CN101128964A - 无声放电式等离子体装置 - Google Patents

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Abstract

在本发明的无声放电式等离子体产生装置包括电介体、夹着电介体而相对地配置的1组电极、向电极之间施加交流电压而使其放电的交流电源，向产生放电的放电空间供给气体而形成等离子体。电极的至少一个由形成在电介体上的导电性供电薄膜构成，在电介体破损而在电极之间产生了电弧放电的情况下，使产生了电弧放电的部分的供电薄膜消失或氧化，使得停止产生电弧放电。

Description

无声放电式等离子体装置
技术领域
本发明涉及无声放电式等离子体装置，特别涉及即使在电介体破损了的情况下也能够继续通过非破损部分安全地运转的具有导电性薄膜电极的无声放电式等离子体装置。
背景技术
作为现有的无声放电式等离子体装置的一个例子，有无声放电式臭氧产生装置。在无声放电式臭氧产生装置中，一般采用在电介体势垒中使用玻璃管的电极构造。由于在金属电极之间存在电介体势垒，所以在金属电极间产生的放电不会转移为电弧，而循环进行放电的停止和发生。
但是，在金属电极间产生异常放电，温度上升或施加了过大电压的情况下，有损害电介体的耐电压性能，产生绝缘破坏，直至电介体破损的情况。在电介体破损了的情况下，接地电极与高电压电极成为短路状态，放电和臭氧产生停止，必要更换破损了的电介体。因此，通过在臭氧产生装置的电极与驱动电源之间设置高压保险丝，在电介体破损时使高压保险丝熔断，切断具有破损位置的电极与驱动电源，由此只通过具有破损位置的电极以外的非破损电极，继续产生臭氧(例如参考专利文献1)。
专利文献1：特开平8-146071号公报
但是，高压保险丝极其昂贵，并且不能重复使用，因此有成本高的问题。
另外，高压保险丝自身的电阻值为数十Ω左右，无法忽视电、热的损失，有对臭氧产生装置的能量效率也产生影响的问题。
进而，还有在短路时产生保险丝的熔断不良的情况，在安全性上也有问题。
发明内容
本发明就是鉴于该问题，其目的在于：提供一种不使用高压保险丝，能够在电介体破损了的情况下停止向破损位置供电，只通过非破损部分继续安全地运转的无声放电式等离子体装置。
即，本发明是一种无声放电式等离子体装置，包括：电介体；夹着电介体相对地配置的1组电极；向电极间施加交流电压使其放电的交流电源，其中向产生放电的放电空间供给气体而形成等离子体，其特征在于：电极的至少一方由形成在电介体上的导电性供电薄膜构成，在电介体破损而在电极间产生了电弧放电的情况下，使产生了电弧放电的部分的供电薄膜消失或氧化，使电弧放电的产生停止。
在本发明的无声放电式等离子体装置中，在玻璃管破损了的情况下，导电性薄膜电极瞬时地检测出短路电流，选择性地使导电性薄膜自己消失，停止供电。因此，在该等离子体装置中，在具有破损位置的玻璃管电极的自己消失部分以外的所有部分中，不产生电短路就能够继续产生等离子体。另外，由于不使用高压保险丝，所以能够进行玻璃管电极的小口径化、等离子体装置的小型化，并且能够降低成本。
附图说明
图1是本发明的实施例1的臭氧产生装置的截面图。
图2是现有的臭氧产生装置的截面图。
图3是现有的臭氧产生装置的部分截面图。
图4是本发明的实施例1的其他臭氧产生装置的截面图。
图5是模拟破损部分的外观照片。
图6是模拟破损部分的外观照片。
图7是本发明的实施例1的臭氧产生装置的玻璃管内表面的十点平均表面粗糙度Rz与高电压电极的膜厚的关系。
图8是本发明的实施例1的臭氧产生装置的放电空隙长度d与电阻值、膜厚的关系。
图9是本发明的实施例1的臭氧产生装置的膜厚与粘接力的关系。
图10是本发明的实施例1的臭氧产生装置的部分截面图。
图11是本发明的实施例1的臭氧产生装置的部分截面图。
图12是本发明的实施例1的臭氧产生装置的部分截面图。
图13是本发明的实施例2的臭氧产生装置的部分截面图。
图14是本发明的实施例3的臭氧产生装置的部分截面图。
图15是在玻璃管中产生了破损的情况下的驱动电源的输出电压和输出电流波形。
图16是在本发明的实施例3中使用的控制装置。
图17是在本发明的实施例3中使用的时序图。
图18是本发明的实施例4的臭氧产生装置的部分截面图。
图19是本发明的实施例5的臭氧产生装置的部分截面图。
图20是本发明的实施例6的臭氧产生装置的部分截面图。
图21是本发明的实施例7的臭氧产生装置的截面图。
图22是本发明的实施例7的臭氧产生装置的截面图。
图23是本发明的实施例10的激光振荡器的截面图。
图24是本发明的实施例11的有害气体分解装置的截面图。
图25发明的实施例12的半导体制造装置的截面图。
图26发明的实施例12的半导体制造装置的截面图。
符号说明
1：接地电极；2：高电压电极；3：电介体；4：放电空间；5：冷却水通路；6：驱动电源；7：供电构件；8：端板；9：端板；100：臭氧产生装置
具体实施方式
图1表示用100表示其全体的本实施例1的臭氧产生装置的截面图。在图1中，臭氧产生装置100具有以规定的空隙长度d相对配置的接地电极1、高电压电极2。接地电极1和高电压电极2都是同轴圆筒形的电极，在其间配置有至少1个电介体3。将其空隙长度d称为放电空隙长度，将由放电空隙长度形成的空间称为放电空间4。
接地电极1和高电压电极2的一方或双方在其内部具有自来水或纯水所通过的冷却水通路5，进行放电空间4的冷却。
在放电空间4中，作为原料气体导入包含氧气的气体，经由与驱动电源6连接的供电构件7，向接地电极1与高电压电极2之间施加交流高电压，由此产生无声放电等离子体。另外，供电构件7在接地电极1的外侧与高电压电极2相接。
在等离子体中，由于氧分子与电子的冲撞，氧分子分解，通过三体冲撞而生成臭氧。在此，被固定在端板8、9上的接地电极1使用不锈钢管，电介体3使用玻璃管。电介体3所使用的玻璃管是由SCHOTT公司销售的商品“DURAN”。“DURAN”是硼硅酸玻璃的一种，是SiO2含有量为81％的化学耐久性优越的硬质玻璃管。
另外，在以下的图中，同一符号表示同一或对应的位置。
