwiederherstellungs-Einleittaste 723 in einem solchen Zustand gedrückt wird, wird die Bildwiederherstellung eingeleitet, und ein nach der Wiederherstellung erhaltenes Bild wird auf dem Bildanzeigeabschnitt 703 angezeigt. In diesem Zustand ist ein Modus dargestellt, bei dem die Bildwiederherstellung an zwei Positionen unter Verwendung desselben Parameters erfolgt. Als nächstes wird durch Drücken der Wiederhergestelltes-Bild-Aufruftaste 729 ein wiederhergestelltes Bild auf dem Bildanzeigeabschnitt 702 aufgerufen, wenn die Bildwiederherstellung an verschiedenen Gebieten mit unterschiedlichen Parametern ausgeführt werden soll. Dann werden die gleichen Prozeduren wiederholt, wodurch die Bildwiederherstellung unter Verwendung wieder anderer Parameter ausgeführt werden kann und das Ergebnis überschrieben werden kann.
Zusätzlich kann als ein weiteres Beispiel eine Eingabespalte 733 (Abschnitt zum Festlegen mehrerer Parameter), worauf ein Parameter für jedes Gebiet festgelegt werden kann, auf dem Bildwiederherstellungsparameter-Festlegungsabschnitt 705 bereitgestellt werden, wie in 12 dargestellt ist. Eine Taste, die explizit zeigt, dass die dem eingegebenen Werteparameter entsprechende Gebietsauswahl ausgeführt werden kann, kann auf dem Abschnitt bereitgestellt werden. Der Parameter wird festgelegt, indem die Auswahltaste (Taste oder dergleichen in einem Gebiet A in der Zeichnung) gedrückt wird, eine Form wird auf dem Gebietsfestlegungsabschnitt 729 ausgewählt, und das Gebiet 730 (A-Abschnitt in der Zeichnung) wird auf dem Bildanzeigeabschnitt 702 festgelegt. Als nächstes wird eine Taste (Gebiet-B-Taste in der Zeichnung) eines anderen Parameters auf dem Abschnitt zur Festlegung mehrerer Parameter ausgewählt, und es wird ähnlich das andere Gebiet 731 (B-Abschnitt in der Zeichnung) ausgewählt. Auf diese Weise ist es nicht erforderlich, den Vorgang des Lesens des gespeicherten Bilds erneut auszuführen, weil die Bildwiederherstellung am Gebiet 730 und am Gebiet 731 des Bilds unter Verwendung verschiedener Parameter gemeinsam erfolgen kann.
<Beschreibung der Prozedur>
Nachstehend wird die Prozedur zum Ausführen einer Bilderfassung mit Bezug auf 13 beschrieben. Zuerst wird die Beschleunigungsspannung E in Schritt 500 festgelegt. Als nächstes wird in Schritt 501 ein Bild erfasst. Dann wird das vorgesehene Bild in Schritt 502 gespeichert. Ein Bild, an dem die Bildwiederherstellungsverarbeitung ausgeführt wird, wird aus den gespeicherten Bildern ausgewählt. Andernfalls kann ein vorgesehenes Bild abgerufen werden (Schritt 511) . Als nächstes erfolgt in Schritt 512 das Festlegen der Beschleunigungsspannung E oder der Vergrößerung (oder Pixelgröße) , die während der Bilderfassung verwendet wird. Im nächsten Schritt 503 wird ein Gebiet auf dem Bild, an dem die Bildwiederherstellung ausgeführt wird, festgelegt. In einem Fall, in dem die Bildwiederherstellungsverarbeitung am gesamten Bild ausgeführt wird, kann der Schritt übersprungen werden. Als nächstes wird in Schritt 504 der Abstand Z zwischen dem Barrierefilm und der Probe festgelegt. Wie vorstehend beschrieben wurde, kann der in Schritt 504 festgelegte Parameter nicht der Abstand Z zwischen dem Barrierefilm und der Probe, sondern ein beliebiger ausgetauschter Parameter sein. In Schritt 505 wird ein Parameter, der sich auf den Strahl gestreuter geladener Teilchen bezieht, unter Verwendung des festgelegten Parameters bestimmt. Der Parameter, der sich auf den Strahl gestreuter geladener Teilchen bezieht, ist der Strahldurchmesser d1 des Strahls nicht gestreuter geladener Teilchen, der Strahldurchmesser d2 des Strahls gestreuter geladener Teilchen, der Anteil NO/(NO + N1) nicht gestreuter geladener Teilchen oder dergleichen. Wie vorstehend beschrieben wurde, wird der Parameter, der sich auf die gestreuten geladenen Teilchen bezieht, in diesem Schritt eingegeben, wenn er von Hand eingegeben werden soll.
Wie in 12 überdies dargestellt ist, kehrt der Prozess zu Schritt 503 zurück, wenn mehrere Bildwiederherstellungszielgebiete festgelegt werden sollen, und es wird ein anderes Bildwiederherstellungszielgebiet bestimmt. Wenn der festgelegte Parameter einen gewünschten Wert hat, wird die Bildwiederherstellung eingeleitet. Als nächstes wird das wiederhergestellte Bild geprüft (Schritt 507), und wenn das Ergebnis nicht zufrieden stellend ist, wird der Parameter wieder festgelegt. Das wiederhergestellte Bild wird gespeichert (Schritt 510), falls kein Problem auftritt, und die Bildwiederherstellungsverarbeitung wird dann beendet.
Weil es sehr kompliziert ist, die Parameter in den Prozessen von den Schritten 504 bis 505 einzugeben, können die Parameter zusätzlich durch einen Parameter ersetzt werden, der die Intensität der Entfaltungsverarbeitung repräsentiert, und kann die Berechnung dann ausgeführt werden.
Zusätzlich werden in einem Fall, in dem Informationen über die verwendete Beschleunigungsspannung oder die verwendete Vergrößerung unverändert in einer Bilddatei gespeichert werden, wenn ein Mikroskop ein Bild speichert, in einem Fall, in dem die Informationen in einer anderen Datei gespeichert werden oder dergleichen, die Dateien zur gleichen Zeit gelesen, zu der die Bilddatei in Schritt 511 aufgerufen wird, wodurch auch Schritt 512 übersprungen werden kann.
Es ist auch möglich, die Bildwiederherstellungsverarbeitung aus dem vorliegenden Beispiel in einem von der mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskopvorrichtung getrennten Computer auszuführen. 14 zeigt diesen Zustand. Der Computer 35 ist an der mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskopvorrichtung anbringbar, und es ist ein davon getrennter Computer 35' bereitgestellt. Der Computer 35 und der Computer 35' können Daten über eine Kommunikationsverdrahtung, ein Aufzeichnungsmedium oder dergleichen austauschen. Das mit dem Strahl gestreuter geladener Teilchen durch das mit geladenen Teilchen arbeitende Mikroskop erhaltene Bild wird über den Computer 35 zum Computer 35' übertragen. Im Computer 35' können auf einer Betriebsbildschirmdarstellung, wie in 11 oder 12 dargestellt, die bei der Bildwiederherstellung verwendeten Parameter, wie vorstehend beschrieben, festgelegt werden und kann ein Gebiet als das Bildwiederherstellungsziel festgelegt werden. Dann werden die im Computer 35' empfangenen Bilddaten aufgerufen und wird die Bildwiederherstellung wie in Schritt 511 in 13 ausgeführt. In einem Fall, in dem die Bildwiederherstellung im getrennt angeordneten Computer 35' ausgeführt wird, ist es anders als bei der Bedienungsbildschirmdarstellung in 9 nicht erforderlich, einen Festlegungsabschnitt für Bestrahlungsbedingungen oder für die Brennpunkteinstellung des Strahls geladener Teilchen bereitzustellen. Weil gemäß der Ausführungsform in 14 der Bildwiederherstellungsvorgang in einem getrennten Computer ausgeführt werden kann, ohne den Computer 35 zu verwenden, der das mit geladenen Teilchen arbeitende Mikroskop steuert, können die Bilderfassung und die Bildwiederherstellung wirksam ausgeführt werden. Ferner ist gemäß der Ausführungsform in 14 im Computer 35' eine zweckgebundene Software installiert, wodurch die Bildwiederherstellungsverarbeitung des vorliegenden Beispiels ausgeführt werden kann. Die zweckgebundene Software hat zumindest die Funktion des Anzeigens einer Bedienungsbildschirmdarstellung, auf der die Parameter, wie in 11 oder 12 dargestellt, festgelegt werden können, und die Funktion des Festlegens der Streulinsenfunktion unter Verwendung der Parameter und des Ausführens der Bildwiederherstellungsverarbeitung. Die zweckgebundene Software ist in einem nicht flüchtigen und gegenständlichen computerlesbaren Aufzeichnungsmedium gespeichert.
Die mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung, mit der die Probe in der Atmosphäre betrachtet wird, wie im vorliegenden Beispiel oder anderen Beispielen beschrieben, kann von einem Neuling verwendet werden, der nicht daran gewöhnt ist, die mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung zu verwenden, wobei es nicht als sehr einfach angesehen wird, die Probe an der Position anzuordnen, an der das optimale Bild erfasst werden kann. Gemäß dem im vorliegenden Beispiel beschriebenen Verfahren kann jedoch ein Bild mit einer guten Qualität durch Ausführung der Bildwiederherstellung erfasst werden, selbst wenn die Probe und der Barrierefilm in einem Abstand voneinander angeordnet sind. Dadurch kann die Verwendbarkeit erheblich verbessert werden, ohne den Barrierefilm und die Probe zu beschädigen.
