JPS609101B2 - グロ−放電を発生する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電極型グロー放電を発生する方法に係わり、
更に具体的には、材料のスパッタリングに使われるグロ
−放電を発生する方法に関する。

種々の電極型グロー放電方法が考案され、便われている
。この分野の方法は常に改良され、変えられ、開発され
ているが、この発明の考えは、従来との相違点を含めて
新規な改良を表わすものと考えられ、その結果、効率、
安定性並びに信頼性が一層大きいグロー放電発生方法を
提供する。この発明の考えに依れば、陰極スパッタリン
グ法に依り、材料の薄膜の様な被膜又は被覆を枕積する
改良された装置を設計することが出来る。更に、この発
明の考えに依れば、イオン化ガス種目に於ける電子遷移
に関連した波長を持つ放射を発生するのに効率がよい、
光源並びに放射源を含む低圧ガス放電方法を設計するこ
とが出来る。（好ましくは約１０‐３以下という様な）
低圧で夕−ゲット面上に強力なグロー放電を維持するこ
とが出来る発明方法が望まれる。従来例えば、イオン化
用の電子の運動を制限する磁界と、イオン化用電子の発
生とスパッタリング過程との結合をなくする抑制放電が
提案されている。然し、こういう装置は、形状が平面状
であるという欠点があり、平面状の場合にはイオン電流
分布、即ち陰極（ターゲット）面に対するスパッタリン
グの割合を一様に保つのが困難であることが知られてい
る。円筒形陰極を持つ装置に磁界を用い、陰極の鞠線が
磁力線と平行になる様にすると「一層の性能改善を期待
することが出来る。この様な手段に依り、１次電子の半
径方向の運動が制限され、そのェネルギの大部分が周囲
ガスとのイオン化用の衝突に消費されるまで、それらを
陰極面の近くにとゞまらせることが出来る。同時に、幾
何学的な対称性の為、陰極電流は各方位にわたって一様
にすることが出来る。円筒形の外面を陰極面として使っ
てもよいし、或いは内面を使ってもよい。いづれの幾何
学的な形式でも、実際上、１次電子は、まだそのェネル
ギのかなりの部分を保ちながら、軸方向に移動して、陰
極の近くから逃げ出すことが判った。動作圧力を段々低
くし且つ陰極の直径対長さの比を段々大きくすると、こ
ういう末端損失が段々重大になって来る。上に述べた問
題の他に、プラズマ物理では「導電性のターゲット材料
に対する普通の直流スパッタリング法が電気絶縁性のタ
ーゲット材料のスパッタリングには使うことが出来ない
ことが良く知られている。

これは、絶縁性のターゲット材料に電荷がたまると、衝
撃イオン電流の流れが、実用にとって小さすぎる値に制
限されるからである。電気絶縁性のターゲットから直流
スパッタリングに依り材料を放出させる際に出合う困難
が、無線周波スパッタリング法を使うことに依って一般
に克服されている。この方法では、導電板をスパッタリ
ングしようとする誘電体ターゲットの背後に密に接近し
て配置し、典型的にはメガサィクル範囲の高周波電圧に
依つて導電板をバイアスする。この為、無線周波誘電体
電流が絶縁性のターゲットを通って、ターゲット面に電
荷がたまっていれば、それを有効に取去り、連続的にイ
オン衝撃に依るスパッタリングが出来る様にする。従来
の大抵の無線周波スパッタリング装置は平面状のターゲ
ットの形を用いており、無線周波及び直流の補助放電を
組合せて使うことが多く、或るスパッタリング装置は外
部から印加する磁界を使っている。従釆の無線周波装置
はいづれも多数の欠点があり、種々のグロー放電並びに
スパッタリングの用途に対するその適切さを減じている
。

こういう問題としては、経費が高いこと、複雑であるこ
と、不充分であること、スパッタリング収率が低いこと
、装置内の望ましくない面からスパッタリングが起るこ
と「使える次積区域が小さいこと、高い電圧が必要なこ
と、プラズマ放電を維持する過程とスパッタリングの割
合を制御する過程との間に実質的な結合があって、その
結果装置の動作範囲に重大な制限が加えられること、高
いガス圧力を必要とすること、融通性がないこと、無線
周波の漏洩があること、ターゲットと基体の間の距離に
対する依存性があること、沈積された被膜が汚染される
こと、ターゲットに浴びせられるプラズマ領域内にイオ
ン密度勾配が存在すること、スパッタリングが一様でな
いこと、基体が不当に加熱され、これが避けられないこ
と、多重電源を必要とすること、大きなターゲット寸法
に合せることが出来ないこと「末端損失があってスパッ
タリングが軸万向に変化を生ずること、低い圧力での性
能が制限されること等がある。この発明に依れば、作り
出されるイオン１個あたりのェネルギ経費が最小限にな
る様な効率的なグロー放電が作り出される。

更に、イオンの非常に大きな部分がスパッタリングに使
われる様にターゲットに対して位層ぎめされた領域内に
イオンが作り出される。更に、プラズマ放電が制御され
た形でターゲット面にわたって分布させられ、この為ス
パッタリングされる材料の源が所望の幾何学的な分布を
持つ。この為、スパッタリング特性は一様なものも、わ
ざと一様でなくしたものも得られる。この発明は、陰極
ターゲットから放出された１次電子の運動を半径方向並
びに藤方向の両方の方向で制限するプラズマ・トラップ
を作り「これら１次電子が、そのヱネルギの大部分が付
加的なプラズマを発生するイオン化用の衝突に有効仕事
として消費されるまで、ターゲット面の近くにとゞまる
様にする。

この明細書でいうトラップに依る完全な収容とは、付加
的なイオンを発生するに十分なェネルギがまだ残ってい
る１次電子の実質的に全部、即ち大多数が収容されてい
ることを言う。即ち、トラップに収容されない電子は実
質的なイオン化の仕事をしない。プラズマ・トラップは
、陰極電位にある面からの電子の反射と、磁界に依る電
子の偏向との組合せに依り、低いガス圧力の環境内で達
成される。

プラズマは、普通に考えた直線で囲まれた容積の６辺全
部をふさぐトラップに依り、この発明の放電装置内に完
全に収容され、プラズマ・トラップの断面でみて、６辺
の内の４つが磁力線と電極面に依って限定され、残りの
２辺は装置の鞠対称性に依って閉じる。この軸対称性は
、磁界及び／又は電極構造に依って得られる。１次電子
がトラツプの中に投げ出されると、そのェネルギはプラ
ズマ内に付加的なイオンを作る為に使われる。

１次電子がその有用なェネルギの略全部をイオンを作る
為に使いきると、それらはイオン化の目的には最早価値
がなく、そこでそれらは全体的な電気装置に於ける所要
の電流の流れを維持する為に使われる。この電流の流れ
は、電子、イオン、及び両方の組合せに依って作られる
。従って、この発明は、一旦そのェネルギが取出された
後、電子が容易に電流通路を完成することが出来る様に
、トラップに効率的な陽極接点をも設ける。陽極は、高
ェネルギの電子を収集せずに低ェネルギの電子を効率よ
く収集する様にトラツプを遮る位置に配置することが望
ましい。簡単に言うと、この発明の考えを実施した実施
例では、中位から低い電圧並びに低い周囲ガス圧力で高
い陰極電流密度を生するフランジ付き陰極形式を用いる
ことが出来る。円筒形陰極を用いた２つの実施例が説明
される。‘ィープラズマが外向きにフランジのついた円
筒の外側で発生される。‘。｝プラズマが内向きにフラ
ンジのついた中空円筒の中で発生される。いづれの構成
も磁界を用い、その磁力線は円筒則ち陰極胴体の軸線と
大体平行である。磁界強度を調節して、プラズマを胴体
の壁の近く、本質的に一方は胴体の円筒面に依って限定
され且つ他方ではフランジの周緑に依って限定された容
積内に局限することが出来、この為多数のプラズマ‘イ
オンは、陰極面に沿って存在する陰極ごやの近くに形成
される。従って、こういう陰極は本質的に高速電子の磁
気的並びに電気的なトラップ作用を同時に用いることに
依って作用し、トラップは個々の磁力線が陰極さやと２
箇所で交差する結果として形成される。この交差はさや
の面と磁力線とが大体垂直になって起る。良Ｐち、電子
トラップの大体３辺は陰極さやに依って多成され、第４
辺は磁界に依って形成される。この構造の対称性の為、
プラズマの一様性は良好である。無線周波の場合、２重
電極形式が用いられる。

これも中位から低い電圧並びに比較的低い周囲ガス圧力
で高い陰極電流密度を生ずる。グロー放電、層に於ける
通常の無線周波動作では、電極の対の内の各々の電極が
互いに陽極並びに陰極となりるが、無線周波サイクルの
大部にわたって、両の電極がプラズマに対し陰極として
振舞うことを示すことが出来る。この点、交互の半サイ
クルの極めて短い期間の間だけ、電極がプラズマに対し
て陽極になる。然し、プラズマ及び陰極さやの中にある
イオンは、殆んどいつでも、本質的に、両方の電極が陰
極として振舞う直流グロー放電の環境内にある様に振舞
う。【ィープラズマが１対の柱形電極の外側で発生され
る、‘ｏ｝プラズマが１対の中空電極の中で発生される
、し一プラズマが比較的薄い平面状又は轡曲したシート
形電極の表面に隣接して発生される主な３種類の電極に
ついて説明する。

