JP2019071243A - Electrode unit and plasma processing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、グロー放電によりプラズマを発生させる電極ユニット及び発生したプラズマを利用するプラズマ処理装置に関する。 The present invention relates to an electrode unit for generating plasma by glow discharge and a plasma processing apparatus using the generated plasma.
例えば、粉体等の物質の表面改質を目的にグロー放電プラズマを利用したプラズマ処理装置が提案されている(例えば特許文献1)。特許文献1に記載の装置は、中心電極と、該中心電極と所定の空隙部を介して配置された筒状の周辺電極とを有する容器と、前記空隙部の概ね全長が複数の仕切部で仕切られることで形成された複数の部屋と、前記中心電極表面若しくは前記周辺電極表面の少なくとも一方に設けられた誘電体と、前記容器の一端側に設けられ、前記部屋内に流体を注入可能に構成された流体注入手段と、前記容器の他端側に設けられ、前記部屋内から流体を排出可能に構成された流体排出手段と、前記中心電極と前記周辺電極との間に交流またはパルス電圧を印加した状態で、前記中心電極を回転の中心として前記容器を回転せしめる回転手段とを備える。
For example, a plasma processing apparatus using glow discharge plasma has been proposed for the purpose of surface modification of a substance such as powder (for example, Patent Document 1). The device described in
上記のプラズマ処理装置において、中心電極と周辺電極とを利用してプラズマを発生させているため、プラズマが生じにくいという問題がある。
本発明は、プラズマの発生しやすい電極ユニット等を提供することを目的とする。
In the above-described plasma processing apparatus, since the plasma is generated using the center electrode and the peripheral electrode, there is a problem that the plasma is not easily generated.
An object of the present invention is to provide an electrode unit or the like in which plasma is easily generated.
本発明に係る電極ユニットは、誘電体の容器内に配され、当該容器外に配された外側電極との間のグロー放電によりプラズマを発生させるための電極ユニットにおいて、前記容器の内周面との間で沿面放電可能に配されたメッシュ構造の電極本体を有する。
本発明に係るプラズマ処理装置は、誘電体の容器の内外に配された一対の電極ユニット間のグロー放電により発生するプラズマにより物質を処理するプラズマ処理装置において、前記容器の内部に配された電極ユニットは上記の電極ユニットである。
The electrode unit according to the present invention is an electrode unit disposed in a dielectric container and generating plasma by glow discharge with an outer electrode disposed outside the container, the electrode unit comprising: an inner circumferential surface of the container; And an electrode body of a mesh structure disposed so as to allow surface discharge between them.
A plasma processing apparatus according to the present invention is a plasma processing apparatus for treating a substance by plasma generated by glow discharge between a pair of electrode units disposed inside and outside a dielectric container, the electrode disposed inside the container. The unit is the above electrode unit.
本発明に係る電極ユニット及びプラズマ処理装置は、メッシュ構造の電極本体を沿面放電可能に有するため、プラズマが発生しやすくなる。 Since the electrode unit and the plasma processing apparatus according to the present invention have the mesh-structured electrode main body capable of surface discharge, plasma is easily generated.
<概要>
実施形態の一態様に係る電極ユニットは、誘電体の容器内に配され、当該容器外に配された外側電極との間のグロー放電によりプラズマを発生させるための電極ユニットにおいて、前記容器の内周面との間で沿面放電可能に配されたメッシュ構造の電極本体を有する。
実施形態の別態様に係る電極ユニットにおいて、前記メッシュ構造は、複数本の金属線が2方向に間隔をおいて配された織り構造である。これにより効率よく面内放電が行われる。
実施形態の別態様に係る電極ユニットにおいて、前記金属線の線径は1mm以下であり、隣接する前記金属線間の隙間は6mm以下である。これにより効率よく面内放電が行われる。
実施形態の別態様に係る電極ユニットにおいて、前記メッシュ構造の電極本体は、前記容器の内面に接触する状態で、当該容器内に配されている。これにより効率よく面内放電が行われる。
実施形態の一態様に係るプラズマ処理装置は、誘電体の容器の内外に配された一対の電極ユニット間のグロー放電により発生するプラズマにより物質を処理するプラズマ処理装置において、前記容器の内部に配された電極ユニットは上記記載の電極ユニットである。これにより効率よく面内放電が行われる。
<Overview>
An electrode unit according to an aspect of the embodiment is an electrode unit disposed in a dielectric container and generating plasma by glow discharge with an outer electrode disposed outside the container, the electrode unit being provided in the container. It has an electrode main body of a mesh structure disposed so as to be capable of surface discharge with the circumferential surface.
