DE102019005364B3

DE102019005364B3 - System-Kombination eines Teilchenstrahlsystem und eines lichtoptischen Systems mit kollinearer Strahlführung sowie Verwendung der System-Kombination

Info

Publication number: DE102019005364B3
Application number: DE102019005364.8A
Authority: DE
Inventors: Dirk Zeidler; Michael Schall; Jörg Jacobi; Michel Le Maire
Original assignee: Carl Zeiss Multisem GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Multisem GmbH
Priority date: 2019-07-31
Filing date: 2019-07-31
Publication date: 2020-10-08
Anticipated expiration: 2039-08-01
Also published as: US20210035773A1; US11087955B2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine System-Kombination mit einem Teilchenstrahlsystem einerseits und einem lichtoptischen System andererseits. Bei dem Teilchenstrahlsystem kann es sich um ein Einzel-Teilchenstrahlsystem oder um ein Vielzahl-Teilchenstrahlsystem handeln. Gemäß der System-Kombination ist an einem Verzweigungsort einer Strahlrohranordnung innerhalb einer Strahlweiche ein Lichteintrittsmittel vorgesehen und ein Lichtstrahl des lichtoptischen Systems tritt durch das Lichteintrittsmittel hindurch in die Strahlrohranordnung so ein, dass der Lichtstrahl im Wesentlichen kollinear mit Teilchenstrahlung auf ein zu inspizierendes Objekt trifft. Dabei verlaufen Teile des lichtoptischen Strahlenganges und Teile des teilchenoptischen Strahlenganges parallel zueinander bzw. überlappen miteinander. Durch diese Anordnung ist es möglich, dass Licht des lichtoptischen Systems senkrecht auf ein zu inspizierendes Objekt auftrifft, und zwar ohne die teilchenoptische Auflösung des Teilchenstrahlsystems zu beinträchtigen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine System-Kombination aus einem Teilchenstrahlsystem und einem lichtoptischen System. Dabei weist das Teilchenstrahlsystem ein Vielzahl-Teilchenstrahlsystem auf.
Stand der Technik
Mehrstrahl-Teilchenmikroskope können ebenso wie Einzelstrahl-Teilchenmikroskope dazu verwendet werden, Objekte auf einer mikroskopischen Skala zu analysieren. Bspw. können mittels dieser Teilchenmikroskope Bilder eines Objekts aufgenommen werden, welche eine Oberfläche des Objekts repräsentieren. Auf diese Weise kann bspw. die Struktur der Oberfläche analysiert werden. Während in einem Einzelstrahl-Teilchenmikroskop ein einziger Teilchenstrahl aus geladenen Teilchen wie bspw. Elektronen, Positronen, Myonen oder Ionen, dazu verwendet wird, das Objekt zu analysieren, wird in einem Mehrstrahl-Teilchenmikroskop eine Mehrzahl von Teilchenstrahlen dazu verwendet. Die Mehrzahl der Teilchenstrahlen, welche auch als Bündel bezeichnet wird, wird gleichzeitig auf die Oberfläche des Objekts gerichtet, wodurch verglichen mit einem Einzelstrahl-Teilchenmikroskop eine deutlich größere Fläche der Oberfläche des Objekts während eines gleichen Zeitraums abgetastet und analysiert werden kann.
Aus der WO 2005/ 024 881 A2 ist ein Vielzahl-Teilchenstrahlsystem in Form eines Elektronenmikroskopiesystems bekannt, welches mit einer Vielzahl von Elektronenstrahlen arbeitet, um ein zu untersuchendes Objekt mit einem Bündel von Elektronenstrahlen parallel abzurastern. Das Bündel von Elektronenstrahlen wird erzeugt, indem ein von einer Elektronenquelle erzeugter Elektronenstrahl auf eine Multiaperturplatte gerichtet wird, welche eine Vielzahl von Öffnungen aufweist. Ein Teil der Elektronen des Elektronenstrahls trifft auf die Multiaperturplatte und wird dort absorbiert, und ein anderer Teil des Stahls durchsetzt die Öffnungen der Multiaperturplatte, so dass im Strahlengang hinter einer jeden Öffnung ein Elektronenstrahl geformt wird, dessen Querschnitt durch den Querschnitt der Öffnung definiert ist. Weiterhin führen geeignet gewählte elektrische Felder, welche im Strahlengang vor und/ oder hinter der Multiaperturplatte bereitgestellt sind, dazu, dass eine jede Öffnung in der Multiaperturplatte als eine Linse auf den die Öffnung durchsetzenden Elektronenstahl wirkt, so dass die Elektronenstrahlen in einer Ebene fokussiert werden, welche in einem Abstand von der Multiaperturplatte liegt. Die Ebene, in der die Foki der Elektronenstrahlen gebildet werden, wird durch eine nachfolgende Optik auf die Oberfläche des zu untersuchenden Objekts abgebildet, so dass die einzelnen Elektronenstrahlen als Primärstrahlen fokussiert auf das Objekt treffen. Dort erzeugen sie von dem Objekt ausgehende Wechselwirkungsprodukte wie Rückstreuelektronen oder Sekundärelektronen, welche zu Sekundärstrahlen geformt und von einer weiteren Optik auf einen Detektor gerichtet werden. Dort trifft ein jeder der Sekundärstrahlen auf ein separates Detektorelement, so dass die mit diesem detektierten Elektronenintensitäten Informationen zu dem Objekt an dem Ort bereitstellen, an dem der entsprechende Primärstrahl auf das Objekt trifft. Das Bündel von Primärstrahlen wird systematisch über die Oberfläche des Objekts gescannt, um in der für Rasterelektronenmikroskope üblichen Weise ein elektronenmikroskopisches Bild des Objekts zu erzeugen.
Lichtoptische Systeme stellen grundsätzlich andere Inspektionsmöglichkeiten für Proben zur Verfügung als teilchenoptische Systeme. Es besteht deshalb zunehmend das Bedürfnis, teilchenoptische Systeme mit lichtoptischen Systemen zu kombinieren, um die jeweiligen Stärken der unterschiedlichen Systeme ausnutzen und miteinander kombinieren zu können. So beschreibt die DE 10 2010 011 898 A1 zum Beispiel ein kombiniertes Inspektionssystem, bei dem in einen teilchenoptischen Strahlengang eines Einzel-Teilchenstrahlsystems lichtoptische Komponenten eingesetzt und mit Durchgangsöffnungen für den Teilchenstrahl versehen sind.
Eine besondere Herausforderung stellen bei einer System-Kombination aus einem Vielzahl-Teilchenstrahlsystem und einem lichtoptischen System die Platzverhältnisse dar. Bei einem Vielzahl-Teilchenstrahlsystem befindet sich eine teilchenoptische Objektivlinse verhältnismäßig nah an dem zu untersuchenden Objekt und nimmt verhältnismäßig viel Platz in Anspruch, so dass ein Lichteinfall an der teilchenoptischen Objektivlinse vorbei nur mit einem streifenden Lichteinfallswinkel α möglich ist (siehe zum Beispiel US 2013/0284924 A1 und US 2016/0211112 A1 ). Dieser streifende Lichteinfall ist auch in 4 dieser Patentanmeldung illustriert und ist nur für bestimmte lichtoptische Anwendungen ausreichend.
Würden in der teilchenoptischen Objektivlinse bzw. in ihren Polschuhen zusätzliche Öffnungen für Lichtstrahlen vorgesehen, so würden sich diese negativ auf die mit der teilchenoptischen Objektivlinse erzielbare Auflösung auswirken.
Die US 7 205 542 B1 offenbart ein Einzelstrahl-Rasterelektronenmikroskop mit gekrümmter optischer Achse, das zusätzlich ein optisches System mit einem Laser offenbart. Der Laserstrahl trifft kollinear mit dem Einzel-Teilchenstrahl auf eine Probe.
US 6 403 967 B1 offenbart Details über ein bei Teilchenstrahlsystemen eingesetztes Strahlrohr.
US 2016/0181054 A1 offenbart eine teilchenoptische Objektivlinse, die sowohl bei Einzelstrahl- als auch bei Multistrahl-Systemen einsetzbar ist. Eine Kombination eines teilchenoptischen Systems mit einem lichtoptischen System ist der Druckschrift nicht zu entnehmen.
US 2017/0294287 A1 offenbart ebenfalls eine bestimmte Objektivlinsenanordnung.
US 2004/0222377 A1 offenbart ein Wafer-Inspektionssystem, bei dem Rückstreuelektronen zur Bildgebung verwendet werden. Dabei erfolgt in einer Strahlweiche eine Trennung zwischen Sekundärelektronen und Rückstreuelektronen.
US 6 812 461 B1 offenbart ein Teilchenstrahlsystem, das mit einem Laser kombiniert ist, wobei der Laser für eine elektronische Anregung einer Fotokathode verwendet wird. Die so freigesetzten Elektronen treffen dann auf eine Probe.
DE 10 2008 001 812 A1 offenbart eine Positioniereinrichtung für ein Teilchenstrahlgerät. Dabei wird ein teilchenoptisches System mit einem lichtoptischen System kombiniert. Der ausgesandte Lichtstrahl wird zur Positionierung eines Halters verwendet. Dabei kommt es zu einer kollinearen Strahlführung des Lichtstrahls mit dem Teilchenstrahl. Das System beinhaltet keine Strahlweiche, so dass die Platzverhältnisse für eine Kombination eines Teilchenstrahlsystems und eines lichtoptischen Systems gänzlich andere sind als bei der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung der Erfindung
Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Systemkombination aus einem Vielzahl-Teilchenstrahlsystem und einem lichtoptischen System bereitzustellen, die es insbesondere erlaubt, sowohl Teilchenstrahlen als auch Lichtstrahlen jeweils im Wesentlichen senkrecht auf ein Objekt treffen zu lassen, ohne dabei die Auflösung des teilchenoptischen Systems zu reduzieren.
Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche. Abhängige Patentansprüche sind auf vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung bezieht sich diese auf eine Systemkombination, die Folgendes aufweist:

ein Vielzahl-Teilchenstrahlsystem, das einen teilchenoptischen Strahlengang bereitstellt, wobei das Vielzahl-Teilchenstrahlsystem umfasst:
- eine Vielstrahl-Teilchenquelle, die konfiguriert ist, um ein erstes Feld einer Vielzahl von ersten Teilchenstrahlen zu erzeugen;
- eine erste Teilchenoptik mit einem ersten teilchenoptischen Strahlengang, wobei die erste Teilchenoptik konfiguriert ist, um die ersten Teilchenstrahlen auf eine Objektebene zu richten, so dass die ersten Teilchenstrahlen an Auftrefforten auf die Objektebene treffen, die ein zweites Feld bilden;
- eine Detektoreinheit mit einer Mehrzahl von Detektionsbereichen, wobei die Detektionsbereiche in einem dritten Feld angeordnet sind;
- eine zweite Teilchenoptik mit einem zweiten teilchenoptischen Strahlengang, wobei die zweite Teilchenoptik konfiguriert ist, um zweite Teilchenstrahlen, die von den Auftrefforten in dem zweiten Feld ausgehen, auf das dritte Feld abzubilden;
- eine teilchenoptische Objektivlinse, durch die sowohl die ersten und als auch die zweiten Teilchenstrahlen hindurchtreten; und
- eine Strahlweiche, die in dem ersten teilchenoptischen Strahlengang zwischen der Vielstrahl-Teilchenquelle und der Objektivlinse angeordnet ist und die in dem zweiten teilchenoptischen Strahlengang zwischen der Objektivlinse und der Detektoreinheit angeordnet ist, wobei sich in der Strahlweiche der erste teilchenoptische Strahlengang und der zweite teilchenoptische Strahlengang insbesondere Y-mäßig verzweigen,
- wobei die Strahlweiche eine Strahlrohranordnung aufweist, in der der teilchenoptische Strahlengang innerhalb der Strahlweiche verläuft und wobei sich die Strahlrohranordnung an einem Verzweigungsort insbesondere Y-mäßig verzweigt;
- wobei an dem Verzweigungsort der Strahlrohranordnung ein Lichteintrittsmittel vorgesehen ist; und
ein lichtoptisches System, das einen lichtoptischen Strahlengang bereitstellt, wobei das lichtoptische System umfasst:
- eine Lichtquelle; und
- eine Lichtoptik, wobei die Lichtoptik dazu konfiguriert ist, einen Lichtstrahl auf die Objektebene zu richten,
- wobei der Lichtstrahl durch das Lichteintrittsmittel hindurch in die Strahlrohranordnung so eintritt, dass der Lichtstrahl im Wesentlichen kollinear mit den ersten Teilchenstrahlen auf die Objektebene trifft.

Bei der Objektebene handelt es sich um eine durch die eingestellten Systemparameter des Teilchenstrahlsystems definierte Ebene, in der die zu untersuchende Oberfläche eines zu untersuchenden Objekts mithilfe einer Stage (Probentisch) positioniert werden kann.
Bei den geladenen Teilchen kann es sich z.B. um Elektronen, Positronen, Myonen oder Ionen oder andere geladene Partikel handeln. Bevorzugt handelt es sich um Elektronen, die z.B. mithilfe einer thermischen Feldemissionsquelle (TFE) erzeugt werden. Aber auch andere Teilchenquellen können Verwendung finden.
Das in dem lichtoptischen System eingesetzte Licht kann Licht, d.h. elektromagnetische Strahlung, jeglicher Wellenlänge sein, welches durch eine schmalbandige Lichtquelle, wie etwa einen Laser, oder durch eine breitbandige Lichtquelle erzeugt wird. Die Wellenlängen des Lichts können im sichtbaren spektralen Bereich oder außerhalb des sichtbaren spektralen Bereichs, wie etwa im infraroten spektralen Bereich oder im ultravioletten spektralen Bereich, liegen.
Die Strahlweiche ist ein spezieller Teilchenstrahlteiler. Sie weist bevorzugt einen oder mehrere Magnetsektoren zur Ablenkung von Teilchenstrahlen auf. Die durch die Magnetsektoren bereitgestellten Magnetfelder sind bevorzugt im Wesentlichen homogen. Zusätzlich zu den Magnetsektoren, in denen eine Ablenkung von Teilchenstrahlen in der Strahlweiche erfolgt, weist die Strahlweiche bevorzugt Driftbereiche auf, in denen kein Magnetfeld anliegt. Neben dieser beschriebenen bevorzugten Ausführungsform sind aber auch andere Ausgestaltungen der Strahlweiche denkbar. In jedem Fall wird mithilfe der Strahlweiche und der in ihr erzeugten Felder eine Verzweigung des teilchenoptischen Strahlenganges in der Strahlweiche erreicht.
Die Strahlweiche weist eine Strahlrohranordnung auf. Diese Strahlrohranordnung ist dabei so ausgebildet, dass sie die teilchenoptischen Strahlengänge innerhalb der Strahlweiche umschließt. Die Strahlrohranordnung kann bereits vor der Strahlweiche beginnen und auch nach der Strahlweiche fortgesetzt sein. Die Strahlrohranordnung als solche bietet den Vorteil, dass innerhalb der Strahlrohranordnung ein besseres Vakuum, insbesondere ein Hochvakuum, besser erzeugt werden kann. Typische Werte für diese Drücke betragen weniger als 10^-5 mbar, bevorzugt weniger als 10^-7 mbar und/ oder 10^-9 mbar. Ein typischer Durchmesser d der Strahlrohranordnung bzw. der dazu gehörigen Strahlrohrabschnitte oder Strahlrohrschenkel beträgt 5mm ≤ d ≤ 30mm, bevorzugt 10mm ≤ d ≤ 25mm.
Erfindungsgemäß ist an dem Verzweigungsort der Strahlrohranordnung ein Lichteintrittsmittel vorgesehen. Dieses Lichteintrittsmittel ist also optisch transparent für Licht des lichtoptischen Systems der System-Kombination. Unter dem Verzweigungsort der Strahlrohranordnung wird ein Bereich des Strahlrohres bzw. seiner Wandung verstanden, an dem die Verzweigung erfolgt. Im Falle einer Y-mäßigen Verzweigung befindet sich der Verzweigungsort zwischen den beiden oberen Schenkeln des Y und damit an dem Verzweigungsort, der von der Objektebene am weitesten abgewandt ist. Dabei dient die Beschreibung als Y-mäßig nur illustrativen Zwecken, es ist insbesondere nicht notwendig, dass die Strahlrohranordnung über eine Symmetrieachse verfügt, die durch den Verzweigungsort hindurchgeht. Gleichwohl ist dies möglich.
Durch die beschriebene Anordnung des Lichteintrittsmittels an dem Verzweigungsort an der Ummantelung der Strahlrohranordnung ist es möglich, Licht in die Strahlweiche so einzukoppeln, dass ein teilchenoptischer Strahl nicht durch lichtoptische Komponenten behindert wird. Gleichzeitig ist es möglich, das eingekoppelte Licht im Wesentlichen kollinear mit den ersten Teilchenstrahlen auf die Objektebene und damit auf eine in der Objektebene positionierte Oberfläche eines Objekts treffen zu lassen. Das Objekt selbst ist nicht Teil der beanspruchten System-Kombination.
