DE4229275A1 - Steuerung fuer die position einer probe in einem system mit fokussiertem ionenstrahl - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerung für die Position einer Probe in einem System mit fokussiertem Ionen­ strahl, insbesondere eine solche derartige Steuerung, die eine Störungsanalyse in einem Material wie bei einem Halb­ leiterspeicherelement ausführen kann, bei dem an der Ober­ fläche ein mit regelmäßigem Intervall wiederholtes Muster vorhanden ist.

Bei Systemen mit fokussiertem Ionenstrahl wird zum Bearbei­ ten einer Probe der Strahl auf eine bestimmte Position ge­ richtet, in die der Bereich der Probe zu bewegen ist, die durch den Strahl bearbeitet werden soll. Diese Position wird im folgenden als Bearbeitungsposition bezeichnet.

Ein herkömmliches System mit fokussiertem Ionenstrahl ist im allgemeinen als ein solches bekannt, das dazu dient, ver­ schiedene Arten von Materialien feinzubearbeiten. Derarti­ ge Systeme werden zum Analysieren schadhafter Bits bei einem Halbleiterspeicherelement zunehmend geschätzt.

Wenn ein System mit fokussiertem Ionenstrahl auf die Analyse schadhafter Bits eines Halbleiterspeicherelements angewendet wird, wird zunächst die Position einer fehlerhaften Zelle im Speicherelement in Form von Positionsdaten (Adresse) in Bit­ einheiten, wobei es sich um die Speichereinheit handelt, be­ rechnet, wobei alle Speicherzellen betätigt werden. Nachdem die Position eines schadhaften Bits im schadhaften Speicher­ element in Form von Positionsdaten bestimmt ist, wird das schadhafte Speicherelement auf einen beweglichen Probentisch im System mit dem fokussierten Ionenstrahl aufgesetzt. Dann wird ein Ablauf zum Bewegen des Probentisches unter Posi­ tionssteuerung ausgeführt, um den fehlerhaften Bitbereich des fehlerhaften Speicherelements so zu bewegen, daß er in die Bearbeitungsposition kommt. Nachdem der schadhafte Bit­ bereich in die Bearbeitungsposition geführt ist, wird eine Position durch den Ionenstrahl stark geätzt, die dicht vor der Position eines Querschnitts liegt, der im Bereich mit dem schadhaften Bit auszubilden ist. Anschließend wird die Seitenwand der geätzten Position allmählich fein abgeätzt, um einen Querschnitt an der Zielposition auszubilden. Schließlich wird ein Querschnitt genau in der Position des Bereichs des fehlerhaften Bits ausgebildet. Anschließend wird dieser Querschnitt unter Verwendung eines Elektronen­ mikroskops oder dergleichen beobachtet, um den Fehler nach Struktur und Art zu diagnostizieren, um so eine Analyse aus­ zuführen, um eine Verbesserung beim Herstellprozeß einer Halbleiterspeichervorrichtung bewerkstelligen zu können. Eine solche Analyse ist kurz in IEEE/IRPS, 1989, Seiten 43 51 beschrieben.

Bei der vorstehend genannten Anwendung eines Systems mit fo­ kussiertem Ionenstrahl auf die Analyse eines schadhaften Bits in einem Speicherelement, ist es für den Betrieb des Systems wesentlich, daß der Bereich mit dem schadhaften Bit genau in die Bearbeitungsposition bewegt wird. Beim herkömm­ lichen System mit fokussiertem Ionenstrahl wird die Bewegung zur Positionseinstellung von Hand durch eine Bedienperson ausgeführt. Das heißt, daß die Bedienperson die Probe unter Verwendung des Systems mit dem fokussierten Ionenstrahl be­ obachtet, wobei sie die Anzahl von Spalten und Zeilen der Speicherzellen zählt, um dadurch den Zielbereich mit dem schadhaften Bit zu erreichen. Bei diesem Verfahren ist je­ doch nicht nur der Zählvorgang dem Auftreten von Fehlern ausgesetzt, wobei Zahlen zu zählen sind, die in die Hunderte und Tausende gehen, sondern zum Zählen ist auch eine lange Zeitspanne erforderlich.

Ein Vorschlag zum Verbessern des Betriebs der Bewegung des Probentisches ist in JP-A-63-3 12 627 offenbart. Dieser Vor­ schlag stimmt jedoch mit dem vorstehend genannten Verfahren dahingehend überein, daß das Ausmaß der Bewegung des Proben­ tisches von Hand als Anzahl von Spalten und Zeilen von Speicherzellen gezählt wird.

Als Positionssteuertechniken zum Einstellen der Position des Probentisches sind Steuervorrichtungen für die Bearbeitungs­ position eines Systems mit einem fokussierten Ionenstrahl in JP-A-2-24 949, und ein Probenpositions-Anzeigesystem für einen Analysator mit geladenem Teilchenstrahl in JP-A-58- 75 749 offenbart.

Bei Anwendung des herkömmlichen Systems mit fokussiertem Io­ nenstrahl auf die Analyse schadhafter Bits, wie vorstehend beschrieben, beruht der Bewegungsablauf bei der Positions­ steuerung zum Erreichen des Bereichs mit dem fehlerhaften Bit darauf, daß eine Bedienperson das Ausmaß der Bewegung mißt, während sie die Anzahl von Bitbereichen auf der Ober­ fläche des Speicherbereichs durch Beobachtung unter Verwen­ dung eines Mikroskops oder dergleichen zählt. Bei einem sol­ chen Verstellverfahren ist es jedoch angesichts der derzei­ tigen Verringerung der Größe von Bitbereichen als Speicher­ einheiten und der Zunahme der Anzahl von Bit-Bereichen auf­ grund der Zunahme von Halbleiterspeicherelementen nach Dich­ te und Kapazität in der Praxis sehr schwierig, den elek­ trisch bestimmten fehlerhaften Bitbereich des Halbleiter­ speicherelements in die Position zur Bearbeitung durch den fokussierten Ionenstrahl genau und schnell zu bewegen. Dies hat ein großes Absenken des Betriebswirkungsgrades zur Fol­ ge.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerung für die Position einer Probe in einem System mit fokussiertem Ionenstrahl anzugeben, durch die ein fehlerhafter Bereich einer Probe mit einer zyklischen Anordnungsstruktur auf sei­ ner Oberfläche, wie bei einem Halbleiterspeicherelement mit hoher Dichte und hoher Kapazität, genau und schnell in eine Position zur Bearbeitung durch einen fokussierten Ionen­ strahl bewegt werden kann, um dadurch den Betriebswirkungs­ grad zu erhöhen.