Die Vorrichtung und das Verfahren, wobei die Bildwiederherstellung abhängig vom Abstand zwischen der Probe und dem Barrierefilm ausgeführt wird, werden wie zuvor im vorliegenden Beispiel beschrieben, die jeweilige Steuerkonfiguration, der Verdrahtungsweg und die Bedienungsbildschirmdarstellung können jedoch an einer anderen Position als der vorstehend beschriebenen angeordnet werden, und die Vorrichtung gehört zur Kategorie des SEM für die mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung aus dem vorliegenden Beispiel, solange die Vorrichtung die Funktion hat, die im vorliegenden Beispiel ausgeführt werden soll.
Beispiel 2
Nachstehend wird eine Konfiguration einer Vorrichtung beschrieben, wobei die Beobachtung der Probe durch die Verwendung einer üblichen mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung leicht in der Atmosphäre ausgeführt werden kann. 15 zeigt eine Gesamtkonfiguration des mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops gemäß dem vorliegenden Beispiel. Ähnlich Beispiel 1 ist das mit geladenen Teilchen arbeitende Mikroskop aus dem vorliegenden Beispiel auch so ausgelegt, dass es den Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen, das Gehäuse (die Vakuumkammer) 7, welches den Tubus der optischen Linse für geladene Teilchen in Bezug auf eine Vorrichtungsmontagefläche trägt, den Probentisch 5 oder dergleichen aufweist. Weil Operationen und Funktionen der jeweiligen Komponenten oder zusätzlicher Komponenten, die zu den jeweiligen Komponenten hinzugefügt sind, im Wesentlichen jenen aus Beispiel 1 gleichen, wird auf eine detaillierte Beschreibung davon verzichtet.
Bei dieser Konfiguration ist ein zweites Gehäuse (Anbauteil) 121 bereitgestellt, welches in das Gehäuse 7 (nachstehend erstes Gehäuse) eingeführt wird. Das zweite Gehäuse 121 weist einen Hauptkörper 131 in Form eines rechteckigen Parallelepipeds und einen passenden Abschnitt 132 auf. Wie nachstehend beschrieben wird, ist wenigstens eine der Seitenflächen des Hauptkörpers 131 in Form eines rechteckigen Parallelepipeds eine offene Fläche 15. Die Seitenflächen des Hauptkörpers 131 in Form eines rechteckigen Parallelepipeds mit Ausnahme der Fläche, auf der das Barrierefilmhalteelement 155 bereitgestellt ist, können durch Wände des zweiten Gehäuses 121 gebildet sein oder durch die Seitenwände des ersten Gehäuses 7 gebildet sein, wenn das zweite Gehäuse 121 keine Wand aufweist und in das erste Gehäuse 7 aufgenommen ist. Das zweite Gehäuse 121 wird an den Seitenflächen oder der Innenwandfläche des ersten Gehäuses 7 oder am Tubus der optischen Linse für geladene Teilchen befestigt. Eine Funktion des Hauptkörpers 131 besteht darin, die Probe 6 als das Betrachtungsziel aufzunehmen, und er wird durch die vorstehend beschriebene Öffnung ins Innere des ersten Gehäuses 7 eingeführt. Der passende Abschnitt 132 bildet eine zu einer Außenwandfläche auf der Seite, an der die Öffnung des ersten Gehäuses bereitgestellt ist, passende Fläche, und der passende Abschnitt wird durch das Vakuumdichtungselement 126 an der seitlichen Außenwandfläche befestigt, wie vorstehend beschrieben. Auf diese Weise wird das gesamte zweite Gehäuse 121 in das erste Gehäuse 7 eingepasst. In der einfachsten Weise kann die vorstehend beschriebene Öffnung durch die Öffnung zum Laden und Entladen der Probe gebildet werden, die ursprünglich in einer Vakuumprobenkammer des mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops bereitgestellt ist. Mit anderen Worten wird die Vorrichtung minimal modifiziert, wenn das zweite Gehäuse 121 hergestellt wird, indem eine Anpassung an die Größe des ursprünglich geöffneten Lochs vorgenommen wird und das Vakuumdichtungselement 126 um das Loch herum angebracht wird.
Zusätzlich kann das zweite Gehäuse 121 vom ersten Gehäuse 7 entfernt werden.
Die Seitenfläche des zweiten Gehäuses 121 ist die offene Fläche 15, die durch wenigstens eine Ebene mit einem Luftraum kommuniziert, welche eine solche Größe aufweist, dass die Probe eintreten und austreten kann, und die innerhalb des zweiten Gehäuses 121 aufgenommene Probe 6 (auf der rechten Seite von der gepunkteten Linie in der Zeichnung, nachstehend als zweiter Raum bezeichnet) wird während der Beobachtung im Atmosphärendruckzustand belassen. Ferner ist 15 eine Schnittansicht der Vorrichtung parallel zur optischen Achse, so dass nur eine Seite der offenen Fläche 15 gezeigt ist. Wenn die Vakuumdichtung jedoch durch die Seitenfläche des ersten Gehäuses in Richtung der Papieroberfläche in 15 und entgegengesetzt dazu erfolgt, ist die offene Fläche 15 des zweiten Gehäuses 121 nicht auf die eine Fläche beschränkt. Die offene Fläche kann bei der Aufnahme des zweiten Gehäuses 121 in das erste Gehäuse 7 an wenigstens einer der Flächen bereitgestellt werden. Inzwischen wird die Vakuumpumpe 4 mit dem ersten Gehäuse 7 verbunden, so dass der geschlossene Raum (nachstehend als erster Raum bezeichnet), der durch die Innenwandfläche des ersten Gehäuses 7, die Außenwandfläche des zweiten Gehäuses und den Barrierefilm 10 gebildet ist, evakuiert werden kann. Der Barrierefilm wird so angeordnet, dass der Druck im zweiten Raum höher ist als der Druck im ersten Raum, so dass beim vorliegenden Beispiel der zweite Raum in Bezug auf den Druck abgetrennt werden kann. Mit anderen Worten wird der zweite Raum 12, während der erste Raum 11 durch den Barrierefilm 10 auf einem Hochvakuum gehalten wird, beim Atmosphärendruck oder in einer Gasatmosphäre mit einem Druck, der im Wesentlichen dem Atmosphärendruck gleicht, gehalten. Daher können der Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen und der Detektor 3 während des Betriebs der Vorrichtung im Vakuumzustand gehalten werden und kann die Probe 6 beim Atmosphärendruck gehalten werden. Weil das zweite Gehäuse 121 die offene Fläche aufweist, kann die Probe 6 zusätzlich während der Betrachtung frei ausgetauscht werden. Mit anderen Worten kann die Probe 6, während sich der erste Raum 11 im Vakuumzustand befindet, in die Atmosphäre bewegt werden und kann die Probe in die Vorrichtung eingebracht und aus der Vorrichtung entnommen werden.
In einem Fall, in dem das gesamte zweite Gehäuse 121 in das erste Gehäuse 7 eingepasst wird, befindet sich der Barrierefilm 10 an einer Position an der Oberflächenseite des zweiten Gehäuses 121, welche direkt unterhalb des vorstehend beschriebenen Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen ist. Der Barrierefilm 10 kann den Strahl primärer geladener Teilchen, der vom unteren Ende des Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen abgegeben wird, durchlassen, und der Strahl primärer geladener Teilchen erreicht schließlich die Probe 6 durch den Barrierefilm 10.
Der Probentisch 5 wird innerhalb des zweiten Gehäuses 121 angeordnet. Die Probe 6 wird auf dem Probentisch 5 angeordnet. Der Probentisch 5 wird verwendet, um den Barrierefilm 10 und die Probe 6 einander anzunähern. Der Probentisch kann von Hand betätigt werden, und es kann ein Antriebsmechanismus in der Art eines Elektromotors im Probentisch 5 bereitgestellt werden, um den Probentisch durch Telekommunikation von außerhalb der Vorrichtung zu betätigen.
Wie vorstehend beschrieben wurde, wird ein in den Barrierefilm aufgenommener Anbringungsabschnitt eingebracht, wodurch die Probe in der Atmosphäre oder in der Gasatmosphäre unter Verwendung der mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung, welche im normalen Vakuum eine Bildgebung vornimmt, betrachtet werden kann. Zusätzlich kann das Anbauteil aus dem vorliegenden Beispiel dank einem Verfahren, bei dem das Anbauteil von der Seitenfläche der Probenkammer eingeführt wird, eine erhebliche Größe aufweisen.
Bei der Konfiguration der Vorrichtung aus dem vorliegenden Beispiel kann die Probenposition durch die Verwendung des in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrens leicht und genau eingestellt werden, ohne den Barrierefilm und die Probe zu beschädigen.
Bei der im vorliegenden Beispiel beschriebenen Konfiguration der Vorrichtung ist es sinnvoll, die vorstehend beschriebene Bildwiederherstellung auszuführen, weil die Strahlform durch die Streuung im Barrierefilm und die Streuung im Atmosphärenraum zwischen dem Barrierefilm und der Probe verschlechtert wird. Weil die bei der Bildwiederherstellung verwendeten Parameter und das Verfahren zur Bildwiederherstellungsverarbeitung die gleichen sind, wie vorstehend beschrieben wurde, wird auf ihre Beschreibung verzichtet.
