[发明专利]用于粒子光学仪器的多源GIS

说明书

技术领域

本发明涉及用于将至少两种流体施用于粒子光学仪器的真空室中的喷气系统(GIS)，喷气系统具有两个或更多个通道，各个通道在第一侧连接至容纳流体的相关联的贮藏器，并且在另一侧具有相关联的出口开口。

本发明还涉及使用前述GIS的方法。

背景技术

在出自Ed.Ivo Utke等人的Nanofabrication using focused ionand electron beams(使用聚焦离子束和电子束的纳米加工)，ISBN 978-0-19-973421-4中描述这样的GIS，更具体地在第3.7.2.3章：多喷嘴(第173-175页)中描述这样的GIS。

GIS用于处理样品，诸如硅样品。

该处理可以是离子束诱导沉积(IBID)，其中聚焦离子束被引导至样品，并且附着于样品的气体被分成沉积于样品表面上的一部分和典型地气态的副产物。

同样地，在电子束诱导沉积(EBID)中，聚焦电子束被引导至样品，并且附着于样品的气体被分成沉积于样品表面上的一部分和气态副产物。

不仅已知使用沉积，而且还已知使用受气体辅助的蚀刻或铣削。

前述的书本章节提到，“对于复杂的聚焦束处理，优选地使用多GIS，从而允许使多种前驱气体在处理区域上方的真空室中局部地混合。这避免使反应气体在供给管内侧以更高的密度混合。典型地，这样的系统旨在针对用于束诱导式处理的复合气体化学反应。”

该书本章节还提到，可能出现的一个问题是对不平坦的表面的“气体遮蔽的影响”。对此的解决方案是美国俄勒冈州希尔斯伯勒的FEI公司所出售的NanoChemix™。在此，三个喷嘴用于施用两种气体。两个针(喷嘴)彼此相对并用于一种气体(流体)，且第三针用于施用另一种气体(流体)，例如用于金属沉积的前驱体。这不仅避免气体遮蔽的影响，而且还“维持更均匀的气体覆盖范围而导致经处理的结构的更好的基底均匀性或平面性”。

注意到，前驱体对沉积负责，而另一气体可以用于例如就地清洗，例如通过氧化而去除碳污染物，或用于就地还原。

在使用单个针时，通常的做法是，将出口开口(喷嘴)定位成尽可能接近于目标(样品)。那样，仅样品的小区域暴露于气体，且需要很少的气体，导致进行处理的真空室的相对较低的背景压力。通常采用从喷嘴至样品的0.5 mm或小于0.5 mm的距离。

在使用两个相对的喷嘴时，暗示出，束(聚焦离子束或电子束)被引导至样品，并且，在两个相对的喷嘴之间击中样品。三个喷嘴放置于一圆上，两个相对的针处于0°和180°，第三针处于90°，并且，束经过该圆的中心。

这继而意味着，喷嘴放置于大到足以允许束经过喷嘴之间的距离处。应当在喷嘴之间保持典型的至少1 mm的距离。这一相对较大的距离意味着至少1 mm²的点覆盖着气体，导致对应的更高的背景压力。

关于三喷嘴式方法而出现的另一问题是，倾斜受到限制：倾斜不仅在物理上受到两个相对的喷嘴限制，而且甚至更大程度地受到第三喷嘴限制。另一问题是，在倾斜时，样品与喷嘴之间的距离不均匀地变化(除非同样地使一组针倾斜，但这导致复杂的系统)。

对多GIS系统存在以下需要：

•在退出喷嘴之后，进行混合，

•不出现遮蔽的情况，

•在使样品倾斜时，样品与每个喷嘴之间的距离完全相同(然而，可能与倾斜之前的距离不同)，

•喷嘴能够定位成接近于样品。

更具体地，需要将现有的单通道GIS升级成多GIS系统。

发明内容

本发明至少部分地解决上述的问题。

为此，至少两个出口开口以比出口开口附近的通道的直径更小的距离分离。

发明者发现，当喷嘴充分地相互靠近，例如距离比通道中的一个的直径更小时，不出现遮蔽的情况，并且还很大程度上减少倾斜限制。如果通道具有不同的直径，那么以最厚的通道的直径为主导。

在实施例中，在权利要求1的GIS中，出口开口中的一个至少部分地与另一个出口开口同中心。

通过使开口彼此同中心，从而不出现遮蔽的情况。虽然同中心的喷嘴可能看起来难以制作，但通过使用辅助制造技术(钛的“3D打印”)来制作这样的同中心的喷嘴的方法被证明是可能性极其大的。

注意到，该实施例还在外通道的一部分被堵塞，且外喷嘴因而未完全地包围内喷嘴时起作用。

在优选的实施例中，出口开口中的一个与另一个出口开口同中心，并且内出口开口穿过外出口开口而伸出。