JPH077057U - プラズマスパッタ型負イオン源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 真空チャンバ内面へのセシウム蒸気の凝結を
防止するライナーを不要にすること。 【構成】 イオン源チャンバ１は外壁１₁と内壁１₂を有
し、両壁間に真空層１６を挾んだ二重構造に構成されて
いる。真空層の介在により、外壁は内壁に対し断熱され
る。内壁はイオン源の動作時に高温状態となり、内面に
セシウムリザーバ１０から供給されるセシウムが付着し
にくい状態に保たれ、メンテナンスを簡略化することが
できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、セシウム蒸気がイオン源チャンバに凝結するのを防ぐライナーを不 要とし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、全体として角棒 状に形成されている複数の永久磁石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に結合された冷却軸８と絶縁フランジ ９によって支持、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。この際、負イオンの生成効率を向上させるために、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５にセシウムを付着させ ている。イオン源チャンバ１のイオン出口部に絶縁フランジ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、負イオンのビームを引出している。

【０００３】 キセノンプラズマを同チャンバ内に閉じ込める磁場を形成する永久磁石５は、 イオン源チャンバ１の周囲に同チャンバに接触させて配置されている。イオン源 の動作時には、チャンバ１は高温状態になるが、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、冷却水を流して永久磁石を冷却している。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】 大きなイオンビ−ムを得るために、イオン源チャンバ１の内部に大量の負イオ ンを発生させるには、同チャンバ内に大量のセシウム蒸気を導入しなければなら ない。チャンバ１及びイオンビ−ムの輸送路は真空排気口１４に接続された真空 ポンプで排気されているが、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 チャンバの内面に凝結し、セシウムが付着する。そこで、この凝結を防ぐために 、チャンバ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いる。しかしながら、ライナー １５をイオン源チャンバ１の内面を完全に覆うように設けるのは難しく、ライナ ーでカバー出来ない箇所にセシウム蒸気が凝結してしまう。したがって、頻繁に 、ライナー１５を取外し、メンテナンスを行わねばならない。

【０００５】 本考案は、イオン源チャンバの内面におけるセシウムの付着防止と、メンテナ ンスを簡略化できるプラズマスパッタ型負イオン源の提供を目的とするものであ る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、プラズマスパッタ型負イオン源において、そのイオン源チャンバが 、真空層を挾んだ内壁と外壁を有する２重構造に構成されていることを特徴とす るものである。

【０００７】

【作用】

イオン源チャンバは、真空層を挾んだ２重構造に形成されているから、チャン バの内壁はイオン源動作時に加熱状態となり、セシウムが凝結、付着しにくくな る。外壁は真空層による断熱効果で加熱が抑えられる。

【０００８】

【実施例】

本考案の一実施例について図面を参照して説明する。図１はプラズマスパッタ 型イオン源の断面構成図であり、図２と同一符号は同等部分を示す。イオン源チ ャンバ１は、外壁１₁とその内側の内壁１₂を有し、両壁間に真空層１６を挾んだ 二重構造に構成されている。内壁１₂はセシウム蒸気の導入口２、キセノンガス の導入口あるいはスペーサ等を用いて外壁に対して支持されており、真空封じ込 めポート１７により二つの壁の間の空間を真空に引き込み、イオン源チャンバ１ の真空層１６を形成している。

【０００９】 イオン源チャンバ１は真空層１６が介在していることにより、外壁１₁は内壁 １₂に対し断熱される。したがって、内壁１₂はイオン源の動作時に高温状態とな り、同壁は内面にセシウムが付着しにくい状態に保たれる。そして外壁は過熱が 抑えられるから、永久磁石５はその水冷構造と相俟ってプラズマ閉じ込めの磁場 をイオン源チャンバ内に効果的に形成することができる。

【００１０】

【考案の効果】

本考案は、以上説明したように、イオン源チャンバを真空層を挾んだ二重構造 としたので、同チャンバの内壁はイオン源動作時に高温状態に維持でき、セシウ ムが付着しにくい状態に保つことができるから、メンテナンスを簡略化すること ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一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イオン源の一例を示
す断面構成図である。

【符号の説明】

1 イオン源チャンバ 1₁ 外壁 1₂ 内壁 2 ガス導入口 4 フィラメント 5 永久磁石 6 スパッタターゲット 10 セシウムリザーバ 12 引出し電極 13 冷却水通路 16 真空層 17 真空封じ込めポート

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 イオン源チャンバが、真空層を挾んだ内
   壁と外壁を有する２重構造に構成さ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。