いづれの形式でも協働する磁界を用い、特定の電極構造
の外側又は内側の磁界コイルを使う。磁界は特定の電極
構造と共に、磁界及び／又は電極構造に依って課せられ
る前述の軸対称性を持つ少なくとも１つのプラズマ収容
トラップを限定する様な形にされる。磁界の形及び強度
を調節してプラズマをトラップ内に局限し、末端損失を
なくすことが出来る。協働して作用する１対の電極と磁
界とに依り、単一のプラズマ・トラツプを限定すること
が出来る。この代りに、各々の電極が磁界と協働してト
ラップを限定し、こうして別の電極が磁界と共に限定す
るトラップとは別個のトラップを作ることが出来る。更
に、別々のトラップが磁界と各々の電極とに依って限定
されると共に、両方の電極が協働して磁界と共にトラッ
プを限定する混成形式では、両方の種類のトラップを同
時に使うことが出来る。更に、この発明では、各々の個
々の電極と磁界とに依って複数個のプラズマ・トラップ
を限定することが考えられる。柱形及び中空の陰極の形
の場合、或る形では端の翼又はフランジを利用して、プ
ラズマ・トラップを閉じ込めるのを助けることが出来、
或いは残りの電極構造と磁界とに依ってトラップの境界
を完全に限定することが出来れば、翼を完全にはふくく
ことが出来る。

翼を使う時、翼はトラップを有効に閉じ込める程度に大
きく作る。そうしないと、装置の経済的な利点を減ずる
程、磁界強度を強めなければならなくなろう。この点、
翼の寸法は、１次電子が付加的なイオンを作る為にその
有用なェネルギを失うのに必要な空間と直接に関係があ
る。この発明の考えは、陰極としてのターゲットに通常
課せられる負担が如何なる形でもスパッタリング過程の
妨害にならない程度まで、トラップ内にプラズマを維持
する為の補給条件を最小限に抑える様な効率のプラズマ
・トラップを提供する方法であると考えることが出来る
。

この為、ターゲット面にわたって強力なプラズマ放電を
維持する過程は、スパッタリング過程自体とごく弱くし
か結合されていない。この点、所定の動作ガス圧力並び
にスパッタリング電流で広い範囲のスパッタリング電圧
を容易に得られる様にするのに必要なことは、磁界強度
を僅かに調節することだけである。 従って、この発明
の目的は、新規で改良されたグロー放電方法を提供する
ことである。この発明の上記並びにその他の目的並びに
利点は、以下図面について更に詳しく説明する所から明
らかになろう。第１図には、この発明に依る電極型放電
装置１２をその中に取付けた普通の真空室１０が示され
ている。

放電装置１２は、室１０の中に取付けられ且つ支持手段
１５に依って保持されたスプール型翼つき又はフランジ
付き陰極１４を含んでいる。

陰極１４は上側の翼又はフランジー４ａと「下側の翼又
はフランジー４ｂとを持っている。環状の陽極１６が陰
極１４の上側のフランジー４ａの周囲に配置され、真空
室１０のカバーに取付けられている様な２つ又は更に多
くの中空スベーサ１７に依って支持されている。２つの
磁界コイル巻線を使うことに依り、陰極の面上の領域に
磁界が形成される。

一方のコイル巻線は陰極１４の内部に配置されている。
他方のコイル巻線２１‘ま真空室１０の外壁２２の周り
に配置されている。外側磁界コイル２１に依る磁界は、
典型的には陰極のフランジー４ａ，１４ｂの少し上から
その少し下まで伸びる。これらのコイルに依り、磁力線
２３に依って示される様に「陰極の胴体に接近し且つそ
れと平行な磁力線を持つ適当な合成磁界が作られる。室
１川まアルゴンの様な適当なガスが入っており「低圧環
境になる様に真空にひいてある。陰極１４及び陽極１６
は両方共中空であり、陰極１４及び陽極１６の両方に冷
却水を供給する為「適当な配管２５ａ乃至２５ｃから供
給を受ける冷却水源が装置と結合される。高圧並びに磁
界兼用電源２７が示されている。典型的には２つの別個
の電源を使うことは言う迄もない。この電圧源２７が陰
極１４と接続されて「陽極１６を接地した時にそれに負
の電圧を供給すると共に、コイル２８及び２１に電力を
供給する。真空室１０の下端に配管２９があり、これは
弁を介して普通の様に真空ポンプ（図に示してない）に
結合することが出来る。基体３１がその上に被覆又はめ
つきをスパッタリングすることが出来る様に、真空室１
０内に配置されることが示されている。

第１図の実施例では「真空室１０の中に磁性金属の随意
選択的な上側及び下側カラー３１及び３２を設けること
が出来る。

カラー３１，３２は磁力線を真直ぐにする為に用いられ
ているが、陰極１４の中に内側磁界巻線を設ける場合、
これらは必要ではないことがある。第２図に示す放電装
置１２が真空室１０の上側カバー１８に取付けられ且つ
それから垂れ下がっていることが示されている。

真空室は典型的にはアルミニウムの様な非磁性金属で作
られる。陰極１４は、カバー１８に固定された支持手段
１５に取付けられる。最初に陰極１４の構造を考えると
「 これは、スパッタリングしようとする材料で作るか
又はその材料をめつきした円筒形の管又は胴体４０を含
む。適当な材料の１例を挙げると、非磁性ステンレスス
チールであり、陰極胴体の外側はクロームを基体にスパ
ッタリングする為にクロームめつきされる。陰極１４は
上側及び下側の翼又はフランジー４ａ，１４ｂをも含ん
でおり、この各々は典型的には分解し易くする為２つの
部分から成る構造になっている。上側フランジ１４ａは
下部４２及び上部４３を含む。

これらの部分が多数の留めねじ４４に依って結合され、
０リング４５に依って密封され、上側の円筒形翼又はフ
ランジ１４ａとなる。このフランジー４ａは水の様な冷
却流体を受入れる内部空洞４７を持っている。下側のフ
ランジ１４ｂも同じ様な構造であり、上部及び下部５２
，５３を含む。これらの２つの部分が多数の留めねじ５
４によって一緒に結合され、０リング５５に依って密封
される。同じ様な空洞５７が部分５２，５３の間に形成
されて冷却水を受入れる。好ましくは上部４２，５２を
、（クロームをスパッタリングしようとする場合）クロ
ームでめつきしたステンレススチールの様な非磁性金属
で作り、下部４３，５３はステンレススチールの様な磁
性金属で作る。翼１４ａ及び１４ｂが多数の結合棒５９
に依って胴体４川こ固定され、０リング６０及び６１が
封じになっている。

胴体４０の中には、上側のフランジ１４ａの下部４２内
の環状孔６３を介して冷却水を受入れる環状室６２があ
る。同様な環状孔６５が下側のフランジ１４ｂの上部５
２の中に設けられている。上側のフランジー４ａの上部
４３は１対の環状スベーサ・リング６７ａ，６７ｂと、
その間に形成された溝の中に配置された○リング６７ｃ
とを含んでいて、理由は後で詳しく説明するが、硝子、
パィレックス、セラミック、水晶又はその他の適当な材
料で作られた上側絶縁体７０を、環状の間隙又は溝７１
として示す様に、陰極の上側の翼１４ａの上部４３の上
面から適当に隔てる。次に内部磁界集成体２０について
説明すると、これはスプール７６を持っている。

このスプールは磁性ステンレススチールで作ることが出
来る。スプールは円筒形の胴体７７と、上側及び下側の
翼７７ａ，７７ｂとを持っている。翼７７−ａ及び７７
ｂが多数の留めねじ７９及び８０１こ依り胴体７７に固
定される。胴体７７の両端の近くで、その周りにプラス
チックのリング８２及び８３が配置され、多数のターン
の線を有するコイル８５がリング８２及び８３の間で胴
体７７の周りに配置されている。この線は絶縁銅線であ
ってよく、１端（図に示してない）が胴体７７に電気的
に接続される。その他端８６が胴体７７の下端の中の孔
を通りぬける。総８６が可操性であって、胴体７７の中
の中心内部室８７を通り支持手段１５の支持管８９の孔
８８を上向きに通ることが好ましし・。内部磁界巻線８
５がその両端、即ちリング８２及び８３の近くでより多
くのターン数を持ち、一層一様な磁界を作ることが好ま
しい。内部スプール７６は、スプール７６の上側の翼７
７ａを数箇所９２（１箇所だけ示す）で陰極の上側のフ
ランジ１４ａの上部４３の内面に取付けることに依り、
陰極１４の中に支持される。

スプール７６は、陰極の下側のフランジー４ｂの下部５
３の内面の中心にある留めねじ９４に依っても支持され
且つ取付けられている。この構造（特に留めねじ９４が
下部５３を翼７７ｂに結合すること）に依り、陰極内の
内圧が高く（冷却流体が大気圧より高く）且つ真空室１
０内の外部圧力が低いことに依って、陰極の翼が外向き
に曲がることが防止される。スプール７６の下側の翼７
７ｂは多数の孔９５を持ち、後で説明する様に、冷却水
が中央室８７からそれを通って集成体全体の外部へ戻る
ことが出来る様にしている。次に陽極１６の構造につい
て説明すると、この陽極は、非磁性ステンレススチール
で作ることの出来る上側及び下側の環状部分１００，１
０１を持ち、これらがその部分に沿って配置された多数
の留めねじ１０２及び１０３に依って一緒に結合されて
いる。

これらの部分を内側及び外側の○リング１０５，１０６
に依つて密封して、冷却水を受入れる内部環状空洞１０
８を形成する。下側部分１００の下面は多数の環状溝１
１０を持つ。陽極１６は、１１２に示す様に、陰極１４
の上側のフランジ１４ａに接近しているが、それから隔
たつている。陽極１６は真空室１０の上側カバー１８に
接続された２つの支持体１７に依って所定位置に保持さ
れる。