Das erfindungsgemäße System mit fokussiertem Ionenstrahl weist folgendes auf: ein Ionenstrahl-Optiksystem zum Ablen­ ken eines fokussierten Ionenstrahls so, daß dieser auf eine Probe strahlt; einen Probenbewegungsmechanismus zum Bewegen der Probe, während sie gehalten wird; eine Bewegungsausmaß- Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln des Ausmaßes der Bewe­ gung der durch den Probenbewegungsmechanismus bewegten Pro­ be; eine Ermittlungseinrichtung für geladene Teilchen, um von der Probe durch die Einstrahlung des Ionenstrahls frei­ gesetzte geladene Teilchen zu ermitteln; eine Steuerungsver­ arbeitungseinrichtung zum Ausführen von Ablenksteuerung für den fokussierten Ionenstrahl, von Probenpositionssteuerung, von Speicherung für das Ermittlungssignal für die geladenen Teilchen, und zum Verarbeiten des Ermittlungssignals für die geladenen Teilchen; eine Anzeigeeinrichtung zum Darstellen des Oberflächenzustandes der Probe; und eine Bezugseinhei­ ten-Berechnungseinrichtung zum Berechnen der Bezugseinheit von Musteränderungen auf Grundlage des zyklischen Ermitt­ lungssignals, wie es von der Ermittlungseinrichtung für ge­ ladene Teilchen abhängig von Musteränderungen ausgegeben wird, wenn ein im regelmäßigem Intervall auf der Oberfläche der Probe wiederholtes Muster vorhanden ist, so daß die Pro­ be bewegt wird, während der Probenbewegungsmechanismus auf Grundlage eines auf der Probe festgelegten Bezugspunktes bewegt wird und die Bezugseinheit durch die Berechnungsein­ richtung berechnet wird.

Beim vorstehend genannten Aufbau kann automatische Bewegung dadurch ausgeführt werden, daß eine Bedienperson die Ziel­ bewegungsposition von Hand einstellt und den Probenbewe­ gungsmechanismus auf Grundlage des Bezugspunktes und der Be­ zugseinheit steuert; das Bewegungsausmaß kann auf der Anzei­ geeinheit unter Verwendung der Bezugseinheit dargestellt werden, wodurch automatische Bewegung der Probe ausgeführt werden kann, bevor die Bedienperson die Zielposition über die Anzeigeeinrichtung auffindet.

Beim vorstehend genannten Aufbau kann das System eine Ein­ richtung aufweisen, die dazu dient, die Positionsdaten der Zielposition zu speichern, wie sie nach einem anderen Ver­ fahren berechnet werden, so daß die Probe automatisch bewegt werden kann, während der Probenbewegungsmechanismus auf Grundlage der Positionsdaten für die Zielposition und den Bezugspunkt und die Bezugseinheit so gesteuert wird, daß die Zielposition mit der Bearbeitungsposition zusammenfällt.

Vorzugsweise weist die Bezugseinheit-Berechnungseinheit eine Zähleinrichtung auf, die zum Zählen des Wertes der Anzahl von Änderungen des Ermittlungssignals dient, wie es von der Ermittlungseinrichtung für geladene Teilchen während der Bewegung der Probe erzeugt wird, und sie weist eine Arithme­ tikoperationseinrichtung auf, um die Bezugseinheit dadurch zu berechnen, daß das Ausmaß der Bewegung, wie von der Bewe­ gungsausmaß-Ermittlungseinrichtung festgestellt wird, durch die von der Zähleinrichtung gezählte Zahl geteilt wird.

Vorzugsweise ist die Anzeigeeinrichtung so ausgebildet, daß das Bewegungsausmaß der Probe unter Verwendung der Bezugs­ einheit dargestellt wird.

Vorzugsweise sind die Zielpositionsdaten Daten für Bewegung, die einem ganzzahligen Vielfachen der Bezugseinheit entspre­ chen.

Noch bevorzugter ist die Probe ein Halbleiterspeicherelement mit einer Struktur mit zyklischer Anordnung auf seiner Ober­ fläche, wobei sich der Zustand zyklisch mit Wiederholung der Breite eines Bits als Bezug ändert.

Noch bevorzugter kann diesem System eine Einrichtung zum Einstrahlen eines Strahls auf die Oberfläche der Probe und eine Einrichtung zum Empfangen/Ermitteln eines von dieser reflektierten Strahls hinzugefügt werden, oder es kann dem System ein Rastertunnelmikroskop hinzugefügt werden, um die Ermittlungseinrichtung für geladene Teilchen durch die vor­ stehend genannte Einrichtung zu ersetzen, um durch diese die Berechnung der Bezugseinheit und der Bewegung der Probe aus­ zuführen.

Besonders bei Anwendung des erfindungsgemäßen Systems mit fokussiertem Ionenstrahl auf die Analyse fehlerhafter Bits eines Halbleiterspeicherelements wird die Bitbreite als Be­ zugseinheit unter Verwendung der Tatsache berechnet, daß die Bits regulär auf dem Speicherelement angeordnet sind, wo­ durch die Bewegung der Probe dadurch automatisch ausgeführt werden kann, daß das Bewegungsausmaß automatisch als Anzahl der Bits ausgehend vom Bezugspunkt als Startpunkt auf Grund­ lage der Bezugseinheit berechnet wird. Die Bezugseinheit/Be­ rechnungseinrichtung kann durch Software realisiert sein. Speziell gilt, daß der Zustand der Oberfläche auf der Anzei­ geeinrichtung dadurch angezeigt wird, daß das Rastersignal des Zonenstrahls als Rastersignal für die Anzeigevorrichtung verwendet wird, und daß das Ermittlungssignal von der Er­ mittlungseinrichtung für geladene Teilchen als Luminanzsig­ nal für die Anzeigeeinrichtung verwendet wird, während ein willkürlich eingestellter Bereich auf der Oberfläche der Probe zentrisch zur optischen Achse des Ionenstrahl-Optik­ systems dadurch abgerastert wird, daß der Ionenstrahl durch Verringern des Stroms im System mit dem fokussierten Zonen­ strahl verengt wird. In diesem Zustand wird die Bezugsein­ heit für die Probe auf Grundlage des Ermittlungssignals von der Ermittlungseinrichtung für geladene Teilchen berechnet, das sich entsprechend der Änderung des Musters ändert, das mit regulärem Intervall auf der Oberfläche der Probe wieder­ holt ist, und auf Grundlage des aktuellen Bewegungsausmaßes, wie es von der Bewegungsausmaß-Ermittlungseinrichtung gemel­ det wird. Die Bezugseinheit kann auf Grundlage der Informa­ tion berechnet werden, wie sie auf der Anzeigeeinrichtung dargestellt ist. Der Bezugspunkt wird auf der Oberfläche der Probe geeignet eingestellt.

Anschließend wird die Probe unter Beobachtung des Oberflä­ chenbildes der Probe so verstellt, daß der Bezugspunkt mit dem Zentrum des Rasterbereichs des Ionenstrahls überein­ stimmt. Dann wird, ausgehend vom Zustand, in dem das Rastern des Ionenstrahls angehalten wurde, um Übereinstimmung mit der optischen Achse des Ionenstrahl-Optiksystems zu erzie­ len, die Probe bewegt, während der Betrieb des Probenver­ stellmechanismus gesteuert wird. Beim Bewegungsablauf des Probenverstellmechanismus wird das Bewegungsausmaß dadurch berechnet, daß die Bezugseinheit als Einheit verwendet wird, die sich auf Grundlage des Bewegungsausmaßes ergibt, wie es von der Bewegungsausmaß-Ermittlungseinrichtung ausgegeben wird, und auf Grundlage des Ermittlungssignals, wie es von der Ermittlungseinrichtung für geladene Teilchen ausgegeben wird. Das berechnete Bewegungsausmaß wird dargestellt.

