TWI418771B - 用於嚴厲環境中維持熱陰極發射能力之方法及設備 - Google Patents

Description

用於嚴厲環境中維持熱陰極發射能力之方法及設備

本發明係關於維持熱陰極發射能力之方法及設備。

最常見的一種熱陰極離子化儀具為Bayard－Alpert(B－A)儀具。該B－A儀具包含至少一經加熱陰極(或燈絲)，其可朝向一像是一圓柱形接線格點而定義出一陽極容積(或離子化容積)的陽極發射電子。至少一離子收集器電極係經設置於該離子化容積內。該陽極令電子加速離開該陰極，而朝向並穿過陽極。最終，電子被該陽極所收集。

在其行旅過程中，激能電子撞擊氣體分子及原子，並且產生正離子。然後，該等離子被一由該陽極，其可經維持在一正180伏特處，以及一離子收集器，其可經維持在接地電位，於該陽極容積之內所產生的電場令離子前往該離子收集器電極。然後，當經離子化原子收集於該離子收集器上時，在該離子收集器中產生一收集器電流。可藉由公式P＝(1/S)(I_ion /I_electron )，自該收集器陰極內所產生之離子電流(I_ion )，以及在陽極內所產生的電子電流(I_electron )，計算出在該離子容積內之氣體的壓力，其中S為一按1/Torr單位(或是任何其他壓力單位，像是1/Pascal)，並且具有氣體型態以及一特定儀具之幾何與電性參數的特性之常數。

一典型B－A離子儀具在當於一良好環境之下進行操作時其操作壽命約為十年。然而，當在按高壓或氣體型態下操作而造成儀具陰極的發射特性劣化時，這些相同儀具或會降至數小時或甚數分鐘壽命。

一般說來，有兩種製程處理操作可能會劣化或摧毀該儀具陰極發射特性。這些製程處理可稱為鍍置及毒化。在鍍置製程中，其他並未隨可發射電子之材料會鍍置或覆蓋該儀具陰極的發射表面。這些其他材料可包含一在一真空室內所進行之製程的氣態產物。該等其他材料亦包含當離子化原子及分子撞擊到該等具有位在或靠近接地電位之儀具表面時，自該等儀具表面所移除或濺離的材料。

例如，來自一離子植入製程而像是氬氣之重離子化原子及分子可自一位於該離子化儀具底部處之鎢質收集器濺離出鎢質，以及自不鏽鋼遮罩濺離出不鏽鋼。當壓力增加時，氬氣原子之每單位容積的密度會提高，並因此自該離子化儀具之表面濺離出更多的材料。接著，此經濺離材料，像是鎢質及不鏽鋼，可沉積於該離子化儀具中位在視線之內的其他表面上，包含陰極。按此方式，陰極的電子發射特性會劣化或甚損毀。

在毒化製程中，該儀具陰極的發射材料可與來自在一真空室內所進行之製程的氣體產生化學反應，因此該發射材料不再為隨可發射電子。這些陰極的發射材料可包含(1)經氧化物鍍置之折射性金屬，而按約1800攝氏度運作，或是(2)名目性純鎢質，其按約2200攝氏度運作。該氧化物鍍層可包含氧化鐿(Y₂ O₃ )或氧化釷(ThO₂ )，並且該折射金屬可包含銥質。

在一範例中，處理氣體可與一陰極之氧化物鍍層進行化學反應，而劣化或摧毀該陰極發射電子的能力。詳細地說，當對一經氧化鐿鍍置之陰極或一經氧化釷鍍置之陰極加熱時，鐿或釷原子會擴散到陰極的表面並且發射電子。而處理氣體會繼續氧化該等鐿或釷原子，並且大幅地減少由該陰極所產生出的電子數量。

若是並無必要，使用者並不希望停止其製程以改換儀具(或是對於具有可移除陰極之儀具的陰極)，因為這意味著停機時間、重作時間、重訂時間、重核時間等等。使用者會偏好按其便利方式改變儀具，例如在當該等進行其預防性維護工作時。此時，使用者可更換該離子化儀具，並且啟用具有新陰極的新離子化儀具。

