(57)【要約】【課題】  粉末の詰まりを低減する粉末加熱装置を提供する。【解決手段】  粉末供給装置１、分散器２、直流プラズマ発生装置のトーチ４及び、分散器２からの配管Ｔ２に繋がる孔２２が設けられた第１柱状部２１Ａと、この孔に繋がる開口部の径がこの孔の径より大きく、徐々にその径が小さくなる分岐孔２５ｂ，２５ｃが設けられた第２の柱状部２１Ｂと、各分岐孔に繋がる開口部の径が各分岐孔の径より大きい孔２６ａ，２６ｂが設けられた第３柱状部２１Ｃから成るマニフォールド体の本体２１を備えている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末供給手段、プラズマ発生空間に粉末を供給するための孔を複数有するトーチを有するプラズマ発生装置、及び、前記粉末供給手段から配管を通じて送られてくる孔と、該孔と通じ、該孔からの粉末を、前記トーチの複数の孔に配管を通じて送るための複数の孔を有するマニフォールド体を備えた粉末加熱装置において、前記マニフォールド体は、前記粉末供給手段からの配管に繋がる孔が設けられた第１柱状部と、該孔に繋がる開口部の径が該孔の径より大きく、徐々にその径が小さくなる孔が少なくとも２つ分岐して設けられた第２の柱状部と、該分岐孔各々に繋がる開口部の径が該分岐孔の径より大きく、前記トーチの複数の孔に配管を介して繋がる孔が設けられた第３柱状部から成る粉末加熱装置。
粉末加熱装置。
【請求項２】
前記プラズマ発生装置は、直流プラズマ発生装置である請求項１記載の粉末加熱装置。
【請求項３】
前記各分岐孔は第１柱状体に接する面を起点として一定の角度で分岐し、各分岐孔と繋がる第３柱状体の各孔は、マニフォールド体の中心軸に平行に設けられている請求項１記載の粉末加熱装置。
【請求項４】
前記各柱状体は円柱状である請求項１記載の粉末加熱装置。
【請求項５】
前記直流プラズマ発生装置のトーチが高周波誘導プラズマ装置のトーチに繋がっている請求項２記載の粉末加熱装置。
【請求項６】
前記第３柱状体の各孔と前記トーチの複数の孔とを繋ぐ配管は直線状の金属製管から成る請求項１記載の粉末加熱装置。
【請求項７】
前記各柱状は互いにねじ止めで一体化されている請求項１記載の粉末加熱装置。      
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末供給器からの粉末をプラズマ発生装置に送り、ここで加熱する様にした粉末加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミックス等の微粉末をプラズマ中に供給し、プラズマにより加熱されて蒸気化した粉末をチャンバー中に配置された基板上に膜状に付着する成膜装置が知られている。  
図１は、その様な成膜装置の１概略例を示したものである。
【０００３】
図中１は攪拌した粉末を供給する粉末供給器で、その具体的構造は、例えば、特開平５−１８６８６４号公報の図２に示されている。
【０００４】
２は該粉末供給器から配管Ｔ１を通じて送られて来る粉末の内、凝集した微粉末を分散させて一次粒子（元の微粉末）に戻すための分散器で、その具体的構造は、例えば、特開平５−１８６８６４号公報の図２及び図５に示されている。
【０００５】
３は前記分散器２から配管Ｔ２を通して送られてくる微粉末を、直流プラズマ発生装置のトーチ４内に供給するマニフォールド体である。
【０００６】
該マニフォールド体は、図２（図２の（ｂ）は図２の（ａ）のＡ−Ａ断面図である）に示す様に、円柱状の本体部５の同一水平面上にある側面四ヵ所から中心に向かって４つの孔６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ（６ｄは図示せず）が開けられている。各々の孔には、円筒状の支持ネジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ（７ｄは図示せず）がねじ込まれており、各ネジにはその中心に沿って支持管８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ（８ｄは図示せず）が嵌め込まれている。
【０００７】
前記分散器２からの配管Ｔ２は支持管８ａに繋がり、３つに分岐した孔  ６ｂ，６ｃ，６ｄ（６ｄは図示せず）に繋がっている支持管８ｂ，８ｃ，８ｄ（８ｄは図示せず）各々は、配管Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｄ（Ｔｄは図示せず）を介して直流プラズマ発生装置のトーチ４のフランジ９に開けられた孔１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ（１０ｄは図示せず）に繋がっている。
【０００８】
このフランジには外に、プラズマガス供給用の孔（図示せず）も開けられている。
【０００９】
直流プラズマ発生装置のトーチ４の具体的構造は、例えば、特開２００４−２４７１７７号公報の図３等に示されており、ここではごく概略のみ説明する。
