JPH06325712A - イオン源 - Google Patents
イオン源Info
- Publication number
- JPH06325712A JPH06325712A JP11596693A JP11596693A JPH06325712A JP H06325712 A JPH06325712 A JP H06325712A JP 11596693 A JP11596693 A JP 11596693A JP 11596693 A JP11596693 A JP 11596693A JP H06325712 A JPH06325712 A JP H06325712A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- filament
- holding member
- plasma
- target
- ion source
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 プラズマスパッタリング方式のイオン源にお
いて、スパッタターゲットから出た異種金属がフィラメ
ントに付着するのを防止し、安定した熱電子放出率を確
保する。 【構成】 スパッタターゲット３を保持する保持部材２
をプラズマ室１のほぼ中央に配置し、ターゲット３側か
らこの保持部材２を見たときに陰になる位置にフィラメ
ント５を配置すると共にその保持部材２のフィラメント
５側の面をスパッタ率の低い物質あるいはフィラメント
と同じ物質４で被覆しておく。
いて、スパッタターゲットから出た異種金属がフィラメ
ントに付着するのを防止し、安定した熱電子放出率を確
保する。 【構成】 スパッタターゲット３を保持する保持部材２
をプラズマ室１のほぼ中央に配置し、ターゲット３側か
らこの保持部材２を見たときに陰になる位置にフィラメ
ント５を配置すると共にその保持部材２のフィラメント
５側の面をスパッタ率の低い物質あるいはフィラメント
と同じ物質４で被覆しておく。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマスパッタリン
グ方式でイオンビームを発生するイオン源に関するもの
である。
グ方式でイオンビームを発生するイオン源に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】この種のイオン源として、図２に示すカ
スプ磁場型の装置が知られている。この装置はフィラメ
ント21から放出される電子を永久磁石22が作る磁場によ
ってプラズマ室23内に閉じ込めてこれをプラズマ24の生
成に利用し、そのプラズマ24中のイオンでターゲット25
をスパッタリングする。このスパッタリングによって出
てきたスパッタ粒子はプラズマ24中でイオン化され、こ
のプラズマ24に対してプラズマ室23の一端に設けたグリ
ッドシステム26で引出電界を印加することによってイオ
ンが加速されてイオンビーム 27 が発生する。
スプ磁場型の装置が知られている。この装置はフィラメ
ント21から放出される電子を永久磁石22が作る磁場によ
ってプラズマ室23内に閉じ込めてこれをプラズマ24の生
成に利用し、そのプラズマ24中のイオンでターゲット25
をスパッタリングする。このスパッタリングによって出
てきたスパッタ粒子はプラズマ24中でイオン化され、こ
のプラズマ24に対してプラズマ室23の一端に設けたグリ
ッドシステム26で引出電界を印加することによってイオ
ンが加速されてイオンビーム 27 が発生する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
のイオン源はスパッタターゲット25とフィラメント21が
共にプラズマ領域に面して配置されているためスパッタ
された粒子がフィラメント21にかなり付着してしまう。
つまり、スパッタされた粒子は全部がイオン化されるわ
けではなくプラズマ24の外にも飛散するため、それが高
融点の金属、例えばタンタルやイットリウムなど2800°
Ｋくらいの高温でも蒸発しないような金属の場合フィラ
メント21に付着することになる。フィラメント21には一
般にタングステンが使われ、タングステンの熱電子放出
率を前提にした制御がなされるが、これに異種金属が付
着していると、電子が出過ぎたり出にくくなったりして
放電が不安定になる。そのため、従来の装置では高融点
金属のイオンビームの発生量がうまく制御できないとい
う問題があった。
のイオン源はスパッタターゲット25とフィラメント21が
共にプラズマ領域に面して配置されているためスパッタ
された粒子がフィラメント21にかなり付着してしまう。
つまり、スパッタされた粒子は全部がイオン化されるわ
けではなくプラズマ24の外にも飛散するため、それが高
融点の金属、例えばタンタルやイットリウムなど2800°
Ｋくらいの高温でも蒸発しないような金属の場合フィラ
メント21に付着することになる。フィラメント21には一
般にタングステンが使われ、タングステンの熱電子放出
率を前提にした制御がなされるが、これに異種金属が付
着していると、電子が出過ぎたり出にくくなったりして
放電が不安定になる。そのため、従来の装置では高融点
金属のイオンビームの発生量がうまく制御できないとい
う問題があった。
【０００４】本発明はこのような事情の下に創案された