Erfindungsgemäß tritt der Lichtstrahl durch das Lichteintrittsmittel hindurch in die Strahlrohranordnung so ein, dass der Lichtstrahl im Wesentlichen kollinear mit den ersten Teilchenstrahlen auf die Objektebene trifft. Er wird also auf das Objekt bzw. eine Objektebene abgebildet. Kollinearität zwischen den ersten Teilchenstrahlen und dem Lichtstrahl bedeutet hierbei, dass ihre Richtungsvektoren entweder identisch oder echt parallel zueinander sind. Im Wesentlichen kollinear bedeutet, dass für einen Winkel β zwischen dem Lichtstrahl und den ersten Teilchenstrahlen gilt: β ≤ 10°, bevorzugt β ≤ 5° und/ oder β ≤ 1°. Der Beleuchtungsfleck des Lichtstrahls auf dem Objekt oder in der Objektebene kann sich dabei am selben Ort auf dem Objekt wie einer der ersten Teilchenstrahlen befinden, dies ist aber nicht zwingend der Fall. Der Beleuchtungsfleck kann zum Beispiel auch neben dem Auftreffort eines ersten Teilchenstrahles und/ oder neben den Auftrefforten aller ersten Teilchenstrahlen liegen. Bevorzugt ist es so, dass der Lichtstrahl und die ersten Teilchenstrahlen innerhalb der teilchenoptischen Objektivlinse kollinear zur optischen Achse der teilchenoptischen Objektivlinse verlaufen. Die optische Achse der teilchenoptischen Objektivlinse wird dabei zum Beispiel durch die Rotationsachse einer rotationssymmetrischen teilchenoptischen Objektivlinse und/ oder durch die Rotationsachse von deren Polschuhen definiert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung treffen die ersten Teilchenstrahlen und der Lichtstrahl im Wesentlichen senkrecht auf die Objektebene. Diese Orientierung der ersten Teilchenstrahlen oder primären Teilchenstrahlen zu dem Lichtstrahl bietet beispielsweise den Vorteil einer genaueren Inspektion des Objektes oder seiner Eigenschaften mithilfe des Lichtstrahles. Es ist insbesondere möglich, mithilfe des Lichtstrahles eine Lage oder Höhe des Objektes, insbesondere einen Arbeitsabstand des Systems zu dem Objekt, und/ oder ein Höhenprofil des Objektes genauer zu bestimmen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Strahlrohranordnung drei Strahlrohrschenkel auf. Dabei verläuft in dem ersten Schenkel nur der erste teilchenoptische Strahlengang und in dem zweiten Schenkel verläuft nur der zweite teilchenoptische Strahlengang. In dem dritten Schenkel verläuft sowohl der erste teilchenoptische Strahlengang als auch der zweite optische Strahlengang. Ein Verzweigungsort der Strahlrohranordnung befindet sich dann am Übergang zwischen dem ersten Schenkel und dem zweiten Schenkel. An diesem Verzweigungsort ist dann das Lichteintrittsmittel vorgesehen. Ein Winkel γ zwischen dem teilchenoptischen Strahlengang in dem ersten Schenkel und dem teilchenoptischen Strahlengang in dem zweiten Schenkel beträgt typischerweise 15° ≤ γ ≤ 65°.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verlaufen in dem dritten Schenkel der erste und der zweite teilchenoptische Strahlengang zumindest teilweise parallel und der erste und zweite teilchenoptische Strahlengang treten aus dem dritten Schenkel in einer z-Richtung aus, die hierdurch definiert wird. Dabei ist die Lichtoptik so eingerichtet, dass der aus dem Lichteintrittsmittel heraus in die Strahlrohreinrichtung eintretende Lichtstrahl kollinear mit den ersten Teilchenstrahlen in z-Richtung auf die Objektebene auftrifft. Diese z-Richtung kann dabei senkrecht zu einer Oberfläche des Objektes ausgerichtet sein, dies ist jedoch nicht zwingend der Fall.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung treffen die ersten Teilchenstrahlen und der Lichtstrahl im Wesentlichen senkrecht auf die Objektebene. Die oben definierte z-Richtung ist dann senkrecht zu der Objektebene orientiert.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Strahlweiche einen Lichtkanal, insbesondere eine Bohrung, von ihrer Außenfläche zum Lichteintrittsmittel im lichtoptischen Strahlengang auf. Der Lichtkanal beschreibt dabei also einen Bereich des lichtoptischen Strahlenganges, der innerhalb der Strahlweiche verläuft. Es ist nicht erforderlich, dass es sich bei dem Lichtkanal um ein separates Bauteil der System-Kombination handelt. Vielmehr dient die Bezeichnung Lichtkanal dazu, die Erfindung konzeptionell weiter zu beschreiben. Der Lichtkanal kann geradlinig, gebogen oder gewinkelt ausgebildet sein. Er ist typischerweise kurz und seine Länge l beträgt bevorzugt 25mm ≤ l ≤ 100mm.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verläuft eine Lichteintrittsrichtung in den Lichtkanal und somit in die Strahlweiche hinein im Wesentlichen senkrecht zu der Ebene, die von der Strahlrohranordnung aufgespannt wird. Im Falle einer Y-mäßigen Strahlrohranordnung liegen die Schenkel des Y also innerhalb der Ebene und die Lichteintrittsrichtung in dem Lichtkanal verläuft senkrecht zu dieser Ebene. Durch diese Anordnung kann der Lichtkanal so kurz wie möglich gehalten werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Strahlweiche einen oder mehrere Magnetsektoren entlang der gekrümmten Teilchenbahnen zur Ablenkung der Teilchenstrahlen auf, wobei der Lichtkanal keinen der Magnetsektoren schneidet. Auch wenn mehrere Magnetsektoren vorgesehen sind, was typischerweise der Fall ist, ist zwischen den verschiedenen Magnetsektoren etwas Platz. Zwischen diesen Magnetsektoren hindurch verläuft dann der Lichtkanal. Zur Fixierung der Magnetsektoren wird typischerweise eine Struktur benötigt. In dieser Struktur kann der Lichtkanal verlaufen. Auch hier ist es besonders bevorzugt, dass die Lichteintrittsrichtung in den Lichtkanal im Wesentlichen senkrecht zu der Ebene verläuft, die von der Strahlrohranordnung ausgespannt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist innerhalb des Lichtkanals ein Lichtumlenkmittel vorgesehen, um den Lichtstrahl insbesondere um etwa 90° umzulenken. Diese Umlenkung erlaubt es, Licht in die Strahlweiche hinein bzw. in den Lichtkanal auf kürzestem Wege einzukoppeln und dennoch das Licht so in die Strahlrohranordnung eintreten zu lassen, dass es kollinear mit den ersten Teilchenstrahlen auf die Objektebene trifft. Der typischerweise sehr limitierte Raum der System-Kombination mit dem Teilchenstrahlsystem wird so sehr gut ausgenutzt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung lenkt das Lichtumlenkmittel den Lichtstrahl um etwa 90° ab und die Eintrittsrichtung des Lichtstrahls auf das Lichtumlenkmittel verläuft im Wesentlichen parallel zur Objektebene und/ oder verläuft senkrecht zu der durch die Strahlrohranordnung aufgespannten Ebene. Dies trägt den besonderen Raumanforderungen der System-Kombination Rechnung.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Lichtumlenkmittel einen Spiegel oder ein Prisma auf. Bei dem Prisma handelt es sich bevorzugt um ein rechtwinkliges Prisma, wobei an der Innenfläche seiner Hypotenuse eine interne Totalreflektion um im Wesentlichen 90° erfolgt. Der Lichteintritt bzw. -austritt am Prisma erfolgt durch die beiden kleinen Seitenflächen des Prismas. Bei dieser Ausführungsvariante der Erfindung ist es insbesondere möglich, das Lichtumlenkmittel mit dem Lichteintrittsmittel zu kombinieren. Entsprechend ist es bevorzugt so, dass das Lichteintrittsmittel ein Prisma aufweist, das gleichzeitig als Lichtumlenkmittel dient. Bevorzugt ist das Prisma dann direkt auf die Strahlrohranordnung aufgebracht und insbesondere darauf aufgeklebt. Diese Ausführungsvariante vermindert die Zahl der Elemente für die erfindungsgemäße System-Kombination.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Lichteintrittsmittel ein Fenster auf. Bevorzugt wird bei dieser Ausführungsvariante dann als Lichtumlenkmittel ein Spiegel verwendet, von dem das Licht auf das Lichteintrittsmittel bzw. durch das Fenster hindurch in die Strahlrohranordnung eintritt. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist das Lichtumlenkmittel bevorzugt ortsfest zu dem Magnetsektor oder zu den Magnetsektoren vorgesehen. Ortsfest bedeutet hier eine mit sehr hoher Genauigkeit bekannte Relativposition zwischen den beiden Teilen, die durch eine starre Verbindung zwischen den Teilen erreicht wird. Das Lichtumlenkmittel kann hierzu zum Beispiel an derselben Struktur befestigt sein, an der auch die Magnetsektoren fixiert sind. Die Magnetsektoren und die teilchenoptische Objektivlinse haben normalerweise zueinander eine sehr genau festgelegte Relativposition. Wird nun auch das Lichtumlenkmittel an der Struktur befestigt, an der auch die Magnetsektoren fixiert sind, so lässt sich auch das Lichtumlenkmittel sehr genau relativ zu der teilchenoptischen Objektivlinse anordnen.
Unabhängig davon, ob eine Kombination von Spiegel und Fenster oder ein Prisma oder eine Kombination aus den vorgenannten Möglichkeiten verwendet wird, ist es bevorzugt so, dass das Lichteintrittsmittel strahlrohrseitig eine Beschichtung aufweist, die elektrisch leitfähig und optisch transparent ist. Dies verhindert eine ungewollte strahlrohrseitige Aufladung des Lichteintrittsmittels. Beispielsweise ist also das Fenster strahlrohrseitig elektrisch leitfähig und optisch transparent beschichtet. Alternativ ist z.B. eine kurze Seite eines insbesondere rechtwinkligen Prismas, die zu der Strahlrohranordnung ausgerichtet ist, elektrisch leitfähig und optisch transparent beschichtet.