【００１０】
フランジ９の下面には、中心の陰極棒１１を、絶縁体筒１２を介して中空状の陽極筒１３が取り囲む構造の筒状体が、前記各フランジの孔が陽極筒１３の中空部ＳＰ１と相通じる様に取り付けられている。尚、図示しないが、トーチ４の外部には前記陽極筒１３と陰極棒１１との間には直流電力を供給するための直流電源が設けられている。
【００１１】
この様な構造の直流プラズマ発生装置のトーチ４の下部には高周波誘導プラズマ発生装置のトーチ１４が設けられている。高周波誘導プラズマ発生装置のトーチ１４の具体的構造は、例えば、特開２００４−２４７１７７号公報の図３等に示されており、ここではごく概略のみ説明する。
【００１２】
このトーチ１４は、その周囲にＲＦコイル１５が巻かれており、高周波電源１６からこのコイルに高周波電力を供給することにより、内部にプラズマを発生するものである。尚、図示しないが、トーチ１４の下方には高周波誘導プラズマにて加熱蒸発した蒸発粒子が付着される基板（図示せず）が設けられている。
【００１３】
この様な構成の装置において、粉末供給器１で攪拌された粉末はキャリアガスと共に配管Ｔ１に排出され、該配管を通じて分散器２に流入され、ここで微粉末化される。
【００１４】
この様な微粉末は配管Ｔ２及びマニフォールド体３の支持管８ａを通じて孔６ａ内に入る。そして、該微粉末は、分岐孔６ｂ，６ｃ，６ｄ（６ｄは図示せず）に分散されて入って行き、支持管８ｂ，８ｃ，８ｄ（８ｄは図示せず）及び配管Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｄ（Ｔｄは図示せず）を通じて直流プラズマ発生装置のトーチ４のフランジ孔１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ（１０ｄは図示せず）に送られる。
【００１５】
該フランジ９の各孔を通過した微粉末は、陽極筒１３の中空部ＳＰ１を通じてプラズマ発生空間ＳＰ２に送られる。該空間部ＳＰ２には、プラズマガスが供給されており、陽極筒１３と陰極棒１１との間に直流電源（図示せず）から直流電力が供給されることにより直流プラズマが発生している。従って、プラズマ発生空間ＳＰ２に送られてきた微粉末は直流プラズマ中で予備的な加熱を受け、高周波誘導プラズマ発生装置のトーチ１４に供給される。
【００１６】
該トーチ内には、高周波電源１６からＲＦコイル１５に高周波電力が供給されることにより高周波誘導プラズマが発生しており、このプラズマ中に投入された微粉末はプラズマにより加熱されて蒸発し、下方に配置された基板（図示せず）上に、均一な膜が形成される。
【００１７】
【特許文献１】特開平０５−１８６８６４号公報
【特許文献２】特開２００４−２４７１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
さて、上記した様に、分散器２と直流プラズマ発生装置のトーチ４との間には、図２に示す如き構造のマニフォールド体が設けられており、次の様な問題を抱えている。
【００１９】
マニフォールド体の本体部５には、分散器２から送られてくる粉末を通すための孔６ａと、該粉末を分散して直流プラズマ発生装置のトーチ４に送るための孔６ｂ，６ｃ，６ｄ（６ｄは図示せず）が本体部５中心部の１点で交差する様に且つ全ての孔が同一径になる様に開けられているが、各孔での境界部で、加工精度に基づくずれ、即ち、段差が発生し、この部分において粉末の詰まりが発生する。
【００２０】
又、マニフォールド体の本体部５には各支持ネジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ（７ｄは図示せず）がねじ込まれて固定されており、該各支持ネジ内には支持管８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ（８ｄは図示せず）が挿入されており、各孔の交差部分が見える状態に出来ないので、粉末の詰まりを取り除く為のクリーニングが出来ない。
【００２１】
更に、粉末を分散して直流プラズマ発生装置のトーチ４に送るための孔６ｂ，６ｃ，６ｄ（６ｄは図示せず）は交差部分から放射状に形成されているので、該各孔と、直流プラズマ発生装置のトーチ４のフランジ９に開けられた各孔１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ（１０ｄは図示せず）の接続は熱に弱い軟質材料で作製された配管を使用せざるを得ない。しかし、前記粉末供給器１からトーチ４に供給される粉末はキャリアガスで導く様にしており、粉末は可成りの高温に達する。従って、軟性材料で作製された配管は熱により変形し、該変形部分で粉末が滞ってしまう。
【００２２】
