CN117337477A - 透过主动管理卤素循环以延长阴极与反射极寿命 - Google Patents

Abstract

公开一种用于延长间热式阴极离子源中的阴极与反射极的寿命的系统和方法。系统通过使用已知参数集进行操作且测量用于产生所需提取束流或来自电弧电压电源的所需电流的偏置功率来监测阴极的健康状态。基于所测量的偏置功率，系统可确定阴极是否变得太薄，且可采取校正动作。这一校正动作可为警示操作人员、使用预定参数集操作间热式阴极离子源；或改变间热式阴极源内使用的稀释物。通过执行这些动作，阴极的寿命可延长多于一倍。

Description

透过主动管理卤素循环以延长阴极与反射极寿命

本申请案要求2021年5月5日申请的美国专利申请案第17/308,732号的优先权，所述美国专利申请案的公开内容以全文引用的方式并入本文中。

本公开描述用于延长离子源中的阴极和反射极寿命的系统和方法，且更具体地说，主动管理卤素循环以延长这些组件的寿命。

背景技术

使用多个工艺制造半导体装置，所述工艺中的一些将离子植入到工件中。可用于产生离子的一个机构是间热式阴极(indirectly heated cathode；IHC)离子源。IHC离子源包括安置在阴极后方的灯丝。阴极可保持在比灯丝更正的电压下。随着电流穿过灯丝，灯丝发射朝向带更多正电的阴极加速的热离子电子。这些热离子电子用来加热阴极，继而使得阴极将电子发射到离子源的腔室中。阴极安置在腔室的一个末端处。反射极通常安置在腔室的与阴极相对的末端上。

在某些实施例中，离子源配置成产生单电荷离子。在其它实施例中，离子源配置成产生多电荷离子，例如P²⁺或P³⁺。已发现多电荷离子的产生可促进阴极的侵蚀和最终穿刺。确切地说，带电离子朝向阴极加速，使得阴极溅镀。类似现象也可相对于反射极出现。因此，对于产生多电荷离子的配置，阴极和反射极寿命可为源寿命的限制因素。

因此，如果存在可延长阴极寿命的系统和方法，那么将为有益的。另外，如果这一系统和方法不利用任何新的或重新设计的组件且可轻易适用于现有IHC离子源，那么将为有利的。

发明内容

本发明公开一种用于延长IHC离子源中的阴极与反射极的寿命的系统和方法。系统通过使用已知参数集进行操作且测量用于产生所需提取电流或来自电弧电压电源的所需电流的偏置功率来监测阴极稳的健康状态。基于所测量的偏置功率，系统可确定阴极是否变得太薄，且可采取校正动作。这一校正动作可为警示操作人员、使用预定参数集操作IHC离子源；或改变IHC源内使用的稀释物。通过执行这些动作，阴极的寿命可延长多于一倍。

根据一个实施例，公开一种离子源。离子源包括：腔室，包括多个壁；阴极，安置在腔室的一个末端上；气体入口，允许将一或多种气体引入到腔室中；以及控制器，其中控制器使用已知配方操作离子源且调节离子源的第一参数以将第二参数维持在预定值，其中第一参数的值指示阴极的厚度；且其中控制器基于厚度而发起动作。在某些实施例中，第二参数包括来自腔室的总提取电流。在一些实施例中，离子源包括电弧电压电源以相对于腔室偏置阴极，且第二参数包括从电弧电压电源汲取的电流。在某些实施例中，第一参数包括偏置功率。在一些实施例中，第一参数是选自由以下组成的群：偏置电流、偏置电压、偏置阻抗、灯丝功率、灯丝电流、灯丝电压以及灯丝电阻。在某些实施例中，动作包括提醒操作人员。在一些实施例中，动作包括用具体配方操作离子源。在一些实施例中，如果阴极的厚度确定为小于预定厚度，具体配方包括低电弧电压配方。在某些实施例中，在无稀释的情况下操作低电弧电压配方。在一些实施例中，如果阴极的厚度确定为大于预定厚度，具体配方包括高电弧电压配方。在某些实施例中，动作包括调节稀释气体进入腔室中的流动速率。在一些实施例中，如果阴极的厚度确定为小于预定厚度，稀释气体的流动速率减小。在一些实施例中，如果阴极的厚度确定为大于预定厚度，稀释气体的流动速率增加。