もので、その目的はフィラメントに異種金属が付着する
のを防止し、高融点金属のイオンビームの発生量が容易
に制御でき、常に安定した運転が行えるイオン源を提供
することにある。
もので、その目的はフィラメントに異種金属が付着する
のを防止し、高融点金属のイオンビームの発生量が容易
に制御でき、常に安定した運転が行えるイオン源を提供
することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のイオン源は、スパッタターゲットを保持する
保持部材をプラズマ室のほぼ中央に配置し、ターゲット
側からこの保持部材を見たときに陰になる位置にフィラ
メントを配置すると共にその保持部材のフィラメント側
の面をスパッタ率の低い物質あるいはフィラメントと同
じ物質で被覆してなる。
に本発明のイオン源は、スパッタターゲットを保持する
保持部材をプラズマ室のほぼ中央に配置し、ターゲット
側からこの保持部材を見たときに陰になる位置にフィラ
メントを配置すると共にその保持部材のフィラメント側
の面をスパッタ率の低い物質あるいはフィラメントと同
じ物質で被覆してなる。
【０００６】
【作用】上記のように構成される本発明のイオン源は、
保持部材の背後にフィラメントが配置されるのでターゲ
ットから出たスパッタ粒子がフィラメントに飛来しにく
くなる。保持部材のフィラメント側の面をスパッタ率の
低い物質で被覆しておくことで、プラズマの回り込みな
どによって保持部材がスパッタされるのを防止し、スパ
ッタ粒子がフィラメントに付着するのを防ぐ。また、そ
の面をフィラメントと同じ物質で被覆しておけば、これ
がスパッタされてフィラメントに付着しても熱電子放出
率に影響を与えない。
保持部材の背後にフィラメントが配置されるのでターゲ
ットから出たスパッタ粒子がフィラメントに飛来しにく
くなる。保持部材のフィラメント側の面をスパッタ率の
低い物質で被覆しておくことで、プラズマの回り込みな
どによって保持部材がスパッタされるのを防止し、スパ
ッタ粒子がフィラメントに付着するのを防ぐ。また、そ
の面をフィラメントと同じ物質で被覆しておけば、これ
がスパッタされてフィラメントに付着しても熱電子放出
率に影響を与えない。
【０００７】
【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。
【０００８】図１は本発明に係るイオン源の一実施例で
あり、プラズマ室１の中央に設けられた保持部材２の下
面に金属ターゲット３を取り付け、上面にスパッタ率の
低い物質４を被覆し、この保持部材２の上面すなわちタ
ーゲット３とは反対側の面に臨ませてフィラメント５を
配置した点が従来の装置と異なっている。保持部材２は
円盤状に形成されており、それ自体は数本の支柱２ａで
上方から支持されている。
あり、プラズマ室１の中央に設けられた保持部材２の下
面に金属ターゲット３を取り付け、上面にスパッタ率の
低い物質４を被覆し、この保持部材２の上面すなわちタ
ーゲット３とは反対側の面に臨ませてフィラメント５を
配置した点が従来の装置と異なっている。保持部材２は
円盤状に形成されており、それ自体は数本の支柱２ａで
上方から支持されている。
【０００９】この装置はプラズマ室１内に導入したガス
６をカソードであるフィラメント５とアノードであるプ
ラズマ室１の室壁７間のアーク放電によって電離して主
に保持部材２の下側にプラズマ８を生成し、プラズマ８
中のイオンで金属ターゲット３をスパッタリングする。
このスパッタリングによって出てきた金属原子はプラズ
マ８中でイオン化され、このプラズマ８に対してプラズ
マ室１の下端に設けたグリッドシステム９で引出電界を
印加することで金属イオンが加速されてイオンビーム10
が発生する。プラズマ８の生成に直接寄与する一次電子
は、プラズマ室１の周囲に配設されたリング型永久磁石
11の形成するカスプ磁場によって閉じ込められ、プラズ
マ室１の外への流出が抑制される。この装置はフィラメ
ント５が保持部材２の背後に配置されているので、ター
ゲット３から出たスパッタ粒子がフィラメント５側に飛
来する率が低く抑えられる。また、保持部材２の上面を
スパッタ率の低い物質４で被覆してあるので、プラズマ
８の回り込みによって保持部材２がスパッタされるのを
防止し、そのスパッタ粒子がフィラメント５に付着する
のを防ぐことができる。このスパッタ防止用の物質４と
しては、グラファイトやタングステンなどが適用でき
る。
６をカソードであるフィラメント５とアノードであるプ
ラズマ室１の室壁７間のアーク放電によって電離して主
に保持部材２の下側にプラズマ８を生成し、プラズマ８
中のイオンで金属ターゲット３をスパッタリングする。
このスパッタリングによって出てきた金属原子はプラズ
マ８中でイオン化され、このプラズマ８に対してプラズ
マ室１の下端に設けたグリッドシステム９で引出電界を
印加することで金属イオンが加速されてイオンビーム10
が発生する。プラズマ８の生成に直接寄与する一次電子
は、プラズマ室１の周囲に配設されたリング型永久磁石
11の形成するカスプ磁場によって閉じ込められ、プラズ
マ室１の外への流出が抑制される。この装置はフィラメ
ント５が保持部材２の背後に配置されているので、ター
ゲット３から出たスパッタ粒子がフィラメント５側に飛
来する率が低く抑えられる。また、保持部材２の上面を