In the electrode unit according to another aspect of the embodiment, the mesh structure is a weave structure in which a plurality of metal wires are spaced in two directions. Thus, in-plane discharge is efficiently performed.
In the electrode unit according to another aspect of the embodiment, the wire diameter of the metal wire is 1 mm or less, and the gap between the adjacent metal wires is 6 mm or less. Thus, in-plane discharge is efficiently performed.
In the electrode unit according to another aspect of the embodiment, the electrode body of the mesh structure is disposed in the container in a state of being in contact with the inner surface of the container. Thus, in-plane discharge is efficiently performed.
A plasma processing apparatus according to an aspect of the embodiment is a plasma processing apparatus for treating a substance by plasma generated by glow discharge between a pair of electrode units disposed inside and outside a dielectric container, the plasma processing apparatus being disposed inside the container. The selected electrode unit is the above-described electrode unit. Thus, in-plane discharge is efficiently performed.
<実施形態>
1.プラズマ処理装置
実施形態の一態様に係るプラズマ処理装置1について図1〜図3を用いて説明する。
プラズマ処理装置1は、図3に示すように、容器2と、容器2の内部に配された内側電極ユニット3と、容器2の外側に配された外側電極ユニット4とを含む処理ユニット5を備える。
プラズマ処理装置1は、例えば容器2の内部に配された(供給された)物質の表面改善のためのプラズマを発生する。プラズマは、内側電極ユニット3に高電圧を印加して、内側電極ユニット3と外側電極ユニット4との間で発生するグロー放電を利用している。
内側電極ユニット3は本発明に係る電極ユニットの一態様に相当する。なお、外側電極ユニット4の電極はアース電極であるため、外側電極ユニット4は外側アース電極ユニットとし、符号はそのまま「4」を使用する。
Embodiment
1. Plasma Processing Apparatus A
As shown in FIG. 3, the
The
The
プラズマ処理装置1は、図1及び図2に示すように、容器2の内部に試料ガスを注入するガス注入ユニット6を備える。試料ガスとしては、ヘリウム、窒素等がある。
本実施形態のプラズマ処理装置1は、図1に示すように、処理ユニット5に電力を供給するための電気接続ユニット7を備える。電気接続ユニット7は、図外の高圧電源と内側電極ユニット3とを接続する高圧側接続ユニット7Aと、外側アース電極ユニット4とグランド(アース)とを接続するためのアース側接続ユニット7Bとを有する。
プラズマ処理装置1は、図1及び図2に示すように、処理ユニット5を回転支持する支持ユニット8を備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
As shown in FIG. 1, the
As shown in FIGS. 1 and 2, the
容器2は、円筒状をし、その中心軸の延伸する方向を単に中心軸方向とし、容器2の径方向を単に径方向とする。また、容器2の中心軸方向において、ガス注入ユニット6が存在する側(図2において左側である。)を一端、容器2が存在する側(図2において右側である。)を他端とする。
The
2.各部構成
(1)処理ユニット
主に図3を用いて説明する。
(1−1)容器
容器2は絶縁性材料により構成されている。
容器2は中心軸方向の両端が塞がれた筒状をしている。ここでは、容器2が支持ユニット8により回転自在に支持されるため、容器2の横断面形状は円環形状をしている。容器2は、中心軸方向の一端に開口を有する容器本体21と、容器本体21の一端の開口を塞ぐ蓋体23とを有する。