Beim erfindungsgemäßen System mit fokussiertem Ionenstrahl wird, wie vorstehend beschrieben, die Probe dadurch bewegt, daß die Bezugseinheit für die Probe berechnet wird und der Bezugspunkt so eingestellt wird, daß die Zielposition für die Probe, wie durch ein anderes Verfahren berechnet, mit der Bearbeitungsposition übereinstimmt. Da die Bewegung auf Grundlage der Bezugseinheit erfolgt, kann das Bewegungsaus­ maß mit so hoher Genauigkeit erfaßt werden, daß die Probe schnell in die Zielposition bewegt werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand durch Figuren veran­ schaulichten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;

Fig. 2 zeigt die Oberfläche einer Probe (Halbleiterspeicher­ element), dem Querschnitt der Probe und die Beziehung zwi­ schen der Oberflächenform und einem Ermittlungssignal in Diagrammen (A), (B) bzw. (C);

Fig. 3 ist ein Schaltungsdiagramm, das einen wichtigen Teil des in Fig. 1 dargestellten Systems zeigt;

Fig. 4 ist ein Flußdiagramm, das den Betrieb des Systems von der Bewegung der Probe bis zur Bearbeitung der Probe beim Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;

Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, das ein teilweise modifiziertes Beispiel für den in Fig. 4 dargestellten Betrieb zeigt;

Fig. 6 ist ein Blockdiagramm eines Systems mit fokussiertem Ionenstrahl gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Er­ findung; und

Fig. 7 ist ein Blockdiagramm für ein System mit fokussiertem Ionenstrahl gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Er­ findung.

Fig. 1 ist ein Diagramm, das die Gesamtkonfiguration eines Systems mit fokussiertem Ionenstrahl gemäß einem ersten Aus­ führungsbeispiel der Erfindung zeigt. Das Innere eines Va­ kuumgefäßes 1 ist durch eine (nicht dargestellte) Abpump­ vorrichtung evakuiert. Ein im Vakuumgefäß 1 angeordnetes Io­ nenstrahl-Optiksystem weist eine Ionenquelle 2, eine Zieh­ elektrode 3, eine Kondensorlinse 4, Ablenkelektroden 5 und eine Objektivlinse 6 auf. Ein Bewegungsmechanismus 10 zum Bewegen einer Probe 9 ist unterhalb des Ionenstrahl-Optik­ systems angeordnet. Ein durch das Ionenstrahl-Optiksystem fokussierter Ionenstrahl 8 wird auf die Probe 9 gestrahlt, die vom Bewegungsmechanismus 10 gehalten wird. Hierbei wer­ den von der Probe 9 emittierte Sekundärelektronen durch ei­ nen Sekundärelektronendetektor 7 ermittelt.

Das Ionenstrahl-Optiksystem weist weiterhin eine Ionen­ strahl-Spannungsversorgung 11, eine Linsen-Spannungsversor­ gung 12 und eine Ablenk-Spannungsversorgung 13 auf, um die oben genannten jeweiligen Aufbauteile mit elektrischer Span­ nung zu versorgen. Ausgangssignale von der Ionenquellen- Spannungsversorgung 11, der Linsen-Spannungsversorgung 12 und der Ablenk-Spannungsversorgung 13 werden auf bekannte Weise in einem Steuerungs-Verarbeitungsbereich 17 berechnet. Der Bewegungsmechanismus 10 wird in bekannter Weise durch elektrische Leistung angetrieben, die von einer Bewegungs­ mechanismus-Spannungsversorgung 14 geliefert wird, und die durch den Steuerungs-Verarbeitungsbereich 17 gesteuert wird.

Die Eingabe/Ausgabe-Steuerung des Sekundärelektronendetek­ tors 7 wird durch eine Detektor-Spannungsversorgung 15 be­ werkstelligt und das vom Sekundärelektronendetektor 7 er­ zeugte Ermittlungssignal wird über die Detektor-Spannungs­ versorgung 15 an den Steuerungs-Verarbeitungsbereich 17 gegeben. Der Zustand des Systems und der Oberflächenzustand der Probe 9 werden als Bilder auf Grundlage von Information dargestellt, wie sie vom Steuerungs-Verarbeitungsbereich 17 an eine Anzeigevorrichtung 16 geliefert wird. Speziell er­ folgt die Bilderstellung für den Oberflächenzustand der Probe 9 auf Grundlage des Ausgangssignals vom Sekundärelek­ tronendetektor.

Ein Beispiel für einen Ablauf zum Darstellen des Oberflä­ chenzustandes der Probe 9 auf der Anzeigevorrichtung 16 im System mit fokussiertem Ionenstrahl mit dem vorstehend be­ schriebenen Aufbau wird nachfolgend beschrieben.

Die Probe 9 wird auf dem Arbeitstisch des Bewegungsmechanis­ mus 10 plaziert und von diesem gehalten. Zunächst wird von der Ionenquelle 2 ein Ionenstrahl erzeugt und auf die Probe 9 gestrahlt. Anschließend wird der erzeugte Ionenstrahl 8 dadurch eingeengt, daß Spannungen eingestellt werden, die der Ziehelektrode 9, der Kondensorlinse 4 und der Objektiv­ linse 6 zugeführt werden. Der Ionenstrahl 8 wird auf der Oberfläche der Probe 9 durch eine Sägezahnspannung bewegt, die an die Ablenkelektrode 5 gelegt wird. Hierbei arbeitet der Bewegungsmechanismus 10 nicht, wodurch sich die Probe 9 in einem Haltezustand befindet. Ein an die Ablenkelektrode 5 geliefertes Ablenksteuersignal wird als Rastersignal für die Anzeigevorrichtung 16 verwendet. Das vom Sekundärelek­ tronendetektor 7 erzeugte Ermittlungssignal wird als Lumi­ nanzsignal für die Anzeigevorrichtung 16 verwendet. Der Zu­ stand eines Teilbereichs auf der Oberfläche der Probe 9 wird auf diese Weise auf der Anzeigevorrichtung 16 unter Verwen­ dung des an die Ablenkelektroden 5 gelieferten Steuersignals und auf Grundlage des Ermittlungssignals vom Sekundärelek­ tronendetektor 7 dargestellt.

Beim Darstellungsablauf im System mit fokussiertem Elektro­ nenstrahl, wird der Stromwert verringert, um den Ionenstrahl im Vergleich zu dem Zustand einzuengen, bei dem die Proben­ oberfläche durch den Strahl geätzt wird. Das Rastersignal für den Ionenstrahl und das Ermittlungssignal vom Sekundär­ elektronendetektor werden jeweils als Rastersignal bzw. als Luminanzsignal für die Anzeigevorrichtung 16 verwendet, so daß der Oberflächenzustand der Probe 9 angezeigt wird, wäh­ rend eine Zerstörung der Probe 9 vermieden wird. Wenn die Oberfläche des Halbleiterspeicherelements unter Verwendung des Systems mit fokussiertem Ionenstrahl auf Grundlage des vorstehend genannten Anzeigeablaufs beobachtet wird, kann eine Struktur mit regulärer Bitanordnung, bei der ein Mu­ ster mit regulärem Intervall wiederholt wird, als Änderung im Kontrast des Ermittlungssignals abhängig von der Bitän­ derung beobachtet werden.

