TW200307304A - Indirectly heated cathode ion source - Google Patents

Description

200307304 狄、發明說明·· 【發明所屬之技術領域】 本魯明有關適用於離子植人機之離子源，1更特別地 關具有間接加熱陰極的離子源。 【先前技術】 -離子源為一離子植入機之關鍵元件。該離子源產生 離子植人機的離子束線並傳送至—半導體晶圓之 士束。需㈣離子源來產生詩各種不同 傷中七良好定義的離子束。在一半導體製造設 ’ l合該離子源的離子植入機係需在沒有保養或修理 而衣下操作於延展時段中。 :統上’離子植入機已使用具有間接加熱陰極的離子 弧室並2。以發射電子的燈絲被安裝在該離子源的電 極：曝路於該電弧室的高細電漿中。這類間接加 =颂型地由-相當小直徑的金屬線燈絲構成並因此於 ^弧室的腐録環境中在相當短的時間内發生品質降低 =之:喿作。結果，該間接加熱的陰極離子源生命期受 Γ=°在此所使用的離子源「生命期」指在修理或替換 该離子源之前的時間。 為了改進離子植入機中的離子源生命期，間接加敎的 陰極離子源已在開發。—間接加熱的陰極包含一相當龐大 :::射Ϊ:用來自一燈絲之電子轟炸來加熱並熱離子的 方式勒射笔子。該燈絲係與該電弧室的電聚隔離，因此具 200307304 I::長=命期。儘管該陰極被曝露至該電弧室的腐餘 衣兄/、龐大規模的結構確保操作超過一延長時段。 Ρ離在：的陰極離子源中的陰極必須與其周遭電性 m 連接至一電源供應器及與其周遭熱隔離 1 卻，㈣會使陰極停止發射電子。習知間接加熱的陰極 利用碟片的形式，該碟片係由一與該碟片相同直徑的 薄壁真空管在該碟片之外圍 玉、 米月之外圍支撐。該真空管具有一薄壁以 減少其橫剖面面積並由此降低熱傳導避免傳至熱陰極。兮 溥真空管一般具有沿著其長度之斷流器以如絕緣斷路㈣ 並降低陰極熱傳導。 下 用以支揮該陰極之真空管不會發射電子，但具有 部分處於高溫的大表面區域。 、 曰 T田本區域由輻射方式而損失埶 1’此為該陰極損失熱量的主要方式。大直徑的真空管增 加用於炎住及連接至該陰極所使用結構的規模及複雜度， -已知的陰極支撐物包含三零件並需螺絲以進行組合。 另一間接加熱的陰極架構係揭示於2001年n月22日 所公告之國際公告冑wo 01/嶋"…碟狀陰極係利用 :早桿在其中心支撑或靠近中心的地方支撐。一陰極絕緣 體將4陰極電性以及熱性隔離於一電弧室外罩。所揭示之 陰極組件於各種操作條件下提供令人高度滿意的操作。然 而，在某些應用中，在該维鎊辨La I丄 、緣體上所積存的污染物會在該 陰極及該電弧室外罩之間弓丨4 } 間引起短路，由此需要修復或替換 該離子源。 所有習知間接加熱的陰極離子源具有一或更多缺點， 200307304 包含但不限定短操作生命期及過度的複雜度。有鑑於此 有需要改進間接加熱的陰極離子源。 【發明内容】 根據本發明之一第一觀點，提供一種陰極組件以供一 間接加熱的陰極離子源使用。該陰極組件包括一陰極1其 包含-發射部、—附至該發射部的支樓桿及—延伸自該發 射部周圍的護板，#中該護板及該發射料義—空腔，該 陰極組件上包含位在該空腔内接近該陰極發射部以加埶該 陰極發射部的燈絲、及一夾钳組件…一固定空間關係 安裝該陰減該燈絲以用於將電能傳導至該陰極及該燈絲。 在某些貫施Ϊ列中’ It陰極發射部係為碟狀並具有一前 表面及-後表面。該支撐桿可被附在或靠近該發射部後表 面的中心。該護板可以是圓柱形並可自該發射部周圍向後 延伸。該護板用以擋開該離子源電弧室的電漿以保護該燈 絲，但不用以機械性安裝該陰極或傳導電能至該陰極。 該夾鉗組件可包含一附加至該陰極支撐桿的陰極夾鉗 、附加至該燈，絲的第一及第二連接線的第-及第二燈 鉗、及-絕緣體障礙物。該陰極夹鉗及該第一及第二燈絲 夾鉗係安裝於距該絕緣體障礙物固定的位置中。 根據本發明之另-觀點，提供一種陰極以供一間接加 熱的離子源使用。