2. Configuration of Each Part (1) Processing Unit This will be described mainly with reference to FIG.
(1-1) Container The
The
容器本体21は中心軸方向の一端が開放する有底筒状をする。容器本体21は、内周及び外周の直径が略一定である円筒部211と、円板状の底部213とからなる。容器本体21は、ガラス材料により構成され、内周面に沿って内側電極ユニット3が、外周面に沿って外側アース電極ユニット4がそれぞれ配されている。なお、ガラス材料は誘電体であり、バリア放電を発生させるのを補助する。
The
蓋体23は中心軸方向の他端が開放する有蓋筒状をしている。蓋体23は絶縁材料、例えば、樹脂材料(ポリカーボネート)により構成されている。蓋体23は、容器本体21の中心軸方向に延伸する円筒部231と、円筒部231の一端を塞ぐ蓋部233とを有する。
円筒部231は、容器本体21の外周面に沿って配された外側アース電極ユニット4の一端部に外嵌する。円筒部231はねじ部を内周面に有する。ねじ部は、雌ねじ231aであり、外側アース電極ユニット4のねじ部(雄ねじ)43aに螺合する。これにより、蓋体23が容器本体21に着脱自在に装着される。なお、蓋体23と容器本体21との間にはリング状のパッキン25が配される。
蓋部233は、ガス注入ユニット6の2重管63を容器2内に挿入するための貫通孔233aと、ガス注入ユニット6を蓋体23に固定するためのねじ穴233bとを有する。貫通孔233aは蓋部233の中央に存在する。ねじ穴233bは、貫通孔233aの周りであって周方向に間隔(ここでは等間隔)をおいて複数個存在する。ここでは、ねじ穴233bは4個ある。
蓋部233は、内側電極ユニット3を蓋部233に固定するための貫通孔233cとねじ穴233dとを有している。貫通孔233cは1個、ねじ穴233dは3個あり、図4に示すように、周方向に間隔(ここでは等間隔)をおいて存在する。なお、ねじ穴233dは、図3に示すように、容器2の内部側から中心軸方向に沿って設けられている。
The
The
The
The
(2)内側電極ユニット
図5を用いて説明する。
内側電極ユニット3は、メッシュ構造の電極本体31と、導電リング33と、導電片35とを備える。
(2−1)電極本体
電極本体31は導電材料から構成されている。メッシュ構造として、例えば織り構造を採用できる。織り構造は、複数本の金属線が2方向に間隔をおいて配された織金網により構成されている。ここでの織り構造は平織り織タイプである。金属線として、例えば、ステンレス、鉄、アルミニウム等を利用できる。
電極本体31は、図3に示すように、容器2の内周面、より具体的には、容器本体21の円筒部211の内周面に沿って配されている。電極本体31は円筒部211の内周面に接触するように配されている。
電極本体31における中心軸方向の一端部及び他端部は、周方向に延伸する金属製の帯部32に接続されている。
(2) Inner electrode unit This will be described with reference to FIG.
The
(2-1) Electrode Body The
As shown in FIG. 3, the electrode
One end and the other end in the central axis direction of the electrode
(2−2)導電リング
導電リング33は、容器2の蓋体23における内面(容器2の内側である)に取り付けられ、導電性材料により構成されている。導電リング33は、換言すると、高圧電源と電極本体31とを接続するためのものであり、高電圧導入部である。
導電リング33は円環状をする金属板により構成されている。なお、金属板としてSUSが利用されている。導電リング33は蓋体23への固定部を有している。固定部は、周方向に間隔(ここでは等間隔である)をおいて複数個(ここでは4個)存在する。4個のうち、1個はねじ孔33aであり、3個は貫通孔33bである。ねじ孔33aには、蓋体23の外面に導電板37を固定するねじ38が螺合する。貫通孔33bには蓋体23の内面側からねじ39が挿入される。
(2-2) Conductive Ring The
The
(2−3)導電片
導電片35は導電リング33から電極本体31側に延伸するように設けられている。導電片35は、蓋体23が容器本体21に装着されると、電極本体31の帯部32に接触する。導電片35は、導電リング33に固定(溶接)された固定部351と、固定部351の径方向の端部から延伸する延伸部353とを有する。延伸部353は径方向に弾性変形可能に構成されている。ここでの延伸部353は逆「V」字状をしている。
