DE102021202941A1

DE102021202941A1 - Gasinjektionssubsystem zur Verwendung in einem Untersuchungssystem zum Untersuchen einer Probe unter Verwendung von geladenen Teilchen und Untersuchungssystem, das ein solches Gasinjektionssubsystem aufweist

Info

Publication number: DE102021202941A1
Application number: DE102021202941.8A
Authority: DE
Inventors: Louise Barris; Alexander Lombardi; Mark DiManna; Jeffrey Sauer; Brett Lewis; Sybren Sijbrandij
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2021-03-25
Filing date: 2021-03-25
Publication date: 2022-09-29

Abstract

Ein Gasinjektionssubsystem (5) zur Verwendung in einem Untersuchungssystem (1) dient zum Untersuchen einer Probe (2) unter Verwendung von geladenen Teilchen. Mindestens eine Gasleitung (10) des Gasinjektionssubsystems (5) leitet einen Gasstrom von einem Gasreservoir (11) zu einer Probenuntersuchungsregion (5a). Die Gasleitung (10) weist in der Nähe der Probenuntersuchungsregion (5a) einen Durchmesser auf, der kleiner als 5 mm ist. Mindestens ein Durchflussregelventil (16) des Gasinjektionssubsystems (5) regelt den Gasstrom durch die Gasleitung (10). Solch ein Ventil (16) ist zwischen einem offenen Zustand, in dem ein Nenn-Gasstrom durch die Gasleitung (10) freigegeben ist, und einem geschlossenen Ventilzustand, in dem die Gasleitung (10) geschlossen ist, um einen Gasstrom durch die Gasleitung (10) zu verhindern, umschaltbar. Das Ventil (16) ist derart ausgelegt ist, dass eine Umschaltzeit zwischen dem offenen und dem geschlossenen Zustand höchstens 100 ms beträgt. Es ergibt sich ein Gasinjektionssubsystem, das eine reproduzierbare Gasinjektion in die Probenuntersuchungsregion erleichtert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gasinjektionssubsystem zur Verwendung in einem Untersuchungssystem zum Untersuchen einer Probe unter Verwendung von geladenen Teilchen. Ferner betrifft die Erfindung ein Untersuchungssystem zum Untersuchen einer Probe unter Verwendung von geladenen Teilchen, wobei das Untersuchungssystem ein solches Gasinjektionssubsystem aufweist.
Ein Untersuchungssystem zum Untersuchen einer Probe unter Verwendung von geladenen Teilchen ist aus US 8,969,835 B2 bekannt.
Fokussierte Strahlen geladener Teilchen, d. h. fokussierte Ionenstrahlen (Focused Ion Beams - FIBs) und Elektronenstrahlen in Rasterelektronenmikroskopen (Scanning Electron Microscope - SEM) können zum Modifizieren von Materialien im Nanomaßstab verwendet werden, indem reaktive Vorläufermoleküle in die Strahl-Probe-Wechselwirkungsregion eingeführt werden. Hierbei dissoziiert der Ionenstrahl oder der Elektronenstrahl diese Moleküle oder bricht diese auf, um diese in einen abgeänderten Zustand zu versetzen, so dass sie sich aneinander oder an eine gewünschte Region einer Substratoberfläche anbinden. Auf diese Weise können Materialien, einschließlich elektrischer Isolatoren oder Leiter, mit der Nanometer-Musterungsgenauigkeit des Ionen- oder Elektronenstrahls hinzugefügt werden. Alternativ werden manche Vorläufergase chemisch aktiv, wenn der Strahl diese trifft, und sie können zum Induzieren chemischen Ätzens mit der Präzision des Strahls geladener Teilchen verwendet werden. Der Prozess wird durch ein Gasinjektionssubsystem (GIS) des Untersuchungssystems erleichtert.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Gasinjektionssubsystem bereitzustellen, das eine reproduzierbare Gasinjektion in die Probenuntersuchungsregion erleichtert.
Diese Aufgabe wird durch ein Gasinjektionssubsystem gemäß den Merkmalen von Anspruch 1 erfüllt.
Für manche Prozesse wird ein Molekularfluss in der interessierenden Region präzise in Molekülen pro Quadratnanometer pro Sekunde geregelt. Der das Abschlussende der Düse verlassende Gasstrom kann in Torr. Liter pro Sekunde (Torr·l/s) oder Standardkubikzentimeter pro Minute (standard cubic centimeters per minute - sccm) angegeben werden. Der Gasstrom kann grob unter Verwendung einer abgesetzten Messeinrichtung an einer aktiv gepumpten Probenkammer abgeleitet werden. Unter Verwendung solch einer abgesetzten Messeinrichtung ist der Gasdruck fern von der interessierenden Region wesentlich reduziert, und mit dem GIS-Gasfluss nicht zusammenhängende Hintergrunddrücke dominieren möglicherweise solch eine Messeinrichtung. Der Gasfluss kann zeitlich innerhalb einer 1%-igen Genauigkeit oder besser gegenüber einem Zielwert geregelt werden. Der Gasfluss kann schnell eingeschaltet (z. B. einige wenige Sekunden, um innerhalb von 90 % des Zielwerts zu gelangen) und ausgeschaltet (< 30 Sekunden, um den Fluss um einen Faktor 100 zu reduzieren) werden. Ein Prozess kann wieder und wieder wiederholt werden, was eine Wiederholbarkeit des Gasflusses über lange Intervalle hinweg (z. B. Stunden) mit einer Wiederholbarkeit von 1 % oder besser erfordert. In manchen Anwendungen kann eine Bandbreite verschiedener Gase gemäß einer vorgeschriebenen Abfolge geliefert werden (z. B. eine Gasart A mit einem vorgeschriebenen Fluss, F1, für eine Zeit T1, wird dann innerhalb von 2 Sekunden ausgeschaltet, dann wird eine Gasart B mit einem Flusswert F2 für eine Zeitdauer T2 eingeschaltet und dann innerhalb von 0,5 Sekunden ausgeschaltet). In manchen Fällen können mehrere Gasarten gleichzeitig angeliefert werden, während deren Partialdrücke unabhängig geregelt werden. Eine Regelung des Gasflusses mit Genauigkeit und Wiederholbarkeit mit der Zeit kann vorliegen. Eine Gasdurchmischung kann minimiert werden, wenn dies nicht beabsichtigt ist. Ein resultierendes System ist zuverlässig und robust gegenüber Fehlverhalten.