根据另一实施例，公开一种监测和延长间热式阴极(IHC)离子源中的阴极的寿命的方法。方法包括：使用已知配方操作IHC离子源；监测用于将第二参数维持在预定值的第一参数，其中第一参数的值指示阴极的厚度；比较第一参数与预定上限和下限；以及基于所述比较执行动作。在某些实施例中，第二参数包括来自IHC离子源的总提取电流。在一些实施例中，IHC离子源包括电弧电压电源以相对于IHC离子源的腔室偏置阴极，且第二参数包括从电弧电压电源汲取的电流。在某些实施例中，第一参数包括偏置功率。在一些实施例中，第一参数是选自由以下组成的群：偏置电流、偏置电压、偏置阻抗、灯丝功率、灯丝电流、灯丝电压以及灯丝电阻。在某些实施例中，动作包括警示操作人员。在一些实施例中，动作包括用具体配方操作离子源。在一些实施例中，如果阴极的厚度确定为小于预定厚度，具体配方包括低电弧电压配方。在某些实施例中，在无稀释的情况下操作低电弧电压配方。在一些实施例中，如果阴极的厚度确定为大于预定厚度，具体配方包括高电弧电压配方。在某些实施例中，动作包括调节稀释气体进入腔室中的流动速率。在一些实施例中，如果阴极的厚度确定为小于预定厚度，稀释气体的流动速率减小。在一些实施例中，如果阴极的厚度确定为大于预定厚度，稀释气体的流动速率增加。

附图说明

为了更好地理解本公开，参考附图，其中相同元件用相同标号参考，且其中：

图1为示出根据一个实施例的IHC离子源的框图。

图2为使用图1的IHC离子源的离子植入系统的块。

图3示出与工作时间相比的偏置功率的变化。

图4为示出根据第一实施例的检查阴极的健康状态的序列的流程图。

图5为示出根据第二实施例的检查阴极的健康状态的序列的流程图。

具体实施方式

图1示出克服这些问题的IHC离子源10。IHC离子源10包含腔室100，所述腔室100包括两个相对末端和连接到这些末端的壁101。这些壁101包含侧壁、提取板103以及与提取板103相对的底壁。提取板103包含借以提取离子的提取孔140。腔室100的壁101可由导电材料构成且可彼此电连通。阴极110在腔室100中安置在腔室100的第一末端104处。灯丝160安置在阴极110后方。灯丝160与灯丝电源165连通。灯丝电源165配置成使电流穿过灯丝160，使得灯丝160发射热离子电子。阴极偏置电源115相对于阴极110而使灯丝160负偏置，因此这些热离子电子从灯丝160朝向阴极110加速且在其撞击阴极110的后表面时加热阴极110。阴极偏置电源115可使灯丝160偏置，使得所述灯丝具有比阴极110的电压更负的例如在200伏到1500伏之间的电压。随后阴极110将热离子电子从其前表面发射到腔室100中。

因此，灯丝电源165向灯丝160供应电流。阴极偏置电源115使灯丝160偏置以使得所述灯丝比阴极110更负，使得电子从灯丝160被吸向阴极110。阴极110与电弧电压电源111连通。电弧电压电源111向阴极供应相对于腔室100的电压。这一电弧电压加速在阴极处发射的热离子电子进入电弧腔室，使惰性气体电离。通过这一电弧电压电源111汲取的电流是由等离子体驱动的电流量的测量值。在某些实施例中，壁101为其它电源提供接地参考。

在这一实施例中，反射极120在腔室100中安置在腔室100的与阴极110相对的第二末端105上。反射极120可与反射极电源123电连通。顾名思义，反射极120用于将从阴极110发射的电子排斥回腔室100的中心。举例来说，在某些实施例中，反射极120可在相对于腔室100的负电压下偏置以排斥电子。举例来说，在某些实施例中，反射极120在相对于腔室100的0伏与-150伏之间偏置。在某些实施例中，反射极120可相对于腔室100浮置。换句话说，当浮置时，反射极120未电连接到反射极电源123或腔室100。在这一实施例中，反射极120的电压往往会偏移到接近于阴极110的电压的电压。替代地，反射极120可电连接到壁101。

在某些实施例中，在腔室100中产生磁场190。这一磁场意图沿着一个方向限制电子。磁场190通常平行于壁101从第一末端104延伸到第二末端105。举例来说，可将电子限制在平行于从阴极110到反射极120的方向(即，y方向)的列中。因此，电子在y方向上移动时不会受到电磁力。然而，电子在其它方向上的移动可能会受到电磁力。

