JP5096539B2 - Plasma gun - Google Patents
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Description
本発明は、物理気相成長法(PVD:Physical Vapor Deposition)または化学気相成長法(CVD:Chemical Vapor Deposition)で用いられるプラズマガンに関する。 The present invention relates to a plasma gun used in physical vapor deposition (PVD) or chemical vapor deposition (CVD).
PVDとしては、イオンプレーティング法、真空蒸着法、スパッタリング法などが知られている。 As PVD, an ion plating method, a vacuum deposition method, a sputtering method, and the like are known.
例えば、イオンプレーティング法では、図4に示されるようなイオンプレーティング装置が知られている。このイオンプレーティング装置は、陰極1aおよび中間電極1bを備えたプラズマガン1を真空チャンバ2の側面に取り付け、アルゴンガスなどのキャリアガスの供給を受けながら放電電源3から負の電圧が印加されたプラズマガン1によりガス放電させてプラズマ4を発生させ、このプラズマ4を収束用空芯コイル5内を経て真空チャンバ2内に発射し、この真空チャンバ2内にマグネット6とともに陽極(ハース)として設置されたチタンなどの蒸着金属7に照射し、この蒸着金属7を溶解・蒸気化させる。このとき、電子と分離して+イオン化された蒸着金属粒子は、真空チャンバ2内でイオン集積電源8により負の電圧が印加されたワークWの表面に引き寄せられて密着され金属被膜となる。
For example, in the ion plating method, an ion plating apparatus as shown in FIG. 4 is known. In this ion plating apparatus, a plasma gun 1 having a
真空チャンバ2内は、先ず真空ポンプ(図示せず)に接続された排気口2aから内部空気を外部へ排気して真空度を高めることで、蒸着金属7の蒸気化を促すとともに電子運動を活発化させ、また、上記真空チャンバ2内に反応ガス導入口2bから、窒素などの反応ガスを導入することで、蒸着金属粒子は、この反応ガスと反応した化合物の被膜となってワークWの表面に形成される。
In the vacuum chamber 2, first, the internal air is exhausted to the outside through an
このようなイオンプレーティング法で用いられるプラズマガンの中間電極としては、プラズマが流出する第1開口を有する板状の第1鍔部と該第1鍔部の一方の主面に上記第1開口を囲むように突設された筒状の第1胴部とを有する導電性の第1ハウジングと、上記第1ハウジングの第1胴部の内孔に嵌挿された筒状の第1電極部材と、上記第1ハウジングの第1胴部の外周面に嵌入された環状の第1磁石と、上記第1磁石を上記第1ハウジングの第1胴部から抜けないよう止める第1止め部材(ナット)と、上記第1ハウジングの第1胴部の先端に上記第1開口と同軸状に配置された環状の絶縁部材と、プラズマが流入する第2開口を有する板状の第2鍔部と該第2鍔部の一方の主面に上記第2開口を囲むように突設された筒状の第2胴部とを有する導電性の第2ハウジングと、上記第2ハウジングの第2胴部の内孔に嵌挿された筒状の第2電極部材と、上記第2ハウジングの第2胴部の外周面に嵌入された環状の第2磁石と、上記第2磁石を上記第2ハウジングの第2胴部から抜けないよう止める第2止め部材(ナット)と、締結具とを備え、上記第2ハウジングが、その上記第2鍔部の一方の主面が上記第1ハウジングの第1鍔部の一方の主面と対向し、その上記第2開口が上記第1ハウジングの第1開口と同軸状に位置し、かつ、その上記第2胴部の先端が上記第1ハウジングの第1胴部の先端との間に上記絶縁部材を挟むように配置され、上記第1ハウジングの第1鍔部と上記第2ハウジングの第2鍔部とが上記締結具によって相互に締結されているものが知られている(特許文献1参照)。 As an intermediate electrode of a plasma gun used in such an ion plating method, a plate-like first flange portion having a first opening through which plasma flows out, and the first opening on one main surface of the first flange portion. A conductive first housing having a cylindrical first body projecting so as to surround the first tubular member, and a tubular first electrode member inserted into an inner hole of the first body of the first housing And an annular first magnet fitted on the outer peripheral surface of the first body portion of the first housing, and a first stop member (nut) that stops the first magnet from being removed from the first body portion of the first housing. ), A ring-shaped insulating member disposed coaxially with the first opening at the tip of the first body of the first housing, a plate-like second flange having a second opening through which plasma flows, and the A cylindrical second trunk projecting on one main surface of the second flange so as to surround the second opening A conductive second housing having a cylindrical shape, a cylindrical second electrode member fitted into an inner hole of the second body of the second housing, and an outer peripheral surface of the second body of the second housing. An annular second magnet, a second stop member (nut) that stops the second magnet from coming off from the second body of the second housing, and a fastener, the second housing comprising: One main surface of the second flange portion is opposed to one main surface of the first flange portion of the first housing, and the second opening is positioned coaxially with the first opening of the first housing; And the front end of the second body part is arranged so as to sandwich the insulating member between the front end of the first body part of the first housing, and the first flange part of the first housing and the second housing Are known to be fastened to each other by the fasteners. See Patent Document 1).