Bevorzugt weist die Beschichtung ITO (Indiumzinnoxid) oder eine metallische Beschichtung, z.B. Aluminium, jeweils mit einer Schichtdicke s im Nanometer Bereich auf. Bevorzugt gilt für die Schichtdicke s folgende Relation: 1nm ≤ s ≤ 200nm. Aber auch andere Beschichtungen sind möglich, solange diese elektrisch leitfähig und optisch transparent sind. Alternativ wäre es auch denkbar, für das Lichteintrittsmittel insgesamt ein Material auszuwählen, das elektrisch leitfähig und optisch transparent ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Strahlrohranordnung Kupfer und/ oder Titanium auf und/ oder die Strahlrohranordnung ist zumindest im Bereich der Strahlweiche einstückig ausgebildet. Die beiden Materialien Kupfer und Titanium haben sich in der Praxis als besonders tauglich erwiesen. Unter einer einstückigen Ausbildung der Strahlrohranordnung wird dabei verstanden, dass die Strahlrohranordnung in einem Stück hergestellt und verbindungsfrei hergestellt ist. Letzteres bedeutet, dass die Wandungen der Strahlrohranordnung nicht dadurch gebildet werden, dass verschiedene Teile zu der Strahlrohranordnung zusammengesetzt werden. Entsprechend weisen die Wandungen der Strahlrohranordnung keine Schweißpunkte oder Schweißnähte und keine Lötstellen oder Lötnähte auf. Dies hat den Vorteil, dass die Strahlrohranordnung das Magnetfeld innerhalb der Strahlrohranordnung nicht stört, was wiederum Aberrationen reduziert und die Auflösung verbessert. Außerdem lässt sich dadurch ein besseres Vakuum innerhalb der Strahlrohranordnung erreichen, da die innere Oberfläche der Strahlrohranordnung leichter sauber gehalten werden kann und es weniger wahrscheinlich zu geringen Undichtigkeiten oder Lecks kommen kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in dem Teilchenstrahlsystem entlang des teilchenoptischen Strahlenganges ein Vakuum und/ oder innerhalb der Strahlrohranordnung ein Hochvakuum vorgesehen. Typische Werte für ein Vakuum bzw. Hochvakuum sind Drücke kleiner als 10^-5 mbar, bevorzugt kleiner als 10^-7 mbar und/ oder 10^-9 mbar. Dies verbessert das Auflösungsvermögen des Teilchenstrahlsystems.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die teilchenoptische Objektivlinse eine magnetische Linse oder eine elektrostatische Linse oder eine kombinierte magnetische/elektrostatische Linse und/ oder die teilchenoptische Objektivlinse weist eine einzelne Öffnung auf, die von den ersten Teilchenstrahlen, den zweiten Teilchenstrahlen und dem Lichtstrahl durchsetzt wird. Es ist hierbei also so, dass außer dieser einzelnen Öffnung keine weitere Öffnung für einen Durchtritt von Teilchenstrahlen und Lichtstrahlen vorgesehen ist. Eine derartige teilchenoptische Objektivlinse nimmt verhältnismäßig viel Raum in Anspruch und sie befindet sich typischerweise sehr nah an dem zu inspizierendem Objekt. Gerade bei Verwendung einer solchen teilchenoptischen Objektivlinse war es bisher nicht möglich, mit einer System-Kombination zu arbeiten, mit deren Hilfe ein Lichtstrahl im Wesentlichen kollinear mit primären Teilchenstrahlen und insbesondere im Wesentlichen senkrecht auf eine Oberfläche des Objekts bzw. auf die Objektebene trifft.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das lichtoptische System des Weiteren einen Lichtdetektor auf. Dies betrifft insbesondere solche System-Kombinationen, bei denen Licht zunächst auf die beschriebene Weise auf das Objekt trifft und anschließend von dem Objekt auch wieder reflektiert wird. Der gesamte lichtoptische Strahlengang kann bei dieser Ausführungsform im Wesentlichen also zwei Mal durchlaufen werden, einmal beim Einfall auf das Objekt und dann noch einmal nach der Reflexion von dem Objekt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist dann in dem lichtoptischen Strahlengang zwischen der Lichtquelle und dem Lichteintrittsmittel einerseits und zwischen dem Lichteintrittsmittel und dem Lichtdetektor andererseits ein lichtoptischer Strahlteiler angeordnet. Alternativ ist es auch möglich, dass der Lichtdetektor an einem anderen Ort angeordnet ist, um z.B. von dem Objekt in andere Richtungen gestreutes oder auf sonstige Weise ausgesendetes Licht zu detektieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das teilchenoptische System und/ oder das lichtoptische System eingerichtet, um eine Scanbewegung mit einem Teilchenstrahl und/ oder Lichtstrahl in der Objektebene und damit auf dem Objekt auszuführen. In dem teilchenoptischen System erfolgt dies bevorzugt durch sogenannte Scanablenker. Typischerweise ändert sich ein Auftreffwinkel des Teilchenstrahles auf dem Objekt dabei nicht. Bei den Scanablenkern kann es sich z.B. um elektrostatische Deflektoren handeln. Alternativ kann es sich um magnetische Ablenker handeln. Diese Scanablenker befinden sich insbesondere zwischen der Strahlweiche und der teilchenoptischen Objektivlinse. Die Scanablenker sind dabei in der Nähe des rückwärtigen Fokus der teilchenoptischen Objektivlinse angeordnet.
Eine Scanbewegung mit einem Lichtstrahl auf dem Objekt lässt sich z.B. durch verkippbare Spiegel, die elektrisch angesteuert werden, erzielen. Für leichte Kippbewegungen ist bei den beschriebenen Ausführungsformen der System-Kombination genügend Raum.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind in dem lichtoptischen Strahlengang zwischen dem Lichteintrittsmittel und der Objektebene keine weiteren lichtoptischen Komponenten vorgesehen. Es ist also nicht so, dass potenzielle lichtoptischen Komponenten wie Linsen oder Spiegel den teilchenoptischen Strahlengang in irgendeiner Weise negativ beeinflussen könnten. Dies trägt zu einem verbesserten Auflösungsvermögen bei.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in dem ersten teilchenoptischen Strahlengang und/ oder in dem zweiten teilchenoptischen Strahlengang keine lichtoptische Komponente vorgesehen. Auch hier verläuft der teilchenoptische Strahlengang völlig ungestört. Möglich wird dies durch den gezielt ausgewählten Einkopplungsort der Lichtstrahlen in das Teilchenstrahlsystem, nämlich an dem Verzweigungsort der Strahlrohranordnung innerhalb der Strahlweiche.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Lichtquelle ein Laser. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn eine Lage des Objektes oder ein Höhenprofil des Objektes mithilfe des lichtoptischen Systems genau bestimmt werden soll. Der Laser kann kontinuierlich oder gepulst arbeiten.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung bezieht sich diese auf eine System-Kombination, die folgendes aufweist:

- Ein Teilchenstrahlsystem, das einen teilchenoptischen Strahlengang bereitstellt, wobei das Teilchenstrahlsystem umfasst:
- ein Vielzahl-Teilchenstrahlsystem, das einen teilchenoptischen Strahlengang bereitstellt, wobei das Vielzahl-Teilchenstrahlsystem umfasst:
  - eine Vielstrahl-Teilchenquelle, die konfiguriert ist, um ein erstes Feld einer Vielzahl von ersten Teilchenstrahlen zu erzeugen;
  - eine erste Teilchenoptik mit einem ersten teilchenoptischen Strahlengang, wobei die erste Teilchenoptik konfiguriert ist, um die ersten Teilchenstrahlen auf eine Objektebene zu richten, so dass die ersten Teilchenstrahlen an Auftrefforten auf die Objektebene treffen, die ein zweites Feld bilden;
  - eine Detektoreinheit mit einer Mehrzahl von Detektionsbereichen, wobei die Detektionsbereiche in einem dritten Feld angeordnet sind;
  - eine zweite Teilchenoptik mit einem zweiten teilchenoptischen Strahlengang, wobei die zweite Teilchenoptik konfiguriert ist, um zweite Teilchenstrahlen, die von den Auftrefforten in dem zweiten Feld ausgehen, auf das dritte Feld abzubilden;
  - eine teilchenoptische Objektivlinse, durch die sowohl die ersten und als auch die zweiten Teilchenstrahlen hindurchtreten; und
  - eine Strahlweiche, die in dem ersten teilchenoptischen Strahlengang zwischen der Vielstrahl-Teilchenquelle und der Objektivlinse angeordnet ist und die in dem zweiten teilchenoptischen Strahlengang zwischen der Objektivlinse und der Detektoreinheit angeordnet ist, wobei sich in der Strahlweiche der erste teilchenoptische Strahlengang und der zweite teilchenoptische Strahlengang insbesondere Y-mäßig verzweigen,
  - wobei die Strahlweiche eine Strahlrohranordnung aufweist, in der der teilchenoptische Strahlengang innerhalb der Strahlweiche verläuft und wobei sich die Strahlrohranordnung an einem Verzweigungsort insbesondere Y-mäßig verzweigt;
  - wobei an dem Verzweigungsort der Strahlrohranordnung ein Lichteintrittsmittel vorgesehen ist; und
- ein lichtoptisches System, das einen lichtoptischen Strahlengang bereitstellt, wobei das lichtoptische System umfasst:
- einen Lichtdetektor; und
- eine Lichtoptik, wobei die Lichtoptik dazu konfiguriert ist, einen von der Objektebene ausgehenden Lichtstrahl auf den Lichtdetektor zu richten,
- wobei der von der Objektebene ausgehende Lichtstrahl im Wesentlichen kollinear mit den zweiten Teilchenstrahlen in die Strahlrohranordnung eintritt und durch das Lichteintrittsmittel aus der Strahlrohranordnung hinaustritt.

Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung steht nicht das Einstrahlen von Licht auf das Objekt im Zentrum, sondern diese Ausführungsform zielt auf die Lichtdetektion von Licht ab, das von dem Objekt ausgeht. Dabei kann das zu detektierende Licht in dem Objekt erzeugt werden und von diesem ausgehen, beispielsweise durch Kathodolumineszenz. Dieses Licht kann mit der beschriebenen Ausführungsvariante gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung detektiert werden.
Es ist bei dieser Ausführungsvariante der Erfindung also nicht notwendig, dass eine separate Lichtquelle für das lichtoptische System vorgesehen ist. Natürlich ist aber eine Lichtquelle dann zumindest inhärent vorhanden. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, die System-Kombination gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung mit einer zusätzlichen Lichtquelle zu kombinieren oder allgemeiner die System-Kombination gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung mit der System-Kombination gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung zu kombinieren.
Erfindungsgemäß tritt der von dem Objekt in der Objektebene ausgehende Lichtstrahl im Wesentlichen kollinear mit den zweiten Teilchenstrahlen in die Strahlrohranordnung ein und durch das Lichteintrittsmittel aus der Strahlrohranordnung anschließend hinaus. Dazu tritt der Lichtstrahl bevorzugt im Wesentlichen kollinear zu den zweiten Teilchenstrahlen aus der Objektebene aus. Kollinearität zwischen den zweiten Teilchenstrahlen und dem Lichtstrahl bedeutet hierbei, dass ihre Richtungsvektoren entweder identisch oder echt parallel zueinander sind. Im Wesentlichen kollinear bedeutet, dass für einen Winkel β zwischen dem Lichtstrahl und den zweiten Teilchenstrahlen gilt: β ≤ 10°, bevorzugt β ≤ 5° und/ oder β ≤ 1°. Der Ausgangsort des Lichtstrahls von dem Objekt kann sich dabei am selben Ort auf dem Objekt wie der Ausgangsort eines zweiten Teilchenstrahles befinden, dies ist aber nicht zwingend der Fall. Der Ausgangsort des Lichtstrahles kann zum Beispiel auch neben dem Ausgangsort des zweiten Teilchenstrahles und/ oder neben den Ausgangsorten aller zweiten Teilchenstrahlen liegen. Bevorzugt ist es so, dass der Lichtstrahl und die eine zweiten Teilchenstrahlen innerhalb der teilchenoptischen Objektivlinse kollinear zur optischen Achse der teilchenoptischen Objektivlinse verlaufen. Die optische Achse der teilchenoptischen Objektivlinse wird dabei zum Beispiel durch die Rotationsachse einer rotationssymmetrischen teilchenoptischen Objektivlinse und/ oder durch die Rotationsachse von deren Polschuhen definiert.
