(57)【要約】  本発明は、高周波容量性放電のバックグラウンドの上に導電性又は強磁性管（２１）に供給される正電圧パルス（Ｕ＋）と中空陰極（１４）上の励起負電圧パルス（Ｕｃ）とを同期させるという一体化の着想にある。１つの実施形態では、本発明は低温プラズマ（１１）を中空陰極（１４）及び電極（２１Ｅ）を備える真空室（１）内に生成する方法に関する。この方法は前記中空陰極内でパルスＤＣ放電（１１）を点火するステップを含み、正電圧パルス（Ｕ＋）は負電圧パルス（Ｕｃ）と少なくとも部分的に重なり、正電圧パルス（Ｕ＋）は中空陰極（１４）上の負電圧パルス（Ｕｃ）と少なくとも部分的に重なる。別の実施形態では、本発明は上記の低温プラズマ生成プロセスを利用し中空管（２１）の内壁を被覆する方法に関する。別の実施形態では、本発明は、真空室（１）内に位置する中空陰極（１４）、ＲＦプラズマ源（１８）、パルスＤＣバースト源（１８）、及び双極パルス源を備える低温プラズマ生成装置（１１）に関する。別の実施形態では、本発明の目的は、低温プラズマ生成装置を備え中空管（２１）の内側を被覆するのに適合した装置である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低温プラズマ（１１）を中空陰極（１４）及び電極（２１Ｅ）を備える真空室（１）内に生成する方法であって、
ＲＦ容量性放電のバックグラウンドの上に前記中空陰極（１４）内でパルスＤＣ放電を点火するステップを含み、該方法は更に
前記パルスＤＣ放電の点火の前に正電圧パルス（ＵＥ＋）を前記電極（２１Ｅ）に印加するステップを含み、
前記正電圧パルス（ＵＥ＋）は前記中空陰極（１４）に印加された負電圧パルス（ＵＣ）と少なくとも部分的に重なることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記正電圧パルス（ＵＥ＋）が終了後に負電圧パルスを前記電極（２１Ｅ）に印加するステップを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
電極（１３）の端に配置された中空陰極（１４）内で放電により生成された低温プラズマ（１１）を使用して中空導電性又は強磁性管（２１）の内面を薄膜で被覆する方法であって、
ＲＦ容量性放電のバックグラウンドの上に前記中空陰極（１４）内でパルスＤＣ放電を点火するステップを含み、該方法は更に
前記パルスＤＣ放電の点火の前に正電圧パルス（Ｕ＋）を前記被覆する管（２１）に印加するステップを含み、
前記正電圧パルス（Ｕ＋）は前記中空陰極（１４）上の負電圧パルス（Ｕｃ）と少なくとも部分的に重なることを特徴とする被覆する方法。
【請求項４】
前記正電圧パルス（Ｕ＋）が終了後に負電圧パルス（Ｕ−）を前記被覆される管（２１）に印加するステップを含むことを特徴とする請求項３記載の被覆する方法。
【請求項５】
前記被覆する管（２１）は冷却されることを特徴とする請求項３又は４記載の方法。
【請求項６】
前記生成されたプラズマ（１１）は安定化測定抵抗（ＲＣ）とインダクター（ＬＣ）及びコンデンサー（ＣＣ）から成るＬＣ要素とによって安定化されることを特徴とする、請求項３〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
追加の作用ガスが前記真空室（１）に導入され、前記ガスは前記中空陰極（１４）を通って導入されないことを特徴とする、請求項３〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記中空陰極（１４）は冷却されることを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
低温プラズマ（１１）を生成するための装置であって、
ＲＦ源（１５）に並列に接続されたＤＣパルス源（１８）と、
真空室（１）に配置された電極（２１Ｅ）及び中空陰極（１４）と
を備え、該装置は更に
制御パルス生成器（１７）によって前記ＤＣパルス源（１８）と同期させられる双極源（２０）を備え、
前記電極（２１Ｅ）は前記双極源（２０）に接続され、前記中空陰極（１４）は前記ＲＦ源（１５）及び前記ＤＣパルス源（１８）に接続されていることを特徴とする装置。
【請求項１０】