上記プラズマガンの中間電極は、第1磁石および第2磁石を第1ハウジングおよび第2ハウジングの外部に設けた構造であるため、第1ハウジングおよび第2ハウジングの小型化および軽量化を図ることができる利点があるものの、次のような課題もある。 Since the intermediate electrode of the plasma gun has a structure in which the first magnet and the second magnet are provided outside the first housing and the second housing, the first housing and the second housing can be reduced in size and weight. Although there are advantages that can be made, there are also the following problems.
すなわち、上記第1ハウジングの第1胴部の外周面に嵌入された環状の第1磁石は、上記第1ハウジングの第1胴部に螺合された上記第1止め部材(ナット)によって上記第1胴部から抜けないよう止め、上記第2ハウジングの第2胴部の外周面に嵌入された環状の第2磁石は、上記第2ハウジングの第2胴部に螺合された上記第2止め部材(ナット)によって上記第2胴部から抜けないよう止める構造であるため、上記第1胴部と上記第1止め部材とに螺合溝を加工する必要があるとともに、上記第2胴部と上記第2止め部材とに螺合溝を加工する必要がある。 That is, the annular first magnet fitted on the outer peripheral surface of the first body portion of the first housing is formed by the first stop member (nut) screwed into the first body portion of the first housing. An annular second magnet fitted to the outer peripheral surface of the second body of the second housing is fixed so as not to come off from the first body, and the second stop is screwed into the second body of the second housing. Since the structure is such that a member (nut) prevents the second barrel from coming off, it is necessary to process a threaded groove in the first barrel and the first stopper, and the second barrel and It is necessary to process a screwing groove in the second stopper member.
さらに、上記第1ハウジングの第1胴部の先端と上記第2ハウジングの第2胴部の先端との間に環状の絶縁部材を挟むように配置しつつ、上記第1ハウジングの第1鍔部と上記第2ハウジングの第2鍔部とを上記締結具によって相互に締結する構造であるため、絶縁部材の大きさや材質が限られ、小型でも所定の硬度を有するセラミックス製品などに限られる。 Further, the first flange portion of the first housing is disposed such that an annular insulating member is sandwiched between the front end of the first body portion of the first housing and the front end of the second body portion of the second housing. And the second flange portion of the second housing are fastened to each other by the fastener. Therefore, the size and material of the insulating member are limited, and it is limited to a ceramic product having a predetermined hardness even if it is small.
このような理由で、従来のプラズマガンには、部品組付け性およびコスト面での課題がある。 For this reason, the conventional plasma gun has problems in terms of assembling parts and cost.
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、部品組付け性およびコスト面での改良がなされたプラズマガンを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a plasma gun that is improved in terms of component assembly and cost.
