[發(fā)明專利]等離子生成裝置及等離子處理裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980109110.9
• 申請(qǐng)日: 2009-03-25
• 公開（公告）號(hào): CN101970710A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 椎名祐一
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 日本磁性技術(shù)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): C23C14/32
• 分類號(hào): C23C14/32;H05H1/32
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 史雁鳴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種由在設(shè)定在真空環(huán)境下的電弧放電部進(jìn)行真空電弧放電，從目標(biāo)表面產(chǎn)生等離子，具備在產(chǎn)生等離子時(shí)將從陰極作為副產(chǎn)品產(chǎn)生的陰極材料粒子(下稱“微滴(droplet)”)除去的微滴除去部的等離子生成裝置及使用由該等離子生成裝置生成的等離子進(jìn)行等離子處理的等離子處理裝置。

背景技術(shù)

一般地，通過在等離子中在固體材料的表面形成薄膜或注入離子來改善固體的表面特性的情況已被公知。利用包括金屬離子、非金屬離子在內(nèi)的等離子形成的膜強(qiáng)化固體表面的耐磨損性、耐腐蝕性，作為保護(hù)膜、光學(xué)薄膜、透明導(dǎo)電性膜等是有用的物質(zhì)。特別是利用了碳等離子的碳素膜作為由金剛石構(gòu)造和石墨構(gòu)造的無定形混晶構(gòu)成的類金剛石膜(稱為DLC膜)，利用價(jià)值高。

作為產(chǎn)生包括金屬離子、非金屬離子在內(nèi)的等離子的方法，有真空電弧等離子法。真空電弧等離子是從通過在陰極和陽極之間發(fā)生的電弧放電形成的，并且是陰極材料從存在于陰極表面上的陰極點(diǎn)蒸發(fā)，由此陰極蒸發(fā)物質(zhì)形成的等離子。另外，在作為環(huán)境氣體導(dǎo)入了反應(yīng)性氣體的情況下，反應(yīng)性氣體也同時(shí)被離子化。既可以將惰性氣體(稱為稀有氣體)與上述反應(yīng)性氣體一起導(dǎo)入，也可以替代上述反應(yīng)性氣體而導(dǎo)入上述惰性氣體。使用這樣的等離子，能夠進(jìn)行向固體表面的薄膜形成、離子的注入而進(jìn)行表面處理。

一般地，在真空電弧放電中，在從陰極點(diǎn)放出陰極材料離子、電子、陰極材料中性粒子(原子及分子)這樣的真空電弧等離子構(gòu)成粒子的同時(shí)，還放出從亞微米以下到數(shù)百微米(0.01～1000μm)的大小的被稱為微滴的陰極材料微粒子。但是，在成膜等的表面處理中，成為問題的是微滴的產(chǎn)生。若此微滴附著在被處理物表面，則形成在被處理物表面上的薄膜的均勻性喪失，成為薄膜的次品。

作為解決微滴的問題的一個(gè)方法，有磁過濾法(P.J.Martin，R.P.Netterfield?and?T.J.Kinder，Thin?Solid?Films?193/194(1990)77)(非專利文獻(xiàn)1)。此磁過濾法是使真空電弧等離子通過彎曲的微滴捕集管道向處理部輸送的方法。根據(jù)此方法，產(chǎn)生的微滴被附著捕獲(捕集)在管道內(nèi)周壁上，能夠在管道出口得到基本不含微滴的等離子流。另外，以如下的方式構(gòu)成：由沿管道配置的磁鐵形成彎曲磁場，由此彎曲磁場使等離子流彎曲，將等離子有效地向等離子加工部引導(dǎo)。

日本特開2002-8893號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)公開了具有微滴捕集部的等離子加工裝置。圖12是以往的等離子加工裝置的結(jié)構(gòu)概略圖。在等離子發(fā)生部102中，在陰極104和觸發(fā)電極106之間產(chǎn)生電氣火花，使陰極104和陽極108之間產(chǎn)生真空電弧，生成等離子109。在等離子發(fā)生部102上連接了用于產(chǎn)生電氣火花及真空電弧放電的電源110，并配置了使等離子109穩(wěn)定化的等離子穩(wěn)定化磁場發(fā)生器116a、116b。等離子109從等離子發(fā)生部102被引導(dǎo)至等離子加工部112，配置在等離子加工部112的被處理物114由上述等離子109進(jìn)行表面處理。另外，由與等離子加工部112連接的氣體導(dǎo)入系統(tǒng)Gt與需要相應(yīng)地導(dǎo)入反應(yīng)性氣體，由氣體排出系統(tǒng)Gh對(duì)反應(yīng)氣體、等離子流進(jìn)行排氣。

從等離子發(fā)生部102放出的等離子109由磁場在不與等離子發(fā)生部102面對(duì)的方向彎曲成T字狀，流入到等離子加工部112。在與等離子發(fā)生部102面對(duì)的位置，配設(shè)了捕集在產(chǎn)生等離子109時(shí)從陰極作為副產(chǎn)品產(chǎn)生的陰極材料微粒子(微滴)118的微滴捕集部120。因此，不受磁場的影響的微滴118向微滴捕集部120行進(jìn)并被捕集，防止微滴118進(jìn)入等離子加工部112內(nèi)。作為具體的微滴捕集組件，例如，日本特開2002-105628號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)公開了由設(shè)置在等離子管道內(nèi)壁的擋板附著、捕集不到達(dá)等離子加工部的微滴的情況。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2002-8893號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2002-105628號(hào)公報(bào)

非專利文獻(xiàn)1：P.J.Martin，R.P.Netterfield?and?T.J.Kinder，ThinSolid?Films?193/194(1990)77

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的課題