低温プラズマ（１１）により導電性又は強磁性中空管（２１）の内面を薄膜で被覆するのに適した装置であって、
ＲＦ源（１５）に並列に接続されたＤＣパルス源（１８）と、
電極（１３）と、
真空室（１）内に位置する被覆される管（２１）と
を備え、該装置は更に
制御パルス生成器（１７）によって前記ＤＣパルス源（１８）と同期させられる双極源（２０）を備え、
前記電極（１３）はその端に中空陰極（１４）を備え、
前記中空陰極（１４）及び前記被覆される管（２１）は電気的に絶縁され、好ましくは前記電極（１３）は誘電体管（１２）により覆われ、
前記被覆される管（２１）は前記双極源（２０）に接続され、前記中空陰極（１４）は前記ＲＦ源（１５）及び前記ＤＣパルス源（１８）に接続されていることを特徴とする装置。
【請求項１１】
前記被覆される管（２１）は冷却器（６）、好ましくは水冷器に取り付けられていることを特徴とする請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
前記水冷器（６）は蛇腹（１０）に取り付けられ、前記蛇腹（１０）は真空室（１）の側壁から電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項１０記載の装置。
【請求項１３】
デジタルオシロスコープ（１９）及び前記電極（１３）及び／又は前記水冷器（６）に接続された少なくとも１つのオシロスコーププローブ（１６）を更に備えることを特徴とする請求項１１又は１２記載の装置。
【請求項１４】
前記電極（１３）は前記ＤＣパルス源（１８）に並列に、安定測定抵抗（ＲＣ）とインダクター（ＬＣ）及びコンデンサー（ＣＣ）から成るＬＣ要素とを介して接続されていることを特徴とする、請求項１０〜１３のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
前記水冷器（６）は低周波フィルターに測定抵抗（ＲＳ）を介して接続され、前記低周波フィルターはインダクター（ＬＳ）及びコンデンサー（ＣＳＰ）から成り前記双極パルス源（２０）に繋がることを特徴とする、請求項１１〜１４のいずれかに記載の装置。
【請求項１６】
前記真空室（１）は作用流れの入口用の少なくとも１つの開口（４’）を更に備えることを特徴とする、請求項１０〜１５のいずれかに記載の装置。
【請求項１７】
前記電極（１３）は水冷器（６）を備えていることを特徴とする、請求項１０〜１６のいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低温プラズマ生成及びプラズマ又はプラズマ化学法を使用する薄膜作成の技術分野に関する。幾つかの態様では、本発明は導電性又は強磁性機械部分及び部品の困難さのあるスペース内、特に細い中空金属管の内面上への高密着性で高密度の薄膜の蒸着法に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械部分及び部品の困難さのあるスペース、特に中空基板の内面上、より具体的には細い中空管の内面上へのプラズマ被覆のための多くの方法及び装置が開示されてきた。
【０００３】
既知の基本方法は非特許文献１に開示され、この文献では、管の内側に置かれた古典的な平面円筒形直流マグネトロンが使用され、マグネトロン陰極のスパッタリングによってその管は薄膜で被覆される。この方法は被覆される管径の最小サイズに特定の限界がある。
【０００４】
管内部被覆のためのより良い方法が特許文献１に記載され、被覆される管サイズ低減が達成されている。この文献は、管の内側に置かれた円筒形スパッタリング陰極を開示し、マグネトロン放電のための磁界源はその管の外側に置かれている。この構成は強磁性材料の管の被覆が可能でない点で幾つかの欠点を有する。
【０００５】
上記の問題は克服され、解決策が特許文献２に記載されている。この文献に記載されたシステムでは、無線周波数プラズマ噴射生成器が被覆される管の中に置かれ、噴射生成器の内側で高周波放電が中空陰極内で生成される。前記放電を使って、材料粒子がスパッタされ、次に被覆される管の電気的に接地された内側を、基板上への蒸着後に覆う。この解決策の不利な点の１つは、薄膜を作るスパッタされた粒子の低いエネルギー及びそれらの低度のイオン化であり、そのため蒸着された膜の密着性及び密度が劣る。
