DE102020124306A1 - Vorrichtung zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe mit einem Teilchenstrahl und Verfahren - Google Patents

Vorrichtung zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe mit einem Teilchenstrahl und Verfahren Download PDF

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Abstract

Es wird vorgeschlagen eine Vorrichtung (100) zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe (200) mit einem Teilchenstrahl (112), mit:einem Probentisch (120) zum Halten der Probe (200);einer Bereitstellungseinheit (110) zum Bereitstellen des Teilchenstrahls (112) aufweisend:eine Öffnung (114) zum Führen des Teilchenstrahls (112) auf eine Bearbeitungsposition (202) auf der Probe (200); undein Abschirmelement (116) zur Abschirmung eines elektrischen Feldes (E), das von auf der Probe (200) akkumulierten Ladungen (Q) erzeugt wird;wobei das Abschirmelement (116) die Öffnung (114) überdeckt, flächig ausgebildet ist und ein elektrisch leitfähiges Material aufweist;wobei das Abschirmelement (116) einen bezüglich des Probentischs (120) konvexen Abschnitt (117) aufweist; undwobei der konvexe Abschnitt (117) eine Durchtrittsöffnung (118) für einen Durchtritt des Teilchenstrahls (112) auf die Probe (200) aufweist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe mit einem Teilchenstrahl sowie ein entsprechendes Verfahren.
  • Die Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird mit einer Lithographieanlage durchgeführt, welche ein Beleuchtungssystem und ein Projektionssystem aufweist. Das Bild einer mittels des Beleuchtungssystems beleuchteten Maske (Retikel) wird hierbei mittels des Projektionssystems auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionssystems angeordnetes Substrat, beispielsweise einen Siliziumwafer, projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.
  • Die Maske oder auch Lithographiemaske wird dabei für eine Vielzahl von Belichtungen eingesetzt, weshalb ihre Defektfreiheit von enormer Wichtigkeit ist. Es wird daher ein entsprechend hoher Aufwand betrieben, um Lithographiemasken auf Defekte hin zu untersuchen und erkannte Defekte zu reparieren. Defekte in Lithographiemasken können eine Größenordnung im Bereich von wenigen Nanometern aufweisen. Um derartige Defekte zu reparieren, sind Vorrichtungen notwendig, die eine sehr hohe Ortsauflösung für die Reparaturprozesse bieten.
  • Hierzu bieten sich Vorrichtungen an, die basierend auf Teilchenstrahl-induzierten Prozessen lokale Ätz- oder Abscheidungsvorgänge aktivieren.
  • EP 1 587 128 B1 offenbart eine solche Vorrichtung, die einen Strahl geladener Teilchen, insbesondere einen Elektronenstrahl eines Elektronenmikroskops, zum Auslösen der chemischen Prozesse nutzt. Bei Verwendung geladener Teilchen kann es zu einer Aufladung der Probe kommen, sofern diese nicht oder nur schlecht leitend ist. Dies kann zu einer unkontrollierten Strahlablenkung führen, was die erreichbare Prozessauflösung limitiert. Daher wird vorgeschlagen, ein Abschirmelement sehr nahe an der Bearbeitungsposition anzuordnen, so dass die Aufladung der Probe minimiert wird und die Prozessauflösung und - kontrolle verbessert.
  • Für die gewünschten Reparaturprozesse muss ein Prozessgas an die Bearbeitungsposition herangeführt werden. Typische Prozessgase können bereits in ihrem Grundzustand sehr reaktiv sein, zudem können bei den Bearbeitungsprozessen weitere, hochreaktive Atome oder Moleküle entstehen, die beispielsweise auch Komponenten der Teilchenstrahl-Vorrichtung angreifen und/oder sich darauf absetzen können. Dies kann zu kürzeren Serviceintervallen der jeweiligen Teilchenstrahl-Vorrichtung und/oder zu Prozessinstabilitäten führen.
  • Die Bearbeitungsgeschwindigkeit, die mit einem solchen Teilchenstrahl-induzierten Prozess erreichbar ist, hängt unter anderem stark von dem Prozessgasdruck an der Bearbeitungsposition ab. Für eine hohe Bearbeitungsgeschwindigkeit ist ein hoher Prozessgasdruck an der Bearbeitungsposition wünschenswert. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Prozessgas durch die Austrittöffnung des Teilchenstrahls zugeführt wird, wobei dann das Prozessgas ungehindert in die Teilchenstrahl-Vorrichtung hineinströmen kann. Andererseits ist aus Sicht der Langlebigkeit der verwendeten Komponenten ein möglichst geringer Gasfluss des Prozessgases von der Bearbeitungsposition in die Teilchenstrahl-Vorrichtung hinein anzustreben.
  • DE 102 08 043 A1 offenbart ein Materialbearbeitungssystem, das in Verfahren zur Materialbearbeitung durch Materialabscheidung aus Gasen, wie etwa CVD (Chemical Vapor Deposition), oder Materialabtragung unter Zuführung von Reaktionsgasen einsetzbar ist. Hierbei wird insbesondere die Gasreaktion, welche zu einer Materialabscheidung oder zu einem Materialabtrag führt, durch einen Energiestrahl ausgelöst, der auf einen Bereich des zu bearbeitenden Werkstücks gerichtet ist.
  • Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte Vorrichtung zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe mit einem Teilchenstrahl bereitzustellen.
  • Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Vorrichtung zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe mit einem Teilchenstrahl vorgeschlagen. Die Vorrichtung umfasst einen Probentisch zum Halten der Probe und eine Bereitstellungseinheit zum Bereitstellen des Teilchenstrahls. Die Bereitstellungseinheit weist eine Öffnung zum Führen des Teilchenstrahls auf eine Bearbeitungsposition auf der Probe und ein Abschirmelement zur Abschirmung eines elektrischen Feldes, das von auf der Probe akkumulierten Ladungen erzeugt wird, auf. Das Abschirmelement überdeckt die Öffnung, ist flächig ausgebildet und weist ein elektrisch leitfähiges Material auf. Weiterhin weist das Abschirmelement einen konvexen Abschnitt zum Probentisch hin auf, welcher eine Durchtrittsöffnung für einen Durchtritt des Teilchenstrahls auf die Probe aufweist.
  • Diese Vorrichtung weist den Vorteil auf, dass eine unkontrollierte Beeinflussung des Teilchenstrahls durch ein elektrisches Feld, das sich zwischen dem Abschirmelement und der Probe aufgrund einer elektrischen Aufladung der Probe oder Probenoberfläche ausbildet, vermindert ist. Durch den konvexen Abschnitt des Abschirmelements kann der Abstand zwischen dem Abschirmelement und der Probenoberfläche im Bereich der Bearbeitungsposition sehr gering gehalten werden, ohne dass das Abschirmelement insgesamt in dem sehr geringen Abstand gehalten werden muss, weshalb der Aufwand zum Positionieren der Probe relativ zu dem Abschirmelement reduziert werden kann. Man kann auch sagen, dass ein Spielraum bezüglich einer Verkippung zwischen Probe und Bereitstellungseinheit vergrößert ist.
  • Die Vorrichtung umfasst einen Probentisch zum Halten der Probe. Vorzugsweise ist der Probentisch in einem Vakuumgehäuse angeordnet. Der Probentisch weist vorzugsweise eine Positioniereinheit zum Positionieren des Probentischs in Bezug auf die Bereitstellungseinheit auf. Die Positioniereinheit kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, den Probentisch entlang von drei Raumachsen zu verschieben. Zusätzlich kann die Positioniereinheit dazu eingerichtet sein, den Probentisch um wenigstens eine dieser Achsen zu drehen, vorzugsweise um wenigsten zwei dieser Achsen. Der Probentisch ist vorzugsweise schwingungsentkoppelt und/oder aktiv gedämpft von einer Haltestruktur gehalten.
  • Bei dem Teilchenstrahl handelt es sich um geladene Teilchen, wie beispielsweise Ionen, Elektronen oder Positronen. Dementsprechend weist die Bereitstellungseinheit eine Strahlerzeugungseinheit auf, die beispielsweise eine Ionenquelle oder eine Elektronenquelle umfasst. Der Teilchenstrahl aus geladenen Teilchen lässt sich mittels elektrischer und magnetischer Felder beeinflussen, also beispielsweise beschleunigen, lenken, formen und/oder fokussieren. Hierzu kann die Bereitstellungseinheit eine Anzahl an Elementen aufweisen, die zum Erzeugen eines entsprechenden elektrischen und/oder magnetischen Feldes eingerichtet sind. Diese Elemente sind insbesondere zwischen der Strahlerzeugungseinheit und dem Abschirmelement angeordnet. Der Teilchenstrahl wird vorzugsweise auf die Bearbeitungsposition fokussiert. Hierunter wird beispielsweise verstanden, dass der Teilchenstrahl beim Auftreffen auf der Bearbeitungsposition einen vorgegebenen Durchmesser, insbesondere einen kleinsten Durchmesser, aufweist. Die Bereitstellungseinheit umfasst vorzugsweise ein eigenes Gehäuse, in dem die vorgenannten Elemente angeordnet sind, wobei das Gehäuse vorzugsweise als ein Vakuumgehäuse ausgebildet ist, das beispielsweise auf einem Restgasdruck von 10-7 — 10-8 mBar gehalten wird.
  • Das Abschirmelement ist auf einer Öffnung an der Bereitstellungseinheit, durch welche der Teilchenstrahls auf eine Bearbeitungsposition auf der Probe geführt wird, angeordnet und bildet damit das dem Probentisch in Strahlrichtung nächstgelegene Bauteil der Bereitstellungseinheit.
  • Bei der Vorrichtung handelt es sich beispielsweise um ein Rasterelektronenmikroskop. Um eine hohe Auflösung zu erreichen, ist der Elektronenstrahl sehr genau zu kontrollieren, insbesondere in Bezug auf die Elektronenenergie, einen Strahldurchmesser beim Auftreffen auf die Probe (nachfolgend als Fokus bezeichnet) sowie eine zeitliche Stabilität des Auftreffpunkts. Insbesondere bei Proben mit Abschnitten aus einem elektrisch nicht oder nur wenig leitfähigem Material kommt es durch das Einstrahlen der geladenen Teilchen zu einer Ansammlung von Ladungen auf der Probe, die ein elektrisches Feld ausbilden. Die Teilchen des Teilchenstrahls, aber auch beispielsweise Sekundärelektronen sowie zurückgestreute Elektronen, die zum Erzeugen eines Bildes detektiert werden, werden von dem elektrischen Feld beeinflusst, was beispielsweise zu einer Reduzierung der Auflösung führen kann.
  • Das Abschirmelement erfüllt die Aufgabe, das elektrische Feld dieser Ladungen abzuschirmen, also räumlich zu begrenzen, insbesondere auf einen möglichst kleinen Spalt zwischen dem Abschirmelement und der Probe. Hierzu weist das Abschirmelement ein elektrisch leitfähiges Material auf. Beispielsweise ist das Abschirmelement geerdet, so dass Ladungen, die auf das Abschirmelement fallen, abgeleitet werden.
  • Das Abschirmelement selbst ist flächig ausgebildet, wobei die Fläche eine dreidimensionale Form bildet, deren Oberfläche einen konvexen Abschnitt in Richtung des Probentischs hin aufweist. Der konvexe Abschnitt bildet vorzugsweise den nächstliegenden Abschnitt zu dem Probentisch, das heißt, der Abstand des Probentischs oder der Probe zu dem Abschirmelement ist im Bereich des konvexen Abschnitts am geringsten.
  • In dem konvexen Abschnitt weist das Abschirmelement eine Durchtrittsöffnung auf, durch die der Teilchenstrahl tritt und auf die Probe einstrahlt. Durch das Abschirmelement ist in einem Raumbereich oberhalb des Abschirmelements, von wo der Teilchenstrahl kommt, ein elektrisches Feld von auf der Probe befindlichen Ladungen effektiv abgeschirmt. Es sei angemerkt, dass das Abschirmelement weitere Durchtrittsöffnungen aufweisen kann, wobei eine oder mehrere Durchtrittsöffnungen auch außerhalb des konvexen Abschnitts des Abschirmelements angeordnet sein können.
