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JP4359597B2 - Hollow cathode discharge gun with excellent discharge stability - Google Patents
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Description

本発明は中空カソード放電ガン(hollow cathode discharge gun)に係り、より詳しくは、長時間の放電維持が可能な中空カソード放電ガンに関するものである。   The present invention relates to a hollow cathode discharge gun, and more particularly to a hollow cathode discharge gun capable of maintaining a discharge for a long time.

中空カソード放電ガンは1982年名古屋核融合研究所でプラズマの生成を補助する補助装置として開発されたもので、主に核融合研究に使用されて来た。最近には、イオンプレーティング装置の放電ガス生成源として中空カソード放電ガンを使おうとする試みがあった。   The hollow cathode discharge gun was developed as an auxiliary device to assist plasma generation at the Nagoya Fusion Research Institute in 1982, and has been used mainly for fusion research. Recently, there have been attempts to use a hollow cathode discharge gun as a discharge gas generation source of an ion plating apparatus.

図1はこのような従来のイオンプレーティング装置に使用される中空カソード放電ガンの構造を示す断面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a hollow cathode discharge gun used in such a conventional ion plating apparatus.

図1を参照すれば、中空カソード放電ガン100は、支持体110に付着され、中空を有し、Moのような材質から製作された金属チューブ120と、前記金属チューブ120に軸方向に挿入されるTaのような材質の棒130とを具備している。また、前記棒130の端部付近には、前記棒130を取り囲む円盤型電子放射部材140が設けられている。前記電子放射部材140は通常LaB6のような材質から製造される。 Referring to FIG. 1, a hollow cathode discharge gun 100 is attached to a support 110 and has a hollow metal tube 120 made of a material such as Mo, and is inserted into the metal tube 120 in an axial direction. And a rod 130 made of a material such as Ta. In addition, a disc-shaped electron emitting member 140 surrounding the rod 130 is provided near the end of the rod 130. The electron emitting member 140 is generally made of a material such as LaB 6 .

前記支持体110の周囲には、放電ガン100の冷却のために、流入口112および流出口114を有する冷却水ライン116が設けられている。前記棒130は、前記支持体110を貫通する孔118と連結され、前記孔118と前記棒130の内部がなす流路を通じて、Arガスのような不活性ガスが金属チューブ内に流入する。   A cooling water line 116 having an inlet 112 and an outlet 114 is provided around the support 110 to cool the discharge gun 100. The rod 130 is connected to a hole 118 penetrating the support 110, and an inert gas such as Ar gas flows into the metal tube through a flow path formed by the hole 118 and the inside of the rod 130.

さらに、前記支持体110と隣接した前記金属チューブ120の中空には、前記金属チューブ120内で発生した熱を遮断するための遮熱部材122が取り付けられる。前記遮熱部材122はモリブデンのような材質から製作できる。   Further, a heat shield member 122 for blocking heat generated in the metal tube 120 is attached to the hollow of the metal tube 120 adjacent to the support 110. The heat shield member 122 can be made of a material such as molybdenum.

以上のような構造を有する中空カソード放電ガン100は次のように動作する。
外部から前記棒130に電源が供給されれば、前記棒130は熱を発生し、前記電子放射部材140はこれを吸収して高温に加熱される。前記金属チューブ内部の放電領域Aがおよそ1800℃以上の温度に維持されれば、前記円盤型電子放射部材140から熱電子が放出され始める。熱電子の放出によって前記金属チューブ端部の放電領域Aは高い電流密度、例えばおよそ40A/cm2の電流密度を有する。
The hollow cathode discharge gun 100 having the above structure operates as follows.
When power is supplied to the rod 130 from the outside, the rod 130 generates heat, and the electron emitting member 140 absorbs the heat and is heated to a high temperature. If the discharge region A inside the metal tube is maintained at a temperature of about 1800 ° C. or higher, thermal electrons start to be emitted from the disk-type electron emission member 140. Discharge region of the metal tube end by the release of thermal electrons A has higher current density, the current density of for example, about 40A / cm 2.

