DE102017203553A1 - Objektpräparationseinrichtung und Teilchenstrahlgerät mit einer Objektpräparationseinrichtung sowie Verfahren zum Betrieb des Teilchenstrahlgeräts - Google Patents

Objektpräparationseinrichtung und Teilchenstrahlgerät mit einer Objektpräparationseinrichtung sowie Verfahren zum Betrieb des Teilchenstrahlgeräts Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Objektpräparationseinrichtung (114) zur Präparation eines Objekts (124, 425) in einem Teilchenstrahlgerät. Beispielsweise ist das Teilchenstrahlgerät ein Elektronenstrahlgerät und/oder ein Ionenstrahlgerät. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Teilchenstrahlgerät mit einer derartigen Objektpräparationseinrichtung (114) sowie ein Verfahren zum Betrieb des Teilchenstrahlgeräts (124, 425). Die Objektpräparationseinrichtung (114) weist eine Objektaufnahmeeinrichtung (704) zur Aufnahme des Objekts (125, 425), eine Schneideinrichtung (700) sowie eine Schneidfase (701) zum Schneiden des Objekts (125, 425) auf, wobei die Schneidfase (701) an der Schneideinrichtung (700) angeordnet ist. Die Schneidfase (701) liegt in einer Schneidebene (703). Ferner liegt eine Drehachse (R1) in der Schneidebene (703). Die Schneidfase (701) ist um die Drehachse (R1) drehbar ausgebildet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Objektpräparationseinrichtung zur Präparation eines Objekts in einem Teilchenstrahlgerät. Beispielsweise ist das Teilchenstrahlgerät ein Elektronenstrahlgerät und/oder ein Ionenstrahlgerät. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Teilchenstrahlgerät mit einer derartigen Objektpräparationseinrichtung 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 Ionenstrahlsäule angeordnet. Mittels eines in der Ionenstrahlsäule angeordneten Ionenstrahlerzeugers 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.
  • Um ein Objekt für eine Untersuchung in einem Teilchenstrahlgerät zu präparieren, ist es bekannt, eine Schneidvorrichtung in Form eines Mikrotoms zu verwenden. Demnach wird das Objekt durch Schneiden mittels des Mikrotoms präpariert. Das Mikrotom ist daher eine Objektpräparationseinrichtung. Das Mikrotom weist ein Messer mit einer Schneidfase auf. Mit dem Messer werden Schichten des Objekts vom Objekt abgeschnitten. Die Dicke der Schichten liegt dabei beispielsweise im Bereich von 5 nm bis 100 µm. Die abgeschnittenen Schichten und/oder eine durch das Abschneiden freigelegte Fläche des Objekts werden/wird in einem Teilchenstrahlgerät, beispielsweise in einem SEM, untersucht. Typischerweise wird biologisches Material mit dem Mikrotom präpariert. Da biologisches Material in der Regel weich ausgebildet ist, wird das zu untersuchende biologische Material in einem flüssigen Kunstharz eingebettet. Das Kunstharz wird ausgehärtet und somit schneidbar gemacht. Das in das Kunstharz eingebettete biologische Material wird in das Mikrotom eingebracht. Mit dem Mikrotom werden dann Schichten des biologischen Materials abgetragen und in dem Teilchenstrahlgerät untersucht. Alternativ hierzu werden die freigelegten Flächen des biologischen Materials untersucht.
  • Es ist bekannt, die Präparation von Objekten mittels eines Mikrotoms nicht nur vor Einschleusung der Objekte in die Probenkammer eines Teilchenstrahlgeräts durchzuführen, sondern in der Probenkammer eines Teilchenstrahlgeräts selbst. Hierzu ist es bekannt, ein Mikrotom in der Probenkammer eines Teilchenstrahlgeräts in Form eines SEM anzuordnen. Ein in der Probenkammer eines Teilchenstrahlgeräts angeordnetes Mikrotom wird auch „In-situ-Mikrotom“ genannt. Mit diesem bekannten Mikrotom wird in der unter Vakuum stehenden Probenkammer eine Schicht des zu untersuchenden Objekts derart abgeschnitten, dass eine zu untersuchende Fläche freigelegt wird. Diese freigelegte Fläche wird dann mit dem Teilchenstrahl des SEM untersucht und durch Erzeugen eines Bildes der freigelegten Fläche abgebildet. Die vorgenannten Schritte - nämlich das Freilegen einer Fläche durch Abschneiden von Material des Objekts sowie das Abbilden der freigelegten Fläche - können mehrfach hintereinander wiederholt werden, um erneut Flächen freizulegen, die dann mit dem Teilchenstrahl des SEM untersucht und abgebildet werden. Auf diese Weise wird von jeder freigelegten Fläche jeweils ein Bild erzeugt. Die erzeugten Bilder können dazu verwendet werden, um eine 3D-Rekonstruktion des zu untersuchenden Objekts zu erstellen.
  • Um eine gute Abbildung zu erzielen, ist es bekannt, die von dem Mikrotom freigelegten Flächen bei der Abbildung der Flächen mit dem Teilchenstrahl des SEM senkrecht zur Strahlachse des SEM auszurichten. Darüber hinaus sollten die freigelegten Flächen derart im SEM positionierbar sein, dass ein ausreichend guter Arbeitsabstand zwischen der Objektivlinse des SEM und den freigelegten Flächen erzielbar ist. Beispielsweise sollte der Arbeitsabstand im Bereich von 1 mm bis 5 mm liegen. Um eine senkrechte Ausrichtung der freigelegten Flächen zur Strahlachse des SEM und um einen guten Arbeitsabstand der freigelegten Flächen zur Objektivlinse zu erzielen, ist es bekannt, das Mikrotom auf dem verstellbaren Probentisch des SEM in der Probenkammer anzuordnen. Alternativ hierzu ist es bekannt, zusätzlich zu dem Probentisch in der Probenkammer einen weiteren verstellbaren Tisch für das Mikrotom anzuordnen, an dem das Mikrotom angebracht wird.
  • Aus dem Stand der Technik ist ein Mikrotom bekannt, das eine Basisplatte und einen an der Basisplatte angeordneten Ständer aufweist. Der Ständer ist als eine Objektaufnahme ausgebildet, an der ein zu untersuchendes Objekt angeordnet wird. Darüber hinaus ist der Ständer von einer ersten Position in Form einer Abbildungsposition zu einer zweiten Position in Form einer Schnittposition durch Rotation um eine Achse beweglich ausgebildet. Die Achse ist senkrecht zur optischen Achse eines Teilchenstrahlgeräts angeordnet. Das bekannte Mikrotom weist ein Messer auf, mit dem Schichten des Objekts entfernt werden können und das an der Schnittposition des Ständers angeordnet ist. Bei dem bekannten Mikrotom werden durch Rotation des Ständers in eine erste Richtung (beispielsweise gegen den Uhrzeigersinn) der Ständer und somit auch das Objekt in Richtung der Schnittposition gedreht. In der Schnittposition des Ständers trifft das Objekt auf das Messer, so dass eine Schicht des Objekts mit dem Messer abgeschnitten und eine Fläche des Objekts freigelegt wird. Der Ständer wird danach weiter in die erste Richtung gedreht, um an dem Messer verbliebenes Schnittmaterial durch eine Reibung des Messers an einem Reinigungsmaterial zu entfernen. Im Anschluss daran werden der Ständer und somit auch das Objekt in eine zweite Richtung (beispielsweise im Uhrzeigersinn) in die Abbildungsposition gedreht. In der Abbildungsposition wird das Objekt mit der freigelegten Fläche in Richtung der Objektivlinse bewegt, um einen gewünschten Arbeitsabstand einzustellen. Alternativ hierzu wird die Objektivlinse auf die freigelegte Fläche neu fokussiert. Im Anschluss daran wird die freigelegte Fläche des Objekts mittels des Teilchenstrahls des SEM abgebildet.
  • Wie oben bereits erwähnt, ist es wünschenswert, dass die freigelegte Fläche senkrecht zum Teilchenstrahl ausgerichtet ist, um eine gute Abbildung zu erzielen. Aufgrund der Anordnung des Mikrotoms in dem Teilchenstrahlgerät ist es jedoch möglich, dass die freigelegte Fläche nicht senkrecht zum Teilchenstrahl des Teilchenstrahlgeräts ausgerichtet ist. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn die freigelegte Fläche senkrecht zu der Vertikalen ausgerichet ist, jedoch eine Teilchenstrahlsäule des Teilchenstrahlgeräts gekippt zur Vertikalen angeordnet ist.
  • Hinsichtlich des Standes der Technik wird beispielhaft auf die WO 2015/175525 A1 und auf die WO 2008/066846 A2 verwiesen.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Objektpräparationseinrichtung und ein Teilchenstrahlgerät mit einer Objektpräparationseinrichtung anzugeben, die gewährleisten, dass eine durch die Objektpräparationseinrichtung freigelegte Fläche eines Objekts stets senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu einem Teilchenstrahl des Teilchenstrahlgeräts ausgerichtet ist.
  • Diese Aufgabe wird mit einer Objektpräparationseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ein erfindungsgemäßes Teilchenstrahlgerät ist durch die Merkmale des Anspruchs 7 gegeben. Ein Verfahren zum Betrieb des erfindungsgemäßen Teilchenstrahlgeräts ist durch die Merkmale des Anspruchs 13 gegeben. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und/oder den beigefügten Zeichnungen.
  • Die erfindungsgemäße Objektpräparationseinrichtung ist zur Präparation eines Objekts in einem Teilchenstrahlgerät vorgesehen. Die erfindungsgemäße Objektpräparationseinrichtung weist eine Objektaufnahmeeinrichtung auf. Die Objektaufnahmeeinrichtung dient zur Aufnahme des Objekts. Die Objektpräparationseinrichtung weist ferner mindestens eine Schneideinrichtung auf, die mit einer Schneidfase versehen ist. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist die Schneidfase an der Schneideinrichtung angeordnet. Die Schneidfase ist ein Schliff an der Schneideinrichtung, welcher der Schneideinrichtung ihre Schneidfähigkeit verleiht. Die Schneidfase dient demnach dem Schneiden des Objekts. Mit der Schneidfase der Schneideinrichtung können Schichten des Objekts vom Objekt abgeschnitten werden. Die Dicke der abgeschnittenen Schichten liegt beispielsweise im Bereich von 5 nm bis 100 µm, wobei die Bereichsgrenzen mit eingeschlossen sind. Die Erfindung ist aber nicht auf den vorgenannten Bereich eingeschränkt. Vielmehr können mit der Schneideinrichtung der erfindungsgemäßen Objektpräparationseinrichtung Schichten jeglicher Dicke abgeschnitten werden, die für die Erfindung geeignet sind.