而為提高一離子化儀具之整體操作壽命，既已將第二、備份或備用陰極增入至離子化儀具。此備用陰極可為一陰極組裝的第二半部，其含有兩個在一中點處經電性點附的半部。在多陰極熱陰極離子儀具中，儀具電子或一儀具控制器一次可操作一陰極。例如，該儀具控制器可使用一控制演算法，此演算法可讓該離子化儀具能夠自動地或手動地在發射與備用陰極之間替換。然而，在一些應用項目中，該等陰極的未經使用電子發射表面可被一製程所毒化及/或鍍置。因此，若該離子儀具控制電路無法令該陰極產生一所欲之電子發射電流，則可將該者關閉。同時，若該控制電路對該陰極過供電，則該陰極可變成一開路(亦即「燒出」)，藉以自該陰極表面開始且維持一所欲之電子發射電流。

一種根據一實施例自氣體分子及原子測量一氣體壓力的範例方法可藉由將至少一陰極加熱至一第一溫度以產生電子，並且將至少一其他陰極加熱至一低於該第一溫度的第二溫度，藉以進一步提高一熱陰極離子儀具的整體操作壽命。電子會撞擊氣體分子及原子，藉以在一陽極容積中構成離子。然後收集該等離子，藉以提供一氣體壓力的表示。

一根據另一實施例之範例離子化儀具含有至少兩個陰極；一陽極，其定義一陽極容積；以及至少一離子收集器電極。控制電路連接於該等至少兩個陰極，並且將至少一陰極(即如一發射陰極)加熱至一第一溫度，同時將至少一另一陰極(即如一非發射或備用陰極)加熱至一第二溫度，此溫度不足以自該至少一其他陰極發射電子。在一B－A儀具實施例中，該至少一離子收集器電極可位於該陽極容積之內，並且該等至少兩個陰極可位於該陽極容積之外。在一三極管儀具實施例中，該至少一離子收集器電極可位於該陽極容積之外，並且該等至少兩個陰極可位於該陽極容積之內。

在一離子化儀具之實施例的範例中，該第一溫度係足以自至少一發射陰極發射電子，並且該至少一離子收集器電極可收集在該陽極容積中，由電子與氣體原子及分子間之撞擊所構成的離子。在各式實施例中，至少一備用陰極可被加熱至一於約200攝氏度與1000攝氏度之間的溫度。亦可將該至少一備用陰極加熱至一固定溫度或一可變溫度。此外，可將該至少一備用陰極固定地或週期性地加熱至一固定或可變溫度。

在一些實施例中，該控制電路可藉由於固定加熱該至少一備用陰極與週期性地加熱該至少一備用陰極之間交替以加熱至少一備用陰極。在其他實施例中，該控制電路可在如後之間交替：(i)於將該至少一發射陰極加熱至該第一溫度，並將該至少一備用陰極加熱至該第二溫度之間，以及(ii)於將該至少一備用陰極加熱至該第一溫度，並將該至少一發射陰極加熱至該第二溫度之間。

該控制電路可將該至少一備用陰極加熱至一溫度，此溫度足以降低該沉積於其表面上之材料量值，或是經最佳化以減少一處理氣體與該至少一備用陰極之材料間的化學作用。在一實施例中，該控制電路可將該至少一發射陰極加熱至一溫度，此溫度可降低來自該至少一發射陰極的電子發射電流，藉以在當一處理壓力通過一給定壓力臨限值時可減少濺射。在其他實施例中，可將該至少一備用陰極及該至少一發射陰極兩者加熱至一在當一處理壓力通過一給定壓力臨限值或是該離子化儀具關閉時，並不足以自該等陰極發射電子的溫度。

在另一實施例中，該控制電路將至少兩個陰極(即如一發射陰極及一備用陰極)加熱至一足以自該等兩個陰極發射電子的溫度。按此方式，可將一備用陰極保護不受該鍍置與毒化製程影響。同時，該備用陰極及一發射陰極一起可提供足夠的電子發射電流。

又在另一實施例中，可將複數個陰極加熱至一第一溫度以產生電子。在一處理壓力通過一給定壓力臨限值之後，可將該等複數個陰極加熱至一低於該第一溫度的第二溫度。可在該處理壓力通過該給定壓力臨限值之前或之後兩者處收集由電子與氣體原子及分子間之撞擊所構成的離子。

