CN101449354B - 新型改良的离子源 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于产生离子流的示例性离子源，所述离子源具有至少部分地界定电弧室的离子化区的铝合金电弧室主体。电弧室主体和热丝状体电弧室壳体一起使用，所述热丝状体电弧室壳体或者直接或者间接地将阴极加热到足够的温度，以使电子流动通过电弧室的离子化区。温度传感器监测电弧室内的温度，并提供与感测的温度相关的信号。当传感器进行测量时控制器监测感测的温度，并调节温度以将感测的温度保持在一范围内。

Description

新型改良的离子源

技术领域

本发明是涉及一种具有离子生成源的离子注入机，生成源发射离子以形成用于工件射束处理的离子束。

背景技术

离子注入机可以通过利用离子束轰击晶片而用于处理硅晶片。这种射束处理的一种用途是对晶片选择性地掺入被控制浓度的杂质，以在制造集成电路期间产生半导体材料。

典型的离子注入机包括离子源、离子提取装置、质量分析装置、射束传送装置、和晶片处理装置。离子源生成期望的原子或分子掺杂剂种类的离子。这些离子通过提取是统从源提取，提取是统通常为一组电极，这组电极通电并引导来自于源的离子的流动。期望的离子在质量分析装置中与离子源的副产物分离，质量分析装置通常为磁性偶极子，磁性偶极子对已提取的离子束进行质量扩散。射束传送装置将离子束传送到晶片处理装置，同时保持期望的离子束的光学性质，射束传送装置通常为真空是统，真空是统包括聚焦装置的光学组(optical train)。最后，将半导体晶片注入晶片处理装置内。

批处理离子注入机包括用于移动多个硅晶片通过离子束的自旋圆盘支撑件。当支撑件旋转晶片通过离子束时，离子束撞击晶片表面。

连续注入机同时处理一个晶片。多个晶片支撑在暗盒(cassette)内，并且一次取一个晶片并将其放置在支撑件上。然后在注入方向上定向晶片，以使得离子束撞击单个晶片。这些连续注入机使用射束成形电子设备(beam shaping electronic)，以从射束的初始轨道偏转射束，并且这些连续注入机经常与同位的(coordinated)晶片支撑件运动一起使用，从而选择性地掺杂或处理整个晶片表面。

生成在现有注入机内使用的离子束的离子源通常是所谓的电弧离子源，并且可以包括用于产生离子的加热丝状体阴极，离子形成为用于晶片处理的适当的离子束。授予Sferlazzo等人的美国专利No.5,497,006涉及一种具有阴极的离子源，阴极由基座支撑，并相对于气体封闭室定位以便将离子化电子射入气体封闭室内。′006专利的阴极是管状导电的主体和端盖，管状导电的主体和端盖部份地延伸到气体封闭室内。丝状体支撑在管状主体内，并且发射电子，该电子通过电子轰炸而加热端盖，从而将离子化电子热离子地发射气体封闭室内。

授予Cloutier等人的美国专利No.5,763,890也公开了一种用在离子注入机内的电弧离子源。离子源包括气体封闭室，气体封闭室具有限定气体离子带的导电室壁。气体封闭室包括允许离子退出室的退出开口。基座相对于用于由退出气体封闭室的离子形成离子束的结构定位气体封闭室。

其它源可以驱动RF、微波或电子束放电以生成期望的离子。这些源生成低于电弧离子源10-100倍的等离子体密度，并且通常是与具有低电离势(ionization potentials)的源材料(易于离子化的物质)一起使用，或是在当源室包括大型离子提取区时。虽然诸如授予Leung等人的美国专利No.6,975,072中所示的冷离子源可以具有由诸如不锈钢、铜或铝的相对低温材料制成的源材料，但是像电弧离子源的热源使源室壁具有摄氏数万度的温度的电弧等离子体和高温功率密度，这就要求现有技术注入机的源部件由高温，即所谓的耐火材料(如钼、钽或钨)制成。还可以参见ZhiminWan等人于IEEE，2002的「Water Cooled Plasma Flood Source for Intense IonBeam Implanation」一文和美国公开申请2003：0218429。

