JP3295835B2 - プラズマガンの中間電極コイル引出装置 - Google Patents

プラズマガンの中間電極コイル引出装置

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JP3295835B2 JP10596797A JP10596797A JP3295835B2 JP 3295835 B2 JP3295835 B2 JP 3295835B2 JP 10596797 A JP10596797 A JP 10596797A JP 10596797 A JP10596797 A JP 10596797A JP 3295835 B2 JP3295835 B2 JP 3295835B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空容器が規定す
る成膜室内にて、プラズマ源が発生するプラズマビーム
を陽極に導き、付着材料をイオン化し、陽極の上方に配
置されかつ電圧が印加された基板表面に膜を形成する真
空成膜装置等に使用されるプラズマガンの中間電極コイ
ル引出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】プラズマガンを利用した真空成膜装置に
は、イオンプレーティング装置や、プラズマCVD装置
などがある。
【0003】例えば、イオンプレーティング装置のプラ
ズマガンとしては、圧力勾配型プラズマガン源またはH
CDプラズマガンが知られている。このようなプラズマ
ガンを使用したイオンプレーティング装置では、プラズ
マビーム発生器(プラズマガン源)を備えており、真空
容器中に配置されたハース(陽極)とプラズマビーム発
生器との間でプラズマビームを発生させ、ハース上に載
置された付着材料としての蒸着材料を加熱蒸発させてい
る。そして、蒸着材料からの蒸着金属粒子はプラズマビ
ームによってイオン化・活性化され、このイオン粒子が
負電圧の基板表面に付着し、基板上に膜が形成される。
【0004】図2は、従来のイオンプレーティング装置
の一例を示す側断面図である。図2を参照して、このイ
オンプレーティング装置は、気密性の真空容器10を有
している。真空容器10には、ガイド部12を介してプ
ラズマビーム発生器(例えば、圧力勾配型プラズマガ
ン)20が取り付けられている。ガイド部12の外側に
は、プラズマビームをガイドするためのステアリングコ
イル31が配設されている。プラズマビーム発生器20
には、プラズマビームを収束するための第1および第2
の中間電極27および28が同心的に配置されている。
第1の中間電極27には磁極軸がプラズマ発生器20の
中心軸と平行になるようにして永久磁石271が内臓さ
れており、第2の中間電極28にはコイル281が内臓
されている。
【0005】プラズマビーム発生器20には、第1およ
び第2の中間電極27および28で規定される通路に繋
がる絶縁管(例えば、ガラス管)21が備えられてい
る。絶縁管21内には、Mo筒22が配置されている。
Mo筒22内には、Taパイプ23が配置されている。
Mo筒22とTaパイプ23とで規定される空間は、L
aB6 製の環状板24で隔離されている。絶縁管21、
Mo筒22、およびTaパイプ23の一端には、導体板
部25が取り付けられている。導体板部25に形成され
たキャリアガス導入口26からキャリアガス(Ar等の
不活性ガス)が導入され、キャリアガスは、Taパイプ
23を通過する。
【0006】真空容器10内には、被処理物体としての
基板100が搬送装置61に支持されることによって配
置されている。基板100には、負バイアス用の直流電
源が接続される。真空容器10の底面には、基板100
に対向するように、ハース(陽極)41が配置されてい
る。ハース41の外周には、環状の補助陽極42が配置
されている。
【0007】導体板部25には、可変電源90のマイナ
ス端が接続されている。可変電源90のプラス端は、そ
れぞれ抵抗器R1およびR2を介して、第1および第2
の中間電極27および28に接続されている。一方、ハ
ース41は、可変電源90ならびに抵抗器R1およびR
2に接続される。また、真空容器10の側壁には、キャ
リアガス(ArやHe等の不活性ガス)を導入するため
のガス導入口10aと、真空容器10内を排気するため
の排気口10bとが形成されている。
【0008】このイオンプレーティング装置では、キャ
リアガス導入口26からキャリアガスが導入されると、
第1の中間電極27とMo筒22との間で放電が始ま