請求項1に記載された発明は、キャリアガスの供給を受けながら負の電圧が印加される陰極と、この陰極に対して同軸上に配置されて正の電圧が印加されるプラズマ発生・収束用の中間電極とを備え、上記中間電極は、上記陰極側に配置された第1中間電極と、上記第1中間電極に対して上記陰極とは反対側に配置された第2中間電極と、上記第1中間電極と上記第2中間電極との間に配置された絶縁部材と、上記第1中間電極と上記第2中間電極とを相互に締結する締結部材とを備えたプラズマガンにおいて、上記第1中間電極および上記第2中間電極は、上記締結部材で相互に締結されたフランジ部とこれらのフランジ部の中央部から相互に対向する方向に突出された胴部とをそれぞれ有するとともに中心部に穴をそれぞれ有する導電性の第1電極取付基体および第2電極取付基体と、上記第1電極取付基体および上記第2電極取付基体の中心部の各穴にそれぞれ嵌着された筒状の第1電極部材および第2電極部材と、上記第1電極取付基体および上記第2電極取付基体の各胴部の外周面にそれぞれ嵌着された環状の第1磁石および第2磁石とを備え、上記絶縁部材は、上記第1磁石と上記第2磁石との間に位置する絶縁本体部と、上記絶縁本体部からそれぞれ一体に突設されて上記第1磁石および上記第2磁石の外周面上にそれぞれ被嵌する第1被嵌部および第2被嵌部とを具備したプラズマガンである。 The invention described in claim 1 is for generating and converging a cathode to which a negative voltage is applied while being supplied with a carrier gas, and to which a positive voltage is applied coaxially with respect to the cathode. The intermediate electrode includes a first intermediate electrode disposed on the cathode side, a second intermediate electrode disposed on the opposite side of the cathode to the first intermediate electrode, and the intermediate electrode In the plasma gun, comprising: an insulating member disposed between the first intermediate electrode and the second intermediate electrode; and a fastening member for fastening the first intermediate electrode and the second intermediate electrode to each other. The first intermediate electrode and the second intermediate electrode each have a flange portion fastened to each other by the fastening member and a body portion protruding in a direction facing each other from the center portion of these flange portions, and at the center portion. Conductive with each hole The first electrode mounting base and the second electrode mounting base, and the cylindrical first electrode member and the second electrode member respectively fitted in the respective holes in the center of the first electrode mounting base and the second electrode mounting base And an annular first magnet and a second magnet respectively fitted on the outer peripheral surfaces of the respective body portions of the first electrode mounting base and the second electrode mounting base, and the insulating member includes the first magnet an insulating body portion positioned, so as to protrude above the insulation, respectively Re body portion or Raso integrally fitted to be respectively on the outer peripheral surface of said first magnet and said second magnet between the said second magnet It is the plasma gun which comprised the 1st fitting part and the 2nd fitting part.
請求項2に記載された発明は、請求項1記載のプラズマガンにおいて、絶縁本体部、第1被嵌部および第2被嵌部からなる絶縁部材が、絶縁耐熱樹脂により一体成型されたものである。 Those The invention described in claim 2, the plasma gun according to claim 1, wherein the insulation body part, first the fitting portion and the second consists of the fitting part insulating member, is integrally molded by an insulating heat-resistant resin It is.
請求項3に記載された発明は、請求項1または2記載のプラズマガンにおける上記第1磁石および上記第2磁石を、共に環状の永久磁石としたものである。 According to a third aspect of the present invention, both the first magnet and the second magnet in the plasma gun according to the first or second aspect are annular permanent magnets.
請求項1記載の発明によれば、上記第1中間電極および上記第2中間電極は、上記第1電極取付基体および上記第2電極取付基体の各胴部の外周面に環状の上記第1磁石および上記第2磁石をそれぞれ嵌着し、上記第1中間電極と上記第2中間電極との間に配置された絶縁部材は、上記第1磁石と上記第2磁石との間に位置する絶縁本体部から一体に突設された第1被嵌部および第2被嵌部を上記第1磁石および上記第2磁石の外周面上にそれぞれ被嵌し、上記第1電極取付基体および上記第2電極取付基体の各フランジ部を上記締結部材で相互に締結するようにしたので、これらのフランジ部間に、上記絶縁部材とともに上記第1磁石および上記第2磁石を同時に固定することができ、従来のような個別の磁石固定手段を設ける必要がなく、部品組付け性およびコスト面での向上を図れる。さらに、上記絶縁部材の第1被嵌部および第2被嵌部は、上記第1磁石および上記第2磁石を保護する保護カバーを兼用できる。 According to the first aspect of the present invention, the first intermediate electrode and the second intermediate electrode are formed on the outer peripheral surfaces of the respective body portions of the first electrode mounting base and the second electrode mounting base, respectively. And an insulating body that is fitted between the first magnet and the second intermediate electrode, and is disposed between the first magnet and the second magnet. A first fitting portion and a second fitting portion, which are integrally projected from the first portion, are fitted on the outer peripheral surfaces of the first magnet and the second magnet, respectively, and the first electrode mounting base and the second electrode Since the flange portions of the mounting base are fastened to each other by the fastening member, the first magnet and the second magnet can be simultaneously fixed together with the insulating member between the flange portions. There is no need to provide separate magnet fixing means Component assembly performance and can be improved in cost. Furthermore, the first fitted portion and the second fitted portion of the insulating member can also serve as a protective cover for protecting the first magnet and the second magnet.