发明内容

本公开涉及一种至少部份由铝制造的电弧离子源。已经发现通过提高「热型」离子源或基于「Berna」或「Freeman」或ihc(间接加热阴极)的电弧的温度控制可以利用铝作为源电弧室壳体而制成离子源壳体。

用于产生离子流的示例性离子源具有至少部份界定电离区的铝合金电弧室主体，电离区包括在电弧室区内被电离的气态电离材料。在示例性实施例中，温度传感器监测电弧室内的温度，并且提供与感测的温度相关的信号。当传感器进行测量时，控制器监测感测的温度，并调节温度以将感测的温度保持在一定的范围内。

对于与本发明相关的技术领域的技术人员来说，通过参照附图，阅读下面的说明将了解本公开的进一步特征。

附图说明

图1是用于离子束处理诸如安装在自旋支撑件上的硅晶片的工件的离子注入机的示意图；

图2和图3是根据本发明构造的离子源的分解透视图；

图4是图2和图3的离子源的剖视图；

图5是从图4中的线5-5所限定的平面的视图；

图6是离子源的后透视图；以及

图7是用以操作根据本发明构造的离子源的示意性控制电路图。

具体实施方式

回到附图，图1示出了离子束注入机10的示意图。注入机包括用于产生多个离子的离子源12，多个离子形成离子束14，离子束14被成形，并被选择性地偏转以穿过射束路径到端部或注入站20。注入站包括限定内部区域的真空或注入室22，诸如半导体晶片的工件24位于内部区域内，以便通过组成离子束14的离子进行注入。示意性地表示为控制器41的控制电子设备被提供，以便监测并控制由工件24所接收的离子剂量。经由位于端部站20附近的用户控制操纵台26执行到控制电子设备的操作员输入。当射束穿过源与注入室之间的区域时，离子束14内的离子往往发散。为了减少此发散性，通过一个或多个真空泵27将区域保持在低压下。

离子源12包括等离子体室，等离子体室限定源材料(source materials)被注射到其内的内部区域。源材料可以包括电离气体或被蒸发的源材料。通过离子束提取组件28由室提取等离子体室内所生成的离子，离子束提取组件28包括用于产生离子加速电场的多个金属电极。

分析磁铁30沿射束路径16定位，分析磁铁30使离子束14弯曲，并引导其通过射束快门(beam shutter)32。在射束快门32之后，射束14穿过聚焦射束14的四偶极透镜系统36。然后射束穿过由控制器41控制的偏转磁铁40。控制器41将交流电信号提供给磁铁40的导电线圈，磁铁40的导电线圈又在数百赫兹的频率下反复地偏转离子束14或从一侧到另一侧地扫描离子束14。在一个公开的实施例中，使用从200到300赫兹的扫描频率。这种偏转或一侧到另一侧的扫描生成薄的、扇形丝带状离子束14a。

在扇形丝带状射束内的离子离开磁铁40之后，它们沿分散路径而行。离子进入平行放置的磁铁42，其中通过改变数量而再次弯曲组成射束14a的离子，以使得它们离开沿大致上平行于射束路径移动的平行放置的磁铁42。然后离子进入能量过滤器44，能量过滤器44由于离子的电荷而向下偏转离子(图1中的y-方向)。这样就在发生上游射束成形期间移去已进入射束的中性颗粒。

离开平行放置的磁铁42的丝带状离子束14a是具有基本上形成非常狭窄的矩形的横截面的离子束，即，在一个方向上延伸的射束，例如射束具有被限制的垂直延伸(例如大约1/2英寸)，和具有在正交方向上的延伸，在正交方向上的延伸由于由磁铁40引起的扫描或偏转而向外加宽，从而完全覆盖诸如硅晶片的工件的直径。

