CN113745079B - 离子源和方法 - Google Patents

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Abstract

根据不同的实施方式，离子源(100)可以包括：多个电极，该多个电极彼此电分离地安装并且包括：第一电极(102a)，第一电极具有凹陷部(106)，第二电极(102b)，第二电极设置在凹陷部(106)中，第三电极(102c)，第三电极部分地覆盖凹陷部(106)并且间隙(108)穿过第三电极，间隙暴露第二电极(102b)；一个或多于一个的磁体(104)，磁体设计用于在间隙(108)中提供磁场。

Description

离子源和方法
技术领域
不同的实施例涉及离子源、方法、控制设备和操控装置。
背景技术
通常，可以对工件或衬底进行工艺处理、例如加工、覆层、加热、蚀刻和/或改变结构。用于加工衬底的方法例如是离子辐照。借助于离子辐照例如可以用离子辐照衬底，使得离子内置在衬底中或从衬底剥离材料。为此，可以在两个电极之间将形成等离子体的气体电离，其中从在此形成的等离子体中提取用于辐照的离子。所提取的离子可以朝这些离子与其最终相互作用的衬底加速。
可以借助于磁场来辅助等离子体形成，以便局部地增加或集中形成等离子体的气体的电离速率。为了产生磁场，可以相对于电极设置磁体系统，使得可以在电极附近形成等离子体通道，即，所谓的轨道，在该等离子通道中可以形成等离子体。
常规地，将所谓的阳极层离子源或封闭电子漂移离子源(ALS)(英文称为“AnodeLayer Ion Source阳极层离子源”，“封闭漂移离子源Closed Drift Ion Source”)用于以磁场增强的方式产生等离子体以进行离子辐照。
然而，在离子源操作中，材料会积聚在作为阳极操作的电极(简称阳极)处(也称为寄生覆层)。常规地，附加地使用发生器、转换器和/或其他离子源(在双极操作中)，以抵消这种寄生覆层。同样使用氧气以清洁阳极。但是，氧气也抑制衬底处的雾化速率。
发明内容
根据不同的实施方式已经认识到：这些概念基于从外部作用于离子源，进而需要额外耗费和附加成本。在该上下文中认识到：可以将离子源设计成，使得其本身通过如下方式抑制寄生覆层：例如通过其自身被清洁和/或抵消寄生覆层的原因的方式。
因此，根据不同的实施方式，提供了抑制该寄生覆层的离子源、方法、控制设备和操控装置。示例性地，以如下方式提供了离子源的多个电极的配置，使得借助于这些电极可以产生抑制寄生覆层的复杂的电场分布。例如可以以这样的方式产生电场分布(也称为清洁操作模式)，即，使得再次逐步剥离寄生覆层，使得随时间推移，平均沉积的材料量减少。例如，可以如此产生电场分布(也称为低离子能量操作模式)，使得离子的动能在到达衬底的时间点被最小化，以至于每单位时间源自衬底的材料量更小。如此提供的离子源可以具有较高的耐用度和/或减少的寄生覆层，和/或实现用低离子能量辐照衬底，使得衬底不被雾化/剥离，并且代替此仅发生衬底的表面活化。
示例性地，离子源具有两个电极和一个或多于一个的附加电极、例如电绝缘安装的电极(也称为附加电极)。附加电极使得离子源不仅可以借助于直流电压(也称为直流电压操作模式)来操作，而且还可以借助于交流电压(也称为交流电压操作模式)来操作。交流电压操作模式实现：每电压周期持续时间将离子沿着朝向衬底的方向发射一次，并且此后(例如沿着远离衬底的方向和/或沿着进入离子源内部的方向)接收一次离子以剥离寄生覆层(也成为清洁相位或阴极相位)。
替选于交流电压操作模式，一个或多于一个的附加电极使得可以在直流电压操作模式中提供更复杂的电场分布，该电场分布使离子在其达到衬底之前减速。例如，作为阳极操作的电极的电势可以更接近衬底的电势(例如，地电势)，而位于其上方的附加电极处于负电势(例如，在-kV范围内)。借此减小了阳极和衬底之间的电势差(衬底例如被接地或者具有浮动电势)。因此，从发射间隙中提取的离子由于等离子体和衬底之间电势差引起的加速产生的动能被减小，并且例如可以处于两位数eV范围内。
在此，参考时间不变的(也称为不可变的)和时间可变的物理变量(例如电压)。可变性或不变性可以被理解为以用于供应离子源的交流电压的至少多个周期的时间段，和/或国家电网电压的至少一秒或至少一个周期的时间段为计。例如，可以用kHz范围内的电源电压来供应离子源，使得时间段可以具有多个至少1毫秒(ms)的周期持续时间。
附图说明
附图中示出：
图1至图11分别示出根据不同实施方式的离子源的不同的示意图；
图12至图15分别示出根据不同实施方式的方法的示意流程图；
图16示出根据不同实施方式的操控装置的示意控制图；
图17和图18分别示出根据不同实施方式的处理装置的示意过程图；和
图19至图21分别示出根据不同实施方式的离子源的不同的操作模式的不同的示意图。
具体实施方式
在下面详细的描述中参考附图，附图形成本说明书的一部分，并且其中示出能够实施本发明的具体的实施形式以用于说明。在此方面，相关于所描述的一个(多个)附图的定向，使用方向术语例如“上”、“下”、“前”、“后”、“前部”、“后部”等等。因为实施形式的部件可以以多个不同的定向来定位，所以方向术语仅用于说明的目的，而绝非是限制性的。要理解的是，在不脱离本发明的保护范围的情况下，可以使用其他的实施形式并且可以进行结构上的或逻辑上的改变。要理解的是，只要没有另外特别说明，在此描述的不同示例的实施方式的特征可以互相组合。因此，下面的详细描述不应以限制性的意义来解释，并且本发明的保护范围由所附权利要求来限定。
在本说明书的范围内，术语“连接”、“联接”以及“耦联”用于描述直接的和间接的连接(例如是欧姆的和/或是导电的连接，比如可导电的连接)、直接的或间接的联接以及直接的或间接的耦联。在附图中，只要是适当的，相同的或类似的元件就设有相同的附图标记。
根据不同的实施方式，术语“耦合”或“耦合”可以理解为是指(例如，机械的，静液压的，热的和/或电的)例如直接或间接的连接和/或相互作用。多个元件可以例如沿着相互作用链彼此耦合，沿着该相互作用链可以传输相互作用(例如信号)。例如，彼此耦合的两个元件可以彼此交换相互作用，例如机械，流体静力学，热和/或电相互作用。根据不同的实施方式，“耦合”可以理解为是指例如通过直接物理接触的机械(例如物理)耦合。可以将耦合设置为传递机械相互作用(例如，力，扭矩等)。
控制可以理解为系统的预期影响。系统的当前状态(也称为实际状态)可以根据预设改变(也称为目标状态)。闭环控制可以理解为如下控制，其中附加地抵消由于干扰引起的系统状态变化。示例性地，控制可以具有前向定向的控制路线，进而示例性地实施顺序控制，顺序控制将输入变量(例如预设)转换为输出变量。但是，控制路线也可以是闭环控制回路的一部分，使得实施闭环控制。与纯正向定向的顺序控制相反，闭环控制具有输出变量对于输入变量的持续影响，该持续影响通过闭环控制回路引起(反馈)。换言之，替选于或除了控制装置之外，可以使用闭环控制装置，或者替选于或除了控制之外进行闭环控制。系统的状态(也称作工作点)可以由系统的一个或多于一个的受控变量来表示，受控变量的实际值代表系统的实际状态并且其目标值(也称作为设定值)代表系统的目标状态。在闭环控制中，将系统的实际状态(例如基于测量求出)与系统的目标状态进行比较，并且借助于相应的操纵变量(利用控制元件)影响一个或多于一个的受控变量，使得系统的实际状态与目标状态的偏差最小化。
