JPH0799351A - プラズマ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電源周波数の高低によらず、放電空間に安定
的に放電プラズマを発生させる。 【構成】 給電電極１，２と金属パイプ（金属体）１
３，２３を交流的に結合するキャパシタをキャパシタン
スＣとした場合、これと並列にインダクタ１００を挿入
し、そのインダクタンスＬを１／｛（２πｆ）² Ｃ｝と
することで、キャパシタンスＣの影響を打ち消すように
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、交流放電励起のプラ
ズマ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１６は従来のプラズマ装置として、例
えば雑誌「ＳＰＩＥ，１２７６巻，炭酸ガスレーザ・ア
ンド・アプリケーション（ＣＯ₂ Ｌａｓｅｒｓ ａｎｄ
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ），１９９０年，図１」に記
載された導波路型炭酸ガスレーザ発振器を示す構成図で
ある。図において、１，２は給電電極（金属電極）、３
は給電電極１に接続された高周波電源（ＲＦ電源）、１
０，２０は給電電極１、２に密着する、例えばセラミッ
クスよりなる誘電体、４は誘電体１０，２０間に発生す
る放電空間、５，６は電極冷却水の出入りを示す矢印、
７は全反射鏡、８は取り出し鏡であり、鏡７，８で光共
振器を構成している。また、９はレーザビームを示す。

【０００３】次に動作について説明する。図１６におい
て、一方の給電電極１を交流電源３に、他方の給電電極
２をアースに接続すると、放電空間４にレーザを励起す
るためのＲＦ放電が発生する。全反射鏡７と取り出し鏡
８で構成された光共振器により、放電エネルギーが光エ
ネルギーに変換されて、レーザビーム９として、取り出
し鏡８から出力される。

【０００４】炭酸ガスレーザでは、レーザ下準位のエネ
ルギーレベルが低いため、ガス温度が上昇すると、レー
ザ下準位密度が増加し、レーザ発振効率が低下する。こ
のため、レーザガスの冷却能力がレーザ発振効率を決定
する大きな因子となる。この炭酸ガスレーザ発振器で
は、放電空間４のギャップ長ｄを短く設定し、例えば、
ｄ＝２ｍｍ程度に設定することにより、レーザガスの熱
伝導で余分な熱量を除去するように構成されている。

【０００５】一般に、このギャップ長ｄに相当する放電
電極間距離を短く設定すると、放電維持のための高電界
部分の影響が強く現われ、レーザの励起効率が低下する
ことが知られている。このため、このような短ギャップ
中で、高効率にレーザを励起するには、１００ＭＨｚ程
度の高周波電源が用いられる。これは、電源周波数の増
大に伴い、放電維持のための高電界領域が狭くなるとい
った現象を利用したものである。しかし、このような条
件下でレーザ励起効率の高い１００ＭＨｚ近傍の周波数
領域は、電波法によりその使用が制限されているため、
汎用の装置としては大きな問題が残されている。また、
電源が高価であること、電源とレーザ負荷とのマッチン
グが困難であるなど、さまざまな問題がある。

【０００６】これらの問題点を解決するために、比較的
低周波電源を用いても高効率に炭酸ガスレーザ励起を可
能にしたものが、図１７に示すレーザ装置である。図１
７は図１６で示した装置を改良したものであり、特願平
５−２４９３５号明細書に示された炭酸ガスレーザ装置
の電極部を示す断面図である。図において、１、２は給
電電極、３は高周波電源、４は放電空間、１０，２０は
板状の誘電体、１３，２３は冷却用の金属パイプ（金属
体）、１５，２５は給電電極１，２全体をモールドする
誘電体で、例えば電気絶縁用誘電体層である。

【０００７】複数の給電電極１，２は、図１７に示す断
面と直交する方向に長さを有したものであり、それぞれ
高周波電源３に接続され、放電空間４を介して互い違い
に設置されている。そして、給電電極１，２同士が斜め
に対向している。放電空間４を挟んだ各側の給電電極
１，２の隣には、電気的に浮いた、つまり電圧の印加さ
れない金属パイプ１３，２３が設置され、各金属パイプ
１３，２３が放電空間４を挟んで相手側の給電電極１，
２と真向かいに対向している。給電電極１，２及び電気
的に浮かせた金属パイプ１３，２３は、例えば内部を流
れる水によって冷却されており、レーザガスは誘電体１
０，２０を介して冷却される。さらに、給電電極１，２
全体を誘電体１５，２５でモールドしているので、沿面
放電を防ぐことができる。

【０００８】次に動作について説明する。図１７におい
て、給電電極１，２に交流高電圧を印加すると、放電空
間４に予備放電となる短辺方向（矢印Ａ方向）の放電４
４が発生する。さらに、電力を高くしていくと、斜め方
向の主放電４５が発生する。この現象について以下に説
明する。給電電極１，２はそれぞれ、誘電体１５，２５
によって交流的にはキャパシタンスＣで金属パイプ１
３，２３と結合されている。また、放電４４，４５の経
路を比較すると、放電４４の方が距離が小さいので、よ
り低い電圧で放電を開始することができる。従って、放
電開始時には給電電極１，２から誘電体１５，２５を介
して金属パイプ１３，２３に電流が流れ、この予備放電
４４により給電電極２，１に戻るという電流パスができ
る。

【０００９】ここで、電源出力を増大すると、キャパシ
タンスＣによるインピーダンスのため、給電電極１，２
と金属パイプ１３，２３の間に予備放電４４の電流によ
る電位差が発生する。インピーダンスは１／ωＣで表さ
れる。ただし、電源周波数ｆに対し、ω＝２πｆであ
る。従って、電力の増大に伴なって、給電電極１，２の
端子電圧は上昇し、端子電圧が主放電４５の開始電圧に
なった時点で、斜め方向の主放電４５が発生する。この
構造では、最初発生した予備放電４４により紫外線また
は荷電粒子が生成され、放電場が弱電離状態となり、比
較的低い電圧で主放電４５に点火される。

【００１０】ところが、電源周波数ｆが高くなると、キ
ャパシタンスＣによるインピーダンス（＝１／ωＣ）が
低くなり、予備放電４４が発生して放電電流が流れて
も、端子間電圧があまり上昇せず、主放電４５に点火し
なくなることがあった。

【００１１】また、図１８はプラズマＣＶＤ装置をはじ
めとするプラズマプロセス装置の従来例の構成図であ
る。図において、３は高周波電源、１１，１２は給電電
極、２１，２２は給電電極１１，１２とそれぞれ対向す
るアース電極、３１はマッチングボックス、３２は電圧
調整用のバランスコンデンサ、３５は真空容器、４１，
４２は給電電極１１，１２とアース電極２１，２２間に
確保された放電空間である。

【００１２】次に動作について説明する。高周波電源３
からマッチングボックス３１、バランスコンデンサ３２
を介して高電圧が給電電極１１，１２に印加されると、
給電電極１１，１２とアース電極２１，２２間の放電空
間４１，４２にプラズマが発生する。このプラズマによ
って、放電空間４１，４２内に存在するシランなどのＣ
ＶＤ用ガスが励起され、アース電極２１，２２に堆積
し、例えばアモルファスシリコン膜を形成する。通常、
プロセスに使用するプラズマ装置は減圧下で使用するた
め、真空容器３５によって大気と遮断されている。

【００１３】ところで、従来この種の装置では、２箇所
の放電空間４１，４２に同時にプラズマが発生すること
が少なく、放電空間４１または４２のいずれかで放電が
開始する。一旦放電が発生すると、放電の発生した側の
給電電極１１，１２の端子電圧が瞬時に低下する。その
ため、このとき放電を開始していない給電電極１１，１
２の端子電圧が低下しないように、バランスコンデンサ
３２が回路中に設けられている。

【００１４】しかし、一般に装置構成の制約から、給電
電極１１，１２の間の距離を十分大きくとることができ
ず、両給電電極１１，１２は比較的大きなキャパシタン
スＣのキャパシタで交流的に結合されていることが多
い。この場合、先に放電を開始した一方の給電電極１
１，１２の端子電圧が低下したとき、このキャパシタン
スＣの影響で、他方の給電電極１１，１２の端子電圧も
同時に低下し、片側の空間に放電が発生しない場合があ
った。

【００１５】図１９は実開平３−９２０３０号公報に従
来例として記載されたプラズマＣＶＤ装置の構成図であ
る。図１９の例は、図１８の例と基本的に同じ構造のも
のである。図において、１１，１２は縦配置の給電電
極、２１、２２はそれら給電電極１１，１２と対向配置
されたアース電極である。アース電極２１，２２は基板
カートに設けられており、アース電極２１，２２上に基
板８１Ａ，８１Ｂが配置されている。また、３２Ａ，３
２Ｂはバランスコンデンサであり、ここでは可変コンデ
ンサが用いられている。その他は、図１８の例と同じで
ある。

【００１６】ところで、この図１９に示す例では、両給
電電極１１，１２の間に存在するキャパシタンスＣの影
響により、バランスコンデンサ３２Ａ，３２Ｂを調節し
て、基板８１Ａ，８１Ｂに対する成膜速度を加減しよう
としても、十分な制御ができなかった。

【００１７】そこで、図２０に示すように、給電電極１
１，１２間を交流的に結合しているキャパシタ（図示
略）と並列共振回路を形成し得る並列回路８５を、イン
ダクタ８６と可変コンデンサ８７で構成することによ
り、キャパシタの影響を打ち消すようにしている。

【００１８】ところで、通常、給電電極１１，１２に交
流電圧を導入する導入端子のインダクタンスはかなり大
きな値をとる。これは、構造的に避けられない。従っ
て、図２０に示すように、真空容器３５の外側に並列回
路８５を配置したのでは、この導入端子の持つインダク
タンスを介して、並列回路８５を給電電極１１，１２に
接続したことになってしまい、並列共振が弱くなる。例
えば１３．５６ＭＨｚの高周波では、キャパシタンスＣ
＝２０００ｐＦの場合、並列共振するインダクタンスの
値は６９ｎＨであるが、導入端子のインダクタンスは約
１００ｎＨ程度であり、この値の影響により並列共振が
弱くなってしまう。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】従来のプラズマ装置は
以上のように構成されているので、図１７に示す装置で
は、電源周波数によっては主放電空間にプラズマが発生
しないという問題点があった。また、図１８に示す装置
では、片側の電極が放電しなかった場合、あるいは放電
が消えてしまった場合、もう一方の放電している電極側
にキャパシタンスＣの影響で電流が流れてしまい、片側
の空間に放電が発生しなくなることがあった。また、図
２０に示す装置では、並列共振作用が弱いために、実効
が上がらないなどの問題点があった。

【００２０】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、放電空間に安定したプラズマを
発生させることのできるプラズマ装置を得ることを目的
とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るプ
ラズマ装置は、給電電極に周波数ｆの交流電圧を印加す
ることにより、放電空間で放電プラズマを生成するプラ
ズマ装置において、給電電極とその近傍の電圧の印加さ
れない金属体とを交流的に結合するキャパシタンスＣの
キャパシタに対し、並列に挿入されたインダクタンスＬ
〔＝１／｛（２πｆ）² Ｃ｝〕のインダクタを備えたも
のである。

【００２２】請求項２の発明に係るプラズマ装置は、複
数の給電電極が放電空間を挟んで斜めに対向し、給電電
極の隣に配した金属体が相手側の給電電極と真向かいに
対向し、金属体が隣の給電電極とキャパシタンスＣのキ
ャパシタを介して交流的に結合され、給電電極に周波数
ｆの交流電圧を印加することにより、真向かいに対向す
る金属体と給電電極間で予備放電を発生し、この予備放
電により斜めに対向する給電電極と給電電極間の電圧が
上昇することで同給電電極間で主放電を発生するプラズ
マ装置において、キャパシタンスＣのキャパシタに対し
並列に挿入されたインダクタンスＬ〔＝１／｛（２π
ｆ）² Ｃ｝〕のインダクタを備えたものである。

【００２３】請求項３の発明に係るプラズマ装置は、給
電電極に周波数ｆの交流電圧を印加することにより、放
電空間で放電プラズマを生成するプラズマ装置におい
て、放電プラズマを生成する真空容器と給電電極とを交
流的に結合するキャパシタンスＣのキャパシタに対し、
並列に挿入されたインダクタンスＬ〔＝１／｛（２π
ｆ）² Ｃ｝〕のインダクタを備えたものである。

【００２４】請求項４の発明に係るプラズマ装置は、真
空容器と同電位の金属体と給電電極とを交流的に結合す
るキャパシタンスＣのキャパシタに対し、並列に挿入さ
れたインダクタンスＬ〔＝１／｛（２πｆ）² Ｃ｝〕の
インダクタを備えたものである。

【００２５】請求項５の発明に係るプラズマ装置は、給
電電極に周波数ｆの交流電圧を印加することにより、放
電空間で放電プラズマを生成するプラズマ装置におい
て、給電電極とその近傍の電圧を印加されない金属体と
を交流的に結合するキャパシタンスＣの第１キャパシタ
に対し、並列に挿入されたキャパシタンスＣ２の第２キ
ャパシタと、第１キャパシタと並列に挿入されたインダ
クタンスＬ１〔＝１／｛（２πｆ）² （Ｃ＋Ｃ２）｝〕
のインダクタとを備えたものである。

【００２６】請求項６の発明に係るプラズマ装置は、複
数の給電電極が放電空間を挟んで斜めに対向し、給電電
極の隣に配した金属体が相手側の給電電極と真向かいに
対向し、金属体が隣の給電電極とキャパシタンスＣのキ
ャパシタを介して交流的に結合され、給電電極に周波数
ｆの交流電圧を印加することにより、真向かいに対向す
る金属体と給電電極間で予備放電を発生し、この予備放
電により斜めに対向する給電電極と給電電極間の電圧が
上昇することで同給電電極間で主放電を発生するプラズ
マ装置において、キャパシタンスＣの第１キャパシタに
対し並列に挿入されたキャパシタンスＣ２の第２キャパ
シタと、第１キャパシタと並列に挿入されたインダクタ
ンスＬ１〔＝１／｛（２πｆ）² （Ｃ＋Ｃ２）｝〕のイ
ンダクタとを備えたものである。

【００２７】請求項７の発明に係るプラズマ装置は、給
電電極に周波数ｆの交流電圧を印加することにより、放
電空間で放電プラズマを生成するプラズマ装置におい
て、放電プラズマを生成する真空容器と給電電極とを交
流的に結合するキャパシタンスＣの第１キャパシタに対
し、並列に挿入されたキャパシタンスＣ２の第２キャパ
シタと、第１キャパシタと並列に挿入されたインダクタ
ンスＬ１〔＝１／｛（２πｆ）² （Ｃ＋Ｃ２）｝〕のイ
ンダクタとを備えたものである。

【００２８】請求項８の発明に係るプラズマ装置は、真
空容器と同電位の金属体と給電電極とを交流的に結合す
るキャパシタンスＣの第１キャパシタに対し、並列に挿
入されたキャパシタンスＣ２の第２キャパシタと、第１
キャパシタと並列に挿入されたインダクタンスＬ１〔＝
１／｛（２πｆ）² （Ｃ＋Ｃ２）｝〕のインダクタとを
備えたものである。

【００２９】請求項９の発明に係るプラズマ装置は、給
電電極に周波数ｆの交流電圧を印加することにより、放
電空間で放電プラズマを生成するプラズマ装置におい
て、給電電極とその近傍の電圧を印加されない金属体と
を交流的に結合するキャパシタンスＣの第１キャパシタ
に対し、並列に挿入されたキャパシタンスＣ３の第３キ
ャパシタと、第１キャパシタと並列かつ第３キャパシタ
と直列に挿入されたインダクタンスＬ２〔＝１／｛（２
πｆ）² Ｃ｝＋１／｛（２πｆ）² Ｃ３｝〕のインダク
タとを備えたものである。

【００３０】請求項１０の発明に係るプラズマ装置は、
複数の給電電極が放電空間を挟んで斜めに対向し、給電
電極の隣に配した金属体が相手側の給電電極と真向かい
に対向し、金属体が隣の給電電極とキャパシタンスＣの
キャパシタを介して交流的に結合され、給電電極に周波
数ｆの交流電圧を印加することにより、真向かいに対向
する金属体と給電電極間で予備放電を発生し、この予備
放電により斜めに対向する給電電極と給電電極間の電圧
が上昇することで同給電電極間で主放電を発生するプラ
ズマ装置において、キャパシタンスＣの第１キャパシタ
に対し並列に挿入されたキャパシタンスＣ３の第３キャ
パシタと、第１キャパシタと並列かつ第３キャパシタと
直列に挿入されたインダクタンスＬ２〔＝１／｛（２π
ｆ）² Ｃ｝＋１／｛（２πｆ）² Ｃ３｝〕のインダクタ
とを備えたものである。

【００３１】請求項１１の発明に係るプラズマ装置は、
給電電極に周波数ｆの交流電圧を印加することにより、
放電空間で放電プラズマを生成するプラズマ装置におい
て、放電プラズマを生成する真空容器と給電電極とを交
流的に結合するキャパシタンスＣのキャパシタに対し、
並列に挿入されたキャパシタンスＣ３の第３キャパシタ
と、第１キャパシタと並列かつ第３キャパシタと直列に
挿入されたインダクタンスＬ２〔＝１／｛（２πｆ）²
Ｃ｝＋１／｛（２πｆ）² Ｃ３｝〕のインダクタとを備
えたものである。

【００３２】請求項１２の発明に係るプラズマ装置は、
真空容器と同電位の金属体と給電電極とを交流的に結合
するキャパシタンスＣのキャパシタに対し、並列に挿入
されたキャパシタンスＣ３の第３キャパシタと、第１キ
ャパシタと並列かつ第３キャパシタと直列に挿入された
インダクタンスＬ２〔＝１／｛（２πｆ）² Ｃ｝＋１／
｛（２πｆ）² Ｃ３｝〕のインダクタとを備えたもので
ある。

【００３３】請求項１３の発明に係るプラズマ装置は、
請求項１〜１２の発明において、インダクタのインダク
タンスを可変に構成したものである。

【００３４】請求項１４の発明に係るプラズマ装置は、
請求項１〜１２の発明において、インダクタのインダク
タンスを、放電プラズマを生成する真空容器の外部から
可変に構成したものである。

【００３５】請求項１５の発明に係るプラズマ装置は、
請求項５〜８の発明において、第２キャパシタのキャパ
シタンスを可変に構成したものである。

【００３６】請求項１６の発明に係るプラズマ装置は、
請求項５〜８の発明において、第２キャパシタのキャパ
シタンスを、放電プラズマを生成する真空容器の外部か
ら可変に構成したものである。

【００３７】請求項１７の発明に係るプラズマ装置は、
請求項９〜１２の発明において、第３キャパシタのキャ
パシタンスを可変に構成したものである。

【００３８】請求項１８の発明に係るプラズマ装置は、
請求項９〜１２の発明において、第３キャパシタのキャ
パシタンスを、放電プラズマを生成する真空容器の外部
から可変に構成したものである。

【００３９】請求項１９の発明に係るプラズマ装置は、
給電電極に周波数ｆの交流電圧を印加することにより、
放電空間で放電プラズマを生成するプラズマ装置におい
て、給電電極とその近傍の電圧を印加されない金属体と
を交流的に結合するキャパシタンスＣのキャパシタに対
し、並列に分散されて挿入され、各インダクタンスＬｉ
の逆数の総和がΣ（１／Ｌｉ）＝（２πｆ）² Ｃである
複数個のインダクタを備えたものである。

【００４０】請求項２０の発明に係るプラズマ装置は、
複数の給電電極が放電空間を挟んで斜めに対向し、給電
電極の隣に配した金属体が相手側の給電電極と真向かい
に対向し、金属体が隣の給電電極とキャパシタンスＣの
キャパシタを介して交流的に結合され、給電電極に周波
数ｆの交流電圧を印加することにより、真向かいに対向
する金属体と給電電極間で予備放電を発生し、この予備
放電により斜めに対向する給電電極と給電電極間の電圧
が上昇することで同給電電極間で主放電を発生するプラ
ズマ装置において、キャパシタンスＣのキャパシタに対
し、並列に分散されて挿入され、各インダクタンスＬｉ
の逆数の総和がΣ（１／Ｌｉ）＝（２πｆ）² Ｃである
複数個のインダクタを備えたものである。

【００４１】請求項２１の発明に係るプラズマ装置は、
給電電極に周波数ｆの交流電圧を印加することにより、
放電空間で放電プラズマを生成するプラズマ装置におい
て、放電プラズマを生成する真空容器と給電電極とを交
流的に結合するキャパシタンスＣのキャパシタに対し、
並列に分散されて挿入され、各インダクタンスＬｉの逆
数の総和がΣ（１／Ｌｉ）＝（２πｆ）² Ｃである複数
個のインダクタを備えたものである。

【００４２】請求項２２の発明に係るプラズマ装置は、
真空容器と同電位の金属体と給電電極とを交流的に結合
するキャパシタンスＣのキャパシタに対し、並列に分散
されて挿入され、各インダクタンスＬｉの逆数の総和が
Σ（１／Ｌｉ）＝（２πｆ）² Ｃである複数個のインダ
クタを備えたものである。

【００４３】請求項２３の発明に係るプラズマ装置は、
請求項１９〜２２の発明において、分散されて挿入され
たインダクタのインダクタンスＬｉが、インダクタの位
置に分散して分布するキャパシタンスＣｉ（ΣＣｉ＝
Ｃ）のキャパシタとそれぞれ１／Ｌｉ＝｛（２πｆ）²
Ｃｉ｝の関係にあるものである。

【００４４】請求項２４の発明に係るプラズマ装置は、
請求項１、２、４、５、６、８、９、１０、１２、１
９、２０、２２の発明の金属体を放電空間冷却用の金属
体としたものである。

【００４５】請求項２５の発明に係るプラズマ装置は、
請求項１〜２４の発明のインダクタに直列または並列に
挿入された抵抗を備えたものである。

【００４６】請求項２６の発明に係るプラズマ装置は、
請求項１〜２５の発明のインダクタを誘電体でモールド
したものである。

【００４７】請求項２７の発明に係るプラズマ装置は、
複数の給電電極を有し、給電電極に周波数ｆの交流電圧
を印加することにより、複数の放電空間で放電プラズマ
を生成するプラズマ装置において、給電電極と給電電極
とを交流的に結合するキャパシタンスＣのキャパシタに
対し、並列に挿入されたインダクタンスＬ〔＝１／
｛（２πｆ）² Ｃ｝〕のインダクタを、放電プラズマを
生成する真空容器内に備えたものである。

【００４８】請求項２８の発明に係るプラズマ装置は、
複数の給電電極を有し、前記給電電極に周波数ｆの交流
電圧を印加することにより、複数の放電空間で放電プラ
ズマを生成するプラズマ装置において、給電電極と給電
電極とを交流的に結合するキャパシタンスＣの第１キャ
パシタに対し、並列に挿入されたキャパシタンスＣ２の
第２キャパシタと、第１キャパシタと並列に挿入された
インダクタンスＬ１〔＝１／｛（1２πｆ）² （Ｃ＋Ｃ
２）｝〕のインダクタとを備え、しかもインダクタと第
２キャパシタとを、放電プラズマを生成する真空容器内
に備えたものである。

【００４９】請求項２９の発明に係るプラズマ装置は、
複数の給電電極を有し、給電電極に周波数ｆの交流電圧
を印加することにより、複数の放電空間で放電プラズマ
を生成するプラズマ装置において、給電電極と給電電極
とを交流的に結合するキャパシタンスＣの第１キャパシ
タに対し、並列に挿入されたキャパシタンスＣ３の第３
キャパシタと、第１キャパシタと並列かつ第３キャパシ
タと直列に挿入されたインダクタンスＬ２〔＝１／
｛（２πｆ）² Ｃ｝＋１／｛（２πｆ）² Ｃ３｝〕のイ
ンダクタとを備え、しかもインダクタと第３キャパシタ
とを、放電プラズマを生成する真空容器内に備えたもの
である。

【００５０】請求項３０の発明に係るプラズマ装置は、
複数の給電電極を有し、給電電極に周波数ｆの交流電圧
を印加することにより、複数の放電空間で放電プラズマ
を生成するプラズマ装置において、給電電極と給電電極
を金属体を介さずに交流的に結合するキャパシタンスＣ
の第１キャパシタと、給電電極と給電電極をプラズマを
生成する金属の真空容器を介して交流的に結合するキャ
パシタンスＣ４の第４キャパシタと、給電電極と給電電
極をそれらの導入端子を介して交流的に結合するキャパ
シタンスＣ５の第５キャパシタと、前記第１キャパシタ
と並列に挿入されたインダクタンスＬ３〔＝１／｛（２
πｆ）² （Ｃ＋Ｃ４＋Ｃ５）｝〕のインダクタとを備
え、インダクタを真空容器内に備えたものである。

【００５１】請求項３１の発明に係るプラズマ装置は、
複数の給電電極を有し、給電電極に周波数ｆの交流電圧
を印加することにより、複数の放電空間で放電プラズマ
を生成するプラズマ装置において、給電電極と給電電極
を交流的に結合するキャパシタンスＣの第１キャパシタ
と、給電電極に交流電圧を印加するインダクタンスＬ４
の導入端子と直列に接続されたキャパシタンスＣ６〔＝
１／｛（２πｆ）² Ｌ４｝〕の第６キャパシタと、導入
端子と第６キャパシタを介して前記第１キャパシタと並
列に挿入されたインダクタンスＬ〔＝１／｛（２πｆ）
² Ｃ｝〕のインダクタを備えたものである。

【００５２】請求項３２の発明に係るプラズマ装置は、
複数の給電電極を有し、給電電極に周波数ｆの交流電圧
を印加することにより、複数の放電空間で放電プラズマ
を生成するプラズマ装置において、給電電極と給電電極
とを交流的に結合するキャパシタンスＣのキャパシタに
対し、並列に分散されて挿入され、各インダクタンスＬ
ｉの逆数の総和がΣ（１／Ｌｉ）＝（２πｆ）² Ｃであ
る複数個のインダクタを、放電プラズマを生成する真空
容器内に備えたものである。

【００５３】請求項３３の発明に係るプラズマ装置は、
請求項３２の発明において、分散されて挿入されたイン
ダクタのインダクタンスＬｉが、上記インダクタの位置
に分散して分布するキャパシタンスＣｉ（ΣＣｉ＝Ｃ）
のキャパシタとそれぞれ１／Ｌｉ＝｛（２πｆ）² Ｃ
ｉ｝の関係にあるものである。

【００５４】請求項３４の発明に係るプラズマ装置は、
請求項２７〜３１の発明において、給電電極と給電電極
間のインピーダンスを調整するためのインピーダンス調
整機構を設けたものである。

【００５５】請求項３５の発明に係るプラズマ装置は、
インピーダンス調整機構として、前記インダクタのイン
ダクタンスを調整する機構を設けたものである。

【００５６】請求項３６の発明に係るプラズマ装置は、
インピーダンス調整機構として、前記インダクタのイン
ダクタンスを真空容器の外部から調整する機構を設けた
ものである。

【００５７】請求項３７の発明に係るプラズマ装置は、
インピーダンス調整機構として、インダクタ内に移動自
在に挿入された磁性体コアと、この磁性体コアの操作部
を真空容器外に気密に導出する真空シールとを備えたも
のである。

【００５８】請求項３８の発明に係るプラズマ装置は、
インピーダンス調整機構として、前記第２キャパシタの
キャパシタンスを調整する機構を設けたものである。

【００５９】請求項３９の発明に係るプラズマ装置は、
インピーダンス調整機構として、前記第２キャパシタの
キャパシタンスを真空容器の外部から調整する機構を設
けたものである。

【００６０】請求項４０の発明に係るプラズマ装置は、
インピーダンス調整機構として、前記第３キャパシタの
キャパシタンスを調整する機構を設けたものである。

【００６１】請求項４１の発明に係るプラズマ装置は、
インピーダンス調整機構として、前記第３キャパシタの
キャパシタンスを真空容器の外部から調整する機構を設
けたものである。

【００６２】請求項４２の発明に係るプラズマ装置は、
前記インダクタを誘電体でモールドしたものである。

【００６３】請求項４３の発明に係るプラズマ装置は、
定常時の印加電圧よりも高い印加電圧を、放電開始時に
給電電極に印加するようにしたものである。

【００６４】請求項４４の発明に係るプラズマ装置は、
放電空間にプラズマが発生しているか否かを検知するセ
ンサ、このセンサからの出力信号を受取り、放電空間の
プラズマが消えたときに、電源を制御するコントローラ
を備えたものである。

【００６５】

【作用】請求項１の発明におけるプラズマ装置は、給電
電極と金属体間に存在するキャパシタと並列にインダク
タを挿入しており、ＬＣ並列共振作用により、給電電極
と金属体間のインピーダンスを増加させることができ
る。よって、給電電極と金属体間のインピーダンスを調
整し、放電空間に十分な放電エネルギーを注入すること
ができ、使用する電源周波数が高くなっても、インピー
ダンスの低下が少なくなり、所定の放電空間にプラズマ
を安定的に発生させることができる。

【００６６】請求項２の発明におけるプラズマ装置は、
給電電極と金属体間に存在するキャパシタと並列にイン
ダクタを挿入しており、ＬＣ並列共振作用により、給電
電極と金属体間のインピーダンスを増加させることがで
きる。よって、使用する電源周波数が高くなっても、給
電電極間の電圧を上昇させることができ、主放電を安定
的に発生させることができる。

【００６７】請求項３の発明におけるプラズマ装置は、
給電電極と真空容器間に存在するキャパシタと並列にイ
ンダクタを挿入しており、ＬＣ並列共振作用により、給
電電極と真空容器間のインピーダンスを増加させること
ができる。よって、給電電極と真空容器間のインピーダ
ンスを調整し、放電空間に十分な放電エネルギーを注入
することができ、使用する電源周波数によらず、放電空
間にプラズマを安定的に発生させることができる。

【００６８】請求項４の発明におけるプラズマ装置は、
給電電極と金属体間に存在するキャパシタと並列にイン
ダクタを挿入しており、ＬＣ並列共振作用により、給電
電極と真空容器間のインピーダンスを増加させることが
できる。よって、給電電極と真空容器間のインピーダン
スを調整し、放電空間に十分な放電エネルギーを注入す
ることができ、使用する電源周波数によらず、放電空間
にプラズマを安定的に発生させることができる。

【００６９】請求項５の発明におけるプラズマ装置は、
第２キャパシタを第１キャパシタと並列に挿入している
ので、請求項１の発明の作用に加え、電源周波数の値に
よってインダクタンスが大きな値になるときにも、ＬＣ
並列共振作用により給電電極間または給電電極と金属体
間のインピーダンスを増加させることができる。

【００７０】請求項６の発明におけるプラズマ装置は、
第２キャパシタを第１キャパシタと並列に挿入している
ので、請求項２の発明の作用に加え、電源周波数の値に
よってインダクタンスが大きな値になるときにも、ＬＣ
並列共振作用により給電電極間または給電電極と金属体
間のインピーダンスを増加させることができる。

【００７１】請求項７の発明におけるプラズマ装置は、
第２キャパシタを第１キャパシタと並列に挿入している
ので、請求項３の発明の作用に加え、電源周波数の値に
よってインダクタンスが大きな値になるときにも、ＬＣ
並列共振作用により給電電極間または給電電極と金属体
間のインピーダンスを増加させることができる。

【００７２】請求項８の発明におけるプラズマ装置は、
第２キャパシタを第１キャパシタと並列に挿入している
ので、請求項４の発明の作用に加え、電源周波数の値に
よってインダクタンスが大きな値になるときにも、ＬＣ
並列共振作用により給電電極間または給電電極と金属体
間のインピーダンスを増加させることができる。

【００７３】請求項９の発明におけるプラズマ装置は、
第３キャパシタを第１キャパシタと並列かつインダクタ
と直列に挿入しているので、請求項１の発明の作用に加
え、電源周波数の値によってインダクタンスが小さな値
になるときにも、ＬＣ並列共振作用により給電電極間ま
たは給電電極と金属体間のインピーダンスを増加させる
ことができる。

【００７４】請求項１０の発明におけるプラズマ装置
は、第３キャパシタを第１キャパシタと並列かつインダ
クタと直列に挿入しているので、請求項２の発明の作用
に加え、電源周波数の値によってインダクタンスが小さ
な値になるときにも、ＬＣ並列共振作用により給電電極
間または給電電極と金属体間のインピーダンスを増加さ
せることができる。

【００７５】請求項１１の発明におけるプラズマ装置
は、第３キャパシタを第１キャパシタと並列かつインダ
クタと直列に挿入しているので、請求項３の発明の作用
に加え、電源周波数の値によってインダクタンスが小さ
な値になるときにも、ＬＣ並列共振作用により給電電極
間または給電電極と金属体間のインピーダンスを増加さ
せることができる。

【００７６】請求項１２の発明におけるプラズマ装置
は、第３キャパシタを第１キャパシタと並列かつインダ
クタと直列に挿入しているので、請求項４の発明の作用
に加え、電源周波数の値によってインダクタンスが小さ
な値になるときにも、ＬＣ並列共振作用により給電電極
間または給電電極と金属体間のインピーダンスを増加さ
せることができる。

【００７７】請求項１３の発明におけるプラズマ装置
は、インダクタのインダクタンスを可変に構成している
ので、共振条件を調整することができる。

【００７８】請求項１４の発明におけるプラズマ装置
は、インダクタのインダクタンスを真空容器外から制御
可能としたので、真空容器内に給電する電流導入端子の
インダクタンス等に影響されずに、共振条件を調整する
ことができる。

【００７９】請求項１５の発明におけるプラズマ装置
は、第２キャパシタのキャパシタンスを可変に構成して
いるので、共振条件を調整することができる。請求項１
６の発明におけるプラズマ装置は、第２キャパシタのキ
ャパシタンスを真空容器外から制御可能としたので、真
空容器内に給電する電流導入端子のインダクタンス等に
影響されずに、共振条件を調整することができる。

【００８０】請求項１７の発明におけるプラズマ装置
は、第３キャパシタのキャパシタンスを可変に構成して
いるので、共振条件を調整することができる。

【００８１】請求項１８の発明におけるプラズマ装置
は、第３キャパシタのキャパシタンスを真空容器外から
制御可能としたので、真空容器内に給電する電流導入端
子のインダクタンス等に影響されずに、共振条件を調整
することができる。

【００８２】請求項１９の発明におけるプラズマ装置
は、給電電極と金属体間に存在するキャパシタと並列分
散的に複数個のインダクタを挿入しており、キャパシタ
が分布容量的に存在する場合にも、給電電極と金属体間
のインピーダンスを増加させることができる。

【００８３】請求項２０の発明におけるプラズマ装置
は、給電電極と金属体間に存在するキャパシタと並列分
散的に複数個のインダクタを挿入しており、キャパシタ
が分布容量的に存在する場合にも、給電電極と金属体間
のインピーダンスを増加させることができる。

【００８４】請求項２１の発明におけるプラズマ装置
は、給電電極と真空容器間に存在するキャパシタと並列
分散的に複数個のインダクタを挿入しており、キャパシ
タが分布容量的に存在する場合にも、給電電極と真空容
器間のインピーダンスを増加させることができる。

【００８５】請求項２２の発明におけるプラズマ装置
は、給電電極と金属体間に存在するキャパシタと並列分
散的に複数個のインダクタを挿入しており、キャパシタ
が分布容量的に存在する場合にも、給電電極と金属体間
のインピーダンスを増加させることができる。

【００８６】請求項２３の発明におけるプラズマ装置
は、分散されて挿入されたインダクタのインダクタンス
Ｌｉがインダクタの位置に分散して分布するキャパシタ
ンスＣｉ（ΣＣｉ＝Ｃ）のキャパシタとそれぞれ１／Ｌ
ｉ＝｛（２πｆ）² Ｃｉ｝となるよう構成するので、給
電電極と金属体（真空容器を含む）間のインピーダンス
を均一に増加させることができる。

【００８７】請求項２４の発明におけるプラズマ装置
は、放電空間冷却用の金属体と給電電極間のインピーダ
ンスを増加させることができる。

【００８８】請求項２５の発明におけるプラズマ装置
は、インダクタに直列または並列に挿入した抵抗によ
り、共振条件を調整することができる。

【００８９】請求項２６の発明におけるプラズマ装置
は、インダクタを誘電体でモールドするので、インダク
タの両端部で放電が発生するのを防止できる。

【００９０】請求項２７の発明におけるプラズマ装置
は、給電電極間に存在するキャパシタと並列にインダク
タを挿入しており、ＬＣ並列共振作用により、給電電極
間のインピーダンスを増加させることができる。特に、
インダクタを放電プラズマを生成する真空容器内に備え
たので、真空容器内に給電する電流導入端子のインダク
タンスに影響されずに、強いＬＣ並列共振作用によっ
て、給電電極間のインピーダンスを増加させることがで
きる。よって、放電していない（電圧の高い）給電電極
から、放電している（電圧の低い）給電電極に電流が流
れるのを確実に防止することができ、所定の放電空間に
十分な放電エネルギーを注入することができて、複数の
放電空間に安定してプラズマ放電を発生させることがで
きる。

【００９１】請求項２８の発明におけるプラズマ装置
は、第２キャパシタを第１キャパシタと並列に挿入して
いるので、請求項２７の発明の作用に加え、電源周波数
の値によってインダクタンスが大きな値になるときに
も、ＬＣ並列共振作用により給電電極間のインピーダン
スを増加させることができる。

【００９２】請求項２９の発明におけるプラズマ装置
は、第３キャパシタを第１キャパシタと並列かつインダ
クタと直列に挿入しているので、請求項２７の発明の作
用に加え、電源周波数の値によってインダクタンスが小
さな値になるときにも、ＬＣ並列共振作用により給電電
極間のインピーダンスを増加させることができる。

【００９３】請求項３０の発明におけるプラズマ装置
は、給電電極と給電電極を直接結合する第１キャパシ
タ、給電電極と給電電極を間に金属体を介して結合する
第４キャパシタ、給電電極と給電電極をそれらの導入端
子を介して結合する第５キャパシタの総合容量とＬＣ並
列共振するインダクタを挿入しているので、より強い共
振作用が得られる。

【００９４】請求項３１の発明におけるプラズマ装置
は、給電電極へ交流電圧を印加する導入端子と直列に第
６キャパシタを挿入し、導入端子と第６キャパシタを介
してキャパシタと並列にインダクタを挿入しているの
で、給電電極間に直接インダクタを挿入せずに、つまり
真空容器内にインダクタを収容しなくても、給電電極間
のインピーダンスを増加させることができる。

【００９５】請求項３２の発明におけるプラズマ装置
は、給電電極間に存在するキャパシタと並列に複数個の
インダクタを挿入しており、キャパシタが分布容量的に
存在する場合にも、給電電極間のインピーダンスを増加
させることができる。

【００９６】請求項３３の発明におけるプラズマ装置
は、分散されて挿入されたインダクタのインダクタンス
Ｌｉがインダクタの位置に分散して分布するキャパシタ
ンスＣｉ（ΣＣｉ＝Ｃ）のキャパシタとそれぞれ１／Ｌ
ｉ＝｛（２πｆ）² Ｃｉ｝となるよう構成するので、給
電電極間のインピーダンスを均一に増加させることがで
きる。

【００９７】請求項３４の発明におけるプラズマ装置
は、インピーダンス調整機構を設けているので、共振条
件を調整することができる。

【００９８】請求項３５の発明におけるプラズマ装置
は、インピーダンス調整機構としてインダクタのインダ
クタンスを調整する機構を設けているので、インダクタ
ンスを調整することで、共振条件を調整することができ
る。

【００９９】請求項３６の発明におけるプラズマ装置
は、真空容器外から給電電極間のインピーダンスを調整
するインピーダンス調整機構を設けているので、真空容
器内に給電する電流導入端子のインダクタンス等に影響
されず、共振条件を調整することができる。

【０１００】請求項３７の発明におけるプラズマ装置
は、真空容器外から磁性体コアを動かすことでインダク
タンスを調整することができ、真空容器内に給電する電
流導入端子のインダクタンス等に影響されずに、共振条
件を調整することができる。

【０１０１】請求項３８の発明におけるプラズマ装置
は、インピーダンス調整機構として、第２キャパシタの
キャパシタンスを調整する機構を設けているので、キャ
パシタンスを調整することで、共振条件を調整すること
ができる。

【０１０２】請求項３９の発明におけるプラズマ装置
は、インピーダンス調整機構として、真空容器外から第
２キャパシタのキャパシタンスを調整する機構を設けて
いるので、真空容器内に給電する電流導入端子のインダ
クタンス等に影響されずに、キャパシタンスを調整する
ことで、共振条件を調整することができる。

【０１０３】請求項４０の発明におけるプラズマ装置
は、インピーダンス調整機構として、第３キャパシタの
キャパシタンスを調整する機構を設けているので、キャ
パシタンスを調整することで、共振条件を調整すること
ができる。

【０１０４】請求項４１の発明におけるプラズマ装置
は、インピーダンス調整機構として、真空容器外から第
３キャパシタのキャパシタンスを調整する機構を設けて
いるので、真空容器内に給電する電流導入端子のインダ
クタンス等に影響されずに、キャパシタンスを調整する
ことで、共振条件を調整することができる。

【０１０５】請求項４２の発明におけるプラズマ装置
は、インダクタを誘電体でモールドするので、インダク
タの両端部で放電が発生するのを防止できる。

【０１０６】請求項４３の発明におけるプラズマ装置
は、放電開始時に短時間高電圧を印加することにより、
複数の空間にプラズマが均等に発生しやすくなる。

【０１０７】請求項４４の発明におけるプラズマ装置
は、センサとコントローラにより、放電空間のプラズマ
が消えたときを検出して電源を制御するので、複数の全
放電空間に常にプラズマが発生するようにできる。

【０１０８】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１は請求項１，２，２４，２６の発明の実施例
１によるプラズマ装置、例えばレーザ発振器の電極部を
示す断面図ある。図において、１，２は給電電極、３は
高周波電源、１０，２０は誘電体、４は放電空間、１
３，２３は冷却用の金属パイプ（金属体）であり、これ
らは図１７のものと全く同様である。また、１００はイ
ンダクタであり、給電電極１と金属パイプ１３の間、給
電電極２と金属パイプ２３の間にそれぞれ並列に挿入さ
れた、例えばコイルである。給電電極１，２及び金属体
としての金属パイプ１３，２３の内部は、冷却のための
水が流れる構成になっている。１５，２５は電気絶縁性
の物質である誘電体で、例えばセラミックスで構成さ
れ、給電電極１，２やインダクタ１００をモールドして
いる。なお、勿論、給電電極１，２や金属パイプ１３，
２３を含んだ誘電体１５，２５は、図示しない真空容器
内に収容されている。また、高周波電源３は真空容器外
にある。

【０１０９】次に動作について説明する。給電電極１と
金属パイプ１３、給電電極２と金属パイプ２３は誘電体
１５，２５によってそれぞれ交流的（容量的、高周波
的）に結合されており、キャパシタとみなすことができ
る。このキャパシタンスをＣとすると、並列に接続され
たインダクタンスＬのインダクタ１００とキャパシタン
スＣの合成インピーダンスＺは、下式（１）で与えられ
る。 Ｚ＝ωＬ／（１−ω² ＬＣ） … （１） 式（１）において、ωは電源の角周波数であり、電源周
波数ｆに対して、ω＝２πｆで与えられる。ここで、使
用するインダクタンスＬの値を下式（２） Ｌ＝１／（ω² Ｃ２） … （２） のように設定すると、式（１）の分母が→０となること
により、給電電極１と金属パイプ１３、また給電電極２
と金属パイプ２３の間の端子間インピーダンスＺを、理
論上無限大に設定することができる。従って、この場
合、給電電極１，２と金属パイプ１３，２３の間にはほ
とんど電流が流れないことになり、予備放電４４が発生
しなくなって、斜め方向の主放電４５だけを実現するこ
とが可能となる。

【０１１０】このように、この実施例では、キャパシタ
と並列にインダクタ１００を挿入しているので、ＬＣ並
列共振作用により、給電電極１，２と金属パイプ１３，
２３の間のインピーダンスを増加させることができる。
従って、給電電極１，２間の端子電圧を上昇させること
ができて、必要部分にプラズマを発生させることがで
き、信頼性の高いプラズマ装置が得られる。

【０１１１】実施例２．図２は請求項５、６の発明の実
施例によるレーザ発振器の電極部を示す断面図である。
図において、１０１は第２キャパシタで、例えばキャパ
シタンスがＣ２のコンデンサである。実施例１と同様
に、給電電極１と金属パイプ１３、給電電極２と金属パ
イプ２３は誘電体１５，２５によりそれぞれ容量的に結
合されており、キャパシタンスＣの第１キャパシタとみ
なすことができる。第２キャパシタ１０１はこの第１キ
ャパシタと並列に挿入され、インダクタ１００も第１キ
ャパシタと並列に挿入されている。他の各部の構成は実
施例１と同様である。

【０１１２】実施例１において、第１キャパシタ（実施
例１の説明中では単に「キャパシタ」と言っている）の
キャパシタンスＣが小さい場合、または電源周波数ｆ
（＝ω／２π）が小さい場合、式（２）を満足するイン
ダクタンスＬは、非常に大きな値になってしまう。この
ような大きなインダクタンスＬを実現するためには、巨
大なコイルが必要になる。そこで、この実施例２では、
キャパシタンスＣ２のコンデンサを第２キャパシタ１０
１として回路に並列に挿入することにより、回路上の等
価的キャパシタンスを大きくし、小さいインダクタンス
のインダクタ１００で回路を構成することを可能として
いる。このとき、インダクタンスＬ１は、ほぼ下式
（３）で得られる値に設定すればよい。 Ｌ１＝１／｛ω² （Ｃ＋Ｃ２）｝ … （３）

【０１１３】なお、回路に挿入する第２キャパシタ１０
１のキャパシタンスＣ２を、給電電極１，２と金属パイ
プ１３，２３のキャパシタンスＣよりも十分大きな値に
設定すれば、共振条件が主にＬとＣ２で決定されるた
め、構造上容量にバラツキのでやすいキャパシタンスＣ
に影響されることなく、共振回路を構成することができ
るようになる。

【０１１４】このように、この実施例２では第２キャパ
シタ１０１によって、共振条件を調整する機能を付加し
ており、第１キャパシタのキャパシタンスＣが小さい場
合でも、または電源周波数ｆが小さい場合でも、インピ
ーダンスを増大させることができる。このため、給電電
極１，２間の端子電圧を上昇させることができて、必要
部分にプラズマを発生させることができ、信頼性の高い
プラズマ装置が得られる。

【０１１５】実施例３．図３は請求項９、１０の発明の
実施例によるレーザー発振器の電極部を示す断面図であ
る。図において、１０３は第３キャパシタで、例えばキ
ャパシタンスがＣ３のコンデンサである。実施例１と同
様に、給電電極１と金属パイプ１３、給電電極２と金属
パイプ２３は誘電体１５，２５によりそれぞれ容量的に
結合されており、キャパシタンスＣの第１キャパシタと
見なすことができる。第３キャパシタ１０３は第１キャ
パシタと並列に挿入され、インダクタ１００は第１キャ
パシタと並列かつ第３キャパシタ１０３と直列に挿入さ
れている。他の各部の構成は実施例１と同様である。

【０１１６】実施例１において、第１キャパシタ（実施
例１の説明中では単に「キャパシタ」と言っている）の
キャパシタンスＣが大きい場合、または電源周波数ｆが
大きい場合、式（２）を満足するインダクタンスＬが非
常に小さい値になる。このような小さなインダクタンス
Ｌを実現するためには、コイルの形状を高精度につくる
必要がある。そこで、この実施例３では、キャパシタン
スＣ３のコンデンサを第３キャパシタ１０３として、イ
ンダクタ１００と直列に挿入することにより、回路上の
等価的インダクタンスを小さくし、大きいインダクタン
スのインダクタ１００で回路を構成することを可能とし
ている。このとき、インダクタンスＬ２は、ほぼ下式
（４）で得られる値に設定すればよい。 Ｌ２＝１／（ω² Ｃ）＋１／（ω² Ｃ３） … （４）

【０１１７】なお、実施例１、２、３では、インダクタ
１００を給電電極１と金属パイプ１３間、給電電極２と
金属パイプ２３間に配置し、それに応じて第２キャパシ
タ１０２、第３キャパシタ１０３等を配置したが、第１
キャパシタのキャパシタンスの影響が大きな問題とな
る、どんな給電電極と金属体間にもこれらを設けること
ができる。この場合の金属体としては、給電電極の近傍
にある電気的に浮いた（電圧を印加されない）金属体が
主たる例として上げられる。また、真空容器、あるいは
真空容器と同電位の金属体が上げられる（請求項３、
４、７、８、１１、１２）。

【０１１８】また、第１キャパシタは給電電極と金属パ
イプ間の誘電体によって構成されるものに限られるもの
ではなく、例えば空気などによって容量的に結合された
ものならキャパシタとみなすことができる。

【０１１９】また、インダクタ１００のインダクタンス
Ｌは式（２）、（３）、（４）の演算結果と全く一致し
ていなくてもよく、その一部を満足するようにインダク
タを挿入しても、ある程度の効果は期待できる。

【０１２０】またさらに、インダクタンスＬの値を下式
（５）で得られる値に設定することもできる。 Ｌ＝１／（ω² Ｃ）±ΔＬ … （５） この式（５）において、ΔＬを調整すれば、端子間に適
当なインピーダンスを設けることができ、ΔＬの大きさ
で予備放電４４に投入される電力量を調整することがで
きる。

【０１２１】また、実施例１で示したプラズマ装置で
は、インダクタ１００の挿入により、インダクタ１００
の両端部のインピーダンスを高く調整するため、インダ
クタ１００の両端部に高い電圧が発生する。一般に、プ
ラズマ装置は真空容器による減圧下で使用されることが
多く、ガス圧力、ガス種類等、装置の条件によってはイ
ンダクタ１００の両端部に発生する電圧により放電が発
生することがある。インダクタ１００の両端部で放電が
発生すると、本来放電空間に投入されるべきエネルギー
がインダクタ１００の部分で消費され、効率が低下する
など、プラズマ機器としては致命的な事故になる。

【０１２２】このような場合に図１で示したように電気
絶縁性の物質である誘電体１５，２５でインダクタ１０
０をモールドしておくと、インダクタ１００の両端部に
高電圧が発生しても、放電が発生することはなく、安定
なプラズマ装置を提供することができる。このときのモ
ールド材料としては、耐絶縁性に優れ、ガスを放出しに
くい材料が適している。即ち、回路中に並列に挿入した
インダクタ１００の両端に高電圧がかかるため、図１に
示すようにインダクタ１００を誘電体１５，２５でモー
ルドしておくと高電圧部とアース部との放電を抑える効
果がある。

【０１２３】実施例４．請求項１３〜１８の発明の実施
例４におけるプラズマ装置は、実施例１、２、３におけ
る、インダクタ１００のインダクタンスＬ、Ｌ１、Ｌ２
または第２キャパシタ１０１、第３キャパシタ１０３の
キャパシタンスＣ２、Ｃ３の少なくともいずれか一つを
可変に構成したものである。もちろん、真空容器の外か
ら調整できるようにすればなお良い。例えば、インダク
タ１００のインダクタンスＬ、Ｌ１、Ｌ２を可変にした
場合は、これらを微調整することにより、インピーダン
スＺの値を最適化することができ、電源周波数ｆが変化
しても使用することができるようになる。

【０１２４】図４はインダクタ１００のインダクタンス
Ｌ（またはＬ１、Ｌ２）を変化させたときの共振周波数
ｆの変化を示すグラフである。横軸にインダクタンス
Ｌ、縦軸に共振周波数ｆを示している。式（２）からも
明らかなように、共振周波数ｆはインダクタンスＬの平
方根に反比例するため、インダクタンスＬを可変にする
ことにより、任意の周波数に対応することができるよう
になる。

【０１２５】なお、実施例１におけるキャパシタンス
Ｃ、実施例２におけるキャパシタンスＣ２、実施例３に
おけるキャパシタンスＣ３が変化したときも、同様の効
果が得られる。よって、インダクタ及びキャパシタのう
ち少なくともいすれか一つを可変になるように構成すれ
ば、ある程度、共振条件を調整することができる。特に
実施例２、実施例３において回路に挿入した第２キャパ
シタ１０１あるいは第３キャパシタ１０３のキャパシタ
ンスＣ２、Ｃ３を可変にすれば、インダクタンスは固定
のままで、共振条件を調整することができる。

【０１２６】実施例５．図５は請求項２５の発明の実施
例によるレーザ発振器の電極を示す断面図である。図に
おいて、１０２は抵抗であり、インダクタ１００に並列
に挿入されている。他の各部の構成は実施例１と同様で
ある。このように、回路中に抵抗１０２を挿入すること
により、インピーダンスＺの値を調整することができ
る。抵抗１０２を挿入したときのインピーダンスＺの変
化を図６に示す。図６において、横軸は電源周波数ｆ、
縦軸はインピーダンスＺである。図中、実線は抵抗１０
２を挿入しないときの特性曲線、一点鎖線及び破線はそ
れぞれ抵抗値Ｒ１，Ｒ２の抵抗を挿入したときの特性曲
線である。但し、Ｒ１＞Ｒ２である。図に示すように、
挿入する抵抗１０２の値を小さくすると、回路のインピ
ーダンスは減少する。従って、挿入する抵抗値により、
任意のインピーダンスに設定できることになる。このよ
うにインピーダンスＺを調整することにより端子間電圧
を調整することができ、任意の設計が可能となる。

【０１２７】なお、抵抗１０２は図示したように、回路
に並列に入れてもよいし、インダクタ１００と直列に挿
入しても同様の効果がある。

【０１２８】実施例６．上記実施例では炭酸ガスレーザ
装置について説明したが、実施例６ではプラズマＣＶＤ
装置をはじめとするプラズマプロセス装置に適用した例
を示す。図７は請求項２７の発明の実施例によるプラズ
マＣＶＤ装置を示す構成図である。図において、１１，
１２は給電電極、３は高周波電源、３１はマッチングボ
ックス、２１，２２はアース電極、３５は真空容器（金
属体）、４１，４２は放電空間、３２は電圧調整用のバ
ランスコンデンサ（第５キャパシタ）、６１は給電電極
１１，１２に交流電圧を印加するインダクタンスＬ４の
導入端子、１００は並列共振用のインダクタである。１
０４は給電電極１１，１２の間に存在するキャパシタを
表現している。

【０１２９】次に動作について説明する。高周波電源３
からマッチングボックス３１、バランスコンデンサ３２
を介して高電圧が給電電極１１，１２に印加されると、
給電電極１１，１２とアース電極２１，２２間の放電空
間４１，４２にプラズマが発生する。このプラズマによ
って、放電空間４１，４２内に存在するシランなどのＣ
ＶＤ用ガスが励起され、アース電極２１，２２に堆積
し、例えばアモルファスシリコン膜を形成する。通常、
プロセスに使用するプラズマ装置は減圧下で使用するた
め、真空容器３５によって大気と遮断されている。

【０１３０】また、この実施例６では、両給電電極１
１，１２の間に存在するキャパシタンスＣの影響を抑さ
えるため、式（２）をほぼ満たすようにインダクタンス
Ｌのインダクタ１００を回路に並列に挿入している。こ
の場合、インダクタ１００を配置する場所が重要とな
る。通常、給電電極１１，１２に交流電圧を導入する導
入端子６１のインダクタンスＬ４は大きい。従って、真
空容器３５の外側にインダクタ１００を配置したので
は、このインダクタンスＬ４を介して、インダクタ１０
０を給電電極１１，１２に接続したことになり、給電電
極１１，１２間に第１キャパシタ（キャパシタ）１０４
と並列にインダクタ１００を配置したことにはならなく
なってしまい、先に述べたように並列共振が弱くなる。

【０１３１】そこで、この実施例６では、インダクタ１
００を真空容器３５の中側に配置して、両給電電極１
１、１２間に直接接続している。よって、このインダク
タ１００による並列共振効果により、給電電極１１，１
２間のインピーダンスＺを十分大きくすることができ、
一方に放電が発生して給電電極１１，１２の端子電圧が
低下した場合でも、他方の給電電極１１，１２の端子電
圧の低下を抑えることができ、両方の放電空間４１，４
２に放電を発生させることができる。両方の放電空間４
１，４２に放電が発生して正常な状態になると、両給電
電極１１，１２の端子電圧はほぼ等しくなり、回路中に
挿入したインダクタ１００には、全く電流が流れなくな
る。もしトラブルが発生して、片側の放電が消えた場合
は、両給電電極１１，２２間のインピーダンスが大のた
め、放電が消えた側に充電された電荷が、放電している
方の給電電極に洩れなくなるので、放電が消えている方
の電圧が高くなり、一旦消えた放電が再び発生する。

【０１３２】このように、この実施例６によれば、真空
容器３５内において、インダクタ１００を回路に並列に
接続して構成しているので、複数の放電空間に一様に放
電プラズマが発生し、信頼性の高いプラズマプロセス装
置が得られる効果がある。

【０１３３】なお、上記実施例６では、インダクタ１０
０のみしか設けていないが、実施例２のように、インダ
クタ１００と並列に第２キャパシタ１０２を設けたり、
実施例３のように、インダクタ１００と直列に第３キャ
パシタ１０３を設けたりしてもよく、その場合は実施例
２または３と同様の効果が奏する（請求項２８、２
９）。

【０１３４】実施例７．図８は請求項３２の発明の実施
例によるプラズマＣＶＤ装置の電極部分を示す構成図で
ある。図中、分布容量的に存在するキャパシタ１０４を
点線で表現している。この実施例では、給電電極１１，
１２の対向面積が大きく、キャパシタ１０４が分布定数
的に存在する。このような場合には、図のようにインダ
クタンスＬのインダクタ１０５をｎ個、給電電極１１，
１２全域に分散して並列配置すると、よりプラズマの均
一化が計れる。

【０１３５】実施例８．図８に示された実施例７と同様
の構成において、キャパシタ１０４が分布容量的に存在
し、その容量分布が一様でない場合には、その分布容量
Ｃｉに合わせてインダクタンスＬｉ［＝１／｛（２π
ｆ）² Ｃｉ｝］のインダクタを分散して並列配置するこ
とにより、インピーダンス分布を均一化でき、よりプラ
ズマの均一化が計れる（請求項３３）。

【０１３６】なお、実施例１〜５においても、上記実施
例７、８のように、給電電極と金属体（真空容器を含
む）間に、同様に分散的にインダクタを配置してもよい
（請求項１９〜２３）。

【０１３７】実施例９．図９は請求項３１の発明の実施
例によるプラズマＣＶＤ装置を示す構成図である。図に
おいて、６１は給電電極１１，１２に交流電圧を印加す
るインダクタンスＬ４の導入端子、６２は第６キャパシ
タで、導入端子６１と直列に接続されている。１０４は
給電電極１１，１２の間に存在するキャパシタンスＣの
キャパシタを表現している。給電電極１１，１２に交流
電圧を導入する導入端子６１のインダクタンスＬ４が大
きい場合には、実施例６の説明中で述べたように、真空
容器３５の外側にインダクタ１００を配置したのでは、
給電電極１１，１２間に存在する第１キャパシタ１０４
と並列に挿入したことにはならず、並列共振が弱くな
る。この実施例９では、インダクタンスＬ４の導入端子
６１と直列に、キャパシタンスＣ６〔＝１／｛（２π
ｆ）² Ｌ４｝〕の第６キャパシタ６２を挿入することに
より、導入端子６１のインダクタンスＬ４を直列共振に
より打ち消すことができ、真空容器３５の外側にインダ
クタ１００を配置しても、給電電極１１，１２間に直接
挿入したのと、電気回路上で等価にすることができる。

【０１３８】このように、この実施例９によれば、第６
キャパシタ６２を導入端子６１と直列に接続して、導入
端子６１のインダクタンスＬ４を打ち消す構成にしてい
るので、真空容器３５の外側にインダクタ１００を配置
した場合も、実施例６と同じ効果が得られる。特にこの
場合は、真空容器３５の外側にインダクタ１００を配置
することができるので、給電電極１１，１２間に直接挿
入する繁雑さがなく、インダクタ１００を挿入すること
による真空容器３５内の汚染・発熱などの問題も回避で
きる。

【０１３９】実施例１０．図１０は請求項３０の発明の
実施例１０によるプラズマＣＶＤ装置を示す構成図であ
る。図中、給電電極１１，１２は、給電電極１１，１２
間に直接存在する第１キャパシタ１０４のほか、給電電
極１１，１２と真空容器３５との間の第４キャパシタ１
０７、給電電極１１，１２に給電するバランスコンデン
サ３２を介して容量結合している。第１キャパシタ１０
４の容量をＣ、第４キャパシタ１０７の容量をＣ４、バ
ランスコンデンサ３２の容量をＣ５とすると、給電電極
１１，１２の結合容量は、Ｃ＋（Ｃ４＋Ｃ５）／２とな
るので、下式（６）のインダクタンスＬでＬＣ並列共振
条件となる。 Ｌ＝１／〔（２πｆ）² ｛Ｃ＋（Ｃ４＋Ｃ５）／２｝〕 … （６）

【０１４０】なお、この式において、２で割ったのは合
計容量を出すためである。全数合わせた容量をキャパシ
タンスＣ４，Ｃ５とすれば、数式上において２で割らな
くてよい。

【０１４１】このようにインダクタンスＬを設定するこ
とにより、より高い並列共振が得られ、信頼性の高いプ
ラズマプロセス装置が得られる。

【０１４２】実施例１１．図１１は請求項３４〜３７の
実施例によるプラズマＣＶＤ装置を示す構成図である。
図において、１００はインダクタ、１０３は第３キャパ
シタ、１１０Ａはインピーダンス調整機構、１１１は真
空シール、１１２は磁性体コアである。この実施例は実
施例１０と同様の装置において、真空容器３５内に備え
たインダクタ１００のインダクタンスＬを可変にして、
真空容器３５外からインダクタンスＬを調整可能なよう
に構成している。また、インダクタ１００と直列接続し
た第３キャパシタ１０３を備えることにより、直流にお
いても、給電電極１１，１２を分離できるように、プラ
ズマによる給電電極の自己バイアスをそれぞれ独立化し
ている。

【０１４３】図中では、磁性体コア１１２を挿入するタ
イプの可変インダクタを表しているが、インダクタンス
Ｌが可変にできる他の方式のインダクタであってもよ
い。また、インダクタンスＬを調整する機構としては、
真空容器３５外から機械的駆動により調整するものを図
示しているが、真空容器３５内にモータ等の駆動機構を
備えて、真空容器３５外から電気的に制御するようにし
てもよい。このように、真空容器３５外からインダクタ
ンスＬを微調整することにより、容易にインピーダンス
Ｚの値を最適化できる。

【０１４４】実施例１２．図１２は請求項４０、４１の
発明の実施例によるプラズマＣＶＤ装置を示す構成図で
ある。図において、１１０Ｂはインピーダンス調整機
構、１１１は真空シール、１１３は絶縁継手である。こ
の実施例１２は実施例１０と同様の装置において、真空
容器３５内に備えた第３キャパシタ１０３のキャパシタ
ンスを可変にして、真空容器３５外から調整可能なよう
に構成している。図中では、対向面積を変えてキャパシ
タンスを変化させるバリアブルコンデンサを表している
が、キャパシタンスが可変にできる他の方式のキャパシ
タであってもよい。また、キャパシタンスを調整する機
構としては、真空容器３５外から機械的駆動により調整
するものを図示しているが、真空容器３５内にモータ等
の駆動機構を備えて、真空容器３５外から電気的に制御
するようにしてもよい。このように、真空容器３５外か
らキャパシタンスを微調整することにより、容易にイン
ピーダンスＺの値を最適化できる。

【０１４５】なお、第３キャパシタの代わりに第２キャ
パシタを設け、この第２キャパシタのキャパシタンスを
可変としてもよい（請求項３８、３９）し、必ずしも真
空容器３５外からインピーダンスを調節できるように構
成しなくてもよい。また、インダクタ１００は誘電体で
モールドした方がよい（請求項４２）。

【０１４６】実施例１３．図１３は請求項４３の発明の
実施例によるプラズマ装置を示す構成図である。この実
施例１３は実施例６と同様、プラズマＣＶＤ装置に関す
るものであるが、インダクタを給電電極１１，１２間に
設けていない。図１４はこの装置において実施される放
電開始時の電圧制御方法を示している。図１４におい
て、横軸は時間を示し、縦軸は印加電圧波高値を示す。

【０１４７】この実施例１３では、図１４に示すよう
に、放電開始時にだけ短時間、高電圧を印加するように
電圧制御するコントローラ５０Ａを設けている。このた
め、給電電極１１，１２間の端子電圧が短時間に上昇す
ることになり、放電の開始が容易になる。また、図１３
のように２つの放電空間４１，４２を有し、一方の放電
空間の放電によって、他方の給電電極１１，１２の端子
電圧が落ちる場合でも、短時間高電圧を印加することに
より、放電している側も放電していない側も電圧が高く
なり、容易に両放電を開始することができる。

【０１４８】図１４において、Ｖｓｓは定常時の印加電
圧波高値で、例えば数１００１Ｖ、Ｖｐは開始時の印加
電圧波高値を示している。またｔｐは高ピークパルス印
加時間を示す。ｔｐはプロセスに影響を与えない程度
で、なるべく長い方が有効であり、１秒以下が適当であ
る。また、ＶｐはＶｓｓの２倍程度以上に設定しておけ
ば効果的である。

【０１４９】もちろん、上記実施例６と同様、インダク
タ１００を挿入した構成にすれば、給電電極１１，１２
間のインピーダンスを十分大きくすることができる。こ
れに伴って、短時間高電圧を印加することにより、イン
ダクタ１００のない場合に比較してより低電圧で放電が
開始できる効果がある。このように放電開始時に短時間
高電圧を印加すれば、複数の放電空間に低い電圧で均一
にプラズマを発生させることができる。

【０１５０】実施例１４．図１５は請求項４４の発明の
実施例によるプラズマＣＶＤ装置を示す構成図である。
図において、５０Ｂは高周波電源３を制御するコントロ
ーラ、５１はプラズマの発生の有無を検出するセンサで
ある。他の各部分は実施例６と同様である。センサ５１
によって放電空間４１，４２のプラズマの発生の有無を
モニタし、その出力によってコントローラ５０Ｂで発生
電圧を制御する。センサ５１は、例えば放電による発光
を検知する光センサを用いることができる。

【０１５１】この実施例１４では、センサ５１が片側の
放電が消えたことを感知すると、コントローラ５０Ｂに
信号を送る。信号を受け取ったコントローラ５０Ｂは、
高周波電源３に対し、放電開始時のように短時間だけ高
電圧を発生するよう命令を出す。よって、この装置によ
れば、片方もしくは両方の放電が消えたとき、即座に高
電圧を発生して、放電を復帰させることができる。

【０１５２】この実施例では、センサ５１とコントロー
ラ５０Ｂによって、複数の全放電空間に常にプラズマを
発生させることができ、上記実施例６の効果に加え、さ
らにプラズマ装置の信頼性を向上することができる。

【０１５３】なお、この実施例ではプラズマ発生を検知
するセンサとして、光センサ５１の例を示したが、異常
時に反射電力が増大することを利用し、反射電力計測に
よりプラズマ発生の有無を検出するセンサを用いても、
同様の効果を奏することができる。

【０１５４】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
給電電極と金属体を結合するキャパシタンスＣのキャパ
シタに対し、並列に挿入されたインダクタンスＬ〔＝１
／｛（２πｆ）² Ｃ｝〕のインダクタを備えるように構
成したので、給電電極と金属体間のインピーダンスを高
めることができ、電源周波数によらず、放電空間に安定
的にプラズマ放電を発生させることができる効果があ
る。

【０１５５】請求項２の発明によれば、給電電極と隣合
う金属体を結合するキャパシタンスＣのキャパシタに対
し、並列に挿入されたインダクタンスＬ〔＝１／｛（２
πｆ）² Ｃ｝〕のインダクタを備えるように構成したの
で、給電電極と金属体間のインピーダンスを高めること
ができ、電源周波数によらず、放電空間に安定的に主放
電を発生させることができる効果がある。

【０１５６】請求項３の発明によれば、給電電極と真空
容器を結合するキャパシタンスＣのキャパシタに対し、
並列に挿入されたインダクタンスＬ〔＝１／｛（２π
ｆ）²Ｃ｝〕のインダクタを備えるように構成したの
で、給電電極と真空容器間のインピーダンスを高めるこ
とができ、放電空間に安定的にプラズマ放電を発生させ
ることができる効果がある。

【０１５７】請求項４の発明によれば、給電電極と金属
体を結合するキャパシタンスＣのキャパシタに対し、並
列に挿入されたインダクタンスＬ〔＝１／｛（２πｆ）
² Ｃ｝〕のインダクタを備えるように構成したので、給
電電極と金属体間のインピーダンスを高めることがで
き、放電空間に安定的にプラズマ放電を発生させること
ができる効果がある。

【０１５８】請求項５の発明によれば、給電電極と金属
板を結合するキャパシタンスＣの第１キャパシタに対
し、並列に挿入されたキャパシタンスＣ２の第２キャパ
シタ、及び第１キャパシタと並列に挿入されたインダク
タンスＬ１〔＝１／｛（２πｆ）² （Ｃ＋Ｃ２）｝〕の
インダクタを備えるように構成したので、請求項１の発
明の効果に加え、キャパシタンスＣの値が小さい構成に
おいても、放電空間に安定的にプラズマを発生させるこ
とができる効果がある。

【０１５９】請求項６の発明によれば、給電電極と金属
板を結合するキャパシタンスＣの第１キャパシタに対
し、並列に挿入されたキャパシタンスＣ２の第２キャパ
シタ、及び第１キャパシタと並列に挿入されたインダク
タンスＬ１〔＝１／｛（２πｆ）² （Ｃ＋Ｃ２）｝〕の
インダクタを備えるように構成したので、請求項２の発
明の効果に加え、キャパシタンスＣの値が小さい構成に
おいても、放電空間に安定的にプラズマを発生させるこ
とができる効果がある。

【０１６０】請求項７の発明によれば、給電電極と真空
容器を結合するキャパシタンスＣの第１キャパシタに対
し、並列に挿入されたキャパシタンスＣ２の第２キャパ
シタ、及び第１キャパシタと並列に挿入されたインダク
タンスＬ１〔＝１／｛（２πｆ）² （Ｃ＋Ｃ２）｝〕の
インダクタを備えるように構成したので、請求項３の発
明の効果に加え、キャパシタンスＣの値が小さい構成に
おいても、放電空間に安定的にプラズマを発生させるこ
とができる効果がある。

【０１６１】請求項８の発明によれば、給電電極と金属
板を結合するキャパシタンスＣの第１キャパシタに対
し、並列に挿入されたキャパシタンスＣ２の第２キャパ
シタ、及び第１キャパシタと並列に挿入されたインダク
タンスＬ１〔＝１／｛（２πｆ）² （Ｃ＋Ｃ２）｝〕の
インダクタを備えるように構成したので、請求項４の発
明の効果に加え、キャパシタンスＣの値が小さい構成に
おいても、放電空間に安定的にプラズマを発生させるこ
とができる効果がある。

【０１６２】請求項９の発明によれば、給電電極と金属
体を結合するキャパシタンスＣの第１キャパシタに対
し、並列に挿入されたキャパシタンスＣ３の第３キャパ
シタ、第１キャパシタと並列かつ第３キャパシタと直列
に挿入されたインダクタンスＬ２〔＝１／｛（２πｆ）
² Ｃ｝＋１／｛（２πｆ）² Ｃ３｝］のインダクタを備
えるように構成したので、請求項１の発明の効果に加
え、キャパシタンスＣの値が大きい構成においても、放
電空間に安定的にプラズマを発生させることができる効
果がある。

【０１６３】請求項１０の発明によれば、給電電極と金
属体を結合するキャパシタンスＣの第１キャパシタに対
し、並列に挿入されたキャパシタンスＣ３の第３キャパ
シタ、第１キャパシタと並列かつ第３キャパシタと直列
に挿入されたインダクタンスＬ２〔＝１／｛（２πｆ）
² Ｃ｝＋１／｛（２πｆ）² Ｃ３｝］のインダクタを備
えるように構成したので、請求項２の発明の効果に加
え、キャパシタンスＣの値が大きい構成においても、放
電空間に安定的にプラズマを発生させることができる効
果がある。

【０１６４】請求項１１の発明によれば、給電電極と真
空容器を結合するキャパシタンスＣの第１キャパシタに
対し、並列に挿入されたキャパシタンスＣ３の第３キャ
パシタ、第１キャパシタと並列かつ第３キャパシタと直
列に挿入されたインダクタンスＬ２〔＝１／｛（２π
ｆ）² Ｃ｝＋１／｛（２πｆ）² Ｃ３｝］のインダクタ
を備えるように構成したので、請求項３の発明の効果に
加え、キャパシタンスＣの値が大きい構成においても、
放電空間に安定的にプラズマを発生させることができる
効果がある。

【０１６５】請求項１２の発明によれば、給電電極と金
属体を結合するキャパシタンスＣの第１キャパシタに対
し、並列に挿入されたキャパシタンスＣ３の第３キャパ
シタ、第１キャパシタと並列かつ第３キャパシタと直列
に挿入されたインダクタンスＬ２〔＝１／｛（２πｆ）
² Ｃ｝＋１／｛（２πｆ）² Ｃ３｝］のインダクタを備
えるように構成したので、請求項４の発明の効果に加
え、キャパシタンスＣの値が大きい構成においても、放
電空間に安定的にプラズマを発生させることができる効
果がある。

【０１６６】請求項１３の発明によれば、インダクタの
インダクタンスを可変にするよう構成したので、共振条
件を自由に調整でき、放電空間に安定的にプラズマを発
生させることができる効果がある。

【０１６７】請求項１４の発明によれば、インダクタの
インダクタンスを真空容器の外から制御可能となるよう
構成したので、共振条件を真空容器外から自由に調整で
き、放電空間に安定的にプラズマを発生させることがで
きる効果がある。

【０１６８】請求項１５の発明によれば、第２キャパシ
タのキャパシタンスを可変にするよう構成したので、共
振条件を自由に調整でき、放電空間に安定的にプラズマ
を発生させることができる効果がある。

【０１６９】請求項１６の発明によれば、第２キャパシ
タのキャパシタンスを真空容器の外から制御可能となる
よう構成したので、共振条件を真空容器外から自由に調
整でき、放電空間に安定的にプラズマを発生させること
ができる効果がある。

【０１７０】請求項１７の発明によれば、第３キャパシ
タのキャパシタンスを可変にするよう構成したので、共
振条件を自由に調整でき、放電空間に安定的にプラズマ
を発生させることができる効果がある。

【０１７１】請求項１８の発明によれば、第３キャパシ
タのキャパシタンスを真空容器の外から制御可能となる
よう構成したので、共振条件を真空容器外から自由に調
整でき、放電空間に安定的にプラズマを発生させること
ができる効果がある。

【０１７２】請求項１９の発明によれば、キャパシタを
構成する電極間にキャパシタと並列に分散されて挿入さ
れ各インダクタンスＬｉの逆数の総和がΣ（１／Ｌｉ）
＝（２πｆ）² Ｃである複数個のインダクタを備えるよ
うに構成したので、請求項１の発明の効果に加え、電極
面積が大きく、キャパシタンスＣが分布容量的に存在す
る場合においても、放電空間に安定的にプラズマを発生
させることができる効果がある。

【０１７３】請求項２０の発明によれば、キャパシタを
構成する電極間にキャパシタと並列に分散されて挿入さ
れ各インダクタンスＬｉの逆数の総和がΣ（１／Ｌｉ）
＝（２πｆ）² Ｃである複数個のインダクタを備えるよ
うに構成したので、請求項２の発明の効果に加え、電極
面積が大きく、キャパシタンスＣが分布容量的に存在す
る場合においても、放電空間に安定的にプラズマを発生
させることができる効果がある。

【０１７４】請求項２１の発明によれば、キャパシタを
構成する電極間にキャパシタと並列に分散されて挿入さ
れ各インダクタンスＬｉの逆数の総和がΣ（１／Ｌｉ）
＝（２πｆ）² Ｃである複数個のインダクタを備えるよ
うに構成したので、請求項３の発明の効果に加え、電極
面積が大きく、キャパシタンスＣが分布容量的に存在す
る場合においても、放電空間に安定的にプラズマを発生
させることができる効果がある。

【０１７５】請求項２２の発明によれば、キャパシタを
構成する電極間にキャパシタと並列に分散されて挿入さ
れ各インダクタンスＬｉの逆数の総和がΣ（１／Ｌｉ）
＝（２πｆ）² Ｃである複数個のインダクタを備えるよ
うに構成したので、請求項４の発明の効果に加え、電極
面積が大きく、キャパシタンスＣが分布容量的に存在す
る場合においても、放電空間に安定的にプラズマを発生
させることができる効果がある。

【０１７６】請求項２３の発明によれば、分散されて挿
入されたインダクタのインダクタンスＬｉが、インダク
タの位置に分散して分布するキャパシタンスＣｉ（ΣＣ
ｉ＝Ｃ）のキャパシタとそれぞれ１／Ｌｉ＝｛（２π
ｆ）² Ｃｉ｝の関係になるように構成したので、インピ
ーダンス分布を一様にでき、放電空間に安定的にプラズ
マを発生させることができる効果がある。

【０１７７】請求項２４の発明によれば、金属体を放電
空間冷却用のものとするよう構成したので、冷却用金属
体と給電電極間のインピーダンスを高めることができ、
放電空間に安定的にプラズマを発生させることができる
効果がある。

【０１７８】請求項２５の発明によれば、インダクタに
直列または並列に挿入された抵抗を備えるよう構成した
ので、共振条件の調整ができ、放電空間に安定的にプラ
ズマを発生させることができる効果がある。

【０１７９】請求項２６の発明によれば、インダクタを
誘電体でモールドするよう構成したので、放電空間に安
定的にプラズマを発生させることができ、高電圧部とア
ース部との放電を抑えることができる効果がある。

【０１８０】請求項２７の発明によれば、給電電極と給
電電極を結合するキャパシタンスＣのキャパシタに対
し、並列に挿入されたインダクタンスＬ〔＝１／｛（２
πｆ）² Ｃ｝〕のインダクタを備え、かつインダクタを
真空容器の中に備えるように構成したので、真空容器内
に給電する電流導入端子のインダクタンスの値が大きい
場合でも、複数の放電空間に一様に安定的にプラズマを
発生させることができる効果がある。

【０１８１】請求項２８の発明によれば、給電電極と給
電電極を結合するキャパシタンスＣの第１キャパシタに
対し、並列に挿入されたキャパシタンスＣ２の第２キャ
パシタ、及び第１キャパシタと並列に挿入されたインダ
クタンスＬ１〔＝１／｛（２πｆ）² （Ｃ＋Ｃ２）｝〕
のインダクタを備え、かつインダクタを真空容器の中に
備えるように構成したので、請求項２７の発明の効果に
加え、キャパシタンスＣの値が小さい構成においても、
複数の放電空間に一様に安定的にプラズマを発生させる
ことができる効果がある。

【０１８２】請求項２９の発明によれば、給電電極と給
電電極を結合するキャパシタンスＣの第１キャパシタに
対し、並列に挿入されたキャパシタンスＣ３の第３キャ
パシタ、第１キャパシタと並列かつ第３キャパシタと直
列に挿入されたインダクタンスＬ２〔＝１／｛（２π
ｆ）² Ｃ｝＋１／｛（２πｆ）² Ｃ３｝］のインダクタ
を備え、かつインダクタを真空容器の中に備えるように
構成したので、請求項２７の発明の効果に加え、キャパ
シタンスＣの値が大きい構成においても、複数の放電空
間に一様に安定的にプラズマを発生させることができる
効果がある。

【０１８３】請求項３０の発明によれば、給電電極と給
電電極を直接結合するキャパシタンスＣの第１キャパシ
タ、給電電極と給電電極を金属体を介して結合するキャ
パシタンスＣ４の第４キャパシタ、給電電極と給電電極
をそれらの導入端子を介して結合するキャパシタンスＣ
５の第５キャパシタ、第１キャパシタと並列に挿入され
たインダクタンスＬ３〔＝１／｛（２πｆ）² （Ｃ＋Ｃ
４＋Ｃ５）｝〕のインダクタを備えるように構成したの
で、共振作用を強くすることができ、複数の放電空間に
一様に安定的にプラズマを発生させることができる効果
がある。

【０１８４】請求項３１の発明によれば、給電電極と給
電電極を結合するキャパシタンスＣのキャパシタ、給電
電極に交流電圧を印加するインダクタンスＬ４の導入端
子と直列に接続されたキャパシタンスＣ５〔＝１／
｛（２πｆ）² Ｌ４｝〕の第６キャパシタ、及び導入端
子と第６キャパシタを介してキャパシタと並列に挿入さ
れたインダクタンスＬ［＝１／｛（２πｆ）² Ｃ｝］の
インダクタを備えるように構成したので、導入端子のイ
ンダクタンスＬ４が大きい構成においても、インダクタ
を真空容器の外側に設置でき、比較的容易に複数の放電
空間に一様に安定的にプラズマを発生させることができ
る効果がある。

【０１８５】請求項３２の発明によれば、キャパシタを
構成する電極間にキャパシタと並列に分散されて挿入さ
れ各インダクタンスＬｉの逆数の総和がΣ（１／Ｌｉ）
＝（２πｆ）² Ｃである複数個のインダクタを備えるよ
うに構成したので、電極面積が大きく、キャパシタンス
Ｃが分布容量的に存在する場合においても、複数の放電
空間にプラズマを安定的に発生させることができる効果
がある。

【０１８６】請求項３３の発明によれば、請求項３２の
発明において、分散されて挿入されたインダクタのイン
ダクタンスＬｉが、インダクタの位置に分散して分布す
るキャパシタンスＣｉ（ΣＣｉ＝Ｃ）のキャパシタとそ
れぞれ１／Ｌｉ＝｛（２πｆ）² Ｃｉ｝の関係になるよ
うに構成したので、インピーダンス分布を一様にでき、
複数の放電空間に一様に安定的にプラズマを発生するこ
とのできるプラズマ装置が得られる効果がある。

【０１８７】請求項３４の発明によれば、インピーダン
ス調整機構を設けるように構成したので、共振条件を自
由に調整することができ、放電空間に安定的にプラズマ
を発生させることができる効果がある。

【０１８８】請求項３５の発明によればプラズマ装置
は、インピーダンス調整機構としてインダクタのインダ
クタンスを調整する機構を設けるように構成したので、
共振条件を真空容器外から自由に調整でき、放電空間に
安定的にプラズマを発生させることができる効果があ
る。

【０１８９】請求項３６の発明によればプラズマ装置
は、真空容器外から給電電極間のインピーダンスを調整
するインピーダンス調整機構を設けるように構成したの
で、真空容器内に給電する電流導入端子のインダクタン
ス等に影響されず、共振条件を自由に調整することがで
き、放電空間に安定的にプラズマを発生させることがで
きる効果がある。

【０１９０】請求項３７の発明によればプラズマ装置
は、真空容器外から磁性体コアを動かすことでインダク
タンスを調整できるように構成したので、真空容器内に
給電する電流導入端子のインダクタンス等に影響され
ず、共振条件を自由に調整することができ、放電空間に
安定的にプラズマを発生させることができる効果があ
る。

【０１９１】請求項３８の発明によればプラズマ装置
は、インピーダンス調整機構として、第２キャパシタの
キャパシタンスを調整する機構を設けるように構成した
ので、キャパシタンスを調整することで、共振条件を自
由に調整することができ、放電空間に安定的にプラズマ
を発生させることができる効果がある。

【０１９２】請求項３９の発明によればプラズマ装置
は、インピーダンス調整機構として、真空容器外から第
２キャパシタのキャパシタンスを調整する機構を設ける
ように構成したので、真空容器内に給電する電流導入端
子のインダクタンス等に影響されずに、キャパシタンス
を調整することで、共振条件を自由に調整することがで
き、放電空間に安定的にプラズマを発生させることがで
きる効果がある。

【０１９３】請求項４０の発明によればプラズマ装置
は、インピーダンス調整機構として、第３キャパシタの
キャパシタンスを調整する機構を設けるように構成した
ので、キャパシタンスを調整することで、共振条件を自
由に調整することができ、放電空間に安定的にプラズマ
を発生させることができる効果がある。

【０１９４】請求項４１の発明によればプラズマ装置
は、インピーダンス調整機構として、真空容器外から第
３キャパシタのキャパシタンスを調整する機構を設ける
ように構成したので、真空容器内に給電する電流導入端
子のインダクタンス等に影響されずに、キャパシタンス
を調整することで、共振条件を自由に調整することがで
き、放電空間に安定的にプラズマを発生させることがで
きる効果がある。

【０１９５】請求項４２の発明によればプラズマ装置
は、インダクタを誘電体でモールドするよう構成したの
で、放電空間に安定的にプラズマを発生させることがで
き、高電圧部とアース部との放電を抑えることができる
効果がある。

【０１９６】請求項４３の発明によれば、定常時の印加
電圧よりも高い印加電圧を、放電開始時に給電電極に印
加するよう構成したので、電源周波数の高低によらず、
複数の放電空間に一様にプラズマを発生させることがで
きる効果がある。

【０１９７】請求項４４の発明によれば、放電空間にプ
ラズマが発生しているか否かを検知するセンサ、このセ
ンサからの出力信号を受取り、放電空間のプラズマが消
えたときに、電源を制御するコントローラを備えるよう
構成したので、電源周波数の高低によらず、複数の放電
空間に一様にプラズマを発生することができ、信頼性の
高いプラズマ装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１によるプラズマ装置とし
て、レーザ発振器の電極部を示す断面図である。

【図２】この発明の実施例２によるレーザ発振器の電極
部を示す断面図である。

【図３】この発明の実施例３によるレーザ発信器の電極
部を示す断面図である。

【図４】この発明の実施例４に係るインダクタンスと共
振周波数の関係を示すグラフ図である。

【図５】この発明の実施例５によるレーザ発振器の電極
部を示す断面図である。

【図６】実施例５に係るプラズマ装置の電源周波数とイ
ンピーダンスに関係を示すグラフ図である。

【図７】この発明の実施例６によるプラズマＣＶＤ装置
を示す構成図である。

【図８】この発明の実施例７によるプラズマＣＶＤ装置
の電極部分を示す構成図である。

【図９】この発明の実施例９によるプラズマＣＶＤ装置
を示す構成図である。

【図１０】この発明の実施例１０によるプラズマＣＶＤ
装置を示す構成図である。

【図１１】この発明の実施例１１によるプラズマＣＶＤ
装置を示す構成図である。

【図１２】この発明の実施例１２によるプラズマＣＶＤ
装置を示す構成図である。

【図１３】この発明の実施例１３によるプラズマＣＶＤ
装置を示す構成図である。

【図１４】この発明の実施例１３によるプラズマ装置に
おける放電開始時の電圧制御方法を示すグラフ図であ
る。

【図１５】この発明の実施例１４によるプラズマＣＶＤ
装置を示す構成図である。

【図１６】従来のプラズマ装置として炭酸ガスレーザ発
振器を示す構成図である。

【図１７】従来の炭酸ガスレーザ装置の電極部の断面図
である。

【図１８】従来のプラズマＣＶＤ装置の断面図である。

【図１９】従来のプラズマＣＶＤ装置の他の例を示す断
面図である。

【図２０】従来のプラズマＣＶＤ装置のさらに他の例を
示す断面図である。

【符号の説明】

１，２，１１，１２ 給電電極 ４，４１，４２ 放電空間 １３，２３ 金属パイプ（金属体） １５，２５ 誘電体 ３２ バランスコンデンサ（第５キャパシタ） ３５ 真空容器（金属体） ５０Ａ，５０Ｂ コントローラ ５１ 光センサ（センサ） ６１ 導入端子 ６２ 第６キャパシタ １００ インダクタ １０１ 第２キャパシタ １０２ 抵抗 １０３ 第３キャパシタ １０４ 第１キャパシタ（キャパシタ） １０５ インダクタ １０７ 第４キャパシタ １１０Ａ，１１０Ｂ インピーダンス調整機構 １１１ 真空シール １１２ 磁性体コア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｓ 3/0975 Ｈ０５Ｈ 1/46 9014−2Ｇ Ｈ０１Ｓ 3/097 Ｂ (72)発明者 西前 順一 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社中央研究所内 (72)発明者 吉沢 憲治 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社中央研究所内 (72)発明者 竹中 裕司 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社中央研究所内

Claims (44)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給電電極に周波数ｆの交流電圧を印加す
   ることにより、放電空間で放電プラズマを生成するプラ
   ズマ装置において、前記給電電極とその近傍の電圧の印
   加されない金属体とを交流的に結合するキャパシタンス
   Ｃのキャパシタに対し、並列に挿入されたインダクタン
   スＬ〔＝１／｛（２πｆ）² Ｃ｝〕のインダクタを備え
   たことを特徴とするプラズマ装置。
2. 【請求項２】 複数の給電電極が放電空間を挟んで斜め
   に対向し、前記放電空間を挟んだ一方側に配置された給
   電電極の隣に位置する金属体が他方側に配置された給電
   電極と真向かいに対向し、他方側に配置された給電電極
   の隣に位置する金属体が一方側に配置された給電電極と
   真向かいに対向し、前記金属体が隣の給電電極とキャパ
   シタンスＣのキャパシタを介して交流的に結合され、前
   記給電電極に周波数ｆの交流電圧を印加することによ
   り、真向かいに対向する金属体と給電電極間で予備放電
   を発生し、この予備放電により斜めに対向する給電電極
   と給電電極間の電圧が上昇することで同給電電極間で主
   放電を発生するプラズマ装置において、前記キャパシタ
   ンスＣのキャパシタに対し並列に挿入されたインダクタ
   ンスＬ〔＝１／｛（２πｆ）² Ｃ｝〕のインダクタを備
   えたことを特徴とするプラズマ装置。
3. 【請求項３】 給電電極に周波数ｆの交流電圧を印加す
   ることにより、放電空間で放電プラズマを生成するプラ
   ズマ装置において、前記放電プラズマを生成する真空容
   器と前記給電電極とを交流的に結合するキャパシタンス
   Ｃのキャパシタに対し、並列に挿入されたインダクタン
   スＬ〔＝１／｛（２πｆ）² Ｃ｝〕のインダクタを備え
   たことを特徴とするプラズマ装置。
4. 【請求項４】 給電電極に周波数ｆの交流電圧を印加す
   ることにより、放電空間で放電プラズマを生成するプラ
   ズマ装置において、前記放電プラズマを生成する真空容
   器と同電位の金属体と前記給電電極とを交流的に結合す
   るキャパシタンスＣのキャパシタに対し、並列に挿入さ
   れたインダクタンスＬ〔＝１／｛（２πｆ）² Ｃ｝〕の
   インダクタを備えたことを特徴とするプラズマ装置。
5. 【請求項５】 給電電極に周波数ｆの交流電圧を印加す
   ることにより、放電空間で放電プラズマを生成するプラ
   ズマ装置において、前記給電電極とその近傍の電圧を印
   加されない金属体とを交流的に結合するキャパシタンス
   Ｃの第１キャパシタに対し、並列に挿入されたキャパシ
   タンスＣ２の第２キャパシタと、前記第１キャパシタと
   並列に挿入されたインダクタンスＬ１〔＝１／｛（２π
   ｆ）²（Ｃ＋Ｃ２）｝〕のインダクタとを備えたことを
   特徴とするプラズマ装置。
6. 【請求項６】 複数の給電電極が放電空間を挟んで斜め
   に対向し、前記放電空間を挟んだ一方側に配置された給
   電電極の隣に位置する金属体が他方側に配置された給電
   電極と真向かいに対向し、他方側に配置された給電電極
   の隣に位置する金属体が一方側に配置された給電電極と
   真向かいに対向し、前記金属体が隣の給電電極とキャパ
   シタンスＣの第１キャパシタを介して交流的に結合さ
   れ、前記給電電極に周波数ｆの交流電圧を印加すること
   により、真向かいに対向する金属体と給電電極間で予備
   放電を発生し、この予備放電により斜めに対向する給電
   電極と給電電極間の電圧が上昇することで同給電電極間
   で主放電を発生するプラズマ装置において、前記キャパ
   シタンスＣの第１キャパシタに対し並列に挿入されたキ
   ャパシタンスＣ２の第２キャパシタと、前記第１キャパ
   シタと並列に挿入されたインダクタンスＬ１〔＝１／
   ｛（２πｆ）² （Ｃ＋Ｃ２）｝〕のインダクタとを備え
   たことを特徴とするプラズマ装置。
7. 【請求項７】 給電電極に周波数ｆの交流電圧を印加す
   ることにより、放電空間で放電プラズマを生成するプラ
   ズマ装置において、前記放電プラズマを生成する真空容
   器と前記給電電極とを交流的に結合するキャパシタンス
   Ｃの第１キャパシタに対し、並列に挿入されたキャパシ
   タンスＣ２の第２キャパシタと、前記第１キャパシタと
   並列に挿入されたインダクタンスＬ１〔＝１／｛（２π
   ｆ）²（Ｃ＋Ｃ２）｝〕のインダクタとを備えたことを
   特徴とするプラズマ装置。
8. 【請求項８】 給電電極に周波数ｆの交流電圧を印加す
   ることにより、放電空間で放電プラズマを生成するプラ
   ズマ装置において、前記放電プラズマを生成する真空容
   器と同電位の金属体と前記給電電極とを交流的に結合す
   るキャパシタンスＣの第１キャパシタに対し、並列に挿
   入されたキャパシタンスＣ２の第２キャパシタと、前記
   第１キャパシタと並列に挿入されたインダクタンスＬ１
   〔＝１／｛（２πｆ）² （Ｃ＋Ｃ２）｝〕のインダクタ
   とを備えたことを特徴とするプラズマ装置。
9. 【請求項９】 給電電極に周波数ｆの交流電圧を印加す
   ることにより、放電空間で放電プラズマを生成するプラ
   ズマ装置において、前記給電電極とその近傍の電圧を印
   加されない金属体とを交流的に結合するキャパシタンス
   Ｃの第１キャパシタに対し、並列に挿入されたキャパシ
   タンスＣ３の第３キャパシタと、前記第１キャパシタと
   並列かつ第３キャパシタと直列に挿入されたインダクタ
   ンスＬ２〔＝１／｛（２πｆ）² Ｃ｝＋１／｛（２π
   ｆ）² Ｃ３｝〕のインダクタとを備えたことを特徴とす
   るプラズマ装置。
10. 【請求項１０】 複数の給電電極が放電空間を挟んで斜
    めに対向し、前記放電空間を挟んだ一方側に配置された
    給電電極の隣に位置する金属体が他方側に配置された給
    電電極と真向かいに対向し、他方側に配置された給電電
    極の隣に位置する金属体が一方側に配置された給電電極
    と真向かいに対向し、前記金属体が隣の給電電極とキャ
    パシタンスＣのキャパシタを介して交流的に結合され、
    前記給電電極に周波数ｆの交流電圧を印加することによ
    り、真向かいに対向する金属体と給電電極間で予備放電
    を発生し、この予備放電により斜めに対向する給電電極
    と給電電極間の電圧が上昇することで同給電電極間で主
    放電を発生するプラズマ装置において、前記キャパシタ
    ンスＣの第１キャパシタに対し並列に挿入されたキャパ
    シタンスＣ３の第３キャパシタと、前記第１キャパシタ
    と並列かつ第３キャパシタと直列に挿入されたインダク
    タンスＬ２〔＝１／｛（２πｆ）² Ｃ｝＋１／｛（２π
    ｆ）² Ｃ３｝〕のインダクタとを備えたことを特徴とす
    るプラズマ装置。
11. 【請求項１１】 給電電極に周波数ｆの交流電圧を印加
    することにより、放電空間で放電プラズマを生成するプ
    ラズマ装置において、前記放電プラズマを生成する真空
    容器と前記給電電極とを交流的に結合するキャパシタン
    スＣのキャパシタに対し、並列に挿入されたキャパシタ
    ンスＣ３の第３キャパシタと、前記第１キャパシタと並
    列かつ第３キャパシタと直列に挿入されたインダクタン
    スＬ２〔＝１／｛（２πｆ）² Ｃ｝＋１／｛（２πｆ）
    ² Ｃ３｝〕のインダクタとを備えたことを特徴とするプ
    ラズマ装置。
12. 【請求項１２】 給電電極に周波数ｆの交流電圧を印加
    することにより、放電空間で放電プラズマを生成するプ
    ラズマ装置において、前記放電プラズマを生成する真空
    容器と同電位の金属体と前記給電電極とを交流的に結合
    するキャパシタンスＣのキャパシタに対し、並列に挿入
    されたキャパシタンスＣ３の第３キャパシタと、前記第
    １キャパシタと並列かつ第３キャパシタと直列に挿入さ
    れたインダクタンスＬ２〔＝１／｛（２πｆ）² Ｃ｝＋
    １／｛（２πｆ）² Ｃ３｝〕のインダクタとを備えたこ
    とを特徴とするプラズマ装置。
13. 【請求項１３】 前記インダクタのインダクタンスを可
    変にした請求項１〜１２のいずれかに記載のプラズマ装
    置。
14. 【請求項１４】 前記インダクタのインダクタンスを、
    放電プラズマを生成する真空容器の外部から可変にした
    請求項１〜１２のいずれかに記載のプラズマ装置。
15. 【請求項１５】 前記第２キャパシタのキャパシタンス
    を可変にした請求項５〜８のいずれかに記載のプラズマ
    装置。
16. 【請求項１６】 前記第２キャパシタのキャパシタンス
    を、放電プラズマを生成する真空容器の外部から可変に
    した請求項５〜８のいずれかに記載のプラズマ装置。
17. 【請求項１７】 前記第３キャパシタのキャパシタンス
    を可変にした請求項９〜１２のいずれかに記載のプラズ
    マ装置。
18. 【請求項１８】 前記第３キャパシタのキャパシタンス
    を、放電プラズマを生成する真空容器の外部から可変に
    した請求項９〜１２のいずれかに記載のプラズマ装置。
19. 【請求項１９】 給電電極に周波数ｆの交流電圧を印加
    することにより、放電空間で放電プラズマを生成するプ
    ラズマ装置において、前記給電電極とその近傍の電圧を
    印加されない金属体とを交流的に結合するキャパシタン
    スＣのキャパシタに対し、並列に分散されて挿入され、
    各インダクタンスＬｉの逆数の総和がΣ（１／Ｌｉ）＝
    （２πｆ）² Ｃである複数個のインダクタを備えたこと
    を特徴とするプラズマ装置。
20. 【請求項２０】 複数の給電電極が放電空間を挟んで斜
    めに対向し、前記放電空間を挟んだ一方側に配置された
    給電電極の隣に位置する金属体が他方側に配置された給
    電電極と真向かいに対向し、他方側に配置された給電電
    極の隣に位置する金属体が一方側に配置された給電電極
    と真向かいに対向し、前記金属体が隣の給電電極とキャ
    パシタンスＣのキャパシタを介して交流的に結合され、
    前記給電電極に周波数ｆの交流電圧を印加することによ
    り、真向かいに対向する金属体と給電電極間で予備放電
    を発生し、この予備放電により斜めに対向する給電電極
    と給電電極間の電圧が上昇することで同給電電極間で主
    放電を発生するプラズマ装置において、前記キャパシタ
    ンスＣのキャパシタに対し、並列に分散されて挿入さ
    れ、各インダクタンスＬｉの逆数の総和がΣ（１／Ｌ
    ｉ）＝（２πｆ）² Ｃである複数個のインダクタを備え
    たことを特徴とするプラズマ装置。
21. 【請求項２１】 給電電極に周波数ｆの交流電圧を印加
    することにより、放電空間で放電プラズマを生成するプ
    ラズマ装置において、前記放電プラズマを生成する真空
    容器と前記給電電極とを交流的に結合するキャパシタン
    スＣのキャパシタに対し、並列に分散されて挿入され、
    各インダクタンスＬｉの逆数の総和がΣ（１／Ｌｉ）＝
    （２πｆ）² Ｃである複数個のインダクタを備えたこと
    を特徴とするプラズマ装置。
22. 【請求項２２】 給電電極に周波数ｆの交流電圧を印加
    することにより、放電空間で放電プラズマを生成するプ
    ラズマ装置において、前記放電プラズマを生成する真空
    容器と同電位の金属体と前記給電電極とを交流的に結合
    するキャパシタンスＣのキャパシタに対し、並列に分散
    されて挿入され、各インダクタンスＬｉの逆数の総和が
    Σ（１／Ｌｉ）＝（２πｆ）² Ｃである複数個のインダ
    クタを備えたことを特徴とするプラズマ装置。
23. 【請求項２３】 分散されて挿入されたインダクタのイ
    ンダクタンスＬｉが前記インダクタの位置に分散して分
    布するキャパシタンスＣｉ（ΣＣｉ＝Ｃ）のキャパシタ
    とそれぞれ１／Ｌｉ＝｛（２πｆ）² Ｃｉ｝の関係にあ
    る請求項１９〜２２のいずれかに記載のプラズマ装置。
24. 【請求項２４】 前記金属体が、前記放電空間冷却用の
    金属体である請求項１、２、４、５、６、８、９、１
    ０、１２、１９、２０、２２のいずれかに記載のプラズ
    マ装置。
25. 【請求項２５】 前記インダクタに直列または並列に挿
    入された抵抗を備えた請求項１〜２４のいずれかに記載
    のプラズマ装置。
26. 【請求項２６】 前記インダクタを誘電体でモールドし
    た請求項１〜２５のいずれかに記載のプラズマ装置。
27. 【請求項２７】 複数の給電電極を有し、前記給電電極
    に周波数ｆの交流電圧を印加することにより、複数の放
    電空間で放電プラズマを生成するプラズマ装置におい
    て、前記給電電極と給電電極とを交流的に結合するキャ
    パシタンスＣのキャパシタに対し、並列に挿入されたイ
    ンダクタンスＬ〔＝１／｛（２πｆ）²Ｃ｝〕のインダ
    クタを、放電プラズマを生成する真空容器内に備えたこ
    とを特徴とするプラズマ装置。
28. 【請求項２８】 複数の給電電極を有し、前記給電電極
    に周波数ｆの交流電圧を印加することにより、複数の放
    電空間で放電プラズマを生成するプラズマ装置におい
    て、前記給電電極と給電電極とを交流的に結合するキャ
    パシタンスＣの第１キャパシタに対し、並列に挿入され
    たキャパシタンスＣ２の第２キャパシタと、前記第１キ
    ャパシタと並列に挿入されたインダクタンスＬ１〔＝１
    ／｛（２πｆ）² （Ｃ＋Ｃ２）｝〕のインダクタとを備
    え、しかも前記インダクタと第２キャパシタとを、放電
    プラズマを生成する真空容器内に備えたことを特徴とす
    るプラズマ装置。
29. 【請求項２９】 複数の給電電極を有し、前記給電電極
    に周波数ｆの交流電圧を印加することにより、複数の放
    電空間で放電プラズマを生成するプラズマ装置におい
    て、前記給電電極と給電電極とを交流的に結合するキャ
    パシタンスＣの第１キャパシタに対し、並列に挿入され
    たキャパシタンスＣ３の第３キャパシタと、前記第１キ
    ャパシタと並列かつ第３キャパシタと直列に挿入された
    インダクタンスＬ２〔＝１／｛（２πｆ）² Ｃ｝＋１／
    ｛（２πｆ）² Ｃ３｝〕のインダクタとを備え、しかも
    前記インダクタと第３キャパシタとを、放電プラズマを
    生成する真空容器内に備えたをたことを特徴とするプラ
    ズマ装置。
30. 【請求項３０】 複数の給電電極を有し、前記給電電極
    に周波数ｆの交流電圧を印加することにより、複数の放
    電空間で放電プラズマを生成するプラズマ装置におい
    て、前記給電電極と給電電極を金属体を介さずに交流的
    に結合するキャパシタンスＣの第１キャパシタと、前記
    給電電極と給電電極をプラズマを生成する金属の真空容
    器を介して交流的に結合するキャパシタンスＣ４の第４
    キャパシタと、前記給電電極と給電電極をそれらの導入
    端子を介して交流的に結合するキャパシタンスＣ５の第
    ５キャパシタと、前記第１キャパシタと並列に挿入され
    たインダクタンスＬ３〔＝１／｛（２πｆ）² （Ｃ＋Ｃ
    ４＋Ｃ５）｝〕のインダクタとを備え、前記インダクタ
    を前記真空容器内に備えたことを特徴とするプラズマ装
    置。
31. 【請求項３１】 複数の給電電極を有し、前記給電電極
    に周波数ｆの交流電圧を印加することにより、複数の放
    電空間で放電プラズマを生成するプラズマ装置におい
    て、前記給電電極と給電電極を交流的に結合するキャパ
    シタンスＣの第１キャパシタと、前記給電電極に交流電
    圧を印加するインダクタンスＬ４の導入端子と直列に接
    続されたキャパシタンスＣ６〔＝１／｛（２πｆ）² Ｌ
    ４｝〕の第６キャパシタと、前記導入端子と前記第６キ
    ャパシタを介して前記第１キャパシタと並列に挿入され
    たインダクタンスＬ〔＝１／｛（２πｆ）² Ｃ｝〕のイ
    ンダクタを備えたことを特徴とするプラズマ装置。
32. 【請求項３２】 複数の給電電極を有し、前記給電電極
    に周波数ｆの交流電圧を印加することにより、複数の放
    電空間で放電プラズマを生成するプラズマ装置におい
    て、前記給電電極と給電電極とを交流的に結合するキャ
    パシタンスＣのキャパシタに対し、並列に分散されて挿
    入され、各インダクタンスＬｉの逆数の総和がΣ（１／
    Ｌｉ）＝（２πｆ）² Ｃである複数個のインダクタを、
    放電プラズマを生成する真空容器内に備えたことを特徴
    とするプラズマ装置。
33. 【請求項３３】 分散されて挿入されたインダクタのイ
    ンダクタンスＬｉが前記インダクタの位置に分散して分
    布するキャパシタンスＣｉ（ΣＣｉ＝Ｃ）のキャパシタ
    とそれぞれ１／Ｌｉ＝｛（２πｆ）² Ｃｉ｝の関係にあ
    る請求項３２記載のプラズマ装置。
34. 【請求項３４】 請求項２７〜３１のいずれかに記載の
    プラズマ装置において、前記給電電極と給電電極間のイ
    ンピーダンスを調整するためのインピーダンス調整機構
    を設けたことを特徴とするプラズマ装置。
35. 【請求項３５】 前記インピーダンス調整機構は、前記
    インダクタのインダクタンスを調整する機構である請求
    項３４記載のプラズマ装置。
36. 【請求項３６】 請求項２７〜３０のいずれかに記載の
    プラズマ装置において、前記給電電極と給電電極間のイ
    ンピーダンスを調整するためのインピーダンス調整機構
    が設けられ、該インピーダンス調整機構は、前記インダ
    クタのインダクタンスを前記真空容器の外部から調整す
    る機構であることを特徴とするプラズマ装置。
37. 【請求項３７】 請求項３６記載のプラズマ装置におい
    て、前記インピーダンス調整機構は、インダクタ内に移
    動自在に挿入された磁性体コアと、この磁性体コアの操
    作部を真空容器外に気密に導出する真空シールとを備え
    ていることを特徴とするプラズマ装置。
38. 【請求項３８】 請求項２８記載のプラズマ装置におい
    て、前記給電電極と給電電極間のインピーダンスを調整
    するためのインピーダンス調整機構として、前記第２キ
    ャパシタのキャパシタンスを調整する機構を設けたこと
    を特徴とするプラズマ装置。
39. 【請求項３９】 請求項２８記載のプラズマ装置におい
    て、前記給電電極と給電電極間のインピーダンスを調整
    するためのインピーダンス調整機構として、前記第２キ
    ャパシタのキャパシタンスを真空容器の外部から調整す
    る機構を設けたことを特徴とするプラズマ装置。
40. 【請求項４０】 請求項２９記載のプラズマ装置におい
    て、前記給電電極と給電電極間のインピーダンスを調整
    するためのインピーダンス調整機構として、前記第３キ
    ャパシタのキャパシタンスを調整する機構を設けたこと
    を特徴とするプラズマ装置。
41. 【請求項４１】 請求項２９記載のプラズマ装置におい
    て、前記給電電極と給電電極間のインピーダンスを調整
    するためのインピーダンス調整機構として、前記第３キ
    ャパシタのキャパシタンスを真空容器の外部から調整す
    る機構を設けたことを特徴とするプラズマ装置。
42. 【請求項４２】 前記インダクタを誘電体でモールドし
    た請求項２７〜４１のいずれかに記載のプラズマ装置。
43. 【請求項４３】 複数の給電電極を有し、前記給電電極
    に周波数ｆの交流電圧を印加することにより、複数の放
    電空間で放電プラズマを生成するプラズマ装置におい
    て、定常時の印加電圧よりも高い印加電圧を、放電開始
    時に給電電極に印加するコントローラを備えたことを特
    徴とするプラズマ装置。
44. 【請求項４４】 複数の給電電極を有し、前記給電電極
    に周波数ｆの交流電圧を印加することにより、複数の放
    電空間で放電プラズマを生成するプラズマ装置におい
    て、放電空間にプラズマが発生しているか否かを検知す
    るセンサ、前記センサからの出力信号を受取り、前記放
    電空間のプラズマが消えたときに、電源を制御するコン
    トローラを備えたことを特徴とするプラズマ装置。