  • Beispielsweise weist der konvexe Abschnitt des Abschirmelements während einer Analyse oder Bearbeitung der Probe mit dem Teilchenstrahl einen Abstand zu der Probe von höchstens 100 µm, vorzugsweise höchstens 50 µm, bevorzugt höchstens 25 µm, weiter bevorzugt höchstens 10 µm, auf. Je kleiner der Abstand ist, umso weniger kann ein elektrisches Störfeld den Teilchenstrahl beeinflussen.
  • Somit kann der Teilchenstrahl sehr genau kontrolliert werden und unterliegt weniger stark zufälligen und/oder nicht kontrollierbaren Störeinflüssen. Es ist damit eine sehr hohe Auflösung möglich, sowohl bei einer Bilderfassung, wie in einem Rasterelektronenmikroskop, als auch bei Bearbeitungsverfahren, die mit dem Teilchenstrahl durchgeführt werden, wie Teilchenstrahl-induzierten Ätz- oder Abscheidevorgängen, Ionenimplantation, und/oder weitere strukturverändernde Vorgänge.
  • Die Bereitstellungseinheit ist beispielsweise eine Elektronensäule, die einen Elektronenstrahl mit einer Energie in einem Bereich von 10 eV — 10 keV und einem Strom in einem Bereich von 1 µA — 1 pA bereitstellen kann. Es kann sich aber auch um eine Ionenquelle handeln, die einen Ionenstrahlstrahl bereitstellt. Der fokussierte Teilchenstrahl wird vorzugsweise auf die Probenoberfläche fokussiert, wobei beispielsweise ein Einstrahlungsbereich mit einem Durchmesser im Bereich von 1 nm — 100 nm erreicht wird.
  • Das Abschirmelement weist beispielsweise eine Länge und Breite in einem Bereich zwischen 1 mm — 50 mm auf.
  • Eine Materialstärke des Abschirmelements liegt beispielsweise in einem Bereich zwischen 1 nm — 100 µm, vorzugsweise 10 nm — 100 µm, bevorzugt 100 nm — 50 µm, weiter bevorzugt 1 µm - 30 µm, noch weiter bevorzugt 5 µm - 15 µm. Die Materialstärke des Abschirmelements wird insbesondere in Abhängigkeit einer zu erwartenden mechanischen und/oder thermischen Belastung, beispielsweise aufgrund von Druckunterschieden, elektrostatischen Kräften und dergleichen mehr in geeigneter Weise gewählt. Das Abschirmelement kann beispielsweise in der Art einer Membran oder als freistehender Film ausgebildet sein, wenn eine besonders dünne Materialstärke erzielt werden soll.
  • Die Durchtrittsöffnung weist beispielsweise eine Querschnittsfläche in einem Bereich zwischen 100 µm2 - 2500 µm2, vorzugweise zwischen 400 µm2 - 1600 µm2, weiter bevorzugt zwischen 750 µm2 - 1400 µm2, auf.
  • Die Durchtrittsöffnung weist beispielsweise einen Durchmesser in einem Bereich zwischen 10 µm — 50 µm, bevorzugt zwischen 20 µm — 40 µm, weiter bevorzugt zwischen 25 µm — 35 µm, auf. Der Durchmesser bezieht sich beispielsweise auf den Abstand zweier gegenüberliegend angeordneter Punkte der Durchtrittsöffnung.
  • Der konvexe Abschnitt weist beispielsweise einen Durchmesser in einem Bereich von 100 µm — 5 mm, vorzugsweise 500 µm — 3 mm, bevorzugt 1 mm — 2 mm auf, und erstreckt sich beispielsweise über eine Distanz von wenigstens 10 µm, vorzugsweise wenigstens 50 µm, bevorzugt wenigstens 100 µm, in Richtung zu dem Probentisch hin. Das heißt, dass ein Unterschied zwischen dem Abstand des nächstliegenden Punktes des Abschirmelements zu dem Probentisch und dem Abstand des entferntesten Punktes des Abschirmelement zu dem Probentisch wenigstens 10 µm, vorzugsweise wenigstens 50 µm, bevorzugt wenigstens 100 µm, beträgt.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung weist diese eine Gaszuführung auf, die zum Zuführen eines Prozessgases durch die Durchtrittsöffnung des Abschirmelements zu der Bearbeitungsposition auf der Probe eingerichtet ist.
  • Bei dieser Ausführungsform strömt das Prozessgas in der Richtung des Teilchenstrahls durch die Durchtrittsöffnung. Bei dieser Ausführungsform ist es vorteilhaft, wenn ein Strömungswiderstand durch die Durchtrittsöffnung möglichst gering ist, so dass das Prozessgas effizient und gezielt zu der Bearbeitungsposition geleitet werden kann. Weiterhin kann eine Apertur vorgesehen sein, die eine Gasströmung entgegen dem Teilchenstrahl hin zu der Bereitstellungseinheit begrenzt. Hierbei wird das Prozessgas beispielsweise in einen Bereich zwischen dem Abschirmelement und der Apertur zugeführt. Wenn das Abschirmelement mehrere Öffnungen aufweist, kann das Prozessgas durch jede der mehreren Öffnungen strömen, was vorteilhaft für einen geringeren Strömungswiderstand sein kann.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung weist diese eine Gaszuführung auf, die zum Zuführen eines Prozessgases in einen Spalt eingerichtet ist, wobei der Spalt von der auf dem Probentisch angeordneten Probe und dem Abschirmelement gebildet ist.
  • Über den Spalt strömt das Prozessgas zu der Bearbeitungsposition auf der Probe. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da sich auf diese Weise die Prozessgaszufuhr zu der Bearbeitungsposition gut kontrollieren lässt. Insbesondere ist ein Prozessgasfluss entgegen der Strahlrichtung in die Bereitstellungseinheit hinein reduziert, da hierfür lediglich die Durchtrittsöffnung zu Verfügung steht. Eine Korrosion von Elementen der Bereitstellungseinheit, insbesondere von Detektoren, aufgrund eines Kontakts mit dem Prozessgas und/oder aus dem Prozessgas gebildeten reaktiven Molekülen, kann dadurch reduziert werden.
  • Die Bereitstellungseinheit weist beispielsweise eine die Öffnung für den Teilchenstrahl umfassende Spülplatte auf. Die Gaszuführung erfolgt beispielsweise durch die Spülplatte hindurch, mittels einer Zuführöffnung an einer der Probe zugewandten Seite der Spülplatte. Das Prozessgas kann dann in dem Spalt zwischen der Probe und dem Abschirmelement zu der Bearbeitungsposition strömen.
  • Die Probe ist beispielsweise eine Lithographiemaske mit einer Strukturgröße im Bereich von 10 nm — 10 µm. Es kann sich dabei zum Beispiel um eine transmissive Lithographiemaske für die DUV-Lithographie (DUV: „deep ultra violet“, Arbeitslichtwellenlängen im Bereich von 30 — 250 nm) oder eine reflektive Lithographiemaske für die EUV-Lithographie (EUV: „extreme ultra violet“, Arbeitslichtwellenlängen im Bereich von 1 - 30 nm) handeln. Die Bearbeitungsprozesse, die hierbei durchgeführt werden, umfassen beispielsweise Ätzprozesse, bei denen lokal ein Material von der Oberfläche der Probe abgetragen wird, Abscheideprozesse, bei denen lokal ein Material auf die Oberfläche der Probe aufgetragen wird, und/oder ähnliche lokal aktivierte Vorgänge, wie das Ausbilden einer Passivierungsschicht oder ein Kompaktieren einer Schicht.
  • Als Prozessgase, die zur Abscheidung von Material oder zum Aufwachsen von erhabenen Strukturen geeignet sind, kommen insbesondere Alkylverbindungen von Hauptgruppenelementen, Metallen oder Übergangselementen in Betracht. Beispiele hierfür sind Cyclopentadienyl-Trimethyl-Platin CpPtMe3 (Me = CH4), Methylcyclopentadienyl-Trimethyl-Platin MeCpPtMe3, Tetramethylzinn SnMe4, Trimethylgallium GaMe3, Ferrocen Cp2Fe, bis-Aryl-Chrom Ar2Cr, und/oder Carbonyl-Verbindungen von Hauptgruppenelementen, Metallen oder Übergangselementen, wie beispielsweise Chrom-Hexacarbonyl Cr(CO)6, Molybdän-Hexacarbonyl Mo(CO)6, Wolfram-Hexacarbonyl W(CO)6, Dicobalt-Octacarbonyl Co2(CO)8, Triruthenium-Dodecacarbonyl Ru3(CO)12, Eisen-Pentacarbonyl Fe(CO)5, und/oder Alkoxydverbindungen von Hauptgruppen-elementen, Metallen oder Übergangselementen, wie beispielsweise Tetraethylorthosilicat Si(OC2H5)4, Tetraisopropoxytitan Ti(OC3H7)4, und/oder Halogenidverbindungen von Hauptgruppenelementen, Metallen oder Übergangselementen, wie beispielsweise Wolfram-Hexafluorid WF6, Wolfram-Hexachlorid WCl6, Titan-Tetrachlorid TiCl4, Bor-Trifluorid BF3, Silicium-Tetrachlorid SiCl4, und/oder Komplexe mit Hauptgruppenelementen, Metallen oder Übergangselementen, wie beispielsweise Kupfer-bis-Hexa-Fluoroacetylacetonat Cu(C5F6HO2)2, Dimethyl-Gold-Trifluoro-Acetylacetonat Me2Au(C5F3H4O2), und/oder organische Verbindungen wie Kohlenstoffmonoxid CO, Kohlenstoffdioxid CO2, aliphatische und/oder aromatische Kohlenwasserstoffe, und dergleichen mehr.
  • Als Prozessgase, die zum Ätzen von Material geeignet sind, kommen beispielsweise in Betracht: Xenondifluorid XeF2, Xenondichlorid XeCl2, Xenontetrachlorid XeCl4, Wasserdampf H2O, schweres Wasser D2O, Sauerstoff O2, Ozon O3, Ammoniak NH3, Nitrosylchlorid NOCl und/oder eine der folgenden Halogenidverbindungen: XNO, XONO2, X2O, XO2, X2O2, X2O4, X2O6, wobei X ein Halogenid ist.
  • Weitere Prozessgase zum Ätzen von Material sind in der US-Patentanmeldung der Anmelderin mit der Nr. 13/0 103 281 angegeben.
  • Zusatzgase, die beispielsweise in Anteilen dem Prozessgas beigemischt werden können um den Bearbeitungsprozess besser zu kontrollieren, umfassen beispielsweise oxidierende Gase wie Wasserstoffperoxid H2O2, Distickstoffoxid N2O, Stickstoffoxid NO, Stickstoffdioxid NO2, Salpetersäure HNO3 und weitere sauerstoffhaltige Gase, und/oder Halogenide wie Chlor Cl2, Chlorwasserstoff HCl, Fluorwasserstoff HF, Iod I2, Iodwasserstoff HI, Brom Br2, Bromwasserstoff HBr, Phosphortrichlorid PCl3, Phosphorpentachlorid PCl5, Phosphortrifluorid PF3 und weitere halogenhaltige Gase, und/oder reduzierende Gase, wie Wasserstoff H2, Ammoniak NH3, Methan CH4 und weitere wasserstoffhaltige Gase. Diese Zusatzgase können beispielsweise für Ätzprozesse, als Puffergase, als Passivierungsmittel und dergleichen mehr Verwendung finden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung umfasst die Gaszuführung einen in das Abschirmelement integrierten Zuführungskanal.