通常，当扫瞄离子束14a时，丝带状离子束14a的延伸足以对工件24的整个表面进行注入。假设工件24的水平尺寸为300毫米(或直径为300毫米)。磁铁40将偏转射束，以便当一撞击注入室22内的工件24的注入表面时，丝带状离子束14a的水平延伸将至少为300毫米。

在注入期间，工件支撑件结构50相对于丝带状离子束14支撑和移动工件24(在y方向的上下)，以便将工件24的整个注入表面均匀地注入离子。因为注入室内部区被抽空，工件必需通过互锁60进入和离开室。安装在注入室22内的机械手62将晶片工件自动地移动到互锁60和从装载室60自动地移动晶片工件。在图1中的装载室60内的水平位置内示意性地示出工件24。机械手通过旋转工件通过弓形路径将工件24从装载室60移动到支撑件50。在注入之前，工件支撑件结构50将工件24旋转到用于注入的垂直位置或接近垂直的位置。如果工件24是垂直的，即，相对离子束14正交，则注入角或离子束与工件表面的法线之间的入射角为0度。

在通常的注入操作中，通过两个机器人80、82中的一个从多个暗盒70-73中的一个收回未掺杂的工件(通常为半导体晶片)，这两个机器人80、82将工件24移动到定位器84，工件24在定位器84上被旋转到指定方位。机械手收回定向的工件24，并将其移入装载室60内。装载室关闭，并被抽空(pump down)到期望的真空，然后开口至注入室22内。机械手62抓住工件24，将其带入注入室22内，并将其放置在工件支撑件结构50的静电夹钳或夹盘(chuck)上。给静电夹钳通电，以在注入期间将工件24保持在适当位置。在1995年7月25日授予Blake等人的美国专利No.5,436,790和1995年8月22日授予Blake等人的美国专利No.5,444,597中公开了合适的静电夹钳，这两个专利被委派给本发明的受让人。>790及>597专利都通过引用在此全文并入。

在对工件24进行离子束处理之后，工件支撑件结构50使工件24返回到水平位置，并且不再给静电夹钳通电，从而将工件释放。在这种离子束处理之后，机械手62抓住工件24，并将其从支撑件50移回到装载室60内。根据可选的设计，装载室具有被独立抽空并加压的顶部和底部区域，并且在可选的实施例中，注入站20处的第二机械手(未示出)抓住已注入的工件24，并将其由注入室22移回到装载室60。机器人中的一个的机械手将已注入的工件24从装载室60移回到暗盒70-73中的一个，而且最通常地是移回到其最初被取出的暗盒。

离子源

本发明使用的离子生成源12(2-5图)包括源块(source block)120，源块120由具有把手83的凸缘82支撑，通过把手83可以将源12从注入机移除。源块120支撑等离子体电弧室76和电子发射阴极124，在本发明优选的实施例中，电子发射阴极124由电弧室76支撑，但是与电弧室76电绝缘。

电弧离子源由Ed.W.Kunkel所著教科书「Plasma Physics in Theory andApplication」(MacGraw-Hill，1966)中定义，注意文中所述：不管阴极处或者在等离子体的主体内的具体条件，所有具有eVc<E[Vc为阴极电压降，E为电离能]的[电]放电都将归类为电弧[…]。显然，按此方式，电弧的种类将极为庞大，这是因为对气体压力或电流密度都没有施加限制。事实上，所有的热离子二极管必需包括在此，只要充足的气体电离发生以产生空间电荷的基本中和，从而术语放电等离子体仍旧可以是适当的。基于气体密度、电流密度及阴极处的条件，电弧放电在其特征性质上可为大相径庭。所定义。此定义在此通过将「热丝状体」离子源作为离子源而概括出，在所述离子源中，足够能量的电子从直接激发的丝状体(其由此作为阴极)发射，或来自激发的丝状体的电子轰击阴极，而阴极又发射足够能量的电子以使得电弧室内的气体离子化。

