JPH03240964A - プラズマｃｖｄ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は管状基材の内面あるいは大面積を有する複雑形
状の基材をコーティングするためのプラズマＣＶＤ装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

管状基材の内面にセラミックあるいは金属等の薄膜を形
成し、基材の信頼性向上や長寿命化を図ることが行われ
ているが、従来よりこのようなコーティングは第２図に
示す装置によって行われている。図において真空槽１の
内部中心より原料ガス供給系につながる管状のノズル２
が同軸状に突設され、該ノズル２の外周には管状の基材
３が同軸状に設置されている。４は高周波電源でその一
方端子は給電接点６を通じて前記基材３と電気的に接続
され他端子は接地されており、又前記ノズル２も接地さ
れている。一方真空槽１の外部には真空槽長手方向に移
動可能に、ヒーター７が設けられている。このような構
成の装置においてヒーター７を真空槽長手方向に移動さ
せながら所定の温度に昇温し、排気系につながる排気口
９より排気して所定の真空状態に保ち、原料ガス供給系
を通じてノズル２の上方開口部より原料ガスを吹出す。

そして高周波電源４より基材３に高周波電力を印加して
基材３と対向電極となるノズル２この間でプラズマを発
生させ原料ガスを励起、分解することにより管状基材内
面に薄膜を形成する（特公昭６２年４２０３０号等）。

〔発明が解決しようとする課題〕

管状基材内面のコーティングは上述のような装置により
行われているが、この従来装置においては基材への給電
接点が一箇所であったため、アスペクト比の大きな管状
基材をコーティングする場合基材長手方向の距離が大き
くインダクタンスが大きくなり、又内径の小さな管状基
材の内面をコーティングする場合対向電極（ノズル）こ
の距離が近く、陰極（ノズル）、陽極（基材）間の相互
作用が強くなるためかやはりインダクタンスが大きくな
り給電接点部と基材端部（特に給電接点から最も距離の
遠い部分）この間に電位差が生じ管状基材内面に一様な
プラズマが発生せず均一な薄膜形成ができないという問
題があった。

又、原料ガスをノズル上方開口部より吹出すための原料
ガスが基材全体に均一に行きわたらす膜厚に不均一が生
ずる。さらにヒーターを移動させながら成膜するため基
材全体を均一に加熱することができず、基材表面上に吸
着した残留ガスや未反応ガス等の不純物の上に成膜する
こととなり均一で高品質な薄膜が形成できないという問
題があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記問題を解決するためになされたものであっ
てその特徴は高周波電源より高周波電力を印加し真空槽
内でノズルと基材の間にグロー放電を発生させ薄膜形成
を行なうプラズマＣＶＤ装置において、前記ノズルは原
料ガス供給系とつながり真空槽内に配置され、該ノズル
の外周に基材を載置できるようにし、前記高周波電源に
は先端部分に複数の給電接点を有する高周波導入ケーブ
ルを接続し、該給電接点より基材に均一に高周波電力を
分割して供給することにある。

又、前記ノズルは単一管又は同軸多重管構造の複数の管
からなり、この容管には管内外に連通する細孔が管の外
周方向及び長手方向に一様に多数形成することにある。

さらに前記真空槽の内部又は外部には基材を囲む外周方
向及び長手方向に一様に及ぶヒーターを配置し基材全体
を均一に加熱することにある。

〔作用〕

既にのべたように従来装置は高周波電源からの給電接点
が一箇所だったのに対し本発明ではこれを複数設けてい
る。これら複数の給電接点を基材一端から他端にかけて
所定間隔で接続することにより特に大型管状基材あるい
は大面積を有する基材にコーティングをする場合におい
ても給電接点部と基材端部に電位差が生じることなく、
−様なプラズマ発生が可能となり膜質、膜厚ともに均一
な薄膜を形成することができる。

又、原料ガスを吹出すノズル（対向電極）を単管あるい
は同軸多重管構造の複数管で構成し、かつこれら容管に
は管内外に連通ずる細孔を管の外周方向及び長手方向に
一様に多数形成したことで前記細孔より原料ガスを一様
に吹出すことが可能となり基材被覆面に均一に原料ガス
が供給され膜厚のとこのった薄膜形成ができる。

