PL214874B1 - Sposób oczyszczania zródla jonów i zródlo jonów do stosowania tego sposobu - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania źródła jonów i źródło jonów do stosowania tego sposobu.

Źródło jonów jest urządzeniem, które powoduje jonizowanie cząsteczek gazów, a następnie przyspieszanie i emitowanie cząsteczek i/lub atomów gazu wiązką w stronę podłoża. Taka wiązka jonów może być wykorzystywana do różnych celów, między innymi do oczyszczania, aktywowania, polerowania, trawienia podłoża i/lub osadzania cienkich powłok/warstw. Znane źródła jonów opisano na przykład w dokumentach patentowych o numerach US 6 359 388, US 6 037 717, US 6 002 208 i US 5 656 819.

Na fig. 1 i 2 rysunku przedstawiono konwencjonalne źródło jonów. W szczególności, na fig. 1 przedstawiono znane źródło jonów ze szczeliną emitującą wiązkę jonową ukształtowaną w katodzie, w przekroju pionowym, a na fig. 2 przedstawiono odpowiedni przekrój poziomy wzdłuż linii II-II z fig. 1. Na fig. 3 przedstawiono przekrój poziomy podobny do przekroju z fig. 2, dla ukazania, że źródło jonów z fig. 1 może mieć szczelinę emitującą wiązkę jonową w kształcie owalnym lub w kształcie bieżni sportowej, w odróżnieniu od kolistej szczeliny emitującej wiązkę. Możliwe jest wykorzystywanie również dowolnego innego kształtu.

Jak to pokazano na fig. 1 do 3, źródło jonów zawiera pustą osłonę wykonaną z materiału o dużej przewodności magnetycznej, na przykład ze stali, która jest wykorzystywana w charakterze katody 5. Katoda 5 ma cylindryczną lub owalną ściankę boczną 7, zamkniętą lub częściowo zamkniętą ściankę denną 9 i w przybliżeniu płaską ściankę górną 11, w której wykonana jest kolista lub owalna szczelina 15 emitująca jony. Ścianki, denna 9 i boczna 7 katody są dobrane opcjonalnie. Szczelina 15 do emisji jonów ma obrzeże wewnętrzne, jak również obrzeże zewnętrzne.

Ścianka denna 9 ma przynajmniej jeden kanał 21 doprowadzający gaz osadzający i/lub ochronny. Płaska ścianka górna 11 działa jako elektroda przyspieszająca. Wewnątrz osłony, między ścianką denną 9 a ścianką górną 11 znajduje się układ magnetyczny, w skład którego wchodzi cylindryczny magnes trwały 23 z biegunami o przeciwnych biegunowościach, N i S. Biegun N znajduje się od strony płaskiej ścianki górnej 11, podczas gdy biegun S znajduje się od strony ścianki dennej 9. Zadaniem układu magnetycznego z zamkniętym obwodem magnetycznym, utworzonego przez magnes 23 i katodę 5, jest wywoływanie poprzecznego pola magnetycznego w pewnym obszarze w pobliżu szczeliny 15 emitującej jony. Źródło jonów może znajdować się w całości lub częściowo w obrębie ścianki 50. W niektórych przypadkach, ścianka 50 może całkowicie otaczać źródło jonów i podłoże 45, ale w innych przypadkach, ścianka 50 może otaczać tylko częściowo źródło jonów i/lub podłoże.

Kolista lub ukształtowana owalnie przewodząca anoda 25 jest połączona elektrycznie z dodatnim biegunem elektrycznego źródła zasilania 29, przynajmniej częściowo otacza magnes trwały 23, i jest z nim koncentryczna. Anoda 25 jest korzystnie umocowana wewnątrz osłony przez pierścień izolacyjny 31, na przykład ceramiczny. W otworze centralnym anody 25 osadzony jest magnes 23. Ujemny biegun elektrycznego źródła zasilania 29 jest połączony z katodą 5, tak że katoda jest ujemna względem anody.

W znanych rozwiązaniach, anoda 25 jest spolaryzowana dodatnio napięciem kilku tysięcy woltów. Natomiast katoda, przy czym określenie „katoda stosowane w niniejszym dokumencie obejmuje jej części wewnętrzne i/lub zewnętrzne, jest zwykle na potencjale ziemi, lub bliskim potencjału ziemi. Jest tak we wszystkich aspektach pracy źródła, również w trybie, w którym odbywa się oczyszczanie źródła.

