(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ発生のため内部が真空に排気されかつ内部にプラズマ発生用のガスが供給されるチャンバと、このチャンバ内に配置されたプラズマ発生用の筒状体とを備え、上記チャンバ内へ上記ガスが供給されかつ上記筒状体に直流負電位が印加されることで当該筒状体内部にプラズマを発生させるプラズマ発生装置において、
上記筒状体は、複数の連結バーで複数の環状リングを筒状に相互連結した構成になっており、
上記複数の連結バーは上記環状リングの円周方向等間隔に配置されており、
上記各連結バーに当該バーの長手方向同じ位置に一定間隔ごとに各環状リングを係止することが可能な係止用切欠溝が設けられ、上記環状リングが上記係止用切欠溝に係止されているとともに、
上記筒状体は両端が開放され、かつ、上記筒状体内部には発生したプラズマにより表面に成膜される基材が配置されており、
さらに、上記筒状体に印加されている電位が上記基材には印加されていない、プラズマ発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部の真空排気と内部へのプラズマ発生用のガスの供給機能とを備え、かつ、接地されるチャンバと、このチャンバ内に配置され上記ガスの供給と直流負電位の印加とで内部にプラズマを発生させる筒状体とを備えたプラズマ発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のプラズマ発生装置について図７を参照して説明すると、このプラズマ発生装置１０は、内部が真空に排気されガス導入口１４とガス排出口１６とを備えて内部にプラズマ発生用ガスとして水素と炭素系ガスとの混合ガスの供給機能を備えたチャンバ１２を備える（例えば特許文献１参照）。チャンバ１２は、接地されると共に、その内部にプラズマ発生用で金属製のコイル形状をなす筒状体１８が配置される。筒状体１８には直流電源２０の負極から直流負電位が印加されるようになっている。また、この筒状体１８内には炭素膜が成膜されて電界電子放出用材料となる線状の基材２２が配置されている。基材２２はその表面に炭素膜が成膜されることで例えばフィールドエミッションランプにおいて電界電子放出カソードとして用いることができるものである。
【０００３】
上記構成のプラズマ発生装置で基材２２表面の全体に一定品質の炭素膜を成膜するには筒状体１８の筒長さ方向の全体にわたり安定した所望密度のプラズマを発生させることが必要である。そして、そのためには、筒状体１８の螺旋間隔、螺旋ピッチ等を正確に設定ないし調整することが必要である。
【０００４】
しかしながら、安定して筒長さ方向全体にわたり均一な密度のプラズマを発生できる螺旋径、螺旋ピッチ等に筒状体１８を製作することが難しいことが課題であった。
【特許文献１】特開２００６−２９１３１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明により解決すべき課題は、所望密度のプラズマを発生させるよう筒状体の形状を容易に調整可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るプラズマ発生装置は、プラズマ発生のため内部が真空に排気されかつ内部にプラズマ発生用のガスが供給されるチャンバと、このチャンバ内に配置されたプラズマ発生用の筒状体とを備え、上記チャンバ内へ上記ガスが供給されかつ上記筒状体に直流負電位が印加されることで当該筒状体内部にプラズマを発生させるプラズマ発生装置において、上記筒状体は、複数の連結バーで複数の環状リングを筒状に相互連結した構成になっており、上記複数の連結バーは上記環状リングの円周方向等間隔に配置されており、上記各連結バーに当該バーの長手方向同じ位置に一定間隔ごとに各環状リングを係止することが可能な係止用切欠溝が設けられ、上記環状リングが上記係止用切欠溝に係止されているとともに、上記筒状体は両端が開放され、かつ、上記筒状体内部には発生したプラズマにより表面に成膜される基材が配置されており、さらに、上記筒状体に印加されている電位が上記基材には印加されていないことを特徴とするものである。
【０００７】
上記環状リングは所定間隔で連結するとよいが、この連結間距離はゼロでも有限でもよく、筒状体内部に発生させるプラズマの形態により任意に設定することができる。
【０００８】
本発明では、筒状体が、複数の環状リングを積み重ね、連結バーで連結した構成であるので、筒状体をコイル形状に製作することよりも容易であり、また、プラズマの発生密度を調整する場合には、従来のコイル形状では困難な螺旋ピッチ等の調整とは異なって、環状リングの積み重ね間隔を調整するだけであるので、所望する密度でプラズマを発生できるように筒状体の形状を設定することが容易である。
【００１０】
この態様では、連結バーの切欠溝に環状リングを係止させるだけで筒状体を組立てることができる。
【００１１】
