JP2603104Y2 - プラズマ発生装置 - Google Patents
プラズマ発生装置Info
- Publication number
- JP2603104Y2 JP2603104Y2 JP1993030002U JP3000293U JP2603104Y2 JP 2603104 Y2 JP2603104 Y2 JP 2603104Y2 JP 1993030002 U JP1993030002 U JP 1993030002U JP 3000293 U JP3000293 U JP 3000293U JP 2603104 Y2 JP2603104 Y2 JP 2603104Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cathode
- anode
- plasma
- annular
- arc discharge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、プラズマ発生装置に関
し、特にアーク放電を利用したプラズマ発生装置に関す
る。
し、特にアーク放電を利用したプラズマ発生装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】プラズマ発生装置を用いて被加工物にＣ
ＶＤ、ＰＶＤ、イオン窒化等の表面処理を施すことが行
われている。
ＶＤ、ＰＶＤ、イオン窒化等の表面処理を施すことが行
われている。
【０００３】図３は従来のプラズマ発生装置の概念図で
ある。
ある。
【０００４】同図において、１は、動作ガスが導入され
る筒体２の下流側に環状の陰極３が設けられたカソード
である。カソード１内にはフィラメント４が内蔵され、
フィラメント４は加熱用交流電源５に接続されている。
カソード１は筐体６内の上流側に設けられており、筐体
６の下流側にはカソード１との間で初期放電を発生させ
るための環状のアノード７ａ、８ａが環状の絶縁体９、
１０ａを介して設けられている。フィラメント４および
カソード１は直流高圧電源１１の陰極に接続され、アノ
ード７ａ、８ａは抵抗器Ｒ1 、Ｒ2 を介して直流高圧電
源１１の陽極に接続されている。これらカソード１、ア
ノード７ａ、８ａおよび直流高圧電源１１でプラズマ銃
が形成されている。
る筒体２の下流側に環状の陰極３が設けられたカソード
である。カソード１内にはフィラメント４が内蔵され、
フィラメント４は加熱用交流電源５に接続されている。
カソード１は筐体６内の上流側に設けられており、筐体
６の下流側にはカソード１との間で初期放電を発生させ
るための環状のアノード７ａ、８ａが環状の絶縁体９、
１０ａを介して設けられている。フィラメント４および
カソード１は直流高圧電源１１の陰極に接続され、アノ
ード７ａ、８ａは抵抗器Ｒ1 、Ｒ2 を介して直流高圧電
源１１の陽極に接続されている。これらカソード１、ア
ノード７ａ、８ａおよび直流高圧電源１１でプラズマ銃
が形成されている。
【０００５】プラズマ銃のアノード８ａの下流側には図
示しない処理室（チャンバ）が設けられている。チャン
バ内にはカソード１との間でアーク放電によるプラズマ
を発生させるための対向電極１２が配置されている。
示しない処理室（チャンバ）が設けられている。チャン
バ内にはカソード１との間でアーク放電によるプラズマ
を発生させるための対向電極１２が配置されている。
【０００６】プラズマ発生装置は、フィラメント４とア
ノード７ａ、８ａとの間でアーク放電（初期放電）を発
生させると共に、フィラメント４の熱で陰極３を加熱し
て熱電子を放出させ、熱電子の供給が十分となった時に
フィラメント４の発熱を停止し、陰極３のみでプラズマ
を発生させ、対向電極１２上に取り付けられた被加工物
の表面処理を行うようになっている。
ノード７ａ、８ａとの間でアーク放電（初期放電）を発
生させると共に、フィラメント４の熱で陰極３を加熱し
て熱電子を放出させ、熱電子の供給が十分となった時に
フィラメント４の発熱を停止し、陰極３のみでプラズマ
を発生させ、対向電極１２上に取り付けられた被加工物
の表面処理を行うようになっている。
【０００７】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、図３に
示したプラズマ発生装置は、アーク放電の発生が不安定
であり、安定したプラズマを発生させるのが容易ではな
く、しかもカソードが消耗しやすいという問題点があ
る。
示したプラズマ発生装置は、アーク放電の発生が不安定
であり、安定したプラズマを発生させるのが容易ではな
く、しかもカソードが消耗しやすいという問題点があ
る。
【０００８】そこで、本考案の目的は、上記課題を解決
し、アーク放電が安定して発生し、かつ、カソードの消
耗が少ないプラズマ発生装置を提供することにある。
し、アーク放電が安定して発生し、かつ、カソードの消
耗が少ないプラズマ発生装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本考案は、動作ガスが導入される筒体の下流側に環状
