JPH05217691A - プラズマ発生装置 - Google Patents
プラズマ発生装置Info
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- JPH05217691A JPH05217691A JP4021311A JP2131192A JPH05217691A JP H05217691 A JPH05217691 A JP H05217691A JP 4021311 A JP4021311 A JP 4021311A JP 2131192 A JP2131192 A JP 2131192A JP H05217691 A JPH05217691 A JP H05217691A
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Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 広い範囲にわたり均一で高密度のプラズマを
発生することを可能とする。 【構成】 真空容器１の一側にプラズマ銃２を設けると
共に、真空容器１内にプラズマ銃２に対向して対向電極
３を設けたプラズマ発生装置において、プラズマ銃２と
対向電極３間に偏平な磁束を形成するための一対の偏平
な偏平空心コイル６、７をプラズマ銃２の軸心方向に対
向して設け、偏平空心コイル６、対向電極３間に流れる
プラズマが偏平になることにより、広い範囲にわたり均
一で高密度のプラズマを発生するようにしたことを特徴
としている。
発生することを可能とする。 【構成】 真空容器１の一側にプラズマ銃２を設けると
共に、真空容器１内にプラズマ銃２に対向して対向電極
３を設けたプラズマ発生装置において、プラズマ銃２と
対向電極３間に偏平な磁束を形成するための一対の偏平
な偏平空心コイル６、７をプラズマ銃２の軸心方向に対
向して設け、偏平空心コイル６、対向電極３間に流れる
プラズマが偏平になることにより、広い範囲にわたり均
一で高密度のプラズマを発生するようにしたことを特徴
としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はプラズマＣＶＤ（プラズ
マを利用した化学蒸着）、プラズマ溶解、アーク放電に
よるイオンプレーティングなどに使用するプラズマ発生
装置に関する。
マを利用した化学蒸着）、プラズマ溶解、アーク放電に
よるイオンプレーティングなどに使用するプラズマ発生
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラズマ発生装置は、プラズマ銃でプラ
ズマを発生させたプラズマを直接処理母材に照射した
り、処理母材に蒸着する蒸着分子に衝突させてイオン化
させるなどの種々の用途に使用されている。
ズマを発生させたプラズマを直接処理母材に照射した
り、処理母材に蒸着する蒸着分子に衝突させてイオン化
させるなどの種々の用途に使用されている。
【０００３】図３は従来のプラズマ発生装置を用いたイ
オンプレーティング装置の概要図である。
オンプレーティング装置の概要図である。
【０００４】真空容器１００内にるつぼ１０３が配置さ
れ、このるつぼ１０３内の蒸発材料１０４に、電子銃１
０５からのビームＥＢが偏向されて入射されて蒸発さ
れ、膜を形成すべき処理母材Ｓへ電界により移動され、
プラズマ銃１０１で発生したプラズマで蒸発粒子ＥＰが
イオン化されて、被膜を形成すべき処理母材Ｓへの到達
が促進され良好な被膜の形成がなされるようにしたもの
である。
れ、このるつぼ１０３内の蒸発材料１０４に、電子銃１
０５からのビームＥＢが偏向されて入射されて蒸発さ
れ、膜を形成すべき処理母材Ｓへ電界により移動され、
プラズマ銃１０１で発生したプラズマで蒸発粒子ＥＰが
イオン化されて、被膜を形成すべき処理母材Ｓへの到達
が促進され良好な被膜の形成がなされるようにしたもの
である。
【０００５】このプラズマ発生装置は、プラズマ銃１０
１と、真空容器１００内にプラズマ銃１０１と対向して
配置された対向電極１０２とからなり、プラズマ銃１０
１内に低圧ガスが導入され、このガスをアーク放電でプ
ラズマ化させ、これを電界によって対向電極１０２へ照
射するようになっている。
１と、真空容器１００内にプラズマ銃１０１と対向して
