(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心部にプラズマ用ガス導入口を有するカソードマウントと環状の中間電極との間に円筒形状の絶縁管を介在させ、この絶縁管内の空間部にて前記カソードマウントから前記中間電極に向けて突出し、前記プラズマ用ガス導入口に続くプラズマガス用流路を形成するカソードとを備えた圧力勾配型プラズマガンにおいて、前記絶縁管の内周面に前記カソードに接することなく、このカソードの周囲を取巻く環状体を前記カソードに向かって径方向に突出させたことを特徴とする圧力勾配型プラズマガン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば蒸着装置に用いられる圧力勾配型プラズマガンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図４に示すように、例えばシートプラズマ成膜装置に用いられる圧力勾配型プラズマガン１１が公知である（特開平2-104663号公報、5-345980号公報）。この圧力勾配型プラズマガン１１では、中心部にプラズマ用ガス導入口１２を有するカソードマウント１３と環状の第１中間電極１４との間に絶縁材、例えば耐熱ガラスやセラミックスからなる筒状の絶縁管１５が介在させられており、この絶縁管１５内の空間部にはカソードマウント１３から第１中間電極１４の中心部に向けて突出し、プラズマ用ガス導入口１２に続くプラズマガス用流路１６を形成するカソード１７が設けられている。また、圧力勾配型プラズマガン１１は、さらに絶縁体を介して第１中間電極１４とともに並設された環状の第２中間電極１８と、同じく絶縁体を介して第２中間電極１８から外方に向けて突出させた筒状のガン取付短管１９とを備えている。
【０００３】
前記シートプラズマ成膜装置の場合、ガン取付短管１９の先端を真空チャンバー内に向けて、このガン取付短管１９が真空チャンバーに取付けられる。
また、カソード１７は電源の−側に導通し、前記真空チャンバー内に配置され、成膜原料を収容したハースが前記電源の＋側に導通するとともに、第１中間電極１４および第２中間電極１８が前記電源の＋−間の中間電位部に導通するように形成される。
そして、プラズマ用ガス導入口１２からプラズマ用ガス、例えばアルゴンが供給され、カソード１７から前記ハース上の成膜原料に向けてプラズマガス流が形成されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述した圧力勾配型プラズマガン１１の場合、絶縁管１５をその中心軸を含む平面で切った断面を見ると、絶縁管１５の内周面は平坦な形状になっている。
ところで、前記圧力勾配型プラズマガン１１を稼動させる場合、放電開始後、圧力勾配型プラズマガン１１自身がこの放電によって自己昇温される過程で圧力勾配型プラズマガン１１自身がＨ2Ｏ、Ｎ2、ＣＯ2等の吸蔵ガスを放出する。このため、カソード１７と第１中間電極１４および第２中間電極１８との間で異常放電する場合が極めて多く、この異常放電に伴って第１中間電極１４或は第２中間電極１８を構成する導電性材料がスパッタされて絶縁管１５の内周面、特にカソード１７の基部であるカソードマウント１３側の隅部に堆積してゆく。そして、この堆積が繰り返されて、図４に示すように導電性の堆積物２０がカソードマウント１３に接触する状態になると、この堆積物２０はカソード１７と同電位となり、圧力勾配型プラズマガン１１の稼動開始時における異常放電が絶縁管１５内の堆積物２０に発生し始める。
【０００５】
前述したように、絶縁管１５の材料が耐熱ガラスやセラミックスであれば、この異常放電による熱衝撃で絶縁管１５の破損、さらには絶縁管１５の破損部でのガス漏れの発生を招くという問題がある。
また、絶縁管１５だけでなく、絶縁管１５とカソードマウント１３との間をシールするＯリングが熱損傷し、この部分からのガス漏れ発生という事態に至り易いという問題がある。
本発明は、斯る従来の問題点をなくすことを課題としてなされたもので、稼動開始時における異常放電による絶縁管の破損、この破損によるガス漏れ、絶縁管取付け部でのシール構造の損傷等の発生防止を可能とした圧力勾配型プラズマガン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】
上記課題を解決するために、本発明は、中心部にプラズマ用ガス導入口を有するカソードマウントと環状の中間電極との間に円筒形状の絶縁管を介在させ、この絶縁管内の空間部にて前記カソードマウントから前記中間電極に向けて突出し、前記プラズマ用ガス導入口に続くプラズマガス用流路を形成するカソードとを備えた圧力勾配型プラズマガンにおいて、前記絶縁管の内周面に前記カソードに接することなく、このカソードの周囲を取巻く環状体を前記カソードに向かって径方向に突出させた構成とした。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の一実施形態を図面にしたがって説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る圧力勾配型プラズマガン１Ａを示し、前述した圧力勾配型プラズマガン１１と共通する部分については、互いに同一番号を付して説明を省略する。