Konwencjonalne źródło wiązki jonów z fig. 1 do 3 jest przeznaczone do wytwarzania skierowanej w jedną stronę rurkowej wiązki jonowej, płynącej w kierunku podłoża 45. Podłoże 45 w różnych przypadkach może być polaryzowane lub nie. Wiązka jonów emitowana z obszaru szczeliny 15 ma kolisty kształt przekroju w przypadku z fig. 2 lub owalny (na przykład przypominający bieżnię stadionu) w przypadku z fig. 3.

Konwencjonalne źródło wiązki jonów z fig. 1 do 3, w trybie osadzania, kiedy jest pożądane osadzanie przez wiązkę jonów pewnej warstwy na podłożu 45, działa w sposób następujący. Komora próżniowa, w której umieszczone jest podłoże 45 i szczelina 15, jest opróżnione z powietrza, a gaz osadzający na przykład gazowy węglowodór, acetylen lub temu podobny, jest podawany za pośrednictwem kanału 21 do wnętrza źródła jonów. W niektórych przypadkach, do wnętrza źródła jonów, wraz z gazem osadzającym, może być podawany również gaz ochronny, na przykład argon. Zostaje włączony zasilacz 29 i między anodą 25 a katodą 5 powstaje pole elektryczne, które przyspiesza elekPL 214 874 B1 trony do wysokiej energii. Anoda 25 jest spolaryzowana dodatnio napięciem kilku tysięcy woltów, a katoda 5 jest na potencjale ziemi lub bliskim niego, jak to pokazano na fig. 1. Zderzenia elektronów z cząsteczkami gazu wewnątrz lub w pobliżu szczeliny 15 powodują jonizację i powstawanie plazmy. Zastosowane określenie „plazma oznacza chmurę gazu zawierającą jony materiału przeznaczone do przyspieszania w stroną podłoża 45. Plazma rozprzestrzenia się i wypełnia (lub wypełnia przynajmniej częściowo) obszar obejmujący szczelinę 15. W szczelinie 15 powstaje pole elektryczne skierowane w zasadzie prostopadle do poprzecznego pola magnetycznego, powodujące rozchodzenie się jonów w stronę podłoża 45. Elektrony w przestrzeni przyspieszania jonów wewnątrz i w pobliżu szczeliny 15 są wyrzucane pod działaniem znanego zjawiska unoszenia E x B w zamkniętej pętli w obszarze, przez który przechodzą linie sił pola elektrycznego i magnetycznego, w pobliżu szczeliny 15. Te krążące elektrony przyczyniają się do jonizacji gazu, tak że strefa zderzeń jonizujących rozciąga się poza szczelinę elektryczną między anodą a katodą i obejmuje obszar w pobliżu szczeliny 15 po jednej i/lub obu stronach katody 5.

Dla przykładu, przez źródła jonów z fig. 1 do 3 w trybie osadzania, wykorzystywane są gazy osadzające silan i/lub acetylen (C2H2). Gaz osadzający przechodzi przez przerwę między anodą 25 a katodą 5. Niestety, niektóre z elementów zawartych w gazowym acetylenie i/lub silanie są z natury izolacyjne, na przykład węgliki w niektórych zastosowaniach mogą być izolatorami. Osadzane powłoki, na przykład powłoki węglikowe, węglowe i/lub tlenkowe, które mogą być z natury izolacyjne lub semi-izolacyjne, powstające z gazu osadzającego, mogą narastać szybko na odpowiednich powierzchniach anody 25 i/lub katody 5 w pobliżu szczeliny między elektrodami i/lub na tych elektrodach. Może to zakłócać przepływ gazu przez przerwę i szczelinę 15 i zmniejszać prąd wypadkowy, oddziałując tym samym niekorzystnie na potencjał pola elektrycznego między anodą a katodą w pobliżu szczeliny 15. Takie osiadające powłoki rezystancyjnie ograniczają ilość prądu, który może przepływać przez źródło jonów, co działa niekorzystnie na sprawność eksploatacyjną i/lub skuteczność źródła jonów.

Niepożądane narosty wymagają oczyszczania anody i/lub katody. Konwencjonalnie, oczyszczanie odbywa się przez pracę źródła jonów, jak na fig. 1, przy równoczesnym wprowadzaniu do źródła jonów gazowego tlenu. Tego rodzaju sposób oczyszczania źródła jonów nie nadaje się do wykorzystania przy oczyszczaniu anody, a powierzchnie anody/katody, odległe od szczeliny 15 nie zostają zbyt dobrze oczyszczone.