該陰極包括—具有—前表面、—後表面 及-周圍的發射部、一附至該發射部後表面的支撐桿、及 自δ玄發射部周圍延伸的護板。 200307304 根據本發明之又一觀點，提供一 攸1、種間接加熱的陰極離 子源。該間接加熱的陰極離子源包括—^義__電弧室的電 弧室外罩、-位在該電弧室内的間接加熱陰極、及一用以 加熱該間接加熱陰極的燈絲。該間接加熱的陰極包括一發 射部，其具有一前表面、一後表 攸衣向及一周圍；一附至該發 射部前表面的支撐桿及自該發射部周圍延伸的護板。 根據本發明之另一觀點，提供一 ^ ^ 種間接加熱的陰極離 子源。該間接加熱的陰極離子源包 ^ u從疋義一電弧室的電 …卜罩、一位在該電弧室内的間接加熱的陰極、一位在 该電弧室外用以加熱該間接加熱陰極的燈絲、及一位在咳 電弧室外接近該燈絲及該間接加熱陰極的屏障。 / 該離子源可再包括-圍住該電狐室、 、該燈絲及該屏障的真空容器。咳 *''' 孫你产分η立 °亥k 4及该間接加熱陰極 係位在该屏P早的一側，而該直 兮昆昧 八二谷裔的一相鄰部分係位在 泫屏p早的相對立另一側。在竿此 杲二貫鈿例中，該電弧室外罩 及该真空容器係於一共用雷 下而該屏卩早係於燈絲電位 。在八它實施例中’該真空容器被 該屏障係電性浮接。 要至#考電位而 該離子源可再包括一夾鉗纟件 ^^^^, 甘、、且件，其以—固定空間關係 木女波该陰極及該燈絲，並傳導 H ^ 11寻導電旎至該陰極及該燈絲。 该屏h被安Μ該夹鉗組件。該W件可包括分 至该燈絲的第一及第二連接線 、 ^ ^ 安綠的弟一及第二燈絲夾钳。在 =貫_中’該㈣係機械性及電性連接至該燈絲夹鉗 二 在’、匕Λ 例中’ $屏障係藉由電性絕緣體機 械性及電性安裝至該燈絲夾鉗其中之一。 10 0G307304 根據本發明之又-觀點，提供—種間接加熱的陰極離 子源。該間接加熱的陰極離子源包括—定義一電弧室的電 弧室外罩、一位在該電弧室内的間接加熱陰極、一位在該 電弧室外以加熱該間接加熱陰極的燈絲，Λ中該間接加熱 陰極提供用以在該電弧室内產生電漿的電子、及用以禁止 該電子及該電漿自該電弧室外接近該燈絲及該間接加熱陰 極的一區域中逃脫的機制。 根據本發明之又一觀點，提供一種用以操作一間接加 熱的陰極離子源的方法。該方法包括提供定義一電弧室的 電孤至外罩、在该電弧至内定位一間接加熱的陰極、利用 一位在該電弧室外的燈絲以加熱該間接加熱陰極來提供電 子用以在該電弧室内產生一電漿、及禁止該電子及該電漿 自該電弧室外接近該燈絲及該間接加熱陰極的一區域中逃 脫。 【實施方式】 一根據本發明之一實施例之間接加熱的陰極離子源係 小W第1圖。一具有—吸取孔i 2的電弧室外罩i 〇定義一 電弧室。一陰極20及一驅逐器電極22被放置於電弧室14 内。一放置在一電弧室i4外緊鄰陰極2〇的燈絲3〇進行陰 極20的加熱。 一離子化氣體係由一氣體源32透過一氣體注入口 34 提供給電弧室14。在未顯示的另一架構中，電弧室14可 被躺接至一用以在電弧室中汽化一材料成為離子化的汽化 器。 200307304 -電弧電源供應器50具有一連接至電 正端及一連接至陰極20的負端。驅逐器電極22可如第' 圖所不地：接或被連接至該電弧電源供應器50負端。電弧 電源供應為50於25安培下可具有一 1〇〇伏特額 可操作於大約70伏特下。該電弧電源 疋力羊且 所射出之電子加速成為電弧室14中的電漿。 一偏壓電源供應器52具有-連接至陰極20的正端及 -連接至燈絲30的負端。該偏壓電源供應器Μ於… 下可具有- _伏特額定功率並可操作於一約2 ^ 流及一約350伏特電壓下。該偏壓電源供應器52將二絲 30所射出之電子加速至陰極2〇以進行陰極2〇的加敎。 供應器54具有連接至燈絲30的輸出端。 且…電源ί、應a 54於2GG安培下可具有—6伏特額 且可操作於一約為14…安培的燈絲電流下。該燈蜂 電^應器54進行燈絲3〇的加熱，接著將電子往陰極2〇 加速以加熱陰極2〇。 