  • Diese Ausführungsform ermöglicht es, das Prozessgas sehr genau an die Bearbeitungsposition zu leiten. Hierdurch wird eine Geschwindigkeit und eine Effizienz des Teilchenstrahl-induzierten Bearbeitungsprozesses erhöht, da immer ausreichend viele Prozessgasmoleküle vorhanden sind und eine Verarmung vermieden werden kann. Bei dieser Ausführungsform ist das Abschirmelement insbesondere durch spezielle Herstellungsverfahren, insbesondere LIGA-Fertigungsverfahren (LIGA: Lithographie, Galvanik und Abformung), hergestellt.
  • Das Abschirmelement kann zum Beispiel abschnittsweise hohl ausgebildet sein, wobei der Innenraum des Abschirmelements den Zuführungskanal ausbildet. An einem äußeren Rand des Abschirmelements ist der Innenraum mit der Gaszuführung fluidisch verbunden. Hierbei können Übergangsstücke oder Reduzierstücke verwendet werden. Eine Austrittsöffnung für das zugeführte Gas ist vorteilhaft so nahe wie möglich an der Durchtrittsöffnung in dem konvexen Bereich angeordnet.
  • In einem weiteren Beispiel weist das Abschirmelement ein mikroporöses Material auf, das mit einer gasdichten Beschichtung überzogen ist, die einen Einlass zum Zuführen des Prozessgases und einen Auslass zum Ausströmen des Prozessgases aufweist. Der Auslass ist vorzugsweise in dem konvexen Abschnitt gegenüberliegend zu der Bearbeitungsposition gebildet.
  • In Ausführungsformen der Vorrichtung ist diese dazu eingerichtet, mit dem konvexen Abschnitt des Abschirmelements einen elektrischen Kontakt mit der Probe herzustellen. Dies kann besonders bei Proben, die eine leitende Oberfläche aufweisen, vorteilhaft sein, da Ladungen von der Probenoberfläche direkt abfließen können, so dass sich kein störendes elektrisches Feld ausbildet.
  • In weiteren Ausführungsformen kann vorgesehen sein, vor dem Kontaktieren der Probe mit dem Abschirmelement auf der Probenoberfläche um die Bearbeitungsposition herum eine Schutzschicht mittels eines Teilchenstrahl-induzierten Prozesses abzuscheiden. Die Schutzschicht ist vorteilhaft elektrisch leitfähig und dient als Schutz vor einer mechanischen Beschädigung der Probe durch die Abschirmeinheit, wenn diese in Kontakt mit der Probe ist. Die Schutzschicht kann nach Abschluss der Analyse oder der Bearbeitung wieder entfernt werden, beispielsweise mit einem Teilchenstrahl-induzierten Ätzprozess.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung umfasst die Durchtrittsöffnung den Punkt eines kleinsten Abstands des Abschirmelements zu dem Probentisch.
  • Hierunter wird verstanden, dass ein geometrisch kleinster Abstand zwischen dem Abschirmelement, wenn dieses keine Öffnung aufweisen würde, und dem Probentisch an einem Punkt des Abschirmelements liegt, der von der Durchtrittsöffnung eingenommen wird. Damit bildet insbesondere der Rand der Durchtrittsöffnung die nächstliegenden Punkte des Abschirmelements zu dem Probentisch.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung weist das Abschirmelement einen ebenen Abschnitt auf, aus dem sich der konvexe Abschnitt in Richtung des Probentischs erstreckt.
  • Der ebene Abschnitt kann beispielsweise zum Befestigen des Abschirmelements an der Bereitstellungseinrichtung, beispielsweise an einer Haltestruktur an einem Rand der Öffnung, dienen. Der ebene Abschnitt erstreckt während der Analyse oder Bearbeitung einer Probe vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu einer Probenoberfläche.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung ist der konvexe Abschnitt trichterförmig, insbesondere mit einem kreisrunden Querschnitt, ausgebildet.
  • Man kann auch sagen, dass der konvexe Abschnitt eine Oberfläche eines Rotationskörpers bildet, der auf einer konvexen Funktion basiert.
  • Der konvexe Abschnitt kann aber auch einen von einer kreisrunden Form abweichenden Querschnitt aufweisen, insbesondere einen elliptischen Querschnitt.
  • Vorzugsweise ist der konvexe Abschnitt zu der Durchtrittsöffnung hin zulaufend ausgebildet.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung weist das Abschirmelement auf seiner Oberfläche eine Schicht aus einem elektrisch leitfähigen Material auf, wobei eine Schichtdicke der Schicht größer oder gleich einer Eindringtiefe der Teilchen des Teilchenstrahls in das Material ist.
  • Dies hat den Vorteil, dass sich in oder auf dem Abschirmelement selbst keine Ladungen ansammeln können. Materialien, die eine native Oxidschicht ausbilden können, die ein schlechter elektrischer Leiter ist, können beispielsweise weniger gut geeignet sein.
  • In vorteilhaften Ausführungsformen besteht das Abschirmelement vollständig aus elektrisch leitfähigem Material. Dabei kann es sich um ein reines Material oder auch um eine Legierung, ein Kompositmaterial und/oder ein eine Mikrostruktur aufweisendes Material handeln.
  • Die Anforderungen an das Material hängen von dem konkreten Anwendungsfall ab. Außer der elektrischen Leitfähigkeit können magnetische Eigenschaften des Materials sowie chemische Eigenschaften des Materials relevant sein. Vorzugsweise ist das Material beispielsweise nicht magnetisch. Weiterhin ist das Material vorzugsweise chemisch inert, so dass es gar nicht oder nur in sehr geringem Maße mit zugeführtem Prozessgas und/oder anderen Reaktionsprodukten chemisch reagiert. Dies ermöglicht eine lange Lebensdauer des Abschirmelements.
  • Das Abschirmelement umfasst beispielsweise ein Edelmetall. Beispielsweise umfasst das Abschirmelement wenigstens ein Element aus der Liste umfassend Gold, Nickel, Palladium, Platin, Iridium. In Ausführungsformen ist das Abschirmelement aus Gold oder Nickel gebildet.
  • Das Abschirmelementweist vorzugsweise eine sehr glatte Oberfläche auf. Beispielsweise beträgt ein RMS-Wert einer Oberflächenrauheit höchstens 50 nm, vorzugsweise höchstens 10 nm, bevorzugt höchstens 5 nm, weiter bevorzugt höchstens 2 nm.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung weist das Abschirmelement genau eine Durchtrittsöffnung auf.
  • Man kann auch sagen, dass das Abschirmelement als eine Einzellochblende ausgebildet ist. Die Durchtrittsöffnung ist vorzugsweise kreisrund ausgebildet. Weitere Öffnungsgeometrien, wie quadratisch, hexagonal, oktagonal, rechteckig und/oder elliptisch können ebenfalls vorgesehen sein.
  • Die die Durchtrittsöffnung begrenzende Flanke des Abschirmelements weist vorzugsweise eine Neigung zu einer Symmetrieachse der Durchtrittsöffnung auf, so dass die Flanken einen sich nach oben hin, entgegen der Strahlrichtung, öffnenden Kegel bilden. Hierdurch ist ein Öffnungsquerschnitt der Durchtrittsöffnung probenseitig kleiner als auf der gegenüberliegenden Seite. Dies hat den Vorteil, dass Sekundärelektronen oder zurückgestreute Elektronen von der Probe unter einem größeren Raumwinkel detektiert werden können. Dies kann eine Detektionseffizienz, ein Signal-Rausch-Verhältnis und/oder eine Auflösung verbessern.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung weist das Abschirmelement mehrere Durchtrittsöffnungen auf, die voneinander durch Stege getrennt sind.
  • Der Steg wird beispielsweise durch das Material des Abschirmelements gebildet, das zwischen zwei Durchtrittsöffnungen liegt und diese voneinander trennt. Ein Steg weist vorzugsweise eine möglichst geringe Breite auf. Je nach Geometrie der Durchtrittsöffnungen kann ein Steg eine konstante Breite aufweisen oder auch eine variierende Breite aufweisen. Beispielsweise weist ein Steg eine Breite in einem Bereich zwischen 1 µm — 100 µm auf, vorzugsweise zwischen 1 µm — 50 µm, bevorzugt zwischen 5 µm - 30 µm, weitere bevorzugt zwischen 10 µm - 20 µm.
  • Man kann auch sagen, dass das Abschirmelement ein Netz bildet oder aus einem Netz gebildet ist.
  • Ein Abschirmelement mit mehreren Durchtrittsöffnungen ermöglicht es vorteilhaft, dass ein größerer Abschnitt der Probe oder der Probenoberfläche durch den Teilchenstrahl erreicht werden kann, ohne dass die Abschirmung des elektrischen Feldes beeinträchtigt wird. Man kann auch sagen, dass die Bearbeitungsposition oder der Bearbeitungsbereich vergrößert sein kann. Es kann damit eine verbesserte Übersicht erreicht werden. Allerdings kann sich bei mehreren Durchtrittsöffnungen ein vermehrter Gasfluss entgegen der Strahlrichtung bemerkbar machen, wenn das Gas in den Zwischenraum zwischen Probe und Abschirmelement zugeführt wird.
  • Wenn das Abschirmelement mehrere Durchtrittsöffnungen aufweist, so sind diese vorzugsweise nahe um den tiefsten Punkt des konvexen Abschnitts in dem Abschirmelement angeordnet. Beispielsweise umfasst eine tiefste Durchtrittsöffnung den tiefsten Punkt des konvexen Abschnitts und weitere Durchtrittsöffnungen sind direkt angrenzend an die tiefste Durchtrittsöffnung angeordnet.
  • Beispielsweise kann der konvexe Abschnitt derart ausgebildet sein, dass anstelle eines tiefsten Punkts ein tiefster ebener Bereich vorhanden ist, in dem mehrere Durchtrittsöffnungen angeordnet sind.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung weisen die Durchtrittsöffnungen jeweils einen hexagonalen Querschnitt auf.
  • Die Geometrie der Durchtrittsöffnung kann einen Einfluss auf einen Feldverlauf des abzuschirmenden elektrischen Feldes unterhalb der Durchtrittsöffnung haben, sowie einen Einfluss auf den Teilchenstrahl.
  • Eine hexagonale Geometrie ermöglicht eine hohe Flächenbelegung und bildet einen guten Kompromiss bezüglich der weiteren elektrostatischen Eigenschaften.
  • Weitere mögliche Geometrien umfassen eine quadratische Geometrie, eine Rechteckige Geometrie, eine kreisrunde Geometrie, eine elliptische Geometrie, eine pentagonale Geometrie, eine oktagonale Geometrie, und dergleichen mehr.
  • Die Anordnung der mehreren Durchtrittsöffnungen relativ zueinander kann regelmäßig sein oder auch unregelmäßig sein. Weiterhin können Durchtrittsöffnungen relativ zueinander um eine Symmetrieachse verdreht angeordnet sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung sind die Stege derart geformt, dass eine probentischseitige Querschnittsfläche einer jeweiligen der mehreren Durchtrittsöffnung in einer ersten Ebene senkrecht zu einer Flächennormalen des Abschirmelements bei der Durchtrittsöffnung kleiner ist als eine öffnungsseitige Querschnittsfläche der jeweiligen Durchtrittsöffnung in einer zweiten Ebene parallel zu der ersten Ebene.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung weist eine der mehreren Durchtrittsöffnungen ein geometrisches Merkmal auf, das die Durchtrittsöffnung von den weiteren Durchtrittsöffnungen unterscheidet.
  • Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, wenn die mehreren Durchtrittsöffnungen beispielsweise alle die gleiche Geometrie aufweisen und regelmäßig angeordnet sind, da es dann schwierig sein kann, die Durchtrittsöffnungen voneinander zu unterscheiden. Es lässt sich somit beispielsweise diejenige Durchtrittsöffnung ermitteln, die den Punkt des Abschirmelements mit dem kleinsten Abstand von dem Probentisch oder der Probe umfasst. Man kann auch sagen, dass die Durchtrittsöffnung mit dem geometrischen Merkmal eine Referenzposition markiert, anhand derer die Positionen der weiteren Durchtrittsöffnungen eindeutig bestimmbar sind.