る。これによって、プラズマビーム300が発生する。
プラズマビーム300は、ステアリングコイル31と補
助陽極42の磁石にガイドされて、陽極として用いられ
るハース41および補助陽極42に到達する。ハース4
1にプラズマビーム300が与えられると、ハース41
に収容された蒸着材料200がジュール加熱されて蒸発
する。蒸発金属粒子は、イオン化され、負電圧が印加さ
れた基板100の表面に付着し、基板100上に膜が形
成される。
【0009】また、図3は、従来のプラズマCVD装置
の一例を示す側断面図である。尚、同図において、図2
に示したイオンプレーティング装置と同一部または同様
部には図2と同符号を付し、説明を省略する。図3を参
照して、このプラズマCVD装置は、真空容器10′の
側壁には、付着材料としての原料ガス250を導入する
原料ガス導入口10a′が形成されている。また、真空
容器10′内の底面には、陽極41′が配置されてい
る。
【0010】このプラズマCVD装置では、真空容器1
0′内が排気されると共に、原料ガス導入口10a′か
ら原料ガス250が導入され、プラズマビーム発生器2
0によってプラズマビーム300を発生して陽極41′
に導く。そして、原料ガス250は、イオン化され、負
電圧が印加された基板100の表面に付着し、基板10
0上に膜が形成される。
【0011】図4は、図2、図3で示した真空成膜装置
の第2の中間電極の詳細な構造を示す図である。図4を
参照して、第2の中間電極28は、コイル磁石281
と、コイルケース282により支持固定した状態でコイ
ル磁石281を収容する収納ケース283と、収納ケー
ス283に水密に組み合わされる蓋284と、収納ケー
ス283に収容されたコイル磁石281に対して収容ケ
ース283外から水密を保った状態で電源を供給するた
めの配線構造としての接続部材286と、収納ケース2
83と蓋284とで規定される室内に冷媒を流通させて
コイル磁石281を冷却するための冷媒配管287とを
備えている。コイル磁石281の巻回電線は、絶縁被覆
されている。蓋284は、収納ケース283に対して、
通常、溶接によって接合される。収納ケース283なら
びに蓋284は、絶縁体292および291を介して第
1の中間電極および真空容器のガイド部12と電気的に
絶縁されている。
【0012】接続部材286は、絶縁筒体286dを挟
んで収納ケース283の側面の孔に取り付けられる電極
ボルト286aと、コイル磁石281の引出線281a
の絶縁被覆を剥離した先端に圧着されると共に、ナット
286cによって電極ボルト286a線端部に係止され
る内部端子286bと、外部電源からの電線に圧着され
ると共に、ボルト286eによって電極ボルト286a
の頭部に係止される外部端子286fと、電極ボルト2
86a先端部、内部端子286b、ならびに引出線28
1a先端を収納ケース283および冷媒に対して絶縁す
るように塗布乾燥された絶縁樹脂286gと、収納ケー
ス283の側面の孔の水密をなすOリング286hおよ
びOリング286iとを備えている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図4に示し
た磁石コイルの電気的配線構造を持つ中間電極では、プ
ラズマガンを使用するにつれ、配線構造における内部端
子の周囲に形成される絶縁樹脂が、劣化したり、剥離す
ることがしばしばあった。この場合、絶縁樹脂の劣化部
分や剥離部分に冷媒が浸透し、絶縁破壊が生じたり、電
食によって磁石コイルの引出線が断線したり、電線の接
合部に冷却水中のサビ・ドロ等が堆積し、絶縁破壊を生
じるなどし、プラズマガンを正常に運転することが不可
能になる。また、収容ケースは前述したように溶接によ
り密封されるので、密封した収容ケース内における絶縁
樹脂の劣化や剥離を修復する作業は困難である。
【0014】本発明の課題は、中間電極の磁石コイルの
引出装置に長時間にわたって不具合が生ずることがない
プラズマガンの中間電極コイル引出装置を提供すること
である。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、水密の
収容ケース内に収容されて該収容ケース内にて冷媒を用
いて冷却されるコイル磁石を備えるプラズマガンの中間
電極に適用され、前記収容ケース内外に貫通する孔を用
いて該収容ケース外から水密を確保した状態で前記コイ
ル磁石に対して電源を供給するためのプラズマガンの中
間電極コイル引出し装置において、前記コイル磁石の引