この支持体は１つだけ示している。両方の支持体は同様
であって、カバー１８に対する陽極の接地接続になり、
一方は冷却水の入口なり、且つ他方は冷却水の出口にな
る。支持体１４は、留めねじに依り陽極１６の上側部分
１０１に固定され且つ０リングに依って封じられた継手
１１４を含む。更に支持体１７は管１１５を含む。この
管は、多数の留めねじ‘こ依ってスベーサ１１４に接続
され且つ０リングに依ってそれと密封されたフランジ１
１６に銀はんだで取付けることが出釆る。管１１５の上
端が真空室１０のカバー２８内の孔を通りぬけ、ねじ付
き圧縮はめ込み部１１９（これは図に示してないが内側
○リングを含んでいてよい）、０リング１２０、覆い板
１２１及び１つ又は更に多くの留めねじ１２２に依って
、カバー２８‘こ固定し且つ密封される。支持体１７は
、大地電位以外の電圧で陽極１６を動作させることが出
来る様に、真空室１０から絶縁することが出来るが、こ
）に図示し且つ説明する場合は、陽極１６が大地電位で
動作する。支持体軍７は、陽極１６内の空洞１０８に冷
却水を供給することが出来る様にする内部通路母２４を
持ち「水の復流は第２の支持体（図に示してない）に依
って行なわれる。金属性の複数個のアーム１２６（例え
ば４個、１つだけ示す）に依り、陽極亀６に対して付加
的な支持を与えることが出来る。

このアームの１端は支持手段１５の上側キャップ軍２７
の下側のフランジー２７ｂに結合されト且つ他端はスべ
−サ１２８を介して陽極１６の上側部分畳ＱＩ‘こ取付
けられる。これらのアームも陽極に対する接地接続にな
る。次に支持手段１５について説明すると、これは前に
述べた上側キャップ１２７を含む。

このキャップはト多数の留めねじ１３１に依って真空室
１０の上側カバー２８の下側に固定された上側フランジ
ー２７ａを含む。キャップ１２７は下側フランジー２７
ｂも含み、上側絶縁体７０がこの下側フランジー２７ｂ
と、陰極の上側のフランジー４ａの上部４３の上面にあ
るリング６７ａ？ ６７ｂ及び○リング６７ｃとの間に
はさみ込まれ「且つフランジ１２７ｂと○リング１３２
に依って密封される。キャップ１２７及び支持管８９は
非磁性ステンレススチールで作ることが出来る。レキサ
ンという商品名で販売されている様なプラスチックで作
ることの出釆る内側ステム又は口出線絶縁体１３４がキ
ャップ１２７の中に取付けられ、円筒形の下端が絶縁体
７０内の孔１３５に係合し且つはまり込んでいる。支持
管８９は、内部スプール７６の上側の翼７７ａに螺着し
た下端を持つと共に、陰極の上側のフランジ１４ａの上
部４３の上面に係合し且つそれと密封されたフランジー
３６を持っている。

支持管８９は絶縁体１３４の中を上向きに伸び、ねじを
切った上端に主ナット１４０及びナット１４１が固定さ
れる。スラスト軸受１４４及び弓形ばね坐金１４５が、
絶縁体１３４の上面１４６と主ナット１４０の底面との
間で、支持管８９の上端の周り‘こ取付けられている。
ばね坐金１４５を使うのは、熱に依る膨張及び収縮を吸
収する為である。第２図から明らかな様に、主ナット１
４０が陰極１４を中間の上側絶縁体７０と共に支持手段
１５に固定する。

こうして「支持管８９のねじを切った下端がスプールＴ
６の上側の翼７７ａと結合して、陰極の上側の翼１４ａ
、上側絶縁体７０、上側キャップ７０及び絶縁体１３４
を圧縮する。この様にして絶縁体１３４の下側の円筒形
の肩１４９がキャップ１２７の下側フランジー２７ｂの
上側内縁に衝合し、陰極の上側の翼１４ａの上側リング
６７ａ，６７ｂ及び上側キャップ１２７の下側フランジ
ー２７ｂの下面を上側絶縁体７０の夫々の面とぴったり
衝合し且つ密封する様に衝合する主たる保持応力を与え
る。陰極の上側の翼１４ａ及び上側キャップ１２７の下
側フランジー２７ｂの上にある○リング６７ｃ及び畳３
２が封じをする。絶縁体１３４は室１０内の真空に露出
しない。上側取付部１５２が上側ナット１４１に取付け
られた多数の留めねじ量５３に依って、支持管８９の上
騰に取付けられ、０リング１５４に依って封じがなされ
ている。

内側磁界コイルの導線８６の上端が取付部１５２の中を
上向きに通り、圧縮取付部１５５に依って封じられてい
る。取付部１５２は冷却水を受入れる入口室１５６を持
っている。この室１５６が支持管８９内の入口室１５７
と蓮適する。入口室１５７は、その下端端に、陰極の上
側フランジー４ａ内の空洞４７と蓮適する多数の孔１５
８を持っている。管８９は取付部１５２の出口通路１６
０と蓮適する出口通路８８を持っている。管８９内の通
路１５７及び８８に対する入口及び出口通路１５６及び
１６川こ対する適当な封じは、夫々の通路の接合点に於
て夫々の封じに依って行なうことが出釆る。冷却水が入
口配管２５ａへ流れ、取付部１５２の入口通路１５６か
ら管８９内の通路１５７を通って陰極の上側フランジー
４ａ内の空洞４７に流れ、且つスプール７６の上側の翼
７７ａの周りで向きを変えられる。

冷却流体は環状孔６３を通って陰極の上側のフランジ１
４ａから出て行き、陰極胴体４０内の室６２に入り、陰
極の下側のフランジー４ｂ内の空洞５７に入る。流体が
スプール７６の下側の翼７７ｂの周りを流れてから、孔
９５を通って、スプールの胴体７７の中の中央室８７に
入る。翼７７ａ及び７７ｂは、陰極のフランジー４ａ及
び１４ｂを正しく冷却する様な向きに水を向けるじやま
板になる。この後流体は管８９の出口通路８８を通って
取付部１５２の出口通路１６０へ流れる。最後に、第２
図の集成体は、例えば上側絶縁体７０と同じ材料で作ら
れた下側絶縁体１６４を持つ底部を含む。

絶縁体１６４は、非磁性の下側キャップ１６５と陰極の
下側のフランジ１４ｂの下部５３を底との間にはさまれ
ている。絶縁体１３４と同じ材料で作られたプラスチッ
クの絶縁体１６６が下部５３にねじ込まれ、キャップ１
６５がこの絶縁体１６６の中にねじ込まれる。○リング
１６７及び１６８が絶縁体１６４との封じになり、図示
の装置は、上側絶縁体７０と陰極の上側のフランジ１４
ａの上部との間の間隙７１と同様な、長くて狭い環状間
隙１７１を形成する。次に絶縁体７０及び絶縁体１６４
について説明すると、金属が陰極の電位にあるか又はそ
れに近い電位にあって（又は少なくとも陽極の電位から
相当離れていて）金属と絶縁物との接触がある所では、
絶縁体７０の間隙７１及び絶縁体１６４の間隙１７１の
様に、長くて狭い溝孔又は間隙を設け、この間隙は磁力
線に対して垂直である。この構成に依り、スパッタリン
グされる材料が間隙に沿ってその通路を取り、間隙に面
する絶縁体の面を被覆して、遂には導電通路を作って短
絡を生ずることが防止される。磁力線が１７２に示して
あ、環状間隙７１及び１７１がそれに対して垂直である
ことが認められよう。間隙７１及び１７１に於ける磁力
線は磁力線１７２と平行である。磁力線が垂直であるこ
とに依り、電子が間隙に入り込んでその中でイオン化を
生ずることが防がれる。動作中、陰極胴体４０の近くに
ごや１７３がある。

このさやは事実上フランジ１４ａと陽極１６の間の環状
溝孔１１２まで伸びている。比較的低い圧力を使えば、
大きな次積面積が得られる。

即ち、スパッタリングされる材料の平均自由行路、即ち
衝突なしの見通し運動の平均長は、圧力に反比例するの
で、比較的低い圧力で動作させることの出釆る上に述べ
た実施例の様なスパッタリング装置では、基体を大きな
半径の所においても、上に述べた被覆材料の見通し範囲
に面している。この発明に依れば、第２図の磁力線１７
２に依って示される様に、陰極胴体４０とフランジ１４
ａ，１４ｂとの間に良好なトラツプが形成される。

これは例えば内側及び外側磁界コイルの電流を調節し且
つ磁性及び非磁性金属を選ぶことに依って達成される。
別の重要な利点は、装置の寸法を変えることが出来るこ
とである。

即ち、陰極の直径並びに特に長さは、満足な動作を本質
的に変えないま）で、容易に変更することが出来る。陰
極胴体４０が準線源であり、従って他の変更を最小限に
抑えて容易に長さを伸ばすことが出来る。別の利点は、
陰極と陽極との間に比較的低い電圧を用いて動作させる
ことが出来ることであり、この結果２つの利点が得られ
る。

第一に、スパッタリング収率（入射するイオン１個あた
りのスパッタリングされる原子数）の増加が、イオン・
ェネルギが大きい時は、線形より小さくなる。即ち、所
定のェネルギ入力に対して、低い電圧で動作させる時は
高い電圧で動作させる時よりも多くのスパッタリングが
行なわれる。第二に、低電圧で大電流の動作は、電源並
びにスパッタリング装置自体の設計に於て経費のか）る
絶縁問題を伴わずに、スパッタリング装置に高いレベル
のェネルギを供給することが出釆ることを意味する。別
の利点は、動作電流が動作電圧の何乗かに比例すること
である。即ち、電流１はＶｎに比例する。こ）でｎは約
５乃至７である。従って、電圧の小さな変化に依って電
流の大きな変化が生ずる。 ・この
発明の別の主な利点は、良好な陽極接続を設けることが
出来ることである。