請求項2記載の発明によれば、上記絶縁部材を絶縁耐熱樹脂により一体成型したので、軽量で安価な絶縁部材により、耐熱性、電気絶縁性などに関する高信頼性も確保できる。 According to the second aspect of the present invention, since the insulating member is integrally formed with the insulating heat-resistant resin, high reliability with respect to heat resistance, electrical insulation and the like can be ensured by a lightweight and inexpensive insulating member.
請求項3記載の発明によれば、上記第1磁石および上記第2磁石を、共に環状の永久磁石としたので、従来の少なくとも1つは電磁石を用いる場合と比べて、配線や絶縁性に関する取扱が容易になり、上記絶縁部材により上記第1磁石および上記第2磁石を容易に固定できるとともに、磁石からの発熱がないため、耐熱性能および冷却性能の向上を図れる。 According to the third aspect of the present invention, since the first magnet and the second magnet are both annular permanent magnets, at least one of the conventional methods is related to wiring and insulation compared to the case of using an electromagnet. The first magnet and the second magnet can be easily fixed by the insulating member, and heat generation from the magnet does not occur, so that heat resistance and cooling performance can be improved.
以下、本発明を、図1乃至図3に示された一実施の形態に基いて詳細に説明する。なお、図4に示されたイオンプレーティング装置は、必要に応じて参照する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the embodiment shown in FIGS. In addition, the ion plating apparatus shown by FIG. 4 is referred as needed.
先ず、図1乃至図3に示された一実施の形態を説明する。 First, an embodiment shown in FIGS. 1 to 3 will be described.
図1に示されるように、プラズマガン1は、キャリアガスの供給を受けながら負の電圧が印加される陰極1aと、この陰極1aに対して同軸上に配置されて正の電圧が印加されるプラズマ発生・収束用の中間電極1bとを備えている。
As shown in FIG. 1, a plasma gun 1 has a
上記陰極1aは、ステンレス鋼製の陰極取付基体11の中心部に、アルゴンガスなどの不活性ガスをキャリアガスとして導入するキャリアガス導入口12が設けられ、このキャリアガス導入口12に導電性の取付部材13を介してパイプ状の補助陰極14および円筒状の保護部材15が同心状に取り付けられ、補助陰極14の先端部に主陰極16が取り付けられ、さらに、最も外側に絶縁性の円筒管(ガラス管)17が設けられ、そして、絶縁耐熱樹脂カバー18で絶縁処理された複数の第1の締結部材19により陰極取付基体11が中間電極1bと締結されている。上記陰極取付基体11は、中央部に環状の凹部11aが形成され、この凹部11aの周縁に沿って蓋部11bが溶接されている。
The
上記中間電極1bは、上記陰極1a側に第1中間電極21が配置され、この第1中間電極21に対して上記陰極1aとは反対側に第2中間電極22が配置され、上記第1中間電極21と上記第2中間電極22との間に絶縁部材23が配置され、上記第1中間電極21と上記第2中間電極22とが、絶縁耐熱樹脂カバー24で絶縁処理された複数の第2の締結部材25により相互に締結されている。
The
上記第1中間電極21および上記第2中間電極22は、中心部に穴をそれぞれ有するステンレス鋼製の第1電極取付基体26および第2電極取付基体27を備えている。これらの第1電極取付基体26および第2電極取付基体27は、上記第2の締結部材25で相互に締結されたフランジ部28,28と、これらのフランジ部28,28の中央部から相互に対向する方向に突出された胴部29,29と、これらの胴部29,29とは反対側からフランジ部28,28に環状の凹部31,31がそれぞれ形成され、これらの凹部31,31の周縁に沿って蓋部32,32が溶接されている。
