JPH0822899A - 非対称多相交流放電方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 超高温、高輝度光、大容量プラズマを発生す
る面状或いは立体状放電を、正多角形のみならずあらゆ
る多角形状に生起させることが可能な非対称多相交流−
多電極放電方式を提供すること。 【構成】 非対称多相交流の各単相交流がそれぞれ印加
される各放電電極を、当該非対称多相交流を静止ベクト
ル図を用いて表現したときの前記各単相交流を代表する
静止ベクトルのベクトル終点に相当する位置へそれぞれ
配置せしめた。 【効果】 例えば、スパッタリング装置に採用すれば、
各種ワーク形状に最適な形状のプラズマを形成すること
が可能となり、大面積ワークや突起をもったワークに対
しても均一な薄膜形成を行うことが可能になり、また光
源として利用する場合には、正多角形に限らず多様な形
状の光源装置を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非常に高密度な面状放
電あるいは立体状放電を、所望の形状に生起することが
可能な非対称多相交流による多電極放電方式に関するも
のであり、例えば、スパッタリング法やプラズマＣＤＶ
等に用いる高密度プラズマ源、或いはアーク放電による
廃棄物処理熱源や高輝度光源など、放電現象を利用する
あらゆる放電機器に採用することができる。

【０００２】

【従来の技術】気体放電現象には、気圧や、電流電圧値
によりコロナ放電、グロー放電、アーク放電などの各種
形態があり、各放電現象はそれぞれ、高温、高輝度光、
或いは荷電体供給源として様々な機器に利用され、各分
野において、放電に伴って発生する高エネルギーを効率
良く利用するための数多くの改良が行なわれている。し
かしながら、従来の放電方式は何れも、その電源に単相
交流もしくは直流電源を用いるものであり、高エネルギ
ーを伴う放電現象そのものは、一対の電極間で線状に為
されるものであったため、これら放電エネルギーの利用
効率の改善にも限界があった。

【０００３】そこで、本件出願人は、対称６相交流をそ
の相順に正６角形各頂点位置に配置した６本の放電電極
へ順序良く通電することによって電極間距離に応じた電
圧を各電極へ印加して、６電極間に複数のアーク放電を
途絶えることなく高速回転させながら平面状に発生させ
る６相交流６電極アーク放電装置を開発した（特開平６
-76945号）。さらに本件出願人は、この面状放電がアー
ク放電に限らず、また対称６相交流以外の対称ｎ相交流
−ｎ本電極装置においても発生可能なことを見出してい
る（特願平5-250806号、特願平5-325026号等）。

【０００４】そして、本件出願人は、印加する対称ｎ相
交流の相数を増加させるほど、より高密度なプラズマを
生起することができるという利点を生かし、この多相交
流多電極放電を、スパッタリング法やプラズマＣＤＶ法
などの薄膜形成技術に応用したり、面状蛍光灯などの光
源目的に用いたり、或いは大容積プラズマ反応炉として
利用する等、実験研究を通じて広範囲にわたり当該放電
技術を応用発展させてきている。

【０００５】ところが、これまで開発してきた多相交流
多電極放電方式は何れも、各相の電圧の大きさや相差が
全て等しい対称ｎ相交流を電源としていたため、放電電
極は必ず正ｎ角形各頂点位置に配置されねばならず、こ
のことが、放電能率の更なる向上や、応用範囲の拡大を
阻む要因となっていた。つまり、従来の多相交流多電極
放電によれば、高密度な面状あるいは立体状放電が生起
できるものの、この面状放電の放電形状は正多角形に限
定されてしまっていたので、放電能率をさらに向上させ
たり、あるいは装置全体をコンパクト化するために、面
状放電を例えば長方形状に生起させるといったことはで
きなかった。

【０００６】例えば、対称多相交流多電極放電による高
密度プラズマを利用した薄膜形成装置（特願平６-28566
号）は、生起した立体状プラズマ領域内にワークを位置
せしめることによって、ワーク表面全体を一括して立体
的に薄膜形成することを可能にしたものであるが、この
装置においても、立体状プラズマ領域の断面形状は正多
角形状に限定されていた。したがって、たとえワークが
板状であっても、高密度プラズマを当該ワークに合わせ
て断面長方形状に生起させるといったことはできず常に
正多角形状の大容積プラズマを発生させねばならず、電
力の有効利用の面で改善の余地があった。そしてまた、
薄膜形成の処理能率や薄膜均一性の向上を図るために
も、種々のワーク形状に適した多様な形状の高密度プラ
ズマの生起が望まれていたのである。

【０００７】他方、多相交流多電極放電を照明として利
用する場合においても、面状放電が正多角形状に規制さ
れることから、従来では、照明装置の基本形状は正多角
形状にせざるを得ず、所望の形状の光源装置を得るに
は、均一発光性、構造の簡素化を犠牲にしながら幾つか
の正多角形状光源装置を組み合わせるより他なかったの
である。

【０００８】

【解決すべき技術的課題】そこで、本発明は、高エネル
ギーを発する面状放電を、正多角形状のみならず長方形
状を始めとするあらゆる形状に生起させることができる
非対称多相交流−多電極放電方式を提供することを技術
的課題とするものである。

【０００９】また、本発明の他の技術的課題は、各種多
角形状に発生する放電領域の内部にも、面状放電を成す
放電電極を配置することで、放電開始が容易で、より均
一な平面放電を生起させることができる非対称多相交流
−多電極放電方式を提供することにある。

【００１０】本件出願人は、上述した従来の対称多相交
流による多電極放電装置に関して、引き続き実験研究を
行ない、その結果、頗る効率の良い面状放電が対称多相
交流からだけではなく、非対称多相交流を用いても発生
可能なことを見出し、其処に作用する自然法則を利用す
ることによって上記の技術的課題の解決に到達したので
ある。

【００１１】

【課題解決のために採用した手段】即ち、非対称多相交
流をその相順に、当該非対称多相交流の相数と同数の放
電電極Ｔ₁ 〜Ｔn へ順番に印加することにより面状ある
いは立体状放電を生起せしめる放電方式において、非対
称多相交流の各単相交流をそれぞれ印加すべき各放電電
極Ｔ₁ 〜Ｔn を、当該非対称多相交流を静止ベクトル図
を用いて表現したときの前記各単相交流を代表する静止
ベクトルのベクトル終点に相当する位置へ、それぞれ配
置せしめるという手段を採用したのである。

【００１２】また、要すれば、非対称多相交流が印加さ
れる放電電極Ｔ₁ 〜Ｔn の他にアース電極Ｔ₀ を、当該
非対称多相交流の静止ベクトル図のベクトル始点に相当
する位置へ配置せしめるという技術的手段を採用した。

【００１３】

【実施例】本発明に係る非対称多相交流による放電方式
の説明に先立って、まず、本発明完成の基になった対称
６相交流−６本電極放電（特開平６-76945号）を例とし
て其処に作用する面状放電原理について図１〜図４を参
照しながら説明する。図１は対称６相交流６電極放電装
置の構成を説明する概略斜視図、図２は同装置が生起す
る面状放電の放電経路説明図、図３は同装置に印加する
対称６相交流の静止ベクトル図、図４は同装置における
各電極間距離を示す説明図である。

【００１４】図１に示すように、対称６相交流−６電極
放電装置は、対称６相交流電源部と符号Ｔ₁ 〜Ｔ₆ で指
示する棒状放電電極とを所定の接続順序で接続して構成
される。対称６相交流電源部は、互いに位相差６０°の
関係を有する６つの単相交流電圧Ｅ₁ 〜Ｅ₆ （相順はＥ
₆ →Ｅ₅ →…→Ｅ₁ →Ｅ₆ ）を出力し、また６本の放電
電極Ｔ₁ 〜Ｔ₆ は、符号Ｈで指示する絶縁性の電極ホル
ダーによって、その先端部を正６角形の各頂点位置付近
に近接配置した状態に保持されている。

