[发明专利]结合具有可选择离子的聚焦离子束柱使用的感应耦合等离子体离子源

权利要求书

1.一种带电粒子束系统，所述带电粒子束系统包括：

感应耦合的等离子体离子源；

一种或多种气体源，其用于将多种气体提供到所述等离子体离子源，以从所述等离子体离子源同时产生多个离子种类；

滤质器，所述滤质器用于从由所述等离子体离子源产生的多个离子种类选择离子种类；以及

聚焦光学器件，所述聚焦光学器件在目标物处产生选定离子种类的聚焦束，所述束在所述目标物处具有亚微米的直径。

2.根据权利要求1所述的带电粒子束系统，其中，所述滤质器包括ExB滤质器。

3.根据权利要求1或2所述的带电粒子束系统，其中，所述感应耦合的等离子体离子源包括分离的法拉第屏蔽。

4.根据前述权利要求中任一项所述的带电粒子束系统，其中，所述感应耦合的等离子体离子源包括平衡天线。

5.根据前述权利要求中任一项所述的带电粒子束系统，其中，所述一个或多个气体种类包括两个气体种类。

6.根据前述权利要求中任一项所述的带电粒子束系统，其中，所述滤质器包括像差校正ExB滤质器。

7.根据权利要求6所述的带电粒子束系统，其中，所述像差校正ExB滤质器具有多级，包括第一ExB滤质器级和至少第二ExB滤质器级。

8.根据前述权利要求中任一项所述的带电粒子束系统，其中，所述滤质器包括至少两个静电极片，每个静电极片具有单独的电连接。

9.根据前述权利要求中任一项所述的带电粒子束系统，其中，所述滤质器还包括能够机械调节的磁场分布以及入口孔和出口孔。

10.根据权利要求9所述的带电粒子束系统，其中，所述滤质器还包括至少两个磁极，每个磁极具有两个电连接，在每个磁极的每端处具有一个电连接。

11.根据前述权利要求中任一项所述的带电离子束系统，其中，所述聚焦光学器件在10 μA的束电流下将经滤质的离子束聚焦到小于100 nm的斑点尺寸。

12.根据权利要求1至10中任一项所述的带电粒子束系统，其中，所述聚焦光学器件在1 μA的束电流下将经滤质的离子束聚焦到小于50 nm的斑点尺寸。

13.根据权利要求1至10中任一项所述的带电粒子束系统，其中，所述聚焦光学器件在10 nA的束电流下将经滤质的离子束聚焦到小于25 nm的斑点尺寸。

14.一种借助具有感应耦合的等离子体离子源的聚焦离子束系统来加工工件的方法，所述方法包括：

从感应耦合的等离子体离子源的等离子体腔同时提取多个离子种类；

配置滤质器，以从所述等离子体腔提取的多个离子种类中选择一个离子种类；

将所选择的一个离子种类聚焦到工件上，以在该工件上执行第一加工；

配置滤质器，以从所述等离子体腔提取的多个离子种类中选择另一离子种类；以及

将所述另一离子种类聚焦到工件上，以在所述工件上执行第二加工。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述滤质器包括ExB滤质器，并且其中配置所述滤质器包括：施加特定电压到所述滤质器的电极，以及施加特定电流到所述滤质器的电磁体。

16.根据权利要求14或15所述的方法，其中，从所述感应耦合的等离子体离子源的等离子体腔同时提取多个离子种类包括：从具有分离的法拉第屏蔽的感应耦合的等离子体离子源的等离子体腔同时提取多个离子种类。

17.根据权利要求14或15所述的方法，其中，从所述感应耦合的等离子体离子源的等离子体腔同时提取多个离子种类包括：从具有平衡天线的感应耦合的等离子体离子源的等离子体腔同时提取多个离子种类。

18.根据权利要求14或15所述的方法，其中：

同时提取多个离子种类包括提取氦和氩；

配置滤质器以从所述等离子体腔提取的多个离子种类中选择一个离子种类包括：配置所述滤质器以选择氩离子；并且

将所选择的一个离子种类聚焦到工件上以在所述工件上执行第一加工包括：将具有大于1 μA的电流的氩离子束聚焦到具有小于50 nm的直径的斑点上。