この圧力勾配型プラズマガン１Ａでは、カソード１７に接することなくカソード１７を取巻くように内周面に突設した平板状の環状体２Ａを有する絶縁管３Ａが前述した絶縁管１５に代えて設けられている。
そして、この環状体２Ａにより、圧力勾配型プラズマガン１Ａの稼動開始時における前述した導電性材料がカソード１７の基部やカソードマウント１３、絶縁管３Ａのカソードマウント１３側の隅部に浮遊させないようにして、これが堆積するのを防止し、絶縁管１５の内周面と環状体２Ａとで形成される隅部に導電性の堆積物２０を止めるようにしてある。これにより、絶縁管３Ａがカソード１７と同電位になることはなく、圧力勾配型プラズマガン１Ａの稼動開始時における異常放電による絶縁管の破損、この破損によるガス漏れ、絶縁管取付け部でのシール構造の損傷等の発生が防止されるようになっている。
【０００８】
図２は、本発明の第２実施形態に係る圧力勾配型プラズマガン１Ｂを示し、前述した圧力勾配型プラズマガン１１と共通する部分については、互いに同一番号を付して説明を省略する。
この圧力勾配型プラズマガン１Ｂでは、カソード１７に接することなくカソード１７を取巻くように内周面に突設したＴ字形断面を有する環状体２Ｂを有する絶縁管３Ｂが前述した絶縁管１５に代えて設けられている。
そして、前述した第１実施形態とは環状体２Ｂの断面形状を平板状ではなく、Ｔ字形とした点で相違するだけで、この第２実施形態の場合も前記第１実施例の場合と同様に、前記異常放電による絶縁管の破損、この破損によるガス漏れ、絶縁管取付け部でのシール構造の損傷等の発生が防止されるようになっている。
【０００９】
図３は、本発明の第２実施形態に係る圧力勾配型プラズマガン１Ｃを示し、前述した圧力勾配型プラズマガン１１と共通する部分については、互いに同一番号を付して説明を省略する。
この圧力勾配型プラズマガン１Ｃでは、カソード１７に接することなくカソード１７を取巻くように絶縁管１５の内周面から突出した絶縁材で構成された環状体２Ｃを有する筒状部材４が絶縁管１５内に設けられている。
そして、前述した第１実施形態とは環状体２Ｃが絶縁管１５とは別部材である点で相違するだけで、この第３実施形態の場合も前記第１実施例の場合と同様に、前記異常放電による絶縁管の破損、この破損によるガス漏れ、絶縁管取付け部でのシール構造の損傷等の発生が防止されるようになっている。
【００１０】
なお、本発明は、絶縁管１５の内周面に突出させる環状体の形状を前述したものに限定するものではなく、この他、例えば断面Ｌ字形、断面半円形等種々の形状のものであってよく、前記環状体の材質についても、この環状体が前記第３実施形態のようにカソードマウント１３と接触した状態で設けられる場合には絶縁性を有するものなければならないが、そうでない場合には導電性を有するもの、絶縁性を有するもののいずれであってもよい。
【００１１】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、中心部にプラズマ用ガス導入口を有するカソードマウントと環状の中間電極との間に円筒形状の絶縁管を介在させ、この絶縁管内の空間部にて前記カソードマウントから前記中間電極に向けて突出し、前記プラズマ用ガス導入口に続くプラズマガス用流路を形成するカソードとを備えた圧力勾配型プラズマガンにおいて、前記絶縁管の内周面に前記カソードに接することなく、このカソードの周囲を取巻く環状体を前記カソードに向かって径方向に突出させた構成としてある。
このように環状体を設けてあるため、圧力勾配型プラズマガンの稼動開始時における中間電極の材料である導電性材料のスパッタがカソードの基部やカソードマウント、絶縁管のカソードマウント側の隅部にまで浮遊してここに堆積することは防止され、前記異常放電による絶縁管の破損、この破損によるガス漏れ、絶縁管取付け部でのシール構造の損傷等の発生が防止されるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態に係る圧力勾配型プラズマガンの断面図である。
【図２】  本発明の第２実施形態に係る圧力勾配型プラズマガンの断面図である。
【図３】  本発明の第３実施形態に係る圧力勾配型プラズマガンの断面図である。
【図４】  従来の圧力勾配型プラズマガンの断面図である。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  圧力勾配型プラズマガン
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ  環状体
３Ａ，３Ｂ  絶縁管              ４  筒状部材
１２  プラズマ用ガス導入口      １３  カソードマウント
１４  第１中間電極              １６  プラズマガス用流路
１７  カソード                  １８  第２中間電極
１９  ガン取付短管              ２０  堆積物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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