一或多个气体容器108可经由气体入口106与腔室100连通。每一气体容器108可包含质量流量控制器(mass flow controller；MFC)以便调控来自每一气体容器的气流。

提取电源170可用于相对于束线中的其余组件偏置IHC离子源10。举例来说，台板260(参见图2)可处于第一电压，例如接地，同时将正电压施加到IHC离子源10以使得IHC离子源10比台板260更正地偏置。因此，由提取电源170供应的被称作提取电压的电压确定从IHC离子源10提取的离子的能量。另外，由提取电源170供应的电流是总提取束流的度量。

在某些实施例中，在阴极偏置电源115与提取电源170之间存在反馈环路。具体来说，可能需要将所提取束流维持在恒定值。因此，可监测从提取电源170供应的电流且可调节阴极偏置电源115的输出以维持恒定提取电流。这一反馈环路可由控制器180执行或可以另一方式执行。

控制器180可与电源中的一或多个连通，使得可监测和/或修改由这些电源供应的电压或电流。此外，控制器180可与每一气体容器108的MFC连通以便调控进入腔室100中的每一气体的流动。控制器180可包含处理单元，例如微控制器、个人计算机、专用控制器或另一合适的处理单元。控制器180还可包含非暂时性存储元件，例如半导体存储器、磁存储器或另一合适的存储器。这一非暂时性存储元件可含有指令和允许控制器180执行本文中所描述的功能的其它数据。举例来说，控制器180可与阴极偏置电源115连通以允许IHC离子源10相对于灯丝160改变施加到阴极的电压。控制器180还可与反射极电源123连通以偏置反射极。另外，控制器180可能够监测由阴极偏置电源115供应的电压、电流和/或功率。

图2示出使用图1的IHC离子源10的离子植入系统。一或多个电极200安置在IHC离子源10的提取孔外部和附近。

质量分析器210位于电极200下游。质量分析器210使用磁场以引导所提取离子1的路径。磁场根据离子质量和电荷影响离子的飞行路径。具有分辨孔221的质量分辨装置220安置在质量分析器210的输出端或远端处。通过适当选择磁场，仅具有选定质量和电荷的那些离子1将被引导穿过分辨孔221。其它离子将撞击质量分辨装置220或质量分析器210的壁且将不会在系统中进一步移动。

准直器230可安置在质量分辨装置220的下游。准直器230接受穿过分辨孔221的离子1且产生由多个并联或几乎并联的细束形成的带状离子束。质量分析器210的输出端或远端和准直器230的输入端或近端可相隔固定距离。质量分辨装置220安置在这两个组件之间的空间中。

加速/减速台240可位于准直器230的下游加速/减速台240可被称为能量纯度模块。能量纯度模块是配置成独立控制离子束的偏转、减速以及聚焦的束线透镜组件。举例来说，能量纯度模块可为竖直静电能量过滤器(vertical electrostatic energy filter；VEEF)或静电过滤器(electrostatic filter；EF)。台板260位于加速/减速工作台240的下游。在加工期间工件安置在台板260上。

一组特定操作参数，也被称为配方，可用以产生所需电荷的离子。举例来说，包含低电弧电压的配方可产生带电离子的第一分布，所述第一分布产生低阴极侵蚀率，或甚至在一些情况下，阴极生长。在一个实施例中，用于此类配方的电弧电压为80伏或小于80伏。这可被称为低电弧电压配方。包含较高电弧电压的配方可用于产生带电离子的第二分布，所述第二分布产生高阴极侵蚀率。举例来说，在一个实施例中，电弧电压可大于80伏。这可被称为高电弧电压配方。在某些实施例中，第一分布与第二分布之间的一个差异可为多电荷离子的百分比。

因此，在某些实施例中，高电弧电压配方可定义为利用高于预定阈值的电弧电压的配方，而低电弧电压配方利用低于这一预定阈值的电弧电压。在某些实施例中，这一预定电压可为80伏但具体阈值可取决于物种类型和在IHC离子源上执行的配方。

可用于产生多电荷离子的一些高电弧电压配方利用卤素类气体。举例来说，可使用PF₃植入磷。可使用NF₃植入氮。可使用BF₃植入硼。可通过使用元素铝和NF₃植入铝。可使用元素镓和BF₃植入镓。可使用SbF₅植入锑。当然，可使用卤素类气体植入其它物种。