Die Beziehung zwischen der Oberfläche der Probe 9 und dem Ermittlungssignal vom Sekundärelektronendetektor 7 im vorge­ nannten Fall wird unter Bezugnahme auf die Diagramme (A) bis (C) von Fig. 2 nachfolgend im einzelnen erläutert. Die fol­ gende Beschreibung betrifft den Fall, daß die Probe 9 ein Halbleiterspeicherelement ist.

Das Diagramm (A) von Fig. 2 zeigt ein Bild der Oberfläche der Probe 9. In diesem Bild entsprechen Bereiche mit dicht­ liegenden durchgezogenen Linien dunklen Bereichen, Bereiche mit weniger dichtliegenden durchgezogenen Linien entsprechen hellen Bereichen, und die anderen Bereiche zeigen einheitli­ che Bereiche an. Da die Probe ein Halbleiterspeicherelement ist, sind eine große Anzahl bitbildender Bereiche als Ober­ flächenbild der Probe 9 dargestellt. Die durch die große Anzahl bitbildender Bereiche gebildete Oberfläche der Probe 9 zeigt die Struktur einer Speicherzellenanordnung, bei der ein Muster mit regelmäßigem Intervall wiederholt wird. Das Diagramm (B) von Fig. 2 zeigt die Struktur eines Quer­ schnitts entlang einer Linie A-A′ im Diagramm (A) von Fig. 2. Das Diagramm (C) von Fig. 2 zeigt den Zustand des Ermitt­ lungssignals vom Sekundärelektronendetektor für den Fall, daß der Ionenstrahl 8 entlang der Linie A-A′ im Diagramm (A) von Fig. 2 bewegt wird.

Im Diagramm (B) von Fig. 2 sind drei bitbildende Bereiche 18 dargestellt, bei denen es sich um Speichereinheiten des Halbleiterspeicherelements handelt. Wie im Diagramm (B) von Fig. 2 gezeigt, besteht Ungleichförmigkeit in jedem bitbil­ denden Bereich 18 an der Oberfläche des Speicherelements der Probe 9, wodurch die im Diagramm (C) von Fig. 2 dargestell­ te Änderung im Ermittlungssignal auftritt, die der Ungleich­ förmigkeit entspricht. Wenn die Probe 9 ein Halbleiterspei­ cherelement ist, weist diese Probe eine Anordnungsstruktur auf, bei der ein durch einen bitbildenden Bereich 18 gebil­ detes Muster mit regelmäßigem Intervall auf der Oberfläche wiederholt wird, da das Halbleiterspeicherelement eine sehr große Anzahl Bitbereiche aufweist. Demgemäß weist das Er­ mittlungssignal vom Sekundärelektronendetektor 7 eine zykli­ sche Signalcharakteristik aufgrund der vorstehend genannten bitbildenden Bereiche 18 auf. Wenn das Ermittlungssignal vom Sekundärelektronenvervielfacher 7 erhalten wird, kann daher der im Diagramm (C) von Fig. 2 dargestellte Abstand D auf Grundlage der zyklischen Charakteristik des Ermittlungssig­ nals und der Daten betreffend das aktuelle Bewegungsausmaß berechnet werden. Die Daten für das aktuelle Bewegungsausmaß können durch eine Konfiguration erhalten werden, die aus dem Bewegungsmechanismus 10, der Bewegungsmechanismus-Spannungs­ versorgung 14 und dem Steuerungs-Verarbeitungsbereich 17 besteht. Das heißt, daß dann, wenn das Ausmaß der von Bewe­ gungsmechanismus 10 bewerkstelligten Bewegung durch L reprä­ sentiert wird, L auf Grundlage des Steuersignals vom Bewe­ gungsmechanismus 10 mit einem bekannten Verfahren berechnet werden kann. Zum Ermitteln des Bewegungsausmaßes L können eine Zähleinrichtung, wie eine digitale Koordinatenzählein­ richtung, wie in "Tool Measurement" von Akira Yamamoto, 20. Februar 1971, Seiten 52-54, ein Lasermaßstab, wie im SONY- Katalog Nr. 285, Seiten 1-4 beschrieben, oder dergleichen außerdem verwendet werden. Der so erhaltene Abstand D ist der Abstand zwischen zwei Punkten, in denen eine plötzliche Änderung im Ermittlungssignal im Diagramm (C) von Fig. 2 auftritt. Der Abstand D wird als Bezugseinheit definiert. Die Bezugseinheit D ist die Einheitsbreite eines bitbilden­ den Bereichs an der Oberfläche der Probe 9, die ein Halblei­ terspeicherelement ist.

Das vorstehend genannte, vom Sekundärelektronendetektor 7 erzeugte Ermittlungssignal wird dazu verwendet, die Oberflä­ che der Probe 9 auf der Anzeigevorrichtung 16 darzustellen. Wie oben beschrieben, kann die Bitanordnung auf der Ober­ fläche der Probe 9 auf der Anzeigevorrichtung 16 beobachtet werden. Demgemäß kann der vorstehend genannte Abstand D auf Grundlage des Vergrößerungsverhältnisses des Bildanordnungs­ bildes erhalten werden.

Im Diagramm (A) von Fig. 2 ist ein Endbereich der Anordnung bitbildender Bereiche dargestellt, so daß ein bitbildender Bereich am Schnitt einer Linie A-A′ mit einer Linie B-B′ ein Endbit zeigt. Der Endbitbereich, der durch den Schnitt­ punkt zwischen der Linie A-A′ und der Linie B-B′ be­ stimmt ist, wird als Bezugspunkt verwendet. Der Bezugspunkt dient als Bewegungsstartpunkt, wenn (was weiter unten be­ schrieben wird) Bewegung mit Hilfe des Systems mit fokus­ siertem Ionenstrahl erfolgt.

Beim praktischen Gebrauch wird die Berechnung der Bezugsein­ heit D mit Hilfe einer Bezugseinheit-Berechnungseinrichtung auf Grundlage von Software im Steuerungs-Verarbeitungsbe­ reich 17 ausgeführt, der Datenverarbeitungsfunktion auf­ weist. Die Bezugseinheit-Berechnungseinrichtung berechnet die Bezugseinheit auf Grundlage des zyklischen Ermittlungs­ signals, wie es vom Sekundärelektronendetektor 7 entspre­ chend der zyklischen Musteränderung erzeugt wird, wenn ein Muster in regelmäßigem Intervall auf der Oberfläche einer Probe wiederholt wird. Genauer gesagt, weist die Bezugsein­ heit-Berechnungseinrichtung eine Zähleinrichtung zum Zählen der Änderungen des vom Sekundärelektronendetektor 7 während der Bewegung der Probe 9 erzeugten Ermittlungssignals und eine Arithmetikoperationseinrichtung auf, um die Bezugsein­ heit dadurch zu berechnen, daß das ermittelte Bewegungsaus­ maß der Probe durch die von der Probe der Zähleinrichtung gezählte Anzahl geteilt wird. Der Sekundärelektronendetektor 7 kann im allgemeinen durch einen Detektor für geladene Teilchen ersetzt werden.