导电在本文中可以理解为具有大于约1西门子/米(S/m)，例如大于约103S/m或大于约105S/m的电导率。电绝缘在本文中可以理解为具有小于约10-6西门子/米(S/m)，例如小于约10-8S/m，小于约10-10S/m或小于约10-12的电导率。
磁体可以包括具有磁化的磁化材料，并且可以示例性地设计为永磁体。磁体可以例如具有硬磁材料或由其形成。示例性地，硬磁材料可以具有高的矫顽场强度，例如约103安培每米(A/m)或更高，例如约104A/m或更高，例如约105A/m或更高。硬磁材料的示例包括：稀土化合物(例如，钕铁硼(NdFeB)或钐钴(SmCo))、硬磁铁氧体、苯甲醇和/或铝镍钴。
可以将可磁化的(例如铁磁的)材料理解为软磁材料，该材料示例性地地可容易反复磁化，即示例性地具有低的矫顽场强度，例如小于约103A/m，例如小于约100A/m，例如小于约10A/m。软磁材料的示例包括：铁、软磁性铁氧体、钢、钴、非晶态金属、NiFe化合物。
磁性(例如软磁性和/或硬磁性)材料可以包括例如大约10或更大、例如大约100或更大、例如大约103或更大、例如大约104或更大、例如大约105或更大的磁导率。
非磁性材料可以理解为基本上是磁性中性的材料，例如略顺磁性或略抗磁性的材料。非磁性材料可以包括例如基本上为1的磁导率，即在大约0.9至大约1.1的范围内。非磁性材料的示例包括：石墨、铝、铂、铜、陶瓷(例如氧化物)。
在此，等离子体的形成可以理解为：气体(也称为形成等离子体的气体)的原子被电离。该气体可以包括例如惰性气体，即例如氩气。电离可以包括：从气体原子提取电子，使得形成带正电的原子残基(所谓的离子)。等离子体具有离子和电子。如果等离子体暴露于电场，则离子可与电子分离(也称为离子的提取)，使得进行电荷转移，即电流流动。借助于离子源可以产生等离子体，并且可以将从中提取的离子聚束成离子束(即由离子构成的定向的电流)并加速(也称为离子发射)。
根据不同的实施方式，识别为离子源的寄生覆层的原因的是：从等离子体中提取的离子还部分地与作为阴极操作的电极(以下简称为阴极)碰撞，由此剥离所述电极(例如雾化、即溅射)，并且在此将释放的材料传递到阳极上。进一步识别为原因的是：从衬底剥离的材料(例如，被溅射的材料)可能转移到阳极。此外，可以认识到：每个离子的动能越大，从衬底传递到阳极上的材料量就增加。
随着阳极上材料量的增加，在该过程中形成的层从阳极脱离并且接触阴极的风险就增加。如果由此形成短路，则中断离子辐照并且可能需要对设施通风，使得可以清洁离子源。在特定衬底的情况下，沉积在阳极处的材料也可以是电绝缘的，这逐渐抑制阳极的电有效性(即，使其钝化)，直到同样会需要中断工艺以清洁离子源。
根据不同的实施方式，离子源可以用于用离子辐照衬底(也称为离子辐照)。离子辐照可以通过与衬底的被辐照表面(也称为处理物品)相互作用，使衬底被雾化(也称为溅射)和/或从衬底去除异物(例如水、吸附物或氧化物)。例如为了对衬底预处理、为了表面清洁和/或为了提高粘附性，可以照射衬底。在离子辐照之后，可以可选地对衬底覆层，例如在没有中断真空的情况下(例如在相同的真空覆层设施中)。
根据不同的实施方式，在此提供的离子源可以是封闭电子漂移离子源(ALS)类型的(即，提供自身闭合的轨道)。ALS可以产生具有每离子几百到几千电子伏特(即0.1keV到10keV)动能的离子。由于离子能量在keV范围内，ALS也可用作用于物理蚀刻工艺的离子源。在此，可以通过借助于由离子源产生的离子进行溅射的方式大面积地减小位于衬底上的层的厚度。
此外，ALS还用于真空中的层沉积。在所谓的离子束溅射(英文为：Ion BeamSputtering-IBS)中，借助于ALS提供的离子对所谓的靶材料进行雾化。然后将雾化的靶材料沉积在待覆层的衬底上。如果对于剩余气体纯度有严格要求，则例如使用这种类型的借助于ALS进行的物理气相沉积的覆层。
此外，通过使用比如丁烷的形成层的前体来将ALS用于沉积类金刚石碳层，即所谓的DLC层(DLC代表“类金刚石碳”)。
此外，除了覆层源之外，ALS还用于离子辅助层沉积(英文为：“Ion Beam AssistedDeposition离子束辅助沉积”-IBAD)的过程中，以便例如通过附加的离子轰击改变借助于覆层源沉积的层的密度、晶体结构、掺杂和/或织构。
根据不同的实施方式的离子源使得可以实现：使使用可能性得以扩展，例如将使用可能性扩展到低能量的衬底辐照，例如用于衬底预处理。例如，举例而言，尽管加速电压较大(例如，在keV范围内)，然而通过在低离子能量操作中的离子源，每离子射到衬底上的动能(也称作为离子能量)可以减小到小于100eV(电子伏特)。例如，离子源可以作为等离子辉光工艺的替代，还可以用于在真空中对衬底进行温和的表面活化。由于较低的离子能量，例如可以防止衬底表面被工作气体材料、阳极材料和/或阴极材料通过注入而污染或损坏。对于许多应用、例如在对于能量敏感的衬底膜或在电子装置中的应用而言，这种注入通常是不可接受的。
如果离子源不在低离子能量操作模式中操作，则在射到衬底上时所提取的离子具有大于1keV(也称为keV范围)的能量。
一个或多于一个的附加电极(例如，包括后续称作第三电极和/或后续称作第四电极的电极)使得可以实现以下一项或多项：
-在交流电压操作模式中清洁主电极，由此可以显著地提高离子源的耐用性；
-交流电压操作模式，其中在离子源操作模式中附加地可以在两个附加电极之间产生等离子体，由于附加电极之间的电场梯度，会由等离子体从离子源中提取出附加电子，附加电子可以用于中和表面电荷，由此不再需要附加的外部电子源用于实现该中和；
-交流电压操作模式，其中在清洁操作中可以附加地从离子源中提取离子，这是因为可以在两个附加电极之间产生等离子体，由于附加电极之间的电场梯度，等离子体可以从源加速到衬底上，这抵消了由于清洁操作模式引起的总离子发射的减小；
-借助于直流电压操作模式实现的低离子能量操作模式，由此可以将离子源的使用领域扩展到在真空中用低能量离子对衬底进行预处理，而没有损坏衬底以及造成污染；
-抑制寄生覆层的其他常规设计相比，需要更少数量的发生器和/或切换器和/或离子源。
根据不同的实施方式，衬底的示例包括：膜、板(例如，由金属、塑料、玻璃、硅制成)、带、网、颗粒等。
电浮动可以理解为：与参考电压(例如电接地)和电源直流分离。因此，电浮动方式操作的组件的电势不一定需要对应于参考电压或由电源提供的电压，而是可以采用其之间的值和/或与操作相关。例如，电浮动方式操作的组件可以基本上仅电容性地与周围的组件耦合。电浮动方式操作的组件的电势于是可以例如作为电容性耦合输入的电压的结果得出。
