JP2595113Y2 - Electrode structure of anode for plasma CVD - Google Patents
Electrode structure of anode for plasma CVDInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本考案はプラズマＣＶＤ装置に関
し、特に、その陽極の電極構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma CVD apparatus, and more particularly to an anode electrode structure.
【０００２】[0002]
【従来の技術】まず、図３を参照してプラズマＣＶＤ装
置について概説する。2. Description of the Related Art First, a plasma CVD apparatus will be outlined with reference to FIG.
【０００３】図示のプラズマＣＶＤ装置は所謂圧力勾配
型プラズマ源を用いており、真空チャンバー（処理槽）
１１内には図示のように被処理物１２が配置されるとと
もに陽極部１３が配置される。真空チャンバー１１は排
気されるとともに原料ガスが導入される。陰極部１４と
陽極部１３との間で放電プラズマ流を発生させて、これ
によって、被処理物１２に膜（絶縁膜）を形成するよう
にしている。[0003] The illustrated plasma CVD apparatus uses a so-called pressure gradient type plasma source, and is a vacuum chamber (processing tank).
An object to be processed 12 is arranged in the inside 11 as shown in FIG. The vacuum chamber 11 is evacuated and a source gas is introduced. A discharge plasma flow is generated between the cathode section 14 and the anode section 13, thereby forming a film (insulating film) on the processing target 12.
【０００４】ここで、図４も参照して、陽極部１３の構
造について概説する。Here, the structure of the anode section 13 will be outlined with reference to FIG.
【０００５】陽極部１３は陽極ブロック１３ａを備えて
おり、この陽極ブロック１３ａは取り付けフランジ１３
ｂに取り付けられている。そして、取り付けフランジ１
３ｂは絶縁ブロック１３ｃによって真空チャンバー内壁
に取り付けられている。The anode section 13 includes an anode block 13a, and the anode block 13a
b. And mounting flange 1
3b is attached to the inner wall of the vacuum chamber by an insulating block 13c.
【０００６】陽極ブロック１３ａと取り付けフランジ１
３ｂとによって形成される中空空間には永久磁石１３ｄ
が配置され、この中空空間には導水管１３ｅによって冷
却水が注入される。Anode block 13a and mounting flange 1
3b in the hollow space formed by the permanent magnet 13d.
Is disposed, and cooling water is injected into this hollow space by a water guide pipe 13e.
【０００７】[0007]
【考案が解決しようとする課題】ところで、上述のプラ
ズマＣＶＤ装置では処理槽内部に陽極部が配置されてい
る関係上絶縁膜が陽極部表面にも形成され、その結果、
放電が阻害されてしまうという問題点がある。そして、
このような不具合を減少させるためには、導電性被膜又
は蒸発しやすい絶縁性被膜のみを成膜する必要がある。By the way, in the above-mentioned plasma CVD apparatus, an insulating film is also formed on the surface of the anode part due to the arrangement of the anode part inside the processing tank.
There is a problem that discharge is hindered. And
In order to reduce such inconveniences, it is necessary to form only a conductive film or an easily-evaporable insulating film.