Genauer gesagt ist die Zähleinrichtung in der Detektor-Span­ nungsversorgung 15 vorhanden und bildet eine Schaltungs­ struktur, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Gemäß Fig. 3 wird das vom Detektor 7 ermittelte Diagramm V_sig, wie es im Diagramm (C) von Fig. 2 dargestellt ist, einem Eingangsan­ schluß 50 zugeführt und durch eine Vergleichsschaltung 52 mit einem Operationsverstärker 51 in ein Pulssignal V_p umge­ wandelt. Das Pulssignal V_p wird dann durch einen Transistor 53 und einen Inverter 54 in einen Pulszug V_c mit TTL-Pegel umgewandelt. Der Pulszug weist Pulse auf, die Zeitpunkte in den Signallückenbereichen im Diagramm (c) von Fig. 2 dar stellen. Der Pulszug wird durch einen Zähler 55 gezählt. Dessen Zählwert wird an Datenleitungen D₀-D₁₅ gegeben. Ei­ ne Leitung D_CLR wird verwendet, um ein Löschsignal zuzufüh­ ren, um den Zähler 55 zu Beginn des Antriebablaufs durch den Bewegungsmechanismus 10 zu löschen.

Beim vorstehend angegebenen Anzeigeablauf wird der durch Teilen des Bewegungsausmaßes L durch die Bezugseinheit D er­ haltene Quotient verwendet, wodurch das Bewegungsausmaß L der Probe auf der Anzeigevorrichtung 16 unter Verwendung ei­ nes ganzzahligen Vielfachen der Bezugseinheit D dargestellt werden kann, das heißt, unter Verwendung der Bezugseinheit als Einheit.

Wenn die Bezugseinheit D bereits bekannt ist, kann das unter Verwendung der Bezugseinheit D als Einheit ausgedrückte Be­ wegungsausmaß auch aus der Anzahl aufgefunden werden, mit der eine plötzliche Änderung im Ermittlungssignal des Sekun­ därelektronendetektors 7 auftritt. Demgemäß kann das Bewe­ gungsausmaß genauer aufgefunden werden, wodurch eine genaue­ re Anzeige dadurch erfolgen kann, daß das Bewegungsausmaß L, wie es vom Bewegungsmechanismus 10 ausgegeben wird, mit dem Bewegungsausmaß (D·Zählwert) auf Grundlage des Ermitt­ lungssignals verglichen wird und untersucht wird, ob die zwei Werte miteinander übereinstimmen. Falls sie nicht über­ einstimmen, muß der Bewegungsablauf neu gestartet werden.

Auch in bezug auf die Linie B-B′ im Diagramm (A) von Fig. 2 kann das Bewegungsausmaß der Probe 9 unter Verwendung der Bezugseinheit D bei Bewegung der Probe 9 auf dieselbe Weise dargestellt werden, wie oben beschrieben.

Nachfolgend wird ein Beispiel für einen Ablauf beschrieben, bei dem ein System mit fokussiertem Ionenstrahl dazu verwen­ det wird, ein schadhaftes Bit eines Halbleiterspeicherele­ ments zu analysieren. Dieses Beispiel für den Ablauf ist da­ durch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Probe 9 automa­ tisch dadurch ausgeführt wird, daß der Bezugspunkt und die Bezugseinheit so verwendet werden, daß der Bereich mit dem fehlerhaften Bit als Zielposition mit der Bearbeitungsposi­ tion übereinstimmt.

Die Probe 9 ist ein Halbleiterspeicherelement. Der Bereich mit dem fehlerhaften Bit als bewegliche Zielposition im Halbleiterspeicherelement wird elektrisch als Positionsda­ tenwert durch eine andere Einrichtung erhalten. Der erhalte­ ne Positionsdatenwert, der zur Zielposition in Beziehung steht, wird in einem Speicher 57 des Steuerungs-Verarbei­ tungsbereichs 17 über eine Eingabevorrichtung 56 gespei­ chert. Die Zielposition wird so vorab festgelegt. Der Posi­ tionsdatenwert wird allgemein als Adresse ausgedrückt, die als Anzahl von Bits in X-Richtung und als Anzahl von Bits in Y-Richtung gegeben ist, wenn die Adresse eines Bits in einer Ecke Null ist.

Im vorgenannten Zustand wird die Probe 9 auf den Arbeits­ tisch des Bewegungsmechanismus 10 im System mit fokussiertem Ionenstrahl gegeben. Dieser Zustand ist in Fig. 1 darge­ stellt. Wie oben unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 be­ schrieben, wird die Bezugseinheit durch die Bezugseinheit- Berechnungseinrichtung dadurch berechnet, daß der Ionen­ strahl in einem Zustand bewegt wird, bei dem die Probe 9 auf dem Bewegungsmechanismus 10 für das System mit fokussiertem Ionenstrahl angeordnet ist. Ferner wird der Bezugspunkt be­ stimmt. Der Bezugspunkt ist die Schnittlinie zwischen der Linie A-A′ und der Linie B-B′; es ist ein bitbildener Bereich am linken unteren Ende des Halbleiterspeicherele­ ments im Diagramm (A) von Fig. 2. Die Bezugseinheit wird als Abstand D ausgedrückt. Wie im Diagramm (A) von Fig. 2 darge­ stellt, wird die Probe 9 teilweise auf der Anzeigevorrich­ tung 16 mit Monitorfunktion dargestellt. Bei dem auf der An­ zeigevorrichtung 16 dargestellten Bild wird die Probe an­ fänglich mit geringer Vergrößerung dargestellt, um die Pro­ benposition auf die Mitte der Anzeige unter Verwendung des Bewegungsmechanismus 10 einzustellen und dann wird die Ver­ größerung erhöht, damit der Bezugspunkt genau in die Mitte der Anzeige eingestellt werden kann. Dadurch kann der Be­ zugspunkt genau erfaßt und eingestellt werden.

Anschließend wird die Probe bewegt. Für den Bewegungsablauf wird die Probe 9 durch den Bewegungsmechanismus 10 bewegt, während die Anzeigevorrichtung 16 betrachtet wird, damit der Bezugspunkt in die Mitte des Rasterbereichs des Ionenstrahls 8 verstellt wird. Danach wird die Probe 9 entlang der Linie A-A′ im Diagramm (A) von Fig. 2 bewegt, während der Bewe­ gungsmechanismus 10 gesteuert wird. Die Bewegung der Probe 9 wird auf Grundlage der Einstellung des Abstandes vom Bezugs­ punkt der Probe 9 zur Zielposition als ganzem Vielfachen der Bezugseinheit D ausgeführt. Das heißt, daß die Probe 9 auto­ matisch durch einen einfachen Ablauf des Einstellens des Ab­ standes vom Bezugspunkt zum Bewegungszielpunkt als ganzem Vielfachen der Bezugseinheit D bewegt werden kann. In diesem Fall wird die Vergrößerung im allgemeinen unter Berücksich­ tigung der zwei sich unter rechtem Winkel kreuzenden Rich­ tungen eingestellt, da die Probe 9 in einer zweidimensiona­ len Ebene dargestellt wird. Wenn sich der Ionenstrahl 8 zur Zielposition bewegt, kann die an die Ablenkelektroden 5 ge­ legte Spannung soweit wie möglich geändert werden, um die Einstrahlung des Ionenstrahls 8 auf die Probe zu unterdrück­ en, um dadurch eine Beschädigung der Oberfläche der Probe 9 zu vermeiden, oder der Ionenstrahl 8 kann auf die Mitte des Rasterbereichs fixiert werden. Im letzteren Fall wird bei Bewegung der Probe 9 ein Signal mit dem im Diagramm (C) von Fig. 2 dargestellten Signalverlauf erhalten, so daß die Pro­ be auf Grundlage des Ermittlungssignals in die Zielposition bewegt werden kann. Im ersteren Fall wird die Probe dadurch in die Zielposition bewegt, daß der Abstand gemessen wird, der als Produkt der Bezugseinheit und der Positionsdaten für das fehlerhafte Bit als Bewegungsausmaß für die Probe erhal­ ten wird, in dem eine Meßeinrichtung wie ein Lasermaßstab oder dergleichen verwendet wird.