图1示出根据不同实施方式的离子源100的示意侧视图或横截面图(横向于方向105观察)。离子源100可以包括一个或多于一个的电极102a、102b、102c，并且形成磁场源104的一个或多于一个的磁体104。
多个电极102a、102b、102c可以成对地、彼此电绝缘(直流隔离)地地安装(例如保持)。电分离可以理解为两个电极之间的电阻大于大约103欧姆(Ω)，例如大于大约104Ω，例如大于大约105Ω，例如大于大约106Ω。电分离可以理解为两个电极之间的电导率小于两个电极中的每个电极的电导率的10-3(例如，小于10-6或10-9)。
例如，电极可以成对在空间上彼此分离，例如借助于其之间的间隙和/或借助于其之间的电绝缘的(例如介电的)材料。为此，离子源100可以包括例如一个或多于一个的保持设备(未示出)，保持设备提供间隙和/或具有电绝缘材料。
在此，介电材料可以理解为如下材料(例如固体)，即，现有的载流子定域在该材料中(即不可自由移动)。介电材料可以是电绝缘的。
多个电极102a、102b、102c包括：第一电极102a、第二电极102b(也称为主电极)和第三电极102c(示例性地为附加电极)。第一电极102a、第二电极102b和/或第三电极102c例如可以是能够导电的。第一电极102a和/或第三电极102c可以例如包括比第二电极102b更大的磁导率。第一电极102a和/或第三电极102c可以例如是可磁化的(例如铁磁的，例如软磁的)或可以至少包括可磁化的(例如铁磁的、例如软磁的)材料，即例如含铁的材料。第二电极102b可以例如是非磁性的，或者可以包括至少一种非磁性的材料。
作为示例性应用情况，作为阳极操作的第二电极102b可以是非磁性的，并且作为电极操作的第一电极102a和/或第三电极102c可以是磁性的，以便将磁通密度从磁体开始集中到间隙中。
第一电极102a包括凹陷部106。第一电极102a可以是例如槽形的或包括至少一个壳体。凹陷部106可以例如从方向105(也称为发射方向105)延伸进入到第一电极102的体部中。
槽形的第一电极102a可以例如包括底壁，底壁相反于方向105限定了凹陷部106。槽形的第一电极102a例如还可以包括环绕的侧壁，该侧壁在平面103、101中(所述平面横向于方向105)限定了凹陷部106。
第二电极102b可以设置在凹陷部中。
第三电极102c可以至少部分地覆盖凹陷部106并且被间隙108穿过，该间隙(至少部分地)暴露第二电极102b。第三电极102c例如可以设计为相对于第一电极102a的槽形形状的盖形状。
间隙108可以例如沿着方向105和/或沿着背离第二电极102b的方向穿过第三电极102c。
磁场源104可以设计和设置成，使得该磁场源在间隙中提供磁场110。磁场源104、例如其一个或多个磁体可以例如(在空间上和/或电地)与第三电极102c分开地设置，或者可以至少部分地(即，部分地或完全地)集成到该第三电极中。磁场源104可以设计成，使得产生磁场110并且耦合在间隙108的彼此相对的侧上。
磁场源104可以例如包括两个相反的磁极，磁极简化地也称为北极(N)和南极(S)。间隙108可以设置在北极(N)和南极(S)之间。
在一示例中，间隙108中的磁场110的场强可以在大约1千安每米(kA/m)至大约1000kA/m的范围内，例如在大约10kA/m至大约100kA/m的范围内。当然，也可以例如借助于修改电极几何形状和/或磁体的磁化强度来提供具有更高或更低值的场强。
在一个示例中，间隙的扩展可以小于6mm，例如在大约2mm至大约6mm的范围内，例如在大约4mm至大约6mm的范围内或在大约2mm至大约4mm的范围内。
下文中说明离子源100的其他实施方式。
图2示出根据不同实施方式200的离子源100的示意侧视图或横截面图(横向于方向105观察)，其中离子源100还包括多个介电保持结构，其中第一介电保持结构202a保持第二电极102b并且将其与第一电极102a电分离(例如直流分离)，并且第二介电保持结构202b保持第三电极102c并且将其与第一电极102a电分离(例如直流分离)。每个保持结构202a、202b可以例如包括介电材料(也称为电介质)或由其形成。第二电极102b和/或第三电极102c可以例如借助于相应的保持结构202a、202b支撑在第一电极102a处或是在该处被支撑，但这不是必须的。
图3(从方向105)示出了根据不同的实施方式300的离子源100的示意侧视图或横截面图，离子源可选地可以根据实施方式200设计。根据实施例300，第三电极102c包括多个(例如板形)区段302、304，这些区段借助于间隙108在空间上彼此分离。换言之，间隙108形成在区段302、304之间。
例如，间隙108可以沿着闭合的路径(也称为间隙路径)延伸。该路径例如可以在平面103a、101中伸展，该平面优选地基本上横向于方向105。
间隙路径通常可包括一个或多于一个的弯曲伸展的部段和/或包括一个或多于一个的直线伸展的部段。例如，如图所示，间隙路径可以包括两个直线地且彼此平行伸展的部段，这些部段在端侧(也称为反向区域)分别借助于弯曲伸展的部段彼此连接。间隙路径当然也可以是多边形的。与角形部段相比，每个弯曲伸展的部段使电子损失和电场峰值最小化。当然，通常，间隙路径也可以包括倒圆的角，这同样使电子损失和电场峰值最小化。例如，间隙路径也可以是椭圆形的，例如是圆形的(在该情况下离子源也称为圆形源)。
区段302、304可以例如包括(例如框架形的)第一区段302和第二区段304，该第一区段具有通孔，该第二区段设置在通孔中。替选地或附加地，区段302、304例如可以包括(连贯的)第一区段302和第二区段304，其中第一区段302围绕第二区段304。
多个(例如板形的)区段302、304中的一个或多于一个的区段例如可以包括铁磁(例如软磁)材料或者由其形成，例如由金属形成。替选地或附加地，多个(例如板形的)区段302、304中的一个或多于一个的区段可以包括导电材料或者由其形成，例如金属。
多个区段302、304例如可以借助于磁场源104彼此磁耦合。例如，磁场源104可以产生磁场，该磁场被引导通过多个区段302、304中的每个，并且延伸穿过多个区段302、304之间的间隙108。
图4示出根据不同实施方式400的离子源100的示意侧视图或横截面图(横向于方向105观察)，离子源可以可选地根据实施方式200或300设计。
根据实施方式400，第三电极102c包括第一区段302和第二区段304，第一区段具有两个部段，第二区段设置在两个部段之间。例如，第三电极102c的两个部段可以连贯。
替代地或附加地，根据实施方式400的第二电极102b具有多个部段402、404，在这些部段之间形成间隙。第二电极102b的两个部段402、404例如可以连贯。例如，第二电极102b的两个部段402、404中的每个可以由第三电极102c的间隙108暴露(例如，部分地或完全地暴露)。
图5示出根据不同的实施方式500的离子源100的示意侧视图或横截面图(横向于方向105观察)，离子源可选地可以根据实施方式200至400之一设计。根据实施方式500，磁场源104的一个或多于一个的磁体设置在凹陷部106中，例如设置在第二电极102b的两个部段之间。