【０００６】
管の内面の被覆時にスパッタされた粒子のエネルギーを増加させる別の方法が非特許文献２に記載されている。この構成では、円錐ターゲットのイオンスパッタリングが使用され、ターゲットは被覆される管の内側に置かれる。高運動エネルギーを有するイオンビームが外部イオン源から開口を通って管内に入る。この方法の不利な点は小さい蒸着速度である。しかし、上述したように、中空陰極内で直流又は高周波放電（被覆される管内に挿入された噴射に類似する）を使用することが可能であり、管の内面の被覆という利点がある。
【０００７】
中空陰極内で膜蒸着のためのスパッタされた粒子源として使用される直流（ＤＣ）放電が、例えば特許文献３に記載されている。この文献において、ノズル形の中空陰極が中空陰極内の直流（ＤＣ）放電によってスパッタされる。しかし、この発明は幾つかの欠点を持ち、それらは、例えば中空陰極の内側に位置するワイヤー形の陽極の構造を解決することにあり、従って、その中空陰極の長さを制限する。放電電流のために規定された最小直径を持たなければならないワイヤー陽極は、中空陰極の最小の可能な直径と陰極材料のスパッタリング時の強力なＤＣ放電内でのその寿命とにより更に制限される。この文献は、膜は良好な密着性及び高密度を有するであろうが、長い管の内面の被覆に更に対処していない。
【０００８】
中空陰極内の高周波放電は特許文献４に記載されている。この文献では、中空陰極内の高周波放電が薄膜の高速反応性蒸着及び非導電性材料のイオン反応性プラズマエッチングのために使用される。しかし、この発明は、中空陰極を見ると、構造が記載のシステム内にあり、長く細い管の内部スペースを良好な密着性及び高密度の薄膜で被覆するのに使用されえないという欠点を持つ。
【０００９】
薄い反応性スパッタリング方法で使用される中空陰極内のＤＣパルス放電が特許文献５に記載されている。しかし、この発明は、中空陰極の構造及び強力なスパッタリングＤＣ放電のための対応する陽極を見ると、記載のシステムを使って長く細い強磁性管の内側を被覆し良好な密着性の高密度薄膜を内面上に形成することは可能ではないという欠点を持つ。
【００１０】
中空陰極内の無線周波数（ＲＦ）放電を使用する蒸着システムが特許文献６に記載され、この文献では、中空陰極は噴射を形成するように構成され、ＲＦ放電はパルス変調され、装置はペロブスカイト薄膜の反応性蒸着のために使用される。
【００１１】
噴射の成形に中空陰極を有するハイブリッドシステムによる薄い酸化膜の蒸着が非特許文献３に記載され、この文献では、中空陰極はＲＦ生成器に並列なＤＣパルス生成器によってスパッタされる。
【００１２】
本発明の目的は、中空陰極内で低温プラズマを生成する新規で効果的な方法、導電性又は強磁性管の薄膜によるパルスプラズマ被覆方法、低温プラズマを生成するための装置、及び細く長い導電性又は強磁性管の内面上に蒸着される高密着性及び高密度の薄膜のプラズマ生成のための装置を提供することである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】チェコ共和国特許第３０５６３１号明細書
【特許文献２】チェコ共和国特許第２８３４０７号明細書
【特許文献３】米国特許第３８３０７２１号明細書
【特許文献４】米国特許第４６３７８５３号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００７／０２５６９２６号明細書
【特許文献６】チェコ共和国実用新案第１７１３５号明細書
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】Ｊ．Ｍｅｎｇ，Ｘ．Ｔ  Ｙａｎｇ，Ｊ．Ｈ．Ｚｈａｎｇ，Ｗ  Ｓ．Ｙａｎｇ，Ｄ．Ｚ．Ｇｕｏ，Ｚ．Ｊ．Ｃｏｃｋｅｙｅｄ，Ｙ．Ｇ．Ｚｈａｏ，Ｓ．Ｊ．Ｗｈｏａ，Ｃ．Ｌｕｏ，Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ｏｆ  ＴｉＺｒＶ  Ｐｕｍｐｉｎｇ  Ｃｏａｔｉｎｇｓ  ｈｅ  ｔｈｅ  Ｉｎｎｅｒ  Ｗａｌｌｓ  ｏｆ  Ｖａｃｕｕｍ  Ｃｈａｍｂｅｒ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｄｉａ  ３２（２０１２）８６５‐８６８