これは、フランジ付き陰極構造並びに比較的低い圧力で
動作することが出来ることを含めて、この発明のいくつ
かの面に依るものである。良好な陽極接続という言葉は
、電子がフランジに交差しない磁力線にあたる時、電子
がなるべく早く、（又は電子が陰極フランジに交差しな
い様な位置まで半径方向外向きに移動した後、陰極フラ
ンジに出来るだけ近い所で）陽極に依って遮ぎられる様
に、陽極１６をフランジー４ａに対して配置することを
指す。この結果、プラズマから陽極までの電圧降下が袷
んどなく、その為、印加電圧は殆んど全部が有利に使わ
れる。別の利点は、放射並びにプラズマに依る基体の衝
撃が極く僅かなので、基体の加熱が最小限に抑えられる
ことである。

これはもプラズマが陰極の周囲に収容されているからで
ある。従って「この装置は融け易い又はガス化し易い基
体材料にも使うことが出来、この装置に依れば、電子衝
撃に依る基体材料の構造の目立った変更はない。他方、
希望すれば、磁界を遮断することに依り或いはわざと基
体にプラズマを浴びせることに依り、電子衝撃を行なう
ことも出釆る。別の利点は、陰極並びに陽極の両方のす
ぐれた水冷を容易に行なうことが出来ることである。

この為装置を非常に大きな電流密度にすることが出来る
。別の利点は「主に問題７ｉ及び；７１を設けたこと並
びにその配置の為、絶縁体７０及び亀６４が不定期間の
間もつと思われることである。

はた、例えば第２図に示した装置では、室内の真空に露
出される材料は、金属と、典型的にはパィレックス、セ
ラミック、水晶等で作られる絶縁体７０及び１６４とだ
けである。従って、ガス化の問題を招く・県れのある弾
性体又はプラスチックが真空に露出することはない。別
の利点は「大きな面積にわたって安定な電流密度を与え
ることが出来ることである。

この為「電流密度の大きな範囲にわたって「 スパッタ
リング材料の一様性が良好である。スパッタリング装置
に於ける動作電圧Ｖは放電効率の指数であると考えるこ
とが出来、次の様に表わすことが出来る。

Ｅｉ Ｖ＝７テラ こ）でＥｉは電子に依って１個のイオンを作る為に消費
される平均ェネルギ、ｙは陰極材料に対するイオン衝撃
に依るイオン−電子２次放出係数、ｒ，は電子ェネルギ
の内、トラップで失われる分、ど２ はイオンの内、陰
極に到達する分である。

Ｅｉは使うガスの特性の函数である。例えばアルゴンの
場合、これは約３０電子ボルト（ｅＶ）／イオンである
。アルゴンの環境に対するｙは約０．１である。即ち陰
極にあたる１０個のイオンの内１つがプラズマ内に放出
される１個の電子を作り、残りは陰極の金属内で失われ
る。これらの放出された電子が陰極さやの中で加速され
、印加電圧Ｖに大体等しいヱネルギを獲得する。これら
の電子がトラツプされてェネルギを失う時、それらがプ
ラズマを作り、それが更に多くのイオンを作り出しｔこ
れが更にスパッタリングを行なって更に多くの電子を作
り出すという風になる。磁界に依って得られるトラップ
が非常に効率がよいと、ど，は１であり「電子は全ての
ヱネルギを失うまで、トラップされる。若干のイオンは
プラズマの外へ漂い出て若干は陰極まで引張られる。こ
の為トご２ は普通は１ではない。ど２はイオンの内、
陰極まで引張られる分であり、０の最小値から１の最大
値まで変化する。完全なトラップでは「 ざ，とど２の
積が１であり、この場合動作電圧は完全な装置の場合の
３００ボルトになる。例示した装置では、動作電圧が大
体８００ボルトであり、従ってご，とそ２ の積は大体
０．３であるが、これは効率が３０％であることを表わ
す。後で説明する中空陰極装置ではＬ「包み込み」の形
状がご，を高くするのに有利である。この為、典型的な
動作電圧は約４００ボルトであり、ど，×ご２の積は０
．７５である。再び第２図の形式の構造について説明す
ると、ご，及びご２が大きくて１に近いことが望ましい
のは勿論である。

これは前に述べた様に効率のよいトラップを設け且つト
ラップを出来るだけ陰極の胴体に接近して配置すること
に依って達成される。即ち〜効率のよい放電を作り出せ
ば、ご，が１に近くなり、出来るだけ陰極の近くでイオ
ンを作って多数が陰極の近くに来る様にすれば、ご２が
１に近くなる。前に述べた様にひは使うガス環境に敏感
であり、アルゴンでは大体０．１である。Ｅｉは使うガ
スに依って変化するが、典型的には「 スパッタリング
に使う典型的なガスに対して前に述べた様に大体３企Ｖ
ノィオンである。従来の普通のスパッタリング装置では
、印加電圧が大体３０００ボルトであり、適当な絶縁を
するのに非常な注意を必要とした。これに対して、この
発明に依る装置で可能になる様に、それより低い電圧（
例えば８００乃至８５０ボルト）を使えば、陰極並びに
その電源の両方に対する絶縁問題は実質的に最小限に抑
えられる。第２図の装置では内側及び外側磁界の両方を
設けているが、特に部品に適当な材料を選んだ時、磁力
線に作用する磁性板を使っても使わなくても、いづれか
一方又は両方を使うことが出来るのは言う迄もない。

前に述べた様に、磁力線が陰極胴体４川こ接近していて
且つ本質的にそれと略平行であることが特に望ましい。
これは内側磁界及び外側磁界の両方を使うことに依って
達成するのが一番よく、その場合両方を調節して所望の
合成磁界を得ることが出来る。磁界強度を調整する必要
がある時、陰極に対する磁力線の適正な位置は維持しな
がら、両方の磁界を一緒に調節することが出釆る。次に
第３ａ図乃至３ｄには、この発明の考えを用いたもので
あるが、フランジ付きの中空陰極集成体を使う別の実施
例及びその変形が示されている。

これは或る意味では第２図の陰極１４と逆であるが、動
作は全く同様である。第３ａ図はこの集成体全体を示し
ており、第３ｂ図はその端面図であり、第３ｃ図及び第
３ｄ図は集成体の端部に対する好ましい変形構造を詳し
く示している。第３ｃ図は集成体の左側の端の一部分を
示す部分図であるが、これは両端に使うことが出来る。
第３ｄ図は集成体の右側の端の部分図であるが、これも
集成体の両端に使うことが出来る。第３ａ図で、中空陰
極が陰極胴体２１４（及び端のフランジ２１４ａ及び２
１４ｂを持つことが示されている。

胴体は円筒形であり、フランジ２１４ａ，２１４ｂは環
状リングの同じ形である。これらのフランジは第３ｄ図
の変形に示す様に冷却水通路２１４ｃを持っていてよい
。陰極胴体及びフランジはスパッタリングしようとする
材料で作るか、又はアルミニウム又はステンレススチー
ルの様な非磁性材料で作って、スパッタリングしようと
する材料を内面にめつきするかプラズマ吹付けとする。
この様なめつき又はプラズマ吹付けされる被覆の典型的
な厚さは１０乃至１００ミルの範囲内である。取替える
ことが出来る陰極胴体２１４は第３ａ図に示す様に外側
円筒形ハウジング２１５に熔接することが出来、冷却水
を受入れる環状空洞２１５ａを形成する。第３ｃ図及び
第３ｄ図の変形に示す様に、胴体２１４を封じリング２
１６ｂ及び２１５ｃに依つてハウジング２１５の内側に
捕捉して、冷却水を受入れる環状空洞２１５ｄを形成す
ることが好ましい。環状陽極２１６ａ及び２１６ｂが設
けられ、第２図の絶縁体７０と同じ材料で作ったりング
形絶縁体２１８及び２１９に依り、陰極に対して絶縁さ
れる。

陽極面に溝２１６ｃが示されている。第２図について説
明した様に、溝及び／又はビート吹付け部を設けて、陽
極面に入射するスパッタリングされた材料の接着性を改
善する。陽極２１６ａ及び２１６ｂは夫々の冷却水空洞
２２３及び２２４を持ち、第３ｃ図及び第３ｄに示す様
に、夫々の陽極端板２２１及び２２２に取付けて夫々の
冷却水空洞２２３ａ及び２２４ｂを形成することが好ま
しい。端板２２１，２２２を取外すことに依り、冷却水
空洞を定期的に掃除することが出来る。陰極、陽極及び
絶縁体２１８，２１９の間に、細長くて狭い環状間隙２
２８及び２２９（第３ａ図、第３ｃ図及び第３ｄ図）が
設けられる。

これらの間隙は第２図に示した集成体の間隙７１及び１
７１と同様の性質及び作用を持ち、磁界コイル２３４に
依って発生される磁力線に対して垂直である。第３ｃ図
及び第３ｄ図に示す様に、一連の孔２２８ａ及び２２８
ｂを加えて、これらの間隙からのガス化をなくすのを助
けることに依り、第２図について説明したガス化の問題
を抑えることが出来る。夫々の陰極フランジ２１４ａ，
２１４ｂと陽極２１６ａ及び２１６ｂの環状裾部２３１
及び２３２との間に、第２組の間隙２３１，２３２（第
３ａ図）及び２３１ａ，２３２ａ（第３ｃ図及び第３ｄ
図）が形成される。これらの間隙２３１，２３２及び２
３１ａ，２３２ａは磁力線に平行である。実際には、磁
界コイル２３４が典型的には非磁性金属（例えばアルミ
ニウム）の適当な巻型に設けられた多数の巻線で構成さ
れ、これらの巻線を陰極の外側ハウジング２１５から絶
縁する絶縁遮蔽体２３４ａ（第３ｃ図及び第３ｄ図）の
上に設けられる。

