(57)【要約】【課題】耐久性に優れたプラズマトーチを有するプラズマ発生装置を提供する。【解決手段】本発明のプラズマ発生装置１０は、励起用電圧を受けるための電極部８４と、電極部８４を収容していて、プラズマ用ガスが通過する内部空間８０を有している外装部８２と、外装部８２に配置されていて、内部空間８０と外部とを連通している開口部８８と、を備え、内部空間８０を構成している面に凹凸９８がある。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起用電圧を受ける電極部と、
前記電極部を収容していて、プラズマ用ガスが通過する内部空間を有している外装部と、
前記外装部に配置されていて、前記内部空間と外部とを連通している開口部と、を備え、
前記内部空間を構成している面に凹凸があることを特徴とするプラズマ発生装置。
【請求項２】
前記凹凸が前記内部空間の前記電極部側の面に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項３】
前記凹凸が周期状に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプラズマ発生装置。
【請求項４】
前記凹凸が螺旋状であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のプラズマ発生装置。
【請求項５】
前記凹凸が前記電極部を囲んでいることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のプラズマ発生装置。
【請求項６】
前記凹凸が前記電極部の外側の面に配置されている螺旋であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のプラズマ発生装置。
【請求項７】
前記凹凸がタップにより形成されていることを特徴とする請求項６に記載のプラズマ発生装置。
【請求項８】
前記外装部はプラズマ吐出用の吐出孔を有し、前記開口部が前記電極部と前記吐出孔とが並ぶ方向で、前記吐出孔の側に寄って配置されていることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載のプラズマ発生装置。
【請求項９】
前記電極部は、筒状の外部電極と、前記外部電極の内部に配置されている内部電極と、を有していることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載のプラズマ発生装置。
【請求項１０】
前記外部電極と前記内部電極との空隙と、前記内部空間とが連通していることを特徴とする請求項９に記載のプラズマ発生装置。
【請求項１１】
前記外部電極と前記内部電極の少なくとも一方は、前記空隙側の面に誘電体層を配置していることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載のプラズマ発生装置。
【請求項１２】
前記外部電極と前記内部電極の少なくとも一方が、材料にアルミニウムを含み、且つ前記誘電体層がアルマイトであることを特徴とする請求項１１に記載のプラズマ発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大気圧近傍の圧力条件下において、対向電極となる一方の印加電極と他方の接地電極との間をプラズマ生成用のガスで満たし、印加電極に高周波励起用電圧を印加することでプラズマを生成させ、そのプラズマを被処理物に吐出させることで洗浄処理を行うプラズマ発生装置が知られている。プラズマ中にはイオン、電子、ラジカル、紫外線が存在し、これらが被処理物に対してエッチング（マイクロ単位で削る）作用又はアッシング（燃焼、剥離）作用することで汚れ等の洗浄処理が行なわれる。
【０００３】
特許文献１では、プラズマを発生される対向電極を円筒状としたプラズマトーチのノズルからプラズマを吐出し、被処理物を切断するプラズマ切断装置が開示されている。このプラズマトーチの対向電極やノズルは高温のプラズマアークに直接さらされるため、高熱による損耗を抑制する必要があった。