【非特許文献２】Ｔ．Ｋｒａｕｓ，Ｊ．Ｋｅｃｋｅｓ，Ｊ．Ｋ．Ｎ．Ｌｉｎｄｎｅｒ，Ｗ．Ｅｎｓｉｎｇｅｒ  ａｎｄ  Ｂ．Ｓｔｒｉｔｚｋｅｒ，Ｃｏａｔｉｎｇ  Ｔｈｅ  Ｉｎｎｅｒ  Ｗａｌｌｓ  Ｏｆ  Ｔｕｂｅｓ  Ｗｉｔｈ  ＴｉＮ  Ｆｉｌｍｓ  Ｂｙ  Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ，ＡＩＰ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ６８０，８３０（２００３）
【非特許文献３】Ｚ．Ｈｕｂｉｃｋａ，Ｓ．Ｋｍｅｎｔ，Ｊ．Ｏｌｅｊｎｉｃｅｋ，Ｍ．Ｃａｄａ，Ｔ．Ｋｕｂａｒｔ，Ｍ．Ｂｒｕｎｃｌｉｋｏｖａ，Ｐ．Ｋｓｉｒｏｖａ，Ｐ．Ａｄａｍｅｋ，Ｚ．Ｒｅｍｅｓ，Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｏｆ  ｈｅｍａｔｉｔｅ  Ｆｅ２Ｏ３  ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ  ｂｙ  ＤＣ  ｐｕｌｓｅｄ  ｍａｇｎｅｔｒｏｎ  ａｎｄ  ＤＣ  ｐｕｌｓｅｄ  ｈｏｌｌｏｗ  ｃａｔｈｏｄｅ  ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ，  Ｔｈｉｎ  Ｓｏｌｉｄ  Ｆｉｌｍｓ  ５４９（２０１３）１８４‐１９１
【発明の概要】
【００１５】
上記技術的問題は、導電性又は強磁性管に印加された正電圧パルスの少なくとも部分的な重なり又は同期によって特徴づけられる単一の大まかな発明概念を使って解決される。好適な実施形態では、管の内面が基板を形成し、励起負電圧パルスが中空陰極に印加され、高周波容量性放電のバックグラウンド上に点火される。装置の場合、その単一の大まかな発明概念は上記パルス同期を提供する技術的手段によって特徴づけられる。ある実施形態では、その手段はパルス制御ユニットを使って直充電（ＤＣ）パルス源と同期させられる双極電圧源によって表されうる。
【００１６】
第１の実施形態によれば、本発明は、低温プラズマを中空陰極及び電極を備える真空室内に生成する方法を提供する。該方法は、
ＲＦ容量性放電のバックグラウンドの上に前記中空陰極内でパルスＤＣ放電を点火するステップを含み、該方法は更に、
前記パルスＤＣ放電の点火の前に正電圧パルスを前記電極に印加するステップを含み、
前記正電圧パルスは前記中空陰極に印加された負電圧パルスと少なくとも部分的に重なる。
【００１７】
パルスの重なりの期間では、大きな電位差が中空陰極と電極の間に存在し、その電極は、幾つかの実施形態では、被覆する管でありうる。この電位差はこの短期間での中空陰極と電極の間の強力な放電の急速で信頼できる点火を可能にし、従って、過渡の高密度プラズマ及び蒸着粒子の高イオン化をアーク放電なしで生成する。この高密度プラズマの存在が、この正パルスが終わった後、中空陰極とＲＦプラズマの間の安定した放電モードの生成を可能にする。
【００１８】
第１の実施形態の方法によれば、高濃度の電子及びイオンと蒸着粒子の高イオン化とを有するパルス状プラズマの安定で繰り返し可能な生成から成る新しいより高い効果が達成される。高濃度と高イオン化は次のイオン衝撃の制御に貢献する。
【００１９】
上記方法の別の好適な実施形態では、前記正電圧パルスが終了後に負電圧パルスが前記電極に印加される。
【００２０】
有利な効果は、この時に電極上の負パルスがイオンと蒸着イオンを被覆する面に向けて加速し、これらのイオンの運動エネルギーからその面に衝突後に解放されるエネルギーがその場で蒸着された物質を結晶化させ密度を増加させるために使用され、従って、その面への良好な密着性を持つ非多孔質の固相を生成することにある。この運動エネルギーのために、イオン化した蒸着粒子は電極面に、衝撃によってその面に特有の界面を作ることでより良く埋め込まれ、その界面は蒸着された物質の良好な密着性を保証するであろう。
【００２１】
幾つかの実施形態では、低温プラズマは反応性プラズマ又は蒸気処理、スパッタリング、注入、プラズマエッチング、材料の表面改質に適したプラズマであるが、好ましくは反応性粒子、励起粒子、前駆粒子、ダスト粒子、又は遊離基を含む反応性プラズマが中空陰極内の放電時に生成される。
【００２２】