一來源磁鐵60在電弧室14產生箭頭62戶斤示方向的一 磁場卜典型地，來源磁鐵60包含於電μ 14相對立兩 端的磁極。該磁場Β方向可被逆轉而不影響到該離子源的 操作。來源磁鐵60係連接至一於6〇安培下可具有一 2〇伏 特額定功率的磁鐵電源供應$ 64。該磁場在陰極2〇所射 出之電子及電弧室14中的電襞間產生漸增的互動。 將了解，該電麼及電流額定功率與該電源供應器5〇、 52、54 A 64的操作電壓及電流只是舉例而非限制為本發 明範圍。 12 20G307304 一吸取電極70及一壓抑電極72被放置在吸取孔12前 面。吸取電極70及壓抑電極72各具有一與吸取孔12對準 的開孔以吸取一良好定義的離子束74。吸取電極7〇及壓 抑電極72被連接至相對應的電源供應器（未顯示）。 一離子源控制器1〇〇透過一隔離電路1〇2提供該離子 源的控制。在其它實施例中，用以執行該隔離功能的電路 可建立於電源供應器50、52及54内。該離子源控制器 100可為一已程式控制器或一專門用途控制器。在一實施 例中’該離子源控制器被整合至該離子植入機的主控制電 g正在操作該離子源時，該燈絲被燈絲電流IF電阻性 加熱至熱離子發射溫度，其可為220(rc層級。燈絲30所 2之電子經介於燈絲30及電極20之間觀Vb加速並 發射=熱電極2〇。該電極2〇經電子轟擊加熱至熱離子 ‘化：二：極2〇所射出之電子經電弧電壓Va加速並離 :使仔電弧至14内的電子追隨螺旋執 :電電:使驅逐器，電極22建立起-負電荷並實質具有： 、電何以驅逐電子回到 撞。第… 以產生額外的離子化衝 曝露: = 良好的生命期，此_ — 直接加熱的陰極。€之故，而陰極^係更大於傳統 -了本發明之—實施例離子源係示於第2“圖中。 圖中的類似元件具有相同的參考號。該電源供應器 13 00307304 50、52、54及64、控制器100、隔離電路1〇2、氣體源^ 及來源磁鐵60係示於第2A-9圖中。 參考第2A及2B圖，電弧室10係由一離子源主體15〇 及一電弧室底座152來支撐。一為離子源主體15〇 一部八 之平板154定義該離子源真空區域及該外部環境間的邊界 。一真空管160提供電弧室14的氣體注入口 34及氣體源 32(第1圖）間的連接。 “、 如第2A及2B圖中進一步顯示 用一傳導支料17G及-絕源體172來安裝至電弧室底座 152。驅逐器電極22係利用一絕源體m來與電弧室電 性隔離。 如第2Α、2Β、3及4圖所示，一陰極組件2〇〇包含陰 極20、燈絲3G及—以—固μ間關安裝陰極2q及燈絲加 並傳導電能至陰極20與燈絲30的夾钳組件21〇。如第2A 及2B圖所示，陰極2〇係安裝於電弧室外罩ι〇的一末端開 口’但未真正地接觸到電弧室外$ 1〇。較佳地，一介於陰 極20及電弧至外罩j 〇間的間隙約為〇.㈣英吋層級。 >-陰極20實施例係示於第5圖。陰極2〇包含一具有 月J表面222後表面224及一對稱軸226的碟狀發射 部220。-支撐桿23〇自後表面m向後延伸且較佳地係 位在軸226 丄 ΖόΖ J 场發射部220外圍向後延伸 。護板232可具有一圓柱狀且較佳地具有一相當薄的壁以 限制熱能傳導。發射部22G及護板如定義一鄰接於發射 部2 2 0俊表面2 2 4的杯狀空腔 240。如下所述，燈絲3〇係 14 00307304 安裝於接近後表面224的空胪2 護於電弧室U的電漿中。/甘中並利用護板232被保 。 在某例中，陰極20係以鎮製造 支撐桿230被使用以機械 陰極20。較佳地，支 陰極2〇並傳導電能至 的直徑以限制熱傳導及輕射。在、有二對應發射部220為小 具有一 o.m英忖直徑及二中’支擇桿230 部220的後表面中心。 .759央时長度，並附至發射 護板232功用為保護電 未被使用於機械式安裝陰極/或傳導二=、絲3〇 5但 其，護板232未真正地接觸，此陰極20。尤 所使用之夾鉗組件也未直觸=至中用以安裝陰極2〇 施例中，護板32具有4=電+弧室外軍10。