Title:
Abbildungseinrichtung zur Abbildung eines Objekts und zur Abbildung einer Baueinheit in einem Teilchenstrahlgerät
Kind Code:
A1


Abstract:

Die Erfindung betrifft eine Abbildungseinrichtung (500) zur Abbildung eines Objekts in einem Teilchenstrahlgerät und/oder zur Abbildung einer Baueinheit eines Teilchenstrahlgeräts sowie ein Teilchenstrahlgerät mit einer derartigen Abbildungseinrichtung (500). Die Abbildungseinrichtung (500) weist eine Beleuchtungseinheit (501) mit einem ersten Schaltzustand und einem zweiten Schaltzustand zur Ausleuchtung des Objekts und/oder der Baueinheit mit Beleuchtungslicht auf, wobei im ersten Schaltzustand das Beleuchtungslicht ausschließlich Licht eines ersten Spektralbereichs aufweist und wobei im zweiten Schaltzustand das Beleuchtungslicht ausschließlich Licht eines zweiten Spektralbereichs aufweist. Darüber hinaus weist die Abbildungseinrichtung (500) eine Steuereinheit (506) zur Schaltung der Beleuchtungseinheit (501) in den ersten Schaltzustand oder in den zweiten Schaltzustand und eine Kameraeinheit (504) zur Abbildung des Objekts und/oder der Baueinheit mit Licht des ersten Spektralbereichs im ersten Schaltzustand der Beleuchtungseinheit (501) oder mit Licht des zweiten Spektralbereichs im zweiten Schaltzustand der Beleuchtungseinheit (501) auf. embedded image




Inventors:
Berger, Wolfgang (89547, Gerstetten, DE)
Application Number:
DE102017201706A
Publication Date:
08/02/2018
Filing Date:
02/02/2017
Assignee:
Carl Zeiss Microscopy GmbH, 07745 (DE)



Foreign References:
201001637292010-07-01
WO2002067286A22002-08-29
Attorney, Agent or Firm:
Freischem & Partner Patentanwälte mbB, 50677, Köln, DE
Claims:
Abbildungseinrichtung (500) zur Abbildung eines Objekts (114, 425) in einem Teilchenstrahlgerät (100, 200, 400) und/oder zur Abbildung einer Baueinheit (125) des Teilchenstrahlgeräts (100, 200, 400), mit
- mindestens einer Beleuchtungseinheit (501), die einen ersten Schaltzustand und einen zweiten Schaltzustand zur Ausleuchtung des Objekts (114, 425) und/oder zur Ausleuchtung der Baueinheit (125) mit Beleuchtungslicht aufweist, wobei im ersten Schaltzustand das Beleuchtungslicht ausschließlich Licht eines ersten Spektralbereichs aufweist und wobei im zweiten Schaltzustand das Beleuchtungslicht ausschließlich Licht eines zweiten Spektralbereichs aufweist,
- mindestens einer Steuereinheit (506) zur Schaltung der Beleuchtungseinheit (501) in den ersten Schaltzustand oder in den zweiten Schaltzustand, und mit
- mindestens einer Kameraeinheit (504) zur Abbildung des Objekts (114, 425) und/oder zur Abbildung der Baueinheit (125) mit Licht des ersten Spektralbereichs im ersten Schaltzustand der Beleuchtungseinheit (501) oder mit Licht des zweiten Spektralbereichs im zweiten Schaltzustand der Beleuchtungseinheit (501).

Abbildungseinrichtung (500) nach Anspruch 1, wobei die Abbildungseinrichtung (500) mindestens eines der folgenden Merkmale aufweist:
(i) der erste Spektralbereich weist ausschließlich den Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts auf;
(ii) der erste Spektralbereich weist ausschließlich Licht eines Wellenlängenbereichs von 380 nm bis 780 nm auf;
(iii) der erste Spektralbereich weist ausschließlich weißes Licht auf.

Abbildungseinrichtung (500) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Abbildungseinrichtung (500) mindestens eines der folgenden Merkmale aufweist:
(i) der zweite Spektralbereich weist ausschließlich den Wellenlängenbereich von Infrarotlicht auf;
(ii) der zweite Spektralbereich weist ausschließlich den Wellenlängenbereich von nahem Infrarotlicht auf;
(iii) der zweite Spektralbereich weist ausschließlich Licht eines Wellenlängenbereichs von 780 nm bis 3,0 µm auf.

Abbildungseinrichtung (500) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Abbildungseinrichtung (500) mindestens eines der folgenden Merkmale aufweist:
(i) mindestens eine erste Leuchteinheit (502, 502A, 502B, 502C) zur Erzeugung des Lichts des ersten Spektralbereichs;
(ii) mindestens eine erste Leuchteinheit (502, 502A, 502B, 502C) zur Erzeugung des Lichts des ersten Spektralbereichs, wobei die erste Leuchteinheit (502, 502A, 502B, 502C) eine erste Filtereinheit aufweist;
(iii) mindestens eine erste Leuchteinheit (502, 502A, 502B, 502C) zur Erzeugung des Lichts des ersten Spektralbereichs, wobei die erste Leuchteinheit (502, 502A, 502B, 502C) mindestens eine LED aufweist;
(iv) mindestens eine erste Leuchteinheit (502, 502A, 502B, 502C) zur Erzeugung des Lichts des ersten Spektralbereichs, wobei die erste Leuchteinheit (502) mindestens eine erste LED (502A) und/oder mindestens eine zweite LED (502B) und/oder mindestens eine dritte LED (502C) aufweist;
(v) mindestens eine zweite Leuchteinheit (503) zur Erzeugung des Lichts des zweiten Spektralbereichs;
(vi) mindestens eine zweite Leuchteinheit (503) zur Erzeugung des Lichts des zweiten Spektralbereichs, wobei die zweite Leuchteinheit (503) eine zweite Filtereinheit aufweist;
(vii) mindestens eine zweite Leuchteinheit (503) zur Erzeugung des Lichts des zweiten Spektralbereichs, wobei die Leuchteinheit (503) mindestens eine LED aufweist.

Abbildungseinrichtung (500) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei
- die Kameraeinheit (504) mindestens eine Detektionseinheit (505) mit einer Detektorempfindlichkeit aufweist, und wobei
- die Detektorempfindlichkeit sowohl für das Licht des ersten Spektralbereichs im ersten Schaltzustand der Beleuchtungseinheit (501) als auch für das Licht des zweiten Spektralbereichs im zweiten Schaltzustand der Beleuchtungseinheit (501) konfiguriert ist.

Abbildungseinrichtung (500) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kameraeinheit (504) mindestens ein CCD oder ein CMOS aufweist.

Abbildungseinrichtung (500) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (506) als Intensitätsregeleinheit zur Einstellung und/oder Regelung der Intensität des Lichts des ersten Spektralbereichs und/oder des Lichts des zweiten Spektralbereichs ausgebildet ist.

Teilchenstrahlgerät (100, 200, 400) zur Analyse und/oder Bearbeitung eines Objekts (114, 425), mit
- mindestens einem Strahlerzeuger (101, 301, 402) zur Erzeugung eines Teilchenstrahls mit geladenen Primärteilchen,
- mindestens einer Objektivlinse (107, 304, 421) zur Fokussierung des Teilchenstrahls auf das Objekt (114, 425), wobei bei einer Wechselwirkung des Teilchenstrahls mit dem Objekt (114, 425) Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung entstehen/entsteht,
- mindestens einem Detektor (116, 117, 119, 121, 419, 428) zur Detektion der Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung, und mit
- mindestens einer Abbildungseinrichtung (500) zur Abbildung des Objekts (114, 425) und/oder zur Abbildung einer Baueinheit (125) des Teilchenstrahlgeräts (100, 200, 400) nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche.

Teilchenstrahlgerät (100, 200, 400) nach Anspruch 8, wobei
- das Teilchenstrahlgerät (100, 200, 400) eine Probenkammer (120, 201, 426) aufweist, und wobei
- die Abbildungseinrichtung (500) an der Probenkammer (120, 201, 426) und/oder in der Probenkammer (120, 201, 426) angeordnet ist.

Teilchenstrahlgerät (400) nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Teilchenstrahlgerät (400) mindestens einen Spiegelkorrektor (414) zum Korrigieren von chromatischer und/oder sphärischer Aberration aufweist.

Teilchenstrahlgerät (100, 200, 400) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das Teilchenstrahlgerät (100, 200, 400) als Elektronenstrahlgerät und/oder als lonenstrahlgerät ausgebildet ist.

Teilchenstrahlgerät (200) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei der Strahlerzeuger (101) zur Erzeugung eines Teilchenstrahls mit geladenen Primärteilchen als ein erster Strahlerzeuger zur Erzeugung eines ersten Teilchenstrahls mit ersten geladenen Primärteilchen und die Objektivlinse (107) als erste Objektivlinse zur Fokussierung des ersten Teilchenstrahls ausgebildet ist, und wobei das Teilchenstrahlgerät (200) ferner aufweist:
- mindestens einen zweiten Strahlerzeuger (301) zur Erzeugung eines zweiten Teilchenstrahls mit zweiten geladenen Primärteilchen, und
- mindestens eine zweite Objektivlinse (304) zur Fokussierung des zweiten Teilchenstrahls auf das Objekt (114).

Teilchenstrahlgerät (100, 200, 400) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei die Baueinheit (125) des Teilchenstrahlgeräts (100, 200, 400) als ein Gasinjektionssystem, als ein Mikromanipulator, als ein beweglich ausgebildeter Detektor und/oder als eine Ladungskompensationseinheit ausgebildet ist.

Teilchenstrahlgerät (100, 200, 400) nach Anspruch 9, wobei die Baueinheit (125) des Teilchenstrahlgeräts (100, 200, 400) in der Probenkammer (120, 201, 426) angeordnet ist.

Verfahren zum Betrieb eines Teilchenstrahlgeräts (100, 200, 400) nach einem der Ansprüche 8 bis 14, wobei
- die Steuereinheit (506) die Beleuchtungseinheit (501) in den ersten Schaltzustand oder in den zweiten Schaltzustand schaltet, und wobei
- im ersten Schaltzustand das Objekt (114, 425) und/oder die Baueinheit (125) mittels der Kameraeinheit (504) mit dem Licht des ersten Spektralbereichs abgebildet wird und wobei im zweiten Schaltzustand das Objekt (114, 425) und/oder die Baueinheit (125) mittels der Kameraeinheit (504) mit dem Licht des zweiten Spektralbereichs abgebildet wird.

Verfahren nach Anspruch 15, bei dem im ersten Schaltzustand der Teilchenstrahl vom Objekt (114, 425) weggeführt oder abgeschaltet wird.

Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, bei dem die Intensität des Lichts des ersten Spektralbereichs und/oder die Intensität des Lichts des zweiten Spektralbereichs mit der Steuereinheit (506) eingestellt werden/wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, mit mindestens einem der folgenden Schritte:
- Abschalten des Detektors (116, 117, 119, 121, 419, 428) im ersten Schaltzustand;
- Bewegen des Detektors (116, 117, 119, 121, 419, 428) in eine Position derart, dass im ersten Schaltzustand kein Licht des ersten Spektralbereichs auf den Detektor (116, 117, 119, 121, 419, 428) trifft;
- Bewegen des Detektors (116, 117, 119, 121, 419, 428) in eine Position derart, dass im ersten Schaltzustand nur eine minimale Intensität des Licht des ersten Spektralbereichs auf den Detektor (116, 117, 119, 121, 419, 428) trifft.

Description:

Die Erfindung betrifft eine Abbildungseinrichtung zur Abbildung eines Objekts in einem Teilchenstrahlgerät und/oder zur Abbildung einer Baueinheit eines Teilchenstrahlgeräts. Beispielsweise ist das Teilchenstrahlgerät ein Elektronenstrahlgerät und/oder ein Ionenstrahlgerät. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Teilchenstrahlgerät mit einer derartigen Abbildungseinrichtung sowie ein Verfahren zum Betrieb des Teilchenstrahlgeräts.

Elektronenstrahlgeräte, insbesondere ein Rasterelektronenmikroskop (nachfolgend auch SEM genannt) und/oder ein Transmissionselektronenmikroskop (nachfolgend auch TEM genannt), werden zur Untersuchung von Objekten (auch Proben genannt) verwendet, um Kenntnisse hinsichtlich der Eigenschaften und Verhaltensweisen der Objekte unter bestimmten Bedingungen zu erhalten.

Bei einem SEM wird ein Elektronenstrahl (nachfolgend auch Primärelektronenstrahl genannt) mittels eines Strahlerzeugers erzeugt und durch ein Strahlführungssystem auf ein zu untersuchendes Objekt fokussiert. Zur Fokussierung wird eine Objektivlinse verwendet. Mittels einer Ablenkeinrichtung wird der Primärelektronenstrahl rasterförmig über eine Oberfläche des zu untersuchenden Objekts geführt. Die Elektronen des Primärelektronenstrahls treten dabei in Wechselwirkung mit dem zu untersuchenden Objekt. Als Folge der Wechselwirkung entstehen insbesondere Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung. Die Wechselwirkungsteilchen sind beispielsweise Elektronen. Insbesondere werden Elektronen vom Objekt emittiert - sogenannte Sekundärelektronen - und Elektronen des Primärelektronenstrahls zurückgestreut - sogenannte Rückstreuelektronen. Die Wechselwirkungsteilchen bilden den sogenannten Sekundärstrahl und werden von mindestens einem Teilchendetektor detektiert. Der Teilchendetektor erzeugt Detektionssignale, welche zur Erzeugung eines Bildes des Objekts verwendet werden. Man erhält somit eine Abbildung des zu untersuchenden Objekts.