Wenn der Oberflächenzustand der Probe 9 dargestellt wird, nachdem die an die Ablenkelektroden 5 angelegte Spannung wieder auf die ursprüngliche Sägezahnspannung gelegt wurde, fällt die Mittelposition des Anzeigebereichs auf der Anzei­ gevorrichtung 16 mit der Zielposition überein, wie sie als Ergebnis der Bewegung ausgehend vom Bezugspunkt unter Ver­ wendung der Bezugseinheit D erhalten wurde.

Wie vorstehend beschrieben, kann die Position des fehlerhaf­ ten Bits im Halbleiterspeicherelement elektrisch vorab unter Verwendung der Bezugseinheit als Einheit erfaßt werden. Dem­ gemäß kann der Bereich mit dem fehlerhaften Bit schnell in die Mitte des Rasterbereichs als Bearbeitungsposition des Ionenstrahls 8 dadurch bewegt werden, daß die Probe 9 durch den Bewegungsmechanismus 10 auf Grundlage der Bezugseinheit D bewegt wird. Nachdem die Bewegung abgeschlossen ist, fällt die Position der Strahlung des Ionenstrahls 8 mit der Ziel­ position der Probe 9 überein, das heißt, dem Bereich mit dem fehlerhaften Bit der Probe 9. Demgemäß kann im Zustand, in dem der Ionenstrahl 8 auf die Probe 9 gestellt ist, eine erforderliche Bearbeitung am Bereich mit dem fehlerhaften Bit des Halbleiterspeicherelements vorgenommen werden, das heißt dem unter Verwendung des Ionenstrahls 8 zu bearbeiten­ den Bereich.

Der vorstehende Ablauf für Anzeigen und Bewegung zum Bear­ beiten der Probe 9 mit einer Struktur, bei der ein Muster unter regelmäßigem Intervall auf dessen Oberfläche wieder­ holt ist, wird unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von Fig. 4 für eine System mit fokussiertem Ionenstrahl be­ schrieben.

Zunächst wird das Ionenstrahl-Optiksystem so einjustiert, daß der Ablauf beginnt, der mit der Bewegung in Beziehung steht (Schritt 25). Dann wird der Oberflächenzustand der Probe 9 auf der Anzeigevorrichtung 16 durch Abrastern mit dem Ionenstrahl 8 dargestellt, so daß der Zustand beobachtet werden kann (Schritt 26).

Anschließend wird die Bezugseinheit (Bitbreite) D für die Oberfläche der Probe 9 für die vertikale und horizontale Richtung dadurch berechnet, daß das Bewegungsausmaß der Pro­ be durch den Zählwert von Pulsen geteilt wird, die bei der Bewegung der Probe erzeugt wurden, was auf die oben be­ schriebene Weise erfolgt (Schritt 27). Darüberhinaus wird der durch einen bitbildenden Bereich gebildete Bezugspunkt aus dem auf der Anzeigevorrichtung 16 dargestellten Bild festgelegt (Schritt 28).

Anschließend wird die Probe so bewegt, daß der so festgeleg­ te Bezugspunkt mit der Mittelposition der Absrasterung zu­ sammenfällt, was durch Steuern des Bewegungsablaufs des Be­ wegungsmechanismus 10 durch den Steuerungs-Verarbeitungsbe­ reich 17 erfolgt (Schritt 29).

Anschließend wird das Bewegungsausmaß für das Ziel als ganz­ zahliges Vielfaches der Bezugseinheit D über die Eingabevor­ richtung 56 in den Steuerungs-Verarbeitungsbereich 17 einge­ geben und in dessen Speicher abgelegt (Schritt 30). Die Zielposition ist die Position des Bereichs mit dem fehler­ haften Bit. Die Positionsdaten für den Bereich mit dem feh­ lerhaften Bit werden elektrisch durch ein anderes Verfahren erhalten. Anschließend wird die Probe 9 abhängig vom einge­ gebenen Bewegungsausmaß bewegt (Schritt 31) und das aktuelle Bewegungsausmaß wird auf Grundlage der Bezugseinheit (Bit­ breiteneinheit) gezählt (Schritt 32).

Dann wird beurteilt, ob der im Schritt 32 gezählte Wert das Bewegungsausmaß erreicht, wie es im Schritt 30 eingegeben wurde. Die Beurteilung erfolgt auf Grundlage des Bewegungs­ ausmaßes ± KD für das Ziel (K: willkürlich eingestellter Wert von 0 bis 0,25, D: Bezugseinheit). Selbst wenn der Wert von K 0,25 ist, wodurch der zulässige Bereich maximiert wird, ist die Differenz zwischen der Mitte der Abrasterung und der Mitte des fehlerhaften Bits ein Viertel der Bezugs­ einheit D, wodurch das fehlerhafte Zielbit nie irrtümlich für ein anderes Bit gehalten wird. Wenn der Wert das Bewe­ gungsausmaß nicht erreicht, geht der Ablauf der Routine zum Schritt 31 zurück. Wenn der Wert das Bewegungsausmaß er­ reicht, geht der Ablauf der Routine zum nächsten Schritt über (Schritt 33).

Anschließend wird eine Arbeitsbedingung wie der zu bearbei­ tende Bereich oder dergleichen eingestellt (Schritt 34) und dann erfolgt eine Bearbeitung unter Berücksichtigung der so eingestellten Arbeitsbedingung in der Bearbeitungsposition (Schritt 35). Nachdem die Bearbeitung abgeschlossen ist, wird der Ablauf beendet (Schritt 36).

Obwohl der vorstehende Ablauf für Bewegung und Bearbeitung den Fall zeigt, daß die Beurteilung im Schritt 33 automa­ tisch erfolgt, kann die Erfindung auch auf den Fall angewen­ det werden, daß die Zielposition in geeigneter Weise durch eine Bedienperson eingestellt wird, ohne daß zuvor das Bewe­ gungsausmaß für das Ziel genau eingestellt wird, wodurch die Probe 9 auf Grundlage der Beurteilung der Bedienperson be­ treffend die Frage, ob die Position der Probe mit der Ziel­ position übereinstimmt, bewegt werden kann. Im letzteren Fall kann der Ablauf von Schritt 30 bis Schritt 33 in Fig. 4 durch einen anderen Ablauf ersetzt werden, wie er in Fig. 5 dargestellt ist.