磁场源104例如可以设计成(例如设置和/或定向成)，使得尤其产生的磁场110耦合到第三电极102c(例如其第二区段304)和/或第一电极102c中。例如，磁场源104可以产生磁场，该磁场被引导穿过第一电极102a和第三电极102c，并且穿过两个电极102a、102c之间的间隙118。
图6示出根据不同实施方式600的离子源100的示意侧视图或横截面图视图(横向于方向105观察)，离子源可选地可以根据实施方式200至500之一来设计。根据实施方式600，间隙108(也称为第一间隙108)在彼此相对的侧上由第三电极102的彼此倾斜伸展的面302o、304o(也称为限界面或壁面)限定，该间隙穿过第三电极102c。这优化了离子束成形并且使在第三电极102或其第一区段302和第二区段304处的寄生雾化效应最小化。
图7示出根据不同实施方式700的离子源100的示意侧视图或横截面图(横向于方向105观察)，离子源可以可选地根据实施方式200至600之一设计。根据实施方式700，多个电极具有第四电极102d(在附加电极处)。第四电极102d基本上可以如第三电极102c一样设计和/或借助于相应的第三保持结构202c保持。第四电极102d例如可以电地(例如直流分离地)和/或在空间上与第三电极102c分离。
第四电极102d可以例如是可磁化的(例如铁磁的，例如软磁的)或可以至少包括可磁化的(例如铁磁的，例如软磁的)材料，即例如含铁材料。第四电极102d可以例如具有比第三电极102c更大的磁导率。
当然，第四电极102d也可以是非磁性的或至少包括非磁性材料。第四电极102d可以例如具有与第二电极102b相同的磁导率。第一电极102a和/或第三电极102c可以例如具有比第四电极102d更大的磁导率。这实现了：在第三电极102c的间隙108中在其之下产生等离子体，并且实现相应更局部的等离子体产生。在该情况下，第三电极102c的间隙108中的磁场强度可以大于第四电极102d的间隙108中的磁场强度(第四电极的间隙中的磁场例如可以基本上消失或仅可以是小的杂散场)。
第三电极102c可以设置在第二电极102b和第四电极102d之间。附加间隙108(也称为第二间隙108)可以朝第二电极102定向地和/或朝第一间隙108定向地穿过第四电极102d(例如沿着线性路线伸展，比如沿着方向105伸展)。
穿过第四电极102d的第二间隙108可以例如在彼此相对的侧上由第四电极102d的彼此倾斜伸展的面(也称为限界面)限定。可选地，第四电极102d的限界面可以具有比第三电极102c的限界面更大的彼此间的间距。这使在第四电极102d的边界面处的寄生雾化效应最小化。
下文中说明离子源700的其他实施方式和其操作模式。为了简化理解，使用较短的附图标记。
图8示出根据不同实施方式800的离子源100的示意侧视图或横截面图(横向于方向105观察)，离子源可以可选地根据实施方式200至700之一设计。在下文中，第四电极102d(也称作电极1)设有附图标记(1)，第二电极102b设有附图标记(2)，第二电极102b和/或第一电极102a的可选的水冷装置设有附图标记(3)，第一保持结构202a的电介质设有附图标记(4)，第一电极102a(也称为体部)设有附图标记(5)，间隙108(也称为离子提取间隙)设有附图标记(6)，磁场源104的永磁体设有附图标记(7)，磁场110的磁化方向设有附图标记(8)，可选的气体入口设有附图标记(9)，第二保持结构202b的电介质设有附图标记(10)，第二电极102b的可选的磨损体部(也称为衬垫)设有附图标记(11)，第三电极102(也称为附加电极或电极12)设有附图标记(12)。
离子源100的第一操作模式(也称为交流电压操作模式)可以包括：例如通过第一电极和第四电极置于相同的(例如时间不变的)电压(例如参考电压)上的方式，为第一电极102a和第四电极102d提供相同的电势802(例如参考电势802)。参考电势例如可以是电接地。换言之，第一电极102a和第四电极102d之间的电压差可以基本为零。第四电极102d也可以独立于第一电极102a以电浮动的方式操作。如果不存在第四电极102d，则参考电压802可以仅被施加到第一电极102a处。
例如即使参考电势与电接地不同，在此说明的电压值或电势值仍可以是基于参考电势的。换言之，参考电压可以具有零值。在此说明的电压可以对应于相应的电势，该电势与参考电势相差该电压的值，反之亦然。
第一操作模式还可以包括：提供在第二电极102b和第三电极102c之间的时间可变电压差804。时间可变电压差804例如可以是混合电压或交流电压。
与施加到第一电极102a和/或第四电极102d处的电压相比，时间可变电压差804通常可以具有更大的时变性。例如，施加到第一电极102a和/或第四电极102d处的电压可以具有比时变的电压差804更小的变化速率(每时间的电压变化)，例如变化速率为零。
混合电压可以理解为交流电压和直流电压的叠加。如果混合电压的直流电压为零，则获得交流电压。因此，混合电压可以包括不等于零的直流电压。
第一操作模式还可以可选地包括：例如借助于气体入口(9)将气体供应给凹陷部106。气体例如可以流动穿过间隙108和/或附加间隙108。气体的电离可以在间隙108和/或附加间隙108中进行，使得在那里形成等离子体。等离子体的离子可以沿方向105发射。
时变电压差804的频率(也称为交流频率)可以例如在从大约0.1赫兹(Hz)到大约1000kHz的范围内，例如在从大约0.5千赫兹(kHz)直至50kHz的范围内。时变电压差804的幅度例如可以在大约1千伏kV(kV)至大约5kV的范围内，例如在大约2kV至大约3kV的范围内。时变电压差804的算术时间平均值(例如，在多个变化、例如周期之上测量)例如可以是零(示例性地，如果该电压是交流电压)。
第一操作模式实现了：周期地清洁第二电极102b，这将在下文更详细地描述。
在一个示例中，离子源包括一个或多于一个的例如电绝缘安装的附加电极(12)，(1)，例如第三电极和/或第四电极(1)。附加电极或每个附加电极(12)例如可以承担常规的加速电极(1)的功能。第三电极(12)由铁磁的(例如软磁的)导电材料构成，优选地由钢或石墨构成。第四电极(1)如第一电极(5)那样保持接地电势，并由导电材料构成。第四电极(1)可以可选地电浮动操作。第四电极(1)优选不是铁磁性的。第四电极(1)的形状遵循第三电极的间隙(6)(也称为离子提取切口)的倾斜开口。第一电极(5)优选由铁磁(例如软磁)材料构成，例如由钢构成。电极(1)、(2)和(12)借助于电介质(10)保持彼此电绝缘。
图9示出根据不同实施方式900的离子源100的示意侧视图或横截面图(横向于方向105观察)，离子源可以可选地根据实施方式200至800之一设计。
离子源100的第二操作模式(也称为直流电压操作模式)可以包括：例如通过将相同的(例如时间不变的)电压(例如参考电压)施加到第一电极和第二电极处的方式，对第一电极102a和第二电极102b提供相同的电势802(例如参考电势802)。参考电势例如可以是电接地。换言之，第一电极102a和第二电极102c之间的电压差可以基本为零。