源磁铁(未示出)环绕等离子体电弧室76，以将产生电子的等离子体限制到室76内被严格限定的传播路径。源块120还限定容纳汽化器烘箱122、123的空腔，汽化器烘箱122、123填充有诸如砷的可汽化固体，汽化固体被汽化为气体，然后借助于穿过隔热件130的输送喷嘴126、128而被注入到等离子体室76内。等离子体电弧室76是由铝合金制成的细长金属结构。一种适当的合金为6061铝，6061铝可易于商业获得，并具有有利的机械加工性质。这种合金含有96-98％的铝，0.8-2％的镁添加物，0.4-0.8％的硅添加物，和其它组分的微量添加物(来自于：matweb.com)。壳体限定由两个细长侧壁、上壁和下壁界定的内部电离区R。由钨或钼构造的分隔前壁限定板132邻接电离区R。电弧室包括从其两个侧壁向外延伸的用于将电弧室安装到源块的支撑凸缘134。

四个细长支柱136穿过板132内的四个槽口138。支柱136穿过由源块支撑的套管146和将板132朝向电弧室76偏置的弹簧148。

通过输送喷嘴126、128可以将气态材料从汽化器122、123注入等离子体电弧室76的内部内，输送喷嘴126、128延伸通过源块120内的开口131、133。在室76的相对侧上，通路141从室76的后部延伸通过室主体并开口至等离子体电弧室76内部。喷嘴邻接到这些通道的入口通道，以从炉122、123输送气态源材料。此外，借助于室后壁内的端口或开口142可以将气体直接导入室76内。通向开口142的输送管144可从在离子源外部的源或供应器将气体直接注入到电弧室76内。

电弧室的端壁限定开口158，开口158的大小被形成以允许阴极124延伸到等离子体电弧室76的内部内，而无需接触限定开口158的室壁。阴极124由连接到电弧室的后部的绝缘安装块150支撑。配合到开口158内的阴极主体安装到由绝缘安装块150支撑的导电安装板152。

阴极124大致上是根据Cloutier等人的’890专利的公开构造。阴极124的外管状构件由耐火材料制成。此管状构件的下端部邻接安装板152。内管状构件也由耐火材料制成，并且具有螺纹到安装板152的开口内的带螺纹的下端部。阴极124的端盖164具导电性，并由耐火材料制成，并且配合到管状构件的端部的平底钻孔内。内外部管状构件的长度延伸，以使得端盖164超过外管状构件而向上延伸到电弧室76内。

两个导电安装臂170、171在阴极124内支撑丝状体178。臂170、171通过连接器172直接连接到绝缘块150，该连接器172穿过臂以接合块150内的螺纹开口。导电激发带174连接到丝状体，并且被经由功率馈通175、176引导通过壳体80的凸缘82的信号激发。丝状体178由被弯曲以形成螺旋回路的钨丝制成。丝状体178的端部被两个耐火材料支脚支撑，这两个耐火材料支脚通过适当的钳夹保持与两个臂170、171电接触。

当通过给功率馈通175、176两端施加电势差而使钨丝丝状体178通电时，丝状体发射电子，这些电子朝向阴极124的端盖加速并撞击阴极124的端盖。当通过轰击使端盖充分加热时，其又将电子发射到电弧室76内，这些电子撞击气体分子并在室76内产生离子。离子等离子体被生成，并且在等离子体内的离子离开板132内的开口178，从而形成离子束。端盖防止丝状体与室内的离子等离子体接触，并延长丝状体的寿命。

由阴极124生成的发射到电弧室76内但没有与电离区内的气体分子接合的电子移动到斥退器180附近。斥退器180包括位于电弧室76内的金属构件，该金属构件使电子偏转回到气体电离区，在该气体电离区内，电子将可以撞击气体分子。斥退器的金属构件由耐火材料制成。陶瓷绝缘体使斥退器180与等离子体电弧室76的下壁的电势绝缘。因此，阴极124和斥退器180与电弧室壁既热绝缘又电绝缘。