  • Ferner ist es bei der erfindungsgemäßen Objektpräparationseinrichtung vorgesehen, dass die Schneidfase in einer Schneidebene liegt. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist die Schneidebene durch diejenige Ebene gegeben, in welcher sich die Schneidfase beispielsweise linear oder im Wesentlichen linear bewegt. Dies wird weiter unten näher erläutert.
  • Die erfindungsgemäße Objektpräparationseinrichtung weist eine Drehachse auf, die in der Schneidebene liegt. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Drehachse senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur Schneidfase ausgerichtet ist. Die Schneidfase ist um die Drehachse drehbar ausgebildet. Mit anderen Worten ausgedrückt, kann die Schneidfase um die Drehachse um einen Drehwinkel in eine vorgebbare Position gedreht werden.
  • Bei der erfindungsgemäßen Objektpräparationseinrichtung ist es demnach vorgesehen, die Schneidfase um den Drehwinkel zu drehen und zu positionieren. Der Drehwinkel ist derart gewählt, dass die nach einem Schneidvorgang mit der Schneideinrichtung - also mit der Schneidfase - freigelegte Fläche des Objekts stets senkrecht zu der optischen Achse des Teilchenstrahlgeräts ausgerichtet ist, entlang derer der Teilchenstrahl des Teilchenstrahlgeräts zur Untersuchung und/oder Abbildung der freigelegten Fläche geführt wird. Dies gewährleistet eine gute Abbildung und Analyse der freigelegten Fläche mit dem Teilchenstrahl. Zur Freilegung einer Fläche wird die Schneidfase entlang der Schneidebene relativ zum Objekt bewegt. Beispielsweise wird die Schneidfase bewegt. Zusätzlich oder alternativ hierzu ist es vorgesehen, das Objekt zu bewegen.
  • Mit der erfindungsgemäßen Objektpräparationseinrichtung ist es möglich, durch wiederholtes Freilegen einer Fläche durch Abschneiden von Material des Objekts sowie durch Abbilden der freigelegten Fläche eine 3D-Rekonstruktion des zu untersuchenden Objekts zu erstellen. Hierzu kann beispielsweise die Objektpräparationseinrichtung mittels eines Objekttisches (nachfolgend auch Probentisch genannt) in Richtung der Schneidfase derart bewegt werden, dass eine weitere Schicht vom Objekt mittels der Schneidfase entfernt werden kann. Hierauf wird weiter unten eingegangen.
  • Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Objektpräparationseinrichtung ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass die Schneidfase linear beweglich ausgebildet ist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Schneidfase und die Objektaufnahmeeinrichtung relativ zueinander in Richtung der Drehachse linear beweglich sind. Alternativ hierzu ist es vorgesehen, dass die Schneidfase sich nahezu linear bewegt. Bei dieser alternativen Ausführungsform ist die Schneidfase beispielsweise an einem langen Hebelarm angeordnet, der um eine Hebelarmachse gedreht wird. Aufgrund des langen Hebelarmes wird die Schneidfase zwar entlang einer Kreisbahn bewegt. Diese Bewegung ist jedoch zwischen zwei Positionen auf der Kreisbahn, die sehr nahe zueinander beabstandet angeordnet sind, beispielsweise in einem Abstand von wenigen µm, insbesondere ein Abstand kleiner als 100 µm, im Wesentlichen linear. Sowohl die lineare Bewegung als auch die im Wesentlichen lineare Bewegung der Schneidfase erfolgen somit in der Schneidebene.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Objektpräparationseinrichtung ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass durch die erfindungsgemäße Objektpräparationseinrichtung eine Achse verläuft, die nachfolgend stets Einrichtungsachse genannt wird. Beispielsweise ist die Einrichtungsachse als eine optische Achse des Teilchenstrahlgeräts ausgebildet. Die optische Achse wird auch als Strahlachse bezeichnet. Zusätzlich oder alternativ ist es vorgesehen, dass die Einrichtungsachse als eine von mehreren Strahlachsen des Teilchenstrahlgeräts ausgebildet ist, wobei beispielsweise das Teilchenstrahlgerät eine erste Teilchenstrahlsäule mit einer ersten Strahlachse und eine zweite Teilchenstrahlsäule mit einer zweiten Strahlachse aufweist. Die Einrichtungsachse ist somit bei dieser Ausführungsform entweder die erste Strahlachse oder die zweite Strahlachse. Die Schneidebene schließt mit der Einrichtungsachse einen Winkel ein. Der Winkel ist unterschiedlich zu 0°. Ferner ist der Winkel kleiner oder gleich 90°. Ferner ist es beispielsweise zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass eine Oberfläche des Objekts senkrecht zur Einrichtungsachse ausgerichtet ist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Oberfläche des Objekts und die Schneidebene in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind. Beispielsweise ist die Schneidebene in einer ersten Ebene angeordnet. Ferner ist beispielsweise die Oberfläche in einer zweiten Ebene angeordnet. Die erste Ebene ist zur zweiten Ebene derart angeordnet, dass die erste Ebene und die zweite Ebene den oben genannten Winkel einschließen, um welchen die Schneidfase gedreht wird.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Objektpräparationseinrichtung ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass die Objektaufnahmeeinrichtung beweglich ausgebildet ist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Objektaufnahmeeinrichtung selbst relativ zu den weiteren Baueinheiten der Objektpräparationseinrichtung beweglich ausgebildet ist. Durch eine Bewegung der Objektaufnahmeeinrichtung ist es beispielsweise möglich, das Objekt zunächst zu drehen und im Anschluss daran mittels der Schneidfase Schichten des Objekts abzutragen. Dies ist insbesondere bei säulenförmig ausgebildeten Objekten von Vorteil, die beispielsweise eine durch einen Mittelpunkt des Objekts verlaufende Objektachse aufweisen. Durch die Bewegung der Objektaufnahmeeinrichtung ist es möglich, Schichten des Objekts gleichmäßig entlang der Objektachse derart abzutragen, dass Schichten entlang der gesamten Objektachse abgetragen werden und das Objekt somit vollständig und gleichmäßig untersucht werden kann. Insbesondere ist es bei dieser Ausführungsform möglich, durch wiederholtes Freilegen einer Fläche durch Abschneiden von Material des Objekts sowie durch Abbilden der freigelegten Fläche eine 3D-Rekonstruktion des zu untersuchenden Objekts entlang der gesamten Objektachse zu erstellen.
  • Bei einer noch weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Objektpräparationseinrichtung ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass die Objektpräparationseinrichtung mindestens eine erste Verstelleinheit zur Rotation der Schneidfase um eine erste Rotationsachse in Form der Drehachse aufweist. Zusätzlich oder alternativ ist es vorgesehen, dass die erfindungsgemäße Objektpräparationseinrichtung eine zweite Verstelleinheit zur Rotation der Objektaufnahmeeinrichtung um eine zweite Rotationsachse in Form einer Objektaufnahme-Rotationsachse aufweist. Beispielsweise sind die erste Rotationsachse und die zweite Rotationsachse parallel zueinander ausgerichtet. Ferner ist es beispielsweise vorgesehen, die erste Verstelleinheit und/oder die zweite Verstelleinheit als Piezoaktoren oder Schrittmotoren auszubilden. Die Erfindung ist auf eine derartige Ausbildung der ersten Verstelleinheit und/oder der zweiten Verstelleinheit nicht eingeschränkt. Vielmehr können die erste Verstelleinheit und die zweite Verstelleinheit jegliche Ausgestaltung aufweisen, welche für die Erfindung geeignet ist.
  • Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Objektpräparationseinrichtung ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass die Objektpräparationseinrichtung an einem beweglich ausgebildeten Probentisch des Teilchenstrahlgeräts montierbar ist. Somit kann die erfindungsgemäße Objektpräparationseinrichtung an dem Probentisch angeordnet werden, welcher in einer Probenkammer des Teilchenstrahlgeräts bereits angeordnet ist. Somit ist die Objektpräparationseinrichtung beispielweise als Ganzes beweglich. Beispielsweise ist der Probentisch entlang einer ersten Tischachse, einer zweiten Tischachse und/oder einer dritten Tischachse beweglich ausgebildet, wobei die erste Tischachse, die zweite Tischachse und die dritte Tischachse senkrecht zueinander ausgerichtet sind. Bei einer weiteren Ausführungsform ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass der Probentisch um eine erste Tischrotationsachse und/oder um eine zweite Tischrotationsachse drehbar ausgebildet ist, wobei die erste Tischrotationsachse senkrecht zur zweiten Tischrotationsachse ausgerichtet ist. Bei einer wiederum weiteren Ausführungsform ist es alternativ vorgesehen, dass die erfindungsgemäße Objektpräparationseinrichtung an einem Bewegungstisch angeordnet werden kann, der zusätzlich zu dem Probentisch in der Probenkammer des Teilchenstrahlgeräts angeordnet ist. Somit weist die Probenkammer des Teilchenstrahlgeräts sowohl den Probentisch als auch den Bewegungstisch auf.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Teilchenstrahlgerät. Beispielsweise ist das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät als ein Elektronenstrahlgerät und/oder als ein Ionenstrahlgerät 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 eine optische Achse auf, entlang derer der Teilchenstrahl führbar ist. Darüber hinaus weist das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät mindestens einen Detektor zur Detektion der Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung auf. Das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät weist auch mindestens eine Objektpräparationseinrichtung auf, wobei die Objektpräparationseinrichtung mindestens eines der oben oder weiter unten genannten Merkmale oder eine Kombination aus mindestens zwei der oben oder weiter unten genannten Merkmale aufweist. Ferner ist es beispielsweise vorgesehen, dass die optische Achse senkrecht zur Schneidebene ausgerichtet ist.
  • Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Teilchenstrahlgeräts ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass das Teilchenstrahlgerät eines der folgenden Merkmale aufweist:
    1. (i) die Objektpräparationseinrichtung ist an einem beweglich ausgebildeten Probentisch des Teilchenstrahlgeräts angeordnet, wobei der Probentisch entlang einer ersten Tischachse, einer zweiten Tischachse und/oder einer dritten Tischachse beweglich ausgebildet ist, wobei die erste Tischachse, die zweite Tischachse und die dritte Tischachse senkrecht zueinander ausgerichtet sind;
    2. (ii) die Objektpräparationseinrichtung ist an einem beweglich ausgebildeten Probentisch des Teilchenstrahlgeräts angeordnet, wobei der Probentisch entlang einer ersten Tischachse, einer zweiten Tischachse und/oder einer dritten Tischachse beweglich ausgebildet ist, wobei die erste Tischachse, die zweite Tischachse und die dritte Tischachse senkrecht zueinander ausgerichtet sind, wobei der Probentisch um eine erste Tischrotationsachse und/oder um eine zweite Tischrotationsachse drehbar ausgebildet ist, wobei die erste Tischrotationsachse senkrecht zur zweiten Tischrotationsachse ausgerichtet ist.
  • Bei einer wiederum weiteren 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 Ausführungsform des erfindungsgemäßen Teilchenstrahlgeräts zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass das Teilchenstrahlgerät als Elektronenstrahlgerät und/oder als Ionenstrahlgerät 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 wiederum weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Teilchenstrahlgeräts ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass der erste Strahlerzeuger und die erste Objektivlinse in einer ersten Teilchenstrahlsäule angeordnet sind, wobei die erste Teilchenstrahlsäule eine erste Strahlachse aufweist. Beispielsweise ist die erste Teilchenstrahlsäule als Elektronenstrahlsäule oder Ionenstrahlsäule ausgebildet. Ferner ist es beispielsweise vorgesehen, dass der zweite Strahlerzeuger und die zweite Objektivlinse in einer zweiten Teilchenstrahlsäule angeordnet sind, wobei die zweite Teilchenstrahlsäule eine zweite Strahlachse aufweist. Beispielsweise ist die zweite Teilchenstrahlsäule als Elektronenstrahlsäule oder Ionenstrahlsäule ausgebildet. Die erste Strahlachse und die zweite Strahlachse schließen einen Strahlachsenwinkel ein, der unterschiedlich zu 0° und zu 180° ist. Beispielsweise liegt er im Bereich von 40° bis 60°, wobei die Bereichsgrenzen mit eingeschlossen sind. Insbesondere ist es vorgesehen, die erste Teilchenstrahlsäule zur zweiten Teilchenstrahlsäule in einem Winkel von ca. 50° bis 55° anzuordnen. Ferner ist es vorgesehen, dass die Schneidebene in einer ersten Stellung der Schneideinrichtung senkrecht zur ersten Strahlachse ausgerichtet ist und dass die Schneidebene in einer zweiten Stellung der Schneideinrichtung senkrecht zur zweiten Strahlachse ausgerichtet 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, die Schneidfase um die Drehachse in eine Position zu drehen, in welcher die Schneidebene senkrecht zur optischen Achse des Teilchenstrahlgeräts ausgerichtet ist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Drehachse senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur Schneidfase ausgerichtet ist. Dabei wird die Schneidfase durch Drehung um einen Drehwinkel gedreht. Ferner erfolgt ein Bewegen der Schneidfase relativ zum Objekt in der Schneidebene. Beispielsweise wird die Schneidfase bewegt. Zusätzlich oder alternativ ist es vorgesehen, das Objekt zu bewegen. Beispielsweise erfolgt ein lineares Bewegen der Schneidfase oder ein im Wesentlichen lineares Bewegen der Schneidfase in der Schneidebene, wie oben bereits erläutert. Durch das Bewegen der Schneidfase wird eine Schicht des Objekts abgetragen. Hierdurch wird eine Fläche freigelegt, die mit dem Teilchenstrahl des Teilchenstrahlgeräts bestrahlt werden kann. Insbesondere ist es vorgesehen, eine Abbildung und/oder eine Analyse der freigelegten Fläche mittels des Teilchenstrahls vorzunehmen. Das erfindungsgemäße Verfahren weist dieselben Vorteile wie weiter oben genannt auf.
  • Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass die Objektaufnahmeeinrichtung um einen Objektaufnahmen-Drehwinkel gedreht wird. Beispielsweise wird die Objektaufnahmeeinrichtung um die zweite Rotationsachse gedreht. Durch die Bewegung der Objektaufnahmeeinrichtung ist es möglich, das Objekt zunächst zu drehen und im Anschluss daran mittels der Schneidfase Schichten des Objekts abzutragen. Dies ist insbesondere bei säulenförmig ausgebildeten Objekten von Vorteil, wie oben bereits erwähnt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mittels Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen
    • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Teilchenstrahlgeräts;
    • 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Teilchenstrahlgeräts;
    • 3 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Teilchenstrahlgeräts;
    • 4 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines beweglich ausgebildeten Probentisches für ein Teilchenstrahlgerät;
    • 5 eine weitere schematische Darstellung des Probentisches nach 4;
    • 6 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Objektpräparationseinrichtung in Form eines Mikrotoms in einem Teilchenstrahlgerät;
    • 7 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Objektpräparationseinrichtung in Form eines Mikrotoms in einem Teilchenstrahlgerät nach 1 oder nach 3;
    • 8 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Objektpräparationseinrichtung in Form eines Mikrotoms in einem Teilchenstrahlgerät nach 1 oder nach 3;
    • 9 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Objektpräparationseinrichtung in Form eines Mikrotoms in einem Teilchenstrahlgerät nach 2;
    • 10 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Objektpräparationseinrichtung in Form eines Mikrotoms in einem Teilchenstrahlgerät nach 2;
    • 11 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Betrieb eines Teilchenstrahlgeräts;
    • 12 einen zusätzlichen Verfahrensschritt für das Verfahren nach 11; sowie
    • 13 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Betrieb eines Teilchenstrahlgeräts.
  • 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 Ionenstrahlgerät 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 es 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 ist eine Spule 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 125 zugewandt ist, das in einer Objektpräparationseinrichtung in Form eines Mikrotoms 114 angeordnet ist. Das Mikrotom 114 wird weiter unten erläutert. Die Rohrelektrode 113 liegt gemeinsam mit dem Strahlführungsrohr 104 auf dem Potential der Anode 103, während die einzelne Elektrode 112 sowie das Objekt 125 auf einem gegenüber dem Potential der Anode 103 niedrigeren Potential liegen. Im vorliegenden Fall ist dies das Massepotential des Gehäuses der Probenkammer 120. Auf diese Weise können die Elektronen des Primärelektronenstrahls auf eine gewünschte Energie abgebremst werden, die für die Untersuchung des Objekts 125 erforderlich ist.
  • Das SEM 100 weist ferner eine Rastereinrichtung 115 auf, durch die der Primärelektronenstrahl abgelenkt und über das Objekt 125 gerastert werden kann. Die Elektronen des Primärelektronenstrahls treten dabei in Wechselwirkung mit dem Objekt 125. Als Folge der Wechselwirkung entstehen Wechselwirkungsteilchen, welche detektiert werden. Als Wechselwirkungsteilchen werden insbesondere Elektronen aus der Oberfläche des Objekts 125 emittiert - sogenannte Sekundärelektronen - oder Elektronen des Primärelektronenstrahls zurückgestreut - sogenannte Rückstreuelektronen.
  • Das Objekt 125 und die einzelne Elektrode 112 können auch auf unterschiedlichen und von Masse verschiedenen Potentialen liegen. Hierdurch ist es möglich, den Ort der Verzögerung des Primärelektronenstrahls in Bezug auf das Objekt 125 einzustellen. Wird beispielsweise die Verzögerung recht nahe am Objekt 125 durchgeführt, werden Abbildungsfehler kleiner.
  • 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 125 zunächst eine geringe kinetische Energie und beliebige Bewegungsrichtungen auf. Durch das von der Rohrelektrode 113 ausgehende starke Absaugfeld werden die Sekundärelektronen in Richtung der ersten Objektivlinse 107 beschleunigt. Die Sekundärelektronen treten annähernd parallel in die erste Objektivlinse 107 ein. Der Bündeldurchmesser des Strahls der Sekundärelektronen bleibt auch in der ersten Objektivlinse 107 klein. Die erste Objektivlinse 107 wirkt nun stark auf die Sekundärelektronen und erzeugt einen vergleichsweise kurzen Fokus der Sekundärelektronen mit ausreichend steilen Winkeln zur optischen Achse OA, so dass die Sekundärelektronen nach dem Fokus weit auseinander laufen und den zweiten Detektor 117 auf seiner aktiven Fläche treffen. An dem Objekt 125 zurückgestreute Elektronen - also Rückstreuelektronen, die im Vergleich zu den Sekundärelektronen eine relativ hohe kinetische Energie beim Austritt aus dem Objekt 125 aufweisen - werden dagegen vom zweiten Detektor 117 nur zu einem geringen Anteil erfasst. Die hohe kinetische Energie und die Winkel der Rückstreuelektronen zur optischen Achse OA bei Austritt aus dem Objekt 125 führen dazu, dass eine Strahltaille, also ein Strahlbereich mit minimalem Durchmesser, der Rückstreuelektronen in der Nähe des zweiten Detektors 117 liegt. Ein großer Teil der Rückstreuelektronen tritt durch die Durchgangsöffnung des zweiten Detektors 117 hindurch. Der erste Detektor 116 dient daher im Wesentlichen zur Erfassung der Rückstreuelektronen.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des SEM 100 kann der erste Detektor 116 zusätzlich mit einem Gegenfeldgitter 116A ausgebildet sein. Das Gegenfeldgitter 116A ist an der zum Objekt 125 gerichteten Seite des ersten Detektors 116 angeordnet. Das Gegenfeldgitter 116A weist ein hinsichtlich des Potentials des Strahlführungsrohrs 104 negatives Potential derart auf, dass nur Rückstreuelektronen mit einer hohen Energie durch das Gegenfeldgitter 116A zu dem ersten Detektor 116 gelangen. Zusätzlich oder alternativ weist der zweite Detektor 117 ein weiteres Gegenfeldgitter auf, das analog zum vorgenannten Gegenfeldgitter 116A des ersten Detektors 116 ausgebildet ist und eine analoge Funktion aufweist.
  • Ferner weist das SEM 100 in der Probenkammer 120 einen Kammerdetektor 119 auf, beispielsweise einen Everhart-Thornley-Detektor oder einen Ionendetektor, welcher eine mit Metall beschichtete Detektionsfläche aufweist, welche Licht abschirmt.