The first
上記第1電極取付基体26および上記第2電極取付基体27の中心部の各穴には、筒状の第1電極部材33および第2電極部材34がそれぞれ嵌着され、上記第1電極取付基体26および上記第2電極取付基体27の各胴部29,29の外周面には、環状の第1磁石35および第2磁石36がそれぞれ嵌着されている。これらの第1磁石35および第2磁石36は、共に環状の永久磁石であり、軸方向陰極側にN極が配置され、軸方向反対側にS極が配置されている。
A cylindrical
上記絶縁部材23は、上記第1磁石35と上記第2磁石36との間に環状の絶縁本体部37が挟まれるように位置するとともに、この絶縁本体部37の外周面部から上記第1磁石35および上記第2磁石36の外周面上に円筒状の第1被嵌部38および第2被嵌部39がそれぞれ一体に突設されて、これらの第1磁石35および第2磁石36の外周面上にそれぞれ被嵌する。
The
上記絶縁部材23の上記絶縁本体部37、第1被嵌部38および第2被嵌部39は、絶縁耐熱樹脂により一体成型されたものである。
The insulating
そして、このプラズマガン1は、上記第2中間電極22の上記蓋部32に接合する環状の絶縁部材(図示せず)および図4に示されるように収束用空芯コイル5の内側に設けられた案内筒を介して、真空チャンバ2の側面に取り付けられている。
The plasma gun 1 is provided inside an annular insulating member (not shown) joined to the
このように真空チャンバ2に接続されたプラズマガン1は、気密性を保持する必要があるので、上記陰極1aの陰極取付基体11と上記円筒管(ガラス管)17の一端面との間にOリングなどのシール部材51が設けられ、上記円筒管(ガラス管)17の他端面と上記第1中間電極21の上記第1電極取付基体26との間にOリングなどのシール部材52が設けられ、上記第1中間電極21および上記第2中間電極22の各胴部29,29と上記絶縁部材23の上記絶縁本体部37との間にOリングなどのシール部材53,53が設けられ、上記蓋部32に接合する環状の絶縁部材(図示せず)および上記案内筒の端面部にも上記シール部材51,52と同様のシール部材が設けられている。
Since the plasma gun 1 connected to the vacuum chamber 2 as described above needs to maintain airtightness, the plasma gun 1 is not provided between the
さらに、上記プラズマガン1は、放電により高温に加熱されるので、効率よく冷却するために、上記陰極1aの上記陰極取付基体11内に第1の冷却手段61が設けられ、上記第1中間電極21の上記第1電極取付基体26内に第2の冷却手段62が設けられ、上記第2中間電極22の上記第2電極取付基体27内に第3の冷却手段63が設けられている。
Further, since the plasma gun 1 is heated to a high temperature by discharge, a first cooling means 61 is provided in the
図2は第1の冷却手段61を示し、上記陰極取付基体11にあってキャリアガス導入口12の周囲に環状の冷却流体通路溝64が設けられ、この冷却流体通路溝64の一部から半径方向外方へ拡大するように径方向拡大凹溝65が形成され、この径方向拡大凹溝65を2等分するように冷却流体通路溝64から径方向拡大凹溝65にわたって半径方向の仕切板66が設けられ、この仕切板66の一側に位置する径方向拡大凹溝65aに対し蓋部11bに冷却流体入口部67が設けられ、仕切板66の他側に位置する径方向拡大凹溝65bに対し蓋部11bに冷却流体出口部68が設けられている。
FIG. 2 shows a first cooling means 61, which is provided with an annular cooling
上記仕切板66より冷却流体出口部68側の冷却流体通路溝64中であって上記冷却流体出口部68よりやや上流となる位置には、爪形の冷却流体案内部69が冷却流体の流れを尖端で切り裂くように周方向に設置されている。
At a position in the cooling
図3は第2の冷却手段62を示し、上記第1電極取付基体26にあって上記胴部29に設けられた上記第1電極部材33が嵌合する穴の周囲に環状の冷却流体通路溝71が設けられ、この冷却流体通路溝71の一部から半径方向外方へ拡大するように径方向拡大凹溝72が形成され、この径方向拡大凹溝72を2等分するように冷却流体通路溝71から径方向拡大凹溝72にわたって半径方向の仕切板73が設けられ、この仕切板73の一側に位置する径方向拡大凹溝72aに対し上記第1電極取付基体26のフランジ部28に冷却流体入口部74が設けられ、仕切板73の他側に位置する径方向拡大凹溝72bに対し上記第1電極取付基体26のフランジ部28に冷却流体出口部75が設けられている。