そのため、対向電極やノズルの周辺に冷却水が流れる水路を形成して対向電極やノズルを冷却するとともに、対向電極用の冷却水路とノズル用の冷却水路とを分離することで電気腐食による損耗も抑制し、プラズマトーチの耐久性の向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１１９７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のプラズマ切断装置（プラズマ発生装置）は、プラズマトーチの高熱や電気腐食による損耗を抑制する上で非常に有効であるが、対向電極用の冷却水路とノズル用の冷却水路とを分離する構成とするために、プラズマトーチの構造が複雑になるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本適用例に係るプラズマ発生装置は、励起用電圧を受ける電極部と、前記電極部を収容していて、プラズマ用ガスが通過する内部空間を有している外装部と、前記外装部に配置されていて、前記内部空間と外部とを連通している開口部と、を備え、前記内部空間を構成している面に凹凸があることを特徴とする。
【０００８】
本適用例によれば、プラズマ用ガスが通過する内部空間を構成している面に凹凸があるため、開口部から挿入されたプラズマ用ガスが内部空間を構成している面との接触面積が大きくなり、プラズマ用ガスによって電極部や外装部を効率良く冷却することができる。そのため、プラズマトーチの内部空間を構成している面に凹凸を形成するという簡単な構成で、耐久性に優れたプラズマトーチを有するプラズマ発生装置を得ることができる。
【０００９】
［適用例２］上記適用例に記載のプラズマ発生装置において、前記凹凸が前記内部空間の前記電極部側の面に配置されていることが好ましい。
【００１０】
本適用例によれば、内部空間のプラズマを発生させることで高温となる電極部側の面に凹凸を配置することで、プラズマ用ガスによる冷却をより効率的にし、プラズマトーチの高熱による損耗をより抑制することができる。
【００１１】
［適用例３］上記適用例に記載のプラズマ発生装置において、前記凹凸が周期状に配置されていることが好ましい。
【００１２】
本適用例によれば、周期状の凹凸は旋盤装置などで溝入れ加工を繰り返し施すことより容易に加工することができるため、簡単な構成で耐久性に優れたプラズマトーチを有するプラズマ発生装置を得ることができる。
【００１３】
［適用例４］上記適用例に記載のプラズマ発生装置において、前記凹凸が螺旋状であることが好ましい。
【００１４】
本適用例によれば、螺旋状の凹凸は旋盤装置などでねじ切り加工を施すことにより容易に加工することができるため、簡単な構成で耐久性に優れたプラズマトーチを有するプラズマ発生装置を得ることができる。
【００１５】
［適用例５］上記適用例に記載のプラズマ発生装置において、前記凹凸が前記電極部を囲んでいることが好ましい。
【００１６】
本適用例によれば、凹凸が電極部を囲んで形成されていることにより、プラズマ用ガスとの接触面積をより大きくし、プラズマを発生させることで高温となる電極部をより効率的に冷却することができる。
【００１７】
［適用例６］上記適用例に記載のプラズマ発生装置において、前記凹凸が前記電極部の外側の面に配置されている螺旋であることが好ましい。
【００１８】
本適用例によれば、電極部の外側の面に螺旋（めねじ）を形成することで、螺旋が凹凸を有する内部空間となり、螺旋内部にプラズマ用ガスを通過させることで電極部を冷却することができる。
【００１９】
［適用例７］上記適用例に記載のプラズマ発生装置において、前記凹凸がタップにより形成されていることが好ましい。
【００２０】
本適用例によれば、タップは螺旋を容易に形成することができるため、螺旋の内部に螺旋状の凹凸を有する内部空間を容易に加工することができる。
【００２１】
［適用例８］上記適用例に記載のプラズマ発生装置において、前記外装部はプラズマ吐出用の吐出孔を有し、前記開口部が前記電極部と前記吐出孔とが並ぶ方向で、前記吐出孔の側に寄って配置されていることが好ましい。
【００２２】
本適用例によれば、プラズマ用ガスを供給する開口部が吐出孔の側に寄って配置されているため、開口部から供給されたプラズマ用ガスは、凹凸を有する面で構成された内部空間を通過し、プラズマが発生される電極部へ到達する。そのため、プラズマ用ガスが凹凸を有する面との接触面積を長く且つ大きくとることができる。従って、凹凸を介して電極部をより効率的に冷却することができる。
【００２３】
［適用例９］上記適用例に記載のプラズマ発生装置において、前記電極部は、筒状の外部電極と、前記外部電極の内部に配置されている内部電極と、を有していることが好ましい。
【００２４】
本適用例によれば、筒状の外部電極の内部に内部電極が配置されているため、外部電極又は内部電極のどちらか一方に励起用電圧を印加することにより、外部電極と内部電極との間にプラズマを発生させることができる。
【００２５】
［適用例１０］上記適用例に記載のプラズマ発生装置において、前記外部電極と前記内部電極との空隙と、前記内部空間とが連通していることが好ましい。
【００２６】
本適用例によれば、外部電極と内部電極との空隙と内部空間とが連通しているため、内部空間を通過したプラズマ用ガスを外部電極と内部電極との空隙に入れることができる。そのため、外部電極と内部電極との空隙にプラズマ用ガスを満たし、励起用電圧を印加することによりプラズマを発生させることができる。
【００２７】
［適用例１１］上記適用例に記載のプラズマ発生装置において、前記外部電極と前記内部電極の少なくとも一方は、前記空隙側の面に誘電体層を配置していることが好ましい。
【００２８】
本適用例によれば、外部電極と内部電極の少なくとも一方の外部電極と内部電極との空隙側の面に誘電体層を配置しているため、アーク放電を防止し均一なグロー状の放電とすることができ、プラズマを安定して発生させることができる。
【００２９】
［適用例１２］上記適用例に記載のプラズマ発生装置において、前記外部電極と前記内部電極の少なくとも一方が、材料にアルミニウムを含み、且つ前記誘電体層がアルマイトであることが好ましい。
【００３０】
本適用例によれば、外部電極と内部電極の少なくとも一方をアルミニウムを含む材料とすることで、熱伝導率が大きいため、冷却効率を良くすることができ、表面を酸化することでアルマイトの誘電体層を容易に形成することができる。また、表面が傷ついてアルマイトの誘電体層の一部が無くなっても、大気中の空気により自然酸化もしくは、酸素原子を含むガスを用いてプラズマを発生させることで、アルマイトを形成することができるので、耐久性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプラズマ発生装置の構成を示す概略図。
【図２】本発明の第１実施形態に係るプラズマトーチの構成を示す概略縦断面図。
【図３】図２におけるＡ−Ａ線の概略横断面図。
【図４】本発明の第２実施形態に係るプラズマトーチの構成を示す概略縦断面図。
【図５】図４におけるＢ−Ｂ線の概略横断面図。
【図６】図４におけるＣ−Ｃ線の概略横断面図。
【図７】図４におけるＤ−Ｄ線の概略横断面図。
【図８】本発明の第３実施形態に係るプラズマトーチの構成を示す概略縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際の構成要素とは適宜に異ならせて記載する場合がある。
【００３３】
＜第１実施形態＞
先ず、本発明の第１実施形態に係るプラズマ発生装置の一例として、円筒状のプラズマトーチを有するプラズマ発生装置を挙げ、その概略構成について、図１から図３を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るプラズマ発生装置の構成を示す概略図である。図２は、本発明の第１実施形態に係るプラズマトーチの構成を示す概略縦断面図である。図３は、図２におけるＡ−Ａ線の概略横断面図である。
【００３４】
本実施形態のプラズマ発生装置１０は、図１に示すように、プラズマを発生するプラズマトーチ２０、励起用電圧を供給するＲＦ電源３０、プラズマトーチ２０とＲＦ電源３０とのインピーダンスを整合する整合器４０、プラズマ用ガスを供給するガスボンベ５０、プラズマ用ガスの供給量を調整するマスフローコントローラー（ＭＦＣ）６０、およびプラズマトーチ２０に供給するプラズマ用ガスを制御するバルブ７０などを備えている。
【００３５】
プラズマトーチ２０は、図２に示すように、筒状で、電極部８４を収容していて、プラズマ用ガスが通過する内部空間８０を有している外装部８２と、励起用電圧を受ける電極部８４と、を含み構成されている。
【００３６】
外装部８２は、長辺方向の両端が閉じた筒状であり、一方の端部に長辺方向に沿って貫通しているプラズマ吐出用のノズルである吐出孔８６が設けられている。また、電極部８４と吐出孔８６とが並ぶ方向で、吐出孔８６の側に寄って配置され、長辺方向に交わる方向に沿って貫通し、内部空間８０と外部とを連通するプラズマ用ガスの供給口となる開口部８８が設けられている。外装部８２の材質としては、放熱性に優れているアルミニウムが好ましい。
【００３７】
電極部８４は、円筒状であり接地電極となる外部電極９０と印加電極となる内部電極９２とにより構成されており、外装部８２の内部空間８０に収容されている。筒状の外部電極９０の内部に内部電極９２が配置されており、外部電極９０と内部電極９２とが接触しないように空隙９４が設けられている。外部電極９０と内部電極９２とによる空隙９４は、外装部８２の他方の端部において内部空間８０と連通している。また、外装部８２、外部電極９０、および内部電極９２は、図３に示すように、同心円状に配置されている。なお、外部電極９０と内部電極９２の材質としては、アルミニウムやチタンやＳＵＳ（ステンレス）が用いられる。
【００３８】
外部電極９０は、外装部８２の一方の端部の内部空間８０側に接合されており、外部電極９０の空隙９４側の面に石英ガラスやセラミックなどの誘電体層９６が配置され、反対側の内部空間８０を構成している面に凹凸９８が配置されている。
【００３９】
誘電体層９６は、プラズマを発生させる場合に、アーク放電を防止し均一なグロー状の放電を得るために配置されている。本実施形態では外部電極９０に誘電体層９６を配置しているが、これに限定されることはなく、外部電極９０と内部電極９２の少なくとも一方の空隙９４側の面に配置されていればよい。
【００４０】
凹凸９８は、電極部８４を構成する外部電極９０の内部空間８０を構成する側の面に、筒状の長手方向に沿って周期状に配置されており、電極部８４を囲んで形成されている。これは、内部空間８０を通過するプラズマ用ガスとの接触面積を大きくするためであり、冷却効率を高めるためである。凹凸９８の材質としては、熱伝導率の大きい金属材料等が好ましい。また、周期状の凹凸９８は旋盤装置などで溝入れ加工を施すことにより容易に加工することができる。なお、凹凸９８は、外部電極９０と一体化されていてもよい。一体化することで、凹凸９８と外部電極９０と接合する接合材料などを必要としないため、内部空間８０における冷却効率をより高めることができる。
【００４１】
本実施形態では、凹凸９８を周期状に配置しているが、これに限定されることはなく、凹凸９８を螺旋状に配置してもよい。螺旋状でも周期状と同様な効果を得ることができるためである。なお、螺旋状の凹凸９８は旋盤装置などでねじ切り加工を施すことにより容易に加工することができる。
【００４２】
内部電極９２は、外部電極９０が接合されている外装部８２の端部とは反対側の他方の端部に石英ガラスやセラミックなどの絶縁部１００を介して接合されている。
【００４３】
なお、外部電極９０と内部電極９２の少なくとも一方をアルミニウムを含む材料とすると、アルミニウムは熱伝導率が大きいため、冷却効率を良くすることができる。また、表面を酸化することでアルマイトの誘電体層９６を容易に形成することができる。更に、表面が傷ついて誘電体層９６であるアルマイトの一部が無くなっても、大気中の空気により自然酸化もしくは、酸素原子を含むガスを用いてプラズマを発生させることで、アルマイトを形成することができるので、耐久性の向上を図ることができる。
【００４４】
次に、プラズマトーチ２０におけるプラズマ発生のメカニズムについて再び図２を参照して説明する。なお、図２において、矢印はプラズマ用ガスやプラズマの流れを示している。
外装部８２に設けられた開口部８８にヘリウム（Ｈｅ）やアルゴン（Ａｒ）などのプラズマ用ガスが導入されると、プラズマ用ガスは外装部８２と電極部８４とにより構成される内部空間８０を開口部８８側から内部電極９２が外装部８２に接合されている側に向かって流れる。そのため、プラズマを発生させることによって加熱された外部電極９０は、導入された低温のプラズマ用ガスによって、外部電極９０に接して設けられている凹凸９８を介して、冷却される。
【００４５】
その後、プラズマ用ガスは内部電極９２が外装部８２に接合されている側の内部空間８０を通過し外部電極９０と内部電極９２とに構成される空隙９４に流れ込み、空隙９４がプラズマ用ガスで満たされる。その時、ＲＦ電源３０（図１参照）から励起用電圧が印加電極である内部電極９２に印加されると、外装部８２を介してグランドに接地される接地電極である外部電極９０との間で均一なグロー状の放電を生じプラズマ用ガスが励起され、空隙９４にプラズマが発生する。なお、本実施形態では、外部電極９０を接地電極とし、内部電極９２を印加電極として説明しているが、これに限定されることはなく、外部電極９０を絶縁材を介して外装部８２に接合し印加電極として、内部電極９２と外装部８２を電気的に接合し接地電極としても構わない。この場合でも本実施形態と同様な効果が得られる。
【００４６】
発生したプラズマは開口部８８から導入されるプラズマ用ガスにより空隙９４から吐出孔８６方向に押し出され、吐出孔８６から外装部８２の外部へ吐出される。吐出されたプラズマを被処理物に照射することで、被処理物の表面に付着した有機物などの汚れをアッシングし、洗浄することができる。
【００４７】
なお、プラズマを吐出するために空隙９４に送り込まれたプラズマ用ガスは、励起用電圧によりプラズマとなり吐出孔８６より吐出される。この動作を繰り返すことにより、プラズマを安定して吐出し被処理物を洗浄することができる。
【００４８】
以上で述べたように、本実施形態のプラズマ発生装置１０は、外装部８２と電極部８４とにより構成される内部空間８０において、内部空間８０を構成している電極部８４側の面、つまり外部電極９０の内部空間８０側の面に、プラズマ用ガスとの接触面積を大きくすることができる凹凸９８が設けられている。そのため、プラズマ用ガスが内部空間８０を通過して、プラズマを発生する外部電極９０と内部電極９２との空隙９４に到達する際に、空隙９４で発生するプラズマにより加熱された外部電極９０を低温のプラズマ用ガスで効率良く冷却することができる。従って、耐久性に優れたプラズマトーチ２０を有するプラズマ発生装置１０を得ることができる。
【００４９】
また、凹凸９８は周期状に配置されており、周期状の加工も旋盤装置などで溝入れ加工を繰り返し施すことにより容易に行うことができる。そのため、プラズマ用ガスによる冷却効率を高める凹凸９８を容易に製造でき、耐久性に優れたプラズマトーチ２０を有するプラズマ発生装置１０を得ることができる。
【００５０】
また、凹凸９８は電極部８４の外部電極９０を囲んで配置されているため、プラズマ用ガスとの接触面積をより大きくすることができ、プラズマを発生させることで高温となる電極部８４をより効率的に冷却することができる。
【００５１】
また、外装部８２の一方の端部にプラズマ吐出用の吐出孔８６が設けられ、プラズマ用ガスを供給する開口部８８が吐出孔８６の側に寄って配置されている。そのため、開口部８８から供給されたプラズマ用ガスは、凹凸９８を有する面で構成された内部空間８０を通過し、プラズマが発生される電極部８４の空隙９４へ到達するまでに、プラズマ用ガスとの接触面積を長く且つ大きくすることができるので、プラズマ用ガスと凹凸９８との接触時間が長くなり冷却効率をより高くすることができる。
【００５２】
また、電極部８４は筒状の外部電極９０の内部に内部電極９２が配置されており、外部電極９０と内部電極９２との空隙９４と内部空間８０とが連通しているため、内部空間８０を通過したプラズマ用ガスを空隙９４に満たし、内部電極９２に励起用電圧を印加することにより空隙９４にプラズマを発生させることができる。
【００５３】
また、外部電極９０の空隙９４側の面に誘電体層９６を配置しているため、アーク放電を防止し均一なグロー状の放電とすることができ、プラズマを安定して発生させることができる。
【００５４】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係るプラズマ発生装置のプラズマトーチ２０ａについて、図４から図７を参照して説明する。
図４は、本発明の第２実施形態に係るプラズマトーチの構成を示す概略縦断面図である。図５は、図４におけるＢ−Ｂ線の概略横断面図である。図６は、図４におけるＣ−Ｃ線の概略横断面図である。図７は、図４におけるＤ−Ｄ線の概略横断面図である。
以下、第２実施形態に係るプラズマトーチ２０ａについて、前述した第１実施形態のプラズマトーチ２０との相違点を中心に説明する。また、同様の構成には、同一符号を付してあり、同様の事項については、その説明を省略する。
【００５５】
第２実施形態に係るプラズマトーチ２０ａは、図４に示すように、外装部８２ａの形状が異なっている。
外装部８２ａは、円筒状であり、長手方向に沿って絶縁部１００を介して内部電極９２を接合する側と、中央部と、吐出孔８６が設けられている側と、ではそれぞれ内部構造が異なっている。
【００５６】
外装部８２ａの絶縁部１００を介して内部電極９２を接合する側は、図５に示すように、内部空間８０ａ１が外装部８２ａの内側の面と内部電極９２の外側の面により構成されている。この内部空間８０ａ１により、開口部８８から導入され中央部の内部空間８０ａ２を通過したプラズマ用ガスを外部電極９０と内部電極９２とによる空隙９４に送り込むことができる。
【００５７】
外装部８２ａの中央部は、図６に示すように、外部電極９０と内部電極９２とを有する電極部８４の外周となる外側の面、つまり電極部８４を取り囲む外装部８２ａに内部空間８０ａ２となる複数の螺旋（めねじ）が配置されている。これら複数の螺旋は、内部電極９２を絶縁部１００を介して接合されている側の内部空間８０ａ１と、吐出孔８６が設けられた側の内部空間８０ａ３と、を連通している。そのため、開口部８８から導入されたプラズマ用ガスを各内部空間８０ａ３，８０ａ２，８０ａ１を通過させて空隙９４へ送り込むことができる。
【００５８】
電極部８４の外側に設けられた螺旋は、内周部に形成されたねじ山が凹凸９８ａとなり、内部空間８０ａ２を構成する。そのため、螺旋の内部となる凹凸９８ａを有する内部空間８０ａ２にプラズマ用ガスを通過させることで電極部８４を冷却することができる。また、螺旋の凹凸９８ａは、めねじ加工用のタップにより加工することができるため、凹凸９８ａを有する内部空間８０ａ２となる螺旋を容易に形成することができる。
【００５９】
外装部８２ａの吐出孔８６が設けられている側は、図７に示すように、内部空間８０ａ３が外装部８２ａの内側の面と外部電極９０を囲む外装部８２ａの外側の面により構成されている。この内部空間８０ａ３により、開口部８８から導入されプラズマ用ガスが外装部８２ａの中央部を長手方向に沿って貫通する複数の螺旋による内部空間８０ａ２に供給することができる。そのため、電極部８４の外周部をプラズマ用ガスにより冷却することができる。
【００６０】
このような構成とすることで、螺旋により構成される内部空間８０ａ２をプラズマ用ガスが通過する際に、螺旋のねじ山が凹凸９８ａとなり、プラズマ用ガスとの接触面積が大きくなるため、電極部８４を冷却することができる。そのため、耐久性に優れたプラズマトーチ２０ａを有するプラズマ発生装置を得ることができる。
【００６１】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係るプラズマ発生装置のプラズマトーチ２０ｂについて、図８を参照して説明する。
図８は、本発明の第３実施形態に係るプラズマトーチの構成を示す概略縦断面図である。
以下、第３実施形態に係るプラズマトーチ２０ｂについて、前述した第１実施形態のプラズマトーチ２０との相違点を中心に説明する。また、同様の構成には、同一符号を付してあり、同様の事項については、その説明を省略する。
【００６２】
第３実施形態に係るプラズマトーチ２０ｂは、外装部８２ｂおよび電極部８４ｂの形状が異なっており、外部電極９０ｂが外装部８２ｂの外部に設置されている。
外装部８２ｂは、内部空間８０ｂを有する略円筒状であり、内部空間８０ｂに印加電極となる内部電極９２ｂが配置されている。外装部８２ｂの一方の端部には、内部電極９２ｂが絶縁部１００を介して接合されており、内部電極９２ｂが延出する方向に交わる方向に沿って貫通する第１開口部８６ｂが設けられている。他方の端部には、内部電極９２ｂが延出する方向に沿って貫通する第２開口部８８ｂが設けられている。
【００６３】
電極部８４ｂは、接地電極となる外部電極９０ｂと印加電極となる内部電極９２ｂなどで構成されている。
内部電極９２ｂは、内部空間８０ｂ側の面に周期状の凹凸９８ｂが配置されており、第２開口部８８ｂが設けられている側の先端側で、外部電極９０ｂとの空隙９４ｂ側に、均一なグロー状の放電とするために必要な誘電体層９６ｂが配置されている。
【００６４】
第１開口部８６ｂから導入されたプラズマ用ガスは、外装部８２ｂの内部空間８０ｂを通過する際に、内部電極９２ｂに設けられた凹凸９８ｂと接触し内部電極９２ｂを冷却し、内部電極９２ｂと外部電極９０ｂとの空隙９４ｂに送られた後に、励起用電圧が内部電極９２ｂに印加されると、空隙９４ｂにおいてプラズマを発生する。よって、外部電極９０ｂ上にシリコンウェーハなどの被処理物１０２を配置しておくことにより、発生したプラズマを被処理物１０２の表面に照射することで被処理物１０２の表面を洗浄することができる。
【００６５】
このような構成とすることで、発生させるプラズマにより加熱される内部電極９２ｂに設けられた凹凸９８ｂがプラズマ用ガスとの接触面積を大きくし冷却効率を高めている。そのため、耐久性に優れたプラズマトーチ２０ｂを有するプラズマ発生装置を得ることができる。
【符号の説明】
【００６６】
１０…プラズマ発生装置、２０…プラズマトーチ、３０…ＲＦ電源、４０…整合器、５０…ガスボンベ、６０…マスフローコントローラー、７０…バルブ、８０…内部空間、８２…外装部、８４…電極部、８６…吐出孔、８８…開口部、９０…外部電極、９２…内部電極、９４…空隙、９６…誘電体層、９８…凹凸、１００…絶縁部、１０２…被処理物。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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