Beispiel 3
16 zeigt eine Gesamtkonfiguration des mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops gemäß dem vorliegenden Beispiel. Ähnlich 2 ist das mit geladenen Teilchen arbeitende Mikroskop aus dem vorliegenden Beispiel auch so ausgelegt, dass es den Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen, das erste Gehäuse (Vakuumkammer) 7, welches den Tubus der optischen Linse für geladene Teilchen in Bezug auf die Vorrichtungsmontagefläche trägt, das zweite Gehäuse (Anbauteil) 121, welches in das erste Gehäuse 7 eingeführt wird, das Steuersystem oder dergleichen aufweist. Weil Operationen und Funktionen der jeweiligen Komponenten oder zusätzlicher Komponenten, die zu den jeweiligen Komponenten hinzugefügt sind, im Wesentlichen jenen aus Beispiel 1 oder 2 gleichen, wird auf eine detaillierte Beschreibung davon verzichtet.
Beim mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskop aus dem vorliegenden Beispiel kann die offene Fläche, die wenigstens eine Seitenfläche des zweiten Gehäuses 121 bildet, mit einem Deckelelement 122 bedeckt werden, wodurch verschiedene Funktionen verwirklicht werden können. Die Funktionen werden nachstehend beschrieben.
Beim mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskop aus dem vorliegenden Beispiel wird der Probentisch 5 zur Bewegung des Betrachtungsfelds durch Ändern der Position der Probe mit dem Deckelelement 122 verbunden. Im Probentisch 5 sind ein XY-Antriebsmechanismus in der Innerebenenrichtung und ein Z-Achsen-Antriebsmechanismus in der Höhenrichtung bereitgestellt. Eine Tragplatte 107 als Bodenplatte, welche den Probentisch 5 trägt, ist am Deckelelement 122 angebracht, und der Probentisch 5 ist an der Tragplatte 107 befestigt. Die Tragplatte 107 erstreckt sich zu einer Fläche des Deckelelements 122, welche dem zweiten Gehäuse 121 gegenübersteht, und ins Innere des zweiten Gehäuses 121. Wellen vom Z-Achsen-Antriebsmechanismus bzw. vom XY-Antriebsmechanismus sind mit einem Betätigungsgriff 108 bzw. einem Betätigungsgriff 109 verbunden, die in das Deckelelement 122 aufgenommen sind. Der Benutzer der Vorrichtung stellt die Position der Probe 6 im zweiten Gehäuse 121 durch Betätigen der Betätigungsgriffe 108 und 109 ein.
Beim mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskop aus dem vorliegenden Beispiel ist eine Funktion zum Einbringen von Austauschgas in das zweite Gehäuse bereitgestellt. Beispielsweise werden ein Gaszylinder und ein Gaszufuhrrohr bereitgestellt. Andernfalls kann an Stelle des Zylinders und des Rohrs eine Funktion bereitgestellt werden, um zu ermöglichen, dass ein Druckzustand gebildet wird, der von jenem des ersten Raums 11 oder der Außenluft außerhalb der Vorrichtung verschieden ist. Beispielsweise wird eine Pumpe bereitgestellt, welche eine Evakuierung bis zu einem geringen Grad ausführen kann. Der vom unteren Ende des Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen abgegebene Strahl geladener Teilchen läuft durch den ersten Raum, der auf dem Hochvakuum gehalten wird, durchläuft den Barrierefilm 10 und tritt weiter in den zweiten Raum ein, der beim Atmosphärendruck oder auf einem Grobvakuumniveau (gröber als beim ersten Raum) gehalten wird. Dann wird die Probe 6 mit dem Strahl geladener Teilchen bestrahlt. Weil der Elektronenstrahl durch Gasmoleküle im Luftraum gestreut wird, ist die mittlere freie Weglänge gering. Mit anderen Worten erreichen Sekundärelektronen, Reflexionselektronen, Transmissionselektronen oder dergleichen, die vom Strahl primärer geladener Teilchen oder die Bestrahlung mit dem Strahl geladener Teilchen erzeugt werden, die Probe und den Detektor 3 nicht, wenn der Barrierefilm 10 und die Probe 6 in einem guten Abstand angeordnet sind. Dabei ist die Streuwahrscheinlichkeit des Strahls geladener Teilchen proportional zur Massenzahl oder zur Dichte der Gasmoleküle. Wenn die Luft im zweiten Raum daher durch Gasmoleküle ersetzt wird, die eine geringere Massenzahl aufweisen als die Atmosphäre, oder eine Evakuierung bis zu einem geringen Grad ausgeführt wird, wird die Streuwahrscheinlichkeit des Elektronenstrahls verringert und kann der Strahl geladener Teilchen die Probe erreichen. Zusätzlich muss ein Gasaustausch oder eine Evakuierung möglicherweise nicht im gesamten zweiten Raum ausgeführt werden, sondern zumindest im Durchgangsweg des Strahls geladener Teilchen im zweiten Raum, d.h. einem Raum zwischen dem Barrierefilm 10 und der Probe 6.
Aus den vorstehend beschriebenen Gründen ist im mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskop aus dem vorliegenden Beispiel ein Anbringungsabschnitt (Gaseinleitabschnitt) eines Gaszufuhrrohrs 100 im Deckelelement 122 bereitgestellt.
Hier wird das Rohr als ein Gaszufuhrrohr bezeichnet, das Rohr wird jedoch als ein Auslassrohr und damit als ein Rohr, das bis zu einem geringen Grad evakuiert wird, wie vorstehend beschrieben, verwendet. Das Gaszufuhrrohr 100 wird durch eine Verbindungseinheit 102 mit einem Gaszylinder 103 verbunden, und es wird dadurch Austauschgas in den zweiten Raum 12 eingeleitet. Ein Gasregelventil 101 ist am Gaszufuhrrohr 100 angeordnet und kann die Durchflussrate des in einem Rohr strömenden Austauschgases regeln. Daher erstreckt sich eine Signalleitung vom Gasregelventil 101 zur niederrangigen Steuereinheit 37, und der Benutzer der Vorrichtung kann die Durchflussrate des Austauschgases auf einer Bedienungsbildschirmdarstellung, die auf einem Bildschirm des Computers 35 angezeigt wird, regeln. Zusätzlich kann das Gasregelventil 101 von Hand geöffnet und geschlossen werden.
Solange das Austauschgas leichter als das Atmosphärengas ist, wie Stickstoff oder Wasserdampf, verwendet wird, wird eine Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses des Bilds festgestellt, wobei jedoch bei Verwendung von Heliumgas oder Wasserstoffgas mit einer noch geringeren Masse eine noch stärkere Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses des Bilds auftritt.
Weil das Austauschgas ein Gas eines leichten Elements ist, ist es wahrscheinlich, dass es im oberen Abschnitt des zweiten Raums 12 verbleibt, und es ist unwahrscheinlich, dass das Gas auf der Unterseite ausgetauscht wird. Daher wird auf der Unterseite der Anbringungsposition des Gaszufuhrrohrs 100 im Deckelelement 122 eine Öffnung bereitgestellt, die mit dem Inneren und dem Äußeren des zweiten Raums kommuniziert. Beispielsweise ist in 16 eine Öffnung an der Anbringungsposition des Druckregulierventils 104 bereitgestellt. Weil durch das vom Gaseinleitweg eingeleitete Gas eines leichten Elements gegen das Atmosphärengas gedrückt wird und dieses aus der Öffnung auf der Unterseite ausgestoßen wird, kann der Gasaustausch im zweiten Gehäuse 121 auf diese Weise wirksam erfolgen. Ferner kann die Öffnung als eine nachstehend beschriebene Grobauslassöffnung dienen.
Das Druckregulierventil 104 kann an Stelle der vorstehend beschriebenen Öffnung bereitgestellt werden. Das Druckregulierventil 104 öffnet sich automatisch, wenn der Innendruck des zweiten Gehäuses 121 1 atm oder höher wird. Das so bereitgestellte Druckregulierventil wird während des Einleitens des Gases eines leichten Elements auf diese Weise automatisch geöffnet, wenn der Innendruck 1 atm oder höher wird. Dann können Atmosphärengaskomponenten, wie Stickstoff, Sauerstoff oder dergleichen, aus der Vorrichtung ausgestoßen werden, und das Innere der Vorrichtung wird mit dem Gas des leichten Elements gefüllt. Ferner ist der Gaszylinder oder die Vakuumpumpe 103, wie in der Zeichnung dargestellt, bereitgestellt und wird in manchen Fällen vom Benutzer der Vorrichtung nach Bedarf am mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskop angebracht.
In manchen Fällen ist die Elektronenstrahlstreuung trotz des Bereitstellens des Gases eines leichten Elements in der Art von Heliumgas oder Wasserstoffgas erheblich. In diesem Fall kann der Gaszylinder 103 an Stelle einer Vakuumpumpe verwendet werden. Auch erfolgt das Evakuieren bis zu einem geringen Grad, so dass sich das Innere des zweiten Gehäuses in einem sehr groben Vakuumzustand befinden kann (d.h. mit einem Druck in der Nähe des Atmosphärendrucks) . Mit anderen Worten kann sich der Raum zwischen dem Barrierefilm 10 und der Probe 6 im Vakuumzustand befinden. Beispielsweise wird eine Evakuierungsöffnung im zweiten Gehäuse 121 oder im Deckelelement 122 bereitgestellt und wird das Innere des zweiten Gehäuses 121 bis zu einem geringen Grad evakuiert. Dann kann das Austauschgas eingeleitet werden. Die Evakuierung kann in diesem Fall erfolgen, um die innerhalb des zweiten Gehäuses 121 verbleibenden Atmosphärengaskomponenten bis zu einem bestimmten Betrag zu verringern, so dass keine starke Evakuierung erfolgen braucht, sondern ein grobes Absaugen ausreicht. Ferner kann eine Druckmessvorrichtung 80 bereitgestellt werden, welche den Druck des Raums 12 überwachen kann.