本实施例1的臭氧产生装置100的放电空隙长度d是0.6mm以下。因此，考虑到玻璃管的外径公差至少为放电空隙长度d的1/2以下，并且考虑到玻璃的耐电压性能，使用了长度为1500mm、净厚度为0.5mm以上、外径为30mmФ以下的玻璃管。在本发明中使用的玻璃管由于外径小，所以具有优越的机械强度，另外长度方向的凹凸量也极小。
高电压电极2使用在进行了表面处理后的玻璃管的内表面上通过无电解镀镍而形成的导电性薄膜。导电性薄膜通过玻璃管内表面的适度的表面处理，能够没有间隙并且以适当的强度与玻璃管密切粘接。另外，在图1中，箭头表示气体的流动方向，从电极部分右侧端部取出所产生的臭氧。
在图2中，为了比较而表示用500表示其全体的现有结构的臭氧产生装置的截面图。
在臭氧产生装置500中，电介体103使用口径比臭氧产生装置100的玻璃管大的外径100mm以下的玻璃管。在玻璃管内表面上，通过对铝等金属进行熔射、喷溅、蒸镀等，形成高电压电极102。
高电压电极102即使在玻璃管内表面不实施表面处理，也能够得到极强的粘接度。为了将电阻抑制得低，膜厚为数100μm左右。另外，为了均匀地向高电压电极102的长度方向供电，供电构件7在被固定在端板108、109上的接地电极101的内部在多个位置上与高电压电极102接触。
由这样的高电压电极102和接地电极101形成放电空间104，产生无声放电。与必要的臭氧产生量对应地调整电极群的个数，并设置在罐111内。在放电空间104中，包含氧的原料气体在图中的箭头所示的方向上流动，被作为臭氧取出。进而，将高压保险丝110设置在驱动电源106和供电构件107之间。在臭氧产生装置500中，如图3所示，在玻璃管破损了的情况下，在破损后在接地电极101和高电压电极102之间隔着破损部分112瞬时地产生电弧放电(箭头部分)。伴随着电弧放电的产生，在臭氧产生装置500中流过短路电流，无声放电和臭氧产生停止。为了再启动停止了的臭氧产生装置500，需要更换破损了的玻璃管。因此，一般在驱动电源106与供电构件107之间设置高压保险丝110，针对玻璃管破损时流入的短路电流而保护臭氧产生装置500。
即，与破损了的玻璃管连接的高压保险丝110由于短路电流的流入而熔断，将驱动电源106与破损了的玻璃管电切断，因此即使不将破损了的玻璃管更换为新品，也能够只通过没有破损的玻璃管继续产生臭氧。但是，具有破损部分的玻璃管无法再次对臭氧产生发挥作用。
图4是设置了多个图1所示的电极的本实施例的其它臭氧产生装置150。
在此，在多个电极中，混合存在一个形成了图5所示那样的模拟破损部分10的玻璃管11(在内表面上形成有上述所示的无电解镀镍的高电压电极)而进行了臭氧的产生。模拟破损部分10为宽1mm左右、长5mm左右的贯通孔。臭氧产生装置150的运转条件是施加电压峰值为5～12kVp左右、频率为0.3kHz～10kHz。
在现有的臭氧产生装置中，在使用了形成有模拟破损部分的玻璃管的情况下，在电力接通的瞬间处于电短路状态，因此如果不在驱动电源与高电压电极之间设置高压保险丝，则无法只通过没有破损部分的玻璃管而继续运转。而与此相对，在本发明的臭氧产生装置150中，与是否存在明确的破损部分10无关地，不产生电短路，而能够在包含有破损部分10的玻璃管11的全部玻璃管中继续放电和产生臭氧(在图4中，放电空间4内的阴影部分表示没有短路而产生了臭氧的位置)。
图6是继续放电数分钟之后的模拟破损部分10的外观照片。根据图6可知，只有模拟破损部分10的周围10mm左右的高电压电极剥离、消失了(用符号12表示剥离、消失部分)。
即，在本发明的臭氧产生装置150中在玻璃管中产生了破损的情况下，与现有的臭氧产生装置一样，经由破损部分瞬时产生电弧放电，但在产生了该电弧放电的瞬间，由于基于过电流(短路电流)的热影响等，由破损部分周围的导电性薄膜构成的高电压电极由于剥离、蒸发或升华等而消失。即，高电压电极自身瞬时地检测出因电极放电产生的短路电流，使得与被认为电弧放电几乎停止的沿面距离相当的区域的高电压电极自己消失。能够选择性地只使破损部分周围的放电停止，其作用与高压保险丝的作用一样，可以认为本发明的高电压电极与并联无限个高压保险丝等价。
另外，即使改变破损部分10的位置、形状和大小也能够确认同样的效果。进而，通过不形成模拟的破损部分，而在异常条件下使臭氧产生装置运转，即使在暂时不使玻璃管破损的情况下，玻璃管不破碎，也与图6一样，形成Ф1mm左右的贯通孔状的破损部分，由于高电压电极的自己消失，能够选择性地只使破损周围停止放电。
在现有的使用了高压保险丝的臭氧产生装置中，在玻璃管破损的情况下，由于经由破损部分产生电弧放电而流过短路电流，熔断高压保险丝。由于高压保险丝的熔断，具有破损部分的玻璃管从驱动电源切断，停止无声放电。因此，降低了与破损了的玻璃管的个数对应的量的臭氧产生量。而与此相对，在本发明的臭氧产生装置中，由于只有破损部分的周围的高电压电极消失，所以能够继续向具有破损部分的玻璃管施加高电压，只有破损部分的周围的无声放电停止。因此，臭氧产生量几乎不降低。
高电压电极的自己消失效果受高电压电极的材质、膜厚和与玻璃管的粘接力影响。高电压电极必须通过破损时的电弧放电而瞬时消失，因此不需要过度的膜厚和粘接力。
图7表示了本发明的臭氧产生装置的玻璃管内表面的十点平均表面粗糙度Rz与高电压电极的膜厚的关系。假设了无电解镀镍的形成条件(条件A)是一定的。在图7中，纵轴表示高电压电极的膜厚(μm)，横轴表示实施无电解镀镍之前的玻璃管内表面的十点平均粗糙度Rz(μm)。
相对于如玻璃那样表面粗糙度极小的基底材料(Rz＝0.1μm左右)，高电压电极不可能具有适度的粘接度地形成，一般对基底材料进行表面处理，附加固定效果。如果粘接度过小，则在部分剥离或设置供电构件时会产生剥离。通过基底材料的材质、形状和高电压电极材料而赋予的固定效果的大小是变化的，因此需要根据图7所示的结果，决定电镀膜厚和玻璃管的表面粗糙度的最优值。根据图7可知，随着Rz增大，即随着玻璃管内表面的凹凸变大，所形成的高电压电极的膜厚显示出增加倾向。
另外，在Rz为10μm以上时，能够形成的高电压电极的膜厚为0.6μm左右，几乎不变化。
进而，如果Rz超过12μm，则在膜厚几乎不变化的基础上，产生部分的剥离。