出し線自体が前記収容ケース外にまで水密を確保した状
態で配線され、前記収容ケースの孔に螺入する主筒体
と、前記主筒体の筒内に収容され、前記コイル磁石の引
出線が貫通する孔を備える弾性筒体と、前記弾性筒体を
押圧する絶縁筒体とを有することを特徴とするプラズマ
ガンの中間電極コイル引出装置が得られる。
【0016】
【0017】本発明によればさらに、前記主筒体は、筒
内に環状の鍔座が形成されていると共に、両端外周部に
ネジ部を備え、さらに、一端が前記収納ケースの孔に水
密を確保して螺入しており、前記弾性筒体は、前記主筒
体の筒内で、かつ前記鍔座の前記主筒体の一端側に配置
されると共に、前記コイル磁石の引出線の貫通孔を備
え、前記絶縁筒体は、前記主筒体の一端側から筒内に挿
入されると共に、一端が前記弾性筒体に当接するように
なっており、さらに、前記主筒体の一端側に形成された
ネジ部に螺入するキャップナットの捩じ込みによって前
記鍔座側に移動する前記プラズマガンの中間電極コイル
引出装置が得られる。
【0018】本発明によればまた、前記収容ケースの水
密が確保された領域内にて前記引出線を覆うように配置
された絶縁性を持つケース内絶縁筒体を有する前記プラ
ズマガンの中間電極コイル引出装置が得られる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態によるプラズマガンの中間電極コイル引出装
置を説明する。
【0020】図1は、本発明が適用される第2の中間電
極の断面図である。尚、同図において、従来例と同一部
または同様部には図4と同符号を付し、説明を省略す
る。
【0021】図1を参照して、本装置は、コイル磁石2
81の引出線281a自体が水密を確保した状態で収容
ケース283外にまで配線されたものである。即ち、冷
媒が流通する収容ケース内には、絶縁性樹脂を塗布する
箇所がない。
【0022】引出装置285は、主筒体285aと、弾
性筒体285dと、キャップナット285eと、絶縁筒
体285cと、ケース内絶縁筒体285bとを有してい
る。主筒体285aは、筒内に形成された環状の鍔座2
85fおよび両端の外周にネジ部を備え、筒内が収容ケ
ース283の孔283aに連通し、かつ一端が水密を確
保した状態で孔283aのネジ部に螺入している。主筒
体285aは、絶縁性でも非絶縁性でもよいが、収容ケ
ース283に対する取付強度の点からは、金属製である
方が好ましい。弾性筒体285dは、主筒体285aの
筒内にて鍔座285fの主筒体285aの他端側の座面
(図中、上側の座面)に配置され、絶縁性および弾性を
持っている。また、引出線281aの貫通孔を有してい
る。絶縁筒体285cは、一端側が主筒体285aの筒
内に挿入され、弾性筒体285dを押圧するものであ
り、また、絶縁性を持っている。キャップナット285
eは、絶縁筒体285cに一部が係合した状態で主筒体
285aのネジ部に螺入し、絶縁筒体285cを弾性筒
体285dに押圧させるものである。キャップナット2
85eも、絶縁性でも非絶縁性でもよい。
【0023】本引出装置においては、磁石コイル281
の引出線281aは、絶縁被覆が施された状態で収容ケ
ース283内から、主筒体285a、弾性筒体285
d、絶縁筒体285c、およびキャップナット285e
内を通って、収容ケース283外へ配線されている。キ
ャップナット285eを主筒体285aに捩じ込むこと
で、弾性筒体285dがキャップナット285eに係合
した絶縁筒体285cに押圧されて変形し、引出線28
1aの外周と弾性筒体285dの内周との間、および弾
性筒体285dの外周と主筒体285aの内周との間の
水密が確保される。
【0024】さらに、本引出装置では、主筒体285a
の鍔座285fよりも主筒体285aの一端側(図中、
下側)の領域、即ち、収容ケース283内の領域にて、
コイル磁石281の引出線281aを覆うように配置さ
れた絶縁性を持つケース内絶縁筒体285bを有してい
る。ケース内絶縁筒体285bは、主筒体285aに取
り付けられている。ケース内絶縁筒体285bを有する
ことにより、引出線281aが流通する冷媒に動かされ
るなどした際に収容ケース283や主筒体285aと摩
擦し、その絶縁被覆が剥がれたり、断線することが防止
される。さらに、ケース内絶縁筒体285bの端部に
は、面取り加工や曲面加工を施し、引出線281aが損
傷を受けないようにしている。
【0025】尚、本引出装置は、収容ケース283に蓋
