[发明专利]用于离子束蚀刻的等离子体桥中和器

权利要求书

1.一种宽离子束系统，包括：

离子束发生器，所述离子束发生器用于提供具有不大于300eV的电压的低能量离子束；以及

用于产生具有小于3eV的电压的低能量电子的等离子体桥中和器，即PBN，所述PBN包括：

等离子体发生腔室，所述等离子体发生腔室可操作地连接到腔室电源，所述等离子体发生腔室具有由壁结构和具有居中的腔室释放孔的底板结构限定的内部空间，所述居中的腔室释放孔用于从所述PBN腔室提取所述电子；

惰性气体源，所述惰性气体源可操作地连接到所述内部空间；

热发射阴极灯丝，所述热发射阴极灯丝在所述内部空间内并且可操作地连接到灯丝电源；

磁场发生器，所述磁场发生器被配置为在所述腔室内产生与所述PBN的轴平行并且可选地与所述灯丝平行的磁场；以及

聚磁器，所述聚磁器围绕所述腔室并且具有与所述腔室释放孔对齐的孔，所述聚磁器抑制所述磁场离开所述PBN。

2.根据权利要求1所述的宽离子束系统，其中，所述磁场发生器是螺线管电磁体。

3.根据权利要求2所述的PBN，其中，所述螺线管电磁体具有至少30匝。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的PBN，其中，所述聚磁器在所述壁结构和所述底板结构的外部。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的PBN，其中，所述聚磁器围绕所述壁结构是连续的。

6.一种为离子束蚀刻系统提供低能量电子的方法，所述方法包括：

在处理腔室中产生具有不大于300eV的电压的低能量离子束，所述离子束具有电流并且具有至少100mm的直径；

从具有灯丝的等离子体桥中和器中提取低能量电子，所述等离子体桥中和器即PBN，所述低能量电子的电流大于所述离子束的电流并且所述低能量电子的电压小于3eV；

在所述PBN内产生与所述灯丝轴向对齐的磁场；以及

利用围绕所述PBN的聚磁器将所述磁场保持在所述PBN内，使得所述聚磁器外部的所述处理腔室中的所述磁场小于2高斯。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，产生所述离子束包括从栅格离子源产生所述离子束。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，从栅格离子源产生所述离子束包括通过以不小于50mA的电流向栅格施加不大于300V的电压来产生所述离子束。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，还包括从所述PBN经由与所述磁场对齐的腔室孔发射所述低能量电子。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述低能量电子被发射为具有至少100mm的直径的束。