Die Vorläuferchemikalien können getrennt gehalten werden bis sie die Probenwechselwirkungsregion erreichen. Eine Verteilereinrichtung kann den Gasstrom von irgendeinem Versorgungskessel zu dem Abschlussende der Düse, die auf die interessierende Region gerichtet ist, regeln. In manchen Fällen werden die gewünschten Chemikalien von hohen (z. B. 50 psi, 1500 psi) Gasbehältervolumina („Zylindern“ oder „Flaschen“) geliefert, wobei Druckminderer verwendet werden, um den Gasdruck auf einen geeigneten Wert zu reduzieren, der weniger als Atmosphärendruck beträgt (z. B. 5 psia oder 100 Torr oder 10 Torr). In manchen Fällen kommt die gewünschte Chemikalie von einem feststoffgefüllten oder flüssigkeitsgefüllten Behälter („Tiegel“ oder „Patrone“), wobei die Moleküle durch Verdampfung oder Sublimierung aus der Oberfläche austreten, um über der Oberfläche einen charakteristischen „Gleichgewichtsdampfdruck“ zu erreichen. Dieser charakteristische Dampfdruck hängt stark von der Temperatur ab und kann durch Aufheizen oder Abkühlen des Behälters angepasst werden. Aufgrund der Möglichkeit von Wiederkondensation muss der Verlaufsweg, der den Gasphasenvorläufer an das Abschlussende der Düse liefert, auf einer zuverlässigen Temperatur gehalten werden.
Das Abschlussende der Gasdüse kann so nah wie möglich an der Region auf der Probe oder dem Substrat liegen, wo der Ionen- oder Elektronenstrahl auftreffen wird. Dies ermöglicht es, dass der Gasfluss an der Oberfläche (Moleküle pro Sekunde pro mm²) für den gegebenen Gasstrom (z. B. sccm) so groß wie möglich wird. Es können mehrere Düsen vorgesehen sein, die eingesetzt werden können. Aufgrund der Forderung, dass sie sich dicht an der interessierenden Region befinden soll, und deren relativ großen Größe kann nur eine Düse zurzeit eingesetzt werden.
Instrumente mit geladenen Teilchen (SEMs, FIBs usw.) des Gesamtuntersuchungssystems sammeln sekundäre geladene Teilchen, wie etwa Sekundärelektronen (SE) oder Sekundärionen (SI), die durch die Strahl-Probe-Wechselwirkung erzeugt werden. Diese Sammlung und Detektion sind essentiell zum Erzeugen nützlicher Informationen über die Probe zum Abbilden und zur Charakterisierung (z. B. zum Erleichtern einer richtigen Positionierung des Prozessgebiets oder zum Überwachen des Fortschritts des Prozesses). Jegliches Objekt nahe der Wechselwirkungsregion kann den Weg der Sekundärteilchen versperren, wenn sie sich von der Probe zu den Detektionssystemen fortbewegen. Ferner kann jegliches nahegelegene Objekt die elektrischen Felder stören, die zur Sammlung verwendet werden. Da das Abschlussende der GIS-Düse dicht an der Wechselwirkungsregion positioniert sein muss, kann dies zu einer Einbuße des Sammlungswirkungsgrads des Sekundärdetektionssystems führen. Ein Beispiel für ein Detektionssystem ist der Everhart-Thornley-Detektor („ET-Detektor“). Bei richtiger Funktion wird ein ET-Detektor ein elektrisches Feld anlegen, indem dessen eigener Kollektorschirm gegenüber der Probe positiv vorgespannt wird und dadurch das (negative) Sekundärelektron zum Kollektorschirm anziehen. Das Vorhandensein einer GIS-Düse oder eines Arrays von Düsen oder einer Verteilereinrichtung von Düsen kann die Funktionalität eines solchen Detektors beeinträchtigen. Dies kann durch Rückverlegen der Düsen abgemildert werden, wenn diese unnötig sind, wobei dies allerdings im Allgemeinen eine Bildverschiebung verursacht und die Leistungsfähigkeit gefährdet.
Mit dem Durchflussregelventil des Gasinjektionssubsystems kann ein letztlich einstellbarer und auch wiederholbarer Gasfluss an der Oberfläche bereitgestellt werden. Das Durchflussregelventil kann dafür ausgelegt sein, dass die Umschaltzeit zwischen dem offenen und dem geschlossenen Zustand höchstens 50 ms, höchstens 25 ms, höchstens 20 ms, höchstens 10 ms, höchstens 5 ms, höchstens 2 ms oder sogar 1 ms beträgt.
Das Gasinjektionssubsystem kann eine zusätzliche Trägergasversorgung beinhalten.
Ein Durchmesser der jeweiligen Gasleitung in der Nähe der Probenuntersuchungsregion kann weniger als 2 mm, weniger als 1 mm, weniger als 500 µm und kann 150 µm betragen. Ein kleinerer Gasleitungsdurchmesser ist auch möglich, d. h. weniger als 250 µm. In der Regel ist der Durchmesser größer als 50 µm.
Daraus kann ein angelieferter Gasfluss an der interessierenden Region resultieren, der einen Mittelwert und Fluktuationen, die z. B. einem Ventiltastverhältnis zugeschrieben werden, aufweist, so dass die Fluktuationen einen kleinen Bruchteil eines Mittelwerts ausmachen. Solche Fluktuationen können weniger als 20 %, weniger als 10 %, weniger als 5 %, weniger als 2 %, weniger als 1 %, weniger als 0,5 %, weniger als 0,2 % oder sogar weniger als 0,1 % des Mittelwerts des Gasflusses betragen.
Ein Gasfluss kann an der interessierenden Region vorgesehen sein, der einen Mittelwert von 10³ oder 10⁴ oder 10⁵ oder 10⁶ oder 10⁷ oder 10⁸ Molekülen nm² s^-1 aufweist.
Ein Gasfluss kann an der interessierenden Region angeliefert werden, der von 10³ bis 10⁸ Molekülen nm^-2 s^-1 mit einer Genauigkeit einstellbar ist, die im Vergleich zu einem eingestellten Wert besser als 10 %, besser als 5 %, besser als 2 %, besser als 1 % oder sogar besser als 0,5 % ist. Der an der interessierenden Region vorgesehene Gasfluss kann im Wesentlichen relativ zu einem zuvor angelieferten Wert innerhalb von 10 %, innerhalb von 5 %, innerhalb von 2 %, innerhalb von 1 %, innerhalb von 0,5 %, innerhalb von 0,2 % oder sogar innerhalb von 0,1 % wiederholbar sein.