【０００８】本考案の目的は放電が阻害されることのな
いプラズマＣＶＤ用陽極を提供することにある。An object of the present invention is to provide an anode for plasma CVD which does not hinder discharge.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本考案によれば、真空チ
ャンバーを備え直流アーク放電によるプラズマビームを
用いて被処理物上に膜を形成するプラズマＣＶＤ装置に
用いられ、前記真空チャンバー内に位置し密閉空間が規
定され陽極部を備える陽極本体部と、前記密閉空間に配
置され該陽極部に前記プラズマビームをガイドするため
の磁場を発生する磁石手段と、前記陽極部を遮蔽する位
置に配置され前記真空チャンバーと同電位に保持される
とともに前記プラズマビームが通過する部分に孔部が形
成されたシールド電極部と、前記陽極部と前記シールド
電極部との隙間を通って前記孔部に向かってシールドガ
スを流出させるシールドガス流出手段と、前記密閉空間
に冷却水を循環させる冷却手段とを有することを特徴と
するプラズマＣＶＤ用陽極の電極構造が得られる。According to the present invention, the present invention is used for a plasma CVD apparatus which has a vacuum chamber and forms a film on an object to be processed by using a plasma beam by DC arc discharge, and is located in the vacuum chamber. An anode body portion having an anode portion in which a sealed space is defined; a magnet means arranged in the sealed space for generating a magnetic field for guiding the plasma beam to the anode portion; and a magnet portion arranged at a position for shielding the anode portion. A shield electrode portion which is maintained at the same potential as that of the vacuum chamber and has a hole formed in a portion through which the plasma beam passes, and passes through the gap between the anode portion and the shield electrode portion toward the hole portion. Plasma CV having a shield gas outflow means for allowing a shield gas to flow out by cooling, and a cooling means for circulating cooling water in the closed space. Electrode structure of use anode is obtained.
【００１０】[0010]
【作用】本考案では陽極部を遮蔽する位置にシールド電
極部を設けてこのシールド電極部に形成された孔部から
アルゴンガス等のシールドガスを流出させるようにした
から、陽極表面と真空チャンバー内との間には圧力勾配
が生じることになる。また、シールド電極部付近にはシ
ールドガスによるプラズマが発生する。従って、成膜分
子の陽イオン及びラジカル粒子等はシールドガス流れ及
び電界によって陽極表面に到達することができず、この
結果、陽極面への成膜分子の堆積を抑制することができ
る。In the present invention, a shield electrode is provided at a position where the anode is shielded, and a shield gas such as argon gas is allowed to flow out of a hole formed in the shield electrode. , A pressure gradient will occur. In addition, plasma due to the shield gas is generated near the shield electrode portion. Therefore, the cations and radical particles of the film forming molecules cannot reach the anode surface by the flow of the shielding gas and the electric field, and as a result, the deposition of the film forming molecules on the anode surface can be suppressed.
【００１１】[0011]
【実施例】以下本発明について実施例によって説明す
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to embodiments.
【００１２】図１を参照して、真空チャンバー壁には開
口部２１が形成されており、この開口部２１には筒状の
シールドフランジ２２が挿入される。そして、このシー
ルドフランジ２２はＯ−リング２２ａを介してボルト２
２ｂによって真空チャンバー壁に固定される。図示のよ
うにシールドフランジ２２には軸方向（縦方向）に延び
る中空部２２ｃが形成されており、この中空部２２ｃの
予め定められた位置にはリング状の電磁コイル２３が配
設されている。さらに、シールドフランジ２２には冷却
水導入口２２ｄが形成され、この冷却水導入口２２ｄは
中空部２２ｃに連通している。Referring to FIG. 1, an opening 21 is formed in the vacuum chamber wall, and a cylindrical shield flange 22 is inserted into this opening 21. The shield flange 22 is connected to the bolt 2 via an O-ring 22a.
It is fixed to the vacuum chamber wall by 2b. As shown, a hollow portion 22c extending in the axial direction (longitudinal direction) is formed in the shield flange 22, and a ring-shaped electromagnetic coil 23 is disposed at a predetermined position of the hollow portion 22c. . Further, a cooling water inlet 22d is formed in the shield flange 22, and the cooling water inlet 22d communicates with the hollow portion 22c.
【００１３】シールドフランジ２２の上端には中心方向
に延びるシールド板部２２ｅが備えられており、シール
ド板部２２ｅにはその中心部（プラズマビームが通過す
る部分）に孔部２４が形成されている。シールド板部２
２ｅの孔部２４には耐熱スリーブ２５が取り付けられて
いる。そして、シールド板部２２ｅの内側には、後述す
る陽極板２６がシールド板部２２ｅに遮蔽されるように
配設されている。The upper end of the shield flange 22 is provided with a shield plate portion 22e extending in the center direction, and the shield plate portion 22e has a hole 24 formed in the center portion (portion through which the plasma beam passes). . Shield plate 2
A heat-resistant sleeve 25 is attached to the hole 24 of 2e. An anode plate 26 described below is disposed inside the shield plate 22e so as to be shielded by the shield plate 22e.