Występuje więc zapotrzebowanie na bardziej efektywną metodę oczyszczania źródła jonów.

Sposób oczyszczania źródła jonów, zawierającego anodę, katodę oraz magnes, za pomocą którego to źródła jonów w trybie osadzania osadza się warstwy na podłożu, z wykorzystaniem wiązki jonowej wytwarzanej za pomocą źródła i skierowanej na podłoże poprzez szczelinę do emisji jonów utworzoną w przynajmniej jednej z tych elektrod, w anodzie lub w katodzie, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zarówno anodę, jak i katodę źródła jonów polaryzuje się ujemnie względem ziemi przez doprowadzenie do tych elektrod ujemnego napięcia z elektrycznego źródła zasilania, przy czym do przestrzeni anodowo-katodowej doprowadza się przynajmniej jeden gaz do jonizacji, tak że jony tego gazu kieruje się na anodę i/lub katodę dla usunięcia niepożądanych osadzonych narostów na anodzie i/lub katodzie i ich oczyszczenia.

Korzystnym jest, że przynajmniej w części okresu pracy w trybie oczyszczania anodę i katodę polaryzuje się ujemnie napięciem o wartości od około 50 V do 1500 V.

Korzystnym jest, że przynajmniej w części okresu pracy w trybie oczyszczania anodę i katodę polaryzuje się ujemnie napięciem o wartości od około 100 V do 1000 V.

Korzystnym jest, że przynajmniej w części okresu pracy w trybie oczyszczania anodę i katodę polaryzuje się ujemnie napięciem o wartości od około 200 V do 800 V.

Korzystnym jest, że przynajmniej w części okresu pracy w trybie oczyszczania anodę i katodę polaryzuje się ujemnie względem przewodzącej ścianki znajdującej się w bezpośredniej bliskości względem przynajmniej jednej z elektrod, anody lub katody.

Korzystnym jest, że przynajmniej w części okresu pracy w trybie oczyszczania, zarówno anodę jak i katodę polaryzuje się ujemnie względem uziemienia, a ściankę w pobliżu anody i/lub katody utrzymuje się na potencjale ziemi.

Korzystnym jest, że gaz do jonizacji zawiera tlen.

Źródło jonów, zawierające anodę i katodę z utworzoną w niej szczeliną do emisji jonów, przy czym anoda i katoda są dołączone do elektrycznego źródła zasilania, według wynalazku charakteryzuje się tym, że źródło jonów jest zaopatrzone w źródło zasilania napięcia ujemnego, do którego dołą4

PL 214 874 B1 czona jest anoda i katoda w przynajmniej końcowej części okresu pracy w trybie oczyszczania z niepożądanych osadzonych narostów, przez skierowane na anodę i/lub katodę jony gazu do jonizacji.

Korzystnym jest, że anoda i katoda są dołączone do zespołu źródeł zasilania napięcia dodatniego i napięcia ujemnego, poprzez zespół przełączników tak, że anoda względem katody jest spolaryzowana dodatnio podczas pracy źródła jonów w trybie osadzania warstw na podłożu, a podczas przynajmniej części okresu pracy w trybie oczyszczania, anoda katoda są spolaryzowane ujemnie w tym samym stopniu względem ziemi.

Korzystnym jest, że anoda otacza przynajmniej część magnesu, który rozmieszczony jest wzdłuż środkowej osi anody.

Korzystnym jest, że przynajmniej jedna z elektrod, anoda lub katoda, przynajmniej częściowo jest otoczona przez przewodzącą ściankę uziemioną podczas trybu oczyszczania źródła jonów.

Zgodnie z wynalazkiem, w procesie oczyszczania zarówno anoda, jak i katoda źródła jonów są polaryzowane ujemnie. W sposób nieoczywisty okazało się, że kiedy zarówno anoda, jak i katoda źródła jonów są spolaryzowane ujemnie, łatwiej i szybciej następuje usuwanie niepożądanych narostów, na przykład narostów węglowych znajdujących się na powierzchni (powierzchniach) anody i/lub katody.