本発明の第２の実施形態は、電極の端に配置された中空陰極内で放電により生成された低温プラズマを使用して中空導電性又は強磁性管の内面を薄膜で被覆する方法であり、
ＲＦ容量性放電のバックグラウンドの上に前記中空陰極内でパルスＤＣ放電を点火するステップを含み、該方法は更に
前記パルスＤＣ放電の点火の前に正電圧パルスを前記被覆する管に印加するステップを含み、
前記正電圧パルスは前記中空陰極上の負電圧パルスと少なくとも部分的に重なる。
【００２３】
本発明の第２の実施形態によれば、前記被覆される管の内面上の高密着性、高密度、及び大きい粒子のない薄膜の成長にある新しいより高い効果が達成される。この効果は中空陰極内、特に被覆される導電性又は強磁性中空管内の放電及びプラズマの同期されたパルス励起によって達成され、それは高濃度の電子及びイオンと蒸着粒子の高イオン化を有するパルス状プラズマの安定で繰り返し可能な生成と、被覆される管の内面とイオン化した蒸着粒子の次の制御されたイオン衝撃とを生じる。
【００２４】
ＤＣパルス状でＲＦ容量性放電のバックグラウンドの上に点火される中空陰極放電は全真空室内、特に被覆する管内に同時存在する。この放電の場合、それがノズル形の管の陰極として働き、被覆する管内にある導電性ＲＦプラズマが陽極として主に働く。従って、ＤＣパルス放電は陰極からこのＲＦプラズマによって分離され、室の接地された壁を通って戻りＤＣパルス源の陽極に向かう。
【００２５】
好ましくは、前記正電圧が終了後に負電圧パルス（より好ましくは双極源から）が前記被覆する管に印加される。
【００２６】
ある期間後及び被覆する中空導電性管への正パルスの印加終了後、負パルス（好ましくは双極源から供給される）は正イオンとイオン化された正蒸着粒子の被覆する管の内面に向けての明らかな加速を許し、その内面においてこれらの粒子から成り高密着性及び高密度を有し大きい粒子のない薄膜が成長する。
【００２７】
第３の実施形態では、本発明は低温プラズマを生成するための装置を提供する。この装置は、
ＲＦ源に並列に接続されたＤＣパルス源と、
真空室に配置された電極及び中空陰極と
を備え、該装置は更に
制御パルス生成器によって前記ＤＣパルス源と同期させられる双極源を備え、
前記電極は前記双極源に接続され、前記中空陰極は前記ＲＦ源及び前記ＤＣパルス源に接続されている。
【００２８】
第４の実施形態では、本発明は低温プラズマにより導電性又は強磁性中空管の内面を薄膜で被覆するのに適した装置を提供する。この装置は、
ＲＦ源に並列に接続されたＤＣパルス源と、
電極と、
真空室内に位置する被覆される管と
を備え、該装置は更に
制御パルス生成器によって前記ＤＣパルス源と同期させられる双極源を備え、
前記電極はその端に中空陰極を備え、
前記中空陰極及び前記被覆される管は電気的に絶縁され、好ましくは前記電極は誘電体管により覆われ、
前記被覆される管は前記双極源に接続され、前記中空陰極は前記ＲＦ源及び前記ＤＣパルス源に接続されている。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
本発明の方法及び装置の特定の実施形態が添付図面に概略的に示されている。
【図１】中空陰極及び電極を有するプラズマ源のパルス電圧及び電流の時間重なり及びそれらの相互の位相の例を示す。
【図２】パルス状低温プラズマを生成するための装置の例を示す。
【図３】中空陰極と長い管の形状の導電性基板とを有するプラズマ源に印加されたパルス電圧及び電流及びそれらの相互の位相の時間挙動の例の好適な実施形態を示す。
【図４】任意の長さの導電性又は強磁性管の内面上への密着性膜のパルス状プラズマ蒸着に適した装置の好適な実施形態の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
低温プラズマを生成する方法及び装置
本発明の第１の実施形態に従って実施される例において、低温プラズマ１１は真空室１において生成される。真空室１は中空陰極１４及び電極２１Ｅを備える。印加される電圧ＵＥ＋及びＵＣ−の時系列と電極２１Ｅ及び中空陰極１４を通過する電流が図１に示されている。
【００３１】
