DE102018222522A1

DE102018222522A1 - Verfahren zum Betrieb einer Gaszuführungseinrichtung sowie Gaszuführungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens und Teilchenstrahlgerät mit einer Gaszuführungseinrichtung

Info

Publication number: DE102018222522A1
Application number: DE102018222522.2A
Authority: DE
Inventors: Andreas Schmaunz
Original assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2018-12-20
Publication date: 2020-06-25
Also published as: US20200335309A1; US11764036B2; CN111354612A; US12002656B2; US20230420224A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Gaszuführungseinrichtung, (1000) bei dem ein Funktionsparameter der Gaszuführungseinrichtung (1000) auf einer Anzeigeeinrichtung (124) angezeigt wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Gaszuführungseinrichtung (1000) zur Durchführung des Verfahrens sowie ein Teilchenstrahlgerät (100) mit einer Gaszuführungseinrichtung (1000). Das Verfahren umfasst ein Vorgeben und/oder Messen einer aktuellen Temperatur eines Präkursor-Reservoirs (1001) der Gaszuführungseinrichtung (1000) mit einer Temperatur-Messeinheit (1006), wobei das Präkursor-Reservoir (1001) einen Präkursor zur Zuführung auf ein Objekt (125, 425) aufweist, ein Laden einer zur aktuellen Temperatur des Präkursor-Reservoirs (1001) zugehörigen Flussrate des Präkursors durch einen Auslass (1004) des Präkursor-Reservoirs (1001) aus einer Datenbank (126) in eine Steuereinheit (123), sowie (i) Anzeigen der Flussrate auf der Anzeigeeinheit (124) und/oder (ii) Bestimmen des Funktionsparameters des Präkursor-Reservoirs (1001) in Abhängigkeit der Flussrate unter Verwendung der Steuereinheit (123) sowie Informieren eines Anwenders der Gaszuführungseinrichtung (1000) über den bestimmten Funktionsparameter.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Gaszuführungseinrichtung, bei dem mindestens ein Funktionsparameter der Gaszuführungseinrichtung auf einer Anzeigeeinrichtung angezeigt wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Gaszuführungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie ein Teilchenstrahlgerät mit einer Gaszuführungseinrichtung.
Elektronenstrahlgeräte, insbesondere ein Rasterelektronenmikroskop (nachfolgend auch SEM genannt) und/oder ein Transmissionselektronenmikroskop (nachfolgend auch TEM genannt), werden zur Untersuchung von Objekten (Proben) verwendet, um Kenntnisse hinsichtlich der Eigenschaften und Verhalten unter bestimmten Bedingungen zu erhalten.
Bei einem SEM wird ein Elektronenstrahl (nachfolgend auch Primärelektronenstrahl genannt) mittels eines Strahlerzeugers erzeugt und durch ein Strahlführungssystem auf ein zu untersuchendes Objekt fokussiert. Mittels einer Ablenkeinrichtung wird der Primärelektronenstrahl rasterförmig über eine Oberfläche des zu untersuchenden Objekts geführt. Die Elektronen des Primärelektronenstrahls treten dabei in Wechselwirkung mit dem zu untersuchenden Objekt. Als Folge der Wechselwirkung werden insbesondere Elektronen vom Objekt emittiert (sogenannte Sekundärelektronen) und Elektronen des Primärelektronenstrahls zurückgestreut (sogenannte Rückstreuelektronen). Die Sekundärelektronen und Rückstreuelektronen werden detektiert und zur Bilderzeugung verwendet. Man erhält somit eine Abbildung des zu untersuchenden Objekts.
Bei einem TEM wird ebenfalls ein Primärelektronenstrahl mittels eines Strahlerzeugers erzeugt und mittels eines Strahlführungssystems auf ein zu untersuchendes Objekt fokussiert. Der Primärelektronenstrahl durchstrahlt das zu untersuchende Objekt. Beim Durchtritt des Primärelektronenstrahls durch das zu untersuchende Objekt treten die Elektronen des Primärelektronenstrahls mit dem Material des zu untersuchenden Objekts in Wechselwirkung. Die durch das zu untersuchende Objekt hindurchtretenden Elektronen werden durch ein System bestehend aus einem Objektiv und einem Projektiv auf einen Leuchtschirm oder auf einen Detektor (beispielsweise eine Kamera) abgebildet. Die Abbildung kann dabei auch im Scan-Modus eines TEM erfolgen. Ein derartiges TEM wird in der Regel als STEM bezeichnet. Zusätzlich kann es vorgesehen sein, an dem zu untersuchenden Objekt zurückgestreute Elektronen und/oder von dem zu untersuchenden Objekt emittierte Sekundärelektronen mittels eines weiteren Detektors zu detektieren, um ein zu untersuchendes Objekt abzubilden.
Ferner ist es aus dem Stand der Technik bekannt, Kombinationsgeräte zur Untersuchung von Objekten zu verwenden, bei denen sowohl Elektronen als auch Ionen auf ein zu untersuchendes Objekt geführt werden können. Beispielsweise ist es bekannt, ein SEM zusätzlich mit einer lonenstrahlsäule auszustatten. Mittels eines in der lonenstrahlsäule angeordneten lonenstrahlerzeugers werden Ionen erzeugt, die zur Präparation eines Objekts (beispielsweise Abtragen von Material des Objekts oder Aufbringen von Material auf das Objekt) oder auch zur Bildgebung verwendet werden. Das SEM dient hierbei insbesondere zur Beobachtung der Präparation, aber auch zur weiteren Untersuchung des präparierten oder unpräparierten Objekts.
Ein Aufbringen von Material auf das Objekt erfolgt in einem weiteren bekannten Teilchenstrahlgerät beispielsweise unter Verwendung der Zuführung eines Gases. Das bekannte Teilchenstrahlgerät ist ein Kombinationsgerät, das sowohl einen Elektronenstrahl als auch einen lonenstrahl bereitstellt. Das Teilchenstrahlgerät weist eine Elektronenstrahlsäule und eine lonenstrahlsäule auf. Die Elektronenstrahlsäule stellt einen Elektronenstrahl zur Verfügung, welcher auf ein Objekt fokussiert wird. Das Objekt ist in einer unter Vakuum gehaltenen Probenkammer angeordnet. Die Ionenstrahlsäule stellt einen lonenstrahl zur Verfügung, welcher ebenfalls auf das Objekt fokussiert wird. Mittels des lonenstrahls wird beispielsweise eine Schicht der Oberfläche des Objekts entfernt. Nach Entfernung dieser Schicht ist eine weitere Oberfläche des Objekts freigelegt. Mittels einer Gaszuführungseinrichtung kann eine gasförmige Vorläufersubstanz - ein sogenannter Präkursor - in die Probenkammer eingelassen werden. Es ist bekannt, die Gaszuführungseinrichtung mit einer nadelförmigen Einrichtung auszubilden, die recht nahe im Abstand von wenigen µm an einer Position des Objekts angeordnet werden kann, so dass die gasförmige Vorläufersubstanz möglichst genau und in einer hohen Konzentration an diese Position geführt werden kann. Durch Wechselwirkung des lonenstrahls mit der gasförmigen Vorläufersubstanz wird eine Schicht einer Substanz auf der Oberfläche des Objekts abgeschieden. Beispielsweise ist es bekannt, als gasförmige Vorläufersubstanz gasförmiges Phenantren in die Probenkammer durch die Gaszuführungseinrichtung einzulassen. Dann scheidet sich im Wesentlichen eine Schicht Kohlenstoff oder eine Kohlenstoff enthaltende Schicht auf der Oberfläche des Objekts ab. Bekannt ist auch, eine Metall aufweisende gasförmige Vorläufersubstanz zu verwenden, um ein Metall oder eine Metall enthaltende Schicht auf der Oberfläche des Objekts abzuscheiden. Die Abscheidungen sind aber nicht auf Kohlenstoff und/oder Metalle beschränkt. Vielmehr können beliebige Substanzen auf der Oberfläche des Objekts abgeschieden werden, beispielsweise Halbleiter, Nichtleiter oder andere Verbindungen. Ferner ist es weiterhin bekannt, dass die gasförmige Vorläufersubstanz bei Wechselwirkung mit einem Teilchenstrahl zur Abtragung von Material des Objektes verwendet wird.
Aus dem Stand der Technik sind Gaszuführungseinrichtungen bekannt, die mindestens ein Gasreservoir oder mehrerer Gasreservoire aufweisen, wobei in jeweils einem Gasreservoir ein Präkursor aufgenommen ist. Ein vorgenanntes Gasreservoir wird nachfolgend auch als Präkursor-Reservoir bezeichnet. Das Präkursor-Reservoir weist eine bestimmte Ausgangsfüllung auf, nämlich eine Ausgangsfüllmenge. Mit anderen Worten ausgedrückt, weist das Präkursor-Reservoir im vollgefüllten Zustand eine bestimmte Menge Präkursor auf, die im Grunde eine Masse ist und daher auch als Ausgangsfüllmasse bezeichnet wird. Ein für einen bestimmten Prozess - beispielsweise ein Abtragen oder ein Auftragen von Material auf das Objekt - ausgewählter Präkursor wird aus einem Auslass des Präkursor-Reservoirs ausgelassen und zum Objekt geführt. Der Präkursor wird je nach Bedarf aus dem Auslass des Präkursor-Reservoir ausgelassen, bis die Ausgangsfüllung - also die Ausgangsfüllmenge - des Präkursors im Präkursor-Reservoir vollständig aufgebraucht ist. Wenn der Präkursor aufgebraucht ist, wird das jeweilige Präkursor-Reservoir ausgewechselt.
Der Präkursor ist beispielsweise in einem bekannten Präkursor-Reservoir als fester oder flüssiger Reinstoff aufgenommen. Um den Präkursor in den gasförmigen Zustand zu bringen, wird der Präkursor innerhalb des Präkursor-Reservoirs verdampft (Übergang von dem flüssigen Reinstoff in den gasförmigen Zustand) oder sublimiert (direkter Übergang von dem festen Reinstoff in den gasförmigen Zustand). Im Anschluss daran wird der gasförmige Präkursor über mindestens eine Kapillare mit einer Nadel auf das Objekt geleitet, so dass er mit dem Teilchenstrahl wechselwirken kann.
Die Flussrate des Präkursors durch die Kapillare und die Nadel wird durch den Dampfdruck des Präkursors bestimmt, wobei der Dampfdruck abhängig von der Temperatur des Präkursor-Reservoirs ist. Je nach dem gewünschten Prozess auf der Oberfläche des Objekts werden unterschiedliche Konzentrationen des Präkursors zur Oberfläche des Objekts geleitet. Zur Bereitstellung der unterschiedlichen Konzentrationen wird die Flussrate des Präkursors durch die Kapillare und die Nadel geändert. Die Änderung der Flussrate des Präkursors wird durch eine Änderung der Temperatur des Präkursor-Reservoirs erzielt.
Um einen reibungslosen Ablauf einer Bearbeitung eines Objekts mit dem Präkursor zu gewährleisten, ist es wünschenswert, die ungefähre Restlaufzeit zu kennen, in welcher der Präkursor bis zum vollständigen Verbrauch der Ausgangsfüllung des Präkursor-Reservoirs noch durch den Auslass des Präkursor-Reservoirs treten kann. Hierzu ist es bekannt, die Öffnungsdauer eines Ventils am Auslass des Präkursor-Reservoirs nachzuhalten. Innerhalb der Öffnungsdauer kann der Präkursor aus dem Auslass des Präkursor-Reservoirs austreten. Die nachgehaltenen Öffnungsdauern werden zu einer Summe addiert. Die Summe der nachgehaltenen Öffnungszeiten wird von einem Erfahrungswert hinsichtlich einer Standzeit eines vergleichbaren Präkursor-Reservoirs bei einer ungefähr gleichen Temperatur des Präkursor-Reservoirs subtrahiert, wobei eine Standzeit ein Zeitraum ist, in welcher eine Ausgangsfüllung des Präkursor-Reservoirs vollständig verbraucht ist. Als Ergebnis der Subtraktion erhält man die ungefähre Restlaufzeit.
Allerdings ist das vorgenannte Vorgehen stark fehlerbehaftet, so dass eine korrekte Bestimmung der Restlaufzeit nur schwer möglich ist. Fehler von größer als 50 % bei der vorgenannten Bestimmung der Restlaufzeit sind keine Seltenheit.
Es ist daher wünschenswert, die Restlaufzeit eines Präkursor-Reservoirs und weiterer Funktionsparameter des Präkursor-Reservoirs, insbesondere die aktuelle Füllmenge und den aktuellen Verbrauch, möglichst genau ermitteln zu können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb einer Gaszuführungseinrichtung, eine Gaszuführungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens und ein Teilchenstrahlgerät mit einer derartigen Gaszuführungseinrichtung anzugeben, mit denen mindestens ein Funktionsparameter des Präkursor-Reservoirs gut ermittelbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mittels eines Verfahrens zum Betrieb einer Gaszuführungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, 2 oder 3 gelöst. Ein Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der in einen Prozessor geladen ist oder ladbar ist und der bei Ausführung eine Gaszuführungseinrichtung derart steuert, dass ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt wird, ist durch den Anspruch 12 gegeben. Eine erfindungsgemäße Gaszuführungseinrichtung ist durch den Anspruch 13 gegeben. Ferner betrifft die Erfindung ein Teilchenstrahlgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und/oder den beigefügten Figuren.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Betrieb einer Gaszuführungseinrichtung, bei dem mindestens ein Funktionsparameter der Gaszuführungseinrichtung beispielsweise auf einer Anzeigeeinrichtung angezeigt wird. Die Gaszuführungseinrichtung ist mit mindestens einem Präkursor-Reservoir versehen, in dem mindestens ein Präkursor aufgenommen ist. Das Präkursor-Reservoir weist eine bestimmte Ausgangsfüllung in Form einer Ausgangsfüllmenge auf. Mit anderen Worten ausgedrückt, weist das Präkursor-Reservoir im vollgefüllten Zustand eine bestimmte Menge Präkursor auf, nämlich die Ausgangsfüllung. Mit wiederum anderen Worten ausgedrückt, weist das Präkursor-Reservoir im vollgefüllten Zustand eine bestimmte Menge Präkursor auf, die im Grunde eine Masse ist und daher auch als Ausgangsfüllmasse bezeichnet wird. Der Präkursor wird für eine Bearbeitung des Objekts - beispielsweise ein Abtragen oder ein Auftragen von Material auf das Objekt - aus einem Auslass des Präkursor-Reservoirs ausgelassen und zu dem Objekt geführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ein Vorgeben und/oder ein Messen einer aktuellen Temperatur des Präkursor-Reservoirs der Gaszuführungseinrichtung mit einer Temperatur-Messeinheit. Als Temperatur-Messeinheit wird beispielsweise ein Infrarot-Messgerät oder ein Halbleiter-Temperatursensor verwendet. Die Erfindung ist aber auf die Verwendung derartiger Temperatur-Messeinheiten nicht eingeschränkt. Vielmehr kann als Temperatur-Messeinheit jegliche geeignete Temperatur-Messeinheit verwendet werden, welche für die Erfindung geeignet ist.
Ferner wird in einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Flussrate des Präkursors durch einen Auslass des Präkursor-Reservoirs aus einer Datenbank in eine Steuereinheit geladen. Die Flussrate ist zu der aktuellen Temperatur des Präkursor-Reservoirs zugehörig. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird aus der Datenbank die Flussrate des Präkursors geladen, welche bei der aktuellen Temperatur des Präkursor-Reservoirs am Auslass des Präkursor-Reservoirs existiert.
Darüber hinaus ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass die in die Steuereinheit geladene Flussrate auf der Anzeigeeinheit der Gaszuführungseinrichtung oder eines Teilchenstrahlgeräts angezeigt wird. Zusätzlich oder alternativ hierzu ist es vorgesehen, mindestens einen Funktionsparameter des Präkursor-Reservoirs in Abhängigkeit der Flussrate des Präkursors mittels der Steuereinheit zu bestimmen und im Anschluss daran einen Anwender der Gaszuführungseinrichtung über den bestimmten Funktionsparameter zu informieren. Beispielsweise wir der bestimmte Funktionsparameter auf der Anzeigeeinheit der Gaszuführungseinrichtung oder eines Teilchenstrahlgeräts angezeigt. Zusätzlich oder alternativ hierzu wird ein optisches Signal, beispielsweise ein Lichtsignal, an einer optischen Signaleinrichtung und/oder ein akustisches Signal, beispielsweise ein Ton, an einer akustischen Signaleinrichtung ausgegeben. Der Funktionsparameter ist beispielsweise die aktuelle Füllmenge des Präkursor-Reservoirs oder die Restlaufzeit, in welcher der Präkursor bis zum vollständigen Verbrauch der Ausgangsfüllung (also der Ausgangsfüllmasse) des Präkursor-Reservoirs durch den Auslass des Präkursor-Reservoirs tritt. Darüber hinaus ist auch die Flussrate ein Funktionsparameter des Präkursor-Reservoirs.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren dient ebenfalls zum Betrieb einer Gaszuführungseinrichtung, bei dem mindestens ein Funktionsparameter der Gaszuführungseinrichtung beispielsweise auf einer Anzeigeeinrichtung angezeigt wird. Die Gaszuführungseinrichtung ist mit mindestens einem Präkursor-Reservoir versehen, in dem mindestens ein Präkursor aufgenommen ist. Das Präkursor-Reservoir weist eine bestimmte Ausgangsfüllung in Form einer Ausgangsfüllmenge auf. Mit anderen Worten ausgedrückt, weist das Präkursor-Reservoir im vollgefüllten Zustand eine bestimmte Menge Präkursor auf, nämlich die Ausgangsfüllung. Mit wiederum anderen Worten ausgedrückt, weist das Präkursor-Reservoir im vollgefüllten Zustand eine bestimmte Menge Präkursor auf, die im Grunde eine Masse ist und daher auch als Ausgangsfüllmasse bezeichnet wird. Der Präkursor wird für eine Bearbeitung des Objekts - beispielsweise ein Abtragen oder ein Auftragen von Material auf das Objekt - aus einem Auslass des Präkursor-Reservoirs ausgelassen und zu dem Objekt geführt.
Das weitere erfindungsgemäße Verfahren umfasst ein Vorgeben und/oder ein Messen einer aktuellen Temperatur des Präkursors mit einer Temperatur-Messeinheit. Als Temperatur-Messeinheit wird beispielsweise ein Infrarot-Messgerät oder ein Halbleiter-Temperatursensor verwendet. Die Erfindung ist aber auf die Verwendung derartiger Temperatur-Messeinheiten nicht eingeschränkt. Vielmehr kann als Temperatur-Messeinheit jegliche geeignete Temperatur-Messeinheit verwendet werden, welche für die Erfindung geeignet ist.
Ferner wird in einem weiteren Schritt des weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens eine Flussrate des Präkursors durch einen Auslass des Präkursor-Reservoirs aus einer Datenbank in eine Steuereinheit geladen. Die Flussrate ist zu der aktuellen Temperatur des Präkursors zugehörig. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird aus der Datenbank die Flussrate des Präkursors geladen, welche bei der aktuellen Temperatur des Präkursors am Auslass des Präkursor-Reservoirs existiert.
Darüber hinaus ist es bei dem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass die in die Steuereinheit geladene Flussrate auf der Anzeigeeinheit der Gaszuführungseinrichtung oder eines Teilchenstrahlgeräts angezeigt wird. Zusätzlich oder alternativ hierzu ist es vorgesehen, mindestens einen Funktionsparameter des Präkursor-Reservoirs in Abhängigkeit der Flussrate des Präkursors mittels der Steuereinheit zu bestimmen und im Anschluss daran einen Anwender der Gaszuführungseinrichtung über den bestimmten Funktionsparameter zu informieren. Beispielsweise wir der bestimmte Funktionsparameter auf der Anzeigeeinheit der Gaszuführungseinrichtung oder des Teilchenstrahlgeräts angezeigt. Zusätzlich oder alternativ hierzu wird ein optisches Signal, beispielsweise ein Lichtsignal, an einer optischen Signaleinrichtung und/oder ein akustisches Signal, beispielsweise ein Ton, an einer akustischen Signaleinrichtung ausgegeben. Der Funktionsparameter ist beispielsweise die aktuelle Füllmenge des Präkursor-Reservoirs oder die Restlaufzeit, in welcher der Präkursor bis zum vollständigen Verbrauch der Ausgangsfüllmenge (also der Ausgangsfüllmasse) des Präkursor-Reservoirs durch den Auslass des Präkursor-Reservoirs tritt. Darüber hinaus ist auch die Flussrate ein Funktionsparameter des Präkursor-Reservoirs.
Die Erfindung weist den Vorteil auf, dass die Flussrate und/oder ein weiterer Funktionsparameter derart ermittelbar ist/sind, dass eine möglichst genaue Angabe der Flussrate und/oder des weiteren Funktionsparameters möglich ist. Hierdurch wird beispielsweise ein reibungsloser Ablauf der Bearbeitung eines Objekts mit dem Präkursor gewährleistet. Insbesondere ist sichergestellt, dass ein nahezu leeres Präkursor-Reservoir rechtzeitig ausgetauscht wird, so dass ein im Wesentlicher kontinuierlicher Zufluss des Präkursors zum Objekt möglich ist.
Ein wiederum weiteres erfindungsgemäßes Verfahren dient ebenfalls zum Betrieb einer Gaszuführungseinrichtung, bei dem mindestens ein Funktionsparameter der Gaszuführungseinrichtung auf einer Anzeigeeinrichtung angezeigt wird. Die Gaszuführungseinrichtung ist mit mindestens einem Präkursor-Reservoir versehen, in dem mindestens ein Präkursor aufgenommen ist. Das Präkursor-Reservoir weist eine bestimmte Ausgangsfüllung in Form einer Ausgangsfüllmenge auf. Mit anderen Worten ausgedrückt, weist das Präkursor-Reservoir im vollgefüllten Zustand eine bestimmte Menge Präkursor auf, nämlich die Ausgangsfüllung. Mit wiederum anderen Worten ausgedrückt, weist das Präkursor-Reservoir im vollgefüllten Zustand eine bestimmte Menge Präkursor auf, die im Grunde eine Masse ist und daher auch als Ausgangsfüllmasse bezeichnet wird. Der Präkursor wird für eine Bearbeitung des Objekts - beispielsweise ein Abtragen oder ein Auftragen von Material auf das Objekt - aus einem Auslass des Präkursor-Reservoirs ausgelassen und zu dem Objekt geführt.
Das wiederum weitere erfindungsgemäße Verfahren umfasst ein Vorgeben einer Flussrate des Präkursors durch einen Auslass des Präkursor-Reservoirs. Ferner wird in einem weiteren Schritt des wiederum weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens eine zur vorgegebenen Flussrate zugehörige Temperatur aus einer Datenbank in eine Steuereinheit geladen. Darüber hinaus erfolgt ein Einstellen einer Temperatur des Präkursor-Reservoirs auf die aus der Datenbank geladene Temperatur mit einer Temperatur-Einstelleinheit. Als Temperatur-Einstelleinheit wird beispielsweise eine Heiz- und/oder Kühleinrichtung mit einem Heizdraht verwendet. Die Erfindung ist aber auf die Verwendung einer derartigen Temperatur-Einstelleinheit nicht eingeschränkt. Vielmehr kann als Temperatur-Einstelleinheit jegliche Temperatur-Einstelleinheit verwendet werden, welche für die Erfindung geeignet ist.
Darüber hinaus ist es bei dem wiederum weiteren erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass mindestens ein Funktionsparameter des Präkursor-Reservoirs in Abhängigkeit der Flussrate des Präkursors und der aus der Datenbank geladenen Temperatur mittels der Steuereinheit bestimmt wird. Im Anschluss daran wird ein Anwender der Gaszuführungseinrichtung über den bestimmten Funktionsparameter informiert. Beispielsweise wir der bestimmte Funktionsparameter auf der Anzeigeeinheit der Gaszuführungseinrichtung oder des Teilchenstrahlgeräts angezeigt. Zusätzlich oder alternativ hierzu wird ein optisches Signal, beispielsweise ein Lichtsignal, an einer optischen Signaleinrichtung und/oder ein akustisches Signal, beispielsweise ein Ton, an einer akustischen Signaleinrichtung ausgegeben. Der Funktionsparameter ist beispielsweise die aktuelle Füllmenge des Präkursor-Reservoirs oder die Restlaufzeit, in welcher der Präkursor bis zum vollständigen Verbrauch der Ausgangsfüllmenge (also der Ausgangsfüllmasse) des Präkursor-Reservoirs durch den Auslass des Präkursor-Reservoirs tritt.
Das wiederum weitere erfindungsgemäße Verfahren weist ebenfalls den Vorteil auf, dass ein Funktionsparameter derart ermittelbar ist, dass eine möglichst genaue Angabe des Funktionsparameters möglich ist. Hierdurch wird beispielsweise ein reibungsloser Ablauf der Bearbeitung eines Objekts mit dem Präkursor gewährleistet. Insbesondere ist sichergestellt, dass ein nahezu leeres Präkursor-Reservoir rechtzeitig ausgetauscht wird, so dass ein im Wesentlicher kontinuierlicher Zufluss des Präkursors zum Objekt möglich ist.
Wie oben bereits erwähnt, umfasst bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren das Informieren des Anwenders der Gaszuführungseinrichtung über den bestimmten Funktionsparameter ein Anzeigen des bestimmten Funktionsparameters auf der Anzeigeeinheit, eine Ausgabe eines optischen Signals mit einer optischen Signaleinrichtung, beispielsweise ein rotes Licht einer LED, und/oder eine Ausgabe eines akustischen Signal mit einer akustischen Signaleinrichtung, beispielsweise ein Hupen einer Warnhupe.
Wie ebenfalls bereits oben erwähnt, ist es bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass ein erster Funktionsparameter des Präkursor-Reservoirs in Form einer aktuellen Füllmenge (also der Füllmasse) des Präkursor-Reservoirs in Abhängigkeit der Flussrate, der Ausgangsfüllmenge (also der Ausgangsfüllmasse) des Präkursor-Reservoirs und der Zeit der Öffnung des Auslasses des Präkursor-Reservoirs bestimmt wird. Die Zeit der Öffnung des Auslasses ist die Zeit, in welcher der Präkursor durch den Auslass des Präkursor-Reservoirs zum Objekt strömen kann. Beispielsweise ist die Zeit der Öffnung des Auslasses die Zeit, in der ein Ventil am Auslass des Präkursor-Reservoirs geöffnet ist und den Durchfluss des Präkursors durch den Auslass ermöglicht. Wenn das Ventil am Auslass geschlossen ist, fließt kein Präkursor durch den Auslass des Präkursor-Reservoirs zum Objekt.
Insbesondere wird die aktuelle Füllung des Präkursor-Reservoirs wie folgt bestimmt: $m = M - (F (T_{A k t u e l l}) \cdot t_{Ö f f n u n g})$
wobei