根据以上的结果可知，对于本发明的玻璃管，在Rz为12μm以下的情况下，能够形成具有适度的粘接强度的高电压电极。如果Rz超过12μm，则开始对形成了的凹凸的凸部分进行表面处理，其结果是增加了平坦部分，固定效果减小。另外，在本发明那样的管内表面上形成薄膜的情况下，如果成为某膜厚以上，则无法忽视高电压电极薄膜的残留应力，相对于玻璃管的表面粗糙度，高电压电极的膜厚开始饱和。因此，增加膜厚是不理想的，而是产生部分的剥离。
已经确认了以上那样形成的玻璃管内表面的Rz为12μm的情况下的全部高电压电极充分发挥了自己消失效果。
但是，也确认了在Rz为12μm以上的情况下，由于电镀外膜的粘接强度降低，因电弧放电而产生的外部能量成为触发点，与自己消失效果同时地在破损部分以外也产生了剥离。因此，通过将玻璃管的内表面的表面粗糙度Rz设置12μm以下，能够达到只在破损部分选择性地产生自己消失效果。
另外，在调整电镀液浓度、电镀液温度和电镀时间，使抑制电镀的厚膜化的残留应力缓和的情况下(条件B和条件C)，与条件A的情况一样能够稳定并且均匀地形成高电压电极的区域在条件B下，是Rz为14μm以下、膜厚为1.0μm以下，而在条件C下，是Rz为15μm以下、膜厚为1.5μm以下。
在条件B下，从条件A变更了电镀液温度和电镀时间，在条件C下，从条件A变更了电镀液浓度和电镀时间。已经确认了在两者的情况下，全部的高电压电极充分发挥了自己消失效果。
可以认为玻璃管破损时的高电压电极薄膜的自己消失效果受到高电压电极的膜厚的影响，但如果膜厚过小，则高电压电极的电阻值上升，会产生因电阻产生的发热损失。在现有的臭氧产生装置中，抑制因高电压电极的电阻值而产生的发热损失，因此将膜厚极厚的导电层作为高电压电极。
而与此相对，在本发明中，高电压电极的发热损失为与臭氧产生有关的放电功率的1％以内，因此在如本实施例那样，玻璃管的长度为1500mm左右的情况下，考虑到同一高电压电极内的均匀供电和发热损失，高电压电极的长度方向的电阻值为1000Ω以下是理想的。当然，该电阻值根据高电压电极的长度而变化。
另外，在本实施例中使用的无电解镀镍被膜的电阻率为10-6Ω·m的等级，由于大量的镍(10-8Ω·m)而增大2位数左右。
图8(a)表示了臭氧产生装置的放电空隙长度d与高电压电极中的发热损失为放电功率的1％的高电压电极的电阻值的关系。在图8(a)中，纵轴表示高电压电极的电阻值(Ω)、横轴表示放电空隙长度d(mm)，表示了设臭氧产生装置的放电功率密度为0.1、0.25和0.5W/cm2的情况下的关系。动作频率是0.3kHz。
图8(b)表示了与图8(a)相同条件下的高电压电极的膜厚与放电空隙长d(mm)的关系。根据图8(b)可知，在本发明的臭氧产生装置的动作区域中，高电压电极的膜厚为0.05μm以上是有效的。即，可知在放电空隙长度d为0.6mm以下的情况下，为了使发热损失为放电功率的1％以下，高电压电极的膜厚为0.05μm以上即可。
在动作频率0.3～10kHz中，与图7的结果一起，确认了高电压电极的膜厚为0.05μm～1.5μm，玻璃管破损时的自己消失效果的同时，还确认了在全部的高电压电极中能够确实地得到自己消失效果。
另外，从自己消失效果的可靠性看动作频率低是理想的，另外从减轻对臭氧产生装置施加的电压峰值的观点看，动作频率为0.8～6kHz是更理想的。
如上所述，可以通过考虑作为基材的玻璃管的表面粗糙度和发热损失，来规定无电解镀镍的高电压电极的膜厚度，从成本兼顾等的观点看能够进一步优化。
其结果是可知在本发明的臭氧产生装置的动作条件中，为了在玻璃管的破损时达到充分的高电压电极的自己消失效果，可以将形成高电压电极的基材的十点表面平均粗糙度设置为15μm以下，将高电压电极的膜厚设置为0.05μm以上。
除了无电解电镀以外，还可以通过电解电镀、熔射、蒸镀、喷溅和涂抹导电性涂料来形成高电压电极。在通过熔射、蒸镀、喷溅和涂抹涂料而形成高电压电极的情况下，并不一定必须进行玻璃管的内表面的表面处理，但在电解电镀的情况下，实施与无电解电镀同样的表面处理是理想的。在图9中表示通过这样的方法形成的各种高电压电极膜厚与和玻璃管的粘接力的关系。在图9中，纵轴表示通过牵引试验得到的粘接力(MPa)、横轴表示高电压电极膜厚(μm)。根据图9可知，如果高电压电极膜厚超过10μm，则粘接力上升。另外，在图9中的全部电极中，在进行了与图6一样的高电压电极的自己消失效果的确认试验的同时，在全部高电压电极中，实现了自己消失效果。
另一方面，没有图示地，如果超过膜厚100μm，则与玻璃管的粘接力超过50MPa，成为具有强固的粘接度的厚膜电极，因此，在高电压电极中，无法得到充分的自己消失效果，会持续进行电弧放电而陷于短路状态。
即，能够在膜厚100μm以下的高电压电极中实现本发明的高电压电极的自己消失效果。因此，如果与将无电解镀镍作为高电压电极的情况一起考虑，则自己消失效果所需要的高电压电极膜厚度为0.05～100μm。
但是，如果高电压电极具有无法自然剥离的程度的粘接度，则在本发明中没有问题，因此，以不需要将粘接度增大到必需以上的膜厚0.05～10μm而形成高电压电极是更理想的。
在玻璃管的破损部分中，检测到短路电流的高电压电极维持只在电弧放电瞬时地大致停止的沿面距离消失。但是，即使电弧放电停止，由于经由从高电压电极端部到接地电极的玻璃管的沿面放电，高电压电极端部也有恶化而消失进一步扩展的可能性。因此，必须掌握高电压电极端部与接地电极之间的最优沿面距离。
在本发明的臭氧产生装置100中，可以认为高电压电极2与接地电极1之间的沿面距离L必须为10mm。如图10所示，在作为玻璃管的电介体3中形成了破损部分14的情况下，由于瞬时的电弧放电造成的热影响，作为初始消失部分15而破损部分14的周围大致10mm左右的部分自己消失。确认了有以下的情况：如果维持该状态并持续进行臭氧产生，则自己消失部分由于从高电压电极端部的沿面放电，而从破损部分14开始进而产生距离L左右的消失部分。距离L为大致5～10mm左右。
但是，通过在高电压电极端部形成氧化物层13，消失部分的扩展自动停止，消失部分的扩展停止。该氧化物层13并不是绝缘体，而作为宽度2mm左右的具有半导电性的电场缓和层而起作用，甚至使沿面放电停止。