蓋体23が容器本体21に取り付けられていない状態では、導電片35の径方向の先端部は容器本体21の円筒部211の内周面よりも外側にあり、蓋体23が容器本体21に取り付けられる際に延伸部353が径方向の内側に弾性変形する。
(2-3) Conductive Piece The
When the
(3)外側アース電極ユニット
図3を用いて説明する。
外側アース電極ユニット4は、アルミニウム、ステンレス、鉄等の金属材料により構成されている。ここでは、アルミニウムにより構成されている。外側アース電極ユニット4は、容器2の円筒部211の外周に配された筒部41を有する。筒部41は中心軸方向の両端間にわたって円筒部211を被覆する。
外側アース電極ユニット4は、中心軸方向の一端外周が厚肉部43となっており、厚肉部43の外周が雄ねじ43aになっている。この雄ねじ43aは蓋体23の雌ねじ231aと螺合する。
外側アース電極ユニット4は、中心軸方向の他端から中心軸に向かって張り出す内鍔部45を有する。内鍔部45は容器2(容器本体21)の底部213の外周部分に当接している。
外側アース電極ユニット4は、中心軸方向の他端から中心軸と反対側に張り出す外鍔部47を有する。外鍔部47は、図2に示すように、支持ユニット8のローラ部87,89の溝87a,89aに挿入される。これにより、容器2を支持ユニット8上で回転させた際に、中心軸方向に容器2がずれるのを防止できる。
(3) Outer Earth Electrode Unit This will be described with reference to FIG.
The outer
In the outer
The outer
The outer
(4)ガス注入ユニット
主に、図2及び図5を用いて説明する。
ガス注入ユニット6はガス供給源から供給されたガスを容器2内に導入する導入機能を有する。ガス注入ユニット6は、容器2内に導入された後に内部を循環したガスを導出する導出機能を有する。ガス注入ユニット6は、図2に示す継手69を介してガス供給源に接続される。
ここでは、継手69として、例えばハーフユニオンを利用し、供給源に接続されるチューブの図示は省略している。なお、継手69は、チューブに接続されるチューブ接続部691と、ガス注入ユニット6に接続されるユニット接続部693とを回転自在に備える。
ガス注入ユニット6は、継手69に接続され且つ容器2に取り付けられる本体61と、図5に示すように容器2内へのガスの注入路631と容器2からのガスの排出路633とを有する2重管63とを備える。ここでガス注入ユニット6は、2重管63の中心軸方向の他端部を支持する支持体65を備える。ガス注入ユニット6は、2重管63から容器2内に注入されるガスに含まれる不要物を除去するためのフィルタ67を備える。
(4) Gas injection unit This will be mainly described with reference to FIG. 2 and FIG.
The
Here, for example, a half union is used as the joint 69, and illustration of a tube connected to a supply source is omitted. The joint 69 rotatably includes a
The
(4−1)本体
本体61は、継手69と接続する接続部610と、継手69の内部と注入路631とを接続する導入孔611と、本体61の外部と排出路633とを接続する排出孔612と、容器2に固定される固定部613とを有する。
本体61は円柱部614と円板部615とを有する。
円柱部614は、中心軸方向の一端から他端に向かうねじ穴を有している。このねじ穴は接続部610を構成する。このねじ穴の符号も「610」とする。
本体61は円柱部614及び円板部615の中心軸に貫通孔を有する。この貫通孔は導入孔611を構成する。この貫通孔の符号も「611」とする。
円柱部614及び円板部615は円柱部614の周面と円板部615の他端側の面とを繋ぐ貫通孔を有する。この貫通孔は排出孔612を構成する。この貫通孔の符号も「612」とする。
円板部615は、中心軸の一端側から見たときに、図4に示すように、円柱部614の外側部分に貫通孔615aを有している。貫通孔615aは、周方向に間隔(等間隔)をおいて複数個(ここでは4個である)ある。円板部615における貫通孔615aと貫通孔615aの周辺部分が固定部613を構成する。
図5に示すように、円板部615の貫通孔615aにはねじ619が挿通し、当該ねじ619が容器2の蓋体23のねじ穴233bに螺合する。これにより、本体61が容器2の蓋体23に装着される。なお、本体61と容器2との間には円環板状のパッキン62が配されている。