さらに真空槽の内部又は外部で基材を囲む外周方向及び
長手方向に一様に及ぶヒーターを設けたことにより大面
積を有する基材にコーティングを行う際にも基材全体を
均一に所定の温度に加熱することができ、残留ガスある
いは未反応ガスが被覆面に吸着されることが低減され密
着性に優れた薄膜を形成することができる。

〔実施例〕

以下、第１図に示す実施例に基づいて本発明を説明する
。尚第２図と同一部分は同一符号を用いる。第１図は本
発明装置を示す概略図である。図において１は真空槽で
ありその内部には原料ガス供給系につながるノズル２が
同軸状に配置されている。該ノズル２は外管２ａ（外径
４０ｍｍ１内径３５ｍ１１のステンレス製）及び内管２
ｂ（外径２０ｍ＋ｅ、内径１５＋ａ■のステンレス製）
からなる同軸二重管構造であって外管２ａには直径約２
Ｈの、内管２ｂには直径約１■の管内外に連通ずる細孔
８が６管の外周方向及び長手方向に一様に多数形成され
ている（図では内管２ｂの構成を示すための外管２ａの
中間部を開口して示している）。このノズル２の外周に
は基材３（外径９０ｍｍ１内径８０ｍｍ、長さ３ｍのス
チール製パイプ）が同軸状に載置されている。一方コー
ティングに必要江高周波電力は高周波電源４の一方端子
から銅製の高周波導入ケーブル５を通して給電接点６よ
り基材に供給される。この給電接点６は基材全体に均一
に高周波電力が供給できるよう基材長手方向５０ｃｍ毎
に設けた。尚高周波電源４の他方端子及び前記ノズル２
は接地されている。又、真空槽内には基材３を囲む外周
方向及び長手方向に一様に及ぶヒーター７が設けられて
いる。このような構成の装置において原料ガスとしてＴ
１こ１４、ＮＨ３を用い、排気口９より排気して、真空
槽内の圧力を０．３Ｔｏｒｒに保持し、ヒーター７によ
り所定温度に昇温し、高周波電力（１３，５ｆｉＭＨｚ
、出力１　ｋｖ）を印加してＴＩＮ膜の形成を行った。

その結果成膜速度１．５ａｍ／ｈｒで約３μ園のＴＩＮ
膜を基材内面に形成することができた。膜厚分布を測定
したところ最大３．８ＩＩｍ最小２．２＋＋ｍと均一性
に優れていることがわかった。

〔発明の効果〕

以上説明したように基材全体に均一に高周波電力を供給
することにより一様なプラズマ発生が可能となり、又単
管あるいは同軸多重管構造のノズルに多数の細孔を設は
基材に対し原料ガスが均一に供給でき、さらに基材全体
を均一に加熱するヒーターを配置したことにより残留ガ
スや未反応ガスが被覆面に吸着することが低減され、高
品質な薄膜形成が可能となる。従って本発明は化学プラ
ント用パイプ等の大型基材の他、大面積を有する平板あ
るいは複雑形状の基材のコーティングに利用すると有効
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の概略図であり、第２図は従来装置
の概略図である。 １・・・真空槽、２・・・ノズル、２ａ・・・外管、２
ｂ・・・内管、３・・・基材、４・・・高周波電源、５
・・・高周波供給ケーブル、６・・・給電接点、７・・
・ヒーター　８・・・細孔、９・・・排気口。 ＄　１　図 １２　　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空槽内でノズルと基材の間に高周波電源より高
   周波電力を供給しグロー放電を発生させ薄膜形成を行な
   うプラズマＣＶＤ装置において、前記ノズルは原料ガス
   供給系とつながれ、真空槽内に配置され、該ノズルの外
   周に基材を載置できるようにし、前記高周波電源には先
   端部分に複数の給電接点を有する高周波導入ケーブルを
   接続し、該給電接点より基材に均一に高周波電力を分割
   して供給することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
2. （２）前記ノズルは単一管あるいは同軸多重管構造の複
   数の管より構成され、この各管には管内外に連通する細
   孔が管の外周方向及び長手方向に一様に多数形成された
   ことを特徴とする請求項（１）記載のプラズマＣＶＤ装
   置。
3. （３）真空槽の内部又は外部には基材を囲む外周方向及
   び長手方向に一様に及ぶヒーターを設置し、基材全体を
   均一に加熱することを特徴とする請求項（１）又は（２
   ）記載のプラズマＣＶＤ装置。