Ein Volumen zwischen dem End-Durchflussregelventil in der Gasleitung und einer Abschlussdüse einer solchen an die Probenuntersuchungsregion angrenzenden Gasleitung kann weniger als 0,5 cm³ betragen. Ein Vakuumleitwert von solch einem kleinen Volumen kann weniger als 7,5 × 10^-4 Liter/Sekunde betragen. Der Vakuumleitwert kann für N2-Gas bei typischer Betriebstemperatur und bei typischen Druckbedingungen 7,3 × 10^-4 Liter/Sekunde betragen.
Ein Abschlusswert zwischen dem letzten Durchflussregelventil und der Abschlussdüse kann so klein sein, dass das Gas abgesperrt werden kann, so dass ein Gasfluss an der Probenuntersuchungsregion innerhalb von 5 s um 50 % reduziert wird. Zusätzlich kann das Gasinjektionssubsystem so ausgelegt sein, dass das Gas durch die jeweilige Gasleitung so eingeschaltet werden kann, dass ein gewünschter Gasfluss an der Probenuntersuchungsregion innerhalb von 5 s innerhalb von 50 % von dessen Endwert erfüllt wird.
Ein ein Ventilgehäuse aufweisendes Ventil gemäß Anspruch 2 ergibt eine kompakte Ventilpackung mit geringer Anforderung von verfügbarem Raum.
Ein Schließelement gemäß Anspruch 3 hat sich als zuverlässig und auch schnelle Schaltzeiten ermöglichend erwiesen. Ein Solenoid kann als ein Schaltaktor für ein solches Ventils verwendet werden. Das Schließelement kann sich auch als Ganzes innerhalb des Ventilgehäuses befinden.
Ein Schaltzyklus gemäß Anspruch 4 ermöglicht eine schnelle Änderung einer gegebenen Gasstromrate. Ein Schaltzyklus kann schneller sein und kann höchstens 0,5 s, höchstens 0,2 s, höchstens 0,1 s, höchstens 0,05 s , höchstens 0,02 s, höchstens 0,01 s, höchstens 0,005 s, höchstens 0,002 s oder sogar 0,001 s betragen.
Ein gemäß Anspruch 5 regelbares Tastverhältnis ergibt einen feinverstellbaren und nahezu kontinuierlich regelbaren Gasstrom,
Eine gemeinsame Düsenverteilereinrichtung gemäß Anspruch 6 erlaubt eine Lieferung der Vielzahl von insbesondere verschiedenen Gasen an die Probenuntersuchungsregion ohne die Notwendigkeit, einen Abschlussdüsenabschnitt durch einen anderen zu ersetzen. Die Düsenverteilereinrichtung kann mehr als zwei Gasleitungen vorsehen. Die Düsenverteilereinrichtung kann ausgelegt sein zum Verbinden von zwei bis zehn Gasflüssen je nach Aufnahmeanforderung. Solche Verteilereinrichtungen vermeiden einen Akt von Zurückziehen und Einsetzen einer Einzeldüse, um zwischen an die Probenuntersuchungsregion zu liefernden Gasarten zu wechseln. Eine inkonsistente Platzierung einer Einzeldüse, die einen Strahllandefehler einführen kann und eine Funktion von nahegelegenen Zusatzeinrichtungen beeinträchtigen kann, wie etwa einem Sekundärelektronen(SE)-Kollektor, wird vermieden. Weiterhin werden mögliche zerbrechliche Einzelnadeln vermieden. Einzeldüsenabschnitte von beträchtlicher und unerwünschter Wanddicke werden auch vermieden.
Die Bereitstellung der Düsenverteilereinrichtung kann derart erfolgen, dass alle Achsen der Abschlussdüsen der Düsenverteilereinrichtung auf einen gemeinsamen Ort zielen, der sich innerhalb von 100 µm von der Probenuntersuchungsregion oder der interessierenden Region befindet, wo durch das Untersuchungssystem erzeugte geladene Teilchen auf die Probe treffen. Die Abschlussdüsen der Düsenverteilereinrichtung können sich innerhalb von 600 µm von der Probenuntersuchungsregion befinden. Die nächstgelegene Oberfläche der Düsenverteilereinrichtung kann sich innerhalb von 100 µm von der Probenuntersuchungsregion befinden.
Ein Abstand zwischen den Zentren von eingestellten Abschlussdüsen der Düsenverteilereinrichtung kann höchstens 300 µm betragen.
Eine Düsenverteilereinrichtungsgeometrie kann derart sein, dass, wenn elektrisch an Masse, eine Sammlung von Detektoren, die sich an die Probenuntersuchungsregion angrenzend befinden, größer als 80 % eines Detektornennwirkungsgrads sein kann.
Eine Raumwinkelabdeckung der Düsenverteilereinrichtung gemäß Anspruch 7 dient als ein Gasatom- oder moleküleinschluss unter Verwendung von unerwünschtem Verlust von Gaszulieferung. Der durch die Düsenverteilereinrichtung abgedeckte Raumwinkel kann mindestens 1,5 sr, 2 sr, 2,5 sr betragen. Eine Obergrenze des abgedeckten Raumwinkels kann 4 sr abdecken.
Desorbierte Gasatome oder -moleküle können durch eine solche Raumwinkelabdeckung vorteilhafterweise zur Probe zurück reflektiert werden.
Ein beweglicher Tisch gemäß Anspruch 8 ermöglicht eine relative Feinposition des Düsenabschnitts oder der Düsenverteilereinrichtung relativ zu der Probenuntersuchungsregion. Der bewegliche Tisch kann einen xyz-Tisch mit unabhängig steuerbaren Aktoren aufweisen. Eine Positionierungsgenauigkeit des beweglichen Tischs kann besser als 10 µm sein. Ein flexibler Leitungsabschnitt kann zwischen dem beweglichen Düsenabschnitt und dem festen Abschnitt der Gasleitung positioniert sein.
Eine Druckmesseinrichtung gemäß Anspruch 9 kann sich in Signalverbindung mit dem Durchflussregelventil befinden, um ein Tastverhältnis des Ventils in Abhängigkeit von dem gemessenen Gasdruck zu modifizieren. Die Messeinrichtung kann in der nahen Umgebung des letzten Durchflussregelventils in dem Gasstrom zur Gasleitung positioniert sein.
Die Gasreservoirausführungsformen gemäß Anspruch 10 haben sich als zuverlässig erwiesen.
Die Vorteile eines Untersuchungssystems gemäß Anspruch 11 entsprechen denen des oben erörterten Gasinjektionssubsystems.
Hierauf folgende Ausführungsbeispiele der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

1 zeigt eine Ausführungsform eines Untersuchungssystems zum Untersuchen einer Probe unter Verwendung von geladenen Teilchen, beinhaltend ein Mehrkanal-Gasinjektionssubsystem, von denen ein Kanal als eine Hochdruckgasversorgung aufweisend gezeigt ist, die einen Druckgaszylinder als ein Gasreservoir beinhaltet.