(4-1) Main Body The
The
The
The
The
The
As shown in FIG. 5, a
(4−2)2重管
2重管63は細管635と太管637とを備える。細管635の管軸と太管637の管軸とが設計上一致するように、太管637内に細管635が配される。
細管635の内部の空間は注入路631を構成している。細管635における中心軸方向の一端は本体61の円板部615に接続されている。細管635の一端部は貫通孔611の他端側の段差616に挿入されている。挿入状態では、本体61の貫通孔611の周面と細管635の内周面とは面一状となっている。
太管637と細管635との間の空間は排出路633を構成している。太管637は中心軸方向に沿って複数個の貫通孔637aを有している。太管637における中心軸方向の一端は本体61の円板部615の他面に取り付けられている。この際、本体61の円板部615の貫通孔612が太管637の内径内に位置するように太管637が円板部615に接続されている。ここでは、接続に溶接等が利用されている。
(4-2) Double tube The
An internal space of the
A space between the
(4−3)支持体
支持体65は、細管635と接続する細管接続部651と、太管637と接続する太管接続部653とを有する。支持体65は、段付き筒状をし、中心軸に貫通孔を有している。この貫通孔に細管635が挿入され接続される。この貫通孔は細管接続部651を構成する。この貫通孔の符号も「651」とする。
支持体65は、中心軸方向の一端部が他端部よりも拡径して(太くなって)おり、大径部657と小径部659とを有し、大径部657と小径部659との間に段差が形成されている。
大径部657の一端部には、一端側が細い(径の小さな)段差があり、この段差に太管637が外嵌する。大径部657の段差が太管接続部653を構成する。この段差の符号も「653」とする。
太管637が外嵌する状態では、太管の637の中心軸方向の他端は塞がれる。排出ガスは、太管637の貫通孔637a、太管637と細管635との間(排出路633)、本体61の貫通孔612を通って容器2の外部へと排出される。なお、注入ガスとして圧縮ガスを利用することで、排出ガスに真空引き等を要しない。
(4-3) Support The
The
At one end of the large diameter portion 657, there is a step having a narrow end (small diameter) at one end side, and a
In the state in which the
小径部659の他端側開口にはフィルタ67がフィルタ固定体68により取り付けられている。フィルタ固定体68は、小径部659の外周の雄ねじ659aに螺合するナットが利用されている。なお、ナットの符号も68とする。ナット68は、孔付き袋ナットが利用され、貫通孔68aの周辺部68bによりフィルタ67が支持されている。なお、注入ガスは、本体61のねじ穴610、貫通孔611、細管635の内部(注入路631)、支持体65の貫通孔655、フィルタ67、ナット68の貫通孔68aを通って容器2の内部空間へと導入される。
A
(5)電気接続ユニット
図1及び図2を用いて説明する。
電気接続ユニット7は、上述したように、高電位の内側電極ユニット3側に接続される高圧側接続ユニット7Aと、外側アース電極ユニット4に接続されるアース側接続ユニット7Bとを備える。
内側電極ユニット3は、上述した通り、金属製のねじ38を介して容器2の外部の導電板37に接続されている。導電板37はガス注入ユニット6の金属製の本体61に接続されている。
高圧側接続ユニット7Aは、本体61の外周面に接触(接続)する導電性材料からなる高圧側接続部71と、ベース9に取付けられ且つ高圧側接続部71を支持する高圧側支持部72と、一端が図外の高圧電源に接続され且つ他端が高圧側接続部71に接続される電源ケーブル73とを備える。
アース側接続ユニット7Bは、外側アース電極ユニット4の筒部41に接触するアース側接続部75と、ベース9に取付けられ且つアース側接続部75を支持するアース側支持部76とを備える。なお、アース側支持部76は、ベース9から立設する立設板761と、立設板761に対して揺動自在に取付けられた揺動板763とを有し、揺動板763にアース側接続部75が設けられている。
(5) Electrical Connection Unit Description will be made with reference to FIG. 1 and FIG.