配置された対向電極１０２とからなり、プラズマ銃１０
１内に低圧ガスが導入され、このガスをアーク放電でプ
ラズマ化させ、これを電界によって対向電極１０２へ照
射するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところでプラズマ銃１
０１から出射されるプラズマＰは、そのままでは拡散す
るため通常、磁場ＢをかけてプラズマＰの断面形状を成
形することがなされている。
０１から出射されるプラズマＰは、そのままでは拡散す
るため通常、磁場ＢをかけてプラズマＰの断面形状を成
形することがなされている。
【０００７】しかしながら、磁場Ｂが強い場合には大幅
に集束されイオン化は良好となるが径の小さいプラズマ
が形成されるため、蒸発粒子の一部しかイオン化するこ
とができない。
に集束されイオン化は良好となるが径の小さいプラズマ
が形成されるため、蒸発粒子の一部しかイオン化するこ
とができない。
【０００８】また磁場Ｂが弱い場合には集束力が小さい
ため径の大きなプラズマが形成され、蒸発粒子をかなり
イオン化することができるが、蒸発粒子のイオン化率が
不十分になるという問題がある。
ため径の大きなプラズマが形成され、蒸発粒子をかなり
イオン化することができるが、蒸発粒子のイオン化率が
不十分になるという問題がある。
【０００９】したがって、本発明の目的は、上記課題を
解決し、広い範囲にわたり均一でしかも高密度のプラズ
マを発生することができるプラズマ発生装置を提供する
ことにある。
解決し、広い範囲にわたり均一でしかも高密度のプラズ
マを発生することができるプラズマ発生装置を提供する
ことにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、真空容器の一側にプラズマ銃を設けると共
に、真空容器内にプラズマ銃に対向して対向電極を設け
たプラズマ発生装置において、プラズマ銃と対向電極間
に偏平な磁束を形成するための一対の偏平な偏平空心コ
イルを、プラズマ銃の軸心方向に対向して設けたもので
ある。
に本発明は、真空容器の一側にプラズマ銃を設けると共
に、真空容器内にプラズマ銃に対向して対向電極を設け
たプラズマ発生装置において、プラズマ銃と対向電極間
に偏平な磁束を形成するための一対の偏平な偏平空心コ
イルを、プラズマ銃の軸心方向に対向して設けたもので
ある。
【００１１】
【作用】上記構成によれば、プラズマ銃と対向電極間に
偏平な磁束が形成されるので、プラズマ銃から出射さ
れ、広がろうとするプラズマがこの偏平な磁束により拘
束され、断面が偏平な形状のプラズマ流となる。したが
って広い範囲にわたり均一で高密度のプラズマを発生す
ることができる。
偏平な磁束が形成されるので、プラズマ銃から出射さ
れ、広がろうとするプラズマがこの偏平な磁束により拘
束され、断面が偏平な形状のプラズマ流となる。したが
って広い範囲にわたり均一で高密度のプラズマを発生す
ることができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。
て詳述する。
【００１３】図１は、本発明のプラズマ発生装置の概要
図である。
図である。
【００１４】同図において、１は真空容器、２はプラズ
マＰを発生するプラズマ銃、３はプラズマＰを受ける対
向電極、４はプラズマ銃２と対向電極３との間に電界を
形成する電源、５はプラズマ銃２から出射したプラズマ
Ｐを拡散させるための拡散領域、６、７は偏平空心コイ
ルである。
マＰを発生するプラズマ銃、３はプラズマＰを受ける対
向電極、４はプラズマ銃２と対向電極３との間に電界を
形成する電源、５はプラズマ銃２から出射したプラズマ
Ｐを拡散させるための拡散領域、６、７は偏平空心コイ
ルである。
【００１５】真空容器１の一側（図の左側）には筒状の
プラズマ拡散領域５が設けられており、その先端にはプ
ラズマ銃２が設けられている。プラズマ拡散領域５の軸
方向の長さは、プラズマ銃２から出射したプラズマＰが
拡散したときの径の大きさと、拡散の角度の大きさによ
って決まり、たとえば拡散角度は２０〜４５度、長さは
約３００ｍｍである。また、プラズマＰの幅方向の長さ
Ｗｐは、プラズマＰが拡散したときの直径にほぼ等しく
なっている。なお、プラズマ拡散領域５は、本実施例で
は筒状であるがこれに限定されるものではない。