スパッタ率の低い物質４で被覆してあるので、プラズマ
８の回り込みによって保持部材２がスパッタされるのを
防止し、そのスパッタ粒子がフィラメント５に付着する
のを防ぐことができる。このスパッタ防止用の物質４と
しては、グラファイトやタングステンなどが適用でき
る。
【００１０】また、上記フィラメント５に例えばタング
ステンフィラメントを使用する場合、保持部材２の上面
をタングステンで被覆しておけば、これがスパッタされ
てフィラメント５に付着しても同種金属であるので放電
性に影響はない。
ステンフィラメントを使用する場合、保持部材２の上面
をタングステンで被覆しておけば、これがスパッタされ
てフィラメント５に付着しても同種金属であるので放電
性に影響はない。
【００１１】
【発明の効果】以上要するに本発明のイオン源は、以下
のような優れた効果を発揮するものである。
のような優れた効果を発揮するものである。
【００１２】（１）ターゲット側から保持部材を見たと
きに陰になる位置にフィラメントを配置したことによ
り、ターゲットから出た異種金属であるスパッタ粒子が
フィラメントに付着するのを防止できる。
きに陰になる位置にフィラメントを配置したことによ
り、ターゲットから出た異種金属であるスパッタ粒子が
フィラメントに付着するのを防止できる。
【００１３】（２）保持部材のフィラメント側の面をス
パッタ率の低い物質で被覆することにより、保持部材の
スパッタを防ぎ、そのスパッタ粒子がフィラメントに付
着するのを防止できる。
パッタ率の低い物質で被覆することにより、保持部材の
スパッタを防ぎ、そのスパッタ粒子がフィラメントに付
着するのを防止できる。
【００１４】（３）保持部材のフィラメント側の面をフ
ィラメントと同じ物質で被覆することにより、これがス
パッタされてフィラメントに付着しても熱電子放出率に
影響を与えずに済む。
ィラメントと同じ物質で被覆することにより、これがス
パッタされてフィラメントに付着しても熱電子放出率に
影響を与えずに済む。
【００１５】（４） 異種金属がフィラメントに付着す
るのを防止できるので、高融点金属のイオンビームの発
生量が容易に制御でき、常に安定した運転が行える。
るのを防止できるので、高融点金属のイオンビームの発
生量が容易に制御でき、常に安定した運転が行える。
【図１】本発明のイオン源の一実施例を示す概略構成図
である。
である。
【図２】従来例を示す概略構成図である。
１ プラズマ室 ２ 保持部材 ３ ターゲット（カソード） ４ スパッタ率の低い物質あるいはフィラメントと同じ
物質 ５ フィラメント ６ 作動ガス ７ 室壁（アノード） ９ グリッドシステム 10 イオンビーム 11 永久磁石
物質 ５ フィラメント ６ 作動ガス ７ 室壁（アノード） ９ グリッドシステム 10 イオンビーム 11 永久磁石
Claims (1)
- 【請求項１】 フィラメントから放出される電子を磁場
によってプラズマ室に閉じ込めてこれをプラズマ生成に
利用し、このプラズマ中のイオンによってターゲットを
スパッタリングしてスパッタ粒子を発生させ、イオン化
したスパッタ粒子に電界を印加してイオンビームを発生
するイオン源において、上記ターゲットを保持する保持
部材を上記プラズマ室のほぼ中央に配置し、この保持部
材をターゲット側から見て陰になる位置に上記フィラメ
ントを配置すると共にその保持部材のフィラメント側の
面をスパッタ率の低い物質あるいはフィラメントと同じ
物質で被覆したことを特徴とするイオン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11596693A JPH06325712A (ja) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11596693A JPH06325712A (ja) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | イオン源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06325712A true JPH06325712A (ja) | 1994-11-25 |
Family
ID=14675550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11596693A Pending JPH06325712A (ja) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06325712A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009110506A1 (ja) * | 2008-03-07 | 2009-09-11 | 三井造船株式会社 | イオン源 |
-
1993
- 1993-05-18 JP JP11596693A patent/JPH06325712A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009110506A1 (ja) * | 2008-03-07 | 2009-09-11 | 三井造船株式会社 | イオン源 |
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