2 zeigt in einer schematischen Darstellung ähnlich der von 1 eine weitere Ausführungsform eines Untersuchungssystems, das auch ein Mehrkanal-Gasinjektionssubsystem beinhaltet, das eine Niederdruck-Tiegel-Gasversorgung mit einem temperaturgeregelten Tiegel, der eine Flüssigkeit mit geregeltem Dampfdruck enthält, beinhaltet;
3 zeigt in einer schematischen Darstellung ähnlich der von 1 eine weitere Ausführungsform eines Untersuchungssystems, das auch ein Mehrkanal-Gasinjektionssubsystem beinhaltet, das eine Niederdruck-Tiegel-Gasversorgung mit einem temperaturgeregelten Tiegel, der eine Flüssigkeit mit geregeltem Dampfdruck enthält, beinhaltet;
4 zeigt eine Längsschnittansicht eines Durchflussregelventils zum Regeln eines Gasstroms durch eine Gasleitung oder einen der Gasversorgungskanäle des Mehrkanal-Gasinjektionssubsystems gemäß einer der Ausführungsformen von 1 bis 3, wobei das Ventil als ein Mikroventil ausgeführt ist und in einem offenen Ventilzustand gezeigt ist;
5 zeigt das Ventil gemäß 4, gezeigt in einem geschlossenen Ventilzustand;
6 zeigt eine Perspektivansicht einer Gasdüsenverteilereinrichtung, die Teil des Gasinjektionssubsystems von einer der Ausführungsformen von 1 bis 3 ist;
7 zeigt eine Seitenansicht einer Verteilereinrichtungsverbindung und eines Hauptteils der Gasdüsenverteilereinrichtung, gezeigt in der Blickrichtung VII von 6;
8 zeigt eine Draufsicht auf das Verbindungsendehauptteil, gezeigt in einer neuen Richtung VIII von 7; und
9 zeigt eine Vorderansicht des Verbindungsendehauptteils, gezeigt in einer Blickrichtung IX von 8.

1 zeigt eine Ausführungsform eines Untersuchungssystems 1 zum Untersuchen einer Probe 2, insbesondere einer interessierenden Region einer Oberfläche der Probe 2 mittels Verwendung von geladenen Teilchen. Die Probe 2 wird auf einem Probentisch 3 gehalten. Durch den gesteuerten Probentisch 3 ist eine Bewegung der Probe 2 in mindestens drei Translationsfreiheitsgraden möglich.
Um die Beschreibung von Orientierungen und Dimensionen zu erleichtern, wird im Folgenden ein Kartesisches Koordinatensystem verwendet. In 1 ist die x-Achse nach rechts gerichtet, und die y-Achse ist senkrecht zur Zeichnungsebene von 1 in der Richtung vom Betrachter weg gerichtet. Die z-Achse ist aufwärts gerichtet.
In Abhängigkeit von der Ausführungsform des Probentischs 3 sind zusätzlich zu drei Translationsfreiheitsgraden weitere Freiheitsgrade zum Positionieren der Probe 2 möglich, d. h. bis zu drei Kipp-Freiheitsgrade.
Das Untersuchungssystem 1 beinhaltet eine Untersuchungsvorrichtung 4 mit geladenen Teilchen, z. B. eine Rasterelektronenmikroskop-Vorrichtung bzw. SEM-Vorrichtung oder eine Vorrichtung mit fokussierten Ionen bzw. FIB-Vorrichtung, zum Beaufschlagen der interessierenden Region der zu untersuchenden Probe 2 mit geladenen Teilchen. Die interessierende Region befindet sich an einer Probenuntersuchungsregion 5a eines Gasinjektionssubsystems 5, das später ausführlicher beschrieben wird.
Die Untersuchungsvorrichtung 4 mit geladenen Teilchen ist auf einem Rahmen 6 des Untersuchungssystems 1 montiert. An diesem Rahmen 6 ist ferner eine Druckmesseinrichtung zum Messen eines Gasdrucks in einer Prozesskammer 8 der Untersuchungsvorrichtung 4 mit geladenen Teilchen montiert. Innerhalb einer solchen Prozesskammer 8 befinden sind auch weitere Untersuchungsvorrichtung-Zusatzeinrichtungen 9 zum Behandeln oder Überwachen der interessierenden Region. Solche Zusatzeinrichtungen 9 können an dem Rahmen 6 montiert sein. Die Zusatzeinrichtungen 9 können insbesondere Detektoren für geladene Teilchen sein.
Das Gasinjektionssubsystem 5 ist als ein Mehrkanalsystem ausgeführt zum Liefern einer jeweiligen Mehrzahl von möglicherweise verschiedenen Gasarten an die interessierende Region. In 1 ist einer dieser Kanäle gezeigt, der als eine Gasleitung 10 ausgeführt ist zum Leiten eines Gasstroms von einem Reservoir 11, das als ein Druckgasbehälter oder -zylinder ausgeführt ist, zu der Probenuntersuchungsregion 5a. In der nahen Umgebung der Probenuntersuchungsregion 5a ist die Gasleitung 5 als ein Düsenabschnitt 12 mit einem Abschlussdurchmesser ausgeführt, d. h. in der nahen Umgebung der Probenuntersuchungsregion 5a, die kleiner als 5 mm ist.
Die Gasleitung 10 oder zumindest Abschnitte der Gasleitung 10 können auf einer konstanten Temperatur gehalten werden, um Kondensation und Verstopfen der Leitung, insbesondere des Düsenabschnitts 12, zu verhindern.
