One of the problems of the liquid metal tokamak divertor technology is the redeposition of the released metal on the tokamak vessel walls. In this work an investigation of the removal of the redeposited metals from grounded conducting walls of tokamak was done by a low-temperature Ar plasma generated by electron cyclotron waves, radiofrequency electron cyclotron wave resonance (RF-ECWR), at 13.56 MHz in a new/modified system with a tunable plasma potential. The plasma potential was controlled in this system in the range from 0–270 V. The plasma potential control was achieved by adding an additional DC voltage supply on ECWR electrode via a suitable inductor having high impedance at the 13.56 MHz frequency. Metallic Sn thin films were deposited in the first step on the conducting doped Si wafer by means of medium frequency pulsed magnetron sputtering from pure Sn target. In the next step, the Sn films were removed from the Si substrate by ion etching (ion sputtering) by accelerated Ar ion fluxes. The etching efficiency was investigated in dependence on different values of the applied RF power and different values of the adjusted plasma potential. The ion density, electron temperature and the ion flux density impinging on the sample were determined by an RF probe system at different ECWR plasma conditions. The etching efficiency of Sn coatings was evaluated by profilometry measurement, SEM photography and electron microprobe analysis. It was found that this new/modified configuration of the ECWR plasma source can prospectively be used for cleaning of the grounded walls of tokamak from deposited Sn layers.
液体金属トカマクダイバータ技術の問題の一つは、放出された金属がトカマク容器壁に再堆積することである。本研究では、接地されたトカマクの導電性壁からの再堆積金属の除去を、13.56 MHzの新規/改良されたシステムにおいて、電子サイクロトロン波、高周波電子サイクロトロン波共鳴(RF-ECWR)によって生成された低温Arプラズマを用いて調査した。プラズマ電位は、このシステムにおいて0〜270 Vの範囲で制御された。プラズマ電位の制御は、13.56 MHzの周波数で高インピーダンスを有する適切なインダクタを介してECWR電極に追加のDC電圧源を加えることによって達成された。最初のステップでは、純Snターゲットから中周波パルスマグネトロンスパッタリングによって、導電性ドープSiウェーハ上に金属Sn薄膜を堆積した。次のステップでは、加速されたArイオンフラックスによるイオンエッチング（イオンスパッタリング）によって、Si基板からSn膜を除去した。エッチング効率は、印加RF電力の異なる値と調整されたプラズマ電位の異なる値への依存性として調査された。試料に入射するイオン密度、電子温度、およびイオンフラックス密度は、異なるECWRプラズマ条件においてRFプローブシステムによって決定された。Snコーティングのエッチング効率は、プロフィロメトリー測定、SEM写真、および電子線マイクロアナライザー分析によって評価された。この新規/改良されたECWRプラズマ源の構成は、堆積したSn層からトカマクの接地壁を洗浄するために将来的に使用できることが判明した。