可將該等複數個陰極加熱至該第二溫度以提供一較低電子發射電流，例如在1 μA與90 μA之間。亦可將該等複數個陰極加熱至該第二溫度，藉以降低離子儀具元件的濺射。

下文說明一本發明較佳實施例。

第1圖係一根據一實施例，運用兩個陰極110、115之熱陰極離子化儀具100的立體圖。該熱陰極離子化儀具100包含一圓柱形接線格點130(亦即陽極)，其定義一離子化容積135(亦即陽極容積)。兩個收集器電極120、125被放置在該離子化容積135內，並且兩個陰極110、115被放置在該圓柱形接線格點130的外部。該熱陰極離子化儀具100的上述構件係經封裝於一封管或包封150之內，其透過埠口155而開啟進入一處理室。該熱陰極離子化儀具100亦包含一遮罩140，像是一不鏽鋼遮罩，藉以將該離子化儀具的各種電子元件遮阻於該離子化處理氣體分子與原子以及帶電粒子的其他效應。

一離子化儀具控制器(未以圖示)可將一陰極110(即如一「發射」陰極)加熱至一約2000攝氏度的受控溫度，藉以產生一標定電子發射電流，像是100 μA或4 mA。該離子化儀具控制器可不將其他陰極115(即如「非發射」或「備用」陰極)加熱，因而當該發射陰極變得無法運作時，其可用以作為一備用陰極。然而，即如前述，該備用陰極的電子發射特性可能會劣化，並且該備用陰極可能最終會變成無法運作，這是由於來自在一真空室之製程的氣體產物，或是來自該儀具之濺射材料，或會沉積在該備用陰極上，或者處理氣體可能會與該備用陰極材料產生反應。

在一實施例中，該備用陰極被另加熱至一高於室溫的溫度，而將該發射陰極加熱，藉以自該陰極表面發射電子。該備用陰極係經加熱至一足以蒸發經鍍置或沉積於該備用陰極上之任何材料，並足以降低該備用陰極與處理氣體間之化學作用的溫度。例如可根據製程環境而定將該備用陰極加熱至一200至1000攝氏度之間的溫度，在此可曝出該備用陰極而同時該發射陰極可運作。因此，可將該備用陰極維持在一近似潔淨的條件下，並且若該發射陰極變成無法運作則即可用來作以為一備用陰極。

然而，該備用陰極被加熱至一顯著地低於該發射溫度的溫度，因此該備用陰極並不會因冶金理由而磨損，像是因長期在這些高溫下操作而生之顆粒成長的脆化情況。同時，根據製程氣體而定，存在有減少或防止該備用陰極之化學毒化的最佳溫度。如此，藉由將該備用陰極加熱至一高於室溫，然顯著地低於該發射溫度的最佳溫度，即可增強該離子化儀具的整體操作及壽命。

第2圖係一熱陰極離子化儀具電路200的電路方塊圖，其根據其一實施例可用於操作兩個陰極110、115。一第一切換器232之輸出連接至一第一陰極110之一第一末端，並且一第二切換器234之輸出連接至一第二陰極115之一第一末端。一電力供應器213連接至並可供應一偏壓於該第一陰極110之一第二末端及該第二陰極115之一第二末端兩者。一加熱控制單元242及一發射控制單元244兩者連接至該第一切換器232及該第二切換器234的個別輸入。

該加熱控制單元242接收一電壓信號V _in ，其代表一所欲溫度以加熱其一或兩者陰極110、115。可由一預先程式設計處理器(未以圖示)，或由一操作者透過一處理器(未以圖示)提供該電壓信號V _in 。然後，該加熱控制單元242藉由分別地透過該第一切換器232及該第二切換器234對其一或兩者陰極110、115提供一加熱電流i _H ，以將該等陰極110、115其一或兩者加熱至所欲溫度。

該發射控制單元244接收一電壓信號，其代表一所欲電子發射電流以自其一或兩者陰極110、115發射。然後，該發射控制單元244分別地透過該第一切換器232及該第二切換器234將一電子發射電流i _E 提供予其一或兩者陰極110、115。由於前述處理製程或會劣化，因此該等切換器232、234其一或兩者可加熱至一顯著地高於由該加熱控制單元242所調節之所欲溫度的溫度。