【００１５】そして、対称６相交流電源部から出力され
る６つの単相交流電圧Ｅ₁ 〜Ｅ₆ のうちの位相差１２０
°の関係を有する３つの単相交流を、放電電極Ｔ₁ 〜Ｔ
₆ へひとつおきに印加し、且つ互いに逆相関係を有する
単相交流を、互いに対向する放電電極へ印加するように
接続している。この接続法を採り放電を開始したとこ
ろ、図２に示すように、放電電極Ｔ₁ 〜Ｔ₆ で囲む領域
内で計１５本の放電が、途絶えることなく放電方向を揃
え、且つ放電順序に従って高速回転しながら平面状に発
生し驚くほど高効率な面状放電が得られたのである。

【００１６】なお、図２には位相が３０°進む毎の各瞬
間における放電経路を表しており、図中の太矢印はその
電極間に電圧最大値が印加され矢印方向に放電電流が流
れることを示し、図中の細矢印はその電極間に最大値で
はないが電圧印加されて矢印方向に放電電流が流れるこ
とを示している。

【００１７】対称６相交流６電極放電において、斯くの
如き面状放電を実現できたのは、電極間の単位距離当た
りの印加電圧が、全ての電極間において一定になってい
るからである。距離の大きい電極間にはその分高い放電
電圧が印加され、距離の短い隣接電極間のみでなく、距
離の大きい他の電極との間にも放電が生起されるのであ
る。この放電原理を、図３及び図４を参照しつつ更に詳
しく説明する。

【００１８】図３は、対称６相交流電圧の大きさと位相
関係を示す静止ベクトル図である。対称６相交流電源部
から出力される６つの単相交流を、図中の太線ベクトル
Ｅ₁〜Ｅ₆ で代表させると、各電極間に印加される電圧
は、この太線ベクトルＥ₁ 〜Ｅ₆ のベクトル差でそれぞ
れ表すことができる。図３中には、細線ベクトルＶ₁₂〜
Ｖ₁₆にて、放電電極Ｔ₁ と他の電極Ｔ₂ 〜Ｔ₆ との間に
印加される電極間電圧を表している。

【００１９】ここで、太線ベクトルＥ₁ 〜Ｅ₆ の大きさ
をＥとすると、電極Ｔ₁ −Ｔ₂ 間電圧を代表する細線ベ
クトルＶ₁₂は、太線べクトルＥ₁ と太線べクトルＥ₂ と
のベクトル差となるので、その大きさはＥとなり、同様
に、電極Ｔ₁ −Ｔ₃ 間電圧を代表するベクトルＶ₁₃の大
きさは、√３Ｅ、電極Ｔ₁ −Ｔ₄ 間電圧を代表するベク
トルＶ₁₄の大きさは、 ２Ｅ、電極Ｔ₁ −Ｔ₅ 間電圧を
代表するベクトルＶ₁₅の大きさは、√３Ｅ、電極Ｔ₁ −
Ｔ₆ 間電圧を代表するベクトルＶ₁₆の大きさは、 １Ｅ
になる。

【００２０】一方、放電電極Ｔ₁ と他の電極Ｔ₂ 〜Ｔ₆
との間の距離についてみてみると、正６角形の中心と各
頂点との距離をＬとした場合、図４に示すように、電極
Ｔ₁と電極Ｔ₂ との距離はＬとなり、同様に、電極Ｔ₁
−Ｔ₃ 間の距離；√３Ｌ、電極Ｔ₁ −Ｔ₄ 間の距離；２
Ｌ、放電Ｔ₁ −Ｔ₅ 間の距離；√３Ｌ、電極Ｔ₁ −Ｔ₆
間の距離；１Ｌとなる。

【００２１】この関係から分かるように、対称６相交流
６電極放電にあっては、電極Ｔ₁ −他電極Ｔ₂ 〜Ｔ₆ 間
における、電極間印加電圧Ｖ₁₂〜Ｖ₁₆と電極間距離とが
見事に対応するのである。例えば、電極間距離が電極Ｔ
₁ −Ｔ₂ 間の√３倍となる電極Ｔ₁ −Ｔ₃ 間には、電極
Ｔ₁ −Ｔ₂ 間の√３倍の放電電圧が印加され、電極間距
離が電極Ｔ₁ −Ｔ₂ 間の２倍となる電極Ｔ₁ −Ｔ₄ 間に
は、電極Ｔ₁ −Ｔ₂ 間の２倍の放電電圧が印加されるこ
とになるのである。この関係は、放電電極Ｔ₁と他電極
Ｔ₂ 〜Ｔ₆ との間だけでなく、図示していないが放電電
極Ｔ₂ と他電極Ｔ₃ 〜Ｔ₆ との間についても同様に見る
ことができる。この結果、放電電極Ｔ₁〜Ｔ₆ 全体とし
て高効率な面状放電が生起されるのである。

【００２２】本件出願人は、このような電極間印加電圧
と電極間距離との比例関係が、対称６相交流−６本電極
による放電方式だけでなく、非対称多相交流を用いた場
合にも、以下に述べる放電電極の配置条件を満たしさえ
すれば、保たれることを今回見出したのである。

【００２３】この放電電極の配置条件とは、非対称ｎ相
交流のｎ個の単相交流がそれぞれ印加される各放電電極
Ｔ₁ 〜Ｔn を、非対称多相交流を静止ベクトル図法を用
いて表現したときの各単相交流を代表する各ベクトル終
点に相当する位置にそれぞれ配置するということであ
る。ｎ本の放電電極の全ての電極間に印加される放電電
圧は、前述したように非対称ｎ相交流の各ベクトルのベ
クトル差で表現されるので、放電電極を上記条件で配置
するようにすれば、これら各ベクトル差（電極間印加電
圧）を、放電電極Ｔ₁ 〜Ｔn が形作るｎ角形の辺長や対
角線長に比例的に対応させることができるのである。

【００２４】この電極配置条件を、図３に示す対称６相
交流６電極放電に関して述べれば、次のようになる。対
称６相交流を静止ベクトル図で表現した場合、６つの単
相交流をそれぞれ代表する太線ベクトルＥ₁ 〜Ｅ₆ は、
そのベクトル終点にて正６角形を形作る（図３の点線参
照）。そこで、この対称６相交流６電極放電において
は、放電電極Ｔ₁ 〜Ｔ₆ を、同様な正６角形の各頂点位
置に配置するのである。

【００２５】こうすれば、各電極間に印加される放電電
圧は、ベクトル終点が形成する正６角形の辺や対角線に
相当することになり（細線ベクトルＶ₁₂〜Ｖ₁₆等）、こ
れら放電電圧の大きさは、放電電極Ｔ₁ 〜Ｔ₆ が形成す
る正６角形の辺長や対角線長に比例的に対応することに
なるのである。つまり、静止ベクトル図の各ベクトル終
点が形成する正６角形（図３参照）と、放電電極Ｔ₁ 〜
Ｔ₆ が形成する正６角形（図４参照）とが相似関係を有
することになるので、全ての電極間において、上述した
電極間印加電圧と電極間距離との比例関係が保たれるの
である。

【００２６】したがって、非対称ｎ相交流ｎ電極放電の
場合においても、非対称ｎ相交流の静止ベクトル図のｎ
個のベクトル終点が形成するｎ角形と、放電電極Ｔ₁ 〜
Ｔnが形成するｎ角形とが相似関係を有するように、各
放電電極Ｔ₁ 〜Ｔn を所定位置に配置し、そして、非対
称ｎ相交流の各単相交流を、仮想ｎ角形上で対応する位
置の放電電極へそれぞれ順番に印加しさえすれば、全て
の電極間において電極間印加電圧と電極間距離との比例
関係が実現でき、高効率な面状放電を生起することがで
きるのである。

【００２７】以下、本発明に係る第一実施例〜第七実施
例について、図５〜図29を参照しながら説明する。

【００２８】『第一実施例』第一実施例は、非対称６相
交流−６本電極による長方形状放電方式である。図５に
示すように、棒状の放電電極Ｔ₁ 〜Ｔ₆ が、各電極先端
で長方形状を形成するように、図示しない絶縁性の電極
ホルダーにより支持されている。この放電電極Ｔ₁ 〜Ｔ
₆ へ非対称６相交流電源部より出力される６つの単相交
流電圧Ｅ₁〜Ｅ₆ （相順はＥ₆ →Ｅ₅ →…→Ｅ₁ →
Ｅ₆ ）がそれぞれ印加される。