将室76的壁保持在局部接地或参考电势下。将包括阴极端盖164的阴极保持在低于室壁的局部接地50-150伏之间的电势下。此电势通过功率馈通连接到板152，该功率馈通用于将电导体连接到支撑阴极的板152。图2和图3中示出了馈通182。在附图中没有示出从馈通到阴极块的连接。将丝状体178保持在低于端盖164的电压200和600伏之间的电压下。丝状体与阴极之间的大电压差将高能量施加给离开丝状体的电子，该丝状体使端盖164充分加热，并将电子热离子地发射到室76内。斥退器构件180被允许在室76内的气体等离子体的电势处浮动。

Sferlazzo等人的’006专利示出了控制阴极与阳极(电弧室的室壁)之间的电弧电流的电路。Sferlazzo等人的专利中说明了此电路的操作，也在此处并入。在离子的生成期间，源由于将电离能注入到电弧室内而发热。并非所有的这些能量都将电弧室内的气体电离，而是生成一定量的热量。室含有将冷却水导入凸缘和将加热水导出电弧室区的水连接190、192。

除将阴极124安装到电弧室之外，绝缘块150相对于阴极主体定位丝状体178，而相对于电弧室定位阴极主体。在Cloutier等人的专利中详细地说明了这些功能。

通过本发明的实践，具体地通过使用示例性源12实现了一定的设计目标。本发明的一个目标是将电弧室76的温度保持在400摄氏度和550摄氏度之间，以便施加最小功率(如400W)到最高功率(如1500W)的功率。在温度低于400℃时会有含有砷，(如AsH₃(AsH₃是一种通常使用的源气体))的源材料凝结在离子源内部的风险，而这会影响源操作，并且如果随后使用其它的源气体则会污染源。而在温度高于550℃时，已经了解到铝合金会失去其在硬度及弹性方面的机械性质，这会影响到源组件的机械整体性和提取性质。在此温度范围内，源相对于源块120必须提供电弧缝78的良好对准。示例性设计必须考虑所装配部件的热膨胀，尤其是电弧室76和电弧缝78的热膨胀。典型的公差大约为：间隙宽0.1mm，电弧室的左右位置为0.03mm，以及关于垂直轴线电弧室退出孔的倾斜度为0.1度。这些设计方针在介质电流注入机内尤其重要，在该介质电流注入机内，将离子束正确地放置在晶片上较为重要。

将电弧室维持在以上指定或期望的温度范围内允许源壳体由铝制成，与现有技术的电弧室材料(如钼)相比，铝的制造成本更为廉价，并且重量更轻。源块120(电弧室连接到该源块120)也由铝制造。

汽化器组件202由不锈钢制成，并且铜锌焊接到钢板200上。汽化器组件限定间隔的内部空腔210、212，氮气经由柔性导管214、216被泵送到该间隔的内部空腔210、211内。将氮气导入到空腔内，以在电弧源壳体温度的期望范围内实现附加程度的温度控制。虽然在优选的实施例中使用氮气，但是也可以将标准大气压下的空气导入和导出空腔。连接器218在通路131、133的区域内螺纹到源块120，并且在通路131、133内将辐射屏蔽物(一个汽化器一个辐射屏蔽物)保持在适当的位置。

通过传感器220、222监测汽化器烘箱的区域内的温度，传感器220、222位于包括温度响应热电偶的源块内，该温度响应热电偶经由导体224将信号传送到连接器226，该连接器226将输出信号传送至各个汽化器控制器(未示出)。第三传感器(未示出)放置在电弧源壳体内，并且连接到导体224，导体224使信号远离电弧源壳体传送到安装到图6中所示的凸缘的附加连接器或第三连接器226，附加连接器或第三连接器226又将信号传送到控制器300。