前記放電領域Aで発生した電子は前記放電領域Aに流入するArのような不活性ガスと衝突して放電が起こる。放電によって形成された放電ガスは前記金属チューブ120の端部に形成された開口部150を通じて放出される。このために、前記放電ガン100の外部の適切な地点には、生成される放電ガスを所望地点に誘導するための制御システム(図示せず)が具備されている。   Electrons generated in the discharge region A collide with an inert gas such as Ar flowing into the discharge region A and discharge occurs. The discharge gas formed by the discharge is discharged through the opening 150 formed at the end of the metal tube 120. For this purpose, a control system (not shown) for guiding the generated discharge gas to a desired point is provided at a suitable point outside the discharge gun 100.

このような中空カソード放電ガンをイオンプレーティングの放電ガス生成源として利用するためには、イオンプレーティングが行われる間、前記中空カソード放電ガンでの放電が安定に維持されなければならない。しかし、従来の中空カソード放電ガンは、イオンプレーティング蒸着途中に放電がオフされてしまうことが頻繁に発生するという問題点を持っている。   In order to use such a hollow cathode discharge gun as a discharge gas generation source for ion plating, the discharge in the hollow cathode discharge gun must be stably maintained during ion plating. However, the conventional hollow cathode discharge gun has a problem that the discharge is frequently turned off during the ion plating deposition.

特に、イオンプレーティング法の適用が有望なプラズマディスプレイパネル(plasma display panel、PDP)の酸化マグネシウム保護膜蒸着工程の場合、放電ガンの不安定のため、生産ラインに及ぶ影響は深刻である。PDP生産ラインにおいて、放電ガンの再稼動には通常15時間以上がかかり、よって、この期間には生産ラインが止めなければならないので、生産性の面で莫大な損失が招来される。   Particularly, in the case of a magnesium oxide protective film deposition process of a plasma display panel (PDP) for which application of the ion plating method is promising, the influence on the production line is serious due to unstable discharge guns. In the PDP production line, it takes usually 15 hours or more to restart the discharge gun. Therefore, during this period, the production line must be stopped, resulting in a huge loss in productivity.

そこで、本発明はこのような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、長時間にわたって安定的に放電を維持する中空カソード放電ガンを提供することを目的とする。
また、本発明は、前記中空カソード放電ガンを放電ガス発生源として採用することで、従来に比べて高い生産性を有する蒸着装置を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been made in view of the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a hollow cathode discharge gun that stably maintains discharge over a long period of time.
Another object of the present invention is to provide a vapor deposition apparatus having higher productivity than the conventional one by adopting the hollow cathode discharge gun as a discharge gas generation source.

上記課題を解決するために、本発明の一観点によれば、放電空間をなす中空を有し、一端に、前記中空にガスを流入するための第1開口部を有し、他端に、前記中空からガスを流出するための第2開口部を有する金属チューブと、前記チューブに長手方向に挿入されるフィラメントと、前記金属チューブ内の前記フィラメントの周囲に装着され、前記フィラメントの加熱によって熱電子を発生し所定間隔で離隔する二つ以上の電子放射部材とを含む中空カソード放電ガンを提供する。 In order to solve the above-described problem, according to one aspect of the present invention, a hollow that forms a discharge space is provided, a first opening for allowing gas to flow into the hollow is provided at one end, and the other end is provided. a metal tube having a second opening for discharging the gas from the hollow, a filament is inserted longitudinally into the tube, is mounted on the periphery of the filament in the metal tube, the heat by the heating of the filament A hollow cathode discharge gun is provided that includes two or more electron emitting members that generate electrons and are spaced apart at a predetermined interval.

また、上記課題を解決するために、本発明のほかの観点によれば、放電空間をなす中空を有し、一端に、前記中空にガスを流入するための第1開口部を有し、他端に、前記中空からガスを流出するための第2開口部を有する金属チューブと、前記金属チューブに長手方向に挿入されるタングステンフィラメントと、前記金属チューブ内の前記フィラメントの周囲に装着され、前記フィラメントの加熱によって熱電子を発生する電子放射部材とを含む中空カソード放電ガンを提供する。 In order to solve the above-mentioned problem, according to another aspect of the present invention, a hollow that forms a discharge space is provided, a first opening for flowing gas into the hollow is provided at one end, At the end, a metal tube having a second opening for flowing gas out of the hollow, a tungsten filament inserted in the metal tube in a longitudinal direction, and attached around the filament in the metal tube, A hollow cathode discharge gun including an electron emitting member that generates thermoelectrons by heating a filament is provided.