  • Die mit dem ersten Detektor 116, dem zweiten Detektor 117 und dem Kammerdetektor 119 erzeugten Detektionssignale werden verwendet, um ein Bild oder Bilder der Oberfläche des Objekts 125 zu erzeugen.
  • Es wird explizit darauf hingewiesen, dass die Blendenöffnungen der ersten Blendeneinheit 108 und der zweiten Blendeneinheit 109 sowie die Durchgangsöffnungen des ersten Detektors 116 und des zweiten Detektors 117 übertrieben dargestellt sind. Die Durchgangsöffnungen des ersten Detektors 116 und des zweiten Detektors 117 haben eine Ausdehnung senkrecht zur optischen Achse OA im Bereich von 0,5 mm bis 5 mm. Beispielsweise sind sie kreisförmig ausgebildet und weisen einen Durchmesser im Bereich von 1 mm bis 3 mm senkrecht zur optischen Achse OA auf.
  • 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 Mikrotom 114 ist an einem Probentisch 122 angeordnet. Der Probentisch 122 ist in drei zueinander senkrecht angeordnete Richtungen beweglich ausgebildet, nämlich in eine x-Richtung (erste Tischachse), in eine y-Richtung (zweite Tischachse) und in eine z-Richtung (dritte Tischachse). Darüber hinaus kann der Probentisch 122 um zwei zueinander senkrecht angeordnete Rotationsachsen (Tischrotationsachsen) gedreht werden.
  • 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 Mikrotom 114 angeordnet. Das Mikrotom 114 kann derart gedreht werden, dass das im Mikrotom 114 angeordnete Objekt 125 vom Primärelektronenstrahl durchstrahlt werden kann. Beim Durchtritt des Primärelektronenstrahls durch das zu untersuchende Objekt 125 treten die Elektronen des Primärelektronenstrahls mit dem Material des zu untersuchenden Objekts 125 in Wechselwirkung. Die durch das zu untersuchende Objekt 125 hindurchtretenden Elektronen werden durch den dritten Detektor 121 detektiert.
  • An der Probenkammer 120 ist ein Strahlungsdetektor 500 angeordnet, mit dem Wechselwirkungsstrahlung, beispielsweise Röntgenstrahlung und/oder Kathodolumineszenzlicht, detektiert wird. Der Strahlungsdetektor 500, der erste Detektor 116, der zweite Detektor 117 und der Kammerdetektor 119 sind mit einer 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, dem dritten Detektor 121 und/oder dem Strahlungsdetektor 500 erzeugt werden und zeigt diese in Form von Bildern auf dem Monitor 124 an.
  • 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 Ionendetektor ausgebildet ist und der eine mit Metall beschichtete Detektionsfläche aufweist, welche Licht abschirmt. Ferner ist in der Probenkammer 201 der dritte Detektor 121 angeordnet.
  • Das SEM 100 dient der Erzeugung eines ersten Teilchenstrahls, nämlich des bereits weiter oben beschriebenen Primärelektronenstrahls und weist die bereits oben genannte optische Achse auf, die in der 2 mit dem Bezugszeichen 709 versehen ist und nachfolgend auch erste Strahlachse genannt wird. Zum anderen ist das Kombinationsgerät 200 mit einem Ionenstrahlgerät 300 versehen, das ebenfalls an der Probenkammer 201 angeordnet ist. Das Ionenstrahlgerät 300 weist ebenfalls eine optische Achse auf, die in der 2 mit dem Bezugszeichen 710 versehen ist und nachfolgend auch zweite Strahlachse genannt wird.
  • 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 Ionenstrahlerzeuger 301 werden Ionen erzeugt, die einen zweiten Teilchenstrahl in Form eines Ionenstrahls bilden. Die Ionen werden mittels einer Extraktionselektrode 302, die auf einem vorgebbaren Potential liegt, beschleunigt. Der zweite Teilchenstrahl gelangt dann durch eine Ionenoptik des Ionenstrahlgeräts 300, wobei die Ionenoptik eine Kondensorlinse 303 und eine zweite Objektivlinse 304 aufweist. Die zweite Objektivlinse 304 erzeugt schließlich eine Ionensonde, die auf das in einer Objektpräparationseinrichtung in Form eines Mikrotoms 114 angeordnete Objekt 125 fokussiert wird. Das Mikrotom 114 ist an einem Probentisch 122 angeordnet.
  • 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 125 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 Mikrotom 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 (erste Tischachse), in eine y-Richtung (zweite Tischachse) und in eine z-Richtung (dritte Tischachse). Darüber hinaus kann der Probentisch 122 um zwei zueinander senkrecht angeordnete Rotationsachsen (Tischrotationsachsen) gedreht werden.
  • Die in der 2 dargestellten Abstände zwischen den einzelnen Einheiten des Kombinationsgeräts 200 sind übertrieben dargestellt, um die einzelnen Einheiten des Kombinationsgeräts 200 besser darzustellen.
  • An der Probenkammer 201 ist ein Strahlungsdetektor 500 angeordnet, mit dem Wechselwirkungsstrahlung, beispielsweise Röntgenstrahlung und/oder Kathodolumineszenzlicht, detektiert wird. Der Strahlungsdetektor 500 ist mit einer 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, dem dritten Detektor 121 und/oder dem Strahlungsdetektor 500 erzeugt werden und zeigt diese in Form von Bildern auf dem Monitor 124 an.
  • 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°, sodass die erste optische Achse OA1 nicht koaxial zu der dritten optischen Achse OA3 verläuft. Hinsichtlich weiterer Details der Strahlablenkeinrichtung 410 wird Bezug auf die WO 2002/067286 A2 genommen.
  • 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 einem Objekt 425 geführt, das untersucht werden soll und in einer Objektpräparationseinrichtung in Form eines Mikrotoms 114 angeordnet ist. Auf dem Weg zum Objekt 425 wird der Teilchenstrahl zu einer fünften elektrostatischen Linse 418, einem Strahlführungsrohr 420, einer fünften Multipoleinheit 418A, einer sechsten Multipoleinheit 418B und einer Objektivlinse 421 geführt. Die fünfte elektrostatische Linse 418 ist eine elektrostatische Immersionslinse. Der Teilchenstrahl wird durch die fünfte elektrostatische Linse 418 auf ein elektrisches Potential des Strahlführungsrohrs 420 abgebremst oder beschleunigt.
  • Der Teilchenstrahl wird durch die Objektivlinse 421 in eine Fokusebene fokussiert, in welcher das Objekt 425 angeordnet ist. Das Mikrotom 114 ist an einem beweglichen Probentisch 424 angeordnet. Der bewegliche Probentisch 424 ist in einer Probenkammer 426 des Teilchenstrahlgeräts 400 angeordnet. Der Probentisch 424 ist in drei zueinander senkrecht angeordnete Richtungen beweglich ausgebildet, nämlich in eine x-Richtung (erste Tischachse), in eine y-Richtung (zweite Tischachse) und in eine z-Richtung (dritte Tischachse). Darüber hinaus kann der Probentisch 424 um zwei zueinander senkrecht angeordnete Rotationsachsen (Tischrotationsachsen) gedreht werden.
  • 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. 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.
  • An der Probenkammer 426 ist ein Strahlungsdetektor 500 angeordnet, mit dem Wechselwirkungsstrahlung, beispielsweise Röntgenstrahlung und/oder Kathodolumineszenzlicht, detektiert wird. Der Strahlungsdetektor 500 ist mit der Kontrolleinheit 123 verbunden, welche den Monitor 124 aufweist. Die Kontrolleinheit 123 verarbeitet Detektionssignale des Strahlungsdetektors 500 und zeigt diese in Form von Bildern auf dem Monitor 124 an.
  • Nachfolgend wird nun auf den Probentisch 122, 424 der oben erläuterten Teilchenstrahlgeräte 100, 200 und 400 näher eingegangen. Der Probentisch 122, 424 ist als beweglicher Probentisch ausgebildet, welcher in den 4 und 5 schematisch dargestellt ist. Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf den hier beschriebenen Probentisch 122, 424 eingeschränkt ist. Vielmehr kann die Erfindung jeglichen beweglichen Probentisch aufweisen, der für die Erfindung geeignet ist.
  • An dem Probentisch 122, 424 ist das Mikrotom 114 angeordnet, in welchem wiederum das Objekt 125, 425 angeordnet ist. Der Probentisch 122, 424 weist Bewegungselemente auf, welche eine Bewegung des Probentisches 122, 424 derart sicherstellen, dass ein interessierender Bereich auf dem Objekt 125, 425 mittels eines Teilchenstrahls untersucht werden kann. Die Bewegungselemente sind in den 4 und 5 schematisch dargestellt und werden nachfolgend erläutert.
  • Der Probentisch 122, 424 weist ein erstes Bewegungselement 600 an einem Gehäuse 601 der Probenkammer 120, 201 oder 426 auf, in welcher der Probentisch 122, 424 angeordnet ist. Mit dem ersten Bewegungselement 600 wird eine Bewegung des Probentisches 122, 424 entlang der z-Achse (dritte Tischachse) ermöglicht. Ferner ist ein zweites Bewegungselement 602 vorgesehen. Das zweite Bewegungselement 602 ermöglicht eine Drehung des Probentisches 122, 424 um eine erste Tischrotationsachse 603, welche auch als Tilt-Achse bezeichnet wird. Dieses zweite Bewegungselement 602 dient einer Kippung eines in dem Mikrotom 114 angeordneten Objekts 125, 425 um die erste Tischrotationsachse 603.
  • An dem zweiten Bewegungselement 602 ist wiederum ein drittes Bewegungselement 604 angeordnet, welches als Führung für einen Schlitten ausgebildet ist und sicherstellt, dass der Probentisch 122, 424 in x-Richtung beweglich ist (erste Tischachse). Der vorgenannte Schlitten ist wiederum ein weiteres Bewegungselement, nämlich ein viertes Bewegungselement 605. Das vierte Bewegungselement 605 ist derart ausgebildet, dass der Probentisch 122, 424 in y-Richtung beweglich ist (zweite Tischachse). Hierzu weist das vierte Bewegungselement 605 eine Führung auf, in dem ein weiterer Schlitten geführt wird, an dem wiederum das Mikrotom 114 angeordnet ist.
  • Das Mikrotom 114 ist wiederum mit einem fünften Bewegungselement 606 ausgebildet, welches es ermöglicht, das Mikrotom 114 um eine zweite Tischrotationsachse 607 zu drehen. Die zweite Tischrotationsachse 607 ist senkrecht zur ersten Tischrotationsachse 603 orientiert.