第二操作模式还可以包括：提供在第一电极102a和第三电极102c之间的时间不变电压差806。时间不变电压差806例如可以是直流电压。
时间不变电压差806可以基本上具有与施加到第一电极102a和/或第二电极102b处相同的可时变性。例如，施加到第一电极102a和/或第二电极102b处的电压或时间不变电压差806可以具有为零的变化速率。
如果存在第四电极102d，则其可以与第一电极102a和/或第三电极102c直流分离，例如完全直流分离(也称为电浮动)。这实现了：第四电极102d相对于第三电极102c施加更好的屏蔽作用并且允许优化离子束成形。因此，第四电极102d可以仅经由间隙108外部的自由载流子交换电荷，使得第四电极的电势与间隙108外部的等离子体的电势耦合。
第二操作模式还可以可选地包括：将气体输送给凹陷部106。气体例如可以流过间隙108和/或附加间隙108。气体的电离可在间隙108和/或附加间隙108中进行，使得形成等离子体。等离子体的离子可以沿方向105发射。
直流电压操作实现了：在衬底处提取低能量离子(也称为低离子能量操作模式)，这将在下文更详细地描述。
图10示出根据不同实施方式1000的离子源100的示意侧视图或横截面图(横向于方向105观察)，离子源可以可选地根据实施方式200至900之一设计。根据实施方式1000，第三电极102c和第四电极102d在它们的限界面(也称作为屏蔽配置)彼此间的间距(也称作为限界间距)方面基本上一致。屏蔽配置实现了：第四电极102d和第三电极102c基本上完全重叠，使得第三电极102c的屏蔽最大化并且将第四电极102的电势以及有效性更好地结合到整体配置中。
可选地，第三电极102c和第四电极102d可以在限界面朝向彼此伸展的角度1002(也称作为限界角度)方面彼此不同。例如，第三电极102c可以具有比第四电极102d更小的限界角1002。例如，第三电极102c可以具有基本为零的限界角。例如，第四电极102d可以具有在约60°至约120°的限界角，例如约90°的限界角。
例如，附加电极(12)可以具有发射间隙(6)的恒定限界间距。第四电极102d(也称为屏蔽电极)的限界间距可以与其匹配。
例如，这实现了在交流电压操作模式中的改善的离子提取。显然地，根据实施方式1000的离子源100也可以以直流电流操作模式来操作。
在屏蔽配置中，穿过第三电极(12)的发射间隙(6)可以例如无倾斜地在第三电极(12)的整个厚度上构成。限界间距1004(也称为间隙宽度)于是可以在第三电极(12)的整个厚度上是恒定的。同时，例如在维持第四电极(1)的倾斜的、对提取开口(6)限界的侧壁302o、304o的情况下，第四电极(1)的发射间隙(6)的间隙宽度1004在其脚点处可以匹配于位于其下方的第三电极(12)的间隙宽度1004。
图11示出根据不同实施方式1100的离子源100的示意侧视图或横截面图(横向于方向105观察)，离子源可以可选地根据实施方式200至1000之一设计。根据实施方式1100，离子源100具有第四电极102d并且还具有暗场屏蔽件1102。原则上，再次地，可以选择直流电压操作模式和交流电压操作模式。
暗场屏蔽件1102例如可以包括一个或多于一个的壁元件，壁元件物理地接触第一电极102a和/或第四电极102d，和/或将其彼此电耦合。
暗场屏蔽件1102例如可以与第三电极102c电地和/或在空间上分离地设置。
暗场屏蔽件1102例如可以包括两个壁元件，在壁元件之间设置有多个电极102a、102b、102c、102d中的四个电极。以该方式，暗场屏蔽件抑制了在离子源外部在第三电极102c的端面处形成寄生等离子体。
第三电极(12)可以例如集成到离子源100中，使得在离子源100外部或内部不发生寄生等离子体放电。在离子源100的内部空间中，不同电势的彼此直接相邻的组件之间的为此所需的暗场间距处于大约0.5毫米(mm)到大约2mm或大约3mm的范围内。在离子源100的外部空间中，附加电极(12)例如可以通过暗场屏蔽件(14)，优选地通过由导电材料构成的暗场屏蔽件来覆盖。
替代于或附加于单独的暗场屏蔽件，暗场屏蔽件也可以是第一电极102a的整体的组成部分。
图12示出根据不同的实施方式的用于操控离子源100的方法1200的示意流程图，离子源可以可选地根据实施方式200至1100之一设计。方法1200可以示例性地根据交流电压操作模式来操控离子源100。方法1200例如可以借助于控制设备来实施。
方法1200包括：在1201中，将第一电压施加到第二电极102b和/或第三电极102c处；在1203中，将第二电压(例如，电接地地)施加到第一电极102a处并且可选地施加到第四电极102d处(如果存在的话)；并且可选地在1205中，输送气体，使得气体流过间隙；并且可选地在1207中，借助于离子源100(例如，借助于由离子源发射的离子)辐照衬底。
第一电压和第二电压可以彼此不同，例如在其时间相关性方面彼此不同，和/或彼此间具有间距。例如，第一电压的极性相对于第二电压的极性可以(例如以规则重复的方式)切换。例如，第一电压可以是混合电压或交流电压。例如，第二电压可以是直流电压或参考电压。
在示例性的交流电压操作模式中(例如参见图8)，在第二电极102b和第三电极102c之间施加交流电压，并且在第一电极102a和(如果存在的)第四电极102d处施加电接地。
图13示出根据不同的实施方式的用于操控离子源100的方法1300的示意流程图，离子源可以可选地根据实施方式200至1100之一设计。方法1300可以示例性地根据直流电压操作模式来操控离子源100。方法1300例如可以借助于控制设备来实施。
方法1300包括：在1301中，将第一电压施加到第三电极102c处；在1303中，将第二电压(例如电接地地)施加到第二电极和/或第一电极处；并且可选地在1305中，输送气体，使得气体流过间隙；并且可选地在1307中，借助于离子源100(例如，借助于由离子源发射的离子)辐照衬底。
第一电压和第二电压可以彼此不同，例如彼此间具有间距。例如，比如在形成等离子体期间，第一电压相对于第二电压的极性可以随时间不变。替代地或附加地，第一电压和第二电压之间的差可以随时间不变。例如，第一电压可以是直流电压。例如，第二电压可以是另外的直流电压或参考电压。
第四电极(如果存在的话)可以与第一电压和第二电压直流分离。
图14示出根据不同的实施方式的用于操控离子源100的方法1400的示意流程图，离子源可以可选地根据实施方式200至1100之一设计。方法1400在1401中可以包括方法1200或1300。方法1400例如可以借助于控制设备来实施。
方法1400还可以包括：在1403中，检测参数，例如借助于离子源产生的离子束的参数；并在1405中，提供用于基于参数来改变施加到离子源100(例如，其第三电极和/或第四电极)处的电压的指令。
参数例如可以表示离子源本身的状态(由此也称为内部参数)或离子源外部的状态(由此也称为外部参数)。
