WO2021130846A1 - プラズマ装置 - Google Patents

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WO2021130846A1
WO2021130846A1 PCT/JP2019/050549 JP2019050549W WO2021130846A1 WO 2021130846 A1 WO2021130846 A1 WO 2021130846A1 JP 2019050549 W JP2019050549 W JP 2019050549W WO 2021130846 A1 WO2021130846 A1 WO 2021130846A1
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WO
WIPO (PCT)
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plasma
value
threshold value
gas
leakage
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/050549
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English (en)
French (fr)
Inventor
慎二 瀧川
神藤　高広
Original Assignee
株式会社Ｆｕｊｉ
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Publication date
Application filed by 株式会社Ｆｕｊｉ filed Critical 株式会社Ｆｕｊｉ
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Priority to PCT/JP2019/050549 priority patent/WO2021130846A1/ja
Priority to DE112019008000.8T priority patent/DE112019008000T5/de
Priority to JP2021566422A priority patent/JP7212801B2/ja
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H05H1/4645—Radiofrequency discharges
    • H05H1/466—Radiofrequency discharges using capacitive coupling means, e.g. electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/26—Plasma torches
    • H05H1/32—Plasma torches using an arc
    • H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
    • H05H1/3473—Safety means
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H2242/00—Auxiliary systems

Definitions

  • This disclosure relates to a plasma device.
  • Patent Document 1 includes a vacuum gauge that detects the pressure in the processing chamber that generates plasma.
  • the plasma device changes the flow rate of the plasma generating gas supplied to the processing chamber based on the detection result of the vacuum gauge.
  • the leakage detection device if the leakage current flowing from the power cable that supplies power to the electrodes to the ground is detected by the leakage detection device, the power abnormality due to the leakage can be detected.
  • the leakage detection device when high-voltage power is supplied by a power cable to generate plasma, noise may be generated even when normal plasma is generated, and the leakage current may be detected by the leakage detection device.
  • the present application has been proposed in view of the above problems, and an object of the present application is to provide a plasma device capable of performing notification according to the occurrence status of an electric leakage current.
  • an electrode that generates plasma by discharge a power supply device that generates power to be supplied to the electrode, a power cable that supplies the power from the power supply device to the electrode, and a leakage current of the power cable are described.
  • the first notification is executed based on the result of comparing the earth leakage detection device to be detected with the earth leakage current detected by the earth leakage detection device and the first threshold value, and the first notification is executed based on the result of comparing the earth leakage current with the second threshold value.
  • a plasma device including a control device that executes notification.
  • the control device executes different notifications depending on the result of comparing the leakage current with the first threshold value and the result of comparing the leakage current with the second threshold value. As a result, it is possible to perform notification according to the occurrence status of the leakage current.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
  • It is a block diagram which shows the structure of a plasma apparatus. It is a block diagram which shows the structure of the earth leakage detection apparatus. It is a block diagram which shows the structure of the current sensor 111 and the gas supply part 15B. It is a figure which shows the condition which detects an abnormality, and the content of the notification processing at the time of detection. It is a graph which shows the relationship between the leakage detection value in a normal state, and each threshold value.
  • the plasma device 10 of the present embodiment includes a plasma head 11, a robot 13, and a control box 15.
  • the plasma head 11 is detachably attached to the tip of the robot 13.
  • the robot 13 is, for example, a serial link type robot (also called an articulated robot).
  • the plasma head 11 can irradiate plasma gas while being attached to the tip of the robot 13.
  • the plasma head 11 can be moved three-dimensionally by being moved according to the drive of the robot 13 and being able to change its direction.
  • the control box 15 is mainly composed of a computer and controls the plasma device 10 in an integrated manner.
  • the control box 15 has a power supply unit 15A that supplies electric power to the plasma head 11 and a gas supply unit 15B that supplies processing gas to the plasma head 11.
  • the power supply unit 15A is connected to the plasma head 11 via a power cable 16 and a control cable 18.
  • the power supply unit 15A generates electric power to be supplied to the electrode 33 (see FIG. 3) of the plasma head 11 based on the control of the control box 15, and controls to change the voltage applied to the electrode 33 and the heater 43 (FIG. 3) described later. 4) Control the temperature.
  • the gas supply unit 15B is connected to the plasma head 11 via a plurality of (four in this embodiment) gas supply tubes 19.
  • the gas supply unit 15B supplies a reaction gas (an example of a processing gas), a carrier gas (an example of a processing gas), and a heat gas (an example of a processing gas), which will be described later, to the plasma head 11 based on the control of the control box 15.
  • the control box 15 controls the gas supply unit 15B, and controls the amount of gas supplied from the gas supply unit 15B to the plasma head 11.
  • the plasma device 10 operates the robot 13 under the control of the control box 15 to irradiate the object W placed on the table 17 with plasma gas from the plasma head 11.
  • control box 15 includes an operation unit 15C having a touch panel and various switches.
  • the control box 15 displays various setting screens, operating states (for example, gas supply state, etc.) and the like on the touch panel of the operation unit 15C. Further, the control box 15 receives various information by inputting an operation to the operation unit 15C.
  • the plasma head 11 is detachably provided with respect to the mounting plate 13A provided at the tip of the robot 13. As a result, the plasma head 11 can be replaced with a different type of plasma head 11.
  • the plasma head 11 includes a plasma generation unit 21, a heat gas supply unit 23, a nozzle 35, and the like.
  • the plasma generation unit 21 generates plasma gas by converting the processing gas supplied from the gas supply unit 15B (see FIG. 1) of the control box 15 into plasma. Further, the plasma head 11 heats the processing gas supplied from the gas supply unit 15B by the heater 43 (see FIG. 4) provided inside to generate heat gas.
  • the temperature of the heat gas is, for example, 600 ° C to 800 ° C.
  • the plasma head 11 of the present embodiment ejects the plasma gas generated in the plasma generation unit 21 together with the heated heat gas to the object W to be processed shown in FIG.
  • the processing gas is supplied to the plasma head 11 from the upstream side to the downstream side in the direction of the arrow shown in FIG.
  • the plasma head 11 may not be provided with a heater 43 for heating the heat gas. That is, the plasma apparatus of the present disclosure may have a configuration that does not use heat gas.
  • a mounting portion 11B for attaching the power cable 16 is provided in a substantially central portion. Further, at one end of the connection surface 11A, a mounting portion 11C for mounting the control cable 18 is provided. Further, a mounting portion 11D for mounting the gas supply tube 19 is provided on the side opposite to the mounting portion 11C with the mounting portion 11B sandwiched between them.
  • the mounting portion 11D is connected to, for example, a mounting member 25 provided at the tip of the gas supply tube 19.
  • the mounting portion 11D and the mounting member 25 are, for example, so-called one-touch joints, and the gas supply tube 19 is detachably mounted on the plasma head 11.
  • the plasma generation unit 21 includes a head body unit 31, a pair of electrodes 33, a nozzle 35, and the like.
  • 3 is a cross-sectional view taken along the positions of the pair of electrodes 33 and a plurality of plasma passages 71 on the main body side, which will be described later
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
  • the head main body 31 is formed of a ceramic having high heat resistance, and a reaction chamber 37 for generating plasma gas is formed inside the head main body 31.
  • Each of the pair of electrodes 33 has, for example, a cylindrical shape, and is fixed in a state where its tip is projected into the reaction chamber 37.
  • the pair of electrodes 33 may be simply referred to as electrodes 33. Further, the direction in which the pair of electrodes 33 are arranged is referred to as the X direction, the axial direction of the cylindrical electrodes 33 is referred to as the Z direction, and the directions orthogonal to the X direction and the Z direction are referred to as the Y direction.
  • the heat gas supply unit 23 includes a gas pipe 41, a heater 43, a connecting unit 45, and the like.
  • the gas pipe 41 and the heater 43 are attached to the outer peripheral surface of the head main body 31 and are covered with the cover 47 shown in FIG.
  • the gas pipe 41 is connected to the gas supply unit 15B of the control box 15 via the gas supply tube 19 (see FIG. 1).
  • Heating gas for example, air
  • the heater 43 is attached in the middle of the gas pipe 41.
  • the heater 43 heats the heating gas flowing through the gas pipe 41 to generate heat gas.
  • the heater 43 is provided with a thermocouple 92 (see FIG. 5) for detecting the heating temperature of the heater 43.
  • the connecting portion 45 connects the gas pipe 41 to the nozzle 35.
  • the connecting portion 45 is connected at one end to the gas pipe 41 and the other end to the heat gas passage 51 formed in the nozzle 35. Heat gas is supplied to the heat gas passage 51 via the gas pipe 41.
  • an electrode cover 53 made of an insulator such as ceramics.
  • the electrode cover 53 has a substantially hollow tubular shape, and openings are formed at both ends in the longitudinal direction.
  • the gap between the inner peripheral surface of the electrode cover 53 and the outer peripheral surface of the electrode 33 functions as a gas passage 55.
  • the opening on the downstream side of the electrode cover 53 is connected to the reaction chamber 37.
  • the lower end of the electrode 33 projects from the opening on the downstream side of the electrode cover 53.
  • a reaction gas flow path 61 and a pair of carrier gas flow paths 63 are formed inside the head main body 31.
  • the reaction gas flow path 61 is provided in a substantially central portion of the head main body portion 31, is connected to the gas supply portion 15B via the gas supply tube 19 (see FIG. 1), and supplies the reaction gas supplied from the gas supply portion 15B. It flows into the reaction chamber 37.
  • the pair of carrier gas flow paths 63 are arranged at positions sandwiching the reaction gas flow path 61 in the X direction. Each of the pair of carrier gas flow paths 63 is connected to the gas supply unit 15B via each of the pair of gas supply tubes 19 (see FIG. 1), and the carrier gas is supplied from the gas supply unit 15B.
  • the carrier gas flow path 63 allows the carrier gas to flow into the reaction chamber 37 through the gas passage 55.
  • the four gas supply tubes 19 shown in FIGS. 1 and 2 include, for example, two gas supply tubes 19 that supply carrier gas to each of the pair of carrier gas flow paths 63, and one gas supply tube 19 that supplies reaction gas.
  • Oxygen (O2) can be used as the reaction gas (seed gas).
  • the gas supply unit 15B allows, for example, a mixed gas of oxygen and nitrogen (N2) (for example, dry air (Air)) to flow between the electrodes 33 of the reaction chamber 37 via the reaction gas flow path 61.
  • this mixed gas may be referred to as a reaction gas for convenience, and oxygen may be referred to as a seed gas.
  • Nitrogen can be used as the carrier gas.
  • the gas supply unit 15B allows carrier gas to flow in from each of the gas passages 55 so as to surround each of the pair of electrodes 33.
  • AC voltage is applied to the pair of electrodes 33 from the power supply unit 15A of the control box 15.
  • a voltage for example, as shown in FIG. 3
  • the pseudo arc A is, for example, a method of discharging while limiting the current by the power supply unit 15A so that a large current does not flow as in a normal arc discharge.
  • the reaction gas passes through the pseudo arc A, the reaction gas is turned into plasma. Therefore, the pair of electrodes 33 generate the discharge of the pseudo arc A, turn the reaction gas into plasma, and generate the plasma gas.
  • a plurality of (six in this embodiment) main body side plasma passages 71 are formed.
  • the upstream end of the plurality of main body side plasma passages 71 is open to the reaction chamber 37, and the downstream end of the plurality of main body side plasma passages 71 is open to the lower end surface of the head main body 31.
  • the nozzle 35 is molded of, for example, a ceramic having high heat resistance.
  • the nozzle 35 is fixed to the lower surface of the head main body 31 by bolts 80. Therefore, the nozzle 35 is detachable from the head main body 31, and can be changed to a different type of nozzle.
  • the nozzle 35 is formed with a pair of grooves 81 that open on the upper end surface. Each of the pair of grooves 81 communicates with, for example, three main body-side plasma passages 71 that open on the lower end surface of the head main body 31. Further, the nozzle 35 is formed with a plurality of nozzle-side plasma passages 82 (10 in this embodiment) penetrating in the Z direction. Grooves 81 (for example, five grooves each) are connected to the upper end of the nozzle-side plasma passage 82.
  • the shape and structure of the nozzle 35 shown in FIGS. 3 and 4 is an example.
  • the nozzle 35 is formed with a heat gas passage 95 so as to surround the nozzle-side plasma passage 82.
  • the upper portion of the heat gas passage 95 is connected to the connecting portion 45 of the heat gas supply portion 23 via the heat gas passage 51.
  • the lower end of the heat gas passage 95 is open on the lower surface of the nozzle 35.
  • the plasma gas generated in the reaction chamber 37 is ejected together with the carrier gas into the groove 81 via the plasma passage 71 on the main body side. Then, the plasma gas diffuses inside the groove 81 and is ejected from the opening 82A at the lower end of the nozzle-side plasma passage 82 via each of the plurality of nozzle-side plasma passages 82. Further, the heat gas supplied from the gas pipe 41 to the heat gas passage 51 flows through the heat gas passage 95. This heat gas functions as a shield gas that protects the plasma gas. The heat gas flows through the heat gas passage 95 and is ejected from the opening 95A at the lower end of the heat gas passage 95 along the plasma gas ejection direction.
  • the heat gas is ejected so as to surround the plasma gas ejected from the opening 82A of the nozzle-side plasma passage 82.
  • the efficacy (wetting property, etc.) of the plasma gas can be enhanced.
  • the controller 100 in addition to the power supply unit 15A, the gas supply unit 15B, and the operation unit 15C described above, the controller 100, the drive circuit 105, the control circuit 106, the communication unit 107, the leakage detection device 110, and the like. It includes a current sensor 111, a storage device 116, and the like.
  • the controller 100 is mainly composed of a computer including a CPU, ROM, RAM, etc. (not shown).
  • the controller 100 controls the plasma head 11, the heat gas supply unit 23, and the like by executing a program on the CPU and controlling the power supply unit 15A, the drive circuit 105, the gas supply unit 15B, and the like.
  • the controller 100 that executes the program on the CPU may be simply described by the device name. For example, the description "the controller 100 is” may mean "the controller 100 that executes the program on the CPU".
  • the controller 100 is connected to the operation unit 15C via the control circuit 106.
  • the controller 100 changes the display on the touch panel of the operation unit 15C via the control circuit 106.
  • the controller 100 receives an operation input to the operation unit 15C via the control circuit 106.
  • the storage device 116 is configured by combining, for example, a hard disk drive, RAM, ROM, and the like.
  • State information 118 is stored in the storage device 116.
  • the controller 100 stores, for example, information related to the state of the plasma device 10, information when an abnormality is detected, setting information of the plasma device 10, operating time of each device, and the like as state information 118.
  • the communication unit 107 communicates with a communication device connected to a network (not shown).
  • the form of communication is not particularly limited, and examples thereof include LAN and serial communication.
  • the controller 100 may store the state information 118 in the server device or the like on the network via the communication unit 107 without storing the state information 118 in the storage device 116 in the control box 15.
  • the leakage detection device 110 is a device that detects the leakage current of the power cable 16 that connects the power supply unit 15A and the plasma head 11 (electrode 33).
  • FIG. 6 shows the configuration of the earth leakage detection device 110.
  • the power cable 16 of the present embodiment includes, for example, a first cable 16A, a second cable 16B, and a ground cable 16C.
  • the tips of the first cable 16A and the second cable 16B are electrically connected to each of the pair of electrodes 33 (see FIG. 3) included in the plasma head 11.
  • the power cable 16 is attached to the robot 13 as shown in FIG. Therefore, depending on the movement of the robot 13, the power cable 16 may be damaged due to a load such as bending, rotation, or pulling. Therefore, the plasma device 10 of the present embodiment detects an abnormal current generated by damage to the power cable 16 or the like by the earth leakage detection device 110.
  • the leakage detection device 110 has a detection module 120 and a current transformer CT.
  • the detection module 120 has a comparison circuit 121 and a power supply circuit 122.
  • Each of the first cable 16A, the second cable 16B, and the ground cable 16C of the power cable 16 is, for example, an electric wire coated with an insulator.
  • the first cable 16A, the second cable 16B, and the ground cable 16C are shielded by a mesh-like conductive shield member 145.
  • the shield member 145 is grounded via the ground cable 16C.
  • the power supply unit 15A has AC power supplies 141 and 142.
  • the AC power supply 141 generates AC power having a predetermined voltage value or current value based on the power supplied from a commercial power source (not shown).
  • the AC power supply 141 supplies the generated AC power to each of the pair of electrodes 33 via the first cable 16A and the second cable 16B.
  • the current transformer CT of the leakage detection device 110 is attached to the ground cable 16C.
  • the current transformer CT outputs a detection voltage corresponding to the current value of the leakage current flowing through the ground cable 16C to the comparison circuit 121.
  • the AC power supply 142 generates, for example, AC power (for example, AC200V) supplied to the power supply circuit 122 from the AC power supplied from the AC power supply 141.
  • the power supply circuit 122 generates a drive voltage and a threshold voltage to be supplied to the comparison circuit 121 from the AC power supplied from the AC power supply 142, and supplies the generated drive voltage and the threshold voltage to the comparison circuit 121.
  • the threshold voltage is an example of the first threshold and the second threshold of the present disclosure.
  • the comparison circuit 121 compares the detection voltage of the current transformer CT with the threshold voltage, and outputs the detection information SI indicating the comparison result to the controller 100.
  • the detection voltage of the current transformer CT fluctuates.
  • the comparison circuit 121 outputs the result of comparing the detection voltage of the fluctuating current transformer CT and the threshold value to the controller 100 as the detection information SI.
  • the comparison circuit 121 outputs the result of comparing the detection voltage of the fluctuating current transformer CT and the threshold value to the controller 100 as the detection information SI. In this way, the leakage detection device 110 can detect not only the ground fault of the first cable 16A or the second cable 16B, but also the short circuit and the discharge between the first cable 16A and the second cable 16B.
  • the earth leakage detection device 110 outputs the comparison result using the threshold value to the controller 100 as the detection information SI.
  • the configuration of the leakage detection device 110 is not particularly limited.
  • the leakage detection device 110 may be configured to compare the current value of the leakage current flowing through the ground cable 16C with the threshold value.
  • the leakage detection device 110 AD-converts the detection voltage according to the current value flowing through the first cable 16A and the second cable 16B detected by the current transformer, and outputs a digital value indicating the current value to the controller 100.
  • the controller 100 may compare the input current value with the threshold value. That is, the leakage detection device of the present disclosure may be configured to compare by the current value. In this case, a predetermined current value can be set as the first threshold value and the second threshold value of the present disclosure. Further, the controller 100 may execute the process of comparing the detected voltage value or current value with the threshold value. In this case, the controller 100 is an example of the leakage detection device of the present disclosure.
  • the controller 100 of the present embodiment determines an abnormality of the device based on the pressure value of the processing gas in addition to the detection information SI in which the leakage current is detected.
  • the gas supply unit 15B includes a gas generator 109, a plurality of mass flow controllers 112 (F1 to F5 in FIG. 7), a plurality of pressure sensors 113 (white squares in the figure), and the like.
  • the gas generator 109 is a supply source device that supplies each of the reaction gas, the carrier gas, and the heating gas.
  • the gas generator 109 supplies, for example, nitrogen (N2), oxygen (O2), and air (Air, dry air, etc.).
  • the gas generator 109 includes a compressor as an air supply source, a dryer for removing the moisture of the air supplied from the compressor, a separation device for separating nitrogen and oxygen from the dry air, and the like.
  • the gas generator 109 may use oxygen-containing air or dry air as the oxygen of the seed gas of the reaction gas.
  • the gas generator 109 supplies each of the reaction gas (oxygen, nitrogen), the carrier gas (nitrogen), and the heating gas (air) as the processing gas.
  • the plurality of mass flow controllers 112 are provided, for example, corresponding to each of the processing gases, and control the flow rate of each processing gas based on the control of the controller 100.
  • Each mass flow controller 112 outputs a value (measured value) of the flow rate actually supplied after adjustment to the controller 100.
  • the plurality of pressure sensors 113 detect the pressure value of the processing gas whose flow rate is adjusted by each mass flow controller 112. Further, the pressure sensor 113 detects the pressure value of the mixed gas in which the reaction gas (oxygen, nitrogen) is mixed by the mixer 115. Therefore, the pressure sensor 113 detects the pressures of oxygen (O2), which is a reaction gas (seed gas), nitrogen (N2) to be mixed with oxygen, and the mixed gas (dry air) after mixing. Further, the pressure sensor 113 individually detects the pressure of the carrier gas flowing through the gas supply tubes 19 connected to each of the pair of carrier gas flow paths 63. Further, the pressure sensor 113 detects the pressure value of the heating gas (air before heating) supplied to the gas pipe 41.
  • O2 oxygen
  • N2 nitrogen
  • Each pressure sensor 113 outputs the detected pressure value to the controller 100. Then, the controller 100 of the present embodiment determines an abnormality of the device based on the leakage current (detection voltage) and the pressure value of the processing gas. The content of the judgment process will be described later.
  • the power supply unit 15A generates high-frequency AC power to be supplied from the commercial power source to the electrode 33, and supplies the generated AC power to the electrode 33.
  • the current sensor 111 detects the current flowing through the first cable 16A and the second cable 16B for supplying electric power from the power supply unit 15A to the electrode 33.
  • the current sensor 111 includes, for example, a current transformer, AD-converts the detected voltage according to the current value flowing through the first cable 16A and the second cable 16B detected by the current transformer, and converts the digital value according to the current value into the controller 100. Output to.
  • the heater 43 and the thermocouple 92 attached near the heater 43 are electrically connected to the drive circuit 105.
  • the drive circuit 105 outputs a temperature corresponding to the output value of the thermocouple 92 to the controller 100.
  • the drive circuit 105 controls the heating temperature of the heater 43 based on the output value of the thermocouple 92 so as to reach the target temperature instructed by the controller 100.
  • the temperature sensor 114 is provided in, for example, the plasma head 11.
  • the temperature sensor 114 has, for example, a thermocouple, detects the temperature of the plasma gas, and outputs the detected temperature to the controller 100.
  • the controller 100 When the controller 100 receives an instruction to start plasma processing via the touch panel of the operation unit 15C, for example, the controller 100 starts plasma generation control.
  • the controller 100 causes the power supply unit 15A to start the control of supplying a predetermined electric power to the electrode 33.
  • plasma ON starting the supply of electric power from the power supply unit 15A to the electrode 33.
  • the controller 100 starts supplying the processing gas (carrier gas, reaction gas, heating gas) to the gas supply unit 15B when the plasma is turned on.
  • the gas supply unit 15B starts supplying the processing gas at a predetermined gas flow rate and pressure value set in advance.
  • the controller 100 controls the drive circuit 105 to control the heating temperature of the heater 43 so as to reach a predetermined temperature.
  • the controller 100 stores the state information 118 related to the state of the plasma device 10 in the storage device 116. Further, the controller 100 determines the occurrence of an abnormality in the device. When the controller 100 detects an abnormality in the device, for example, it stops the supply of electric power to the electrode 33, stops the supply of processing gas, stops the operation of the heat gas supply unit 23, and ends the plasma generation control. As a result, the plasma generation of the plasma device 10 is stopped. When the controller 100 detects the abnormality and ends the plasma generation control, the controller 100 displays the detected abnormality information on the screen of the operation unit 15C.
  • FIG. 8 shows the conditions for the controller 100 to determine an abnormality and the content of the notification process when the abnormality is detected.
  • the detection voltage value detected by the earth leakage detection device 110 will be referred to as an earth leakage detection value.
  • NO1 at the top is a case where the leakage detection value detected by the leakage detection device 110 is equal to or higher than the maximum threshold value TH1.
  • the second NO2 is a case where the leakage detection value detected by the leakage detection device 110 is equal to or higher than the upper limit threshold value TH2.
  • FIG. 9 shows the relationship between the leakage detection value in the normal state and each threshold value.
  • the controller 100 of the present embodiment determines an abnormality of the leakage detection value by using the maximum threshold value TH1, the upper limit threshold value TH2, the lower limit threshold value TH3, and the minimum threshold value TH4.
  • the maximum threshold TH1 is, for example, a leakage detection value detected when the power cable 16 is cut or damaged and a short circuit or discharge occurs between the first cable 16A or the second cable 16B and the ground cable 16C. (Detected voltage value according to leakage current) is a value that can be determined.
  • the maximum threshold TH1 is, for example, a voltage value applied to the electrode 33 at the time of discharging, or a value obtained by subtracting the power loss of the power cable 16 and the ground cable 16C from the voltage value.
  • the upper limit threshold value TH2 is a value smaller than the maximum threshold value TH1.
  • the upper limit threshold value TH2 is a value capable of detecting an increase (abnormality) in the leakage detection value that does not increase to the maximum threshold value TH1.
  • the leakage detection value gradually increases from, for example, when the plasma is turned on, and is a reference value. It stabilizes near Vs.
  • This reference value Vs is a leakage detection value caused by electromagnetic induction, noise, or the like during normal power supply.
  • FIG. 10 shows the relationship between the leakage detection value at the time of abnormality and each threshold value.
  • the broken line waveform 151 indicates a case where the leakage detection value is equal to or higher than the upper limit threshold value TH2, and indicates a case where the leakage detection value is increased from a stable state at the reference value Vs due to the occurrence of some abnormality.
  • the leakage detection value becomes the reference value Vs. It increases from and becomes the upper limit threshold value TH2 or more.
  • the leakage detection value is increased to the maximum threshold value TH1. However, it becomes less than the maximum threshold value TH1. Further, as in the case where an abnormality occurs after the plasma is turned on, for example, if the power cable 16 is damaged before the plasma is turned on, the leakage detection value increases to the upper limit threshold value TH2 or more after the plasma is turned on. ..
  • the controller 100 When the controller 100 detects that the above-mentioned leakage detection value is equal to or higher than the upper limit threshold value TH2, the controller 100 displays on the touch panel of the operation unit 15C that the power cable 16 may be disconnected, as shown in FIG. To do.
  • the upper limit threshold value TH2 is a threshold value for giving a warning when an increase in the leakage detection value is detected for some reason, although it is unknown whether the power cable 16 is surely disconnected. Therefore, the controller 100 displays a confirmation message such as "There is a possibility that somewhere in the power cable 16 is damaged, so please check it" on the operation unit 15C. Then, for example, the user confirms the state of the plasma device 10 and inputs an operation input to the effect that the confirmation is completed to the operation unit 15C. When the controller 100 receives the operation input to the operation unit 15C, the plasma generation control may be restarted.
  • the solid line waveform 153 in FIG. 10 shows the case where the leakage detection value becomes the maximum threshold value TH1 or more.
  • the leakage detection value increases from the reference value Vs, exceeds the upper limit threshold value TH2, and becomes the maximum threshold value TH1 or more.
  • the leakage detection value is likely to increase up to the maximum threshold value TH1.
  • the leakage detection value increases to the maximum threshold value TH1 after the plasma is turned on.
  • the controller 100 When the controller 100 detects that the leakage detection value is equal to or higher than the maximum threshold value TH1, it displays on the touch panel of the operation unit 15C that the power cable 16 is disconnected, as shown in FIG.
  • the controller 100 displays a warning message such as "Emergency stop because somewhere in the power cable 16 has occurred" on the operation unit 15C. In this case, the controller 100 is until the cause of the leakage abnormality is surely resolved, for example, when the replacement of the power cable 16 is detected, or when the operation input of the work confirmation by the maintenance company is performed by the operation unit 15C. , The power supply by the power supply unit 15A is stopped.
  • the first threshold value from the leakage detection value (current value of leakage current, current value corresponding to the reference value Vs) detected by the leakage detection device 110 in a state where plasma is normally generated. Also includes a large upper threshold TH2. Further, as the second threshold value, a maximum threshold value TH1 larger than the upper limit threshold value TH2 is included.
  • the controller 100 notifies the possibility of electric leakage of the power cable 16 when the electric leakage detection value becomes the upper limit threshold value TH2 or more (an example of the first notification). Further, the controller 100 notifies the disconnection of the power cable 16 when the current value of the leakage current becomes the maximum threshold value TH1 or more (an example of the second notification).
  • the noise (induced current) generated by power supply in the state where plasma is normally generated is set as the reference leakage current (reference value Vs), and the upper limit threshold value TH2 larger than the leakage current is set.
  • the maximum threshold value TH1 which is larger than the upper limit threshold value TH2 it is possible to detect a state in which the occurrence of an electric leakage abnormality is extremely high, such as when the power cable 16 is completely cut and an abnormal discharge occurs in the middle of the power cable 16. It can be notified. Therefore, the possibility of electric leakage and reliable notification of electric leakage can be executed by the upper limit threshold value TH2 and the maximum threshold value TH1.
  • NO3 and NO4 in FIG. 8 indicate a case where the leakage detection value is equal to or less than the minimum threshold value TH4.
  • the controller 100 of the present embodiment executes the determination of the leakage abnormality by the minimum threshold value TH4 when the plasma is turned on.
  • the minimum threshold value TH4 is, for example, a threshold value for detecting an abnormality in which the leakage current does not flow (the leakage detection value does not increase) or the leakage current is extremely small. For example, if a failure related to the leakage detection device 110 occurs, such as when the ground cable 16C is forgotten to be attached to the ground of the plasma device 10, the ground cable 16C is disconnected, or the ground cable 16C is about to be removed, a leakage detection occurs.
  • the value may not increase or may be very small.
  • the minimum threshold value TH4 is a value that can detect such a state in which the leakage detection value does not increase, and is, for example, 0V (0A if it is a current) or a value close to 0V.
  • the waveform 155 in FIG. 11 is a case where the leakage detection value is equal to or less than the minimum threshold value TH4, and indicates a state when the plasma is ON. As shown in the waveform 155, when the ground cable 16C is forgotten to be attached, the leakage detection value does not increase from the time when the plasma is turned on and falls below the minimum threshold value TH4, or is smaller than the lower limit threshold value TH3 described later and is the lowest. It becomes near the threshold value TH4.
  • leakage detection is also possible.
  • the value may not increase. Specifically, the leakage detection value may be reduced due to various causes such as damage to the gas supply tube 19, failure of the gas supply unit 15B, deterioration of the electrode 33, and damage to the reaction chamber 37.
  • FIG. 12 shows the change in the pressure value of the processing gas from the time when the plasma is turned on to the time when the plasma is irradiated.
  • the pressure value of the processing gas detected by the pressure sensor 113 is measured from the time when the plasma is turned on regardless of the types of the carrier gas, the reaction gas, and the heat gas, unless an abnormality occurs in the generation state of the pseudo arc A or the like. From the time when the plasma is ignited and the plasma irradiation is started, they increase similarly to each other. Therefore, in the following description, various gases will be collectively referred to as treated gases when no particular distinction is required. As shown in the waveform 157 of FIG.
  • the pressure value detected by the pressure sensor 113 of the processing gas whose flow rate and flow velocity are adjusted by the adjustment of the mass flow controller 112 gradually increases from the time when the plasma is turned on. Since the supply of each processing gas is started when the plasma is turned on, the pressure value gradually increases. The pressure value saturates at, for example, the reference pressure value Ps. After that, a pseudo arc A is generated between the electrodes 33, and the temperature of the plasma head 11 rises. The temperature of the plasma head 11 also rises due to the heating of the heat gas. The pressure value gradually increases from the reference pressure value Ps with the passage of time.
  • the pressure value drops as shown by the broken line waveform 159 in FIG. How much the pressure value drops depends on the timing of occurrence of the abnormality, the type of abnormality that has occurred, the scale, and the like. For example, if the pressure value drops before plasma ignition, it may not rise to the reference pressure value Ps (see lower waveform 159). Alternatively, if the pressure value decreases after plasma ignition, it may not increase to a predetermined threshold pressure value Pth (see waveform 159 above). This threshold pressure value Pth is, for example, a threshold value set between the reference pressure value Ps and the maximum pressure value at the time of plasma irradiation. Therefore, by setting such a reference pressure value Ps and a threshold pressure value Pth, it is possible to detect an abnormality in which the pressure value does not rise.
  • the controller 100 detects that the leakage detection value is equal to or less than the minimum threshold value TH4 and the pressure value does not rise to, for example, the reference pressure value Ps when the plasma is turned on, the plasma is irradiated.
  • the operation unit 15C is displayed to the effect that it is not.
  • plasma ON means, for example, the period from plasma ON to plasma ignition.
  • the time when the plasma is turned on may be a period from when the plasma is turned on until the plasma gas is stably irradiated.
  • the fact that the plasma is not irradiated here means not only that the abnormality that the plasma is not generated is notified, but also that the gas supply tube 19 is damaged, the gas supply unit 15B is broken, and the electrode 33 is deteriorated.
  • This is a display example for notifying an abnormality other than the abnormality related to the leakage detection device 110, such as damage to the reaction chamber 37.
  • NO4 of FIG. 8 in the controller 100, when the plasma was turned on, the leakage detection value was equal to or less than the minimum threshold value TH4, and the pressure value increased to the reference pressure value Ps or more (increased to a normal value). Is detected, the operation unit 15C is displayed to the effect that there is an abnormality in the ground cable 16C or the shield member 145 (an example of the abnormality related to the leakage detection device 110).
  • NO5 and NO6 in FIG. 8 indicate a case where the leakage detection value is equal to or less than the lower limit threshold value TH3.
  • the controller 100 of the present embodiment executes the determination of the leakage abnormality by the lower limit threshold value TH3 after starting the plasma irradiation.
  • the term "after starting plasma irradiation" as used herein means, for example, the period after plasma ignition. Alternatively, the period after the start of plasma irradiation may be the period after the state in which the plasma gas is stably irradiated.
  • the lower limit threshold value TH3 is a value smaller than the reference value Vs at which normal plasma irradiation can be performed without the above-mentioned various abnormalities occurring, and is a value larger than the minimum threshold value TH4.
  • the above-mentioned upper limit threshold value TH2 is a value obtained by adding + X [V] to the reference value Vs.
  • the lower limit threshold value TH3 is a value obtained by ⁇ X [V] the reference value Vs. That is, the upper limit threshold value TH2 and the lower limit threshold value TH3 are, for example, plus or minus values by a predetermined value (X [V]) with the reference value Vs as the median value.
  • the earth leakage detection value may decrease. Further, even if the gas supply tube 19 is damaged after the plasma irradiation is started and the supply of the processing gas is stopped, the leakage detection value may decrease (see the waveform 161 of the broken line in FIG. 9). ). Therefore, as shown in NO5 of FIG. 8, after starting the plasma irradiation, for example, the leakage detection value drops to the lower limit threshold value TH3 or less, and the pressure value becomes the threshold value pressure value Pth (see FIG. 12).
  • the operation unit 15C When it is detected that the value has dropped to the above level, the operation unit 15C is displayed to indicate that the plasma is not being irradiated.
  • the controller 100 may determine the decrease in the pressure value based on the reference pressure value Ps (see FIG. 12). On the other hand, as shown in NO6 of FIG.
  • the leakage detection value drops to the lower limit threshold value TH3 or less, and the pressure value is maintained at a normal value equal to or higher than the threshold value Pth.
  • the operation unit 15C is displayed.
  • the lower limit threshold value smaller than the reference value Vs (voltage value corresponding to the current value of the leakage current) detected by the leakage detection device 110 in the state where plasma is normally generated.
  • TH3 see FIG. 9
  • a minimum threshold value TH4 smaller than the lower limit threshold value TH3 is included.
  • an abnormality in which plasma is not irradiated is notified (an example of the second notification). Further, when the controller 100 starts supplying electric power to the electrode 33, the leakage detection value becomes the minimum threshold TH4 or less, and the pressure value of the processing gas detected by the pressure sensor 113 rises to a predetermined pressure value. Notifies an abnormality related to the leakage detection device 110 (an example of the second notification).
  • the current value of the leakage current exceeds, for example, the minimum threshold value TH4 from the state of zero, and further exceeds the lower limit threshold value TH3, and is normal. It becomes the current value (see waveform 150 in FIG. 9).
  • the minimum threshold value TH4 it is possible to detect an abnormality earlier than when the lower limit threshold value TH3 is used. Therefore, when the leakage detection value becomes the minimum threshold value TH4 or less and the pressure value does not rise at the start of power supply, the controller 100 notifies the abnormality that the plasma is not irradiated.
  • the controller 100 notifies the abnormality related to the leakage detection device 110.
  • the abnormality can be notified.
  • the leakage detection value becomes the lower limit threshold value TH3 or less, and the pressure value of the processing gas detected by the pressure sensor 113 is a predetermined pressure value (threshold pressure value).
  • the pressure value of the processing gas detected by the pressure sensor 113 is a predetermined pressure value (threshold pressure value).
  • Pth or the reference pressure value Ps an abnormality that is not irradiated with plasma is notified.
  • the controller 100 has an abnormality related to the leakage detection device 110. (An example of the first notification, NO6 in FIG. 8).
  • the current value and pressure value of the leakage current will be within a certain range.
  • the current value and the voltage value fall below the lower limit threshold value TH3 and further below the lowest threshold value TH4.
  • the leakage detection value becomes the lower limit threshold value TH3 or less and the pressure value decreases during the plasma irradiation, the controller 100 notifies the abnormality that the plasma is not irradiated. As a result, it is possible to notify the abnormality when the plasma is cut off or the supply of the processing gas is stopped.
  • the controller 100 notifies the abnormality related to the leakage detection device 110.
  • an abnormality such as a failure of the leakage detection device 110 or a disconnection of the ground cable 16C, the abnormality can be notified.
  • the controller 100 of the present embodiment notifies NO5 and NO6 (first notification) based on the pressure value of the processing gas detected by the pressure sensor 113 and the leakage detection value (voltage value or current value of leakage current). (One example) and NO3 and NO4 notifications (an example of the second notification) are executed.
  • the pressure value detected by the pressure sensor 113 rises at the timing of starting the supply of the processing gas, igniting the plasma, and the like. Therefore, the controller 100 determines the occurrence status of the leakage current by combining the pressure value of the processing gas with the voltage value and the current value of the leakage current, thereby classifying the occurrence status into more detailed cases and changing the notification content. it can.
  • the plasma device 10 of the present embodiment includes a conductive shield member 145 that shields the power cable 16 and an earth cable 16C that grounds the shield member 145.
  • the leakage detection device 110 detects the leakage current flowing through the ground cable 16C. According to this, the leakage detection device 110 can detect the leakage current flowing from the shield member 145 that shields the power cable 16 to the ground. Leakage current may flow through the shield member 145 due to various noises. Therefore, the controller 100 compares the detected leakage current with the first and second threshold values (maximum threshold value TH1, upper limit threshold value TH2, lower limit threshold value TH3, minimum threshold value TH4) to provide notification according to the occurrence status of the leakage current. It can be carried out.
  • the first and second threshold values maximum threshold value TH1, upper limit threshold value TH2, lower limit threshold value TH3, minimum threshold value TH4
  • FIG. 8 shows an example of processing for notifying an abnormality based on the detected voltage value based on the leakage current and the pressure value of the processing gas.
  • the controller 100 may notify the abnormality based on other information (flow rate of the mass flow controller 112 or current value detected by the current sensor 111). Further, the controller 100 may determine an abnormality by combining other information in addition to the detected voltage value based on the leakage current and the pressure value of the processing gas, and change the notification content. Further, the controller 100 can determine an abnormality by setting each threshold value for the current value of the leakage current as well as the voltage value of the leakage current.
  • the power supply unit 15A is an example of a power supply device.
  • the gas supply unit 15B is an example of a gas supply device.
  • Carrier gas, reaction gas, and heat gas are examples of processing gases.
  • the controller 100 is an example of a control device.
  • the pressure sensor 113 is an example of a pressure detection device.
  • the upper limit threshold value TH2 and the lower limit threshold value TH3 are examples of the first threshold value.
  • the maximum threshold value TH1 and the minimum threshold value TH4 are examples of the second threshold value.
  • the controller 100 of the plasma device 10 is shown in FIG. 8 based on the result of comparing the leakage detection value detected by the leakage detection device 110 with the first threshold value (upper limit threshold TH2, lower limit threshold TH3). Notification of NO2, 5 and 6 (an example of the first notification) is executed. Further, the controller 100 executes notification of NO1, 3 and 4 (an example of the second notification) based on the result of comparing the leakage detection value and the second threshold value (maximum threshold value TH1, minimum threshold value TH4).
  • the leakage current of the power cable 16 that supplies power to the electrode 33 is monitored by the leakage detection device 110.
  • the controller 100 executes different notifications based on the result of comparing the leakage current with the first threshold value and the result of comparing the leakage current with the second threshold value.
  • the occurrence status of the leakage current such as the leakage current generated by the noise during normal power supply, the leakage current generated by the short circuit or disconnection of the power cable 16, and the leakage current detected by the failure related to the leakage detection device 110 can be checked. Judgment can be made using the first and second thresholds, and different notifications can be executed. Therefore, it is possible to perform notification according to the occurrence status of the leakage current.
  • the controller 100 determines the leakage abnormality using the maximum threshold value TH1, the upper limit threshold value TH2, the lower limit threshold value TH3, and the minimum threshold value TH4, but the present invention is not limited to this.
  • the controller 100 may determine the leakage abnormality only by the combination of the maximum threshold value TH1 and the upper limit threshold value TH2, or only by the combination of the lower limit threshold value TH3 and the minimum threshold value TH4. Further, the controller 100 may determine the leakage abnormality only by the first threshold value or the second threshold value without using the pressure value of the processing gas.
  • the controller 100 executes the process of displaying on the operation unit 15C as the first and second notifications of the present disclosure, but the present invention is not limited to this.
  • the controller 100 may execute the first notification or the second notification by turning on an indicator light such as an LED, emitting a warning sound from the speaker, or the like.
  • the power supply unit 15A and the gas supply unit 15B may be different devices from the control box 15. Further, it is desirable that the power cable 16 is covered with a flame-retardant material.
  • 10 plasma device 15A power supply unit (power supply device), 15B gas supply unit (gas supply device), 16 power cable, 16C ground cable, 33 electrodes, 100 controller (control device), 110 leakage detection device, 113 pressure sensor (pressure) Detection device), 145 shield member, TH1 maximum threshold (second threshold), TH2 upper limit threshold (first threshold), TH3 lower limit threshold (first threshold), TH4 minimum threshold (second threshold).

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Abstract

漏電電流の発生状況に応じた報知を行うことができるプラズマ装置を提供すること。　本開示のプラズマ装置は、放電によりプラズマを発生させる電極と、電極へ供給する電力を生成する電源装置と、電源装置から電極へ電力を供給する電力ケーブルと、電力ケーブルの漏電電流を検出する漏電検出装置と、漏電検出装置により検出した漏電電流と第１閾値を比較した結果に基づいて第１報知を実行し、漏電電流と第２閾値を比較した結果に基づいて第２報知を実行する制御装置と、を備える。

Description

プラズマ装置
　本開示は、プラズマ装置に関するものである。
　従来、電極に電力を供給し放電を発生させ、発生させた放電によりプラズマを発生させるプラズマ装置が種々提案されている。特許文献１のプラズマ装置は、プラズマを発生させる処理室内の圧力を検出する真空計を備えている。プラズマ装置は、真空計の検出結果に基づいて、処理室に供給するプラズマ発生用ガスの流量を変更する。
特開２００４－７９４５３号公報
　ところで、この種のプラズマ装置では、電極に電力を供給する電力ケーブルからアースに流れる漏電電流を漏電検出装置で検出すれば、漏電による電力異常を検出できる。一方で、例えば、プラズマを発生させるために高電圧の電力を電力ケーブルで供給すると、正常なプラズマ発生時でもノイズが発生し漏電電流を漏電検出装置が検出してしまう虞がある。
　本願は、上記の課題に鑑み提案されたものであって、漏電電流の発生状況に応じた報知を行うことができるプラズマ装置を提供することを目的とする。
　本明細書は、放電によりプラズマを発生させる電極と、前記電極へ供給する電力を生成する電源装置と、前記電源装置から前記電極へ前記電力を供給する電力ケーブルと、前記電力ケーブルの漏電電流を検出する漏電検出装置と、前記漏電検出装置により検出した前記漏電電流と第１閾値を比較した結果に基づいて第１報知を実行し、前記漏電電流と第２閾値を比較した結果に基づいて第２報知を実行する制御装置と、を備える、プラズマ装置を開示する。
　本開示によれば、制御装置は、漏電電流と第１閾値を比較した結果と、漏電電流と第２閾値を比較した結果とで異なる報知を実行する。これにより、漏電電流の発生状況に応じた報知を行うことができる。
プラズマ装置を示す図である。 プラズマヘッドの斜視図である。 電極及び本体側プラズマ通路の位置においてＸ方向及びＺ方向にプラズマヘッドを切断した断面図である。 図３のＡ－Ａ線における断面図である。 プラズマ装置の構成を示すブロック図である。 漏電検出装置の構成を示すブロック図である。 電流センサ１１１及びガス供給部１５Ｂの構成を示すブロック図である。 異常を検出する条件と、検出した場合の報知処理の内容を示す図である。 正常時の漏電検出値と、各閾値との関係を示すグラフである。 異常時の漏電検出値と、各閾値との関係を示すグラフである。 異常時の漏電検出値と、各閾値との関係を示すグラフである。 処理ガスの圧力値の変化を示すグラフである。
　以下、本開示を実施するための一形態について、図を参照しつつ詳しく説明する。図１に示すように、本実施形態のプラズマ装置１０は、プラズマヘッド１１、ロボット１３、制御ボックス１５を備えている。プラズマヘッド１１は、ロボット１３の先端部に着脱可能に取り付けられている。ロボット１３は、例えば、シリアルリンク型ロボット（多関節型ロボットと呼ぶこともできる）である。プラズマヘッド１１は、ロボット１３の先端に取り付けられた状態でプラズマガスを照射可能となっている。プラズマヘッド１１は、ロボット１３の駆動に応じて移動させられ、向きを変更させられる等し、３次元的に移動可能となっている。
　制御ボックス１５は、コンピュータを主体として構成され、プラズマ装置１０を統括的に制御する。制御ボックス１５は、プラズマヘッド１１に電力を供給する電源部１５Ａ及びプラズマヘッド１１に処理ガスを供給するガス供給部１５Ｂを有している。電源部１５Ａは、電力ケーブル１６や制御ケーブル１８を介してプラズマヘッド１１と接続されている。電源部１５Ａは、制御ボックス１５の制御に基づいて、プラズマヘッド１１の電極３３（図３参照）に供給する電力を生成し、電極３３に印加する電圧を変更する制御や後述するヒータ４３（図４参照）の温度を制御する。
　また、ガス供給部１５Ｂは、複数（本実施形態では４本）のガス供給チューブ１９を介してプラズマヘッド１１と接続されている。ガス供給部１５Ｂは、制御ボックス１５の制御に基づいて、後述する反応ガス（処理ガスの一例）、キャリアガス（処理ガスの一例）、ヒートガス（処理ガスの一例）をプラズマヘッド１１へ供給する。制御ボックス１５は、ガス供給部１５Ｂを制御し、ガス供給部１５Ｂからプラズマヘッド１１へ供給するガスの量などを制御する。そして、プラズマ装置１０は、制御ボックス１５の制御に基づいてロボット１３を動作させ、テーブル１７の上に載置された被処理物Ｗに対してプラズマヘッド１１からプラズマガスを照射する。
　また、制御ボックス１５は、タッチパネルや各種スイッチを有する操作部１５Ｃを備えている。制御ボックス１５は、各種の設定画面や動作状態（例えば、ガス供給状態など）等を操作部１５Ｃのタッチパネルに表示する。また、制御ボックス１５は、操作部１５Ｃに対する操作入力により各種の情報を受け付ける。
　プラズマヘッド１１は、ロボット１３の先端に設けられた取付板１３Ａに対して着脱可能に設けられている。これにより、プラズマヘッド１１は、種類の異なるプラズマヘッド１１に交換可能となっている。図２に示すように、プラズマヘッド１１は、プラズマ生成部２１、ヒートガス供給部２３、ノズル３５等を備えている。プラズマ生成部２１は、制御ボックス１５のガス供給部１５Ｂ（図１参照）から供給された処理ガスをプラズマ化して、プラズマガスを生成する。また、プラズマヘッド１１は、内部に設けられたヒータ４３（図４参照）によってガス供給部１５Ｂから供給された処理ガスを加熱してヒートガスを生成する。ヒートガスの温度は、例えば、６００℃から８００℃である。本実施形態のプラズマヘッド１１は、プラズマ生成部２１において生成したプラズマガスを、加熱したヒートガスとともに、図１に示す被処理物Ｗへ噴出する。プラズマヘッド１１には、図２に示す矢印の方向に上流側から下流側へと処理ガスが供給される。なお、プラズマヘッド１１は、ヒートガスを加熱するヒータ４３を備えない構成でも良い。即ち、本開示のプラズマ装置は、ヒートガスを用いない構成でも良い。
　図２に示すように、プラズマヘッド１１の接続面１１Ａには、電力ケーブル１６を取り付ける取付部１１Ｂが略中央部に設けられている。また、接続面１１Ａの一端には、制御ケーブル１８を取り付ける取付部１１Ｃが設けられている。また、取付部１１Ｂを間に挟んで取付部１１Ｃとは反対側には、ガス供給チューブ１９を取り付ける取付部１１Ｄが設けられている。取付部１１Ｄは、例えば、ガス供給チューブ１９の先端に設けられた取付部材２５を接続される。取付部１１Ｄ及び取付部材２５は、例えば、所謂ワンタッチ継手であり、ガス供給チューブ１９をプラズマヘッド１１に対して着脱可能に装着する。
　図３及び図４に示すように、プラズマ生成部２１は、ヘッド本体部３１、一対の電極３３、ノズル３５等を含む。尚、図３は、一対の電極３３及び後述する複数の本体側プラズマ通路７１の位置に合わせて切断した断面図であり、図４は、図３のＡ－Ａ線における断面図である。ヘッド本体部３１は、耐熱性の高いセラミックにより成形されており、そのヘッド本体部３１の内部には、プラズマガスを発生させる反応室３７が形成されている。一対の電極３３の各々は、例えば、円柱形状をなしており、その先端部を反応室３７に突出させた状態で固定されている。以下の説明では、一対の電極３３を、単に電極３３と称する場合がある。また、一対の電極３３が並ぶ方向をＸ方向、円柱形状の電極３３の軸方向をＺ方向、Ｘ方向及びＺ方向に直交する方向をＹ方向と称して説明する。
　ヒートガス供給部２３は、ガス管４１、ヒータ４３、連結部４５等を備えている。ガス管４１及びヒータ４３は、ヘッド本体部３１の外周面に取り付けられ、図４に示すカバー４７によって覆われている。ガス管４１は、ガス供給チューブ１９（図１参照）を介して、制御ボックス１５のガス供給部１５Ｂに接続されている。ガス管４１には、ガス供給部１５Ｂから加熱用ガス（例えば、空気）が供給される。ヒータ４３は、ガス管４１の途中に取り付けられている。ヒータ４３は、ガス管４１を流れる加熱用ガスを温めてヒートガスを生成する。また、ヒータ４３には、ヒータ４３の加熱温度を検出するための熱電対９２（図５参照）が設けられている。
　図４に示すように、連結部４５は、ガス管４１をノズル３５に連結するものである。ノズル３５がヘッド本体部３１に取り付けられた状態では、連結部４５は、一端部をガス管４１に接続され、他端部をノズル３５に形成されたヒートガス通路５１に接続される。ヒートガス通路５１には、ガス管４１を介してヒートガスが供給される。
　図３及び図４に示すように、電極３３の一部の外周部は、セラミックス等の絶縁体で製造された電極カバー５３によって覆われている。電極カバー５３は、略中空筒状をなし、長手方向の両端部に開口が形成されている。電極カバー５３の内周面と電極３３の外周面との間の隙間は、ガス通路５５として機能する。電極カバー５３の下流側の開口は、反応室３７に接続されている。電極３３の下端は、電極カバー５３の下流側の開口から突出している。
　また、ヘッド本体部３１の内部には、反応ガス流路６１と、一対のキャリアガス流路６３とが形成されている。反応ガス流路６１は、ヘッド本体部３１の略中央部に設けられ、ガス供給チューブ１９（図１参照）を介してガス供給部１５Ｂと接続され、ガス供給部１５Ｂから供給される反応ガスを反応室３７へ流入させる。また、一対のキャリアガス流路６３は、Ｘ方向において反応ガス流路６１を間に挟んだ位置に配置されている。一対のキャリアガス流路６３の各々は、一対のガス供給チューブ１９（図１参照）の各々を介してガス供給部１５Ｂと接続され、ガス供給部１５Ｂからキャリアガスが供給される。キャリアガス流路６３は、ガス通路５５を介してキャリアガスを反応室３７へ流入させる。図１及び図２に示す４本のガス供給チューブ１９は、例えば、一対のキャリアガス流路６３のそれぞれにキャリアガスを供給する２本のガス供給チューブ１９と、反応ガスを供給する１本のガス供給チューブ１９と、ヒートガス（加熱する前の加熱用ガス）を供給するガス供給チューブ１９である。
　反応ガス（種ガス）としては、酸素（Ｏ２）を採用できる。ガス供給部１５Ｂは、例えば、反応ガス流路６１を介して、酸素と窒素（Ｎ２）との混合気体（例えば、乾燥空気（Ａｉｒ））を、反応室３７の電極３３の間に流入させる。以下、この混合気体を、便宜的に反応ガスと呼び、酸素を種ガスと呼ぶ場合がある。キャリアガスとしては、窒素を採用できる。ガス供給部１５Ｂは、ガス通路５５の各々から、一対の電極３３の各々を取り巻くようにキャリアガスを流入させる。
　一対の電極３３には、制御ボックス１５の電源部１５Ａから交流の電圧が印加される。電圧を印加することによって、例えば、図３に示すように、反応室３７内において、一対の電極３３の下端の間に、擬似アークＡが発生する。擬似アークＡとは、例えば、通常のアーク放電のように大電流が流れないように、電源部１５Ａで電流を制限しながら放電させる方式のものである。この擬似アークＡを反応ガスが通過する際に、反応ガスは、プラズマ化される。従って、一対の電極３３は、擬似アークＡの放電を発生させ、反応ガスをプラズマ化し、プラズマガスを発生させる。
　また、ヘッド本体部３１における反応室３７の下流側の部分には、複数（本実施例においては、６本）の本体側プラズマ通路７１が形成されている。複数の本体側プラズマ通路７１の上流側の端部は、反応室３７に開口しており、複数の本体側プラズマ通路７１の下流側の端部は、ヘッド本体部３１の下端面に開口している。
　ノズル３５は、例えば、耐熱性の高いセラミックにより成形されている。ノズル３５は、ボルト８０により、ヘッド本体部３１の下面に固定されている。このため、ノズル３５は、ヘッド本体部３１に着脱可能とされており、種類の異なるノズルに変更することができる。ノズル３５には、上端面に開口する一対の溝８１が形成されている。一対の溝８１の各々は、例えば、ヘッド本体部３１の下端面に開口する３本の本体側プラズマ通路７１が連通している。また、ノズル３５には、Ｚ方向に貫通する複数（本実施例においては、１０本）のノズル側プラズマ通路８２が形成されている。ノズル側プラズマ通路８２の上端には、溝８１（例えば、５本ずつ）が接続されている。尚、図３及び図４に示すノズル３５の形状・構造は、一例である。
　また、ノズル３５には、ノズル側プラズマ通路８２を取り囲むように、ヒートガス用通路９５が形成されている。ヒートガス用通路９５の上部は、ヒートガス通路５１を介して、ヒートガス供給部２３の連結部４５に連結されている。ヒートガス用通路９５の下端は、ノズル３５の下面において開口している。
　このような構造により、反応室３７で発生したプラズマガスは、キャリアガスとともに、本体側プラズマ通路７１を経由して溝８１の内部に噴出される。そして、プラズマガスは、溝８１の内部において拡散し、複数のノズル側プラズマ通路８２の各々を経由して、ノズル側プラズマ通路８２の下端の開口８２Ａから噴出される。また、ガス管４１からヒートガス通路５１へ供給されたヒートガスは、ヒートガス用通路９５を流れる。このヒートガスは、プラズマガスを保護するシールドガスとして機能するものである。ヒートガスは、ヒートガス用通路９５を流れ、ヒートガス用通路９５の下端の開口９５Ａからプラズマガスの噴出方向に沿って噴出される。この際、ヒートガスは、ノズル側プラズマ通路８２の開口８２Ａから噴出されるプラズマガスの周囲を取り巻くように噴出される。このように、加熱したヒートガスをプラズマガスの周囲に噴出することで、プラズマガスの効能（濡れ性など）を高めることができる。
　次に、制御ボックス１５の詳細な構成について説明する。図５に示すように、制御ボックス１５は、上記した電源部１５Ａ、ガス供給部１５Ｂ、操作部１５Ｃの他に、コントローラ１００、駆動回路１０５、制御回路１０６、通信部１０７、漏電検出装置１１０、電流センサ１１１、記憶装置１１６などを備えている。コントローラ１００は、不図示のＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えるコンピュータを主体として構成されている。コントローラ１００は、ＣＰＵでプログラムを実行し、電源部１５Ａ、駆動回路１０５、ガス供給部１５Ｂなどを制御することにより、プラズマヘッド１１、ヒートガス供給部２３などを制御する。尚、プログラムをＣＰＵで実行するコントローラ１００のことを、単に装置名で記載する場合がある。例えば、「コントローラ１００が」という記載は、「プログラムをＣＰＵで実行するコントローラ１００が」ということを意味する場合がある。
　また、コントローラ１００は、制御回路１０６を介して、操作部１５Ｃに接続されている。コントローラ１００は、制御回路１０６を介して操作部１５Ｃのタッチパネルの表示を変更する。また、コントローラ１００は、制御回路１０６を介して操作部１５Ｃに対する操作入力を受け付ける。また、記憶装置１１６は、例えば、ハードディスクドライブ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を組み合わせて構成されている。記憶装置１１６には、状態情報１１８が記憶されている。コントローラ１００は、例えば、プラズマ装置１０の状態に係わる情報、異常を検出した際の情報、プラズマ装置１０の設定情報、各機器の稼働時間などを、状態情報１１８として記憶する。
　また、通信部１０７は、不図示のネットワークに接続する通信機器と通信を行う。通信の形態は特に限定されず、例えば、ＬＡＮ、シリアル通信などである。尚、コントローラ１００は、状態情報１１８を制御ボックス１５内の記憶装置１１６に記憶せずに、通信部１０７を介してネットワーク上のサーバ装置等へ記憶しても良い。
　漏電検出装置１１０は、電源部１５Ａとプラズマヘッド１１（電極３３）を接続する電力ケーブル１６の漏電電流を検出する装置である。図６は、漏電検出装置１１０の構成を示している。図６に示すように、本実施形態の電力ケーブル１６は、例えば、第１ケーブル１６Ａ、第２ケーブル１６Ｂ、アースケーブル１６Ｃを有している。第１ケーブル１６Ａ及び第２ケーブル１６Ｂの先端は、プラズマヘッド１１が備える一対の電極３３（図３参照）の各々に電気的に接続されている。電力ケーブル１６は、図１に示すように、ロボット１３に取り付けられている。このため、ロボット１３の動きに応じて、電力ケーブル１６には、屈曲、回転、引っ張りなどの負荷がかかり、損傷を受ける虞がある。そこで、本実施形態のプラズマ装置１０は、漏電検出装置１１０により、電力ケーブル１６が損傷するなどして生じる異常電流を検出する。
　図６に示すように、漏電検出装置１１０は、検出モジュール１２０と、カレントトランスＣＴとを有している。検出モジュール１２０は、比較回路１２１及び電源回路１２２を有する。電力ケーブル１６の第１ケーブル１６Ａ、第２ケーブル１６Ｂ及びアースケーブル１６Ｃの各々は、例えば、電線に絶縁体が被覆されているものである。第１ケーブル１６Ａ、第２ケーブル１６Ｂ及びアースケーブル１６Ｃは、メッシュ状の導電性のシールド部材１４５でシールドされている。シールド部材１４５はアースケーブル１６Ｃを介して接地されている。
　また、電源部１５Ａは、ＡＣ電源１４１，１４２を有する。ＡＣ電源１４１は、商用電源（不図示）から給電される電力に基づいて、所定の電圧値や電流値の交流電力を生成する。ＡＣ電源１４１は、第１ケーブル１６Ａ及び第２ケーブル１６Ｂを介して、一対の電極３３の各々へ生成した交流電力を供給する。
　漏電検出装置１１０のカレントトランスＣＴは、アースケーブル１６Ｃに取り付けられている。カレントトランスＣＴは、アースケーブル１６Ｃに流れる漏電電流の電流値に応じた検出電圧を比較回路１２１へ出力する。ＡＣ電源１４２は、例えば、ＡＣ電源１４１から供給される交流電力から電源回路１２２へ供給する交流電力（例えば、ＡＣ２００Ｖ）を生成する。電源回路１２２は、ＡＣ電源１４２から供給される交流電力から比較回路１２１へ供給する駆動電圧及び閾値電圧を生成し、生成した駆動電圧及び閾値電圧を比較回路１２１へ供給する。閾値電圧は、本開示の第１閾値、第２閾値の一例である。
　比較回路１２１は、カレントトランスＣＴの検出電圧と、閾値電圧とを比較し、比較結果を示す検出情報ＳＩをコントローラ１００に出力する。ここで、第１ケーブル１６Ａ又は第２ケーブル１６Ｂと、アースケーブル１６Ｃとの間で短絡や放電が発生した場合、ＡＣ電源１４１からアースへ漏電電流が流れる。このため、カレントトランスＣＴの検出電圧は、変動する。比較回路１２１は、変動するカレントトランスＣＴの検出電圧と閾値とを比較した結果を、検出情報ＳＩとしてコントローラ１００に出力する。
　また、第１ケーブル１６Ａと、第２ケーブル１６Ｂとの間で短絡や放電が発生した場合、電磁誘導等により、シールド部材１４５に漏電電流が流れる。この場合にも、比較回路１２１は、変動するカレントトランスＣＴの検出電圧と閾値とを比較した結果を、検出情報ＳＩとしてコントローラ１００に出力する。このように、漏電検出装置１１０は、第１ケーブル１６Ａ又は第２ケーブル１６Ｂの地絡だけでなく、第１ケーブル１６Ａ及び第２ケーブル１６Ｂ間の短絡や放電を検出することができる。
　また、上記した短絡や放電が発生していない電力供給時、即ち、電力ケーブル１６の損傷や切断が発生せず、プラズマ発生制御に必要な電力を電力ケーブル１６で供給している正常な状態でも、電磁誘導等により、シールド部材１４５に漏電電流が流れる。また、シールド部材１４５に何らかのノイズが入力された場合にも漏電電流が生じる可能性がある。このような正常時やプラズマ装置１０の異常以外の場合でも、漏電検出装置１１０は、閾値を用いた比較結果を、検出情報ＳＩとしてコントローラ１００に出力する。
　尚、漏電検出装置１１０の構成は、特に限定されない。例えば、漏電検出装置１１０は、アースケーブル１６Ｃに流れる漏電電流の電流値を、閾値と比較する構成でも良い。例えば、漏電検出装置１１０は、カレントトランスにより検出された第１ケーブル１６Ａや第２ケーブル１６Ｂに流れる電流値に応じた検出電圧をＡＤ変換し、電流値を示すデジタル値をコントローラ１００へ出力する。コントローラ１００は、入力した電流値と閾値とを比較しても良い。即ち、本開示の漏電検出装置は、電流値で比較する構成でも良い。この場合、本開示の第１閾値、及び第２閾値として、所定の電流値を設定することができる。また、検出した電圧値や電流値と、閾値の比較処理を、コントローラ１００が実行しても良い。この場合、コントローラ１００は、本開示の漏電検出装置の一例である。
　また、本実施形態のコントローラ１００は、漏電電流を検出した検出情報ＳＩに加え、処理ガスの圧力値に基づいて、装置の異常を判断する。図７に示すように、ガス供給部１５Ｂは、ガス発生装置１０９、複数のマスフローコントローラ１１２（図７中のＦ１～Ｆ５）、複数の圧力センサ１１３（図中の白色の四角）などを備えている。ガス発生装置１０９は、反応ガス、キャリアガス、加熱用ガスの各々を供給する供給源の装置である。ガス発生装置１０９は、例えば、窒素（Ｎ２）、酸素（Ｏ２）、空気（Ａｉｒ、乾燥空気など）を供給する。ガス発生装置１０９は、空気の供給源となるコンプレッサ、コンプレッサから供給される空気の湿気を取り除くためのドライヤ、乾燥空気から窒素や酸素を分離する分離装置等を備えている。尚、ガス発生装置１０９は、反応ガスの種ガスの酸素として、酸素を含む空気や乾燥空気を用いても良い。
　ガス発生装置１０９は、反応ガス（酸素、窒素）、キャリアガス（窒素）、加熱用ガス（空気）のそれぞれを処理ガスとして供給する。複数のマスフローコントローラ１１２は、例えば、各処理ガスの各々に対応して設けられ、各処理ガスの流量を、コントローラ１００の制御に基づいて制御する。各マスフローコントローラ１１２は、調整した後の実際に供給する流量の値（測定値）をコントローラ１００に出力する。
　また、複数の圧力センサ１１３は、各マスフローコントローラ１１２によって流量を調整された処理ガスの圧力値を検出する。また、圧力センサ１１３は、反応ガス（酸素、窒素）を混合器１１５で混合した混合気体の圧力値を検出する。従って、圧力センサ１１３は、反応ガス（種ガス）である酸素（Ｏ２）、酸素に混合する窒素（Ｎ２）、混合した後の混合気体（乾燥空気）のそれぞれの圧力を検出する。また、圧力センサ１１３は、一対のキャリアガス流路６３の各々に接続されたガス供給チューブ１９を流れるキャリアガスの圧力を、個別に検出する。また、圧力センサ１１３は、ガス管４１へ供給する加熱用ガス（加熱する前の空気）の圧力値を検出する。各圧力センサ１１３は、検出した圧力値をコントローラ１００に出力する。そして、本実施形態のコントローラ１００は、漏電電流（検出電圧）、処理ガスの圧力値に基づいて、装置の異常を判断する。判断処理の内容については、後述する。
　また、電源部１５Ａは、商用電源から電極３３へ給電する高周波の交流電力を生成し、生成した交流電力を電極３３へ給電する。電流センサ１１１は、電源部１５Ａから電極３３へ電力を供給するための第１ケーブル１６Ａや第２ケーブル１６Ｂに流れる電流を検出する。電流センサ１１１は、例えばカレントトランスを備え、カレントトランスにより検出された第１ケーブル１６Ａや第２ケーブル１６Ｂに流れる電流値に応じた検出電圧をＡＤ変換し、電流値に応じたデジタル値をコントローラ１００へ出力する。
　また、図５に示すように、駆動回路１０５には、ヒータ４３、及びヒータ４３付近に取り付けられた熱電対９２が電気的に接続されている。駆動回路１０５は、熱電対９２の出力値に応じた温度をコントローラ１００へ出力する。駆動回路１０５は、コントローラ１００に指示された目標温度となるように、熱電対９２の出力値に基づき、ヒータ４３の加熱温度を制御する。温度センサ１１４は、例えば、プラズマヘッド１１内に設けられている。温度センサ１１４は、例えば熱電対を有し、プラズマガスの温度を検出し、検出した温度をコントローラ１００へ出力する。
　次に、本実施形態のコントローラ１００が実行する報知処理について説明する。コントローラ１００は、例えば、操作部１５Ｃのタッチパネルを介してプラズマ処理の開始の指示を受け付けると、プラズマ発生制御を開始する。プラズマ発生制御において、コントローラ１００は、所定の電力を電極３３に供給する制御を電源部１５Ａに開始させる。以下の説明では、電源部１５Ａから電極３３へ電力の供給を開始することを「プラズマＯＮ」と称して説明する。
　また、コントローラ１００は、プラズマＯＮ時において、ガス供給部１５Ｂに処理ガス（キャリアガス、反応ガス、加熱用ガス）の供給を開始させる。ガス供給部１５Ｂは、予め設定された所定のガス流量及び圧力値で、処理ガスの供給を開始する。また、コントローラ１００は、駆動回路１０５を制御して、所定の温度になるようにヒータ４３の加熱温度を制御する。
　また、コントローラ１００は、プラズマＯＮすると、プラズマ装置１０の状態に係わる状態情報１１８を記憶装置１１６に記憶する。また、コントローラ１００は、装置の異常の発生を判定する。コントローラ１００は、装置の異常を検出すると、例えば、電極３３への電力の供給を停止し、処理ガスの供給を停止し、ヒートガス供給部２３の動作を停止させ、プラズマ発生制御を終了する。これにより、プラズマ装置１０のプラズマ発生は停止される。コントローラ１００は、異常を検出しプラズマ発生制御を終了すると、操作部１５Ｃの画面に検出した異常の情報を表示させる。
　図８は、コントローラ１００が異常と判断する条件と、その異常を検出した場合の報知処理の内容を示している。以下の説明では、漏電検出装置１１０によって検出した検出電圧値を、漏電検出値と称して説明する。まず、一番上のＮＯ１は、漏電検出装置１１０で検出した漏電検出値が最大閾値ＴＨ１以上となる場合である。２番目のＮＯ２は、漏電検出装置１１０で検出した漏電検出値が上限閾値ＴＨ２以上となる場合である。図９は、正常時の漏電検出値と、各閾値との関係を示している。本実施形態のコントローラ１００は、最大閾値ＴＨ１、上限閾値ＴＨ２、下限閾値ＴＨ３、最低閾値ＴＨ４を用いて、漏電検出値の異常を判断する。
　最大閾値ＴＨ１は、例えば、電力ケーブル１６の切断や損傷が発生し、第１ケーブル１６Ａ又は第２ケーブル１６Ｂと、アースケーブル１６Ｃとの間で短絡や放電が発生した場合に検出される漏電検出値（漏電電流に応じた検出電圧値）を判断可能な値である。最大閾値ＴＨ１は、例えば、放電時に電極３３に印加する電圧値、又はその電圧値から電力ケーブル１６やアースケーブル１６Ｃの電力損失を減算した値である。また、上限閾値ＴＨ２は、最大閾値ＴＨ１よりも小さい値である。例えば、第１ケーブル１６Ａと第２ケーブル１６Ｂとの間で短絡や放電が発生した場合や、電力ケーブル１６の僅かな切断等が発生した場合に、電磁誘導等により、シールド部材１４５に漏電電流が流れる。上限閾値ＴＨ２は、このような最大閾値ＴＨ１まで増大しない漏電検出値の増大（異常）を検出可能な値である。図９の実線の波形１５０で示すように、電力ケーブル１６の損傷や切断が発生せず正常に電力供給できている場合、漏電検出値は、例えば、プラズマＯＮ時から徐々に増大し、基準値Ｖｓ付近で安定する。この基準値Ｖｓは、正常な電力供給時における電磁誘導やノイズ等により生じる漏電検出値である。
　一方、図１０は、異常時の漏電検出値と、各閾値との関係を示している。破線の波形１５１は、漏電検出値が上限閾値ＴＨ２以上となった場合であり、漏電検出値が基準値Ｖｓで安定している状態から、何らかの異常の発生により増大した場合を示している。波形１５１に示すように、漏電検出値が基準値Ｖｓの状態で（例えば、プラズマ照射中に）第１及び第２ケーブル１６Ａ，１６Ｂ間の放電等が発生すると、漏電検出値は、基準値Ｖｓから増大し、上限閾値ＴＨ２以上となる。第１及び第２ケーブル１６Ａ，１６Ｂが完全に切断等されていない場合、例えば、電源部１５Ａから供給した電力の一部しかアースケーブル１６Ｃに流れず、漏電検出値は、最大閾値ＴＨ１まで増大せず、最大閾値ＴＨ１未満となる。また、プラズマＯＮ後に異常が発生した場合と同様に、例えば、プラズマＯＮする前から電力ケーブル１６の損傷等があった場合、プラズマＯＮ時以降に、漏電検出値が、上限閾値ＴＨ２以上まで増大する。
　コントローラ１００は、上記した漏電検出値が上限閾値ＴＨ２以上となったことを検出すると、図８に示すように、電力ケーブル１６が切断している可能性がある旨を操作部１５Ｃのタッチパネルに表示する。上記したように、上限閾値ＴＨ２は、電力ケーブル１６が確実に切断しているか不明であるが、何らかの原因で漏電検出値の増大を検出した場合に警告を行なうための閾値である。このため、コントローラ１００は、例えば、「電力ケーブル１６のどこかで損傷が発生している可能性があるため、確認して下さい」などの確認メッセージを操作部１５Ｃに表示する。そして、例えば、ユーザは、プラズマ装置１０の状態を確認し、確認を終了した旨の操作入力を操作部１５Ｃに対して行なう。コントローラ１００は、操作部１５Ｃに対する操作入力を受け付けると、プラズマ発生制御を再開しても良い。
　一方、図１０の実線の波形１５３は、漏電検出値が最大閾値ＴＨ１以上となった場合を示している。波形１５３に示すように、漏電検出値が基準値Ｖｓの状態で電力ケーブル１６の切断等が発生すると、漏電検出値は、基準値Ｖｓから増大し、上限閾値ＴＨ２を超えて最大閾値ＴＨ１以上となる。例えば、第１ケーブル１６Ａと、アースケーブル１６Ｃとの間で短絡が発生した場合、ＡＣ電源１４１から第１ケーブル１６Ａに供給した電力の大部分がアースケーブル１６Ｃを介してアースへ漏電電流として流れる。このため、漏電検出値は、最大閾値ＴＨ１まで増大する可能性が高くなる。同様に、例えば、プラズマＯＮする前から電力ケーブル１６が切断していた場合も、プラズマＯＮ時以降に、漏電検出値が最大閾値ＴＨ１まで増大する。
　コントローラ１００は、漏電検出値が最大閾値ＴＨ１以上となったことを検出すると、図８に示すように、電力ケーブル１６が切断している旨を操作部１５Ｃのタッチパネルに表示する。上記したように漏電検出値が最大閾値ＴＨ１以上となる場合、電力ケーブル１６の切断等が発生している可能性が極めて高い。このため、コントローラ１００は、例えば、「電力ケーブル１６のどこかで損傷が発生しているため、緊急停止しました」などの警告メッセージを操作部１５Ｃに表示する。この場合、コントローラ１００は、例えば、電力ケーブル１６の交換を検出した場合、メンテナンス業者による作業確認の操作入力が操作部１５Ｃで行なわれた場合など、漏電異常の原因が確実に解決するまでの間、電源部１５Ａによる電力供給を停止する。
　従って、本実施形態では、第１閾値として、正常にプラズマを発生させている状態で漏電検出装置１１０により検出される漏電検出値（漏電電流の電流値、基準値Ｖｓに相当する電流値）よりも大きい上限閾値ＴＨ２を含む。また、第２閾値として、上限閾値ＴＨ２よりも大きい最大閾値ＴＨ１を含む。コントローラ１００は、漏電検出値が上限閾値ＴＨ２以上となった場合に、電力ケーブル１６の漏電の可能性を報知する（第１報知の一例）。また、コントローラ１００は、漏電電流の電流値が最大閾値ＴＨ１以上となった場合に、電力ケーブル１６の切断を報知する（第２報知の一例）。
　正常にプラズマを発生させている状態で電力供給により発生するノイズ（誘導電流）などを基準の漏電電流（基準値Ｖｓ）とし、その漏電電流よりも大きい上限閾値ＴＨ２を設定する。これにより電力ケーブル１６の短絡などの漏電の可能性を報知できる。また、上限閾値ＴＨ２よりも大きい最大閾値ＴＨ１を設定することで、電力ケーブル１６が完全に切断され電力ケーブル１６の途中で異常放電が発生した場合など、漏電異常の発生が極めて高い状態を検出し報知することができる。従って、上限閾値ＴＨ２と最大閾値ＴＨ１とによって、漏電の可能性や確実な漏電の報知を実行できる。
　また、図８のＮＯ３、ＮＯ４は、漏電検出値が最低閾値ＴＨ４以下となる場合を示している。本実施形態のコントローラ１００は、最低閾値ＴＨ４による漏電異常の判定を、プラズマＯＮ時に実行する。最低閾値ＴＨ４は、例えば、漏電電流が流れない（漏電検出値が増大しない）又は、漏電電流が極めて小さい異常を検出する閾値である。例えば、アースケーブル１６Ｃをプラズマ装置１０のアースに付け忘れた場合、アースケーブル１６Ｃが切断された場合、アースケーブル１６Ｃが取れかけている場合など、漏電検出装置１１０に係わる故障が発生すると、漏電検出値が増大しない又は極めて小さい可能性がある。最低閾値ＴＨ４は、このような漏電検出値が増大しない状態などを検出可能な値であり、例えば、０Ｖ（電流であれば０Ａ）、又は０Ｖに近い値である。
　図１１の波形１５５は、漏電検出値が最低閾値ＴＨ４以下となった場合であり、プラズマＯＮ時の状態を示している。波形１５５に示すように、アースケーブル１６Ｃの付け忘れなどが発生していた場合、漏電検出値は、プラズマＯＮ時から増大せず、最低閾値ＴＨ４を下回る、又は後述する下限閾値ＴＨ３よりも小さく最低閾値ＴＨ４付近となる。
　一方で、仮にアースケーブル１６Ｃが正常に接続されている場合でも、例えば、処理ガスが供給されず、電極３３の放電が発生しない場合、あるいは何らかの原因で放電が発生しない場合などにも、漏電検出値が、増大しない可能性がある。具体的には、ガス供給チューブ１９の損傷、ガス供給部１５Ｂの故障、電極３３の劣化、反応室３７の損傷など、様々な原因で、漏電検出値が低減する可能性がある。
　図１２は、プラズマＯＮ時からプラズマ照射時にかけての処理ガスの圧力値の変化を示している。ここで、例えば、圧力センサ１１３で検出した処理ガスの圧力値は、擬似アークＡの発生状態等に異常が発生していない限り、キャリアガス、反応ガス、ヒートガスの種類に係わらずプラズマＯＮ時からプラズマが点火してプラズマ照射を開始して以降までの間、互いに同様に増大する。このため、以下の説明では、特段の区別を要しない場合、各種ガスを処理ガスと総称して説明する。図１２の波形１５７に示すように、マスフローコントローラ１１２の調整によって流量や流速を調整された処理ガスの圧力を圧力センサ１１３で検出した圧力値は、プラズマＯＮ時から徐々に増大する。プラズマＯＮ時から各処理ガスの供給が開始されるため、圧力値は、徐々に増大する。圧力値は、例えば、基準圧力値Ｐｓにおいて飽和する。その後、電極３３間に擬似アークＡが発生し、プラズマヘッド１１の温度は、上昇する。また、ヒートガスの加熱によっても、プラズマヘッド１１の温度は、上昇する。圧力値は、時間の経過とともに、基準圧力値Ｐｓから徐々に増大する。
　そして、ガス供給チューブ１９の損傷、ガス供給部１５Ｂの故障が発生すると、図１２の破線の波形１５９に示すように、圧力値の低下が発生する。圧力値がどの程度まで低下するのかは、異常の発生タイミング、発生した異常の種類、規模等に依存する。例えば、圧力値は、プラズマ点火前に低下すると、基準圧力値Ｐｓまで上昇しない可能性がある（下側の波形１５９参照）。あるいは、圧力値は、プラズマ点火後に低下すると、所定の閾値圧力値Ｐｔｈまで上昇しない可能性がある（上側の波形１５９参照）。この閾値圧力値Ｐｔｈは、例えば、基準圧力値Ｐｓと、プラズマ照射時の最大圧力値との間に設定される閾値である。このため、このような基準圧力値Ｐｓや閾値圧力値Ｐｔｈを設定しておくことで、圧力値が上昇しない異常を検出することができる。
　そこで、図８のＮＯ３に示すように、コントローラ１００は、プラズマＯＮ時に、漏電検出値が最低閾値ＴＨ４以下で、且つ圧力値が例えば基準圧力値Ｐｓまで上昇しないことを検出すると、プラズマが照射されていない旨の表示を操作部１５Ｃに行なう。ここでいうプラズマＯＮ時とは、例えば、プラズマＯＮからプラズマ点火までの期間をいう。あるいは、プラズマＯＮ時とは、プラズマＯＮから、プラズマガスが安定的に照射されるまでの期間でも良い。また、ここでいうプラズマが照射されていない旨とは、プラズマが発生していない異常を報知する旨だけでなく、上記したガス供給チューブ１９の損傷、ガス供給部１５Ｂの故障、電極３３の劣化、反応室３７の損傷など、漏電検出装置１１０に係わる異常以外の異常を報知するための表示例である。一方、図８のＮＯ４に示すように、コントローラ１００は、プラズマＯＮ時に、漏電検出値が最低閾値ＴＨ４以下で、且つ圧力値が基準圧力値Ｐｓ以上まで上昇した（正常な値まで上昇した）ことを検出すると、アースケーブル１６Ｃやシールド部材１４５に異常（漏電検出装置１１０に係わる異常の一例）がある旨の表示を操作部１５Ｃに行なう。
　また、図８のＮＯ５、ＮＯ６は、漏電検出値が下限閾値ＴＨ３以下となる場合を示している。本実施形態のコントローラ１００は、下限閾値ＴＨ３による漏電異常の判定を、プラズマの照射を開始した後に実行する。ここでいうプラズマの照射を開始した後とは、例えば、プラズマ点火以降の期間をいう。あるいは、プラズマの照射を開始した後とは、プラズマガスが安定的に照射された状態以降の期間でも良い。下限閾値ＴＨ３は、上記した各種の異常が発生しておらず、正常なプラズマ照射を実行できている基準値Ｖｓよりも小さい値で、最低閾値ＴＨ４よりも大きな値である。例えば、上記した上限閾値ＴＨ２は、基準値Ｖｓに＋Ｘ［Ｖ］した値である。そして、下限閾値ＴＨ３は、基準値Ｖｓに－Ｘ［Ｖ］した値である。即ち、上限閾値ＴＨ２及び下限閾値ＴＨ３は、例えば、基準値Ｖｓを中央値として、所定の値（Ｘ［Ｖ］）だけプラス又はマイナスした値である。
　上記した最低閾値ＴＨ４と同様に、プラズマの照射を開始した後に、漏電異常が発生した場合、漏電検出値が低下する虞がある。また、プラズマの照射を開始した後に、ガス供給チューブ１９の損傷が発生し、処理ガスの供給等が停止した場合にも、漏電検出値が低下する虞がある（図９の破線の波形１６１参照）。そこで、図８のＮＯ５に示すように、コントローラ１００は、プラズマの照射を開始した後に、例えば、漏電検出値が下限閾値ＴＨ３以下まで低下し、且つ圧力値が閾値圧力値Ｐｔｈ（図１２参照）まで低下したことを検出すると、プラズマが照射されていない旨の表示を操作部１５Ｃに行なう。これにより、プラズマ照射中に、プラズマの消灯、ガス供給チューブ１９の損傷、ガス供給部１５Ｂの故障、電極３３の劣化、反応室３７の損傷などの異常が発生した場合に、プラズマの照射異常として報知を行なうことができる。尚、コントローラ１００は、圧力値の低下を基準圧力値Ｐｓ（図１２参照）によって判断しても良い。一方、図８のＮＯ６に示すように、コントローラ１００は、プラズマの照射を開始した後に、漏電検出値が下限閾値ＴＨ３以下まで低下し、且つ圧力値が閾値圧力値Ｐｔｈ以上の正常な値で維持されていることを検出すると、アースケーブル１６Ｃやシールド部材１４５に異常（漏電検出装置１１０に係わる異常の一例）がある旨の表示を操作部１５Ｃに行なう。
　従って、本実施形態では、第１閾値として、正常にプラズマを発生させている状態で漏電検出装置１１０により検出される基準値Ｖｓ（漏電電流の電流値に応じた電圧値）よりも小さい下限閾値ＴＨ３を含む（図９参照）。また、第２閾値として、下限閾値ＴＨ３よりも小さい最低閾値ＴＨ４を含む。コントローラ１００は、電極３３に電力の供給を開始した際（プラズマＯＮ時）に、漏電検出値が最低閾値ＴＨ４以下となり、且つ圧力センサ１１３により検出した処理ガスの圧力値が所定の圧力値（閾値圧力値Ｐｔｈや基準圧力値Ｐｓ）まで上昇しない場合、プラズマが照射されていない異常を報知する（第２報知の一例）。また、コントローラ１００は、電極３３に電力の供給を開始した際に、漏電検出値が最低閾値ＴＨ４以下となり、且つ圧力センサ１１３により検出した処理ガスの圧力値が所定の圧力値まで上昇した場合、漏電検出装置１１０に係わる異常を報知する（第２報知の一例）。
　電極３３に電力の供給を開始した際には（プラズマＯＮ以降には）、漏電電流の電流値は、例えば、ゼロである状態から最低閾値ＴＨ４を超え、さらに下限閾値ＴＨ３を超えて、正常な電流値となる（図９の波形１５０参照）。換言すれば、電力の供給開始時は、最低閾値ＴＨ４を用いることで、下限閾値ＴＨ３を用いた場合よりもより早く異常を検出することができる。そこで、コントローラ１００は、電力の供給開始時に、漏電検出値が最低閾値ＴＨ４以下となり、且つ圧力値が上昇しない場合、プラズマが照射されていない異常を報知する。これにより、プラズマが点火されていない異常や処理ガスが供給されていない異常時に、異常を報知できる。また、コントローラ１００は、電力の供給開始時に、漏電検出値が最低閾値ＴＨ４以下となり、且つ圧力値が上昇した場合、漏電検出装置１１０に係わる異常を報知する。これにより、漏電検出装置１１０の接続ミス、アースケーブル１６Ｃの切断などの異常時に、異常を報知できる。
　また、コントローラ１００は、プラズマの照射を開始した後のプラズマ照射中に、漏電検出値が下限閾値ＴＨ３以下となり、且つ圧力センサ１１３により検出した処理ガスの圧力値が所定の圧力値（閾値圧力値Ｐｔｈや基準圧力値Ｐｓ）まで低下した場合、プラズマが照射されていない異常を報知する（第１報知の一例、図８のＮＯ５）。また、コントローラ１００は、プラズマ照射中に、漏電検出値が下限閾値ＴＨ３以下となり、且つ圧力センサ１１３により検出した処理ガスの圧力値が所定の圧力値まで低下しない場合、漏電検出装置１１０に係わる異常を報知する（第１報知の一例、図８のＮＯ６）。
　プラズマの照射が一度開始されると、漏電電流の電流値や圧力値は、一定の範囲内の値となる。そして、異常が発生すると、電流値や電圧値は、下限閾値ＴＨ３を下回り、さらに最低閾値ＴＨ４を下回る。換言すれば、プラズマの照射を開始した後は、下限閾値ＴＨ３を用いることで、最低閾値ＴＨ４を用いた場合よりもより早く異常を検出することができる。そこで、コントローラ１００は、プラズマ照射中に、漏電検出値が下限閾値ＴＨ３以下となり、且つ圧力値が低下した場合、プラズマが照射されていない異常を報知する。これにより、プラズマが切れた異常や処理ガスの供給が停止した異常時に、異常を報知できる。また、コントローラ１００は、プラズマ照射中に、漏電検出値が下限閾値ＴＨ３以下となり、且つ圧力値が低下しない場合、漏電検出装置１１０に係わる異常を報知する。これにより、漏電検出装置１１０の故障、アースケーブル１６Ｃの切断などの異常時に、異常を報知できる。
　また、本実施形態のコントローラ１００は、圧力センサ１１３により検出した処理ガスの圧力値と、漏電検出値（漏電電流の電圧値や電流値）に基づいて、ＮＯ５、ＮＯ６の報知（第１報知の一例）及びＮＯ３、ＮＯ４の報知（第２報知の一例）を実行する。圧力センサ１１３により検出される圧力値は、処理ガスの供給開始、プラズマの点火などのタイミングで上昇する。このため、コントローラ１００は、処理ガスの圧力値と、漏電電流の電圧値や電流値を組み合わせて漏電電流の発生状況を判断することで、発生状況をより詳細に場合分けして報知内容を変更できる。
　また、本実施形態のプラズマ装置１０は、電力ケーブル１６をシールドする導電性のシールド部材１４５と、シールド部材１４５を地絡させるアースケーブル１６Ｃと、を備える。漏電検出装置１１０は、アースケーブル１６Ｃに流れる漏電電流を検出する。これによれば、漏電検出装置１１０は、電力ケーブル１６をシールドするシールド部材１４５からアースへ流れる漏電電流を検出できる。シールド部材１４５には、様々なノイズによって漏電電流が流れる可能性がある。そこで、コントローラ１００は、検出した漏電電流と第１及び第２閾値（最大閾値ＴＨ１、上限閾値ＴＨ２、下限閾値ＴＨ３、最低閾値ＴＨ４）を比較することで、漏電電流の発生状況に応じた報知を行うことができる。
　尚、図８は、漏電電流に基づく検出電圧値と、処理ガスの圧力値に基づいて異常を報知する処理の一例を示している。コントローラ１００は、その他の情報（マスフローコントローラ１１２の流量や電流センサ１１１で検出した電流値）に基づいて異常を報知しても良い。また、コントローラ１００は、漏電電流に基づく検出電圧値、処理ガスの圧力値に加え、その他の情報を組み合わせて異常を判断し、報知内容を変更しても良い。また、コントローラ１００は、漏電電流の電圧値と同様に、漏電電流の電流値についても、各閾値を設定して異常を判断できる。
　因みに、上記実施形態において、電源部１５Ａは、電源装置の一例である。ガス供給部１５Ｂは、ガス供給装置の一例である。キャリアガス、反応ガス、ヒートガスは、処理ガスの一例である。コントローラ１００は、制御装置の一例である。圧力センサ１１３は、圧力検出装置の一例である。上限閾値ＴＨ２、下限閾値ＴＨ３は、第１閾値の一例である。最大閾値ＴＨ１、最低閾値ＴＨ４は、第２閾値の一例である。
　以上、説明した実施形態によれば、以下の効果を奏する。
　本実施例の一態様では、プラズマ装置１０のコントローラ１００は、漏電検出装置１１０により検出した漏電検出値と第１閾値（上限閾値ＴＨ２、下限閾値ＴＨ３）を比較した結果に基づいて図８に示すＮＯ２、５、６の報知（第１報知の一例）を実行する。また、コントローラ１００は、漏電検出値と第２閾値（最大閾値ＴＨ１、最低閾値ＴＨ４）を比較した結果に基づいてＮＯ１、３、４の報知（第２報知の一例）を実行する。
　これによれば、電極３３に電力を供給する電力ケーブル１６の漏電電流を漏電検出装置１１０により監視する。コントローラ１００は、漏電電流と第１閾値を比較した結果と、漏電電流と第２閾値を比較した結果とで異なる報知を実行する。これにより、正常な電力供給時のノイズにより発生する漏電電流、電力ケーブル１６の短絡や切断により発生する漏電電流、漏電検出装置１１０に係わる故障により検出される漏電電流など、漏電電流の発生状況を第１及び第２閾値を用いて判断し、異なる報知を実行できる。従って、漏電電流の発生状況に応じた報知を行うことができる。
　また、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内での種々の改良、変更が可能であることは言うまでもない。
　例えば、コントローラ１００は、最大閾値ＴＨ１、上限閾値ＴＨ２、下限閾値ＴＨ３、最低閾値ＴＨ４を用いて漏電異常を判断いたが、これに限らない。例えば、コントローラ１００は、最大閾値ＴＨ１と上限閾値ＴＨ２の組み合わせのみや、下限閾値ＴＨ３と最低閾値ＴＨ４の組み合わせのみで漏電異常を判断しても良い。
　また、コントローラ１００は、処理ガスの圧力値を用いずに、第１閾値や第２閾値のみで漏電異常を判断しても良い。
　また、上記実施形態では、コントローラ１００は、本開示の第１及び第２報知として、操作部１５Ｃに表示する処理を実行したが、これに限らない。例えば、コントローラ１００は、ＬＥＤなどの表示灯の点灯、スピーカからの警告音の放音等により、第１報知や第２報知を実行しても良い。
　また、電源部１５Ａ、ガス供給部１５Ｂは、制御ボックス１５とは別の装置でも良い。
　また、電力ケーブル１６は難燃性の材料で覆われることが望ましい。
　１０　プラズマ装置、１５Ａ　電源部（電源装置）、１５Ｂ　ガス供給部（ガス供給装置）、１６　電力ケーブル、１６Ｃ　アースケーブル、３３　電極、１００　コントローラ（制御装置）、１１０　漏電検出装置、１１３　圧力センサ（圧力検出装置）、１４５　シールド部材、ＴＨ１　最大閾値（第２閾値）、ＴＨ２　上限閾値（第１閾値）、ＴＨ３　下限閾値（第１閾値）、ＴＨ４　最低閾値（第２閾値）。

Claims (6)

  1. 　放電によりプラズマを発生させる電極と、
    　前記電極へ供給する電力を生成する電源装置と、
    　前記電源装置から前記電極へ前記電力を供給する電力ケーブルと、
    　前記電力ケーブルの漏電電流を検出する漏電検出装置と、
    　前記漏電検出装置により検出した前記漏電電流と第１閾値を比較した結果に基づいて第１報知を実行し、前記漏電電流と第２閾値を比較した結果に基づいて第２報知を実行する制御装置と、
    　を備える、プラズマ装置。
  2. 　前記第１閾値は、
    　正常にプラズマを発生させている状態で前記漏電検出装置により検出される前記漏電電流の電流値よりも大きい上限閾値を含み、
    　前記第２閾値は、
    　前記上限閾値よりも大きい最大閾値を含み、
    　前記制御装置は、
    　前記漏電電流の電流値が前記上限閾値以上となった場合に、前記電力ケーブルの漏電の可能性を前記第１報知として報知し、前記漏電電流の電流値が前記最大閾値以上となった場合に、前記電力ケーブルの切断を前記第２報知として報知する、請求項１に記載のプラズマ装置。
  3. 　プラズマの照射に用いる処理ガスを供給するガス供給装置と、
    　前記ガス供給装置から供給する前記処理ガスの圧力を検出する圧力検出装置と、
    　を備え、
    　前記制御装置は、
    　前記圧力検出装置により検出した前記処理ガスの圧力値と、前記漏電電流の電流値に基づいて、前記第１報知及び前記第２報知を実行する、請求項１又は請求項２に記載のプラズマ装置。
  4. 　前記第１閾値は、
    　正常にプラズマを発生させている状態で前記漏電検出装置により検出される前記漏電電流の電流値よりも小さい下限閾値を含み、
    　前記第２閾値は、
    　前記下限閾値よりも小さい最低閾値を含み、
    　前記制御装置は、
    　前記電極に電力の供給を開始した際に、前記漏電電流の電流値が前記最低閾値以下となり、且つ前記圧力検出装置により検出した前記処理ガスの圧力値が所定の圧力値まで上昇しない場合、プラズマが照射されていない異常を前記第２報知として報知し、
    　前記電極に電力の供給を開始した際に、前記漏電電流の電流値が前記最低閾値以下となり、且つ前記圧力検出装置により検出した前記処理ガスの圧力値が所定の圧力値まで上昇した場合、前記漏電検出装置に係わる異常を前記第２報知として報知する、請求項３に記載のプラズマ装置。
  5. 　前記制御装置は、
    　プラズマの照射を開始した後のプラズマ照射中に、前記漏電電流の電流値が前記下限閾値以下となり、且つ前記圧力検出装置により検出した前記処理ガスの圧力値が所定の圧力値まで低下した場合、プラズマが照射されていない異常を前記第１報知として報知し、
    　プラズマの照射を開始した後のプラズマ照射中に、前記漏電電流の電流値が前記下限閾値以下となり、且つ前記圧力検出装置により検出した前記処理ガスの圧力値が所定の圧力値まで低下しない場合、前記漏電検出装置に係わる異常を前記第１報知として報知する、請求項４に記載のプラズマ装置。
  6. 　前記電力ケーブルをシールドする導電性のシールド部材と、
    　前記シールド部材を地絡させるアースケーブルと、
    　を備え、
    　前記漏電検出装置は、
    　前記アースケーブルに流れる前記漏電電流を検出する、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載のプラズマ装置。
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