  • Beispielsweise weist die unterscheidbare Durchtrittsöffnung eine Markierung auf. Eine solche Markierung kann durch einen Abschnitt mit zusätzlichem Material und/oder durch einen Abschnitt mit fehlendem Material gebildet sein.
  • Es können auch mehrere Durchtrittsöffnungen eine Markierung oder dergleichen aufweisen, die voneinander unterscheidbar sind, so dass mehrere ausgezeichnete und eindeutig bestimmbare Durchtrittsöffnungen vorhanden sind.
  • Die Durchtrittsöffnung mit dem geometrischen Merkmal kann eine andere Geometrie als die weiteren Durchtrittsöffnungen aufweisen, beispielsweise können zwei Durchtrittsöffnungen zu einer einzigen verbunden sein, so dass die Durchtrittsöffnung eine doppelte Durchtrittsöffnung bildet.
  • Ausgehend von der unterscheidbaren Durchtrittsöffnung kann insbesondere die tiefste Durchtrittsöffnung bestimmt werden, die sich für Analyse und/oder Bearbeitungsprozesse am besten eignet, da bei dieser die Abschirmung des elektrischen Feldes am besten ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung umfasst eine der mehreren Durchtrittsöffnung den Punkt eines kleinsten Abstands des Abschirmelements zu dem Probentisch und die weiteren Durchtrittsöffnungen sind symmetrisch zu der einen Durchtrittsöffnung angeordnet.
  • Die Anordnung der Durchtrittsöffnungen kann insbesondere rotationssymmetrisch und/oder spiegelsymmetrisch sein. Eine symmetrische Anordnung kann wenigstens eine Symmetrieachse aufweisen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung weist diese eine Strahlerzeugungseinheit und ein Strahlführungselement auf. Das Strahlführungselement ist zwischen der Strahlerzeugungseinheit und dem Abschirmelement angeordnet und ist zum Führen des Teilchenstrahls eingerichtet. Weiterhin ist eine Spannungsquelle zum Anlegen einer Spannung zwischen dem Abschirmelement dem Strahlführungselement vorgesehen.
  • Die Strahlerzeugungseinheit ist zum Erzeugen des Teilchenstrahls eingerichtet. Es handelt sich dabei beispielsweise um eine Glühkatode zum Erzeugen eines Elektronenstrahls. Die Strahlführungseinheit ist beispielsweise zum Beschleunigen der Teilchen in dem Teilchenstrahl eingerichtet. Die Strahlführungseinheit kann zum Ablenken, zum Formen, zum Fokussieren und dergleichen mehr des Teilchenstrahls eingerichtet sein.
  • Durch Anlegen einer Spannung zwischen das Abschirmelement und das Strahlführungselement wird ein elektrisches Feld zwischen diesen Elementen erzeugt. Der Teilchenstrahl verläuft durch dieses elektrische Feld und kann daher mit dem elektrischen Feld entsprechend beeinflusst, beispielsweise beschleunigt, abgebremst, geformt und/oder abgelenkt, werden. Damit kann der Teilchenstrahl bis direkt an die Probenoberfläche beeinflusst werden.
  • Auch geladene Teilchen, die von der Probe her kommend entgegen der Teilchenstrahlrichtung durch die Durchtrittsöffnung fliegen, werden durch das elektrische Feld in ihrer Flugbahn beeinflusst. Beispielsweise lässt sich ein Energiefilter für Sekundärelektronen und rückgestreute Elektronen aufbauen, indem die Potentiale von Abschirmelement und Strahlführungselement geeignet gesetzt werden. Als Bezugspunkt eignet sich hierbei die Probe oder der Probentisch, wobei für ein Energiefilter beispielsweise das Abschirmelement ein negatives Potential und das Strahlführungselement ein positives Potential gegenüber der Probe oder dem Probentisch aufweisen.
  • Weiterhin ergibt sich dadurch, dass das Abschirmelement ein bestimmtes Potential aufweist, auch ein elektrisches Feld zwischen dem Abschirmelement und der Probe. Dieses elektrische Feld kann so eingestellt werden, dass Sekundärelektronen aus tiefen Strukturen auf der Probenoberfläche besser extrahiert werden. Hierzu ist es vorteilhaft, wenn das Abschirmelement ein positives Potential gegenüber der Probe oder dem Probentisch aufweist. Dies hat den Vorteil, dass damit die Detektion für solche Elektronen verbessert werden kann, die aus tiefer liegenden Bereichen auf der Probe mit hohem Aspektverhältnis emittiert werden. Unter Aspektverhältnis wird beispielsweise das Verhältnis von Höhe zu Breite einer Struktur verstanden. Ein hohes Aspektverhältnis liegt beispielsweise dann vor, wenn Höhe/Breite ≥ 0,5 ist. Dies hat den weiteren Vorteil, dass beispielsweise Sekundärelektronen, die von dem Abschirmelement emittiert werden, eingefangen werden können. Damit kann eine unerwünschte chemische Reaktion, die durch ein solches Sekundärelektron ausgelöst werden könnte, vermieden werden.
  • In Ausführungsformen der Vorrichtung ist das Abschirmelement mittels einer Haltevorrichtung an der Bereitstellungseinheit befestigt.
  • Die Verbindung zwischen der Haltevorrichtung und dem Abschirmelement kann beispielsweise durch Schweißen, Klemmen und/oder durch Kleben erfolgen.
  • In Ausführungsformen sind die Haltevorrichtung und das Abschirmelement als ein Bauelement, insbesondere monolithisch, ausgebildet. Dies ist durch spezielle Herstellungsverfahren, insbesondere LIGA-Fertigungsverfahren (LIGA: Lithographie, Galvanik und Abformung), möglich.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung ist die Abschirmeinheit mittels einer Haltevorrichtung an der Bereitstellungseinheit befestigt, wobei die Haltevorrichtung und das Abschirmelement elektrisch voneinander isoliert sind. Es ist eine weitere Spannungsquelle zum Anlegen einer Spannung zwischen der Haltevorrichtung und dem Strahlführungselement und/oder dem Abschirmelement vorgesehen.
  • Bei dieser Ausführungsform bilden sich zwei elektrische Felder aus, so dass zwischen dem Strahlführungselement und der Haltevorrichtung ein erstes elektrisches Feld und zwischen der Haltevorrichtung und dem Abschirmelement ein zweites elektrisches Feld vorhanden ist. Es ergeben sich damit insbesondere zwei Feldabschnitte unterhalb des Strahlführungselements, die beispielsweise für eine Fokussierung des Teilchenstrahls verwendet werden können. Dann kann auf eine magnetische Fokussierung, bei der Remanenzeffekte und dergleichen auftreten können, verzichtet werden.
  • Wenn der Teilchenstrahl ein Elektronenstrahl ist, wird die Haltevorrichtung in Bezug auf das Strahlführungselement vorzugsweise auf ein negatives Potential gesetzt, so dass die Elektronen abgebremst werden. Damit kann eine Energie des Elektronenstrahls, der beispielsweise mit einer höheren Energie, auch Boost-Spannung oder Uboost genannt, als die gewünschte Landeenergie auf der Probe bereitgestellt wird, auf die gewünschte Energie eingestellt werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung ist das Abschirmelement elektrisch isoliert gehalten und es ist eine Erfassungseinheit zum Erfassen eines Stromes, der von dem Abschirmelement abfließt, vorgesehen.
  • Die Erfassungseinheit, beispielsweise eine Strommesseinrichtung, kann in verschiedener Weise als Detektor verwendet werden. Insbesondere in Verbindung mit einer zwischen dem Abschirmelement und der Haltevorrichtung oder dem Strahlführungselement angelegten Spannung, die als ein Energiefilter wirkt, kann beispielsweise zwischen Sekundärelektronen, die eine kleine Energie im Bereich weniger Elektronenvolt bis zu einigen zehn Elektronenvolt aufweisen, und rückgestreuten Elektronen, die eine höhere Energie, die im Bereich der Strahlenergie liegt, aufweisen, diskriminiert werden. Das Abschirmelement kann dann beispielsweise als Sekundärelektronendetektor verwendet werden.
  • Da eine Rückstreueffizienz von rückgestreuten Elektronen von einer Elektronenenergie und einer Ordnungszahl des Materials abhängt, kann durch den Energiefilter auch eine Information über die Ordnungszahl des Materials gewonnen werden.
  • Weiterhin kann von dem erfassten Strom auf einen Gasdruck im Bereich des Abschirmelements geschlossen werden, da eine positive Korrelation zwischen dem Gasdruck und dem Strom besteht. Bei erhöhtem Gasdruck kommt es zu mehr Kollisionen von Teilchen des Teilchenstrahls mit Gasmolekülen, so dass eine stärkere Streuung auftritt, wodurch sich die Zahl der auf das Abschirmelement gestreuten Teilchen erhöht, und damit auch der erfasste Strom.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung umfasst das Abschirmelement mehrere elektrisch voneinander isolierte Abschnitte, die die Durchtrittsöffnung begrenzen, wobei zwischen jeweils zwei gegenüberliegend angeordneten Abschnitten mittels einer jeweiligen Spannungsquelle eine Spannung anlegbar ist.
  • Das Abschirmelement kann damit zusätzlich als Ablenkeinheit verwendet werden. Auf eine separate Ablenkeinheit, die oberhalb des Abschirmelements angeordnet ist, kann damit verzichtet werden. Dies vereinfacht damit den Aufbau der Vorrichtung, zudem kann eine Effizienz verbessert werden. Einerseits wird ein Raumwinkel, unter dem Rückstreuelektronen oder Sekundärelektronen detektiert werden können, nicht zusätzlich durch eine separate Ablenkeinheit reduziert. Andererseits können die Spannungen, mit der die Ablenkeinheit betrieben wird, kleiner sein, da die Durchtrittsöffnung beispielsweise nur einen Durchmesser von 30 µm — 150 µm aufweist. Je kleiner die Durchtrittsöffnung ist, umso größer ist bei gleicher Spannung ein Gradient des elektrischen Feldes.
  • Vorzugsweise umfasst die Abschirmeinheit acht solcher Abschnitte. Die Abschirmeinheit kann dann auch als Oktopoleinheit bezeichnet werden.
  • In dieser Ausführungsform kann das Abschirmelement weiterhin als Stigmator und/oder Linse für den Teilchenstrahl, insbesondere zum Fokussieren des Teilchenstrahls auf die Probe, verwendet werden. Ein Stigmator ist zum Korrigieren eines Astigmatismus eingerichtet.
  • Ferner kann das Abschirmelement als „Beam Blanker“ dienen. Bei herkömmlichen Teilchenstrahl-Säulen sind Beam Blanker, die zum schnellen Aus- und Einschalten des Teilchenstrahls verwendet werden, an einer Position in der Säule angeordnet, an der die Teilchen eine hohe Energie aufweisen, weshalb eine auch eine hohe Spannung zum Ablenken des Teilchenstrahls verwendet werden muss. In dieser Ausführungsform hingegen wird der Strahl an einer Position, an der seine Energie bereits reduziert ist, abgelenkt, weshalb keine so hohen Spannungen notwendig sind. Damit lässt sich der Aufbau vereinfachen, zudem sind schnellere Schaltzeiten möglich. In Verbindung mit einer Strommesseinrichtung kann zudem der Strom des Teilchenstrahls bestimmt werden, wenn der Teilchenstrahl auf das Abschirmelement gelenkt wird.
  • In Ausführungsformen kann eine Kapazitätsmesseinrichtung vorgesehen sein, die zum Ermitteln einer Kapazität zwischen dem Abschirmelement und der Probe eingerichtet ist.
  • Auf Basis der Kapazität kann beispielsweise der Abstand des Abschirmelements von der Probe ermittelt werden. Dies ist insbesondere bei Proben, die elektrisch leitfähig sind oder elektrisch leitfähige Abschnitte aufweisen, möglich.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung sind mehrere Abschirmelemente vorgesehen, die in Strahlrichtung hintereinander angeordnet sind und jeweils die Öffnung überdecken. Wenigstens eines der mehreren Abschirmelemente ist zum Bereitstellen einer einstellbaren Blendenöffnung verschiebbar gehalten.
