发明名称 用于间接加热的阴极离子源之控制系统
摘要 一种间接加热阴极离子源系包含用于检测从电弧腔抽取而来之离子流的抽取电流检测器以及用于控制灯丝电源供应器的离子源控制器,偏压电源供应器及/或电弧电源供应器。该离子源控制器可以将该检测抽取电流与参考抽取电流相比较,并基于该检测抽取电流以及该参考抽取电流之间差异而决定误差值。该间接加热阴极离子源之电源供应器系受控制以将该误差值最小化,藉此维持大致上固定之抽取电流。该离子源控制器系使用例如封闭回馈回路之控制演算法以控制该电源供应器回应该误差值。在第一种控制演算法中,由该偏压电源供应器供应之偏压电流IB系可变动以控制该抽取电流IE。根据第一种控制演算法,灯丝电流IF及电弧电压VA系维持在定值。根据第二种控制演算法,该灯丝电流IF系可变动以控制该抽取电流IE。根据第二种控制演算法,偏压电流IB及电弧电压VA系维持在定值。
申请公布号 TWI227906 申请公布日期 2005.02.11
申请号 TW090112032 申请日期 2001.05.17
申请人 维瑞安半导体设备公司 发明人 乔瑟夫 C. 欧森;丹尼尔.狄斯他索;安东尼.瑞诺
分类号 H01J37/08 主分类号 H01J37/08
代理机构 代理人 林镒珠 台北市中山区长安东路2段112号9楼
主权项 1.一种间接加热阴极离子源,其包含:一电弧腔外壳,其系限定具有抽取孔口之电弧腔;一抽取电极,其系放置在该电弧腔外部的该抽取孔口前面;一间接加热阴极,其系放置在该电弧腔内;一灯丝,其系用于加热该阴极;一灯丝电源供应器,其系用于提供用于加热该灯丝之电流;一偏压电源供应器,其系连接在该灯丝以及该阴极之间;一电弧电源供应器,其系连接在该阴极以及该电弧腔外壳之间;一抽取电源供应器,其系连接在该电弧腔外壳以及该抽取电极之间,以用于从该电弧腔抽取具有束电流之离子束;一离子源控制器,以用于控制从该电弧腔抽取之束电流在参考抽取电流上或附近。2.如申请专利范围第1项之离子源,其中该离子源控制器系包含回馈装置,以基于检测束电流以及参考抽取电流之间差异之误差値的反应而用于控制该抽取束电流。3.如申请专利范围第2项之离子源,其中该回馈装置系包含用于控制由该偏压电源控应器供应之偏压电流的装置以回应该误差値。4.如申请专利范围第2项之离子源,其中该回馈装置系包含用于控制由该灯丝电源控应器供应之灯丝电流的装置以回应该误差値。5.如申请专利范围第2项之离子源,其更包含抽取电流检测器,其系用于检测一可表示抽取束电流之抽取电源供应器电流。6.如申请专利范围第2项之离子源,其中该回馈装置系包含正比积分微分控制器。7.如申请专利范围第1项之离子源,其更包含:一抑制电极,其系放置在该电弧腔外壳以及该抽取电极之间;以及一抑制电源供应器,其系连接在该抑制电极以及接地之间。8.一种用于控制一包含阴极及用于加热该阴极的灯丝之间接加热阴极离子源的方法,该方法系包含下列步骤:检测从该离子源抽取之束电流;以及控制该灯丝及该阴极之间的偏压电流以回应基于该检测束电流以及参考抽取电流之间差异的误差値。9.如申请专利范围第8项之方法,其更包含下列步骤:维持灯丝电流在定値;以及维持电弧电压在定値;其中,灯丝电压以及电弧电流系无调节的。10.一种用于控制一包含阴极及用于加热该阴极的灯丝之间接加热阴极离子源的方法,该方法系包含下列步骤:检测从该离子源抽取之束电流;以及控制流过该灯丝之灯丝电流以回应基于该检测束电流及参考抽取电流之间差异的误差値。11.如申请专利范围第10项之方法,其更包含下列步骤:维持偏压电流在定値;以及维持电弧电压在定値;其中,偏压电压以及电弧电流系无调节的。12.一种用于控制一包含阴极及用于加热该阴极的灯丝之间接加热阴极离子源的方法,该方法系包含下列步骤:检测从该离子源抽取之束电流;以及控制从该离子束抽取之束电流以回应基于该检测束电流以及参考抽取电流之间差异的误差値。13.一种用于控制从电弧腔抽取束电流的方法,其包含下列步骤:提供一电弧腔外壳,其系限定具有抽取孔口之电弧腔;提供一抽取电极,其系放置在该抽取孔口前面的电弧腔外部;提供一间接加热阴极,其系放置在该电弧腔内;提供一灯丝,其系用于加热该阴极;提供一灯丝电源供应器,其系用于提供用于加热该灯丝之电流;提供一偏压电源供应器,其系连接在该灯丝以及该阴极之间;提供一电弧电源供应器,其系连接在该阴极以及该电弧腔外壳之间;提供一抽取电源供应器,其系连接在该电弧腔外壳以及该抽取电极之间,以用于从该电弧腔抽取具有束电流之离子束;提供一离子源控制器,以用于控制从该电弧腔抽取之束电流在参考抽取电流上或其附近,以回应由该抽取电源供应器供应之抽取电流。图式简单说明:图1系如本发明实施例之间接加热阴极离子源的概要方块图;图2A及2B分别系在图1之离子源中阴极之实施例的前视图及立体图;图3A-3D分别系在图1之离子源中灯丝之实施例的立体图、前视图、俯视图及侧视图;图4A-4C分别系在图1之离子源中阴极绝缘体之实施例的立体图、截面图及局部截面图;图5系概要地显示用于离子源控制器以用于控制抽取电流之回馈回路;图6系概要地显示如第一种控制演算法的图1之离子源控制器的操作;以及图7系概要地显示如第二种控制演算法的图1之离子源控制器的操作。本发明代表图系第1图。
地址 美国