在一實 ^ 、，勺ϋ.050英吋的壁厚声廿苜士 _ 0.560英吋的軸長度。 予度並具有—約 發射部220係相當厚並作用 射器。在一每絲办丨士 ± J /雕千源的主電子發 在只轭例中，發射部220具有一 〇 855笨#古^ 及0,英忖厚度。將了解，上述尺直徑 本發明範圍。 牛丨並未限制 一燈絲30例係示於第6圖。本例中 線所製造且向八*為 且、，、糸30係由導 接線2= 路270與連接線27…74。連 _ 274提供有適當的彎曲以如第2A、2β、3另 所示地將燈絲30裝附至夾鉗組件21 ^ 4 加熱迴踗97Π及4 仳弟b圖例子中， /一、、 ，、木構成一具有一大於或等於支撐桿230吉 禮之内部直裡之弧狀單圈，用以容納支撐桿230。在第6 15 00307304 圖=子中，加熱迴路270具有一 0.360英时的内部直 :·㈣英叶的外部直徑。燈絲3G可由具有—g._英时 被接：:ΐ造二較佳地，沿著該加熱迴路270長度的接線 s在其它方面減少一緊鄰近陰極20而增加電阻及埶 的鄰近陰極20區域中的剖面積至-較小的剖面積並由此降、 低連接線272 Α 274的熱量。加熱迴路27〇可與發射部 220的後表面224隔開約〇. 〇24 —〇· 〇28英吋。 」第3圖之最佳顯示，夹钳組件㈣可包含一陰極夾 知爲、燈絲夾鉗302肖3〇4以及—絕緣體障礙物㈣。陰 極夾鉗3GG及燈絲夹鉗3()2肖m係以固定位置安裝至: 緣體障礙物310且彼此間係為電性隔離。夹鉗_、繼及 _中的每一個可被製造成一具有一長度方向裂縫312及 定義可展開指狀物316及318的一或更多空洞314之傳導 金屬帶。該可展開指狀物316及318可包含—空洞，用以 承受燈絲夾钳3。…04例中的一燈絲引線或承受陰極夾 鉗30(M列中的支撐桿23〇。燈絲夾甜3〇2及3〇4可包含用 以將燈絲30對著陰極2〇定位而定大小之相對應盲洞似 。陰極失钳300可包含將陰極2〇對著燈絲3〇正確定位後 將該陰極夾钳_指狀物栓緊在—起的一螺絲32〇。陰極 夹鉗300及燈絲夾鉗3〇2與3。4於絕緣體障礙物31〇下延 伸以如上述並示於第！圖般地電性連接至相對應的電源供 應器。 再茶考至第2A及2B，可察知護板232有效地保護著 弘孤室14内電漿中的燈絲3〇。因此，對燈絲川的錢鍵及 16 200307304 圖例子中’加熱料270具有-0屬英时的内部直徑及 一 0.540英吋的外部直徑❶燈絲3〇可由具有一 〇.〇9〇英吋 的鶴線所製造。較佳地，沿著該加熱迴路27()長度的接線 被接地或在其它方面減少一緊鄰近陰極2〇而增加電阻及執 的鄰近陰極2。區域中的剖面積至_較小的剖面積並由此降 低連接線272及274的熱量。加熱迴路27〇可與發射部 220的後表面224隔開約〇. 024-0· 〇28英时。 如第3圖之最佳顯示，夾鉗組件21〇可包含一陰極夾 钳300、燈絲炎鉗302謂以及一絕緣體障礙物31〇。阶 極夾甜300及燈絲夾在甘302與3〇4係以固定位置安裝至絕 緣體障礙物310且彼此間係為電性隔離。夾钳_、3〇2及 3〇4中的每一個可被製造成一具有—長度方向裂縫犯及 定義可展開指狀物316及318的一或更多空洞314之傳導 金屬帶。該可展開指狀物316及318可包含一空洞，用以 承受燈絲夾钳302 & 304例中的-燈絲引線或承受陰極夹 鉗300例中的支樓桿23〇。燈絲夾甜3〇2及3〇4可包含用 以將燈絲30對著陰極20定位而定大小之相對應盲洞⑽ 。陰極夾鉗300可包含將陰極2〇對著燈絲3〇正確定位後 將該陰極夹鉗300指狀物栓緊在一起的一螺絲32〇。陰極 夾鉗300及燈絲夾鉗3〇2與3〇4於絕緣體障礙物31〇下延 伸以如上述並示於帛i圖般地電性連接至相對應的電源供 應器。 再參考至第2A* 2B，可察知護板⑽有效地保護著 電弧室14内電激中的燈絲30。因此，對燈絲3〇的賤錢及 16 GG307304 損壞受到限制。在陰極20及電弧室外罩1 〇間雖有一間隙 ’但該燈絲的加熱迴路係位在杯狀空腔240内且自電弧室 14至燈絲3 0的漂移是極少的。