m: die aktuelle Füllung in Form einer aktuellen Füllmasse des Präkursor-Reservoirs (also die aktuelle Füllmenge),
M: die Ausgangsfüllung in Form einer Ausgangsfüllmasse des Präkursor-Reservoirs (also die Ausgangsfüllmenge),
F(T_Aktuell): die Flussrate des Präkursors durch den Auslass des Präkursor-Reservoirs bei der aktuellen und/oder eingestellten Temperatur des Präkursor-Reservoirs, und
t_Öffnung: die Zeit der Öffnung des Auslasses des Präkursor-Reservoirs ist.

Die Berechnung der aktuellen Füllmenge erfolgt beispielsweise in einem Prozessor der Steuereinheit.
Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass der erste Funktionsparameter in Form der aktuellen Füllmenge des Präkursor-Reservoirs auf der Anzeigeeinheit der Gaszuführungseinrichtung angezeigt wird. Zusätzlich oder alternativ hierzu wird der erste Funktionsparameter in Form der aktuellen Füllmenge des Präkursor-Reservoirs auf der Anzeigeeinheit eines Teilchenstrahlgeräts angezeigt.
Wie oben bereits erwähnt, ist es bei einer wiederum weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass ein zweiter Funktionsparameter des Präkursor-Reservoirs in Form der Restlaufzeit, in welcher der Präkursor bis zum vollständigen Verbrauch der Ausgangsfüllung (also der Ausgangsfüllmenge, mit wiederum anderen Worten: die Ausgangsfüllmasse) des Präkursor-Reservoirs durch den Auslass des Präkursor-Reservoirs tritt, in Abhängigkeit der aktuellen Füllung (also der aktuellen Füllmenge, mit wiederum anderen Worten: die aktuelle Füllmasse) und der Flussrate des Präkursors bestimmt und auf der Anzeigeeinheit der Gaszuführungseinrichtung und/oder eines Teilchenstrahlgeräts angezeigt wird. Insbesondere wird die Restlaufzeit wie folgt bestimmt: $t_{R e s t} = \frac{m}{F (T_{A k t u e l l})}$
wobei

t_Rest: die Restlaufzeit,
m: die aktuelle Füllung in Form der aktuellen Füllmenge (also der aktuellen Füllmasse) des Präkursor-Reservoirs, sowie
F(T_Aktuell): die Flussrate des Präkursors durch den Auslass des Präkursor-Reservoirs bei der aktuellen und/oder eingestellten Temperatur des Präkursor-Reservoirs ist.

Wie oben bereits erwähnt, ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass die Flussrate des Präkursors durch einen Auslass des Präkursor-Reservoirs aus der Datenbank in die Steuereinheit geladen wird. Die Flussrate ist der aktuellen Temperatur des Präkursor-Reservoirs zugehörig. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird aus der Datenbank die Flussrate des Präkursors geladen, welche bei der aktuellen Temperatur des Präkursor-Reservoirs am Auslass des Präkursor-Reservoirs existiert. Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass die Flussrate des Präkursors durch den Auslass des Präkursor-Reservoirs in Abhängigkeit der Temperatur des Präkursor-Reservoirs bestimmt und in der Datenbank zum Laden aus der Datenbank in die Steuereinheit gespeichert wird. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass die Flussrate des Präkursors durch den Auslass des Präkursor-Reservoirs wie folgt bestimmt wird:

- Bestimmen der Ausgangsfüllung (also der Ausgangsfüllmenge) in Form einer Ausgangsfüllmasse des Präkursor-Reservoirs, welcher die Ausgangsfüllung aufweist, mit einer Messeinrichtung. Die Messeinrichtung ist beispielsweise eine handelsübliche Industriewaage. Demnach wird das Präkursor-Reservoir beispielsweise gewogen. Die Erfindung ist aber nicht auf die Verwendung einer derartigen Messeinrichtung eingeschränkt. Vielmehr kann für die Erfindung jegliche geeignete Messeinrichtung verwendet werden. Das Bestimmen der Ausgangsfüllung des Präkursor-Reservoirs erfolgt beispielsweise im ausgebauten Zustand des Präkursor-Reservoirs. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird das Präkursor-Reservoir bei einer Ausführungsform aus der Gaszuführungseinrichtung zur Bestimmung der Ausgangsfüllung ausgebaut oder erst gar nicht in die Gaszuführungseinrichtung eingebaut;
- Einstellen einer Temperatur des Präkursor-Reservoirs auf eine vorgebbare Temperatur mit einer Temperatur-Einstelleinheit, beispielsweise einer Heiz- und/oder Kühleinrichtung. Die Heizeinrichtung ist beispielsweise eine handelsübliche Infrarotheizeinrichtung. Die Erfindung ist aber nicht auf die Verwendung einer derartigen Heizeinrichtung eingeschränkt. Vielmehr kann für die Erfindung jegliche geeignete Heizeinrichtung verwendet werden;
- Öffnen des Auslasses des Präkursor-Reservoirs, so dass der Präkursor aus dem Präkursor-Reservoir durch den Auslass des Präkursor-Reservoirs tritt. Beispielsweise wird ein Ventil des Präkursor-Reservoirs geöffnet;
- Austreten des Präkursors aus dem Präkursor-Reservoir in einer vorgebbaren Zeitdauer. Mit anderen Worten wird festgelegt, wie lange der Präkursor aus dem Präkursor-Reservoir tritt, nämlich in der vorgebbaren Zeitdauer. Beispielweise beträgt diese Zeitdauer zwischen 0,5 Stunde und 10 Stunden, beispielsweise 5 oder 6 Stunden. Die Erfindung ist aber nicht auf die Verwendung der vorgenannten Zeitdauern eingeschränkt. Vielmehr kann für die Erfindung jegliche geeignete Zeitdauer verwendet werden;
- Schließen des Auslasses des Präkursor-Reservoirs, so dass kein Präkursor aus dem Präkursor-Reservoir durch den Auslass des Präkursor-Reservoirs tritt. Beispielsweise wird das Ventil des Präkursor-Reservoirs geschlossen;
- Bestimmen einer Endfüllmenge (also der Endfüllmasse), des Präkursor-Reservoirs mit der Messeinrichtung. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird das Präkursor-Reservoir erneut gewogen, um festzustellen, wieviel Präkursor noch im Präkursor-Reservoir enthalten ist; sowie
- Bestimmen der Flussrate des Präkursors bei der vorgebbaren Temperatur in Abhängigkeit der Ausgangsfüllmasse (also der Ausgangsfüllmenge), der Endfüllmasse (also der Endfüllmenge) und der vorgebbaren Zeitdauer. Beispielsweise ergibt sich die Flussrate F in Abhängigkeit der vorgebbaren Temperatur wie folgt: $F (T) = \frac{A u s g a n g s f ü l l m a s s e - E n d f ü l l m a s s e}{v o r g e b b a r e Z e i t d a u e r}$

Die oben genannten Schritte erfolgen beispielsweise innerhalb der Gaszuführungseinrichtung. Alternativ hierzu ist es vorgesehen, die oben genannten Schritte zumindest teilweise außerhalb der Gaszuführungseinrichtung auszuführen.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass mindestens einer der folgenden Schritte durchgeführt wird:

- Einfügen des Präkursor-Reservoirs in die Gaszuführungseinrichtung. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird das Präkursor-Reservoir in die Gaszuführungseinrichtung eingebaut und/oder eingefügt. Im Anschluss daran erfolgt das Einstellen der Temperatur des Präkursor-Reservoirs;
- Entfernen des Präkursor-Reservoirs aus der Gaszuführungseinrichtung. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird das Präkursor-Reservoir aus der Gaszuführungseinrichtung ausgebaut. Im Anschluss daran erfolgt das Bestimmen der Endfüllmasse (also der Endfüllmenge) des Präkursor-Reservoirs;
- Speichern der bestimmten Flussrate in der Datenbank in Abhängigkeit der vorgebbaren Temperatur;
- Speichern der vorgebbaren Temperatur in Abhängigkeit der bestimmten Flussrate.

Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass die vorgenannten Verfahrensschritte mehrfach durchgeführt werden und dass mehrere Flussraten für mehrere und unterschiedliche Temperaturen bestimmt werden. Die Flussraten werden dann beispielsweise in der Datenbank in Abhängigkeit der jeweiligen entsprechenden Temperatur gespeichert und/oder es werden die jeweiligen entsprechenden Temperaturen in Abhängigkeit der bestimmten Flussraten in der Datenbank gespeichert. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist es bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass eine erste Flussrate des Präkursors durch den Auslass des Präkursor-Reservoirs bei einer ersten vorgebbaren Temperatur und eine zweite Flussrate des Präkursors durch den Auslass des Präkursor-Reservoirs bei einer zweiten vorgebbaren Temperatur bestimmt werden. Ferner ist es beispielsweise vorgesehen, dass ein funktionaler Zusammenhang hinsichtlich der ersten Flussrate und der zweiten Flussrate in Abhängigkeit der ersten vorgebbaren Temperatur und der zweiten vorgebbaren Temperatur bestimmt wird. Zusätzlich oder alternativ hierzu ist es vorgesehen, dass ein funktionaler Zusammenhang der ersten vorgebbaren Temperatur und der zweiten vorgebbaren Temperatur in Abhängigkeit der ersten Flussrate und der zweiten Flussrate bestimmt wird. Der funktionale Zusammenhang kann bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren auch basierend auf mehr als zwei Flussraten in Abhängigkeit von jeweils unterschiedlichen Temperaturen des Präkursor-Reservoirs oder basierend auf mehr als zwei Temperaturen in Abhängigkeit der bestimmten Flussraten bestimmt werden. Insbesondere ist es vorgesehen, eine Vielzahl von Flussraten in Abhängigkeit von jeweils unterschiedlichen Temperaturen des Präkursor-Reservoirs zu ermitteln. Die Vielzahl beträgt beispielsweise mehr als drei Flussraten, mehr als acht Flussraten oder mehr als zehn Flussraten in Abhängigkeit von jeweils unterschiedlichen Temperaturen des Präkursor-Reservoirs.
Der funktionale Zusammenhang kann ein linearer oder ein nicht-linearer Zusammenhang sein. Auch eine Sprungfunktion kann durchaus von dem funktionalen Zusammenhang umfasst sein oder bildet den funktionalen Zusammenhang. Das Bestimmen des funktionalen Zusammenhangs kann beispielsweise durch eine Interpolation erfolgen. Bei der Interpolation ist jedes geeignete Interpolationsverfahren verwendbar, beispielsweise eine lineare Interpolation, eine nichtlineare Interpolation, eine trigonometrische Interpolation, eine logarithmische Interpolation und/oder eine Spline-Interpolation. Zusätzlich und/oder alternativ hierzu ist es vorgesehen, dass das Bestimmen des funktionalen Zusammenhangs durch eine Extrapolation erfolgt. Bei der Extrapolation ist jedes geeignete Extrapolationsverfahren verwendbar, beispielsweise eine lineare Extrapolation, eine nichtlineare Extrapolation, eine trigonometrische Extrapolation und/oder eine logarithmische Extrapolation. Zusätzlich oder alternativ hierzu kann die Bestimmung des funktionalen Zusammenhangs durch Mittelwertsbildung, Ermittlung von Zufallswerten und/oder Bestimmen des kleinsten Werts oder größten Werts aus der Menge des ersten Werts und des zweiten Werts erfolgen.
Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren ist es zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass die vorgenannten Verfahrensschritte zur Bestimmung der Flussrate(n) für mehrere Präkursor, die in unterschiedlichen Präkursor-Reservoirs aufgenommen sind, durchgeführt werden.
Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der in einen Prozessor einer Gaszuführungseinrichtung und/oder in einen Prozessor eines Teilchenstrahlgeräts ladbar ist oder geladen ist, wobei der Programmcode bei Ausführung in dem Prozessor die Gaszuführungseinrichtung derart steuert, dass ein Verfahren mit mindestens einem der vorstehenden oder nachstehenden Merkmale oder mit einer Kombination von mindestens zwei der vorstehenden oder nachstehenden Merkmale ausgeführt wird.
Die Erfindung betrifft auch eine Gaszuführungseinrichtung, die beispielsweise mindestens eines der vorstehenden oder nachstehenden Merkmale oder eine Kombination von mindestens zwei der vorstehenden oder nachstehenden Merkmale aufweist. Insbesondere ist die erfindungsgemäße Gaszuführungseinrichtung mit mindestens einem Präkursor-Reservoir versehen, das mindestens einen Präkursor und mindestens einen Auslass für den Präkursor zur Zuführung des Präkursors auf ein Objekt aufweist. Ferner weist die erfindungsgemäße Gaszuführungseinrichtung mindestens eine Temperatur-Messeinheit zur Messung einer aktuellen Temperatur des Präkursor-Reservoirs und/oder des Präkursors und/oder mindestens eine Temperatur-Einstelleinheit zur Einstellung der Temperatur des Präkursor-Reservoirs, mindestens eine Datenbank zur Speicherung von Flussraten des Präkursors durch einen Auslass des Präkursor-Reservoirs und/oder zur Speicherung von Temperaturen, die zu Flussraten zugehörig sind, eine Anzeigeeinheit sowie mindestens eine Steuereinheit mit einem Prozessor auf, in dem ein Computerprogrammprodukt mit mindestens einem der vorstehenden oder nachstehenden Merkmale oder mit einer Kombination von mindestens zwei der vorstehenden oder nachstehenden Merkmale geladen ist. Die Anzeigeeinheit, die Steuereinheit und/oder die Datenbank der Gaszuführungseinrichtung ist/sind beispielsweise als Anzeigeeinheit, Steuereinheit und/oder Datenbank eines Teilchenstrahlgeräts ausgebildet, insbesondere des Teilchenstrahlgeräts, das weiter unten näher erläutert wird. Insofern betrifft die Erfindung auch ein System mit einer derartigen Gaszuführungseinrichtung und mit einem derartigen Teilchenstrahlgerät.
Die Erfindung betrifft ferner ein Teilchenstrahlgerät zur Analyse, Beobachtung und/oder Bearbeitung eines Objekts. Das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät weist mindestens einen Strahlerzeuger zur Erzeugung eines Teilchenstrahls mit geladenen Teilchen auf. Die geladenen Teilchen sind beispielsweise Elektronen oder Ionen. Das Teilchenstrahlgerät weist mindestens eine Objektivlinse zur Fokussierung des Teilchenstrahls auf das Objekt auf. Ferner weist das Teilchenstrahlgerät mindestens einen Detektor zur Detektion von Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung auf, die aus einer Wechselwirkung des Teilchenstrahls mit dem Objekt beim Auftreffen des Teilchenstrahls auf das Objekt hervorgehen/hervorgeht. Ferner ist das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät mit mindestens einer Gaszuführungseinrichtung versehen, die mindestens eines der vorstehenden oder nachstehenden Merkmale oder eine Kombination von mindestens zwei der vorstehenden oder nachstehenden Merkmale aufweist. Beispielsweise weist das Teilchenstrahlgerät auch eine Anzeigeeinheit zur Anzeige der Flussrate eines Präkursors und/oder eines weiteren Funktionsparameters der Gaszuführungseinrichtung, eine Steuereinheit zum Berechnen der Funktionsparameter der Gaszuführungseinrichtung und/oder eine Datenbank zum Speichern der Flussraten des Präkursors durch den Auslass des Präkursor-Reservoirs und/oder zum Speichern von Temperaturen des Präkursor-Reservoirs auf.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Teilchenstrahlgeräts sind der Strahlerzeuger als ein erster Strahlerzeuger und der Teilchenstrahl als ein erster Teilchenstrahl mit ersten geladenen Teilchen ausgebildet. Ferner ist die Objektivlinse als eine erste Objektivlinse zur Fokussierung des ersten Teilchenstrahls auf das Objekt ausgebildet. Darüber hinaus weist das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät mindestens einen zweiten Strahlerzeuger zur Erzeugung eines zweiten Teilchenstrahls mit zweiten geladenen Teilchen auf. Ferner weist das erfindungsgemäße Teilchenstrahlgerät mindestens eine zweite Objektivlinse zur Fokussierung des zweiten Teilchenstrahls auf das Objekt auf.
Insbesondere ist es vorgesehen, das Teilchenstrahlgerät als Elektronenstrahlgerät und/oder als ein lonenstrahlgerät auszubilden.
Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1 eine erste Ausführungsform eines Teilchenstrahlgeräts;
2 eine zweite Ausführungsform eines Teilchenstrahlgeräts;
3 eine dritte Ausführungsform eines Teilchenstrahlgeräts;
4 eine schematische Darstellung eines Ablaufs einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Betrieb einer Gaszuführungseinrichtung;
5 eine schematische Darstellung von Flussraten eines Präkursors einer Gaszuführungseinrichtung in Abhängigkeit der Temperatur eines Präkursor-Reservoirs;
6 eine schematische Darstellung eines weiteren Ablaufs der Ausführungsform des Verfahrens zum Betrieb einer Gaszuführungseinrichtung nach 4;
7 eine schematische Darstellung eines Ablaufs einer weiteren Ausführungsform eines Verfahrens zum Betrieb einer Gaszuführungseinrichtung; sowie
8 eine schematische Darstellung eines weiteren Ablaufs der weiteren Ausführungsform des Verfahrens zum Betrieb einer Gaszuführungseinrichtung nach 7.

