JP4630633B2 - プラズマ反応器及びプラズマ反応装置 - Google Patents

Description

本発明は、パルス電源から発生された高電圧パルスの放電によるプラズマを利用して様々な処理（ガス分解処理、脱臭処理、プラズマ成膜処理、プラズマエッチング処理、レーザ発振処理、ガス発生処理等）を行うことができるプラズマ反応器及びプラズマ反応装置に関する。

近時、高電圧パルスの放電によるプラズマにより、脱臭、殺菌、成膜、有害ガスの分解等を行う技術が適応されるようになってきたが（例えば特許文献１及び非特許文献１参照）、プラズマによる処理を効率よく行うためには、高電圧の極めて幅の狭いパルスを供給することが必要であることがわかってきている（例えば非特許文献２参照）。

このようなプラズマ処理装置の具体例としては、例えば排ガス中のＮＯを浄化するための排ガス浄化装置がある。この装置は、排気ガス浄化触媒とプラズマリアクタとを併用してＮＯを浄化するもので、プラズマリアクタとして、一対の電極のうち、一方の電極を誘電体にて覆い、該一対の電極に交流電流を印加することによってバリア放電を発生させてＮＯを浄化するようにしている（例えば特許文献２参照）。

特許第２６４９３４０号公報 特開平６−１０６０２５号公報 応用物理，第６１巻，第１０号，１９９２，ｐ．１０３９〜１０４３，「高電圧パルス放電化学気相成長法によるアモルファスシリコン系薄膜の作製」 IEEE TRANSACTION ON PLASMIC SCIENCE,VOL.28,NO.2,APRIL 2000,p.434〜442，「Improvement of NOx Removal Efficiency Using Short-Width Pulsed Power」

ところで、プラズマ反応器に用いられる電極の構造は、図２０〜図２６に示すように、様々なものが提案されている。

まず、図２０に示す同軸円筒型は、円筒状の誘電体にて形成された円筒体１００と、該円筒体１００の表面に形成された電極１０２と、円筒体１００の中空部１０４を貫通するように配された線状電極１０６とを有し、電極１０２と線状電極１０６間にて放電領域が発生する構造となっている。

図２１に示す平行平板型は、それぞれ誘電体にて形成された２枚の板体１０８及び１１０と、これら板体１０８及び１１０内に配された電極１１２及び１１４とを有し、板体１０８及び１１０間で放電領域が発生する構造となっている。

図２２に示す同軸円筒型は、金属製の円筒電極１１６と、該円筒電極１１６の中空部１１８を貫通するように配された線状電極１２０とを有し、円筒電極１１６と線状電極１２０間で放電領域が発生する構造となっている。

図２３に示す沿面放電型は、誘電体にて形成された板体１２２と、該板体１２２上にほぼくし歯状に形成された電極１２４及び該板体１２２中に埋め込まれた面状電極１２５とを有し、これら電極１２４及び面状電極１２５間にて放電領域が発生する構造となっている。

図２４に示す平行平板型は、互いに板面が対向して配された２枚の金属板１２６及び１２８を有し、金属板１２６及び１２８間で放電領域が発生する構造となっている。

図２５に示す平面対針型は、金属板にて形成された電極板１３０と、該電極板１３０の上方に配され、且つ、軸方向が電極板１３０の板面の法線方向とされた針状電極１３２とを有し、針状電極１３２の先端と電極板１３０との間で放電領域が発生する構造となっている。

図２６に示す同軸円盤型は、金属製の円筒電極１３４と、該円筒電極１３４の中空部１３６内に収容された複数の金属製の円盤１３８とを有し、円筒電極１３４と複数の円盤１３８間で放電領域が発生する構造となっている。