As described above, the
The
The high voltage
The ground
(6)支持ユニット
主に図1及び図2を用いて説明する。
支持ユニット8は、1対の回転軸81,82と、回転軸81,82に設けられたローラ83,84とを備え、一方の回転軸81がベース9に設けられた駆動モータ85により駆動される。
一対の回転軸81,82は、容器2の中心軸と平行な状態で、図1に示すように容器2の中心軸と直交する方向に間隔をおいて設けられている。
ローラ83は、回転軸81に設けられ、軸方向に間隔をおいた2個のローラ部86,87から構成される。
ローラ84は、回転軸82に設けられ、軸方向に間隔をおいた2個のローラ部88,89から構成される。
4つのローラ部86,87,88,89は、容器2の外周に配された外側アース電極ユニット4と当接する。これにより、回転軸81の回転により、処理ユニット5が回転する。なお、ローラ部87は便宜上図面には現れていない。
各ローラ83,84における中心軸方向の他端側に配されたローラ部87,89は、容器2の外鍔部47が嵌る溝87a,89aを全周に亘って有している。これにより、処理ユニット5を回転させても、容器2の中心軸方向の移動を抑制できる。
(6) Support unit This will be described mainly with reference to FIGS. 1 and 2.
The
The pair of
The
The
The four
The
3.使用
実施形態のプラズマ処理装置1では、内側電極ユニット3の電極本体31をメッシュ構造とし、当該電極本体31を誘電体である容器2の円筒部211の内周面に接触するように設けている。これにより、電極本体31と円筒部211との間で沿面放電(グロー放電)が生じ、プラズマを生じやすくできる。
電極本体31として、線径が0.6[mm]のSUS材の金属線を用いて、網目(隣接する金属線の間隔(金属線は含まない)である)が3.6[mm]の平織りの織金網を利用した場合、容器2内の雰囲気を窒素ガスだけにしてもプラズマが生じることを確認している。
なお、内側電極を容器の円筒部から離した場合、容器内の雰囲気を窒素ガスだけにすると、グロー放電が生じにくく、ヘリウムガスを注入することでプラズマが発生することを確認している。
3. In the
A metal wire of a SUS material with a wire diameter of 0.6 [mm] is used as the electrode
When the inner electrode is separated from the cylindrical portion of the container, when the atmosphere in the container is only nitrogen gas, glow discharge is less likely to occur, and it has been confirmed that plasma is generated by injecting helium gas.
また、粉体の表面処理を行う場合、容器2内に対象の粉体を供給して容器2を回転させている。この回転で粉体が容器2の内周面に沿って撹拌されるため、容器2の内周面で発生したプラズマにさらされることとなり、効率よく表面処理される。なお、粉体の表面処理としては、例えば、親水化、疎水化、官能基の付加等がある。
Moreover, when performing surface treatment of powder, the target powder is supplied into the
4.内側電極ユニット
(1)メッシュ構造
電極本体は、容器2の円筒部211との間で沿面放電が生じればよく、織金網の他、例えばパンチングメタルを利用することもできる。つまり、電極本体は、円筒部と接触又は近接して配され、円筒部の厚み方向に貫通する孔を有し、孔の周縁と円筒部との間で沿面放電が生じるような構成であればよい。この場合、電極本体の孔の形状は、円形状、楕円形状、長円形状、正方形状(角が丸くなった形状を含む)、長方形状(角が丸くなった形状を含む)、三角形状等の多角形状(角が丸くなった形状を含む)等ある。
(2)織り構造
内側電極ユニット3の電極本体31は平織りタイプの織金網であったが、電極本体は他の織り構造の織金網であってもよい。他の織り構造としては、綾織り、平畳織り、トンキャップ織、プラットトップ織り等がある。
電極本体は織金網以外の金網構造であってもよい。他の金網構造としては、亀甲金網、クリンプ金網、菱形金網等がある。
また、2種類の金属線(例えば、横糸、縦糸である)を用いた織り構造において、2種類の金属線の材料、直径、横断面形状等が同じであってよいし、異なってもよい。例えば、一方の金属線を導電路としての機能を重視させ、他方の金属線を電極としての機能を重視させてもよい。
4. Inner Electrode Unit (1) Mesh Structure The electrode main body may be made of a creeping discharge with the
(2) Woven Structure The
The electrode body may have a wire mesh structure other than woven wire mesh. Other wire mesh structures include turtle-shell mesh, crimp mesh, rhombus mesh and the like.
