JPH05320887A - プラズマビームを用いる表面処理装置 - Google Patents
プラズマビームを用いる表面処理装置Info
- Publication number
- JPH05320887A JPH05320887A JP12850192A JP12850192A JPH05320887A JP H05320887 A JPH05320887 A JP H05320887A JP 12850192 A JP12850192 A JP 12850192A JP 12850192 A JP12850192 A JP 12850192A JP H05320887 A JPH05320887 A JP H05320887A
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- anode
- plasma beam
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 単一の装置で蒸発物質の種類を問わず処理可
能な、また溶解蒸発とイオン化のエネルギー配分の自由
な蒸着装置を提供すること。 【構成】 １つの陰極１に対し２つまたはそれ以上
（Ｎ）の陽極２，３が設けられている、直流電源からＮ
個の陽極のうちの少なくともＮ−１個に電流を供給する
線路に、供給すべき電流を制御する電流制御手段６，７
が設けられている。電流制御手段６，７はオンオフ形式
かパルス幅変調形式のスイッチング素子が用いられる。
能な、また溶解蒸発とイオン化のエネルギー配分の自由
な蒸着装置を提供すること。 【構成】 １つの陰極１に対し２つまたはそれ以上
（Ｎ）の陽極２，３が設けられている、直流電源からＮ
個の陽極のうちの少なくともＮ−１個に電流を供給する
線路に、供給すべき電流を制御する電流制御手段６，７
が設けられている。電流制御手段６，７はオンオフ形式
かパルス幅変調形式のスイッチング素子が用いられる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、陰極、陽極及び電力源
を含み、アーク放電によるプラズマビームを用いて表面
処理を行う装置に関するものである。
を含み、アーク放電によるプラズマビームを用いて表面
処理を行う装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来型の圧力勾配型プラズマ銃を用いた
蒸着装置に於いては、ガン（陰極）に対し垂直にハース
（陽極）を設置するものと水平にハース（陽極）を設置
するものとがあるが、一般的に化学蒸着装置（ＣＶＤ）
の場合、プラズマ面積の広さや原料ガスの導入のしやす
さ等の有利性から水平に設置することが多く、これに対
し物理蒸着装置（ＰＶＤ）の場合はハース内に金属等の
蒸発物質を入れる為垂直に設置せざるを得なかった。従
って従来は用途に応じて２種類の装置を用意していた。
蒸着装置に於いては、ガン（陰極）に対し垂直にハース
（陽極）を設置するものと水平にハース（陽極）を設置
するものとがあるが、一般的に化学蒸着装置（ＣＶＤ）
の場合、プラズマ面積の広さや原料ガスの導入のしやす
さ等の有利性から水平に設置することが多く、これに対
し物理蒸着装置（ＰＶＤ）の場合はハース内に金属等の
蒸発物質を入れる為垂直に設置せざるを得なかった。従
って従来は用途に応じて２種類の装置を用意していた。
【０００３】またイオンプレーティング装置のように、
１つのプラズマビームで金属の溶解蒸発と、ガスや蒸気
のイオン化といった異なる機能を同時におこなわせる方
式では、装置の形状を一旦決めると、２つの機能に対す
るエネルギーの配分は、磁場を用いてプラズマの形状を
調整してその位置や形状を最適化することで或る範囲は
調整可能であるが、その配分を自由にコントロールする
ことが出来なかった。従ってエネルギーの配分が上記の
調整可能な範囲から外れるときは、別の構造の装置を用
意する必要があった。
１つのプラズマビームで金属の溶解蒸発と、ガスや蒸気
のイオン化といった異なる機能を同時におこなわせる方
式では、装置の形状を一旦決めると、２つの機能に対す
るエネルギーの配分は、磁場を用いてプラズマの形状を
調整してその位置や形状を最適化することで或る範囲は
調整可能であるが、その配分を自由にコントロールする
ことが出来なかった。従ってエネルギーの配分が上記の
調整可能な範囲から外れるときは、別の構造の装置を用