【００１４】本考案による陽極は平板状の陽極板（銅
製）２６を備えており、この陽極板２６はＯ−リング２
６ａを介して陽極ブロック２７に取り付けられて陽極板
２６と陽極ブロック２７とによって中空部２８が形成さ
れる。中空部２８において陽極板２６の下面には永久磁
石２９が取り付けられている。そして、中空部２８内に
は冷却水導入管３０及び３１が挿入されている。陽極ブ
ロック２７の下端にはＯ−リング２７ａを介して絶縁ブ
ロック３２が配置され、絶縁ブロック３２の下端にはＯ
−リング３２ａを介して取り付けフランジ３３が配置さ
れている。そして、これら絶縁ブロック３２及び取り付
けフランジ３３はボルト３３ａによって陽極ブロック２
７に固定されて陽極本体部３４が形成される。The anode according to the present invention is provided with a flat anode plate (made of copper) 26, and this anode plate 26 is
A hollow portion 28 is formed by the anode plate 26 and the anode block 27 attached to the anode block 27 via 6a. A permanent magnet 29 is attached to the lower surface of the anode plate 26 in the hollow portion 28. Cooling water introduction pipes 30 and 31 are inserted into the hollow part 28. An insulating block 32 is disposed at the lower end of the anode block 27 via an O-ring 27a.
A mounting flange 33 is arranged via a ring 32a; The insulating block 32 and the mounting flange 33 are connected to the anode block 2 by bolts 33a.
7 to form an anode main body 34.
【００１５】図示のように陽極本体部３４はシールドフ
ランジ２２内に挿入されＯ−リング３４ａを介してボル
ト３４ｂによってシールドフランジ２２は取り付けフラ
ンジ３３に固定される。この際、シールドフランジ２２
と陽極本体部３４との間には図示のように空間（導入
路）３５が形成され、この導入路３５にはシールドガス
導入管３６が連結されている。また、陽極本体部３４は
シールドフランジ２２内に挿入された際には、永久磁石
２９は電磁コイル２３で取り囲まれる位置にある。As shown, the anode body 34 is inserted into the shield flange 22 and the shield flange 22 is fixed to the mounting flange 33 by a bolt 34b via an O-ring 34a. At this time, the shield flange 22
As shown, a space (introduction path) 35 is formed between the anode body 34 and the anode body 34, and a shielding gas introduction pipe 36 is connected to the introduction path 35. Further, when the anode main body 34 is inserted into the shield flange 22, the permanent magnet 29 is located at a position surrounded by the electromagnetic coil 23.
【００１６】ここで、図３も参照して、上述の陽極をプ
ラズマＣＶＤ装置に用いた場合の動作について説明す
る。まず、冷却水導入口２２ｄから中空部２２ｃに冷却
水が流入されるとともに中空部２８内には冷却水管３０
及び３１を介して冷却水が循環する。また、電磁コイル
２３に通電が行われ、導入路３５にはシールドガス導入
管３６からアルゴンガス等のシールドガスが供給され
る。なお、シールドフランジ２２は真空チャンバーと同
電位に保たれる。Here, the operation when the above-described anode is used in a plasma CVD apparatus will be described with reference to FIG. First, cooling water flows into the hollow portion 22c from the cooling water inlet 22d, and the cooling water pipe 30
And 31 circulates cooling water. The electromagnetic coil 23 is energized, and a shield gas such as an argon gas is supplied to the introduction path 35 from a shield gas introduction pipe 36. The shield flange 22 is kept at the same potential as the vacuum chamber.