そして、図２０に示す同軸円筒型は、線状電極１０６に電界が集中し、安定に放電領域が発生する。また、容量も小さいため、パルス電界の電圧上昇率も大きいという効果がある。しかし、導入されるガスの流れが層流となり易く、中空部１０４内の円筒体１００の内壁近傍（放電が弱い）を通過するガスの量が増大し、反応効率が低下する。攪拌機能を持たせることも考えられるが、局部放電を生じやすくなり、その設置が困難である。また、プラズマ反応器は、複数積み重ねてスタック型とすることで、さらなる高効率化を図ることが考えられるが、この同軸円筒型は、円筒形状のため、スタック化が困難である。誘電体バリア（円筒体１００）への電極１０２の形成であるが、円筒体１００に電極１０２を形成することは容易ではないため、歩留まりの点で不利になるおそれがある。また、ガス種に応じた制御性の点でみると、放電領域が固定されてしまうため、調整は困難である。発生した放電領域のプラズマ密度が円筒体１００の径方向でばらつくという問題がある。

図２１に示す平行平板型は、板体１０８及び１１０間の間隔が０．５ｍｍ程度と狭く、圧損はあるが、導入されたガスは放電領域の全域を通過することになり、しかも、ガスの流れは乱流となり、攪拌性が良好である。そのため、同軸円筒型と比してガスの反応効率がよい。また、ブロック状であるため、スタック化が容易である。板体１０８及び１１０への電極１１２及び１１４の埋め込みは、グリーンシート体に電極を埋め込んで形成すればよいため、容易に作製することができる。しかしながら、板体１０８及び１１０間の間隔が０．５ｍｍ程度に固定されることから、ガス種に応じて構造パラメータを変更することが困難である。また、放電電界がばらつくため、パルス電界のパルス幅を広げる必要があり、損失が大きくなる。容量が大きいため、この容量に電荷がたまるまで電圧上昇しないことから、電源に大きな容量が必要となり、効率が悪くなる。また、大量のガスを処理する場合、板体１０８及び１１０の投影断面積を大きくしなければならず、サイズが大型化する。

図２２に示す同軸円筒型は、線状電極１２０に電界が集中し、安定に放電領域が発生する。また、容量も小さいため、パルス電界の電圧上昇率も大きいという効果がある。しかし、導入されるガスの流れが層流となり易く、円筒電極１１６の内壁近傍（放電が弱い）を通過するガスの量が増大し、反応効率が低下する。攪拌機能を持たせることも考えられるが、局部放電を生じやすくなり、その設置が困難である。また、円筒形状のため、スタック化が困難である。ガス種に応じた制御性の点でみると、放電領域が固定されてしまうため、調整は困難である。発生した放電領域のプラズマ密度が円筒体の径方向でばらつくという問題がある。線状電極１２０の径と円筒電極１１６の径との比（線状電極１２０の径／円筒電極１１６の径）が大きいとアーク放電に移行し易くなる。

図２３に示す沿面放電型は、高周波によって大気圧放電が可能となる。また、板体１２２の表面形状を変えることでガスの流れを乱流化させることができる。しかし、表面の汚染によって放電の安定性が損なわれるおそれがある。沿面放電は低電圧で放電してしまうため、高電界のパルスを得ることができない。ガス種に応じて構造パラメータを変更することが困難である。板体１２２であるからスタック化しやすいが、大量のガスを処理する場合、板体１２２の投影断面積を大きくしなければならず、サイズが大型化する。つまり、大量のガス、高エネルギーの電子を必要とする反応には不適である。

図２４に示す平行平板型は、２枚の金属板１２６及び１２８の絶縁が課題であるが、スタック化は容易である。しかし、金属板１２６及び１２８の端部でアーク放電に移行し易いという問題がある。容量が大きいため、パルス電界の電圧上昇率が小さくなる。放電領域が時間の経過に伴って変化し易く、非放電領域を素通りするガス流が存在する。攪拌機能を持たせることも考えられるが、局部放電を生じやすくなり、その設置が困難である。ガス種に応じて構造パラメータを変更することが困難である。放電電界がばらつくため、ある程度のパルス幅が必要であり、損失が大きい。