  • Aufgrund der oben beschriebenen Anordnung weist der Probentisch 122, 424 des hier diskutierten Ausführungsbeispiels folgende kinematische Kette auf: erstes Bewegungselement 600 (Bewegung entlang der z-Achse) - zweites Bewegungselement 602 (Drehung um die erste Tischrotationsachse 603) - drittes Bewegungselement 604 (Bewegung entlang der x-Achse) - viertes Bewegungselement 605 (Bewegung entlang der y-Achse) - fünftes Bewegungselement 606 (Drehung um die zweite Tischrotationsachse 607).
  • Bei einem weiteren (nicht dargestellten) Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, weitere Bewegungselemente an dem Probentisch 122, 424 anzuordnen, so dass Bewegungen entlang weiterer translatorischer Achsen und/oder um weitere Rotationsachsen ermöglicht werden.
  • Wie aus der 5 ersichtlich ist, ist jedes der vorgenannten Bewegungselemente mit einem Schrittmotor verbunden. So ist das erste Bewegungselement 600 mit einem ersten Schrittmotor M1 verbunden und wird aufgrund einer von dem ersten Schrittmotor M1 zur Verfügung gestellten Antriebskraft angetrieben. Das zweite Bewegungselement 602 ist mit einem zweiten Schrittmotor M2 verbunden, welcher das zweite Bewegungselement 602 antreibt. Das dritte Bewegungselement 604 ist wiederum mit einem dritten Schrittmotor M3 verbunden. Der dritte Schrittmotor M3 stellt eine Antriebskraft zum Antrieb des dritten Bewegungselements 604 zur Verfügung. Das vierte Bewegungselement 605 ist mit einem vierten Schrittmotor M4 verbunden, wobei der vierte Schrittmotor M4 das vierte Bewegungselement 605 antreibt. Ferner ist das fünfte Bewegungselement 606 mit einem fünften Schrittmotor M5 verbunden. Der fünfte Schrittmotor M5 stellt eine Antriebskraft zur Verfügung, welche das fünfte Bewegungselement 606 antreibt. Die vorgenannten Schrittmotoren M1 bis M5 werden durch eine Steuereinheit 608 gesteuert (vgl. 5).
  • 6 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der Objektpräparationseinrichtung in Form des Mikrotoms 114, welches in der Probenkammer 120 des SEM 100, der Probenkammer 201 des Kombinationsgeräts 200 oder der Probenkammer 426 des Teilchenstrahlgeräts 400 angeordnet ist. Das Mikrotom 114 ist daher ein „In-situ-Mikrotom“.
  • Das Mikrotom 114 weist eine Schneideinrichtung 700 in Form eines Messers auf. Beispielsweise ist die Schneideinrichtung 700 aus Edelstahl, aus einem Diamanten und/oder aus Saphir gebildet. Die Erfindung ist aber auf die vorgenannten Materialien nicht eingeschränkt. Vielmehr kann für die Schneideinrichtung 700 jegliches Material verwendet werden, das in der Objektpräparationseinrichtung in Form des Mikrotoms 114 einsetzbar ist. Die Schneideinrichtung 700 weist eine Schneidfase 701 auf, die beispielsweise plankonkav und/oder keilförmig ausgebildet ist. Die Erfindung ist aber auf die vorgenannten Formen der Schneidfase 701 nicht eingeschränkt. Vielmehr ist jede Form der Schneidfase 701 verwendbar, die für die Erfindung geeignet ist. An der Schneideinrichtung 700 ist eine erste Verstelleinheit in Form eines Schneideinrichtungsantriebs 702 zur Bewegung der Schneidfase 701 angeordnet. Der Schneideinrichtungsantrieb 702 bewegt die Schneidfase 701 entlang einer Schneidebene 703, in welcher die Schneidfase 701 angeordnet ist. Beispielsweise ist die Schneidebene 703 durch diejenige Ebene gegeben, in welcher sich die Schneidfase 701 linear bewegt. Bei einer alternativen Ausführungsform wird die Schneidfase 701 im Wesentlichen linear bewegt. Bei dieser alternativen Ausführungsform ist die Schneidfase 701 beispielsweise an einem langen Hebelarm angeordnet, der um eine Hebelarmachse gedreht wird. Aufgrund des langen Hebelarmes wird die Schneidfase 701 zwar entlang einer Kreisbahn bewegt. Diese Bewegung ist jedoch zwischen zwei Positionen auf der Kreisbahn, die sehr nahe zueinander beabstandet angeordnet sind, beispielsweise in einem Abstand von wenigen µm, insbesondere ein Abstand kleiner als 100 µm, im Wesentlichen linear. Sowohl die lineare Bewegung als auch die im Wesentlichen lineare Bewegung der Schneidfase erfolgen somit in der Schneidebene 703.
  • Es erfolgt eine Bewegung der Schneidfase 701 in der Schneidebene 703 relativ zu dem Objekt 125, 425. Zur Freilegung einer Fläche des Objekts 125, 425 wird die Schneidfase 701 entlang der Schneidebene 703 relativ zum Objekt 125, 425 bewegt. Zusätzlich oder alternativ hierzu ist es vorgesehen, das Objekt 125, 425 zu bewegen. Dies erfolgt beispielsweise durch Bewegung mittels des Probentisches 122, 424.
  • Die Schneideinrichtung 700 und somit auch die Schneidfase 701 sind um eine erste Rotationsachse in Form einer Drehachse R1 drehbar gelagert. Beispielsweise ist die erste Rotationsachse in Form der Drehachse R1 im Wesentlichen senkrecht zu der Schneidfase 701 ausgerichtet, so dass bei einer Drehung der Schneideinrichtung 700 um die erste Rotationsachse in Form der Drehachse R1 die Schneidfase 701 die Zeichenebene in der 6 unter verschiedenen Winkeln schneidet. Beispielsweise ist die erste Rotationsachse in Form der Drehachse R1 parallel zu der Bewegungsrichtung ausgerichtet, entlang der die Schneideinrichtung 700 und die Objektaufnahmeeinrichtung 704 zur Schnittabnahme relativ zueinander verfahrbar sind.
  • Beispielsweise ist der Schneideinrichtungsantrieb 702 als ein Piezoaktuator ausgebildet, welcher die Schneidfase 701 oszillierend bewegt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind sowohl die Schneidgeschwindigkeit der Schneidfase 701 durch Einstellung einer Schneidfrequenz als auch die Amplitude der Schneidbewegung der Schneideinrichtung 700 einstellbar. Somit wird eine oszillierende Schneidbewegung der Schneidfase 701 bereitgestellt, die besonders günstig für die Entfernung einer Schicht des Objekts 125, 425 ist. Die oszillierende Schneidbewegung der Schneidfase 701 erfolgt in Richtung der Schneidfase 701. Mit anderen Worten ausgedrückt, erfolgt die oszillierende Schneidbewegung der Schneidfase 701 entlang der Schneidfase 701. Im Grunde entspricht die oszillierende Schneidbewegung der Schneidfase 701 einer Hin- und Herbewegung wie bei einem Sägen. Hingegen erfolgt die Bewegung zwischen der Schneidfase 701 und dem Objekt 125, 425 zur Schnittabnahme - also zur Entfernung einer Schicht von dem Objekt 125, 425 - im Wesentlichen senkrecht zu der Schneidfase 701 und/oder im Wesentlichen senkrecht zu der oszillierenden Schneidbewegung. Mit anderen Worten ausgedrückt, erfolgt die Bewegung zwischen der Schneidfase 701 und dem Objekt 125, 425 zur Schnittabnahme parallel zur ersten Rotationsachse in Form der Drehachse R1.
  • Das Mikrotom 114 weist eine beweglich ausgebildete Objektaufnahmeeinrichtung 704 auf. An der Objektaufnahmeeinrichtung 704 ist das Objekt 125, 425 angeordnet. Durch die Objektpräparationseinrichtung 114 verläuft eine Einrichtungsachse 706. Die Einrichtungsachse 706 ist senkrecht zu einer Oberfläche 707 des Objekts 125, 425 ausgerichtet. Zur Bewegung der Objektaufnahmeeinrichtung 704 ist eine zweite Verstelleinheit in Form eines Schrittmotors 705 vorgesehen. Hierauf wird weiter unten näher eingegangen.
  • Die Schneidebene 703 schließt mit der Einrichtungsachse 706 einen Winkel W1 ein. Der Winkel W1 ist unterschiedlich zu 0°. Demnach liegt die Einrichtungsachse 706 nicht in der Schneidebene 703 oder ist nicht parallel zur ersten Ebene 703 angeordnet. Der Winkel W1 ist darüber hinaus kleiner oder gleich 90°. Beispielsweise liegt der Winkel W1 im Bereich von 20° bis 90° oder 30° bis 45°, wobei die Bereichsgrenzen stets mit eingeschlossen sind. Bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel W1 90°.
  • Bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel der Objektpräparationseinrichtung in Form des Mikrotoms 114 dient der Schneideinrichtungsantrieb 702 auch einer Drehung der Schneidfase 701 um die erste Rotationsachse in Form der Drehachse R1. Beispielsweise wird die Schneidfase 701 aus der Zeichenebene heraus um die erste Rotationsachse in Form der Drehachse R1 in einem bestimmten Drehwinkel gedreht. Der Drehwinkel ist derart gewählt, dass die Schneidebene 703 und damit die bei einem Schneidvorgang freigelegte Fläche des Objekts 125, 425 senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu einer optischen Achse des Teilchenstrahlgeräts 100, 300, 400 ausgerichtet ist/sind. Dies gewährleistet eine gute Abbildung und Analyse der freigelegten Fläche mit dem Teilchenstrahl. Dies wird weiter unten anhand weiterer Figuren näher erläutert.