这些高电弧电压配方还可倾向于从阴极110溅镀材料，使得阴极110随时间变得更薄。这是由于离子与阴极110碰撞，使得阴极溅镀，且如由电弧电压和电荷状态确定的离子能量越高，溅镀速率越大。如果任其发展，这可能最终导致阴极穿通，其中孔产生为完全穿过阴极110。一旦出现这种情况，替换阴极110，从而迫使IHC离子源10在一段时间内不可操作。在某些实施例中，这可能在用产生多电荷离子的配方运行小于100小时之后发生。

此外，可用于产生主要的单电荷离子的低电弧电压配方，尤其是那些包括卤素的配方，倾向于从IHC离子源10的壁去除钨且将所述钨沉积在阴极110和反射极120上。举例来说，电离氟可与离子源的壁反应以形成随后沉积于阴极110上的六氟化钨。为了减轻这种情况，这些配方常常用稀释进行操作，例如通过将氢引入到腔室100中。氢与电离氟中的一些反应，从而减少氟离子与钨壁之间的相互作用。

换句话说，如果持续使用卤素类高电弧电压配方，那么阴极110将归因于穿通而发生腐蚀且最终失效。相反，如果在无稀释的情况下持续使用卤素类低电弧电压配方，那么阴极110将随着更多钨沉积于其上而变得更厚。在某一时间点处，阴极110的厚度变得太厚而不能由阴极偏置电源115进行充分调控。

发现随着阴极110变得更薄，用以实现所需提取束流的偏置功率的量减少。偏置功率定义为由阴极偏置电源115供应的电压乘以由所述阴极偏置电源115供应的电流。相反，随着阴极110变得更厚，用以实现所需提取束流的偏置功率的量增加。图3中示出了这方面的实例。所提取电流在此期间保持恒定。应注意，在第一时间段300(工作时间的67％)期间，用高电弧电压配方操作离子源。这一高电弧电压卤素类配方使得材料从阴极110去除。应注意，偏置功率在此时间段期间随着阴极变薄而减小。在第二时间段310(仅工作时间的42％)期间，用高电弧电压配方操作离子源，其中剩余工作时间为低电弧电压配方。应注意，偏置功率在此时间段期间增加。这是由于来自低电弧电压配方的卤素循环，其中来自壁的钨通过等离子体中的卤素去除且再沉积在阴极110和反射极120上，使得那些组件更厚。

因此，确定阴极110的健康状态的一种方式可为监测偏置功率，如图4中所示出。

在这一实施例中，如框400中所示出，将已知配方用于IHC离子源10。这一已知配方可为常用配方或可为在空闲时间期间使用的配方。这一配方可为卤素类配方或可为不包含卤素的配方。这一已知配方还可被称作阴极健康状态配方。配方可包含待使用物种、物种流动速率、所需提取电压、所需电弧电压以及其它参数。

随后，如框410中所示出，控制器180监测总提取束流，例如通过使用提取电源170。如框420中所示出，控制器180通过修改来自阴极偏置电源115的输出来改变偏置功率，以使得总提取电流维持预定值。控制器180随后记录用于产生预定提取电流的偏置功率，如框430中所示出。替代地，还可使用源中的总电弧或等离子体电流作为经由电弧电压电源或相对于腔室接地偏置阴极的电源的偏置电流的反馈。这在图5中示出。

控制器180随后比较这一偏置功率与预定上限和下限阈值，如框440中所示出。这些上限和下限阈值可凭经验或使用另一技术计算。举例来说，可通过确定穿通出现的偏置功率且向这一值添加安全裕度来建立下限阈值。可通过确定不再可能调控提取电流的偏置功率且从所述值减去安全裕度来建立上限阈值。这些上限和下限阈值可为阴极健康状态配方的函数。

基于这一比较的结果，控制器180可发起动作，如框450中所示出。具体来说，如果偏置功率接近或小于下限阈值或接近或大于上限阈值，那么可发起动作。替代地，如果偏置功率在两个阈值之间，那么可不采取动作，如框460中所示出。图4中所示出的序列可重复，例如以固定时间间隔，包含每8小时，或以具体配方变换。通过这种方式，可随时间监测阴极110的健康状态。这种监测的理想频率将取决于离子源中使用的配方混合物。