プラズマ拡散領域５が設けられており、その先端にはプ
ラズマ銃２が設けられている。プラズマ拡散領域５の軸
方向の長さは、プラズマ銃２から出射したプラズマＰが
拡散したときの径の大きさと、拡散の角度の大きさによ
って決まり、たとえば拡散角度は２０〜４５度、長さは
約３００ｍｍである。また、プラズマＰの幅方向の長さ
Ｗｐは、プラズマＰが拡散したときの直径にほぼ等しく
なっている。なお、プラズマ拡散領域５は、本実施例で
は筒状であるがこれに限定されるものではない。
【００１６】プラズマ拡散領域５の周囲には、空心コイ
ル６がプラズマ銃２と同軸になるように設けられてお
り、この空心コイル６の断面の形状は後述する図２に示
すように長円になっている。
ル６がプラズマ銃２と同軸になるように設けられてお
り、この空心コイル６の断面の形状は後述する図２に示
すように長円になっている。
【００１７】一方、真空容器１の他側に設けられた対向
電極３の近傍には、空心コイル６と同一形状の空心コイ
ル７がプラズマ銃２の軸心と同軸かつ同一方向に偏平に
なるように設けられている。これら２つの空心コイル
６、７が協働してプラズマ銃２と対向電極３との間に偏
平な磁束を形成するようになっている。これらの空心コ
イル６、７によって形成される磁界の磁束密度は数十〜
１Ｋガウス程度が好ましい。
電極３の近傍には、空心コイル６と同一形状の空心コイ
ル７がプラズマ銃２の軸心と同軸かつ同一方向に偏平に
なるように設けられている。これら２つの空心コイル
６、７が協働してプラズマ銃２と対向電極３との間に偏
平な磁束を形成するようになっている。これらの空心コ
イル６、７によって形成される磁界の磁束密度は数十〜
１Ｋガウス程度が好ましい。
【００１８】ここで図２は図１におけるＡ−Ａ線矢視図
である。
である。
【００１９】同図に示すようにこの空心コイル６、７は
横に広がった偏平形状を有しており、プラズマＰはこれ
ら空心コイル６、７の内側の破線で囲まれる領域に形成
されるようになっている。これら空心コイルの６、７の
横径および縦径は膜を形成すべき母材の幅、（図の縦方
向の）厚さおよび磁束密度などに応じて決定される。
尚、本実施では空心コイル６、７の断面の形状は長円で
あるが、これに限定されず長方形でもよい。
横に広がった偏平形状を有しており、プラズマＰはこれ
ら空心コイル６、７の内側の破線で囲まれる領域に形成
されるようになっている。これら空心コイルの６、７の
横径および縦径は膜を形成すべき母材の幅、（図の縦方
向の）厚さおよび磁束密度などに応じて決定される。
尚、本実施では空心コイル６、７の断面の形状は長円で
あるが、これに限定されず長方形でもよい。
【００２０】対向電極３およびプラズマ銃２は電源４に
接続されており、プラズマ銃２側が陰極で、対向電極３
側が陽極である。
接続されており、プラズマ銃２側が陰極で、対向電極３
側が陽極である。
【００２１】次に実施例の作用を述べる。
【００２２】まず真空容器１内を真空吸引装置（図示せ
ず）により１×１０-5Ｔｏｒｒ程度に排気する。プラズ
マ銃２内にアルゴン、ヘリウム、水素などのキャリヤガ
スを導入する。続いて、プラズマＰを生起させてプラズ
マ銃２から出射させると、このプラズマＰはプラズマ拡
散領域５内でほぼ円錘状に拡散しつつ真空容器１内に入
る。
ず）により１×１０-5Ｔｏｒｒ程度に排気する。プラズ
マ銃２内にアルゴン、ヘリウム、水素などのキャリヤガ
スを導入する。続いて、プラズマＰを生起させてプラズ
マ銃２から出射させると、このプラズマＰはプラズマ拡
散領域５内でほぼ円錘状に拡散しつつ真空容器１内に入
る。
【００２３】ところがプラズマ拡散領域５には偏平な空
心コイル６があり、この空心コイル６の偏平な磁束によ
り広がろうとするプラズマ流Ｐが拘束されて断面が偏平
形状になる。この偏平形状のプラズマ流Ｐが対向電極３
側に進む間にプラズマ同志互いに広がろうとするが、対
向電極３近傍の空心コイル７の偏平な磁束によりこの広
がろうとするプラズマが拘束され、結果として空心コイ
ル６、対向電極３間のプラズマ流Ｐは、図２に示すよう
な偏平な状態が保持されたまま対向電極７に到達するこ
ととなり、広い範囲にわたり均一で、しかも高密度のプ
ラズマを発生することができる。
心コイル６があり、この空心コイル６の偏平な磁束によ
り広がろうとするプラズマ流Ｐが拘束されて断面が偏平
