TWI391975B - 間接加熱的陰極離子源 - Google Patents

Description

間接加熱的陰極離子源

本發明有關適用於離子植入機之離子源，且更特別地，有關具有間接加熱陰極的離子源。

一離子源為一離子植入機之關鍵元件。該離子源產生一穿過該離子植入機的離子束線並傳送至一半導體晶圓之離子束。需用該離子源來產生用於各種不同離子種類及擷取電壓之一穩定、良好定義的離子束。在一半導體製造設備中，包含該離子源的離子植入機係需在沒有保養或修理需求下操作於延展時段中。

傳統上，離子植入機已使用具有間接加熱陰極的離子源，其中，一用以發射電子的燈絲被安裝在該離子源的電弧室並被曝露於該電弧室的高腐蝕性電漿中。這類間接加熱陰極典型地由一相當小直徑的金屬線燈絲構成並因此於該電弧室的腐蝕性環境中在相當短的時間內發生品質降低或失敗之操作。結果，該間接加熱的陰極離子源生命期受到限制。在此所使用的離子源「生命期」指在修理或替換該離子源之前的時間。

為了改進離子植入機中的離子源生命期，間接加熱的陰極離子源已在開發。一間接加熱的陰極包含一相當龐大之陰極，其利用來自一燈絲之電子轟炸來加熱並熱離子的方式發射電子。該燈絲係與該電弧室的電漿隔離，因此具有一較長之生命期。儘管該陰極被曝露至該電弧室的腐蝕性環境，其龐大規模的結構確保操作超過一延長時段。

在間接加熱的陰極離子源中的陰極必須與其周遭電性隔離、電性連接至一電源供應器及與其周遭熱隔離以禁止冷卻，否則會使陰極停止發射電子。習知間接加熱的陰極設計利用碟片的形式，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。該薄真空管一般具有沿著其長度之斷流器以如絕緣斷路動作並降低陰極熱傳導。

用以支撐該陰極之真空管不會發射電子，但具有一大部分處於高溫的大表面區域。本區域由輻射方式而損失熱量，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夾住及連接至該陰極所使用結構的規模及複雜度，一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11月22日所公告之國際公告號WO 01/88946中。一碟狀陰極係利用一單桿在其中心支撐或靠近中心的地方支撐。一陰極絕緣體將該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，在該絕緣體上所積存的污染物會在該陰極及該電弧室外罩之間引起短路，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，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。

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，其包含一發射部、一附至該發射部的支撐桿及一延伸自該發射部周圍的護板，其中該護板及該發射部定義一空腔，該陰極組件上包含位在該空腔內接近該陰極發射部以加熱該陰極發射部的燈絲、及一夾鉗組件，其以一固定空間關係安裝該陰極及該燈絲以用於將電能傳導至該陰極及該燈絲。

在某些實施例中，該陰極發射部係為碟狀並具有一前表面及一後表面。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一及第二燈絲夾鉗、及一絕緣體障礙物。該陰極夾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。

根據本發明之另一觀點，提供一種陰極以供一間接加熱的離子源使用。該陰極包括一具有一前表面、一後表面及一周圍的發射部、一附至該發射部後表面的支撐桿、及一自該發射部周圍延伸的護板。

根據本發明之又一觀點，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括一定義一電弧室的電弧室外罩、一位在該電弧室內的間接加熱陰極、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、一後表面及一周圍；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括一定義一電弧室的電弧室外罩、一位在該電弧室內的間接加熱的陰極、一位在該電弧室外用以加熱該間接加熱陰極的燈絲、及一位在該電弧室外接近該燈絲及該間接加熱陰極的屏障。

該離子源可再包括一圍住該電弧室、該間接加熱陰極、該燈絲及該屏障的真空容器。該燈絲及該間接加熱陰極係位在該屏障的一側，而該真空容器的一相鄰部分係位在該屏障的相對立另一側。在某些實施例中，該電弧室外罩及該真空容器係於一共用電位下，而該屏障係於燈絲電位下。在其它實施例中，該真空容器被連接至一參考電位而該屏障係電性浮接。