Mindestens ein Durchflussregelventil dient zum Regeln des Gasstroms durch die Gasleitung 10. Bei der Ausführungsform der 1 sind hintereinander drei Durchflussregelventile in der Gasleitung 10 zwischen dem Gasreservoir 11 und dem Düsenabschnitt 12 vorhanden. Ein erstes dieser Durchflussregelventile ist als ein Zylinderventil 13 an einem Auslass des Gasreservoirs 11 ausgeführt. In der Gasstromrichtung durch die Gasleitung 10 folgt eine Druckminderereinheit 14. In der Gasstromrichtung befindet sich nach einer solchen Druckminderereinheit 14 ferner ein Durchflussregelventil, das als ein Präzisionsleckventil 15 ausgeführt ist. Ein drittes Durchflussregelventil in der Gasleitung 10 ist als ein Mikroventil 16 ausgeführt. Zwischen dem Präzisionsleckventil 15 und dem Mikroventil 16 befindet sich eine mit der Gasleitung 10 in Durchflussverbindung befindliche Vakuumleitung 17. Diese Vakuumleitung 17 verbindet die Gasleitung 10 mit einer Vakuumpumpe 18. Zwischen der Vakuumpumpe 18 und dem Einlass der Vakuumleitung 17 in der Gasleitung 10 befindet sich ein Grobvakuumventil 19 in der Vakuumleitung 17. Zwischen einem solchen Einlass der Vakuumleitung 17 in der Gasleitung 10 und dem Mikroventil 16 ist eine weitere Druckmesseinrichtung 20 mit der Gasleitung 10 verbunden, um den Gasdruck innerhalb der Gasleitung 10 in der näheren Umgebung des Einlasses des Mikroventils 16 zu messen. Die Druckmesseinrichtung 20 befindet sich in der Gasleitung 10 zwischen dem Durchflussregelventil 15, d. h. dem Druckleckventil und dem Düsenabschnitt 12 der Gasleitung 10. Die Messeinrichtung 20 kann dafür verwendet werden, das Tastverhältnis des Mikroventils 16 zu modifizieren, um einen gewünschten Gasfluss zu erzielen.
Die Druckmesseinrichtung 20 (und 7) kann als thermische Messeinrichtung, als Ionisations-Messeinrichtung, magnetbasierte Messeinrichtung ausgeführt sein. Bevorzugte Ausführungsformen für solche Messeinrichtungen 20 (oder 7) sind Membran-Messeinrichtungen, die zum Erfassen von echtem Druck fähig sind, unabhängig von einer jeweiligen Gasart und unabhängig von einer jeweiligen Gastemperatur.
Der Düsenabschnitt 12 ist mit einem Auslass des Mikroventils 16 über einen flexiblen Rohrabschnitt 21 verbunden, der auch Teil der Gasleitung 10 ist.
Der Düsenabschnitt 12 ist an einem beweglichen Tisch 22 montiert, um den Düsenabschnitt 12 der Gasleitung 10 relativ zu dem Rahmen 6 der Untersuchungsvorrichtung 4 mit geladenen Teilchen zu bewegen. Während einer solchen Bewegung bewegt sich der Düsenabschnitt 12 relativ zu jenen Teilen der Gasleitung 10, die dem flexiblen Rohr 21 vorgelagert sind. Das flexible Rohr 21 dient dazu, solche Bewegung jener Abschnitte der Gasleitung 10 relativ zueinander zu kompensieren. Der bewegliche Tisch 22 ist an dem Rahmen 6 montiert. Der bewegliche Tisch 22 erlaubt eine Bewegung des Düsenabschnitts 12 relativ zu dem Rahmen 6 entlang von mindestens drei Translationsfreiheitsgraden. In Abhängigkeit von der Ausführungsform des beweglichen Tischs 22 ist mindestens ein weiterer Kippfreiheitsgrad möglich. Mit dem beweglichen Tisch 22 kann eine Position eines freien Endes des Düsenabschnitts 12 und auch eine Richtung eines solchen freien Endes des Düsenabschnitts 12 jeweils relativ zu der Probenuntersuchungsregion 5a oder der interessierenden Region endeingestellt werden.
4 und 5 zeigen eine Ausführungsform des Mikroventils 16.
4 zeigt einen offenen Ventilzustand des Mikroventils 16, wobei ein Nenn-Gasstrom durch die Gasleitung 10 ermöglicht wird. Das Mikroventil 16 weist ein Ventilgehäuse 23 auf, das einen Leitungsteil der Gasleitung 10 ausbildet.
Eine Rohrgröße von Leitungsabschnitten der Gasleitung 10 am Einlass und am Auslass des Ventilgehäuses 23 können einen Durchmesser aufweisen, der höchstens 2 mm beträgt. Der Durchmesser kann dicht an 1,6 mm liegen.
Das Mikroventil 16 weist ein Schließelement 24 auf, das sich innerhalb des Ventilgehäuses 23 befindet. Das Schließelement 24 ist als ein Stößel mit einem Kugelende 25 ausgeführt. Das Schließelement 24 ist in einer Betätigungsrichtung 26 zwischen dem in 4 gezeigten offenen Zustand und einem in 5 gezeigten geschlossenen Zustand umschaltbar. Solch eine Betätigungsrichtung 26 ist parallel zu einer Gasstromrichtung durch den Leitungsteil der Gasleitung 10, d. h. durch das Ventilgehäuse 23.
In dem offenen Ventilzustand ist ein Nenn-Gasstrom durch die Gasleitung 10 freigegeben.
Zum Umschalten des Schließelements 24 zwischen dem offenen und dem geschlossenen Zustand ist ein Aktor 27 vorgesehen, der als ein Solenoidaktor mit externen Solenoidwicklungen 28 ausgeführt ist.
In dem geschlossenen Ventilzustand von 5 liegt das Kugelende 25 des Schließelements 24 an einer Deckensitzoberfläche 29 des Ventilgehäuses 23 an, um die Gasleitung 10 innerhalb eines solchen Ventilgehäuses 23 zu schließen. In einem solchen geschlossenen Ventilzustand ist der Stößel des Schließelements 24 mittels einer internen Feder 30 vorgespannt, die zwischen dem freien Ende des Stößels des Schließelements 24, dem Kugelende 25 entgegengesetzt, und einer Gehäusestufe des Ventilgehäuses 23, die einen Einlass der Gasleitung 10 in das Innere des Ventilgehäuses 23 umgibt, zusammengedrückt ist. Während des Öffnens des Mikroventils 16 arbeitet der Aktor 27 gegen die Vorspannkraft der Feder 30.
Mit dem Aktor 27 ist eine Umschaltzeit zwischen dem offenen und dem geschlossenen Ventilzustand erreichbar, die höchstens 100 ms beträgt. Abhängig vom Design des Aktors 27 sind sogar schnellere Umschaltzeiten möglich, z. B. höchstens 50 ms, höchstens 25 ms, höchstens 20 ms, höchstens 10 ms, höchstens 5 ms, höchstens 2 ms oder sogar 1 ms.
Ein Umschaltzyklus des Mikroventils 16 kann höchstens 1 s betragen.
Das Mikroventil 16 kann 2, 5, 10, 50, 100, 200, 500 oder sogar 1000 Zyklen pro Sekunde unterzogen werden.
Ein Tastverhältnis des Mikroventils 16, ein Bruchteil zwischen einer Zeitspanne, in der sich das Mikroventil 16 in dem offenen Zustand befindet, und der Umschaltzykluszeitspanne kann in einem Bereich zwischen 0,01 % und 100 % steuerbar sein.