の陰極を有するカソードを設け、カソードの下流側に該
カソードとの間で初期放電を発生させるための環状のア
ノードを設け、アノードの下流側にカソードとの間でア
ーク放電によるプラズマを発生させるための対向電極を
設けたプラズマ発生装置において、アノードとカソード
との間に１枚の銅からなる環状の浮遊電極を設けると共
に浮遊電極の穴径をアノードの穴径より小さくしたもの
である。
に本考案は、動作ガスが導入される筒体の下流側に環状
の陰極を有するカソードを設け、カソードの下流側に該
カソードとの間で初期放電を発生させるための環状のア
ノードを設け、アノードの下流側にカソードとの間でア
ーク放電によるプラズマを発生させるための対向電極を
設けたプラズマ発生装置において、アノードとカソード
との間に１枚の銅からなる環状の浮遊電極を設けると共
に浮遊電極の穴径をアノードの穴径より小さくしたもの
である。
【００１０】
【００１１】
【作用】上記構成によれば、アノードまたは浮遊電極の
穴径を小さくしたので、カソードおよびアノード間また
はカソードおよび浮遊電極間における動作ガスの圧力が
高くなる。動作ガスの圧力が高いとアーク放電は安定に
発生するので、カソード、アノード間のアーク放電すな
わち初期放電が安定に発生し、初期放電が発生してから
カソード、対向電極間のアーク放電への移行時間が短く
なる。従って短時間でアーク放電が安定状態となり、安
定したプラズマを得ることができる。このため、カソー
ドへの着火時の放電による衝撃が減少し、カソードの消
耗が抑制される。
穴径を小さくしたので、カソードおよびアノード間また
はカソードおよび浮遊電極間における動作ガスの圧力が
高くなる。動作ガスの圧力が高いとアーク放電は安定に
発生するので、カソード、アノード間のアーク放電すな
わち初期放電が安定に発生し、初期放電が発生してから
カソード、対向電極間のアーク放電への移行時間が短く
なる。従って短時間でアーク放電が安定状態となり、安
定したプラズマを得ることができる。このため、カソー
ドへの着火時の放電による衝撃が減少し、カソードの消
耗が抑制される。
【００１２】
【実施例】以下、本考案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は本考案の前提となったプラズマ発生
装置の概念図である。尚、従来例と共通の部材には共通
の符号を用いた。
装置の概念図である。尚、従来例と共通の部材には共通
の符号を用いた。
【００１４】同図において、１は、Ａｒガス等の動作ガ
スが導入される筒体２の下流側に環状の陰極３が設けら
れたカソードである。陰極３には例えばＬａＢ6 （六硼
化ランタン）ディスクが用いられる。カソード１にはフ
ィラメント４が内蔵されており、外部に配置された加熱
用交流電源５に接続されている。加熱用交流電源５は例
えばプラズマ発生装置の起動時にはタイマ等により所定
の時間だけ作動してフィラメント４を加熱するようにな
っている。
スが導入される筒体２の下流側に環状の陰極３が設けら
れたカソードである。陰極３には例えばＬａＢ6 （六硼
化ランタン）ディスクが用いられる。カソード１にはフ
ィラメント４が内蔵されており、外部に配置された加熱
用交流電源５に接続されている。加熱用交流電源５は例
えばプラズマ発生装置の起動時にはタイマ等により所定
の時間だけ作動してフィラメント４を加熱するようにな
っている。
【００１５】カソード１は筐体６内の上流側に絶縁体
（図示せず）を介して設けられており、筐体６の下流側
には銅からなる複数（図では２枚）の環状のアノード７
ｂ、８ｂが環状の絶縁体９、１０ｂを介して設けられて
いる。アノード７ｂ、８ｂの穴径ｄ1 は図３に示したプ
ラズマ発生装置のアノード７ａ、８ａの穴径ｄ2 と比較
して小さく形成されている。
（図示せず）を介して設けられており、筐体６の下流側
には銅からなる複数（図では２枚）の環状のアノード７
ｂ、８ｂが環状の絶縁体９、１０ｂを介して設けられて
いる。アノード７ｂ、８ｂの穴径ｄ1 は図３に示したプ
ラズマ発生装置のアノード７ａ、８ａの穴径ｄ2 と比較
して小さく形成されている。
【００１６】フィラメント４およびカソード１は、外部
に配置された直流高圧電源１１の陰極に接続されてお
り、アノード７ｂ、８ｂは抵抗器Ｒ1 、Ｒ2 を介して直
流高圧電源１１の陽極に接続されている。これらカソー
ド１、アノード７ｂ、８ｂおよび直流高圧電源１１でプ
ラズマ銃が形成されている。
に配置された直流高圧電源１１の陰極に接続されてお
り、アノード７ｂ、８ｂは抵抗器Ｒ1 、Ｒ2 を介して直
流高圧電源１１の陽極に接続されている。これらカソー
ド１、アノード７ｂ、８ｂおよび直流高圧電源１１でプ
ラズマ銃が形成されている。
【００１７】プラズマ銃のアノード８ｂの下流側には図
示しない処理室（チャンバ）が設けられており、チャン
バ内にはカソード１との間でアーク放電によるプラズマ
を発生させるための対向電極１２が配置されている。対
