[发明专利]阳极壁多分割型等离子发生装置及等离子处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种等离子发生装置及等离子处理装置，该离子发生装置将等离子构成物质的供给源作为阴极，在上述阴极的前方或周围设置筒状的阳极，在真空气氛下在上述阴极与上述阳极间进行真空电弧放电，从上述阴极表面发生等离子，该等离子处理装置使用由上述等离子发生装置产生的等离子对上述阳极进行成膜等等离子处理。详细地说，本发明涉及一种阳极壁多分割型等离子发生装置及使用该阳极壁多分割型等离子发生装置的等离子处理装置。

背景技术

已经得知，一般情况下，通过在等离子中在固体材料的表面形成薄膜，或注入离子，使固体的表面特性得到改善。利用包含金属离子、非金属离子的等离子形成了的膜对固体表面的耐磨性、耐腐蚀性进行强化，作为保护膜、光学薄膜、透明导电性膜等有用。特别是利用了碳等离子的碳膜作为由金刚石构造和石墨构造的无定形混晶构成的类金刚石材料膜(称为DLC膜)，利用价值高。

作为发生包含金属离子、非金属离子的等离子的方法，具有真空电弧等离子法。真空电弧等离子由在阴极与阳极之间产生的电弧放电形成，阴极材料从存在于阴极表面上的阴极点蒸发，由该阴极蒸发物质形成该等离子。另外，在作为气氛气体将反应性气体导入了的场合，反应性气体也同时离子化。可与上述反应性气体一起将惰性气体(称为稀有气体)导入，也可将上述惰性气体导入，代替上述反应性气体。利用这样的等离子，能够在固体表面形成薄膜，进行离子的注入而实施表面处理。

一般情况下，在真空电弧放电中，在从阴极点放出阴极材料离子、电子、阴极材料中性原子团(原子及分子)这样的真空电弧等离子构成粒子的同时，还放出亚微米以下到数百微米(0.01～1000μm)的大小的被称为小滴的阴极材料微粒。如该小滴附着在被处理物表面上，则形成在被处理物表面上的薄膜的均匀性失去，产生薄膜的缺陷，对成膜等的表面处理结果产生影响。

在日本特开2002-8893号公报(专利文献1)中公开了以往的等离子加工装置。图21为专利文献1的以往的等离子加工装置的构成概略图。在等离子发生部200中，在阴极201与触发电极202之间产生电火花，在阴极201与阳极203之间产生真空电弧，生成等离子204。在等离子发生部200连接用于产生电火花及真空电弧放电的电源205，配置有使等离子204稳定化的等离子稳定化磁场发生器206、207。等离子204被从等离子发生部200引导至等离子处理部208，配置在等离子处理部208的被处理物209由等离子204进行表面处理。另外，由连接到等离子处理部208的气体导入系统210根据需要导入反应性气体，由气体排出系统211将反应气体、等离子流排出。

从等离子发生部200放出的等离子204在磁场的作用下被朝不与等离子发生部200面对的方向折曲成T状，流入到等离子处理部208。在与等离子发生部200面对的位置，配置小滴捕集部212，该小滴捕集部212将在等离子204发生时从阴极副生的阴极材料微粒(小滴)213捕集。不受磁场影响的小滴213行进到小滴捕集部212而被捕集，防止小滴213进入到等离子处理部208内。

专利文献1：日本特开2002-8893号公报

发明内容

发明要解决的问题

在以往的等离子加工装置中，使用由筒状的电极筒体214构成的阳极203，该筒状的电极筒体214延伸设置到阴极201的前方侧。

图22表示以往的电极筒体214的内壁面。如阳极203为管内面整体，则在与阴极201之间难以发生真空电弧，为了使得容易在与阴极201之间顺利地发生真空电弧，在电极筒体214的内壁上刻设多个环状的槽215，设置多个圈形的突部216。

在阴极201与阳极203的电极筒体214之间发生了的等离子朝比阴极201更前方放出、扩散时，真空电弧等离子构成粒子中的、主要是碳(C)粒子等扩散物质218在电极筒体214的内壁再结晶化而不断附着、堆积。特别是如再结晶化在突部216表面上不断进行，则堆积物以薄片状剥离，剥落到阴极201侧。然而，由于突部216具有环状形状，所以，图22所示那样，从突部216的圆弧部分219剥落按长形堆积了的碳薄片220，当落下到阴极201侧时，碳薄片220的一端按桥接状挂在阴极201的上表面217上，另一端接触到阳极203，产生使阴极201与阳极203间短路的问题。

本发明的目的在于，鉴于上述问题，提供一种阳极壁多分割型等离子发生装置及使用该阳极壁多分割型等离子发生装置的等离子处理装置，该阳极壁多分割型等离子发生装置能够防止由扩散等离子在阳极内壁上附着、堆积而形成了的堆积物剥落而导致阴极与阳极间短路。