該離子源可再包括一夾鉗組件，其以一固定空間關係來安裝該陰極及該燈絲，並傳導電能至該陰極及該燈絲。該屏障可被安裝至該夾鉗組件。該夾鉗組件可包括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。在某些實施例中，該屏障係機械性及電性連接至該燈絲夾鉗其中之一。在其它實施例中，該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。

根據本發明之又一觀點，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括一定義一電弧室的電弧室外罩、一位在該電弧室內的間接加熱陰極、一位在該電弧室外以加熱該間接加熱陰極的燈絲，其中該間接加熱陰極提供用以在該電弧室內產生電漿的電子、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弧室外罩、在該電弧室內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內產生一電漿、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。

一根據本發明之一實施例之間接加熱的陰極離子源係示於第1圖。一具有一吸取孔12的電弧室外罩10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內。一放置在一電弧室14外緊鄰陰極20的燈絲30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可被耦接至一用以在電弧室中汽化一材料成為離子化的汽化器。

一電弧電源供應器50具有一連接至電弧室外罩10的正端及一連接至陰極20的負端。驅逐器電極22可如第1圖所示地浮接或被連接至該電弧電源供應器50負端。電弧電源供應器50於25安培下可具有一100伏特額定功率且可操作於大約70伏特下。該電弧電源供應器50將陰極20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具有一連接至陰極20的正端及一連接至燈絲30的負端。該偏壓電源供應器52於4安培下可具有一600伏特額定功率並可操作於一約2.5安培電流及一約350伏特電壓下。該偏壓電源供應器52將燈絲30所射出之電子加速至陰極20以進行陰極20的加熱。

一燈絲電源供應器54具有連接至燈絲30的輸出端。燈絲電源供應器54於200安培下可具有一6伏特額定功率且可操作於一約為140至170安培的燈絲電流下。該燈絲電源供應器54進行燈絲30的加熱，接著將電子往陰極20加速以加熱陰極20。

一來源磁鐵60在電弧室14產生箭頭62所示方向的一磁場B。典型地，來源磁鐵60包含於電弧室14相對立兩端的磁極。該磁場B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60安培下可具有一20伏特額定功率的磁鐵電源供應器64。該磁場在陰極20所射出之電子及電弧室14中的電漿間產生漸增的互動。

將了解，該電壓及電流額定功率與該電源供應器50、52、54及64的操作電壓及電流只是舉例而非限制為本發明範圍。

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70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100透過一隔離電路102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內。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腦中。

當正在操作該離子源時，該燈絲被燈絲電流I_F 電阻性加熱至熱離子發射溫度，其可為2200℃層級。燈絲30所射出之電子經介於燈絲30及電極20之間的偏壓V_B 加速並轟擊及加熱電極20。該電極20經電子轟擊加熱至熱離子發射溫度。陰極20所射出之電子經電弧電壓V_A 加速並離子化電弧室14內氣體源32的氣體分子以產生一電漿放電。磁場B使得電弧室14內的電子追隨螺旋軌道。由於射入的電子使驅逐器電極22建立起一負電荷並實質具有一適當負電荷以驅逐電子回到電弧室14，以產生額外的離子化衝撞。第1圖的離子源顯示良好的生命期，此因該燈絲30未曝露於電弧室14中的電漿之故，而陰極20係更大於傳統直接加熱的陰極。

一根據本發明之一實施例離子源係示於第2A-9圖中。第1-9圖中的類似元件具有相同的參考號。該電源供應器50、52、54及64、控制器100、隔離電路102、氣體源32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150及一電弧室底座152來支撐。一為離子源主體150一部分之平板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圖中進一步顯示的，驅逐器電極22係利用一傳導支撐件170及一絕源體172來安裝至電弧室底座152。驅逐器電極22係利用一絕源體174來與電弧室10電性隔離。