  • Mittels dem verschiebbar gehaltenen Abschirmelement kann eine Relativposition des verschiebbar gehaltenen Abschirmelements in Bezug auf die weiteren Abschirmelemente einstellbar sein. Dadurch ergibt sich eine in Strahlrichtung einstellbare Öffnung. Indem die Öffnung verkleinert wird, kann beispielsweise ein Prozessgas-Volumenstrom entgegen der Strahlrichtung reduziert werden.
  • Das Abschirmelement ist vorzugsweise derart relativ zu der Öffnung angeordnet, dass eine Variation eines Fokuspunkts in einem vorbestimmten Fokusintervall und/oder eine Variation einer Strahlenergie in einem vorbestimmten Energieintervall einen minimalen Einfluss auf eine Strahlposition und/oder einen minimalen Einfluss auf eine Detektionseffizienz hat.
  • Das Variieren des Fokuspunkts und/oder der Strahlenergie kann auch als „Wobbein“ bezeichnet werden.
  • Diese Anordnung des Abschirmelements wird insbesondere für eine jeweilige Bereitstellungseinheit beim Anbringen des Abschirmelements an die Bereitstellungseinheit einmalig eingestellt. Indem die Position wie vorstehend beschrieben optimiert wird, ist sichergestellt, dass die Vorrichtung eine hohe Robustheit, insbesondere bezüglich einer Auflösung, aufweist.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Verfahren zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe mit einem Teilchenstrahl mit einer Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt vorgeschlagen. In einem ersten Schritt wird die Probe auf dem Probentisch angeordnet. In einem zweiten Schritt wird der Teilchenstrahl bereitgestellt. In einem dritten Schritt wird der Teilchenstrahl durch die Durchtrittöffnung auf die Bearbeitungsposition auf der Probe eingestrahlt.
  • Dieses Verfahren weist die gleichen Vorteile auf, wie zu der Vorrichtung bereits beschrieben wurden.
  • Die für die Vorrichtung beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für das vorgeschlagene Verfahren entsprechend und umgekehrt.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst dieses zusätzlich den Schritt eines Zuführens eines Prozessgases zu der Bearbeitungsposition, wobei das Prozessgas ausschließlich über einen Spalt, der von der Abschirmeinheit und der Probe gebildet wird, zu der Bearbeitungsposition auf der Probe strömt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst dieses ein Kontaktieren der Probenoberfläche mit dem Abschirmelement, wobei der konvexe Abschnitt des Abschirmelements wenigstens einen Kontaktpunkt mit der Probenoberfläche aufweist.
  • Wenn die Probe eine leitfähige Oberfläche aufweist, kann auf diese Weise ein Aufladen der Probe insgesamt vermieden werden, da die Ladungen über den elektrischen Kontaktpunkt und die Abschirmeinheit abfließen können.
  • Bei empfindlichen Proben kann vorgesehen sein, dass zuvor lokal eine Schutzschicht auf die Probenoberfläche abgeschieden wird. Diese wird beispielsweise in einem Bereich um die Bearbeitungsposition herum gebildet, wo das Abschirmelement zuerst mit der Probe in Berührung kommt. Die Schutzschicht kann insbesondere mittels eines Teilchenstrahl-induzierten Prozesse hergestellt werden. Die Schutzschicht ist vorteilhaft elektrisch leitend. Die Schutzschicht wird vorzugsweise aus einem Material hergestellt, das mittels eines selektiven Ätzprozesses wieder rückstandfrei und ohne die Probenoberfläche zu beschädigen entfernbar ist. Die Schutzschicht kann in einem nachfolgenden Spülprozess oder in einem Teilchenstrahl-induzierten Ätzprozess wieder entfernt werden.
  • „Ein“ ist vorliegend nicht zwingend als beschränkend auf genau ein Element zu verstehen. Vielmehr können auch mehrere Elemente, wie beispielsweise zwei, drei oder mehr, vorgesehen sein. Auch jedes andere hier verwendete Zählwort ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Beschränkung auf genau die genannte Anzahl von Elementen gegeben ist. Vielmehr sind zahlenmäßige Abweichungen nach oben und nach unten möglich, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
  • Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
    • 1 zeigt eine schematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe mit einem Teilchenstrahl;
    • 2 zeigt einen Ausschnitt einer schematischen Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe mit einem Teilchenstrahl;
    • 3 zeigt einen Ausschnitt einer schematischen Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe mit einem Teilchenstrahl;
    • 4 zeigt schematisch sechs unterschiedliche Ausführungsbeispiele für ein Abschirmelement;
    • 5 zeigt schematisch einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Abschirmelements;
    • 6 zeigt schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Abschirmelements;
    • 7 zeigt eine schematische Ansicht eines vierten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe mit einem Teilchenstrahl;
    • 8 zeigt eine schematische Ansicht eines fünften Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe mit einem Teilchenstrahl;
    • 9 zeigt schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Abschirmelements;
    • 10 zeigt schematisch einen Ausschnitt eines sechsten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe mit einem Teilchenstrahl;
    • 11 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe mit einem Teilchenstrahl;
    • 12 zeigt schematisch einen Ausschnitt eines siebten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe mit einem Teilchenstrahl; und
    • 13 zeigt einen Ausschnitt einer schematischen Ansicht eines achten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe mit einem Teilchenstrahl.
  • In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist. Ferner sollte beachtet werden, dass die Darstellungen in den Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sind.
  • 1 zeigt eine schematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 100 zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe 200 (siehe 2, 3 oder 12) mit einem Teilchenstrahl 112. Die Vorrichtung 100 ist vorzugsweise in einem nicht dargestellten Vakuumgehäuse angeordnet. Die Vorrichtung 100 umfasst eine Bereitstellungseinheit 110 zum Bereitstellen des Teilchenstrahls 112 und einen Probentisch 120 zum Halten der Probe 200, der unterhalb der Bereitstellungseinheit 110 angeordnet ist.
  • Die Bereitstellungseinheit 110 umfasst insbesondere eine Teilchenstrahlerzeugungseinheit 111, die den Teilchenstrahl 112 erzeugt. Der Teilchenstrahl 112 besteht aus geladenen Teilchen, beispielsweise aus Ionen oder aus Elektronen. In dem Beispiel des 1 handelt es sich um einen Elektronenstrahl. Die Bereitstellungseinheit 110 wird daher auch als Elektronensäule bezeichnet, wobei die Vorrichtung 100 beispielsweise ein Rasterelektronenmikroskop ausbildet. Der Elektronenstrahl 112 wird mittels in der 1 nicht gezeigten Strahlführungselementen geführt. Man spricht hierbei auch von einer Elektronenoptik. Weiterhin weist die Elektronensäule 110 in der 1 nicht gezeigte Detektoren zum Erfassen eines Elektronensignals, das beispielsweise von Rückstreuelektronen und/oder von Sekundärelektronen stammt, auf.
  • Die Elektronensäule 110 weist ein eigenes Vakuumgehäuse auf, das beispielsweise auf einen Restgasdruck von 10-7mBar — 10-8 mBar evakuiert ist. An der Unterseite ist eine Öffnung 114 für den Elektronenstrahl 112 angeordnet. Die Öffnung 114 wird von einem Abschirmelement 116 überdeckt. Das Abschirmelement 116 ist flächig ausgebildet und weist ein elektrisch leitfähiges Material auf. Beispielsweise ist das Abschirmelement 116 aus Gold gebildet. Das Abschirmelement 116 hat einen bezüglich des Probentischs 120 konvexen Abschnitt 117. Der konvexe Abschnitt 117 wölbt sich in Richtung des Probentischs 120. Der konvexe Abschnitt 117 weist eine Durchtrittsöffnung 118 für einen Durchtritt des Teilchenstrahls 112 auf. Die Durchtrittsöffnung 118 umfasst insbesondere einen dem Probentisch nächstliegenden Punkt des konvexen Abschnitts 117. Der Abstand des Abschirmelements 116 von dem Probentisch 120 ist damit im Bereich der Durchtrittsöffnung 118 am geringsten. Der Abstand der Durchtrittsöffnung 118 von der Probe 200 beträgt im Betrieb der Vorrichtung 100 vorzugsweise zwischen 5 µm - 30 µm, bevorzugt 10 µm. Vorzugsweise weist der Probentisch 120 eine Positioniereinheit (nicht gezeigt) auf, mittels welcher ein Abstand des Probentischs 120 von der Elektronensäule 110 einstellbar ist.
  • Die Abschirmeinheit 116 kann einen ebenen Bereich aufweisen, aus welchem der konvexe Abschnitt 117 hervorsteht. Der ebene Bereich erstreckt sich vorzugsweise in radialer Richtung von einem oberen Ende des konvexen Abschnitts 117. Das Abschirmelement 116 ist beispielsweise an einem äußeren Rand des ebenen Bereichs an der Öffnung 114 der Elektronensäule 110 befestigt.
  • Das Abschirmelement 116 ist auf Erdpotential gelegt. Damit ist das Abschirmelement dazu eingerichtet, ein elektrisches Feld E abzuschirmen. Um dies zu verdeutlichen, sind in der 1 beispielhaft Ladungen Q dargestellt, die das elektrische Feld E erzeugen. Die Ladungen Q sind unterhalb des Abschirmelements 116 dargestellt, in einem Bereich, wo sich beim Verwenden der Vorrichtung 100 der Bearbeitungsbereich 202 (siehe 2, 3 oder 12) der Probe 200 befinden würde. Insbesondere bei Proben 200, die elektrisch nicht oder nur wenig leitend sind (zumindest abschnittsweise), kommt es bei einer Einstrahlung des Teilchenstrahls 112 auf die Probe 200 zu einer Aufladung der Probe 200 und damit zur Ausbildung des elektrischen Feldes E, wie in der 1 dargestellt. In der 1 sind beispielhaft negative Ladungen Q, die durch Einstrahlen des Elektronenstrahls 112 entstehen, gezeigt.
  • Durch die Abschirmung des elektrischen Feldes E wird einerseits eine erhöhte Genauigkeit bezüglich eines Auftreffpunktes sowie einer Fokusposition des Elektronenstrahls 112 auf der Probe 200 erreicht, was eine Auflösung und eine Prozesskontrolle verbessert. Andererseits wird eine Flugbahn von Rückstreuelektronen sowie Sekundärelektronen, die entgegen dem Elektronenstrahl 112 in Richtung der Strahlbereitstellungseinheit 111 fliegen, weniger stark beeinflusst, was ebenfalls die Auflösung und die Prozesskontrolle und zusätzlich eine Empfindlichkeit verbessert.
  • 2 zeigt einen Ausschnitt einer schematischen Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 100 zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe 200 mit einem Teilchenstrahl 112. Soweit nachfolgend nichts anderes beschrieben ist, kann die Vorrichtung 100 der 2 die gleichen Merkmale wie die Vorrichtung 100 der 1 aufweisen. Das gezeigte Beispiel ist insbesondere dazu eingerichtet, einen Teilchenstrahl-induzierten Bearbeitungsprozess durchzuführen.
  • Wenn die Vorrichtung 100 betrieben wird, wird der Probentisch 120 mit der darauf angeordneten Probe 200 unterhalb der Bereitstellungseinheit 110 positioniert, so dass sich die Durchtrittsöffnung 118 in Strahlrichtung über der Bearbeitungsposition 202 auf der Probe 200 befindet. Es bildet sich ein Spalt zwischen der Probe 200 und der Bereitstellungseinheit 110, insbesondere dem Abschirmelement 116, aus.
  • Die Bereitstellungseinheit 110 weist in diesem Beispiel eine Gaszuführung 130 auf, die zum Zuführen eines Prozessgases PG in den Spalt eingerichtet ist. Das Prozessgas PG strömt entlang des Spalts und erreicht so die Bearbeitungsposition 202 auf der Probe 200. Mit der Gaszuführung 130 ist damit einerseits eine ausreichende Versorgung der Bearbeitungsposition 202 mit Prozessgas PG sichergestellt, andererseits ist ein Volumenstrom des Prozessgases PG durch die Durchtrittsöffnung 118 in die Bereitstellungseinheit 110 hinein vergleichsweise gering, insbesondere viel geringer, als wenn das Prozessgas PG durch die Durchtrittsöffnung 118 von oben her zu der Bearbeitungsposition 202 geführt würde.