また、上記課題を解決するために、本発明のさらにほかの観点によれば、前記中空カソード放電ガンと、気密維持が可能であり、内部にアノードを具備する蒸着チャンバーと、前記中空カソード放電ガンから発生する放電ガスを前記蒸着チャンバー内のアノードに誘導するための制御システムと、前記中空カソード放電ガンと前記アノードにバイアス電圧を印加するための電源回路部とを含む蒸着装置を提供する。   In order to solve the above problems, according to still another aspect of the present invention, the hollow cathode discharge gun, a vapor deposition chamber capable of maintaining airtightness and having an anode inside, and the hollow cathode discharge gun are provided. There is provided a vapor deposition apparatus including a control system for inducing a discharge gas generated from the gas to an anode in the vapor deposition chamber, a hollow cathode discharge gun, and a power supply circuit unit for applying a bias voltage to the anode.

以上のように、本発明の中空カソード放電ガンは、タングステンフィラメントを採用することで、より大きい熱容量を提供し、前記中空カソード放電ガン内部の放電空間の容積をより広く維持することができることになってより安定的な放電維持特性を有する。また、本発明の中空カソード放電ガンは、前記放電ガンの内部の放電空間に二つ以上の電子放射部材を採用することで、電子の放射表面積を広げることができることになって放電維持特性をより向上させることができる。   As described above, the hollow cathode discharge gun according to the present invention employs a tungsten filament to provide a larger heat capacity and to maintain a wider discharge space inside the hollow cathode discharge gun. And more stable discharge sustaining characteristics. In addition, the hollow cathode discharge gun of the present invention employs two or more electron emitting members in the discharge space inside the discharge gun, thereby increasing the electron emission surface area and further improving the discharge sustaining characteristics. Can be improved.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。添付図面において、同一参照番号は同一または類似の構成要素を示す。また、添付図面は、放電ガンの内部構造を把握し易くするように断面図として示したが、構成の一部、例えばフィラメントの場合は断面図で示していない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the accompanying drawings, the same reference numerals indicate the same or similar components. In addition, the accompanying drawings are shown as cross-sectional views so as to make it easy to grasp the internal structure of the discharge gun.

本発明は、前述した従来の放電ガン100の放電維持安全性の低下する理由が、放電に使用されるタンタル棒の熱容量が低くて放電空間の温度を安定に維持することができないという事実に着目したものである。また、本発明者らは、より広い放電空間を確保することが放電の維持に有利であることに注目し、後述する本発明の放電ガンの構成はこのような発見に基づいてなされたものである。   The present invention focuses on the fact that the reason why the discharge maintenance safety of the conventional discharge gun 100 described above is reduced is that the thermal capacity of the tantalum rod used for discharge is low and the temperature of the discharge space cannot be stably maintained. It is a thing. In addition, the present inventors have noted that securing a wider discharge space is advantageous for maintaining the discharge, and the configuration of the discharge gun of the present invention described later has been made based on such findings. is there.

図2は本発明の好適な実施形態による中空カソード放電ガン200の構造を概略的に示す図である。
図2を参照すれば、本発明の放電ガン200は、Moのような材質の中空チューブ220内にフィラメント230が前記金属チューブの長手方向に挿入され、前記金属チューブ220の一端はステンレススチールのような金属材質の支持体210に付着されている。前記金属チューブ220は、両端に、不活性ガスの流入のための第1開口部、および内部の放電領域Bでの放電による放電ガスを流出するための第2開口部250を含んでいる。図示のように、前記第1開口部は、前記金属チューブの一端に付着された前記支持体210を貫通して前記金属チューブの中空と連通する流入パイプ218によって具現できる。
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the structure of a hollow cathode discharge gun 200 according to a preferred embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 2, in the discharge gun 200 of the present invention, a filament 230 is inserted in a longitudinal direction of the metal tube into a hollow tube 220 made of a material such as Mo, and one end of the metal tube 220 is made of stainless steel. It is attached to a support 210 made of a metallic material. The metal tube 220 includes, at both ends, a first opening for inflow of inert gas and a second opening 250 for outflowing discharge gas due to discharge in the internal discharge region B. As shown in the drawing, the first opening may be implemented by an inflow pipe 218 that passes through the support 210 attached to one end of the metal tube and communicates with the hollow of the metal tube.