如第2A、2B、3及4圖所示，一陰極組件200包含陰極20、燈絲30及一以一固定空間關安裝陰極20及燈絲30並傳導電能至陰極20與燈絲30的夾鉗組件210。如第2A及2B圖所示，陰極20係安裝於電弧室外罩10的一末端開口，但未真正地接觸到電弧室外罩10。較佳地，一介於陰極20及電弧室外罩10間的間隙約為0.050英吋層級。

一陰極20實施例係示於第5圖。陰極20包含一具有一前表面222、一後表面224及一對稱軸226的碟狀發射部220。一支撐桿230自後表面224向後延伸且較佳地係位在軸226上。一護板232自該發射部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220及護板232定義一鄰接於發射部220後表面224的杯狀空腔240。如下所述，燈絲30係安裝於接近後表面224的空腔240中並利用護板232被保護於電弧室14的電漿中。在某例中，陰極20係以鎢製造。

支撐桿230被使用以機械式安裝陰極20並傳導電能至陰極20。較佳地，支撐桿230具有一對應發射部220為小的直徑以限制熱傳導及輻射。在一實施例中，支撐桿230具有一0.125英吋直徑及一0.759英吋長度，並附至發射部220的後表面中心。

護板232功用為保護電弧室14電漿中的燈絲30，但未被使用於機械式安裝陰極20或傳導電能至陰極20。尤其，護板232未真正地接觸到該電弧室中用以安裝陰極20所使用之夾鉗組件也未真正接觸到電弧室外罩10。在一實施例中，護板32具有一約0.050英吋的壁厚度並具有一約0.560英吋的軸長度。

發射部220係相當厚並作用如同該離子源的主電子發射器。在一實施例中，發射部220具有一0.855英吋直徑及0.200英吋厚度。將了解，上述尺寸只是舉例並未限制本發明範圍。

一燈絲30例係示於第6圖。本例中，燈絲30係由導線所製造且包含一加熱迴路270與連接線272及274。連接線272及274提供有適當的彎曲以如第2A、2B、3及4所示地將燈絲30裝附至夾鉗組件210。在第6圖例子中，加熱迴路270係架構成一具有一大於或等於支撐桿230直徑之內部直徑之弧狀單圈，用以容納支撐桿230。在第6圖例子中，加熱迴路270具有一0.360英吋的內部直徑及一0.540英吋的外部直徑。燈絲30可由具有一0.090英吋的鎢線所製造。較佳地，沿著該加熱迴路270長度的接線被接地或在其它方面減少一緊鄰近陰極20而增加電阻及熱的鄰近陰極20區域中的剖面積至一較小的剖面積並由此降低連接線272及274的熱量。加熱迴路270可與發射部220的後表面224隔開約0.024-0.028英吋。

如第3圖之最佳顯示，夾鉗組件210可包含一陰極夾鉗300、燈絲夾鉗302與304以及一絕緣體障礙物310。陰極夾鉗300及燈絲夾鉗302與304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。夾鉗300、302及304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可包含一空洞，用以承受燈絲夾鉗302及304例中的一燈絲引線或承受陰極夾鉗300例中的支撐桿230。燈絲夾鉗302及304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洞324。陰極夾鉗300可包含將陰極20對著燈絲30正確定位後將該陰極夾鉗300指狀物栓緊在一起的一螺絲320。陰極夾鉗300及燈絲夾鉗302與304於絕緣體障礙物310下延伸以如上述並示於第1圖般地電性連接至相對應的電源供應器。