Die Erfindung wird nun mittels Teilchenstrahlgeräten in Form eines SEM und in Form eines Kombinationsgeräts, das eine Elektronenstrahlsäule und eine Ionenstrahlsäule aufweist, näher erläutert. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Erfindung bei jedem Teilchenstrahlgerät, insbesondere bei jedem Elektronenstrahlgerät und/oder jedem lonenstrahlgerät eingesetzt werden kann.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines SEM 100. Das SEM 100 weist einen ersten Strahlerzeuger in Form einer Elektronenquelle 101 auf, welche als Kathode ausgebildet ist. Ferner ist das SEM 100 mit einer Extraktionselektrode 102 sowie mit einer Anode 103 versehen, die auf ein Ende eines Strahlführungsrohrs 104 des SEM 100 aufgesetzt ist. Beispielsweise ist die Elektronenquelle 101 als thermischer Feldemitter ausgebildet. Die Erfindung ist allerdings nicht auf eine derartige Elektronenquelle 101 eingeschränkt. Vielmehr ist jede Elektronenquelle verwendbar.
Elektronen, die aus der Elektronenquelle 101 austreten, bilden einen Primärelektronenstrahl. Die Elektronen werden aufgrund einer Potentialdifferenz zwischen der Elektronenquelle 101 und der Anode 103 auf Anodenpotential beschleunigt. Das Anodenpotential beträgt bei der hier dargestellten Ausführungsform 100 V bis 35 kV gegenüber einem Massepotential eines Gehäuses einer Probenkammer 120, beispielsweise 5 kV bis 15 kV, insbesondere 8 kV. Es könnte aber alternativ auch auf Massepotential liegen.
An dem Strahlführungsrohr 104 sind zwei Kondensorlinsen angeordnet, nämlich eine erste Kondensorlinse 105 und eine zweite Kondensorlinse 106. Dabei sind ausgehend von der Elektronenquelle 101 in Richtung einer ersten Objektivlinse 107 gesehen zunächst die erste Kondensorlinse 105 und dann die zweite Kondensorlinse 106 angeordnet. Es wird explizit darauf hingewiesen, dass weitere Ausführungsformen des SEM 100 nur eine einzelne Kondensorlinse aufweisen können. Zwischen der Anode 103 und der ersten Kondensorlinse 105 ist eine erste Blendeneinheit 108 angeordnet. Die erste Blendeneinheit 108 liegt zusammen mit der Anode 103 und dem Strahlführungsrohr 104 auf Hochspannungspotential, nämlich dem Potential der Anode 103 oder auf Masse. Die erste Blendeneinheit 108 weist zahlreiche erste Blendenöffnungen 108A auf, von denen eine in 1 dargestellt ist. Beispielsweise sind zwei erste Blendenöffnungen 108A vorhanden. Jede der zahlreichen ersten Blendenöffnungen 108A weist einen unterschiedlichen Öffnungsdurchmesser auf. Mittels eines Verstellmechanismus (nicht dargestellt) ist es möglich, eine gewünschte erste Blendenöffnung 108A auf eine optische Achse OA des SEM 100 einzustellen. Es wird explizit darauf hingewiesen, dass bei weiteren Ausführungsformen die erste Blendeneinheit 108 nur mit einer einzigen Blendenöffnung 108A versehen sein kann. Bei dieser Ausführungsform kann ein Verstellmechanismus nicht vorgesehen sein. Die erste Blendeneinheit 108 ist dann ortsfest ausgebildet. Zwischen der ersten Kondensorlinse 105 und der zweiten Kondensorlinse 106 ist eine ortsfeste zweite Blendeneinheit 109 angeordnet. Alternativ hierzu ist es vorgesehen, die zweite Blendeneinheit 109 beweglich auszubilden.
Die erste Objektivlinse 107 weist Polschuhe 110 auf, in denen eine Bohrung ausgebildet ist. Durch diese Bohrung ist das Strahlführungsrohr 104 geführt. In den Polschuhen 110 ist eine Spule 111 angeordnet.
In einem unteren Bereich des Strahlführungsrohrs 104 ist eine elektrostatische Verzögerungseinrichtung angeordnet. Diese weist eine einzelne Elektrode 112 und eine Rohrelektrode 113 auf. Die Rohrelektrode 113 ist an einem Ende des Strahlführungsrohrs 104 angeordnet, welches einem Objekt 125 zugewandt ist, das an einem beweglich ausgebildeten Objekthalter 114 angeordnet ist.
Die Rohrelektrode 113 liegt gemeinsam mit dem Strahlführungsrohr 104 auf dem Potential der Anode 103, während die einzelne Elektrode 112 sowie das Objekt 125 auf einem gegenüber dem Potential der Anode 103 niedrigeren Potential liegen. Im vorliegenden Fall ist dies das Massepotential des Gehäuses der Probenkammer 120. Auf diese Weise können die Elektronen des Primärelektronenstrahls auf eine gewünschte Energie abgebremst werden, die für die Untersuchung des Objekts 125 erforderlich ist.
Das SEM 100 weist ferner eine Rastereinrichtung 115 auf, durch die der Primärelektronenstrahl abgelenkt und über das Objekt 125 gerastert werden kann. Die Elektronen des Primärelektronenstrahls treten dabei in Wechselwirkung mit dem Objekt 125. Als Folge der Wechselwirkung entstehen Wechselwirkungsteilchen, welche detektiert werden. Als Wechselwirkungsteilchen werden insbesondere Elektronen aus der Oberfläche des Objekts 125 emittiert - sogenannte Sekundärelektronen - oder Elektronen des Primärelektronenstrahls zurückgestreut - sogenannte Rückstreuelektronen.
Das Objekt 125 und die einzelne Elektrode 112 können auch auf unterschiedlichen und von Masse verschiedenen Potentialen liegen. Hierdurch ist es möglich, den Ort der Verzögerung des Primärelektronenstrahls in Bezug auf das Objekt 125 einzustellen. Wird beispielsweise die Verzögerung recht nahe am Objekt 125 durchgeführt, werden Abbildungsfehler kleiner.
Zur Detektion der Sekundärelektronen und/oder der Rückstreuelektronen ist eine Detektoranordnung im Strahlführungsrohr 104 angeordnet, die einen ersten Detektor 116 und einen zweiten Detektor 117 aufweist. Der erste Detektor 116 ist dabei entlang der optischen Achse OA quellenseitig angeordnet, während der zweite Detektor 117 objektseitig entlang der optischen Achse OA im Strahlführungsrohr 104 angeordnet ist. Der erste Detektor 116 und der zweite Detektor 117 sind in Richtung der optischen Achse OA des SEM 100 versetzt zueinander angeordnet. Sowohl der erste Detektor 116 als auch der zweite Detektor 117 weisen jeweils eine Durchgangsöffnung auf, durch welche der Primärelektronenstrahl treten kann. Der erste Detektor 116 und der zweite Detektor 117 liegen annähernd auf dem Potential der Anode 103 und des Strahlführungsrohrs 104. Die optische Achse OA des SEM 100 verläuft durch die jeweiligen Durchgangsöffnungen.
Der zweite Detektor 117 dient hauptsächlich der Detektion von Sekundärelektronen. Die Sekundärelektronen weisen beim Austritt aus dem Objekt 125 zunächst eine geringe kinetische Energie und beliebige Bewegungsrichtungen auf. Durch das von der Rohrelektrode 113 ausgehende starke Absaugfeld werden die Sekundärelektronen in Richtung der ersten Objektivlinse 107 beschleunigt. Die Sekundärelektronen treten annähernd parallel in die erste Objektivlinse 107 ein. Der Bündeldurchmesser des Strahls der Sekundärelektronen bleibt auch in der ersten Objektivlinse 107 klein. Die erste Objektivlinse 107 wirkt nun stark auf die Sekundärelektronen und erzeugt einen vergleichsweise kurzen Fokus der Sekundärelektronen mit ausreichend steilen Winkeln zur optischen Achse OA, so dass die Sekundärelektronen nach dem Fokus weit auseinander laufen und den zweiten Detektor 117 auf seiner aktiven Fläche treffen. An dem Objekt 125 zurückgestreute Elektronen - also Rückstreuelektronen, die im Vergleich zu den Sekundärelektronen eine relativ hohe kinetische Energie beim Austritt aus dem Objekt 125 aufweisen - werden dagegen vom zweiten Detektor 117 nur zu einem geringen Anteil erfasst. Die hohe kinetische Energie und die Winkel der Rückstreuelektronen zur optischen Achse OA bei Austritt aus dem Objekt 125 führen dazu, dass eine Strahltaille, also ein Strahlbereich mit minimalem Durchmesser, der Rückstreuelektronen in der Nähe des zweiten Detektors 117 liegt. Ein großer Teil der Rückstreuelektronen tritt durch die Durchgangsöffnung des zweiten Detektors 117 hindurch. Der erste Detektor 116 dient daher im Wesentlichen zur Erfassung der Rückstreuelektronen.
Bei einer weiteren Ausführungsform des SEM 100 kann der erste Detektor 116 zusätzlich mit einem Gegenfeldgitter 116A ausgebildet sein. Das Gegenfeldgitter 116A ist an der zum Objekt 125 gerichteten Seite des ersten Detektors 116 angeordnet. Das Gegenfeldgitter 116A weist ein hinsichtlich des Potentials des Strahlführungsrohrs 104 negatives Potential derart auf, dass nur Rückstreuelektronen mit einer hohen Energie durch das Gegenfeldgitter 116A zu dem ersten Detektor 116 gelangen. Zusätzlich oder alternativ weist der zweite Detektor 117 ein weiteres Gegenfeldgitter auf, das analog zum vorgenannten Gegenfeldgitter 116A des ersten Detektors 116 ausgebildet ist und eine analoge Funktion aufweist.
Ferner weist das SEM 100 in der Probenkammer 120 einen Kammerdetektor 119 auf, beispielsweise einen Everhart-Thornley-Detektor oder einen Ionendetektor, welcher eine mit Metall beschichtete Detektionsfläche aufweist, welche Licht abschirmt.
Die mit dem ersten Detektor 116, dem zweiten Detektor 117 und dem Kammerdetektor 119 erzeugten Detektionssignale werden verwendet, um ein Bild oder Bilder der Oberfläche des Objekts 125 zu erzeugen.
Es wird explizit darauf hingewiesen, dass die Blendenöffnungen der ersten Blendeneinheit 108 und der zweiten Blendeneinheit 109 sowie die Durchgangsöffnungen des ersten Detektors 116 und des zweiten Detektors 117 übertrieben dargestellt sind. Die Durchgangsöffnungen des ersten Detektors 116 und des zweiten Detektors 117 haben eine Ausdehnung senkrecht zur optischen Achse OA im Bereich von 0,5 mm bis 5 mm. Beispielsweise sind sie kreisförmig ausgebildet und weisen einen Durchmesser im Bereich von 1 mm bis 3 mm senkrecht zur optischen Achse OA auf.
Die zweite Blendeneinheit 109 ist bei der hier dargestellten Ausführungsform als Lochblende ausgestaltet und ist mit einer zweiten Blendenöffnung 118 für den Durchtritt des Primärelektronenstrahls versehen, welche eine Ausdehnung im Bereich vom 5 µm bis 500 µm aufweist, beispielsweise 35 µm. Alternativ hierzu ist es bei einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die zweite Blendeneinheit 109 mit mehreren Blendenöffnungen versehen ist, die mechanisch zum Primärelektronenstrahl verschoben werden können oder die unter Verwendung von elektrischen und/oder magnetischen Ablenkelementen vom Primärelektronenstrahl erreicht werden können. Die zweite Blendeneinheit 109 ist als eine Druckstufenblende ausgebildet. Diese trennt einen ersten Bereich, in welchem die Elektronenquelle 101 angeordnet ist und in welchem ein Ultrahochvakuum herrscht (10^-7 hPa bis 10^-12 hPa), von einem zweiten Bereich, der ein Hochvakuum aufweist (10^-3 hPa bis 10^-7 hPa). Der zweite Bereich ist der Zwischendruckbereich des Strahlführungsrohrs 104, welcher zur Probenkammer 120 hinführt.
Die Probenkammer 120 steht unter Vakuum. Zur Erzeugung des Vakuums ist an der Probenkammer 120 eine Pumpe (nicht dargestellt) angeordnet. Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform wird die Probenkammer 120 in einem ersten Druckbereich oder in einem zweiten Druckbereich betrieben. Der erste Druckbereich umfasst nur Drücke kleiner oder gleich 10^-3 hPa, und der zweite Druckbereich umfasst nur Drücke größer als 10^-3 hPa. Um diese Druckbereiche zu gewährleisten, ist die Probenkammer 120 vakuumtechnisch verschlossen.
Der Objekthalter 114 ist an einem Probentisch 122 angeordnet. Der Probentisch 122 ist in drei zueinander senkrecht angeordnete Richtungen beweglich ausgebildet, nämlich in eine x-Richtung (erste Tischachse), in eine y-Richtung (zweite Tischachse) und in eine z-Richtung (dritte Tischachse). Darüber hinaus kann der Probentisch 122 um zwei zueinander senkrecht angeordnete Rotationsachsen (Tischrotationsachsen) gedreht werden. Die Erfindung ist nicht auf den vorbeschriebenen Probentisch 122 eingeschränkt. Vielmehr kann der Probentisch 122 weitere Translationsachsen und Rotationsachsen aufweisen, entlang derer oder um welche sich der Probentisch 122 bewegen kann.
Das SEM 100 weist ferner einen dritten Detektor 121 auf, welcher in der Probenkammer 120 angeordnet ist. Genauer gesagt, ist der dritte Detektor 121 von der Elektronenquelle 101 aus gesehen entlang der optischen Achse OA hinter dem Probentisch 122 angeordnet. Der Probentisch 122 und somit der Objekthalter 114 können derart gedreht werden, dass das am Objekthalter 114 angeordnete Objekt 125 vom Primärelektronenstrahl durchstrahlt werden kann. Beim Durchtritt des Primärelektronenstrahls durch das zu untersuchende Objekt 125 treten die Elektronen des Primärelektronenstrahls mit dem Material des zu untersuchenden Objekts 125 in Wechselwirkung. Die durch das zu untersuchende Objekt 125 hindurchtretenden Elektronen werden durch den dritten Detektor 121 detektiert.
An der Probenkammer 120 ist ein Strahlungsdetektor 500 angeordnet, mit dem Wechselwirkungsstrahlung, beispielsweise Röntgenstrahlung und/oder Kathodolumineszenzlicht, detektiert wird. Der Strahlungsdetektor 500, der erste Detektor 116, der zweite Detektor 117 und der Kammerdetektor 119 sind mit einer Steuereinheit 123 verbunden, welche einen Monitor 124 aufweist. Der Monitor 124 ist bei der hier dargestellten Ausführungsform mit einer zusätzlichen optischen Signaleinrichtung, beispielsweise eine rote LED, und/oder mit einer zusätzlichen akustischen Signaleinrichtung versehen, die eine Warnton abgeben kann, versehen. Auch der dritte Detektor 121 ist mit der Steuereinheit 123 verbunden. Dies ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Die Steuereinheit 123 verarbeitet Detektionssignale, welche von dem ersten Detektor 116, dem zweiten Detektor 117, dem Kammerdetektor 119, dem dritten Detektor 121 und/oder dem Strahlungsdetektor 500 erzeugt werden und zeigt diese in Form von Bildern auf dem Monitor 124 an.
Die Steuereinheit 123 weist ferner eine Datenbank 126 auf, in der Daten gespeichert werden und aus der Daten ausgelesen werden.
Das SEM 100 weist eine Gaszuführungseinrichtung 1000 auf, welche der Zuführung eines gasförmigen Präkursors an eine bestimmte Position auf der Oberfläche des Objekts 125 dient. Die Gaszuführungseinrichtung 1000 weist ein Gasreservoir in Form eines Präkursor-Reservoirs 1001 auf. Das Präkursor-Reservoir 1001 weist eine bestimmte Ausgangsfüllung auf. Mit anderen Worten ausgedrückt, weist das Präkursor-Reservoir im vollgefüllten Zustand eine bestimmte Menge Präkursor auf. Diese wird auch als Ausgangsfüllmasse oder als Ausgangsfüllmenge bezeichnet, wie oben bereits erwähnt. Der Präkursor ist beispielsweise in dem Präkursor-Reservoir 1001 als fester oder flüssiger Reinstoff aufgenommen. Um den Präkursor in den gasförmigen Zustand zu bringen, wird der Präkursor innerhalb des Präkursor-Reservoirs 1001 verdampft oder sublimiert. Beispielsweise wird als Präkursor Phenatren verwendet. Dann scheidet sich im Wesentlichen eine Schicht Kohlenstoff oder eine Kohlenstoff enthaltende Schicht auf der Oberfläche des Objekts 125 ab. Alternativ hierzu kann beispielsweise ein Metall aufweisender Präkursor verwendet werden, um ein Metall oder eine metallhaltige Schicht auf der Oberfläche des Objekts 125 abzuscheiden. Die Abscheidungen sind aber nicht auf Kohlenstoff und/oder Metalle beschränkt. Vielmehr können beliebige Substanzen auf der Oberfläche des Objekts 125 abgeschieden werden, beispielsweise Halbleiter, Nichtleiter oder andere Verbindungen. Ferner ist es auch vorgesehen, den Präkursor bei Wechselwirkung mit dem Teilchenstrahl zur Abtragung von Material des Objekts 125 zu verwenden.
Die Gaszuführungseinrichtung 1000 ist mit einer Zuleitung 1002 versehen. Die Zuleitung 1002 weist in Richtung des Objekts 125 eine Kanüle 1003 auf, welche in die Nähe der Oberfläche des Objekts 125 beispielsweise in einem Abstand von 10 µm bis 1 mm zur Oberfläche des Objekts 125 bringbar ist. Die Kanüle 1003 weist eine Zuführungsöffnung auf, deren Durchmesser beispielsweise im Bereich von 10 µm bis 1000 µm, insbesondere im Bereich von 100 µm bis 600 µm liegt. Die Zuleitung 1002 weist ein Ventil 1004 auf, um den Durchfluss von gasförmigen Präkurosor in die Zuleitung 1002 zu regeln. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird bei Öffnen des Ventils 1004 gasförmiger Präkursor von dem Präkursor-Reservoir 1001 in die Zuleitung 1002 eingebracht und über die Kanüle 1003 zur Oberfläche des Objekts 125 geleitet. Bei Schließen des Ventils 1004 wird der Zufluss des gasförmigen Präkursor auf die Oberfläche des Objekts 125 gestoppt.
Die Gaszuführungseinrichtung 1000 ist ferner mit einer Verstelleinheit 1005 versehen, welche eine Verstellung der Position der Kanüle 1003 in alle 3 Raumrichtungen - nämlich eine x-Richtung, eine y-Richtung und eine z-Richtung - sowie eine Verstellung der Orientierung der Kanüle 1003 durch eine Drehung und/oder eine Kippung ermöglicht. Die Gaszuführungseinrichtung 1000 und somit auch die Verstelleinheit 1005 sind mit der Steuereinheit 123 des SEM 100 verbunden.
Das Präkursor-Reservoir 1001 ist bei weiteren Ausführungsformen nicht direkt an der Gaszuführungseinrichtung 1000 angeordnet. Vielmehr ist es bei diesen weiteren Ausführungsformen vorgesehen, dass das Präkursor-Reservoir 1001 beispielsweise an einer Wand eines Raums angeordnet ist, in dem sich das SEM 100 befindet.
Die Gaszuführungseinrichtung 1000 weist eine Temperatur-Messeinheit 1006 auf. Als Temperatur-Messeinheit 1006 wird beispielsweise ein Infrarot-Messgerät oder ein Halbleiter-Temperatursensor verwendet. Die Erfindung ist aber auf die Verwendung derartiger Temperatur-Messeinheiten nicht eingeschränkt. Vielmehr kann als Temperatur-Messeinheit jegliche geeignete Temperatur-Messeinheit verwendet werden, welche für die Erfindung geeignet ist. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die Temperatur-Messeinheit nicht an der Gaszuführungseinrichtung 1000 selbst angeordnet ist, sondern beispielsweise beabstandet zur Gaszuführungseinrichtung 1000 angeordnet ist.
Die Gaszuführungseinrichtung 1000 weist ferner eine Temperatur-Einstelleinheit 1007 auf. Die Temperatur-Einstelleinheit 1007 ist beispielsweise eine Heizeinrichtung, insbesondere eine handelsübliche Infrarot-Heizeinrichtung. Alternativ hierzu ist die Temperatur-Einstelleinheit 1007 als Heiz- und/oder Kühleinrichtung ausgebildet, die beispielsweise einen Heizdraht aufweist. Die Erfindung ist aber nicht auf die Verwendung einer derartigen Temperatur-Einstelleinheit 1007 eingeschränkt. Vielmehr kann für die Erfindung jegliche geeignete Temperatur-Einstelleinheit verwendet werden.
2 zeigt ein Teilchenstrahlgerät in Form eines Kombinationsgeräts 200. Das Kombinationsgerät 200 weist zwei Teilchenstrahlsäulen auf. Zum einen ist das Kombinationsgerät 200 mit dem SEM 100 versehen, wie es in der 1 bereits dargestellt ist, allerdings ohne die Probenkammer 120. Vielmehr ist das SEM 100 an einer Probenkammer 201 angeordnet. Die Probenkammer 201 steht unter Vakuum. Zur Erzeugung des Vakuums ist an der Probenkammer 201 eine Pumpe (nicht dargestellt) angeordnet. Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform wird die Probenkammer 201 in einem ersten Druckbereich oder in einem zweiten Druckbereich betrieben. Der erste Druckbereich umfasst nur Drücke kleiner oder gleich 10^-3 hPa, und der zweite Druckbereich umfasst nur Drücke größer als 10^-3 hPa. Um diese Druckbereiche zu gewährleisten, ist die Probenkammer 201 vakuumtechnisch verschlossen.
In der Probenkammer 201 ist der Kammerdetektor 119 angeordnet, der beispielsweise als ein Everhart-Thornley-Detektor oder ein Ionendetektor ausgebildet ist und der eine mit Metall beschichtete Detektionsfläche aufweist, welche Licht abschirmt. Ferner ist in der Probenkammer 201 der dritte Detektor 121 angeordnet.
Das SEM 100 dient der Erzeugung eines ersten Teilchenstrahls, nämlich des bereits weiter oben beschriebenen Primärelektronenstrahls und weist die bereits oben genannte optische Achse auf, die in der 2 mit dem Bezugszeichen 709 versehen ist und nachfolgend auch erste Strahlachse genannt wird. Zum anderen ist das Kombinationsgerät 200 mit einem lonenstrahlgerät 300 versehen, das ebenfalls an der Probenkammer 201 angeordnet ist. Das lonenstrahlgerät 300 weist ebenfalls eine optische Achse auf, die in der 2 mit dem Bezugszeichen 710 versehen ist und nachfolgend auch zweite Strahlachse genannt wird.
Das SEM 100 ist hinsichtlich der Probenkammer 201 vertikal angeordnet. Hingegen ist das lonenstrahlgerät 300 um einen Winkel von ca. 0° bis 90° geneigt zum SEM 100 angeordnet. In der 2 ist beispielsweise eine Anordnung von ca. 50° dargestellt. Das lonenstrahlgerät 300 weist einen zweiten Strahlerzeuger in Form eines Ionenstrahlerzeugers 301 auf. Mit dem lonenstrahlerzeuger 301 werden Ionen erzeugt, die einen zweiten Teilchenstrahl in Form eines lonenstrahls bilden. Die Ionen werden mittels einer Extraktionselektrode 302, die auf einem vorgebbaren Potential liegt, beschleunigt. Der zweite Teilchenstrahl gelangt dann durch eine Ionenoptik des lonenstrahlgeräts 300, wobei die Ionenoptik eine Kondensorlinse 303 und eine zweite Objektivlinse 304 aufweist. Die zweite Objektivlinse 304 erzeugt schließlich eine Ionensonde, die auf das an einem Objekthalter 114 angeordnete Objekt 125 fokussiert wird. Der Objekthalter 114 ist an einem Probentisch 122 angeordnet.
Oberhalb der zweiten Objektivlinse 304 (also in Richtung des lonenstrahlerzeugers 301) sind eine einstellbare oder auswählbare Blende 306, eine erste Elektrodenanordnung 307 und eine zweite Elektrodenanordnung 308 angeordnet, wobei die erste Elektrodenanordnung 307 und die zweite Elektrodenanordnung 308 als Rasterelektroden ausgebildet sind. Mittels der ersten Elektrodenanordnung 307 und der zweiten Elektrodenanordnung 308 wird der zweite Teilchenstrahl über die Oberfläche des Objekts 125 gerastert, wobei die erste Elektrodenanordnung 307 in eine erste Richtung und die zweite Elektrodenanordnung 308 in eine zweite Richtung wirken, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist. Damit erfolgt das Rastern zum Beispiel in eine x-Richtung. Das Rastern in einer dazu senkrechten y-Richtung erfolgt durch weitere, um 90° verdrehte Elektroden (nicht dargestellt) an der ersten Elektrodenanordnung 307 und an der zweiten Elektrodenanordnung 308.
Wie oben erläutert, ist der Objekthalter 114 an dem Probentisch 122 angeordnet. Auch bei der in 2 gezeigten Ausführungsform ist der Probentisch 122 in drei zueinander senkrecht angeordnete Richtungen beweglich ausgebildet, nämlich in eine x-Richtung (erste Tischachse), in eine y-Richtung (zweite Tischachse) und in eine z-Richtung (dritte Tischachse). Darüber hinaus kann der Probentisch 122 um zwei zueinander senkrecht angeordnete Rotationsachsen (Tischrotationsachsen) gedreht werden.
Die in der 2 dargestellten Abstände zwischen den einzelnen Einheiten des Kombinationsgeräts 200 sind übertrieben dargestellt, um die einzelnen Einheiten des Kombinationsgeräts 200 besser darzustellen.
An der Probenkammer 201 ist ein Strahlungsdetektor 500 angeordnet, mit dem Wechselwirkungsstrahlung, beispielsweise Röntgenstrahlung und/oder Kathodolumineszenzlicht, detektiert wird. Der Strahlungsdetektor 500 ist mit einer Steuereinheit 123 verbunden, welche einen Monitor 124 aufweist. Der Monitor 124 ist bei der hier dargestellten Ausführungsform mit einer zusätzlichen optischen Signaleinrichtung, beispielsweise eine rote LED, und/oder mit einer zusätzlichen akustischen Signaleinrichtung versehen, die eine Warnton abgeben kann, versehen.
Die Steuereinheit 123 verarbeitet Detektionssignale, welche von dem ersten Detektor 116, dem zweiten Detektor 117 (in 2 nicht dargestellt), dem Kammerdetektor 119, dem dritten Detektor 121 und/oder dem Strahlungsdetektor 500 erzeugt werden und zeigt diese in Form von Bildern auf dem Monitor 124 an.
Die Steuereinheit 123 weist ferner eine Datenbank 126 auf, in der Daten gespeichert werden und aus der Daten ausgelesen werden.
Das Kombinationsgerät 200 weist eine Gaszuführungseinrichtung 1000 auf, welche der Zuführung eines gasförmigen Präkursors an eine bestimmte Position auf der Oberfläche des Objekts 125 dient. Die Gaszuführungseinrichtung 1000 weist ein Gasreservoir in Form eines Präkursor-Reservoirs 1001 auf. Das Präkursor-Reservoir 1001 weist eine bestimmte Ausgangsfüllung auf. Mit anderen Worten ausgedrückt, weist das Präkursor-Reservoir 1001 im vollgefüllten Zustand eine bestimmte Menge Präkursor auf. Dies ist die Ausgangsfüllmasse. Der Präkursor ist beispielsweise in dem Präkursor-Reservoir 1001 als fester oder flüssiger Reinstoff aufgenommen. Um den Präkursor in den gasförmigen Zustand zu bringen, wird der Präkursor innerhalb des Präkursor-Reservoirs 1001 verdampft oder sublimiert.
Beispielsweise wird als Präkursor Phenatren verwendet. Dann scheidet sich im Wesentlichen eine Schicht Kohlenstoff oder eine Kohlenstoff enthaltende Schicht auf der Oberfläche des Objekts 125 ab. Alternativ hierzu kann beispielsweise ein Metall aufweisender Präkursor verwendet werden, um ein Metall oder eine metallhaltige Schicht auf der Oberfläche des Objekts 125 abzuscheiden. Die Abscheidungen sind aber nicht auf Kohlenstoff und/oder Metalle beschränkt. Vielmehr können beliebige Substanzen auf der Oberfläche des Objekts 125 abgeschieden werden, beispielsweise Halbleiter, Nichtleiter oder andere Verbindungen. Ferner ist es auch vorgesehen, den Präkursor bei Wechselwirkung mit einem der beiden Teilchenstrahlen zur Abtragung von Material des Objekts 125 zu verwenden.
Die Gaszuführungseinrichtung 1000 ist mit einer Zuleitung 1002 versehen. Die Zuleitung 1002 weist in Richtung des Objekts 125 eine Kanüle 1003 auf, welche in die Nähe der Oberfläche des Objekts 125 beispielsweise in einem Abstand von 10 µm bis 1 mm zur Oberfläche des Objekts 125 bringbar ist. Die Kanüle 1003 weist eine Zuführungsöffnung auf, deren Durchmesser beispielsweise im Bereich von 10 µm bis 1000 µm, insbesondere im Bereich von 100 µm bis 600 µm liegt. Die Zuleitung 1002 weist ein Ventil 1004 auf, um den Durchfluss von gasförmigen Präkursor in die Zuleitung 1002 zu regeln. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird bei Öffnen des Ventils 1004 gasförmiger Präkursor von dem Präkursor-Reservoir 1001 in die Zuleitung 1002 eingebracht und über die Kanüle 1003 zur Oberfläche des Objekts 125 geleitet. Bei Schließen des Ventils 1004 wird der Zufluss des gasförmigen Präkursors auf die Oberfläche des Objekts 125 gestoppt.
Die Gaszuführungseinrichtung 1000 ist ferner mit einer Verstelleinheit 1005 versehen, welche eine Verstellung der Position der Kanüle 1003 in alle 3 Raumrichtungen - nämlich eine x-Richtung, eine y-Richtung und eine z-Richtung - sowie eine Verstellung der Orientierung der Kanüle 1003 durch eine Drehung und/oder eine Kippung ermöglicht. Die Gaszuführungseinrichtung 1000 und somit auch die Verstelleinheit 1005 sind mit der Steuereinheit 123 des SEM 100 verbunden.
Das Präkursor-Reservoir 1001 ist bei weiteren Ausführungsformen nicht direkt an der Gaszuführungseinrichtung 1000 angeordnet. Vielmehr ist es bei diesen weiteren Ausführungsformen vorgesehen, dass das Präkursor-Reservoir 1001 beispielsweise an einer Wand eines Raums angeordnet ist, in dem sich das Kombinationsgerät 200 befindet.
Die Gaszuführungseinrichtung 1000 weist eine Temperatur-Messeinheit 1006 auf. Als Temperatur-Messeinheit 1006 wird beispielsweise ein Infrarot-Messgerät oder ein Halbleiter-Temperatursensor verwendet. Die Erfindung ist aber auf die Verwendung derartiger Temperatur-Messeinheiten nicht eingeschränkt. Vielmehr kann als Temperatur-Messeinheit jegliche geeignete Temperatur-Messeinheit verwendet werden, welche für die Erfindung geeignet ist. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die Temperatur-Messeinheit nicht an der Gaszuführungseinrichtung 1000 selbst angeordnet ist, sondern beispielsweise beabstandet zur Gaszuführungseinrichtung 1000 angeordnet ist.
Die Gaszuführungseinrichtung 1000 weist ferner eine Temperatur-Einstelleinheit 1007 auf. Die Temperatur-Einstelleinheit 1007 ist beispielsweise eine Heizeinrichtung, insbesondere eine handelsübliche Infrarot-Heizeinrichtung. Alternativ hierzu ist die Temperatur-Einstelleinheit 1007 als Heiz- und/oder Kühleinrichtung ausgebildet, die beispielsweise einen Heizdraht aufweist. Die Erfindung ist aber nicht auf die Verwendung einer derartigen Temperatur-Einstelleinheit 1007 eingeschränkt. Vielmehr kann für die Erfindung jegliche geeignete Temperatur-Einstelleinheit verwendet werden.
