JPH05239631A - プラズマ生成装置 - Google Patents
プラズマ生成装置Info
- Publication number
- JPH05239631A JPH05239631A JP3160553A JP16055391A JPH05239631A JP H05239631 A JPH05239631 A JP H05239631A JP 3160553 A JP3160553 A JP 3160553A JP 16055391 A JP16055391 A JP 16055391A JP H05239631 A JPH05239631 A JP H05239631A
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- Japan
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- plasma
- electrode
- forming device
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 長時間安定した持続放電を行うことができる
プラズマ生成装置を実現する。 【構成】 プラズマ生成装置９においてプラズマを生成
すると共に、発振器２７から高周波アンテナ２６に高周
波を印加する。この時、インピーダンスマッチングは、
整合盤２８内の同調可変コンデンサを調整することによ
って行われる。このアンテナ２６に高周波を印加するこ
とにより、高周波は、円筒管２５の内部に伝搬され、こ
の結果生じた交番電場は、円筒管２５内に形成されたプ
ラズマ中の電子を交互に加速する。この高周波の印加に
伴う交番電場の発生により、電子励起，振動励起，回転
励起などを一定の周期で行うことができ、電源１８によ
る放電電圧を上昇させることなく、安定した持続放電を
円筒管２５内部で行わせることができる。
プラズマ生成装置を実現する。 【構成】 プラズマ生成装置９においてプラズマを生成
すると共に、発振器２７から高周波アンテナ２６に高周
波を印加する。この時、インピーダンスマッチングは、
整合盤２８内の同調可変コンデンサを調整することによ
って行われる。このアンテナ２６に高周波を印加するこ
とにより、高周波は、円筒管２５の内部に伝搬され、こ
の結果生じた交番電場は、円筒管２５内に形成されたプ
ラズマ中の電子を交互に加速する。この高周波の印加に
伴う交番電場の発生により、電子励起，振動励起，回転
励起などを一定の周期で行うことができ、電源１８によ
る放電電圧を上昇させることなく、安定した持続放電を
円筒管２５内部で行わせることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルゴンガスなどの不
活性ガスを放電部に供給し、更に、放電部に電子を供給
し、該放電部においてプラズマを生成するようにしたプ
ラズマ生成装置に関する。
活性ガスを放電部に供給し、更に、放電部に電子を供給
し、該放電部においてプラズマを生成するようにしたプ
ラズマ生成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は、プラズマ生成装置からの電子を
用いた従来のイオンプレーティング装置を示しており、
１は真空チャンバーである。真空チャンバー１の下部に
は、ルツボ２が配置され、その中に被蒸発材料３が入れ
られている。４はフィラメント、５は高圧電源であり、
このフィラメント４から発生した電子ビームは、図示し
ていない磁石により２７０°偏向され、ルツボ２中の被
蒸発材料３に照射される。チャンバー１の上部には、イ
オン化された蒸発材料が付着させられる基板６が配置さ
れる。チャンバー１の一方の側部には、ニードルバルブ
７を有した反応ガス供給管８が備えられている。チャン
バー１の他方の側部には、プラズマ生成装置９が設けら
れている。このプラズマ生成装置９には、ランタニウム
ヘキサボライドの如き熱陰極１０、中間電極１１、放電
電極１２、環状直流コイル１３、ニードルバルブ１４を
有したアルゴンガス供給管１５、熱陰極電源１６、放電
安定化抵抗１７、放電電源１８、中間電極負荷抵抗１９
より構成されている。また、前記チャンバー１のプラズ
マ生成装置９に対向した位置には、電子引き出し電極２
０が設けられており、この電極２０には、電源２１から
正の電圧が印加されている。
用いた従来のイオンプレーティング装置を示しており、
１は真空チャンバーである。真空チャンバー１の下部に
は、ルツボ２が配置され、その中に被蒸発材料３が入れ
られている。４はフィラメント、５は高圧電源であり、
このフィラメント４から発生した電子ビームは、図示し