本発明は、より大きな熱容量を有するフィラメントを使用して安定的に放電を維持することを特徴とする。このため、本発明において、前記フィラメント230はタングステンまたはタングステン合金材質からなることが望ましい。タングステンフィラメントは同一の放電電流密度および放電空間温度条件で、タンタルより大きい容積の放電空間での放電を維持することができるようにする。このように、放電空間の容積が大きくなるによって、安定的な放電が維持される確率を従来に比べて高めることができる。   The present invention is characterized in that the discharge is stably maintained using a filament having a larger heat capacity. Therefore, in the present invention, the filament 230 is preferably made of tungsten or a tungsten alloy material. The tungsten filament is capable of maintaining a discharge in a discharge space having a volume larger than that of tantalum at the same discharge current density and discharge space temperature conditions. Thus, the probability that a stable discharge is maintained can be increased as compared with the conventional case by increasing the volume of the discharge space.

本発明において、前記フィラメント230は図示のように巻線された形態として提供できるが、これとは異なり、巻線されないU字形フィラメントの使用も可能である。前記フィラメント230は、2本の導電リード232を介して、外部の電源(図示せず)と連結される。このために、図示のように、前記導電リード232はみんな前記支持体210を貫通して外部へ露出しており、露出した導電リード232の外部は、支持体210との絶縁のために、アルミナのような絶縁物質234で保護される。   In the present invention, the filament 230 may be provided in a wound form as shown in the figure, but a U-shaped filament that is not wound may be used. The filament 230 is connected to an external power source (not shown) through two conductive leads 232. For this reason, as shown in the figure, all of the conductive leads 232 pass through the support 210 and are exposed to the outside. The exposed conductive leads 232 are made of alumina for insulation from the support 210. It is protected by an insulating material 234.

前記金属チューブ内部の前記フィラメント230の周囲には電子放射部材242が装着される。前記電子放射部材242は、前記第2開口部250との間に放電領域Bを形成する。本発明において、前記電子放射部材242の装着位置は、所望の放電空間の大きさを考慮して決定することができる。本発明において、前記電子放射部材242として、フィラメント230の加熱によって熱電子を放射する物質が使用され、望ましくは、前記電子放射部材はLaB6である。 An electron emitting member 242 is mounted around the filament 230 inside the metal tube. The electron emission member 242 forms a discharge region B with the second opening 250. In the present invention, the mounting position of the electron emission member 242 can be determined in consideration of the size of a desired discharge space. In the present invention, a material that emits thermoelectrons by heating the filament 230 is used as the electron emitting member 242. Preferably, the electron emitting member is LaB 6 .

これに加え、本発明の前記支持体210の外周には冷却水ライン216が備えられることができる。   In addition, a cooling water line 216 may be provided on the outer periphery of the support 210 of the present invention.

図2を参照して説明した本発明の放電ガンの動作は次のようである。数百アンペアの交流または直流電流がリード232を介してタングステンフィラメント230に印加されれば、タングステンフィラメントの加熱によって、金属チューブ220の内部温度が1800℃以上に維持される。LaB6のような電子放射部材242は、この温度で熱電子を放出して放電領域Bの電流密度をおよそ40A/cm2に維持する。この際、流入パイプ218を通じてArのようなガスが放電ガン内に流入すれば、放電領域Bで生成された電子は流入した中性原子と衝突してプラズマ放電ガスを形成することで、放電が開始される。放電領域に形成された放電ガスは、第2開口部250を通じて、後述する電極(図4の351、353)およびコンバーゼンスコイル(図4の320)のような制御システムによって、アノード(図4の340)に誘導される。 The operation of the discharge gun according to the present invention described with reference to FIG. 2 is as follows. When an AC or DC current of several hundred amperes is applied to the tungsten filament 230 via the lead 232, the internal temperature of the metal tube 220 is maintained at 1800 ° C. or higher by heating the tungsten filament. The electron emitting member 242 such as LaB 6 emits thermoelectrons at this temperature and maintains the current density in the discharge region B at approximately 40 A / cm 2 . At this time, if a gas such as Ar flows into the discharge gun through the inflow pipe 218, the electrons generated in the discharge region B collide with the inflowing neutral atoms to form a plasma discharge gas, thereby causing a discharge. Be started. The discharge gas formed in the discharge region is supplied to the anode (340 in FIG. 4) through the second opening 250 by a control system such as electrodes (351 and 353 in FIG. 4) and a convergence coil (320 in FIG. 4) described later. ).