  • Wie oben bereits erläutert, ist bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel der Objektpräparationseinrichtung in Form des Mikrotoms 114 die Objektaufnahmeeinrichtung 704 beweglich ausgebildet. Die Objektaufnahmeeinrichtung 704 ist beweglich relativ zu den weiteren Baueinheiten des Mikrotoms 114, und zwar durch Drehung um eine zweite Rotationsachse R2 (also eine Objektaufnahme-Rotationsachse). Die Objektaufnahmeeinrichtung 704 wird mittels einer zweiten Verstelleinheit in Form des Schrittmotors 705 um die zweite Rotationsachse R2 gedreht. Die erste Rotationsachse in Form der Drehachse R1 und die zweite Rotationsachse R2 sind parallel zueinander ausgerichtet. Durch eine Drehung der Objektaufnahmeeinrichtung 704 um die zweite Rotationsachse R2 ist es möglich, das Objekt 125, 425 derart auszurichten, dass die Oberfläche 707 senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu einer optischen Achse des Teilchenstrahlgeräts 100, 300 oder 400 ausgerichtet ist. Nach Drehung der Objektaufnahmeeinrichtung 704 und Ausrichtung der Oberfläche 707 hinsichtlich der optischen Achse werden mittels der Schneidfase 701 Schichten des Objekts 125, 425 abgetragen. Dies ist insbesondere bei säulenförmigen ausgebildeten Objekten 125, 425 von Vorteil, die beispielsweise eine durch einen Mittelpunkt des Objekts 125, 425 verlaufende Objektsachse aufweisen. Durch die Bewegung der Objektaufnahmeeinrichtung 704 ist es möglich, Schichten des Objekts 125, 425 gleichmäßig entlang der Objektachse derart abzutragen, dass Schichten entlang der gesamten Objektachse abgetragen werden und das Objekt 125, 425 somit vollständig und gleichmäßig untersucht werden kann. Insbesondere ist es möglich, durch wiederholtes Freilegen einer Fläche durch Abschneiden von Material des Objekts 125, 425 sowie durch Abbilden der freigelegten Fläche eine 3D-Rekonstruktion des Objekts 125, 425 entlang der gesamten Objektsachse zu erstellen.
  • 7 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der Objektpräparationseinrichtung in Form des Mikrotoms 114, welches in der Probenkammer 120 des SEM 100 oder der Probenkammer 426 des Teilchenstrahlgeräts 400 angeordnet ist. Das Mikrotom 114 gemäß der 7 beruht auf dem Mikrotom 114 der 6. Die 7 ist eine hinsichtlich der 6 um 90° gedrehte Ansicht. Gleiche Bauteile sind daher mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es wird auf die oben gemachten Ausführungen verwiesen, die auch hier gelten. Die 7 zeigt den Zustand, nachdem die Schneidfase 701 um einen vorgebbaren Drehwinkel gedreht wurde, wobei der Drehwinkel beispielsweise im Bereich von 5° bis 50° oder im Bereich von 10° bis 45° liegt, wobei die Bereichsgrenzen mit in den vorgenannten Bereichen eingeschlossen sind. Die Schneidfase 701 ist parallel zu einer Oberfläche in Form einer Schneidoberfläche 707A des Objekts 125, 425 angeordnet und bewegt sich in die Zeichenebene hinein oder aus der Zeichenebene hinaus. Durch den Schneidvorgang mit der Schneidfase 701 wird eine Fläche freigelegt, beispielsweise die in 7 dargestellte Schneidoberfläche 707A. Die optische Achse OA des SEM 100 oder die dritte optische Achse OA3 des Teilchenstrahlgeräts 400 sind senkrecht zu dieser freigelegten Schneidoberfläche 707A ausgerichtet.
  • 8 zeigt eine weitere schematische Seitenansicht der Objektpräparationseinrichtung in Form des Mikrotoms 114, welches in der Probenkammer 120 des SEM 100 oder der Probenkammer 426 des Teilchenstrahlgeräts 400 angeordnet ist. Das Mikrotom 114 gemäß der 8 beruht auf dem Mikrotom 114 der 6 und 7. Die 8 ist eine hinsichtlich der 6 um 90° gedrehte Ansicht. Gleiche Bauteile sind daher mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es wird auf die oben gemachten Ausführungen verwiesen, die auch hier gelten. 8 zeigt den Zustand, nachdem die Schneidfase 701 um einen vorgebbaren Drehwinkel gedreht wurde, wobei der Drehwinkel beispielsweise im Bereich von 5° bis 50° oder im Bereich von 10° bis 45° liegt, wobei die Bereichsgrenzen mit in den vorgenannten Bereichen eingeschlossen sind. Im Unterschied zur 7 ist bei dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel zusätzlich die Objektaufnahmeeinrichtung 704 um die zweite Rotationsachse R2 gedreht, und zwar um den identischen Drehwinkel wie die Schneidfase 701. Durch die Drehung der Objektaufnahmeeinrichtung 704 um die zweite Rotationsachse R2 ist es möglich, das Objekt 125, 425 derart auszurichten, dass die Oberfläche 707 des Objekts 125, 425 senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse OA des SEM 100 oder senkrecht zu der dritten optischen Achse OA3 des Teilchenstrahlgeräts 400 ausgerichtet ist. Die Schneidfase 701 ist parallel zur Oberfläche 707 angeordnet und bewegt sich in die Zeichenebene hinein oder aus der Zeichenebene hinaus. Durch den Schneidvorgang mit der Schneidfase 701 wird eine Fläche freigelegt, beispielsweise die in 8 dargestellte Oberfläche 707. Die optische Achse OA des SEM 100 oder die dritte optische Achse OA3 des Teilchenstrahlgeräts 400 sind senkrecht zu dieser freigelegten Oberfläche 707 ausgerichtet.
  • 9 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der Objektpräparationseinrichtung in Form des Mikrotoms 114, welches in der Probenkammer 201 des Kombinationsgeräts 200 angeordnet ist. Das Mikrotom 114 gemäß der 9 beruht auf dem Mikrotom 114 der 6. Die 9 ist eine hinsichtlich der 6 um 90° gedrehte Ansicht. Gleiche Bauteile sind daher mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es wird auf die oben gemachten Ausführungen verwiesen, die auch hier gelten. 9 zeigt den Zustand, nachdem die Schneidfase 701 um einen vorgebbaren Drehwinkel gedreht wurde, wobei der Drehwinkel beispielsweise im Bereich von 5° bis 50° oder im Bereich von 10° bis 45° liegt, wobei die Bereichsgrenzen mit in den vorgenannten Bereichen eingeschlossen sind. Die Schneidfase 701 ist parallel zu einer Schneidoberfläche 707A des Objekts 125 angeordnet und bewegt sich in die Zeichenebene hinein oder aus der Zeichenebene hinaus. Durch den Schneidvorgang mit der Schneidfase 701 wird eine Fläche freigelegt, beispielsweise die in 9 dargestellte Schneidoberfläche 707A. Die zweite Strahlachse 710 des Ionenstrahlgeräts 300 ist senkrecht zu dieser freigelegten Schneidoberfläche 707A ausgerichtet. Die erste Strahlachse 709 des SEM 100 ist derart ausgerichtet, dass die Schneidoberfläche 707A untersucht und/oder abgebildet werden kann.
  • 10 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der Objektpräparationseinrichtung in Form des Mikrotoms 114, welches in der Probenkammer 201 des Kombinationsgeräts 200 angeordnet ist. Das Mikrotom 114 gemäß der 10 beruht auf dem Mikrotom 114 der 6 und 9. Die 10 ist eine hinsichtlich der 6 um 90° gedrehte Ansicht. Gleiche Bauteile sind daher mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es wird auf die oben gemachten Ausführungen verwiesen, die auch hier gelten. Die 10 zeigt den Zustand, nachdem die Schneidfase 701 um einen vorgebbaren Drehwinkel gedreht wurde, wobei der Drehwinkel beispielsweise im Bereich von 5° bis 50° oder im Bereich von 10° bis 45° liegt, wobei die Bereichsgrenzen mit in den vorgenannten Bereichen eingeschlossen sind. Im Unterschied zur 9 ist bei dem in 10 dargestellten Ausführungsbeispiel zusätzlich die Objektaufnahmeeinrichtung 704 um die zweite Rotationsachse R2 gedreht, und zwar um den identischen Drehwinkel wie die Schneidfase 701. Durch die Drehung der Objektaufnahmeeinrichtung 704 um die zweite Rotationsachse R2 ist es möglich, das Objekt 125 derart auszurichten, dass die Oberfläche 707 des Objekts 125 senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu der zweiten Strahlachse 710 des Ionenstrahlgeräts 300 ausgerichtet ist. Die Schneidfase 701 ist parallel zur Oberfläche 707 angeordnet und bewegt sich in die Zeichenebene hinein oder aus der Zeichenebene hinaus. Durch den Schneidvorgang mit der Schneidfase 701 wird eine Fläche freigelegt, beispielsweise die in 10 dargestellte Oberfläche 707. Die zweite Strahlachse 710 des Ionenstrahlgeräts 300 ist senkrecht zu dieser freigelegten Oberfläche 707 ausgerichtet. Die erste Strahlachse 709 des SEM 100 ist derart ausgerichtet, dass die Oberfläche 707 untersucht und/oder abgebildet werden kann.
  • Die 11 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb des Teilchenstrahlgeräts in Form des SEM 100, des Kombinationsgeräts 200 oder des Teilchenstrahlgeräts 400, wobei das Teilchenstrahlgerät 100, 200 oder 400 die oben beschriebene Objektpräparationseinrichtung in Form des Mikrotoms 114 aufweist. Nachfolgend wird das Verfahren anhand des Betriebs des SEM 100 exemplarisch erläutert. Hinsichtlich der Verfahren zum Betrieb der weiteren Teilchenstrahlgeräte 200 und 400 gilt Entsprechendes.
  • In einem ersten Verfahrensschritt S1 wird die Schneidfase 701 um die erste Rotationsachse in Form der Drehachse R1 derart gedreht, dass die Schneidebene 703 senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur optischen Achse OA ausgerichtet ist. In einem weiteren Verfahrensschritt S2 erfolgt dann ein Bewegen der Schneidfase 701 in der Schneidebene 703 relativ zum Objekt 125. Wie oben bereits erwähnt, erfolgt die Relativbewegung zwischen der Schneidfase 701 relativ zum Objekt 125 parallel zur ersten Rotationsachse in Form der Drehachse R1 linear oder im Wesentlichen linear. Dabei kann die Schneideinrichtung 700 relativ zur Objektaufnahmeeinrichtung 704 in Richtung der ersten Rotationsachse in Form der Drehachse R1 bewegt werden oder es kann die Objektaufnahmeeinrichtung 704 relativ zu der Schneideinrichtung 700 parallel zur (oder in Richtung der) ersten Rotationsachse in Form der Drehachse R1 bewegt werden. Auch eine Kombination beider Bewegungen ist möglich. Es wird eine Schicht des Objekts 125 abgetragen und eine Fläche freigelegt. Aufgrund der Ausrichtung der Schneidebene 703 ist die freigelegte Fläche des Objekts 125 ebenfalls senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur optischen Achse OA ausgerichtet. Im Verfahrensschritt S3 erfolgen/erfolgt dann eine Abbildung und/oder eine Untersuchung der freigelegten Fläche mit dem Teilchenstrahl des SEM 100, also mit dem Primärelektronenstrahl. Der Primärelektronenstrahl des SEM 100 wird auf die freigelegte Fläche geführt und wirkt mit der freigelegten Fläche zusammen. Bei der Wechselwirkung entstehen/entsteht die Wechselwirkungsteilchen und/oder die Wechselwirkungsstrahlung. Die Wechselwirkungsteilchen und/oder die Wechselwirkungsstrahlung werden mit mindestens einem der Detektoren 116, 117, 119, 121 und 500 detektiert.