W trybie oczyszczania źródła jonów zastosowano gaz zawierający tlen. Generowane jony tlenu są przyspieszane lub innym sposobem kierowane w stronę anody i/lub katody w celu wspomożenia usuwania pozostałości, na przykład narostów węglowych, z jej powierzchni. Usuwanie narostów węglowych można również przyspieszyć przez chemiczne utlenianie węgla i spowodowanie fizycznego oddzielania narostów z użyciem przyspieszanych jonów. Do oczyszczania można również wykorzystywać gaz inny, niż tlen.

Źródło jonów zawiera anodę i katodę z utworzoną w niej szczeliną do emisji jonów. Źródło jonów jest zaopatrzone w źródło elektryczne zasilania napięcia ujemnego do polaryzowania anody i katody tego źródła jonów, w przynajmniej części okresu pracy w trybie oczyszczania. Anoda jest spolaryzowana dodatnio względem katody przy pracy źródła jonów w trybie osadzania, to znaczy kiedy źródło jonów jest wykorzystywane do wytwarzania wiązki osadzającej warstwy na podłożu, a podczas pracy w trybie oczyszczania zarówno anoda, jak i katoda są spolaryzowane ujemnie względem ziemi.

Przedmiot wynalazku zostanie bliżej objaśniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 4 przedstawia sieć działań ilustrującą kroki realizowane przy czyszczeniu źródła jonów, fig. 5 źródło jonów podczas pracy w trybie oczyszczania, w częściowym przekroju, fig. 6 - uproszczony przekrój źródła jonów, a fig. 7 przedstawia sieć działań ilustrującą kroki realizowane według jednego z przykładów wykonania wynalazku, przy czym napięcie rozpraszające stosowane podczas oczyszczania jest wykorzystywane do wyznaczania momentu wstrzymania rozpraszania, to znaczy zakończenia trybu oczyszczania, dla zapobieżenia silnemu rozpraszaniu/trawieniu.

Szczegółowe opisy znanych elementów, gazów, uchwytów mocujących i innych części składowych/układów pomija się, aby nie zaciemniać opisu wynalazku zbędnymi szczegółami.

Na fig. 4 przedstawiono sieć działań ilustrującą realizację niektórych kroków zgodnie z wynalazkiem. Podczas normalnej pracy w trybie osadzania powłoki na podłożu w kroku A, źródło jonów jest eksploatowane w znany sposób opisany na podstawie fig. 1 do 3. Kiedy pożądane jest oczyszczenie źródła jonów, na przykład trzeba sczyścić izolacyjny narost węglowy lub dowolny inny rodzaj niepożądanego osadu z anody i/lub katody, w kroku B, zarówno na anodę, jak i na katodę w kroku C podaje się ujemny potencjał polaryzacyjny. Anoda i katoda są spolaryzowane ujemnie podczas całej operacji oczyszczania, lub tylko podczas części operacji oczyszczania, jak przedstawiono w różnych odmianach wykonania wynalazku. W sposób nieoczywisty stwierdzono, że kiedy zarówno anoda, jak i katoda źródła jonów są spolaryzowane ujemnie, to łatwiejsze i szybsze jest usuwanie niepożądanych narostów, na przykład osadów zawierających węgiel lub podobnych, znajdujących się na powierzchniach anody i/lub katody. Stwierdzono, że ujemne polaryzowanie zarówno anody, jak i katody, na przykład napięciem kilkuset woltów powoduje, że źródło jonów zachowuje się podobnie do magnetronu planarnego. Ten tak zwany tryb magnetronowy pracy umożliwia szybkie, wykonywane na miejscu, oczyszczanie źródła jonów, okresowo podczas jego eksploatacji.

Na fig. 5 przedstawiono w uproszczonym przekroju źródło jonów w trybie oczyszczania według przykładu wykonania wynalazku. Podczas normalnej eksploatacji, to znaczy kiedy źródło jonów jest wykorzystywane w trybie osadzania warstwy na podłożu, źródło jonów z fig. 5 pracuje w znany sposób, tak jak to opisano w odniesieniu do fig. 1 do 3. Zatem, podczas normalnej pracy w trybie osadzaPL 214 874 B1 nia, anoda 25 jest spolaryzowana dodatnio napięciem kilku tysięcy woltów, korzystnie od około 1000 do 5000, a katoda jest na potencjale ziemi lub bliskim potencjałowi ziemi.