因此，必须考虑到高电压电极的自己消失部分在瞬时的电弧放电后，有可能直到包含与破损部分14对应的初始消失部分15地向长度方向的两侧方向形成10mm左右的沿面距离L为止，即直到自己消失范围成为20mm左右，因沿面放电而持续进行消失。
图11、图12是表示本发明的臭氧产生装置100的高电压供电构件的配置的截面图。在本发明中，如图11所示，理想的是供电构件7在接地电极1的外部与高电压电极2接触，而不存在于接地电极1内部。在图12中表示了以下的情况：供电构件7在接地电极1内部与高电压电极2接触，而在供电构件7的接触位置附近玻璃管破损，形成了破损部分16。由于考虑高电压电极2的自己消失部分17为20mm左右的情况，所以在图12所示的情况下，自己消失部分17扩展到供电构件7的接触位置。在该情况下，高电压电极2消失，但从没有自己消失的供电构件7到接地电极1直接形成放电路径，产生电弧放电，臭氧产生装置短路。
因此，如图11所示，供电构件7在接地电极1的外部，即放电空间的外部与高电压电极2接触，由此有效地进行高电压电极2的自己消失。具体地说，理想的是在接地电极1的端部产生玻璃管的破损，形成了破损部分16和高电压电极的自己消失部分17的情况下，供电构件7从接地电极1的端部开始至少具有10mm以上的沿面距离L地进行设置。通过这样使其与供电构件7接触，而能够不产生短路地检测放电空间的全部位置的玻璃管的破损。
在此，实际上，玻璃管破损大多是在臭氧输出侧(图11的接地电极右端)。因此，如果将供电构件7设置在原料气体输入口侧(图11的接地电极左侧)，则也有即使供电构件7在接地电极1内部与高电压电极2接触也没有问题的情况。由于从作为一般的破损部分的最下游侧到供电构件接触位置为止维持充分的距离，所以即使在玻璃管中产生破损，只有臭氧输出口侧的一部分自己消失，而其他部分继续进行正常的臭氧产生。因此，臭氧产生量几乎不降低，另外没有短路地，能够继续安全地进行臭氧产生。
在现有的臭氧产生装置中，使用了直径为80mm左右的电介体(玻璃管)。由于臭氧产生量与玻璃管电极的个数处于正比关系，所以为了增加臭氧产生量，玻璃管个数增加，容纳玻璃管的臭氧产生装置罐径变大。因此，减小玻璃管的直径，增加玻璃管电极在臭氧产生装置罐内的集成度，能够在维持臭氧产生量的同时减小臭氧产生装置罐径。
但是，在减小玻璃管的直径的情况下，无法设置高压保险丝。这是因为：通过提高玻璃管的个数和集成度，无法维持相邻的高压保险丝间的绝缘距离。例如如图2所示，如果设玻璃管103的直径为ФD1、相邻的玻璃管间距离为L1、高压保险丝110的直径为ФD2、相邻的高压保险丝间距离为L2，则臭氧产生装置的放电面积与玻璃管个数、放电有效长度、玻璃管外径成正比。如果设想相同的臭氧产生装置罐径，将玻璃管103的直径ФD1设置为例如1/2，则能够集成在罐111内的玻璃管个数成为大致4倍，放电面积成为2倍。即，在相同的罐径的臭氧产生装置中，能够得到2倍的臭氧产生量。因此，通过减小玻璃管的直径，对于提供小型(compact)的臭氧产生装置是极有效的。
另一方面，在对每个玻璃管设置1个高压保险丝的情况下，如果减小玻璃管的直径，则无法维持相邻的高压保险丝间的绝缘。在现有的臭氧产生装置中，例如是ФD1＝80mm、L1＝5mm、ФD2＝20mm，L2为L2＝ФD1+L1-ФD2＝65mm。如果在某位置产生了贯通破坏，则高压保险丝110的端子1b成为接地电位。在一般的臭氧产生装置中，施加电压峰值为10kV左右，因此在相邻的高压保险丝110a的端子2b上施加了高电压，在端子1b与端子2b之间施加了10kV左右的高电压。在将氧作为原料的臭氧产生装置中，在气体压力0.1MPa(G)左右下运转的情况下，为了在10kV左右的电压下不引起绝缘破坏，必须将绝缘距离L2设置为15mm以上。考虑因高压保险丝的温度上升造成的绝缘性能降低和高电压保险丝的配置位置精度地决定该绝缘距离。在现有例子中，L2＝65mm，能够维持绝缘。另一方面，为了确保L2为15mm以上，必须将玻璃管直径设置为30mm以上。如果减小高压保险丝直径，则能够进一步减小玻璃管直径，但从高压保险丝的设计的观点看，外径20mm是技术上的界限。即，在设置高压保险丝进行短路保护的情况下，将玻璃管直径ФD1设置为30mm以下在技术上是困难的，基于高压保险丝的短路保护对臭氧产生装置的小型化产生阻碍。
在本发明所使用的玻璃管中，不需要设置高压保险丝，也不需要考虑相邻的高压保险丝管的绝缘距离。因此，能够将玻璃管的外径设置为小口径的Ф30mm以下。
进而，从补偿耐电压性能、机械强度以及所使用的放电空隙长度精度的观点看，将玻璃管的外径设置为Ф30mm以下，并且厚度为0.5mm以上。这样的玻璃管的机械、热强度(耐热性)极其优越，因此在损失耐电压性能而玻璃管破损的情况下，不成为所谓的七零八落的“破碎”状态，表现出本实施例所示那样的贯通孔状的部分破坏形态。另外，即使在高电压电极的自己消失之前由于瞬时的电弧放电而施加了过大的热负荷，也同样不产生“破碎”。
在设置了现有的高压保险丝的臭氧产生装置中，在玻璃管破损时，高压保险丝熔断，但只有非破损玻璃管继续运转。但是，对于原料气体来说，与在放电空间中流动相比，从破损了的玻璃管的内部经由破损部分向放电空间流动能够减小压力损失，原料气体集中向破损了的玻璃管流动，原料气体向配置其它非破损玻璃管的放电空间的流量降低，因此有臭氧产生量降低的情况。
与此相对，在本发明所使用的玻璃管中，破损是微小的贯通孔状，因此不会有大量的原料气体向具有破损部分的玻璃管流入，几乎不会产生因原料气体流的偏向造成的臭氧产生量的降低。
另一方面，如果外径超过Ф30mm，则在玻璃管的外径公差无法补偿放电空隙长度精度的同时，还有在玻璃管的破损形态中产生“破碎”的情况，对于本发明的实施是不理想的。
但是，在这样的玻璃管中，在不产生“破碎”而产生了贯通孔状的破损的情况下，通过高电压电极的自己消失效果，在破损部分以外还能够继续进行正常的臭氧产生，有抑制臭氧产生量的降低的效果。