Die Wechselwirkungsstrahlung ist beispielsweise Röntgenstrahlung oder Kathodolumineszenzlicht. Sie wird beispielsweise mit einem Strahlungsdetektor detektiert und insbesondere zur Untersuchung der Materialzusammensetzung des Objekts verwendet.

Bei einem TEM wird ebenfalls ein Primärelektronenstrahl mittels eines Strahlerzeugers erzeugt und mittels eines Strahlführungssystems auf ein zu untersuchendes Objekt fokussiert. Der Primärelektronenstrahl durchstrahlt das zu untersuchende Objekt. Beim Durchtritt des Primärelektronenstrahls durch das zu untersuchende Objekt treten die Elektronen des Primärelektronenstrahls mit dem Material des zu untersuchenden Objekts in Wechselwirkung. Die durch das zu untersuchende Objekt hindurchtretenden Elektronen werden durch ein System, das ein Objektiv beinhaltet, auf einen Leuchtschirm oder auf einen Detektor - beispielsweise in Form einer Kamera - abgebildet. Das vorgenannte System umfasst beispielsweise zusätzlich auch ein Projektiv. Die Abbildung kann dabei auch im Scan-Modus eines TEM erfolgen. Ein derartiges TEM wird in der Regel als STEM bezeichnet. Zusätzlich kann es vorgesehen sein, an dem zu untersuchenden Objekt zurückgestreute Elektronen und/oder von dem zu untersuchenden Objekt emittierte Sekundärelektronen mittels eines weiteren Detektors zu detektieren, um ein zu untersuchendes Objekt abzubilden.

Es ist bekannt, die Funktion eines STEM und eines SEM in einem einzelnen Teilchenstrahlgerät zu integrieren. Mit diesem Teilchenstrahlgerät sind somit Untersuchungen von Objekten mit einer SEM-Funktion und/oder mit einer STEM-Funktion möglich.

Ferner ist es aus dem Stand der Technik bekannt, ein Objekt in einem Teilchenstrahlgerät zum einen mit Elektronen und zum anderen mit Ionen zu analysieren und/oder zu bearbeiten. Beispielsweise ist an dem Teilchenstrahlgerät eine Elektronenstrahlsäule angeordnet, welche die Funktion eines SEM aufweist. Zusätzlich ist an dem Teilchenstrahlgerät eine lonenstrahlsäule angeordnet. Mittels eines in der lonenstrahlsäule angeordneten lonenstrahlerzeugers werden Ionen erzeugt, die zur Bearbeitung eines Objekts verwendet werden. Beispielsweise wird bei der Bearbeitung Material des Objekts abgetragen oder es wird ein Material auf das Objekt aufgebracht. Zusätzlich oder alternativ hierzu werden die Ionen zur Bildgebung verwendet. Die Elektronenstrahlsäule mit der SEM-Funktion dient insbesondere der weiteren Untersuchung des bearbeiteten oder unbearbeiteten Objekts, aber auch zur Bearbeitung des Objekts.

Die oben genannten Teilchenstrahlgeräte des Standes der Technik weisen jeweils eine Probenkammer auf, in der ein zu analysierendes und/oder zu bearbeitendes Objekt auf einem Probentisch angeordnet ist. Ferner ist es bekannt, mehrere unterschiedliche Objekte gleichzeitig an dem Probentisch anzuordnen, um diese nacheinander mittels des jeweiligen Teilchenstrahlgeräts, das die Probenkammer aufweist, zu analysieren und/oder zu bearbeiten. Der Probentisch ist beweglich ausgebildet, um das Objekt oder die Objekte in der Probenkammer zu positionieren. Beispielsweise wird eine Relativposition des Objekts oder der Objekte hinsichtlich einer Objektivlinse eingestellt. Ein bekannter Probentisch ist in drei zueinander senkrecht angeordnete Richtungen beweglich ausgebildet. Darüber hinaus kann der Probentisch um zwei zueinander senkrecht angeordnete Rotationsachsen gedreht werden.

Es ist bekannt, die Probenkammer in unterschiedlichen Druckbereichen zu betreiben. Beispielsweise wird die Probenkammer in einem ersten Druckbereich oder in einem zweiten Druckbereich betrieben. Der erste Druckbereich umfasst nur Drücke kleiner oder gleich 10-3 hPa, und der zweite Druckbereich umfasst nur Drücke größer als 10-3 hPa. Um diese Druckbereiche zu gewährleisten, ist die Probenkammer bei einer Untersuchung des Objekts oder der Objekte mit dem Teilchenstrahlgerät vakuumtechnisch verschlossen. Eine freie Sicht auf das Objekt oder die Objekte ist daher nicht ohne weiteres gegeben.

Um eine Sicht auf das Objekt oder die Objekte zu haben und um das Objekt oder die Objekte mittels des Probentisches kontrolliert positionieren zu können, ist es bekannt, eine Abbildungseinrichtung zur Abbildung des Objekts oder der Objekte und zur Erzeugung eines Bildes des Objekts oder der Objekte zu verwenden. Ferner ist es bekannt, die Abbildungseinrichtung zur Abbildung einer Baueinheit des Teilchenstrahlgeräts zu verwenden. Beispielsweise ist die Baueinheit in der Probenkammer des Teilchenstrahlgeräts angeordnet. Die Baueinheit ist insbesondere als Gasinjektionssystem, als Mikromanipulator, als ein beweglich ausgebildeter Detektor und/oder als eine Ladungskompensationseinheit ausgebildet. Die bekannte Abbildungseinrichtung weist eine Kamera auf, welche an der Probenkammer oder in der Probenkammer montiert ist und welche das Objekt, die Objekte und/oder die Baueinheit abbildet. Somit kann beispielsweise die Position des Objekts, der Objekte und/oder der Baueinheit durch Betrachten der von der Kamera erzeugten Bilder beobachtet und kontrolliert eingestellt werden. Aus dem Stand der Technik sind zwei Abbildungseinrichtungen bekannt, die nachfolgend erläutert werden.

Die erste bekannte Abbildungseinrichtung ermöglicht die Beobachtung eines an dem Probentisch angeordneten Objekts und/oder einer Baueinheit während einer gleichzeitigen Abbildung oder Bearbeitung des Objekts mit dem Primärteilchenstrahl eines Teilchenstrahlgeräts. Mit anderen Worten ausgedrückt, ermöglicht es die erste Abbildungseinrichtung, das Objekt und/oder die Baueinheit mittels der Kamera zu beobachten, während der Primärteilchenstrahl auf das Objekt fokussiert wird und während Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung mittels eines Detektors oder mit mehreren Detektoren detektiert werden/wird. Die erste Abbildungseinrichtung weist eine Beleuchtungseinheit auf, welche Infrarotlicht erzeugt. Es ist bekannt, Infrarotlicht mit einer Wellenlänge von 950 nm zu verwenden. Mit dem Infrarotlicht werden/wird das Objekt und/oder die Baueinheit ausgeleuchtet. Das Objekt und/oder die Baueinheit werden/wird mittels der Kamera, die für Infrarotlicht sensitiv ist, abgebildet. Die durch die Abbildung mittels der Kamera erzeugten Bilder des Objekts werden dann zur Beobachtung des Objekts verwendet. Ferner werden die durch die Abbildung mittels der Kamera erzeugten Bilder der Baueinheit dann zur Beobachtung der Baueinheit verwendet. Die erste bekannte Abbildungseinrichtung ermöglicht eine Abbildung des Objekts oder der Baueinheit mit der Kamera sowie eine gleichzeitige Untersuchung des Objekts mit dem Primärteilchenstrahl des Teilchenstrahlgeräts, da der Detektor oder die mehreren Detektoren zur Detektion der Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungstrahlung durch das Infrarotlicht nur geringfügig beeinflusst werden, so dass eine ausreichende Funktion des Detektors oder der mehreren Detektoren weiter sichergestellt ist. Allerdings weist die erste bekannte Abbildungseinrichtung den Nachteil auf, dass mit der Kamera der ersten bekannten Abbildungseinrichtung nur Schwarz-Weiß-Bilder erzeugt werden. Farbunterschiede an den Objekten, Objektbereichen oder Baueinheiten können auf dem mit der ersten bekannten Abbildungseinrichtung erzeugten Bild nicht erkannt werden.

Auch Farbinformationen, die das Objekt oder die Baueinheit aufweist/enthält, können auf dem Schwarz-Weiß-Bild nicht erkannt werden.

Die zweite bekannte Abbildungseinrichtung erzeugt keine Schwarz-Weiß-Bilder, sondern Farbbilder eines Objekts, welches in der Probenkammer an dem Probentisch angeordnet ist, oder Farbbilder einer Baueinheit, welche in der Probenkammer angeordnet ist. Die zweite bekannte Abbildungseinrichtung weist eine an der Probenkammer angeordnete Beleuchtungseinheit auf, welche in die Probenkammer weißes Licht einführt. Mit diesem weißen Licht werden/wird das Objekt und/oder die Baueinheit ausgeleuchtet. Eine Kamera bildet das Objekt ab und erzeugt Farbbilder des Objekts. Zusätzlich oder alternativ bildet die Kamera die Baueinheit ab und erzeugt Farbbilder der Baueinheit. Allerdings sind eine Abbildung des Objekts oder der Baueinheit mittels der zweiten bekannten Abbildungseinrichtung (und somit die Erzeugung eines Farbbildes) sowie die Detektion von Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung nicht gleichzeitig möglich oder nur dann gleichzeitig möglich, wenn die Detektoren zur Detektion der Wechselwirkungsteilchen/Wechselwirkungsstrahlung derart im Teilchenstrahlgerät angeordnet, geschaltet und/oder ausgebildet sind, dass sie durch das weiße Licht der Beleuchtungseinheit nicht oder nur geringfügig gestört werden. In der Regel wird mit der zweiten bekannten Abbildungseinrichtung nur eine Aufnahme eines Übersichtsbildes in Farbe erstellt, das während der Detektion der Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung nicht mehr aktualisiert werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Abbildungseinrichtung und ein Teilchenstrahlgerät mit einer derartigen Abbildungseinrichtung anzugeben, welche die Aufnahme und Erzeugung von Bildern eines Objekts oder einer Baueinheit in einer Probenkammer eines Teilchenstrahlgeräts in jedem Betriebszustand des Teilchenstrahlgeräts ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Abbildungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ein erfindungsgemäßes Teilchenstrahlgerät ist durch die Merkmale des Anspruchs 8 gegeben. Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betrieb des Teilchenstrahlgeräts ist durch die Merkmale des Anspruchs 15 gegeben. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und/oder den beigefügten Figuren.

Die erfindungsgemäße Abbildungseinrichtung ist zur Abbildung eines Objekts in einem Teilchenstrahlgerät und/oder zur Abbildung einer Baueinheit des Teilchenstrahlgeräts vorgesehen. Beispielsweise ist die Baueinheit des Teilchenstrahlgeräts als ein Gasinjektionssystem, als ein Mikromanipulator, als ein beweglich ausgebildeter Detektor und/oder als eine Ladungskompensationseinheit ausgebildet. Die Erfindung ist auf die vorgenannten Baueinheiten nicht eingeschränkt. Vielmehr ist jede Baueinheit des Teilchenstrahlgeräts für die Erfindung verwendbar. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Baueinheit in einer Objektkammer - also einer Probenkammer - des Teilchenstrahlgeräts angeordnet ist.

Beispielsweise ist das Teilchenstrahlgerät als ein Elektronenstrahlgerät und/oder als ein lonenstrahlgerät ausgebildet. Das Teilchenstrahlgerät dient zur Analyse, insbesondere zur Abbildung, und/oder zur Bearbeitung eines Objekts. Insbesondere ist es vorgesehen, dass das Teilchenstrahlgerät einen Strahlerzeuger zur Erzeugung eines Teilchenstrahls mit geladenen Primärteilchen aufweist. Beispielsweise sind die Primärteilchen Elektronen oder Ionen. Ferner weist das Teilchenstrahlgerät beispielsweise eine Objektivlinse zur Fokussierung des Teilchenstrahls auf das Objekt auf. Bei einer Wechselwirkung des Teilchenstrahls mit dem Objekt entstehen/entsteht Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung. Die Wechselwirkungsteilchen sind beispielsweise Sekundärteilchen, insbesondere Sekundärelektronen, und/oder rückgestreute Teilchen, beispielsweise Rückstreuelektronen. Die Wechselwirkungsstrahlung ist beispielsweise als Röntgenstrahlung oder Kathodolumineszenzlicht ausgebildet. Die Wechselwirkungsstrahlung wird beispielsweise mit einem Strahlungsdetektor detektiert.

Die erfindungsgemäße Abbildungseinrichtung weist mindestens eine Beleuchtungseinheit auf. Die Beleuchtungseinheit weist einen ersten Schaltzustand und einen zweiten Schaltzustand zur Ausleuchtung des Objekts und/oder der Baueinheit mit Beleuchtungslicht auf. Im ersten Schaltzustand weist das Beleuchtungslicht ausschließlich Licht eines ersten Spektralbereichs auf. Beispielsweise weist das Beleuchtungslicht nur eine bestimmte Wellenlänge des ersten Spektralbereichs auf. Alternativ ist es beispielsweise vorgesehen, dass das Beleuchtungslicht eine Überlagerung eines ersten Lichts mit einer ersten Wellenlänge und eines zweiten Lichts mit einer zweiten Wellenlänge ist, wobei die erste Wellenlänge und die zweite Wellenlänge im ersten Spektralbereich liegen. Im zweiten Schaltzustand weist das Beleuchtungslicht ausschließlich Licht eines zweiten Spektralbereichs auf. Beispielsweise weist das Beleuchtungslicht nur eine bestimmte Wellenlänge des zweiten Spektralbereichs auf. Alternativ ist es beispielsweise vorgesehen, dass das Beleuchtungslicht eine Überlagerung eines dritten Lichts mit einer dritten Wellenlänge und eines vierten Lichts mit einer vierten Wellenlänge ist, wobei die dritte Wellenlänge und die vierte Wellenlänge im zweiten Spektralbereich liegen.