FIG. 3 shows the second cooling means 62, and an annular cooling fluid passage groove is formed around the hole in the first
上記仕切板73より冷却流体出口部75側の冷却流体通路溝71中であって上記冷却流体出口部75よりやや上流となる位置には、爪形の冷却流体案内部76が冷却流体の流れを尖端で切り裂くように周方向に設置されている。
In the cooling
上記第2中間電極22の上記第2電極取付基体27内に設けられた第3の冷却手段63は、上記第2の冷却手段62と同様の構造であるので、説明を省略する。
Since the third cooling means 63 provided in the second electrode mounting base 27 of the second
次に、上記中間電極1bを組み立てる場合は、上記第1電極取付基体26および上記第2電極取付基体27の各胴部29,29の外周面に環状の上記第1磁石35および上記第2磁石36をそれぞれ嵌着し、上記第1磁石35と上記第2磁石36との間に上記絶縁部材23の絶縁本体部37を挟むとともに、上記第1磁石35および上記第2磁石36の外周面上に上記絶縁部材23の第1被嵌部38および第2被嵌部39をそれぞれ被嵌した状態で、上記第1電極取付基体26および上記第2電極取付基体27の各フランジ部28,28を上記第2の締結部材25で相互に締結することで、上記絶縁部材23、上記第1磁石35および上記第2磁石36を同時に固定するとともに、上記絶縁部材23の第1被嵌部38および第2被嵌部39により、上記第1磁石35および上記第2磁石36を保護する。
Next, when the
次に、図1乃至図3に示された一実施の形態の作用効果を説明する。 Next, the function and effect of the embodiment shown in FIGS. 1 to 3 will be described.
上記陰極1aの補助陰極14にアルゴンガスなどのキャリアガスを供給しつつ、図4に示された放電電源3から上記補助陰極14および上記主陰極16に負の電圧を印加するとともに、放電電源3から上記第1中間電極21の第1電極部材33および上記第2中間電極22の第2電極部材34に正の電圧を印加することで、これらの正負の電極間で放電がなされ、プラズマが発生する。
While supplying a carrier gas such as argon gas to the
このプラズマは、環状に形成された第1磁石35および第2磁石36により収束しつつ、真空チャンバ2内に発射され、図4に示されるように真空チャンバ2内にマグネット6とともに陽極(ハース)として設置されたチタンなどの蒸着金属7に照射され、この蒸着金属7を溶解・蒸気化させる。このとき、+イオン化された蒸着金属粒子は、真空チャンバ2内でイオン集積電源8により負の電圧が印加されたワークWの表面に引き寄せられて密着され金属被膜となる。
The plasma is emitted into the vacuum chamber 2 while converging by the first magnet 35 and the second magnet 36 formed in an annular shape, and as shown in FIG. The deposited
上記放電で加熱された上記陰極1aを冷却する第1の冷却手段61は、上記陰極取付基体11に設けられた冷却流体入口部67から環状の冷却流体通路溝64に流入した冷却流体が、この冷却流体通路溝64に沿って上記陰極取付基体11の中央部周囲をほぼ一周旋回した後、冷却流体出口部68から外部へ排出されるので、上記陰極取付基体11の中央部に接続された取付部材13を介して補助陰極14、保護部材15および主陰極16などを効率良く冷却することができる。その際、冷却流体が半径方向の仕切板66に衝突する直前に、爪形の冷却流体案内部69が冷却流体の流れ方向を冷却流体出口部68側へ変化させるので、冷却流体が外部へ円滑に排出され、冷却効率が向上する。
The first cooling means 61 for cooling the