前記制御システムで発生する磁場(Bz)は電子放射部材242の表面に対して垂直方向に発生するようにすることにより、マグネトロンカットオフ(cut off)の影響を排除することができる。   By causing the magnetic field (Bz) generated by the control system to be generated in a direction perpendicular to the surface of the electron emitting member 242, the influence of the magnetron cut-off can be eliminated.

図3は本発明のほかの実施形態による中空カソード放電ガンの構造を概略的に示す図である。
図3を参照すれば、前記中空カソード放電ガン200は、第1放射部材242および第2電子放射部材244を具備し、放電領域が二つの放電領域B1、B2に分割されている点を除き、残りの構成は図2の中空カソード放電ガンと同一である。
FIG. 3 is a view schematically showing the structure of a hollow cathode discharge gun according to another embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 3, the hollow cathode discharge gun 200 includes a first radiating member 242 and a second electron radiating member 244, except that the discharge region is divided into two discharge regions B1 and B2. The remaining configuration is the same as the hollow cathode discharge gun of FIG.

本実施形態において、放電領域B1、B2の容積では図2の放電ガンと実質的に同一であるが、熱電子を提供する電子放射部材244をさらに備えて電子放射部材の電子放射表面積が実質的に増加することになる。これにより、放電領域がより安定的に放電維持されることができる。 In the present embodiment, although the volume of discharge regions B1, B2 is substantially the same as the discharge gun of FIG. 2, further comprising substantially the electron emission surface area of the electron emission member and the electron emitting member 244 to provide a thermionic Will increase. Thereby, the discharge region can be maintained in a more stable manner.

一方、図3は二つの電子放射部材242、244が使用された場合を例示しているが、本発明において、前記電子放射部材242、244の数は、放電空間の容積などを考慮して適切に選択することができることは、本発明が属する技術分野の当業者であれば誰も易しく分かる。   On the other hand, FIG. 3 illustrates the case where two electron emitting members 242 and 244 are used. In the present invention, the number of the electron emitting members 242 and 244 is appropriate considering the volume of the discharge space. Anyone skilled in the art to which the present invention pertains can easily understand that this can be selected.

図4は本発明のさらにほかの実施形態による中空カソード放電ガンの構造を概略的に示す図である。
図4を参照すれば、前記中空カソード放電ガン200は、フィラメント230後方に電子放射部材242、244が配置される点を除き、残りの構成は図3の中空カソード放電ガンと同一である。図面には電子放射部材が二つ配置されるものとして示されているが、これに限定されなく、一つまたは三つ以上の電子放射部材が配置されることもできる。
FIG. 4 is a view schematically showing the structure of a hollow cathode discharge gun according to still another embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 4, the remaining structure of the hollow cathode discharge gun 200 is the same as that of the hollow cathode discharge gun of FIG. 3 except that electron emitting members 242 and 244 are disposed behind the filament 230. Although two electron-emitting members are shown as being arranged in the drawing, the present invention is not limited to this, and one or three or more electron-emitting members may be arranged.

図2および図3に示す実施形態の場合には、電子放射部材242を貫通する孔の内側にフィラメント230が配置されているから、フィラメント23と電子放射部材242間の接触による電気回路の短絡事故の危険があるが、本実施形態のように、フィラメント230の方向に電子放射部材242、244が配置される場合には、電気回路の短絡による不時の事故を防止することができる。   In the case of the embodiment shown in FIG. 2 and FIG. 3, the filament 230 is disposed inside the hole that penetrates the electron emitting member 242, so that an electrical circuit short circuit accident due to contact between the filament 23 and the electron emitting member 242 However, when the electron emitting members 242 and 244 are arranged in the direction of the filament 230 as in the present embodiment, it is possible to prevent an unforeseen accident due to a short circuit of the electric circuit.