図２５に示す平面対針型は、針状電極１３２に電界が集中し、安定に放電領域が発生する。また、容量も小さいため、パルス電界の電圧上昇率も大きいという効果がある。しかし、局部放電となり易く、放電の弱い部分を通過するガスの量が増大し、反応効率が低下する。攪拌機能を持たせることも考えられるが、局部放電を生じやすくなり、その設置が困難である。針状電極１３２を配置する関係から、スタック化が困難である。ガス種に応じて構造パラメータを変更することが困難である。針状電極１３２が放電により消耗しやすく針状電極１３２の交換が頻繁になるという問題と、針状電極１３２の位置調整が必要で設置に時間がかかるという問題がある。

図２６に示す同軸円盤型は、ガスの流れが乱流化し易く、ガス流調整が可能である。しかし、円盤１３８の径／円筒電極１３４の径が大きくなると、アーク放電に移行し易いという問題がある。また、容量も大きいため、パルス電界の電圧上昇率が小さいという問題もある。放電領域が変化し易く、非放電領域を素通りするガス流が存在する。円筒形状のため、スタック化が困難である。ガス種に応じて構造パラメータを変更することが困難である。円盤１３８の端部を加工して放電の安定化を図らなければ、局部的にアーク放電化するという問題がある。

このように、従来のプラズマ反応器は、放電安定性、パルス電界の電圧上昇率、ガスの反応効率（放電領域へのガスの有効供給）、ガスの反応効率（ガスの攪拌性）、システムの拡張性（スタック化）、ガス種に応じた制御性等について、一長一短があり、これらの特性をすべて満足するようなプラズマ反応器は存在しなかった。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、放電安定性、パルス電界の電圧上昇率、ガスの反応効率（放電領域へのガスの有効供給）、ガスの反応効率（ガスの攪拌性）、システムの拡張性（スタック化）、ガス種に応じた制御性等について、すべて満足させることができ、種々のプラズマ処理において適用可能なプラズマ反応器及びプラズマ反応装置を提供することを目的とする。

本発明に係るプラズマ反応器は、パルス電源から発生された高電圧パルスの放電によるプラズマを利用して処理を行うプラズマ反応器において、１以上の貫通孔を有する１以上の電極板と、前記貫通孔を挿通するように配された１以上の線状電極とを有することを特徴とする。

これにより、線状電極に電界が集中し、貫通孔において安定に放電領域が発生する。また、容量も小さいため、パルス電界の電圧上昇率も大きいという効果がある。導入されるガスは、貫通孔に発生している放電領域を必ず通ることから、反応効率が向上する。貫通孔を複数設けるだけで、ガス攪拌機能が付与されることになり、しかも、局部放電等の不具合は生じない。電極板の側面を覆うように容器を配置することができるが、このとき、容器の外形を任意に選定できるため、スタック化が容易である。ガス種に応じた制御性の点でみた場合、放電間隔や放電電圧等を調整することで容易に制御でき、１つのプラズマ反応器で様々なガス種に対応させることができる。

このように、本発明に係るプラズマ反応器は、放電安定性、パルス電界の電圧上昇率、ガスの反応効率（放電領域へのガスの有効供給）、ガスの反応効率（ガスの攪拌性）、システムの拡張性（スタック化）、ガス種に応じた制御性等について、すべて満足させることができ、種々のプラズマ処理において適用可能となる。

そして、前記構成において、前記電極板は、複数の貫通孔を有し、各貫通孔に対してそれぞれ１つの線状電極が配されていてもよい。この場合、ガスの攪拌機能が高められ、反応効率を向上させることができる。