Mit dem Mikroventil 16 ist eine verifizierende Regelung des Gasstroms durch die Gasleitung und insbesondere des Gasstroms, der auf die interessierende Region auftrifft, möglich.
Das Mikroventil 16 kann beheizt werden, um eine Gaskondensation innerhalb des Ventilgehäuses 23 zu verhindern. Der Aktor 27 kann zusätzlich als eine Heizvorrichtung dienen. Ein geringer Strom kann auf die Solenoidwicklung 28 einwirken, um eine gewisse Heizung zu liefern, ohne zum Öffnen des Ventils ausreichend zu sein.
Das Gasinjektionssubsystem 5 weist eine Vielzahl von Gasleitungen gemäß der Gasleitung 10 auf. Jede der Gasleitungen 10_i einer solchen Vielzahl ist dafür ausgelegt, einen jeweiligen Gasstrom von einem einer jeweiligen Vielzahl von Gasreservoiren 11_i zu der Probenuntersuchungsregion 5a zu leiten.
Beispiele für die Gase, die über die Gasleitung 10, 10_i zur Probenuntersuchungsregion 5a geleitet werden können sind XeF₂, W(CO)₆, Co₂(CO)₈, MePtCpMe₃, PMCPS ((CH₃SiHO)₅).
Die integrierten Druckmesseinrichtungen 20 ermöglichen individuelle Überwachung des wahren Drucks innerhalb der Gasleitung 10 in einem dem Mikroventil 16 vorgelagerten Abschnitt. Ein solcher wahrer Druck ist zu einem an der Probenuntersuchungsregion 5a angelieferten Gasfluss linear proportional. Die Messung des wahren Gasdrucks über die jeweilige Messeinrichtung 20 kann für jede der Gasleitungen 10_i getrennt vorgenommen werden. Das Präzisionsleckventil 15, das das Ende eines Hochdruckabschnitts des Injektionssubsystems 5 ist, ist kontinuierlich von einem offenen Ventilzustand zu einem geschlossenen Ventilzustand einstellbar, was es ermöglicht, dass ein Gasstrom über mehrere Größenordnungen hinweg variieren kann. Alle anderen oben beschriebenen Ventile sind dafür ausgelegt, entweder vollständig geöffnet oder vollständig geschlossen zu sein.
Obgleich das Mikroventil 16 echt binär ist, d. h. nur die beiden Betriebszustände „offen“ oder „geschlossen“ aufweist, produziert das Mikroventil 16 eine nahezu kontinuierlich einstellbare mittlere Gasstromrate, die wiederholbar und linear ist. Das Mikroventil 16 kann ein variierendes Tastverhältnis aufweisen. In jeder der jeweiligen Gasleitungen 10_i gibt es mindestens ein Mikroventil 16 gemäß der obigen Beschreibung, insbesondere hinsichtlich den 4 und 5.
Eine Gasabsperrzeit ist nur durch ein Volumen und einen Vakuumleitwert des Leitungsabschnitts zwischen dem Mikroventil 16 und der Abschlussdüse des Düsenabschnitts 12 begrenzt. Ein schnelles Auswechseln und/oder simultanes Anliefern von zwei oder mehr Gasen über verschiedene Gasleitungen 10_i des Gasinjektionssubsystems ist möglich.
Die Gasabsperrzeit kann kleiner als 10 s sein.
Düsenabschnitte einer solchen Vielzahl von Gasleitungen 10i sind in einer Ausführungsform des Untersuchungssystems 1 mit einer gemeinsamen Düsenverteilereinrichtung 31 verbunden, die mit den jeweiligen 6 bis 9 beschrieben sind.
Die Düsenverteilereinrichtung 31 weist einen in 6 gezeigten Hauptverbindungskörper 32 auf, der Einlässe 33_i zum Aufnehmen komplementärer Verbindungsteile der jeweiligen Gasleitungen 10_i aufweist. 6 zeigt vier Einlässe 33₁ bis 33₄. Ein fünfter Einlass ist aus der Blickrichtung von 6 nicht sichtbar.
Innerhalb des Hauptverbindungskörpers 32 sind die Einlässe 33_i mit individuellen Endabschnitten/Düsenabschnitten 12_i der jeweiligen Gasleitungen 10i (i = 1 bis 5) verbunden. Die Endteile der Düsenabschnitte 12_i sind über einen gemeinsamen Endkörper 34 der Düsenverteilereinrichtung 31 zusammengefügt. Solch ein gemeinsamer Endkörper 34 weist Einlässe 35_i zum Aufnehmen der Düsenabschnitte 12_i der jeweiligen Gasleitungen 10_i (i = 1 bis 5) auf. Innerhalb des gemeinsamen Endkörpers 34 sind solche Einlässe 35 mit einem konkaven, halbkreisförmigen Düsenauslassteil 36 des gemeinsamen Endkörpers 34 verbunden. Die Düsenleitungen 37_i (i = 1 bis 5) innerhalb eines solchen gemeinsamen Endkörpers 34 beinhalten Düsenleitungsteile mit gestaffelt reduziertem Durchmesser. In der nahen Umgebung des Düsenauslassteils 36 weisen die Abschlussdüsen 38_i einen Innendurchmesser auf, der kleiner als 0,33 mm ist. Ein solcher Durchmesser der Düsenleitungen 37_i kann 250 µm betragen. Ein Abstand zwischen angrenzenden Düsenleitungen 37 an dem Abschluss an dem Düsenauslassteil 36 kann höchstens 50 µm betragen. Solch ein Abstand kann sogar kleiner sein und kann höchstens 20 µm betragen.
Der konkavförmige Düsenauslassteil 36 ist ferner als ein nach unten öffnender Konus ausgeführt, d. h. öffnet sich zu der Probenuntersuchungsregion 5a. Ein Konuswinkel α eines solchen Öffnungskonus kann in einem Bereich zwischen 30 Grad und 70 Grad, zwischen 40 Grad und 60 Grad liegen und kann nahe an 50 Grad liegen.
Ein solcher Konusabschnitt des Düsenauslassteils 36 mit den Abschlussdüsen 38_i umgibt die Probenuntersuchungsregion 5a, d. h. die interessierende Region der Probe 2, wobei ein Raumwinkel von etwa 2 Steradiant aufgespannt wird. Dies gewährleistet verbesserten Gaseinschluss, indem eine partielle Umschließung der interessierenden Region 5a geschaffen wird, um einen Bruchteil von Gasmolekülen, die von der Oberfläche der Probe 2 desorbiert werden, zurück zu reflektieren. Gasatome oder -moleküle, die die Abschlussdüsen 38_i verlassen, werden über die Probenuntersuchungsregion 5a verteilt, innerhalb eines Gebiets, das einen Durchmesser von etwa 1 mm aufweist.