3 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Teilchenstrahlgeräts nach der Erfindung. Diese Ausführungsform des Teilchenstrahlgeräts ist mit dem Bezugszeichen 400 versehen und umfasst einen Spiegelkorrektor zum Korrigieren beispielsweise von chromatischer und/oder sphärischer Aberration. Das Teilchenstrahlgerät 400 umfasst eine Teilchenstrahlsäule 401, die als Elektronenstrahlsäule ausgebildet ist und im Wesentlichen einer Elektronenstrahlsäule eines korrigierten SEM entspricht. Das Teilchenstrahlgerät 400 ist aber nicht auf ein SEM mit einem Spiegelkorrektor eingeschränkt. Vielmehr kann das Teilchenstrahlgerät jegliche Art von Korrektoreinheiten umfassen.
Die Teilchenstrahlsäule 401 umfasst einen Teilchenstrahlerzeuger in Form einer Elektronenquelle 402 (Kathode), eine Extraktionselektrode 403 und eine Anode 404. Beispielsweise ist die Elektronenquelle 402 als ein thermischer Feldemitter ausgebildet. Elektronen, die aus der Elektronenquelle 402 austreten, werden zu der Anode 404 aufgrund einer Potentialdifferenz zwischen der Elektronenquelle 402 und der Anode 404 beschleunigt. Demnach wird ein Teilchenstrahl in Form eines Elektronenstrahls entlang einer ersten optischen Achse OA1 gebildet.
Der Teilchenstrahl wird entlang eines Strahlwegs geführt, welcher der ersten optischen Achse OA1 entspricht, nachdem der Teilchenstrahl aus der Elektronenquelle 402 ausgetreten ist. Zur Führung des Teilchenstrahls werden eine erste elektrostatische Linse 405, eine zweite elektrostatische Linse 406 und eine dritte elektrostatische Linse 407 verwendet.
Ferner wird der Teilchenstrahl entlang des Strahlwegs unter Verwendung einer Strahlführungseinrichtung eingestellt. Die Strahlführungseinrichtung dieser Ausführungsform umfasst eine Quelleneinstelleinheit mit zwei magnetischen Ablenkeinheiten 408, die entlang der ersten optischen Achse OA1 angeordnet sind. Darüber hinaus umfasst das Teilchenstrahlgerät 400 elektrostatische Strahlablenkeinheiten. Eine erste elektrostatische Strahlablenkeinheit 409, die bei einer weiteren Ausführungsform auch als Quadrupol ausgebildet ist, ist zwischen der zweiten elektrostatischen Linse 406 und der dritten elektrostatischen Linse 407 angeordnet. Die erste elektrostatische Strahlablenkeinheit 409 ist ebenfalls hinter den magnetischen Ablenkeinheiten 408 angeordnet. Eine erste Multipoleinheit 409A in Form einer ersten magnetischen Ablenkeinheit ist an einer Seite der ersten elektrostatischen Strahlablenkeinheit 409 angeordnet. Darüber hinaus ist eine zweite Multipoleinheit 409B in Form einer zweiten magnetischen Ablenkeinheit an der anderen Seite der ersten elektrostatischen Strahlablenkeinheit 409 angeordnet. Die erste elektrostatische Strahlablenkeinheit 409, die erste Multipoleinheit 409A und die zweite Multipoleinheit 409B werden zur Einstellung des Teilchenstrahls hinsichtlich der Achse der dritten elektrostatischen Linse 407 und des Eingangsfensters einer Strahlablenkeinrichtung 410 eingestellt. Die erste elektrostatische Strahlablenkeinheit 409, die erste Multipoleinheit 409A und die zweite Multipoleinheit 409B können wie ein Wienfilter zusammenwirken. Am Eingang der Strahlablenkeinrichtung 410 ist ein weiteres magnetisches Ablenkelement 432 angeordnet.
Die Strahlablenkeinrichtung 410 wird als Teilchenstrahlablenker verwendet, welcher den Teilchenstrahl in einer bestimmten Weise ablenkt. Die Strahlablenkeinrichtung 410 umfasst mehrere magnetische Sektoren, nämlich einen ersten magnetischen Sektor 411A, einen zweiten magnetischen Sektor 411B, einen dritten magnetischen Sektor 411C, einen vierten magnetischen Sektor 411D, einen fünften magnetischen Sektor 411E, einen sechsten magnetischen Sektor 411F und einen siebten magnetischen Sektor 411G. Der Teilchenstrahl tritt in die Strahlablenkeinrichtung 410 entlang der ersten optischen Achse OA1 ein und wird durch die Strahlablenkeinrichtung 410 in die Richtung einer zweiten optischen Achse OA2 abgelenkt. Die Strahlablenkung erfolgt mittels des ersten magnetischen Sektors 411A, mittels des zweiten magnetischen Sektors 411B und mittels des dritten magnetischen Sektors 411C um einen Winkel von 30° bis 120°. Die zweite optische Achse OA2 ist in demselben Winkel zu der ersten optischen Achse OA1 ausgerichtet. Die Strahlablenkeinrichtung 410 lenkt auch den Teilchenstrahl ab, welcher entlang der zweiten optischen Achse OA2 geführt ist, und zwar in die Richtung einer dritten optischen Achse OA3. Die Strahlablenkung wird durch den dritten magnetischen Sektor 411C, den vierten magnetischen Sektor 411D und den fünften magnetischen Sektor 411E bereitgestellt. Bei der Ausführungsform in 3 wird die Ablenkung zu der zweiten optischen Achse OA2 und zu der dritten optischen Achse OA3 durch Ablenkung des Teilchenstrahls in einem Winkel von 90° bereitgestellt. Somit verläuft die dritte optische Achse OA3 koaxial zu der ersten optischen Achse OA1. Es wird aber darauf hingewiesen, dass das Teilchenstrahlgerät 400 nach der hier beschriebenen Erfindung nicht auf Ablenkwinkel von 90° eingeschränkt ist. Vielmehr kann jeder geeignete Ablenkwinkel durch die Strahlablenkeinrichtung 410 gewählt werden, beispielsweise 70° oder 110°, sodass die erste optische Achse OA1 nicht koaxial zu der dritten optischen Achse OA3 verläuft. Hinsichtlich weiterer Details der Strahlablenkeinrichtung 410 wird Bezug auf die WO 2002/067286 A2 genommen.
Nachdem der Teilchenstrahl durch den ersten magnetischen Sektor 411A, den zweiten magnetischen Sektor 411B und den dritten magnetischen Sektor 411C abgelenkt wurde, wird der Teilchenstrahl entlang der zweiten optischen Achse OA2 geführt. Der Teilchenstrahl wird zu einem elektrostatischen Spiegel 414 geführt und verläuft auf seinem Weg zu dem elektrostatischen Spiegel 414 entlang einer vierten elektrostatischen Linse 415, einer dritten Multipoleinheit 416A in Form einer magnetischen Ablenkeinheit, einer zweiten elektrostatischen Strahlablenkeinheit 416, einer dritten elektrostatischen Strahlablenkeinheit 417 und einer vierten Multipoleinheit 416B in Form einer magnetischen Ablenkeinheit. Der elektrostatische Spiegel 414 umfasst eine erste Spiegelelektrode 413A, eine zweite Spiegelelektrode 413B und eine dritte Spiegelelektrode 413C. Elektronen des Teilchenstrahls, die an dem elektrostatischen Spiegel 414 zurückreflektiert werden, verlaufen wieder entlang der zweiten optischen Achse OA2 und treten wieder in die Strahlablenkeinrichtung 410 ein. Sie werden dann durch den dritten magnetischen Sektor 411C, den vierten magnetischen Sektor 411D und den fünften magnetischen Sektor 411E zu der dritten optischen Achse OA3 abgelenkt.
Die Elektronen des Teilchenstrahls treten aus der Strahlablenkeinrichtung 410 aus und werden entlang der dritten optischen Achse OA3 zu einem Objekt 425 geführt, das untersucht werden soll und in einem Objekthalter 114 angeordnet ist. Auf dem Weg zum Objekt 425 wird der Teilchenstrahl zu einer fünften elektrostatischen Linse 418, einem Strahlführungsrohr 420, einer fünften Multipoleinheit 418A, einer sechsten Multipoleinheit 418B und einer Objektivlinse 421 geführt. Die fünfte elektrostatische Linse 418 ist eine elektrostatische Immersionslinse. Der Teilchenstrahl wird durch die fünfte elektrostatische Linse 418 auf ein elektrisches Potential des Strahlführungsrohrs 420 abgebremst oder beschleunigt.
Der Teilchenstrahl wird durch die Objektivlinse 421 in eine Fokusebene fokussiert, in welcher das Objekt 425 angeordnet ist. Der Objekthalter 114 ist an einem beweglichen Probentisch 424 angeordnet. Der bewegliche Probentisch 424 ist in einer Probenkammer 426 des Teilchenstrahlgeräts 400 angeordnet. Der Probentisch 424 ist in drei zueinander senkrecht angeordnete Richtungen beweglich ausgebildet, nämlich in eine x-Richtung (erste Tischachse), in eine y-Richtung (zweite Tischachse) und in eine z-Richtung (dritte Tischachse). Darüber hinaus kann der Probentisch 424 um zwei zueinander senkrecht angeordnete Rotationsachsen (Tischrotationsachsen) gedreht werden.
Die Probenkammer 426 steht unter Vakuum. Zur Erzeugung des Vakuums ist an der Probenkammer 426 eine Pumpe (nicht dargestellt) angeordnet. Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform wird die Probenkammer 426 in einem ersten Druckbereich oder in einem zweiten Druckbereich betrieben. Der erste Druckbereich umfasst nur Drücke kleiner oder gleich 10^-3 hPa, und der zweite Druckbereich umfasst nur Drücke größer als 10^-3 hPa. Um diese Druckbereiche zu gewährleisten, ist die Probenkammer 426 vakuumtechnisch verschlossen.
Die Objektivlinse 421 kann als eine Kombination einer magnetischen Linse 422 und einer sechsten elektrostatischen Linse 423 ausgebildet sein. Das Ende des Strahlführungsrohrs 420 kann ferner eine Elektrode einer elektrostatischen Linse sein. Teilchen des Teilchenstrahlgeräts werden - nachdem sie aus dem Strahlführungsrohr 420 austreten - auf ein Potential des Objekts 425 abgebremst. Die Objektivlinse 421 ist nicht auf eine Kombination der magnetischen Linse 422 und der sechsten elektrostatischen Linse 423 eingeschränkt. Vielmehr kann die Objektivlinse 421 jegliche geeignete Form annehmen. Beispielsweise kann die Objektivlinse 421 auch als rein magnetische Linse oder als rein elektrostatische Linse ausgebildet sein.
Der Teilchenstrahl, der auf das Objekt 425 fokussiert wird, wechselwirkt mit dem Objekt 425. Es werden Wechselwirkungsteilchen erzeugt. Insbesondere werden Sekundärelektronen aus dem Objekt 425 emittiert oder Rückstreuelektronen werden an dem Objekt 425 zurückgestreut. Die Sekundärelektronen oder die Rückstreuelektronen werden wieder beschleunigt und in das Strahlführungsrohr 420 entlang der dritten optischen Achse OA3 geführt. Insbesondere verlaufen die Bahnen der Sekundärelektronen und der Rückstreuelektronen auf dem Weg des Strahlverlaufs des Teilchenstrahls in entgegengesetzter Richtung zum Teilchenstrahl.
Das Teilchenstrahlgerät 400 umfasst einen ersten Analysedetektor 419, welcher entlang des Strahlwegs zwischen der Strahlablenkeinrichtung 410 und der Objektivlinse 421 angeordnet ist. Sekundärelektronen, welche in Richtungen verlaufen, die hinsichtlich der dritten optischen Achse OA3 in einem großen Winkel ausgerichtet sind, werden durch den ersten Analysedetektor 419 detektiert. Rückstreuelektronen und Sekundärelektronen, welche hinsichtlich der dritten optischen Achse OA3 am Ort des ersten Analysedetektors 419 einen kleinen Achsenabstand haben - d.h. Rückstreuelektronen und Sekundärelektronen, welche am Ort des ersten Analysedetektors 419 einen kleinen Abstand von der dritten optischen Achse OA3 aufweisen - treten in die Strahlablenkeinrichtung 410 ein und werden durch den fünften magnetischen Sektor 411E, den sechsten magnetischen Sektor 411F und den siebten magnetischen Sektor 411G entlang eines Detektionsstrahlwegs 427 zu einem zweiten Analysedetektor 428 abgelenkt. Der Ablenkwinkel beträgt beispielsweise 90° oder 110°.
Der erste Analysedetektor 419 erzeugt Detektionssignale, die weitgehend durch emittierte Sekundärelektronen erzeugt werden. Die Detektionssignale, die durch den ersten Analysedetektor 419 erzeugt werden, werden zu einer Steuereinheit 123 geführt und werden verwendet, um Informationen über die Eigenschaften des Wechselwirkungsbereichs des fokussierten Teilchenstrahls mit dem Objekt 425 zu erhalten. Insbesondere wird der fokussierte Teilchenstrahl über das Objekt 425 unter Verwendung einer Rastereinrichtung 429 gerastert. Durch die Detektionssignale, die durch den ersten Analysedetektor 419 erzeugt werden, kann dann ein Bild des gerasterten Bereichs des Objekts 425 erzeugt und auf einer Darstellungseinheit angezeigt werden. Die Darstellungseinheit ist beispielsweise ein Monitor 124, der an der Steuereinheit 123 angeordnet ist. Der Monitor 124 ist bei der hier dargestellten Ausführungsform mit einer zusätzlichen optischen Signaleinrichtung, beispielsweise eine rote LED, und/oder mit einer zusätzlichen akustischen Signaleinrichtung versehen, die eine Warnton abgeben kann, versehen.
Auch der zweite Analysedetektor 428 ist mit der Steuereinheit 123 verbunden. Detektionssignale des zweiten Analysedetektors 428 werden zur Steuereinheit 123 geführt und verwendet, um ein Bild des gerasterten Bereichs des Objekts 425 zu erzeugen und auf einer Darstellungseinheit anzuzeigen. Die Darstellungseinheit ist beispielsweise der Monitor 124, der an der Steuereinheit 123 angeordnet ist.
An der Probenkammer 426 ist ein Strahlungsdetektor 500 angeordnet, mit dem Wechselwirkungsstrahlung, beispielsweise Röntgenstrahlung und/oder Kathodolumineszenzlicht, detektiert wird. Der Strahlungsdetektor 500 ist mit der Steuereinheit 123 verbunden, welche den Monitor 124 aufweist. Die Steuereinheit 123 verarbeitet Detektionssignale des Strahlungsdetektors 500 und zeigt diese in Form von Bildern auf dem Monitor 124 an.
Die Steuereinheit 123 weist ferner eine Datenbank 126 auf, in der Daten gespeichert werden und aus der Daten ausgelesen werden.
Das Teilchenstrahlgerät 400 weist eine Gaszuführungseinrichtung 1000 auf, welche der Zuführung eines gasförmigen Präkursors an eine bestimmte Position auf der Oberfläche des Objekts 425 dient. Die Gaszuführungseinrichtung 1000 weist ein Gasreservoir in Form eines Präkursor-Reservoirs 1001 auf. Das Präkursor-Reservoir 1001 weist eine bestimmte Ausgangsfüllung auf. Mit anderen Worten ausgedrückt, weist das Präkursor-Reservoir 1001 im vollgefüllten Zustand eine bestimmte Menge Präkursor auf. Dies ist die Ausgangsfüllmasse. Der Präkursor ist beispielsweise in dem Präkursor-Reservoir 1001 als fester oder flüssiger Reinstoff aufgenommen. Um den Präkursor in den gasförmigen Zustand zu bringen, wird der Präkursor innerhalb des Präkursor-Reservoirs 1001 verdampft oder sublimiert.
Beispielsweise wird als Präkursor Phenatren verwendet. Dann scheidet sich im Wesentlichen eine Schicht Kohlenstoff oder eine Kohlenstoff enthaltende Schicht auf der Oberfläche des Objekts 425 ab. Alternativ hierzu kann beispielsweise ein Metall aufweisender Präkursor verwendet werden, um ein Metall oder eine metallhaltige Schicht auf der Oberfläche des Objekts 425 abzuscheiden. Die Abscheidungen sind aber nicht auf Kohlenstoff und/oder Metalle beschränkt. Vielmehr können beliebige Substanzen auf der Oberfläche des Objekts 425 abgeschieden werden, beispielsweise Halbleiter, Nichtleiter oder andere Verbindungen. Ferner ist es auch vorgesehen, den Präkursor bei Wechselwirkung mit einem Teilchenstrahl zur Abtragung von Material des Objekts 425 zu verwenden.
Die Gaszuführungseinrichtung 1000 ist mit einer Zuleitung 1002 versehen. Die Zuleitung 1002 weist in Richtung des Objekts 425 eine Kanüle 1003 auf, welche in die Nähe der Oberfläche des Objekts 425 beispielsweise in einem Abstand von 10 µm bis 1 mm zur Oberfläche des Objekts 425 bringbar ist. Die Kanüle 1003 weist eine Zuführungsöffnung auf, deren Durchmesser beispielsweise im Bereich von 10 µm bis 1000 µm, insbesondere im Bereich von 100 µm bis 600 µm liegt. Die Zuleitung 1002 weist ein Ventil 1004 auf, um den Durchfluss von gasförmigen Präkursor in die Zuleitung 1002 zu regeln. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird bei Öffnen des Ventils 1004 gasförmiger Präkursor von dem Präkursor-Reservoir 1001 in die Zuleitung 1002 eingebracht und über die Kanüle 1003 zur Oberfläche des Objekts 425 geleitet. Bei Schließen des Ventils 1004 wird der Zufluss des gasförmigen Präkursors auf die Oberfläche des Objekts 425 gestoppt.
Die Gaszuführungseinrichtung 1000 ist ferner mit einer Verstelleinheit 1005 versehen, welche eine Verstellung der Position der Kanüle 1003 in alle 3 Raumrichtungen - nämlich eine x-Richtung, eine y-Richtung und eine z-Richtung - sowie eine Verstellung der Orientierung der Kanüle 1003 durch eine Drehung und/oder eine Kippung ermöglicht. Die Gaszuführungseinrichtung 1000 und somit auch die Verstelleinheit 1005 sind mit der Steuereinheit 123 des Teilchenstrahlgeräts 400 verbunden.
Das Präkursor-Reservoir 1001 ist bei weiteren Ausführungsformen nicht direkt an der Gaszuführungseinrichtung 1000 angeordnet. Vielmehr ist es bei diesen weiteren Ausführungsformen vorgesehen, dass das Präkursor-Reservoir 1001 beispielsweise an einer Wand eines Raums angeordnet ist, in dem sich das Teilchenstrahlgerät 400 befindet.
Die Gaszuführungseinrichtung 1000 weist eine Temperatur-Messeinheit 1006 auf. Als Temperatur-Messeinheit 1006 wird beispielsweise ein Infrarot-Messgerät oder ein Halbleiter-Temperatursensor verwendet. Die Erfindung ist aber auf die Verwendung derartiger Temperatur-Messeinheiten nicht eingeschränkt. Vielmehr kann als Temperatur-Messeinheit jegliche geeignete Temperatur-Messeinheit verwendet werden, welche für die Erfindung geeignet ist. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die Temperatur-Messeinheit nicht an der Gaszuführungseinrichtung 1000 selbst angeordnet ist, sondern beispielsweise beabstandet zur Gaszuführungseinrichtung 1000 angeordnet ist.
Die Gaszuführungseinrichtung 1000 weist ferner eine Temperatur-Einstelleinheit 1007 auf. Die Temperatur-Einstelleinheit 1007 ist beispielsweise eine Heizeinrichtung, insbesondere eine handelsübliche Infrarot-Heizeinrichtung. Alternativ hierzu ist die Temperatur-Einstelleinheit 1007 als Heiz- und/oder Kühleinrichtung ausgebildet, die beispielsweise einen Heizdraht aufweist. Die Erfindung ist aber nicht auf die Verwendung einer derartigen Temperatur-Einstelleinheit 1007 eingeschränkt. Vielmehr kann für die Erfindung jegliche geeignete Temperatur-Einstelleinheit verwendet werden.
Der Steuereinheit 123 des Teilchenstrahlgeräts 100, 200 oder 400 ist als ein Prozessor ausgebildet oder weist einen Prozessor auf. In dem Prozessor ist ein Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode geladen, der bei Ausführung ein Verfahren zum Betrieb der Gaszuführungseinrichtung 1000 ausführt.
Zunächst werden initiale Verfahrensschritte einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, die in 4 dargestellt sind, beispielsweise werksseitig durchgeführt. Insbesondere ist es vorgesehen, dass diese initialen Verfahrensschritte nicht von einem Anwender des Teilchenstrahlgeräts 100, 200 oder 400 durchgeführt werden. In den initialen Verfahrensschritten ist es vorgesehen, die Flussrate des Präkursors durch den Auslass in Form des Ventils 1004 des Präkursor-Reservoirs 1001 in Abhängigkeit der Temperatur des Präkursors-Reservoirs 1001 zu bestimmen und in der Datenbank 126 der Steuereinheit 123 zu speichern.
In einem Verfahrensschritt S1 wird die Ausgangsfüllung in Form einer Ausgangsfüllmenge (also der Ausgangsfüllmasse) des Präkursor-Reservoirs 1001 bestimmt. Hierzu wird eine Messeinrichtung verwendet, beispielsweise eine handelsübliche Industriewaage. Demnach wird das Präkursor-Reservoir 1001 gewogen. Bevor das Präkursor-Reservoir 1001 gewogen wird, wird es bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens aus der Gaszuführungseinrichtung 1000 ausgebaut oder nicht in die Gaszuführungseinrichtung 1000 eingebaut. Es wird somit bei dieser Ausführungsform nur das Präkursor-Reservoir 1001 gewogen. Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung einer Messeinrichtung in Form einer Industriewaage eingeschränkt. Vielmehr kann für die Erfindung jegliche geeignete Messeinrichtung verwendet werden, mit der die Ausgangsfüllung in Form der Ausgangsfüllmasse des Präkursor-Reservoirs 1001 bestimmbar ist.
In einem weiteren Verfahrensschritt S2 wird das Präkursor-Reservoir 1001 in die Gaszuführungseinrichtung 1000 eingebaut und auf eine vorgebbare Temperatur mit der Temperatur-Einstelleinheit 1007 geheizt. Die Temperatur-Einstelleinheit 1007 ist beispielsweise eine Heizeinrichtung, insbesondere eine handelsübliche Infrarotheizeinrichtung oder ein Heizdraht, wie bereits oben erwähnt. Beispielsweise wird das Präkursor-Reservoir 1001 auf eine Temperatur zwischen 20°C und 100°C, insbesondere zwischen 30°C und 90°C geheizt, wobei die vorgenannten Bereichsgrenzen in dem Bereich mit eingeschlossen sind.
Wenn das Präkursor-Reservoir 1001 auf die vorgebbare Temperatur geheizt ist, dann wird im Verfahrensschritt S3 der Auslass in Form des Ventils 1004 des Präkursor-Reservoirs 1001 geöffnet, sodass der Präkursor aus dem Präkursor-Reservoir 1001 durch das Ventil 1004 in die Zuleitung 1002 fließt.
Es folgt dann in einem Verfahrensschritt S4 ein Austreten des Präkursors aus dem Präkursor-Reservoir 1001 in einer vorgebbaren Zeitdauer, die frei wählbar ist. Die vorgebbare Zeitdauer liegt beispielsweise zwischen 30 Minuten und 10 Stunden, beispielsweise 5 oder 6 Stunden. Mit anderen Worten ausgedrückt, tritt der Präkursor in der vorgebbaren Zeitdauer aus dem Präkursor-Reservoir 1001 aus. Die Erfindung ist aber nicht auf die Verwendung der vorgenannten Zeitdauern eingeschränkt. Vielmehr kann für die Erfindung jegliche geeignete Zeitdauer verwendet werden.
Im Verfahrensschritt S5 erfolgt dann ein Schließen des Auslasses in Form des Ventils 1004 des Präkursor-Reservoirs 1001. Im Anschluss daran erfolgt im Verfahrensschritt S6 ein Ausbauen des Präkursor-Reservoirs 1001 sowie ein Bestimmen einer Endfüllmenge (also der Endfüllmasse) des Präkursor-Reservoirs 1001 mit der oben genannten Messeinrichtung. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird das Präkursor-Reservoir 1001 erneut gewogen, um festzustellen, wieviel Präkursor noch im Präkursor-Reservoir 1001 enthalten ist.
In einem weiteren Verfahrensschritt S7 wird dann die Flussrate des Präkursors bei der gewählten vorgebbaren Temperatur in Abhängigkeit der Ausgangsfüllmasse (also der Ausgangsfüllmenge), der Endfüllmasse (also der Endfüllmenge) und der gewählten vorgebbaren Zeitdauer bestimmt. Beispielsweise ergibt sich die Flussrate F in Abhängigkeit der vorgebbaren Temperatur T wie folgt: $F (T) = \frac{A u s g a n g s f ü l l m a s e - E n d f ü l l m a s s e}{v o r g e b b a r e Z e i t d a u e r}$
Im Anschluss daran wird die bestimmte Flussrate in Abhängigkeit der gewählten vorgebbaren Temperatur in der Datenbank 126 der Steuereinheit 123 gespeichert.
Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass die Verfahrensschritte S1 bis S7 mehrfach derart durchgeführt werden, dass mehrere Flussraten für mehrere und unterschiedliche Temperaturen bestimmt und in der Datenbank 126 in Abhängigkeit der jeweiligen entsprechenden Temperatur gespeichert werden. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens eine erste Flussrate des Präkursors durch den Auslass in Form des Ventils 1004 des Präkursor-Reservoirs 1001 bei einer ersten vorgebbaren Temperatur und eine zweite Flussrate des Präkursors durch den Auslass in Form des Ventils 1004 des Präkursor-Reservoirs 1001 bei einer zweiten vorgebbaren Temperatur bestimmt. Insbesondere ist es bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, eine Vielzahl von Flussraten in Abhängigkeit von jeweils unterschiedlichen Temperaturen des Präkursor-Reservoirs 1001 zu ermitteln. Die Vielzahl beträgt beispielsweise mehr als drei Flussraten, mehr als acht Flussraten oder mehr als zehn Flussraten in Abhängigkeit von jeweils unterschiedlichen Temperaturen des Präkursor-Reservoirs 1001. 5 zeigt beispielsweise 6 mit den vorgenannten Verfahrensschritte S1 bis S7 ermittelte Flussraten F. Als Temperaturen T wurden 50°C, 55°C, 60°C, 65°C, 70°C und 75°C gewählt.
Bei der in 5 dargestellten Ausführungsform wird ein funktionaler Zusammenhang Z(T) hinsichtlich der bestimmten Flussraten F in Abhängigkeit der gewählten vorgebbaren Temperaturen T bestimmt. Der funktionale Zusammenhang Z(T) kann ein linearer oder ein nicht-linearer Zusammenhang sein. Auch eine Sprungfunktion kann durchaus von dem funktionalen Zusammenhang Z(T) umfasst sein oder bildet den funktionalen Zusammenhang Z(T). Das Bestimmen des funktionalen Zusammenhangs Z(T) kann beispielsweise durch eine Interpolation erfolgen. Bei der Interpolation ist jedes geeignete Interpolationsverfahren verwendbar, beispielsweise eine lineare Interpolation, eine nichtlineare Interpolation, eine trigonometrische Interpolation, eine logarithmische Interpolation und/oder eine Spline-Interpolation. Zusätzlich und/oder alternativ hierzu ist es vorgesehen, dass das Bestimmen des funktionalen Zusammenhangs Z(T) durch eine Extrapolation erfolgt. Bei der Extrapolation ist jedes geeignete Extrapolationsverfahren verwendbar, beispielsweise eine lineare Extrapolation, eine nichtlineare Extrapolation, eine trigonometrische Extrapolation und/oder eine logarithmische Extrapolation. Zusätzlich oder alternativ hierzu kann die Bestimmung des funktionalen Zusammenhangs Z(T) durch Mittelwertsbildung, Ermittlung von Zufallswerten und/oder Bestimmen des kleinsten Werts oder größten Werts aus der Menge des ersten Werts und des zweiten Werts erfolgen.
Der bestimmte funktionale Zusammenhang Z(T), mit dem eine Flussrate F des Präkursors in Abhängigkeit der Temperatur T bestimmbar ist, wird ebenfalls in der Datenbank 126 der Speichereinheit 123 gespeichert.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass die Verfahrensschritte S1 bis S7 sowie das Bestimmen des funktionalen Zusammenhangs Z(T) zur Bestimmung der Flussrate(n) F für mehrere Präkursor, die in unterschiedlichen Präkursor-Reservoirs 1001 aufgenommen sind, durchgeführt werden. Somit sind bei dieser Ausführungsform im Datenspeicher 126 für jeden Präkursor und für jedes Präkursor-Reservoir 1001 die funktionalen Zusammenhänge Z(T) gespeichert, mit denen eine Flussrate F jedes Präkursors in Abhängigkeit der Temperatur T bestimmbar ist.
Die Verfahrensschritte S1 bis S7 können beispielsweise werkseitig bei der Fertigung des Teilchenstrahlgeräts 100, 200 oder 400 durchgeführt werden.
6 zeigt weitere Verfahrensschritte der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese werden beispielsweise von einem Anwender des Teilchenstrahlgeräts 100, 200 oder 400 durchgeführt. Das vom Anwender gewählte Präkursor-Reservoir 1001 weist eine bestimmte Ausgangsfüllung auf. Mit anderen Worten ausgedrückt, weist das Präkursor-Reservoir 1001 im vollgefüllten Zustand eine bestimmte Menge Präkursor auf, nämlich die Ausgangsfüllmenge (also die Ausgangsfüllmasse). Die Ausgangsfüllmenge (also die Ausgangsfüllmasse) wird im Verfahrensschritt S8 beispielsweise durch Wiegen des Präkursor-Reservoirs 1001 bestimmt. Hierzu wird das Präkursor-Reservoir 1001 aus der Gaszuführungseinrichtung 1000 ausgebaut und nach dem Wiegen in die Gaszuführungseinrichtung 1000 wieder eingebaut.
In einem Verfahrensschritt S9 erfolgt ein Messen einer aktuellen Temperatur T des Präkursor-Reservoirs 1001 mit der Temperatur-Messeinheit 1006. Alternativ hierzu wird eine aktuelle Temperatur T des Präkursors mit der Temperatur-Messeinheit 1006 gemessen. Ferner erfolgt im Verfahrensschritt S10 ein Laden einer zur aktuellen Temperatur T des Präkursor-Reservoirs 1001 oder des Präkursors zugehörigen Flussrate F des Präkursors durch den Auslass in Form des Ventils 1004 des Präkursor-Reservoirs 1001 aus der Datenbank 126 in die Steuereinheit 123. Genauer gesagt, wird die zugehörige Flussrate F in den Prozessor der Steuereinheit 123 geladen. Zur Bestimmung der Flussrate F wird beispielsweise der funktionale Zusammenhang Z(T) verwendet. In einem weiteren Verfahrensschritt S11 wird dann die zugehörige Flussrate F auf einer Anzeigeeinheit, beispielsweise dem Monitor 124 angezeigt. Zusätzlich oder alternativ hierzu ist es vorgesehen, mindestens einen Funktionsparameter des Präkursor-Reservoirs 1001 in Abhängigkeit der Flussrate F unter Verwendung der Steuereinheit 123 zu bestimmen und dann den bestimmten Funktionsparameter beispielsweise auf der Anzeigeeinheit, beispielsweise dem Monitor 124 anzuzeigen.
Der Funktionsparameter ist beispielsweise die aktuelle Füllmenge des Präkursor-Reservoirs 1001 oder die Restlaufzeit, in welcher der Präkursor bis zum vollständigen Verbrauch der Ausgangsfüllung des Präkursor-Reservoirs 1001 durch das Ventil 1004 des Präkursor-Reservoirs 1001 tritt.
Die aktuelle Füllmenge (also die aktuelle Füllmasse) des Präkursor-Reservoirs 1001 wird in Abhängigkeit der Flussrate F, der Ausgangsfüllmenge (also der Ausgangsfüllmasse) des Präkursor-Reservoirs 1001 und der Zeit der Öffnung des Ventils 1004 des Präkursor-Reservoirs 1001 bestimmt. Die Zeit der Öffnung des Ventils 1004 ist die Zeit, in welcher der Präkursor durch das Ventil 1004 des Präkursor-Reservoirs 1001 zum Objekt 125, 425 strömen kann. Wenn das Ventil 1004 geschlossen ist, fließt kein Präkursor zum Objekt 125, 425. Insbesondere wird die aktuelle Füllmenge des Präkursor-Reservoirs 1001 beispielsweise wie folgt bestimmt: $m = M - (F (T_{A k t u e l l}) \cdot t_{Ö f f f n u n g})$
wobei