【００２９】本実施例における非対称６相交流電源部
は、図５に示すように、１台の三相変圧器Ｓ₀ と６台の
単相磁気漏れ変圧器Ｓ₁ 〜Ｓ₆ とから構成される。三相
変圧器Ｓ₀ は、一次巻線側が外部の３相交流電源Ｕ−
Ｖ、Ｖ−Ｗ、及びＷ−Ｕとデルタ結線（或いはスター結
線でも良い）されており、二次巻線側は、中性点ｏ₁ で
スター結線されて端子ｕ、ｖ、ｗが設けられている。

【００３０】そして、この中性点ｏ₁ −各端子ｕ、ｖ、
ｗ間から出力される対称３相交流電圧各相毎に２台ずつ
単相変圧器Ｓ₁ ・Ｓ₄ 、Ｓ₅ ・Ｓ₂ 、及びＳ₃ ・Ｓ₆ が
並列接続され、この３組６台の単相変圧器Ｓ₁ 〜Ｓ₆ の
二次巻線側が所謂ダイヤメトリカル結線（６相対角結
線）されている。つまり、３相交流各相毎に対として並
列接続した２台の単相変圧器の一方の変圧器Ｓ₁ ・Ｓ₅
・Ｓ₃ の二次巻線の巻き終わりと、他方の変圧器Ｓ₄ ・
Ｓ₂ ・Ｓ₆ の二次巻線の巻き始めとを結線し、これら結
線部同士をさらに中性線ｏ₂ で接続しているのである。

【００３１】しかして、単相変圧器Ｓ₁ ・Ｓ₄ 、Ｓ₅ ・
Ｓ₂ 、Ｓ₃ ・Ｓ₆ の共通結線していない端子（１）・
（４）、端子（５）・（２）および端子（３）・（６）
からはそれぞれ放電電圧Ｅ₁ ・Ｅ₄ 、Ｅ₅ ・Ｅ₂ 、Ｅ₃
・Ｅ₆ が出力される。ただし、変圧器Ｓ₁ ・Ｓ₄ の出力
端子（１）・（４）は、変圧器Ｓ₁ ・Ｓ₄ 二次巻線の巻
数比１／２なる中間点から引き出した中間端子としてお
り、従って、この中間端子（１）・（４）から出力され
る交流電圧Ｅ₁ ・Ｅ₄ の大きさは、他の交流電圧の半分
となっている。

【００３２】この非対称６相交流電源部から出力される
非対称６相交流を、静止ベクトル図を用いて表すと、図
６に示す如く、６つのベクトルＥ₁ 〜Ｅ₆ のベクトル終
点は長方形を形作る（図６の点線に示す）。このベクト
ル終点による長方形状と、放電電極Ｔ₁ 〜Ｔ₆ 先端部が
形成する長方形状とが相似形関係を有するように、放電
電極Ｔ₁ 〜Ｔ₆ が長方形に配置され（図７参照）、そし
て放電電圧Ｅ₁ 〜Ｅ₆が、仮想長方形上において対応す
る位置の放電電極Ｔ₁ 〜Ｔ₆ へそれぞれ順番に印加され
るのである。

【００３３】斯くの如き電極配置と電圧印加順序を採る
ことにより、本実施例においても全ての電極間に印加さ
れる放電電圧の大きさ（ベクトル終点による長方形の辺
長や対角線長に相当する）は、図７に示す放電電極Ｔ₁
〜Ｔ₆ による長方形の辺長や対角線長に比例的に対応す
ることになり、よって、全ての電極間において電極間印
加電圧と電極間距離との比例関係が保たれ、放電電極Ｔ
₁ 〜Ｔ₆ が囲む領域内において高効率な長方形状の平面
放電を発生させることが可能になるのである。

【００３４】『第二実施例』第二実施例もまた、非対称
６相交流６本電極による長方形状放電方式である。前述
した第一実施例では、６つの単相交流電圧のうちの２つ
の交流電圧の大きさを他の１／２にすることによって長
方形状の平面放電を生起させたのであるが、本実施例に
おいては、各単相交流電圧の大きさだけではなく、その
位相関係をも非対称にして、あらゆる長方形の平面放電
を生起できるようにしている。

【００３５】本実施例における非対称６相交流電源部も
また、図８に示すように第一実施例と同様、１台の三相
変圧器Ｓ₀ と６台の単相磁気漏れ変圧器Ｓ₁ 〜Ｓ₆ とか
ら構成されており、三相変圧器Ｓ₀ は一次巻線側が外部
の３相交流電源Ｕ−Ｖ、Ｖ−Ｗ、及びＷ−Ｕとデルタ結
線（或いはスター結線でも良い）され、二次巻線側は中
性点ｏ₁ でスター結線されて端子ｕ、ｖ、ｗが設けられ
ている。

【００３６】ただ、本実施例電源部においては、三相変
圧器Ｓ₀ の中性点ｏ₁ −各端子ｕ、ｖ、ｗ間の二次巻線
には、それぞれ中間端子ｕ₁ 、中間端子ｖ₁ ・ｖ₂ 、及
び中間端子ｗ₁ ・ｗ₂ が設けられている。これら中間端
子の引き出し位置は次のとおりである。

【００３７】中間端子ｕ₁ は、中性点ｏ₁ −端子ｕ間の
二次巻線の、ｏ₁ −ｕ₁ 巻数：ｏ₁ −ｕ巻数＝２５：１
00 なる位置から引き出され、中間端子ｖ₁ は、中性点
ｏ₁ −端子ｖ間の二次巻線の、ｏ₁ −ｖ₁ 巻数：ｏ₁ −
ｖ巻数＝２５：１00 なる位置から引き出され、中間端
子ｖ₂ は、中性点ｏ₁ −端子ｖ間の二次巻線の、ｏ₁ −
ｖ₂ 巻数：ｏ₁ −ｖ巻数＝７５：１00 なる位置から引
き出され、中間端子ｗ₁ は、中性点ｏ₁ −端子ｗ間の二
次巻線の、ｏ₁ −ｗ₁ 巻数：ｏ₁ −ｗ巻数＝２５：１00
なる位置から引き出され、中間端子ｗ₂ は、中性点ｏ
₁ −端子ｗ間の二次巻線の、ｏ₁ −ｗ₂ 巻数：ｏ₁ −ｗ
巻数＝７５：１00 なる位置から引き出されているので
ある。

【００３８】そして、図８および図９に示すように、出
力端子（１）・（４）を備えた変圧器Ｓ₁ ・Ｓ₄ は、三
相変圧器Ｓ₀ の中間端子ｕ₁ −中性点ｏ₁ 間から交流電
圧を入力し、放電電極Ｔ₁ ・Ｔ₄ へ向けて放電電圧Ｅ₁
・Ｅ₄ をそれぞれ出力し、出力端子（５）・（２）を備
えた変圧器Ｓ₅ ・Ｓ₂ は、三相変圧器Ｓ₀ の中間端子ｖ
₂ −中間端子ｗ₁ 間から交流電圧を入力し、放電電極Ｔ
₅ ・Ｔ₂ へ向けて放電電圧Ｅ₅ ・Ｅ₂ をそれぞれ出力
し、出力端子（３）・（６）を備えた変圧器Ｓ₃ ・Ｓ₆
は、三相変圧器Ｓ₀ の中間端子ｗ₂ −中間端子ｖ₁ 間か
ら交流電圧を入力し、放電電極Ｔ₃ ・Ｔ₆ へ向けて放電
電圧Ｅ₃ ・Ｅ₆ をそれぞれ出力するように、結線されて
いる。