向電極１２は直流高圧電源１１の陽極に接続されてい
る。対向電極１２上には表面処理が行われるべく被加工
物が取り付けられるようになっている。
示しない処理室（チャンバ）が設けられており、チャン
バ内にはカソード１との間でアーク放電によるプラズマ
を発生させるための対向電極１２が配置されている。対
向電極１２は直流高圧電源１１の陽極に接続されてい
る。対向電極１２上には表面処理が行われるべく被加工
物が取り付けられるようになっている。
【００１８】次に図１に示したプラズマ発生装置の作用
を述べる。
を述べる。
【００１９】起動時にはカソード１内に動作ガスが導入
され、加熱用交流電源５からフィラメント４に電流が供
給され、直流高圧電源１１からカソード１、アノード７
ｂ、８ｂおよび対向電極１２間に印加される。フィラメ
ント４が加熱されフィラメント４とアノード７ｂ、８ｂ
との間でアーク放電（初期放電）が発生し、この熱でＬ
ａＢ6 ディスク３を加熱して熱電子を放出させ、熱電子
電流の供給が十分となった時に加熱用交流電源５からフ
ィラメント４への電流の供給が停止してフィラメント４
の発熱が停止し、ＬａＢ6 ディスク３及び対向電極１２
間のアーク放電に移行し、このＬａＢ6 ディスク３のみ
でプラズマが発生する。
され、加熱用交流電源５からフィラメント４に電流が供
給され、直流高圧電源１１からカソード１、アノード７
ｂ、８ｂおよび対向電極１２間に印加される。フィラメ
ント４が加熱されフィラメント４とアノード７ｂ、８ｂ
との間でアーク放電（初期放電）が発生し、この熱でＬ
ａＢ6 ディスク３を加熱して熱電子を放出させ、熱電子
電流の供給が十分となった時に加熱用交流電源５からフ
ィラメント４への電流の供給が停止してフィラメント４
の発熱が停止し、ＬａＢ6 ディスク３及び対向電極１２
間のアーク放電に移行し、このＬａＢ6 ディスク３のみ
でプラズマが発生する。
【００２０】このときアノード７ｂ、８ｂの穴径ｄ1 が
従来のものより小さくなっているので、筐体６内の動作
ガスの圧力が高くなり、フィラメント４、アノード７
ｂ、８ｂ間のアーク放電（初期放電）が安定に発生し、
初期放電が発生してからＬａＢ6 ディスク３、対向電極
１２間のアーク放電へ移行するまでの時間が短縮され
る。従って短時間で安定状態となり、安定したプラズマ
を得ることができる。また、カソード１への着火時の放
電による衝撃が減少し、カソード１の消耗が抑制され
る。さらに、筐体６内の圧力がチャンバ内の圧力より高
いため、動作ガスの逆流が防止される。尚、本実施例で
はアノード７ｂ、８ｂの数が２枚の場合で説明したが、
これに限定されるものではなく１枚であっても３枚以上
であってもよいが、穴径が小さく形成されているのはい
うまでもない。
従来のものより小さくなっているので、筐体６内の動作
ガスの圧力が高くなり、フィラメント４、アノード７
ｂ、８ｂ間のアーク放電（初期放電）が安定に発生し、
初期放電が発生してからＬａＢ6 ディスク３、対向電極
１２間のアーク放電へ移行するまでの時間が短縮され
る。従って短時間で安定状態となり、安定したプラズマ
を得ることができる。また、カソード１への着火時の放
電による衝撃が減少し、カソード１の消耗が抑制され
る。さらに、筐体６内の圧力がチャンバ内の圧力より高
いため、動作ガスの逆流が防止される。尚、本実施例で
はアノード７ｂ、８ｂの数が２枚の場合で説明したが、
これに限定されるものではなく１枚であっても３枚以上
であってもよいが、穴径が小さく形成されているのはい
うまでもない。
【００２１】図２は本考案のプラズマ発生装置の一実施
例の概念図である。
例の概念図である。
【００２２】図１に示したプラズマ発生装置との相違点
は、カソードとアノードとの間に環状の絶縁体を介して
環状の浮遊電極を設けると共に、この浮遊電極の穴径を
アノードの穴径より小さくした点である。
は、カソードとアノードとの間に環状の絶縁体を介して
環状の浮遊電極を設けると共に、この浮遊電極の穴径を
アノードの穴径より小さくした点である。
【００２３】同図において、銅からなる環状の浮遊電極
１３の穴径ｄ3 をアノード８ｃの内径ｄ2 より小さくし
たことにより、筐体６内の動作ガスの圧力が高くなり、
しかも動作ガスの逆流が防止される。従って前述と同様
に、初期放電が発生してからＬａＢ6 ディスク３、対向
電極１２間のアーク放電へ移行するまでの時間が短縮さ
れ、カソード１の消耗が軽減される。また、浮遊電極１
３がカソード１、対向電極１２間のアーク放電路を狭め
るので、アノード８ｃが浮遊電極１３の陰になり消耗も
軽減される。
１３の穴径ｄ3 をアノード８ｃの内径ｄ2 より小さくし
たことにより、筐体６内の動作ガスの圧力が高くなり、
しかも動作ガスの逆流が防止される。従って前述と同様
に、初期放電が発生してからＬａＢ6 ディスク３、対向
電極１２間のアーク放電へ移行するまでの時間が短縮さ
れ、カソード１の消耗が軽減される。また、浮遊電極１
３がカソード１、対向電極１２間のアーク放電路を狭め
