[发明专利]用于分析等离子体处理的装置中的两阶段离子电流测量

权利要求书

1.一种操作装置以获得等离子体处理系统中的离子能量分布测量的方法，其包括：

提供用于放置在等离子体处理系统中并暴露于等离子体的衬底，衬底具有设置在其中的离子能量分析器，所述离子能量分析器用于在等离子体处理期间测量衬底表面的离子能量分布，离子能量分析器包括多个导电栅极和收集电极，每个栅极由绝缘层隔开；

在衬底内提供高电压生成电路，所述高电压生成电路配置为获取电池的输出电压以向高电压生成电路供电，并将电压施加到多个导电栅极中的第一栅极；

提供高电压开关以及与高电压开关并联的电阻器，所述高电压开关配置为将第一栅极放电至装置的浮地；

在第一阶段期间，当第一电压在第一栅极从浮地电位充电至台阶电压时，对离子电流进行采样；和

在第二阶段期间，当施加到第一栅极的第二电压通过电阻器从由高电压生成电路产生的预定电压放电至台阶电压时，对离子电流进行采样。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括在第一阶段期间对离子电流进行采样之前，关闭开关以将第一栅极放电至浮地。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括打开开关，以允许来自等离子体处理的离子电流将第一栅极充电至台阶电压。

4.根据权利要求1所述的方法，其中台阶电压由流经电阻器的来自等离子体处理的离子电流确定。

5.根据权利要求1所述的方法，其中第一电压是上升电压扫描，第二电压是下降电压扫描。

6.根据权利要求1所述的方法，其中高电压生成电路包括电压倍增器，并且电阻器与电压倍增器并联。

7.根据权利要求6所述的方法，其中第二电压放电的速率由电阻器的电阻值以及离子电流确定，所述电阻器与电压倍增器的浮地的总电容并联。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其中第一电压充电的速率由电阻器的电阻值以及离子电流确定，所述电阻器与电压倍增器的浮地的总电容并联。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，还包括结合在每个采样步骤期间进行的电流测量，以获得完整的测量组。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括绘制完整的测量组以提供离子能量分布。

11.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中多个栅极以栅极的堆叠布置，并且第一栅极是堆叠中的任何一个栅极，第一栅极用于离子能量辨别。