【００３９】この非対称６相交流電源部から出力される
非対称６相交流を、静止ベクトル図を用いて表すと、図
10に示す如く、６つのベクトルＥ₁ 〜Ｅ₆ のベクトル終
点は長方形を形作る（図10の点線に示す）。このベクト
ル終点による長方形状と、放電電極Ｔ₁ 〜Ｔ₆ 先端部が
形成する長方形状とが相似形関係を有するように、放電
電極Ｔ₁ 〜Ｔ₆ が長方形に配置され（図11参照）、そし
て放電電圧Ｅ₁ 〜Ｅ₆が、仮想長方形上において対応す
る位置の放電電極Ｔ₁ 〜Ｔ₆ へそれぞれ順番に印加され
るのである。

【００４０】しかして、本実施例においても、第一実施
例と同様、全ての電極間に印加される放電電圧の大きさ
（ベクトル終点による長方形の辺長や対角線長に相当す
る）は、図11に示す放電電極Ｔ₁ 〜Ｔ₆ による長方形の
辺長や対角線長に比例的に対応することになり、よっ
て、全ての電極間において電極間印加電圧と電極間距離
との比例関係が保たれ、放電電極Ｔ₁ 〜Ｔ₆ が囲む領域
内において高効率な長方形状の面状放電を発生させるこ
とが可能になるのである。

【００４１】このように、３相変圧器Ｓ₀ 各相の所定の
中間端子から、所望の大きさの交流電圧をとることによ
って、如何なる位相・大きさの単相交流でも容易に得る
ことができ、あらゆる非対称多相交流を出力することが
できる。つまり、どんな形状の平面放電でも生起するこ
とが可能なのである。

【００４２】『第三実施例』第三実施例は、非対称４相
交流４本電極による歪４角形状の放電方式である。前述
した第一実施例および第二実施例では、６つの単相交流
電圧が２つずつ互いに逆相関係にあった（例えば電圧Ｅ
₁ と電圧Ｅ₄ など）。しかし、本発明に係る放電方式は
これに限定されるものではなく、どの単相交流も逆相関
係にない非対称ｎ相交流からも面状放電を生起させるこ
とができる。

【００４３】第三実施例に用いる非対称４相交流電源部
は、図12に示すように、１台の三相変圧器Ｓ₀ と４台の
単相磁気漏れ変圧器Ｓ₁ 〜Ｓ₄ とから構成されており、
三相変圧器Ｓ₀ は、一次巻線側が外部の３相交流電源Ｕ
−Ｖ、Ｖ−Ｗ、及びＷ−Ｕとデルタ結線（或いはスター
結線でも良い）され、二次巻線側は中性点ｏ₁ でスター
結線され端子ｕ、ｖ、ｗが設けられている。

【００４４】本実施例電源部においては、三相変圧器Ｓ
₀ の中性点ｏ₁ −各端子ｕ、ｖ、ｗ間の二次巻線には、
それぞれ中間端子ｕ₁ ・ｕ₂ 、中間端子ｖ₁ ・ｖ₂ ・ｖ
₃ 、及び中間端子ｗ₁ ・ｗ₂ ・ｗ₃ が設けられている。
各中間端子の引き出し位置は次のとおりである。

【００４５】中間端子ｕ₁ は、中性点ｏ₁ −端子ｕ間の
二次巻線の、ｏ₁ −ｕ₁ 巻数：ｏ₁ −ｕ巻数＝17.7：１
00 なる位置から引き出され、中間端子ｕ₂ は、中性点
ｏ₁ −端子ｕ間の二次巻線の、ｏ₁ −ｕ₂ 巻数：ｏ₁ −
ｕ巻数＝32.8：１00 なる位置から引き出され、中間端
子ｖ₁ は、中性点ｏ₁ −端子ｖ間の二次巻線の、ｏ₁ −
ｖ₁ 巻数：ｏ₁ −ｖ巻数＝11.8：１00 なる位置から引
き出され、中間端子ｖ₂ は、中性点ｏ₁ −端子ｖ間の二
次巻線の、ｏ₁ −ｖ₂ 巻数：ｏ₁ −ｖ巻数＝24.4：１00
なる位置から引き出され、中間端子ｖ₃ は、中性点ｏ
₁ −端子ｖ間の二次巻線の、ｏ₁ −ｖ₃ 巻数：ｏ₁ −ｖ
巻数＝31.5：１00 なる位置から引き出され、中間端子
ｗ₁ は、中性点ｏ₁ −端子ｗ間の二次巻線の、ｏ₁ −ｗ
₁ 巻数：ｏ₁ −ｗ巻数＝11.2：１00 なる位置から引き
出され、中間端子ｗ₂ は、中性点ｏ₁ −端子ｗ間の二次
巻線の、ｏ₁ −ｗ₂ 巻数：ｏ₁ −ｗ巻数＝25.1：１00
なる位置から引き出され、中間端子ｗ₃ は、中性点ｏ₁
−端子ｗ間の二次巻線の、ｏ₁ −ｗ₃ 巻数：ｏ₁ −ｗ巻
数＝30.9：１00 なる位置から引き出されているのであ
る。

【００４６】そして、図12および図13に示すように、出
力端子（１）を備えた変圧器Ｓ₁ は、三相変圧器Ｓ₀ の
中間端子ｕ₁ −中間端子ｖ₂ 間から交流電圧を入力し、
放電電極Ｔ₁ へ向けて放電電圧Ｅ₁ を出力し、出力端子
（２）を備えた変圧器Ｓ₂ は、三相変圧器Ｓ₀ の中間端
子ｗ₂ −中間端子ｖ₁ 間から交流電圧を入力し、放電電
極Ｔ₂ へ向けて放電電圧Ｅ₂ を出力し、出力端子（３）
を備えた変圧器Ｓ₃ は、三相変圧器Ｓ₀ の中間端子ｖ₃
−中間端子ｗ₁ 間から交流電圧を入力し、放電電極Ｔ₃
へ向けて放電電圧Ｅ₃ を出力し、出力端子（４）を備え
た変圧器Ｓ₄ は、三相変圧器Ｓ₀ の中間端子ｕ₂ −中間
端子ｗ₃ 間から交流電圧を入力し、放電電極Ｔ₄ へ向け
て放電電圧Ｅ₄ を出力するように結線されている。

【００４７】この非対称４相交流電源部から出力される
非対称４相交流を、静止ベクトル図を用いて表すと、図
14に示す如く、４つのベクトルＥ₁ 〜Ｅ₄ のベクトル終
点は歪四角形を形作る（図14の点線に示す）。このベク
トル終点による歪四角形と、放電電極Ｔ₁ 〜Ｔ₄ 先端部
が形成する多角形状とが相似形関係を有するように、放
電電極Ｔ₁ 〜Ｔ₄ が歪四角形に配置され（図15参照）、
そして放電電圧Ｅ₁ 〜Ｅ₄ が、仮想歪四角形上において
対応する位置の放電電極Ｔ₁ 〜Ｔ₄ へそれぞれ順番に印
加されるのである。

【００４８】しかして、本実施例においても、全ての電
極間に印加される放電電圧の大きさ（ベクトル終点によ
る歪四角形の辺長や対角線長に相当する）は、図15に示
す放電電極Ｔ₁ 〜Ｔ₄ による歪四角形の辺長や対角線長
に比例的に対応することになり、よって、全ての電極間
において電極間印加電圧と電極間距離との比例関係が保
たれ、放電電極Ｔ₁ 〜Ｔ₆ が囲む領域内において高効率
な歪四角形の面状放電を発生させることが可能になるの
である。

【００４９】なお、本実施例の非対称４相交流電源部に
あっては、３相変圧器Ｓ₀ の各相の二次巻線の所要位置
に複数の中間端子を設け、この各相の中間端子から直接
的に所望の大きさ・位相の各単相交流を得るようにして
いるが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、
各放電電圧の大きさを、各単相変圧器Ｓ₁ 〜Ｓ₄ の二次
巻線の巻数変更によって調整するようにしても良い。本
発明に係る他の実施例についても同様である。