Mit anderen Worten ausgedrückt, strahlt die Beleuchtungseinheit entweder Licht eines ersten Spektralbereichs oder Licht eines zweiten Spektralbereichs aus. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist es beispielsweise vorgesehen, dass der erste Spektralbereich und der zweite Spektralbereich sich geringfügig überlappen, wobei ein Überlappungsbereich beispielsweise kleiner als 20 nm ist. Bei dieser Ausführungsform ist es dann beispielsweise vorgesehen, dass das Licht des ersten Spektralbereichs weniger als 10% oder weniger als 5% oder weniger als 1% Anteil der Wellenlängen aus dem Überlappungsbereich aufweist. Ferner ist es bei dieser Ausführungsform beispielsweise vorgesehen, dass das Licht des zweiten Spektralbereichs weniger als 10% oder weniger als 5% oder weniger als 1 % Anteil der Wellenlängen aus dem Überlappungsbereich aufweist. Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es beispielsweise vorgesehen, dass der erste Spektralbereich und der zweite Spektralbereich unterschiedlich sind. Der erste Spektralbereich und der zweite Spektralbereich weisen bei dieser Ausführungsform keine gemeinsame Schnittmenge an Wellenlängen auf.

Das Objekt und/oder die Baueinheit werden/wird mit dem entsprechenden Licht ausgeleuchtet. Die erfindungsgemäße Abbildungseinrichtung weist ferner mindestens eine Steuereinheit zur Schaltung der Beleuchtungseinheit in den ersten Schaltzustand oder in den zweiten Schaltzustand auf.

Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße Abbildungseinrichtung eine Kameraeinheit zur Abbildung des Objekts und/oder der Baueinheit mit Licht des ersten Spektralbereichs im ersten Schaltzustand der Beleuchtungseinheit oder mit Licht des zweiten Spektralbereichs im zweiten Schaltzustand der Beleuchtungseinheit auf.

Die erfindungsgemäße Abbildungseinrichtung gewährleistet, dass eine Abbildung eines Objekts, das beispielsweise in der Probenkammer eines Teilchenstrahlgeräts angeordnet ist, oder eine Abbildung einer Baueinheit, die beispielsweise in der Probenkammer des Teilchenstrahlgeräts angeordnet ist, mit einer Kamera in jedem Betriebszustand des Teilchenstrahlgeräts möglich ist. Wenn beispielsweise eine Abbildung oder Untersuchung eines in der Probenkammer angeordneten Objekts mit dem Teilchenstrahl des Teilchenstrahlgeräts nicht erfolgt oder wenn beispielsweise ein Detektor, der in dem Teilchenstrahlgerät zur Detektion von Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung verwendet wird, für das Licht des ersten Spektralbereichs nicht sensitiv ist, aufgrund seiner Anordnung in dem Teilchenstrahlgerät das Licht des ersten Spektralbereichs nicht detektieren kann oder abgeschaltet ist, so schaltet die Steuereinheit die Beleuchtungseinheit in den ersten Schaltzustand, so dass Licht des ersten Spektralbereichs auf das Objekt und/oder die Baueinheit geführt wird. Der erste Spektralbereich weist beispielsweise ausschließlich weißes Licht oder ausschließlich den Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts auf. In diesem Fall ist es möglich, mittels der Kameraeinheit Farbbilder aufzunehmen, sodass auch farblich gekennzeichnete oder ausgestaltete Objekte oder Baueinheiten gut erkannt werden. Eine Farbaufnahme eines Bildes des Objekts oder der Baueinheit ist demnach auch dann möglich, wenn der Detektor, welcher in dem Teilchenstrahlgerät zur Detektion von Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung verwendet wird, für das Licht des ersten Spektralbereichs nicht sensitiv ist, beispielsweise ein Everhart-Thornley-Detektor oder ein Ionendetektor, welcher eine mit Metall beschichtete Detektionsfläche aufweist, welche das Licht des ersten Spektralbereichs, insbesondere weißes Licht, abschirmt. Eine Farbaufnahme eines Bildes des Objekts oder der Baueinheit ist demnach auch dann möglich, wenn der Detektor, welcher in dem Teilchenstrahlgerät zur Detektion von Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung verwendet wird, derart örtlich im Teilchenstrahlgerät angeordnet ist, dass er von Licht des ersten Spektralbereichs nicht beeinflusst wird. Bei beiden vorgenannten Ausführungsformen sind eine gleichzeitige Aufnahme eines Farbbildes des Objekts sowie eine Abbildung und Untersuchung des Objekts mit dem Teilchenstrahl des Teilchenstrahlgeräts möglich. Ferner sind eine gleichzeitige Aufnahme eines Farbbildes der Baueinheit sowie eine Abbildung und Untersuchung des Objekts mit dem Teilchenstrahl des Teilchenstrahlgeräts möglich. Eine Farbaufnahme eines Bildes des Objekts oder der Baueinheit ist demnach auch dann möglich, wenn der Detektor, welcher in dem Teilchenstrahlgerät zur Detektion von Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung verwendet wird, abgeschaltet ist.

Wenn jedoch der Detektor zur Detektion der Wechselwirkungsteilchen oder Wechselwirkungsstrahlung durch das Licht des ersten Spektralbereichs im ersten Schaltzustand der Beleuchtungseinheit gestört wird, so schaltet die Steuereinheit die Beleuchtungseinheit in den zweiten Schaltzustand. Im zweiten Schaltzustand wird Licht des zweiten Spektralbereichs zur Ausleuchtung und Abbildung des Objekts und/oder der Baueinheit verwendet. Beispielsweise ist das Licht des zweiten Spektralbereichs Infrarotlicht. Das Licht des zweiten Spektralbereichs ist beispielsweise derart ausgestaltet, dass eine gleichzeitige Aufnahme eines Bildes des Objekts und/oder der Baueinheit mit der Kameraeinheit der erfindungsgemäßen Abbildungseinrichtung und eine Detektion der Wechselwirkungsteilchen oder Wechselwirkungsstrahlung zur Untersuchung und Abbildung des Objekts mit dem Teilchenstrahl des Teilchenstrahlgeräts möglich sind.

Die erfindungsgemäße Abbildungseinrichtung gewährleistet insbesondere, dass das Objekt und/oder die Baueinheit in jedem Betriebszustand des Teilchenstrahlgeräts beobachtbar sind/ist und die Position des Objekts, das beispielsweise an einem Probentisch des Teilchenstrahlgeräts angeordnet ist, und/oder die Position der Baueinheit kontrolliert eingestellt werden können/kann.

Wie oben bereits erwähnt, sieht eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abbildungseinrichtung zusätzlich oder alternativ vor, dass der erste Spektralbereich ausschließlich den Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts aufweist. Dies ist beispielsweise der Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm, wobei die Bereichsgrenzen mit eingeschlossen sind. Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abbildungseinrichtung ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass der erste Spektralbereich ausschließlich weißes Licht aufweist. Bei dieser Ausgestaltung des ersten Spektralbereichs ist es gewährleistet, dass mit der Kameraeinheit gute Farbaufnahmen des Objekts und/oder der Baueinheit erstellt werden können.

Bei einer wiederum weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abbildungseinrichtung ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass der zweite Spektralbereich ausschließlich den Wellenlängenbereich von Infrarotlicht aufweist. Insbesondere ist es beispielsweise vorgesehen, dass der zweite Spektralbereich ausschließlich den Wellenlängenbereich von nahem Infrarotlicht aufweist. Beispielsweise weist der zweite Spektralbereich ausschließlich Licht eines Wellenlängenbereichs von 780 nm bis 3 µm auf. Diese Ausgestaltung des zweiten Spektralbereichs gewährleistet, dass Bilder des Objekts und/oder der Baueinheit mit der erfindungsgemäßen Abbildungseinrichtung aufgenommen werden können, auch wenn gleichzeitig das Objekt mit dem Teilchenstrahl des Teilchenstrahlgeräts untersucht und/oder bearbeitet wird. Diese Ausgestaltung ermöglicht aufgrund der Verwendung des Lichts des zweiten Spektralbereichs auch die Aufnahme von Bildern des Objekts und/oder der Baueinheit mit der erfindungsgemäßen Abbildungseinrichtung, wenn der Detektor zur Detektion der Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung derart ausgebildet, geschaltet und/oder angeordnet ist, dass er bei Verwendung des Lichts des ersten Spektralbereichs durch das Licht des ersten Spektralbereichs gestört werden würde. Das mit der erfindungsgemäßen Abbildungseinrichtung erzeugte Bild ist dann ein Schwarz-Weiß-Bild.

Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abbildungseinrichtung ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass die Steuereinheit die Intensität des Lichts des ersten Spektralbereichs und/oder des Lichts des zweiten Spektralbereichs einstellt und/oder regelt. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist die Steuereinheit zur Einstellung und/oder Regelung der Intensität des Lichts des ersten Spektralbereichs und/oder des Lichts des zweiten Spektralbereichs ausgebildet. Diese Ausführungsform gewährleistet, dass man störende Einflüsse auf einen Teilchendetektor im Teilchenstrahlgerät auf ein Minimum reduzieren kann und gleichzeitig eine gute Abbildung des Objekts und/oder der Baueinheit mit der Abbildungseinrichtung gewährleistet.

Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abbildungseinrichtung ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass die Abbildungseinrichtung mindestens eine erste Leuchteinheit zur Erzeugung des Lichts des ersten Spektralbereichs aufweist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die erste Leuchteinheit zusätzlich eine erste Filtereinheit aufweist. Die erste Filtereinheit ist beispielsweise derart ausgestaltet, dass Licht, welches eine Wellenlänge aufweist, die nicht in den ersten Spektralbereich hineinfällt, aus dem von der ersten Leuchteinheit erzeugten Licht herausgefiltert wird. Alternativ hierzu ist es vorgesehen, dass die erste Leuchteinheit ausschließlich Licht des ersten Spektralbereichs erzeugt. Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abbildungseinrichtung ist es vorgesehen, dass die erste Leuchteinheit mindestens eine LED aufweist und/oder als LED ausgebildet ist. Insbesondere ist die LED als eine weißes Licht abstrahlende LED ausgebildet. Beispielsweise ist dies eine LED, die nach dem Prinzip der Lumineszenz-Wellenlängenkonversion arbeitet. Emittierte blaue Strahlungsanteile der LED werden genutzt, um mit einer Phosphorbeimischung anteilig in gelbliches Licht umgewandelt zu werden. In der Summe ergeben die erzeugten Spektren weißes Licht. Zusätzlich oder alternativ ist es vorgesehen, dass die erste Leuchteinheit mehrere LEDs aufweist, beispielsweise mindestens eine erste LED und/oder mindestens eine zweite LED und/oder mindestens eine dritte LED. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die erste LED als rotes Licht abstrahlende LED, die zweite LED als grünes Licht abstrahlende LED und die dritte LED als blaues Licht abstrahlende LED ausgebildet sind. Durch Mischung des roten, grünen und blauen Lichts wird Licht erzeugt, welches als weißes Licht wahrgenommen wird.

Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abbildungseinrichtung ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass die Abbildungseinrichtung mindestens eine zweite Leuchteinheit zur Erzeugung des Lichts des zweiten Spektralbereichs aufweist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die zweite Leuchteinheit zusätzlich eine zweite Filtereinheit aufweist. Die zweite Filtereinheit ist beispielsweise derart ausgestaltet, dass Licht, welches eine Wellenlänge aufweist, die nicht in den zweiten Spektralbereich hineinfällt, aus dem von der zweiten Leuchteinheit erzeugten Licht herausgefiltert wird. Alternativ hierzu ist es vorgesehen, dass die zweite Leuchteinheit ausschließlich Licht des zweiten Spektralbereichs erzeugt. Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abbildungseinrichtung ist es vorgesehen, dass die zweite Leuchteinheit mindestens eine LED aufweist und/oder als LED ausgebildet ist. Beispielsweise ist diese LED als Infrarot-LED ausgebildet, die Licht im Nahinfrarotbereich emittiert. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Infrarot-LED Infrarotlicht mit einer Wellenlänge von 800 nm bis 1000 nm emittiert. Beispielsweise wird eine Infrarot-LED verwendet, die eine Wellenlänge von 950 nm aufweist. Es wird explizit darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf diese Wellenlängen eingeschränkt ist. Vielmehr kann für das Licht des zweiten Spektralbereichs jede Wellenlänge verwendet werden, welche für die Durchführung der Erfindung geeignet ist.

Bei einer wiederum weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abbildungseinrichtung ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass die Kameraeinheit mindestens eine Detektionseinheit mit einer Detektorempfindlichkeit aufweist. Die Detektorempfindlichkeit ist sowohl für das Licht des ersten Spektralbereichs im ersten Schaltzustand der Beleuchtungseinheit als auch für das Licht des zweiten Spektralbereichs im zweiten Schaltzustand der Beleuchtungseinheit konfiguriert. Mit anderen Worten ausgedrückt, detektiert die Detektionseinheit der Kameraeinheit sowohl Licht des ersten Spektralbereichs als auch Licht des zweiten Spektralbereichs.

Bei einer wiederum weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abbildungseinrichtung ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass die Kameraeinheit mindestens ein CCD oder mindestens ein CMOS aufweist.