本発明は、この様な問題点を解決する新規な粉末加熱装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の粉末加熱装置は、粉末供給手段、プラズマ発生空間に粉末を供給するための孔を複数有するトーチを有するプラズマ発生装置、及び、前記粉末供給手段から配管を通じて送られてくる孔と、該孔と通じ、該孔からの粉末を、前記トーチの複数の孔に配管を通じて送るための複数の孔を有するマニフォールド体を備えた粉末加熱装置において、前記マニフォールド体は、前記粉末供給手段からの配管に繋がる孔が設けられた第１柱状部と、該孔に繋がる開口部の径が該孔の径より大きく、徐々にその径が小さくなる孔が少なくとも２つ分岐して設けられた第２の柱状部と、該分岐孔各々に繋がる開口部の径が該分岐孔の径より大きく、前記トーチの複数の孔に配管を介して繋がる孔が設けられた第３柱状部から成るとを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、次の効果が発生する。
【００２５】
第１柱状部の孔に繋がる第２柱状部の各分岐孔の開口部の径が前記第１柱状部の孔の径より大きく、該分岐孔各々に繋がる第３柱状体の孔の開口部の径が該各分岐孔の径より大きいので、粉末供給手段から第１柱状部の孔、第２柱状部の分岐孔及び第３柱状部の各孔を通じてプラズマ発生装置のトーチの各孔に送っても、各孔での境界部で粉末の詰まりが発生することは無い。
【００２６】
又、マニフォールド体の本体部は、３つの柱状体がネジ等により一体化されているので、ネジを外すことにより、各柱状体に分解出来、しかも、第２柱状体に設けられた分岐孔は、一方の表面を分岐孔の起点として一定の角度で２つ以上に分岐されているので、粉末の詰まりを取り除く為のクリーニングが容易に出来る。
【００２７】
更に、粉末を分岐してプラズマ発生装置のトーチの各孔に送るための第３柱状体の各孔は、マニフォールド体の中心軸に平行に形成されるので、第３柱状体の各孔の位置が、トーチの各孔位置に一致する様に前記分岐孔及び第３柱状体の各孔を形成しておけば、第３柱状体の各孔とトーチの各孔を、熱に強い硬質性の配管（例えば、金属製の配管）で繋ぐことが出来る。従って、配管が変形して粉末が滞ってしまうことはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２９】
図３は本発明の主要部を成すマニフォールド体の一概略を示す。尚、図中、前記図２にて使用した記号と同一記号の付されたものは同一構成要素を示す。
【００３０】
図中１１はマニフォールド体の本体で、大雑把には共に円柱状の３つの部分２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃから成り、第１の円柱状部２１Ａはボルト２０ａ，２０ｂで、第３の円柱状部２１Ｃはボルト２１ａ，２１ｂで、共に、第２円柱状部２１Ｂに取り付けられている。
【００３１】
第１の円柱状部２１Ａには、その中心軸に沿って孔２２が開けられており、該孔の径以上の内径を有する円筒状の支持ネジ２３が該孔と同心軸上にねじ込まれている。又、該ネジにはその中心に沿って支持管２４が嵌め込まれている
第２の円柱状部２１Ｂには、その上面（前記第１の円柱状部２１Ａの下面と接する面）の中心（前記第１の円柱状部２１Ａに開けられた孔２２の開口の中心に対応）から３方に分岐する孔２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ（２５ｄは図示せず）が開けられている。これらの孔は、何れも断面は円形であり、第２円柱状部２１Ｂの上面と下面とにおいては楕円形となるが、各楕円の短径が前記第１の円柱状部２１Ａに開けられた孔径より大きく形成されている。又、何れの分岐孔も、下面に近づくに従って径が小さくなる、いわゆるテーパー状に形成されている。
【００３２】
第３の円柱状部２１Ｃには、各中心軸が、前記各分岐孔２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ（２５ｄは図示せず）の各中心軸とそれぞれ一致する孔２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ（２６ｄは図示せず）が、マニフォールド体の本体２１の中心軸に平行になる様に開けられている。尚、これらの孔の径は、第２円柱状部下面での前記各分岐孔の短径より大きな孔径に形成されている。
【００３３】
又、該各孔の径以上の内径を有する円筒状の支持ネジ２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ（２７ｄは図示せず）が該各孔と同心軸上にねじ込まれている。又、該各ネジにはその中心に沿って支持管２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ（２８ｄは図示せず）が嵌め込まれている。
【００３４】
尚、第３円柱状部２１Ｃに開けられる孔２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ（２６ｄは図示せず）は、該各孔２６ａ，２６ｂ，２６ｃ（２６ｃは図示せず）の中心軸が、直流プラズマ発生装置のトーチ４のフランジ９に開けられた孔１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ（１０ｄは図示せず）の中心軸一致する様に形成されている。
【００３５】
前記第１円柱状部２１Ａに設けられた支持管２４には、分散器２からの供給管Ｔ２が繋がり、前記第３円柱状部２１Ｃに設けられた支持管２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ（２８ｄは図示せず）各々には、例えば、熱に強い金属製の配管Ｔｂ´，Ｔｃ´，Ｔｄ´（Ｔｄ´は図示せず）を介して直流プラズマ発生装置のトーチ４のフランジ９に開けられた孔１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ（１０ｄは図示せず）に繋がっている。
【００３６】
この様な構成のマニフォールド体を、例えば、図１に示す如き成膜装置の分散器１１と直流プラズマ発生装置の間に設けた場合についてその動作を以下に説明する。
【００３７】
粉末供給器１で攪拌された粉末はキャリアガスと共に配管Ｔ１に排出され、該配管を通じて分散器２に流入され、ここで微粉末化される。
【００３８】
この様な微粉末は配管Ｔ２及びマニフォールド体の第１円柱状部２１Ａの支持管２４を通じて孔２２内に入る。そして、該微粉末は、第２円柱状部２１Ｂの分岐孔２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ（２５ｄは図示せず）に分散されて入って行き、第３円柱状部２１Ｂの孔２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ（２６ｄは図示せず）及び支持管２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ（２８ｄは図示せず）及び配管Ｔｂ´，Ｔｃ´，Ｔｄ´（Ｔｄ´は図示せず）を通じて直流プラズマ発生装置のトーチ４のフランジ孔１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ（１０ｄは図示せず）に送られる。
【００３９】
該フランジ９の各孔を通過した微粉末は、陽極筒１３の中空部ＳＰ１を通じてプラズマ発生空間ＳＰ２に送られる。該空間部ＳＰ２には、プラズマガスが供給されており、陽極筒１３と陰極棒１１との間に直流電源（図示せず）から直流電力が供給されることにより直流プラズマが発生している。従って、プラズマ発生空間ＳＰ２に送られてきた微粉末は直流プラズマ中で予備的な加熱を受け、高周波誘導プラズマ発生装置のトーチ１４に供給される。
【００４０】
該トーチ内には、高周波電源１６からＲＦコイル１５に高周波電力が供給されることにより高周波誘導プラズマが発生しており、このプラズマ中に投入された微粉末はプラズマにより加熱されて蒸発し、下方に配置された基板（図示せず）上に、均一な膜が形成される。
【００４１】
粉末が通るマニフォールド体の本体２１の各円柱状部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃの各々に設けられている各孔をクリーニングする場合には、ボルト２０ａ，２０ｂを外して第２円柱状部２１Ｂから第２円柱状部２１Ａを取り外し、ボルト２１ａ，２１ｂを外して第２円柱状部２１Ｂから第３円柱状部２１Ｃを取り外して行う。  
尚、本発明は前記例に限定されないことは言うまでもない。例えば、前記例では、分岐孔を３つ用いたものを示したが、２つでも、４つでも、それ以上であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】従来の成膜装置の１概略例をしたものである。
【図２】従来のマニフォールド体の１概略例をしたものである。
【図３】本発明の主要部を成すマニフォールド体の一概略を示す。
【符号の説明】
【００４３】
１…粉末供給器
２…分散器
３…マニフォールド体
４…直流プラズマ発生装置のトーチ
５…マニフォールド体の本体
６ａ，６ｂ，６ｃ…孔
７ａ，７ｂ，７ｃ…支持ネジ
８ａ，８ｂ，８ｃ…支持管
９…フランジ
１０ｂ，１０ｃ…孔
１１…陰極棒
１２…絶縁体筒
１３…陽極筒
１４…高周波誘導プラズマ発生装置のトーチ
１５…ＲＦコイル
１６…高周波電源
Ｔ１，Ｔ２，Ｔｂ，Ｔｃ…配管
ＳＰ１…陽極筒の中空部
ＳＰ２…プラズマ発生空間
２１…マニフォールド体の本体
２１Ａ…第１円柱状部
２１Ｂ…第２円柱状部
２１Ｃ…第３円柱状部
２２…孔
２３…支持ネジ
２４…支持管
２５ｂ，２５ｃ…孔
２６ｂ，２６ｃ…孔
２７ｂ，２７ｃ…支持ネジ
２８ｂ，２８ｃ…支持管
Ｔｂ´，Ｔｃ´…配管
３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂ…ボルト          
【図１】
2007146225.tif 000003
【図２】
2007146225.tif 000004
【図３】
2007146225.tif 000005