内部参数例如可以表示输送离子源的变量。例如，对于内部参数包括：电功率(即放电电压和放电电流的乘积)、放电电流、放电电压和/或输送给离子源的气体的状态(例如其压力(也称为工艺压力)、流量和/或化学组分)。
外部参数例如可以表示气体的状态，其中离子源和/或衬底暴露于该气体，例如为其压力(也称为工艺压力)、流量和/或化学组分。
替代地或附加地，外部参数可以表示离子束的状态。例如，对于参数包括：借助于离子束发射的每单位时间的离子量(也称为发射速率)、借助于离子束发射的每个离子的平均能量(也称为发射能量)、借助于离子束发射的总功率(也称为发射功率)、离子束的射束发散、离子束的离子密度。这实现了对离子束的闭环控制的实施。
替代地或附加地，外部参数可以表示借助于离子束100辐照的衬底的状态。例如，对于参数包括：衬底的温度、衬底的电压、借助于辐照影响的衬底的(例如，化学和/或物理的)特性、借助于辐照引起的衬底的变化。这实现了对衬底处理的闭环控制的实施。
在一个示例中，离子源在时间恒定的放大电压中操作，并且离子源的放电功率经由输送给离子源的气体通量(例如每单位时间的气体量)来调节和/或进行闭环控制。
在一个示例中，替选于或除了电压变化之外，功率变化和/或电流变化也可以用作受控变量(也称为参考变量)。
图15示出根据不同的实施方式的用于操控离子源100的方法1500的示意流程图，离子源可以可选地根据实施方式200至1100之一设计。在1501中，方法1500可以包括方法1200至1400之一。方法1500可以例如借助于控制设备来实施。
方法1500还可以包括：在1503中，提供用于将第二电压施加到借助于离子源处理的衬底处的指令；并且可选地，在1505处，提供用于基于参数改变第二电压的指令。
图16示出根据不同实施方式的操控装置1600的示意控制图。操控装置1600可以包括控制设备1602。控制设备1602可以设计用于实施方法1200至1500之一。为此，控制设备11602可以包括处理器，处理器设计用于实施方法1200至1500之一。例如，可以将处理器设计用于输出相应的指令。
替代地或附加地，处理器可以设计用于：接收和处理相应的指令。例如，可以借助于代码段来实施指令。例如，代码段可以包括指令，该指令当由处理器执行时使处理器执行方法1200至1500之一。
术语“控制设备”可以理解为例如可以具有互连和/或处理器的实施任何类型逻辑的实体，其中该实体例如可以执行软件，软件存储在存储介质中、固件中或其组合中，并且可以基于此输出指令。控制设备例如可以借助于代码段(例如软件)来配置。控制装置例如可以具有可编程逻辑控制装置(SPS)或由其形成。
如果借助于在此描述的控制设备来实施方法，则可以理解的是：控制设备设计用于提供(并且例如输出)相应的指令，以执行该方法的一个或多于一个的部分，例如施加电压。
根据不同的实施方式，数据存储器(更一般地也称为存储介质)可以是非易失性数据存储器。数据存储器可以例如具有硬盘和/或至少一个半导体存储器(例如，只读存储器、随机存取存储器和/或闪存)或由其形成。只读存储器例如可以是可擦除可编程只读存储器(也可以称为EPROM)。随机存取存储器可以是非易失性随机存取存储器(也可以称为NVRAM-“非易失性随机存取存储器non-volatile random access memory”)。例如，可以在数据存储器中存储以下之一或多于一项：代表方法的代码段、方法的一个或多于一个的参数。
术语“处理器”可以理解为允许处理数据或信号的任何类型的实体。例如，可以根据由处理器执行的至少一个(即一个或多于一个)的特定功能来处理数据或信号。处理器可以具有模拟电路、数字电路、混合信号电路、逻辑电路、微处理器、中央处理器(CPU)、图形处理单元(GPU)、数字信号处理器(DSP)、可编门阵列(FPGA)、集成电路或其任何组合或由其形成。在下文中更详细描述的相应功能的任何其他的实施类型也可以理解为处理器或逻辑电路，例如，还可以是虚拟处理器(或虚拟机)或多于一个的例如借助于网络彼此连接、任意空间分布和/或具有相应功能的实施的任意份额的分散式的处理器(例如在处理器之间的计算负荷分布)。相同内容通常适用于用于实施相应功能的以其他方式实施的逻辑。要理解的是：在此详细描述的方法步骤中的一个或多于一个的方法步骤可以由处理器通过一个或多于一个的特定功能来执行(例如实现)，这些功能由处理器执行。
由控制设备1602输出的指令1601例如可以输送给操控设备1600的电压源1604(如果存在的话)。电压源1604可以设计用于根据指令1601产生并输出一个或多于一个的电压1603(例如，第一电压和/或第二电压)。
图17示出根据不同的实施方式的处理装置1700，其中处理装置1700具有操控装置1600和离子源100。
电压源1604可设计用于：产生一个或多于一个的电压1603(例如，第一电压和/或第二电压)，并将其输送给离子源100，例如将其施加到离子源100的一个或多于一个的电极处。例如，电压源1604可以设计用于：提供和/或改变施加到第二电极102b处的电压1603和/或施加到第三电极102c处的电压1603。例如，电压源1604可以设计用于：根据由控制设备1602输出的指令1601改变施加到第二电极102b和/或第三电极102c处的电压1603。
例如，电压源1604可以设计用于提供施加到第四电极102d处的电压1603。例如，电压源1604可以设计用于：根据由控制设备1602输出的指令1601来改变施加到第四电极处的电压1603。
换言之，电压1603可以用作操纵变量1603，借助该操纵变量可以控制和/或闭环控制离子束100s。当然，可以理解的是：替选于或除了电压1603之外，输送给离子源或相应电极的电流可以用作为操纵变量1603。更一般地，操纵变量的示例可以包括：电功率(即，放电电压和放电电流的乘积)、放电电流、放电电压和/或输送给离子源的气体的状态(例如，其压力、流量和/或化学组分)。
离子源100可以作为输送给离子源100的一个或多于一个的操纵变量1603的函数来提供离子束100s。例如，离子束100s的状态可以是一个或多于一个的操纵变量1603的函数，例如施加到第三电极102c和/或第四电极102d处的电压。
在一个示例中，在恒定电压下作为放电电流(或离子电流)或放电功率的函数提供离子束100s。
例如，电流和功率可以是工艺压力的操纵变量的和施加的电压的操纵变量的函数。
图18示出根据不同的实施方式1800的处理装置的示意性流程图，其中处理装置还具有衬底1802，该衬底借助于离子束100s来辐照。
下文中说明交流电流操作模式或直流电流操作模式的多个示例性的实施方案。
图19示出根据不同的实施方式的交流电流操作模式1900的示例实施方案的多个示意图，其中第一图示1901为关于时间t(例如以秒为单位)的电压1901(例如以伏特为单位)。在第一图示1901中绘制的电压变化曲线1902可以表示时变电压，该时变电压施加到第二电极102b(也称为电极2)处或是在第二电极处被施加。