  • Die Probe 200 ist beispielsweise eine Lithographiemaske mit einer Strukturgröße im Bereich von 10 nm — 10 µm. Es kann sich dabei zum Beispiel um eine transmissive Lithographiemaske für die DUV-Lithographie (DUV: „deep ultra violet“, Arbeitslichtwellenlängen im Bereich von 30 — 250 nm) oder eine reflektive Lithographiemaske für die EUV-Lithographie (EUV: „extreme ultra violet“, Arbeitslichtwellenlängen im Bereich von 1 - 30 nm) handeln. Die Bearbeitungsprozesse, die hierbei durchgeführt werden, umfassen beispielsweise Ätzprozesse, bei denen lokal ein Material von der Oberfläche der Probe 200 abgetragen wird, Abscheideprozesse, bei denen lokal ein Material auf die Oberfläche der Probe 200 aufgetragen wird, und/oder ähnliche lokal aktivierte Vorgänge, wie das Ausbilden einer Passivierungsschicht oder ein Kompaktieren einer Schicht.
  • Das Prozessgas PG kann eine Mischung mehrerer gasförmiger Stoffe umfassen. Als Prozessgase PG, die zur Abscheidung von Material oder zum Aufwachsen von erhabenen Strukturen geeignet sind, kommen insbesondere Alkylverbindungen von Hauptgruppenelementen, Metallen oder Übergangselementen in Betracht. Beispiele hierfür sind Cyclopentadienyl-Trimethyl-Platin CpPtMe3 (Me = CH4), Methylcyclopentadienyl-Trimethyl-Platin MeCpPtMe3, Tetramethylzinn SnMe4, Trimethylgallium GaMe3, Ferrocen Cp2Fe, bis-Aryl-Chrom Ar2Cr, und/oder Carbonyl-Verbindungen von Hauptgruppenelementen, Metallen oder Übergangselementen, wie beispielsweise Chrom-Hexacarbonyl Cr(CO)6, Molybdän-Hexacarbonyl Mo(CO)6, Wolfram-Hexacarbonyl W(CO)6, Dicobalt-Octacarbonyl Co2(CO)8, Triruthenium-Dodecacarbonyl Ru3(CO)12, Eisen-Pentacarbonyl Fe(CO)5, und/oder Alkoxydverbindungen von Hauptgruppenelementen, Metallen oder Übergangselementen, wie beispielsweise Tetraethylorthosilicat Si(OC2H5)4, Tetraisopropoxytitan Ti(OC3H7)4, und/oder Halogenidverbindungen von Hauptgruppenelementen, Metallen oder Übergangselementen, wie beispielsweise Wolfram-Hexafluorid WF6, Wolfram-Hexachlorid WCl6, Titan-Tetrachlorid TiCl4, Bor-Trifluorid BF3, Silicium-Tetrachlorid SiCl4, und/oder Komplexe mit Hauptgruppenelementen, Metallen oder Übergangselementen, wie beispielsweise Kupfer-bis-Hexa-Fluoroacetylacetonat Cu(C5F6HO2)2, Dimethyl-Gold-Trifluoro-Acetylacetonat Me2Au(C5F3H4O2), und/oder organische Verbindungen wie Kohlenstoffmonoxid CO, Kohlenstoffdioxid CO2, aliphatische und/oder aromatische Kohlenwasserstoffe, und dergleichen mehr.
  • Als Prozessgase, die zum Ätzen von Material geeignet sind, kommen beispielsweise in Betracht: Xenondifluorid XeF2, Xenondichlorid XeCl2, Xenontetrachlorid XeCl4, Wasserdampf H2O, schweres Wasser D2O, Sauerstoff O2, Ozon O3, Ammoniak NH3, Nitrosylchlorid NOCl und/oder eine der folgenden Halogenidverbindungen: XNO, XONO2, X2O, XO2, X2O2, X2O4, X2O6, wobei X ein Halogenid ist.
  • Zusatzgase, die beispielsweise in Anteilen dem Prozessgas PG beigemischt werden können um den Bearbeitungsprozess besser zu kontrollieren, umfassen beispielsweise oxidierende Gase wie Wasserstoffperoxid H2O2, Distickstoffoxid N2O, Stickstoffoxid NO, Stickstoffdioxid NO2, Salpetersäure HNO3 und weitere sauerstoffhaltige Gase, und/oder Halogenide wie Chlor Cl2, Chlorwasserstoff HCl, Fluorwasserstoff HF, Iod I2, Iodwasserstoff HI, Brom Br2, Bromwasserstoff HBr, Phosphortrichlorid PCl3, Phosphorpentachlorid PCl5, Phosphortrifluorid PF3 und weitere halogenhaltige Gase, und/oder reduzierende Gase, wie Wasserstoff H2, Ammoniak NH3, Methan CH4 und weitere wasserstoffhaltige Gase. Diese Zusatzgase können beispielsweise für Ätzprozesse, als Puffergase, als Passivierungsmittel und dergleichen mehr Verwendung finden.
  • 3 zeigt einen Ausschnitt einer schematischen Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 100 zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe 200 mit einem Teilchenstrahl 112. Es handelt sich hierbei insbesondere um eine besondere Ausführungsform der in der 2 gezeigten Vorrichtung 100.
  • Das Abschirmelement 116 umfasst hierbei einen Kanal, der den letzten Leitungsabschnitt der Gaszuführung 130 bildet. Hierbei wird das Prozessgas PG daher durch die Abschirmeinheit 116 hindurch geleitet. Auf diese Weise kann das Prozessgas PG sehr nahe an der Bearbeitungsposition 202 herangeführt werden. Damit kann ein Abströmen von Prozessgas PG in eine Umgebung der Vorrichtung 100 verringert und damit ein Verbrauch an Prozessgas PG reduziert werden. Insbesondere kann an der Bearbeitungsposition 202 ein höherer Prozessgasdruck bei gleichzeitig geringerem Prozessgas-Verbrauch erzielt werden. Damit kann eine Bearbeitungsgeschwindigkeit erhöht werden.
  • Das Abschirmelement 116 mit der integrierten Gaszuführung ist beispielsweise durch spezielle Herstellungsverfahren, insbesondere LIGA-Fertigungsverfahren (LIGA: Lithographie, Galvanik und Abformung), hergestellt.
  • 4 zeigt schematisch sechs unterschiedliche Ausführungsbeispiele (A) — (F) für ein Abschirmelement 116. In der 4 sind die Abschirmelemente 116 in einer Draufsicht, beispielsweise in Strahlrichtung, gezeigt, weshalb der konvexe Abschnitt 117 jeweils nur als gestrichelte Linie angedeutet ist. Beispielsweise beginnt an der Linie der konvexe Abschnitt 117, nach außen hin kann das Abschirmelement insbesondere eben ausgebildet sein. Die in der 4 dargestellten Beispiele weisen alle ein Abschirmelement 116 mit einem kreisrunden Außenrand auf, es sind aber auch hiervon abweichende Geometrien möglich. Jedes der dargestellten Abschirmelemente 116 kann in einer Vorrichtung 100 gemäß einer der 1 - 3, 7, 8, 10 oder 12 verwendet werden.
  • In dem Beispiel der 4 (A) ist das Abschirmelement 116 in Form einer Einzellochblende ausgebildet. Das Abschirmelement 116 hat beispielsweise einen Durchmesser von 4 mm und die Durchtrittsöffnung 118 hat einen Durchmesser von 30 µm. Der konvexe Abschnitt 117 weist beispielsweise einen Durchmesser von 2 mm auf.
  • In dem Beispiel der 4 (B) weist das Abschirmelement 116 eine Mehrzahl an Durchtrittsöffnungen 118 auf, von denen zur besseren Übersicht nur eine mit einem Bezugszeichen gekennzeichnet ist. Zwischen zwei Durchtrittsöffnungen 118 befinden sich Stege 119, die beispielsweise aus dem Material des Abschirmelements 116 bestehen. Beispielsweise ist das Abschirmelement 116 aus einer Goldfolie mit einer Stärke von 10 µm gebildet, wobei die Durchtrittsöffnungen 118 mit einem Stempelverfahren gebildet wurden. In diesem Beispiel befinden sich mehrere der Durchtrittsöffnungen 118 in dem konvexen Abschnitt 117 des Abschirmelements 116. Die Durchtrittsöffnungen 118 weisen in diesem Beispiel alle die gleiche Größe und Geometrie auf, es können aber auch mehrere Durchtrittsöffnungen 118 mit unterschiedlicher Größe und/oder unterschiedlicher Geometrie vorgesehen sein.
  • In dem Beispiel der 4 (C) weist das Abschirmelement 116 eine Mehrzahl an Durchtrittsöffnungen 118 auf, von denen zur besseren Übersicht nur eine mit einem Bezugszeichen gekennzeichnet ist. Die Durchtrittsöffnungen 118 weisen hier alle eine hexagonale Geometrie auf. Daher weist jeweiliger Steg 119 zwischen zwei Durchtrittsöffnungen 118 eine gleichbleibende Breite auf. In diesem Beispiel befinden sich ebenfalls mehrere Durchtrittsöffnungen 118 in dem konvexen Abschnitt 117, zumindest teilweise.
  • In dem Beispiel der 4 (D) weist das Abschirmelement 116 eine Mehrzahl an Durchtrittsöffnungen 118 auf, von denen zur besseren Übersicht nur eine mit einem Bezugszeichen gekennzeichnet ist. Die Durchtrittsöffnungen 118 weisen hier alle eine quadratische Geometrie auf. Daher weist jeweiliger Steg 119 zwischen zwei Durchtrittsöffnungen 118 eine gleichbleibende Breite auf. In diesem Beispiel befinden sich ebenfalls mehrere Durchtrittsöffnungen 118 in dem konvexen Abschnitt 117, zumindest teilweise.
  • In dem Beispiel der 4 (E) weist das Abschirmelement 116 eine Mehrzahl an Durchtrittsöffnungen 118 auf, von denen zur besseren Übersicht nur eine mit einem Bezugszeichen gekennzeichnet ist. Die Durchtrittsöffnungen 118 weisen hier alle eine hexagonale Geometrie auf. Es sind jedoch unterschiedlich große Durchtrittsöffnungen 118 vorgesehen.
  • Zentral in dem konvexen Abschnitt 117 ist die größte Durchtrittsöffnung 118 angeordnet. Die zentrale Durchtrittsöffnung 118 umfasst den nächstliegenden Punkt des Abschirmelements 116 zu dem Probentisch 120 (siehe 1 — 3, 5, 7, 8, 10 oder 12). Die zentrale Durchtrittsöffnung 118 ist vorzugsweise diejenige Durchtrittsöffnung 118, durch die der Teilchenstrahl 112 (siehe 1 - 3, 7, 8, 10 oder 12) zum Analysieren oder Bearbeiten der Probe 200 geführt wird. Direkt angrenzend an die zentrale Durchtrittsöffnung 118 sind sechs etwas kleinere Durchtrittsöffnungen 118 angeordnet. Eine Stegbreite des Stegs 119 zwischen diesen Durchtrittsöffnungen 118 beträgt beispielsweise 10 µm. In radialer Richtung weiter außen sind insgesamt zwölf weitere Durchtrittsöffnungen 118 angeordnet, die insbesondere in einem hexagonalen Muster angeordnet sind. Eine Stegbreite zwischen diesen äußeren Durchtrittsöffnungen 118 beträgt beispielsweise 50 µm.