Jednak podczas przynajmniej części okresu pracy w trybie oczyszczania, zarówno anoda 25, jak i katoda 5 źródła jonów jest spolaryzowana ujemnie, jak to pokazano na fig. 5. Jak już wspomniano, stwierdzono, że kiedy anoda 25 i katoda 5 źródła jonów jest spolaryzowana ujemnie, możliwe jest w trybie oczyszczania łatwiejsze i szybsze usuwanie niepożądanych narostów, na przykład osadów zawierających węgiel i podobnych na powierzchniach anody i/lub katody. W takich przypadkach trybu oczyszczania, anoda 25 i katoda 5 mogą być spolaryzowane ujemnie napięciem od około 50 V do 1500 V, korzystnie od około 100 V do 1000 V, a najkorzystniej od około 200 V do 800 V. W korzystnych przykładach wykonania anoda 25 i katoda 5 mogą być spolaryzowane ujemnie w odniesieniu do uziemienia w tym samym stopniu, na przykład obie spolaryzowane ujemnie napięciem 500 V. W alternatywnych odmianach wykonania, anoda i katoda mogą mieć względem uziemienia różne wartości polaryzacji ujemnej.

Jak przedstawiono na fig. 5 i 6, ścianka 50 przynajmniej częściowo otacza anodę 25, katodę 5 i/lub podłoże 45. W innych odmianach wykonania, ścianka 50 może służyć do celów ekranowania i nie musi otaczać żadnej z tych części składowych źródła jonów. Podczas pracy w trybie oczyszczania, w niektórych odmianach wykonania przewodząca ścianka 50 jest uziemiona, lub ma potencjał bliski ziemi, wytwarzając dzięki temu pewien potencjał między ścianką 50 a ujemnie spolaryzowaną anodą i katodą. Przewodząca ścianka 50 w różnych odmianach wykonania wynalazku może być, lub tez nie, częścią samego źródła jonów.

Do źródła jonów, za pośrednictwem doprowadzających kanałów 21 lub dowolnego innego tego rodzaju wlotów, w trybie oczyszczania doprowadza się gaz i przepuszcza przez źródło jonów ten gaz, na przykład tlen. W rozwiązaniu alternatywnym gazowy tlen może być wprowadzany do źródła za pośrednictwem jego komory osadzania między szczeliną 15 a podporą podłoża, naprzeciwko kanału 21. Kiedy gaz zawierający tlen znajduje się w źródle jonów przy ujemnym spolaryzowaniu anody 25 i katody 5, jony tlenu powstające w plazmie są przyspieszane lub innym sposobem kierowane w stronę anody 25 i/lub katody 5, dla ułatwienia usuwania znajdujących się na niej pozostałości, na przykład narostów zawierających węgiel. Takie narosty mogą być usuwane przez zwykłe fizyczne zmywanie jonami i/lub w wyniku chemicznego utleniania w wyniku obecności tlenu. W niektórych odmianach wykonania wynalazku, z powodu ujemnego spolaryzowania anody 25 i katody 5 względem uziemionej ścianki 50, może powstawać plazma, w której generowane są jony. Pozwala to na łatwiejsze i/lub skuteczniejsze, w porównaniu z sytuacją, w której anoda i katoda są spolaryzowane przeciwnie, oczyszczanie powierzchni anody 25 i katody 5, odległych od szczeliny 15.

W odmiennym rozwiązaniu według wynalazku, tryb oczyszczania obejmuje przynajmniej dwie różne fazy, pierwszą i drugą. W pierwszej fazie, anoda 25 jest polaryzowana dodatnio a katoda 5 ujemnie, przy równoczesnym wprowadzaniu do źródła jonów gazu, na przykład gazu zawierającego tlen. Daje to w wyniku skuteczniejsze oczyszczanie anody i katody w pobliżu szczeliny 15, ponieważ w jego pobliżu jest generowanych wiele jonów. W drugiej fazie, która może występować albo przed pierwszą fazą albo po niej, zarówno anoda 25, jak i katoda 5 są polaryzowane ujemnie, jak to pokazano na fig. 5, przy równoczesnym wprowadzaniu do źródła jonów gazu. Na przykład gazu zawierającego tlen, tak że zostają skutecznie oczyszczone inne części anody i/lub katody.

Jakkolwiek w odmianach wykonania wynalazku w charakterze gazu oczyszczającego jest stosowany tlen, to nie stanowi to w tym względzie ograniczenia wynalazku. W innych odmianach wykonania wynalazku możliwe jest stosowanie również innych gazów. Ponadto w trybie oczyszczania możliwe jest stosowanie tlenu z innym gazem (innymi gazami). Możliwe jest na przykład wprowadzanie do źródła jonów, w opisanych powyżej trybach oczyszczania, kombinacji gazowego tlenu i argonu.