【００１７】プラズマビームは電磁コイル２３によって
形成される磁力線に沿って陽極付近に導かれる。この
際、永久磁石２９による磁力線によってプラズマビーム
は孔部２４を通って陽極板２６の中央部に到達する。つ
まり、永久磁石２９によってプラズマビームのピント合
わせが行われることになる。The plasma beam is guided to the vicinity of the anode along the lines of magnetic force formed by the electromagnetic coil 23. At this time, the plasma beam reaches the center of the anode plate 26 through the hole 24 due to the lines of magnetic force of the permanent magnet 29. That is, the plasma beam is focused by the permanent magnet 29.
【００１８】一方、導入路３５に供給されたシールドガ
スは孔部２４から真空チャンバー内に流れ出す。この結
果、陽極表面と真空チャンバー内との間に圧力勾配が生
じる。さらに、孔部２４の近傍にはシールドガスによる
プラズマ（以下シールドプラズマと呼ぶ）が発生する。On the other hand, the shield gas supplied to the introduction path 35 flows out of the hole 24 into the vacuum chamber. This results in a pressure gradient between the anode surface and the inside of the vacuum chamber. Further, a plasma (hereinafter referred to as a shield plasma) is generated by the shield gas near the hole 24.
【００１９】プラズマビームによって生成された成膜分
子の陽イオン及びラジカル粒子等は陽極表面に到達する
際シールドガスの流れ及び孔部２４付近の電界に逆らっ
て飛行する必要がある。従って、上述の構成の陽極を用
いることによって陽極面における成膜成分の堆積を極力
防止することができる。The cations and radical particles of the film-forming molecules generated by the plasma beam need to fly against the flow of the shielding gas and the electric field near the hole 24 when reaching the anode surface. Therefore, by using the anode having the above-described configuration, deposition of the film-forming component on the anode surface can be prevented as much as possible.
【００２０】ところで、酸素等の陰イオンは電解に沿っ
て陽極表面に流れ込むことになるから、この結果、陽極
表面が酸化されやすくなる。このため、陽極表面を白金
でコーティングしておくことが望ましい。Incidentally, since anions such as oxygen flow into the anode surface along the electrolysis, as a result, the anode surface is easily oxidized. Therefore, it is desirable to coat the anode surface with platinum.
【００２１】次に図２を参照して、本考案による他の実
施例について説明する。Next, another embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.
【００２２】図２（ａ）に示すように、台状の陽極板４
１が絶縁体部４２にＯ−リング４１ａを介して固定支持
されている。下部フランジ４３上には鉄心４４が配設さ
れ、この鉄心４４上には所定の間隔をおいて複数の永久
磁石４５が配置されている。そして、永久磁石４５上に
は各永久磁石を連絡するようにして鉄心４６が配設され
ている。As shown in FIG. 2A, a trapezoidal anode plate 4
1 is fixedly supported by the insulator portion 42 via an O-ring 41a. An iron core 44 is disposed on the lower flange 43, and a plurality of permanent magnets 45 are disposed on the iron core 44 at predetermined intervals. An iron core 46 is disposed on the permanent magnet 45 so as to connect the permanent magnets.
【００２３】上述の下部フランジ４３はＯ−リング４２
ａを介して絶縁体部４２に固定され、これによって絶縁
体部４２は下部フランジ４３に支持される。これら陽極
板４１、絶縁体部４２、及び下部フランジ４３によって
密閉空間４７が形成され、永久磁石４５はこの密閉空間
４７内に配置されることになる。The above-mentioned lower flange 43 is an O-ring 42
The insulator portion 42 is fixed to the insulator portion 42 via a, whereby the insulator portion 42 is supported by the lower flange 43. A sealed space 47 is formed by the anode plate 41, the insulator portion 42, and the lower flange 43, and the permanent magnet 45 is disposed in the sealed space 47.
【００２４】下部フランジ４３には孔部４３ａ及び４３
ｂが形成され、これら孔部４３ａ及び４３ｂにはそれぞ
れ冷却水管４８及び４９が連結されている。これによっ
て、密閉空間内に冷却水が循環することになる。The lower flange 43 has holes 43a and 43
The cooling water pipes 48 and 49 are connected to these holes 43a and 43b, respectively. Thereby, the cooling water circulates in the closed space.