如可见的那样，可以根据重复的序列进行交流电流操作1900。序列可以包括两个相位(示例性地也称为阴极相位154和阳极相位152)，这些相位在时变电压1902的极性方面彼此不同。这实现了：第二电极102b交替地作为阴极(在阴极相位154中)和作为阳极(在阳极阶段152中)操作。
第二图示1903和第三图示1905分别示出了沿路径x(例如，以米为单位)的电压1901，该路径从第一电极102a引导至衬底。第二图示1903示出阳极相位152中的状态，并且第三图示1905示出阴极相位154中的状态。虚线表示相应的浮动电势。
在阳极相位152中，离子由离子源100朝着衬底的方向105发射(也称为离子提取)，即等离子体是远离离子源100发射的离子的源头(也称为离子源操作)。在阴极相位154中，从离子源100例如在朝第二电极102b的方向115上接收151等离子体的离子，即第二电极102b提供离子阱(也称为离子阱操作或清洁操作)。接收的离子用离子轰击第二电极102b，这使得从第二电极剥离材料(也称为清洁第二电极102b)。
在离子源操作模式中，电极2可以作为阳极操作，并且电极12可以作为阴极操作。在清洁操作模式中，电极12可以作为阳极操作，并且电极2可以作为阴极操作。
在一个示例中，离子源借助于第二电极(2)和第三电极(12)之间的交流电压来操作，例如，该交流电压具有大于1kV(例如，直至±5kV)的幅度，而第四电极(1)以及第一电极(5)处于地电势。然而，第四电极(1)也可以电浮动地操作。第四电极(1)优选由导电材料构成。
例如，交流电压的频率在大约0.1赫兹(Hz)至大约1000kHz之间的范围内。
交流电压或其交流电压脉冲可以是正弦形的、阶梯形的、梯形的或矩形的、双极的。交流电压可以具有对称或不对称的值和/或脉冲持续时间。交流电压可以可选地具有在一个周期的单个脉冲之间的切断时间。
在阳极相位152中，即第二电极(2)作为阳极操作而第三电极(12)作为阴极操作期间，等离子体源在离子源操作模式中工作，并且可以从间隙(6)(也称为发射开口)中提取能量处于keV范围内的离子并且输送给待处理的衬底。
在阴极相位154中，即在第二电极(2)作为阴极操作并且第三电极(12)作为阳极操作期间，等离子体源在清洁操作模式中工作，并且第二电极(2)的表面通过在等离子体中产生的立柱的轰击被剥离(例如雾化、即溅射)，进而从沉积物中释放。这例如实现了第二电极保持无寄生覆层。
由于第二电极(2)的表面在清洁操作模式期间会被侵蚀，所以第二电极可以具有可简单更换的磨损体(11)(所谓的衬垫)，磨损体朝向间隙108。衬垫是导电的，或具有导电材料或由其形成，和/或可以是非磁性的(例如，非铁磁性的)。
图20示出根据不同实施方式的直流电流操作模式2000的示例实施方案的示意图，该示意图沿着路径x(例如以米为单位)示出电压1901，该路径从第二电极102b引导至衬底。示例性地，第二电极102b和衬底基本上处于相同的电势，使得经过了从第二电极102直至衬底的路程的离子基本上制动到为零或接近零的速度。这引起在离子撞击时传递到衬底上的每离子的动能最小化。换言之，该直流电流操作模式2000实现了衬底处的低能量的离子的提取(也称为低离子能量操作模式)。
在一个示例中，离子源100以用直流电压在第二电极(2)和第三电极(12)之间操作，其中第三电极(12)具有相对于处于地电势的第二电极(2)为负的电势(例如，直至-5kV)。第一电极(5)可以处于地电势并且第四电极(1)优选可以是电浮动的或者与地电势连接。由于第二电极(2)和第三电极(12)之间电场强度的梯度，离子从间隙(6)(也称为发射间隙)朝接地的或电浮动的衬底的方向被加速。
借此，在第二电极(2)和衬底之间不存在电势差或仅存在很小的电势差，该电势差影响等离子体电势，进而影响离子的起始能量。于是，由于因等离子体和衬底之间的电势差引起的加速而从发射间隙(6)提取的离子的能量获取例如最多位于两位数的eV范围内。为了最小化电浮动衬底的充电进而使离子束的屏蔽最小化，除了离子源之外还可以存在附加电子源，附加电子源借助于由其提供的电子来中和衬底或环境中的其他装入件的表面电荷。因为低离子能量不会由于衬底或第三电极(12)的溅射而在第二电极处引起任何寄生覆层或仅引起少量的寄生覆层，所以附加清洁相位(即直流电压的换极)不是绝对必要的，但是可以在需要时很好地使用。
图21示出根据不同实施方式2100的交流电流操作模式1900的示例性的实施方案的多个示意图2101、2103，在这些实施方式中离子源100具有屏蔽配置，其示出了沿着路径x(以米为单位)的电压1901，路径从第二电极102b引导至衬底。图2101再次地示出阳极相位152并且图2103示出阴极相位154。
除了更好的离子束聚焦之外，屏蔽配置实现了：将第四电极(1)结合到用于产生等离子体的电路中，例如处于交流电压操作模式中。
因此，在阳极相位152(离子源操作模式)中，可以在第四电极(1)和第三电极(12)之间附加地产生等离子体，由于第四电极(1)(在阳极的情况下)和第三电极(12)(在阴极的情况下)之间的电场梯度，可以由此从等离子体中提取电子。电子可用于中和衬底的表面电荷，进而实现：如果衬底是电浮动和/或非导电的并且必须中和表面电荷，则不一定需要附加电子源。
在阴极相位152(清洁操作模式)中，同样可以从等离子体中提取离子，因为在第四电极(1)和第三电极(12)之间形成附加的等离子体，由于第四电极(1)(在此情况下为阴极)和第三电极(12)(在此情况下为阳极)之间的电场梯度，由此可以将离子从等离子体加速到衬底上。因此，所提取的离子例如实现对衬底表面进行预处理或物理蚀刻，进而实现包括清洁第二电极(2)的连续的离子源操作。
下文中描述与上文已经描述的内容和附图中所示的内容相关的不同示例。
实施例1是一种离子源，其包括：多个电极，多个电极彼此电分离(例如，直流分离)地安装，并包括：第一电极，第一电极具有凹陷部；第二电极，第二电极设置在凹陷部中；第三电极，第三电极部分地覆盖凹陷部并且间隙穿过该第三电极，间隙暴露第二电极；一个或多于一个的磁体，磁体设计用于在间隙中提供磁场。
示例2是根据示例1的离子源，还包括：第一介电保持结构，第一介电保持结构保持第二电极(例如支撑在第一电极处)并且使其与第一电极电分离(例如，直流分离)；和/或第二介电保持结构，第二介电保持结构保持第三电极(例如支撑在第一电极处)并使其与第一电极电分离(例如直流分离)。
实例3是一种离子源，其包括：第一电极，第一电极具有凹陷部；第二电极，第二电极设置在凹陷部中；第一介电保持结构，第一介电保持结构保持第二电极并且使其与第一电极电分离(例如直流分离)；第三电极，第三电极部分地覆盖凹陷部并且间隙穿过该第三电极，间隙至少部分地(即部分地或完全地)暴露第二电极；第二介电保持结构，第二介电保持机构保持第三电极并且使其与第一电极电分离(例如直流分离)；一个或多于一个的磁体，磁体设计用于在间隙中提供磁场。
示例4是根据示例1至3中任一个的离子源，其中第三电极具有第一板形区段和第二板形区段，在这些区段之间形成间隙。