この切欠溝の間隔を設定することで環状リングの相互間隔を調整することができるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のプラズマ発生装置によれば、筒状体が、複数の環状リングを一方向に所定の隙間を空けて積み重ね、連結バーで連結した構成であるので、筒長さ方向全体にわたり安定した密度でプラズマを発生することができるプように筒状体を従来のコイル形状のそれよりも容易に製作することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係るプラズマ発生装置を説明する。
【００１４】
図１に実施の形態のプラズマ発生装置の全体の概略構成を断面で示し、図２に図１の筒状体を拡大した斜視図を示す。まず、図１および図２を参照して、実施の形態のプラズマ発生装置１０は、ＳＵＳ等の金属製で接地された筒形のチャンバ１２を備える。チャンバ１２はプラズマ発生用のガス導入口１４とガス排出口１６とを有している。チャンバ１２の内部には金属製で内部にプラズマを発生させるための筒状体１８が配設されている。筒状体１８は直流電源２０の負極から負電位が印加されている。
【００１５】
筒状体１８は、複数の環状リング１８ａを一方向に所定の隙間を空けて積み重ねた状態で複数の連結バー１８ｂで溶接連結した構成を有する。
【００１６】
次に図３を参照して、プラズマ発生装置１０の動作を説明すると、筒状体１８の内部に基材２２を配置し、次いで、チャンバ１２内を減圧しかつガス導入口１４からプラズマ発生用ガスとして水素ガスとアセチレンガス等の炭素膜成膜用ガスを導入し、直流電源２０の負電位を筒状体１８に印加すると、筒状体１８の内部空間にプラズマ２４が発生し、これにより、炭素膜成膜用ガスが分解され、筒状体１８内部の基材２２の表面には炭素膜２２ａが成膜される。
【００１７】
以上説明したように実施の形態では、筒状体１８として、従来のコイル形状から環状リング状としたので、基材２２表面の全体に炭素膜２２ａを成膜するためには、環状リング１８ａの配置個数、配置間隔を適宜設定することで筒状体１８内部全体に対して所望密度のプラズマを発生させることができる。
【００１８】
図４は本発明の他の実施の形態に係るプラズマ発生装置の概略構成を示す。図４において図１と対応する部分には同一の符号を付している。この実施の形態では連結バー１８ｂに係止用切欠溝１８ｃを設け、各環状リング１８ａをこの係止用切欠溝１８ｃに係止可能としたものである。
【００１９】
この係止は、例えば図５（ａ）で示すように、複数の連結バー１８ｂが一端側で環状リング１８ａにより円周方向等間隔に固定されている。そして図５（ｂ）から図５（ｃ）で示すように連結バー１８ｂの他端側から環状リング１８ａを係止用切欠溝１８ｃに順次に差し込んで係止させていくことで筒状体１８を構成することができる。
【００２０】
なお、この係止用切欠溝１８ｃを図６（ａ）で示すように一定間隔ごとに形成し、例えば図６（ｂ）で示すように各係止用切欠溝１８ｃすべてに環状リング１８ａを配置して相互間隔を狭くしたり、図６（ｃ）で示すように係止用切欠溝１８ｃの１つおきに環状リング１８ａを配置して相互の連結間隔を広くするなどして、環状リング１８ａの相互間隔をプラズマの発生密度に対応して任意の係止用切欠溝１８ｃに係止可能としてもよい。
【００２１】
以上説明したように実施の形態のプラズマ発生装置１０では、筒状体１８を連結バー１８ｂで複数の環状リング１８ａを筒状に連結した構成であるので、所望する密度のプラズマを発生させる筒状体１８の製作が従来のコイル形状の筒状体よりもより容易に製作することができるとともに、従来のコイル形状の筒状体での調整とは異なって、環状リング１８ａの間隔や個数を調整するだけでプラズマの発生密度を容易に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は本発明の実施形態に係るプラズマ発生装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図２は図１のプラズマ発生装置において筒状体を拡大して示す斜視図である。
【図３】図３は基材表面に炭素膜を成膜する場合の説明に供する断面図である。
【図４】図４は本発明の他の実施の形態に係るプラズマ発生装置の概略構成を示す断面図である。
【図５】図５は筒状体の製作過程の説明に供する図である。
【図６】図６は筒状体の他の構成例を示す図である。
【図７】図７は従来のプラズマ発生装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０  プラズマ発生装置
１２  チャンバ
１４  ガス導入口
１６  ガス排出口
１８  筒状体
１８ａ  環状リング
１８ｂ  連結バー
【図１】
0005197036.tif 000002
【図２】
0005197036.tif 000003
【図３】
0005197036.tif 000004
【図４】
0005197036.tif 000005
【図５】
0005197036.tif 000006
【図６】
0005197036.tif 000007
【図７】
0005197036.tif 000008