同様に、上記放電で加熱された上記第1中間電極21および上記第2中間電極22を冷却する第2の冷却手段62および第3の冷却手段63は、上記第1電極取付基体26および上記第2電極取付基体27の各フランジ部28に設けられた冷却流体入口部74から各胴部29に設けられた環状の冷却流体通路溝71に流入した冷却流体が、この冷却流体通路溝71に沿って第1電極部材33および第2電極部材34の各周囲をほぼ一周旋回した後、冷却流体出口部75から外部へ排出されるので、第1電極部材33および第2電極部材34をそれぞれ効率良く冷却することができる。その際、冷却流体が半径方向の仕切板73に衝突する直前に、爪形の冷却流体案内部76が冷却流体の流れ方向を冷却流体出口部75側へ変化させるので、冷却流体が外部へ円滑に排出され、冷却効率が向上する。
Similarly, the second cooling means 62 and the third cooling means 63 for cooling the first
さらに、上記第1電極取付基体26および上記第2電極取付基体27の各フランジ部28から各胴部29にわたってこれらの内部にそれぞれ環状の凹部31および冷却流体通路溝71を設けたので、上記第1電極取付基体26および上記第2電極取付基体27を全体的に効率よく冷却でき、第1電極部材33および第2電極部材34だけでなく、上記第1磁石35および上記第2磁石36も効率よく冷却できる。
Further, since the
また、上記第1の冷却手段61は、冷却流体通路溝64の一部から半径方向外方へ拡大するように形成された径方向拡大凹溝65に対し冷却流体入口部67および冷却流体出口部68が設けられ、また、第2の冷却手段62および第3の冷却手段63は、冷却流体通路溝71の一部から半径方向外方へ拡大するように形成された径方向拡大凹溝72に対し冷却流体入口部74および冷却流体出口部75が設けられているので、薄型の陰極取付基体11、第1電極取付基体26および第2電極取付基体27に対して、十分な流量の冷却流体を供給することができる。
Further, the first cooling means 61 has a cooling
そして、上記第1中間電極21および上記第2中間電極22は、上記第1電極取付基体26および上記第2電極取付基体27の各胴部29,29の外周面に環状の上記第1磁石35および上記第2磁石36をそれぞれ嵌着し、上記第1中間電極21と上記第2中間電極22との間に配置された絶縁部材23は、上記第1磁石35と上記第2磁石36との間に位置する絶縁本体部37から一体に突設された第1被嵌部38および第2被嵌部39を上記第1磁石35および上記第2磁石36の外周面上にそれぞれ被嵌し、上記第1電極取付基体26および上記第2電極取付基体27の各フランジ部28,28を上記第2の締結部材25で相互に締結するようにしたので、これらのフランジ部28,28間に、上記絶縁部材23とともに上記第1磁石35および上記第2磁石36を同時に固定することができ、従来のような個別の磁石固定手段を設ける必要がなく、部品組付け性およびコスト面での向上を図れる。さらに、上記絶縁部材23の第1被嵌部38および第2被嵌部39は、上記第1磁石35および上記第2磁石36を保護する保護カバーを兼用できる。
The first
また、上記絶縁部材23を絶縁耐熱樹脂により一体成型したので、軽量で安価な絶縁部材23により、耐熱性、電気絶縁性などに関する高信頼性も確保できる。
In addition, since the insulating
さらに、上記第1磁石35および上記第2磁石36を、共に環状の永久磁石としたので、従来の少なくとも1つは電磁石を用いる場合と比べて、配線や絶縁性に関する取扱が容易になり、上記絶縁部材23により上記第1磁石35および上記第2磁石36を容易に固定できるとともに、磁石からの発熱がないため、耐熱性能および冷却性能の向上を図れる。
Furthermore, since both the first magnet 35 and the second magnet 36 are annular permanent magnets, at least one of the conventional magnets can be handled more easily with respect to wiring and insulation than the case where an electromagnet is used. The first magnet 35 and the second magnet 36 can be easily fixed by the insulating
なお、本発明のプラズマガン1は、イオンプレーティング法だけでなく、他のPVD(例えば、アシスト蒸着スパッタ法)や、CVDにおけるプラズマ発生器として利用できる。 The plasma gun 1 of the present invention can be used not only as an ion plating method but also as a plasma generator in other PVD (for example, assist vapor deposition sputtering) or CVD.