因此，可得到一長的操作 生命期’且先前技術中所使用之陰極絕緣體被移除。 該離子源可再包含如第2Α、2Β及7圖之最佳顯示之一 屏障400。屏障400實際上圍住位在電弧室14外接近陰極 20及燈絲30的一區域。屏障400的一功能為對陰極2〇及 燈絲30附近的電子及電漿形成一障礙物。屏障4〇〇實際上 以對電子及電漿形成一障礙物但未密封區域4〇2的形式來 圍住區域402。 該屏障400可具有一類盒狀結構且可由一耐火金屬所 製造。在第2Α、2Β及7圖實施例中，屏障4〇〇包含一二階 主壁410、一頂壁412、一第一側壁414及一第二側壁（未 顯不）。該二階主壁410使屏障4〇〇可電性及機械性連接至 燈絲夾钳304並與登絲夾鉗3〇2及陰極夾鉗3〇〇隔開。將 了解，可使用不同的屏障架構。例如，屏障4⑽可具有一 平坦主壁且可使用支座絕緣子安裝至燈絲夾鉗3〇4。甚至 ，屏障400可被安裝至該離子源的另一元件。 如上述，屏障400實際上圍住在電弧室14外接近陰極 2〇及燈絲30的區域402。該離子源操作牵涉到燈絲3〇及 陰極20的電子形成及電弧室14的電浆形成。在理想狀況 下，燈絲30所產生的電子影響到陰極2〇，陰極2〇所產生 的電子保留在電弧室14内及該電漿保留在電弧室Η内。 然而’在一實作離子源中，你n m/ 17 UU3G73〇4 統元件的真空容器之不同元 發射、雷孤月/七垂耽 干上的電位可引發不要的電子 子源稃-眭卄”水形$。14類不#的狀況可減弱該離 丁你％疋性並可降低它的在人 J Ο π 。在陰極20及電弧室外罩 有效地將嗜直*容考Η (脫的路徑。該屏障40。 20及/吸取系統各元件與燈絲3〇、陰極 及電弧室14做隔離。 = &各相關離子源元件的—第_實施例係示於 办—圖。基於說明目的顯示一真空容器43〇剖面。真 m住該離子源各元件衫義該離子源受控環境 與4外部環境間的邊界。在 雷 在本例中，真空容器43〇係 =連接至該電弧室外罩1G的電位。在沒也屏障時， 來自燈絲3。及陰極2。的電子可影響真空容器並使直空容 4壤。在第8及9圖實施例中，屏障4〇〇係電性連接至 5亥燈絲3〇正端。如第9圖所示’屏障彻係機械性及電性 附至燈絲夾钳3G4。該二階主壁彻使屏帛權可如第7 及9圖所示地直接栓緊至燈絲夾鉗3〇4，以阻止屏障權 及燈絲夾鉗302或陰極夾甜300間的實體接觸。如第8圖 所示，屏P章400實際上包含電弧室14外接近燈絲3〇及陰 極20的區域。屏障彻因而作用如同一障礙物。险極 2〇及^絲30係位在屏冑400所形成之障礙物一側上，而 真空容器430及例如電極70與72之吸取系統各元件係位 在該障礙物反側上。 屏障400及各相關離子源元件的一第二實施例係示於 第10及U圖。在第1〇及u圖實施例中，真空容器43〇 00307304 被接地且屏障權係電性浮接。如第11圖所示，屏障400 可使用支座絕緣子452與絕緣安裝硬體454來安裝 :燈絲夾鉗304以確保屏障彻及燈絲夾鉗3〇4間的電性 另外，屏障400可使用支座絕緣子來安裝至該離子 原的另元件。如§亥第—實施例中，屏障400實際上圍住 在電弧至14外接近燈絲3〇及陰極2〇的區域利2並作用如 同一障礙物。 屏障彻可具有任意尺寸及形狀，並不限於—類盒狀 結構。該屏障偏實際上可由—例如組、鶴、鉬或銳般之 耐火金所製造。因在該離子源内的嚴格環境下，屏障 4 0 0應對抗尚溫及腐飯材料。 屏障4G0允命移除_介於陰極2()及電弧室外罩間 勺巴緣體w亥外罩被使用於禁止電漿自電弧室i 4中逃脫， 因而電性隔離陰極2Q與電弧室外罩1()。此處之絕緣體係 進行會降低該離子源生命期之傳導存積。 —该離子源又包含一介於絕緣體障礙物31〇及陰極2〇( :卜 2B及7圖）間之絕緣屏障460。絕緣屏障460可 為一附㈣子源主H 15G之耐火金屬元件。絕緣屏障偏 有斷^以提供與陰極夹甜3〇〇及燈絲夹甜⑽與⑽ ^生離。