ていない磁石により２７０°偏向され、ルツボ２中の被
蒸発材料３に照射される。チャンバー１の上部には、イ
オン化された蒸発材料が付着させられる基板６が配置さ
れる。チャンバー１の一方の側部には、ニードルバルブ
７を有した反応ガス供給管８が備えられている。チャン
バー１の他方の側部には、プラズマ生成装置９が設けら
れている。このプラズマ生成装置９には、ランタニウム
ヘキサボライドの如き熱陰極１０、中間電極１１、放電
電極１２、環状直流コイル１３、ニードルバルブ１４を
有したアルゴンガス供給管１５、熱陰極電源１６、放電
安定化抵抗１７、放電電源１８、中間電極負荷抵抗１９
より構成されている。また、前記チャンバー１のプラズ
マ生成装置９に対向した位置には、電子引き出し電極２
０が設けられており、この電極２０には、電源２１から
正の電圧が印加されている。
【０００３】上記した構成において、まず、チャンバー
１内部とプラズマ生成装置９の内部を１０−５Torr以下
にまで排気する。その後、プラズマ生成装置９のアルゴ
ンガス供給管１５に設けられているニードルバルブ１４
を徐々に開け、アルゴンガスをプラズマ生成装置９内に
導入する。そして、熱陰極電源１６をオンにし、熱陰極
電流を熱陰極定格温度にまで徐々に増加させ、熱陰極１
０から電子を放出させる。次に、放電電源１８をオンと
し、放電電圧を熱陰極１０と放電電極１２との間に印加
すると、両者間に放電が発生し、放電電流が流れる。こ
の放電による電子がアルゴンガス分子と衝突し、アルゴ
ンガス分子を電離し、この電離が進行することにより電
子励起のプラズマＰが発生する。なお、この時のアルゴ
ンガスの流量と放電電圧とは、パッションの法則に従っ
た放電が開始される値に調整される。また、プラズマ生
成装置９内で発生したプラズマＰは、環状の直流コイル
１３による磁場により発散が防止され、中心方向へ集束
される。
１内部とプラズマ生成装置９の内部を１０−５Torr以下
にまで排気する。その後、プラズマ生成装置９のアルゴ
ンガス供給管１５に設けられているニードルバルブ１４
を徐々に開け、アルゴンガスをプラズマ生成装置９内に
導入する。そして、熱陰極電源１６をオンにし、熱陰極
電流を熱陰極定格温度にまで徐々に増加させ、熱陰極１
０から電子を放出させる。次に、放電電源１８をオンと
し、放電電圧を熱陰極１０と放電電極１２との間に印加
すると、両者間に放電が発生し、放電電流が流れる。こ
の放電による電子がアルゴンガス分子と衝突し、アルゴ
ンガス分子を電離し、この電離が進行することにより電
子励起のプラズマＰが発生する。なお、この時のアルゴ
ンガスの流量と放電電圧とは、パッションの法則に従っ
た放電が開始される値に調整される。また、プラズマ生
成装置９内で発生したプラズマＰは、環状の直流コイル
１３による磁場により発散が防止され、中心方向へ集束
される。
【０００４】このプラズマＰ中で生成した電子は、チャ
ンバー１内の電子引き出し電極２０によって引き出さ
れ、真空チャンバー１の内部に向け加速される。真空チ
ャンバー１内では、フィラメント４を加熱させて電子を
放出させ、ルツボ２中の被蒸発材料３に電子が照射され
ている。材料３は電子の照射によって加熱され、蒸発さ
せられる。この蒸発した材料は、真空チャンバー１内で
プラズマ生成装置９からの電子と衝突し、イオン化，活
性化されプラズマが生成される。このプラズマ中のイオ
ン化された材料は、基板６に引き寄せられて該基板６に
付着しイオンプレーティングが行われる。なお、ルツボ
２内の材料３の蒸発と同時に、供給管８より反応ガスを
供給すれば、蒸発材料と反応ガスとの反応に基づく物質
を基板に付着させることができる。例えば、蒸発物質が
シリコンで、反応ガスが酸素ガスの場合、基板には、二
酸化シリコン（ＳｉＯ２ ）がイオンプレーティングさ
れる。
ンバー１内の電子引き出し電極２０によって引き出さ
れ、真空チャンバー１の内部に向け加速される。真空チ
ャンバー１内では、フィラメント４を加熱させて電子を
放出させ、ルツボ２中の被蒸発材料３に電子が照射され
ている。材料３は電子の照射によって加熱され、蒸発さ
せられる。この蒸発した材料は、真空チャンバー１内で
プラズマ生成装置９からの電子と衝突し、イオン化，活
性化されプラズマが生成される。このプラズマ中のイオ
ン化された材料は、基板６に引き寄せられて該基板６に
付着しイオンプレーティングが行われる。なお、ルツボ
２内の材料３の蒸発と同時に、供給管８より反応ガスを
供給すれば、蒸発材料と反応ガスとの反応に基づく物質
を基板に付着させることができる。例えば、蒸発物質が
シリコンで、反応ガスが酸素ガスの場合、基板には、二
酸化シリコン（ＳｉＯ２ ）がイオンプレーティングさ