低温プラズマ生成プロセス１１の第１ステップでは、ＲＦ源１６により生成されたＲＦ周波数容量性ＲＦ電圧が中空陰極１４に供給される。第２ステップでは、双極電圧源２０からの正電圧パルスＵＥ＋が電極２１に供給される。ある時間τ後、正電圧パルスＵＥ＋が電極２１上にまだ存在するのと同時に、負電圧パルスＵＣがＤＣ源１８により中空陰極１４に供給され、低温プラズマ１１を生成する。
【００３２】
パルス時間重なりの間、中空陰極１４と電極２１Ｅの間の電位差が生成される。実験において、１ｋＶ電位差が達成され、４００Ｖが正電圧パルスと接地の間の差で、６００Ｖが負電圧パルスと接地の間の差であった。この電位差は中空陰極１４と被覆される管２１の間の高イオン化放電のこの短時間（１０〜５０μｓ）の高速で（μｓの単位の）信頼できる点火が、過渡の高イオン及び電子（１０１２ｃｍ−３）及び蒸着粒子の高イオン化（３０〜６０％）をアークなしで形成するのを可能にした。
【００３３】
好ましくは、正電圧パルスＵＥ＋が終了後、負電圧パルスＵＥ−が電極２１Ｅに加えられ、その電極の表面への加速された正イオンによる衝撃に貢献する。（好適な実施形態がある程度図３に示されていて、ＵＥ＋＝Ｕ＋でＵ−が続く）
本発明の第３の実施形態に係る装置の例が図２に示されている。低温プラズマ生成装置は、好ましくは板弁２により分離され真空ポンプ３により真空にされる金属製真空室１を備える。真空室の内部１０１には、電極１３が絶縁ブッシング５を通して配置され、それにより好ましくは電極１３に水冷器６が設けられる。作用ガス４が電極１３に供給される。電極１３はＲＦｃ電源１５に好ましくは分離コンデンサーＣｍを介して電気的に接続され、ＤＣパルス源１８に並列に好ましくは安定化測定抵抗器ＲＣとインダクターＬＣ及びコンデンサーＣＣにより形成されたＬＣセルとを通して接続され、抵抗器の電圧ＵＣは一対の電圧オシロスコーププローブ１６によって測定され、ＤＣパルス源１８はパルス生成器１７からのパルスにより制御される。更に好適な実施形態では、一対のオシロスコーププローブ１６はデジタルオシロスコープ１９に接続される。デジタルオシロスコープ１９で、データを表示しデジタル形式で記憶することが可能であり、そのデータは真空室１の接地壁に対する中空陰極１４に供給されるＵＣの時間経過と電圧ＵＺＳの時間経過であってもよく、それにより中空陰極１４の電流ＩＣの流れを次の関係式に従って計算することが可能である。
【００３４】
【数１】
2021522660.tif 000003
【００３５】
中空陰極１４は電極１３の端に接続され、中空陰極１４の内壁はＤＣパルス放電１１によってスパッタされる。中空陰極１４内の放電は電極２１Ｅにかかる作用パルスの初期相時に終わる。
【００３６】
初期相は、双極電圧源２０からの正電圧パルスが被覆される導電性管２１に印加される時である。作用パルスの次の作用相時に、被覆が電極２１Ｅ内のＲＦプラズマ７によって固定される。
【００３７】
導電性及び／又は強磁性低温プラズマ管の被覆の方法及び装置
図３は中空陰極１４及び導電性被覆する管２１の周縁の電流及び電圧の時間経過を示す。本発明の第４の実施形態に係る装置の実施形態が図４に示されている。
【００３８】
本発明の第２の実施形態に従って実施される例において、上記例に記載した方法に従って形成された安定なプラズマが利用される。この例では、電極２１Ｅは、内径９ｍｍ長さ２００ｍｍの導電性管２１である。別の実施形態では、本方法は強磁性管に対しても使用されうる。
【００３９】
低温プラズマ７、１１を生成する方法の第１ステップでは、交流電圧ＲＦがＲＦ源１６により生成され中空陰極に印加される。第２ステップでは、正電圧パルスＵ＋が被覆される管２１に双極電圧源２０から供給される。ある時間τ後、正電圧パルスＵ＋が被覆される管２１上にまだ存在する時に同時に、負電圧パルスＵＣがＤＣ源１８により中空陰極１４に供給され、低温プラズマ１１を生成する。
【００４０】
好ましくは、正電圧パルスＵ＋が終了後、負電圧パルスＵ−が被覆する管２１に印加される。
【００４１】
別の好適な実施形態では、被覆する管２１は水冷器６によって冷却される。
【００４２】
より好ましくは、プラズマ７、１１は安定化測定抵抗器ＲＣとインダクターＬＣ及びコンデンサーＣＣにより形成されたＬＣセルとによって安定化される。
【００４３】