意する必要があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上に説明したように、
従来の装置においては、原料の蒸発物質の種類に応じて
２種類の装置を用意しなければならず、またイオンプレ
ーティングの場合も同様である。
従来の装置においては、原料の蒸発物質の種類に応じて
２種類の装置を用意しなければならず、またイオンプレ
ーティングの場合も同様である。
【０００５】従って本発明は、単一の装置で、蒸発物質
の種類を問わず処理可能な、また溶解蒸発とイオン化の
エネルギー配分の自由な、イオンビームを用いた蒸着装
置を提供しようとするものである。
の種類を問わず処理可能な、また溶解蒸発とイオン化の
エネルギー配分の自由な、イオンビームを用いた蒸着装
置を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のプラズマビーム
を用いる表面処理装置は、陰極、陽極、及び直流電源を
含み、アーク放電によるプラズマビームを用いて表面処
理装置を行う装置に於いて、陽極が１つの陰極に対しＮ
個（Ｎ≧２）設けられ、且つ直流電源から前記Ｎ個の陽
極のうちの少なくともＮ−１個に電流を供給する線路
に、供給すべき電流を制御する電流制御手段が設けられ
ていることを特徴とするものである。
を用いる表面処理装置は、陰極、陽極、及び直流電源を
含み、アーク放電によるプラズマビームを用いて表面処
理装置を行う装置に於いて、陽極が１つの陰極に対しＮ
個（Ｎ≧２）設けられ、且つ直流電源から前記Ｎ個の陽
極のうちの少なくともＮ−１個に電流を供給する線路
に、供給すべき電流を制御する電流制御手段が設けられ
ていることを特徴とするものである。
【０００７】また本発明の装置は、上記の基本的な発明
に於いて、Ｎ個の陽極に対する電流制御手段が互いに独
立にオンオフ可能なＮ個のスイッチング素子であり、必
要に応じプラズマビームの行き先を切り替えるものであ
ることを特徴とする。
に於いて、Ｎ個の陽極に対する電流制御手段が互いに独
立にオンオフ可能なＮ個のスイッチング素子であり、必
要に応じプラズマビームの行き先を切り替えるものであ
ることを特徴とする。
【０００８】更に本発明は、上記の発明において、スイ
ッチング素子の全てをパルス幅変調するスイッチング素
子とすることを特徴とする。
ッチング素子の全てをパルス幅変調するスイッチング素
子とすることを特徴とする。
【０００９】更にまた本発明の装置は、前述の基本的な
発明に於いて、陽極が２個であって、蒸発すべき金属の
取付け可能な主陽極（ハース）と、プラズマビームの出
力の一部を受けるための補助陽極とから成り、且つ電流
制御手段が、補助陽極に供給する電流をパルス幅変調で
制御するスイッチング素子であり、補助陽極に与える平
均電流値を変えることを特徴とする。
発明に於いて、陽極が２個であって、蒸発すべき金属の
取付け可能な主陽極（ハース）と、プラズマビームの出
力の一部を受けるための補助陽極とから成り、且つ電流
制御手段が、補助陽極に供給する電流をパルス幅変調で
制御するスイッチング素子であり、補助陽極に与える平
均電流値を変えることを特徴とする。
【００１０】
【実施例】図１は本発明の一実施例の構成を示す図であ
る。直流電源８の陰極はガン（陰極）１に接続され、陽
極はスイッチング素子である第１のゲートターンオフサ
イリスター（以下第１のＧＴＯと略称する）６および第
２のＧＴＯ７を通してそれぞれ垂直陽極２および水平陽
極３に接続しており、通常ＧＴＯのゲートに信号が入ら
ない時はＧＴＯは開放状態であり、陰極１から蒸発物質
４を装入した垂直陽極２にはプラズマビームが流れな
い。第１のＧＴＯ６に第１のゲート信号が入力してオン
になるとガン１と垂直陽極２の間で電位差が生じ、放電
が発生しプラズマビームが流れる。同様に第２のＧＴＯ
７に第２のゲート信号が入力すると、水平陽極３へプラ
ズマビームが導かれる。
る。直流電源８の陰極はガン（陰極）１に接続され、陽
極はスイッチング素子である第１のゲートターンオフサ
イリスター（以下第１のＧＴＯと略称する）６および第
２のＧＴＯ７を通してそれぞれ垂直陽極２および水平陽
極３に接続しており、通常ＧＴＯのゲートに信号が入ら
ない時はＧＴＯは開放状態であり、陰極１から蒸発物質
４を装入した垂直陽極２にはプラズマビームが流れな
い。第１のＧＴＯ６に第１のゲート信号が入力してオン
になるとガン１と垂直陽極２の間で電位差が生じ、放電