絕緣體屏p章46〇禁止在絕緣體障礙物則上 形成存積而另有可能大 A> ^ κ 有了犯在一或更多陰極夾鉗3〇〇及燈絲夾鉗 3〇2與304之間產生短路。 上述係要說明而非完全代表本發明。該說明能對一熟 知此項技術之人士聿嗜 建儀岭夕变化及其它範例。所有此種範 19 例及變化係必須包合^^ ;所附之申請專利範圍之範圍内。 二等：“： =的那些等效於在此所述之特定實施例， 、一屬P疋須包括於所附之申請專利範圍内。又，T 面附屬項所呈現的姓ρ ? # 寺別特徵可在本發明範圍内以其它方式 彼此做結合以蚀太欢nD + ^月應被解讀為特別指向也且有該獨立 項特徵的任何可能結合之其它實施例。 山 【圖式簡單說明】 (一）圖式部分 _ 此 、、為了更了解本發明’參考係隨該附圖產生，其在 併被整合參考之，其中·· 雜第1圖係一根據本發明之一實施例之間接加熱的陰極 離子源示意方塊圖； 第2A圖係才艮據本發明之一實施例之間接加熱的陰極 離子源剖面圖； “第2B圖係一第2A圖間接加熱的陰極離子源中顯示該 電弧至及相關元件之放大剖面圖； _ 第3圖係-第2A& 2B圖之離子源所使用之陰極 正視圖； 圖； 第4圖係一沿著第3圖線條4_4所取之陰極組件剖面 ^第5圖係一第2A及2B圖之離子源所使用之間接加熱 陰極的部分影子側視圖； ’、、、 第6圖係一第2A及2B圖之離子源所使用之燈絲透視圖； 20 200307304 弟7圖将_ 0. '、 2 A及2 B圖之間接加熱的陰極離子源 視圖； ’人瓜 第8圖係一根據一第一實施例顯示該屏障及該直* 6 器之電性連接示意圖； 一二各 第9圖係一顯示在該第一實施例中安裝該屏障至一 絲夾鉗之離子源的部分剖面圖； 且 第10圖係_根據一第二實施例顯示該屏障及# 器之電性連接示意圖；A … 第11圖係一顯示在該第二實施例中安裝該屏障至一燈 絲夾鉗之離子源的部分剖面圖。 (二）元件代表符號 〜電弧室外罩；12〜吸取孔；14〜電弧室；20〜陰極； 22〜驅逐器電極；30〜燈絲；32'氣體源；34'氣體注入口； 5〇電弧電源供應器；52〜偏壓電源供應器；54〜燈絲電源供 應态，60〜來源磁鐵；64〜磁鐵電源供應器；7〇〜吸取電極； 72〜壓抑電極；1〇〇〜離子源控制器；1〇2〜隔離電路；15〇〜離 子源主體，152〜電弧室底座；154〜平板；160〜真空管； wo〜傳導支撐件；172、174〜絕源體；2〇〇〜陰極組件；2ι〇〜 夾鉗、、且件，220〜發射部；222〜前表面；224〜後表面；226〜 對稱軸；230〜支撐桿；232〜護板；24〇〜空腔；27〇〜加熱迴 路，272、274〜連接線；300〜陰極夾鉗；3〇2、3〇4〜燈絲夾 鉗；310〜絕緣體障礙物；312〜裂縫；314、324〜空洞；316 318〜可展開指狀物；320〜螺絲；4〇〇〜屏障；402〜區域； 21 00307304 410、412、414〜壁；430〜真空容器；450、452〜支座絕緣子 ;454〜絕緣安裝硬體；46(K絕緣體屏障。

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Claims (1)

1. 0G307304 拾、申請專利範園： 包括： 種使用於 間接加熱陰極離子源的陰極組件， 其 一陰極，包括—發射部， 一延伸自該發射部周圍的護板 空腔； 一附至該發射部的支撐桿及 ，該護板及該發射部定義一 …一心加熱該陰極發射部的燈絲，其位在該空 近於該陰極發射部；及

   严絲了Ϊ鉗組件’其用以一固定空間關係安裝該陰極及錢 五…並且用以傳導電能至該陰極及該燈絲。 2.如申請專利範圍帛1項之陰極組件，其中，該险 極的發射部為碟狀。 = &如申請專利範圍第2項之陰極組件，其 狀發射部具有一前表面 " j衣曲及後表面，其中，該支撐桿係i 在或裝附靠近該發射部後表面的中心。