より好ましくは、別の作用ガスが室１の内部１０１に中空陰極１４を通らず供給される。利点は、中空陰極１４の内部を通って流れるガスのため追加の作用ガスは中空陰極１４の内面を汚染しないことである。より好ましくは、中空陰極１４は冷却される。
【００４４】
本発明の第４の実施形態に係る装置の例が図４に示されている。中空導電性又は強磁性管２１の内面を低温プラズマ１１により被覆するのに適した装置は、好ましくは板弁２により分離され真空ポンプ３により真空にされる金属製真空室１である。真空室１の内部１０１には、電極１３が、例えば絶縁ブッシング５を通して配置され、それにより好ましくは電極１３に水冷器６が設けられる。作用ガス４が電極１３を通して真空室の内部空間１０１に供給される。電極１３はＲＦｃ電源１５に分離コンデンサーＣｍを介して電気的に接続され、ＤＣパルス源１８に並列に好ましくは安定化測定抵抗器ＲＣとインダクターＬＣ及びコンデンサーＣＣにより形成されたＬＣセルとを通して接続され、抵抗器の電圧ＵＣは２つの電圧オシロスコーププローブ１６によって測定され、ＤＣパルス源１８は制御パルス生成器１７より制御される。中空陰極１４は電極１３の端に接続され、中空陰極１４の内壁はＤＣパルス放電１１によってスパッタされる。中空陰極１４内の放電は被覆される導電性又は強磁性管２１にかかる作用パルスの初期相時に終わり、プラズマ１１内のスパッタされた粒子が被覆される管２１の内壁面に到達する。初期相は、双極パルス源２０からの正電圧パルスが被覆される導電性管２１に印加される時である。作用パルスの次の作用相時に、被覆が被覆される管２１内のＲＦプラズマ７によって固定される。中空陰極１４と被覆される導電性管２１との電気絶縁のため、中空陰極１４はキャリア電極１３と共に導電性管１２によって覆われている。
【００４５】
好ましくは、被覆される管２１は金属製管冷却器９に熱的及び電気的に接触し、冷却器９は好ましくは水で電極として働き可動の蛇腹１０に取り付けられていて、蛇腹１０は絶縁ブッシング５を通って直線的動きが可能である。蛇腹１０は接地された真空室１の壁から電気的に絶縁されている。
【００４６】
より好ましくは、オシロスコーププローブ１６はデジタルオシロスコープ１９に結合される。デジタルオシロスコープ１９で、真空室１の接地壁に対する中空陰極１４のＵＣ電圧の時間経過を表示しデジタル形式で記憶することが可能であり、中空陰極１４の電流ＩＣの流れを次の関係式に従って計算することが可能である。
【００４７】
【数２】
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【００４８】
より好ましくは、双極パルス源２０は冷却器９にコンデンサーＣＳＰ及びインダクターＬＳにより形成されたＬＣフィルターとオシロスコープ電圧プローブ１６が接続された測定抵抗器ＲＳとを介して接続される。被覆される管２１の電流ＩＳの流れは電圧ＵＳ及びＵＺＳの測定値から次の式に従って得られうる。
【００４９】
【数３】
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【００５０】
より好ましくは、真空室１の開口４’は追加の作用ガスの取入れ口として働く。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明に係る方法及び装置は３Ｄ物体、特にアクセスが困難な被覆される内面を有する導電性管の内面の工業被覆に使用できる。本発明に係る新しい方法及び装置で強磁性管の内面を被覆することが可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１  真空室
２  板弁
３  真空ポンプ
４  作用ガス
５  絶縁ブッシング
６  水冷器
７  ＲＦプラズマ
９  冷却器
１０  蛇腹
１１  低温プラズマ、パルスＤＣ放電
１２  誘電体管
１３  電極
１４  中空陰極
１５  ＲＦ源
１６  オシロスコーププローブ
１７  制御パルス生成器
１８  ＤＣパルス源
１９  デジタルオシロスコープ
２０  双極電圧源
２１  導電性又は強磁性管
２１Ｅ  電極
１０１  真空室の内部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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