发明名称 充电粒子源,控制系统及方法
摘要 一种用以操作充电粒子源之控制系统与程序,其可以不需机械式的光闸而实现闸控充电粒子束,并在射束"开"与射束"关"之间具有非常短的转移。该程序和控制系统提供非常精确的充电粒子抽取期间的控制。
申请公布号 TW383401 申请公布日期 2000.03.01
申请号 TW087110090 申请日期 1998.06.23
申请人 维克仪器公司 发明人 雷杰P.夫雷根二世;约翰杰可伯;亚伦V.海伊斯;维克多卡纳罗;艾德华W.欧斯坦;亚布拉罕J.纳维;艾摩尔N.雷今斯
分类号 H01J37/08 主分类号 H01J37/08
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种闸控一用以抽取充电粒子束之充电粒子源的方法,该方法包含下列之步骤:提供一以使用者介面操作并与一内含高压开关的电源供应器共同运作之控制器,该电源供应器连接于充电粒子源;输入一明确的处理时间至该控制器;加热充电粒子源中之电浆至一预定的放电位准;以及藉由选择地加入或解除一预定的射束电压位准,闸控该充电粒子束之抽取。2.如申请专利范围第1项之方法,其中,该射束电压位准设定之后,接合该高压开关。3.如申请专利范围第1项之方法,其中,该控制器在高压开关接合之后,产生一设定该射束电压之类比信号。4.如申请专利范围第1项之方法,其中,提供一电源供应器主开关以及在该射束电压位准设定之后,接合该主开关。5.如申请专利范围第1项之方法,其中,该充电粒子源更包含一射束电压施于其上之屏栅极以及一加速器电压施于其上之加速器栅极,该方法额外包含闸控该加速器电压之步骤,该加速器电压是在射束电压被闸控的同时,施加至加速器栅极。6.如申请专利范围第1项之方法,更包含:在控制器与充电粒子源之间,提供一回授控制回圈之步骤,该回授控制回圈稳定该粒子源之输出。7.如申请专利范围第6项方法,其中该充电粒子源,在某段时间内被维持在一固定的放电电力,在其他的期间内则处于回授控制之下;该回授控制回圈调整放电位准,以稳定该充电粒子源之输出免于漂移;该固定的放电电源,在开始以及中止离子束抽取的变迁期间,稳定输出免于振荡。8.如申请专利范围第7项之方法,其中,该回授控制回圈基本上在整个离子束抽取期间是有效的。9.如申请专利范围第7项之方法,其中,该回授控制回圈在离子束抽取之第一参考期间是有效的,并有一受回授控制回圈调节以得到预定输出之放电电源供应器的设定点,该放电电力位准持续维持,直到第二参考期间。10.一种用以闸控充电粒子源之控制系统,包含:一使用者介面;一回应使用者介面之控制器;一可连接于电源供应器并与控制器共同操作之计时器,该充电粒子源连接于该电源供应器;一可接合该计时器与该电源供应器之高速类比信号开关;一可接合该计时器与该电源供应器之高速类比接地开关;以及一配置在该计时器与该高速类比接地开关之间之反相器,该高速类比接地开关直接与地端相连通。11.一种用以闸控充电粒子源之控制系统,包含:一使用者介面;一回应使用者介面之控制器;一可连接于电源供应器并与控制器共同操作之计时器,该充电粒子源连接于该电源供应器;一可接合该计时器与该电源供应器之高速类比信号开关;一可接合该计时器与该电源供应器之高速类比接地开关,该高速类比接地开关直接与地端相连通;以及一配置在该计时器与该高速类比信号开关之间之反相器。12.一种用以闸控一可连接于电源供应器之充电粒子源之方法,该电源供应器包含主要与高压电源开关,并可连接于一高速类比信号开关以及一高速类比接地开关,此二开关可用一配置于计时器和其中之一开关之间的反相器,与计时器相连接,该计时器也可与一回应使用者介面之控制器相连接,此方法所包含之步骤:藉着使用该高速类比接地开关,直接将射束电压电源供应器信号输入导接至地;接合该电源供应器中之主要与高压电源开关;输入一明确的处理时间至该控制器;加热充电粒子源中之电浆至一预定的放电位准;透过该高速类比信号开关,加入一预定的射束电压并开始一计时过程;以及当该明确的处理时间到达的时候,藉由直接将电源供应器之射束电压输入接地,解除该射束电压。