【００５０】『第四実施例』第四実施例は、非対称６相
交流−６本電極による正６角形状放電方式である。本実
施例においては、面状放電は正６角形状に為されるもの
の、この正６角形状平面放電の中心点と、非対称６相交
流の交流中心（ゼロ電位点）とは一致しておらず、各放
電電極の放電電圧変位がアンバランスな面状放電を生起
させることができる。

【００５１】本実施例に用いる非対称６相交流電源部
は、図16に示すように、１台の三相変圧器Ｓ₀ と６台の
単相磁気漏れ変圧器Ｓ₁ 〜Ｓ₆ とから構成されており、
三相変圧器Ｓ₀ は、一次巻線側が外部の３相交流電源Ｕ
−Ｖ、Ｖ−Ｗ、及びＷ−Ｕとデルタ結線（或いはスター
結線でも良い）され、二次巻線側は中性点ｏ₁ でスター
結線されて端子ｕ、ｖ、ｗが設けられている。

【００５２】本実施例電源部においては、三相変圧器Ｓ
₀ の中性点ｏ₁ −各端子ｕ、ｖ、ｗ間の二次巻線には、
それぞれ中間端子ｕ₁ 、中間端子ｖ₁ ・ｖ₂ 、及び中間
端子ｗ₁ ・ｗ₂ が設けられている。各中間端子の引き出
し位置は次のとおりである。

【００５３】中間端子ｕ₁ は、中性点ｏ₁ −端子ｕ間の
二次巻線の、ｏ₁ −ｕ₁ 巻数：ｏ₁ −ｕ巻数＝33.3：１
00 なる位置から引き出され、中間端子ｖ₁ は、中性点
ｏ₁ −端子ｖ間の二次巻線の、ｏ₁ −ｖ₁ 巻数：ｏ₁ −
ｖ巻数＝33.3：１00 なる位置から引き出され、中間端
子ｖ₂ は、中性点ｏ₁ −端子ｖ間の二次巻線の、ｏ₁ −
ｖ₂ 巻数：ｏ₁ −ｖ巻数＝66.7：１00 なる位置から引
き出され、中間端子ｗ₁ は、中性点ｏ₁ −端子ｗ間の二
次巻線の、ｏ₁ −ｗ₁ 巻数：ｏ₁ −ｗ巻数＝33.3：１00
なる位置から引き出され、中間端子ｗ₂ は、中性点ｏ
₁ −端子ｗ間の二次巻線の、ｏ₁ −ｗ₂ 巻数：ｏ₁ −ｗ
巻数＝66.7：１00 なる位置から引き出されているので
ある。

【００５４】そして、図16および図17に示すように、出
力端子（１）・（４）を備えた変圧器Ｓ₁ ・Ｓ₄ は、三
相変圧器Ｓ₀ の中間端子ｕ₁ −中間端子ｖ₂ 間から交流
電圧を入力し、放電電極Ｔ₁ ・Ｔ₄ へ向けて放電電圧Ｅ
₁ ・Ｅ₄ をそれぞれ出力し、出力端子（２）を備えた変
圧器Ｓ₂ は、三相変圧器Ｓ₀ の中間端子ｕ₁ −中間端子
ｖ₂ 間から交流電圧を入力し、放電電極Ｔ₂ へ向けて放
電電圧Ｅ₂ を出力し、出力端子（６）を備えた変圧器Ｓ
₃ は、三相変圧器Ｓ₀ の中間端子ｕ₁ −中間端子ｗ₂ 間
から交流電圧を入力し、放電電極Ｔ₆ へ向けて放電電圧
Ｅ₆ を出力し、出力端子（３）・（６）を備えた変圧器
Ｓ₃ ・Ｓ₆ は、三相変圧器Ｓ₀ の中間端子ｖ₁ −中間端
子ｗ₁ 間から交流電圧を入力し、放電電極Ｔ₃ ・Ｔ₆ へ
向けて放電電圧Ｅ₃ ・Ｅ₆ を出力するように結線されて
いる。

【００５５】なお、前記出力端子（４）は、変圧器Ｓ₄
二次巻線上の、中性線ｏ₂ から見た巻数比が、１／３な
る位置から引き出されており、当該出力端子（４）から
出力される放電電圧Ｅ₄ は、その大きさが放電電圧Ｅ₁
の１／３となっている。

【００５６】この非対称６相交流電源部から出力される
非対称６相交流を、静止ベクトル図を用いて表すと、図
18に示す如く、６つのベクトルＥ₁ 〜Ｅ₆ のベクトル終
点は正６角形を形作る（図18の点線に示す）。このベク
トル終点による正６角形と、放電電極Ｔ₁ 〜Ｔ₆ 先端部
が形成する多角形状とが相似形関係を有するように、放
電電極Ｔ₁ 〜Ｔ₆ を正６角形に配置して（図19参照）、
そして放電電圧Ｅ₁ 〜Ｅ₆ を、仮想正６角形上において
対応する位置の放電電極Ｔ₁ 〜Ｔ₆ へそれぞれ順番に印
加するのである。

【００５７】しかして、本実施例においても、全ての電
極間に印加される放電電圧の大きさ（ベクトル終点によ
る正六角形の辺長や対角線長に相当する）は、図19に示
す放電電極Ｔ₁ 〜Ｔ₆ による正六角形の辺長や対角線長
に比例的に対応することになり、よって、全ての電極間
において電極間印加電圧と電極間距離との比例関係が保
たれ、放電電極Ｔ₁ 〜Ｔ₆ が囲む領域内において高効率
な正６角形の面状放電を発生させることが可能になるの
である。

【００５８】ただ、本実施例放電方式にあっては、図18
に示すように、非対称６相交流Ｅ₁〜Ｅ₆ のベクトル始
点位置（ゼロ電位点）である中性点ｏ₂ は、ベクトル終
点が形作る仮想正６角形の中心Ｃよりも放電電極Ｔ₄ 側
に存在することになり、放電電極Ｔ₁ の印加電圧変位
は、放電電極Ｔ₄ のそれよりも大きくなる。したがって
当該放電方式を、前述したスパッタリング装置等に採用
すれば、ターゲット電極が囲む正６角柱領域の軸中心位
置にワークを位置せしめても、ワークに対する薄膜形成
量を部分的に異ならしめることが可能となり、またこの
薄膜形成量の差異を積極的に利用することにより、多様
な形状のワークに対しても均一な薄膜形成を行なうこと
も可能となる。

【００５９】『第五実施例』第五実施例は、非対称４相
交流−６本電極による正６角形状放電方式である。本実
施例においても、第四実施例と同様、面状放電が正６角
形状に為され、この正６角形状平面放電の中心点と、非
対称４相交流の交流中心（ゼロ電位位置）とが一致して
いない。本実施例は、非対称４相交流の交流中心（ゼロ
電位位置）が平面放電領域の外側に存在するのである。

【００６０】本実施例に用いる非対称４相交流電源部
は、図20に示すように、１台の三相変圧器Ｓ₀ と６台の
単相磁気漏れ変圧器Ｓ₁ 〜Ｓ₆ とから構成されており、
三相変圧器Ｓ₀ は、一次巻線側が外部の３相交流電源Ｕ
−Ｖ、Ｖ−Ｗ、及びＷ−Ｕとデルタ結線（或いはスター
結線でも良い）され、二次巻線側は中性点ｏ₁ でスター
結線されて端子ｕ、ｖ、ｗが設けられている。

【００６１】本実施例電源部においては、三相変圧器Ｓ
₀ の中性点ｏ₁ −各端子ｕ、ｖ、ｗ間の二次巻線には、
それぞれ中間端子ｕ₁ ・ｕ₂ 、中間端子ｖ₁ ・ｖ₂ 、お
よび中間端子ｗ₁ ・ｗ₂ が設けられている。各中間端子
の引き出し位置は次のとおりである。