これらの巻線が第３図に示した集成体に沿って配置され
る。即ち、第３図の各々の巻線２３４は、好ましい構造
では、複数個のコイルを表わす。陰極内に所望の磁界を
作る様に、これらのコイルを位層ぎめし、コイル電流を
調節することが出来る。磁性端板２３７及び２３８を夫
々陽極２１６ａ及び２１６ｂの外側端に取付けることが
出来る。磁力線を磁性端板２３７，２３８に通して、磁
力線に陽極を通過させ、こうすることに依って陽極接続
を改善する。磁性端板は鉄で作ることが好ましい。陽極
磁性端板集成体がト封じリング２１５ａ及び２１５ｂに
螺着する一連のボルト２３？ａ及び２３８ａ（第３ｃ図
及び第３ｄ図）に依って、絶縁体２１８及び２１９を捕
捉する様に、陰極に取付けられる。これらの封じリング
はポリカーボン。プラスチックの様な絶縁材料で作られ
る。１対の円筒形絶縁体２４１及び２４２が磁性端板２
３７及び２３８の外側端で夫々の接地遮蔽体２４５及び
２４６もこ隣接して配置される。

これらの絶縁体は、絶縁体２１８及び２１９と同じ材料
であってよい。接地遮蔽体に依り「接地された基体に対
してバイアス式スパッタリング法が行なわれる時、プラ
ズマ放電を中空陰極の中に局限することが出来る。即ち
、１つの電源を使って陽極を接地された基体に対して数
百ボルト程度の正の電位に駆動する。第２の電源に依っ
て陰極を基体に対し数百ボルトの負の電位に駆動する。
これによって生ずる放電に依って発生されるプラズマは
「陽極電位の所又はその近くに存在する。この為、接地
された基体はプラズマに対して負であり、基体の表面か
らスパッタリングが起る。基体からのスパッタリング速
度が沈積速度より小さくなって、正味の沈積が起る様に
、相対的な電位を調節する。この基体のスパッタリング
に依って、次債過程の間、基体が絶えずきれいにされる
。織部遮蔽体２４５，２４６は、正に駆動される陽極が
、真空ポンプ並びに装置内のその他の接地素子から電流
を引出さない様に保証する。装置の端に適当な端の取付
具２４９及び２５０を取付けることが出来る。端の取付
具２４９，２５０、接地遮蔽体２４５，２４６及び外側
絶縁体２４１，２４２は、適当なボルト又は結合棒に依
り板２３７，２３８に固定される。これらのボルト又は
結合棒は、第３ｃ図及び第３ｄ図に示す様に、絶縁体２
４６ａ及び２４６ｂに依つて絶縁され、陽極が接地遮蔽
体に電気的に接続されない様にする。端の取付具２４９
，２５川ま真空装置に接続することが出来、その中に可
動又は固定の基体２５２が取付けられるか、或いは第３
ａ図の集成体全体を第１図に示した様な種類の真空室の
中に取付けることが出釆る。ステンレススチールのスク
リーン２４７及び２４８を接地遮蔽体２４５及び２４６
に固定し、基体２５２が通りぬける孔を設ける。電気導
線２５６が第３ａ図に示す左側の陽極２１６ａに接続さ
れ、電気導線２５７が磁界巻線２３４の下を通して右側
の陽極２１６ｂに接続される。導線２５７を巻線線２３
４の下に取付けるのは「プラズマ放電々流にサージが起
った場合に、磁界コイル２３４の集成体に重大な過渡状
態が誘起されるのを防止する為である。導線２５６及び
２５７は、実施例に於ける様に大地に接続してもよいが
、前にバイアス式スパッタリングについて述べた様に、
正の電位に接続してもよい。陰極導線２５９は殻体２１
５と負の電圧源とに接続することが出来る。第３ｃ図に
示す接触式留めねじ２１５ｅが陰極胴体２１４とハウジ
ング２１５との間の良好な電気的接触を保証する。適当
な管状通路が陽極空洞２２３，２２４及び陰極空洞２１
５ａ，２１４ｄに接続され、それらに冷却水を供給する
。これらの配管を第２図の装置について述べたと同様な
任意の適当な方法で冷却水の源に相互接続することが出
来ることは言う迄もない。磁界巻線２３４の導線も中空
であってやはり水冷にすることが好ましい。陰極胴体２
１４と陰極フランジ２１４ａ，２１４ｂとの間、陽極２
１６ａ，２１６ｂと陽極端板２２１，２２２との間、並
びに陽極端板と磁性端板２３７，２３８との間に、０リ
ング封じ（図に示してない）を設けるのが好ましい。絶
縁体２１８，２１９の面とフランジ２１４ａ，２１４ｂ
及び陽極２１６ａ，２１６ｂとの間に○リング封じ２７
０，２７３が用いられ、封じリング２１５ｂ，２１５ｃ
（第３ｃ図及び第３ｄ図）と陰極集成体２１４一２１５
との間に○リング封じ２７４及び２７５が用いられる。
絶縁体２４１７ ２４２の面で、板２４５，２４６と取
付具２４９，２５０の間、並びにこの実施例が使われる
時は第３ｃ図の水冷胴体２１４と端のフランジ２１４ａ
，２１４ｂとの間に、同様な封じ（図に示してない）が
用いられる。第３図に示した種類の装置の動作では、こ
の装置を３００ボルト位の低い電圧で動作させることが
出来ることが判った。

これは、ご，とご２の積が１に近いからである。第３図
の中空陰極構造では、第２図の陰極構造と同様な所定の
動作圧力に於て、動作電流を広い範囲にわたって変える
ことが出来る。中空陰極構造を用いた時、陰極の中心に
ある基体２５２に対する沈積速度は、第一次的には、圧
力に無関係であり、電圧にも殆んど無関係である。従っ
て、圧力が本質的に独立パラメータであり、例えば基体
上の核形成過程に影響する様に、所望に依り他の理由で
これを変えることが出来る。第３図ａ乃至ｄに示し且つ
上に説明した中空陰極の実施例は、第２図に示したスプ
ール型陰極形式と本質的に同じ利点を持つことは言う迄
もない。

即ち、中空陰極形式では、前に述べた様に、電子トラッ
プが、陰極面から、陽極の内径に依って限定された半径
まで内向きに伸びる薄い環状領域内に存在する。この実
施例に依って良好な陽極接続が得られるので、陰極さや
の縁（これは陰極面から数ミリメートルしか拡がらない
）からトラップの縁（即ち陽極の内径）まで、トラップ
にわたって、所望の電子ェネルギ勾配が存在する。こね
為、半径内向きの拡散に依ってトラップを出て行って、
陽極ではなく基体の近辺へ通過する電子は、非常に低い
ェネルギ、即ち３乃至申Ｖである。これが実際その通り
であることは、プラズマの半径にわたる静電プローブに
依る測定で検証された。従って、中空陰極形式では、周
りのプラズマからの基体の加熱が、プラズマが基体まで
拡がらないスプール型陰極形式の場合より必然的に大き
くなるが、（こ）に説明した中空陰極の実施例では）プ
ラズマが基体の近辺に到達する前に冷める様になってい
るので、加熱が従来よりずっと少ない。次に第４図につ
いて説明すると、この図には、２重電極型放電装置３１
２を中に装着した普通の真空室３１１ １を持つこの発
明に依る無線周波グロー放電方法を実施するための装置
が示されている。

放電装置３１２は、真空室３１１の中に取付けられ且つ
適当な取付けトランク３１５に依って支持された１対の
翼付き又はフランジ付きの同軸電極３１３，３１４を含
んでいる。

電極３１３及び３１４は物理的に隔たっており且つ適当
な絶縁体３１６に依って互いに電気的に絶縁されている
。電極３１３は上側の翼３１３ａを持ち、これに対して
電極３１４は下側の翼３１４ａを持ち、これらの翼は取
付けの為又はプラズマ・トラツプを閉じ込めるのを助け
る為に用いられる。然し、後で明らかになるが、電極３
１３及び３１４が磁界と協働して、端の翼３１３ａ，３
１４ａを使わずにトラップを有効に閉じ込めることが出
来る。この場合、これらの翼を構造から除いてもよい。
電極３１３，３１４が一緒になって円柱形無線周波柱形
陰極集成体を構成する。典型的には１．８Ｍｃの周波数
で動作する無線周波電源３ １ ７が、取付けトランク
３１５を通って電極３１３，３１４へ伸びる遮蔽付き伝
送線３１８に接続される。多数の磁界コイル巻線３１８
が真空室３１１の導電性ハウジング３１１ａの外壁の周
りに配置され且つそれから絶縁されている。

これらの磁界コイルが室内に一様な磁界を作る。磁力線
は、一様な磁界が望ましい所で、磁力線３１９に依って
示す様に、電極３１３，３１４に接近し且つその間に伸
びている。真空室３１ １には、典型的には０．５乃至
１．０ミクロンの比較的低い圧力で、適当な動作ガスが
収められている。

取付けトランク３１５及び伝送線３１８が室３１１の上
部にある適当な真空封じ３２０を通りぬける。

適当な絶縁体３２１が取付けトランク３１５を電極３１
３から電気的に絶縁して、取付けトランクが陰極電位を
持ち、その為にスパッタリング・ターゲットになること
を防止する。真空室３１１の下端に導管３２２がある。

これは任意の適当な弁装置を介して普通の方法で真空ポ
ンプ（図に示してない）に結合することが出来る。導電
スクリーン３２３が、導管３２２が室と蓮適する時に通
る、室３１１の導電性ハウジング３１１ａ内の閉口を覆
っている。この点、スクリーン３２３及び外側導電性ハ
ウジング３１１ａが協働して、無線周波遮蔽体を限定し
、これが無線周波電源の中心タップ接地（図に示してな
い）に適当に接続され、循環接地電流を避ける様になっ
ている。更に、スクリーン３２３が真空ポンプを遮蔽し
、それがない場合にポンプまで伝わるかも知れない放電
を防止する。本質的に絶縁体３２４及び遮蔽体３２５で
構成される端キャップが、電極３１４の翼３１４ａに隣
接して電極集成体の外側に設けられ、電極の端面上でス
パッタリングが起らない様にしている。水等の様な適当
な冷却流体を供給する為「取付けトランク３１５を介し
て放電装置３１２に適当な冷却材導管（図に示してない
）も接続される。基体３２６が真空室３１１内に配置さ
れ、この装置の陰極夕−レットである各々の電極３１３
，３１４から被覆又はめつきをスパッタリングすること
が出来る様になっている。第５ａ図乃至第５ｄ図には、
柱形２重電極構造の種々の実施例が示されている。