Na fig. 6 przedstawiono w przekroju źródło jonów, podobnie jak na fig. 5, tu jednak przedstawiono szczegółowo przykład zespołu obwodów, który umożliwia naprzemienne przełączanie źródła jonów między trybem oczyszczania i trybem osadzania i/lub między dwoma różnymi fazami trybu oczyszczania. Zespół obwodów zawiera źródło 55 zasilania napięciem dodatnim, źródło 57 zasilania napięciem ujemnym i uziemienie 59. Przełącznik 70 umożliwia naprzemienne przełączanie między polaryzacją ujemną względem ziemi za pośrednictwem źródła 57 zasilania napięciem ujemnym a uziemieniem 59. Równocześnie, drugi przełącznik 80 umożliwia naprzemienne przełączanie anody 25 między polaryzacją dodatnią względem ziemi za pośrednictwem źródła 55 zasilania napięciem dodatnim a polaryzacją ujemną względem uziemienia 59, za pośrednictwem źródła 57 zasilania napięciem ujemnym 57. Źródło 57 zasilania napięciem ujemnym, stosowane do polaryzowania napięciem ujem6

PL 214 874 B1 nym anody 25 i katody 5 w trybie oczyszczania, nie jest tym samym źródłem zasilania, które jest wykorzystywane do podawania wysokiego napięcia podczas normalnej pracy źródła jonów w przykładowych odmianach wykonania wynalazku. Źródło 57 zasilania napięciem ujemnym może być źródłem zasilania do rozpylania, na przykład zasilaczem prądu stałego lub zasilaczem magnetronowym prądu zmiennego, który dostarcza większego prądu, na przykład o natężeniu 15-30 amperów i napięcia poniżej 1000 V.

W trybie oczyszczania, w przypadku narostów węglowych stosuje się korzystnie gaz zawierający tlen i/lub argon.

Ponadto, przy usuwaniu drogą rozpylania niepożądanych narostów z anody/katody, to znaczy elektrod, jest pożądane zatrzymanie rozpraszania w odpowiednim momencie, tak aby same elektrody wykonane na przykład z żelaza, stali lub temu podobne, nie były rozpraszane, ponieważ znaczna zmiana szczelin elektrycznych i/lub magnetycznych jest niepożądana. W celu osiągnięcia punktu zatrzymania, można analizować napięcie rozpraszania między korpusem źródła napięcia a uziemieniem. Napięcie rozpraszania spada w miarę usuwania niepożądanych narostów. Zatem ten spadek napięcia rozpraszania może służyć do detekcji momentu końcowego, wyznaczającego zakończenie pracy w trybie oczyszczania. Możliwe jest również zastosowanie optycznej spektroskopii emisyjnej do wyznaczenia pożądanego momentu końcowego pracy w trybie oczyszczania, w którym należy zatrzymać rozpylanie. Na fig. 7 przedstawiono sieć działań ilustrującą niektóre kroki realizowane według jednej z odmian wykonania wynalazku, w której napięcie rozpraszania stosowane podczas oczyszczania jest wykorzystywane do wyznaczenia momentu zatrzymania rozpraszania, to znaczy zakończenia pracy w trybie oczyszczania, tak aby zapobiec istotnemu rozpraszaniu/trawieniu elektrod. Napięcie rozpraszania jest oczywiście określane przy ujemnej polaryzacji elektrod w trybie oczyszczania.

Jak to również wynika z fig. 6, podczas przynajmniej części lub fazy trybu oczyszczania, zarówno anoda 25, jak i katoda 5 są spolaryzowane ujemnie względem uziemienia 59. Można to osiągnąć na przykład przez dołączenie anody 25 i katody 5 do tego samego źródła 57 zasilania napięciem ujemnym, kiedy obydwa przełączniki 70 i 80 są ustawione tak, jak to pokazano na fig. 6. Kiedy jest pożądane przełączenie na tryb normalnej pracy osadzania lub na inną fazę oczyszczania, drugi przełącznik 80 i ewentualnie pierwszy przełącznik 70, przełącza się na inny z przedstawionych zacisków, tak aby anoda 25 była spolaryzowana dodatnio względem katody 5.