在本发明中使用的“DURAN”是在由JIS规格所示的硬质玻璃管中相当于1级的玻璃管(大致为SiO2的含有量80％以下、耐热温度250℃)。但是，在相当于2级的玻璃管(大致为SiO2的含有量80％以下、耐热温度180℃)中，机械、热强度比1级低下，因此在与上述超过Ф30mm的玻璃管一样的破损形态中包含“破碎”，使用是不理想的。作为相当于硬质1级的玻璃，除了硼硅酸玻璃以外，还有石英玻璃、高硅酸玻璃，能够得到与本实施例一样的效果。另外，在使用了SiO2含有量为80％以下但软化点极高而具有优越的耐热性的铝硅酸玻璃(SiO2的含有量为60％以上)等的情况下，能够得到与本实施例一样的效果。
另外，可以认为高电压电极的自己消失是因为由于瞬间的短路而产生的电弧放电造成的发热。因此，作为针对发热的玻璃管选择的基准的物性值，可以列举热膨胀系数(线膨胀系数)。在本实施例中使用的“DURAN”的热膨胀系数(200℃～300℃)是3.3×10-6K-1。在热膨胀系数不同的多个其它玻璃管中，与图6一样形成模拟破损部分，实施了高电压电极的自己消失效果的确认试验。表1表示其结果。
在表1中，同时表示了各玻璃管的高电压电极膜厚、热膨胀系数、自己消失效果的有无、确认试验后的玻璃管的状态。通过表1能够在全部的玻璃管中确认高电压电极的自己消失，能够得到与本实施例一样的效果。但是，在热膨胀系数为9.8×10-6K-1的玻璃管中，虽然能够确认高电压电极的自己消失，但玻璃管产生了龟裂。进而，甚至在热膨胀系数为10.8×10-6K-1的玻璃管中也产生了“破碎”。这可以认为是由于热膨胀系数变大，所以对于因瞬时的电弧放电产生的发热，玻璃管无法维持其形状而产生了破损。
如果即使能够实现高电压电极的自己消失，玻璃管也破碎，则即使根据本发明，臭氧产生装置不短路而能够继续运转，原料气体的流动也产生不均衡，臭氧产生量有可能降低。因此，可以在本发明中使用的玻璃管的热膨胀系数大致为小于10×10-6K-1，需要不会因电极放电的发热产生显著变形(破碎)的耐热强度。
表1
  膜厚(μm)   热膨胀系数(K-1)   自己消失效果   玻璃管的状态
  玻璃管A玻璃管B玻璃管C玻璃管D玻璃管E玻璃管F陶瓷管G陶瓷管H陶瓷管I   1.31.41.31.41.41.31.51.41.5   3.3×10-65.0×10-67.8×10-69.1×10-69.8×10-610.8×10-65.0×10-67.2×10-611.5×10-6   有有有有有有有有有   没有龟裂、破碎没有龟裂、破碎没有龟裂、破碎没有龟裂、破碎产生龟裂产生龟裂、破碎没有龟裂、破碎没有龟裂、破碎产生龟裂、破碎
在以上那样的玻璃管中，例如在SCHOTT公司的玻璃管中，除了“DURAN”以外，还可以列举“AR-Glas”、“DUROBAX”、“SUPREMAX”、“SURPRAX”、“FIOLAX”、“ILLAX”、“8248”、“8250”、“8252”、“8253”、“8485”等。
另外，本发明的臭氧产生装置100所使用的电介体并不限于玻璃管，也可以是表1中记载的陶瓷管G和H那样的Ф30mm以下、厚度0.5mm以上、热膨胀系数小于10×10-6K-1的陶瓷管。但是，由于陶瓷管在成形时容易产生裂纹，所以理想的是1.0mm以上的厚度。在这样的陶瓷管中，与本发明所示的玻璃管一样，异常时的破损形态为贯通孔状的部分破损。在这样的陶瓷管中，通过将本发明的导电性薄膜设置为高电压电极，能够实现高电压电极的自己消失效果。
如上所述，在本发明的臭氧产生装置100中，通过使用Ф30mm以下、厚度0.5mm以上、SiO2含有量60％以上、理想的是80％以上、其热膨胀系数小于10×10-6K-1的硬质玻璃管，异常时的玻璃管的破损形态只是贯通孔状的部分破损，不产生“破碎”。
另外，在该玻璃管中，作为高电压电极形成膜厚为0.05～100μm、理想的是0.05～10μm的导电性薄膜，由供电构件从离开接地电极端部至少10mm以上的位置向高电压电极供给高电压。在玻璃管破损了的情况下，高电压电极瞬时地检测到短路电流，在只确保能够停止显著的电弧放电的沿面距离的同时进行自己消失。因此，不使用高压保险丝等的高价保护装置，就能够使臭氧产生装置不短路，而只有破损部分选择性地停止放电。另外，在Ф30mm以下、厚度0.5mm以上、其热膨胀系数小于10×10-6K-1的陶瓷管中，也能够得到与玻璃管一样的效果。
进而，不如现有的使用了高压保险丝的臭氧产生装置那样从驱动电源完全切断具有破损部分的玻璃管整体，而只停止破损部分的放电，因此臭氧产生量几乎不降低，能够继续只通过非破损部分进行安全的运转。
进而，通过不使用高压保险丝，在能够削减成本和缓和因高压保险丝产生的能量损失的基础上，能够使用小口径的玻璃管，因此还能够使臭氧产生装置小型化。
实施例2
在实施例1中，在玻璃管破损了的情况下，破损部分周围的高电压电极通过剥离、蒸发或升华等而自己消失，由此不使用高压保险丝也能够实现短路保护动作。但是，在图13所示那样的情况下，即破损部分18的周围的高电压电极代替消失而氧化，也确认了能够实现与实施例1一样的短路保护动作。
图13是本实施例2的臭氧产生装置的部分截面图。对相同或相当的位置附加与图1一样的符号。高电压电极2是与实施例1一样地形成的导电性薄膜，表示了玻璃管3在破损部分18中产生了贯通破坏的状态。在该情况下，在破损部分18中，高电压电极2不剥离、蒸发或升华等，而是作为氧化层19残存在玻璃管3内表面上。
但是，该氧化层19的电阻值比其他高电压电极高，另外不是完全绝缘性而是半导体性的，因此具有电场缓和作用。因此，具有抑制隔着破损部分18在接地电极1与高电压电极2之间产生的电弧放电的效果。
因此，只在破损部分18周围的氧化层19处选择性地停止高电压的供电，能够得到与实施例1一样的效果。
另外，可以认为玻璃管的破损时高电压电极是否消失、或者是否作为氧化层残存起因于臭氧产生装置的电容(驱动电源的电容)、短路电流的大小。在因电弧放电造成的热影响比较少的情况下，或根据高电压电极的材质而高电压电极不消失而作为氧化层残存，不短路而臭氧产生量几乎不降低的状态下，能够只通过非破损部分继续产生臭氧。其结果是不使用高价的高压保险丝，就能够由高电压电极自身进行玻璃管破损的短路保护动作。因此，通过不使用高压保险丝，能够削减成本、缓和因高压保险丝造成的能量损失，同时由于能够使用小口径的玻璃管，所以还能够使臭氧产生装置小型化。