図5は本発明の中空カソード放電ガン200を採用したイオンプレーティング装置300の構造を概略的に示す図である。
図5を参照すれば、イオンプレーティング装置は、蒸着チャンバー310と、前記蒸着チャンバー310の一側に装着された中空カソード放電ガン200とを含んでなる。前記蒸着チャンバー310の内部にはアノード340が備えられている。
FIG. 5 schematically shows the structure of an ion plating apparatus 300 employing the hollow cathode discharge gun 200 of the present invention.
Referring to FIG. 5, the ion plating apparatus includes a deposition chamber 310 and a hollow cathode discharge gun 200 mounted on one side of the deposition chamber 310. An anode 340 is provided in the deposition chamber 310.

前記中空カソード放電ガン200はチューブ状の装着具330に装着される。前記装着具330は、例えばガラス材質から製作可能である。前記中空カソード放電ガン200と前記アノード340との間には、前記中空カソード放電ガン200から放出される放電ガスをアノード340に誘導するための一連の制御装置が具備される。前記制御装置は、環状永久磁石342を内部に備える第1電極351、電磁気コイル354を内部に備える第2電極353、および前記蒸着チャンバーの外部で前記蒸着チャンバーの外周に沿って装着されたコンバーゼンスコイル320を含む。   The hollow cathode discharge gun 200 is mounted on a tube-shaped mounting tool 330. The mounting tool 330 can be made of, for example, a glass material. Between the hollow cathode discharge gun 200 and the anode 340, a series of control devices for guiding the discharge gas discharged from the hollow cathode discharge gun 200 to the anode 340 is provided. The control device includes a first electrode 351 having an annular permanent magnet 342 therein, a second electrode 353 having an electromagnetic coil 354 therein, and a convergence coil mounted along the outer periphery of the deposition chamber outside the deposition chamber. 320 is included.

前記イオンプレーティング装置300は、前記第1電極351および第2電極353、前記中空カソード放電ガン200、および前記アノード340にバイアス電圧を供給する電源供給回路350を含む。また、図示しないが、前記電磁気コイル354および前記コンバーゼンスコイル320に電流を供給する別途の電源が前記イオンプレーティング装置300内に具備されることができる。   The ion plating apparatus 300 includes a power supply circuit 350 that supplies a bias voltage to the first electrode 351 and the second electrode 353, the hollow cathode discharge gun 200, and the anode 340. Further, although not shown, a separate power source for supplying current to the electromagnetic coil 354 and the convergence coil 320 may be provided in the ion plating apparatus 300.

また、前記イオンプレーティング装置300は、放電ガン開口部から放出される放電ガスの拡散を防止し、放電ガスをアノード340に直進させるための通路を形成する第1電極351および第2電極353の内側にタングステンから製作された放電ガス通路355を挿入することもできる。前記放電ガス通路355を、従来の炭素の代りに、材料の蒸発係数が100倍以上大きいタングステンで製作する場合には、高温に一層よく耐えることができ、これにより、半永久的に長い寿命を有することができる利点がある。また、放電ガス通路355をタングステンで製作する場合、一般に10、000〜20、000℃程度の高温の放電ガスによってタングステンが溶けないように、タングステンの融点以下の温度に調節するための冷却水ライン356のような冷却装置をさらに含むこともできる。   Further, the ion plating apparatus 300 prevents the diffusion of the discharge gas emitted from the discharge gun opening, and forms the first electrode 351 and the second electrode 353 that form a passage for causing the discharge gas to go straight to the anode 340. A discharge gas passage 355 made of tungsten can also be inserted inside. When the discharge gas passage 355 is made of tungsten having a material evaporation coefficient of 100 times or more instead of conventional carbon, the discharge gas passage 355 can better withstand high temperatures, thereby having a semi-permanently long life. There are advantages that can be made. Further, when the discharge gas passage 355 is made of tungsten, a cooling water line for adjusting the temperature to be equal to or lower than the melting point of tungsten so that tungsten is not melted by a high-temperature discharge gas of generally about 10,000 to 20,000 ° C. A cooling device such as 356 may further be included.

以上説明したイオンプレーティング装置300の詳細な構成は例示的なものに過ぎなく、当業者に広く知られているほかの構成によって本発明のイオンプレーティング装置300を提供することができることはもちろんである。また、本発明の中空カソード放電ガンはイオンプレーティング装置だけでなく、放電ガスを用いるほかの蒸着装置にも適用されることができることは、この分野の当業者であれば誰も分かる。   The detailed configuration of the ion plating apparatus 300 described above is merely an example, and it goes without saying that the ion plating apparatus 300 of the present invention can be provided by other configurations widely known to those skilled in the art. is there. Moreover, those skilled in the art will recognize that the hollow cathode discharge gun of the present invention can be applied not only to an ion plating apparatus but also to other vapor deposition apparatuses using a discharge gas.