また、前記構成において、互いに直交するｘ方向とｙ方向を定義したとき、複数の前記電極板を配置し、各電極板を、第１ないし第ｎの貫通孔（ここで、ｎは２以上の連続する整数である）が前記ｘ方向に沿うように配列し、各電極板を、それぞれ第１ないし第ｎの貫通孔同士がほぼ一致するように前記ｙ方向に沿って配列し、前記ｙ方向に沿って並ぶ複数の前記第１の貫通孔を挿通するように１つの第１の線状電極を配し、前記ｙ方向に沿って並ぶ複数の前記第２の貫通孔を挿通するように１つの第２の線状電極を配し、同様に、前記ｙ方向に沿って並ぶ複数の前記第ｎの貫通孔を挿通するように１つの第ｎの線状電極を配するようにしてもよい。この場合、各電極板の第１ないし第ｎの貫通孔において放電領域が発生することから、大量のガスを効率よく処理することができる。

また、前記構成において、各電極板は、前記第１ないし第ｎの貫通孔のうち、少なくとも１つの貫通孔を閉塞する誘電体が設けられ、隣接する電極板の関係で見たとき、前記誘電体が設けられる貫通孔の順番がそれぞれ異なるようにしてもよい。この場合、さらにガスの攪拌機能が高められるため、反応効率をより向上させることができる。

また、前記構成において、内壁が前記電極板の側面に接するように配置された容器を有し、前記容器は、前記電極板と電気的に接続されていてもよい。この場合、容器の外形を任意に設定することができる。すなわち、容器の断面外形状を例えば四角形、三角形、六角形等に設定することができ、複数の容器をほとんど隙間のない状態で積み重ねることができる。これは、大量のガスに対する処理を効率よく行うことができるプラズマ反応装置を構成できることにつながる。

また、前記構成において、前記容器は、前記線状電極が電気的に接続される部分と、前記電極板が電気的に接続される部分とを電気的に絶縁するための絶縁材を有するようにしてもよい。この場合、容器の内壁を電極板の側面に接触させて構成させた場合においても、電極板の電位と線状電極の電位とを容易に異ならせることができ、各電極板の貫通孔において放電領域を安定に発生させることができる。

あるいは、本発明において、複数の側壁を有し、且つ、処理空間を区画するための容器を具備し、前記容器は、前記複数の側壁から前記電極板の側面を露出させるように前記複数の側壁が配置されると共に、前記線状電極の両端部が電気的に接続され、少なくとも前記電極板と前記線状電極とが一部の側壁によって電気的に絶縁されるようにしてもよい。

この場合、複数の線状電極を配線することを考慮したとき、複数の線状電極を容器から引き出してパルス電源に電気的に接続する必要はなく、容器のうち、線状電極の両端部が電気的に接続された部分をパルス電源に電気的に接続すればよいため、配線数を少なくすることができ、しかも、配線の引き回し作業が容易になる。これは、プラズマ反応器の生産性の向上につながる。

そして、前記構成において、複数の前記電極板を有し、前記複数の電極板のうち、少なくとも１つの電極板は、前記線状電極と同電位とされ、前記線状電極と同電位とされた前記電極板とその他の電極板は、前記容器の一部の側壁によって電気的に絶縁されるようにしてもよい。この場合、線状電極は、途中の電極板にて電力供給されることから、電位的に安定し、より安定に放電領域が発生する。

また、前記構成において、前記複数の電極板が、複数の貫通孔を有し、各貫通孔に対してそれぞれ１つの線状電極が配されている場合に、前記線状電極と同電位とされた前記電極板は、該線状電極が配線される部分に貫通孔を有さず、閉塞されていてもよい。この場合、この場合、前記電極板の閉塞部分にて、ガスの攪拌機能が高められるため、反応効率をより向上させることができる。

そして、上述した発明において、前記電極板が絶縁体で挟まれ、あるいは覆われていてもよい。電極板を絶縁体で挟んだ場合は、金属／絶縁体／気体の３重点（トリプル・ジャンクション）にて電界強度を高めることができるため、パルス電界の電圧上昇率を向上させることができる。しかも、電極板の金属露出部を小さくできるので、寿命を伸ばすことができる。電極板を絶縁体で覆った場合は、誘電体バリア放電となるが、静電容量を平行平板の場合よりも小さくできるため、損失を低減できる。もちろん、電極板の金属露出部をなくすことができるため、寿命をさらに伸ばすことができる。

また、前記構成において、前記線状電極が絶縁体で覆われていてもよい。この場合、線状電極の金属露出部を小さくすることができる、あるいはなくすことができるため、寿命を伸ばすことができる。

また、前記構成において、被処理ガスの導入方向が前記線状電極の軸方向とほぼ平行な方向であってもよいし、被処理ガスの導入方向が前記線状電極の軸方向とほぼ直交する方向であってもよい。いずれにしても、被処理ガスを攪拌させることができ、放電領域に被処理ガスを効率よく流通させることができる。

以上説明したように、本発明に係るプラズマ反応器及びプラズマ反応装置によれば、放電安定性、パルス電界の電圧上昇率、ガスの反応効率（放電領域へのガスの有効供給）、ガスの反応効率（ガスの攪拌性）、システムの拡張性（スタック化）、ガス種に応じた制御性等について、すべて満足するさせることができ、種々のプラズマ処理において適用可能となる。

以下、本発明に係るプラズマ反応器及びプラズマ反応装置の実施の形態例を図１〜図１９を参照しながら説明する。

本実施の形態に係るプラズマ反応装置１０は、図１に示すように、直流入力電圧Ｖｉｎの供給によって高電圧パルスＶ_L（又は高電圧パルスＶ_Lを含む高電圧パルス列Ｐｃ）を発生するパルス電源１２と、該パルス電源１２に接続され、該パルス電源１２にて発生された高電圧パルスＶ_L（又は高電圧パルスＶ_Lを含む高電圧パルス列Ｐｃ）によって均一なストリーマ放電領域を発生させて、パルスコロナ放電によるプラズマ処理を促進させるプラズマ反応器１４とを有する。

そして、第１の実施の形態に係るプラズマ反応器１４Ａは、図２に示すように、処理空間を区画するための容器２０と、該容器２０内に設置され、且つ、１つの貫通孔２２を有する１つの電極板２４と、貫通孔２２を挿通するように配された１本の線状電極２６とを有する。

線状電極２６は、径が約０．５ｍｍ、長さが約５００ｍｍであり、材質はステンレスである。材質としては、その他、インコネル等の耐蝕性導電材料を使用することができる。

電極板２４は、外形がほぼ正方形状を有し、貫通孔２２の径が約３０ｍｍ、１辺の長さが約４０ｍｍ、厚みが０．１〜１０ｍｍであり、材質はステンレスである。材質としては、その他、インコネル等の耐蝕性導電材料を使用することができる。

容器２０は、図２及び図３に示すように、前面部２８、背面部３０及び４つの側壁２１を有する。各側壁の内壁面には、電極板２４の各側面が接触するように接合されており、容器２０と電極板２４は電気的に接続されている。

前面部２８は、電極板２４の板面と平行に配置された平板部２８ａと該平板部２８ａの四辺から各側壁２１に向かって突出する側板部２８ｂとを有する。背面部３０も、電極板２４の板面と平行に配置された平板部３０ａと該平板部３０ａの四辺から各側壁２１に向かって突出する側板部３０ｂとを有する。

そして、前面部２８の側板部２８ｂの端面と各側壁２１の端面との間に、前面部２８と各側壁２８ｂとの電気的絶縁を図るための誘電体ブロック２３が介在され、背面部３０の側板部３０ｂの端面と各側壁２１の端面との間にも、背面部３０と各側壁２１との電気的絶縁を図るための誘電体ブロック２５が介在されている。これら誘電体ブロック２３及び２５は、それぞれ矩形状の貫通孔２３ａ及び２５ａが形成されて、枠状に形成されている。

前面部２８の平板部２８ａは、その中央に線状電極２６が挿通する電極用貫通孔３２と被処理ガスを導入するための第１及び第２のガス用貫通孔３４ａ及び３４ｂが形成され、該電極用貫通孔３２には、線状電極２６と前面部２８とを電気的に接続するための導電材３６が埋め込まれている。背面部３０もその中央に線状電極２６が挿通する電極用貫通孔３８と被処理ガスを流通するための第１及び第２のガス用貫通孔４０ａ及び４０ｂが形成され、該電極用貫通孔３８には、線状電極２６と背面部３０とを電気的に接続するための導電材４２が埋め込まれている。

そして、前面部２８及び背面部３０とパルス電源１２とが電気的に接続されることによって、線状電極２６にパルス電源１２が電気的に接続され、容器２０の各側壁２１及び電極板２４は接地（ＧＮＤ（グランド）に接続）とされている。

なお、パルス電源１２から出力される高電圧パルスＶ_L（又は高電圧パルスＶ_Lを含む高電圧パルス列Ｐｃ）としては、図４に示すように、パルス半値幅Ｔｐを５０〜１００ｎｓ、立ち上がり時における電圧上昇率（ｄＶ／ｄｔ）を１０¹¹（Ｖ／ｓ）以上としている。

ここで、この第１の実施の形態に係るプラズマ反応器１４Ａの作用について説明する。まず、被処理ガスが第１及び第２のガス用貫通孔３４ａ及び３４ｂを通じて容器２０内に導入される。このとき、線状電極２６にパルス電源１２から高電圧パルスＶ_Lが供給されることによって、電極板２４における貫通孔２２の内壁と線状電極２６との間で放電が発生し、これによって、貫通孔２２内で放電領域（プラズマ）が発生することになる。この放電領域の発生によって、被処理ガスは例えば分解あるいは活性化することとなる。被処理ガスが例えばＮＯｘガスであれば、前記放電領域においてＮＯｘガスが分解し、無害なガスに変換することとなる。また、被処理ガスが例えば臭気ガスであれば、臭気ガスが分解して、臭気成分が吸着材に吸着されやすい状態に変化（活性化）する。

このように、本実施の形態に係るプラズマ反応装置１０及び第１の実施の形態に係るプラズマ反応器１４Ａにおいては、線状電極２６に電界が集中し、貫通孔２２において安定に放電領域が発生する。また、容量も小さいため、高電圧パルスＶ_Lの電圧上昇率（ｄＶ／ｄｔ）も大きいという効果がある。導入される被処理ガスは、貫通孔２２に発生している放電領域を必ず通ることから、反応効率が向上する。電極板２４の側面を覆うように容器２０を配置するようにしているため、容器２０の外形を任意に選定でき、スタック化が容易である。ガス種に応じた制御性の点でみた場合、放電間隔や放電電圧等を調整することで容易に制御でき、１つのプラズマ反応器１４Ａで様々なガス種に対応させることができる。

このように、本実施の形態に係るプラズマ反応装置１０及び第１の実施の形態に係るプラズマ反応器１４Ａは、放電安定性、パルス電界の電圧上昇率、ガスの反応効率（放電領域へのガスの有効供給）、ガスの反応効率（ガスの攪拌性）、システムの拡張性（スタック化）、ガス種に応じた制御性等について、すべて満足させることができ、種々のプラズマ処理において適用可能となる。

次に、第２の実施の形態に係るプラズマ反応器１４Ｂについて図５及び図６を参照しながら説明する。

この第２の実施の形態に係るプラズマ反応器１４Ｂは、上述した第１の実施の形態に係るプラズマ反応器１４Ａとほぼ同様の構成を有するが、容器２０内に複数の電極板２４Ａ〜２４Ｃが設置されている点と、各電極板２４Ａ〜２４Ｃに複数の貫通孔（２２Ａａ〜２２Ａｃ）、（２２Ｂａ〜２２Ｂｃ）、（２２Ｃａ〜２２Ｃｃ）が形成されている点と、容器２０内に複数本の線状電極２６ａ〜２６ｃが配されている点で異なる。