再參考至第2A及2B，可察知護板232有效地保護著電弧室14內電漿中的燈絲30。因此，對燈絲30的濺鍍及損壞受到限制。在陰極20及電弧室外罩10間雖有一間隙，但該燈絲的加熱迴路係位在杯狀空腔240內且自電弧室14至燈絲30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2A、2B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20及燈絲30附近的電子及電漿形成一障礙物。屏障400實際上以對電子及電漿形成一障礙物但未密封區域402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2A、2B及7圖實施例中，屏障400包含一二階主壁410、一頂壁412、一第一側壁414及一第二側壁(未顯示)。該二階主壁410使屏障400可電性及機械性連接至燈絲夾鉗304並與燈絲夾鉗302及陰極夾鉗300隔開。將了解，可使用不同的屏障架構。例如，屏障400可具有一平坦主壁且可使用支座絕緣子安裝至燈絲夾鉗304。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20及燈絲30的區域402。該離子源操作牽涉到燈絲30及陰極20的電子形成及電弧室14的電漿形成。在理想狀況下，燈絲30所產生的電子影響到陰極20，陰極20所產生的電子保留在電弧室14內及該電漿保留在電弧室14內。然而，在一實作離子源中，例如圍住該離子源及該吸取系統元件的真空容器之不同元件上的電位可引發不要的電子發射、電弧及/或電漿形成。這類不要的狀況可減弱該離子源穩定性並可降低它的生命期。在陰極20及電弧室外罩10間的空隔提供電漿自電弧室14逃脫的路徑。該屏障400有效地將該真空容器及該吸取系統各元件與燈絲30、陰極20及電弧室14做隔離。

屏障400及各相關離子源元件的一第一實施例係示於第8及9圖。基於說明目的顯示一真空容器430剖面。真空容器430圍住該離子源各元件並定義該離子源受控環境與該外部環境間的邊界。在本實施例中，真空容器430係電性連接至該電弧室外罩10的電位。在沒也屏障400時，來自燈絲30及陰極20的電子可影響真空容器並使真空容器損壞。在第8及9圖實施例中，屏障400係電性連接至該燈絲30正端。如第9圖所示，屏障400係機械性及電性附至燈絲夾鉗304。該二階主壁410使屏障400可如第7及9圖所示地直接栓緊至燈絲夾鉗304，以阻止屏障400及燈絲夾鉗302或陰極夾鉗300間的實體接觸。如第8圖所示，屏障400實際上包含電弧室14外接近燈絲30及陰極20的區域402。屏障400因而作用如同一障礙物。陰極20及燈絲30係位在屏障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11圖。在第10及11圖實施例中，真空容器430被接地且屏障400係電性浮接。如第11圖所示，屏障400可使用支座絕緣子450及452與絕緣安裝硬體454來安裝至燈絲夾鉗304以確保屏障400及燈絲夾鉗304間的電性隔離。另外，屏障400可使用支座絕緣子來安裝至該離子源的另一元件。如該第一實施例中，屏障400實際上圍住在電弧室14外接近燈絲30及陰極20的區域402並作用如同一障礙物。

屏障400可具有任意尺寸及形狀，並不限於一類盒狀結構。該屏障400實際上可由一例如鉭、鎢、鉬或鈮般之耐火金屬所製造。因在該離子源內的嚴格環境下，屏障400應對抗高溫及腐蝕材料。

屏障400允許移除一介於陰極20及電弧室外罩10間的絕緣體，該外罩被使用於禁止電漿自電弧室14中逃脫，因而電性隔離陰極20與電弧室外罩10。此處之絕緣體係進行會降低該離子源生命期之傳導存積。

該離子源又包含一介於絕緣體障礙物310及陰極20(見第2A、2B及7圖)間之絕緣屏障460。絕緣屏障460可為一附至離子源主體150之耐火金屬元件。絕緣屏障460具有斷流器以提供與陰極夾鉗300及燈絲夾鉗302與304的電性隔離。絕緣體屏障460禁止在絕緣體障礙物310上形成存積而另有可能在一或更多陰極夾鉗300及燈絲夾鉗302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建議許多變化及其它範例。所有此種範例及變化係必須包含於該所附之申請專利範圍之範圍內。與該先前技術類似的那些等效於在此所述之特定實施例，這些等效例也是須包括於所附之申請專利範圍內。又，下面附屬項所呈現的特別特徵可在本發明範圍內以其它方式彼此做結合以使本發明應被解讀為特別指向也具有該獨立項特徵的任何可能結合之其它實施例。

