JPH07307199A - 誘導プラズマの発生方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】誘導プラズマの点弧源としてラジオ周波数領域
の高周波電源を用いなくても済むようにする。 【構成】絶縁管２２と、この絶縁管２２の軸方向の一方
端に設けられたプラズマトーチ１００と、絶縁管２２の
外周に巻回されたコイル１５と、このコイル１５に接続
され周波数が５００ｋHz以下の交番電流を出力する交流
電源１４とにより構成され、プラズマトーチ１００が、
その間隙にシードガス７が吹き込まれる電極対１０３
と、この電極対１０３に並列接続された直流電源１０４
と、直流電圧の印加によってプラズマ化した電極間のシ
ードガス７を絶縁管２２の内部に向けて射出するノズル
１０８とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高周波電圧の誘導に
よってプラズマを発生させる方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高周波電圧によって空間に電界を形成す
ると、その空間内で電子が往復運動を行う。この電子が
中性ガスと衝突電離をくり返すことによって、イオンが
増大し、プラズマが形成される。高周波電圧によって誘
導されるプラズマは、空間に直接、電極を配す必要がな
いので、電極から発生する不純物の混入を避けることが
できる。そのために、プラズマ化学やプラズマＣＶＤの
分野では材料の成膜やエッチング処理にこの高周波誘導
プラズマがしばしば用いられている。

【０００３】図５は従来の誘導プラズマの発生装置の構
成を示す断面図である。円筒状の絶縁容器２の上下にフ
ランジ４，９が取り付けられ、上部のフランジ４には上
蓋５が被さっている。フランジ４，９の中心には絶縁管
１１が固定されている。絶縁管１１と絶縁容器２との間
には冷却水３とともに、図示されていない支えを介して
第１コイル１が配されている。第１コイル１は絶縁被覆
された導体でもって絶縁管１１の外周を軸方向にらせん
状に巻回されたものであり、その両端は高周波電源１０
に接続されている。

【０００４】また、図５において、上蓋５の中心にキャ
リアガス８を通すための絶縁管８Ａと、シードガス７を
通すための絶縁管１３とが配されている。さらに、上蓋
５には絶縁管１１の内部に連通する横穴７Ａ，６Ａが設
けられてあり、それぞれシードガス７，シースガス６を
絶縁管１１の内部に導いている。絶縁管１１の上部内周
面と絶縁管１３の外周面との間には、スペーサ６Ｂが介
装されている。このスペーサ６Ｂは、らせん状に形成さ
れてあり、これによってシースガス６をらせん状に流す
ように誘導している。なお、図５の装置全体は図示され
ていない真空容器内に収納されている。

【０００５】図５を用いて絶縁管１１内部に誘導プラズ
マ１２が形成されるメカニズムを次に説明する。横穴７
Ａを介してシードガス７が絶縁管１１内部の真空中に流
される。シードガス７は、例えばＡｒなどの不活性気体
が用いられ、誘導プラズマ１２の種（シード）になるも
のである。また、同時に横穴６Ａを介してＡｒなどのシ
ースガス６も絶縁管１１内部に流される。このシースガ
ス６はらせん状のスペーサ６Ｂの介在によって絶縁管１
１の内壁面に沿ったらせん状の流れ（点線で示す）にな
る。この状態で高周波電源１０から第１コイル１に高周
波電流を流すと、絶縁管１１の内部に軸方向の高周波磁
界が発生する。さらに、この磁界を打ち消すために絶縁
管１１の中心軸のまわりを環状に誘導電流が流れる。シ
ードガス７は、初期は分子自体が中性であるが、このガ
ス中に微小に含まれている初期電子が高周波磁界によっ
て絶縁管１１内で周方向に振動する。この電子が中性分
子と衝突電離し、イオンおよび電子の増大によってシー
ドガス７がプラズマ状態になる。図５の誘導プラズマ１
２は上述のメカニズムによって形成されたものであり、
この誘導プラズマ１２内には誘導電流が流れジュール加
熱によって、その領域の温度は数千から数万度にも達す
る。

【０００６】シースガス６は、誘導プラズマ１２が絶縁
管１１の内壁面に直接触れないようにするためのもので
ある。シースガス６を絶縁管１１の内壁面に沿ってらせ
ん状に流すことによって誘導プラズマ１２の外周側を冷
却し、誘導プラズマ１２を絶縁管１１の中心軸側へ定在
させている。冷却水３を流すことによって、第１コイル
１および絶縁管１１を冷却するとともに、シースガス６
も冷やし、シースガス６自体がプラズマ化することも防
いでいる。

【０００７】図５において、誘導プラズマ１２が形成さ
れると、絶縁管１１の上部から、キャリアガス８を流
し、誘導プラズマ１２中に混入させる。誘導プラズマ１
２の高温によって、キャリアガス８とシードガス７とを
反応させ、その反応ガスを絶縁管１１の下部により取り
出す。キャリアガス８は、ガス単独の場合もあれば、ガ
スと粉末との混合体である場合もある。この誘導プラズ
マ１２は、例えば半導体表面の成膜やエッチングなどの
プラズマ処理に使われる。オゾン層の破壊原因とされて
いるフロンをプラズマによって分解する装置などにも使
用することができる。

【０００８】しかしながら、前述した図５の装置は、直
径の大きい誘導プラズマを形成すると、誘導プラズマ内
の温度分布が不均一になるという問題があった。図５の
装置において、第１コイル１にはＭＨｚオーダ以上、一
般的には１０ＭＨｚオーダのラジオ周波数領域の高周波
電流が流されていた。そのために表皮効果により誘導電
流のほとんどが誘導プラズマの外周表面を流れ、高温領
域が外周側に片寄り、内部の温度上昇が充分でなかっ
た。したがって、従来は直径にして５０〜６０ｍｍの誘
導プラズマが実用に供されるのが限界であった。プラズ
マ処理などの実用装置においては、温度分布が均一で、
かつ出来るだけ直径の大きい誘導プラズマを用いた方が
そのプラズマ処理能力が向上する。

【０００９】図６は、従来の異なる誘導プラズマの発生
装置の構成を示す断面図である。この装置は、直径が大
きくなっても温度分布が均一な誘導プラズマを形成する
ことができるものであり、その発生原理は発明者が文献
１に公表している。 文献１・・・作田他「低周波・大容量誘導プラズマの安
定発生条件」 日本ＡＥＭ学会誌 Vol.1, No.1, P.25
〜P.30 June 1993 図６はプラズマ発生装置が２段に構成されたものであ
り、上段の装置は図５と同様な構成となっている。した
がって、同じ部分は同一参照符号に用いることにより説
明は省略する。下段にもう一つの絶縁容器２１が設けら
れ、この絶縁容器２１はフランジ４１と４２とで挟持さ
れている。絶縁容器２１の内部には絶縁管２２，２３が
設けられるとともに絶縁管２２，２３との間にらせん状
のスペーサ６０Ｂが介装されている。フランジ４１には
キャリアガス８０を通すための横穴８０Ａと、シースガ
ス６０を通すための横穴６０Ａとが設けられ、いずれも
絶縁管２２の内部に連通している。一方、絶縁容器２１
の内側には冷却水２０に浸された第２コイル１５が配さ
れ、交流電源１４に接続されている。第２コイル１５は
絶縁被覆された導体よりなり、絶縁管２２の外周を巻回
している。なお、図５ではキャリアガス８は上蓋５から
送り込まれていたが、図６の装置ではフランジ４１の横
穴８０Ａから送り込まれている。また、第１コイル１に
はＭHzオーダないし数１０ＭHzのラジオ周波数領域の高
周波電流が流され、第２コイル１５には５００ｋHz以下
である非ラジオ周波数領域の交番電流が流されている。

【００１０】図６において、第１コイル１の内側に形成
される誘導プラズマ１８は、図５における誘導プラズマ
１２と同様のメカニズムにて形成される。この誘導プラ
ズマ１８は、シードガス７の流れに従って下方に進み、
内径の広い絶縁管２２の中に送り込まれ、横穴８０Ａか
ら流し込まれるキャリアガス８０と混ざり合う。絶縁管
２２の内部にプラズマ状態のものが流れ込んでくるの
で、絶縁管２２の外周に配された第２コイルによる磁界
形成によって誘導電流が絶縁管２２内に誘起される。こ
れによって、誘導プラズマ１９が発生する。絶縁管２２
の内径は絶縁管１１のそれより大きいので、誘導プラズ
マ１８は半径方向に大きく広がった誘導プラズマ１９に
成長する。なお、シースガス６０はらせん状のスペーサ
６０Ｂを介して流れ出るので、シースガス６の流れと同
様に絶縁管２２の内壁面に沿ってらせん状に流れてい
る。このシースガス６０によって、誘導プラズマ１９が
絶縁管２２に直接触れないようにしている。上述のよう
に、誘導プラズマ１８は誘導プラズマ１９の点弧源とな
っている。すなわち、第２コイル１５に流される交番電
流の周波数は５００ｋHz以下である非ラジオ周波数領域
にあるので、誘導プラズマ１９はそれ単独では点弧しな
い。図６の構成にしておけば、上部の絶縁管１１の内径
ｄを必ずしも５０ないし６０ｍｍ以下とする必要はな
い。誘導プラズマ１８は点弧するだけでよく、その内部
の温度分布は均一でなくてもよい。プラズマ１８が下方
に流れ誘導プラズマ１９となったときに、第２コイル１
５による誘導電流によって全体が均一に加熱される。例
えば、絶縁管１１の内径ｄを１００ｍｍ、絶縁管２２の
内径Ｄを３００ｍｍに構成しても、直径が数１００ｍｍ
でかつ内部まで温度が均一な誘導プラズマを形成するこ
とができる。その理由は第１コイル１によって形成され
る誘導電流はＭHzオーダ以上の高周波なので、表皮効果
により誘導プラズマ１８の表面側だけを主として流れ
る。一方、第２コイル１５によって形成される誘導電流
は５００ｋHz以下と低周波になるので、その表皮効果が
薄れ誘導プラズマ１９の内部まで誘導電流が流れやすく
なる。そのために、誘導プラズマ１９は内部まで温度が
均一になる。交流電源１４としては、数ｋHzから数百Hz
という低周波数のものを用いてもよい。交流電源１４の
周波数が低周波側になるに従って表皮効果が薄れ、プラ
ズマ１９の温度がより均一になる。したがって、図５の
従来の装置における絶縁管１３の内径ｄは５０〜６０ｍ
ｍが限度であったのが、図６の装置では絶縁管２２の内
径Ｄを数１００ｍｍに拡大して構成しても、均一な誘導
プラズマ１９を得ることができる。図６の装置によって
数１００ｍｍの直径の誘導プラズマを形成させても、全
体の温度が均一なのでプラズマ処理を広い面積で実施す
ることができ、プラズマ処理の効率が大幅に向上する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の装置は、高周波電源が必要であるという問題が
あった。高周波電源としては、その周波数が少なくとも
１ＭHzオーダ以上、好ましくは数ＭHzから数１０ＭHzの
ラジオ周波数領域のものでないと、プラズマシードガス
が点弧しない。しかも、その出力容量としても数１０ｋ
Ｗ以上のものが必要であった。周波数が高くかつ容量も
大きくなると、その発生熱量も増加するので設備も大型
化しかつ高価なものになってくる。

【００１２】この発明の目的は、誘導プラズマの点弧源
として高周波電源を用いなくても済むようにすることに
ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の方法によれば、絶縁管の軸方向の一方端
から絶縁管の内部へ直流電圧の印加によって予めプラズ
マ化されたシードガスを射出し、絶縁管の外周に巻回さ
れたコイルに周波数が５００ｋHz以下の交番電流を流
し、絶縁管内に誘導プラズマを発生させることとすると
よい。

【００１４】上記目的を達成するために、この発明によ
れば、絶縁管と、この絶縁管の軸方向の一方端に設けら
れたプラズマトーチと、絶縁管の外周に巻回されたコイ
ルと、このコイルに接続され周波数が５００ｋHz以下の
交番電流を出力する交流電源とにより構成され、プラズ
マトーチが、その間隙にシードガスが吹き込まれる電極
対と、この電極対に並列接続された直流電源と、直流電
圧の印加によってプラズマ化した電極間のシードガスを
絶縁管の内部に向けて射出するノズルとを備えたものと
するとよい。

【００１５】かかる構成において、プラズマトーチが複
数配されてなるものとしてもよい。

【００１６】

【作用】この発明の構成によれば、絶縁管の軸方向の一
方端にプラズマトーチを設け、このプラズマトーチのノ
ズルから直流電圧の印加によってプラズマ化したプラズ
マシードガスを絶縁管の内部に向けて射出する。このプ
ラズマ化したシードガスが誘導プラズマの点弧源とな
り、周波数がＭHzオーダ以上の高周波電源は必要なくな
り、かつ直流電源の出力容量も１ｋＷ程度のものでよ
い。したがって、設備も小型かつ安価なものになる。

【００１７】かかる構成において、プラズマトーチが複
数配される。プラズマトーチのノズルを絶縁管の端面に
満遍なく一様に配しておけば、絶縁管の内径を大きくし
ても誘導プラズマが点弧しやすくなり、直径がどんなに
大きい誘導プラズマでも形成することができる。

【００１８】

【実施例】以下、この発明を実施例に基づいて説明す
る。図１は、この発明の実施例にかかるプラズマ発生装
置の構成を示す断面図である。プラズマトーチ１００が
陰電極１０１（例えば、タングステンや銅一コンスタン
タン）および陽電極１０２（例えば、銅や黄銅）よりな
る電極対１０３と、この電極対１０３にスイッチ１１１
を介して並列接続された直流電源１０４と高電圧パルス
電源１０５とにより構成されている。陽電極１０２は容
器を形成し、絶縁体１０６を介して陰電極１０１を支持
している。また、陽電極１０２の絶縁管２２側は横穴８
０Ａ，６０Ａを形成するとともにプラズマジェット１０
７を射出するノズル１０８を形成する穴を備えている。
さらに、陽電極１０２には、シードガス７が吹き込まれ
る吹き込み穴１１０が設けられている。その他の構成
は、図６に説明された従来の構成と同じである。同じ部
分には、同一参照符号を付けることにより詳細な説明を
繰り返すことは省略する。

【００１９】図１において、シードガス７を吹き込み穴
１１０から陽電極１０２の内部へ吹き込み、ノズル１０
８から絶縁管２２の内部へシードガス７を吹き出させ
る。シードガス７の流量としては、毎分１０〜３０リッ
トル程度でよい。その状態でスイッチ１１１を投入し電
極対１０３に電圧を印加する。高電圧パルス電源１０５
からの高電圧パルスによって陰電極１０１の先端部と陽
電極１０２のノズル１０８付近との間にあるシードガス
７を絶縁破壊させ、シードガス７をプラズマ状態にす
る。ここで電極対１０３の電極間隔を例えば１ｍｍとし
た場合、前記高電圧パルスの波周値は最低１０００Ｖ程
度であればよい。また、シードガス７の圧力は、プラズ
マ発生の最初の段階では、印加電圧が直流でも放電しや
すい圧力、すなわち１００〜２００Ｐａの圧力まで減圧
している。高電圧パルスが消えた後でも、直流電源１０
４による直流電圧が電極対１０３に印加されているの
で、シードガス７のプラズマ状態は維持される。ここ
で、高電圧パルス印加により一旦プラズマが発生した後
シードガス７のプラズマ状態を維持するために必要な直
流印加電圧は、電極対１０３の電極間隔を例えば１ｍｍ
とした場合、最低２０Ｖ程度であればよい。吹き込み穴
１１０からは、シードガス７が継続して吹き込まれるの
でノズル１０８からプラズマ化したシードガス７の射出
体であるプラズマジェット１０７が絶縁管２２の軸中心
付近を下に伸びてくる。

【００２０】図２は、図１のプラズマジェット１０７が
点弧源となって誘導プラズマ１１２が形成された状態を
示す断面図である。絶縁管２２の内部にプラズマ状態の
プラズマジェットが流れ込んでくるので、絶縁管２２の
外周に配されるとともに交流電源１４（例えば、４０な
いし５０ｋＷ以上）が接続された第２コイル１５による
磁界形成によって誘導電流が絶縁管２２内に誘起され
る。これによって、誘導プラズマ１１２が発生する。絶
縁管２２の内径（例えば、１００ｍｍ以上）は絶縁管１
１のそれより大きいので、プラズマジェットはキャリア
ガス８０とともに半径方向に大きく広がった誘導プラズ
マ１１２に成長する。

【００２１】なお、図１の装置による誘導プラズマ発生
の実験では、直径が１００ｍｍでかつ内部まで温度が均
一な誘導プラズマを形成することができた。実験条件は
次の通りである。 絶縁管の内径ａ＝１００ｍｍ 誘導電流源の周波数ｆ＝４２ｋHz また、上記実験での誘導プラズマの半径方向の温度分布
は、１０、０００Ｋ±５００Ｋとほぼ一定であった。

【００２２】以上のように本発明による誘導プラズマ発
生装置において、プラズマの加熱・維持のための誘導電
流源として、従来のラジオ周波数領域の高周波電源の代
わりに５００ｋHz以下の低周波電源を用いることによ
り、高周波電源を使用した場合に実用可能な誘導プラズ
マの直径の限界５０〜６０ｍｍをはるかに越える直径の
誘導プラズマが実用可能となることが実験で確認され
た。

【００２３】上述のように、図１のプラズマジェット１
０７は誘導プラズマ１１２の点弧源となっている。すな
わち、第２コイル１５に流される交番電流の周波数は５
００ｋHz以下である非ラジオ周波数領域にあるので、誘
導プラズマ１１２はそれ単独では点弧しない。図１の構
成にすることによって、ＭHzオーダ以上の高周波電源が
必要なくなった。また、プラズマ発生の最初の段階で陰
電極１０１の先端部と陽電極１０２のノズル１０８付近
との間にあるシードガス７を絶縁破壊させ、シードガス
７をプラズマ状態にするための高電圧は、高電圧パルス
電源１０５の方から印加するようにしているので、高電
圧の直流電源は不要であり、直流電源１０４は３０ない
し５０Ｖ，３０Ａ、すなわち、１ｋＷ程度の小容量のも
のでよい。しかも、誘導プラズマ１１２の点弧後は、ス
イッチ１１１を遮断しても誘導プラズマ１１２は継続す
る。そのため、直流電源１０４および高圧パルス電源１
０５は誘導プラズマ１１２の点弧時だけに必要なもので
ある。さらに、プラズマトーチ１００は、従来の装置の
ように第１コイルやその冷却水も不要であり、非常に簡
素な装置であるために安価である。

【００２４】高周波電源を用いないで誘導プラズマを点
弧させる他の方法として、実開平１−１６８９４６号公
報に絶縁管２２の軸方向の両端に高電圧を印加し、絶縁
管２２の内部で発生する火花放電を点弧源とする方法が
記載されている。図１のプラズマトーチ１００による方
法も高電圧パルス電源１０５が用いられているが、高電
圧を絶縁管２２の軸方向の両端に印加するのではなく、
プラズマトーチ１００内の電極対１０３に印加する点が
全く異なっている。そのために、プラズマトーチ１００
内の電極対１０３のギャップ長を予め小さく設定してお
けば、それ程高い高電圧は必要ない。すなわち、高電圧
パルス電源１０５の発生電圧は絶縁管２２の大きさに関
係せず、プラズマジェット１０７を点弧させるための最
低限の大きさでよい。絶縁管２２内のプラズマジェット
１０７は絶縁管２２の軸方向に長い方が誘導プラズマ１
１２（図２）が点弧しやすい。このプラズマジェット１
０７の長さは吹き込み穴１１０からのシードガス７の吹
き込み圧力を変えることによって簡単に調整することが
できる。なお、図１において、高電圧パルス電源１０５
は必ずしもなくてもよい。直流電源１０４の出力電圧を
一時的に昇圧させ、電極対１０３を絶縁破壊させた後に
直流電圧を下げ、プラズマジェット１０７が安定する電
圧に直流電源１０４を設定してもよい。

【００２５】なお、シードガス７，シースガス６０およ
びキャリアガス８０は、いずれもＡｒが一般的である
が、その他に、ＨｅやＮｅなどの希ガスでもよい。シー
スガス６０は、シードガス７と混ざるので同じ種類のガ
スが良い。また、キャリアガス８０もシースガス６０や
シードガス７と混ざるので同じ種類のガスが良い。図３
は、この発明の異なる実施例にかかる誘導プラズマ発生
装置の構成を示す断面図である。プラズマトーチ１００
Ａが陽電極１０２Ａの内部に絶縁体１０６Ａを介して配
された複数の陰電極１０１Ａを備え、各陰電極１０１Ａ
と陽電極１０２Ａとがそれぞれ電極対１０３Ａを形成し
ている。各電極対１０３Ａにはスイッチ１１１Ａを介し
てそれぞれ直流電源１０４Ａと高電圧パルス電源１０５
Ａが並列接続されている。陽電極１０２Ａには各陰電極
１０１Ａの下部先端部との対向部にノズル１０８Ａが形
成されている。プラズマトーチ１００Ａの各ノズル１０
８Ａからは、それぞれプラズマジェット１０７Ａが同一
の絶縁管２２内部に射出されている。その他は図１の構
成と同じである。

【００２６】図４は、図３のプラズマジェット１０７Ａ
が点弧源となって誘導プラズマ１１２Ａが形成された状
態を示す断面図である。プラズマジェット１０７Ａが誘
導プラズマ１１２Ａに成長するメカニズムは、図２にお
いて１本のプラズマジェット１０７について説明された
ことと全く同様である。図３において、同一の絶縁管２
２内に複数のプラズマジェット１０７Ａを射出させるよ
うにしたので、絶縁管２２の直径を極端に大きくして、
大きい直径の誘導プラズマ１１２Ａを形成したい場合に
は非常に有効である。絶縁管２２の内径が広い場合に、
１本のプラズマジェット１０７Ａでも点弧は可能である
が、複数のプラズマジェット１０７Ａを絶縁管２２の端
面に満遍なく配した方が点弧しやすくなる。この構成に
より絶縁管２２の内径が大きくても確実に誘導プラズマ
１１２Ａが点弧されるようになる。さらに、プラズマジ
ェット１０７Ａの射出後、誘導プラズマ１１２Ａが形成
されるまでの時間も短かくなる。例えば、我々は、プラ
ズマジェットを２本とすると、プラズマジェットが１本
のときよりも、プラズマジェットの射出後、誘導プラズ
マが形成されるまでの時間を半減できることを実験で確
認した。誘導プラズマ１１２Ａが点弧するまでは流した
シードガス７やシースガス６０やキャリアガス８０が無
駄になるが、この装置によって、それらのガス量も節約
できる。なお、図３のプラズマトーチ１００Ａは、陽電
極１０２Ａを共通にして２個のプラズマトーチとして構
成されたものである。プラズマトーチの数は、その絶縁
管の内径に応じて一般に複数設置するとよい。この構成
によって、直径がどんな大きさの誘導プラズマでも形成
することができ、材料の広い範囲の成膜やエッチング処
理を一度に行うことができる。

【００２７】なお、本装置のプラズマジェットには、電
極対から発生する不純物が多少含まれるが、直流電流の
必要容量が小さいのでその発生不純物は非常に少ない。
また、誘導プラズマ形成後、材料処理の間はプラズマジ
ェットを消弧させておくので、誘導プラズマ中には電極
対からの不純物は全くなくなる。そのために、本装置は
実用上不純物発生による支障は全く生じない。

【００２８】また、図３、図４の装置では、高圧パルス
電源１０５Ａ、直流電源１０４Ａ、スイッチ１１１Ａ
は、各陰電極１０１Ａに対して別々になっているが、共
通に一つの高圧パルス電源１０５Ａ、直流電源１０４
Ａ、スイッチ１１１Ａで構成してもよい。

【００２９】

【発明の効果】この発明は前述のように、誘導プラズマ
の点弧源としてプラズマジェットを射出するプラズマト
ーチを絶縁管の一方端に配した。これにより、ラジオ周
波数領域の高周波電源が不用になり、設備が小型化する
とともに安価なものになった。また、プラズマの加熱・
維持のための誘導電流源として、ラジオ周波数領域の高
周波電源の代りに、５００ｋHz以下の電源を用いるよう
にした。これにより、高周波電源を使用した場合におけ
る、周囲の金属が誘導加熱されることによる温度上昇が
生じ、かつ外部機器へのノイズ誘導により電源制御や、
電流・電圧、プラズマ温度計測がしにくいという、電源
周波数が高周波領域であることによる障害を軽減するこ
とができる。

【００３０】かかる構成において、プラズマトーチを複
数配する。これにより、誘導プラズマが点弧しやすくな
り、直径がどんなに大きい誘導プラズマでも形成するこ
とができる。そのために、材料の広い範囲の表面処理が
一度に出来、処理工程の能率を高めることができる。ま
た、誘導プラズマの点弧時間が短いので、シースガスや
シードガスやキャリアガスなどの無駄も省くことができ
るという経済的効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例にかかる誘導プラズマ発生装
置の構成を示す断面図

【図２】図１のプラズマジェットが点弧源となって誘導
プラズマが形成された状態を示す断面図

【図３】この発明の異なる実施例にかかる誘導プラズマ
発生装置の構成を示す断面図

【図４】図３のプラズマジェットが点弧源となって誘導
プラズマが形成された状態を示す断面図

【図５】従来の誘導プラズマ発生装置の構成を示す断面
図

【図６】従来の異なる誘導プラズマ発生装置の構成を示
す断面図

【符号の説明】

２２：絶縁管、１００，１００Ａ：プラズマトーチ、１
５：第２コイル、１４：交流電源、７：シードガス、１
０３，１０３Ａ：電極対、１０４：直流電源、１０７，
１０７Ａ：プラズマジェット、１０１，１０１Ａ：陰電
極、１０２，１０２Ａ：陽電極、１０５，１０５Ａ：高
電圧パルス電源、１１１，１１１Ａ：スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 作田 忠裕 石川県松任市村井東２−３−７

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁管の軸方向の一方端から絶縁管の内部
   へ直流電圧の印加によって予めプラズマ化されたシード
   ガスを射出し、絶縁管の外周に巻回されたコイルに周波
   数が５００ｋHz以下の交番電流を流し、絶縁管内に誘導
   プラズマを発生させることを特徴とする誘導プラズマの
   発生方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の方法を実施するものであっ
   て、絶縁管と、この絶縁管の軸方向の一方端に設けられ
   たプラズマトーチと、絶縁管の外周に巻回されたコイル
   と、このコイルに接続され周波数が５００ｋHz以下の交
   番電流を出力する交流電源とにより構成され、プラズマ
   トーチが、その間隙にシードガスが吹き込まれる電極対
   と、この電極対に並列接続された直流電源と、直流電圧
   の印加によってプラズマ化した電極間のシードガスを絶
   縁管の内部に向けて射出するノズルとを備えたことを特
   徴とする誘導プラズマの発生装置。
3. 【請求項３】請求項２記載のものにおいて、プラズマト
   ーチが複数配されてなることを特徴とする誘導プラズマ
   発生装置。