m ,: die aktuelle Füllung in Form einer aktuellen Füllmasse (also der aktuellen Füllmenge) des Präkursor-Reservoirs 1001
M: die Ausgangsfüllung in Form einer Ausgangsfüllmasse (also der Ausgangsfüllmenge) des Präkursor-Reservoirs 1001,
F(T_Aktuell): die Flussrate des Präkursors durch den Auslass des Präkursor-Reservoirs 1001 bei der aktuellen Temperatur des Präkursor-Reservoirs 1001, und
t_Öffnung: die Zeit der Öffnung des Ventils 1004 des Präkursor-Reservoirs 1001 ist.

Die Berechnung der aktuellen Füllmenge erfolgt beispielsweise in dem Prozessor der Steuereinheit 123. Die aktuelle Füllmenge des Präkursor-Reservoirs 1001 wird auf der Anzeigeeinheit, beispielsweise dem Monitor 124 angezeigt.
Die Restlaufzeit, in welcher der Präkursor bis zum vollständigen Verbrauch der Ausgangsfüllung (also der Ausgangsfüllmasse) des Präkursor-Reservoirs 1001 durch das Ventil 1004 des Präkursor-Reservoirs 1001 tritt, wird in Abhängigkeit der aktuellen Füllung m und der Flussrate F des Präkursors bestimmt und auf der Anzeigeeinheit, beispielsweise dem Monitor 124 angezeigt. Insbesondere wird die Restlaufzeit wie folgt bestimmt: $t_{R e s t} = \frac{m}{F (T_{A k u e l l})}$
wobei