因此，本公开呈现通过追踪偏置功率同时使用已知配方递送预定提取束流来监测阴极110的状态的系统和方法。虽然上述公开内容描述了使用偏置功率来监测阴极健康状态，但也可使用其它参数。举例来说，例如偏置电压、偏置电流、偏置阻抗(其被定义为偏置电压除以偏置电流)、灯丝功率、灯丝电流、灯丝电压或灯丝电阻的参数可用于追踪阴极健康状态。

确定阴极110的健康状态的第二方式可为通过监测偏置功率同时维持从电弧电压电源111汲取的恒定电流，如图5中所示出。在这一实施例中，将来自电弧电压电源111的电流维持在恒定值，而不是尝试维持恒定的提取束流。

因此，这一序列与图4中所示出的序列极其相似。然而，代替监测所提取束流，控制器180监测由电弧电压电源111汲取的总电流，如框470中所示出。序列的其余部分如上文所描述。

因此，在两个实施例中，控制器调节第一参数以便将第二参数维持在预定值，其中第一参数的值指示阴极的厚度。尽管图4和图5将第一参数示出为偏置功率，但不限于这一参数。举例来说，如上文所陈述，第一参数可为偏置电流、偏置电压、偏置阻抗、灯丝功率、灯丝电流、灯丝电压或灯丝电阻。第二参数可为总提取电流或从电弧电压电源汲取的电流。

这一监测阴极110的健康状态的技术可以多种方式使用。

在一个实施例中，在框450中发起的动作可为警示操作人员，通知操作人员阴极110接近失效且将采取校正动作。举例来说，如果偏置功率接近下限阈值，那么校正动作可为通知操作人员使用低电弧电压配方操作离子源。相反，如果偏置功率接近上限阈值，那么校正动作可为使用高电弧电压配方进行操作。在一段时间内(例如一个小时或大于一个小时，例如在一个小时与六个小时之间)执行这一校正动作可用以通过向阴极110添加材料或从阴极110去除材料而改进健康状态，以便将偏置功率恢复到可接受范围。这一方法允许操作人员确定何时执行校正动作的最大灵活性。

在另一实施例中，在框450中发起的动作可为允许控制器180自动执行所规定的校正动作。举例来说，如果所监测偏置功率接近下限阈值，那么控制器180可起始低电弧电压配方以使阴极110再生。为了实现最快生长，可在无稀释的情况下操作这一卤素类低电弧电压配方以使阴极110的卤素生长最大化。相反，如果所监测偏置功率接近上限阈值，那么控制器180可起始高电弧电压配方以使阴极110变薄。可立即开始这一校正动作，或控制器180可允许操作人员选择在方便的时间调度校正动作。

在第三实施例中，在框450中发起的动作可为控制器180对卤素循环的主动调节。如上所述，稀释常常用于减少卤素循环，使得较少的材料从壁去除并沉积在阴极110上。在一些实施例中，稀释气体可为氢或含有氢的气体，例如PH₃或NH₃。在某些实施例中，以第一流动速率添加氢，所述第一流动速率可为例如大约0.5标准立方厘米/分钟，但其它流动速率也是可能的。氢的引入用于减少卤素类低电弧电压配方的卤素循环。因此，在一个实施例中，控制器180可监测阴极110的厚度，例如图4或图5中所描述。控制器180随后主动地调制稀释气体的流动速率作为响应。举例来说，随着阴极110接近或达到其下限(就厚度或偏置功率来说)，控制器180可选择减小或停用用于卤素类低电弧电压配方的稀释气体的流动速率。这一动作将倾向于在阴极110上生长材料。相反，如果阴极接近或达到其上限(就厚度或偏置功率来说)，控制器180可选择提高稀释气体的流动速率以进一步减缓卤素循环，因此防止偏置功率继续增加。在某些实施例中，稀释气体的流动速率随阴极厚度而发生变化，使得阴极未达到上限或下限阈值。稀释气体的流动速率可通过控制器180通过向与稀释气体相关联的MFC提供来自控制器180的控制信号而得以修改。

本发明的系统和方法具有许多优点。当前，当用高电弧电压配方操作IHC离子源持续较长时间时，阴极的厚度减小。如果任其发展，那么阴极将失效，需要进行修复程序。通过监测阴极的健康状态，可采取主动措施来延长阴极寿命。有利的是，本文中所描述的系统和方法不需要对硬件配置的任何修改。实际上，增强可完全以软件实现，从而允许在现有系统上改造这一系统和方法。通过监测阴极的健康状态和调节在离子源中使用的配方，阴极寿命可延长多于一倍。