Im Übrigen gilt für die System-Kombination gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung alles das, was auch im Zuge der Beschreibung des ersten Aspektes der Erfindung bereits beschrieben und ausgesagt wurde, sofern sich hierdurch keine technischen Widersprüche ergeben.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung bezieht sich diese auf eine Verwendung einer System-Kombination, wie sie gemäß dem ersten und dem zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben worden ist. Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung wird die System-Kombination zum Bestimmen einer Lage des Objektes und/ oder zum Bestimmen eines Höhenprofils eines in der Objektebene positionierten Objektes verwendet. Eine Messung der Lage des Objektes und/ oder des Höhenprofils des Objektes erfolgt dabei bevorzugt mithilfe des lichtoptischen Systems der System-Kombination. Bei einer Bestimmung der Lage des Objektes kann insbesondere ein Arbeitsabstand zwischen einer System-Komponente und dem Objekt sehr genau bestimmt werden.
Auch andere Verwendungen der beschriebenen erfindungsgemäßen System-Kombinationen sind denkbar. Es ist beispielsweise möglich, eine erfindungsgemäße System-Kombination für einen Materialabtrag einzusetzen, wobei der Materialabtrag hier auch durch das lichtoptische System realisiert wird. Weitere Verwendungszwecke können z.B. eine optische Pinzette oder eine UV-Lichtdetektion sein. Weitere mögliche Anwendungen für die erfindungsgemäße System-Kombination finden sich beispielsweise in der US 6 465 781 B1 .
Die oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung können ganz oder teilweise miteinander kombiniert werden, sofern sich hierdurch keine technischen Widersprüche ergeben.
Die Erfindung wird noch besser verstanden werden bei Bezugnahme auf die nachfolgend beschriebenen Figuren. Dabei zeigen:

1: zeigt ein Mehrstrahl-Teilchenmikroskop in schematischer Darstellung;
2: zeigt eine erfindungsgemäße System-Kombination in einer schematischen Schnittdarstellung;
3: zeigt schematisch den lichtoptischen Strahlengang in der System-Kombination in einer verglichen zu 2 um 90° gedrehten Orientierung; und
4: zeigt eine System-Kombination mit einem Vielzahl-Teilchenstrahlsystem und mit einem lichtoptischen System, wobei das Licht unter streifendem Lichteinfall auf das Objekt einfällt.

1 ist eine schematische Darstellung eines Teilchenstrahlsystems 1 in Form eines Mehrstrahl-Teilchenmikroskops 1, welches eine Vielzahl von Teilchenstrahlen einsetzt. Das Teilchenstrahlsystem 1 erzeugt eine Vielzahl von Teilchenstrahlen, welche auf ein zu untersuchendes Objekt treffen, um dort Wechselwirkungsprodukte, bspw. Sekundärelektronen, zu generieren, welche von dem Objekt ausgehen und nachfolgend detektiert werden. Das Teilchenstrahlsystem 1 ist vom Rasterelektronenmikroskop-Typ („scanning electron microscope“, SEM), welches mehrere primäre Teilchenstrahlen 3 einsetzt, die an mehreren Orten 5 auf eine Oberfläche des Objekts 7 auftreffen und dort mehrere räumlich voneinander getrennte Elektronenstrahlflecken oder Spots erzeugen. Das zu untersuchende Objekt 7 kann von einer beliebigen Art sein, bspw. ein Halbleiterwafer oder eine biologische Probe, und eine Anordnung miniaturisierter Elemente oder dergleichen umfassen. Die Oberfläche des Objekts 7 ist in einer ersten Ebene 101 (Objektebene) einer Objektivlinse 102 eines Objektivlinsensystems 100 angeordnet.
Der vergrößerte Ausschnitt I₁ der 1 zeigt eine Draufsicht auf die Objektebene 101 mit einem regelmäßigen rechtwinkligen Feld 103 von Auftrefforten 5, welche in der ersten Ebene 101 gebildet werden. In 1 beträgt die Zahl der Auftrefforte 25, welche ein 5 × 5-Feld 103 bilden. Die Zahl 25 an Auftrefforten ist eine aus Gründen der vereinfachten Darstellung gewählte Zahl. In der Praxis kann die Zahl an Strahlen, und damit die Zahl der Auftrefforte, wesentlich größer gewählt werden, wie bspw. 20 × 30, 100 × 100 und dergleichen.
In der dargestellten Ausführungsform ist das Feld 103 von Auftrefforten 5 ein im Wesentlichen regelmäßiges rechtwinkliges Feld mit einem konstanten Abstand P₁ zwischen benachbarten Auftrefforten. Beispielhafte Werte des Abstands P₁ sind 1 Mikrometer, 10 Mikrometer und 40 Mikrometer. Es ist jedoch auch möglich, dass das Feld 103 andere Symmetrien aufweist, wie bspw. eine hexagonale Symmetrie.
Ein Durchmesser der in der ersten Ebene 101 geformten Strahlflecken kann klein sein. Beispielhafte Werte dieses Durchmessers betragen 1 Nanometer, 5 Nanometer, 10 Nanometer, 100 Nanometer und 200 Nanometer. Das Fokussieren der Partikelstrahlen 3 zur Formung der Strahlflecken 5 erfolgt durch das Objektivlinsensystem 100.
Die auf das Objekt treffenden Primärteilchen generieren Wechselwirkungsprodukte bspw. Sekundärelektronen, Rückstreuelektronen oder Primärteilchen, die aus anderweitigen Gründen eine Bewegungsumkehr erfahren haben, welche von der Oberfläche des Objekts 7 oder von der ersten Ebene 101 ausgehen. Die von der Oberfläche des Objekts 7 ausgehenden Wechselwirkungsprodukte werden durch die Objektivlinse 102 zu sekundären Teilchenstrahlen 9 geformt. Das Teilchenstrahlsystem 1 stellt einen Teilchenstrahlengang 11 bereit, um die Vielzahl sekundärer Teilchenstrahlen 9 einem Detektorsystem 200 zuzuführen. Das Detektorsystem 200 umfasst eine Teilchenoptik mit einer Projektionslinse 205, um die sekundären Teilchenstrahlen 9 auf einen Teilchen-Multi-Detektor 209 zu richten.
Der Ausschnitt I₂ in 1 zeigt eine Draufsicht auf die Ebene 211, in welcher einzelne Detektionsbereiche des Teilchen-Multi-Detektors 209 liegen, auf welche die sekundären Teilchenstrahlen 9 an Orten 213 auftreffen. Die Auftrefforte 213 liegen in einem Feld 217 mit einem regelmäßigen Abstand P₂ zueinander. Beispielhafte Werte des Abstands P₂ sind 10 Mikrometer, 100 Mikrometer und 200 Mikrometer.
Die primären Teilchenstrahlen 3 werden in einer Strahlerzeugungsvorrichtung 300 erzeugt, welche wenigstens eine Teilchenquelle 301 (z.B. eine Elektronenquelle), wenigstens eine Kollimationslinse 303, eine Multiaperturanordnung 305 und eine Feldlinse 307 umfasst. Die Teilchenquelle 301 erzeugt einen divergierenden Teilchenstrahl 309, welcher durch die Kollimationslinse 303 kollimiert oder zumindest weitgehend kollimiert wird, um einen Strahl 311 zu formen, welcher die Multiaperturanordnung 305 beleuchtet.
Der Ausschnitt I₃ in 1 zeigt eine Draufsicht auf die Multiaperturanordnung 305. Die Multiaperturanordnung 305 umfasst eine Multiaperturplatte 313 welche eine Mehrzahl von darin ausgebildeten Öffnungen bzw. Aperturen 315 aufweist. Mittelpunkte 317 der Öffnungen 315 sind in einem Feld 319 angeordnet, welches auf das Feld 103 abgebildet wird, welches durch die Strahlflecken 5 in der Objektebene 101 gebildet wird. Ein Abstand P₃ der Mittelpunkte 317 der Aperturen 315 voneinander kann beispielhafte Werte von 5 Mikrometer, 100 Mikrometer und 200 Mikrometer aufweisen. Die Durchmesser D der Aperturen 315 sind kleiner als der Abstand P₃ der Mittelpunkte der Aperturen. Beispielhafte Werte der Durchmesser D sind 0,2 × P₃, 0,4 × P₃ und 0,8 × P₃.
Teilchen des beleuchtenden Teilchenstrahles 311 durchsetzen die Aperturen 315 und bilden Teilchenstrahlen 3. Teilchen des beleuchtenden Strahles 311, welche auf die Platte 313 treffen, werden durch diese abgefangen und tragen nicht zur Bildung der Teilchenstrahlen 3 bei.
Die Multiaperturanordnung 305 fokussiert aufgrund eines angelegten elektrostatischen Felds jeden der Teilchenstrahlen 3 derart, dass in einer Ebene 325 Strahlfoki 323 gebildet werden. Alternativ können die Strahlfoki 323 virtuell sein. Ein Durchmesser der Strahlfoki 323 kann bspw. 10 Nanometer, 100 Nanometer und 1 Mikrometer betragen.
Die Feldlinse 307 und die Objektivlinse 102 stellen eine erste abbildende Teilchenoptik bereit, um die Ebene 325, in der die Strahlfoki 323 gebildet werden, auf die erste Ebene 101 abzubilden, so dass dort ein Feld 103 von Auftrefforten 5 bzw. Strahlflecken entsteht. Soweit in der ersten Ebene eine Oberfläche des Objekts 7 angeordnet ist, werden die Strahlflecken entsprechend auf der Objektoberfläche gebildet.