284を溶接した後でも、分解、取り外しが可能であ
り、メインテナンスに有利である。
【0026】
【発明の効果】本発明によるプラズマガンの中間電極コ
イル引出装置は、収容ケースの孔に螺入する主筒体と、
主筒体の筒内に収容され、コイル磁石の引出線が貫通す
る孔を備える弾性筒体と、弾性筒体を押圧する絶縁筒体
とを有し、コイル磁石の引出線自体が収容ケース外にま
で水密を確保した状態で配線されているため、従来のご
とく収容ケース内に絶縁樹脂を塗布する必要がなく、中
間電極の磁石コイルの引出装置に長時間にわたって、従
来のような絶縁樹脂の劣化による不具合が生ずることが
ない。このため、プラズマガンを正常に運転することが
不可であり、また、密封した収容ケース内における絶縁
樹脂の劣化や剥離を修復する困難な作業を行う必要もな
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態によるプラズマガンの中間
電極コイル引出装置の断面図である。
【図2】従来例による真空成膜装置としてのイオンプレ
ーティング装置を示す側断面図である。
【図3】従来例による真空成膜装置としてのプラズマC
VD装置を示す側断面図である。
【図4】従来例によるプラズマガンの中間電極コイル引
出装置の断面図である。
【符号の説明】
10 真空容器 12 ガイド部 20 プラズマビーム発生器 27 第1の中間電極 28 第2の中間電極 41 ハース 100 基板 200 蒸発材料 281 コイル磁石 281a 引出線 282 コイルケース 283 収納ケース 283a 孔 284 蓋 285 引出装置 285a 主筒体 285b ケース内絶縁筒体 285c 絶縁筒体 285d 弾性筒体 285e キャップナット 285f 鍔座 286 接続部材 286a 電極ボルト 286b 内部端子 286c ナット 286d 絶縁筒体 286e ボルト 286f 外部端子 286g 絶縁樹脂 286h、286i Oリング 287 冷媒配管 291、292 絶縁体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−202467(JP,A) 特開 平7−258833(JP,A) 特開 平7−310186(JP,A) 実開 平3−1626(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 14/00 - 14/58 H05H 1/26

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水密の収容ケース内に収容されて該収容
    ケース内にて冷媒を用いて冷却されるコイル磁石を備え
    るプラズマガンの中間電極に適用され、前記収容ケース
    内外に貫通する孔を用いて該収容ケース外から水密を確
    保した状態で前記コイル磁石に対して電源を供給するた
    めのプラズマガンの中間電極コイル引出し装置におい
    て、前記コイル磁石の引出し線自体が前記収容ケース外
    にまで水密を確保した状態で配線され、前記収容ケース
    の孔に螺入する主筒体と、前記主筒体の筒内に収容さ
    れ、前記コイル磁石の引出線が貫通する孔を備える弾性
    筒体と、前記弾性筒体を押圧する絶縁筒体とを有する
    とを特徴とするプラズマガンの中間電極コイル引出装
    置。
  2. 【請求項2】 前記主筒体は、筒内に環状の鍔座が形成
    されていると共に、両側外周部にネジ部を備え、さら
    に、一端が前記収納ケースの孔に水密を確保して螺入し
    ており、前記弾性筒体は、前記主筒体の筒内で、かつ前
    記鍔座の前記主筒体の一端側に配置されると共に、前記
    コイル磁石の引出線の貫通孔を備え、前記絶縁筒体は、
    前記主筒体の一端側から筒内に挿入されると共に、一端
    が前記弾性筒体に当接するようになっており、さらに、
    前記主筒体の一端側に形成されたネジ部に螺入するキャ
    ップナットの捩じ込みによって前記鍔座側に移動する請
    求項に記載のプラズマガンの中間電極コイル引出装
    置。
  3. 【請求項3】 前記収容ケースの水密が確保された領域
    内にて前記引出線を覆うように配置された絶縁性を持つ
    ケース内絶縁筒体を有する請求項1または2に記載のプ
    ラズマガンの中間電極コイル引出装置。
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