Zusätzlich kann der Zylinderabschnitt 103, wenngleich dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist, eine Mehrgas-Steuereinheit sein, wobei der Gaszylinder mit der Vakuumpumpe verteilt verbunden ist. Wenngleich dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist, kann ein Heizmechanismus zum Erwärmen der Probe 6 innerhalb des zweiten Gehäuses 121 angeordnet sein.
Zusätzlich zu einem Sekundärelektronendetektor oder einem Detektor für reflektierte Elektronen kann überdies ein Röntgendetektor oder ein optischer Detektor bereitgestellt sein, und es ist dadurch möglich, die EDS-Analyse oder -Detektion eines Fluoreszenzstrahls auszuführen. Ein Röntgendetektor oder ein Lichtdetektor kann im ersten Raum 11 oder im zweiten Raum 12 angeordnet werden.
Demgemäß kann bei dieser Konfiguration der Vorrichtung erreicht werden, dass der Raum, in dem sich die Probe befindet, auf einen Vakuumgrad geregelt wird, der vom Atmosphärendruck (etwa 10⁵ Pa) bis etwa 10³ Pa reicht. Bei einem so genannten Grobvakuum-Rasterelektronenmikroskop aus dem Stand der Technik ist es, weil eine Elektronenstrahlsäule mit einer Probenkammer in Verbindung steht, wahrscheinlich, dass der Druck der Elektronenstrahlsäule geändert wird, wenn der Vakuumgrad der Probenkammer vergröbert wird und der Druck in der Nähe des Atmosphärendrucks liegt. Auf diese Weise lässt sich der Druck der Probenkammer nur schwer auf einen Druck vom Atmosphärendruck (etwa 10⁵ Pa) bis etwa 10³ Pa regeln. Gemäß dem vorliegenden Beispiel können der Druck und die Gasspezies der Atmosphäre im zweiten Raum 12, der vom zweiten Gehäuse 121 und vom Deckelelement 122 umgeben ist, frei geregelt werden, weil der zweite Raum und der erste Raum durch den Dünnfilm getrennt sind. Daher kann der Druck der Probenkammer in etwa auf den Druck vom Atmosphärendruck (etwa 10⁵ Pa) bis etwa 10³ Pa geregelt werden, was schwierig zu erreichen ist. Ferner kann eine Beobachtung nicht nur beim Atmosphärendruck (etwa 10⁵ Pa) erfolgen, sondern es kann auch der Zustand der Probe beobachtet werden, was erreicht wird, indem der Druck kontinuierlich geändert wird, so dass er in die Nähe des Atmosphärendrucks gelangt. Mit anderen Worten ist die Konfiguration gemäß dem vorliegenden Beispiel verglichen mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Raum 12 innerhalb des zweiten Gehäuses geschlossen ist. Daher kann eine mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung bereitgestellt werden, in die ein Gas zwischen dem Barrierefilm 10 und der Probe 6 eingeleitet werden kann oder bei der zwischen ihnen evakuiert werden kann.
Im vorliegenden Beispiel sind der Probentisch 5, die Betätigungsgriffe 108 und 109, das Gaszufuhrrohr 100 und das Druckregulierventil 104 alle gemeinsam am Deckelelement 122 angebracht. Daher kann der Benutzer der Vorrichtung Operationen der Betätigungsgriffe 108 und 109, ein Austauschen der Probe oder Operationen des Gaszufuhrrohrs 100 oder des Druckregulierventils 104 an der gleichen Fläche des ersten Gehäuses ausführen. Daher wird die Bedienbarkeit verglichen mit dem mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskop mit einer Konfiguration, bei der die Komponenten getrennt an anderen Flächen der Probenkammer angebracht sind, erheblich verbessert.
Zusätzlich zur vorstehend beschriebenen Konfiguration ist eine Kontaktüberwachungseinrichtung, welche den Kontaktzustand zwischen dem zweiten Gehäuse 121 und dem Deckelelement 122 detektiert, bereitgestellt, und es kann überwacht werden, ob der zweite Raum geschlossen oder geöffnet ist.
Wie zuvor kann mit der Vorrichtung aus dem vorliegenden Beispiel, zusätzlich zu den Wirkungen in den Beispielen 1 und 2, eine Beobachtung beim Atmosphärendruck, bei der gewünschten Austauschgasspezies oder beim gewünschten Druck ausgeführt werden. Zusätzlich kann die Beobachtung der Probe in einer Atmosphäre erfolgen, deren Druck von jenem im ersten Raum verschieden ist. Überdies ist der Barrierefilm beseitigt und kommuniziert der erste Raum mit dem zweiten Raum. Zusätzlich zur Beobachtung in der Atmosphäre oder einer vorgegebenen Gasatmosphäre wird ein SEM verwirklicht, bei dem die Probe in einem Vakuumzustand beobachtet werden kann, welcher jenem des ersten Raums gleicht. Gemäß der Konfiguration der Vorrichtung aus dem vorliegenden Beispiel kann auch die Probenposition durch die Verwendung des in Beispiel 1 oder 2 beschriebenen Verfahrens leicht und genau eingestellt werden, ohne den Barrierefilm oder die Probe zu beschädigen.
Beim vorliegenden Beispiel wird der Strahl primärer geladener Teilchen durch den Barrierefilm und das Gas im Nichtvakuumraum zwischen dem Barrierefilm und der Probe gestreut. Die Wirkung der Streuung auf die Fleckform des Strahls primärer geladener Teilchen kann mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren entfernt werden. Die Parameter und das Rechenverarbeitungsverfahren gleichen den vorstehend beschriebenen. Bei der Vorrichtung aus dem vorliegenden Beispiel wird das Gas hierbei zwischen der Probe und dem Barrierefilm eingeleitet, wobei sich die in 4 dargestellte Form des die Probe erreichenden Strahls ändert, wenn der Druck geringer als der Atmosphärendruck ist. Dies liegt daran, dass die Streulinsenfunktion der Streulinse 12a, welche dem Raum 12 in 3 entspricht, geändert wird.
Mit anderen Worten werden die Gasspezies a und der Gasdruck P in (Ausdruck 2) geändert. Es ist notwendig, eine geringe Streustärke festzulegen, indem das Gas eines leichten Elements in den Raum zwischen der Probe und dem Barrierefilm eingeleitet wird, und es ist notwendig, einen Druck P festzulegen, bei dem eine geringere Stärke der Streuung auftritt, wenn eine Evakuierung bis zu einem geringen Grad ausgeführt wird. Zusätzlich ist es erforderlich, einen neuen geänderten Parameter einzugeben, wenn der Abstand zwischen der Probe und dem Barrierefilm durch Einleiten des Gases oder Evakuieren bis zum geringen Grad geändert wird. Wie vorstehend beschrieben, nimmt die mittlere freie Wegstrecke zu, wenn das Gas des leichten Elements eingeleitet wird oder der Druck geringer als der Atmosphärendruck wird, so dass der Strahldurchmesser d2 der gestreuten geladenen Teilchen gewöhnlich geringer wird. Daher kann die vorstehend beschriebene Bildwiederherstellung auf der Bedienungsbildschirmdarstellung der Vorrichtung beim vorliegenden Beispiel in der Art der Bedienungsbildschirmdarstellung in 9 oder dergleichen ausgeführt werden, indem ein Festlegungsabschnitt bereitgestellt wird, auf dem die in den Raum 12 eingeleitete Gasspezies A und der durch die Druckmessvorrichtung 80 gemessene Gasdruck P eingegeben werden können.
Beispiel 4
Im vorliegenden Beispiel wird eine Konfiguration beschrieben, bei der als ein Modifikationsbeispiel von Beispiel 1 der Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen unterhalb des Barrierefilms 10 angeordnet ist. 17 zeigt Ansichten des mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops aus dem vorliegenden Beispiel. Die Vakuumpumpe, das Steuersystem und dergleichen sind in der Zeichnung fortgelassen. Zusätzlich werden das Gehäuse 7 und der Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen, die eine Vakuumkammer bilden, durch eine Säule oder eine Stütze auf einer Vorrichtungsinstallationsfläche getragen. Weil die Arbeitsweisen und Funktionen der jeweiligen Komponenten oder zusätzlicher Komponenten, die zu den jeweiligen Komponenten hinzugefügt werden, im Wesentlichen jenen aus den vorstehend beschriebenen Beispielen gleichen, wird auf eine detaillierte Beschreibung davon verzichtet.
Wie in 17(a) dargestellt ist, ist bei der Vorrichtung aus dem vorliegenden Beispiel ein Probentisch 5 bereitgestellt, der es ermöglicht, dass die Probe 6 dem Barrierefilm 10 angenähert wird. Bei der Vorrichtungskonfiguration aus dem vorliegenden Beispiel wird die Oberfläche der Probe auf der Unterseite der Probe 6 in der Zeichnung betrachtet. Mit anderen Worten ist bei der Konfiguration der Vorrichtung aus dem vorliegenden Beispiel die Oberseite der Vorrichtung als ein Atmosphärendruckraum offen. In diesem Fall kann durch die Verwendung der in den Beispielen 1 und 2 beschriebenen Verfahren auch der Abstand zwischen dem Barrierefilm und der Probe eingestellt werden.
Wie in 17 (b) kann die Probe 6 direkt auf der Seite des Barrierefilms 10 angebracht werden (Pfeil in der Zeichnung) . In diesem Fall ist der Probentisch 5 nicht notwendigerweise bereitgestellt. Um zu bewirken, dass der Barrierefilm und die Probe 6 durch Anwenden des in Beispiel 1 oder 2 beschriebenen Verfahrens auf das vorliegende Beispiel einander angenähert werden können, wird zwischen dem Barrierefilm 10 und der Probe 6 das Kontaktverhinderungselement 56 verwendet, das aus einem Dünnfilm mit einer festgelegten Dicke oder aus einem abnehmbaren Folienmaterial oder dergleichen besteht. In diesem Fall entspricht das Kontaktverhinderungselement 56 dem in den Beispielen 1 und 2 beschriebenen Abstandseinstellmechanismus. Das Kontaktverhinderungselement 56 ermöglicht es, dass die Probe 6 sicher angeordnet wird. Beispielsweise werden mehrere Kontaktverhinderungselemente 56 mit verschiedenen bekannten Dicken präpariert. Zuerst wird das Kontaktverhinderungselement 56 mit einer Dicke t1 auf dem Sockel 9 angeordnet. Als nächstes wird die Probe 6 montiert. Auf diese Weise kann die Beobachtung erfolgen, indem der Barrierefilm 10 und die Probe 6 in Kontakt miteinander gebracht werden, ohne dass der Barrierefilm und die Probe beschädigt werden.
Weil bei den Konfigurationen aus den 17(a) und 17(b) die Strahlform durch die Streuung im Barrierefilm und die Streuung im Atmosphärenraum zwischen dem Barrierefilm und der Probe verschlechtert wird, ist es sinnvoll, die vorstehend beschriebene Bildwiederherstellung auszuführen. Weil die bei der Bildwiederherstellung verwendeten Parameter und das Verfahren zur Bildwiederherstellungsverarbeitung den vorstehend beschriebenen gleichen, wird auf ihre Beschreibung verzichtet.
Beispiel 5
Bei den vorstehend beschriebenen Beispielen der Vorrichtung und des Verfahrens erfolgt die Betrachtung der Probe unter Verwendung des mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops, wenn sich der Barrierefilm 10 und die Probe 6 in der Atmosphäre befinden, wobei der Barrierefilm die Probe nicht berührt. Beim vorliegenden Beispiel wird ein Verfahren zur Ausführung der Bildwiederherstellung in einer Vorrichtung beschrieben, wobei sich die Probe in der Atmosphäre befindet, wobei der Barrierefilm in Kontakt mit der durch das Mikroskop betrachteten Probe ist.
Die üblichen Komponenten der mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung, womit die Betrachtung beim Atmosphärendruck erfolgt, werden mit Bezug auf 18 beschrieben. Komponenten, die jenen aus 3 gleichen, werden nicht beschrieben. In 18 ist die Unterflächenseite des Barrierefilms 10 in der Zeichnung der Nichtvakuumraum und ist die Oberseite des Barrierefilms 10 in der Zeichnung der Vakuumraum. Die Probe gelangt in Kontakt mit dem Barrierefilm 10 und wird in Kontakt damit gehalten. 18 (b) zeigt vereinfacht diese Konfiguration. Weil die Probe in Kontakt mit dem Barrierefilm 10 steht, existiert die dem Nichtvakuumraum entsprechende Streulinse 12a, wie in 3 dargestellt, nicht. Mit anderen Worten existiert nur die Streulinse 10a in Form des Barrierefilms 10, und die Streustärke hängt dabei vom Materialtyp M, von der Dichte ρ und von der Dicke t des Barrierefilms 10 sowie von der Bestrahlungsenergie E des Strahls geladener Teilchen ab. Wenn die Streulinsenfunktion (oder Verschlechterungsfunktion) A nur abhängig vom Barrierefilm festgelegt wird, ist die Streulinsenfunktion die nachstehend beschriebene: $A = A (m, ρ, t, E)$
Wenn F die Form des Strahls geladener Teilchen ist, bevor er auf den Barrierefilm einfällt, und G die Form des Strahls geladener Teilchen ist, nachdem der Strahl geladener Teilchen durch den Barrierefilm hindurchgetreten ist, ergibt sich: $G = A (m, ρ, t, E) \times F$
Wenn die Strahlform beim Einfall des Strahls auf den Barrierefilm 10 durch jene des Strahls 305 gegeben ist, ist die Strahlform, wenn der Strahl die Probe 6 erreicht, durch jene des Strahls 306 gegeben. Weil es keine Streulinse (12a in 3) gibt, die der Nichtvakuumatmosphäre zwischen dem Barrierefilm und der Probe entspricht, werden durch die gestreuten geladenen Teilchen gebildete Strahlen in geringerem Maße erzeugt als bei den Vorrichtungen aus den Beispielen 1 bis 5. Mit anderen Worten ist der Strahldurchmesser d2 der gestreuten geladenen Teilchen gering. Die Streuung infolge des Barrierefilms 10 ist jedoch ähnlich dem Fall aus 3. Daher wird ähnlich dem Fall aus 3 ein Strahl gebildet, der den Strahl 307 infolge der nicht gestreuten geladenen Teilchen und den Strahl 308 infolge der gestreuten geladenen Teilchen enthält. Daher ist es sinnvoll, das vorstehend beschriebene Bildwiederherstellungsverfahren zu verwenden.
19 zeigt die mit geladenen Teilchen arbeitende Vorrichtung beim vorliegenden Beispiel. Der Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen und das Gehäuse 7 werden durch eine Säule oder einen Sockel (nicht dargestellt) getragen. Zusätzlich kann, wie in 17 dargestellt, eine Konfiguration verwendet werden, bei der der Tubus der optischen Linse für geladene Teilchen unterhalb des Barrierefilms 10 angeordnet ist. Diese Konfiguration gleicht jener aus Beispiel 1, abgesehen davon, dass die Probe 6 in Kontakt mit dem Barrierefilm 10 steht. Wie in den 15 oder 16 dargestellt ist, die in Beispiel 2 oder 3 beschrieben sind, kann eine Konfiguration verwendet werden, bei der ein Anbauteil mit der üblichen mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskopvorrichtung verbunden wird. Wenn die Probe in direktem Kontakt mit dem Barrierefilm gehalten wird, wird die Probe 6 am Barrierefilmhalteelement 155 angebracht und wird dann das Barrierefilmhalteelement 155 in Kontakt mit dem Gehäuse 7 gebracht, so dass sich der Raum 11 im Vakuum befindet. In diesem Zustand erfolgt eine Bestrahlung mit dem Strahl geladener Teilchen und wird ein Bild erfasst. Dann wird die vorstehend beschriebene Bildwiederherstellung am erfassten Bild ausgeführt.
Als nächstes Beispiel wird in 20 eine weitere mit geladenen Teilchen arbeitende Mikroskopvorrichtung beschrieben, bei der die Betrachtung erfolgt, während der Barrierefilm und die Probe in Kontakt miteinander gebracht werden. Bei dieser Konfiguration wird ein Gefäß 100, in das die Probe 6 in einem gedichteten lokalen Raum in der Nichtvakuumatmosphäre eingeschlossen werden kann, auf dem Probentisch 5 der mit geladenen Teilchen arbeitenden Vorrichtung angeordnet. Die Probe 6 steht in Kontakt mit dem Barrierefilm 10. Die Probe 6 wird direkt am Barrierefilm 10 angebracht, der in einem Deckel 101 des Gefäßes 100 auf der Außenseite der mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskopvorrichtung bereitgestellt ist. Der Deckel 101 und das Gefäß 100 werden durch eine Schraube oder dergleichen (nicht dargestellt) aneinander befestigt. Auf diese Weise wird das Innere des Gefäßes 100 in einer lokalen Atmosphäre gehalten, die von jener außerhalb des Gefäßes 100 verschieden ist. Als nächstes wird das Gefäß 100 in das Innere der mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskopvorrichtung eingebracht und die Betrachtung unter Verwendung des mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops ausgeführt. In diesem Fall durchläuft der von der Quelle 8 geladener Teilchen abgegebene Strahl geladener Teilchen den Vakuumraum 11 nach dem Durchlaufen der optischen Linse 1 und erreicht die Probe 6 über den Barrierefilm 10. Weil das Äußere des Gefäßes 100 in diesem Fall im Vakuum liegt, ist ähnlich wie bei der Vorrichtung in 19 der einzige Faktor, der die Streuung des Strahls geladener Teilchen bewirkt, im Wesentlichen der Barrierefilm 10.