Further, in a woven structure using two types of metal wires (for example, weft yarns and warp yarns), materials, diameters, cross-sectional shapes, etc. of the two types of metal wires may be the same or different. For example, one metal wire may be made to emphasize a function as a conductive path, and the other metal wire may be made to emphasize a function as an electrode.
(3)金属線
実施形態での試験では金属線の横断面形状は円形状をしているが、金属線は他の横断面形状であってもよい。他の横断面形状としては、正方形、長方形、長円、楕円等がある。
実施形態では網金網を利用したが、導電性材料によりメッシュ構造を構成してもよく、例えば銀ペースト等の導電ペーストや導電性樹脂等を容器本体に塗布して構成してもよいし、金属箔を容器本体に貼り付けてもよい。
(4)配置
電極本体31は円筒部211と設計上接触する状態で円筒部211の内周面に沿って配されている。しかしながら、電極本体は、容器において外側アース電極と対向する部分の内面であって当該内面との間で沿面放電が生じればよく、沿面放電可能な範囲内であれば容器の内面と接触していなくてもよい。
沿面放電可能な範囲は、容器内のガス雰囲気(ヘリウムガスの注入量等)や、印加電圧の大きさ、電極本体の材質、メッシュの構造、等によって変動し、一義的に定義できない。
(5)具体的仕様
実施形態での試験では、線径(直径)が0.6[mm]、網目が3.0[mm]の平織構造を採用している。容器内面側の沿面放電の広がりを考慮すると、線径は細いほどよく、2[mm]以下の範囲が好ましく、1[mm]以下の範囲がより好ましい。下限は、メッシュ構造にできる線径である。網目は、容器内面側での沿面放電の拡がりを考慮すると、2.0[mm]以上、6[mm]以下の範囲内がよい。
(3) Metal wire In the test in the embodiment, the cross-sectional shape of the metal wire is circular, but the metal wire may have another cross-sectional shape. Other cross-sectional shapes include a square, a rectangle, an oval, and an ellipse.
In the embodiment, although a mesh wire is used, a mesh structure may be formed of a conductive material, for example, a conductive paste such as silver paste or a conductive resin may be applied to the container main body, or a metal The foil may be attached to the container body.
(4) Arrangement The electrode
The range in which the creeping discharge is possible varies depending on the gas atmosphere in the vessel (the injection amount of helium gas and the like), the magnitude of the applied voltage, the material of the electrode body, the structure of the mesh, and the like, and can not be uniquely defined.
(5) Specific specification In the test in the embodiment, a plain weave structure having a wire diameter (diameter) of 0.6 [mm] and a mesh of 3.0 [mm] is adopted. In consideration of the spread of the creeping discharge on the inner surface side of the container, the smaller the wire diameter, the better, and the range of 2 mm or less is preferable, and the range of 1 mm or less is more preferable. The lower limit is the wire diameter that can be made into a mesh structure. The mesh is preferably in the range of 2.0 mm or more and 6 mm or less in consideration of the spread of creeping discharge on the inner surface side of the container.
以上、実施形態を説明したが、この実施形態に限られるものではなく、例えば、以下のような変形例であってもよい。また、実施形態と変形例、変形例同士を組み合わせたものであってよい。
また、実施形態や変形例に記載していていない例や、要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。
As mentioned above, although embodiment was described, it is not restricted to this embodiment, For example, the following modifications may be sufficient. In addition, the embodiment, the modification, and the modifications may be combined.
In addition, even if there is an example not described in the embodiment or the modification, or a design change in a range not departing from the gist, the present invention is included.