【００２５】陽極板４１の上側にはシールド板５０が配
置され（このシールド板５０は真空チャンバーと同電位
に保たれる）、このシールド板５０は支持体部５１によ
って下部フランジ４３に支持される。A shield plate 50 is arranged above the anode plate 41 (the shield plate 50 is kept at the same potential as the vacuum chamber), and the shield plate 50 is supported by the lower flange 43 by the support 51. .
【００２６】図２（ｂ）に示すように、シールド板５０
には永久磁石４５の配列方向に延びるスリット５２が形
成されている。As shown in FIG. 2B, the shield plate 50
Is formed with a slit 52 extending in the direction in which the permanent magnets 45 are arranged.
【００２７】図２（ｃ）を参照して、陽極板４１の側方
にはシールドガス導入管５３が配置され、このシールド
ガス導入管５３は支持部材５４によって支持体部５１に
支持される。なお、陽極板４１、シールド板５０、及び
支持体部５１によって空間が形成され、シールドガス導
入管５３からこの空間へ供給されたシールドガスは他に
漏れることなくスリット５２に導かれる。また、上記の
空間内に位置して図２（ｂ）に示すようにシールド板５
０の下面には冷却水管５５が敷設され、冷却水管５５内
には冷却水が循環する。Referring to FIG. 2C, a shield gas introduction pipe 53 is arranged on the side of anode plate 41, and this shield gas introduction pipe 53 is supported by support member 51 by support member 54. Note that a space is formed by the anode plate 41, the shield plate 50, and the support portion 51, and the shield gas supplied from the shield gas introduction pipe 53 to this space is guided to the slit 52 without leaking. Further, as shown in FIG. 2B, the shield plate 5 is located in the space.
A cooling water pipe 55 is laid on the lower surface of the cooling water pipe 0, and cooling water circulates in the cooling water pipe 55.
【００２８】この実施例では、永久磁石の磁力線によっ
てプラズマビームがスリット５２をを通って陽極板４１
に達する。図１に示す実施例と同様に、シールドガスが
スリット５２から真空チャンバー内に流れだし、これに
よって、陽極表面と真空チャンバー内との間には圧力勾
配が生じることになる。また、スリット５２付近にはシ
ールドガスによるプラズマが発生する。従って、図１の
陽極と同様に成膜分子の陽イオン及びラジカル粒子等は
シールドガス流れ及び電界によって陽極表面に到達する
ことができず、この結果、陽極面への成膜分子の堆積を
抑制することができる。なお、酸化防止のため陽極板表
面を白金でコーティングしておくことが望ましい。In this embodiment, the plasma beam is passed through the slit 52 by the lines of magnetic force of the permanent magnet and the anode plate 41.
Reach As in the embodiment shown in FIG. 1, the shielding gas flows out of the slit 52 into the vacuum chamber, which creates a pressure gradient between the anode surface and the vacuum chamber. In the vicinity of the slit 52, plasma is generated by the shield gas. Therefore, similarly to the anode of FIG. 1, the cations and radical particles of the film forming molecules cannot reach the surface of the anode due to the flow of the shielding gas and the electric field. can do. It is desirable that the surface of the anode plate be coated with platinum to prevent oxidation.
【００２９】[0029]
【考案の効果】以上説明したように本考案では陽極表面
に成膜分子が堆積することを抑止でき、その結果、放電
が阻害されることがなく、安定して成膜を行うことがで
きるという効果がある。As described above, according to the present invention, deposition of film-forming molecules on the anode surface can be suppressed, and as a result, film formation can be performed stably without disturbing discharge. effective.
【図１】本考案によるプラズマＣＶＤ用陽極の一実施例
を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of an anode for plasma CVD according to the present invention.