Dieser Ablauf wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrie­ ben. Zunächst wird ein Ablauf zum Bewegen der Probe 9 unter Verwendung der Bezugseinheit D als Einheit begonnen (Schritt 40). Während die Probe 9 bewegt ist, wird das Bewegungsaus­ maß derselben unter Verwendung der Bezugseinheit D als Ein­ heit gezählt (Schritt 41). Das auf Grundlage des so erhalte­ nen Zählwerts erhaltene Bewegungsausmaß wird auf der Anzei­ gevorrichtung 16 dargestellt (Schritt 42). Während das dar­ gestellte Bewegungsausmaß von der Bedienperson überprüft wird, beurteilt diese, ob dieses Ausmaß der Bewegung der Probe das Ziel-Bewegungsausmaß (Zielposition) erreicht. Wenn das Bewegungsausmaß das Ziel noch nicht erreicht hat, geht der Ablauf der Routine zum Schritt 40 zurück. Wenn das Bewe­ gungsausmaß das Ziel erreicht, geht der Ablauf der Routine zum nächsten Schritt 34 über (Schritt 43). Die Beurteilung im Schritt 43 wird durch die Bedienperson vorgenommen. Die vorstehend genannte Bewegung wird automatisch ausgeführt, mit Ausnahme von Schritt 43, wodurch die Probe die Zielposi­ tion sehr leicht erreichen kann.

Die Wirkung des Bewegungsverfahrens beim vorstehend genann­ ten Ausführungsbeispiel unter Verwendung des Systems mit fo­ kussiertem Ionenstrahl wird nachfolgend im einzelnen be­ schrieben:

Es sei angenommen, daß das als Probe 9 verwendete Halblei­ terelement ein 4-Mbit-DRAM ist. Im Fall eines 4-Mbit-DRAM sind bei praktischer Anwendung 2000·2000 Bits angeordnet. Die von einem Bit beanspruchte Fläche beträgt etwa 2 µm· 2 µm. Wenn die Vergrößerung auf 2000 gesetzt wird, um ein Bit genau identifizieren zu können und eine Fläche der Probe auf der Anzeigevorrichtung 16 mit 20 cm·20 cm dargestellt werden kann, können Bits in einer Fläche von 100 µm·100 µm identifiziert werden, in der 50·50 Bits vorhanden sind. Bei dieser Vergrößerung wird die Probe von einer Position von einem Ende der Bitanordnung zu deren Mitte (als Zielpo­ sition) bewegt. Wenn die Bewegung mit einem herkömmlichen Bewegungsverfahren ausgeführt wird, bei dem die Anzahl von Bits von Hand gezählt wird, muß der Ablauf 20·20 Mal wie­ derholt werden, um einen Bereich von 1000·1000 Bits zu überstreichen. Es sei nun angenommen, daß eine Zeitspanne von 10 Sekunden erforderlich ist, um ein Bild zu zählen und dann weiter zu bewegen. In diesem Fall ist zum Bewegen der Probe eine Gesamtzeit von etwa 67 Minuten erforderlich.

Wenn das Ausführungsbeispiel auf den Fall der vorstehend ge­ nannten Probe angewendet wird, kann selbst dann, wenn ange­ nommen wird, daß die Bewegung der Probe 9 50 µm pro Sekunde beträgt, diese Bewegung der Probe in etwa 7 Minuten abge­ schlossen werden, was etwa der zehnte Teil der vorstehend genannten Gesamtzeit ist. Demgemäß kann die Bewegungszeit stark verkürzt werden.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben. Das Ausführungsbeispiel von Fig. 6 wird durch Hinzufügen einer Lichtquelle 19, eines Lichtempfangsdetektors 21 und einer Spannungsversorgung 22 für den Lichtempfangsdetektor zur Konfiguration von Fig. 1 erhalten.

Von der Lichtquelle 19 wird ein entsprechend der Bitbreite eingeengter Strahl 20 auf die Oberfläche der Probe 9 gerich­ tet und der von dieser reflektierte Strahl wird vom Licht­ empfangsdetektor 21 empfangen. Ein Analogsignal vom Licht­ empfangsdetektor 21 wird durch die Spannungsversorgung 22 für den Lichtempfangsdetektor in ein digitales Signal umge­ wandelt, das an den Steuerungs-Verarbeitungsbereich 17 über­ tragen wird. Hierbei wird die Position der Einstrahlung des Strahls von der Lichtquelle 19 in die Nähe der Position ge­ setzt, auf die der Ionenstrahl 8 fixiert ist. Wenn die Probe 9 anschließend bewegt wird, tritt dieselbe Änderung, wie sie im Diagramm (C) von Fig. 2 dargestellt ist, im Signal vom Lichtempfangsdetektor 21 aufgrund der Änderung auf, die der reflektierte Strahl durch die Ungleichförmigkeit der Ober­ fläche der Probe erfährt. Daher wird das Signal vom Sekun­ därelektronendetektor 7, wie er beim Ausführungsbeispiel von Fig. 1, wie oben beschrieben, verwendet wird, durch das Sig­ nal vom Lichtempfangsdetektor 21 ersetzt, was die Berechnung der Bezugseinheit für die Probe und die Bestimmung des Be­ zugspunktes betrifft. Derselbe Ablauf, wie vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben, kann für das Erfassen des Bewegungsausmaßes der Probe verwendet werden. Darüber hinaus ist es bei diesem Ausführungsbeispiel nicht erforder­ lich, den Ionenstrahl während der Bewegung der Probe 9 auf dieselbe zu strahlen. Demgemäß kann eine Beschädigung der Oberfläche der Probe durch die Strahlung des Ionenstrahls dadurch verhindert werden, daß die Spannung verändert wird, die an die Ablenkelektroden 5 gelegt wird.

Ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfol­ gend unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben.

Gemäß Fig. 7 wird ein drittes Ausführungsbeispiel dadurch gebildet, daß zur Struktur von Fig. 1 ein Sondenantriebsbe­ reich 23 und ein Steuerbereich 24 für ein Rastertunnelmikro­ skop hinzugefügt wird.

Eine Sonde im Sondenantriebsbereich 23 wird in die Nähe des Rasterbereichs des Ionenstrahls 8 gestellt. Was die Bewegung der Probe 9 betrifft, kann Information über die Höhe der Sonde, die sich abhängig von der Unebenheit der Probe 9 än­ dert, vom Sondenantriebsbereich 23 und vom Steuerbereich 24 erhalten werden, wenn die Probe bewegt wird, nachdem die Sonde zur Mitte des Ionenstrahl-Rasterbereichs durch ein ge­ wöhnliches Sondenbewegungsverfahren bewegt wurde. Derselbe Ablauf wie oben unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben, kann für das Erfassen des Bewegungsausmaßes der Probe 9 aus­ geführt werden, wobei diese Information statt des Signals von dem beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel von Fig. 1 verwendeten Sekundärelektronenvervielfachers 7 verwendet wird.