形状になる。この偏平形状のプラズマ流Ｐが対向電極３
側に進む間にプラズマ同志互いに広がろうとするが、対
向電極３近傍の空心コイル７の偏平な磁束によりこの広
がろうとするプラズマが拘束され、結果として空心コイ
ル６、対向電極３間のプラズマ流Ｐは、図２に示すよう
な偏平な状態が保持されたまま対向電極７に到達するこ
ととなり、広い範囲にわたり均一で、しかも高密度のプ
ラズマを発生することができる。
【００２４】このように本実施例によれば、一対の偏平
空心コイル６、７によりプラズマ銃２と対向電極３間に
偏平な磁束が形成されるので、プラズマ銃２から出射し
たプラズマＰがこの偏平な磁束に沿って流れるときに拘
束されて偏平な形状となるため、広い範囲にわたり均一
で高密度のプラズマを発生することができる。
空心コイル６、７によりプラズマ銃２と対向電極３間に
偏平な磁束が形成されるので、プラズマ銃２から出射し
たプラズマＰがこの偏平な磁束に沿って流れるときに拘
束されて偏平な形状となるため、広い範囲にわたり均一
で高密度のプラズマを発生することができる。
【００２５】このプラズマ発生装置を、プレーティング
装置やプラズマ溶解装置やプラズマＣＶＤ装置に利用し
た場合、プラズマと母材との接触を防ぐことができると
共に、均一で良好な成膜、溶解などが可能となる。
装置やプラズマ溶解装置やプラズマＣＶＤ装置に利用し
た場合、プラズマと母材との接触を防ぐことができると
共に、均一で良好な成膜、溶解などが可能となる。
【００２６】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、プラズマ
銃と対向電極間に偏平な磁束を形成するための一対の偏
平な偏平空心コイルを、プラズマ銃の軸心方向に対向し
て設けたので、広い範囲にわたり均一で高密度のプラズ
マを発生することができる。
銃と対向電極間に偏平な磁束を形成するための一対の偏
平な偏平空心コイルを、プラズマ銃の軸心方向に対向し
て設けたので、広い範囲にわたり均一で高密度のプラズ
マを発生することができる。
【図１】本発明のプラズマ発生装置の概要図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線矢視図である。
【図３】従来のイオンプレーティング装置の概要図であ
る。
る。
１ 真空容器 ２ プラズマ銃 ３ 対向電極 ４ 電源 ５ プラズマ拡散領域 ６、７ 偏平空心コイル
Claims (1)
- 【請求項１】 真空容器の一側にプラズマ銃を設けると
共に真空容器内にプラズマ銃に対向して対向電極を設け
たプラズマ発生装置において、上記プラズマ銃と対向電
極間に偏平な磁束を形成するための一対の偏平な偏平空
心コイルを、プラズマ銃の軸心方向に対向して設けたこ
とを特徴とするプラズマ発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4021311A JPH05217691A (ja) | 1992-02-06 | 1992-02-06 | プラズマ発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4021311A JPH05217691A (ja) | 1992-02-06 | 1992-02-06 | プラズマ発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05217691A true JPH05217691A (ja) | 1993-08-27 |
Family
ID=12051610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4021311A Pending JPH05217691A (ja) | 1992-02-06 | 1992-02-06 | プラズマ発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05217691A (ja) |
-
1992
- 1992-02-06 JP JP4021311A patent/JPH05217691A/ja active Pending
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