Bei einer Konfiguration einer Vorrichtung, bei der die Probe 6 in Kontakt mit dem Barrierefilm gebracht wird, wird ein Abschnitt der Probe, der in Kontakt mit dem Barrierefilm 10 gebracht wird, beobachtet. Daher hängt die Streuung des Strahls geladener Teilchen nur vom Materialtyp, von der Dichte oder von der Dicke des Barrierefilms 10 ab. Weil die sich auf den Barrierefilm beziehenden Parameter vorab bekannt sind, muss von einem Benutzer kein Parameter für die Berechnung von (Ausdruck 10) eingegeben werden. Daher ist es in einem Fall, in dem die Bildwiederherstellung an dem durch die mit geladenen Teilchen arbeitende Mikroskopvorrichtung erfassten Bild ausgeführt wird, nicht erforderlich, den Abstand zwischen dem Barrierefilm und der Probe einzugeben, wie in der Bedienungsbildschirmdarstellung in 9 beschrieben. Dies bedeutet, dass der Abstand zwischen dem Barrierefilm und der Probe 0 ist. Weil die Strahlform 306 vorab erhalten werden kann, kann die Stärke der Streuung infolge des Barrierefilms daher im Computer 35 gespeichert werden und kann die Bildwiederherstellungsverarbeitung während der Bilderfassung stets unter Verwendung der gleichen Parameter ausgeführt werden. Hierbei kann der Abschnitt der Probe, der zu betrachten ist, möglicherweise nicht in Kontakt mit dem Barrierefilm stehen. In diesem Fall kann eine Einheit für das Einstellen der Streustärke bereitgestellt werden, um die Streustärke einstellen zu können.
Weil der Strahl geladener Teilchen bei der im vorliegenden Beispiel beschriebenen Konfiguration der Vorrichtung nicht durch die Atmosphäre des Nichtvakuumraums zwischen dem Barrierefilm und der Probe gestreut wird, kann ein klareres Bild erhalten werden. Weil der Benutzer ferner nicht auf die Parameter der Streulinsenfunktion achten muss, die durch die Atmosphäre des Nichtvakuumraums geändert werden, kann die Bildwiederherstellung einfacher ausgeführt werden.
Beispiel 6
Beim vorliegenden Beispiel wird anders als den Beispielen 1 bis 5 ein Fall beschrieben, bei dem kein Barrierefilm angeordnet ist und sich die Probe im Grobvakuum oder dergleichen befindet. Beispielsweise kann es sich um ein Grobvakuum-SEM oder dergleichen handeln, mit dem eine SEM-Betrachtung in einem Grobvakuumgebiet ausgeführt werden kann. Nachstehend bezeichnet Grobvakuum einen Bereich von etwa 10^-1 Pa bis 10³ Pa. In diesem Fall wird der Strahl geladener Teilchen durch das in der Grobvakuumumgebung verbleibende Gas gestreut, bevor der Strahl geladener Teilchen die Probe erreicht. Die Stärke der Streuung ist verglichen mit den Beispielen 1 bis 5 gering, es ist jedoch sinnvoll, die vorstehend beschriebene Bildwiederherstellung auch beim vorliegenden Beispiel auszuführen.
Die üblichen Komponenten der mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung werden mit Bezug auf 21 beschrieben. Komponenten, die jenen aus 3 gleichen, werden nicht beschrieben. Ein Raum 13 auf der Unterflächenseite des Barrierefilms 10 in der Zeichnung ist der Grobvakuumraum. Die Probe befindet sich im Grobvakuum. Weil es im Allgemeinen nicht wünschenswert ist, dass sich die Umgebung der Quelle 8 des Strahls geladener Teilchen im Grobvakuum befindet, wird die Atmosphäre der Quelle 8 des Strahls geladener Teilchen durch die Vakuumpumpe 4 und das Rohr 16 beim Hochvakuum (10^-1 Pa oder weniger) gehalten. Eine Öffnung 82 oder dergleichen mit feinen Poren ist bereitgestellt, um zu verhindern, dass das Gas im Gehäuse 7 in hohem Maße in die Seite der Quelle geladener Teilchen eintritt. Es können mehrere Öffnungen bereitgestellt werden, so dass die Druckdifferenz in mehreren Schritten gebildet werden kann. Nachstehend besteht der Grobvakuumraum aus der Öffnung 82 (der Öffnung, die der Probe am nächsten liegt, wenn mehrere Öffnungen bereitgestellt sind) für die Probe 6 (h3-Abschnitt in der Zeichnung).
Eine Abmessung des Grobvakuumraums h3 (d.h. der Abstand zwischen der Öffnung und der Probe) wird in Bezug auf den Arbeitsabstand als Abstand von der Objektlinse bestimmt. Die Position der Öffnung 82 und die Position einer Objektlinse 303 sind für jede Vorrichtung eindeutig, so dass der Arbeitsabstand anhand der Magnetfeldintensität der Objektlinse 303 erhalten werden kann. Mit anderen Worten kann die Brennpunktposition auf der Probe unabhängig von der Position der Probe erhalten werden. Daher kann die Abmessung des Grobvakuumraums h3 im Vergleich mit dem Arbeitsabstand erhalten werden.
21 (b) zeigt eine vereinfachte Ansicht dieser Konfiguration. Weil der Barrierefilm 10 im Gegensatz zu den vorstehend beschriebenen Beispielen nicht bereitgestellt ist, ist die dem Grobvakuumraum 13 entsprechende Streulinse 13a der Hauptfaktor, der die Streuung des Strahls geladener Teilchen hervorruft. Die Stärke der Streuung hängt vom Abstand z zwischen dem Barrierefilm 10 und der Probe 6 (h3 in 21 (a)), der Gasspezies a und dem Gasdruck P (oder der Dichte) im Grobvakuumraum sowie der Bestrahlungsenergie E des Strahls geladener Teilchen ab. Mit anderen Worten lässt sich die Streulinsenfunktion (oder Verschlechterungsfunktion) A in einem so festgelegten Grobvakuumraum folgendermaßen beschreiben: $A = A (a, P, z, E)$
Wenn F die Form des Strahls geladener Teilchen ist, bevor der Strahl geladener Teilchen durch den Grobvakuumraum hindurchtritt, und G die Form des Strahls geladener Teilchen ist, nachdem der Strahl geladener Teilchen durch den Grobvakuumraum hindurchgetreten ist, ergibt sich die folgende Gleichung: $G = A (a, P, z, E) \times F$
Wenn die Strahlform beim Einfall des Strahls geladener Teilchen durch jene des Strahls 305 gegeben ist, ist die Strahlform, wenn der Strahl geladener Teilchen die Probe 6 erreicht, durch jene des Strahls 306 gegeben. Weil es keine dem Barrierefilm entsprechende Streulinse 12a gibt, ist die Stärke der Streuung des durch die gestreuten geladenen Teilchen gebildeten Strahls verglichen mit den Vorrichtungen aus den Beispielen 1 bis 5 gering. Mit anderen Worten ist der Strahldurchmesser d2 der gestreuten geladenen Teilchen gering. Weil jedoch der Strahl gebildet wird, der den Strahl 307 der nicht gestreuten geladenen Teilchen und den Strahl 308 der gestreuten geladenen Teilchen gemeinsam enthält, ist es sinnvoll, das vorstehend beschriebene Bildwiederherstellungsverfahren zu verwenden.
22 zeigt ein Beispiel der mit geladenen Teilchen arbeitenden Vorrichtung aus dem vorliegenden Beispiel. Bei der Vorrichtung wird die Probe im Grobvakuumraum 13 angeordnet. Die Öffnung 82 ist im Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen bereitgestellt, so dass das Gas innerhalb des Gehäuses 7 nicht in die Quelle 8 geladener Teilchen eindringt. Um das Innere des Gehäuses 7 bei einem Grobvakuumgrad zu halten, sind ein Leckventil 81 und die Druckmessvorrichtung 80 bereitgestellt. Beispielsweise kommuniziert das Leckventil 81 mit der Atmosphärenseite, so dass Atmosphärengas abhängig vom Ausmaß des Öffnens und Schließens des Leckventils in das Innere des Gehäuses 7 eintreten kann. Zusätzlich kann die Druckmessvorrichtung 80 den Druck messen. Das Leckventil 81 und die Druckmessvorrichtung 80 sind elektrisch mit der Steuereinheit 36 verbunden, so dass der Vakuumgrad durch den Computer 35 gesteuert werden kann. Zusätzlich können, wenngleich dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist, mehrere Vakuumpumpen bereitgestellt werden, um zu verhindern, dass das Gas über das Rohr 16 auf der Seite der Quelle geladener Teilchen gemischt wird. Eine solche Vorrichtung weist eine Datenverarbeitungseinheit auf, welche die vorstehend beschriebene Bildwiederherstellung ausführen kann. Die vorstehend beschriebene Bildwiederherstellungsverarbeitung ermöglicht das Verbessern der Bildqualität durch die Bildwiederherstellung, die am im Grobvakuum erfassten Bild ausgeführt wird.
23 zeigt ein Beispiel der Bedienungsbildschirmdarstellung. Komponenten, die jenen aus 9 gleichen, werden nicht beschrieben. Ein Vakuumgrad-Festlegungsabschnit 733, auf dem der Vakuumgrad im Inneren des Gehäuses 7 eingestellt werden kann, und für die Verwendung des festgelegten Vakuumgrads ist auf der Bedienungsbildschirmdarstellung 700 bereitgestellt. Zusätzlich ist eine Eingabespalte 734, auf der die Abmessung des Grobvakuumraums h3 festgelegt wird, im Bildwiederherstellungsparameter-Festlegungsabschnitt 705 bereitgestellt. Stattdessen wird die Probenhöhe oder der Arbeitsabstand von der Objektlinse auf der Eingabespalte 734 eingegeben und kann die Abmessung des Grobvakuumraums h3 unter Verwendung der Werte erhalten werden. Zusätzlich ist eine Eingabespalte 735 bereitgestellt, auf der der Vakuumgrad festgelegt wird. Andere Bedingungen, die festgelegt werden, sind die Beschleunigungsspannung und die Vergrößerung. Auf diese Weise werden die Bildwiederherstellungsparameter festgelegt und kann die vorstehend beschriebene Bildwiederherstellung ausgeführt werden. Dementsprechend kann die Bildwiederherstellungsverarbeitung durch einen Parameter optimiert werden, der durch die Eingabe eines Benutzerparameters erhalten wird.