れる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記した構成で、プラ
ズマ生成装置９の放電電源１８からの放電電流を増加す
るにしたがって、中間電極１１と放電電極１２との間の
電極間電圧は大きくなり、銅やモリブデンなどで形成さ
れた中間電極１１側はスパッタされ、プラズマ生成装置
９の放電部の円筒管内の壁面には、コンタミネーション
（contamination)が多く付着するようになる。この結
果、長時間このプラズマ生成装置を動作させると、断続
的な異状放電が発生し、安定した持続放電が困難とな
る。
ズマ生成装置９の放電電源１８からの放電電流を増加す
るにしたがって、中間電極１１と放電電極１２との間の
電極間電圧は大きくなり、銅やモリブデンなどで形成さ
れた中間電極１１側はスパッタされ、プラズマ生成装置
９の放電部の円筒管内の壁面には、コンタミネーション
（contamination)が多く付着するようになる。この結
果、長時間このプラズマ生成装置を動作させると、断続
的な異状放電が発生し、安定した持続放電が困難とな
る。
【０００６】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、長時間安定した持続放電を行うこ
とができるプラズマ生成装置を実現するにある。
もので、その目的は、長時間安定した持続放電を行うこ
とができるプラズマ生成装置を実現するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に基づくプラズマ
生成装置は、放電部と、該放電部に活性ガスを導入する
手段と、該放電部へ電子を供給するための電子発生手段
とを備え、該放電部でプラズマを生成するようにしたプ
ラズマ生成装置において、該放電部に高周波を印加する
手段を設けたことを特徴としている。
生成装置は、放電部と、該放電部に活性ガスを導入する
手段と、該放電部へ電子を供給するための電子発生手段
とを備え、該放電部でプラズマを生成するようにしたプ
ラズマ生成装置において、該放電部に高周波を印加する
手段を設けたことを特徴としている。
【０００８】
【作用】本発明に基づくプラズマ生成装置は、放電部に
高周波を印加し、それによって放電電圧を高くすること
なく放電を持続させる。
高周波を印加し、それによって放電電圧を高くすること
なく放電を持続させる。
【０００９】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は、本発明に基づくプラズマ生成装置
を用いたイオンプレーティング装置を示しており、図３
の従来装置と同一部分は同一番号が付されている。この
実施例と図３の従来装置との最大の相違点は、プラズマ
生成装置９の放電部の円筒管２５の外側に高周波アンテ
ナ２６を設け、この高周波アンテナ２６に、発振器２７
からの高周波を整合盤２８を介して供給するようにした
点である。整合盤２８は、同調可変コンデンサ２９，３
０、同調コイル３１より構成されている。
に説明する。図１は、本発明に基づくプラズマ生成装置
を用いたイオンプレーティング装置を示しており、図３
の従来装置と同一部分は同一番号が付されている。この
実施例と図３の従来装置との最大の相違点は、プラズマ
生成装置９の放電部の円筒管２５の外側に高周波アンテ
ナ２６を設け、この高周波アンテナ２６に、発振器２７
からの高周波を整合盤２８を介して供給するようにした
点である。整合盤２８は、同調可変コンデンサ２９，３
０、同調コイル３１より構成されている。
【００１０】このような構成において、第３図の従来装
置で説明したようなステップで、プラズマ生成装置９に
おいてプラズマを生成すると共に、発振器２７から高周
波アンテナ２６に高周波を印加する。この時、インピー
ダンスマッチングは、整合盤２８内の同調可変コンデン
サ２９，３０を調整することによって行われる。このア
ンテナ２６に高周波を印加することにより、高周波は、
円筒管２５の内部に伝搬され、この結果生じた交番電場
は、円筒管２５内に形成されたプラズマ中の電子を交互
に加速する。もちろん、プラズマ中のイオンも場合によ
っては交互に加速される。このプラズマ中の電子は、ア
ルゴンガス分子と衝突し、アルゴン分子をアルゴンイオ
ンと電子とに分離する。生成した電子は、正極側に向か
い、また、アルゴンイオンは、負極側（熱陰極１０側）
に向かって２次電子放出を積極的に促すように作用す
る。この２次電子放出を促すことは、電子温度のみが高
い、非熱平衡状態にある放電プラズマにとっては非常に
重要な作用である。このように、高周波の印加に伴う交
番電場の発生により、電子励起，振動励起，回転励起な
どを一定の周期で行うことができ、電源１８による放電
電圧を上昇させることなく、安定した持続放電を円筒管