  • Es erfolgt dann ein Erzeugen von Detektionssignalen mit mindestens einem der Detektoren 116, 117, 119, 121 und 500. Insbesondere wird ein Bild der freigelegten Fläche erzeugt, das beispielsweise in einem Speicher (nicht dargestellt) gespeichert wird. Im Verfahrensschritt S4 wird abgefragt, ob die Verfahrensschritte S2 und S3 erneut wiederholt werden sollen. Wenn die Verfahrensschritte S2 und S3 wiederholt werden sollen, kann das Objekt 125 beispielsweise mittels der Objektaufnahmeeinrichtung 704 in Richtung der Schneidfase 701 derart bewegt werden, dass eine weitere Schicht vom Objekt 125 mittels der Schneidfase 701 entfernt werden kann. Im Anschluss daran werden die Verfahrensschritte S2 und S3 wiederholt. Wenn im Verfahrensschritt S4 keine erneute Durchführung der Verfahrensschritte S2 und S3 gewünscht wird, wird das erfindungsgemäße Verfahren gestoppt (Verfahrensschritt S5).
  • Wie erläutert, können die vorgenannten Verfahrensschritte S2 und S3 mehrfach hintereinander wiederholt werden, um immer wieder erneut Flächen freizulegen, die dann mit dem Primärelektronenstrahl des SEM 100 untersucht und abgebildet werden. Auf diese Weise wird von jeder freigelegten Fläche jeweils ein Bild erzeugt. Die erzeugten Bilder können dazu verwendet werden, um eine 3D-Rekonstruktion des Objekts 125 zu erstellen.
  • In 12 ist ein weiterer Verfahrensschritt dargestellt, der zwischen dem Verfahrensschritt S1 und dem Verfahrensschritt S2 durchgeführt wird, nämlich der Verfahrensschritt S1A. Im Verfahrensschritt S1A erfolgt ein Drehen der Objektaufnahmeeinrichtung 704 relativ zu den weiteren Einheiten der Objektpräparationseinrichtung in Form des Mikrotoms 114 um die zweite Rotationsachse R2. Durch die Drehung der Objektaufnahmeeinrichtung 704 um die zweite Rotationsachse R2 ist es möglich, das Objekt 125 derart auszurichten, dass die Oberfläche 707 senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse OA des SEM 100 ausgerichtet ist.
  • Die 13 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb des Teilchenstrahlgeräts in Form des Kombinationsgeräts 200, wobei das Kombinationsgerät 200 die oben beschriebene Objektpräparationseinrichtung in Form des Mikrotoms 114 aufweist.
  • In einem ersten Verfahrensschritt S1B wird die Schneidfase 701 um die erste Rotationsachse in Form der Drehachse R1 derart gedreht, dass die Schneidebene 703 senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur zweiten Strahlachse 710 des Ionenstrahlgeräts 300 ausgerichtet ist. In einem weiteren Verfahrensschritt S2B erfolgt dann ein Bewegen der Schneidfase 701 in der Schneidebene 703 relativ zum Objekt 125. Wie oben bereits erwähnt, erfolgt die Relativbewegung zwischen der Schneidfase 701 relativ zum Objekt 125 parallel zur ersten Rotationsachse in Form der Drehachse R1 linear oder im Wesentlichen linear. Dabei kann die Schneideinrichtung 700 relativ zur Objektaufnahmeeinrichtung 704 in Richtung der ersten Rotationsachse in Form der Drehachse R1 bewegt werden oder es kann die Objektaufnahmeeinrichtung 704 relativ zu der Schneideinrichtung 700 parallel zur (oder in Richtung der) ersten Rotationsachse in Form der Drehachse R1 bewegt werden. Auch eine Kombination beider Bewegungen ist möglich. Es wird eine Schicht des Objekts 125 abgetragen und eine Fläche freigelegt. Aufgrund der Ausrichtung der Schneidebene 703 ist die freigelegte Fläche des Objekts 125 ebenfalls senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur zweiten Strahlachse 710 ausgerichtet.
  • Im Verfahrensschritt S3B wird nun der zweite Teilchenstrahl in Form des Ionenstrahls zu der mit der Schneidfase 701 freigelegten Fläche geführt. Der zweite Teilchenstrahl fällt senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht auf die mit der Schneidfase 701 freigelegte Fläche ein. Mittels des zweiten Teilchenstrahls wird nun Material des Objekts 125 senkrecht zur mit der Schneidfase 701 freigelegten Fläche abgetragen. Hierdurch wird im Objekt 125 wiederum eine Fläche freigelegt, also eine mit dem zweiten Teilchenstrahl freigelegte Fläche.
  • Im Verfahrensschritt S4B erfolgen/erfolgt dann eine Abbildung und/oder eine Untersuchung der mit dem zweiten Teilchenstrahl freigelegten Fläche unter Verwendung des ersten Teilchenstrahls in Form des Primärelektronenstrahls des SEM 100. Der Primärelektronenstrahl des SEM 100 wird auf die mit dem zweiten Teilchenstrahl freigelegte Fläche geführt und wirkt mit dieser freigelegten Fläche zusammen. Bei der Wechselwirkung entstehen/entsteht die Wechselwirkungsteilchen und/oder die Wechselwirkungsstrahlung. Die Wechselwirkungsteilchen und/oder die Wechselwirkungsstrahlung werden mit mindestens einem der Detektoren 116, 117, 119, 121 und 500 detektiert.
  • Es erfolgt dann ein Erzeugen von Detektionssignalen mit mindestens einem der Detektoren 116, 117, 119, 121 und 500. Insbesondere wird ein Bild der mit dem zweiten Teilchenstrahl freigelegten Fläche erzeugt, das beispielsweise in einem Speicher (nicht dargestellt) gespeichert wird. Im Verfahrensschritt S5B wird abgefragt, ob die Verfahrensschritte S3B und S4B erneut wiederholt werden sollen. Wenn dies bejaht wird, dann werden Verfahrensschritte S3B und S4B wiederholt. Es wird eine wiederum weitere Fläche mit dem zweiten Teilchenstrahl freigelegt. Anschließend wird diese wiederum weitere Fläche mit dem ersten Teilchenstrahl untersucht und/oder abgebildet. Wenn im Verfahrensschritt S5B keine erneute Durchführung der Verfahrensschritte S3B und S4B gewünscht wird, wird das erfindungsgemäße Verfahren gestoppt (Verfahrensschritt S6B).
  • Wie erläutert, können die vorgenannten Verfahrensschritte S3B und S4B mehrfach hintereinander wiederholt werden, um immer wieder erneut Flächen freizulegen, die dann mit dem Primärelektronenstrahl des SEM 100 untersucht und abgebildet werden. Auf diese Weise wird von jeder freigelegten Fläche jeweils ein Bild erzeugt. Die erzeugten Bilder können dazu verwendet werden, um eine 3D-Rekonstruktion des Objekts 125 zu erstellen.
  • Die Abbildung und/oder Untersuchung im Verfahrensschritt S4B kann auch alternativ oder zusätzlich mit dem zweiten Teilchenstrahl in Form des Ionenstrahls erfolgen.
  • 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
    Spule
    112
    einzelne Elektrode
    113
    Rohrelektrode
    114
    Objektpräparationseinrichtung in Form eines Mikrotoms
    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
    Objekt
    200
    Kombinationsgerät
    201
    Probenkammer
    300
    Ionenstrahlgerät
    301
    Ionenstrahlerzeuger
    302
    Extraktionselektrode im Ionenstrahlgerät
    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
    Strahlungsdetektor
    600
    erstes Bewegungselement
    601
    Gehäuse
    602
    zweites Bewegungselement
    603
    erste Tischrotationsachse
    604
    drittes Bewegungselement
    605
    viertes Bewegungselement
    606
    fünftes Bewegungselement
    607
    zweite Tischrotationsachse
    608
    Steuereinheit
    700
    Schneideinrichtung
    701
    Schneidfase
    702
    Schneideinrichtungsantrieb
    703
    Schneidebene
    704
    Objektaufnahmeeinrichtung
    705
    Schrittmotor
    706
    Einrichtungsachse
    707
    Oberfläche
    707A
    Schneidoberfläche
    709
    erste Strahlachse
    710
    zweite Strahlachse
    M1
    erster Schrittmotor
    M2
    zweiter Schrittmotor
    M3
    dritter Schrittmotor
    M4
    vierter Schrittmotor
    M5
    fünfter Schrittmotor
    R1
    erste Rotationsachse (Drehachse)
    R2
    zweite Rotationsachse (Objektaufnahme-Rotationsachse)
    OA
    optische Achse
    OA1
    erste optische Achse
    OA2
    zweite optische Achse
    OA3
    dritte optische Achse
    S1 bis S5
    Verfahrensschritte
    W1
    Winkel
  • 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 2015/175525 A1 [0015]
    • WO 2008/066846 A2 [0015]
    • WO 2002/067286 A2 [0067]

Claims (14)

  1. Objektpräparationseinrichtung (114) zur Präparation eines Objekts (125, 425) in einem Teilchenstrahlgerät (100, 200, 400), mit - mindestens einer Objektaufnahmeeinrichtung (704) zur Aufnahme des Objekts (125, 425), - mindestens einer Schneideinrichtung (700), - mindestens einer Schneidfase (701) zum Schneiden des Objekts (125, 425), wobei die Schneidfase (701) an der Schneideinrichtung (700) angeordnet ist, wobei - die Schneidfase (701) in einer Schneidebene (703) liegt, - eine Drehachse (R1) in der Schneidebene (703) liegt, und wobei - die Schneidfase (701) um die Drehachse (R1) drehbar ausgebildet ist.