t_Rest: die Restlaufzeit,
m: die aktuelle Füllung in Form der aktuellen Füllmasse (also die aktuelle Füllmenge), sowie
F(T_Aktuell): die Flussrate des Präkursors durch das Ventil 1004 des Präkursor-Reservoirs 1001 bei der aktuellen Temperatur des Präkursor-Reservoirs 1001 ist.

Wenn die Restlaufzeit und/oder die aktuelle Füllmenge einen vorgebbaren Wert unterschreiten, dann wird beispielsweise ein optisches Signal durch die optische Signaleinrichtung und/oder ein akustisches Signal durch die akustische Signaleinrichtung ausgegeben.
Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist den Vorteil auf, dass die Flussrate F und/oder ein weiterer Funktionsparameter derart ermittelbar ist/sind, dass eine möglichst genaue Angabe der Flussrate F und/oder des weiteren Funktionsparameter möglich ist. Hierdurch wird beispielsweise ein reibungsloser Ablauf der Bearbeitung des Objekts 125, 425 mit dem Präkursor gewährleistet. Insbesondere ist sichergestellt, dass ein nahezu leeres Präkursor-Reservoir 1001 rechtzeitig ausgetauscht wird, so dass ein im Wesentlicher kontinuierlicher Zufluss des Präkursor zum Objekt 125, 425 möglich ist.
7 zeigt initiale Verfahrensschritte einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese initialen Verfahrensschritte werden beispielsweise werksseitig durchgeführt. Insbesondere ist es vorgesehen, dass diese initialen Verfahrensschritte nicht von einem Anwender des Teilchenstrahlgeräts 100, 200 oder 400 durchgeführt werden. Die weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beruht auf den Verfahrensschritten S1 bis S6 der Ausführungsform der 4, so dass hinsichtlich dieser Ausführungsform zunächst auf die weiter oben gemachten Ausführungen verwiesen wird. Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß der 4 wird bei der Ausführungsform gemäß der 7 nach dem Verfahrensschritt S6 der Verfahrensschritt S7A ausgeführt. Im Verfahrensschritt S7A wird die Flussrate des Präkursors bei der gewählten vorgebbaren Temperatur in Abhängigkeit der Ausgangsfüllmasse (also der Ausgangsfüllmenge), der Endfüllmasse (also der Endfüllmenge) und der gewählten vorgebbaren Zeitdauer bestimmt. Beispielsweise ergibt sich die Flussrate F in Abhängigkeit der vorgebbaren Temperatur T wie folgt: $F (T) = \frac{A u s g a n g s f ü l l m a s s e - E n d f ü l l m a s s e}{v o r g e b b a r e Z e i t d a u e r}$
Im Anschluss daran wird die vorgebbare Temperatur in Abhängigkeit der bestimmten Flussrate in der Datenbank 126 der Steuereinheit 123 gespeichert.
Auch bei der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß der 7 ist es vorgesehen, dass die Verfahrensschritte S1 bis S6 sowie S7A mehrfach derart durchgeführt werden, dass mehrere Flussraten für mehrere und unterschiedliche Temperaturen bestimmt werden und dass in der Datenbank 126 die unterschiedlichen Temperaturen in Abhängigkeit der jeweiligen bestimmten Flussrate gespeichert werden. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird auch bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens eine erste Flussrate des Präkursors durch den Auslass in Form des Ventils 1004 des Präkursor-Reservoirs 1001 bei einer ersten vorgebbaren Temperatur und eine zweite Flussrate des Präkursors durch den Auslass in Form des Ventils 1004 des Präkursor-Reservoirs 1001 bei einer zweiten vorgebbaren Temperatur bestimmt. Insbesondere ist es bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, eine Vielzahl von Flussraten in Abhängigkeit von jeweils unterschiedlichen Temperaturen des Präkursor-Reservoirs 1001 zu ermitteln. Die Vielzahl beträgt beispielsweise mehr als drei Flussraten, mehr als acht Flussraten oder mehr als zehn Flussraten in Abhängigkeit von jeweils unterschiedlichen Temperaturen des Präkursor-Reservoirs 1001. Auch hier wird beispielsweise auf die 5 verwiesen, die 6 mit den vorgenannten Verfahrensschritte S1 bis S6 sowie S7A ermittelte Flussraten F und deren zugehörige Temperaturen zeigt. Als Temperaturen T wurden 50°C, 55°C, 60°C, 65°C, 70°C und 75°C gewählt. Wie oben bereits erwähnt, wird bei der in 5 dargestellten Ausführungsform ein funktionaler Zusammenhang Z(T) hinsichtlich der bestimmten Flussraten F in Abhängigkeit der gewählten vorgebbaren Temperaturen T bestimmt. Auf die oben gemachten Ausführungen, die auch hier gelten, wird verwiesen. Der bestimmte funktionale Zusammenhang Z(T), mit dem eine Temperatur T des Präkursor-Reservoirs 1001 in Abhängigkeit der Flussrate F des Präkursors bestimmbar ist, wird ebenfalls in der Datenbank 126 der Speichereinheit 123 gespeichert.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß der 7 ist es vorgesehen, dass die Verfahrensschritte S1 bis S6 sowie S7A sowie das Bestimmen des funktionalen Zusammenhangs Z(T) zur Bestimmung der Flussrate(n) F für mehrere Präkursor, die in unterschiedlichen Präkursor-Reservoirs 1001 aufgenommen sind, durchgeführt werden. Somit sind bei dieser Ausführungsform im Datenspeicher 126 für jeden Präkursor und für jedes Präkursor-Reservoir 1001 die funktionalen Zusammenhänge Z(T) gespeichert, mit denen eine Temperatur T des Präkursor-Reservoirs 1001 in Abhängigkeit der Flussrate F jedes Präkursors bestimmbar ist.
Die Verfahrensschritte S1 bis S6 sowie S7A können beispielsweise werkseitig bei der Fertigung des Teilchenstrahlgeräts 100, 200 oder 400 durchgeführt werden.
8 zeigt weitere Verfahrensschritte der weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese werden beispielsweise von einem Anwender des Teilchenstrahlgeräts 100, 200 oder 400 durchgeführt. Das vom Anwender gewählte Präkursor-Reservoir 1001 weist eine bestimmte Ausgangsfüllung auf. Mit anderen Worten ausgedrückt, weist das Präkursor-Reservoir 1001 im vollgefüllten Zustand eine bestimmte Menge Präkursor auf, nämlich die Ausgangsfüllmasse (also die Ausgangsfüllmenge). Die Ausgangsfüllmasse (also die Ausgangsfüllmenge) wird im Verfahrensschritt S8A beispielsweise durch Wiegen des Präkursor-Reservoirs 1001 bestimmt. Hierzu wird das Präkursor-Reservoir 1001 aus der Gaszuführungseinrichtung 1000 ausgebaut und nach dem Wiegen in die Gaszuführungseinrichtung 1000 wieder eingebaut.
In einem Verfahrensschritt S9A erfolgt ein Vorgeben einer gewünschten Flussrate F des Präkursors durch den Auslass in Form des Ventils 1004 des Präkursor-Reservoirs 1001. Ferner erfolgt im Verfahrensschritt S10A ein Laden einer zur vorgegebenen Flussrate F zugehörigen Temperatur T des Präkursor-Reservoirs 1001 aus der Datenbank 126 in die Steuereinheit 123. Genauer gesagt, wird die zugehörige Temperatur T des Präkursor-Reservoirs 1001 in den Prozessor der Steuereinheit 123 geladen. Zur Bestimmung der zugehörigen Temperatur T wird beispielsweise der funktionale Zusammenhang Z(T) verwendet.
In einem Verfahrensschritt S11A wird die Temperatur T des Präkursor-Reservoirs 1001 auf die zugehörige Temperatur T eingestellt, beispielsweise mittels der Temperatur-Einstelleinheit 1007, die als Heiz- und/oder Kühleinrichtung ausgebildet ist.
In einem weiteren Verfahrensschritt S12A wird mindestens ein Funktionsparameter des Präkursor-Reservoirs 1001 in Abhängigkeit der Flussrate F und der zugehörigen Temperatur unter Verwendung der Steuereinheit 123 bestimmt. Der bestimmte Funktionsparameter wird dann auf der Anzeigeeinheit, beispielsweise dem Monitor 124 angezeigt.
Der Funktionsparameter ist beispielsweise die aktuelle Füllmenge (also die aktuelle Füllmasse) des Präkursor-Reservoirs 1001 oder die Restlaufzeit, in welcher der Präkursor bis zum vollständigen Verbrauch der Ausgangsfüllung des Präkursor-Reservoirs 1001 durch das Ventil 1004 des Präkursor-Reservoirs 1001 tritt.
Die aktuelle Füllmenge (also die Füllmasse) des Präkursor-Reservoirs 1001 wird in Abhängigkeit der Flussrate F, der Ausgangsfüllmasse (also die Ausgangsfüllmenge) des Präkursor-Reservoirs 1001 und der Zeit der Öffnung des Ventils 1004 des Präkursor-Reservoirs 1001 bestimmt. Die Zeit der Öffnung des Ventils 1004 ist die Zeit, in welcher der Präkursor durch das Ventil 1004 des Präkursor-Reservoirs 1001 zum Objekt 125, 425 strömen kann. Wenn das Ventil 1004 geschlossen ist, fließt kein Präkursor zum Objekt 125, 425 Insbesondere wird die aktuelle Füllung des Präkursor-Reservoirs 1001 beispielsweise wie folgt bestimmt: $m = M - (F (T_{A k t u e l l}) \cdot t_{Ö f f f n u n g})$
wobei

m: die aktuelle Füllung in Form einer aktuellen Füllmasse (also die aktuelle Füllmenge) des Präkursor-Reservoirs 1001,
M: die Ausgangsfüllung in Form einer Ausgangsfüllmasse (also die Ausgangsfüllmenge) des Präkursor-Reservoirs 1001,
F(T_Aktuell): die Flussrate des Präkursors durch den Auslass des Präkursor-Reservoirs 1001 bei der zugehörigen und eingestellten Temperatur des Präkursor-Reservoirs 1001, und
t_Öffnung: die Zeit der Öffnung des Ventils 1004 des Präkursor-Reservoirs 1001 ist.