Die Erfindung betrifft auch ein Teilchenstrahlgerät. Beispielsweise ist das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät als ein Elektronenstrahlgerät und/oder als ein lonenstrahlgerät ausgebildet. Das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät dient zur Analyse, insbesondere zur Abbildung, und/oder zur Bearbeitung eines Objekts. Das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät weist mindestens einen Strahlerzeuger zur Erzeugung eines Teilchenstrahls mit geladenen Primärteilchen auf. Beispielsweise sind die Primärteilchen Elektronen oder Ionen. Ferner weist das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät mindestens eine Objektivlinse zur Fokussierung des Teilchenstrahls auf das Objekt auf, wobei bei einer Wechselwirkung des Teilchenstrahls mit dem Objekt Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung entstehen/entsteht. Die Wechselwirkungsteilchen sind beispielsweise Sekundärteilchen, insbesondere Sekundärelektronen, und/oder rückgestreute Teilchen, beispielsweise Rückstreuelektronen. Die Wechselwirkungsstrahlung ist beispielsweise Röntgenstrahlung oder Kathodolumineszenzlicht. Ferner weist das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät mindestens einen Detektor zur Detektion der Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung auf. Darüber hinaus ist das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät mit einer Abbildungseinrichtung zur Abbildung des Objekts und/oder zur Abbildung einer Baueinheit des Teilchenstrahlgeräts versehen, wobei die Abbildungseinrichtung mindestens eines der oben oder weiter unten genannten Merkmale oder eine Kombination aus mindestens zwei der oben oder weiter unten genannten Merkmale aufweist. Das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät weist dieselben Vorteile wie die erfindungsgemäße Abbildungseinrichtung auf.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Teilchenstrahlgeräts ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass das Teilchenstrahlgerät mindestens einen Spiegelkorrektor zum Korrigieren von chromatischer und/oder sphärischer Aberration aufweist.

Wie oben bereits erwähnt, ist es bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Teilchenstrahlgeräts zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass das Teilchenstrahlgerät als Elektronenstrahlgerät und/oder als lonenstrahlgerät ausgebildet ist.

Bei einer noch weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Teilchenstrahlgeräts ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass der Strahlerzeuger zur Erzeugung eines Teilchenstrahls mit geladenen Primärteilchen als ein erster Strahlerzeuger zur Erzeugung eines ersten Teilchenstrahls mit ersten geladenen Primärteilchen und die Objektivlinse als eine erste Objektivlinse zur Fokussierung des ersten Teilchenstrahls auf das Objekt ausgebildet ist. Darüber hinaus weist das Teilchenstrahlgerät mindestens einen zweiten Strahlerzeuger zur Erzeugung eines zweiten Teilchenstrahls mit zweiten geladenen Primärteilchen und mindestens eine zweite Objektivlinse zur Fokussierung des zweiten Teilchenstrahls auf das Objekt auf. Die zweiten geladenen Primärteilchen sind beispielsweise Elektronen oder Ionen.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Teilchenstrahlgeräts ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass die Baueinheit insbesondere als Gasinjektionssystem, als Mikromanipulator, als ein beweglich ausgebildeter Detektor und/oder als eine Ladungskompensationseinheit ausgebildet ist. Die Erfindung ist auf die vorgenannten Baueinheiten nicht eingeschränkt. Vielmehr ist jede Baueinheit des Teilchenstrahlgeräts für die Erfindung verwendbar. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Baueinheit in einer Objektkammer - also einer Probenkammer - des Teilchenstrahlgeräts angeordnet ist.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb des Teilchenstrahlgeräts, das mindestens eines der weiter oben genannten oder weiter unten genannten Merkmale oder eine Kombination von mindestens zwei der weiter oben oder weiter unten genannten Merkmale aufweist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es vorgesehen, dass die Steuereinheit die Beleuchtungseinheit in den ersten Schaltzustand oder in den zweiten Schaltzustand schaltet. Im ersten Schaltzustand werden/wird das Objekt und/oder die Baueinheit mittels der Kameraeinheit mit dem Licht des ersten Spektralbereichs abgebildet. Im zweiten Schaltzustand werden/wird das Objekt und/oder die Baueinheit mittels der Kameraeinheit mit dem Licht des zweiten Spektralbereichs abgebildet. Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, im ersten Schaltzustand den Teilchenstrahl vom Objekt weg zu führen oder abzuschalten. Dies ist insbesondere dann vorgesehen, wenn ein Farbbild des Objekts erstellt werden soll, wie oben bereits erläutert.

Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass die Intensität des Lichts des ersten Spektralbereichs und/oder die Intensität des Lichts des zweiten Spektralbereichs eingestellt werden/wird.

Bei einer wiederum weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass der Detektor im ersten Schaltzustand abgeschaltet wird. Zusätzlich oder alternativ hierzu ist es vorgesehen, dass der Detektor derart in eine Position bewegt wird, dass im ersten Schaltzustand kein Licht des ersten Spektralbereichs auf den Detektor trifft. Wiederum zusätzlich oder alternativ hierzu ist es vorgesehen, dass der Detektor in eine Position derart bewegt wird, dass im ersten Schaltzustand nur eine minimale Intensität des Lichts des ersten Spektralbereichs auf den Detektor trifft. Zusätzlich oder alternativ ist es vorgesehen, den Detektor abzuschalten. In allen vorgenannten Fällen ist es dann möglich, weiterhin Farbbilder des Objekts und/oder der Baueinheit mit Licht des ersten Spektralbereichs zu erzeugen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mittels Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen

  • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Teilchenstrahlgeräts;
  • 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Teilchenstrahlgeräts;
  • 3 ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Teilchenstrahlgeräts;
  • 4 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Abbildungseinrichtung für ein Teilchenstrahlgerät;
  • 5 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Abbildungseinrichtung für ein Teilchenstrahlgerät;
  • 6 ein Ausführungsbeispiel einer Beleuchtungseinheit;
  • 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Beleuchtungseinheit;
  • 8 ein Verfahren zum Betrieb eines Teilchenstrahlgeräts mit einer Abbildungseinrichtung;
  • 9 ein weiterer Verfahrensschritt eines weiteren Ausführungsbeispiels des Verfahrens nach 8; sowie
  • 10 ein noch weiterer Verfahrensschritt eines noch weiteren Ausführungsbeispiels des Verfahrens nach 8.

Die Erfindung wird nun mittels Teilchenstrahlgeräten in Form eines SEM und in Form eines Kombinationsgeräts, das eine Elektronenstrahlsäule und eine Ionenstrahlsäule aufweist, näher erläutert. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Erfindung bei jedem Teilchenstrahlgerät, insbesondere bei jedem Elektronenstrahlgerät und/oder jedem lonenstrahlgerät eingesetzt werden kann. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines SEM 100. Das SEM 100 weist einen ersten Strahlerzeuger in Form einer Elektronenquelle 101 auf, welche als Kathode ausgebildet ist. Ferner ist das SEM 100 mit einer Extraktionselektrode 102 sowie mit einer Anode 103 versehen, die auf ein Ende eines Strahlführungsrohrs 104 des SEM 100 aufgesetzt ist. Beispielsweise ist die Elektronenquelle 101 als thermischer Feldemitter ausgebildet. Die Erfindung ist allerdings nicht auf eine derartige Elektronenquelle 101 eingeschränkt. Vielmehr ist jede Elektronenquelle verwendbar.

Elektronen, die aus der Elektronenquelle 101 austreten, bilden einen Primärelektronenstrahl. Die Elektronen werden aufgrund einer Potentialdifferenz zwischen der Elektronenquelle 101 und der Anode 103 auf Anodenpotential beschleunigt. Das Anodenpotential beträgt bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel 1 kV bis 20 kV gegenüber einem Massepotential eines Gehäuses einer Probenkammer 120, beispielsweise 5 kV bis 15 kV, insbesondere 8 kV. Es könnte aber alternativ auch auf Massepotential liegen.

An dem Strahlführungsrohr 104 sind zwei Kondensorlinsen angeordnet, nämlich eine erste Kondensorlinse 105 und eine zweite Kondensorlinse 106. Dabei sind ausgehend von der Elektronenquelle 101 in Richtung einer ersten Objektivlinse 107 gesehen zunächst die erste Kondensorlinse 105 und dann die zweite Kondensorlinse 106 angeordnet. Es wird explizit darauf hingewiesen, dass weitere Ausführungsbeispiele des SEM 100 nur eine einzelne Kondensorlinse aufweisen können. Zwischen der Anode 103 und der ersten Kondensorlinse 105 ist eine erste Blendeneinheit 108 angeordnet. Die erste Blendeneinheit 108 liegt zusammen mit der Anode 103 und dem Strahlführungsrohr 104 auf Hochspannungspotential, nämlich dem Potential der Anode 103 oder auf Masse. Die erste Blendeneinheit 108 weist zahlreiche erste Blendenöffnungen 108A auf, von denen eine in 1 dargestellt ist. Beispielsweise sind zwei erste Blendenöffnungen 108A vorhanden. Jede der zahlreichen ersten Blendenöffnungen 108A weist einen unterschiedlichen Öffnungsdurchmesser auf. Mittels eines Verstellmechanismus (nicht dargestellt) ist es möglich, eine gewünschte erste Blendenöffnung 108A auf eine optische Achse OA des SEM 100 einzustellen. Es wird explizit darauf hingewiesen, dass bei weiteren Ausführungsbeispielen die erste Blendeneinheit 108 nur mit einer einzigen Blendenöffnung 108A versehen sein kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann ein Verstellmechanismus nicht vorgesehen sein. Die erste Blendeneinheit 108 ist dann ortsfest ausgebildet. Zwischen der ersten Kondensorlinse 105 und der zweiten Kondensorlinse 106 ist eine ortsfeste zweite Blendeneinheit 109 angeordnet. Alternativ hierzu ist vorgesehen, die zweite Blendeneinheit 109 beweglich auszubilden.

Die erste Objektivlinse 107 weist Polschuhe 110 auf, in denen eine Bohrung ausgebildet ist. Durch diese Bohrung ist das Strahlführungsrohr 104 geführt. In den Polschuhen 110 sind ferner Spulen 111 angeordnet.

In einem unteren Bereich des Strahlführungsrohrs 104 ist eine elektrostatische Verzögerungseinrichtung angeordnet. Diese weist eine einzelne Elektrode 112 und eine Rohrelektrode 113 auf. Die Rohrelektrode 113 ist an einem Ende des Strahlführungsrohrs 104 angeordnet, welches einem Objekt 114 zugewandt ist. Die Rohrelektrode 113 liegt gemeinsam mit dem Strahlführungsrohr 104 auf dem Potential der Anode 103, während die einzelne Elektrode 112 sowie das Objekt 114 auf einem gegenüber dem Potential der Anode 103 niedrigeren Potential liegen. Im vorliegenden Fall ist dies das Massepotential des Gehäuses der Probenkammer 120. Auf diese Weise können die Elektronen des Primärelektronenstrahls auf eine gewünschte Energie abgebremst werden, die für die Untersuchung des Objekts 114 erforderlich ist.

Das SEM 100 weist ferner eine Rastereinrichtung 115 auf, durch die der Primärelektronenstrahl abgelenkt und über das Objekt 114 gerastert werden kann. Die Elektronen des Primärelektronenstrahls treten dabei in Wechselwirkung mit dem Objekt 114. Als Folge der Wechselwirkung entstehen Wechselwirkungsteilchen, welche detektiert werden. Als Wechselwirkungsteilchen werden insbesondere Elektronen aus der Oberfläche des Objekts 114 emittiert - sogenannte Sekundärelektronen - oder Elektronen des Primärelektronenstrahls zurückgestreut - sogenannte Rückstreuelektronen.

Das Objekt 114 und die einzelne Elektrode 112 können auch auf unterschiedlichen und von Masse verschiedenen Potentialen liegen. Hierdurch ist es möglich, den Ort der Verzögerung des Primärelektronenstrahls in Bezug auf das Objekt 114 einzustellen. Wird beispielsweise die Verzögerung recht nahe zum Objekt 114 durchgeführt, werden Abbildungsfehler kleiner.

Zur Detektion der Sekundärelektronen und/oder der Rückstreuelektronen ist eine Detektoranordnung im Strahlführungsrohr 104 angeordnet, die einen ersten Detektor 116 und einen zweiten Detektor 117 aufweist. Der erste Detektor 116 ist dabei entlang der optischen Achse OA quellenseitig angeordnet, während der zweite Detektor 117 objektseitig entlang der optischen Achse OA im Strahlführungsrohr 104 angeordnet ist. Der erste Detektor 116 und der zweite Detektor 117 sind in Richtung der optischen Achse OA des SEM 100 versetzt zueinander angeordnet. Sowohl der erste Detektor 116 als auch der zweite Detektor 117 weisen jeweils eine Durchgangsöffnung auf, durch welche der Primärelektronenstrahl treten kann. Der erste Detektor 116 und der zweite Detektor 117 liegen annähernd auf dem Potential der Anode 103 und des Strahlführungsrohrs 104. Die optische Achse OA des SEM 100 verläuft durch die jeweiligen Durchgangsöffnungen.

Der zweite Detektor 117 dient hauptsächlich der Detektion von Sekundärelektronen. Die Sekundärelektronen weisen beim Austritt aus dem Objekt 114 zunächst eine geringe kinetische Energie und beliebige Bewegungsrichtungen auf. Durch das von der Rohrelektrode 113 ausgehende starke Absaugfeld werden die Sekundärelektronen in Richtung der ersten Objektivlinse 107 beschleunigt. Die Sekundärelektronen treten annähernd parallel in die erste Objektivlinse 107 ein. Der Bündeldurchmesser des Strahls der Sekundärelektronen bleibt auch in der ersten Objektivlinse 107 klein. Die erste Objektivlinse 107 wirkt nun stark auf die Sekundärelektronen und erzeugt einen vergleichsweise kurzen Fokus der Sekundärelektronen mit ausreichend steilen Winkeln zur optischen Achse OA, so dass die Sekundärelektronen nach dem Fokus weit auseinander laufen und den zweiten Detektor 117 auf seiner aktiven Fläche treffen. An dem Objekt 114 zurückgestreute Elektronen - also Rückstreuelektronen, die im Vergleich zu den Sekundärelektronen eine relativ hohe kinetische Energie beim Austritt aus dem Objekt 114 aufweisen - werden dagegen vom zweiten Detektor 117 nur zu einem geringen Anteil erfasst. Die hohe kinetische Energie und die Winkel der Rückstreuelektronen zur optischen Achse OA bei Austritt aus dem Objekt 114 führen dazu, dass eine Strahltaille, also ein Strahlbereich mit minimalem Durchmesser, der Rückstreuelektronen in der Nähe des zweiten Detektors 117 liegt. Ein großer Teil der Rückstreuelektronen tritt durch die Durchgangsöffnung des zweiten Detektors 117 hindurch. Der erste Detektor 116 dient daher im Wesentlichen zur Erfassung der Rückstreuelektronen.