本公开不限于本文中所描述的具体实施例的范围。实际上，除了本文中所描述的那些修改之外，本公开的其它各种实施例和修改对于本领域的技术人员将从前述描述和附图中变得显而易见。因此，这类其它实施例和修改意图落入本公开内容的范围内。另外，尽管已出于特定目的在特定环境下在特定实施方案的上下文中描述了本公开，但本领域中的普通技术人员将认识到其有用性不限于此，且出于任何数目个目的，本公开可有利地在任何数目的环境中实施。因此，应考虑到如本文所描述的本公开的整个广度和精神来解释随附的权利要求。

Claims (20)

1.一种离子源，包括：

腔室，包括多个壁；

阴极，安置在所述腔室的一个末端上；

气体入口，允许将一或多种气体引入到所述腔室中；以及

控制器，其中所述控制器使用已知配方操作所述离子源且调节所述离子源的第一参数以将第二参数维持在预定值，其中所述第一参数的值指示所述阴极的厚度；以及

其中所述控制器基于所述厚度而发起动作。

2.根据权利要求1所述的离子源，其中所述第二参数包括来自所述腔室的总提取电流。

3.根据权利要求1所述的离子源，包括电弧电压电源以相对于所述腔室偏置所述阴极，且其中所述第二参数包括从所述电弧电压电源汲取的电流。

4.根据权利要求1所述的离子源，其中所述第一参数包括偏置功率。

5.根据权利要求1所述的离子源，其中所述第一参数是选自由以下组成的群：偏置电流、偏置电压、偏置阻抗、灯丝功率、灯丝电流、灯丝电压以及灯丝电阻。

6.根据权利要求1所述的离子源，其中所述动作包括警示操作人员。

7.根据权利要求1所述的离子源，其中所述动作包括用具体配方操作所述离子源。

8.根据权利要求7所述的离子源，其中如果所述阴极的所述厚度确定为小于预定厚度，所述具体配方包括低电弧电压配方。

9.根据权利要求7所述的离子源，其中如果所述阴极的所述厚度确定为大于预定厚度，所述具体配方包括高电弧电压配方。

10.根据权利要求1所述的离子源，其中所述动作包括调节稀释气体进入所述腔室中的流动速率。

11.根据权利要求10所述的离子源，其中如果所述阴极的所述厚度确定为小于预定厚度，稀释气体的所述流动速率减小。

12.根据权利要求10所述的离子源，其中如果所述阴极的所述厚度确定为大于预定厚度，稀释气体的所述流动速率增加。

13.一种监测和延长间热式阴极离子源中的阴极的寿命的方法，包括：

使用已知配方操作所述间热式阴极离子源；

监测用于将第二参数维持在预定值的第一参数，其中所述第一参数的值指示所述阴极的厚度；

比较所述第一参数与预定上限和预定下限；以及

基于所述比较执行动作。

14.根据权利要求13所述的监测和延长间热式阴极离子源中的阴极的寿命的方法，其中所述第二参数包括来自所述间热式阴极离子源的腔室的总提取电流。

15.根据权利要求13所述的监测和延长间热式阴极离子源中的阴极的寿命的方法，其中所述间热式阴极离子源包括电弧电压电源以相对于所述间热式阴极离子源的腔室偏置所述阴极；且其中所述第二参数包括从所述电弧电压电源汲取的电流。

16.根据权利要求13所述的监测和延长间热式阴极离子源中的阴极的寿命的方法，其中所述第一参数包括偏置功率。

17.根据权利要求13所述的监测和延长间热式阴极离子源中的阴极的寿命的方法，其中所述动作包括警示操作人员。

18.根据权利要求13所述的监测和延长间热式阴极离子源中的阴极的寿命的方法，其中所述动作包括用具体配方操作所述间热式阴极离子源；且其中如果所述阴极的所述厚度确定为小于预定厚度，所述具体配方包括低电弧电压配方。

19.根据权利要求13所述的监测和延长间热式阴极离子源中的阴极的寿命的方法，其中所述动作包括用具体配方操作所述间热式阴极离子源；且其中如果所述阴极的所述厚度确定为大于预定厚度，所述具体配方包括高电弧电压配方。

20.根据权利要求13所述的监测和延长间热式阴极离子源中的阴极的寿命的方法，其中所述动作包括调节稀释气体进入所述间热式阴极离子源的腔室中的流动速率。