In einem Fall, in dem ein Bild als Wiederherstellungsziel aufgerufen wird und verarbeitet wird, oder in einem Fall, in dem das angezeigte Bild Informationen aufweist, die Bedingungen während der Bilderfassung angeben, braucht der Benutzer keinen Parameter einzugeben, weil die Bedingung in der Art der Beschleunigungsspannung oder der Vergrößerung vorab bekannt ist. Zusätzlich wird selbst dann, wenn die Bildwiederherstellungsverarbeitung in einem Computer ausgeführt wird, der von der mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung getrennt ist, eine Datei gelesen, in der Bilderfassungsinformationen in der Art der Position der Probe oder des Arbeitsabstands, des Vakuumgrads, der Beschleunigungsspannung, die verwendet wird, wenn das Bild erfasst wird, oder der Vergrößerung, die verwendet wird, wenn das Bild erfasst wird, enthalten sind, wodurch Anstrengungen und Zeit eingespart werden können, die ein Benutzer aufwenden müsste, um alle oder einen Teil der vorstehend beschriebenen Parameter einzugeben.
Ferner ist die vorliegende Erfindung nicht auf vorstehend beschriebene Beispiele beschränkt und schließt verschiedene Modifikationsbeispiele ein. Beispielsweise wurden vorstehend Beispiele detailliert beschrieben, um die vorliegende Erfindung in einer leicht verständlichen Weise zu beschreiben, und die Beispiele sind nicht notwendigerweise auf alle vorstehend beschriebenen Konfigurationen beschränkt. Zusätzlich kann ein Teil einer Konfiguration eines Beispiels durch eine andere Konfiguration eines anderen Beispiels ersetzt werden und kann eine Konfiguration eines Beispiels zu einer anderen Konfiguration eines anderen Beispiels hinzugefügt werden. Zusätzlich kann ein Teil der Konfiguration jedes Beispiels zu einer anderen Konfiguration hinzugefügt werden, davon entfernt werden oder dadurch ersetzt werden. Zusätzlich kann ein Teil der jeweiligen Konfigurationen, Funktionen, Verarbeitungseinheiten und Verarbeitungsmittel oder alle von diesen in Hardware verwirklicht werden, indem sie als integrierte Schaltung oder dergleichen ausgelegt werden. Zusätzlich können die jeweiligen Konfigurationen, Funktionen oder dergleichen, die vorstehend beschrieben wurden, durch Software verwirklicht werden, indem ein Programm interpretiert und ausgeführt wird, bei dem ein Prozessor die jeweiligen Funktionen verwirklicht.
Informationen in einem Programm, das die jeweiligen Funktionen verwirklicht, in einer Tabelle, einer Datei oder dergleichen können in einer Aufzeichnungsvorrichtung in der Art eines Speichers, einer Festplatte oder eines Festkörperlaufwerks (SSD) gespeichert werden oder auf einem Auf zeichnungsmedium in der Art einer Chipkarte, einer SD-Karte oder einer optischen Platte gespeichert werden.
Zusätzlich werden Steuerleitungen oder Informationsleitungen dargestellt, die als notwendig angesehen werden, und es ist nicht erforderlich, abhängig von einem Produkt alle Steuerleitungen oder Informationsleitungen darzustellen. Tatsächlich kann davon ausgegangen werden, dass im Wesentlichen alle Konfigurationen miteinander verbunden sind.
Bezugszeichenliste

1:: Optische Linse
2:: Tubus der optischen Linse für geladene Teilchen
3:: Detektor
4:: Vakuumpumpe
5:: Probentisch
6:: Probe
7:: Gehäuse
8:: Quelle geladener Teilchen
9:: Sockel
10:: Barrierefilm
11:: Erster Raum (oder Vakuumraum)
12:: Zweiter Raum (oder Luftraum)
13:: Grobvakuumraum
14:: Leckventil
16:: Vakuumrohr
17:: Tischträgerplattform
18:: Stütze
19:: Deckelelement-Tragelement
20:: Bodenplatte
33:: Bildschirm
34 :: Benutzerschnittstelle in der Art einer Tastatur oder
Maus
35:: Computer
36:: Steuereinheit
43,: 44, 45: Kommunikationskabel
52:: Sockel
53:: Optische Achse
60:: Daten-Sende-/Empfangseinheit
61:: Datenspeicher
62:: Externe Schnittstelle
63:: Datenverarbeitungseinheit
64:: Tischsteuereinheit
80:: Druckmessvorrichtung
81:: Leckventil
82:: Öffnung
100:: Gaszufuhrrohr
101:: Gasregelventil
102:: Verbindungsabschnitt
103:: Gaszylinder oder Vakuumpumpe
104:: Druckregulierventil
107:: Tragplatte
108,: 109: Betätigungsgriff
121:: Zweites Gehäuse
122,: 130: Deckelelement
123,: 124, 125, 126, 128, 129: Vakuumdichtungselement
131:: Hauptkörperabschnitt
132:: Passender Abschnitt
154:: Signalverstärker
155:: Barrierehalteelement
155:: Sockel
200:: Optische Achse
301:: Linse 1
302:: Linse 2
303:: Linse 3
305:: Form des einfallenden Strahls
306:: Form des die Probe erreichenden Strahls
307:: Form des Strahls nicht gestreuter geladener Teilchen
308:: Form des Strahls gestreuter geladener Teilchen
400:: Abstandssteuerelement
401:: Probentisch
402:: Innengewinde
407:: Vakuumdichtungselement
408:: Abstandssteuerelement
500:: Schritt
700:: Bedienungsbildschirmdarstellung
701:: Bedingungsfestlegungsabschnitt
702:: Bildanzeigeabschnitt
703:: Abschnitt zur Anzeige des wiederhergestellten Bilds
704:: Bildeinstellabschnitt
705:: Schwellenwert-Festlegungsabschnitt
706:: Bestrahlungsenergie-E-Festlegungsabschnitt
707:: Bestrahlungseinleittaste
708:: Bestrahlungsunterbrechungstaste
709:: Bildspeichertaste
710:: Bildlesetaste
711:: Abschnitt zur Festlegung des Abstands zwischen dem
: Barrierefilm und der Probe
713:: Bildwiederherstellungs-Einleittaste
715:: Brennpunkt-Einstellungsabschnitt
716:: Helligkeitseinstellungsabschnitt
717:: Kontrasteinstellungsabschnitt
720:: Abschnitt zur Festlegung des Durchmessers des
: Strahls nicht gestreuter geladener Teilchen
721:: Abschnitt zur Festlegung des Durchmessers des
: Strahls gestreuter geladener Teilchen
722:: Abschnitt zur Festlegung des Anteils nicht
: gestreuter geladener Teilchen
723:: Bildwiederherstellungs-Einleittaste
724:: Taste zur automatischen Kontrasteinstellung
725:: Manueller Eingabeabschnitt
726:: Taste zur Auswahl der automatischen Eingabe
727:: Taste zur Auswahl der manuellen Eingabe
728:: Taste zur automatischen Rauschregelung
729:: Abschnitt zur Festlegung des Bildwiederherstellungs-Zielgebiets
730:: Festlegungsabschnitt
731:: Festlegungsabschnitt
732:: Vergrößerungsfestlegungsabschnitt
733:: Abschnitt zur Festlegung mehrerer Parameter
734:: Vakuumgrad-Festlegungsabschnitt

Claims

Probenbilderfassungsverfahren, welches Folgendes umfasst: Emittieren eines Strahls primärer geladener Teilchen von einem Tubus (2) der optischen Linse (1) für geladene Teilchen, dessen Inneres evakuiert wird, Bestrahlen einer in einem Nichtvakuumraum (12) angebrachten Probe (6) mit dem Strahl primärer geladener Teilchen, und Detektieren durch Bestrahlung der Probe (6) mit dem Strahl primärer geladener Teilchen erhaltener sekundärer geladener Teilchen, gekennzeichnet durch das Entfernen der Wirkung, welche die Streuung des Strahls primärer geladener Teilchen auf die Fleckform des Strahls primärer geladener Teilchen hat, bevor der Strahl primärer geladener Teilchen die Probe (6) erreicht, aus einem Detektorsignal.
Probenbilderfassungsverfahren nach Anspruch 1, welches ferner Folgendes umfasst: Bewirken, dass der vom Tubus (2) der optischen Linse (1) für geladene Teilchen emittierte Strahl primärer geladener Teilchen durch einen Barrierefilm (10) hindurchtritt, der eine Druckdifferenz zwischen einem Raum (11), der mit dem Inneren des Tubus (2) der optischen Linse (1) für geladene Teilchen kommuniziert und in einem Vakuumzustand bleibt, und dem Nichtvakuumraum (12), in dem die Probe (6) angeordnet wird, aufrechterhalten kann, und Entfernen der Wirkung, welche die Streuung des Strahls primärer geladener Teilchen auf die Fleckform des Strahls primärer geladener Teilchen hat, wenn der Strahl primärer geladener Teilchen durch den Barrierefilm (10) hindurchtritt, aus dem Detektorsignal.