Bei einer weiteren Ausführungsform des SEM 100 kann der erste Detektor 116 zusätzlich mit einem Gegenfeldgitter 116A ausgebildet sein. Das Gegenfeldgitter 116A ist an der zum Objekt 114 gerichteten Seite des ersten Detektors 116 angeordnet. Das Gegenfeldgitter 116A weist ein hinsichtlich des Potentials des Strahlführungsrohrs 104 negatives Potential derart auf, dass nur Rückstreuelektronen mit einer hohen Energie durch das Gegenfeldgitter 116A zu dem ersten Detektor 116 gelangen. Zusätzlich oder alternativ weist der zweite Detektor 117 ein weiteres Gegenfeldgitter auf, das analog zum vorgenannten Gegenfeldgitter 116A des ersten Detektors 116 ausgebildet ist und eine analoge Funktion aufweist.

Ferner weist das SEM 100 in der Probenkammer 120 einen Kammerdetektor 119 auf, beispielsweise ein Everhart-Thornley-Detektor oder ein Ionendetektor, welcher eine mit Metall beschichtete Detektionsfläche aufweist, welche Licht, insbesondere weißes Licht, abschirmt.

Die mit dem ersten Detektor 116 und dem zweiten Detektor 117 erzeugten Detektionssignale werden verwendet, um ein Bild oder Bilder der Oberfläche des Objekts 114 zu erzeugen.

Es wird explizit darauf hingewiesen, dass die Blendenöffnungen der ersten Blendeneinheit 108 und der zweiten Blendeneinheit 109 sowie die Durchgangsöffnungen des ersten Detektors 116 und des zweiten Detektors 117 übertrieben dargestellt sind. Die Durchgangsöffnung des ersten Detektors 116 und des zweiten Detektors 117 haben eine Ausdehnung senkrecht zur optischen Achse OA im Bereich von 0,5 mm bis 5 mm. Beispielsweise sind sie kreisförmig ausgebildet und weisen einen Durchmesser im Bereich von 1 mm bis 3 mm senkrecht zur optischen Achse OA auf.

Die zweite Blendeneinheit 109 ist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel als Lochblende ausgestaltet und ist mit einer zweiten Blendenöffnung 118 für den Durchtritt des Primärelektronenstrahls versehen, welche eine Ausdehnung im Bereich vom 5 µm bis 500 µm aufweist, beispielsweise 35 µm. Alternativ hierzu ist es bei einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die zweite Blendeneinheit 109 mit mehreren Blendenöffnungen versehen ist, die mechanisch zum Primärelektronenstrahl verschoben werden können oder die unter Verwendung von elektrischen und/oder magnetischen Ablenkelementen vom Primärelektronenstrahl erreicht werden können. Die zweite Blendeneinheit 109 ist als eine Druckstufenblende ausgebildet. Diese trennt einen ersten Bereich, in welchem die Elektronenquelle 101 angeordnet ist und in welchem ein Ultrahochvakuum herrscht (10-7 hPa bis 10-12 hPa), von einem zweiten Bereich, der ein Hochvakuum aufweist (10-3 hPa bis 10-7 hPa). Der zweite Bereich ist der Zwischendruckbereich des Strahlführungsrohrs 104, welcher zur Probenkammer 120 hinführt.

Die Probenkammer 120 steht unter Vakuum. Zur Erzeugung des Vakuums ist an der Probenkammer 120 eine Pumpe (nicht dargestellt) angeordnet. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Probenkammer 120 in einem ersten Druckbereich oder in einem zweiten Druckbereich betrieben. Der erste Druckbereich umfasst nur Drücke kleiner oder gleich 10-3 hPa, und der zweite Druckbereich umfasst nur Drücke größer als 10-3 hPa. Um diese Druckbereiche zu gewährleisten, ist die Probenkammer 120 vakuumtechnisch verschlossen.

Das Objekt 114 ist an einem Probentisch 122 angeordnet. Der Probentisch 122 ist in drei zueinander senkrecht angeordnete Richtungen beweglich ausgebildet, nämlich in eine x-Richtung, in eine y-Richtung und in eine z-Richtung. Darüber hinaus kann der Probentisch 122 um zwei zueinander senkrecht angeordnete Rotationsachsen gedreht werden.

Das SEM 100 weist ferner einen dritten Detektor 121 auf, welcher in der Probenkammer 120 angeordnet ist. Genauer gesagt, ist der dritte Detektor 121 von der Elektronenquelle 101 aus gesehen entlang der optischen Achse OA hinter dem Objekt 114 angeordnet. Der Primärelektronenstrahl durchstrahlt das zu untersuchende Objekt 114. Beim Durchtritt des Primärelektronenstrahls durch das zu untersuchende Objekt 114 treten die Elektronen des Primärelektronenstrahls mit dem Material des zu untersuchenden Objekts 114 in Wechselwirkung. Die durch das zu untersuchende Objekt 114 hindurchtretenden Elektronen werden durch den dritten Detektor 121 detektiert.

In der Probenkammer 120 ist eine Baueinheit 125 des SEM 100 angeordnet. Beispielsweise ist die Baueinheit 125 als Gasinjektionssystem, als Mikromanipulator, als ein weiterer beweglich ausgebildeter Detektor und/oder als eine Ladungskompensationseinheit ausgebildet. Die Erfindung ist auf die vorgenannten Baueinheiten nicht eingeschränkt. Vielmehr ist jede Baueinheit des SEM 100 für die Erfindung verwendbar.

An der Probenkammer 120 ist eine Abbildungseinrichtung 500 angeordnet, auf die weiter unten näher eingegangen wird. Die Abbildungseinrichtung 500, der erste Detektor 116, der zweite Detektor 117 und der Kammerdetektor 119 sind mit einer Kontrolleinheit 123 verbunden, welche einen Monitor 124 aufweist. Auch der dritte Detektor 121 ist mit der Kontrolleinheit 123 verbunden. Dies ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Die Kontrolleinheit 123 verarbeitet Detektionssignale, welche von dem ersten Detektor 116, dem zweiten Detektor 117, dem Kammerdetektor 119 und/oder dem dritten Detektor 121 erzeugt werden und zeigt diese in Form von Bildern auf dem Monitor 124 an. Darüber hinaus dient der Monitor 124 der Anzeige von Bildern, die mit der Abbildungseinrichtung 500 erzeugt werden. Hierauf wird weiter unten näher eingegangen.

2 zeigt ein Teilchenstrahlgerät in Form eines Kombinationsgeräts 200. Das Kombinationsgerät 200 weist zwei Teilchenstrahlsäulen auf. Zum einen ist das Kombinationsgerät 200 mit dem SEM 100 versehen, wie es in der 1 bereits dargestellt ist, allerdings ohne die Probenkammer 120. Vielmehr ist das SEM 100 an einer Probenkammer 201 angeordnet. Die Probenkammer 201 steht unter Vakuum. Zur Erzeugung des Vakuums ist an der Probenkammer 201 eine Pumpe (nicht dargestellt) angeordnet. Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Probenkammer 201 in einem ersten Druckbereich oder in einem zweiten Druckbereich betrieben. Der erste Druckbereich umfasst nur Drücke kleiner oder gleich 10-3 hPa, und der zweite Druckbereich umfasst nur Drücke größer als 10-3 hPa. Um diese Druckbereiche zu gewährleisten, ist die Probenkammer 201 vakuumtechnisch verschlossen.

In der Probenkammer 201 ist ein Kammerdetektor 119 angeordnet, der beispielsweise als ein Everhart-Thornley-Detektor oder ein lonendetektor ausgebildet ist und der eine mit Metall beschichtete Detektionsfläche aufweist, welche Licht, insbesondere weißes Licht, abschirmt.

Das SEM 100 dient der Erzeugung eines ersten Teilchenstrahls, nämlich des bereits weiter oben beschriebenen Primärelektronenstrahls. Zum anderen ist das Kombinationsgerät 200 mit einem lonenstrahlgerät 300 versehen, das ebenfalls an der Probenkammer 201 angeordnet ist.

Das SEM 100 ist hinsichtlich der Probenkammer 201 vertikal angeordnet. Hingegen ist das Ionenstrahlgerät 300 um einen Winkel von ca. 50° geneigt zum SEM 100 angeordnet. Es weist einen zweiten Strahlerzeuger in Form eines Ionenstrahlerzeugers 301 auf. Mit dem lonenstrahlerzeuger 301 werden Ionen erzeugt, die einen zweiten Teilchenstrahl in Form eines lonenstrahls bilden. Die Ionen werden mittels einer Extraktionselektrode 302, die auf einem vorgebbaren Potential liegt, beschleunigt. Der zweite Teilchenstrahl gelangt dann durch eine lonenoptik des lonenstrahlgeräts 300, wobei die lonenoptik eine Kondensorlinse 303 und eine zweite Objektivlinse 304 aufweist. Die zweite Objektivlinse 304 erzeugt schließlich eine Ionensonde, die auf das an einem Probentisch 122 angeordnete Objekt 114 fokussiert wird.

Oberhalb der zweiten Objektivlinse 304 (also in Richtung des Ionenstrahlerzeugers 301) sind eine einstellbare oder auswählbare Blende 306, eine erste Elektrodenanordnung 307 und eine zweite Elektrodenanordnung 308 angeordnet, wobei die erste Elektrodenanordnung 307 und die zweite Elektrodenanordnung 308 als Rasterelektroden ausgebildet sind. Mittels der ersten Elektrodenanordnung 307 und der zweiten Elektrodenanordnung 308 wird der zweite Teilchenstrahl über die Oberfläche des Objekts 114 gerastert, wobei die erste Elektrodenanordnung 307 in eine erste Richtung und die zweite Elektrodenanordnung 308 in eine zweite Richtung wirken, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist. Damit erfolgt das Rastern zum Beispiel in eine x-Richtung. Das Rastern in einer dazu senkrechten y-Richtung erfolgt durch weitere, um 90° verdrehte Elektroden (nicht dargestellt) an der ersten Elektrodenanordnung 307 und an der zweiten Elektrodenanordnung 308.

Wie oben erläutert, ist das Objekt 114 an dem Probentisch 122 angeordnet. Auch bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Probentisch 122 in drei zueinander senkrecht angeordnete Richtungen beweglich ausgebildet, nämlich in eine x-Richtung, in eine y-Richtung und in eine z-Richtung. Darüber hinaus kann der Probentisch 122 um zwei zueinander senkrecht angeordnete Rotationsachsen gedreht werden.

Die in der 2 dargestellten Abstände zwischen den einzelnen Einheiten des Kombinationsgeräts 200 sind übertrieben dargestellt, um die einzelnen Einheiten des Kombinationsgeräts 200 besser darzustellen.

In der Probenkammer 201 ist eine Baueinheit 125 des Kombinationsgeräts 200 angeordnet. Beispielsweise ist die Baueinheit 125 als Gasinjektionssystem, als Mikromanipulator, als ein weiterer beweglich ausgebildeter Detektor und/oder als eine Ladungskompensationseinheit ausgebildet. Die Erfindung ist auf die vorgenannten Baueinheiten nicht eingeschränkt. Vielmehr ist jede Baueinheit des Kombinationsgeräts 200 für die Erfindung verwendbar.

An der Probenkammer 201 ist eine Abbildungseinrichtung 500 angeordnet, auf die weiter unten näher eingegangen wird. Die Abbildungseinrichtung 500 ist mit einer Kontrolleinheit 123 verbunden, welche einen Monitor 124 aufweist. Die Kontrolleinheit 123 verarbeitet Detektionssignale, welche von dem ersten Detektor 116, dem zweiten Detektor 117 (in 2 nicht dargestellt), dem Kammerdetektor 119 und/oder dem dritten Detektor 121 erzeugt werden und zeigt diese in Form von Bildern auf dem Monitor 124 an. Darüber hinaus dient der Monitor 124 der Anzeige von Bildern, die mit der Abbildungseinrichtung 500 erzeugt werden. Hierauf wird weiter unten näher eingegangen.

3 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Teilchenstrahlgeräts nach der Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel des Teilchenstrahlgeräts ist mit dem Bezugszeichen 400 versehen und umfasst einen Spiegelkorrektor zum Korrigieren beispielsweise von chromatischer und/oder sphärischer Aberration. Das Teilchenstrahlgerät 400 umfasst eine Teilchenstrahlsäule 401, die als Elektronenstrahlsäule ausgebildet ist und im Wesentlichen einer Elektronenstrahlsäule eines korrigierten SEM entspricht. Das Teilchenstrahlgerät 400 ist aber nicht auf ein SEM mit einem Spiegelkorrektor eingeschränkt. Vielmehr kann das Teilchenstrahlgerät jegliche Art von Korrektureinheiten umfassen.

Die Teilchenstrahlsäule 401 umfasst einen Teilchenstrahlerzeuger in Form einer Elektronenquelle 402 (Kathode), eine Extraktionselektrode 403 und eine Anode 404. Beispielsweise ist die Elektronenquelle 402 als ein thermischer Feldemitter ausgebildet. Elektronen, die aus der Elektronenquelle 402 austreten, werden zu der Anode 404 aufgrund einer Potentialdifferenz zwischen der Elektronenquelle 402 und der Anode 404 beschleunigt. Demnach wird ein Teilchenstrahl in Form eines Elektronenstrahls entlang einer ersten optischen Achse OA1 gebildet.