その各々は円錐形電極３１３と、同軸の円錐形電極３１
４とを含み、その円錐台が互いに隣接した所で終端し且
つ第４図について示した様に、電気絶縁の為「絶縁体３
１６だけに依って分離されている。然し、第５ａ図乃至
第５ｄ図はいづれも異なった磁界形式を示しており「
この為各々の場合に限定されるプラズマ・トラップが異
なる。前に述べた様に、電極３１３７３１４に関連して
示した端の翼３１３ａ，３１４ａを、取付けの為又はプ
ラズマＧトラップを限定する助けにする為に「設けるこ
とが出来る。

このいづれの為にも翼を必要としない場合、端の翼を入
れる必要はない。然し、これらの端の翼を設けると「電
極３１３，３１４を限定する円錐面の角度を選択的に調
節して、スパッタリングされる材料が選ばれた方向に投
げ出される様にすることが出来る。プラズマ・トラップ
の境界を限定するのを助ける為に端の翼３１３ａ，３１
４ａを使う場合Ｌそれらはトラップを有効に閉じ込める
程度に十分大きく作る。

もしそうしないと、磁界強度を不当に強くしなければな
らない。この点に関連して言うと、翼の寸法は、１次電
子が付加的なイオンを作る際にその有用なェネルギを失
うのに必要な空間に直接に関係している。第５ａ図では
、磁力線３亀９が円錐形電極３１３，３１４の対称軸線
に平行に伸び、その為磁力線が各々の側で一方の電極３
１３，３１４と交わり、この為、協働して作用する両方
の電極３１３，３１４を利用した単一のプラズマ・トラ
ツプを限定する。

翼３１３ａ及び３１４ａがトラップを限定する助けにな
るかどうかは、磁界強度と、付加的なイオン化の仕事を
することが出来る１次電子の略全部を完全に収容するの
に必要な対称軸線からの半径方向の距離とに関係する。
第５ａ図に示す磁界は、典型的には、真空室の外側に巻
装した、第１図のコイル２１の様な磁界コイルに依って
発生される。第５ｂ図は第５ａ図と同様な電極形式を示
しているが、２組の磁界コイル３２８，３２′９が夫々
電極３１３，３１４の内側に設けられ、各々の電極上で
終端する轡曲した磁界を発生する。

この為、第５ｂ図の実施例も、協働して作用する電極３
１３９ ３１４と共に単一のプラズマ・トラップを限定
し、このトラップを閉じ込める。第５ｃ図でも、１対の
磁界コイル３３０，３３１があり「各々の電極３１３，
３１４の内側に１つの磁界コイルがある。然し、第５ｃ
図の実施例では、各々の磁界コイルに依って発生される
磁界が同じ電極上で始まり且つ終端し、この為２つの別
々のプラズマ・トラップが限定される。各々のプラズマ
＆トラップは磁界３１９と１つの電極だけとに依って限
定される。もっとも電気回路の連続性の為、いくらかの
小さな電子電流が２つのトラップの間に存在する。第５
ｄ図は第５ｃ図に示した実施例と同機であり、夫々電極
３１３，３１４の中に２つの磁界コイル３３２，３３３
を用いていろ。

然し、第５ｄ図の実施例では、ぎギギの形の磁界が限定
され、この為各々の電極に関連して複数個の別々のプラ
ズマ。トラツプが得られる。図面には具体的に示してい
ないが、第５ｂ図に示した磁界と第５ｃ図又は第５ｄに
示した磁界という様に「いろいろな形の磁界を組合せる
ことに依り「混成磁気トラップ形式を実現することが出
来、用いることが出来る。

この様な混成形式では「複数個のトラップが個々の電極
と磁界とに依って限定されると共に、付加的なプラズマ
・トラップが磁界と、協働して作用する両方の電極とに
依って限定される。第５ｂ図乃至第５ｄ図の実施例に於
ける磁界を内側磁界コイルに依って発生されると説明し
たが、永久磁石を用いてもこの様な磁界を発生すること
が出釆ることは言う迄もない。

第６ａ図乃至第６ｅ図は、この発明の考えに従ったグロ
ー放電方法に於けるプラズマ・トラップを限定する為、
第５ａ図乃至第５ｄ図に示した任意の磁界形式と共に用
いるのに適当な種々の２重電極柱形式を示している。

第６ｅ図は、第５ａ図に示した様な真直ぐな磁界と共に
用いるのが好ましい。この電極形式には前に述べた任意
の磁界形式を用いることが出来る。軸対称性が電極と向
い合う磁界に依って得られる。これ迄説明したこの発明
に依る全てのグロー放電電極及び磁界形式に於て、プラ
ズマ・トラップは回転軸線の周りの鯛対称性を持つこと
を特徴としている。

この対称性は磁界、電極又は磁界と電極の両方に依って
得られる。次に第７図には第４図と同様であるが、中空
電極集成体を用いて内部プラズマを発生する場合を示す
略図が示されている。１対の中空で円錐形の同軸電極４
１３，４１４が外側の導電性の円筒形ハウジング４１５
の中に適当に支持されれる。

ハウジング４１５の両端は端の遮蔽体４１６，４１７に
終端し、この遮蔽体には真空にひくことが出来る口４１
６ａ，４１７ａがある。口４１６ａ，４１７ａが導電性
スクリーン４１８，４１９に依って覆われている。電極
４１３，４１４は適当な電気絶縁体４１９に依って隔て
られ、適当な電源４２１から遮蔽付き伝送線４２０を介
して、各々の電極４１３，４１４の電気接続箇所４２２
，４２３に無線周波電力が供給される。接地された電源
４２１、遮蔽付き伝送線４２０、円筒形ハウジング４１
５、端の遮蔽体４１６，４１７及びスクリーン４１８，
４１９が一緒になって、第４図の実施施例に於ける真空
室とスクリーンとに依って得られるものと同様なファラ
デー型無線周波遮蔽体を構成する。

真空ポンプとの蓮通は任意の適当な導管４２４に依って
行なわれる。

導管４２４は別個に接地し且つ絶縁部材４２５に依つて
端の遮蔽体４１７から絶縁することが好ましい。同様な
絶縁部材４２６が装置の反対側に設けられ、端キャップ
、グロー放電装置の別の段、又は榛形基体４３０の様な
適当な基体と電極４１３，４１４の中心軸線に沿って送
る送り装置に接続される。電気絶縁体４２７が電極４１
３と端板４１６の間に伸び、同様な電気絶縁体４２８が
電極４１４と端板４１７の間に伸びて、電極を導電性の
無線周波遮蔽体から隔離する。

第４図の磁界コイル３１８と同様な多数の磁界コイル４
２９が円筒形ハウジング４１５の外側の周りに巻菱され
、電極４１３，４１４と協働するプラズマ封じ込め用の
磁界を作る。

この点について言うと、中空陰極方式を使う場合、磁界
は常に外側磁界コイルから供給される。第８ａ図乃至第
８ｃ図は、中空陰極電極形式と共に用いることが出来る
種々の磁界形式を例示している。

第８ａ図乃至第８ｃ図のいづれの実施例でも、円錐形電
極集成体を示してあるが、これは１例にすぎず、図示の
磁界形式と共に他の中空電極形式を使うことが出来るこ
とは言う迄もない。更に、電極４１３，４１４を分離す
る絶縁体４１９が示されているが、スパッタリングする
ターゲット材料が誘電体である場合の様に、電極自体が
電気絶縁材料である場合は、この絶縁体を除くことが出
来る。第８ａ図では、全ての磁力線４３１が電極４１３
から電極４１４へ通るので、磁界と、協働して作用する
両方の電極とに依ってプラズマ・トラップが限定される
。従って、第８ａ図は、第５ａ図及び第５ｂ図に示した
柱形式の中空電極の場合を例示している。第８ｂ図は、
磁力線が同じ電極上の２箇所で出入する場合を示してお
り、この為磁界と各々の個々の電極とに依って別々のプ
ラズマ・トラップが限定される。

従って、第８ｂ図は、柱形電極について第５ｃ図に示し
た形式の中空電極の場合に当る。同様に、第８ｃ図はぎ
ざぎざの磁界形式を示しており、この場合、複数個の別
々のトラップが磁界と各々の電極とに依って限定される
。

この為、第８ｃ図は第５ｄ図について前に説明した磁界
形式と類似している。第８ｃ図は中空電極の場合を示す
。第９ａ図乃至第９ｅ図は、第８ａ図に示した磁界を第
８ｂ図又は第８ｃ図に示した磁界形式と組合せて使うこ
とが出来る様な混成の場合を含めて、第８ａ図乃至第８
ｃ図に示した任意の磁界形式と共に使うことが出来る２
重電極中空陰極形式の種々の実施例を示している。

第９ａ図は１対の中空同軸円筒形電極４１３，４１４を
示しており、これらの電極は必要に依っては電気絶縁体
４１９に依って分離される。

第８ａ図の磁界形式を単独で又は第８ｂ図及び第８ｃ図
の磁界形式と一緒に用いる場合、プラズマ・トラップを
閉じ込める為に、電極４１３，４１４に対して夫々外側
の端の翼４１３ａ，４１４ａを設けることが望ましい。
それ以外の時、磁界が各々の電極と組合さって別個にプ
ラズマ。トラツプを限定する場合、端の翼は設ける必要
がない。第９ｂ図は第９ａ図と同様であるが「夫々電極
４１３，４１４に内側の端の翼４１３ｂ，４１４ｂを付
け加えてあり、これらの内側の翼は外側の端の翼４１３
ａ，４ｉ４ａより短かく「希望に依っては混成プラズマ
・トラップ動作が出来る様になつている。第９ｃ図は夫
々内側の端の翼４１３ｂ，４１４ｂを持つ１対の同軸円
錐形電極４１３，４１４を示している。