示例性源还包括两组230、232的三个细长，大致上为圆柱形的加热器，这些加热器插入在电弧源壳体内大致上平行延伸的通路内。这些加热器为可独立地启动作为Dalton Watt柔性筒形加热器而可利用的电阻加热器，该柔性筒形加热器包括柔性不锈钢外部壳套。外表面将辐射热提供给电弧室。壳套内的电阻加热器加热壳套。当将柔性外部壳套推入其相对应的通路内时，柔性外部壳套被向内压缩。当电弧室壳体随着温度变化而膨胀和收缩时，这些加热器筒的外部壳套膨胀和收缩，以维持内部嵌入的电阻加热器与限定细长空腔的铝电弧室壳体之间的良好导热性。这些加热器由直流电源供电，并可由达到240伏DC/AC启动。

通过使用两个安装销250和连接器254实现精确安装。在电弧室壳体的一个端部处，壳体包括具有直通通道(throughpassage)的凸起部252。直通通道容纳三个螺纹连接器中的一个254，三个螺纹连接器中的一个254接合安装到源块120上的对齐凸起部252内的螺纹开口。而其它连接器(未示出)延伸通过电弧室壳体76内的开口257，并螺纹到关于面向电弧源壳体的源块的端部表面而间隔的两个其它螺纹开口255。

在源12的装配期间，使电弧室与源块接合。此步骤通过从源块的露出端延伸的销250而变得容易。螺纹连接器穿过用螺丝拧到源块内并被拧紧的电弧室。销相对于源块牢牢地定位电弧室和电弧缝。温度变化使室和源块都绕将两个销250平分的垂直中心线膨胀和收缩。由于螺纹连接器254的柔性而使电弧室与源块之间的膨胀率不相等，这一定程度上允许电弧室相对于源块微略地相对侧向移动。

也可以通过安装在电弧室与源块之间的两个eGraf^TM衬垫260、262促进源块与电弧室之间的热传导。衬垫260、262在适当位置处限定多个孔，以容纳螺纹连接器254。这些衬垫由石墨构成，并由低热阻材料构成，尤其是为热接触界面处理制成。这些衬垫促进高温操作下(在所期望的温度范围的高端处)的热传导，并且当在高温范围内操作时，通过促进热流远离电弧室而如此防止高温变化。在示例性实施例中，衬垫被制造成具有5/1000英寸的控制厚度。eGraf衬垫具有达到400摄氏度的指定操作温度，但是实作上在源操作的上限550摄氏度的高温下操作。

图7是说明如何保持在目标温度范围内的控制原理图或流程图。温度控制器300(具有控制器输入302以调节温度)具有交流电输入310，和用于感测来自于监测电弧室温度的热电偶226的温度的输入。控制器300打开和闭合继电器320的触点，以将来自于供应器的DC功率施加在并联的两组加热器元件的两端。控制器300实施恒定功率控制，在该恒定功率控制中，保持到电弧室阴极和由两组230、232组成的加热器的总功率输入。如果电弧室是在高功率(高射束电流)下工作，则加热器以低功率运行。相反地，如果电弧室是在低功率(低射束电流)下工作，则加热器以高功率运行。因为控制在气态材料被直接泵送到电弧室的应用中必需工作，所以汽化器烘箱与此控制分开。

为了实施此控制，控制器300使用感测的温度和控制回路，在该控制回路中，到加热器的功率根据温度变化。当电弧室的温度趋近于上限范围时，减小到加热器的功率，相反地，当温度趋近于下限范围时，则提高到加热器的功率。

即使没有电弧室温度的主动控制，仍旧可以限制注入机工作的功率范围。如果将电弧室的温度保持在限定最小和最大源功率的400℃和550℃内，则其数值取决于热电路的设计。存在有其中源在有限的功率范围内运行，或者恒定功率下运行的应用，诸如专门的注入机，对于这些应用来说，不需要主动控制。主动控制使示例性系统能够在更广泛的功率范围内运行-控制系统可以提供由功率扩展的此范围。