Darüberhinaus ist es bei diesem Ausführungsbeispiel nicht erforderlich, den Ionenstrahl 8 während der Bewegung der Probe 9 auf dieselbe zu strahlen. Demgemäß kann ein Beschä­ digen der Oberfläche der Probe durch die Strahlung des Io­ nenstrahls 8 auf die Probe in derselben Weise verhindert werden wie beim zweiten Ausführungsbeispiel.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann dann, wenn eine Probe, die eine Struktur mit regelmäßiger Anordnung, wie eine Bit­ anordnung bei einem Halbleiterspeicherelement, aufweist, be­ wegt wird, die Bewegung der Probe schnell und genau dadurch ausgeführt werden, daß das Bewegungsausmaß der Probe auf Grundlage der Bezugseinheit erfaßt wird. Demgemäß kann der Betriebswirkungsgrad erhöht werden. Insbesondere kann bei Anwendung des Systems auf die Analyse eines fehlerhaften Bits in einem Halbleiterspeicherelement die Probe automa­ tisch schnell auf den Bereich mit dem fehlerhaften Bit als Zielbereich innerhalb einer großen Anzahl dort angeordneter Bits bewegt werden.

Das Bewegungsausmaß der Probe kann dadurch erfaßt werden, daß die Bezugseinheit als Einheit verwendet wird, was durch Vergleich des Bewegungsausmaßes der Probe, wie vom Probenme­ chanismus gegeben, mit dem auf Grundlage der Bezugseinheit berechneten Bewegungsausmaß erfolgt, und daß das Bewegungs­ ausmaß der Probe auf der Anzeigevorrichtung unter Verwendung der Bezugseinheit dargestellt wird. Dadurch kann die Ge­ nauigkeit betreffend das Bewegungsausmaß stark erhöht wer­ den.

Das Erfordernis des Einstrahlens des Ionenstrahls auf die Probe während der Bewegung derselben wird dadurch beseitigt, daß ein Empfangslicht-Ermittlungssignal oder ein Tunnel­ strom-Ermittlungssignal statt des Ermittlungssignals für ge­ ladene Teilchen verwendet wird. Demgemäß kann ein Beschädi­ gen der Oberfläche der Probe verhindert werden.

Claims (10)

1. Steuerung für die Position einer Probe in einem System mit fokussiertem Ionenstrahl, mit:

• - einem Ionenstrahl-Optiksystem (2-6) zum Ablenken eines fokussierten Ionenstrahls (8), um diesen fokussierten Ionen­ strahl auf eine Probe (9) einzustrahlen;
• - einem Probenbewegungsmechanismus (10, 14) zum Bewegen der festgehaltenen Probe;
• - einer Bewegungsausmaß-Ermittlungseinrichtung (15, 32, 33) zum Ermitteln des Ausmaßes der Bewegung der durch den Pro­ benbewegungsmechanismus bewegten Probe;
• - einer Ermittlungseinrichtung (7) für geladene Teilchen, um geladene Teilchen zu ermitteln, die von der mit dem Ionen­ strahl bestrahlten Probe freigesetzt werden;
• - einer Steuerungs-Verarbeitungseinrichtung (17) zum Vorneh­ men einer Ablenkungssteuerung für den fokussierten Ionen­ strahl, einer Probenpositionssteuerung, einer Speicherung für das Ermittlungssignal für geladene Teilchen, und einer Verarbeitung für das Ermittlungssignal für geladene Teil­ chen; und
• - einer Anzeigeeinrichtung (16) zum Anzeigen des Oberflä­ chenzustandes der Probe;
• - wobei die Probenpositionssteuerung weiterhin folgendes aufweist:
  • -- eine Einrichtung (7, 19 bis 22, 23, 24, 15) zum Ermitteln eines zyklischen Signals mit der Bewegung der Probe entspre­ chend einem zyklischen Muster, das im wesentlichen in regel­ mäßigen Intervallen auf der Oberfläche der Probe ausgebildet ist;
  • -- eine Bezugseinheit-Berechnungseinrichtung (17, 32) zum Berechnen einer Bezugseinheit (D), die die Zykluslänge des mit regelmäßigen Intervallen wiederholten Musters auf Grund­ lage des zyklischen Signals und des von der Bewegungsausmaß- Ermittlungseinrichtung ermittelten Bewegungsausmaßes aus­ drückt;
  • -- eine Zielposition-Einstelleinrichtung (56, 30) zum Ein­ stellen einer Zielposition für die Probe relativ zu einem Bezugspunkt auf der Probe in Form von Zielpositionsdaten, die unter Verwendung der Bezugseinheit als Einheit ausge­ drückt werden; und
  • -- eine Bewegungseinrichtung (32, 40, 56) zum Bewegen der Probe, während der Probenbewegungsmechanismus so gesteuert wird, daß die Zielposition im wesentlichen in der Mitte der Anzeigevorrichtung liegt.

2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Anzeigevorrichtung (16) eine Einrichtung zum Anzeigen der Zielpositionsdaten und des Bewegungsausmaßes der Probe relativ zum Bezugspunkt unter Verwendung der Bezugseinheit aufweist; und
• - die Bewegungseinrichtung eine Einrichtung (56, 40) auf­ weist, die dazu dient, den Probenbewegungsmechanismus auf Grundlage des Bezugspunktes und der Probenpositionsdaten so anzutreiben, daß das durch die Anzeigeeinrichtung darge­ stellte Bewegungsausmaß im wesentlichen mit den Zielposi­ tionsdaten übereinstimmt.

3. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungseinrichtung eine Einrichtung (57), die dazu dient, die Zielpositionsdaten zu speichern, und eine Ein­ richtung (31-33) aufweist, die zum automatischen Bewegen der Probe dient, während der Probenbewegungsmechanismus auf Grundlage der Zielpositionsdaten und des Bezugspunktes so gesteuert wird, daß die Zielposition mit der Position für Bearbeitung durch den fokussierten Ionenstrahl zusammen­ fällt.

4. Steuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionsdaten solche Daten sind, die einen Bewegungsab­ stand ausdrücken, der einem ganzzahligen Vielfachen der Be­ zugseinheit entspricht.

5. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Probe (9) ein Halbleiterspeicherelement ist, das eine Struktur aufweist, bei der ein Muster mit regelmäßigen In­ tervallen in solcher Weise an der Oberfläche besteht, daß ein Zyklus des wiederholten Musters einem Bit entspricht.

6. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugseinheit-Berechnungseinrichtung eine Zähleinrich­ tung (55) zum Zählen des Wertes von Änderungen in dem durch die Ermittlungseinrichtung für geladene Teilchen während der Bewegung der Probe erzeugten Signal, und eine Arithmetikope­ rationseinrichtung (27) aufweist, zum Berechnen der Bezugs­ einheit durch Teilen des von der Bewegungsausmaß-Ermitt­ lungseinrichtung gemeldeten Bewegungsausmaßes durch den von der Zähleinrichtung gezählten Zählwert.

7. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (16) eine Einrichtung zum Darstellen des Bewegungsausmaßes der Probe unter Verwendung der Bezugs­ einheit aufweist.

8. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlungseinrichtung für das zyklische Signal von ei­ ner Schaltung (52) gebildet ist, die die Ermittlung auf Grundlage des Signals von der Ermittlungseinrichtung für ge­ ladene Teilchen ausführt.

9. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlungseinrichtung für das zyklische Signal eine Einrichtung (19) zum Einstrahlen eines optischen Strahls (20) auf die Oberfläche der Probe (9) und eine Einrichtung zum Empfangen eines optischen Strahls aufweist, der von der Oberfläche der Probe reflektiert wird.

10. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlungseinrichtung für das zyklische Signal von ei­ nem Rastertunnelmikroskop (23, 24) gebildet wird.