Solch ein Düsenauslassteil 36, d. h. die Abschlussdüsen 38_i der jeweiligen Gasleitung 10_i, wird in der nächsten Umgebung der interessierenden Region 5a, d. h. der Probenuntersuchungsregion, mit der Hilfe des beweglichen Tischs 22 positioniert, der in dieser Ausführungsform den Hauptverbindungskörper 32 der Düsenverteilereinrichtung 31 trägt. Abhängig von der Ausführungsform der Düsenverteilereinrichtung 31 kann eine solche Verteilereinrichtung dafür ausgelegt sein, zwei bis zehn Gasleitungen 10_i zu verbinden.
Die Düsenverteilereinrichtung 31 ergibt eine kompakte mechanische Komponente, die einen konsistenten und simultanen Ersatz der Düsenleitungen 37 sicherstellt. Alle der Düsenleitungen 37 der Gasleitungen 10_i sind auf dieselbe Probenuntersuchungsregion 5a gerichtet bzw. zielen auf diese, d. h. auf die Region, in welcher der Strahl aus geladenen Teilchen die interessierende Region der Probe 2 trifft. Ein Umschalten zwischen verschiedenen Gasen ist möglich, ohne dass ein Abschlussdüsenabschnitt durch einen anderen ausgetauscht wird. Eine Verschiebungsauflösung/Positionierungsgenauigkeit des beweglichen Tischs 22 kann mindestens 500 µm betragen. Eine solche Positionierungsgenauigkeit kann sogar besser sein oder kann besser als 250 µm, besser als 100 µm und sogar besser als 25 µm sein, z. B. 10 µm.
Die Düsenverteilereinrichtung 31 und insbesondere der gemeinsame Endkörper 34 können derart ausgelegt sein, dass die Düsenverteilereinrichtung 31 in einer Betriebsposition in der näheren Umgebung der Probenuntersuchungsregion 5a einen Raumwinkel von mindestens 1 Steradiant um die Probenuntersuchungsregion 5a herum abdeckt. Ein solcher durch die Düsenverteilereinrichtung 31 abgedeckter Raumwinkel kann sogar größer sein und kann mindestens 1,5 Steradiant, 2 Steradiant, 2,5 Steradiant betragen. In der Regel ist ein solcher Raumwinkel kleiner als 4 Steradiant.
Die Düsenverteilereinrichtung 31 kann zusammen mit einer elektrischen Probenvorspannung und/oder zusammen mit einer elektrischen Detektorschirmvorspannung positiv oder negativ vorgespannt sein, um einen Sammelwirkungsgrad von Detektoren, die sich an die Probenuntersuchungsregion angrenzend befinden, zu verbessern. Die Düsenverteilereinrichtung kann zusammen mit der Probenvorspannung und dem Detektorschirm positiv oder negativ vorgespannt sein, so dass der Sammelwirkungsgrad der angrenzenden Detektoren größer als 80 % wird.
Unter Bezugnahme auf 2 wird nun die weitere Ausführungsform eines Untersuchungssystems 14, das anstelle des Untersuchungssystems 1 verwendet werden kann, beschrieben. Komponenten und Funktionen, die jenen entsprechen, die mit Bezug auf 1 und 4 bis 9 beschrieben wurden, weisen im Folgenden dieselben Bezeichnungen und/oder Bezugsziffern auf und werden nicht nochmals ausführlich beschrieben.
Ein Gasinjektionssubsystem 41 des Untersuchungssystems 40 weist ein Gasreservoir 42 auf, das als ein temperaturgeregelter Tiegel ausgeführt ist, der eine Flüssigkeit mit einem geregelten Dampfdruck enthält.
Die Temperaturregelung des jeweiligen Tiegels 42 ist beim Bestimmen des Dampfdrucks des Gases innerhalb des Tiegels 42 und der folgenden Gasleitung 10 kritisch. Somit beinhaltet das jeweilige Gasreservoir 42 eine Temperaturregelung. Alle nachgelagerten Abschnitte der Gasleitungen hinter dem Tiegel 42 sind dafür ausgelegt, auf einer ähnlichen oder höheren Temperatur zu liegen, um Kondensation zu verhindern.
Ein Auslass eines solchen Tiegels 43 ist über ein Versorgungsmikroventil 43 mit der Gasleitung 10 verbunden. In dem Gasstrom hinter einem solchen Mikroventil 43 ist die Vakuumleitung 17 mit der Gasleitung 10 verbunden. Hinter einem solchen Vakuumleitungseinlass ist eine Trägergasleitung 44 über ein Trägergasspülmikroventil 45 in dem Gasstrom mit der Gasleitung 10 verbunden, wobei hinter einem solchen höheren Gasleitungseinlass in der Gasleitung 10 ein Durchflussregelmikroventil 46 vorhanden ist. In dem Gasstrom hinter einem solchen Durchflussregelmikroventil 46 ist die Druckmesseinrichtung 20 mit der Gasleitung 10 verbunden. Das Versorgungsmikroventil 43, das Durchflussregelmikroventil 46 und das an den Düsenabschnitt 12 angrenzende Mikroventil 16 sind Durchflussregelventile zum Regeln des Gasstroms durch die Gasleitung 10. Als ein weiteres Durchflussregelventil dient das Trägergasspülmikroventil 45 zum Regeln eines Trägergas-Gasstroms durch die Gasleitung 10.
Als Trägergas kann Stickstoff oder ein Edelgas verwendet werden.
Das Trägergas kann zum Spülen der Gasverteilereinrichtungen von Restgasen und Adsorbaten in einem Reinigungsschritt des Untersuchungssystems 1 verwendet werden.
Die Gasleitungen 10 können Vorkehrungen zum Evakuieren oder Vakuumspülen des Inhalts enthalten, um Restgase zu entfernen und bei Raumtemperatur oder während periodischen Ausheizens saubere Oberflächen aufrechtzuerhalten. Die einzelnen Gasleitungen 10 können auch Vorkehrungen zum Heizen oder Kühlen beinhalten. Die einzelnen Gasleitungen 10 können mindestens einen Temperatursensor zum Regeln der Temperatur aufweisen, um Kondensation auszuschließen.
Die Leitungen 10, 17, 44 sind aus Edelstahl hergestellt.