この形式にすると、中空陰極電極について前に設明した
任意の磁界形式を用いることが出来る。第９ｄ図は第９
ｃ図と同様であるが、電極４畳３，４１４の円筒形内面
が一般化した複雑な形であり、この為任意の必要条件に
合う様に、スパッタリングの模様形状を変えることが出
来る。

第９ｅ図は長軸に沿って割れ目が入った円筒で構成され
る１対の中空陰極電極を示している。電極が導電材料で
ある場合〜円筒の両半分の間に絶縁体４１９が設けられ
る。第９ｅ図の電極形式も、前に述べた任意の磁界形式
と共に用いることが出来る。それに依って得られるプラ
ズマ・トラップの対称軸線は、電極構造の対称性ではな
く、磁界に依って決定される。グロー放電装置のプラズ
マを収容する種々の異なる形のトラップを限定する為に
、種々の磁界形式と組合される柱形並びに中空電極型の
２重電極形式の種々の形を説明したので「次にこれらの
トラップの作用について説明する。

この発明に関連して述べた全ての２重電極無線周波グロ
−放電装置に於て、両方の電極がスパッタリングのター
ゲットである。

グロー放電装置は、無線周波電界と荷重プラズマ粒子と
の間の殆んど全てのェネルギのやり取りが、陰極さや領
域で起る様な圧力及び周波数の組合せで動作させられる
。この様な無線周波放電装置の動作は直流放電装置の動
作も同様であり、各々の電極が無線周波電圧サイクルの
大部分にわたって直流陰極として振舞う。陰極ごやでは
、各々のターゲット電極上に、０から尖頭値までの印加
された無線周波電圧から誘電体スパッタリング・ターゲ
ットの両端の電圧降下を差引し、た値に大体等しい平均
の電圧降下が存在する。動作ガスのイオンがプラズマ容
積から陰極さやの中に漂動し、そこで陰極ターゲット面
に向う方向に加速される際、さや電位の中を通る。これ
らの衝撃イオンが陰極面に衝突するとトターゲツト材料
の原子がスパッタリングに依ってた）き出されると共に
、陰極面から２次電子が放出される。これらの電子が陰
極さやの中で加速されて大体全さや電圧を獲得し、それ
から１次電子としてプラズマ容積に入り、電子一原子衝
突過程に依り新しいイオンを作り出す。これらの１次電
子並びにその２次電子に依ってプラズマ容積内に作り出
されたイオンの一部が、最終的には陰極さやの縁へ到達
し、そこでさやに入り、陰極ターゲット面を衝撃し、こ
うして上に述べた過程を繰り返す。こうして陰極過程に
依り放電が自己支持される。この様な直流又は無線周波
グロー放電装置で、動作電圧は放電効率の指数と考える
ことが出釆る。

電気絶縁性のターゲットを使う場合、無線周波の場合に
は、動作電圧が、誘電体スパッタリング■ターゲットの
電圧降下を含む放電装置の両端の全電圧ではなく、グロ
ー放電の両端の０から尖頭値までの動作電圧である。鞠
対称性を持つ装置に電極の対及び適当な形の磁界の組合
せを用いて、１次電子の半径方向並びに軸方向の両方の
運動を制限するトラップを作り、こうして電子のェネル
ギの大部分がイオン化用の衝突で消費される迄、電子を
ターゲットの面の近くにと）、まらせる。

この為、イオンがターゲット面に隣接して作り出される
。即ち、トラップされた電子に依って作り出されるプラ
ズマは、ターゲットを構成する電極を取巻き且つそれと
密に接触する「回転軸線の周りの環体を実質的に限定す
る。プラズマ・トラップは、陰極電位にある面からの電
子の反射と、磁界に依る電子の偏向との組合せに依って
達成される。

こうして或る側面では磁界に依り且つ残りの側面では陰
極面に依って閉じ込められたプラズマ・トラップが形成
され、この為末端損失は完全になくなる。プラズマ・ト
ラツプの全ての側面を閉じ込めることについて言う場合
、プラズマの実際の長方形容積が６つの側面を持ち、そ
の内トラップの２つの側面は軸対称性に依って閉じられ
るので、対称軸線に垂直にみた４つの側面の断面形だけ
を考えればよいことが理解されよう。

無線周波２重電極形式では、対の電極が２本の無線周波
給電線によって駆動される。

電極の対が交番電圧に依って駆動されるから、電極は交
互に互いに対して陽極並びに陰極になる。２つの電極を
夫々Ａ及びＢと呼ぶと、或る時は電極Ａが電極Ｂに対し
て陰極であり、他の時は電極Ｂに対して陽極である。

一般に、両方の電極は無線周波サイクルの大部分にわた
って、プラズマに対して負にバイアスされている。即ち
、電極Ａ及びＢがプラズマに対しては陰極として振舞う
。無線周波電圧の交互の半サイクルの極く短い期間の間
だけ、電極Ａ及びＢがプラズマに対して陽極になる。上
に述べたことを念頭において考えれば、無線周波プラズ
マ・トラップは２つの鎚蟻に分けることが出釆る。第１
の範蟻では、２つの電極Ａ及びＢがトラップを部分的に
閉じる様に協働して作用し、磁界がトラップの閉じ込め
を完成する。この様な場合、磁力線は電極Ａから出て電
極Ｂに入る。この場合、電極Ａから電極Ｂまで磁力線に
沿って比較的自由な電子の運動があり、陰極さやは２つ
の電極で電子の運動に対する反射面を形成する。この為
、対称軸線を含む平面で装置の断面を考えれば、プラズ
マ・トラップの２つの側面が磁力線に依って閉じられ、
別の側面が電極Ａに依って閉じられ、そして最後の側面
が電極Ｂに依って閉じられる。第２の場合、電極Ａ及び
Ｂが協働して作用せず、むしろ互いに完全に独立してお
り、この場合、磁界は電極Ａに隣接して１つのトラップ
、電極Ｂに隣接して第２のトラップの別々にトラツプを
完成する為に使われる。

１例は、磁力線が電極Ａから出て、曲がってから再び電
極Ａに入る場合である。

この場合、対称軸線を含む平面で断面図を考えると、電
極Ａに隣接してトラップが形成され、このプラズマ・ト
ラップの１つの側面が電極Ａに於ける陰極さやに依つて
閉じられ、トラツプの残りの３つの側面が電極Ａに於け
る磁界に依って閉じられる。同様に別個のトラップが電
極Ｂに出来、電極Ｂの陰極さやと磁界とに依って形成さ
れる。第３の場合、即ち混成の場合、磁界発生コイルの
電流を適当に操作することに依り、一部の磁力線は電極
Ａから電極Ｂに通るが、他の磁力線が電極Ａから出て電
極Ａへ戻る様な磁力線を作ることが出来、電極Ｂでも同
じ様にして、別々のものと電極の間を橋渡しするものの
両方の種類のプラズマ・トラップが同時に存在する様に
することが出来る。

前に述べた２つの電極Ａ及びＢが互いに協働して作用し
、単一のプラズマ・トラップを限定する様に磁界が構成
されている場合、トラップが所望のプラズマ密度を維持
する様に作用する態様を次に説明する。

説明の便宜上、電極Ａが電極Ｂに対して陰極である瞬間
を考える。

両方の電極がプラズマに対しては陰極であるから、いづ
れもイオン衝撃を受け、それに依ってこれらの電極から
は、２次放出係数ｙｉに依って左右される形で電子の放
出が起る。電極Ｂに依って放出された電子は電極Ｂの周
りの陰極さやに依って加速され、大体磁力線に沿って電
極Ｂから離れる様に移動する。この為、仮定した形式で
は磁力線が電極Ｂから電極Ａへ伸びているから、放出さ
れたこれらの電子が電極Ａへ移動する。然し、電極Ａが
電極Ｂに対して陰極であるから、電子が電極Ａに於ける
陰極ごやに依って反射され、電極Ｂへ戻り、そこで電極
Ｂの陰極さやに依って再び反射される。この正味の結果
として、電極Ｂに依って放出された電子が電極Ａ及び電
極Ｂに依ってトラップされる。次に、電極Ｂから放出さ
れた電子について前に述べた場合と対照的に、電極Ａか
ら放出された電子を考える。

電極Ａは電極Ｂより更に負の電位にある、即ち電極Ａが
電極Ｂに対して陰極であるということを前に述べた。電
子は電極Ａの周りの陰極さやに依って加速され、磁力線
に沿って電極Ａから遠ざかり、最後には電極Ｂに到達す
る。放電装置内のガス圧力が低いから、この電子は電極
Ｂの近くに到達した時ェネルギを殆んど或いは全く失っ
ておらず、電極Ｂに於ける陰極さやを通りぬける程のェ
ネルギを持つており、この為実際には電極Ｂに衝突する
。この結果、トラップから電子がなくなる。然し、この
衝突の結果として、電極Ｂから２次電子を放出させるこ
とが出来る。ガスのイオンに依る衝突とは対照的に、電
子の衝突に依るこの放出は２次放出係数ｙｅに依って左
右される。上に述べた説明から、初めは電極Ａから放出
された電子がトラップから取去られることに依り、電極
Ｂからの電子放出が増加することは明らかであろう。

