JPH079358Y2 - 誘導プラズマ応用装置における排出ガス冷却構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、誘導プラズマ成膜装置等の誘導プラズマ応用
装置における排出ガスの冷却構造に関する。

［従来の技術］ かかる誘導プラズマ応用装置は、絶縁物質で形成された
円筒状の誘導プラズマ発生部（トーチ）外周に加熱用の
高周波コイルを巻回すると共に、前記トーチ内にプラズ
マ発生用ガスを導入するように構成している。この構成
において、高周波コイルに高周波電力を供給すると、ト
ーチ内部に誘導プラズマが発生するが、この誘導プラズ
マの温度は１万度から１万５千度程度とかなりの高温と
なり、このプラズマ内に材料物質の粉末を通すことによ
りこの物質を溶解または気化させることができる。この
溶解または気化された物質は、前記トーチに連通したチ
ャンバー内に配置された材料上に投射され、この材料上
に所望物質の膜が形成されたり、あるいはこの物質の微
粉末が生成される。

ところで、この高周波誘導プラズマは、大気圧が大気圧
に近い真空（約10Torr〜760Torr）で発生されるため、
プラズマ発生用トーチに連通しているチャンバー内を排
出管を介して油回転ポンプによって排気する必要があ
る。尚、前記プラズマ発生用ガスは例えば数10乃至数10
0l/分程度の流量でトーチ内に導入している。ここで、
前記チャンバー内から排出されるガスは極めて高い温度
（300〜500℃程度）であるため、このような高温ガスが
油回転ポンプ内に入り込むことによってこのポンプが異
常に加熱され、作動油が沸騰する等によりポンプが使用
不可能となってしまう。

［考案が解決しようとする課題］ そのため、従来においては排出管を長くして冷却槽内に
浸漬したり、あるいは排出管を二重構造に形成して内管
と外管との間に冷却水を流す等の方法により排出ガスの
温度を低くして油回転ポンプに導入するようにしている
が、これらの方法では排出管を長くしなければならず構
造が複雑かつ大型化すると共に、コストが高くなる不都
合が生じる。

そこで、本考案はかかる点に鑑みてなされたものであ
り、小型でかつ簡単な構造で排出ガスを冷却することの
できる排出ガス冷却構造を提供することを目的とするも
のである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本考案の誘導プラズマ応用装
置における排出ガス冷却構造は、誘導プラズマを発生さ
せるためのトーチと、該トーチに連通するように設けら
れたチャンバーと、該チャンバー内の高温ガスを外部に
排出する排出管とを備え、前記排出管内を少なくとも２
枚の熱良導体製仕切板にて仕切ると共にこの各仕切板を
冷却パイプにて互いに一体化し、各隣り合う仕切板につ
いて切欠部が該各仕切板外周部の互いに反対側に位置す
るように夫々仕切板に切欠部を形成し、前記冷却パイプ
に冷却水を流して各仕切板を冷却することにより排出管
内を流れるチャンバーからの高温ガスを冷却するように
構成したことを特徴とするものである。

以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳説する。

［実施例］ 第１図は本考案に係るプラズマ応用装置における排出ガ
スの冷却構造の一例を示す概略図、第２図は第１図のAA
拡大断面図である。

第１図及び第２図において、１は石英等の熱伝導の良い
絶縁性物質で形成された円筒状のトーチである。このト
ーチの上端部には金属製のガス供給ノズル２が、また、
外周には高周波コイル３が巻回されている。前記ガス供
給ノズル２には複数の孔４が穿たれており、これらの孔
は図示外のガス供給源や成膜物質供給源に接続されてい
る。前記高周波コイル３は図示外の高周波電源に接続さ
れている。

５は前記トーチ１の下部に接続されたチャンバーで、そ
の内底部に材料６が設置してある。７は排出管８を介し
て前記チャンバー５内を排気するための油回転ポンプで
ある。

9a乃至9fは前記排出管８内を仕切るための円盤状の仕切
板で、これらの仕切板はその外径が排出管の内径よりも
わずかに小さく形成され、排出管内に挿脱できるように
してある。また、各仕切板の外周部には切欠10a乃至10f
が夫々設けてある。さらに、各仕切板は任意の間隔をお
いてＵ字状に折り曲げられた冷却パイプ10の外周に夫々
嵌合，固定されている。このとき、隣接する仕切板にお
ける切欠の位置が互いに反対側となるように取付ける。
前記冷却パイプ11はその両端が真空シール部材12a,12b
を介して気密を保った状態で大気中に取出され、一方の
端部が蛇口に接続されて水道水が流される。

このようになせば、各仕切板9a乃至9fは冷却パイプ11内
を流れる水道水により冷却されているため、高温の排気
ガスは各冷却板に当たって冷却される。このとき、各冷
却板に形成した切欠10A乃至10fが交互に反対側の位置に
配置されているため、排気ガスは第１図中矢印Ｆで示す
ようにジグザグに流れ、それにより仕切板に衝突する排
出ガスの回数が多くなる（排気ガスに対する仕切板の伝
熱面積が広くなる）ため、排出ガスが効率良く冷却され
る。そして、仕切板を通過した排気ガスは常温付近まで
冷却された状態で油回転ポンプに導かれるため、従来の
ように作動油が沸騰するなどして油回転ポンプが使用不
可能になるのを防止できる。一方、排出管内に挿入され
た各仕切板は冷却パイプと共に外部に取出すことができ
るため、各仕切板にプラズマで溶解された微粉末が付着
して汚れても洗浄できるなど保守点検が非常に容易とな
る。

尚、前述の説明は本考案の一例であり、実施にあたって
は幾多の変形が考えられる。例えば上記実施例では排出
管に油回転ポンプを接続して強制的に排気したが、油回
転ポンプを接続せずに外部へ排出する場合にも本考案を
実施できる。

［効果］ 以上詳述したように本考案によれば、高温ガスを排出管
内でジグザグ状に流しながら冷却するため、小型でかつ
簡単な構造により高温ガスを効率良く冷却することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るプラズマ応用装置における排出ガ
スの冷却構造の一例を示す概略図、第２図は第１図のAA
拡大断面図である。 1:トーチ、2:ガス供給ノズル 3:高周波コイル、4:孔 5:チャンバー、6:材料 7:油回転ポンプ、8:排出管 9a乃至9f:仕切板 10a乃至10f:切欠 11:冷却パイプ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】誘導プラズマを発生させるためのトーチ
   と、該トーチに連通するように設けられたチャンバー
   と、該チャンバー内の高温ガスを外部に排出する排出管
   とを備え、前記排出管内を少なくとも２枚の熱良導体製
   仕切板にて仕切ると共にこの各仕切板を冷却パイプにて
   互いに一体化し、各隣り合う仕切板について切欠部が該
   各仕切板外周部の互いに反対側に位置するように夫々仕
   切板に切欠部を形成し、前記冷却パイプに冷却水を流し
   て各仕切板を冷却することにより排出管内を流れるチャ
   ンバーからの高温ガスを冷却するように構成したことを
   特徴とする誘導プラズマ応用装置における排出ガス冷却
   構造。