【００６２】中間端子ｕ₁ は、中性点ｏ₁ −端子ｕ間の
二次巻線の、ｏ₁ −ｕ₁ 巻数：ｏ₁ −ｕ巻数＝２５：１
00 なる位置から引き出され、中間端子ｕ₂ は、中性点
ｏ₁ −端子ｕ間の二次巻線の、ｏ₁ −ｕ₂ 巻数：ｏ₁ −
ｕ巻数＝５０：１00 なる位置から引き出され、中間端
子ｖ₁ は、中性点ｏ₁ −端子ｖ間の二次巻線の、ｏ₁ −
ｖ₁ 巻数：ｏ₁ −ｖ巻数＝２５：１00 なる位置から引
き出され、中間端子ｖ₂ は、中性点ｏ₁ −端子ｖ間の二
次巻線の、ｏ₁ −ｖ₂ 巻数：ｏ₁ −ｖ巻数＝５０：１00
なる位置から引き出され、中間端子ｗ₁ は、中性点ｏ
₁ −端子ｗ間の二次巻線の、ｏ₁ −ｗ₁ 巻数：ｏ₁ −ｗ
巻数＝２５：１00 なる位置から引き出され、中間端子
ｗ₂ は、中性点ｏ₁ −端子ｗ間の二次巻線の、ｏ₁ −ｗ
₂ 巻数：ｏ₁ −ｗ巻数＝５０：１00 なる位置から引き
出されているのである。

【００６３】そして、図20および図21に示すように、出
力端子（１）を備えた変圧器Ｓ₁ は、三相変圧器Ｓ₀ の
端子ｕ−中間端子ｖ₁ 間から交流電圧を入力し、放電電
極Ｔ₁ へ向けて放電電圧Ｅ₁ を出力し、出力端子（６）
を備えた変圧器Ｓ₆ は、三相変圧器Ｓ₀ の端子ｕ−中間
端子ｗ₁ 間から交流電圧を入力し、放電電極Ｔ₆ へ向け
て放電電圧Ｅ₆ を出力し、出力端子（２）を備えた変圧
器Ｓ₂ は、三相変圧器Ｓ₀ の中間端子ｕ₂ −中間端子ｖ
₂ 間から交流電圧を入力し、放電電極Ｔ₂ へ向けて放電
電圧Ｅ₂ を出力し、出力端子（５）を備えた変圧器Ｓ₅
は、三相変圧器Ｓ₀ の中間端子ｕ₂ −中間端子ｗ₂ 間か
ら交流電圧を入力し、放電電極Ｔ₅ へ向けて放電電圧Ｅ
₅ を出力し、出力端子（３）を備えた変圧器Ｓ₃ は、三
相変圧器Ｓ₀ の中間端子ｕ₁ −中間端子ｖ₁ 間から交流
電圧を入力し、放電電極Ｔ₃ へ向けて放電電圧Ｅ₃ を出
力し、出力端子（４）を備えた変圧器Ｓ₄ は、三相変圧
器Ｓ₀ の中間端子ｕ₁ −中間端子ｗ₁ 間から交流電圧を
入力し、放電電極Ｔ₄ へ向けて放電電圧Ｅ₄ を出力する
ように結線されている。

【００６４】尚、本実施例電源部にあっては、図21から
分かるように、放電電圧Ｅ₂ と放電電圧Ｅ₃ とは、それ
ぞれ同位相でその大きさは２：１になる。よって、この
放電電圧Ｅ₂ と放電電圧Ｅ₃ とを、一台の単相変圧器で
出力することも可能である。具体的には、単相変圧器Ｓ
₂ の出力二次巻線の中央点から中間端子を引き出してこ
の中間端子から放電電圧Ｅ₃ を出力すれば良いのであ
る。放電電圧Ｅ₅ と放電電圧Ｅ₄ についても同様であ
る。

【００６５】この非対称４相交流電源部から出力される
非対称４相交流を、静止ベクトル図を用いて表すと、図
22に示す如く、６つのベクトルＥ₁ 〜Ｅ₆ のベクトル終
点は正６角形を形作る（図22の点線に示す）。このベク
トル終点による正６角形と、放電電極Ｔ₁ 〜Ｔ₆ 先端部
が形成する多角形状とが相似形関係を有するように、放
電電極Ｔ₁ 〜Ｔ₆ が正６角形に配置され（図19参照）、
そして放電電圧Ｅ₁ 〜Ｅ₆ が、仮想正６角形上において
対応する位置の放電電極Ｔ₁ 〜Ｔ₆ へそれぞれ順番に印
加されるのである。

【００６６】しかして、本実施例においても、全ての電
極間に印加される放電電圧の大きさ（ベクトル終点によ
る正６角形の辺長や対角線長に相当する）は、図19に示
す放電電極Ｔ₁ 〜Ｔ₆ による正６角形の辺長や対角線長
に比例的に対応することになり、よって、全ての電極間
において電極間印加電圧と電極間距離との比例関係が保
たれ、放電電極Ｔ₁ 〜Ｔ₆ が囲む領域内において高効率
な正６角形の面状放電を発生させることが可能になるの
である。

【００６７】ただ、本実施例放電方式にあっては、図22
に示すように、非対称４相交流のベクトル始点位置（ゼ
ロ電位点）である中性点ｏ₂ は、ベクトル終点が形作る
仮想正６角形の外側に存在することになる。このこと
で、放電電極Ｔ₁ ・Ｔ₆ の印加電圧変位は、放電電極Ｔ
₃ ・Ｔ₄ のそれよりも大きくなる。したがって、本実施
例放電方式を、前述したスパッタリング装置等に採用す
れば、第四実施例と同様に、ワークに対する薄膜形成量
を部分的に異ならしめることが可能となる。

【００６８】『第六実施例』第六実施例は、非対称６相
交流−６本電極による長方形状の放電方式である。本実
施例は、前述した第一実施例と、電源部を含めて殆ど同
じ放電方式を採っており、６つの単相交流電圧が全て６
０°の位相差を有し、生起される面状放電の形状も第一
実施例と相似な長方形状である。ただ、本実施例の場
合、６本の放電電極Ｔ₁ 〜Ｔ₆ は、凹六角形を形作って
いる（図24参照）。

【００６９】本実施例の非対称６相交流電源部は、前掲
した図５に示した第一実施例電源部における出力端子
（１）・（４）を、単相変圧器Ｓ₁ ・Ｓ₄ 二次巻線上
の、中性点ｏ₂ から見た巻数比が１：４なる点から引き
出して構成したものである。よって、図23の静止ベクト
ル図に示すように、本実施例電源部から出力される放電
電圧Ｅ₁ ・Ｅ₄ は、その大きさが他の放電電圧の１／４
となる。

【００７０】したがって、図23に点線で示すように、本
実施例においては、６つのベクトルＥ₁ 〜Ｅ₆ のベクト
ル終点は、第一実施例（図６参照）とは異なり、長辺部
分に括れをもった凹６角形状を形作る。このベクトル終
点による凹６角形状と、放電電極Ｔ₁ 〜Ｔ₆ 先端部が形
成する多角形とが相似形関係を有するように放電電極Ｔ
₁ 〜Ｔ₆ を凹６角形状に配置し（図24参照）、そして放
電電圧Ｅ₁ 〜Ｅ₆ を、仮想凹６角形上において対応する
位置の放電電極Ｔ₁ 〜Ｔ₆ へそれぞれ順番に印加するの
である。

【００７１】しかして、本実施例においても、全ての電
極間に印加される放電電圧の大きさ（ベクトル終点によ
る凹６角形の辺長や対角線長に相当する）は、図24に示
す放電電極Ｔ₁ 〜Ｔ₆ による凹６角形の辺長や対角線長
に比例的に対応することになり、面状放電が生起され
る。

【００７２】ただ、本実施例放電方式において特筆すべ
きことは、生起される平面放電は、図24に示すように、
４つの放電電極Ｔ₂ ・Ｔ₃ ・Ｔ₅ ・Ｔ₆ が囲む長方形状
の領域内で為されるということである。即ち、放電電極
Ｔ₂ −Ｔ₆ 間、及び放電電極Ｔ₃ −Ｔ₅ 間においても放
電が為され、一方、放電電極Ｔ₁ ・Ｔ₄ は、生起される
面状放電領域の内部に含まれることになるのである。し
たがって、本実施例放電方式は、特にこの面状放電を大
面積に生起させたい場合に適している。即ち、本実施例
は非対称４相交流−４本電極放電方式による長方形放電
領域の内部に、放電開始を容易にするために、或いはよ
り均一で安定した面状放電を得るために２つの放電電極
を追加したものとみることもできるのである。