るので、アノード８ｃが浮遊電極１３の陰になり消耗も
軽減される。
【００２４】以上において本実施例によれば、アノード
または浮遊電極の穴径を小さくしたので、筐体内の動作
ガスの圧力が高くなり、アーク放電が安定に発生するた
め、カソード、アノード間のアーク放電すなわち初期放
電が安定に発生し、初期放電が発生してからカソード、
対向電極間のアーク放電への移行時間が短くなる。従っ
て短時間でアーク放電が安定状態となり、安定したプラ
ズマを得ることができる。このため、カソードへの着火
時の放電による衝撃が減少し、カソードの消耗が抑制さ
れる。
または浮遊電極の穴径を小さくしたので、筐体内の動作
ガスの圧力が高くなり、アーク放電が安定に発生するた
め、カソード、アノード間のアーク放電すなわち初期放
電が安定に発生し、初期放電が発生してからカソード、
対向電極間のアーク放電への移行時間が短くなる。従っ
て短時間でアーク放電が安定状態となり、安定したプラ
ズマを得ることができる。このため、カソードへの着火
時の放電による衝撃が減少し、カソードの消耗が抑制さ
れる。
【００２５】また、本実施例では加熱用電源は起動時に
タイマにより所定の時間だけ作動するようにした場合で
説明したが、これに限定されるものではなく、温度セン
サを用いて陰極の温度が所定の温度になったときに停止
するように構成してもよい。さらに、フィラメントの加
熱に加熱用交流電源を用いたが、これに限定されるもの
ではなく直流電源を用いてもよい。
タイマにより所定の時間だけ作動するようにした場合で
説明したが、これに限定されるものではなく、温度セン
サを用いて陰極の温度が所定の温度になったときに停止
するように構成してもよい。さらに、フィラメントの加
熱に加熱用交流電源を用いたが、これに限定されるもの
ではなく直流電源を用いてもよい。
【００２６】
【考案の効果】以上要するに本考案によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００２７】筒体内の動作ガスの圧力を高めるべくアノ
ードまたは浮遊電極の穴径を小さくしたので、アーク放
電が安定して発生し、かつ、カソードの消耗が少ないプ
ラズマ発生装置を実現することができる。
ードまたは浮遊電極の穴径を小さくしたので、アーク放
電が安定して発生し、かつ、カソードの消耗が少ないプ
ラズマ発生装置を実現することができる。
【図１】本考案の前提となったプラズマ発生装置の概念
図である。
図である。
【図２】本考案のプラズマ発生装置の一実施例の概念図
である。
である。
【図３】従来のプラズマ発生装置の概念図である。
１ カソード ２ 筒体 ３ 陰極（ＬａＢ6 ディスク） ７ｂ、８ｂ アノード １２ 対向電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 ▲桑▼原 一 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川 島播磨重工業株式会社 東二テクニカル センター内 (72)考案者 川崎 義則 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川 島播磨重工業株式会社 東二テクニカル センター内 (72)考案者 白川 忠秀 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川 島播磨重工業株式会社 東二テクニカル センター内 (72)考案者 瓦谷 立身 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川 島播磨重工業株式会社 東二テクニカル センター内 (56)参考文献 特開 平２−228469（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−107538（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−134659（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−197950（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−5331（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 27/00 - 27/26 H01J 37/08 C23C 14/32 H01L 21/205 H05H 1/48
Claims (1)
- 【請求項１】 動作ガスが導入される筒体の下流側に環
状の陰極を有するカソードを設け、該カソードの下流側
に該カソードとの間で初期放電を発生させるための環状
のアノードを設け、該アノードの下流側に前記カソード
との間でアーク放電によるプラズマを発生させるための
対向電極を設けたプラズマ発生装置において、前記アノ
ードと前記カソードとの間に１枚の銅からなる環状の浮
遊電極を設けると共に該浮遊電極の穴径を前記アノード