   。★申明專利範圍第3項之陰極組件，其中，該護 板為圓柱形並自該發射部周圍向後延伸。 5·如申請專利範圍第4項之陰極組件，其中，該護 板具有一 0.560英吋的長度及一 〇 〇5〇英吋的壁部厚度。 6. 如申請專利範圍第丨項之陰極組件，其中，該夾 钳組件包括—附於該陰極支撐桿的陰極夹甜。 7. 如申請專利範圍第6項之陰極組件，其中，該夾 鉗、、且件又包括分別附於該燈絲的第一及第二連接線的第一 及弟一燈絲夾鉗。 23 0G307304 8·如巾請專利範圍第7項之陰極組件，其中，該夾 ㈣件一又包括—絕緣體障礙物，其中，該陰極^甘㈣第 及第一 k絲夹鉗係安裝至該絕緣體障礙物的固定位置中。 9. 如申請專利範圍第〗項之陰極組件，其中，該陰 極的濩板只接觸到該陰極的發射部。 10. —種使用於一間接加熱的陰極離子源之 包括： π位/、 八有岫表面、一後表面及一周圍的發射部 該陰極 該支撐 該護板

   附至该發射部後表面的支撐桿；及 一自該發射部周圍延伸的護板。 U.如申請專利範圍第10項之陰極，盆中， 的發射部為碟狀。 I2.如申請專利範圍第u項之陰極，其中， °亥碟狀發射部後表面的中心向後延伸。 勺13.如申請專利範圍第12項之陰極，其中， 匕括一圓柱外殼。

   ^如申請專利範圍第u項之陰極，其中， °亥發射部定義一杯狀空腔。 15.—種間接加熱的陰極離子源，其包括： —定義一電弧室的電弧室外罩； 極包St:電：室内的間接加熱陰極，該間接加熱的 附至兮/、一則表面、—後表面及-周圍的發射部、 護板了：射部後表面的支禮桿及一自該發射部周圍延伸 24 00307304 一用以加熱該間接加熱陰極的燈絲。 . 16·如申請專利範圍第15項之間接加熱的陰極離子 源，又包括一夾鉗組件，其以一固定空間關係安裝該陰極 及該燈絲並用以傳導電能至該陰極及該燈絲。 17·如申請專利範圍第16項之間接加熱的陰極離子 源，其中，該夾钳組件包括一附至該陰極的支撐桿之陰極 夾鉗，分別附至該燈絲的第一及第二連接線的第一及第二 燈絲夾鉗，及一絕緣體障礙物，其中，該陰極夾鉗及該第 一及第二燈絲夾鉗係安裝至該絕緣體障礙物的固定位置中。 鲁 18.如申請專利範圍第15項之間接加熱的陰極離子 源，其中，該護板及該發射部定義一空腔，其中，該燈絲 係位於該空腔内而藉此受到保護以避免曝露於該電弧室的 電漿中。 19·如申明專利範圍苐15項之間接加熱的陰極離子 源，又包括： 用以提供電流以加熱該燈絲的燈絲電源供應器； 耦接於該燈絲及該陰極之間的偏壓電源供應器；及 一耦接於該陰極及該電弧室外罩之間的電弧電源供應 器。 20· —種間接加熱的陰極離子源，其包括·· 一定義一電弧室的電弧室外罩； 一位在該電弧室内的間接加熱陰極； 位在5亥電弧室外部以加熱該間接加熱陰極的燈絲； 及 25 ϋϋϋ3ϋ7304 屏障 位在該電弧室外部接近該燈絲及該間接加熱陰極的 21 ·如申請專利範圍第 源，又包括一圍住該電弧室 该屏障的真空容器，其中， 在該屏障一側上而該真空容 之相對側上。 20項之間接加熱的陰極離子 、該間接加熱陰極、該燈絲及 该燈絲及該間接加熱陰極係位 器的一鄰接部分係位在該屏障 子

   、 申叫專利範圍第21項之間接加熱的陰極離 源，其t，該電弧室外罩及該真空容 其中，該屏障係與該燈絲同一電位。 子 屏 申吻專利範圍第21項之間接加熱的陰極離 源，其甲’該真空容器係連接至一參考電位 障係電性浮接。 八 、、24. %申請專利範圍帛20㉙之間接加熱的陰極離子 =又包括一夾钳組件，其以一固定空間關係安裝該陰極 及該燈絲並用以傳導電能至該陰極及該

   障係安裝至該㈣組件。 /、中4屏 ^ ,25.如申請專利範圍第24項之間接加熱的陰極離子 源、，其中，該夾鉗組件包括分別附至該燈絲的第一及第二 =接線的弟-及第二燈絲夾钳’纟中，該屏障係機械性及 兒性連接至該第一及第二燈絲夹鉗中其中之一。 、、26·如申請專利範圍第24項之間接加熱的陰極離子 '、v、中σ亥夾鉗組件包括分別附至該燈絲的第一及第二 Μ線的第_及第二燈絲央甜’其中’該屏障係由電性絕 26 00307304 緣體機械性及電性連接至該第一及第二燈絲夾鉗中其中之 — 〇 27·如申晴專利範圍第24項之間接加熱的陰極離子 源’其中，該夾鉗組件包括一絕緣體障礙物，該離子源又 包括一用以禁止在該絕緣體障礙物上建立污染物的絕緣體 屏障。 28·如申請專利範圍第2〇項之間接加熱的陰極離子 源，其中，該屏障包括一缺少一或更多邊緣的金屬盒。 ^9·如申清專利範圍第2〇項之間接加熱的陰極離子 源，其中，該屏障包括一耐火金屬。 30·如申叫專利範圍第2〇項之間接加熱的陰極離子 源，又包括： 一用以提供電流以加熱該燈絲的燈絲電源供應器； 一耦接於該燈絲及該陰極之間的偏壓電源供應器丨及 一耦接於該陰極及該電弧室外罩之間的電弧電源供應 器。 〜 31· 一種間接加熱的陰極離子源，包括·· 一定義一電弧室的電弧室外罩； 一位在該電弧室内的間接加熱陰極； 位在，亥電弧至外以加熱該間接加熱陰極的燈絲，其 中，該間接加熱陰極提供電子以在該電弧室内產生一電聚 ;及 用以禁止該電子及該電浆自該電弧室外接近該燈絲及 該間接加熱陰極的一區域中逃脫的機制。 27 00307304 32. 如申請專利範圍帛31項之間接加熱的陰極離子 源，其中’該禁止逃脫的機制包括一位在該電弧室外接近 該燈絲及該間接加熱陰極的屏障。 33. 如申請專利範圍第32項之間接加熱的陰極離子 源’又包括-圍住該電弧室、該間接加熱陰極、該燈絲及 該屏障的真空容器，其中，該燈絲及該間接加熱陰極係位 在該屏障-側上而該真空容器的—鄰接部分係位在該屏障 反側上。 34.如申請專利範圍第33項之間接加熱的陰極離子 源，其中，該電弧室外罩及該真空容器係在一共用電位下 ’其中’該屏障係在燈絲電位下。 35·如申請專利範圍箆μ 弟項之間接加熱的陰極離子 源，其中，該真空容器係連接至一夂 丁逆按主參考電位，其中，該屏 障係電性浮接。 36·如申請專利範圍第 源，又包括一圍住該電弧室 該屏障的真空容器，其中， 間接加熱陰極及在另一側上 物。 32項之間接加熱的陰極離子 、該間接加熱陰極、該燈絲及 該屏障在一側上的該燈絲及該 的該真空容器之間形成一障礙 π如巾請專利範圍第32項之間接加熱的陰極離； :’又包括用以吸取一來自該電弧室的離子束的一吸取， .，、 忒屏障在一側上的該燈絲及該間接力 …、丟極及在另一側上的該 — 次取糸統的各7G件之間形成一序 礙物。 28 00307304 38· 一種用以操作一離子源的方法，包括： 提供一定義一電弧室的電弧室外罩； 將一間接加熱陰極定位在該電弧室内； 利用一位在該電弧室外的燈絲來加熱該間接加熱陰極 以提供用以在該電弧室内產生一電漿的電子；及 禁止該電子及該電衆自該電弧室外接近該燈絲及該間 接加熱陰極的一區域中逃脫。 39.如申請專利範圍第38項之方法，其中，該禁止 該電子及該電漿逃脫的步驟包括定位一位在該電弧室外接 近该燈絲及該間接加熱陰極的屏障。 4〇·如申請專利範圍第39項之方法，進一步包括的 ν驟有將《亥電弧至、该間接加熱陰極、該燈絲及該屏障圍 在一真空容器内、保持該真空容器及該電弧室於一共用電 位下及保持該屏障於一燈絲電位下。 41 ·如申叫專利範圍第⑽項之方法，進一步包括的 ν驟有將名電弧至、泫間接加熱陰極、該燈絲及該屏障圍 在-真空容m、將該真空容器保持於—參考電位下及使 該屏障電性浮接。 千42·如申請專利範圍第38項之方法，其中，禁止該 包子及忒電漿逃脫的步驟包括在該燈絲及一真空容器之間 提供一障礙物。 43.如申請專利範圍第38項之方法，其中，禁止該 電子及该電漿逃脫的步驟包括在該燈絲及_吸取系統的各 元件之間提供一障礙物。 29 00307304 44.如申請專利範圍第38項之方法，其中，禁止該 電子及該電漿逃脫的步驟包括實際上圍住在該電弧室外接 近該燈絲及該間接加熱陰極的區域。 拾壹、圖式： 如次頁。

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