一第一切換器邏輯單元222及一第二開關邏輯單元224分別地與該第一切換器232及該第二切換器進行通訊。該第一切換器邏輯單元222可控制該第一切換器232，以將該第一陰極110連接至該加熱控制單元242或該發射控制單元244。同樣地，該第二切換器邏輯單元224可控制該第二切換器234，以將該第二陰極115連接至該加熱控制單元242或該發射控制單元244。該第一切換器邏輯單元222及該第二切換器邏輯單元224可經實作為在一離子化儀具處理器內執行的電腦指令。

第3圖係一表單300，其說明一根據一實施例之雙絲熱陰極離子化儀具的不同操作模式。該經標註為「陰極」的縱行(311)是表示所操作的陰極。在此實施例中，「陰極1」及「陰極2」(即如在第2圖內之第一陰極110及第二陰極115)正在操作。經標註為I－IV的縱行(323－329)表示該等陰極或「陰極狀態選項」(311)的範例操作模式。在模式I(323)中，「陰極1」被加熱至一溫度而自其表面發射電子，因此被標註為「發射」陰極。然而，「陰極2」僅被加熱至一並未發射電子的溫度，且因此被標註為「僅加熱」陰極。

在模式II(325)下，該等陰極切換角色：「陰極2」係該「發射」陰極，並且「陰極1」係「僅加熱」陰極。在模式III(327)，「陰極1」及「陰極2」兩者被操作如「僅加熱」陰極。最後，在模式IV(329)下，「陰極1」及「陰極2」兩者皆操作如「發射」陰極。在所有模式下，「陰極1」及/或「陰極2」可按低發射以降低離子化儀具元件之濺射及/或標準發射之一方式而操作。例如，在模式IV(329)下，當一處理壓力是在超高或高度真空範圍之內時，可將「陰極1」及「陰極2」加熱至一第一溫度以提供4mA的電子發射電流。若該處理壓力提高並且超過一給定壓力臨限值時，像是1×10^-5 Torr，則可將「陰極1」及「陰極2」加熱至20μA，藉以降低如前所述之離子化儀具元件濺射。若接著該處理壓力減少並通過另一給定壓力臨限值，像是5×10^-6 Torr，則可再度地將「陰極1」及「陰極2」加熱至4mA。

在各種實施例中，該離子化儀具控制器可按多種方式加熱該備用陰極。第一，該離子化儀具控制器可將備用陰極保持在一低於該發射陰極溫度的固定溫度。第二，該離子化儀具控制器可按週期性電壓，亦即脈衝、工作週期或交替方式，來供電該備用陰極，藉以將該備用陰極加熱至一低於該備用陰極溫度的溫度。這可進一步提高該備用陰極的壽命，因為若該備用陰極被維持在一固定溫度，則會較不頻繁地對該者進行加熱。

第三，該離子化儀具控制器可在將該備用陰極保持在一固定溫度與將該備用陰極週期性地加熱至一固定溫度之間交替。例如，在高壓下，其中該備用陰極之發射功能會較易於被處理氣體所劣化，而該離子化儀具控制器可將該備用陰極加熱至該固定溫度，並且在低壓下，其中該備用陰極較不易於被處理氣體所劣化，故該離子化儀具控制器可週期性地加熱該備用陰極。

在一些應用項目中，在該離子化儀具關閉後，一製程可繼續至100 mTorr或1 Torr。而當該離子化儀具關閉時，即不再有任何鎢質或不鏽鋼濺射，這是由於並未產生轟炸表面並將金屬濺出的離子。然而，兩者陰極繼續受曝於可沉積在該等陰極上或是與該陰極產生化學反應的污染性處理氣體。如此，在另一實施例中，若是該離子化儀具關閉，並且處理壓力通過或超過一給定壓力臨限值，則可將兩者陰極加熱至一不足以自兩者陰極發射電子的溫度。按此方式，可保持該等陰極不會受到沉積在該等陰極上之污染性製程氣體的影響，例如，在該離子化儀具於10或20 mTorr處關閉之後，該離子化儀具控制器可將該備用陰極及該發射陰極兩者加熱至一非發射溫度，直到處理環境觸抵一像是100 mTorr或1 Torr的更高壓力位準為止。

在另一實施例中，一發射控制單元(即如第2圖內的發射控制單元244)可減少供以加熱該備用陰極的電力，藉此在較高壓力下減少自該發射陰極的電子發射電流。在較高壓力處減少電子發射電流會降低所產生離子的量值，從而降低濺射及其對於離子化儀具表面的影響。在一範例實施例中，在高壓處該電子發射電流可自100 μA降低至20 μA。該發射控制單元亦可降低提供以加熱兩個以上陰極，像是該發射陰極110及該備用陰極115，的電力。

