DD281053A1

DD281053A1 - Target fuer eine ionensputterquelle

Info

Publication number: DD281053A1
Application number: DD32702589A
Authority: DD
Inventors: Wilfried Pfestorf; Juergen Dietrich; Emil Richter
Original assignee: Akad Wissenschaften Ddr
Priority date: 1989-03-30
Filing date: 1989-03-30
Publication date: 1990-07-25

Abstract

Target fuer eine Ionensputterquelle, die an vorzugsweise elektrostatischen Beschleunigern einsetzbar ist. Die Erfindung beinhaltet, dass das Targetmaterial ueber den Grund einer zur Oeffnungsseite konisch erweiterten Ausnehmung in der Targetaufnahme in Richtung der Extraktionselektrode der Ionenquelle herausstehend angeordnet ist, dass der Durchmesser des Targetmaterials etwa dem Primaerstrahlfokus entspricht und dass das Targetmaterial innerhalb der Targetaufnahme verschiebbar ist. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung entspricht der Durchmesser des Targetmaterials etwa seiner Laenge ueber dem Grund der Targetaufnahme und etwa der Haelfte des Innendurchmessers der Ausnehmung der Targetaufnahme ueber deren Grund. Das Targetmaterial ist stabfoermig ausgebildet.

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Target für eine lonensput'.erquelle, die an v«. rzugsweise elektrostatischen Beschleunigern einsetzbar ist.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es sind bereits eine Vielzahl von lonensputterquellen bekannt, bei denen Sputtertargets Anwendung finden (R. Middleton, Nucl. Instr. Meth. 214 (1983] 139, N.R.White, Nucl. Instr. Meth. 206 [1983] 15; G.D.Alton, Proc. 11th Symp. on ISIAT87, Tokyo [1987] 157).

In einer lonensputterquelle werden an einer heißen Metalloberfläche Dämpfe von Alkali-Metallen ionisiert und die positiven Ionen des Primärstrahls durch ein elektrisches Feld auf ein Sputtertarget fokussiert und beschleunigt. Die beim Sputterprozeß erzeugten negativen Ionen werden elektrostatisch abgesaugt und zu einem Sekundärstrahl formiert. Am Sputtertarget treten Materialabtragungen in Form einer Sputtergrube auf, die Einfluß auf die Strahlparameter des Sekundärstrahls hat. Zur besseren Einhaltung der Strahlperameter ist es bereits bekannt, das Target, das aus einem Grundkörper und dem eigentlichen Targetmaterial besteht, entsprechend nachzuführen (G.D.Alton and G.C.BIazey, Nucl. Instr. Meth. 160 [1979] 105.) Auch mit dieser technischen Lösung kann der Sekundärstrahl der ionensputterquelle win rend des Betriebes nicht auf den gewünschten Strahlparametern gehalten werden.

Ziel dar Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, während des Betriebes der lonensputterquelle die Parameter des Sekundärstrahls weitgehend beizubehalten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Auftreten einor Sputtergrube, welche verändernde Auswirkungen auf den Sekundärstrahl hat, zu vermeiden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Targetmaterial über den Grund einer zur Öffnungsseite konisch erweiterten Ausnehmung in der Targetaufnahme in Richtung der Extraktionselektrode der Ionenquelle herausstehend angeordnet ist, daß der Durchmesser des Targetmaterials etwa dem Primärstrahlfokus entspricht und daß das Targetmaterial innerhalb der Targetaufnahme verschiebbar ist.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung entspricht der Durchmesser des Targutmaterials etwa seiner Länge über dem Grund der Targetaufnahme und etwa der Hälfte des Innendurchmessers der Ausnehmung der Targetaufnahme über deren Grund. Das Targetmaterial ist stabförmig ausgebildet. Es kann, wenn es mechanisch gestützt werden soil, von einem dünnwandigen Metallrohr umhüllt sein, dessen Sputterkoeffizient etwa dem des Targetmaterials entspricht.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1: die schematische Darstellung einer lonensputterquelle,

Fig. 2: das erfindungsgemäße Target einer lonensputterquelle mit der Vorschubeinrichtung

Eine lonensputterquelle besteht aus dem lonenquellengefäß 1, dem Ionisierer 2 zur Erzeugung des Primärstrahls positiver Ionen 3, der Extraktionselektrode 4 zum Extrahieren des am Sputtertarget erzeugten Sekundärionenstrahls negativer Ionen 6. Das erfindungsgemäße Sputtertarget besteht aus dem Targetmaterial 5, das in der Targetaufnahme 7 geführt ist. Sie weist eine Ausnehmung auf in Richtung des Sekundärstrahls. Die Targetaufnahme 7 ist im Sputtertargetträger 8 eingeschraubt; dieser besteht aus einer vakuumdichten X-Stahlrohr-Schweißkonstruktion mit Kühlmittelzuführung 9. Ein Führungsrohr 10 für den Nachführstempel 11 ist konzentrisch eingeschweißt und wird auf der Atmosphärenseite mit einer Stopfbuchse 12 vakuumdicht verschlossen.

Der Nachführstempel 11 wird mittels Antriebsmutter 13 und Motor 14 bewegt. Es ist jedoch auch möglich, die Antriebsmutter 13 extern über einen Isolierstab zu betätigen oder die Axialbewegung des Nachführstempels 11 über einen Axialantrieb zu realisieren. Der gesamte Sputtertargelträger 8 ist je nach lonenquellenkonstruktion 150 bis 250 mm lang, das Targetmaterial 5 hat einen Durchmesser von rund 1 mm. Die Targetaufnahme 7 weist eine axiale Ausnehmung von etwa 3mm Durchmesser und etwa 2,5mm Tiefe in Richtung des Sekundärionenstrahls auf. Zur mechanischen Stützung desTa-getmoterials 5 kann dieses von einem dünnwandigen Metallrohr umhüllt sein, dessen Sputterkoerfizient otwa dem des Targetmaterials 5 entspricht.

Claims

1. Target für eine lonensputterquelle, im wesentlichen bestehend aus einer Targetaufnahme und dem Targetmaterial sowie Mitteln zum Verschieben des Targets, gekennzülchnet dadurch, daß das Targetmaterial (5) über den Grund einer zur Öffnungsseite konisch erweiterten Ausnehmung in der Targetaufnahme (7) in Richtung der Extraktionselektrode (4} der Ionenquelle herausstehend angeordnet ist, daß der Durchmesser des Targetmaterials (5) etwa dem Primärstrahlfokus entspricht und daß das Targetmaterial (5) innerhalb der Targetaufnahme (7) verschiebbar ist.

2. Target nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Durchmesser des Targetmateriais (5) größer oder gleich der Länge seines Überstehens über dem Grund der Targetaufnahme (7) ist.

3. Target nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Durchmesser des Targetmaterials (5) etwa der Hälfte des Innendurchmessers der Ausnehmung der Targetaufnahme (7) über deren Grund entspricht.

4. Target nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß das Targetmaterial (5) stabförmig und mechanisch fest ausgebildet ist.

5. Target nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß das Targetmaterial (5) mit einem dünnwandigen Rohr umhüllt ist.

6. Target nach Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, daß das Rohr aus Material besteht, dessen Sputterkoeffizient gleich oder größer als der Sputterkoeffizient des Targetmaterials (5) ist.