の穴径より小さくし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 |
|---|---|---|---|
| JP1993030002U JP2603104Y2 (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | プラズマ発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1993030002U JP2603104Y2 (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | プラズマ発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0688044U JPH0688044U (ja) | 1994-12-22 |
| JP2603104Y2 true JP2603104Y2 (ja) | 2000-02-28 |
Family
ID=12291705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1993030002U Expired - Fee Related JP2603104Y2 (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | プラズマ発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2603104Y2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE529375C2 (sv) * | 2005-07-22 | 2007-07-24 | Sandvik Intellectual Property | Anordning för förbättrad plasmaaktivitet i PVD-reaktorer |
| KR101447779B1 (ko) * | 2012-09-06 | 2014-10-08 | 한국기계연구원 | 이온 빔 소스 및 이를 갖는 증착 장치 |
-
1993
- 1993-06-04 JP JP1993030002U patent/JP2603104Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0688044U (ja) | 1994-12-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5435880A (en) | Plasma processing apparatus | |
| JPH0564407B2 (ja) | ||
| JPH0676773A (ja) | 低圧放電の発生及び点弧方法並びに真空加工装置及び該装置の陰極チェンバ | |
| JP2603104Y2 (ja) | プラズマ発生装置 | |
| EP0095311B1 (en) | Ion source apparatus | |
| JP4417945B2 (ja) | イオン発生装置 | |
| JP2599157Y2 (ja) | プラズマ発生装置 | |
| JP3140636B2 (ja) | プラズマ発生装置 | |
| US5480286A (en) | Exhaust apparatus and vacuum pumping unit including the exhaust apparatus | |
| JPS5853460B2 (ja) | ホロ−カソ−ド放電装置 | |
| JP2599158Y2 (ja) | プラズマ銃 | |
| JPH02276143A (ja) | 超微細形状用軟ｘ線発生装置および発生方法 | |
| JPH0752635B2 (ja) | イオン源装置 | |
| JP2586836B2 (ja) | イオン源装置 | |
| JPH0222500B2 (ja) | ||
| JP2569913Y2 (ja) | イオン注入装置 | |
| JP3092814B2 (ja) | スパッタイオンポンプ | |
| RU1798084C (ru) | Плазмотрон | |
| JPH024979B2 (ja) | ||
| JP2001237227A (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JPH06349430A (ja) | イオン源 | |
| JPS6263179A (ja) | Ｒｆ型イオン源 | |
| JPS58154200A (ja) | Ｘ線露光装置 | |
| KR960000144Y1 (ko) | 이온주입기의 이온소오스 생성장치 | |
| JPH07106052A (ja) | 放電洗浄装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |