JP2002343599A

JP2002343599A - プラズマ発生装置

Info

Publication number: JP2002343599A
Application number: JP2002036249A
Authority: JP
Inventors: Takehito Ito; 藤剛仁伊; Kazuo Terajima; 嶋和夫寺; Hiroyuki Nishiyama; 山寛之西; Tadayoshi Nagafune; 船忠義長
Original assignee: Jeol Ltd
Current assignee: Jeol Ltd
Priority date: 2001-03-16
Filing date: 2002-02-14
Publication date: 2002-11-29

Abstract

(57)【要約】【課題】安定した極微細プラズマを発生するプラズマ
発生装置を提供する。【解決手段】プラズマトーチ１はガラスチューブ２と
メタルチューブ３とから成り、その先端部分２Ｆ（プラ
ズマ発生部分及びその近傍部分）は、例えば、６０μｍ
程度の内半径を有する。先端部分２Ｆの周囲には高周波
コイルが、先端部分近傍には点火用コイル６がそれぞれ
巻回される。トーチ内には、先端部分２Ｆ中央近傍まで
先端が届くように、半径１０数μｍ程度の高融点金属製
のワイヤ８が配置される。メタルチューブ３の端部には
ガスボンベ１０に繋がったガス導入用チューブ９が接続
され、ガラスチューブ２内にＡｒガスが導入される。高
周波コイルからの高周波電力によりガラスチューブ内に
誘導結合プラズマが生成すると共に、その高周波電力に
より誘導加熱されて高温になったワイヤ８からの熱電子
がプラズマに補給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は断面サイズがマイク
ロメータ乃至ナノメータオーダーの極微細プラズマを発
生することのできるプラズマ発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、材料開発や生産技術等における多
くの分野でプラズマによる材料プロセシング技術が用い
られており、今後も益々その重要性は高まるものと予想
されている。

【０００３】さて、例えば、半導体等の電子デバイスの
プロセシングを例に上げると、この様な電子デバイスの
プロセシングにおいても、プラズマによるプロセシング
技術は欠かせないことは周知のことである。この様な電
子デバイスは、最近、益々微細化が進んでおり、マイク
ロメートル乃至ナノメートルスケールの空間的局所プロ
セシングが必要になってきている。その為、断面サイズ
がマイクロメータ乃至ナノメータオーダーの極微細プラ
ズマが要求されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この様な要求に応える
べくプラズマ発生装置が、既に提案されている（特開平
８−２９８１９８号及び特開平８−３０６４９９号参
照）。

【０００５】しかし、提案されている何れのプラズマ発
生装置も、高圧容器若しくはプラズマ容器内に配設され
たプラズマ電極間にプラズマを発生させる構成のもの
で、プラズマ電極及びプラズマでプロセシングされるべ
き材料を容器内にセットしなければ成らず、更に、容器
内に材料を搬送したり、容器内の材料を取り出したりす
る為の材料搬送機構も必要となる。従って、容器を含む
プラズマ発生装置自体が大型化且つ複雑化し、コストも
掛かる。

【０００６】本発明は、この様な問題を解決する新規な
プラズマ発生装置を提供することを目的としたものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に基づくプラズマ
発生装置は、筒状の絶縁材料製プラズマトーチ、プラズ
マガスがトーチ内部を流れ先端から噴出するようにトー
チ内へプラズマガスを供給する手段、該プラズマガスを
励起するための高周波コイル、該コイルに高周波電力を
供給するための高周波電源、及び、該トーチ内のプラズ
マ発生領域またはその近傍に位置するように配設され、
加熱されることにより電子を発生する電子発生部材を備
えたことを特徴としている。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１は本発明を実施したプ
ラズマ装置の一例を示す概略図である。図中１はプラズ
マトーチで、細められた先端を有するガラスチューブ２
と、ガラスチューブの基部を封止するように嵌合される
メタルチューブ３とから構成される。

【０００９】ガラスチューブ２は、例えば、内半径２５
０μｍ程度の石英ガラス管を引き伸ばして先端部分２Ｆ
を内半径６０μｍ程度に加工したものである。この様な
石英管の加工には、例えば、マイクロピペット用のプラ
ーを使用することができる。具体的には、例えば、炭酸
ガスレーザにより石英ガラス管の先端部分を加熱して引
き伸ばし、適当な径のところでカットし、その先端を、
例えばマイクロピペット研磨器で研磨した。最終的に、
例えば、長さ５ｃｍ前後、先端部分の内半径が６０μｍ
程度のガラスチューブとしている。図中４は前記ガラス
チューブ先端部分２Ｆの周囲に巻かれた高周波コイル
で、該高周波コイルには高周波電源５から高周波電力が
供給される。６は点火用コイルでガラスチューブ２の先
端部分２Ｆに近い部分の外周に巻かれ、高電圧電源７か
ら点火用高電圧が供給される。

【００１０】前記メタルチューブ３内にはガス導入用チ
ューブ９が挿入されており、ガスボンベ１０からこのチ
ューブ９を介してプラズマ用ガス（例えば、アルゴンガ
ス）を前記プラズマトーチ１内に導入できるように構成
されている。

【００１１】ガスボンベ１０とプラズマトーチ１の間の
流路には、プラズマガスに適当な圧力を与えるためのコ
ンプレッサ１１と流量調整バルブ１２と流量メータ１３
が配設されている。

【００１２】前記プラズマトーチ１内部には、高融点金
属製ワイヤ８（例えば、タングステンワイヤ）がトーチ
の軸心に沿うように配設されている。ワイヤ８は、メタ
ルチューブ３側と先端部分２Ｆ側とで径が異なり、メタ
ルチューブ３側は、例えば２００μｍで該メタルチュー
ブ３に保持されており、先端部分２Ｆ側は、例えば半径
１２．５μｍで、その先端が前記ガラスチューブ２の先
端部分２Ｆの高周波コイル内まで届いている。尚、ワイ
ヤ８の他端はメタルチューブ外へ取り出され、アースさ
れている。

【００１３】この様な構成のプラズマ発生装置の動作に
ついて説明する。始動に当たり、先ず、バルブ１２を開
き、ガスボンベ１０からガス導入用チューブ９を介して
プラズマトーチ１内にアルゴンガスを導入する。

【００１４】この際、コンプレッサー１１により、例え
ば、１０気圧程度の圧力をアルゴンガスに掛け、流量メ
ータ１３を見ながらバルブ１２を調節することにより、
プラズマトーチ１内において、導入されたアルゴンガス
がメタルチューブ側からガラスチューブ２の先端部分２
Ｆ方向に高速に流れ、その先端から噴出するようにす
る。このガラスチューブ内の高速ガス流により、ワイヤ
８はプラズマトーチの中心軸に沿うように位置が規制さ
れた状態となる。

【００１５】そして、前記プラズマガスの流れが安定し
たら、高周波電源５を作動させ、高周波コイル４に始動
時の高周波電力（例えば、周波数４５０ＭＨzで３０Ｗ
程度）を供給する。これにより、ガラスチューブのコイ
ル巻回部分に高周波電磁界が発生し、それと共にコイル
内に届いているワイヤ８の先端部が高周波誘導加熱を受
け、加熱状態となる。

【００１６】この状態において、高電圧電源７を作動さ
せ、点火用コイル６に例えば１５ＫＶ程度の高電圧を印
加すると、ガラスチューブ内の先端部分２Ｆに放電が発
生し、この放電により発生したプラズマを種火として、
高周波コイル４を介して供給された高周波電力による誘
導プラズマが発生する。発生した誘導プラズマは、高温
状態のワイヤ８から発生される熱電子の供給を受け、安
定に維持される。その結果、ガラスチューブの先端から
は、微小径を持つプラズマフレーム(プラズマプローブ)
Ｐが噴出する。

【００１７】その後、プラズマの状態に注意を払いなが
ら高周波コイル４への供給電力を下げ、最小の電力で安
定にプラズマが維持される定常運転状態に設定する。

【００１８】ガラスチューブ内２に流すプラズマガスの
流量はプラズマの生成状態に大きな影響を与える。ガス
の流量を増すと、プラズマは細く、長く形状を変化させ
る。また、プラズマガスはワイヤ８を冷却する役割も担
っているため、ワイヤ８の溶融を防ぐことのできる十分
な流量に設定する必要がある。発明者の実験によれば、
十分なガス流量が得られない条件では、ワイヤの溶融が
認められた。

【００１９】一方、ガス流量が増えると流速が増し、高
周波コイル４による励起領域でのガスの滞在時間が短く
なるため、それに伴いプラズマを維持するための電力を
増す必要がある。図４は、先端部分（プラズマ発生部分
及びその近傍部分）の内半径が６０μｍのガラスチュー
ブに小さい方の半径が１２．５μｍのタングステンワイ
ヤを組み合わせた構成について求めた、プラズマガスの
流量と最小維持電力の関係を示している。

【００２０】このように、本発明によれば、微細径のプ
ラズマが得られるが、断面の大きさが極めて小さいプラ
ズマになると、断面の大きなものに比べ、プラズマ表面
の影響が大きくなり、プラズマが微細になる程、プラズ
マを安定に維持することは難しくなる。そのため、微細
プラズマを維持するにはそれに見合った電離頻度の増加
とそれに伴う電子温度の上昇が必要となる。

【００２１】その点本例では、プラズマトーチ１内に配
置されたタングステンのワイヤ８を高周波コイル４によ
る誘導加熱で加熱し、ワイヤ８から熱電子を放出させる
ことにより、熱電子をプラズマに補給して電離頻度を増
加させているため、微細プラズマを容易に維持すること
が可能である。実際、ワイヤ８をチューブ内から除いた
状態では、同条件下でプラズマを継続的に発生させるこ
とができないことが確認されており、この面から、加熱
されたワイヤからの熱電子がプラズマの維持に重要な役
割を果たしていることが理解される。

【００２２】次に、このような電離頻度増加のための電
子補給について、詳細に説明する。いま、円筒型のグロ
ープラズマを仮定すると、プラズマ内の電子密度は以下
のように表わされる。ｎｅ＝ｎｅｏＪｏ[ｒ（ｚ_ｉ／Ｄａ）^１／２] … (１) Ｊｏ[Ｒ（ｚ_ｉ／Ｄａ）^１／２]＝０ … (２) (１)式においてｎｅは電子密度、ｒは中心からの距離、
Ｒはプラズマの半径、ｎｅｏは中心部（ｒ＝０）での電
子密度、Ｄａは両極性拡散係数、ｚ_ｉは電離周波数、Ｊ
_ｏ[ｘ]は０次のベッセル(Bessel)関数である。

【００２３】ここで、アインシュタインの関係式と、低
温プラズマであることから、前記両極性拡散係数Ｄａは
(３)式に示すように近似できる。Ｄａ＝μ_ｉｋＴｅ／ｅ … (３) (３)式において、ｋはボルツマン定数、μ_ｉはイオンの
移動度、Ｔｅは電子温度、ｅは素電荷である。

【００２４】ここで、電子密度ｎｅは常に正であるか
ら、Ｊｏ[ｘ]≧０である。故に、(２)式と図５から、次
の(４)式が成り立つ。Ｒ(ｚ_ｉ／Ｄａ)^１／２＝2.41 … (４) また、電離の衝突断面積σ_ｉを以下のように仮定する
と、０＜ｋＴｅ＜ｅφ_ｉの時 σ_ｉ＝０ｅφ_ｉ＜ｋＴｅの時 σ_ｉ＝α(ｋＴｅ−ｅφ_ｉ) … (５) 電離周波数ｚ_ｉは以下のように見積もることができる。
ｚ_ｉ＝ｎｏα(ｅφ_ｉ＋ｋＴｅ)(8ｋＴｅ／πｍｅ)
^１／２ exp(−ｅφ_ｉ／ｋＴｅ) …(６) なお、上式に
おいてｎｏは中性ガス粒子密度、φ_ｉはイオン化エネル
ギー、ｍｅは電子質量、αは定数である。

【００２５】前記(４)式と(６)式から次の関係式が導か
れる。 (2.41／Ｒ)^２μ_ｉｋＴｅ／ｅ＝ｎｏα(2ｋＴｅ＋ｅφ_ｉ)(8ｋＴｅ／πｍｅ)^１／２exp(−ｅφ_ｉ／ｋＴｅ) … (７) (７)式において、プラズマガスが１気圧のアルゴンであ
る場合、イオンの移動度μ_ｉは、1.6×10^−４ｍ^２Ｖ
^−１ｓ^−１と見積もられる。そして、定数αは他出の衝
突断面積データより1.5×10^−２１ｍ^２（ｅＶ）^−１と
見積もられる。それらに基づき、(７)式から、半径Ｒの
プラズマに対して維持に必要な電子温度Ｔｅと電離周波
数ｚ_ｉを算出した。

【００２６】図２は、中心電離率１０^−４、Ａrガス１
気圧−温度３００Ｋのグロープラズマに関して、(７)式
から算出した結果を示している。

【００２７】この図から、プラズマの径Ｒが小さくなる
程、維持に必要な電離周波数Ｚ_ｉ及び電子温度Ｔｅが大
きくなることがわかり、プラズマが微細化する程、電離
周波数の上昇、それに伴う高電子温度が必要とされ、維
持が困難になることがうかがえる。従って、電離周波数
のみからみても、プラズマが微細化するほど発生の困難
性が示唆され、そのため、高周波電力を効率良くプラズ
マに伝搬すること及び本発明に基づくプラズマへの電子
の補給が重要なキーとなることがわかる。

【００２８】次に、本発明に基づきプラズマへ熱電子を
供給することによる効果について説明する。タングステ
ンからの熱電子放出を念頭に、見積もりを行うと、金属
からの熱電子放出量Ｇは一般的に次の(８)式で算出され
る。(Richardson effect) Ｇ＝(ΛＴ^２／ｅ)exp(−ｅφＷ／ｋＴ) … (８) この式においてΛはRichardson定数、Ｔは電子が放出さ
れる金属の温度、φＷは仕事関数で、金属がタングステ
ンの場合Λとφ_ｗは、それぞれΛ＝6.0×10^５Ａｍ^−２
Ｋ^−２、φ_ｗ＝4.54Ｖである。

【００２９】ここで、前述のＡｒグロープラズマ（ガス
圧１気圧、ガス温度３００Ｋ、中心電離率１０^−４）の
半径をＲ、長さを10Ｒと仮定すると、プラズマ維持に必
要な電離量Ｓｉは、次の(９)式で見積もることができ
る。

【００３０】

【数１】

【００３１】プラズマと同じ断面積πＲ^２のタングステ
ンワイヤを用いた場合、この式に基づいて、ワイヤから
放出される熱電子とプラズマ維持に必要な電離量Ｓ_ｉと
の比率βを、プラズマの半径Ｒに対していくつかのタン
グステン温度Ｔについて算出した結果を図３に示す。

【００３２】この図から、例えば、半径５μｍ（長さ５
０μｍ）のＡｒグロープラズマに対して温度2400Ｋのタ
ングステンワイヤ（半径５μｍ）を使用すると、プラズ
マを維持するために必要な電離量に対して、約２０％の
熱電子が供給可能となることが分かる。

【００３３】以上のような考察からも理解されるよう
に、本発明では、筒状のプラズマトーチに流れるプラズ
マガスに高周波コイルからのパワーを供給してプラズマ
を発生させると共に、該トーチ内に熱電子を発生する部
材を配設してプラズマに熱電子を供給するようにしたた
め、プラズマトーチを微細化しても微細プラズマを安定
に維持発生させることができる。

【００３４】特に、トーチ内にタングステンのような高
融点金属のワイヤを配置し、その先端が前記高周波コイ
ルによる誘導加熱により加熱されるように構成した例で
は、極めて簡単な構成によりマイクロメータ乃至ナノメ
ータオーダーの極微細プラズマを途絶えることなく安定
に発生することが可能となる。また、本発明に基づくプ
ラズマトーチは軽量小型で人の手で楽に操作移動できる
程度のものに製作出来るので、低コストであるし、且
つ、プロセシングすべき材料の所に持って行って材料を
処理することができるなど操作性の面でも極めて優れた
特性を有する。

【００３５】なお、上記例は本発明の例示に過ぎず、本
発明は上記例の構成に限定されるものではない。例え
ば、前述のプラズマ発生装置において、ワイヤ８をトー
チ１の軸方向に移動させる機構を設けても良い。このよ
うな構成とすれば、高周波コイル４の卷回空間に対する
ワイヤ８先端の位置をコントロールすることにより、プ
ラズマへの電子の補給量を制御することができ、プラズ
マの生成状態をワイヤの位置により制御することが可能
となるし、ワイヤの先端を高周波コイル４の卷回空間か
ら大きく外すことにより、プラズマの発生を停止させる
こともできる。

【００３６】また、プラズマガスはアルゴンガスに限定
されず、不活性ガスを含む他のプラズマ生成可能なガス
を用いることができる。そのプラズマガスの導入圧力
は、前記例では１０気圧程度であったが、先に述べたよ
うに、プラズマの維持、ワイヤとトーチの冷却の両面か
ら検討した好適な値を選定すればよい。特に、ワイヤ及
びトーチの冷却を行う別の手段を設けた場合、冷却のフ
ァクターが減少するため、より低い圧力(流速)を採用す
ることができる。

【００３７】さらに、上記例では高周波電源として、周
波数４５０ＭＨｚ前後で出力３０Ｗ程度の高周波電力を
発生するものを使用したが、先に検討したプラズマ維持
の条件に従い、例えば周波数１０ＫＨz〜１ＧＨzで電力
０．１Ｗ〜３０Ｗ程度の高周波を採用することができ
る。なお、先の検討結果から、プラズマ発生効率の点で
は周波数が高い方が有利であるが、一方、マッチングの
取り易さの点では余り周波数が高くない方が良いので、
両観点から、数１００ＭＨz前後の周波数は適当と考え
られる。

【００３８】さらに、前記例では熱電子を発生するワイ
ヤとしてタングステンを使用したが、タングステンに限
定されず、例えばタンタルなどの高融点金属を採用でき
るし、必ずしも高融点金属に限らず、加熱により熱電子
を発生できる材料であれば採用することができる。加熱
の方法も、誘導加熱に限らず誘電加熱や通電加熱を採用
できるし、場合によっては光ビームなどのエネルギビー
ム照射による加熱も採用できる。

【００３９】また、前記例では、ワイヤの小さい径の部
分、即ち、ワイヤの中、プラズマ発生領域及びその近傍
を含む部分に位置している部分の半径が１２．５μｍの
ものを使用したが、５００ｎｍ〜１０００μｍのものが
使用可能である。

【００４０】また、ワイヤ８はプラズマガスの速い流れ
によりプラズマトーチのほぼ中心に位置するようになる
が、プラズマガスの流速によってはトーチ管壁に触れる
ことがある。この場合、ガラスチューブ２内のプラズマ
発生領域（ガラスチューブ先端部分２Ｆの高周波コイル
４が巻かれている辺りのガラスチューブ内）から外れた
部分の管壁にワイヤ８が触れてもプラズマ発生に支障が
ないことが確認されている。

【００４１】しかし、ガラスチューブ２内のプラズマ発
生領域部分の管壁にワイヤ８の先端部が触れると、該接
触部で閃光が発生し、該接触部に対応したガラスチュー
ブ２の部分に穴が開いたり、或いは、ワイヤ８の先端部
が溶ける。ガラスチューブ２に穴が開くとプラズマガス
がこの穴から外部に漏れ、一方、ワイヤ８の先端部が溶
けると熱電子の放出量が低減する。この結果、発生する
プラズマ量が低減したり、或いは、プラズマの発生が停
止し、安定したプラズマ発生に支障を来す。

【００４２】そこで、図５に示す様に、ワイヤ８０をガ
ラスチューブ２内に挿入した時に、ガラスチューブ内の
プラズマ発生領域手前の近傍複数箇所（例えば、２箇
所）でガラスチューブ管壁に接触する様に、ワイヤ８０
の先端部近傍に複数の（例えば、Ａ，Ｂの二箇所）折り
曲げ箇所を設ける。

【００４３】この様に成せば、プラズマガスの流速（流
量）に左右されることなく、ワイヤ８０の先端部がガラ
スチューブ２内のプラズマ発生領域部分の管壁に触れる
ことがなく、ガラスチューブ２の中心軸にほぼ沿うよう
になる。この際、譬え、ワイヤ８０の先端部が多少管壁
側に垂れても、プラズマガスの僅かな流速でガラスチュ
ーブ２の中心軸にほぼ沿うようになる。

【００４４】尚、ワイヤの先端部がガラスチューブ２内
のプラズマ発生領域部分の管壁に触れない構成は、図５
に示す例に限定されない。要は、ワイヤ８０をガラスチ
ューブ２内に挿入した時に、少なくとも、プラズマ発生
領域手前の近傍複数箇所でガラスチューブ管壁に接触す
る様にワイヤ８０の形状を成せば（例えば、図６に示す
様に、ワイヤー８００をガラスチューブ内に挿入した
時、ガラスチューブ２のプラズマ発生領域に当たる部分
が直線状で、残りの部分の少なくともプラズマ発生領域
手前近傍に当たる部分がコイル状に形成されている）プ
ラズマガスの流速（流量）に左右されることなく、ワイ
ヤ８０の先端部がガラスチューブ２のプラズマ発生領域
部分の管壁に触れることがない。

【００４５】また、プラズマトーチとしては、前記例で
は、長さが５ｃｍ前後、先端部分２Ｆ、即ち、プラズマ
発生部分及びその近傍の内半径が６０μｍ程度のものを
使用したが、この様なサイズのものに限定されない。例
えば、先端部分（プラズマ発生部分及びその近傍部分の
こと）内半径は５００ｎｍ〜１０００μｍのものでも使
用可能である。尚、前記例では、トーチの先端部分（プ
ラズマ発生部分及びその近傍部分のこと）が一定の内半
径に形成したものを使用したが、先端部分（プラズマ発
生部分及びその近傍部分のこと）の先端を含む先端近傍
を先細りに成形加工した形のものでも良い。

【００４６】また、プラズマトーチを構成するガラスチ
ューブとして、前記例では石英管を使用したが、他の絶
縁材料（例えば、硼珪酸ガラスやセラミックス）で作成
しても良い。また、前記例では、ワイヤを１本配設する
ように成したが、複数本配設するようにしても良い。

【００４７】また、前記例における点火用コイル６及び
高電圧電源７から成るプラズマ点火機構はプラズマ発生
をより効率良く行うための補助的な手段であり、プラズ
マを発生させる為の必須手段ではない。

【００４８】また、前記例ではプラズマトーチからの極
微細プラズマが大気中に発生されるように成したが、プ
ラズマトーチからの極微細プラズマが真空雰囲気中若し
くは高圧雰囲気中に発生されるように成しても良い。

【００４９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
極微小径のプラズマを発生することのできるプラズマ発
生装置が実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプラズマ発生装置の一概略例を示し
た図である。

【図２】アルゴンプラズマ半径Ｒと電離周波数ｚ_ｉの
関係及び同じアルゴンプラズマ半径Ｒと電子温度Ｔｅの
関係を示した図である。

【図３】タングステンワイヤから放出される熱電子と
プラズマ維持に必要な電離量Ｓ_ｉとの比率βを、プラズ
マの半径Ｒに対して複数のタングステン温度Ｔについて
算出し、グラフ化したものを示す図である。

【図４】プラズマガスの流量と最小維持電力の関係を
示した図である。

【図５】ガラスチューブのプラズマ発生領域管壁に接
触しないワイヤの概略例を示した図である。

【図６】ガラスチューブのプラズマ発生領域管壁に接
触しないワイヤの他の概略例を示した図である。

【符号の説明】

１…プラズマトーチ２…ガラスチューブ３…メタルチューブ４…高周波コイル５…高周波電源６…点火用コイル７…高電圧電源８，８０，８００…ワイヤ９…ガス導入用チューブ１０…ガスボンベ１１…コンプレッサ１２…流量調整バルブ１３…流量メータＰ…プラズマ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長船忠義東京都昭島市武蔵野３−１−２

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筒状の絶縁材料製プラズマトーチ、プラ
ズマガスがトーチ内部を流れ先端から噴出するようにト
ーチ内へプラズマガスを供給する手段、該プラズマガス
を励起するための高周波コイル、該コイルに高周波電力
を供給するための高周波電源、及び、該トーチ内のプラ
ズマ発生領域またはその近傍に位置するように配設さ
れ、加熱されることにより電子を発生する電子発生部材
を備えたことを特徴とするプラズマ発生装置。
【請求項２】前記電子発生部材は高融点金属からなる
ことを特徴とする請求項１記載のプラズマ発生装置。
【請求項３】前記電子発生部材は線状に形成され、そ
の先端がトーチ内のプラズマ発生領域またはその近傍に
位置するようにトーチ内に配設されている請求項１記載
のプラズマ発生装置。
【請求項４】前記電子発生部材は前記高周波コイルに
より高周波加熱されることを特徴とする請求項１乃至３
のいずれかに記載のプラズマ発生装置。
【請求項５】前記電子発生部材は前記プラズマトーチ
の基底部を封止する部材に取り付けられることを特徴と
する請求項１乃至４のいずれかに記載のプラズマ発生装
置。
【請求項６】前記電子発生部材を加熱する手段を前記
高周波コイルとは別に設けたことを特徴とする請求項１
記載のプラズマ発生装置。
【請求項７】前記電子発生部材を通電加熱する手段を
設けたことを特徴とする請求項６記載のプラズマ発生装
置。
【請求項８】前記電子発生部材をトーチの軸方向に移
動可能に成した請求項１乃至７のいずれかに記載のプラ
ズマ発生装置。
【請求項９】前記トーチの内半径は５００ｎｍ乃至１
０００μｍである請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項１０】前記トーチの先端を絞り込む様に成し
た請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項１１】前記絞り込んだトーチの先端の内半径
は５０ｎｍ乃至１０００μｍである請求項１０に記載の
プラズマ発生装置。
【請求項１２】前記電子発生部材は、少なくとも、プ
ラズマ発生領域手前の近傍複数箇所でトーチ壁に接触す
る様に形成されている請求項１記載のプラズマ発生装
置。
【請求項１３】前記電子発生部材は、プラズマ発生領
域に当たる部分が直線状で、残りの部分の少なくともプ
ラズマ発生領域手前の近傍に当たる部分がコイル状に形
成されている請求項１２記載のプラズマ発生装置。
【請求項１４】前記電子発生部材は、プラズマ発生領
域手前の近傍で、互いに対向する側のトーチ壁に接触す
る折り曲げ箇所が形成されている請求項１２記載のプラ
ズマ発生装置。