实施例3
在小容量或中容量的臭氧产生装置，即臭氧产生量为10kg/h左右以下的臭氧产生装置中，在玻璃管破损了的情况下，如实施例1所示那样，高电压电极的自己消失区域极小。
但是，例如在臭氧产生量为40kg/h左右的大容量臭氧产生装置中，在作为高电压电极形成实施例1所示那样的导电性薄膜，在玻璃管中产生了破损的情况下，如图14所示那样，有以下的情况：由于因电弧放电产生的热影响，从供电构件7与高电压电极2的接触位置到玻璃管3的贯通孔状的初始破损部分20为止的全部高电压电极产生自己消失(自己消失部分21)。
另外，有以下的情况：在瞬时流过的短路电流为100A左右以上的情况下，隔着破损部分在供电构件7与接地电极1之间持续地产生电弧放电，最终由于供电构件7端部与接地电极1之间的显著的因电弧放电产生的发热，玻璃管3进而产生贯通孔状的破损(最终破损部分22)。其中，在图14中，供电构件7在接地电极1的内部与高电压电极2接触。
图15表示在40kg/h级别的大容量臭氧产生装置中，在玻璃管上产生了上述破损的情况下的驱动电源的输出电压和输出电流的波形。时间t＝0ms表示在玻璃管中形成了初始破损部分20的瞬间。
根据图15可知，在玻璃管产生了破损的瞬间，输出电压从8kV降低到4kV左右，输出电流从300A降低到150A左右。
接着，在t＝50ms时，输出电压进而从4kV降低到2kV左右，但输出电流维持150A左右。
进而，如果t＝350ms左右，则输出电压大致为0kV，输出电流从150A增加到200A左右。
即，表示出从玻璃管产生了破损的瞬间到50ms的期间是高电压电极2产生自己消失而形成自己消失部分21的时间，其间玻璃管3内部的气体温度陆续开始上升。在t＝50ms时，产生持续的电弧放电，电路上的电阻降低，因此在超过了50ms的时间段中，输出电压降低，在t＝350ms，形成最终破损部分22，完全电短路。
在这样的大容量臭氧产生装置中，使用实施例1所示的高电压电极的情况下，也可以使用图16所示的控制装置，根据图17所示的时序图控制臭氧产生装置和驱动电源。即，通过使用该控制方式，即使在玻璃管破损了的情况下，也不形成上述那样的最终破损部分，不需要停止臭氧产生设备。
具体地说，由图16所示的控制装置监视驱动电源的输出电压和输出电流，与正常运转时(玻璃管没有破损的情况)的输出电压和输出电流进行比较而进行检测。在与正常运转时的输出电压和输出电流值的差异增大了的情况下，向电源电路发出运转停止指令，使驱动电源停止。
在图17所示的时序图中，在时间t＝0ms时形成初始破损部分，在t＝20ms的时刻检测出输出电压和输出电流与正常时不同，发出运转停止指令。在电源电路中，在延迟了Td＝100ms的时间后，输出电压成为0。在t＝120ms的时刻，在破损了的玻璃管中产生了电弧放电，但电弧的持续时间不长，因此玻璃管的温度上升少，不是引起进一步的破损的程度。由于因电弧放电产生的等离子体消失的时间约为0.5s左右，所以在1s后从控制电路再次发出运转指令，向臭氧产生装置施加电压。在该时刻，电弧等离子体消失，因此能够正常地施加电压，能够重新开始臭氧产生装置的运转。
通过使用这样的控制方式，只要短时间地停止臭氧产生，就能够不更换玻璃管等地重新开始产生臭氧。在使用大容量的臭氧产生装置的工厂设备中，短时间的停止在实用上没有问题。
另外，与在时间1s后向臭氧产生装置施加了电压无关地，在输出电压再次降低的情况下，再次停止运转，停止臭氧产生装置。或者，也可以将停止时间设置为10s左右，再次施加电压。在电弧等离子体的消失时间长的情况下，通过这样设置10s左右的停止时间，能够使绝缘恢复。在即使设置10s的停止时间，输出电压还是降低的情况下，无论产生任何异常，都必须停止臭氧产生装置。
在此，表示了通过监视驱动电源的输出电压和输出电流，而确实地检测出玻璃管的破损的例子，但在只监视输出电压或只监视输出电流的控制方式下，也能够发挥同样的效果，能够简易并且低成本地实现控制装置的结构。进而，作为根据输出电压和输出电流值通过计算器监视输出功率的控制方式，也能够得到同样的效果。
在这样的控制万一失败而玻璃管破损了的情况下，如实施例1所示那样，通过在接地电极外部设置供电构件与高电压电极的接触位置，也能够使供电构件与接地电极不短路。如果电弧等离子体消失，则供电构件与接地电极之间的绝缘性能恢复，因此能够再次向供电构件施加高电压。
通过对实施例所示的玻璃管和高电压电极使用这样的控制方式，在短路电流为100A左右以上的大容量臭氧产生装置中，不使用高压保险丝，就能够确实地检测玻璃管的破损，不需要停止使用了大容量臭氧产生装置的设备全体，只要在极短的时间停止臭氧产生，就能够再次继续安全地进行臭氧产生。
另外，通过不使用高压保险丝，在能够削减成本、缓和高压保险丝带来的能量损失的基础上，还能够使用小口径的玻璃管，因此能够使臭氧产生装置小型化。
实施例4
在小容量或中容量的臭氧产生装置中，在投入功率密度例如为0.5W/cm2左右以上和每单位放电面积的投入功率大的情况下，如果使用实施例1所示那样的高电压电极，则与实施例3一样，有产生大范围的自己消失的情况。
如图18所示那样，作为高电压电极形成实施例1所示那样的导电性薄膜，在设投入功率密度为0.5W/cm2左右以上的情况下，如果在从接地电极1的端部至少离开10mm以上的位置处使供电构件7与高电压电极2接触，则即使玻璃管产生了破损，也能够得到与实施例1一样的效果。
但是，根据情况，与实施例3一样，由于因电弧放电造成的热影响，从供电构件7与高电压电极2的接触位置到玻璃管3的贯通孔状的破损部分20为止的全部高电压电极产生自己消失(用虚线表示自己消失部分21)。
因此，理想的是在投入功率密度大的情况下，使用实施例3所示的控制方法，在自己消失部分到达供电构件7之前停止臭氧产生，在使电弧消失以后再启动。
在使用了实施例1所示的玻璃管和高电压电极的臭氧产生装置中，在投入功率密度例如为0.5W/cm2左右以上的情况下，通过使用实施例3所示的控制方法，不使用高压保险丝，就能够确实地检测玻璃管的破损。
其结果是不需要停止使用了臭氧产生装置的设备全体，只要在极短的时间停止臭氧产生，就能够再次继续安全地进行臭氧产生。