Die Objektivlinse 102 und die Projektionslinsenanordnung 205 stellen eine zweite abbildende Teilchenoptik bereit, um die erste Ebene 101 auf die Detektionsebene 211 abzubilden. Die Objektivlinse 102 ist somit eine Linse, welche sowohl Teil der ersten als auch der zweiten Teilchenoptik ist, während die Feldlinse 307 nur der ersten Teilchenoptik und die Projektionslinse 205 nur der zweiten Teilchenoptik angehören.
Eine Strahlweiche 400 ist in dem Strahlengang der ersten Teilchenoptik zwischen der Multiaperturanordnung 305 und dem Objektivlinsensystem 100 angeordnet. Die Strahlweiche 400 ist auch Teil der zweiten Optik im Strahlengang zwischen dem Objektivlinsensystem 100 und dem Detektorsystem 200.
Weitergehende Informationen zu solchen Vielstrahl-Teilchenstrahlsystemen und darin eingesetzten Komponenten, wie etwa Teilchenquellen, Multiaperturplatten und Linsen, kann aus den internationalen Patentanmeldungen WO 2005 / 024 881 A2 , WO 2007 / 028 595 A2 , WO 2008 / 028 596 A2 , WO 2011 / 124 352 A1 und WO 2007/ 060 017 A2 und den deutschen Patentanmeldungen DE 10 2013 016 113 A1 und DE 10 2013 014 976 A1 erhalten werden, deren Offenbarung vollumfänglich durch in Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
Das Vielzahl-Teilchenstrahlsystem weist weiterhin ein Computersystem 10 auf, das sowohl zur Steuerung der einzelnen teilchenoptischen Komponenten des Vielzahl-Teilchenstrahlsystems ausgebildet ist, als auch zur Auswertung und Analyse der mit dem Multi-Detektor 209 gewonnenen Signale. Das Computersystem 10 kann dabei aus mehreren Einzelcomputern oder Komponenten aufgebaut sein.
Ein Vielzahl-Teilchenstrahlsystem wie oben beschrieben oder auch ein anderes Einzel-Teilchenstrahlsystem oder ein anderes Vielzahl-Teilchenstrahlsystem kann nun in erfindungsgemäßer Weise mit einem lichtoptischen System kombiniert werden.
4 zeigt dabei zunächst eine System-Kombination mit einem Vielzahl-Teilchenstrahlsystem und mit einem lichtoptischen System, wobei das Licht unter streifendem Lichteinfall auf das Objekt einfällt. Entsprechend angeordnete lichtoptische Systeme, die mit einem Teilchenstrahl-System kombiniert sind, zeigen zum Beispiel auch die US2013/0284924 A1 und die US 2016/0211112 A1 .
Das Vielzahl-Teilchenstrahlsystem weist zunächst eine Teilchenquelle 301 auf. Im gezeigten Beispiel sendet diese Teilchenquelle 301 einen Einzel-Teilchenstrahl mit geladenen Teilchen, z.B. Elektronen, aus. Teilchenstrahlen bzw. ein teilchenoptischer Strahlengang sind in 4 schematisch durch die gestrichelte Linie mit dem Bezugszeichen 3 dargestellt. Der Einzel-Teilchenstrahl durchläuft zunächst ein Kondensor-Linsensystem 303 und trifft anschließend auf eine Multiaperturanordnung 305. Diese Multiaperturanordnung 305 dient ggf. mit weiteren teilchenoptischen Komponenten als Multistrahl-Generator. Die von der Multiaperturanordnung 305 ausgehenden ersten Teilchenstrahlen durchlaufen sodann eine Feldlinse oder ein Feldlinsensystem 307 und treten dann in eine Strahlweiche 400 ein. Diese Strahlweiche 400 umfasst eine Strahlrohranordnung 460, die im gezeigten Beispiel Y-förmig ausgebildet ist. Nach dem Durchsetzen der Strahlweiche 400 durchsetzen die ersten Teilchenstrahlen einen Scanablenker 500 und sodann eine teilchenoptische Objektivlinse 102, bevor die ersten Teilchenstrahlen 3 auf ein Objekt 7 auftreffen. Durch dieses Auftreffen werden aus dem Objekt 7 Sekundärpartikel, z.B. Sekundärelektronen, herausgelöst. Diese Sekundärpartikel bilden zweite Teilchenstrahlen, denen ein zweiter teilchenoptischer Strahlengang 9 zugeordnet ist. Die zweiten Teilchenstrahlen durchsetzen nach dem Austreten aus dem Objekt 7 zunächst die teilchenoptische Objektivlinse 102 und anschließend die Scanablenkern 500, bevor sie in die Strahlweiche 400 eintreten. Anschließend treten die zweiten Teilchenstrahlen 9 aus der Strahlweiche 400 aus, durchsetzen ein Projektionslinsensystem 205, durchsetzen ein elektrostatisches Element 260 und treffen dann auf eine teilchenoptische Detektoreinheit 209 auf.
Innerhalb der Strahlweiche 400 befindet sich die Strahlrohranordnung 460, die sich im gezeigten Beispiel auch über die Strahlweiche 400 hinaus fortsetzt. Die Aufteilung des Strahlenganges innerhalb der Strahlweiche 400 in den ersten teilchenoptischen Strahlengang 3 und den zweiten teilchenoptischen Strahlengang 9 erfolgt innerhalb der Stahlweiche 400 mithilfe von Magnetsektoren 410, 420.
Die Objektivlinse 102 weist einen oberen Polschuh 108 und einen unteren Polschuh 109 auf. Zwischen den beiden Polschuhen 108 und 109 befindet sich eine Wicklung 110 zur Erzeugung eines Magnetfeldes. Der obere Polschuh 108 und der untere Polschuh 109 können dabei elektrisch voneinander isoliert sein. Die teilchenoptische Objektivlinse 102 ist im gezeigten Beispiel eine magnetische Linse, sie kann aber auch eine elektrostatische Linse oder eine kombinierte magnetische/elektrostatische Linse sein.
Von besonderer Bedeutung für eine System-Kombination zwischen dem Vielzahl-Teilchenstrahlsystem und einem lichtoptischen System ist nun die Position und die Abmessung der teilchenoptischen Objektivlinse 102. Wie aus 4 ersichtlich ist, befindet sich die teilchenoptische Objektivlinse 102 relativ nahe an dem Objekt 7. Typischerweise beträgt der Abstand A zwischen der unteren Öffnung der Objektivlinse 102b bzw. dem unteren Polschuh 109 und dessen Öffnung 102b zum Objekt 7 etwa 0,5mm ≤ A ≤ 5mm, bevorzugt etwa 1,0mm ≤ A ≤ 2,0mm.
Bei der gezeigten System-Kombination von einem Teilchenstrahlsystem einerseits und einem lichtoptischen System andererseits wird nun Licht, d.h. elektromagnetische Strahlung einer beliebigen Wellenlänge, mit streifendem Einfall (in 4 von rechts) auf das Objekt 7 gerichtet. Der Lichteinfallswinkel α eines Lichtstrahles 701 beträgt typischerweise nur zwischen etwa 3° und 8°.
Der Lichtstrahl 701 wird nach dem streifenden Einfall von dem Objekt 7 reflektiert und kann mit einem Detektor (nicht dargestellt) detektiert werden. Der illustrierte streifende Lichteinfall ist nicht für alle Anforderungen an eine System-Kombination mit einem Teilchenstrahlsystem und mit einem lichtoptischen System ausreichend. Stattdessen ist eine verbesserte System- Kombination aus einem Teilchenstrahlsystem und einem lichtoptischen System wünschenswert, die es insbesondere erlaubt, sowohl Teilchenstrahlen 3 als auch Lichtstrahlen 701 jeweils im Wesentlichen senkrecht auf ein Objekt 7 treffen zu lassen, ohne dabei die Auflösung des teilchenoptischen Systems zu reduzieren.
2 zeigt eine entsprechende erfindungsgemäße System-Kombination in einer schematischen Schnittdarstellung. Gleiche Bezugszeichen in den nachfolgenden 2 und 3 bezeichnen dieselben Merkmale wie in der vorstehend beschriebenen 4, auch wenn diese im Folgenden nicht explizit näher erwähnt sind.
Die Strahlrohranordnung 460 weist insgesamt 3 Strahlrohrschenkel 461, 462 und 463 auf. In dem ersten Schenkel 461 verläuft nur der erste teilchenoptische Strahlengang 3 und in dem zweiten Schenkel 462 verläuft nur der zweite teilchenoptische Strahlengang 9. Demgegenüber verläuft in dem dritten Schenkel 463 sowohl der erste teilchenoptische Strahlengang 3 als auch der zweite teilchenoptische Strahlengang 9. Die gezeigte Strahlrohranordnung 460 ist hierbei Y-förmig ausgebildet. Entsprechend verzweigen sich in der Strahlweiche 400 der erste teilchenoptische Strahlengang 3 und der zweite teilchenoptische Strahlengang 9 Y-mäßig. Zwischen dem ersten Schenkel 461 und dem zweiten Schenkel 462 der Strahlrohranordnung 460 befindet sich in der Wandung der Strahlrohranordnung 460 ein Verzweigungsort 466 (vgl. 4 wegen der besseren Darstellbarkeit).
In diesem Bereich der Wandung der Strahlrohranordnung 460 befindet sich ein Lichteintrittsmittel 710, das in gezeigtem Beispiel als Fenster ausgebildet ist. Dieses Fenster 710 ist optisch durchlässig und zumindest strahlrohrinnenseitig mit einer Beschichtung versehen, die elektrisch leitfähig und optisch transparent ist. Hierbei kann es sich um eine Beschichtung mit ITO oder um eine metallische Beschichtung jeweils mit einer Schichtdicke im Nanometerbereich handeln. Diese Beschichtung verhindert eine ungewollte elektrische Aufladung der strahlrohrinnenseitigen Oberfläche des Fensters 710. Durch das Fenster 710 tritt ein Lichtstrahl 701 nun so in die Strahlrohranordnung 460 ein, dass der Lichtstrahl 701 im Wesentlichen kollinear mit dem ersten Teilchenstrahl 3 auf das in der Objektebene angeordnete Objekt 7 trifft. Im gezeigten Beispiel treffen der erste Teilchenstrahlen 3 und der Lichtstrahl 701 kollinear entlang der z-Richtung im Wesentlichen senkrecht auf das Objekt 7. Dabei ist es so, dass sich in dem Bereich, in dem der teilchenoptische Strahlengang 3, 9 und der lichtoptische Strahlengang 701 überlappen, keine weitere lichtoptische Komponente in dem teilchenoptischen Strahlengang 3, 9 angeordnet ist. Der teilchenoptische Strahlengang 3, 9 wird also nicht durch die Anordnung von weiteren lichtoptischen Komponenten in seinem Strahlengang beeinträchtigt.