２５内部で行わせることができる。そのため、放電によ
り中間電極１１などがスパッタされることは著しく少な
くなり、円筒管２５内壁などのコンタミネーションを極
めて少なくすることができる。この交番電場の印加によ
り電子は、放電部で良く攪拌され、このことからも長時
間の安定した持続放電が期待される。また、交番電場の
印加により、放電の開始が容易となる。 第２図は、本
発明のプラズマ生成装置の他の実施例を示しており、第
１図と同一部分は同一番号を付している。この実施例で
は、プラズマ生成装置９で生成されたプラズマ中から電
子を引き出すため、第１図の実施例における電極２０に
代え、加速電極３５を設けている。そして、放電電極１
２と加速電極３５との間に加速電源３６が接続されてい
る。また、加速電極３５によって引き出された電子を集
束するため、環状の直流コイル３７が設けられている。
この実施例で、生成されたプラズマ中の電子は、加速電
圧によって引き出され、チャンバー１内に導かれる。そ
して、この電子は、環状の直流コイル３７による磁場に
より中心方向に集束され、加速電極３５に電子が衝突す
ることが防止される。
置で説明したようなステップで、プラズマ生成装置９に
おいてプラズマを生成すると共に、発振器２７から高周
波アンテナ２６に高周波を印加する。この時、インピー
ダンスマッチングは、整合盤２８内の同調可変コンデン
サ２９，３０を調整することによって行われる。このア
ンテナ２６に高周波を印加することにより、高周波は、
円筒管２５の内部に伝搬され、この結果生じた交番電場
は、円筒管２５内に形成されたプラズマ中の電子を交互
に加速する。もちろん、プラズマ中のイオンも場合によ
っては交互に加速される。このプラズマ中の電子は、ア
ルゴンガス分子と衝突し、アルゴン分子をアルゴンイオ
ンと電子とに分離する。生成した電子は、正極側に向か
い、また、アルゴンイオンは、負極側（熱陰極１０側）
に向かって２次電子放出を積極的に促すように作用す
る。この２次電子放出を促すことは、電子温度のみが高
い、非熱平衡状態にある放電プラズマにとっては非常に
重要な作用である。このように、高周波の印加に伴う交
番電場の発生により、電子励起，振動励起，回転励起な
どを一定の周期で行うことができ、電源１８による放電
電圧を上昇させることなく、安定した持続放電を円筒管
２５内部で行わせることができる。そのため、放電によ
り中間電極１１などがスパッタされることは著しく少な
くなり、円筒管２５内壁などのコンタミネーションを極
めて少なくすることができる。この交番電場の印加によ
り電子は、放電部で良く攪拌され、このことからも長時
間の安定した持続放電が期待される。また、交番電場の
印加により、放電の開始が容易となる。 第２図は、本
発明のプラズマ生成装置の他の実施例を示しており、第
１図と同一部分は同一番号を付している。この実施例で
は、プラズマ生成装置９で生成されたプラズマ中から電
子を引き出すため、第１図の実施例における電極２０に
代え、加速電極３５を設けている。そして、放電電極１
２と加速電極３５との間に加速電源３６が接続されてい
る。また、加速電極３５によって引き出された電子を集
束するため、環状の直流コイル３７が設けられている。
この実施例で、生成されたプラズマ中の電子は、加速電
圧によって引き出され、チャンバー１内に導かれる。そ
して、この電子は、環状の直流コイル３７による磁場に
より中心方向に集束され、加速電極３５に電子が衝突す
ることが防止される。
【００１１】以上本発明の一実施例を詳述したが、本発
明はこの実施例に限定されない。例えば、第１図や第２
図の実施例において、プラズマ生成装置から電子を引き
出すようにしたが、電極２０などに負の電圧を供給し、
プラズマ中からイオンを取り出すように構成しても良
い。また、電極に電圧を印加せずフローティングの状態
として電子を引き出すようにしても良い。さらに、高周
波アンテナを円筒管２５の外側に配置したが、円筒管内
部にアンテナを設けても良い。
明はこの実施例に限定されない。例えば、第１図や第２
図の実施例において、プラズマ生成装置から電子を引き
出すようにしたが、電極２０などに負の電圧を供給し、
プラズマ中からイオンを取り出すように構成しても良
い。また、電極に電圧を印加せずフローティングの状態
として電子を引き出すようにしても良い。さらに、高周
波アンテナを円筒管２５の外側に配置したが、円筒管内
部にアンテナを設けても良い。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に基づくプ
ラズマ生成装置は、放電部に高周波を印加するようにし
たので、高周波の印加に伴う交番電場の発生により、電