从以上本发明的说明和优选实施例中，本领域的技术人员将领会各种改良、改变和修改。本领域内的这些改良、改变和修改旨在由所附权利要求涵盖。

Claims (16)

1.一种用于产生离子流的离子源，所述离子源包括：

至少部分地界定电离区的铝合金电弧室壳体，高能量电子从导热体移动通过所述电离区以离子化注射到所述壳体内部内的气体分子，和

控制电路，所述控制电路将所述电弧室壳体的操作温度保持到400℃-550℃的范围内。

2.根据权利要求1所述的离子源，其中所述控制电路包括用于监测所述电弧室壳体的温度的温度传感器。

3.根据权利要求1所述的离子源，其中所述电弧室壳体包括支撑多个电阻热元件的多个通路，所述电阻热元件连接到所述控制器，以便升高和降低所述电弧室壳体的温度。

4.根据权利要求3所述的离子源，其中所述电阻热元件包括多个外部柔性壳套，所述外部柔性壳套随着温度的变化而膨胀和收缩，以保持所述壳体和所述电阻热元件之间良好的热传递。

5.根据权利要求1所述的离子源，进一步包括支撑所述电弧室主体的源块，所述电弧室主体包括用于将气态电离材料注射到所述电弧室壳体内部的烘箱，其中通过在所述电弧室壳体与所述源块之间置入温度绝缘隔热件将所述电弧室壳体与所述源块间隔开。

6.根据权利要求1所述的离子源，还包括支撑在铝合金源块内用于将气态电离材料注射到所述电弧室内的烘箱。

7.根据权利要求6所述的离子源，其中所述烘箱包括用于接收冷却气体的多个空腔，以便冷却所述烘箱。

8.根据权利要求1所述的离子源，进一步包括安装到多个安装支柱的退出孔板，和包括用于抵靠所述电弧室壳体偏置所述孔板的多个弹簧。

9.根据权利要求6所述的离子源，其中所述源块具有多个定位销，所述定位销接合在所述电弧室内、沿中心线在多个间隔位置处的相对应的多个孔，同时允许所述电弧室主体在所述中心线的任意一侧上膨胀和收缩。

10.根据权利要求9所述的离子源，进一步包括具有基本上对齐所述中心线的电弧缝的退出孔板，所述电弧室主体关于其发生膨胀和收缩。

11.一种用于生成离子束的方法，所述方法包括以下步骤：

a)通过将所述电弧室壳体安装到源块上以便相对于离子传播路径定位所述电弧室壳体而定位铝合金电弧室壳体，所述铝合金电弧室壳体至少部分地界定发射离子流的电离区；

b)通过从界定所述电离区的那些电子的加热金属源发射电子而引导所述电子通过所述电离区；

c)从所述电弧室壳体发射电子，以形成射束；以及

d)控制施加到所述电弧室的功率，以将所述感测的温度保持在400℃-550℃的温度范围内。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括步骤：监测所述电弧室壳体的区域处的多个温度，并提供用于确定将多少功率施加到所述电弧室的与感测温度相关的信号。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述定位的步骤包括相对于离子束传播路径固定源块，和将所述电弧室主体沿中心线连接到所述源块，以允许所述电弧室主体随温度变化膨胀和收缩。

14.根据权利要求13所述的方法，其中通过导热衬垫将所述源块与所述电弧室主体间隔开，所述导热衬垫抑制在所述期望的温度范围的高端处的温度变化。

15.根据权利要求11所述的方法，其中通过放置与所述电弧室主体接触的电阻加热器并调节通过所述电阻加热器的电流而控制所述电弧室壳体的温度。

16.根据权利要求15所述的方法，其中由包围所述电阻加热器的柔性壳套保持所述电阻加热器与所述壳体主体之间的热传导。

Images