(二)元件代表符號

10．．．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

50．．．電弧電源供應器

52．．．偏壓電源供應器

54．．．燈絲電源供應器

60．．．來源磁鐵

64．．．磁鐵電源供應器

70．．．吸取電極

72．．．壓抑電極

100．．．離子源控制器

102．．．隔離電路

150．．．離子源主體

152．．．電弧室底座

154．．．平板

160．．．真空管

170．．．傳導支撐件

172、174．．．絕源體

200．．．陰極組件

210．．．夾鉗組件

220．．．發射部

222．．．前表面

224．．．後表面

226．．．對稱軸

230．．．支撐桿

232．．．護板

240．．．空腔

270．．．加熱迴路

272、274．．．連接線

300．．．陰極夾鉗

302、304．．．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

400．．．屏障

402．．．區域

410、412、414．．．壁

430．．．真空容器

450、452．．．支座絕緣子

454．．．絕緣安裝硬體

460．．．絕緣體屏障

(一)圖式部分

為了更了解本發明，參考係隨該附圖產生，其在此一併被整合參考之，其中：

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圖係一根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室及相關元件之放大剖面圖；

第3圖係一第2A及2B圖之離子源所使用之陰極組件正視圖；

第4圖係一沿著第3圖線條4-4所取之陰極組件剖面圖；

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；

第7圖係一第2A及2B圖之間接加熱的陰極離子源透視圖；

第8圖係一根據一第一實施例顯示該屏障及該真空容器之電性連接示意圖；

第9圖係一顯示在該第一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；

第10圖係一根據一第二實施例顯示該屏障及該真空容器之電性連接示意圖；及

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。

10．．．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

34．．．氣體注入口

150．．．離子源主體

152．．．電弧室底座

160．．．真空管

170．．．傳導支撐件

172、174．．．絕源體

200．．．陰極組件

210．．．夾鉗組件

400．．．屏障

410．．．壁

460．．．絕緣體屏障

Claims (19)

1. 一種使用於一間接加熱陰極離子源的陰極組件，其包括：一陰極，包括一發射部，一附至該發射部的支撐桿及一延伸自該發射部周圍的護板，該護板及該發射部定義一空腔；一用以加熱該陰極發射部的燈絲，其位在該空腔內接近於該陰極發射部；及一夾鉗組件，其用以一固定空間關係安裝該陰極及該燈絲，並且用以傳導電能至該陰極及該燈絲。
2. 如申請專利範圍第1項之陰極組件，其中，該陰極的發射部為碟狀。
3. 如申請專利範圍第2項之陰極組件，其中，該碟狀發射部具有一前表面及一後表面，其中，該支撐桿係附在或裝附靠近該發射部後表面的中心。
4. 如申請專利範圍第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英吋的長度及一0.050英吋的壁部厚度。
6. 如申請專利範圍第1項之陰極組件，其中，該夾鉗組件包括一附於該陰極支撐桿的陰極夾鉗。
7. 如申請專利範圍第6項之陰極組件，其中，該夾鉗組件又包括分別附於該燈絲的第一及第二連接線的第一及第二燈絲夾鉗。
8. 如申請專利範圍第7項之陰極組件，其中，該夾鉗組件又包括一絕緣體障礙物，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。
9. 如申請專利範圍第1項之陰極組件，其中，該陰極的護板只接觸到該陰極的發射部。
10. 一種使用於一間接加熱的陰極離子源之陰極，其包括：一具有一前表面、一後表面及一周圍的發射部；一附至該發射部後表面的支撐桿；及一自該發射部周圍延伸的護板。
11. 如申請專利範圍第10項之陰極，其中，該陰極的發射部為碟狀。
12. 如申請專利範圍第11項之陰極，其中，該支撐桿自該碟狀發射部後表面的中心向後延伸。
13. 如申請專利範圍第12項之陰極，其中，該護板包括一圓柱外殼。
14. 如申請專利範圍第11項之陰極，其中，該護板及該發射部定義一杯狀空腔。
15. 一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；一位在該電弧室內的間接加熱陰極，該間接加熱的陰極包括一具有一前表面、一後表面及一周圍的發射部、一附至該發射部後表面的支撐桿及一自該發射部周圍延伸的護板；及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，該夾鉗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。
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內而藉此受到保護以避免曝露於該電弧室的電漿中。
19. 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；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。