  2. Objektpräparationseinrichtung (114) nach Anspruch 1, wobei die Schneidfase (701) und die Objektaufnahmeeinrichtung (704) relativ zueinander in Richtung der Drehachse (R1) linear beweglich sind.
  3. Objektpräparationseinrichtung (114) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Objektaufnahmeeinrichtung (704) beweglich ausgebildet ist.
  4. Objektpräparationseinrichtung (114) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Objektpräparationseinrichtung (114) mindestens eines der folgenden Merkmale aufweist: - mindestens eine erste Verstelleinheit (702) zur Rotation der Schneidfase (701) um die Drehachse (R1); - mindestens eine zweite Verstelleinheit (705) zur Rotation der Objektaufnahmeeinrichtung (704) um eine Objektaufnahme-Rotationsachse (R2).
  5. Objektpräparationseinrichtung (114) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Objektpräparationseinrichtung (114) an einem beweglich ausgebildeten Objekttisch (122, 424) des Teilchenstrahlgeräts (100, 200, 400) montierbar ist.
  6. Objektpräparationseinrichtung (114) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Drehachse (R1) senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur Schneidfase (701) ausgerichtet ist.
  7. Teilchenstrahlgerät (100, 200, 400) zur Analyse und/oder zur Bearbeitung eines Objekts (125, 425), mit - mindestens einem Strahlerzeuger (101, 301, 402) zur Erzeugung eines Teilchenstrahls mit geladenen Primärteilchen, - einer optischen Achse (OA, OA1 bis OA3, 709, 710), - mindestens einer Objektivlinse (107, 304, 421) zur Fokussierung des Teilchenstrahls auf das Objekt (125, 425), wobei bei einer Wechselwirkung des Teilchenstrahls mit dem Objekt (125, 425) Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung entstehen/entsteht, - mindestens einem Detektor (116, 117, 119, 121, 500) zur Detektion der Wechselwirkungsteilchen und/oder der Wechselwirkungsstrahlung, und mit - mindestens einer Objektpräparationseinrichtung (114) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
  8. Teilchenstrahlgerät (100, 200, 400) nach Anspruch 7, wobei das Teilchenstrahlgerät (100, 200, 400) mindestens eines der folgenden Merkmale aufweist: - die Objektpräparationseinrichtung (114) ist an einem beweglich ausgebildeten Objekttisch (122, 424) des Teilchenstrahlgeräts (100, 200, 400) angeordnet, wobei der Objekttisch (122, 424) entlang einer ersten Tischachse (x-Achse), einer zweiten Tischachse (y-Achse) und einer dritten Tischachse (z-Achse) beweglich ausgebildet ist, wobei die erste Tischachse (x-Achse), die zweite Tischachse (y-Achse) und die dritte Tischachse (z-Achse) senkrecht zueinander ausgerichtet sind; - die Objektpräparationseinrichtung (114) ist an einem beweglich ausgebildeten Objekttisch (122, 424) des Teilchenstrahlgeräts (100, 200, 400) angeordnet, wobei der Objekttisch (122, 424) entlang einer ersten Tischachse (x-Achse), einer zweiten Tischachse (y-Achse) und einer dritten Tischachse (z-Achse) beweglich ausgebildet ist, wobei die erste Tischachse (x-Achse), die zweite Tischachse (y-Achse) und die dritte Tischachse (z-Achse) senkrecht zueinander ausgerichtet sind, wobei der Objekttisch (122, 424) um eine erste Tischrotationsachse (603) und/oder um eine zweite Tischrotationsachse (607) drehbar ausgebildet ist, wobei die erste Tischrotationsachse (603) senkrecht zur zweiten Tischrotationsachse (607) ausgerichtet ist.
  9. Teilchenstrahlgerät (400) nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Teilchenstrahlgerät (400) mindestens einen Spiegelkorrektor (414) zum Korrigieren von chromatischer und/oder sphärischer Aberration aufweist.
  10. Teilchenstrahlgerät (100, 200, 400) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das Teilchenstrahlgerät (100, 200, 400) als Elektronenstrahlgerät und/oder als Ionenstrahlgerät ausgebildet ist.
  11. Teilchenstrahlgerät (200) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei der Strahlerzeuger (101) zur Erzeugung des 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 (125).
  12. Teilchenstrahlgerät (200) nach Anspruch 11, wobei - der erste Strahlerzeuger (101) zur Erzeugung des ersten Teilchenstrahls mit ersten geladenen Primärteilchen und die erste Objektivlinse (107) zur Fokussierung des ersten Teilchenstrahls in einer ersten Teilchenstrahlsäule angeordnet sind, wobei die erste Teilchenstrahlsäule eine erste Strahlachse (709) aufweist, - der zweite Strahlerzeuger (301) zur Erzeugung des zweiten Teilchenstrahls mit zweiten geladenen Primärteilchen und die zweite Objektivlinse (304) zur Fokussierung des zweiten Teilchenstrahls in einer zweiten Teilchenstrahlsäule angeordnet sind, wobei die zweite Teilchenstrahlsäule eine zweite Strahlachse (710) aufweist, - die erste Strahlachse (709) und die zweite Strahlachse (710) einen Strahlachsenwinkel einschließen, der unterschiedlich zu 0° und zu 180° ist, und wobei - die Schneidebene (703) in einer ersten Stellung der Schneideinrichtung (700) senkrecht zur ersten Strahlachse (709) ausgerichtet ist und in einer zweiten Stellung der Schneideinrichtung (700) senkrecht zur zweiten Strahlachse (710) ausgerichtet ist.
  13. Verfahren zum Betrieb eines Teilchenstrahlgeräts (100, 200, 400) nach einem der Ansprüche 7 bis 12, mit den folgenden Schritten: - Drehen der Schneidfase (701) um die Drehachse (R1) um einen Drehwinkel in eine Position, in welcher die Schneidebene (703) senkrecht zur optischen Achse (OA, OA1 bis OA3, 709, 710) ausgerichtet ist, sowie - Bewegen der Schneidfase (701) in der Schneidebene (703) relativ zum Objekt (125, 425).
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Objektaufnahmeeinrichtung (704) um einen Objektaufnahmen-Drehwinkel derart gedreht wird, dass eine Oberfläche (707) des Objekts (125, 425) senkrecht zur optischen Achse (OA, OA1 bis OA3, 709, 710) ausgerichtet ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018207246A1 (de) * 2018-05-09 2019-11-14 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Objektpräparationseinrichtung sowie Objektpräparationseinrichtung, insbesondere für ein Teilchenstrahlgerät

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11073447B2 (en) * 2016-03-31 2021-07-27 Agilent Technologies, Inc. Apparatus and methods for transferring a tissue section
WO2019100600A1 (en) * 2017-11-21 2019-05-31 Focus-Ebeam Technology (Beijing) Co., Ltd. Low voltage scanning electron microscope and method for specimen observation
US11264198B2 (en) * 2018-10-15 2022-03-01 Applied Materials Israel Ltd. Objective lens arrangement
CN110376229B (zh) * 2019-06-12 2020-09-04 聚束科技（北京）有限公司 具备复合式探测***的扫描电子显微镜和样品探测方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2411535A1 (de) 1973-03-12 1974-09-26 Kent Cambridge Medical Ltd Mikrotom
DE19606969C2 (de) 1996-02-24 1999-07-29 Ruediger Hirt Schlittenmikrotom
WO2002067286A2 (de) 2001-02-20 2002-08-29 Leo Elektronenmikroskopie Gmbh Teilchenstrahlsystem mit einem spiegelkorrektor
DE102004004355B3 (de) 2003-04-15 2005-01-20 Leica Microsystems Nussloch Gmbh Rotationsmikrotom
WO2008066846A2 (en) 2006-11-28 2008-06-05 President And Fellows Of Harvard College Methods and apparatus for providing and processing sliced thin tissue
US20130140459A1 (en) 2011-12-01 2013-06-06 Gatan, Inc. System and method for sample analysis by three dimensional cathodoluminescence
DE102012217761A1 (de) 2012-09-28 2014-04-17 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Verfahren zur Vermeidung von Artefakten beim Serial Block Face Imaging
WO2015175525A1 (en) 2014-05-12 2015-11-19 The United States Of America, As Represented By The Secretary, Department Of Health & Human Services Miniature serial sectioning microtome for block-face imaging
DE112015004746T5 (de) 2014-11-28 2017-08-10 Hitachi High-Technologies Corporation Mit einem strahl geladener teilchen arbeitende vorrichtung

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050004156A (ko) * 2002-05-17 2005-01-12 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 기판처리장치 및 기판처리방법

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2411535A1 (de) 1973-03-12 1974-09-26 Kent Cambridge Medical Ltd Mikrotom
DE19606969C2 (de) 1996-02-24 1999-07-29 Ruediger Hirt Schlittenmikrotom
WO2002067286A2 (de) 2001-02-20 2002-08-29 Leo Elektronenmikroskopie Gmbh Teilchenstrahlsystem mit einem spiegelkorrektor
DE102004004355B3 (de) 2003-04-15 2005-01-20 Leica Microsystems Nussloch Gmbh Rotationsmikrotom
WO2008066846A2 (en) 2006-11-28 2008-06-05 President And Fellows Of Harvard College Methods and apparatus for providing and processing sliced thin tissue
US20130140459A1 (en) 2011-12-01 2013-06-06 Gatan, Inc. System and method for sample analysis by three dimensional cathodoluminescence
DE102012217761A1 (de) 2012-09-28 2014-04-17 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Verfahren zur Vermeidung von Artefakten beim Serial Block Face Imaging
WO2015175525A1 (en) 2014-05-12 2015-11-19 The United States Of America, As Represented By The Secretary, Department Of Health & Human Services Miniature serial sectioning microtome for block-face imaging
DE112015004746T5 (de) 2014-11-28 2017-08-10 Hitachi High-Technologies Corporation Mit einem strahl geladener teilchen arbeitende vorrichtung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018207246A1 (de) * 2018-05-09 2019-11-14 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Objektpräparationseinrichtung sowie Objektpräparationseinrichtung, insbesondere für ein Teilchenstrahlgerät
DE102018207246B4 (de) * 2018-05-09 2020-03-19 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Objektpräparationseinrichtung, Computerprogrammprodukt sowie Objektpräparationseinrichtung, insbesondere für ein Teilchenstrahlgerät

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