が発生しプラズマビームが流れる。同様に第２のＧＴＯ
７に第２のゲート信号が入力すると、水平陽極３へプラ
ズマビームが導かれる。
【００１１】動作としては、垂直陽極２と水平陽極３が
同時オン状態、垂直陽極２のみオン状態、水平陽極３の
みオン状態の３状態が出来る。なお４はガス導入路であ
り、９はターゲットである。
同時オン状態、垂直陽極２のみオン状態、水平陽極３の
みオン状態の３状態が出来る。なお４はガス導入路であ
り、９はターゲットである。
【００１２】よって第１の実施例の変形である第２の実
施例として、第１及び第２のＧＴＯ６，７のの両方にパ
ルス幅変調するスイッチ素子を用いれば、両方の陽極へ
のプラズマビームの供給割合の制御が可能となる。上記
スイッチング素子としては他にサイリスタ（ＳＣＲ）や
パワートランジスター等が用いられる。
施例として、第１及び第２のＧＴＯ６，７のの両方にパ
ルス幅変調するスイッチ素子を用いれば、両方の陽極へ
のプラズマビームの供給割合の制御が可能となる。上記
スイッチング素子としては他にサイリスタ（ＳＣＲ）や
パワートランジスター等が用いられる。
【００１３】図２は本発明の第３の実施例の構成を示す
図である。プラズマ銃であるガン１１から発したプラズ
マビームは、磁場のガイドによりチャンバー内の垂直陽
極（主陽極）１２に向かう。しかし一部ははイオン化用
の補助陽極１３に達し、パルス幅変調ＧＴＯ１４を通っ
て電流が流れる。このため補助陽極１３側のプラズマ密
度が上がり、ガン１１からの出力のうち溶解蒸発に消費
されるエネルギーとイオン化に消費されるエネルギーの
比率を所望の値に変える事が出来る。尚主陽極である垂
直陽極１２にはスイッチング動作等は行わせず、安定な
放電を継続させるため結線状態にしておく。なおこの操
作を行うと垂直陽極１２へ流れ込む電流が実効的に減少
するため、これを補償するようにガン１１の出力を上げ
る。
図である。プラズマ銃であるガン１１から発したプラズ
マビームは、磁場のガイドによりチャンバー内の垂直陽
極（主陽極）１２に向かう。しかし一部ははイオン化用
の補助陽極１３に達し、パルス幅変調ＧＴＯ１４を通っ
て電流が流れる。このため補助陽極１３側のプラズマ密
度が上がり、ガン１１からの出力のうち溶解蒸発に消費
されるエネルギーとイオン化に消費されるエネルギーの
比率を所望の値に変える事が出来る。尚主陽極である垂
直陽極１２にはスイッチング動作等は行わせず、安定な
放電を継続させるため結線状態にしておく。なおこの操
作を行うと垂直陽極１２へ流れ込む電流が実効的に減少
するため、これを補償するようにガン１１の出力を上げ
る。
【００１４】図３は上記２つの実施例におけるスイッチ
ング素子に入力するゲート信号を発生するハース切替回
路の単位構成を示した図である。入押しボタン２１を押
すとゲート信号発生器２３から狭いプラスのパルスを発
生し、蒸着処理が終了し切押しボタン２２を押すとゲー
ト信号発生器２３から前記よりは幅の広いマイナスのパ
ルスを発し、この間ＧＴＯ（スイッチング素子）は導通
する。
ング素子に入力するゲート信号を発生するハース切替回
路の単位構成を示した図である。入押しボタン２１を押
すとゲート信号発生器２３から狭いプラスのパルスを発
生し、蒸着処理が終了し切押しボタン２２を押すとゲー
ト信号発生器２３から前記よりは幅の広いマイナスのパ
ルスを発し、この間ＧＴＯ（スイッチング素子）は導通
する。
【００１５】第１の実施例の図１では、この切替回路を
２つ並列に設けておき、２つの陽極のどちらかのＧＴＯ
にゲート信号を送りその間導通させる。図２，３のよう
にスイッチング素子をパルス幅変調させるときは、入押
しボタン２１を押すと、プラスのパルスとマイナスのパ
ルスを狭いパルス間隔で高速に繰返し発し、パルス幅変
調ＧＴＯ１４はそのデューティー比に応じた平均値の電
流を通し、処理が終了して切押しボタン２２を押すと処
理が停止する。図３の右方の波形はこのパルス幅変調の
ときのゲ−ト信号の波形の１例を示す。
２つ並列に設けておき、２つの陽極のどちらかのＧＴＯ
にゲート信号を送りその間導通させる。図２，３のよう
にスイッチング素子をパルス幅変調させるときは、入押
しボタン２１を押すと、プラスのパルスとマイナスのパ
ルスを狭いパルス間隔で高速に繰返し発し、パルス幅変
調ＧＴＯ１４はそのデューティー比に応じた平均値の電
流を通し、処理が終了して切押しボタン２２を押すと処