W opisanych i przedstawionych na fig. 4 do 6 odmianach wykonania wynalazku anoda 25 i katoda 5 są spolaryzowane ujemnie względem ziemi. Jednak w innych odmianach wykonania wynalazku, anoda i katoda mogą być spolaryzowane ujemnie w przynajmniej części okresu pracy w trybie oczyszczania nie względem ziemi, lecz względem polaryzacji przewodzącej ścianki 50. Zatem określenie „spolaryzowane ujemnie, lub podobne, stosowane w niniejszym opisie w odniesieniu do anody i katody oznacza, że anoda i katoda są spolaryzowane ujemnie względem ziemi i/lub względem pewnego innego korpusu przewodzącego źródła jonów, lub znajdującego się blisko źródła jonów, na przykład ścianki 50.

Claims (11)

1. Sposób oczyszczania źródła jonów, zawierającego anodę, katodę oraz magnes, za pomocą którego to źródła jonów w trybie osadzania osadza się warstwy na podłożu, z wykorzystaniem wiązki jonowej wytwarzanej za pomocą źródła i skierowanej na podłoże poprzez szczelinę do emisji jonów utworzoną w przynajmniej jednej z tych elektrod, w anodzie lub w katodzie, znamienny tym, że zarówno anodę (25), jak i katodę (5) źródła jonów polaryzuje się ujemnie względem ziemi przez doprowadzenie do tych elektrod (25, 5) ujemnego napięcia z elektrycznego źródła zasilania (57), przy czym do przestrzeni anodowo - katodowej doprowadza się przynajmniej jeden gaz do jonizacji, tak że jony tego gazu kieruje się na anodę i/lub katodę dla usunięcia niepożądanych osadzonych narostów na anodzie i/lub katodzie i ich oczyszczenia.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przynajmniej w części okresu pracy w trybie oczyszczania anodę (25) i katodę (5) polaryzuje się ujemnie napięciem o wartości od około 50 V do 1500 V.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przynajmniej w części okresu pracy w trybie oczyszczania anodę (25) i katodę (5) polaryzuje się ujemnie napięciem o wartości od około 100 V do 1000 V.

PL 214 874 B1

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przynajmniej w części okresu pracy w trybie oczyszczania anodę (25) i katodę (5) polaryzuje się ujemnie napięciem o wartości od około 200 V do 800 V.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przynajmniej w części okresu pracy w trybie oczyszczania anodę (25) i katodę (5) polaryzuje się ujemnie względem przewodzącej ścianki (50) znajdującej się w bezpośredniej bliskości względem przynajmniej jednej z elektrod, anody (25) lub katody ( 5).

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przynajmniej w części okresu pracy w trybie oczyszczania, zarówno anodę (25) jak i katodę (5) polaryzuje się ujemnie względem uziemienia (59), a zewnętrzną ściankę (50) w pobliżu anody (25) i/lub katody (5) utrzymuje się na potencjale ziemi.

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gaz do jonizacji zawiera tlen.

8. Źródło jonów, zawierające anodę i katodę z utworzoną w niej szczeliną do emisji jonów, przy czym anoda i katoda są dołączone do elektrycznego źródła zasilania, znamienne tym, że źródło jonów jest zaopatrzone w źródło zasilania napięcia ujemnego (57) do którego dołączona jest anoda (25) i katoda (5) w przynajmniej końcowej części okresu pracy w trybie oczyszczania z niepożądanych osadzonych narostów, przez skierowane na anodę i/lub katodę jonów gazu do jonizacji.

9. Źródło jonów według zastrz. 8, znamienne tym, że anoda (25) i katoda (5) są dołączone do zespołu źródeł zasilania (55, 57) napięcia dodatniego i napięcia ujemnego poprzez zespół przełączników (70, 80) tak że anoda (25) względem katody (5) jest spolaryzowana dodatnio podczas pracy źródła jonów w trybie osadzania warstw na podłożu, a podczas przynajmniej części okresu pracy w trybie oczyszczania anoda (25) i katoda (5) są spolaryzowane ujemnie w tym samym stopniu względem ziemi.

10. Źródło jonów według zastrz. 8, znamienne tym, że anoda (25) otacza przynajmniej część magnesu (23), który rozmieszczony jest wzdłuż środkowej osi anody (25).

11. Źródło jonów według zastrz. 8, znamienne tym, że przynajmniej jedna z elektrod, anoda (25) lub katoda (5) przynajmniej częściowo jest otoczona przez przewodzącą ściankę (50) uziemioną podczas trybu oczyszczania źródła jonów.