子励起，振動励起，回転励起などを一定の周期で行うこ
とができ、電源１８による放電電圧を上昇させることな
く、安定した持続放電を円筒管２５内部で行わせること
ができる。そのため、放電により中間電極１１などがス
パッタされることは著しく少なくなり、円筒管２５内壁
などのコンタミネーションを極めて少なくすることがで
きる。この交番電場の印加により電子は、放電部で良く
攪拌され、このことからも長時間の安定した持続放電が
期待される。また、交番電場の印加により、放電の開始
が容易となる。
ラズマ生成装置は、放電部に高周波を印加するようにし
たので、高周波の印加に伴う交番電場の発生により、電
子励起，振動励起，回転励起などを一定の周期で行うこ
とができ、電源１８による放電電圧を上昇させることな
く、安定した持続放電を円筒管２５内部で行わせること
ができる。そのため、放電により中間電極１１などがス
パッタされることは著しく少なくなり、円筒管２５内壁
などのコンタミネーションを極めて少なくすることがで
きる。この交番電場の印加により電子は、放電部で良く
攪拌され、このことからも長時間の安定した持続放電が
期待される。また、交番電場の印加により、放電の開始
が容易となる。
【図１】本発明に基づくプラズマ生成装置を用いたイオ
ンプレーティング装置の一実施例を示す図である。
ンプレーティング装置の一実施例を示す図である。
【図２】本発明に基づくプラズマ生成装置の他の実施例
を示す図である。
を示す図である。
【図３】従来のプラズマ生成装置を用いたイオンプレー
ティング装置を示す図である。
ティング装置を示す図である。
１…真空チャンバー ２…ルツボ ３…被蒸発材料 ４…フィラメント ５，１６，１８，２１…電源 ６…基板 ７，１４…ニードルバルブ ８…反応ガス供給管 ９…プラズマ生成装置 １０…熱陰極 １１…中間電極 １２…放電電極 １３…環状直流コイル １５…アルゴンガス供給管 １７…放電安定化抵抗 １９…中間電極負荷抵抗 ２０…電子引き出し電極 ２５…高周波アンテナ ２６…発振器 ２７…整合盤 ３６…加速電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｈ 1/48 9014−2Ｇ
Claims (1)
- 【請求項１】 放電部と、該放電部に不活性ガスを導入
する手段と、該放電部へ電子を供給するための電子発生
手段とを備え、該放電部でプラズマを生成するようにし
たプラズマ生成装置において、該放電部に高周波を印加
する手段を設けたことを特徴とするプラズマ生成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3160553A JPH05239631A (ja) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | プラズマ生成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3160553A JPH05239631A (ja) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | プラズマ生成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05239631A true JPH05239631A (ja) | 1993-09-17 |
Family
ID=15717484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3160553A Withdrawn JPH05239631A (ja) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | プラズマ生成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05239631A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011089158A (ja) * | 2009-10-21 | 2011-05-06 | Jeol Ltd | 膜形成装置 |
-
1991
- 1991-07-01 JP JP3160553A patent/JPH05239631A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011089158A (ja) * | 2009-10-21 | 2011-05-06 | Jeol Ltd | 膜形成装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981008 |