Probenbilderfassungsverfahren nach Anspruch 2, welches ferner Folgendes umfasst: Erhalten der Wirkung des Materialtyps, der Dichte und der Dicke des Barrierefilms (10) auf die Fleckform des Strahls primärer geladener Teilchen.
Probenbilderfassungsverfahren nach Anspruch 1, welches ferner Folgendes umfasst: Entfernen der Wirkung, welche die Streuung des Strahls primärer geladener Teilchen infolge eines Gases im Nichtvakuumraum (12) auf die Fleckform des Strahls primärer geladener Teilchen hat, aus dem Detektorsignal.
Probenbilderfassungsverfahren nach Anspruch 4, welches ferner Folgendes umfasst: Erhalten der Wirkung der Gastypen, der Strecke, welche der Strahl primärer geladener Teilchen durch den Nichtvakuumraum (12) zurücklegt, und des Gasdrucks auf die Fleckform des Strahls primärer geladener Teilchen.
Probenbilderfassungsverfahren nach Anspruch 1, welches ferner Folgendes umfasst: Erzeugen eines Modells der Fleckform des Strahls primärer geladener Teilchen, wenn der Strahl primärer geladener Teilchen die Probe (6) erreicht, unter Verwendung der Fleckform eines Strahls nicht gestreuter geladener Teilchen von den Strahlen primärer geladener Teilchen, der vor dem Erreichen der Probe (6) nicht gestreut wird, und der Fleckform eines Strahls gestreuter geladener Teilchen von den Strahlen primärer geladener Teilchen, der vor dem Erreichen der Probe (6) gestreut wird, und Erhalten der Wirkung auf die Fleckform des Strahls primärer geladener Teilchen unter Verwendung des Modells.
Probenbilderfassungsverfahren nach Anspruch 6, wobei die Breite (d1) der Fleckform des Strahls nicht gestreuter geladener Teilchen 1 nm bis 100 nm ist, die Breite (d2) der Fleckform des Strahls gestreuter geladener Teilchen 10 nm bis 10000 nm ist und die Beziehung zwischen der Breite d1 und der Breite d2 d2/d1 = 10 erfüllt.
Probenbilderfassungsverfahren nach Anspruch 1, welches ferner Folgendes umfasst: Ausführen einer Bildwiederherstellungsverarbeitung an einem Teil eines Gebiets (730, 731), das durch einen Benutzer auf einem Bild festgelegt wird, das auf der Grundlage eines Signals vom Detektor (3) gebildet wird.
Probenbilderfassungsverfahren nach Anspruch 1, wobei ein Benutzer ein erstes Gebiet (730), an dem eine Bildwiederherstellungsverarbeitung unter Verwendung eines ersten Parametersatzes ausgeführt wird, und ein zweites Gebiet (731), an dem eine Bildwiederherstellungsverarbeitung unter Verwendung eines vom ersten Parametersatz verschiedenen zweiten Parameters ausgeführt wird, auf einem Bild, das auf der Grundlage eines Signals vom Detektor (3) gebildet wird, festlegen kann.
Programmaufzeichnungsmedium, das ein Programm speichert, das von einem Computer (35, 35') ausgeführt wird, der mit einer mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung verbunden ist, welche Folgendes aufweist: einen Tubus (2) einer optischen Linse (1) für geladene Teilchen, dessen Inneres evakuiert wird, einen Probentisch (5), auf dem eine Probe (6) in einem Nichtvakuumraum (12) angebracht wird, und einen Detektor (3), der sekundäre geladene Teilchen detektiert, die durch Bestrahlung der Probe (6) mit einem Strahl primärer geladener Teilchen, welcher vom Tubus (2) der optischen Linse (1) für geladene Teilchen emittiert wird, erhalten werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Programm einen Prozess ausführt, bei dem aus einem Detektorsignal die Wirkung entfernt wird, welche die Streuung des Strahls primärer geladener Teilchen auf die Fleckform des Strahls primärer geladener Teilchen hat, bevor der Strahl primärer geladener Teilchen die Probe (6) erreicht.
Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung, welche Folgendes umfasst: einen Tubus (2) einer optischen Linse (1) für geladene Teilchen, welcher innen evakuiert wird, einen Probentisch (5), auf dem eine Probe (6) in einem Nichtvakuumraum (12) angebracht wird, einen Detektor (3), der sekundäre geladene Teilchen detektiert, die durch Bestrahlung der Probe (6) mit einem Strahl primärer geladener Teilchen, welcher vom Tubus (2) der optischen Linse (1) für geladene Teilchen emittiert wird, erhalten werden, und eine Datenverarbeitungseinheit (63) mit dem Programmaufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 10, wobei die Datenverarbeitungseinheit (63) durch Ausführen des darauf gespeicherten Programms aus einem Detektorsignal die Wirkung entfernt, welche die Streuung des Strahls primärer geladener Teilchen auf die Fleckform des Strahls primärer geladener Teilchen hat, bevor der Strahl primärer geladener Teilchen die Probe (6) erreicht.
Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 11, welche ferner Folgendes umfasst: einen Barrierefilm (10), der eine Druckdifferenz zwischen einem Raum (11), der mit dem Inneren des Tubus (2) der optischen Linse (1) für geladene Teilchen kommuniziert und in einem Vakuumzustand bleibt, und dem Nichtvakuumraum (12), in dem die Probe (6) angeordnet wird, halten kann und den Strahl primärer geladener Teilchen durchlässt, wobei die Datenverarbeitungseinheit (63) durch Ausführen des auf dem Programmaufzeichnungsmedium gespeicherten Programms aus dem Detektorsignal die Wirkung entfernt, welche die Streuung des Strahls primärer geladener Teilchen auf die Fleckform des Strahls primärer geladener Teilchen hat, wenn der Strahl primärer geladener Teilchen durch den Barrierefilm (10) hindurchtritt.
Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Datenverarbeitungseinheit (63) durch Ausführen des auf dem Programmaufzeichnungsmedium gespeicherten Programms die Wirkung des Strahls primärer geladener Teilchen auf die Fleckform abhängig vom Materialtyp, von der Dichte und von der Dicke des Barrierefilms (10) erhält.
Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Datenverarbeitungseinheit (63) durch Ausführen des auf dem Programmaufzeichnungsmedium gespeicherten Programms aus dem Detektorsignal die Wirkung entfernt, welche die Streuung des Strahls primärer geladener Teilchen infolge eines Gases im Nichtvakuumraum (12) auf die Fleckform des Strahls primärer geladener Teilchen hat.
Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Datenverarbeitungseinheit (63) durch Ausführen des auf dem Programmaufzeichnungsmedium gespeicherten Programms die Wirkung auf die Fleckform des Strahls primärer geladener Teilchen abhängig von den Gastypen, der Strecke, welche der Strahl primärer geladener Teilchen durch den Nichtvakuumraum (12) zurücklegt, und vom Gasdruck erhält.
Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Verhältnis zwischen der Länge h1 des Tubus (2) der optischen Linse (1) für geladene Teilchen und der Strecke h2, welche der Strahl primärer geladener Teilchen durch den Nichtvakuumraum (12) zurücklegt, h1/h2 = 1000 erfüllt, wobei h2 kleiner oder gleich 1 mm ist.
Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Datenverarbeitungseinheit (63) durch Ausführen des auf dem Programmaufzeichnungsmedium gespeicherten Programms ein Modell der Fleckform des Strahls primärer geladener Teilchen, wenn der Strahl primärer geladener Teilchen die Probe (6) erreicht, unter Verwendung der Fleckform eines Strahls nicht gestreuter geladener Teilchen von den Strahlen primärer geladener Teilchen, der vor dem Erreichen der Probe (6) nicht gestreut wird, und der Fleckform des Strahls gestreuter geladener Teilchen von den Strahlen primärer geladener Teilchen, der vor dem Erreichen der Probe (6) gestreut wird, erzeugt.
Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Breite (d1) der Fleckform des Strahls nicht gestreuter geladener Teilchen 1 nm bis 100 nm ist, die Breite (d2) der Fleckform des Strahls gestreuter geladener Teilchen 10 nm bis 10000 nm ist und die Beziehung zwischen der Breite d1 und der Breite d2 d2/d1 = 10 erfüllt.
Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 11, welche ferner Folgendes umfasst: eine Anzeige (700), welche eine Bedienungsbildschirmdarstellung (702) anzeigt, auf der ein Benutzer ein Gebiet (730, 731) als ein Bildwiederherstellungsverarbeitungsziel auf einem Bild, das auf der Grundlage eines Signals vom Detektor (3) gebildet wird, festlegen kann.
Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 11, welche ferner Folgendes umfasst: eine Anzeige (700), welche eine Bedienungsbildschirmdarstellung (702) anzeigt, auf der ein Benutzer ein erstes Gebiet (730), an dem eine Bildwiederherstellungsverarbeitung unter Verwendung eines ersten Parametersatzes ausgeführt wird, und ein zweites Gebiet (731), an dem eine Bildwiederherstellungsverarbeitung unter Verwendung eines vom ersten Parametersatz verschiedenen zweiten Parameters ausgeführt wird, auf einem Bild, das auf der Grundlage eines Signals vom Detektor (3) gebildet wird, festlegen kann.