[发明专利]用于主动地监测电感耦合等离子体离子源的方法和设备

权利要求书

1.一种带电粒子束系统，包括：

等离子体源，包括用于包含等离子体的等离子体管；

导体，用于把射频能量提供到等离子体管中；

聚焦镜筒，用于把带电粒子束聚焦在样本上或聚焦在样本附近；和

第一光谱仪，用于收集从等离子体管内发射的光。

2.根据权利要求1所述的带电粒子束系统，还包括：控制器系统，用于基于从第一光谱仪收集的光的分析调节等离子体源和/或聚焦镜筒。

3.根据权利要求2所述的带电粒子束系统，其中用户输入被提供给控制器系统，所述用户输入被包括在反馈回路中以调节等离子体源和/或聚焦镜筒。

4.根据权利要求2或权利要求3所述的带电粒子束系统，其中所述控制器系统监测源管内的等离子体的存在、源管内的等离子体的强度、在多个气体种类被同时电离的情况下在源管内的等离子体的元素组成或者在单一气体种类被电离的情况下在源管内的等离子体的离子种类组成。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的带电粒子束系统，其中所述控制器系统控制带电粒子束系统的操作参数，从而等离子体源的性质与一组预定性质匹配。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的带电粒子束系统，还包括：第二光谱仪，用于收集从样本发射的光。

7.根据权利要求6所述的带电粒子束系统，其中从第二光谱仪收集的光的分析用于在样本的处理期间提供终点检测。

8.一种操作包括等离子体管的电感耦合等离子体源的方法，包括：

提供进入到等离子体源中的第一气体流；

把射频能量提供到等离子体源中以在等离子体管中保持等离子体；

从等离子体管提取带电粒子；

在聚焦镜筒内把带电粒子聚焦为射束并把射束引导到工件上或工件附近；

提供第一光谱仪以收集从等离子体管内发射的光；

分析从第一光谱仪收集的光；以及

基于从第一光谱仪收集的光的分析控制等离子体源。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：提供第二光谱仪以收集作为射束与工件撞击的结果而从样本发射的光，并分析从第二光谱仪收集的光。

10.根据权利要求9所述的方法，其中分析从第二光谱仪收集的光提供当处理工件时的终点确定的方法。

11.根据权利要求8-10中任一项所述的方法，还包括：

在确定等离子体管应该被清洁时，关闭等离子体源的第一气体流和射频能量；

然后，提供进入到等离子体源中的氧气流；

重新开始提供给源的射频能量以保持氧等离子体从而清洁等离子体管；

分析从第一光谱仪收集的光以基于发射的光的强度确定等离子体管的氧等离子体清洁是否完成；以及

一旦发射的光的强度超过预定义的强度水平，关闭等离子体源的氧气流和射频能量。

12.根据权利要求8-11中任一项所述的方法，还包括：

在氧等离子体清洁完成之后，重新开始进入到等离子体源中的第一气体流；

把射频能量提供到等离子体源中以在等离子体管中保持等离子体；

从等离子体管提取带电粒子；以及

在聚焦镜筒内把带电粒子聚焦为射束并把射束引导到工件上或工件附近。

13.根据权利要求8-12中任一项所述的方法，还包括：提供用户输入，所述用户输入包括一组预定等离子体源性质并且在使用反馈回路控制等离子体源中包括所述用户输入，从而等离子体源被调整以与所述一组预定等离子体源性质匹配。

14.根据权利要求8-13中任一项所述的方法，其中基于从第一光谱仪收集的光的发射光谱的分析控制等离子体源包括监测源管内的等离子体的存在、源管内的等离子体产生的强度、在多个气体种类被同时电离的情况下在源管内的等离子体的元素组成、在单一气体种类被电离的情况下的等离子体的离子种类组成或者在多个气体种类被同时电离的情况下的等离子体的组合离子种类组成。

15.根据权利要求8-14中任一项所述的方法，其中控制等离子体源包括：改变操作参数，从而从第一光谱仪收集的光的性质与所希望的离子组成的性质匹配。

16.根据权利要求8-15中任一项所述的方法，还包括：控制聚焦镜筒的部件。