第4圖係一非裸出三極管儀具400之實施例的剖面圖，其亦運用兩個陰極110、115。該非裸出三極管儀具400含有兩個陰極110、115；一陽極130，其可建構成如一圓柱形格點；一收集器電極120，其亦可建構成如一圓柱形格點；饋通腳針470；饋通腳針絕緣器475；一包封150及一凸緣460，其將該儀具接附至一真空系統。該陽極130定義一陽極容積135。如此，該三極管儀具400包含類似的元件，並按一類似於如前參照於第1圖所述之標準B－A儀具的方式而操作，然該三極管儀具之陰極110、115是位在該陽極容積135之內，該三極管儀具的收集器120是位在該陽極容積135之外。前文參照於第2圖及第3圖所敘述之方法及控制電路可適用於該三極管儀具400的兩個陰極110、115，藉此延長其操作壽命。

在一些應用項目中，於開啟一陰極與關閉另一陰極之間交替可增長該等陰極的壽命1.1－1.2倍。然而，在一些應用項目中，本文所述之離子化儀具實施例可提高陰極壽命達近乎加倍的顯著因數。

上述實施例之一額外優點在於並不需要更動該多陰極離子化儀具管的現有元件。可僅改變用以操作該等陰極的控制演算法，使得能夠將該備用陰極加熱至一低於該發射陰極之溫度的溫度。

本發明雖既已參照於其較佳實施例而特定地顯示及描述，然熟習本項技術者將能瞭解確可在形式及細節上進行各種變化，而不致悖離由該後載申請專利範圍所涵蓋的本發明範疇。

應瞭解確可按硬體、軟體、韌體或其任何組合以實作本揭所述之所有或部分的方法及構件。

亦應瞭解確可在根據其他實施例的範例離子化儀具中，運用具有各種尺寸及形狀的兩個以上陰極、一個以上收集器以及一個以上陽極。

100．．．熱陰極離子化儀具

110．．．陰極

115．．．陰極

120．．．收集器電極

125．．．收集器電極

130．．．陽極/圓柱形接線格點

135．．．離子化容積

140．．．遮罩

150．．．封管/包封

155．．．埠口

200．．．熱陰極離子化儀具電路

213．．．偏壓

222．．．第一切換器邏輯單元

224．．．第二開關邏輯單元

232．．．第一切換器

234．．．第二切換器

242．．．加熱控制單元

244．．．發射控制單元

400．．．非裸出三極管儀具

460．．．凸緣

470．．．饋通腳針

475．．．饋通腳針絕緣器

將可自本發明較佳實施例之特定描述而顯知本發明的前揭及其他目的、特性與優點，即如在隨附圖式所示者，其中，在全篇不同圖式中，類似的參考符號係指相同部份。圖式並不必然地依其比例，而是強調在說明本發明之原理。

第1圖係一運用兩個陰極之熱陰極離子化儀具的實施例立體圖；第2圖係一熱陰極離子化儀具控制電子裝置之實施例的電路方塊圖；第3圖係一表單，說明一運用兩個陰極之熱陰極離子化儀具實施例的不同操作模式；以及第4圖係一運用兩個陰極之三極管儀具實施例的剖面圖。

100．．．熱陰極離子化儀具

110．．．陰極

115．．．陰極

120．．．收集器電極

125．．．收集器電極

130．．．陽極/圓柱形接線格點

135．．．離子化容積

140．．．遮罩

150．．．封管/包封

155．．．埠口

Claims (24)

