Fuente de plasma acoplada inductivamente de alta luminosidad para aplicaciones de haz de iones enfocados de alta corriente

Se ha desarrollado una fuente de iones de plasma de alta luminosidad para abordar aplicaciones de haz de iones enfocados (FIB) que no son satisfechas por la fuente de iones de metal líquido (LMIS) basada en FIB. El FIB de plasma descrito aquí es capaz de satisfacer aplicaciones que requieren altas tasas de milímetros cúbicos (100μm3∕s) con iones que no son galio y ha demostrado capacidades de imagen con una resolución de menos de 100 nm. El tamaño de la fuente virtual, la intensidad angular, los espectros de masa y la dispersión de energía de la fuente se han determinado con argón y xenón. Esta fuente de plasma acoplada inductivamente, mejorada magnéticamente, ha exhibido una luminosidad reducida (βr) de 5.4×103Am−2sr−1V−1, con una dispersión de energía axial de ancho completo a mitad de máximo (ΔE) de 10eV cuando se opera con argón. Con xenón, βr=9.1×103Am−2sr−1V−1 y ΔE=7eV. Con estos parámetros de la fuente, una columna óptica con suficiente desmagnificación es capaz de formar un tamaño de punto de menos de 25 nm a 30keV y 1pA. La intensidad angular de esta fuente es nominalmente tres órdenes de magnitud mayor que una LMIS, lo que hace que la fuente sea más apta para crear haces enfocados de alta corriente, en el régimen donde la aberración esférica domina el LMIS-FIB. La fuente se ha operado en una columna de iones de dos lentes y ha demostrado una densidad de corriente que supera a la del LMIS-FIB para corrientes superiores a 50nA. La vida útil de la fuente y la estabilidad de corriente son excelentes con gases inertes y reactivos. Además, debería ser posible mejorar tanto la luminosidad como la dispersión de energía de esta fuente, de modo que la figura de mérito (βr∕ΔE2) podría estar dentro de un orden de magnitud de una LMIS.