<変形例>
(1)実施形態における内側電極ユニット3は、導電リング33と電極本体31との接続に薄肉の金属板により構成された弾性変形可能な導電片35により行っている。しかしながら、導電リング33と電極本体31とを接続できればよく、例えば導電片35が電極本体側にあってもよいし、他の構造で接続してもよい。
(2)実施形態における内側電極ユニット3の電極本体31は容器2の容器本体21(円筒部211)に設けられているが、電極本体31と容器2との接触(沿面放電)が確保されれば、電極本体を蓋体側に設けてもよい。
(3)実施形態における内側電極ユニット3の導電片35は、周方向に間隔をおいて4か所に設けられているが、電極本体31に均一に電力を供給できれば、3か所でもよいし、5か所以上でもよい。
(4)実施形態における内側電極ユニット3の電極本体31は全体形状として筒状(円筒状)をしているが、1個の電極本体の形状をメッシュ構造の板状にし、複数個の電極本体を周方向に間隔をおいて配するようにしてもよい。
また、電極本体31は全体形状として筒状(円筒状)をしているが、1個の電極本体の形状をメッシュ構造のリング状(中心軸方向の長さが短い)にし、複数個の電極本体を中心軸方向に間隔をおいて配するようにしてもよい。
(5)実施形態の電極本体31は中心軸方向の両端で板状の帯部32に接続されているが、帯部にかえて、横断面形状が円形状のリング部としてもよい。
<Modification>
(1) The
(2) The electrode
(3) The
(4) The electrode
In addition, although the electrode
(5) The electrode
(6)実施形態における内側電極ユニット3は、ガス注入ユニット6の本体61に対して、導電板37を介して接続しているが、例えば、ガス注入ユニット6の2重管63を介して接続するようにしてもよい。つまり、本体61から電極本体31に導電路が形成されればよく、その経路は特に限定するものではない。
(7)実施形態における外側アース電極ユニット4は金属製の筒部41を備えているが、グロー放電を利用したプラズマを発生できれば、例えば棒状の電極を利用してもよい。
(8)実施形態のガス注入ユニット6は、2重管63を利用し、細管635内を注入路631とし、細管635と太管637との間を排出路633としているが、容器2の内部にガスを注入し・排出できればよく、例えば、細管内を排出路となるようにしてもよい。
(9)実施形態における容器2の容器本体21に内側電極ユニット3の電極本体31が配されているが、有底筒状の容器本体の底部に内側電極ユニットやガス注入ユニットを設け、蓋にはこれらのユニットを設けないようにしてもよい。
(10)実施形態の容器2は、円筒状(中空円柱状)をしているが、横断面が、三角形等の多角形状、長円形、楕円形等の環状でもよい。回転させる場合は、中心軸方向の両側から支持・回転することで実施できる。
(11)実施形態では、内側電極ユニット3と高圧電源とを接続していたが、内側電極ユニットと外側電極ユニットに交流電源を接続するようにしてもよい。
(12)電気接続ユニット7、ガス注入ユニット6、支持ユニット8等は、各ユニットの機能を達成できる構造であればよく、実施形態で説明したユニットの構造でなくてもよい。
(6) The
(7) The outer
(8) The
(9) The electrode
(10) The
(11) In the embodiment, the
(12) The
1 プラズマ処理装置
2 容器
3 内側電極ユニット
4 外側アース電極ユニット(外側電極ユニット)
31 電極本体
1
31 electrode body
Claims (5)
前記容器の内周面との間で沿面放電可能に配されたメッシュ構造の電極本体を有する
電極ユニット。
An electrode unit for generating plasma by glow discharge with an outer electrode disposed inside a dielectric container and disposed outside the container,
An electrode unit comprising a mesh-structured electrode body disposed so as to be capable of creeping discharge with an inner peripheral surface of the container.
請求項1に記載の電極ユニット。
The electrode unit according to claim 1, wherein the mesh structure is a weave structure in which a plurality of metal wires are spaced in two directions.
請求項2に記載の電極ユニット。
The electrode unit according to claim 2, wherein a wire diameter of the metal wire is 1 mm or less, and a gap between the adjacent metal wires is 6 mm or less.
請求項1〜3の何れか1項に記載の電極ユニット。
The electrode unit according to any one of claims 1 to 3, wherein the meshed electrode body is disposed in the container in a state of being in contact with the inner surface of the container.
前記容器の内部に配された電極ユニットは請求項1〜4の何れか1項に記載の電極ユニットである
プラズマ処理装置。 In a plasma processing apparatus for processing a substance by plasma generated by glow discharge between a pair of electrode units disposed inside and outside a dielectric container, in a plasma processing apparatus,
The plasma processing apparatus which is an electrode unit in any one of Claims 1-4 distribute | arranged to the inside of the said container.
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