1. 一種離子化儀具，其包含：至少兩個陰極；一陽極，其定義一陽極容積；一離子收集器電極；以及控制電路，其係耦接於該至少兩個陰極，並建構成將至少一陰極加熱至一第一溫度，且建構成將至少一其他陰極加熱至一第二溫度，該第二溫度係不足以自該至少一其他陰極發射電子。
2. 如申請專利範圍第1項所述之離子化儀具，其中該離子收集器電極係經設置在該陽極容積之內，並且該等至少兩個陰極經設置在該陽極容積之外。
3. 如申請專利範圍第1項所述之離子化儀具，其中該離子收集器電極係經設置在該陽極容積之外，並且該等至少兩個陰極係經設置在該陽極容積之內。
4. 如申請專利範圍第1項所述之離子化儀具，其中該第一溫度係足以自該至少一陰極發射電子，並且該離子收集器電極建構成收集由電子與氣體原子及分子間之撞擊所構成的離子。
5. 如申請專利範圍第4項所述之離子化儀具，其中該第二溫度是在約200℃與1000℃之間。
6. 如申請專利範圍第4項所述之離子化儀具，其中該控制電路係在如後之間交替：(i)將該至少一陰極加熱至該第一溫度，並將該至少一其他陰極加熱至該第二溫度之間，以及(ii)將該至少一其他陰極加熱至該第一溫度，並將該至少一陰極加熱至該第二溫度之間。
7. 如申請專利範圍第4項所述之離子化儀具，其中該第二溫度係一可變溫度。
8. 如申請專利範圍第4項所述之離子化儀具，其中該控制電路將該至少一其他陰極持續地加熱至該第二溫度。
9. 如申請專利範圍第4項所述之離子化儀具，其中該控制電路將該至少一其他陰極週期性地加熱至該第二溫度。
10. 如申請專利範圍第4項所述之離子化儀具，其中該控制電路係在如後之間交替：(i)將該至少一其他陰極持續地加熱至該第一溫度，以及(ii)將該至少一其他陰極週期性地加熱至該第二溫度。
11. 如申請專利範圍第4項所述之離子化儀具，其中該第二溫度係足以降低沉積在該至少一其他陰極上之材料的量值，或是減少一處理氣體與該至少一其他陰極之一材料間的化學作用。
12. 如申請專利範圍第4項所述之離子化儀具，其中該控制電路係進一步建構成回應於一處理壓力通過一給定壓力臨限值，將該至少一陰極加熱至一減少自該至少一陰極之電子發射電流量值的溫度。
13. 如申請專利範圍第1項所述之離子化儀具，其中該控制電路進一步建構成回應於一處理壓力通過一給定臨限值或是該離子化儀具關閉，將該至少一個陰極加熱至不足以發射電子之一溫度。
14. 一種自氣體分子及原子測量一氣體壓力的方法，其包含：將至少一陰極加熱至一第一溫度以產生電子；將至少一其他陰極加熱至一低於該第一溫度的第二溫度；收集在一由一陽極所定義之陽極容積中，由電子與氣體原子及分子間之撞擊所構成的離子。
15. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中該第二溫度是在約200℃與1000℃之間。
16. 如申請專利範圍第14項所述之方法，進一步包含在如後之間交替：(i)將該至少一陰極加熱至該第一溫度，並將該至少一其他陰極加熱至該第二溫度之間，以及(ii)將該至少一其他陰極加熱至該第一溫度，並將該至少一陰極加熱至該第二溫度之間。
17. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中該第二溫度係一可變溫度。
18. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中將該至少一其他陰極加熱至該第二溫度包含將該至少一其他陰極持續地加熱至該第二溫度。
19. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中將該至少一其他陰極加熱至該第二溫度包含將該至少一其他陰極週期性地加熱至該第二溫度。
20. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中將該至少一其他陰極加熱至該第二溫度包含在如後之間交替：(i)將 該至少一其他陰極固定地加熱至該第一溫度，以及(ii)將該至少一其他陰極週期性地加熱至該第二溫度。
21. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中該第二溫度足以降低沉積在該至少一其他陰極上之材料的量值，或是減少一處理氣體與該至少一其他陰極之一材料間的化學作用。
22. 如申請專利範圍第14項所述之方法，進一步包含回應於一處理壓力通過一給定壓力臨限值，將該至少一陰極加熱至一降低自該至少一陰極所發射之電子發射電流的溫度。
23. 一種自氣體分子及原子測量一氣體壓力的方法，其包含：將複數個陰極加熱至一第一溫度以產生電子；回應於一處理壓力通過一給定壓力臨限值，將該等複數個陰極加熱至一低於該第一溫度的第二溫度；收集由電子與氣體原子及分子間之撞擊所構成的離子。
24. 如申請專利範圍第23項所述之方法，其中將該等複數個陰極加熱至該第二溫度係降低離子化儀具元件的濺射。