13.如申请专利范围第12项之方法,其中,该控制器内含一晶体振荡器以及该计时器使用该晶体振荡器作为一计时基础时钟。14.如申请专利范围第12项之方法,额外地包含:在控制器与充电粒子源之间,提供一回授控制回圈之步骤,该回授控制回圈稳定该粒子源之输出。15.如申请专利范围第14项之方法,其中该充电粒子源,在某段时间内被维持在一固定的放电电力,在其他的期间内则处于回授控制之下;该回授控制回圈调整放电位准,以稳定该充电粒子源之输出免于漂移,该固定的放电电源,在开始以及中止离子束抽取的变迁期间,稳定输出免于振荡。16.如申请专利范围第14项之方法,其中,该回授控制回圈在基本上整个离子束抽取期间是有效的。17.如申请专利范围第14项之方法,其中,该回授控制回圈在离子束抽取之第一参考期间是有效的,并有一受回授控制回圈调节以得到预定输出之放电电源供应器的设定点,该放电电力位准持续维持,直到第二参考期间。18.如申请专利范围第12项之方法,其中,该充电粒子源内含一射束电压施于其上之屏栅极以及一加速器电压施于其上之加速器栅极,该方法额外包含闸控该加速器电压之步骤,该加速器电压是在射束电压被闸控的同时,施加至加速器栅极。19.一种用以将离子束抽取之射频(RF)充电粒子源,该粒子源包含:一电浆放电管;一气体入口;一RF能量产生器;一离子光学组件;一用以闸控该RF源之控制系统,包括:一使用者介面;一回应使用者介面之控制器;一可连接于电源供应器并与控制器共同操作之计时器,该充电粒子源连接于该电源供应器;一可接合该计时器与该电源供应器之高速类比信号开关;一可接合该计时器与该电源供应器之高速类比接地开关,该高速类比接地开关直接与地端相连通;以及一配置在该计时器与该高速类比信号开关之间之反相器。20.一种用以将离子束抽取之射频(RF)充电粒子源,该粒子源包含:一电浆放电管;一气体入口;一RF能量产生器;一离子光学组件;一用以闸控该RF源之控制系统,包括:一使用者介面;一回应使用者介面之控制器;一可连接于电源供应器并与控制器共同操作之计时器,该充电粒子源连接于该电源供应器;一可接合该计时器与该电源供应器之高速类比信号开关;一可接合该计时器与该电源供应器之高速类比接地开关;以及一配置在该计时器与该高速类比接地开关之间之反相器,该高速类比接地开关直接与地端相连通。图式简单说明:第一图是一用以说明一电感耦合RF离子束源的略图。第二图A是射束电源供应器的标准型控制系统的略图。第二图B是射束电源供应器的加强型控制系统的略图。第三图A是在目标区收集到的粒子通量的时序响应图-在没有机械光闸的情况下。第三图B是在目标区收集到的粒子通量的时序响应图-在装有机械光闸的情况下。第三图C是在目标区收集到的粒子通量的时序响应图-在装有静电式光闸并操作于标准型控制系统的情况下。第三图D是在目标区收集到的粒子通量的时序响应图-在装有静电式光闸并操作于本发明之加强型控制系统的情况下。第四图描绘的是射束电流输出信号的轨迹-在装有静电式光闸并操作在标准型控制系统下所得出来的;该标准型控制系统使用高压开关来控制射束电压。第五图描绘的是射束电流输出信号的轨迹-在装有静电式光闸并操作在标准型控制系统下所得出来的;该标准型控制系统使用类比信号来控制射束电压。第六图描绘的是射束电流输出信号的轨迹-在装有静电式光闸并在本发明之加强型控制系统控制下所得出来的。
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