Um nun den Lichtstrahl 701 in der beschriebenen Art und Weise in die Strahlrohranordnung 460 einzukoppeln, existieren mehrere Möglichkeiten. 2 illustriert eine Variante, bei der Licht zunächst parallel zur Oberfläche des Objektes 7 und orthogonal zu einer Ebene, die durch die drei Schenkel 461, 462 und 463 der Strahlrohranordnung 460 aufgespannt wird, in die Strahlweiche 400 durch einen Lichtkanal einfällt und in diesem Lichtkanal mithilfe eines Spiegels 720 im Wesentlichen um 90° umgelenkt wird. Die Strahlweiche 400 weist dabei neben zwei flachen, miteinander verbundenen Strukturen zur Halterung der Magnetsektoren 410, 420 die schon angesprochenen darin enthaltenen oder daran fixierten Magnetsektoren 410 und 420 auf. Der Lichtkanal und somit der Strahlengang des Lichtes 701 innerhalb der Strahlweiche 400 schneidet dabei keinen der Magnetsektoren 410 und 420. Deshalb ist die beschriebene Eintrittsrichtung des Lichtes hin zum Umlenkspiegel 720 besonders vorteilhaft. Natürlich ist es möglich, dass der Lichtstrahl 701 von der Oberfläche des Objektes 7 reflektiert und senkrecht zur Oberfläche des Objektes 7 im Wesentlichen kollinear mit den zweiten Teilchenstrahlen 9 und insbesondere entgegengesetzt zur Richtung des einfallenden Lichtstrahles 701 reflektiert sowie dann durch das Fenster 710 auch wieder aus der Strahlrohranordnung 460 ausgekoppelt wird. Der weitere lichtoptische Strahlengang 701 verläuft sodann über den Umlenkspiegel 720 sowie bevorzugt über einen Strahlteiler hin zu einem Detektor (letztere nicht dargestellt).
In dem in 2 illustrierten Beispiel setzt sich die Strahlrohranordnung 460 auch außerhalb der Strahlweiche 400 fort. Sie erstreckt sich dabei insbesondere in die teilchenoptische Objektivlinse 102 hinein. Im Bereich der Teilchenquelle 301, im Bereich der Multiaperturanordnung 305 sowie im Bereich der Detektoreinheit 209 erweitert sich die Strahlrohranordnung 460 zu Vakuumkammern 350, 355 und 250. Zumindest im Bereich der Strahlweiche 400 ist die Strahlrohranordnung einstückig ausgebildet, d.h. sie weist weder Schweißstellen oder Schweißnähte, noch Lötstellen oder Lötnähte auf. Im gezeigten Beispiel weist die Strahlrohranordnung Kupfer auf, sie könnte aber auch Titanium oder ein anderes Element oder eine andere Verbindung aufweisen. Im Bereich der Strahlrohranordnung 460 innerhalb der Strahlweiche 400 herrscht dabei ein Hochvakuum bevorzugt mit einem Druck kleiner als 10^-5 mbar, insbesondere kleiner als 10^-7 mbar und/ oder 10^-9 mbar. In den schon angesprochenen Kammern 350, 355 und 250 herrscht ein Vakuum bevorzugt jeweils mit Drücken kleiner als 10^-5 mbar, insbesondere kleiner als 10^-7 mbar und/ oder 10^-9 mbar.
3 zeigt schematisch den lichtoptischen Strahlengang 701 in der System-Kombination in einer verglichen zu 2 um 90° gedrehten Orientierung. Während in 2 der lichtoptische Strahlengang 701 bis zum Umlenkspiegel 720 senkrecht zur Zeichenebene verläuft und dann durch den Umlenkspiegel 720 in die Zeichenebene umgelenkt wird und somit nur teilweise sichtbar dargestellt ist (die Zeichenebene ist die y-z-Ebene), so liegt bei der um 90° gedrehten Darstellung der teilchenoptische Strahlengang 701 vollständig in der durch die Richtungsvektoren x und z aufgespannten Zeichenebene. Als Lichtquelle 700 dient im gezeigten Beispiel ein Laser 700, der kontinuierlich oder gepulst betrieben werden kann. Das von dem Laser 700 ausgehende Licht 701 wird über den Umlenkspiegel 720 im Wesentlichen um 90° abgelenkt und tritt durch das Fenster 710 in die Strahlrohranordnung 460 ein. Anschließend trifft der Lichtstrahl 701 im Wesentlichen kollinear mit dem ersten Teilchenstrahl 3 auf das in der Objektebene angeordnete Objekt 7. In der Darstellung der x-z-Ebene erkennt man auch sehr gut, dass die Magnetsektoren 410 bzw. 420 zweiteilig und auf verschiedenen Seiten der Strahlrohranordnung 460 angeordnet sind (der Magnetsektor 410 ist in 3 nicht dargestellt). Der zweite Magnetsektor 420 setzt sich dabei aus zwei Komponenten 420a und 420b zusammen. Zwischen diesen beiden Komponenten 420a und 420b verläuft insbesondere der dritte Schenkel 463 der Strahlrohranordnung 460. Zwecks besserer Übersichtlichkeit sind die anderen Schenkel 461 und 462 der Strahlrohranordnung 460 in 3 nicht explizit dargestellt.
Aus einer Zusammenschau der 2 und 3 ist außerdem ersichtlich, dass es sich bei der magnetischen Objektivlinse 102 um eine im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildete Objektivlinse 102 handelt. Eine Alternative zu der in den 2 und 3 dargestellten Ausführungsform der Erfindung besteht darin, den Umlenkspiegel 720 und das Fenster 710 durch ein kombiniertes Bauteil, nämlich ein Prisma, zu ersetzen. Bei einem rechtwinkligen Prisma verfolgt eine entsprechende Umlenkung des Lichtstrahles um 90° an der Innenseite der Hypotenuse zugeordneten Fläche durch Totalreflexion. Die strahlrohrseitig angeordnete kurze Seitenfläche des Prismas nimmt dann die Funktion des Fensters 710 wahr. Dabei ist diese Seitenfläche des Prismas wiederum mit einer Beschichtung versehen, die elektrisch leitfähig und optisch transparent ist, z.B. weist die Beschichtung ITO oder eine metallische Beschichtung mit einer Schichtdicke im Nanometerbereich auf. Dabei kann das Prisma direkt auf die Strahlrohranordnung 460 aufgebracht und insbesondere aufgeklebt sein. Auf diese Weise wird mit wenigen optischen Komponenten eine vakuumdichte Anordnung eines Lichteintrittsmittels 710 an einem Verzweigungsort 466 der Strahlrohranordnung 460 realisiert.
Die in den 2 und 3 dargestellten Ausführungsvarianten der Erfindung lassen sich in einer dem Fachmann geläufigen Weise durch lichtoptische Detektoren ergänzen.
Des Weiteren lässt sich die System-Kombination vielfältig verwenden, insbesondere zum Bestimmen einer Lage des Objektes 7 und/ oder zum Bestimmen eines Höhenprofil des Objektes 7. Weitere Anwendungsmöglichkeiten sind die Verwendung als optische Pinzette oder zum Materialabtrag sowie zur Detektion von Kathodolumineszenz, die durch einen Beschuss mit elektrisch geladenen Teilchen von der Oberfläche des Objektes 7 ausgesendet werden kann.
Die dargestellten Ausführungsformen in den Figuren sind insgesamt nicht einschränkend für die Erfindung zu verstehen, sie dienen lediglich zu illustrativen Zwecken.

Claims

System-Kombination, die Folgendes aufweist: ein Vielzahl-Teilchenstrahlsystem, das einen teilchenoptischen Strahlengang bereitstellt, wobei das Vielzahl-Teilchenstrahlsystem umfasst: eine Vielstrahl-Teilchenquelle (305), die konfiguriert ist, um ein erstes Feld (319) einer Vielzahl von ersten Teilchenstrahlen (3) zu erzeugen; eine erste Teilchenoptik mit einem ersten teilchenoptischen Strahlengang, wobei die erste Teilchenoptik konfiguriert ist, um die ersten Teilchenstrahlen (3) auf eine Objektebene (101) zu richten, so dass die ersten Teilchenstrahlen (3) an Auftrefforten (5) auf die Objektebene (101) treffen, die ein zweites Feld (103) bilden ; eine Detektoreinheit (200) mit einer Mehrzahl von Detektionsbereichen, wobei die Detektionsbereiche in einem dritten Feld (217) angeordnet sind; eine zweite Teilchenoptik mit einem zweiten teilchenoptischen Strahlengang, wobei die zweite Teilchenoptik konfiguriert ist, um zweite Teilchenstrahlen (9), die von den Auftrefforten (5) in dem zweiten Feld (103) ausgehen, auf das dritte Feld (217) abzubilden; eine teilchenoptische Objektivlinse (102), durch die sowohl die ersten (3) als auch die zweiten Teilchenstrahlen (9) hindurchtreten; und eine Strahlweiche (400), die in dem ersten teilchenoptischen Strahlengang zwischen der Vielstrahl-Teilchenquelle (305) und der Objektivlinse (102) angeordnet ist und die in dem zweiten teilchenoptischen Strahlengang zwischen der Objektivlinse (102) und der Detektoreinheit (200) angeordnet ist, wobei sich in der Strahlweiche (400) der erste teilchenoptische Strahlengang und der zweite teilchenoptische Strahlengang insbesondere Y-mäßig verzweigen, wobei die Strahlweiche (400) eine Strahlrohranordnung (460) aufweist, in der der teilchenoptische Strahlengang innerhalb der Strahlweiche (400) verläuft und wobei sich die Strahlrohranordnung (460) an einem Verzweigungsort (466) insbesondere Y-mäßig verzweigt; wobei an dem Verzweigungsort (466) der Strahlrohranordnung (460) ein Lichteintrittsmittel (710) vorgesehen ist; und ein lichtoptisches System, das einen lichtoptischen Strahlengang bereitstellt, wobei das lichtoptische System umfasst: eine Lichtquelle (700); und eine Lichtoptik, wobei die Lichtoptik dazu konfiguriert ist, einen Lichtstrahl (701) auf die Objektebene (101) zu richten, wobei der Lichtstrahl (701) durch das Lichteintrittsmittel (710) hindurch in die Strahlrohranordnung (460) so eintritt, dass der Lichtstrahl (701) im Wesentlichen kollinear mit den ersten Teilchenstrahlen auf die Objektebene (101) trifft.