Die Berechnung der aktuellen Füllmenge (also die aktuelle Füllmasse) erfolgt beispielsweise in dem Prozessor der Steuereinheit 123. Die aktuelle Füllmenge (also die aktuelle Füllmasse) des Präkursor-Reservoirs 1001 wird auf der Anzeigeeinheit, beispielsweise dem Monitor 124 angezeigt.
Die Restlaufzeit, in welcher der Präkursor bis zum vollständigen Verbrauch der Ausgangsfüllung (also der Ausgangsfüllmasse - mit anderen Worten: die Ausgangsfüllmenge) des Präkursor-Reservoirs 1001 durch das Ventil 1004 des Präkursor-Reservoirs 1001 tritt, wird in Abhängigkeit der aktuellen Füllung m und der Flussrate F des Präkursors bestimmt und auf der Anzeigeeinheit, beispielsweise dem Monitor 124 angezeigt. Insbesondere wird die Restlaufzeit wie folgt bestimmt: $t_{R e s t} = \frac{m}{F (T_{A k t u e l l})}$
wobei

t_Rest: die Restlaufzeit,
m: die aktuelle Füllung in Form der aktuellen Füllmasse (also die aktuelle Füllmenge), sowie
F(T_Aktuell): die Flussrate des Präkursors durch das Ventil 1004 des Präkursor-Reservoirs 1001 bei der zugehörigen und eingestellten Temperatur des Präkursor-Reservoirs 1001 ist.

Auch diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist den Vorteil auf, dass ein Funktionsparameter derart ermittelbar ist, dass eine möglichst genaue Angabe des Funktionsparameters möglich ist. Hierdurch wird beispielsweise ein reibungsloser Ablauf der Bearbeitung des Objekts 125, 425 mit dem Präkursor gewährleistet. Insbesondere ist sichergestellt, dass ein nahezu leeres Präkursor-Reservoir 1001 rechtzeitig ausgetauscht wird, so dass ein im Wesentlicher kontinuierlicher Zufluss des Präkursors zum Objekt 125, 425 möglich ist.
Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Sie kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.
Bezugszeichenliste

100: SEM
101: Elektronenquelle
102: Extraktionselektrode
103: Anode
104: Strahlführungsrohr
105: erste Kondensorlinse
106: zweite Kondensorlinse
107: erste Objektivlinse
108: erste Blendeneinheit
108A: erste Blendenöffnung
109: zweite Blendeneinheit
110: Polschuhe
111: Spule
112: einzelne Elektrode
113: Rohrelektrode
114: Objekthalter
115: Rastereinrichtung
116: erster Detektor
116A: Gegenfeldgitter
117: zweiter Detektor
118: zweite Blendenöffnung
119: Kammerdetektor
120: Probenkammer
121: dritter Detektor
122: Probentisch
123: Steuereinheit mit Prozessor
124: Monitor
125: Objekt
126: Datenbank
200: Kombinationsgerät
201: Probenkammer
300: lonenstrahlgerät
301: lonenstrahlerzeuger
302: Extraktionselektrode im lonenstrahlgerät
303: Kondensorlinse
304: zweite Objektivlinse
306: einstellbare oder auswählbare Blende
307: erste Elektrodenanordnung
308: zweite Elektrodenanordnung
400: Teilchenstrahlgerät mit Korrektoreinheit
401: Teilchenstrahlsäule
402: Elektronenquelle
403: Extraktionselektrode
404: Anode
405: erste elektrostatische Linse
406: zweite elektrostatische Linse
407: dritte elektrostatische Linse
408: magnetische Ablenkeinheit
409: erste elektrostatische Strahlablenkeinheit
409A: erste Multipoleinheit
409B: zweite Multipoleinheit
410: Strahlablenkeinrichtung
411A: erster magnetischer Sektor
411B: zweiter magnetischer Sektor
411C: dritter magnetischer Sektor
411D: vierter magnetischer Sektor
411E: fünfter magnetischer Sektor
411F: sechster magnetischer Sektor
411G: siebter magnetischer Sektor
413A: erste Spiegelelektrode
413B: zweite Spiegelelektrode
413C: dritte Spiegelelektrode
414: elektrostatischer Spiegel
415: vierte elektrostatische Linse
416: zweite elektrostatische Strahlablenkeinheit
416A: dritte Multipoleinheit
416B: vierte Multipoleinheit
417: dritte elektrostatische Strahlablenkeinheit
418: fünfte elektrostatische Linse
418A: fünfte Multipoleinheit
418B: sechste Multipoleinheit
419: erster Analysedetektor
420: Strahlführungsrohr
421: Objektivlinse
422: magnetische Linse
423: sechste elektrostatische Linse
424: Probentisch
425: Objekt
426: Probenkammer
427: Detektionsstrahlweg
428: zweiter Analysedetektor
429: Rastereinrichtung
432: weiteres magnetisches Ablenkelement
500: Strahlungsdetektor
709: erste Strahlachse
710: zweite Strahlachse
1000: Gaszuführungseinrichtung
1001: Gasreservoir in Form eines Präkursor-Reservoirs
1002: Zuleitung
1003: Kanüle
1004: Ventil
1005: Verstelleinheit
1006: Temperatur-Messeinheit
1007: Temperatur-Einstelleinheit
OA: optische Achse
OA1: erste optische Achse
OA2: zweite optische Achse
OA3: dritte optische Achse
S1 bis S11: Verfahrensschritte
S7A bis S12 A: Verfahrensschritte
Z(T): funktionaler Zusammenhang

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

WO 2002/067286 A2 [0094]

Claims

Verfahren zum Betrieb einer Gaszuführungseinrichtung (1000) für ein Teilchenstrahlgerät (100, 200, 400), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: - Vorgeben und/oder Messen einer aktuellen Temperatur (T) eines Präkursor-Reservoirs (1001) der Gaszuführungseinrichtung (1000) mit einer Temperatur-Messeinheit (1006), wobei das Präkursor-Reservoir (1001) mindestens einen Präkursor zur Zuführung auf ein Objekt (125, 425) aufweist; - Laden einer zur aktuellen Temperatur (T) des Präkursor-Reservoirs (1001) zugehörigen Flussrate (F) des Präkursors durch einen Auslass (1004) des Präkursor-Reservoirs (1001) aus einer Datenbank (126) in eine Steuereinheit (123); sowie - (i) Anzeigen der Flussrate (F) auf einer Anzeigeeinheit (124) und/oder (ii) Bestimmen mindestens eines Funktionsparameters des Präkursor-Reservoirs (1001) in Abhängigkeit der Flussrate (F) unter Verwendung der Steuereinheit (123) sowie Informieren eines Anwenders der Gaszuführungseinrichtung (1000) über den bestimmten Funktionsparameter.
Verfahren zum Betrieb einer Gaszuführungseinrichtung (1000) für ein Teilchenstrahlgerät (100, 200, 400), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: - Vorgeben und/oder Messen einer aktuellen Temperatur (T) eines Präkursors der Gaszuführungseinrichtung (1000) mit einer Temperatur-Messeinheit (1006), wobei ein Präkursor-Reservoir (1001) den Präkursor zur Zuführung auf ein Objekt (125, 425) aufweist; - Laden einer zur aktuellen Temperatur (T) des Präkursors zugehörigen Flussrate (F) des Präkursors durch einen Auslass (1004) des Präkursor-Reservoirs (1001) aus einer Datenbank (126) in eine Steuereinheit (123); sowie - (i) Anzeigen der Flussrate (F) auf einer Anzeigeeinheit (124) und/oder (ii) Bestimmen mindestens eines Funktionsparameters des Präkursor-Reservoirs (1001) in Abhängigkeit der Flussrate (F) unter Verwendung der Steuereinheit (123) sowie Informieren eines Anwenders der Gaszuführungseinrichtung (1000) über den bestimmten Funktionsparameter.
Verfahren zum Betrieb einer Gaszuführungseinrichtung (1000) für ein Teilchenstrahlgerät (100, 200, 400), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: - Vorgeben einer Flussrate (F) mindestens eines Präkursors durch einen Auslass (1004) eines Präkursor-Reservoirs (1001), wobei das Präkursor-Reservoir (1001) den Präkursor zur Zuführung auf ein Objekt (125, 425) aufweist; - Laden einer zur vorgegebenen Flussrate (F) zugehörigen Temperatur (T) des Präkursor-Reservoirs (1001) aus einer Datenbank (126) in eine Steuereinheit (123); sowie - Einstellen einer Temperatur (T) des Präkursor-Reservoirs (1001) auf die aus der Datenbank (126) geladene Temperatur (T) mit einer Temperatur-Einstelleinheit (1007); sowie - Bestimmen mindestens eines Funktionsparameters des Präkursor-Reservoirs (1001) in Abhängigkeit der Flussrate (F) und der aus der Datenbank (126) geladenen Temperatur (T) unter Verwendung der Steuereinheit (123) sowie Informieren eines Anwenders der Gaszuführungseinrichtung (1000) über den bestimmten Funktionsparameter.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Informieren des Anwenders der Gaszuführungseinrichtung (1000) über den bestimmten Funktionsparameter mindestens einen der folgenden Schritte umfasst: (i) Anzeigen des bestimmten Funktionsparameters auf der Anzeigeeinheit (124); (ii) Ausgabe eines optischen Signals mit einer optischen Signaleinrichtung (124); (iii) Ausgabe eines akustischen Signals mit einer akustischen Signaleinrichtung (124).
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein erster Funktionsparameter des Präkursor-Reservoirs (1001) in Form einer aktuellen Füllmenge des Präkursor-Reservoirs (1001) in Abhängigkeit der Flussrate (F) und einer Ausgangsfüllmenge des Präkursor-Reservoirs (1001) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der erste Funktionsparameter in Form der aktuellen Füllmenge des Präkursor-Reservoirs (1001) auf der Anzeigeeinheit (124) angezeigt wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei ein zweiter Funktionsparameter des Präkursor-Reservoirs (1001) in Form einer Restlaufzeit, in welcher der Präkursor bis zum vollständigen Verbrauch der Ausgangsfüllmenge des Präkursor-Reservoirs (1001) durch den Auslass (1004) des Präkursor-Reservoirs (1001) tritt, in Abhängigkeit der aktuellen Füllmenge und der Flussrate (F) bestimmt und angezeigt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Flussrate (F) des Präkursors durch den Auslass (1004) des Präkursor-Reservoirs (1001) bestimmt und in der Datenbank (126) zum Laden aus der Datenbank (126) in die Steuereinheit (123) gespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Flussrate (F) des Präkursors durch den Auslass (1004) des Präkursor-Reservoirs (1001) wie folgt bestimmt wird: (i) Bestimmen der Ausgangsfüllmenge des Präkursor-Reservoirs (1001) mit einer Messeinrichtung; (ii) Einstellen einer Temperatur des Präkursor-Reservoirs (1001) auf eine vorgebbare Temperatur (T) mit der Temperatur-Einstelleinheit (1007); (iii) Öffnen des Auslasses (1004) des Präkursor-Reservoirs (1001) zum Austreten des Präkursors aus dem Präkursor-Reservoir (1001); (iv) Austreten des Präkursors aus dem Präkursor-Reservoir (1001) in einer vorgebbaren Zeitdauer; (v) Schließen des Auslasses (1004) des Präkursor-Reservoirs (1001); (vi) Bestimmen einer Endfüllmenge des Präkursor-Reservoirs (1001) mit der Messeinrichtung; sowie (vii) Bestimmen der Flussrate (F) des Präkursors bei der vorgebbaren Temperatur (T) in Abhängigkeit der Ausgangsfüllmenge, der Endfüllmenge und der vorgebbaren Zeitdauer.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Verfahren mindestens einen der folgenden Schritte umfasst: (viii) Einfügen des Präkursor-Reservoirs (1001) in die Gaszuführungseinrichtung (1000); (ix) Entfernen des Präkursor-Reservoirs (1001) aus der Gaszuführungseinrichtung (1000); (x) Speichern der bestimmten Flussrate (F) in der Datenbank (126) in Abhängigkeit der vorgebbaren Temperatur (T); (xi) Speichern der vorgebbaren Temperatur (T) in der Datenbank (126) in Abhängigkeit der bestimmten Flussrate (F).
Verfahren nach Anspruch 9, wobei - die Verfahrensschritte (i) bis (xi) zum Bestimmen einer ersten Flussrate (F) des Präkursors durch den Auslass (1004) des Präkursor-Reservoirs (1001) bei einer ersten vorgebbaren Temperatur (T) und zum Bestimmen einer zweiten Flussrate (F) des Präkursors durch den Auslass (1004) des Präkursor-Reservoirs (1001) bei einer zweiten vorgebbaren Temperatur (T) durchgeführt werden; sowie - Bestimmen eines funktionalen Zusammenhangs (Z) hinsichtlich der ersten Flussrate (F) und der zweiten Flussrate (F) in Abhängigkeit der ersten vorgebbaren Temperatur (T) und der zweiten vorgebbaren Temperatur (T).
Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der in einen Prozessor (123) ladbar ist und der bei Ausführung eine Gaszuführungseinrichtung (1000) derart steuert, dass ein Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche ausgeführt wird.
Gaszuführungseinrichtung (1000) mit - mindestens einem Präkursor-Reservoir (1001), das mindestens einen Präkursor und mindestens einen Auslass (1004) für den Präkursor zur Zuführung des Präkursors auf ein Objekt (125, 425) aufweist, - mindestens einer Temperatur-Messeinheit (1006) zur Messung einer aktuellen Temperatur (T) des Präkursor-Reservoirs (1001) und/oder mindestens einer Temperatur-Einstelleinheit (1007) zur Einstellung der Temperatur (T) des Präkursor-Reservoirs (1001) und/oder der Temperatur des Präkursors, - mindestens einer Datenbank (126) zur Speicherung von Flussraten (F) des Präkursors durch einen Auslass (1004) des Präkursor-Reservoirs (1001) und/oder zur Speicherung von Temperaturen (T) des Präkursor-Reservoirs (1001), sowie mit - mindestens einer Steuereinheit (123) mit einem Prozessor, in dem ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 12 geladen ist.
Teilchenstrahlgerät (100, 200, 400) zur Analyse, Beobachtung und/oder Bearbeitung eines Objekts (125, 425), mit - mindestens einem Strahlerzeuger (101, 301, 402) zur Erzeugung eines Teilchenstrahls mit geladenen Teilchen, - mindestens einer Objektivlinse (107, 304, 421) zur Fokussierung des Teilchenstrahls auf das Objekt (125, 425), - mindestens einem Detektor (116, 117, 121, 419, 428, 500) zur Detektion von Wechselwirkungsteilchen und/oder Wechselwirkungsstrahlung, die aus einer Wechselwirkung des Teilchenstrahls mit dem Objekt (125, 425) resultieren, sowie mit - mindestens einer Gaszuführungseinrichtung (1000) nach Anspruch 13.
Teilchenstrahlgerät (200) nach Anspruch 14, wobei der Strahlerzeuger (101) als ein erster Strahlerzeuger und der Teilchenstrahl als ein erster Teilchenstrahl mit ersten geladenen Teilchen ausgebildet ist, wobei die Objektivlinse (107) als eine erste Objektivlinse zur Fokussierung des ersten Teilchenstrahls auf das Objekt (125) ausgebildet ist, und wobei das Teilchenstrahlgerät (200) ferner aufweist: - mindestens einen zweiten Strahlerzeuger (301) zur Erzeugung eines zweiten Teilchenstrahls mit zweiten geladenen Teilchen; und - mindestens eine zweite Objektivlinse (304) zur Fokussierung des zweiten Teilchenstrahls auf das Objekt (125).
Teilchenstrahlgerät (100, 200, 400) nach Anspruch 14 oder 15, wobei das Teilchenstrahlgerät (100, 200, 400) ein Elektronenstrahlgerät und/oder ein lonenstrahlgerät ist.