  • Das Abschirmelement 116 dieses Beispiels ermöglicht es einerseits, eine Übersichtsaufnahme der Probe 200 anzufertigen, indem der Teilchenstrahl 112 über jede der Durchtrittsöffnungen 118 gerastert wird, andererseits wird aber zugleich eine freie Querschnittsfläche durch die breiten Stege 119 reduziert, so dass ein Prozessgas-Volumenstrom durch das Abschirmelement 116 verringert ist.
  • In dem Beispiel der 4 (F) weist das Abschirmelement 116 eine Mehrzahl an Durchtrittsöffnungen 118 auf, von denen zur besseren Übersicht nur eine mit einem Bezugszeichen gekennzeichnet ist. Die Durchtrittsöffnungen 118 weisen hier alle eine hexagonale Geometrie auf. In diesem Beispiel sind die Durchtrittsöffnungen 118 alle gleich groß und die Stege 119 weisen eine konstante Breite, die beispielsweise 40 µm beträgt, auf. Das Abschirmelement 116 dieses Beispiels weist beispielsweise die gleichen Vorteile auf, wie das Abschirmelement 116 des Beispiels (E).
  • 5 zeigt schematisch einen Ausschnitt eines Querschnitts durch ein Ausführungsbeispiel eines Abschirmelements 116, das mehrere Durchtrittsöffnungen 118 aufweist, von denen in dem Ausschnitt der 5 lediglich eine Durchtrittsöffnung 118 gezeigt ist. Das Abschirmelement 116 kann beispielsweise wie anhand der 1 — 4 beschrieben ausgebildet sein. Die Austrittsöffnung 118 wird von zwei Stegen 119 begrenzt. Ein Querschnitt der Stege 119 ist derart gebildet, dass probentischseitige Querschnittsfläche 118A in einer ersten Ebene senkrecht zu einer Flächennormalen N des Abschirmelements 116 auf der Durchtrittsöffnung 118 kleiner ist als eine öffnungsseitige Querschnittsfläche 118B der Durchtrittsöffnung 118 in einer zweiten Ebene parallel zu der ersten Ebene.
  • Man kann sagen, dass die Stege 119 sich nach oben hin verjüngen. Die Stege 119 können beispielsweise dreieckförmig oder trapezförmig ausgebildet sein. Durch diesen Querschnitt wird erreicht, dass Rückstreuelektronen oder Sekundärelektronen, die von der Probe 200 emittiert werden, in einem größeren Raumwinkelbereich über dem Abschirmelement 116 detektiert werden können, wie beispielhaft durch den in 5 eingezeichneten Kegel mit Öffnungswinkel α dargestellt ist.
  • Eine Detektionseffizienz und/oder eine Auflösung kann damit bei gleicher mechanischer Stabilität des Abschirmelements 116 verbessert werden.
  • Wenn das Abschirmelement 116 als eine Einzellochblende (siehe 4 (A)) ausgebildet ist, sind beispielsweise die Flanken der einzelnen Durchtrittsöffnung 118 entsprechend geformt, um den gleichen Effekt zu erreichen. Beispielsweise bilden die Flanken der Durchtrittöffnung 118 einen Konus (nicht dargestellt).
  • 6 zeigt schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Abschirmelements 116, das wie jenes der 4 (F) ausgebildet ist, mit dem Unterschied, dass eine der Durchtrittsöffnungen 118 ein geometrisches Merkmal aufweist. In diesem Beispiel umfasst die Durchtrittsöffnung 118* zwei benachbarte Durchtrittsöffnungen 118, zwischen denen der Steg 119 entfernt wurde. Diese Durchtrittsöffnung 118* ist daher eindeutig von den anderen Durchtrittsöffnungen 118 unterscheidbar und ermöglich damit eine Orientierung. Insbesondere lässt sich ausgehend von der Durchtrittsöffnung 118* die zentrale Durchtrittsöffnung 118, die dem Probentisch 120 (siehe 1 — 3, 5,7, 8, 10 oder 12) am nächsten kommt, auffinden.
  • 7 zeigt eine schematische Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 100 zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe 200 (siehe 2, 3 oder 12) mit einem Teilchenstrahl 112. Soweit nachfolgend nichts anderes beschrieben ist, kann die Vorrichtung 100 der 7 die gleichen Merkmale wie die Vorrichtung 100 einer der 1, 2 oder 3 aufweisen.
  • In diesem Beispiel umfasst die Bereitstellungseinheit 110 ein zwischen dem Abschirmelement 116 und der Strahlerzeugungseinheit 111 angeordnete Strahlführungselement 113. Eine Spannungsquelle U0 ist dazu eingerichtet, eine bestimmte Beschleunigungsspannung zwischen die Strahlerzeugungseinheit 111 und das Strahlführungselement 113 anzulegen. Die geladenen Teilchen des Teilchenstrahls 112 werden daher in Richtung des Strahlführungselement 113 beschleunigt.
  • Das Abschirmelement 116 ist beispielsweise isoliert von der Bereitstellungseinheit 110 gehalten. Eine weitere Spannungsquelle U1 ist zum Anlegen einer Spannung zwischen das Strahlführungselement 113 und das Abschirmelement 116 eingerichtet. Hierdurch bildet sich ein elektrisches Feld (nicht dargestellt) zwischen dem Strahlführungselement 113 und dem Abschirmelement 116 aus. Dieses elektrische Feld ist über die mittels der weiteren Spannungsquelle U1 angelegte Spannung kontrollierbar. Somit kann der Teilchenstrahl 112 in dem Bereich zwischen dem Strahlführungselement 113 und dem Abschirmelement 116 geführt, insbesondere beschleunigt oder abgebremst und/oder abgelenkt, werden. Das Gleiche gilt für geladene Teilchen, die von der Probe 200 her kommend in entgegen der Strahlrichtung das Abschirmelement 116 passieren. Man kann auch sagen, dass das Strahlführungselement 113 zusammen mit dem Abschirmelement 116 und der Spannungsquelle U1 ein elektrooptisches Element ausbilden.
  • Alternativ zu der Darstellung in der 7 kann die weitere Spannungsquelle U1 beispielsweise zwischen einem als magnetischer Polschuh ausgebildeten Strahlführungselement 113 und dem Abschirmelement 116 angeordnet sein.
  • 8 zeigt eine schematische Ansicht eines vierten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 100 zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe 200 (siehe 2, 3 oder 12) mit einem Teilchenstrahl 112. Die Vorrichtung 100 dieses Beispiels weist den gleichen Aufbau wie die Vorrichtung 100 der 7 auf. Zusätzlich ist das Abschirmelement 116 hier jedoch von einer Haltevorrichtung 116* gehalten. Die Haltevorrichtung 116* ist hier als ein separates Element ausgebildet und das Abschirmelement 116 ist von der Haltevorrichtung 116* elektrisch isoliert. Eine zusätzliche Spannungsquelle U2 ist zum Anlegen einer Spannung zwischen das Strahlführungselement 113 und die Haltevorrichtung 116* eingerichtet.
  • Es ergeben sich damit in Strahlrichtung zwei hintereinander angeordnete elektrische Felder (nicht gezeigt), durch die der Teilchenstrahl 112 verläuft und mittels denen der Teilchenstrahl 112 beeinflusst werden kann. Es sind mit diesem Aufbau eine Vielzahl unterschiedlicher Feldkonfigurationen einstellbar.
  • Alternativ zu dem gezeigten Aufbau kann die zusätzliche Spannungsquelle U2 auch zwischen der Haltevorrichtung 116* und dem Abschirmelement 116 angeordnet sein.
  • Eine weitere Alternative ist es, die Spannungsquelle U1 zwischen der Haltevorrichtung 116* und dem Strahlführungselement 113 und die zusätzliche Spannungsquelle U2 zwischen der Haltevorrichtung 116* und dem Abschirmelement 116 anzuordnen.
  • Zusätzlich ist in der 8 ein Strommessgerät I1 gezeigt, welches zum Erfassen eines Stromes, der von dem Abschirmelement 116 abfließt, eingerichtet ist. Das Strommessgerät I1 kann in verschiedener Weise als Detektor verwendet werden. Insbesondere in Verbindung mit einer zwischen dem Abschirmelement 116 und der Haltevorrichtung 116* oder dem Strahlführungselement 113 angelegten Spannung, die als ein Energiefilter wirkt, kann beispielsweise zwischen Sekundärelektronen, die eine kleine Energie im Bereich weniger Elektronenvolt bis zu einigen zehn Elektronenvolt aufweisen, und rückgestreuten Elektronen, die eine höhere Energie, die im Bereich der Strahlenergie liegt, aufweisen, diskriminiert werden. Das Abschirmelement 116 kann dann beispielsweise als Sekundärelektronendetektor verwendet werden.
  • Weiterhin kann von dem erfassten Strom auf einen Gasdruck im Bereich des Abschirmelements 116 geschlossen werden, da eine positive Korrelation zwischen dem Gasdruck und dem Strom besteht. Bei erhöhtem Gasdruck kommt es zu mehr Kollisionen von Teilchen des Teilchenstrahls mit Gasmolekülen, so dass eine stärkere Streuung auftritt, wodurch sich die Anzahl der auf das Abschirmelement 116 gestreuten Teilchen erhöht, und damit auch der erfasste Strom.
  • 9 zeigt schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Abschirmelements 116, das hier acht voneinander isolierte Abschnitte Ia, Ib, IIa, IIb, IIIa, IIIb, IVa, IVb aufweist, die jeweils an die Durchtrittsöffnung 118 angrenzen. Ein jeweiliges sich gegenüberliegendes Paar der Abschnitte, also Ia - Ib, IIa - IIb, IIIa — IIIb, IVa — IVb, sind mittels einer jeweils dem Paar zugeordneten steuerbaren Spannungsquelle UI, UII, UIII, UIV mit einer Spannung beaufschlagbar. Mit diesem Abschirmelement 116, das ein Strahlablenkungselement bildet, kann eine zusätzliche Kontrolle über den Teilchenstrahl 112 (siehe 1 — 3, 7, 8, 10 oder 12) erreicht werden.
  • 10 zeigt schematisch einen Ausschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 100 zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe 200 (siehe 2, 3 oder 12) mit einem Teilchenstrahl 112. Soweit nachfolgend nichts anderes beschrieben ist, kann die Vorrichtung 100 der 10 die gleichen Merkmale wie die Vorrichtung 100 einer der 1 — 3, 7 oder 8 aufweisen.
  • Die Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels ist, dass zwei Abschirmelemente 116 in Strahlrichtung hintereinander vorgesehen sind, die beide die Öffnung 114 überdecken. Eines der Abschirmelement 116 ist dabei von einer Positionierungseinheit 140 gehalten. Damit kann das Abschirmelement 116 relativ zu dem darüber fest angeordneten Abschirmelement 116 verschoben werden. Auf diese Weise bilden die beiden Abschirmelemente 116 eine einstellbare Blende aus. Die Positionierungseinheit 140 umfasst insbesondere ein- oder mehrere Festkörpergelenke und/oder Piezo-Aktuatoren. Das Abschirmelement 116 ist damit entlang wenigstens einer Achse verschiebbar. Vorzugsweise ist das Abschirmelement 116 entlang wenigstens zweier Achsen verschiebbar. Zusätzlich und/oder alternativ kann das Abschirmelement 116 verdrehbar gehalten sein.
  • 11 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe 200 (siehe 2, 3 oder 12) mit einem Teilchenstrahl 112 (siehe 1 - 3, 7, 8, 10 oder 12). Das Verfahren wird vorzugsweise mit einer der Vorrichtungen 100 der 1 — 3, 7, 8, 10 oder 12 durchgeführt.
  • In einem ersten Schritt S1 wird die Probe 200 auf dem Probentisch 120 angeordnet. Dies umfasst beispielsweise ein Positionieren der Probe 200 unterhalb des Abschirmelements 116 (siehe 1 - 10 oder 12) derart, dass die Durchtrittsöffnung 118 (siehe 1 - 10 oder 12) direkt über der Bearbeitungsposition 202 (siehe 2, 3 oder 12) auf der Probe 200 ist.