本発明は、プラズマガンの製造業および販売業などにおいて利用可能である。 The present invention can be used in plasma gun manufacturing and sales.
1 プラズマガン
1a 陰極
1b 中間電極
21 第1中間電極
22 第2中間電極
23 絶縁部材
25 締結部材
26 第1電極取付基体
27 第2電極取付基体
28 フランジ部
29 胴部
33 第1電極部材
34 第2電極部材
35 第1磁石
36 第2磁石
37 絶縁本体部
38 第1被嵌部
39 第2被嵌部
1 Plasma gun
1a Cathode
1b Intermediate electrode
21 First intermediate electrode
22 Second intermediate electrode
23 Insulating material
25 Fastening member
26 First electrode mounting base
27 Second electrode mounting base
28 Flange
29 Torso
33 First electrode member
34 Second electrode member
35 First magnet
36 Second magnet
37 Insulation body
38 First fitting part
39 Second fitting part
Claims (3)
上記中間電極は、
上記陰極側に配置された第1中間電極と、
上記第1中間電極に対して上記陰極とは反対側に配置された第2中間電極と、
上記第1中間電極と上記第2中間電極との間に配置された絶縁部材と、
上記第1中間電極と上記第2中間電極とを相互に締結する締結部材とを備えたプラズマガンにおいて、
上記第1中間電極および上記第2中間電極は、
上記締結部材で相互に締結されたフランジ部とこれらのフランジ部の中央部から相互に対向する方向に突出された胴部とをそれぞれ有するとともに中心部に穴をそれぞれ有する導電性の第1電極取付基体および第2電極取付基体と、
上記第1電極取付基体および上記第2電極取付基体の中心部の各穴にそれぞれ嵌着された筒状の第1電極部材および第2電極部材と、
上記第1電極取付基体および上記第2電極取付基体の各胴部の外周面にそれぞれ嵌着された環状の第1磁石および第2磁石とを備え、
上記絶縁部材は、
上記第1磁石と上記第2磁石との間に位置する絶縁本体部と、
上記絶縁本体部からそれぞれ一体に突設されて上記第1磁石および上記第2磁石の外周面上にそれぞれ被嵌する第1被嵌部および第2被嵌部と
を具備したことを特徴とするプラズマガン。 A cathode to which a negative voltage is applied while being supplied with a carrier gas, and an intermediate electrode for generating and converging plasma, which is arranged coaxially with respect to the cathode and to which a positive voltage is applied,
The intermediate electrode is
A first intermediate electrode disposed on the cathode side;
A second intermediate electrode disposed on a side opposite to the cathode with respect to the first intermediate electrode;
An insulating member disposed between the first intermediate electrode and the second intermediate electrode;
In a plasma gun comprising a fastening member for fastening the first intermediate electrode and the second intermediate electrode to each other,
The first intermediate electrode and the second intermediate electrode are
Conductive first electrode mounting having a flange portion fastened to each other by the fastening member and a body portion protruding in a direction opposite to each other from the center portion of these flange portions, and having a hole in the center portion. A base and a second electrode mounting base;
A cylindrical first electrode member and a second electrode member fitted in respective holes in the center of the first electrode mounting base and the second electrode mounting base;
An annular first magnet and a second magnet respectively fitted on the outer peripheral surfaces of the body portions of the first electrode mounting base and the second electrode mounting base;
The insulating member is
An insulating main body positioned between the first magnet and the second magnet;
The insulated projecting from the main body portion or Raso Re respective integral that and a first object fitting part and the second to be fitting portion fitted to be respectively on the outer peripheral surface of said first magnet and said second magnet A plasma gun characterized by
ことを特徴とする請求項1記載のプラズマガン。 Insulated body portion, first the fitting portion and the second insulating member made from the fitting portion, the plasma gun according to claim 1, characterized in that it is integrally molded by an insulating heat-resistant resin.
ことを特徴とする請求項1または2記載のプラズマガン。 The plasma gun according to claim 1 or 2, wherein both the first magnet and the second magnet are annular permanent magnets.
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