【００７３】『第七実施例』最後の第七実施例は、非対
称12相交流−12本電極による直方体形状の立体放電方式
であり、図28に示すように、スパッタリング処理に適用
している。減圧した各種ガスを封入できる減圧室Ｋ内に
おいて、12本の棒状放電電極Ｔ₁ 〜Ｔ₁₂を、その先端部
が長方形状を形作るように互いに等間隔に平行配置し
て、板状ワークＷに対するスパッタリング処理を行なう
というものである。

【００７４】本実施例に用いる非対称12相交流電源部
は、図25に示すように、１台の三相変圧器Ｓ₀ と12台の
単相磁気漏れ変圧器Ｓ₁ 〜Ｓ₁₂とから構成されており、
三相変圧器Ｓ₀ は、一次巻線側が外部の３相交流電源Ｕ
−Ｖ、Ｖ−Ｗ、及びＷ−Ｕとデルタ結線（或いはスター
結線でも良い）され、二次巻線側は中性点ｏ₁ でスター
結線されて端子ｕ、ｖ、ｗが設けられている。

【００７５】本実施例電源部においては、三相変圧器Ｓ
₀ の中性点ｏ₁ −各端子ｕ、ｖ、ｗ間の二次巻線には、
それぞれ中間端子ｕ₁ 、中間端子ｖ₁ ・ｖ₂ ・ｖ₃ ・ｖ
₄ 、及び中間端子ｗ₁ ・ｗ₂ ・ｗ₃ ・ｗ₄ が設けられて
いる。各中間端子の引き出し位置は次のとおりである。

【００７６】中間端子ｕ₁ は、中性点ｏ₁ −端子ｕ間の
二次巻線の、ｏ₁ −ｕ₁ 巻数：ｏ₁ −ｕ巻数＝21.1：１
00 なる位置から引き出され、中間端子ｖ₁ は、中性点
ｏ₁ −端子ｖ間の二次巻線の、ｏ₁ −ｖ₁ 巻数：ｏ₁ −
ｖ巻数＝19.3：１00 なる位置から引き出され、中間端
子ｖ₂ は、中性点ｏ₁ −端子ｖ間の二次巻線の、ｏ₁ −
ｖ₂ 巻数：ｏ₁ −ｖ巻数＝21.1：１00 なる位置から引
き出され、中間端子ｖ₃ は、中性点ｏ₁ −端子ｖ間の二
次巻線の、ｏ₁ −ｖ₃ 巻数：ｏ₁ −ｖ巻数＝59.9：１00
なる位置から引き出され、中間端子ｖ₄ は、中性点ｏ
₁ −端子ｖ間の二次巻線の、ｏ₁ −ｖ₄ 巻数：ｏ₁ −ｖ
巻数＝80.7：１00 なる位置から引き出され、中間端子
ｗ₁ は、中性点ｏ₁ −端子ｗ間の二次巻線の、ｏ₁ −ｗ
₁ 巻数：ｏ₁ −ｗ巻数＝19.3：１00 なる位置から引き
出され、中間端子ｗ₂ は、中性点ｏ₁ −端子ｗ間の二次
巻線の、ｏ₁ −ｗ₂ 巻数：ｏ₁ −ｗ巻数＝21.1：１00
なる位置から引き出され、中間端子ｗ₃ は、中性点ｏ₁
−端子ｗ間の二次巻線の、ｏ₁ −ｗ₃ 巻数：ｏ₁ −ｗ巻
数＝59.9：１00 なる位置から引き出され、中間端子ｗ
₄ は、中性点ｏ₁ −端子ｗ間の二次巻線の、ｏ₁ −ｗ₄
巻数：ｏ₁ −ｗ巻数＝80.7：１00 なる位置から引き出
されているのである。

【００７７】そして、図25および図26に示すように、出
力端子（１）・（７）を備えた変圧器Ｓ₁ ・Ｓ₇ は、三
相変圧器Ｓ₀ の中間端子ｕ₁ −中間端子ｖ₂ 間から交流
電圧を入力し、放電電極Ｔ₁ ・Ｔ₇ へ向けてそれぞれ放
電電圧Ｅ₁ ・Ｅ₇ を出力し、出力端子（12）・（６）を
備えた変圧器Ｓ₁₂・Ｓ₆ は、三相変圧器Ｓ₀ の中間端子
ｕ₁ −中間端子ｗ₂ 間から交流電圧を入力し、放電電極
Ｔ₁₂・Ｔ₆ へ向けてそれぞれ放電電圧Ｅ₁₂・Ｅ₆ を出力
し、出力端子（８）・（２）を備えた変圧器Ｓ₈ ・Ｓ₂
は、三相変圧器Ｓ₀ の中間端子ｖ₃ −中性点ｏ₁ 間から
交流電圧を入力し、放電電極Ｔ₈ ・Ｔ₂ へ向けてそれぞ
れ放電電圧Ｅ₈ ・Ｅ₂ を出力し、出力端子（５）・（1
1）を備えた変圧器Ｓ₅ ・Ｓ₁₁は、三相変圧器Ｓ₀ の中
間端子ｗ₃ −中性点ｏ₁ 間から交流電圧を入力し、放電
電極Ｔ₅ ・Ｔ₁₁へ向けてそれぞれ放電電圧Ｅ₅ ・Ｅ₁₁を
出力し、出力端子（３）・（９）を備えた変圧器Ｓ₃ ・
Ｓ₉ は、三相変圧器Ｓ₀ の中間端子ｗ₁ −中間端子ｖ₄
間から交流電圧を入力し、放電電極Ｔ₃ ・Ｔ₉ へ向けて
それぞれ放電電圧Ｅ₃ ・Ｅ₉ を出力し、出力端子（10）
・（４）を備えた変圧器Ｓ₁₂・Ｓ₆ は、三相変圧器Ｓ₀
の中間端子ｖ₁ −中間端子ｗ₄ 間から交流電圧を入力
し、放電電極Ｔ₁₀・Ｔ₄ へ向けてそれぞれ放電電圧Ｅ₁₀
・Ｅ₄ を出力するように結線されている。

【００７８】この非対称12相交流電源部から出力される
非対称12相交流を、静止ベクトル図を用いて表すと、図
27に示す如く、１２個のベクトルＥ₁ 〜Ｅ₁₂のベクトル
終点は長方形を形作り、しかもこの長方形の長辺を形成
する各ベクトル終点は等間隔（間隔ｔ）になる（図27の
点線に示す）。このベクトル終点による長方形と放電電
極Ｔ₁ 〜Ｔ₁₂先端が形成する長方形とが相似形関係を有
するように、放電電極Ｔ₁ 〜Ｔ₁₂の先端を長方形状に配
置し（図28参照）、そして放電電圧Ｅ₁ 〜Ｅ₁₂を、仮想
長方形上において対応する位置の放電電極Ｔ₁ 〜Ｔ₁₂へ
それぞれ順番に印加するのである。

【００７９】しかして、本実施例においても、全ての電
極間に印加される放電電圧の大きさ（ベクトル終点によ
る長方形の辺長や対角線長に相当する）は、放電電極Ｔ
₁ 〜Ｔ₁₂先端が形成する長方形の辺長や対角線長に比例
的に対応し、全ての電極間において電極間印加電圧と電
極間距離との比例関係が保たれることになる。

【００８０】この結果、減圧室Ｋ内の放電電極Ｔ₁ 〜Ｔ
₁₂が囲む領域において直方体形状の立体放電が生起され
て、この立体放電領域内部に存在する板状ワークＷに対
してスパッタリング処理が施されるのである。前述した
ように、本実施例においては放電電極Ｔ₁ 〜Ｔ₁₂が互い
に等間隔に配されている。したがって、板状ワークＷに
対するスパッタリング処理を頗る均一に行なうことでき
るのである。

