离子能量分析仪、在该离子能量分析仪中发电信号的方法及制造和操作该离子能量分析仪的方法

摘要

一种离子能量分析仪（74，122，174），用于确定等离子体（66）的离子能量分布，并且包括进入栅网（80，126，160）、选择栅网（82，134，134’）和离子收集器（84，136，136’）。进入栅网（80，126，160）包括尺寸小于等离子体（66）的德拜长度的第一多个开口。离子收集器（84，136，136’）经由第一电压源（182）耦合到进入栅网（80，126，160）。选择栅网（82，134，134’）位于进入栅网（80，126，160）与离子收集器（84，136，136’）之间并且经由第二电压源（180）耦合到进入栅网（80，126，160）。离子电流计（106）耦合到离子收集器（84，136，136’），以测量离子收集器（84，136，136’）上的离子通量并传送与该离子通量相关的信号。

主权项

一种用于确定等离子体的离子能量分布的离子能量分析仪，包括：进入栅网，形成所述离子能量分析仪的第一表面，所述第一表面被定位成当所述分析仪位于等离子体处理设备中时暴露于所述等离子体，所述进入栅网包括第一多个开口，所述第一多个开口中的每个开口具有小于所述等离子体的德拜长度的尺寸，以使得所述等离子体的边界处的等离子体壳层保持相对未受干扰并且所述等离子体壳层不穿透所述第一多个开口；离子收集器，形成所述离子能量分析仪的第二表面；第一电压源，工作上耦合到所述离子收集器并且被配置成相对于所述进入栅网对所述离子收集器进行偏置；选择栅网，被定位在所述进入栅网与所述离子收集器之间，并且包括第二多个开口；第二电压源，工作上耦合到所述选择栅网，并且被配置成选择性地且可变地对所述选择栅网进行偏置；以及离子电流计，工作上耦合到所述离子收集器，并且被配置成测量所述离子收集器上的离子通量以及传送表示所测量的离子通量的信号。