示例5是根据示例1至4中任一个的离子源，其中第三电极具有铁磁材料或由铁磁材料形成，铁磁材料优选地邻接间隙(例如，在间隙的两侧)。
示例6是根据示例1至5中任一个的离子源，其中一个或多于一个的磁体设置在凹陷部之外和/或邻接第三电极。
示例7是根据示例1至6中任一个的离子源，其中一个或多于一个的磁体设置在凹陷部内和/或邻接于第一电极。
示例8是根据示例1至7中任一个的离子源，其中第一电极设计为是槽形的；和/或其中第三电极(例如至少分段地)设计为是板形的。
示例9是根据示例1至8中任一个的离子源，其中间隙具有一个或多于一个的沿着第三电极的平面纵向延伸的部段(例如彼此并排地具有两个部段)。
示例10是根据示例1至9中任一个的离子源，其中间隙沿着闭合的路径延伸。如果间隙的路径不必定闭合，则离子源也可以工作，但是就离子流分布而言明显更不均匀，并且就离子流提取而言效率更低。
示例11是根据示例1至10中任一个的离子源，其中间隙在彼此相对的侧上由第三电极的彼此倾斜伸展的面限定。
示例12是根据示例1至11中任一个所述的离子源，其中间隙沿着远离第二电极的方向穿过第三电极。
示例13是根据示例1至12中任一个的离子源(例如多个电极)，还包括：第四电极，附加间隙穿过第四电极(其中例如第三电极设置在第一电极和第四电极之间)；其中间隙设置在附加间隙和第二电极之间(例如间隙和附加间隙彼此延续)；可选的第三介电保持结构，第三介电保持结构保持第四电极并且使其与第三电极电分离。
示例14是根据示例13的离子源，其中附加间隙沿着远离第二电极的(例如延伸穿过间隙的)方向穿过第四电极。
示例15是根据示例13或14中任一个的离子源，其中附加间隙在彼此相对的侧上由第四电极的彼此倾斜伸展的附加面来限定。
示例16是根据示例13的离子源，其中两个附加面之间的间距基本上对应于第三电极的两个面之间的间距，所述面在相对的侧上限定了间隙(例如，彼此平行地伸展)。
示例17是根据示例13至16中任一个的离子源，第四电极设计和设置成，使得存在从第四电极至第二电极的线性路线，该线性路线延伸穿过间隙。
示例18是用于操控根据示例1至17中任一个的离子源的方法，该方法包括：将第一电压施加到第二电极和第三电极处(或提供对此的指令)；和将第二电压(例如，地)施加到第一电极处(并且如果存在，还施加到第四电极处)(或提供对此的指令)；其中可选地，第一电压包括交流电压(例如，其极性相对于第二电压以规则重复的方式交替)。
示例19是用于操控根据示例1至17中任一个的离子源的方法，该方法包括：将第一电压施加到第三电极处(或提供对此的指令)；和将第二电压(例如，地)施加到第二电极和第一电极处(或提供对此的指令)；其中可选地，第一电压包括直流电压(例如，其相对于第二电压的极性和/或差保持恒定)；其中可选地，第四电极(如果存在)与第一电压和第二电压直流分离。
示例20是用于操控根据示例1至17中任一个(例如示例13)的离子源的方法，该方法包括：检测代表借助于离子源产生的离子束的参数(例如其状态)(或提供对此的指令)；基于参数可选地改变输送给离子源(例如，其第一电极和/或其第三电极和/或其第四电极和/或其第二电极)的电变量(例如，电压、电功率和/或电流)(或提供对此的指令)，基于参数可选地改变输送给离子源(例如，其间隙)的气体(例如，其气体通量、其化学组分和/或其压力)(或提供对此的指令)，其中电变量例如具有施加到离子源(例如，其第一电极和/或其第三电极和/后其第四电极和/或其第二电极)处的电压(例如，对应于该电压)。例如，在放电电压恒定的情况下，可以改变所输送的气体量作为操纵变量，并且将放电功率用作参考变量。
示例21是一种用于加工衬底的方法，该方法包括：根据示例18至20中任一个的方法，将第二电压施加到借助于离子源加工的衬底处(或提供为此的指令)。
示例22是控制设备，其设计用于执行根据示例18至21中任一个的方法。
示例23是一种操控装置，其包括：根据示例22的控制设备，和用于提供施加到衬底处和/或施加到离子源的一个或多于一个的电极处的电压的电压源，其中电压源设计用于根据指令改变电压；操控设备可选地还包括：用于提供工艺气体流的气体通量调节器，其中气体通量调节器设计用于改变等离子体放电或离子束的电学特征变量(放电电压或放电电流，和/或放电功率和/或离子束流)。

Claims (9)

1.一种离子源(100)，包括：
多个电极，所述电极彼此直流分离地安装并且包括：
第一电极(102a)，所述第一电极包括凹陷部(106)；
第二电极(102b)，所述第二电极设置在所述凹陷部(106)中；
第三电极(102c)，所述第三电极部分地覆盖所述凹陷部(106)，并且间隙(108)穿过所述第三电极，所述间隙暴露第二电极(102b)；
一个或多于一个的磁体(104)，所述磁体设计用于：在所述间隙(108)中提供磁场，
其中所述第三电极(102c)具有板形的第一区段(302)和板形的第二区段(304)，在所述第一区段和所述第二区段之间形成所述间隙(108)，其中所述第一区段(302)具有通孔，并且所述第二区段(304)设置在所述通孔中，并且其中所述第一区段(302)和所述第二区段(304)包括铁磁材料。
2.根据权利要求1所述的离子源(100)，还包括：
第一介电保持结构(202a)，所述第一介电保持结构保持所述第二电极(102b)并将所述第二电极与所述第一电极(102a)电分离；和
第二介电保持结构(202b)，所述第二介电保持结构保持所述第三电极(102c)并将所述第三电极与所述第一电极(102a)电分离。
3.根据权利要求1或2所述的离子源(100)，其中所述第一电极(102a)设计为槽形。
4.根据权利要求1或2所述的离子源(100)，其中所述间隙(108)沿着闭合的路径延伸。
5.根据权利要求1或2所述的离子源(100)，还包括：
第四电极(102d)，附加间隙穿过所述第四电极；
其中所述间隙(108)设置在所述附加间隙(108)和所述第二电极(102b)之间。
6.根据权利要求5所述的离子源(100)，其中所述附加间隙(108)在彼此相对的侧上由所述第四电极(102d)的彼此倾斜伸展的附加面限定。
7.根据权利要求6所述的离子源(100)，其中两个所述附加面彼此之间的间距基本上对应于所述第三电极(102c)的两个面之间的间距，所述第三电极的两个面在彼此相对的侧上限定所述间隙(108)。
8.一种用于操控根据权利要求1至7中任一项所述的离子源(100)的方法(1200)，所述方法包括：
将第一电压施加到所述第二电极(102b)和所述第三电极(102c)处；以及
将第二电压施加到所述第一电极(102a)处，所述第二电压与所述第一电压不同。
9.一种用于操控根据权利要求1至7中任一项所述的离子源(100)的方法(1300)，所述方法包括：
将第一电压施加到所述第三电极(102c)处；以及
将第二电压施加到所述第二电极(102b)和所述第一电极(102a)处，所述第二电压与所述第一电压不同。
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