Der Teilchenstrahl wird entlang eines Strahlwegs geführt, welcher der ersten optischen Achse OA1 entspricht, nachdem der Teilchenstrahl aus der Elektronenquelle 402 ausgetreten ist. Zur Führung des Teilchenstrahls werden eine erste elektrostatische Linse 405, eine zweite elektrostatische Linse 406 und eine dritte elektrostatische Linse 407 verwendet.

Ferner wird der Teilchenstrahl entlang des Strahlwegs unter Verwendung einer Strahlführungseinrichtung eingestellt. Die Strahlführungseinrichtung dieses Ausführungsbeispiels umfasst eine Quelleneinstelleinheit mit zwei magnetischen Ablenkeinheiten 408, die entlang der ersten optischen Achse OA1 angeordnet sind. Darüber hinaus umfasst das Teilchenstrahlgerät 400 elektrostatische Strahlablenkeinheiten. Eine erste elektrostatische Strahlablenkeinheit 409, die bei einer weiteren Ausführungsform auch als Quadrupol ausgebildet ist, ist zwischen der zweiten elektrostatischen Linse 406 und der dritten elektrostatischen Linse 407 angeordnet. Die erste elektrostatische Strahlablenkeinheit 409 ist ebenfalls hinter den magnetischen Ablenkeinheiten 408 angeordnet. Eine erste Multipoleinheit 409A in Form einer ersten magnetischen Ablenkeinheit ist an einer Seite der ersten elektrostatischen Strahlablenkeinheit 409 angeordnet. Darüber hinaus ist eine zweite Multipoleinheit 409B in Form einer zweiten magnetischen Ablenkeinheit an der anderen Seite der ersten elektrostatischen Strahlablenkeinheit 409 angeordnet. Die erste elektrostatische Strahlablenkeinheit 409, die erste Multipoleinheit 409A und die zweite Multipoleinheit 409B werden zur Einstellung des Teilchenstrahls hinsichtlich der Achse der dritten elektrostatischen Linse 407 und des Eingangsfensters einer Strahlablenkeinrichtung 410 eingestellt. Die erste elektrostatische Strahlablenkeinheit 409, die erste Multipoleinheit 409A und die zweite Multipoleinheit 409B können wie ein Wienfilter zusammenwirken. Am Eingang der Strahlablenkeinrichtung 410 ist ein weiteres magnetisches Ablenkelement 432 angeordnet.

Die Strahlablenkeinrichtung 410 wird als Teilchenstrahlablenker verwendet, welcher den Teilchenstrahl in einer bestimmten Weise ablenkt. Die Strahlablenkeinrichtung 410 umfasst mehrere magnetische Sektoren, nämlich einen ersten magnetischen Sektor 411A, einen zweiten magnetischen Sektor 411B, einen dritten magnetischen Sektor 411C, einen vierten magnetischen Sektor 411D, einen fünften magnetischen Sektor 411E, einen sechsten magnetischen Sektor 411F und einen siebten magnetischen Sektor 411G. Der Teilchenstrahl tritt in die Strahlablenkeinrichtung 410 entlang der ersten optischen Achse OA1 ein und wird durch die Strahlablenkeinrichtung 410 in die Richtung einer zweiten optischen Achse OA2 abgelenkt. Die Strahlablenkung erfolgt mittels des ersten magnetischen Sektors 411A, mittels des zweiten magnetischen Sektors 411B und mittels des dritten magnetischen Sektors 411C um einen Winkel von 30° bis 120°. Die zweite optische Achse OA2 ist in demselben Winkel zu der ersten optischen Achse OA1 ausgerichtet. Die Strahlablenkeinrichtung 410 lenkt auch den Teilchenstrahl ab, welcher entlang der zweiten optischen Achse OA2 geführt ist, und zwar in die Richtung einer dritten optischen Achse OA3. Die Strahlablenkung wird durch den dritten magnetischen Sektor 411C, den vierten magnetischen Sektor 411D und den fünften magnetischen Sektor 411E bereitgestellt. Bei dem Ausführungsbeispiel in 3 wird die Ablenkung zu der zweiten optischen Achse OA2 und zu der dritten optischen Achse OA3 durch Ablenkung des Teilchenstrahls in einem Winkel von 90° bereitgestellt. Somit verläuft die dritte optische Achse OA3 koaxial zu der ersten optischen Achse OA1. Es wird aber darauf hingewiesen, dass das Teilchenstrahlgerät 400 nach der hier beschriebenen Erfindung nicht auf Ablenkwinkel von 90° eingeschränkt ist. Vielmehr kann jeder geeignete Ablenkwinkel durch die Strahlablenkeinrichtung 410 gewählt werden, beispielsweise 70° oder 110°, so dass die erste optische Achse OA1 nicht koaxial zu der dritten optischen Achse OA3 verläuft. Hinsichtlich weiterer Details der Strahlablenkeinrichtung 410 wird Bezug auf die WO 2002/067286 A2 genommen.

Nachdem der Teilchenstrahl durch den ersten magnetischen Sektor 411A, den zweiten magnetischen Sektor 411B und den dritten magnetischen Sektor 411C abgelenkt wurde, wird der Teilchenstrahl entlang der zweiten optischen Achse OA2 geführt. Der Teilchenstrahl wird zu einem elektrostatischen Spiegel 414 geführt und verläuft auf seinem Weg zu dem elektrostatischen Spiegel 414 entlang einer vierten elektrostatischen Linse 415, einer dritten Multipoleinheit 416A in Form einer magnetischen Ablenkeinheit, einer zweiten elektrostatischen Strahlablenkeinheit 416, einer dritten elektrostatischen Strahlablenkeinheit 417 und einer vierten Multipoleinheit 416B in Form einer magnetischen Ablenkeinheit. Der elektrostatische Spiegel 414 umfasst eine erste Spiegelelektrode 413A, eine zweite Spiegelelektrode 413B und eine dritte Spiegelelektrode 413C. Elektronen des Teilchenstrahls, die an dem elektrostatischen Spiegel 414 zurückreflektiert werden, verlaufen wieder entlang der zweiten optischen Achse OA2 und treten wieder in die Strahlablenkeinrichtung 410 ein. Sie werden dann durch den dritten magnetischen Sektor 411C, den vierten magnetischen Sektor 411D und den fünften magnetischen Sektor 411E zu der dritten optischen Achse OA3 abgelenkt.

Die Elektronen des Teilchenstrahls treten aus der Strahlablenkeinrichtung 410 aus und werden entlang der dritten optischen Achse OA3 zu dem Objekt 425 geführt, das untersucht werden soll. Auf dem Weg zum Objekt 425 wird der Teilchenstrahl zu einer fünften elektrostatischen Linse 418, einem Strahlführungsrohr 420, einer fünften Multipoleinheit 418A, einer sechsten Multipoleinheit 418B und einer Objektivlinse 421 geführt. Die fünfte elektrostatische Linse 418 ist eine elektrostatische Immersionslinse. Der Teilchenstrahl wird durch die fünfte elektrostatische Linse 418 auf ein elektrisches Potential des Strahlführungsrohrs 420 abgebremst oder beschleunigt.

Der Teilchenstrahl wird durch die Objektivlinse 421 in eine Fokusebene fokussiert, in welcher das Objekt 425 angeordnet ist. Das Objekt 425 ist an einem beweglichen Probentisch 424 angeordnet. Der bewegliche Probentisch 424 ist in einer Probenkammer 426 des Teilchenstrahlgeräts 400 angeordnet. Der Probentisch 424 ist in drei zueinander senkrecht angeordnete Richtungen beweglich ausgebildet, nämlich in eine x-Richtung, in eine y-Richtung und in eine z-Richtung. Darüber hinaus kann der Probentisch 424 um zwei zueinander senkrecht angeordnete Rotationsachsen gedreht werden. Die Probenkammer 426 steht unter Vakuum. Zur Erzeugung des Vakuums ist an der Probenkammer 426 eine Pumpe (nicht dargestellt) angeordnet. Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Probenkammer 426 in einem ersten Druckbereich oder in einem zweiten Druckbereich betrieben. Der erste Druckbereich umfasst nur Drücke kleiner oder gleich 10-3 hPa, und der zweite Druckbereich umfasst nur Drücke größer als 10-3 hPa. Um diese Druckbereiche zu gewährleisten, ist die Probenkammer 426 vakuumtechnisch verschlossen.

Die Objektivlinse 421 kann als eine Kombination einer magnetischen Linse 422 und einer sechsten elektrostatischen Linse 423 ausgebildet sein. Das Ende des Strahlführungsrohrs 420 kann ferner eine Elektrode einer elektrostatischen Linse sein. Teilchen des Teilchenstrahlgeräts werden - nachdem sie aus dem Strahlführungsrohr 420 austreten - auf ein Potential des Objekts 425 abgebremst, das auf dem Probentisch 424 angeordnet ist. Die Objektivlinse 421 ist nicht auf eine Kombination der magnetischen Linse 422 und der sechsten elektrostatischen Linse 423 eingeschränkt. Vielmehr kann die Objektivlinse 421 jegliche geeignete Form annehmen. Beispielsweise kann die Objektivlinse 421 auch als rein magnetische Linse oder als rein elektrostatische Linse ausgebildet sein.

Der Teilchenstrahl, der auf das Objekt 425 fokussiert wird, wechselwirkt mit dem Objekt 425. Es werden Wechselwirkungsteilchen erzeugt. Insbesondere werden Sekundärelektronen aus dem Objekt 425 emittiert oder Rückstreuelektronen werden an dem Objekt 425 zurückgestreut. Die Sekundärelektronen oder die Rückstreuelektronen werden wieder beschleunigt und in das Strahlführungsrohr 420 entlang der dritten optischen Achse OA3 geführt. Insbesondere verlaufen die Bahnen der Sekundärelektronen und der Rückstreuelektronen auf dem Weg des Strahlverlaufs des Teilchenstrahls in entgegengesetzter Richtung zum Teilchenstrahl.

Das Teilchenstrahlgerät 400 umfasst einen ersten Analysedetektor 419, welcher entlang des Strahlwegs zwischen der Strahlablenkeinrichtung 410 und der Objektivlinse 421 angeordnet ist. Sekundärelektronen, welche in Richtungen verlaufen, die hinsichtlich der dritten optischen Achse OA3 in einem großen Winkel ausgerichtet sind, werden durch den ersten Analysedetektor 419 detektiert. Rückstreuelektronen und Sekundärelektronen, welche hinsichtlich der dritten optischen Achse OA3 am Ort des ersten Analysedetektors 419 einen kleinen Achsenabstand haben - d.h. Rückstreuelektronen und Sekundärelektronen, welche am Ort des ersten Analysedetektors 419 einen kleinen Abstand von der dritten optischen Achse OA3 aufweisen - treten in die Strahlablenkeinrichtung 410 ein und werden durch den fünften magnetischen Sektor 411E, den sechsten magnetischen Sektor 411F und den siebten magnetischen Sektor 411G entlang eines Detektionsstrahlwegs 427 zu einem zweiten Analysedetektor 428 abgelenkt. Der Ablenkwinkel beträgt beispielsweise 90° oder 110°.

Der erste Analysedetektor 419 erzeugt Detektionssignale, die weitgehend durch emittierte Sekundärelektronen erzeugt werden. Die Detektionssignale, die durch den ersten Analysedetektor 419 erzeugt werden, werden zu einer Kontrolleinheit 123 geführt und werden verwendet, um Informationen über die Eigenschaften des Wechselwirkungsbereichs des fokussierten Teilchenstrahls mit dem Objekt 425 zu erhalten. Insbesondere wird der fokussierte Teilchenstrahl über das Objekt 425 unter Verwendung einer Rastereinrichtung 429 gerastert. Durch die Detektionssignale, die durch den ersten Analysedetektor 419 erzeugt werden, kann dann ein Bild des gerasterten Bereichs des Objekts 425 erzeugt und auf einer Darstellungseinheit angezeigt werden. Die Darstellungseinheit ist beispielsweise ein Monitor 124, der an der Kontrolleinheit 123 angeordnet ist.

Auch der zweite Analysedetektor 428 ist mit der Kontrolleinheit 123 verbunden. Detektionssignale des zweiten Analysedetektors 428 werden zur Kontrolleinheit 123 geführt und verwendet, um ein Bild des gerasterten Bereichs des Objekts 425 zu erzeugen und auf einer Darstellungseinheit anzuzeigen. Die Darstellungseinheit ist beispielsweise der Monitor 124, der an der Kontrolleinheit 123 angeordnet ist.

In der Probenkammer 426 ist eine Baueinheit 125 des Teilchenstrahlgeräts 400 angeordnet. Beispielsweise ist die Baueinheit 125 als Gasinjektionssystem, als Mikromanipulator, als ein weiterer beweglich ausgebildeter Detektor und/oder als eine Ladungskompensationseinheit ausgebildet. Die Erfindung ist auf die vorgenannten Baueinheiten nicht eingeschränkt. Vielmehr ist jede Baueinheit des Teilchenstrahlgeräts 400 für die Erfindung verwendbar.

An der Probenkammer 426 ist eine Abbildungseinrichtung 500 angeordnet, auf die weiter unten näher eingegangen wird. Die Abbildungseinrichtung 500 ist mit der Kontrolleinheit 123 verbunden, welche den Monitor 124 aufweist. Die Kontrolleinheit 123 verarbeitet Detektionssignale der Abbildungseinrichtung 500 und zeigt diese in Form von Bildern auf dem Monitor 124 an. Hierauf wird weiter unten näher eingegangen.