この為、電極Ａからの電子は非常に短い期間の間だけト
ラップされるが、これらの電子が電極Ｂからの電子放出
を高め、電極Ｂから電子放出が実質的にトラップされる
。従って、両方の電極が協働してプラズマ・トラップを
限定する様に作用する場合の無線周波装置のプラズマ密
度は、２つの２次放出係数、即ちッｉ及びｙｅに依って
決定されることは明らかであろう。同様な解析に依り、
２つの無線周波電極が協働して作用せず、磁界と共に別
々のトラップを限定する様に磁界が形成されている場合
、プラズマ密度は主に１つの係数ｙｉだけに依って決定
され、２次放出は主にイオン衝撃に依って誘起され、電
子衝撃に依る分が最小限であることを示すことが出来る
。

次に第１０ａ図乃至第１０ｄ図について説明すると、こ
れらの図は、放電を維持し且つ磁界と協働してプラズマ
収容トラップを限定する対の平面状電極５１３，５１４
を用いた無線周波グロー放電方法の２つの実施例が示さ
れている。

第１０ａ図及び第１０ｂ図に示した実施例と、第１０ｃ
図及び第１０ｄ図に示した実施例との主な違いは「電極
の形並びに限定されるプラズマ・トラップの形式である
。第１０ａ図及び第１０ｂ図は電極５１３，５１４が半
円形乃至はＤ字形電極であり、一緒にすると直径に沿っ
て割れ目が入った円を限定することを示している。

第１０ａ図及び第１０ｂ図で「回転軸線が電極５１３，
５１４の平面に対して垂直であり且つ複数個の基体５２
０‘こ面しているターゲット面とは電極の反対側に設け
られたトロイダル・コイル５１５がトロイダル形磁界を
限定し、これが各々の電極と協働して混成プラズマ収容
トラップを限定する。磁界コイル５１５は適当な電気絶
縁体５１６に依って電極５１３，５１４から隔てられて
いる。各々の電極５１３，５１４には、適当な無線周波
電源５１７から夫々遮蔽付き母線５１８，５１９を介し
て電力が供給される。第１０ｃ図及び第１０ｄ図では、
電極５１３，５１４が互いに隔たった同心円板の形をし
ており、電極５１３が外側リング状電極を構成し、電極
５１４が内側の密実な円板を構成している。更に「トロ
イダル形磁界コイル巻線５１５が第１０ｃ図で磁界を限
定し、この場合両方の電極５１３，５１４が互いに且つ
磁界と協働してプラズマＧトラツブを限定する様に作用
する。第１０ａ図乃至第１０ｄ図に示した実施例に於け
るプラズマ・トラップの対称軸線は、トロイダル形磁界
の回転軸線である。更に「第１０ａ図乃至第１０ｄ図の
実施例の電極として、円形で平面状の形を示したが、電
極は平面状電極でなく、登曲したシート形電極であって
もよくｔ円形以外の形であってもよい。

第１０ａ図乃至第１０ｄ図に示した種類のグロー放電装
置は、柱形電極集成体について第４図に示した様な任意
の適当な密閉室環境内に、トランク３１５と同様な適当
なトランクを用いて取付けることが出来る。

前に述べた様に、この発明の主な１つの利点は、比較的
低い動作圧力を使うことが出来ることである。

動作ガスに比較的低い圧力を使うと、ターゲットからス
パッタリングされる材料が略直線状に放出され「従って
基体上へ見通し範囲内でスパッタリングされる。これと
対照的に、従来の典型的な装置に於ける様に高い動作圧
力を使う場合、スパッタリングされた材料はガスに依っ
て散乱され、見通し方向以外の方向に移動する傾向があ
る。この結果、スパッタリングされた材料の一部は陰極
へ戻り、沈積速度が低下する。更に、ガスの散乱に依り
、ターゲットの方を向いている基体の特定の面を被覆す
るだけではなく、ターゲットに対する基体の向きに応じ
て、側面及び後側の様な他の面をも被覆することがある
。比較的低い圧力を使うと、大きな次債面積も得られる
。

これはスパッタリングされる材料の平均自由行路、即ち
衝突のない見通し範囲の運動の平均長が圧力に反比例す
るからである。この為、この発明に依るスパッタリング
装置は比較的低い圧力で動作させることが出来ることに
依り、大きな半径の所に設けた基体でも、被覆材料の流
れが見通し範囲に来る。この為、この発明は大きな室を
使うことが出来、それに伴って大きな枕債面積を使うこ
とが出来る。この発明では、ターゲット電極の長さに沿
ったあらゆる点からのスパッタリングされる材料が、見
通しの軌跡に沿って所定の基体位置に到達することが出
来る様な低い動作ガス圧力で動作させることが出来るの
で、ターゲット電極と基体との間にじやま板を配置した
場合、その影響がどうなるかをかなりの正確さをもつて
解析的に予測することが可能である。

この為、この様なじやま板を使って、被覆の厚さの勾配
を制御して被覆を枕積すること、並びに一様な被覆の厚
さが得られる基体の区域を拡げることが出来る。別の利
点は、この発明の方法が電気的に非常に安定であり、何
時間も動作させても電気的な動作パラメータのドリフト
が最小限で信頼性があることである。

この発明の特定の形式を図示し且つ説明したが、上に述
べたことから、この発明の範囲内で種々の変更が出来る
ことは言う迄もない。

この発明は特許請求の範囲の記載のみに依って制限され
るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は真空室の中に設けたこの発明の考えによる電極
型放電装置の簡略側面図、第２図はこの発明の考えに依
る放電装置の詳しい断面図、第３ａ図はこの発明に依る
放電装置の別の形式の断面図、第３ｂ図はその端面図、
第３ｃ図及び第３ｄ図は第３ａ図の装置の細部並びにそ
の変形を示す拡大部分図、第４図は磁界コイルを備えた
適当な真空室の中に適当に設けられるこの発明の２重電
極柱形無線周波グロー放電装置の簡略側面図、第５ａ図
乃至第５ｄ図はこの発明を実施するのに用いることが出
来る種々の異なる磁界形式と共に柱形２重電極構造の実
施例を示す図、第６ａ図乃至第６ｅ図はこの発明を実施
するのに使うことが出来る２重電極構造形式のいくつか
の実施例を示す図、第７図は第４図と同様であるが中空
陰極集成体を用いた場合を示す簡略側面図、第８ａ図乃
至第８ｃ図はこの発明で使うことが出来る種々の滋界形
式と共に中空陰極構造を示す図、第９ａ図乃至第９ｅ図
はこの発明を実施する際に使うことが出来る中空陰極電
極構造のいくつかの実施例を示す図、第１０ａ図は２重
の平面状電極を用いたこの発明のグロー放電装置の１実
施例を示す図、第１０ｂ図は第１０ａ図に示した装置の
電極並びに磁界巻線の底面図、第１０ｃ図はこの発明に
依る２重平面状電極を用いたグロー放電装置の別の実施
例を示す図、第１０ｄ図は第１０ｃ図に示した装置の電
極並びに磁界巻線の底面図である。 主な符号の説明 １０・・・真空室、１４・・・陰極、
１５・・・支持手段、１６・・・陽極、１７・・・中空
スべ−サ（導軍手段）、１８・・・カバー、２０・・・
内側磁界コイル、２１・・・外側磁界コイル、２３…磁
力線、２７・・・高圧及び磁界電源、３１・・・基体、
４０・・・陰極胴体、４２，４３…上側のフランジ、４
７，５７・・・空洞、５２，５３・・・下側のフランジ
、６２・・・環状室、７０・・・上側絶縁体、７１…間
隙、７６・・・スプール、７７・・・円筒形胴体、７７
ａ，７７ｂ…上側及び下側の翼、８５・・・コイル、８
７・・・中心内部室、１１２・・・間隙、１６４・・・
下側絶縁体、１７１…間隙、１７２・・・磁力線、１７
３・・・陰極さや、２１４・・・陰極胴体、２１４ａ，
２１４ｂ・・・端のフランジ、２１５…ハウジング、２
１６ａ，２１６ｂ・・・環状陽極、２１８，２１９・・
・リング形絶縁体、２２８，２２９…間隙、２３４・・
・磁界コイル、２５２…基体、２５６，２５７・・・導
線、３１１・・・真空室、３１２・・・２重電極型放電
装置、３１３，３１４・・・フランジつき同軸電極、３
１５…取付けトランク、３１６・・・絶縁体、３１７・
・・無線周波電源、３１８・・・遮蔽つき伝送線、３１
９・・・磁力線、３２６・・・基体、３２８，３２９，
３３０，３３１，３３２，３３３・・・磁界コイル、４
１３，４１４・・・中空円錐形同軸電極、４１５…ハウ
ジング、４１９・・・絶縁体、４２０・・・伝送線、４
２１・・・電源、４２９・・・磁界コイル、４３１・・
・磁力線、５１３，５１４・・・電極、５１５・・・ト
ロイダル・コイル、５１７・・・無線周波電源、５１８
，５１９・・・遮蔽つき母線。々杉ノ ｆ→ンクタク 々フタク 々フクゑ 々格ね メイク夕〆 〃花〆 〃フク久 々ね＆ メウス々久ぐ メウス汐，夕〆 （俗物 々花の ノフンク多〆 メスメタ〆 メウスクメク メス乙の力 メウンクある メウスタタク メウス夕．〆 メウスクタク 〃花の 〆ウス々のＺ メウスク２〆 イウフク．タタ メス汐そゑ汐 ノス汐そ〆る ′７ス〆えめど メウスクイ汐〆

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ カソードスパツタリング法により基体に薄膜を形成
   するためのグロー放電を発生させる方法において、陽極
   を兼ねた真空室と、該真空室内の低圧の不活性ガス雰囲
   気中に配置した陰極との間に電圧を印加するとともに、
   予め決められた磁界及び陰極構造とすることにより陰極
   から放出される電子の運動を半径方向及び軸方向で制限
   するプラズマ・トラツプを作り、これによりこれら電子
   のエネルギの大部分が付加的なガスイオンの衝突に有効
   仕事として消費されるまで陰極ターゲツト面の近くにと
   どまるようにしたことを特徴とするグロー放電を発生す
   る方法。