JPH0736349U - プラズマスパッタ型負イオン源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スパッタターゲットの表面を効率良くプラズ
マでスパッタすること。 【構成】 イオン源チャンバ１の内部にスパッタターゲ
ット６が配置されており、このターゲットの周囲に金属
カバー１７を設ける。同カバーの周りはガラスバー１６
で覆われている。金属カバーはバイアス電源１９によっ
て、チャンバに対し負電位にバイアスする。見かけ上、
スパッタターゲットの表面が大きくなり、その同心円の
中にあるターゲットの表面上のプラズマ密度が高くな
り、均一化される。ターゲットの表面全体が効率良くプ
ラズマでスパッタされ、引き出される負イオンビ−ムが
増加する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、スパッタターゲット表面を効率良くスパッタし、引出される負イオ ンビ−ムを増加させたプラズマスパッタ型負イオン源に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図２は、アルカリ金属のセシウムを用いるプラズマスパッタ型負イオン源の一 例を示す断面構成図である。筒状のイオン源チャンバ１にガス導入口２からキセ ノンガスを供給し、導入端子３を介してチャンバ内に配置されたフィラメント４ から放出される熱電子と衝突させ、キセノンプラズマを生成し、複数の永久磁石 ５の磁場によってプラズマをチャンバ内に閉じ込める。イオン源チャンバ１内に は、発生させたい目的元素を含む材質のスパッタターゲット６がバッキングプレ ート７を介して結合された冷却軸８と絶縁フランジ９によって配置されており、 同ターゲット６をチャンバ１に対して負電位にバイアスすることにより、キセノ ンプラズマでスパッタターゲットをスパッタリングする。その際、負イオンの生 成効率を高めるために、セシウムリザーバ１０からセシウム蒸気を供給し、スパ ッタターゲットにセシウムを付着させている。イオン源チャンバ１のイオン引出 部に絶縁フランジ１１を介して引出し電極１２が設けられており、引出し電極を イオン源チャンバに対して正の高電位にバイアスし、負イオンビ−ムを引出して いる。

【０００３】 キセノンプラズマをチャンバ１内に閉じ込めるための磁場を形成する永久磁石 ５は、チャンバの周囲にチャンバに接触させて配置されている。イオン源の動作 時、チャンバ１は高温状態になり、これに伴う、チャンバに接触している永久磁 石５の加熱、減磁を防止するために、永久磁石の周囲に冷却水通路１３を設け、 永久磁石を冷却している。チャンバ１及びイオンビ−ムの輸送路は排気口１４か ら真空ポンプで排気されており、これに伴い余分のセシウム蒸気も排気されるが 、上述のように永久磁石５を冷却するとイオン源チャンバ１自体も冷却されるこ とになり、同チャンバ内に供給されたセシウム蒸気がチャンバ内面に凝縮し、付 着する。そこで、チャンバ１の内面から少し離してライナー１５を設けており、 このライナーがプラズマに対し、見かけ上のチャンバ壁面となっており、ライナ ーは高温状態にあるから、セシウムの付着も少なく、セシウムの消費量を減少さ せている。チャンバ１内のスパッタターゲット６及び、その取付け、保持用の部 材の周囲にガラスカバー１６を配置し、不要にスパッタリングされるのを防いで いる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、かかるプラズマスパッタ型負イオン源において、スパッタターゲッ トの表面上のプラズマ密度を高めると共に均一化を図り、ターゲット表面を効率 良くプラズマでスパッタすることを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、かかる目的を達成するために、プラズマスパッタ型負イオン源にお けるスパッタターゲットの周囲に、イオン源チャンバに対し負電位にバイアスさ れた金属カバーが設けられていることを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】

スパッタターゲットはイオン源チャンバに対し負電位にバイアスされているか ら、見かけ上、スパッタターゲットの表面が大きくなり、その同心円の中にある ターゲット表面上のプラズマの密度を高めると共にプラズマが均一化され、ター ゲットの全表面がプラズマで効率良くスパッタされる。

【０００７】

【実施例】

本考案の実施例について図面を参照して説明する。図１は実施例の断面構成図 であり、図２と同一符号は同等部分を示す。プラズマスパッタ型負イオン源にお けるイオン源チャンバ１の内部にスパッタターゲット６が配置されており、この ターゲットの周囲に金属カバー１７を設ける。この金属カバーは、その取付け用 軸部によって絶縁部材１８を介してスパッタターゲット６の冷却軸８に取り付け られている。取付け用軸部を含む金属カバー１７の周りはガラスカバー１６で覆 われ、プラズマで不要にスパッタされるのを防止している。

【０００８】 金属カバー１７は、絶縁フランジ９の部分を通して外部に引出されている接続 導体を介してバイアス電源１９に接続されており、同電源によって金属カバーは 、イオン源チャンバに対し任意の負電位にバイアスされる。

【０００９】 金属カバー１７をイオン源チャンバ１に対し、スパッタターゲット６と共に負 電位にバイアスすることにより、見かけ上、スパッタターゲットの表面が大きく なり、その同心円の中にあるターゲットの表面上のプラズマ密度が高くなり、均 一化される。これは、また、スパッタターゲットの表面上に形成されるプラズマ シースが大きくなり、シースの周辺部分もターゲットに近づくことであり、そし て、ターゲット６はプラズマ中の正イオンでスパッタされるが、金属カバー１７ が負電位でバイアスされているから、ターゲットの周辺部にも正イオンを引き寄 せることになり、全体として、ターゲット表面上のプラズマ密度、プラズマの正 イオン密度が高くなり、同密度の均一化をもたらすことを意味する。したがって 、ターゲット６の表面全体が効率良くプラズマでスパッタされることになり、引 き出される負イオンビ−ム量を増加させる。最適のビーム引き出し状態が得られ るように、バイアス電源１９により金属カバー１７に印加される負電位の値を調 節する。

【００１０】

【考案の効果】

本考案は、以上説明したように構成したので、スパッタターゲット表面上のプ ラズマ密度が高くなり、そして均一化されるから、ターゲット表面全体を効率良 くプラズマでスパッタすることができ、引き出される負イオンビ−ムを増加させ ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例の断面構成図である。

【図２】従来のプラズマスパッタ型負イオン源の断面構
成図である。

【符号の説明】

１ イオン源チャンバ ６ スパッタターゲット １６ ガラスカバー １７ 金属カバー １８ 絶縁部材 １９ バイアス電源

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 スパッタ・ターゲットの周囲に、イオン
   源チャンバに対し負電位にバイアスされた金属カバーが
   設けられていることを特徴とするプラズマスパッタ型負
   イオン源。