[发明专利]带电粒子束系统和操作带电粒子束系统的方法

权利要求书

1.一种气体场离子源，包括：

壳体；

导电尖端，布置在所述壳体内；

气体供应器，将一种或多种气体供应至所述壳体，其中，所述一种或多种气体包括氖或具有质量大于氖的原子的惰性气体；

引出电极，具有孔，以允许在所述尖端附近产生的离子穿过所述孔，

其中，所述引出电极的面向所述尖端的表面由选择为负二次离子溅射产量小于10^-5/入射氖离子的材料制成，使得在所述气体场离子源的使用期间，所述引出电极产生相对低产量的从所述引出电极向所述尖端加速的负二次离子。

2.如权利要求1所述的气体场离子源，其中，所述引出电极由包括碳、铁、钼、钛、钒和钽的材料的组中的至少一种材料制成。

3.如权利要求1或2所述的气体场离子源，其中，至少所述引出电极的面向所述尖端的所述表面由不会形成氧化物的金属制成。

4.如权利要求1或2所述的气体场离子源，其中，所述孔具有小于1L/S的真空流导。

5.如权利要求4所述的气体场离子源，其中，所述孔具有小于0.2L/S的真空流导。

6.如权利要求4所述的气体场离子源，其中，所述孔的一侧上的气压在10^-2至10^-3托的范围内或在10^-2至10^-3毫巴的范围内，并且其中，所述孔的另一侧上的气压在10^-5至10^-7托的范围内或在10^-5至10^-7毫巴的范围内。

7.如权利要求1或2所述的气体场离子源，其中，所述尖端与所述引出电极之间的距离被选为使得引出孔所对的角为15至40度的半角。

8.如权利要求7所述的气体场离子源，其中，所述尖端与所述引出电极之间的距离被选为使得引出孔所对的角为20至25度的半角。

9.如权利要求7所述的气体场离子源，其中，所述尖端与所述引出电极之间的距离被选为使得引出孔所对的立体角在0.38球面度和0.59球面度之间的范围内。

10.如权利要求1或2所述的气体场离子源，还包括低温致冷系统，所述低温致冷系统被配置成至少将所述气体供应器的输出管冷却至低温。

11.如权利要求10所述的气体场离子源，还包括加热器以加热所述气体供应器的输出管。

12.如权利要求1或2所述的气体场离子源，还包括加热器，所述加热器被配置成加热所述壳体。

13.如权利要求1或2所述的气体场离子源，还包括布置在所述壳体内的化学吸气剂。

14.如权利要求1或2所述的气体场离子源，还包括所述壳体处的舌形阀。

15.如权利要求1或2所述的气体场离子源，还包括气体输送系统的通向所述壳体的外部空间的旁通线路。

16.一种气体场离子源，包括：

外壳体；

内壳体，布置在所述外壳体内；

导电尖端，布置在所述内壳体内；

气体供应器，用于将一种或多种气体供应至所述内壳体，所述气体供应器具有终结于所述内壳体内的管；

引出电极，具有孔，以允许在所述尖端附近产生的离子穿过所述孔进入所述外壳体；

舌形阀，布置在所述内壳体和所述外壳体之间，被配置成在所述舌形阀打开时增加从所述内壳体至所述外壳体的气流，

其中，所述引出电极的面向所述尖端的表面由选择为负二次离子溅射产量小于10^-5/入射氖离子的材料制成，使得在所述气体场离子源的使用期间，所述引出电极产生相对低产量的从所述引出电极向所述尖端加速的负二次离子。

17.如权利要求16所述的气体场离子源，其中，所述气体供应器被配置成在第一操作模式下供应第一惰性气体，而在第二操作模式下供应第二惰性气体。

18.如权利要求17所述的气体场离子源，其中，所述第一惰性气体是氦，而所述第二惰性气体是氖。

19.一种操作气体场离子源的方法，所述气体场离子源包括：

外壳体；

内壳体，布置在所述外壳体内；

导电尖端，布置在所述内壳体内；

气体供应器，用于将至少两种不同气体供应至所述内壳体，所述气体供应器具有终结于所述内壳体内的管；

引出电极，具有孔，以允许在所述尖端附近产生的离子穿过所述孔进入所述外壳体，所述引出电极的面向所述尖端的表面由选择为负二次离子溅射产量小于10^-5/入射氖离子的材料制成，使得在所述气体场离子源的使用期间，所述引出电极产生相对低产量的从所述引出电极向所述尖端加速的负二次离子；

舌形阀，布置在所述内壳体和所述外壳体之间，被配置成在所述舌形阀打开时增加从所述内壳体至所述外壳体的气流，

所述方法包括以下步骤：

在所述气体场离子源的操作期间，保持所述舌形阀闭合；以及

当带电粒子束源在以所述至少两种不同气体中的第一种气体操作和以所述至少两种不同气体中的第二种气体操作之间切换时，打开所述舌形阀。