【００８１】以上、第一実施例〜第七実施例をもって、
本発明に係る非対称多相交流−多電極放電方式を説明し
てきたが、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
なく「特許請求の範囲」の記載内において種々の変更が
可能である。

【００８２】例えば、上記実施例は何れも、非対称ｎ相
交流の静止ベクトル図のベクトル終点位置のみに各放電
電極を配置していたのであるが、本発明に係る放電方式
はこれに限定されるものではなく、非対称ｎ相交流の静
止ベクトル始点位置（ゼロ電位位置）にアース電極Ｔ₀
を配するようにしても良い。静止ベクトル図における静
止ベクトル始点と終点との距離（即ち、各ベクトル長
さ）は、当然に、アース電極Ｔ₀ −他電極間距離と比例
的に対応するので、平面放電の支障になるどころか、放
電開始が容易になり、より均一で安定的な平面状放電あ
るいは立体状放電を生起させることが可能となる。

【００８３】例えば、前述の第三実施例（図12〜図15参
照）で説明した非対称４相交流４電極による歪４角形状
放電方式において、この非対称４相交流の静止ベクトル
始点位置（ゼロ電位位置）にアース電極Ｔ₀ を配置する
ようにすれば（図29参照）、アース電極Ｔ₀ と他電極Ｔ
₁ 〜Ｔ₄ 間においても放電が為されることになって、よ
り均一で安定的な歪４角形状平面放電を生起させること
が可能となる。

【００８４】

【本発明の効果】以上、実施例をもって説明したとお
り、本発明に係る非対称多相交流−多電極放電方式にあ
っては、非対称多相交流の静止ベクトル図における各ベ
クトル終点が形成する多角形に合わせて複数の放電電極
を配置し、当該非対称多相交流の各単相交流電圧を、こ
の多角形上で対応する位置の放電電極へ順番に印加しさ
えすれば、全ての電極間において電極間印加電圧と電極
間距離との比例関係が実現できるので、適当な非対称多
相交流を放電電極に印加することで、正多角形に限ら
ず、あらゆる形状の面状放電を生起することが可能とな
った。

【００８５】したがって、本発明放電方式を、例えばス
パッタリング装置に用いれば、各種ワーク形状に適した
形状のプラズマ領域を形成することも可能となり、面積
の大きいワークに対しても、あるいは部分的に突起をも
ったワークに対しても、均一な薄膜形成を高能率に行う
ことが可能になり、また本発明放電方式を光源として利
用する場合には、正多角形に限らず、多様な形状の光源
装置を提供することが可能となるなど、産業上の利用価
値は頗る高いものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の対称６相交流６電極放電装置の構成を説
明する概略斜視図である。

【図２】同装置が生起する面状放電の放電経路説明図で
ある。

【図３】同装置に印加する対称６相交流の静止ベクトル
図である。

【図４】同装置における各電極間距離を示す説明図であ
る。

【図５】本発明に係る第一実施例の非対称６相交流−６
電極放電方式の結線図である。

【図６】同放電方式の非対称６相交流の静止ベクトル図
である。

【図７】同放電方式の各放電電極の配置図である。

【図８】本発明に係る第二実施例の非対称６相交流−６
電極放電方式の結線図である。

【図９】同放電方式の非対称６相交流の各単相交流電圧
のベクトル図である。

【図10】同放電方式の非対称６相交流の静止ベクトル図
である。

【図11】同放電方式の各放電電極の配置図である。

【図12】本発明に係る第三実施例の非対称４相交流−４
電極放電方式の結線図である。

【図13】同放電方式の非対称４相交流の各単相交流電圧
のベクトル図である。

【図14】同放電方式の非対称４相交流の静止ベクトル図
である。

【図15】同放電方式の各放電電極の配置図である。

【図16】本発明に係る第四実施例の非対称６相交流−６
電極放電方式の結線図である。

【図17】同放電方式の非対称６相交流の各単相交流電圧
のベクトル図である。

【図18】同放電方式の非対称６相交流の静止ベクトル図
である。

【図19】同放電方式の各放電電極の配置図である。

【図20】本発明に係る第五実施例の非対称４相交流−６
電極放電方式の結線図である。

【図21】同放電方式の非対称４相交流の各単相交流電圧
のベクトル図である。

【図22】同放電方式の非対称４相交流の静止ベクトル図
である。

【図23】本発明に係る第六実施例の非対称６相交流の静
止ベクトル図である。

【図24】同放電方式の各放電電極の配置図である。

【図25】本発明に係る第七実施例の非対称12相交流−12
電極放電方式の結線図である。

【図26】同放電方式の非対称12相交流の各単相交流電圧
のベクトル図である。

【図27】同放電方式の非対称12相交流の静止ベクトル図
である。

【図28】同放電方式を適用したスパッタリング装置の概
略構成説明図である。

【図29】本発明に係る第三実施例の変形例である非対称
４相交流−５電極放電方式における各放電電極およびア
ース電極の配置図である。

【符号の説明】

Ｔ₁ 〜Ｔ₁₂ 放電電極 Ｔ₀ アース電極 Ｅ₁ 〜Ｅ₁₂ 印加放電電圧 Ｓ₀ 三相変圧器 Ｓ₁ 〜Ｓ₁₂ 単相変圧器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｂ 7/144 Ｚ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非対称多相交流をその相順に、当該非対
   称多相交流の相数と同数の放電電極Ｔ₁ 〜Ｔn へ順番に
   印加することにより面状あるいは立体状放電を生起せし
   める放電方式において、 非対称多相交流の各単相交流をそれぞれ印加すべき各放
   電電極Ｔ₁ 〜Ｔn を、当該非対称多相交流を静止ベクト
   ル図を用いて表現したときの前記各単相交流を代表する
   静止ベクトルのベクトル終点に相当する位置へそれぞれ
   配置せしめたことを特徴とする非対称多相交流放電方
   式。
2. 【請求項２】 非対称多相交流が印加される放電電極Ｔ
   ₁ 〜Ｔn を、少なくとも一つの放電電極が当該放電電極
   の両隣りの他の放電電極を結んだ直線上に位置する如く
   配置したことを特徴とする請求項１記載の非対称多相交
   流放電方式。
3. 【請求項３】 非対称多相交流が印加される放電電極Ｔ
   ₁ 〜Ｔn を、当該放電電極Ｔ₁ 〜Ｔn が凹多角形状を成
   す如く配置したことを特徴とする請求項１または請求項
   ２記載の非対称多相交流放電方式。
4. 【請求項４】 非対称多相交流が印加される放電電極Ｔ
   ₁ 〜Ｔn を、当該放電電極Ｔ₁ 〜Ｔn が正多角形状を成
   す如く配置したことを特徴とする請求項１または請求項
   ２記載の非対称多相交流放電方式。
5. 【請求項５】 非対称多相交流を代表する静止ベクトル
   のベクトル始点に相当する点が、非対称多相交流が印加
   される放電電極Ｔ₁ 〜Ｔn が形作る多角形の辺上に存在
   する如く放電電極Ｔ₁ 〜Ｔn を配置したことを特徴とす
   る請求項１〜請求項４の何れかひとつに記載の非対称多
   相交流放電方式。
6. 【請求項６】 非対称多相交流を代表する静止ベクトル
   のベクトル始点に相当する点が、非対称多相交流が印加
   される放電電極Ｔ₁ 〜Ｔn が形作る多角形の外部に存在
   する如く放電電極Ｔ₁ 〜Ｔn を配置したことを特徴とす
   る請求項１〜請求項４の何れかひとつに記載の非対称多
   相交流放電方式。
7. 【請求項７】 非対称多相交流が印加される放電電極Ｔ
   ₁ 〜Ｔn の他にアース電極Ｔ₀ を、当該非対称多相交流
   の静止ベクトルのベクトル始点に相当する位置に配置し
   たことを特徴とする請求項１〜請求項６の何れかひとつ
   に記載の非対称多相交流放電方式。