4 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Abbildungseinrichtung 500, die beispielsweise in einem der oben beschriebenen Teilchenstrahlgeräte, nämlich dem SEM 100, dem Kombinationsgerät 200 und dem Teilchenstrahlgerät 400 angeordnet ist. Nachfolgend werden das SEM 100, das Kombinationsgerät 200 und das Teilchenstrahlgerät 400 gemeinsam auch Teilchenstrahlgeräte 100, 200 und 400 genannt.

Die Abbildungseinrichtung 500 weist eine Beleuchtungseinheit 501 auf. Die Beleuchtungseinheit 501 leuchtet das Objekt 114 oder 425 und/oder die Baueinheit 125 mit Beleuchtungslicht aus. In einem ersten Schaltzustand der Beleuchtungseinheit 501 weist das Beleuchtungslicht ausschließlich Licht eines ersten Spektralbereichs auf. Beispielsweise weist das Beleuchtungslicht nur eine bestimmte Wellenlänge des ersten Spektralbereichs auf. Alternativ ist es beispielsweise vorgesehen, dass das Beleuchtungslicht eine Überlagerung eines ersten Lichts mit einer ersten Wellenlänge und eines zweiten Lichts mit einer zweiten Wellenlänge ist, wobei die erste Wellenlänge und die zweite Wellenlänge im ersten Spektralbereich liegen. In einem zweiten Schaltzustand der Beleuchtungseinheit 501 weist das Beleuchtungslicht ausschließlich Licht eines zweiten Spektralbereichs auf. Beispielsweise weist das Beleuchtungslicht nur eine bestimmte Wellenlänge des zweiten Spektralbereichs auf. Alternativ ist es beispielsweise vorgesehen, dass das Beleuchtungslicht eine Überlagerung eines dritten Lichts mit einer dritten Wellenlänge und eines vierten Lichts mit einer vierten Wellenlänge ist, wobei die dritte Wellenlänge und die vierte Wellenlänge im zweiten Spektralbereich liegen.

Bei einer Ausführungsform ist es beispielsweise vorgesehen, dass der erste Spektralbereich und der zweite Spektralbereich sich geringfügig überlappen, wobei ein Überlappungsbereich beispielsweise kleiner als 20 nm ist. Bei dieser Ausführungsform ist es dann beispielsweise vorgesehen, dass das Licht des ersten Spektralbereichs weniger als 10% oder weniger als 5% oder weniger als 1% Anteil der Wellenlängen aus dem Überlappungsbereich aufweist. Ferner ist es bei dieser Ausführungsform beispielsweise vorgesehen, dass das Licht des zweiten Spektralbereichs weniger als 10% oder weniger als 5% oder weniger als 1% Anteil der Wellenlängen aus dem Überlappungsbereich aufweist. Bei einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass der erste Spektralbereich und der zweite Spektralbereich unterschiedlich sind. Der erste Spektralbereich und der zweite Spektralbereich weisen dann keine gemeinsame Schnittmenge auf.

Zur Erzeugung des Lichts des ersten Spektralbereichs weist die Beleuchtungseinheit 501 eine erste Leuchteinheit 502 auf. Die Leuchteinheit 502 ist mit einer ersten Filtereinheit (nicht dargestellt) versehen, die derart ausgestaltet ist, dass Licht, das keine Wellenlänge des ersten Spektralbereichs aufweist, aus dem von der ersten Leuchteinheit 502 erzeugten Licht herausgefiltert wird. Alternativ ist es vorgesehen, dass die erste Leuchteinheit 502 ausschließlich Licht des ersten Spektralbereichs erzeugt. Der erste Spektralbereich umfasst beispielsweise den Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm, wobei die Bereichsgrenzen mit eingeschlossen sind.

Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der Abbildungseinrichtung 500 ist die erste Leuchteinheit 502 als eine weißes Licht abstrahlende LED ausgebildet. Beispielsweise ist dies eine LED, die nach dem Prinzip der Lumineszenz-Wellenlängenkonversion arbeitet. Bei diesem Prinzip werden emittierte blaue Strahlungsanteile der LED genutzt, um mit einer Phosphorbeimischung anteilig in gelbliches Licht umgewandelt zu werden. In der Summe ergeben die erzeugten Spektren demnach weißes Licht.

Die Beleuchtungseinheit 501 der Abbildungseinrichtung 500 weist auch eine zweite Leuchteinheit 503 zur Erzeugung von Licht eines zweiten Spektralbereichs auf. Die zweite Leuchteinheit 503 ist mit einer zweiten Filtereinheit (nicht dargestellt) versehen, die derart ausgestaltet ist, dass Licht, das keine Wellenlänge des zweiten Spektralbereichs aufweist, aus dem von der zweiten Leuchteinheit 503 erzeugten Licht herausgefiltert wird. Alternativ hierzu ist es vorgesehen, dass die zweite Leuchteinheit 503 ausschließlich Licht des zweiten Spektralbereichs erzeugt. Beispielsweise liegt der zweite Spektralbereich im Bereich von 780 nm bis 3 µm, wobei die Bereichsgrenzen mit eingeschlossen sind. Die zweite Leuchteinheit 503 ist beispielsweise als Infrarot-LED ausgebildet, die Licht im Nahinfrarotbereich emittiert. Beispielsweise emittiert die Infrarot-LED Infrarotlicht mit einer Wellenlänge von 950 nm. Es wird explizit darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf diese Wellenlänge eingeschränkt ist. Vielmehr kann für das Licht des zweiten Spektralbereichs jede Wellenlänge verwendet werden, welche für die Durchführung der Erfindung geeignet ist.

Wie oben bereits erwähnt, weist die Beleuchtungseinheit 501 einen ersten Schaltzustand und einen zweiten Schaltzustand auf. Diese Schaltzustände werden mit einer Steuereinheit 506 der Abbildungseinrichtung 500 gesteuert. Mit anderen Worten ausgedrückt, schaltet die Steuereinheit 506 die Beleuchtungseinheit 501 in den ersten Schaltzustand oder in den zweiten Schaltzustand.

Die Abbildungseinrichtung 500 gemäß der 4 weist eine Kameraeinheit 504 auf. Die Kameraeinheit 504 dient zur Aufnahme von Bildern des Objektes 114 oder 425 und/oder der Baueinheit 125. Hierzu ist die Kameraeinheit 504 mit einer Detektionseinheit 505 ausgebildet. Beispielsweise ist die Detektionseinheit 505 ein CCD oder ein CMOS. Die Detektionseinheit 505 weist eine Detektorempfindlichkeit auf. Diese Detektorempfindlichkeit ist sowohl für das Licht des ersten Spektralbereichs im ersten Schaltzustand der Beleuchtungseinheit 501 als auch für das Licht des zweiten Spektralbereichs im zweiten Schaltzustand der Beleuchtungseinheit 501 konfiguriert. Mit anderen Worten ausgedrückt, detektiert die Detektionseinheit 505 der Kameraeinheit 504 sowohl das Licht des ersten Spektralbereichs als auch das Licht des zweiten Spektralbereichs.

5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Abbildungseinrichtung 500, die beispielsweise in einem der Teilchenstrahlgeräte 100, 200 und 400 angeordnet ist. Das zweite Ausführungsbeispiel der Abbildungseinrichtung 500 gemäß der 5 beruht auf dem Ausführungsbeispiel der Abbildungseinrichtung 500 gemäß der 4. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es wird daher auf die oben gemachten Ausführungen verwiesen, die auch für das zweite Ausführungsbeispiel der Abbildungseinrichtung 500 gelten. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel der Abbildungseinrichtung 500 gemäß der 4 weist das zweite Ausführungsbeispiel der Abbildungseinrichtung 500 gemäß der 5 jedoch eine etwas unterschiedliche Beleuchtungseinheit 501 auf. Auch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Beleuchtungseinheit 501 zur Ausleuchtung des Objekts 114 oder 425 und/oder der Baueinheit 125 mit Beleuchtungslicht vorgesehen. In dem ersten Schaltzustand der Beleuchtungseinheit 501 weist das Beleuchtungslicht ausschließlich Licht des ersten Spektralbereichs auf. In dem zweiten Schaltzustand weist das Beleuchtungslicht ausschließlich Licht des zweiten Spektralbereichs auf. Zur Erzeugung des Lichts des ersten Spektralbereichs weist die erste Leuchteinheit 502 mehrere LEDs auf, nämlich eine erste LED 502A, eine zweite LED 502B sowie eine dritte LED 502C. Die erste LED 502A strahlt rotes Licht ab. Hingegen strahlt die zweite LED 502B grünes Licht ab. Die dritte LED 502C wiederum strahlt blaues Licht ab. Durch Mischung des roten, grünen und blauen Lichts wird Licht erzeugt, welches als weißes Licht wahrgenommen wird.

6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Beleuchtungseinheit 501. Das Ausführungsbeispiel der Beleuchtungseinheit 501 gemäß der 6 beruht auf dem Ausführungsbeispiel der Beleuchtungseinheit 501 gemäß der 4. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es wird daher auf die oben gemachten Ausführungen verwiesen, die auch für das Ausführungsbeispiel der Beleuchtungseinheit 501 gemäß der 6 gelten. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Beleuchtungseinheit 501 gemäß der 4 weist das weitere Ausführungsbeispiel der Beleuchtungseinheit 501 gemäß der 6 zahlreiche erste Leuchteinheiten 502 und zweite Leuchteinheiten 503 auf, die alternierend und ringförmig an der Beleuchtungseinheit 501 angeordnet sind. Die ersten Leuchteinheiten 502 und die zweiten Leuchteinheiten 503 weisen dieselben Funktionen auf, die weiter oben bereits erläutert wurden.

7 zeigt ein wiederum weiteres Ausführungsbeispiel der Beleuchtungseinheit 501. Dieses weitere Ausführungsbeispiel der Beleuchtungseinheit 501 gemäß der 7 beruht auf dem Ausführungsbeispiel der Beleuchtungseinheit 501 gemäß der 5. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es wird auf die oben gemachten Ausführungen verwiesen, die auch für das weitere Ausführungsbeispiel der Beleuchtungseinheit 501 gemäß der 7 gelten. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Beleuchtungseinheit 501 gemäß der 5 weist das weitere Ausführungsbeispiel der Beleuchtungseinheit 501 gemäß der 7 zahlreiche erste Leuchteinheiten 502 und zweite Leuchteinheiten 503 auf, die alternierend und ringförmig an der Beleuchtungseinheit 501 angeordnet sind. Jede der Leuchteinheiten 502 weist mehrere LEDs auf, nämlich eine erste LED 502A, eine zweite LED 502B sowie eine dritte LED 502C. Die erste LED 502A, die zweite LED 502B, die dritte LED 502C sowie die zweite Leuchteinheit 503 weisen dieselben Funktionen auf, die bereits weiter oben erläutert wurden. Diese gelten auch für dieses Ausführungsbeispiel.

Die Ausführungsbeispiele gemäß den 6 und 7 weisen den Vorteil auf, dass eine Ansteuerung der ersten Leuchteinheiten 502 und der zweiten Leuchteinheiten 503 derart erfolgen kann, dass eine Beleuchtung von Sektoren innerhalb der Probenkammern 120, 201 oder 426 vorgenommen werden kann. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist die Richtung der Abstrahlung des Lichts des ersten Spektralbereichs und des Lichts des zweiten Spektralbereichs frei wählbar. Hierdurch können gegebenenfalls Reflexionen innerhalb der Probenkammer 120, 201 oder 426 verringert werden, welche die Funktionsweise der Detektoren 116, 117, 121, 419 oder 428 beeinträchtigen.

8 zeigt ein Verfahren zum Betrieb der oben beschriebenen Teilchenstrahlgeräte 100, 200 und 400. In einem Verfahrensschritt S1 wird die Beleuchtungseinheit 501 mit der Steuereinheit 506 in den ersten Schaltzustand geschaltet. Im ersten Schaltzustand erzeugt die Beleuchtungseinheit 501 ausschließlich Licht des ersten Spektralbereichs in Form von weißem Licht. In einem Verfahrensschritt S2 wird nun das Objekt 114 oder 425 und/oder die Baueinheit 125 mit dem Licht des ersten Spektralbereichs ausgeleuchtet. Im Verfahrensschritt S3 wird dann mittels der Kameraeinheit 504 ein Farbbild oder werden mehrere Farbbilder aufgenommen und auf dem Monitor 124 dargestellt.

Im Verfahrensschritt S4 wird geprüft, ob eine weitere Aufnahme und eine Erzeugung von Farbbildern möglich sind. Die weitere Aufnahme und eine Erzeugung von Farbbildern können in mehreren Fällen möglich sein. Sie sind beispielsweise dann möglich, wenn das Objekt 114 oder 425 nicht mit einem Teilchenstrahl des Teilchenstrahlgeräts 100, 200 oder 400 abgebildet wird. In diesem Fall ist die Ausleuchtung des Objekts 114 oder 425 und/oder der Baueinheit 125 mit Licht des ersten Spektralbereichs in Form von weißem Licht ohne weiteres möglich, da die Detektoren 116, 117, 121, 419 und 428 der Teilchenstrahlgeräte 100, 200 und 400 nicht verwendet werden. Es kann demnach in diesem Fall keine Störung bei den Detektoren 116, 117, 121, 419 und 428 der Teilchenstrahlgeräte 100, 200 und 400 auftreten. Eine weitere Aufnahme und eine Erzeugung von Farbbildern sind auch in dem Fall möglich, wenn die Detektoren 116, 117, 119, 121, 419 und 428 der Teilchenstrahlgeräte 100, 200 und 400 für Licht des ersten Spektralbereichs nicht sensitiv sind oder nicht betrieben werden. Wenn sie nicht sensitiv sind, ist eine gleichzeitige Aufnahme von Farbbildern mit der Abbildungseinrichtung 500 und eine Abbildung des Objekts 114 oder 425 mittels des auf das Objekt 114 oder 425 einfallenden Teilchenstrahls und den Detektoren 116, 117, 119, 121, 419 und 428 der Teilchenstrahlgeräte 100, 200 und 400 möglich. Eine weitere Aufnahme und eine Erzeugung von Farbbildern sind insbesondere auch in dem Fall möglich, wenn die Detektoren derart in den Teilchenstrahlgeräten 100, 200 und 400 angeordnet sind, dass kein oder nur sehr wenig Licht des ersten Spektralbereichs auf diese Detektoren einfallen kann. Beispielsweise sind dies der zweite Detektor 117 des SEM 100 oder der zweite Analysedetektor 428 des Teilchenstrahlgeräts 400.