System-Kombination gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei die Strahlrohranordnung (460) drei Strahlrohrschenkel (461, 462, 463) aufweist; und wobei in dem ersten Schenkel (461) nur der erste teilchenoptische Strahlengang verläuft; wobei in dem zweiten Schenkel (462) nur der zweite teilchenoptische Strahlengang verläuft; und wobei in dem dritten Schenkel (463) sowohl der erste teilchenoptische Strahlengang als auch der zweite teilchenoptische Strahlengang verläuft.
System-Kombination gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei in dem dritten Schenkel (463) der erste und der zweite teilchenoptische Strahlengang zumindest teilweise parallel verlaufen und aus dem dritten Schenkel (463) in einer so definierten z-Richtung austreten, und wobei die Lichtoptik so eingerichtet ist, dass der aus dem Lichteintrittsmittel (710) heraus in die Strahlrohreinrichtung (460) eintretende Lichtstrahl (701) kollinear mit den ersten Teilchenstrahlen (3) in z-Richtung auf die Objektebene (101) trifft.
System-Kombination gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei die ersten Teilchenstrahlen (3) und der Lichtstrahl (701) im Wesentlichen senkrecht auf die Objektebene (101) treffen.
System-Kombination gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Strahlweiche (400) einen Lichtkanal, insbesondere eine Bohrung, von ihrer Außenfläche zum Lichteintrittsmittel (710) im lichtoptischen Strahlengang aufweist.
System-Kombination gemäß einem der Ansprüche 4 bis 5, wobei eine Lichteintrittsrichtung in den Lichtkanal im Wesentlichen senkrecht zu der Ebene verläuft, die von der Strahlrohranordnung (460) aufgespannt wird.
System-Kombination gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei die Strahlweiche (400) einen oder mehrere Magnetsektoren (410, 420) zur Ablenkung der Teilchenstrahlen (3,09) aufweist und wobei der Lichtkanal keinen der Magnetsektoren (410, 420) schneidet.
System-Kombination gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei innerhalb des Lichtkanals ein Lichtumlenkmittel (720) vorgesehen ist, um den Lichtstrahl (701) insbesondere um etwa 90° umzulenken.
System-Kombination gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei das Lichtumlenkmittel (720) den Lichtstrahl (701) um etwa 90° ablenkt und die Eintrittsrichtung des Lichtstrahls (701) auf das Lichtumlenkmittel (720) im Wesentlichen parallel zur Objektebene (101) und/ oder senkrecht zu der durch die Strahlrohranordnung (460) aufgespannten Ebene verläuft.
System-Kombination gemäß einem der Ansprüche 8 bis 9, wobei das Lichtumlenkmittel (720) einen Spiegel oder ein Prisma aufweist.
System-Kombination gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Lichteintrittsmittel (710) ein Fenster aufweist.
System-Kombination gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Lichteintrittsmittel (710) ein Prisma aufweist, das gleichzeitig als Lichtumlenkmittel (720) dient.
System-Kombination gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei das Prisma direkt auf die Strahlrohranordnung (460) aufgebracht und insbesondere aufgeklebt ist.
System-Kombination gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Lichteintrittsmittel (710) strahlrohrseitig eine Beschichtung aufweist, die elektrisch leitfähig und optisch transparent ist.
System-Kombination gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei die Beschichtung ITO oder eine metallische Beschichtung mit einer Schichtdicke im Nanometerbereich aufweist.
System-Kombination gemäß einem der vorangehen Ansprüche, wobei die Strahlrohranordnung (460) Kupfer und/ oder Titanium aufweist und/ oder einstückig ausgebildet ist.
System-Kombination gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in dem Teilchenstrahlsystem entlang des teilchenoptischen Strahlenganges ein Vakuum und/ oder innerhalb der Strahlrohranordnung (460) innerhalb der Strahlweiche (400) ein Hochvakuum vorgesehen ist.
System-Kombination gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die teilchenoptische Objektivlinse (102) eine magnetische Linse oder eine elektrostatische Linse oder eine kombinierte magnetische/elektrostatische Linse ist und/ oder wobei die teilchenoptische Objektivlinse (102) eine einzelne Öffnung aufweist, die von den ersten Teilchenstrahlen (3), den zweiten Teilchenstrahlen (9) und dem Lichtstrahl (701) durchsetzt wird.
System-Kombination gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das lichtoptische System des Weiteren einen Lichtdetektor aufweist.
System-Kombination gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei in dem lichtoptischen Strahlengang zwischen der Lichtquelle (700) und dem Lichteintrittsmittel (710) einerseits und zwischen dem Lichteintrittsmittel (710) und dem Lichtdetektor andererseits ein lichtoptischer Strahlteiler (720) angeordnet ist.
System-Kombination gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das teilchenoptische System und/ oder das lichtoptische System eingerichtet ist, um eine Scanbewegung mit einem Teilchenstrahl (3) und/ oder Lichtstrahl (701) in der Objektebene (101) auszuführen.
System-Kombination gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in dem lichtoptischen Strahlengang zwischen dem Lichteintrittsmittel (710) und der Objektebene (101) keine weiteren lichtoptischen Komponenten vorgesehen sind.
System-Kombination gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in dem ersten teilchenoptischen Strahlengang und/ oder in dem zweiten teilchenoptischen Strahlengang keine lichtoptische Komponente vorgesehen ist.
System-Kombination gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Lichtquelle (700) ein Laser ist.
System-Kombination, die Folgendes aufweist: ein Vielzahl-Teilchenstrahlsystem, das einen teilchenoptischen Strahlengang bereitstellt, wobei das Vielzahl-Teilchenstrahlsystem umfasst: eine Vielstrahl-Teilchenquelle (305), die konfiguriert ist, um ein erstes Feld (319) einer Vielzahl von ersten Teilchenstrahlen (3) zu erzeugen; eine erste Teilchenoptik mit einem ersten teilchenoptischen Strahlengang, wobei die erste Teilchenoptik konfiguriert ist, um die ersten Teilchenstrahlen (3) auf eine Objektebene (101) zu richten, so dass die ersten Teilchenstrahlen (3) an Auftrefforten (5) auf die Objektebene (101) treffen, die ein zweites Feld (103) bilden; eine Detektoreinheit (200) mit einer Mehrzahl von Detektionsbereichen, wobei die Detektionsbereiche in einem dritten Feld (217) angeordnet sind; eine zweite Teilchenoptik mit einem zweiten teilchenoptischen Strahlengang, wobei die zweite Teilchenoptik konfiguriert ist, um zweite Teilchenstrahlen (9), die von den Auftrefforten (5) in dem zweiten Feld (103) ausgehen, auf das dritte Feld (217) abzubilden; eine teilchenoptische Objektivlinse (102), durch die sowohl die ersten (3) und als auch die zweiten Teilchenstrahlen (9) hindurchtreten; und eine Strahlweiche (400), die in dem ersten teilchenoptischen Strahlengang zwischen der Vielstrahl-Teilchenquelle (305) und der Objektivlinse (102) angeordnet ist und die in dem zweiten teilchenoptischen Strahlengang zwischen der Objektivlinse (102) und der Detektoreinheit (200) angeordnet ist, wobei sich in der Strahlweiche (400) der erste teilchenoptische Strahlengang und der zweite teilchenoptische Strahlengang insbesondere Y-mäßig verzweigen, wobei die Strahlweiche (400) eine Strahlrohranordnung (460) aufweist, in der der teilchenoptische Strahlengang innerhalb der Strahlweiche (400) verläuft und wobei sich die Strahlrohranordnung (460) an einem Verzweigungsort (466) insbesondere Y-mäßig verzweigt; wobei an dem Verzweigungsort (466) der Strahlrohranordnung (460) ein Lichteintrittsmittel (710) vorgesehen ist; und ein lichtoptisches System, das einen lichtoptischen Strahlengang bereitstellt, wobei das lichtoptische System umfasst: einen Lichtdetektor; und eine Lichtoptik, wobei die Lichtoptik dazu konfiguriert ist, einen von der Objektebene (101) ausgehenden Lichtstrahl (701) auf den Lichtdetektor zu richten, wobei der von der Objektebene (101) ausgehende Lichtstrahl (701) im Wesentlichen kollinear mit den zweiten Teilchenstrahlen (9) in die Strahlrohranordnung (460) eintritt und durch das Lichteintrittsmittel (710) aus der Strahlrohranordnung (460) hinaustritt.
Verwendung einer System-Kombination gemäß einem der vorangehenden Ansprüche zum Bestimmen einer Lage des Objektes (7) und/ oder zum Bestimmen eines Höhenprofils eines in der Objektebene (101) positionierten Objektes (7).