本発明の中空カソード放電ガンは、放電が終了するなどの問題が発生されないので、蒸着工程のように、持続的な放電維持が要求される産業分野に広く適用可能である。   Since the hollow cathode discharge gun of the present invention does not cause a problem such as the end of discharge, it can be widely applied to industrial fields that require sustained discharge maintenance, such as a vapor deposition process.

従来の中空カソード放電ガンの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the conventional hollow cathode discharge gun. 本発明の実施形態による中空カソード放電ガンの構造を概略的に示す図である。1 is a diagram schematically showing a structure of a hollow cathode discharge gun according to an embodiment of the present invention. 本発明のほかの実施形態による中空カソード放電ガンの構造を概略的に示す図である。FIG. 6 is a diagram schematically showing a structure of a hollow cathode discharge gun according to another embodiment of the present invention. 本発明のさらにほかの実施形態による中空カソード放電ガンの構造を概略的に示す図である。FIG. 6 is a view schematically showing a structure of a hollow cathode discharge gun according to still another embodiment of the present invention. 本発明の中空カソード放電ガンが装着されたイオンプレーティング装置を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the ion plating apparatus with which the hollow cathode discharge gun of this invention was mounted | worn.

符号の説明Explanation of symbols

100、200: 中空カソード放電ガン
110、210: 支持体
116、216: 冷却水ライン
120、220: チューブ
130: タンタル棒
140、242、244: 電子放射部材
150、250: 開口部
230: フィラメント
310: 蒸着チャンバー
320: コンバーゼンスコイル
330: 装着具
340: アノード
350: 電源回路部
351: 第1電極
352: 永久磁石
353: 第2電極
354: 電磁気コイル
355: 放電ガス通路
356: 冷却水ライン
100, 200: Hollow cathode discharge gun 110, 210: Support 116, 216: Cooling water line 120, 220: Tube 130: Tantalum rod
140, 242, 244: Electron emitting member 150, 250: Opening 230: Filament 310: Deposition chamber 320: Convergence coil 330: Mounting tool 340: Anode 350: Power supply circuit 351: First electrode 352: Permanent magnet 353: First Two electrodes 354: Electromagnetic coil 355: Discharge gas passage 356: Cooling water line

Claims (4)

放電空間をなす中空を有し、一端に、前記中空にガスを流入するための第1開口部を有し、他端に、前記中空からガスを流出するための第2開口部を有する金属チューブと、
前記チューブに長手方向に挿入されるフィラメントと、
前記金属チューブ内の前記フィラメントの周囲に装着され、前記フィラメントの加熱によって熱電子を発生し、所定間隔で離隔する二つ以上の電子放射部材と、
を含み、
前記二つ以上の電子放射部材は、前記中空内の放電空間を二つ以上の放電領域に分割することを特徴とする、中空カソード放電ガン。
A metal tube having a hollow forming a discharge space, having a first opening for flowing gas into the hollow at one end, and a second opening for flowing gas from the hollow at the other end When,
A filament inserted longitudinally into the tube;
Two or more electron emitting members mounted around the filament in the metal tube, generating thermoelectrons by heating the filament, and spaced apart at a predetermined interval;
Only including,
The hollow cathode discharge gun, wherein the two or more electron emission members divide the discharge space in the hollow into two or more discharge regions .
前記フィラメントはタングステンフィラメントであることを特徴とする、請求項1に記載の中空カソード放電ガン。   The hollow cathode discharge gun according to claim 1, wherein the filament is a tungsten filament. 前記電子放射部材はLaB6であることを特徴とする、請求項1に記載の中空カソード放電ガン。   2. The hollow cathode discharge gun according to claim 1, wherein the electron emitting member is LaB6. 前記二つ以上の電子放射部材は、円盤型部材であることを特徴とする、請求項1に記載の中空カソード放電ガン。The hollow cathode discharge gun according to claim 1, wherein the two or more electron emitting members are disk-shaped members.
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