【図２】本考案によるプラズマＣＶＤ用陽極の他の実施
例を示す図であり、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は平面
図、（ｃ）は側面断面図である。2A and 2B are views showing another embodiment of the anode for plasma CVD according to the present invention, wherein FIG. 2A is a front sectional view, FIG. 2B is a plan view, and FIG. 2C is a side sectional view.
【図３】プラズマＣＶＤ装置を概略的に示す図である。FIG. 3 is a view schematically showing a plasma CVD apparatus.
【図４】従来のプラズマＣＶＤ用陽極を示す断面図であ
る。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a conventional plasma CVD anode.
１１ 真空チャンバー（処理槽） １２ 被処理物 １３ 陽極部 １４ 陰極部 ２１ 開口部 ２２ シールドフランジ ２３ 電磁コイル ２４ 孔部２４ ２５ 耐熱スリーブ ２６，４１ 陽極板 ２７ 陽極ブロック ２８ 中空部 ２９，４５ 永久磁石 ３０，３１ 冷却水管 ３２ 絶縁ブロック ３３ 取り付けフランジ ３４ 陽極本体部 ３５ 空間（導入路） ３６，５３ シールドガス導入管 ４２ 絶縁体部 ４３ 下部フランジ ４４，４６ 鉄心 ４７ 密閉空間 ４８，４９，５５ 冷却水管 ５０ シールド板 ５１ 支持体部 ５２ スリット ５４ 支持部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Vacuum chamber (processing tank) 12 Workpiece 13 Anode part 14 Cathode part 21 Opening part 22 Shield flange 23 Electromagnetic coil 24 Hole part 24 25 Heat-resistant sleeve 26,41 Anode plate 27 Anode block 28 Hollow part 29,45 Permanent magnet 30 , 31 cooling water pipe 32 insulating block 33 mounting flange 34 anode body 35 space (introduction path) 36, 53 shielding gas introduction pipe 42 insulator section 43 lower flange 44, 46 iron core 47 closed space 48, 49, 55 cooling water pipe 50 shield Plate 51 support portion 52 slit 54 support member
Claims (2)
よるプラズマビームを用いて被処理物上に膜を形成する
プラズマＣＶＤ装置に用いられ、前記真空チャンバー内
に位置し密閉空間が規定され陽極部を備える陽極本体部
と、前記密閉空間に配置され該陽極部に前記プラズマビ
ームをガイドするための磁場を発生する磁石手段と、前
記陽極部を遮蔽する位置に配置され前記真空チャンバー
と同電位に保持されるとともに前記プラズマビームが通
過する部分に孔部が形成されたシールド電極部と、前記
陽極部と前記シールド電極部との隙間を通って前記孔部
に向かってシールドガスを流出させるシールドガス流出
手段と、前記密閉空間に冷却水を循環させる冷却手段と
を有することを特徴とするプラズマＣＶＤ用陽極の電極
構造。1. A plasma CVD apparatus which includes a vacuum chamber and forms a film on an object to be processed by using a plasma beam generated by a DC arc discharge, is provided in the vacuum chamber, defines a closed space, and includes an anode section. An anode body, magnet means arranged in the closed space for generating a magnetic field for guiding the plasma beam to the anode, and magnetism arranged at a position for shielding the anode and maintained at the same potential as the vacuum chamber; A shield electrode portion having a hole formed in a portion through which the plasma beam passes, and a shield gas flowing means for flowing a shield gas toward the hole through a gap between the anode portion and the shield electrode portion. And a cooling means for circulating cooling water in the closed space.
陽極の電極構造において、前記陽極部の表面は白金でコ
ーティングされていることを特徴とするプラズマＣＶＤ
用陽極の電極構造。2. An electrode structure of an anode for plasma CVD according to claim 1, wherein the surface of said anode portion is coated with platinum.
Electrode structure of the anode for use.
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| JP1993035921U JP2595113Y2 (en) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | Electrode structure of anode for plasma CVD |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH076265U JPH076265U (en) | 1995-01-27 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990210 |
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