另外，通过不使用高压保险丝，在能够削减成本、缓和高压保险丝带来的能量损失的基础上，还能够使用小口径的玻璃管，因此能够使臭氧产生装置小型化。
实施例5
图19是在实施例1所示的臭氧产生装置100的接地电极1上设置了电介体23的构造，在图19中，用同一符号表示相同或相当的位置。
可以在由不锈钢管构成的接地电极1的内表面上，通过搪玻璃(glass lining)、上搪瓷、陶瓷熔射等，形成电介体23。另外，也可以将与电介体3不同种类的不同直径的玻璃管作为电介体23而与接地电极1接合。
在这样的构造中，也与实施例1所示的臭氧产生装置100一样，在玻璃管破损了的情况下，破损部分周围的高电压电极通过剥离、蒸发或升华等而自己消失或氧化，自己抑制电弧放电。由此，不使用高压保险丝，没有短路地，在臭氧产生量几乎不降低的状态下，只通过非破损部分就能够继续进行臭氧产生。其结果是通过不使用高压保险丝，能够削减成本，缓和因高压保险丝带来的能量损失，同时由于能够使用小口径的玻璃管，所以还能够使臭氧产生装置小型化。
实施例6
图20是将实施例1所示的臭氧产生装置100的接地电极1设置在电介体24的内表面上的构造，在图20中，与图1相同的符号表示相同或相当的位置。电介体24可以使用玻璃管或陶瓷管。另外，接地电极1也可以与高电压电极2一样地使用无电解镀镍等，并在电介体24的内表面上形成膜厚0.05～100μm的接地电极1。
通过使用该构造，也能够使接地电极1产生上述的自己消失效果。即，在电介体24破损了的情况下，破损部分周围的接地电极1通过剥离、蒸发或升华等而自己消失或氧化，自己抑制电弧放电。因此，能够高速地检测短路，提高破损部分的电切断的可靠性。
通过使用该构造，在玻璃管破损了的情况下，破损部分周围的接地电极也通过蒸发、升华而自己消失或氧化，抑制电弧放电。由此，不使用高压保险丝，没有短路地，在臭氧产生量几乎不降低的状态下，只通过非破损部分就能够继续产生臭氧。其结果是通过不使用高压保险丝，能够削减成本，缓和因高压保险丝带来的能量损失，同时由于能够使用小口径的玻璃管，所以还能够使臭氧产生装置小型化。
实施例7
本发明的构造不只能够适用于实施例1所示的圆筒多管式臭氧产生装置，还能够适用于平行平板型臭氧产生装置。
图21、22是用200表示全体的本实施例7的平行平板型臭氧产生装置的截面图。
平行平板型臭氧产生装置200包含接地电极1、与接地电极1相对地配置的高电压电极2。在高电压电极2的表面设置电介体3，在接地电极1与电介体3之间形成放电空间4。在接地电极1与高电压电极2之间连接有高频电源6。例如在平板状电极为圆板的情况下，与实施例1一样，理想的是通过接地电极1的外径Ф1的外侧的供电位置25、或如图21所示那样通过接地电极1的内径Ф2的内侧的供电位置26，来进行高电压的供电。
在图21、22中，箭头是气体的流动方向，从电极外周部向电极中央部流动。在图21、22中，供电位置25、26当然需要从高电压电极2的端部具有沿面距离L。
在这样的构造中，在电介体3破损了的情况下，破损部分周围的高电压电极2通过剥离、蒸发或升华等自己消失或氧化，抑制电弧放电。由此，不使用高压保险丝，没有短路地，在臭氧产生量几乎不降低的状态下，只通过非破损部分就能够继续进行臭氧产生。其结果是通过不使用高压保险丝，能够削减成本，缓和因高压保险丝带来的能量损失。
实施例8
在图1所示的臭氧产生装置100的高电压电极2的主成分为不锈钢、铬、金、银、锡、锌、铜、碳、铝的任意一个的情况、或实施例1、2所示的由含有镍、或含有镍作为主成分的导电性化合物构成的情况下，都能够确认实施例1、2所述的现象。即，在玻璃管破损了的情况下，破损部分周围的高电压电极通过剥离、蒸发或升华等自己消失或氧化，自己抑制电弧放电。由此，不使用高压保险丝，没有短路地，在臭氧产生量几乎不降低的状态下，只通过非破损部分就能够继续进行臭氧产生。
在与实施例1同样地在玻璃管内表面上，作为无电解或电解电镀被膜、熔射被膜、蒸镀被膜、喷溅被膜、涂料涂抹而形成不锈钢、铬、金、银、锡、锌、铜、铝的情况下，也能够确认。对于碳，也可以在玻璃管内表面上涂抹例如由碳超微粒子构成的碳涂浆。含有上述任意一个的导电性化合物都同样地能够作为无电解或电解电镀被膜、熔射被膜、蒸镀、喷溅、涂料而形成。
实施例9
在放电空隙长度d为0.6mm、放电功率密度为0.5W/cm2的动作条件下，本发明的臭氧产生装置的高电压电极表面温度大致为100℃左右。在玻璃管破损了的情况下，由于瞬时的电弧放电，温度急剧上升。因此，在高电压电极使用了熔点为150℃～200℃左右的金属的情况下，与高电压电极的膜厚无关地，在玻璃管破损时能够使高电压电极自己消失。
这样，在温度急剧上升了的破损部分中，高电压电极融解，无法存在于玻璃管内表面上，只选择性地不对破损部分供给高电压。因此，不使用高压保险丝，没有短路地，通过非破损部分能够继续安全地进行臭氧产生。
作为高电压电极的材料，适用铟、锂等金属。在变更臭氧产生装置的动作条件，高电压电极表面温度的最大值变化的情况下，作为电极材料可以选择具有与该最大值对应的熔点的金属。
实施例10
本实施例10是将本发明的无声放电适用于激光振荡器。
图23的(a)～(c)是用301～303表示全体的本实施例10的无声放电式CO2激光振荡器的电极构造的截面图。
在(a)的激光振荡器301中，在各个绝缘体28中设置有圆筒状的接地电极1、形成在电介体3的内周面上的高电压电极2，形成放电空间4。高电压电极2是与实施例1所示的一样的导电性薄膜。在接地电极1的内部，形成有冷却水通路5，其外周设置有电介体27。向放电空间4中导入含有二氧化碳的激光气体，进行激光振荡。
通过形成与实施例1一样的高电压电极2，在电介体破损了的情况下，破损部分周围的高电压电极瞬时地检测到短路电流，高电压电极2自己消失或氧化，因此能够选择性地只停止对破损部分周围的供电。由此，不使用高压保险丝，没有短路地，只通过非破损部分就能够继续进行激光振荡。其结果是通过不使用高压保险丝，能够削减成本，缓和因高压保险丝带来的能量损失。