  • In einem zweiten Schritt S2 wird der Teilchenstrahl 112 bereitgestellt und in einem dritten Schritt S3 wird der Teilchenstrahl 112 durch die Durchtrittsöffnung 118 auf die Bearbeitungsposition 202 auf der Probe 200 eingestrahlt und die Probe 200 auf diese Wiese analysiert und/oder bearbeitet.
  • 12 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe 200 mit einem Teilchenstrahl 112. Soweit nachfolgend nichts anderes beschrieben ist, kann die Vorrichtung 100 der 12 die gleichen Merkmale wie die Vorrichtung 100 einer der 1 — 3, 7, 8 oder 10 aufweisen.
  • In diesem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 100 dazu eingerichtet, mit dem konvexen Abschnitt 117 des Abschirmelements 116 einen elektrischen Kontakt mit der Probe 200 herzustellen. Dies kann besonders bei Proben 200, die eine leitende Oberfläche aufweisen, vorteilhaft sein, da Ladungen von der Probenoberfläche direkt abfließen können, so dass sich kein störendes elektrisches Feld ausbildet. Insbesondere wurde in diesem Ausführungsbeispiel vor dem Kontaktieren der Probe 200 mit dem Abschirmelement 116 auf der Probenoberfläche um die Bearbeitungsposition 202 herum eine Schutzschicht 204 mittels eines Teilchenstrahl-induzierten Prozesses deponiert. Der Depositionsprozess wurde insbesondere mit der Vorrichtung 100 durchgeführt. Hierzu wurde beispielsweise Molybdän-Hexacarbonyl Mo(CO)6 als Prozessgas PG (siehe 2 oder 3) verwendet. Die so hergestellte Schutzschicht 204 ist vorteilhaft elektrisch leitfähig und dient als Schutz vor einer mechanischen Beschädigung der Probe 200 durch die Abschirmeinheit 116, wenn diese in Kontakt mit der Probe 200 ist. Die Schutzschicht 204 kann nach Abschluss der Analyse oder der Bearbeitung wieder entfernt werden, beispielsweise mit einem Teilchenstrahl-induzierten Ätzprozess.
  • 13 zeigt einen Ausschnitt einer schematischen Ansicht eines achten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 100 zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe 200 mit einem Teilchenstrahl 112. Soweit nachfolgend nichts anderes beschrieben ist, kann die Vorrichtung 100 der 13 die gleichen Merkmale wie die Vorrichtung 100 einer der 1 — 3, 7, 8, 10 oder 12 aufweisen.
  • Die Bereitstellungseinheit 110 weist in diesem Beispiel eine Gaszuführung 130 auf, die zum Zuführen eines Prozessgases PG durch die Durchtrittsöffnung 118 des Abschirmelements 116 zu der Bearbeitungsposition 202 auf der Probe 200 eingerichtet ist. Das Prozessgas PG strömt entlang der Strahlrichtung des Teilchenstrahls 112 durch die Durchtrittsöffnung 118 und erreicht so die Bearbeitungsposition 202 auf der Probe 200.
  • Bei dieser Anordnung der Gaszuführung 130 besteht das Risiko, dass das Prozessgas PG auch entgegen der Strahlrichtung hin zu der Strahlerzeugungseinheit 111 (siehe 1, 7 oder 8) strömt und sich beispielsweise mit Elementen in der Bereitstellungseinheit 110 chemisch reagiert. Daher ist in diesem Beispiel eine Apertur 132 oberhalb einer Düse oder einem Auslass der Gaszuführung 130 vorgesehen. Die Apertur 132 weist eine Durchtrittsöffnung für den Teilchenstrahl 112 auf. Die Apertur 132 verhindert eine ungehinderte Gasströmung entgegen der Strahlrichtung nach oben.
  • Die Apertur 132 kann zugleich mit einem elektrischen Potential beaufschlagt werden und damit zur Strahlführung verwendet werden, und/oder auch als Detektor eingesetzt werden. Zusätzlich zu der Apertur 132 können differentielle Pumpstufen vorgesehen sein (nicht dargestellt), die eine Gasströmung entgegen der Strahlrichtung nach oben weiter reduzieren.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar. Insbesondere sind die in den unterschiedlichen Ausführungsbeispielen erläuterten Merkmale und Aspekte untereinander kombinierbar, auch wenn dies in der jeweiligen Beschreibung des Ausführungsbeispiels nicht explizit genannt ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Vorrichtung
    110
    Bereitstellungseinheit
    111
    Strahlerzeugungseinheit
    112
    Teilchenstrahl
    113
    Strahlführungselement
    114
    Öffnung
    116
    Abschirmelement
    116*
    Haltevorrichtung
    117
    konvexer Abschnitt
    118
    Durchtrittsöffnung
    118*
    Durchtrittsöffnung
    118A
    Querschnittsfläche
    118B
    Querschnittsfläche
    119
    Steg
    120
    Probentisch
    130
    Gaszuführung
    132
    Apertur
    140
    Positionierungseinheit
    200
    Probe
    202
    Bearbeitungsposition
    204
    Schutzschicht
    A
    Öffnungswinkel
    E
    elektrisches Feld
    I1
    Strommessgerät
    Ia
    Abschnitt
    Ib
    Abschnitt
    IIa
    Abschnitt
    IIb
    Abschnitt
    IIIa
    Abschnitt
    IIIb
    Abschnitt
    IVa
    Abschnitt
    IVb
    Abschnitt
    PG
    Prozessgas
    Q
    Ladungen
    S1
    Verfahrensschritt
    S2
    Verfahrensschritt
    S3
    Verfahrensschritt
    U0
    Spannungsquelle
    U1
    Spannungsquelle
    U2
    Spannungsquelle
    UI
    Spannungsquelle
    UII
    Spannungsquelle
    UIII
    Spannungsquelle
    UIV
    Spannungsquelle
  • 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
    • EP 1587128 B1 [0005]
    • DE 10208043 A1 [0008]

Claims (20)

  1. Vorrichtung (100) zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe (200) mit einem Teilchenstrahl (112), mit: einem Probentisch (120) zum Halten der Probe (200); einer Bereitstellungseinheit (110) zum Bereitstellen des Teilchenstrahls (112) aufweisend: eine Öffnung (114) zum Führen des Teilchenstrahls (112) auf eine Bearbeitungsposition (202) auf der Probe (200); und ein Abschirmelement (116) zur Abschirmung eines elektrischen Feldes (E), das von auf der Probe (200) akkumulierten Ladungen (Q) erzeugt wird; wobei das Abschirmelement (116) die Öffnung (114) überdeckt, flächig ausgebildet ist und ein elektrisch leitfähiges Material aufweist; wobei das Abschirmelement (116) einen bezüglich des Probentischs (120) konvexen Abschnitt (117) aufweist; und wobei der konvexe Abschnitt (117) eine Durchtrittsöffnung (118) für einen Durchtritt des Teilchenstrahls (112) auf die Probe (200) aufweist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, aufweisend eine Gaszuführung (130), die zum Zuführen eines Prozessgases (PG) durch die Durchtrittsöffnung (118) des Abschirmelements (116) zu der Bearbeitungsposition (202) auf der Probe (200) eingerichtet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, aufweisend eine Gaszuführung (130), die zum Zuführen eines Prozessgases (PG) in einen Spalt eingerichtet ist, wobei der Spalt von der auf dem Probentisch (120) angeordneten Probe (200) und dem Abschirmelement (116) gebildet ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Gaszuführung (130) einen in das Abschirmelement (116) integrierten Zuführungskanal umfasst.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 — 4, wobei die Durchtrittsöffnung (118) den Punkt eines kleinsten Abstands des Abschirmelements (116) zu dem Probentisch (120) umfasst.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 — 5, wobei das Abschirmelement (116) einen ebenen Abschnitt aufweist, aus dem sich der konvexe Abschnitt (117) in Richtung des Probentischs (120) erstreckt.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 — 6, wobei der konvexe Abschnitt (117) trichterförmig, insbesondere mit einem kreisrunden Querschnitt, ausgebildet ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 — 7, wobei das Abschirmelement (116) auf seiner Oberfläche eine Schicht aus einem elektrisch leitfähigen Material aufweist, wobei eine Schichtdicke der Schicht größer oder gleich einer Eindringtiefe der Teilchen des Teilchenstrahls (112) in das Material ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 — 8, wobei das Abschirmelement (116) genau eine Durchtrittsöffnung (118) aufweist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 — 9, wobei das Abschirmelement (116) mehrere Durchtrittsöffnungen (118) aufweist, die voneinander durch Stege (119) getrennt sind.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Durchtrittsöffnungen (118) jeweils einen hexagonalen Querschnitt aufweisen.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Stege (119) derart geformt sind, dass eine probentischseitige Querschnittsfläche (118A) einer jeweiligen der mehreren Durchtrittsöffnung (118) in einer ersten Ebene senkrecht zu einer Flächennormalen (N) des Abschirmelements (116) auf der Durchtrittsöffnung (118) kleiner ist als eine öffnungsseitige Querschnittsfläche (118B) der jeweiligen Durchtrittsöffnung (118) in einer zweiten Ebene parallel zu der ersten Ebene.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 — 12, wobei eine der mehreren Durchtrittsöffnungen (118) ein geometrisches Merkmal aufweist, das die Durchtrittsöffnung (118) von den weiteren Durchtrittsöffnungen (118) unterscheidet.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 — 13, wobei eine der mehreren Durchtrittsöffnungen (118) den Punkt eines kleinsten Abstands des Abschirmelements (116) zu dem Probentisch (120) umfasst und die weiteren Durchtrittsöffnungen (118) symmetrisch zu der einen Durchtrittsöffnung (118) angeordnet sind.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 — 14, aufweisend eine Strahlerzeugungseinheit (111) und ein Strahlführungselement (113), das zwischen der Strahlerzeugungseinheit (111) und dem Abschirmelement (116) angeordnet ist und das zum Führen des Teilchenstrahls (112) eingerichtet ist, wobei eine Spannungsquelle (U1) zum Anlegen einer Spannung zwischen dem Abschirmelement (116) dem Strahlführungselement (113) vorgesehen ist.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei das Abschirmelement (116) mittels einer Haltevorrichtung (116*) an der Bereitstellungseinheit (110) befestigt ist, wobei die Haltevorrichtung (116*) und das Abschirmelement (116) elektrisch voneinander isoliert sind, wobei eine weitere Spannungsquelle (U2) zum Anlegen einer Spannung zwischen der Haltevorrichtung (116*) und dem Strahlführungselement (113) und/oder dem Abschirmelement (116) vorgesehen ist.
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 — 16, wobei das Abschirmelement (116) elektrisch isoliert gehalten ist, und mit einer Erfassungseinheit (I1) zum Erfassen eines Stromes, der von dem Abschirmelement (116) abfließt.
  18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 — 17, wobei das Abschirmelement (116) mehrere elektrisch voneinander isolierte Abschnitte (Ia, Ib, IIa, IIb, IIIa, IIIb, IVa, IVb) umfasst, die die Durchtrittsöffnung (118) begrenzen, wobei zwischen jeweils zwei gegenüberliegend angeordneten Abschnitten (Ia, Ib, IIa, IIb, IIIa, IIIb, IVa, IVb) mittels einer jeweiligen Spannungsquelle (UI, UII, UIII, UIV) eine Spannung anlegbar ist.
  19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 — 18, wobei mehrere Abschirmelemente (116) in Strahlrichtung hintereinander angeordnet sind und die Öffnung (114) überdecken, wobei wenigstens eines der mehreren Abschirmelemente (116) zum Bereitstellen einer einstellbaren Blendenöffnung verschiebbar gehalten ist.
  20. Verfahren zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe (200) mit einem Teilchenstrahl (112) mit einer Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 — 19, mit den Schritten: Anordnen (S1) der Probe (200) auf dem Probentisch (120); Bereitstellen (S2) des Teilchenstrahls (112); und Einstrahlen (S3) des Teilchenstrahls (112) durch die Durchtrittsöffnung (118) auf die Bearbeitungsposition (202) auf der Probe (200).
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