Zusätzlich kann im Verfahrensschritt S4 geprüft werden, ob eine weitere Aufnahme und eine Erzeugung von Farbbildern gewünscht, aber aufgrund einer möglichen Störung der Detektoren 116, 117, 119, 121, 419 und 428 durch Licht des ersten Spektralbereichs nicht möglich sind. Dann ist es vorgesehen, beispielsweise den Detektor 116, 117, 119, 121, 419 und 428 im ersten Schaltzustand abzuschalten. Zusätzlich oder alternativ hierzu ist es vorgesehen, dass die Detektoren 116, 117, 119, 121, 419 und 428 derart in eine Position bewegt werden, dass im ersten Schaltzustand kein Licht des ersten Spektralbereichs auf die Detektoren 116, 117, 119, 121, 419 und 428 trifft. Wiederum zusätzlich oder alternativ hierzu ist es vorgesehen, dass die Detektoren 116, 117, 119, 121, 419 und 428 in eine Position derart bewegt werden, dass im ersten Schaltzustand nur eine minimale Intensität des Lichts des ersten Spektralbereichs auf die Detektoren 116, 117, 119, 121, 419 und 428 trifft. In allen vorgenannten Fällen ist es dann möglich, weiterhin Farbbilder des Objekts 114 oder 425 und/oder der Baueinheit 125 mit Licht des ersten Spektralbereichs zu erzeugen.

Wenn eine weitere Aufnahme von Farbbildern möglich ist, wird der Verfahrensschritt S3 wiederholt. Wenn jedoch im Verfahrensschritt S4 festgestellt wird, dass eine weitere Aufnahme von Farbbildern nicht möglich ist - beispielsweise weil eine gleichzeitige Abbildung des Objekts 114 oder 425 mit dem Teilchenstrahl der Teilchenstrahlgeräte 100, 200 und 400 nicht möglich ist und/oder weil die Detektoren 116, 117, 119, 121, 419 und 428 der Teilchenstrahlgeräte 100, 200 und 400 durch Licht des ersten Spektralbereichs gestört werden - dann schaltet im Verfahrensschritt S5 die Steuereinheit 506 die Beleuchtungseinheit 501 in den zweiten Schaltzustand. Im zweiten Schaltzustand wird dann das Objekt 114 oder 425 und/oder die Baueinheit 125 mit Licht des zweiten Spektralbereichs ausgeleuchtet (Verfahrensschritt S6). Wie oben erwähnt, ist das Licht des zweiten Spektralbereichs Infrarotlicht. Mit der Kameraeinheit 504 werden nun Schwarz-Weiß-Bilder des Objekts 114 oder 425 und/oder der Baueinheit 125 aufgenommen (Verfahrensschritt S7) und auf dem Monitor 124 dargestellt.

9 zeigt einen weiteren Verfahrensschritt S2A, der bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der 8 zwischen den Verfahrensschritten S2 und S3 durchgeführt wird. Im Verfahrensschritt S2A wird die Intensität des Lichts des ersten Spektralbereichs mit der Steuereinheit 506 eingestellt und geregelt. 10 zeigt einen weiteren Verfahrensschritt S6A, der bei einem wiederum weiteren Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der 8 zwischen den Verfahrensschritten S6 und S7 durchgeführt wird. Im Verfahrensschritt S6A wird die Intensität des Lichts des zweiten Spektralbereichs mit der Steuereinheit 506 eingestellt und geregelt. Die Ausführungsbeispiele der 9 und 10 gewährleisten, dass störende Einflüsse auf einen Detektor, beispielsweise der Detektoren 116, 117, 119, 121, 419 und 428 auf ein Minimum reduziert werden und gleichzeitig eine gute Abbildung des Objekts 114 oder 425 und/oder der Baueinheit 125 mit der Abbildungseinrichtung 500 gewährleistet ist.

Die Erfindung gewährleistet, dass eine Abbildung des Objekts 114 oder 425 und/oder der Baueinheit 125 mit der Kameraeinheit 504 in jedem Betriebszustand des Teilchenstrahlgeräts 100, 200 oder 400 möglich ist. Die Aufnahme von Farbbildern mit der Kameraeinheit 504 wird beispielsweise solange gewährleistet, bis eine gleichzeitige Aufnahme von Farbbildern und eine Abbildung des Objekts 114 oder 425 mit dem Teilchenstrahl des Teilchenstrahlgeräts 100, 200 oder 400 nicht mehr möglich sind. Mittels der erzeugten Farbbilder sind auch farblich gekennzeichnete oder ausgestaltete Objekte gut erkennbar. Sollte beispielsweise nun eine gleichzeitige Aufnahme von Farbbildern und eine Abbildung des Objekts 114 oder 425 oder der Baueinheit 125 mit dem Teilchenstrahl des Teilchenstrahlgeräts 100, 200 oder 400 nicht mehr möglich sein, schaltet die Steuereinheit 506 die Beleuchtungseinheit 501 in den zweiten Schaltzustand. Im zweiten Schaltzustand wird Licht des zweiten Spektralbereichs, nämlich Infrarotlicht, zur Ausleuchtung und Abbildung des Objekts 114 oder 425 und/oder der Baueinheit 125 verwendet. Es werden dann Schwarz-Weiß-Bilder des Objekts 114 oder 425 und/oder der Baueinheit 125 erzeugt. Das Licht des zweiten Spektralbereichs ist derart ausgestaltet, dass eine gleichzeitige Aufnahme eines Bildes des Objekts 114 oder 425 und/oder der Baueinheit 125 mit der Kameraeinheit 504 und eine Abbildung des Objekts 114 oder 425 durch Detektion von Wechselwirkungsteilchen mit den Detektoren 116, 117, 119, 121, 419 und 428 möglich ist. Somit ist auch stets gewährleistet, dass das Objekt 114 oder 425 und/oder die Baueinheit 125 in jedem Betriebszustand des Teilchenstrahlgeräts 100, 200 oder 400 beobachtbar sind/ist und beispielweise die Position des Objekts 114 oder 425 mittels des Probentisches 122 und 424 und/oder die Position der Baueinheit 125 kontrolliert eingestellt werden können/kann.

Bei einem Teilchenstrahlgerät mit einer Abbildungseinrichtung nach der Erfindung kann der erste Spektralbereich das gesamte sichtbare Spektrum mit dem gesamten Wellenlängenbereich von 400 nm bis 700 nm oder einen wesentlichen Anteil des sichtbaren Spektrums, mindestens mit dem Wellenlängenbereich von 450 nm bis 650 nm, aufweisen. Der zweite Spektralbereich kann dann so gewählt sein, dass mindestens ein in der Probenkammer des Teilchenstrahlgeräts oder in der Nähe der Probenkammer im Strahlrohr des Teilchenstrahlgeräts angeordneter Detektor, der zum Nachweis von Wechselwirkungsprodukten des Teilchenstrahls mit dem Objekt dient, zwar für Licht in dem ersten Spektralbereich empfindlich, aber für Licht im zweiten Spektralbereich unempfindlich ist. Sind in der Probenkammer oder in der Nähe der Probenkammer im Strahlrohr des Teilchenstrahlgeräts mehrere Detektoren für die Detektion von Wechselwirkungsprodukten des Teilchenstrahls mit dem Objekt angeordnet, dann sollten alle diese Detektoren für Licht des zweiten Spektralbereichs unempfindlich sein. Die Steuereinheit kann dabei so ausgebildet sein, dass sie bevorzugt die Beleuchtungseinheit der Abbildungseinrichtung im ersten Schaltzustand betreibt, in dem das Beleuchtungslicht den ersten Spektralbereich aufweist, und die Beleuchtungseinheit dann und nur dann in den zweiten Schaltzustand schaltet, wenn mindestens ein in der Probenkammer des Teilchenstrahlgeräts oder in der Nähe der Probenkammer im Strahlrohr des Teilchenstrahlgeräts angeordneter Detektor, der zum Nachweis von Wechselwirkungsprodukten des Teilchenstrahls mit dem Objekt dient und der für Licht im ersten Spektralbereich empfindlich ist, in Betrieb ist. Auf diese Weise können mit der Abbildungseinrichtung bevorzugt Farbbilder des Innenraums der Probenkammer erzeugt und bereitgestellt werden, außer genau in den Fällen, in denen die Aufnahme von Farbbildern zu störenden Detektionssignalen führen würde; aber selbst dann, wenn Detektoren betrieben werden, die für das für die Aufnahme von Farbbildern erforderliche Beleuchtungslicht empfindlich sind, können noch Schwarz-Weiß-Bilder vom Innenraum der Probenkammer bereitgestellt werden.

In einer weiteren Ausführungsform kann die Steuereinheit der Abbildungseinrichtung noch einen dritten Schaltzustand aufweisen, in dem die Beleuchtungseinheit vollständig ausgeschaltet ist, also überhaupt kein Beleuchtungslicht von der Beleuchtungseinheit zur Verfügung gestellt wird. Dieser dritte Schaltzustand wird von der Steuereinheit dann und nur dann eingestellt, wenn sämtliche in der Probenkammer oder in der Nähe der Probenkammer im Strahlrohr des Teilchenstrahlgeräts angeordnete und im Betrieb befindliche Detektoren für die Detektion von Wechselwirkungsprodukten des Teilchenstrahls mit dem Objekt mindestens entweder für Licht im ersten Spektralbereich oder für Licht im zweiten Spektralbereich empfindlich sind, oder wenn der Benutzer diesen dritten Schaltzustand manuell einstellt. In diesem dritten Schaltzustand können dann zwar von der Abbildungseinrichtung keine Bilder vom Innenraum der Probenkammer bereitgestellt werden, aber es ist sichergestellt, dass die mit den Detektoren gewonnenen Bildsignale nicht durch Beleuchtungslicht der Abbildungseinrichtung gestört werden.

Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Sie kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.

Bezugszeichenliste

100
SEM
101
Elektronenquelle
102
Extraktionselektrode
103
Anode
104
Strahlführungsrohr
105
erste Kondensorlinse
106
zweite Kondensorlinse
107
erste Objektivlinse
108
erste Blendeneinheit
108A
erste Blendenöffnung
109
zweite Blendeneinheit
110
Polschuhe
111
Spulen
112
einzelne Elektrode
113
Rohrelektrode
114
Objekt
115
Rastereinrichtung
116
erster Detektor
116A
Gegenfeldgitter
117
zweiter Detektor
118
zweite Blendenöffnung
119
Kammerdetektor
120
Probenkammer
121
dritter Detektor
122
Probentisch
123
Kontrolleinheit
124
Monitor
125
Baueinheit
200
Kombinationsgerät
201
Probenkammer
300
Ionenstrahlgerät
301
Ionenstrahlerzeuger
302
Extraktionselektrode im lonenstrahlgerät
303
Kondensorlinse
304
zweite Objektivlinse
306
einstellbare oder auswählbare Blende
307
erste Elektrodenanordnung
308
zweite Elektrodenanordnung
400
Teilchenstrahlgerät mit Korrektoreinheit
401
Teilchenstrahlsäule
402
Elektronenquelle
403
Extraktionselektrode
404
Anode
405
erste elektrostatische Linse
406
zweite elektrostatische Linse
407
dritte elektrostatische Linse
408
magnetische Ablenkeinheit
409
erste elektrostatische Strahlablenkeinheit
409A
erste Multipoleinheit
409B
zweite Multipoleinheit
410
Strahlablenkeinrichtung
411A
erster magnetischer Sektor
411B
zweiter magnetischer Sektor
411C
dritter magnetischer Sektor
411D
vierter magnetischer Sektor
411E
fünfter magnetischer Sektor
411F
sechster magnetischer Sektor
411G
siebter magnetischer Sektor
413A
erste Spiegelelektrode
413B
zweite Spiegelelektrode
413C
dritte Spiegelelektrode
414
elektrostatischer Spiegel
415
vierte elektrostatische Linse
416
zweite elektrostatische Strahlablenkeinheit
416A
dritte Multipoleinheit
416B
vierte Multipoleinheit
417
dritte elektrostatische Strahlablenkeinheit
418
fünfte elektrostatische Linse
418A
fünfte Multipoleinheit
418B
sechste Multipoleinheit
419
erster Analysedetektor
420
Strahlführungsrohr
421
Objektivlinse
422
magnetische Linse
423
sechste elektrostatische Linse
424
Probentisch
425
Objekt
426
Probenkammer
427
Detektionsstrahlweg
428
zweiter Analysedetektor
429
Rastereinrichtung
432
weiteres magnetisches Ablenkelement
500
Abbildungseinrichtung
501
Beleuchtungseinheit
502
erste Leuchteinheit (LED)
502A
erste LED
502B
zweite LED
502C
dritte LED
503
zweite Leuchteinheit (LED)
504
Kameraeinheit
505
Detektionseinheit
506
Steuereinheit
OA
optische Achse
OA1
erste optische Achse
OA2
zweite optische Achse
OA3
dritte optische Achse
S1 bis S7
Verfahrensschritte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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

Zitierte Patentliteratur

  • WO 2002/067286 A2 [0073]