理が停止する。図３の右方の波形はこのパルス幅変調の
ときのゲ−ト信号の波形の１例を示す。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、１つの陰極に対し
２つ以上の陽極を配置して装置の自由度を増すことによ
り、装置の数を減らす事が可能となると共に、効率の向
上が計れる。
２つ以上の陽極を配置して装置の自由度を増すことによ
り、装置の数を減らす事が可能となると共に、効率の向
上が計れる。
【図１】本発明の一実施例の構成を示す図である。
【図２】本発明の他の実施例の構成を示す図である。
【図３】本発明に用いるゲート信号を発生するためのハ
ース切替回路の一例を示す図である。
ース切替回路の一例を示す図である。
１ ガン（陰極） ２ 垂直陽極 ３ 水平陽極 ４ ガス導入路 ５ 蒸発物質 ６ 第１のＧＴＯ（スイッチング素子） ７ 第２のＧＴＯ ８ 直流電源 １１ ガン １２ 垂直陽極 １３ 補助陽極 １４ パルス幅変調ＧＴＯ
Claims (4)
- 【請求項１】 陰極、陽極、及び直流電源を含み、アー
ク放電によるプラズマビームを用いて表面処理を行う装
置に於いて、 前記陽極が１つの陰極に対しＮ個（Ｎ≧２）設けられ、
且つ前記直流電源から前記Ｎ個の陽極のうちの少なくと
もＮ−１個に電流を供給する線路に、前記供給すべき電
流を制御する制御手段が設けられていることを特徴とす
る、プラズマビームを用いる表面処理装置。 - 【請求項２】 前記Ｎ個の陽極に対する電流制御手段
が、互いに独立にオンオフ可能なＮ個のスイッチング素
子であることを特徴とする、請求項１のプラズマビーム
を用いる表面処理装置。 - 【請求項３】 前記電流制御手段がすべてパルス幅変調
するスイッチング素子である事を特徴とする、請求項１
のプラズマビームを用いる表面処理装置。 - 【請求項４】 前記のＮ個の陽極が、Ｎは２であって、
蒸発すべき金属の取付け可能な主陽極（ハース）と、前
記プラズマビームの出力の一部を受けるための補助陽極
とから成り、且つ前記電流制御手段が、前記補助陽極に
供給する電流をパルス幅変調で制御するスイッチング素
子であることを特徴とする、請求項１のプラズマビーム
を用いる表面処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12850192A JP2906096B2 (ja) | 1992-05-21 | 1992-05-21 | プラズマビームを用いる表面処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12850192A JP2906096B2 (ja) | 1992-05-21 | 1992-05-21 | プラズマビームを用いる表面処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05320887A true JPH05320887A (ja) | 1993-12-07 |
| JP2906096B2 JP2906096B2 (ja) | 1999-06-14 |
Family
ID=14986309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12850192A Expired - Fee Related JP2906096B2 (ja) | 1992-05-21 | 1992-05-21 | プラズマビームを用いる表面処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2906096B2 (ja) |
-
1992
- 1992-05-21 JP JP12850192A patent/JP2906096B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2906096B2 (ja) | 1999-06-14 |
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Legal Events
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| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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