Alle der Mikroventile 43, 45 und 46 sind als umschaltbares Mikroventil ausgeführt, wie es unter Bezugnahme auf das Mikroventil 16 beschrieben wurde, insbesondere unter Bezugnahme auf 4 und 5.
Die Messeinrichtung 7, 20 und auch die Ventile 13, 15, 16, 19, 43, 45, 46 befinden sich in Signalverbindung mit einer Steuereinheit des Untersuchungssystems. Solch eine Steuereinheit ist in den Figuren nicht gezeigt.
Unter Bezugnahme auf 3 wird nun eine weitere Ausführungsform eines Untersuchungssystems 14, das anstelle des Untersuchungssystems 1 verwendet werden kann, beschrieben. Komponenten und Funktionen, die jenen entsprechen, die mit Bezug auf 1, 2 und 4 bis 9 beschrieben wurden, weisen im Folgenden dieselben Bezeichnungen und/oder Bezugsziffern auf und werden nicht nochmals ausführlich beschrieben.
In der Ausführungsform von 3 ist ein Gasinjektionssubsystem 51 vorhanden, das ein Gasreservoir 43 gemäß der Ausführungsform von 2 aufweist, allerdings ohne eine Trägergasversorgung, d. h. es ähnelt dem Vakuum-/Gasleitungs-Design der Ausführungsform von 1. In dem Gasstrom hinter dem Versorgungsmikroventil 43 gibt es das Durchflussregelmikroventil 46 in dem Gasinjektionssubsystem 51 ohne einen weiteren Leitungseinlass. Die Vakuumleitung 17 ist in dem Gasstrom hinter dem Durchflussregelmikroventil 46 mit der Gasleitung 10 verbunden. Das weitere Design der Gasleitung 10 des Gasinjektionssubsystems 51 entspricht der Ausführungsform des Gasinjektionssubsystems von 1.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 8969835 B2 [0002]

Claims

Gasinjektionssubsystem (5; 41; 51) zur Verwendung in einem Untersuchungssystem (1; 40; 50) zum Untersuchen einer Probe (2) unter Verwendung von geladenen Teilchen, wobei das Gasinjektionssubsystem (5; 41; 51) Folgendes aufweist: - mindestens eine Gasleitung (10; 10_i) zum Leiten eines Gasstroms von einem Gasreservoir (11; 42) zu einer Probenuntersuchungsregion (5a), wobei die Gasleitung (10, 10_i) in der Nähe der Probenuntersuchungsregion (5a) einen Durchmesser von weniger als 5 mm aufweist, - mindestens ein Durchflussregelventil (16) zum Regeln des Gasstroms durch die Gasleitung (10, 10_i), wobei das Ventil (16) umschaltbar ist zwischen -- einem offenen Ventilzustand, in dem ein Nenn-Gasstrom durch die Gasleitung (10, 10_i) freigegeben ist, und -- einen geschlossenen Ventilzustand, in dem die Gasleitung (10, 10_i) geschlossen ist, um einen Gasstrom durch die Gasleitung (10, 10_i) zu verhindern, - wobei das Ventil (16) derart ausgelegt ist, dass eine Umschaltzeit zwischen dem offenen und dem geschlossenen Zustand höchstens 100 ms beträgt.
Gasinjektionssubsystem nach Anspruch 1, wobei das Ventil (16) ein Ventilgehäuse (23) aufweist, das einen Leitungsteil der Gasleitung (10) ausbildet.
Gasinjektionssubsystem nach Ansprüchen 1 oder 2, wobei das Ventil (16) ein Schließelement (24) aufweist, das sich innerhalb des Ventilgehäuses (23) befindet und das in einer Betätigungsrichtung (26) zwischen dem offenen Ventilzustand und dem geschlossenen Ventilzustand umschaltbar ist, wobei die Betätigungsrichtung (26) parallel zu einer Gasstromrichtung durch den Leitungsteil (10) ist.
Gasinjektionssubsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schaltzyklus des Ventils höchstens 1 s beträgt.
Gasinjektionssubsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Tastverhältnis, d. h. ein Verhältnis zwischen einer Zeitspanne, in der sich das Ventil in dem offenen Zustand befindet, und der Schaltzykluszeitspanne, im Bereich zwischen 0,01 % und 100 % steuerbar ist.
Gasinjektionssubsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, das eine Vielzahl von Gasleitungen (10_i) aufweist, wobei jede der Gasleitungen (10_i) dafür ausgelegt ist, einen jeweiligen Gasstrom von einem der jeweiligen Vielzahl von Gasreservoiren (11_i; 42_i) zu der Probenuntersuchungsregion (5a) zu leiten, wobei Düsenabschnitte (12_i) aus der Vielzahl von Gasleitungen (10_i) mit einer gemeinsamen Düsenverteilereinrichtung (31) in der Nähe der Probenuntersuchungsregion (5a) verbunden sind.
Gasinjektionssubsystem nach Anspruch 6, wobei die Düsenverteilereinrichtung (31) in einer offenen Stellung und in der nahen Umgebung der Untersuchungsregion (5a) einen Raumwinkel von mindestens 1 Steradiant um die Probenuntersuchungsregion (5a) herum abdeckt.
Gasinjektionssubsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, das einen beweglichen Tisch (22) aufweist zum Bewegen - eines Düsenabschnitts (12, 12_i) der mindestens einen Gasleitung (10, 10_i), der sich in der Nähe der Probenuntersuchungsregion (5a) befindet, oder - der Düsenverteilereinrichtung (31).
Gasinjektionssubsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, das eine Druckmesseinrichtung (20) zum Messen des Gasdrucks innerhalb der mindestens einen Gasleitung (10, 10_i) aufweist, wobei sich die Druckmesseinrichtung (20) in der Gasleitung (10, 10_i) in der Nähe des Düsenabschnitts (12) der Gasleitung befindet.
Gasinjektionssubsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Gasreservoir (10; 42) umgesetzt ist als - Druckgasbehälter (11) und/oder - einen temperaturgeregelten Tiegel (42), um eine Flüssigkeit mit einem geregelten Dampfdruck zu enthalten.
Untersuchungssystem (1; 40; 50) zum Untersuchen einer Probe (2) unter Verwendung von geladenen Teilchen, wobei das Untersuchungssystem (1; 40; 50) Folgendes beinhaltet: - ein Gasinjektionssubsystem (5; 41; 51) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und - eine Untersuchungsvorrichtung (4) mit geladenen Teilchen zum Einwirken auf eine interessierende Region einer Probe (2), die mit geladenen Teilchen untersucht werden soll, wobei sich die interessierende Region in der Probenuntersuchungsregion (5a) des Gasinjektionssubsystems (5; 41; 51) befindet.