在(b)的激光振荡器302中，在电介体3的内周面上形成高电压电极2，进而在其内部设置有绝缘体29和冷却水通路5。冷却水可以是纯水、离子交换水，也可以是一般自来水。绝缘体29对由于冷却水造成的电导通进行绝缘，另外在异常时也作为吸附通过蒸发、升华而自己消失的高电压电极2的吸附剂发挥作用。因此，对于绝缘体29，理想的是选择具有绝缘性，并且比较多孔，即表面积大的材质。在高电压电极2氧化而选择性地停止破损部分周围的供电的情况下，绝缘体29只对冷却水的绝缘产生作用。
在(c)的激光振荡器303中，将电介体30配置为平板状，并且配置具有冷却水通路5的接地电极1、形成在冷却水通路5和绝缘体29的外周面上的高电压电极2。在该构造中，也能够得到与激光振荡器301、302一样的效果。
另外，在激光振荡器301～303的任意一个的构造中，都将高电压侧的供电位置设置在不面向放电空间的部分，因此高电压电极2的自己消失效果变得更大。
实施例11
本实施例11是将本发明的无声放电适用于有害气体分解装置。
图24是用400表示全体的稀薄有害气体分解装置的电极构造，(a)表示横截面图，(b)表示纵截面图。
在此，有害气体表示以甲苯、二甲苯为代表的VOC(VolatileOrganic Compounds)气体、聚四氟乙烯、PFC(Perfluoro Compounds)等。
在有害气体分解装置400中，在由接地电极1、高电压电极2、电介体3构成的放电空间4内填充吸附剂31。另外，在高电压电极2内，隔着绝缘体32地配置具有冷却水通路5的金属管33。高电压电极2由实施例1所示的导电性薄膜形成。导入到放电空间4中的有害气体一边被等离子体分解，一边同时由吸附剂吸附除去。因此，能够极高效地对有害气体进行除害。
在有害气体分解装置400中，在电介体破损了的情况下，破损部分周围的高电压电极瞬时地检测出短路电流而自己消失或氧化，因此能够只选择性地停止对破损部分周围的供电。由此，不使用高压保险丝，没有短路地，只通过非破损部分就能够继续进行有害气体分解。其结果是通过不使用高压保险丝，能够削减成本，缓和因高压保险丝带来的能量损失，同时由于能够使用小口径的玻璃管，所以还能够使有害气体分解装置小型化。
另外，与实施例10同样，理想的是绝缘体32选择比较多孔的材料，使得能够在异常时吸附通过蒸发、升华而自己消失的高电压电极2。
实施例12
本实施例12是将本发明的无声放电适用于RIE(Reactive IonEtching)装置、CVD(Chemical Vapor Deposition)装置等半导体制造处理装置。图25是适用了本发明的CVD装置的截面图，图26是适用了本发明的RIE装置的截面图。在图25、26中，与图1相同的符号表示相同或相当的位置。
例如在图25所示的CVD装置、图26所示的RIE装置中，在电介体3破损了的情况下，破损部分周围的高电压电极瞬时地检测出短路电流而自己消失或氧化，因此能够只选择性地停止对破损部分周围的供电。由此，不使用高压保险丝，没有短路地，只通过非破损部分就能够继续进行RIE和CVD处理。其结果是能够削减成本，缓和能量损失，同时不需要停止半导体制造装置和大气开放。
另外，理想的是高电压侧的供电位置如实施例7所示那样是接地电极的内侧的非放电部分。另外，图25中所示的箭头表示气体流动的方向，将所处理的晶片配置在接地电极1上。
另外，在图26中，气体的流动方向与图25不同，从形成有许多小孔的绝缘性喷头35导入原料气体。在该构造中，接地电极1使用实施例1所示的导电性薄膜。将所处理的晶片配置在形成在高电压电极2上的电介体3上。绝缘体36是抑制放电的屏蔽部分。当然，高电压电极2和等离子体反应堆容器34是绝缘的。在这样的构造中，也能够得到与图25的CVD装置一样的效果。

Claims (10)

1.一种无声放电式等离子体产生装置，包括：电介体；夹着该电介体而相对配置的1组电极；向该电极之间施加交流电压而使其放电的交流电源，并且向产生该放电的放电空间供给气体而形成等离子体，其特征在于包括：
该电极的至少一个由在该电介体上形成的导电性供电薄膜构成，在该电介体破损而在该电极之间产生电弧放电的情况下，使产生了该电弧放电的部分的该供电薄膜消失，使该电弧放电的产生停止。
2.一种无声放电式等离子体产生装置，包括：电介体；夹着该电介体而相对配置的1组电极；向该电极之间施加交流电压而使其放电的交流电源，并且向产生该放电的放电空间供给气体而形成等离子体，其特征在于包括：
该电极的至少一个由在该电介体上形成的导电性供电薄膜构成，在该电介体破损而在该电极之间产生电弧放电的情况下，使产生了该电弧放电的部分的该供电薄膜氧化而使其电阻增大，使该电弧放电的产生停止。
3.根据权利要求1或2所述的无声放电式等离子体产生装置，其特征在于：
上述供电薄膜是具有大致0.05～大致100μm的膜厚的导电性薄膜。
4.根据权利要求1～3的任意一项所述的无声放电式等离子体产生装置，其特征在于：
上述电介体的热膨胀系数小于1×10-5K-1。
5.根据权利要求1或2所述的无声放电式等离子体产生装置，其特征在于：
形成上述供电薄膜的上述电介体的表面具有大致15μm以下的十点平均表面粗糙度。
6.根据权利要求1或2所述的无声放电式等离子体产生装置，其特征在于：
上述供电薄膜包含从由不锈钢、铬、金、银、锡、锌、镍、碳、铜、铝组成的材料组中选择的至少一种材料。
7.根据权利要求1或2所述的无声放电式等离子体产生装置，其特征在于：
上述供电薄膜是通过无电解电镀或电解电镀形成的电镀膜。
8.根据权利要求1或2所述的无声放电式等离子体产生装置，其特征在于：
上述交流电源从与上述供电薄膜相对地配置的电极的端部开始至少具有大致10mm的沿面距离，并在上述放电空间的外部与该供电薄膜连接。
9.根据权利要求1或2所述的无声放电式等离子体产生装置，其特征在于：
上述电介体是外径为大致30mm以下、并且厚度为0.5mm以上的玻璃管。
10.根据权利要求1或2所述的无声放电式等离子体产生装置，其特征在于还包括：
控制电路，监视上述交流电源的输出电压和输出电流的至少一方，在上述电介体破损而在上述电极之间产生电弧放电的情况下，使该交流电源至少停止0.5秒，使该电弧放电的产生停止。
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