すなわち、図５及び図６に示す構成では、プラズマ反応器１４Ｂは、容器２０内に３つの電極板（第１の電極板２４Ａ、第２の電極板２４Ｂ及び第３の電極板２４Ｃ）を有する。そして、互いに直交するｘ方向とｙ方向を定義したとき、第１の電極板２４Ａは、それぞれ第１の貫通孔２２Ａａ、第２の貫通孔２２Ａｂ及び第３の貫通孔２２Ａｃがｘ方向に沿って配列され、第２の電極板２４Ｂも、それぞれ第１の貫通孔２２Ｂａ、第２の貫通孔２２Ｂｂ及び第３の貫通孔２２Ｂｃがｘ方向に沿って配列され、第３の電極板２４Ｃも、それぞれ第１の貫通孔２２Ｃａ、第２の貫通孔２２Ｃｂ及び第３の貫通孔２２Ｃｃがｘ方向に沿って配列されている。また、第１〜第３の電極板２４Ａ〜２４Ｃは、それぞれ第１の貫通孔（２２Ａａ、２２Ｂａ、２２Ｃａ）同士、第２の貫通孔（２２Ａｂ、２２Ｂｂ、２２Ｃｂ）同士、第３の貫通孔（２２Ａｃ、２２Ｂｃ、２２Ｃｃ）同士がほぼ一致するようにｙ方向に沿って配列されている。

さらに、ｙ方向に沿って並ぶ３つの第１の貫通孔２２Ａａ、２２Ｂａ及び２２Ｃａを挿通するように１本の第１の線状電極２６ａが配され、ｙ方向に沿って並ぶ３つの第２の貫通孔２２Ａｂ、２２Ｂｂ及び２２Ｃｂを挿通するように１本の第２の線状電極２６ｂが配され、同様に、ｙ方向に沿って並ぶ３つの第３の貫通孔２２Ａｃ、２２Ｂｃ及び２２Ｃｃを挿通するように１本の第３の線状電極２６ｃが配されている。

また、容器２０は、４つの側壁が、第１〜第３の電極板２４Ａ〜２４Ｃの側面に接触して接合されており、これら４つの側壁２１と第１〜第３の電極板２４Ａ〜２４Ｃは電気的に接続されている。なお、容器２０の変形例としては、例えば各電極板２４Ａ〜２４Ｃの側面を容器２０から露出させた構成を採用してもよい。この変形例を利用した構成は、後述する第４の実施の形態に係るプラズマ反応器１４Ｄにて説明する。

容器２０における前面部２８の平板部２８ａは、第１〜第３の線状電極２６ａ〜２６ｃが挿通する第１〜第３の電極用貫通孔３２ａ〜３２ｃと、被処理ガスを導入するための第１〜第４のガス用貫通孔３４ａ〜３４ｄが形成され、第１〜第３の電極用貫通孔３２ａ〜３２ｃには、第１〜第３の線状電極２６ａ〜２６ｃと前面部２８とを電気的に接続するための導電材３６ａ〜３６ｃがそれぞれ埋め込まれている。第１のガス用貫通孔３４ａと第２のガス用貫通孔３４ｂとの間に第１の電極用貫通孔３２ａが形成され、第２のガス用貫通孔３４ｂと第３のガス用貫通孔３４ｃとの間に第２の電極用貫通孔３２ｂが形成され、第３のガス用貫通孔３４ｃと第４のガス用貫通孔３４ｄとの間に第３の電極用貫通孔３２ｃが形成されている。

容器２０における背面部３０の平板部３０ａも第１〜第３の線状電極２６ａ〜２６ｃが挿通する第１〜第３の電極用貫通孔３８ａ〜３８ｃと、被処理ガスを流通するための第１〜第４のガス用貫通孔４０ａ〜４０ｄが形成され、第１〜第３の電極用貫通孔３８ａ〜３８ｃには、第１〜第３の線状電極２６ａ〜２６ｃと前面部２８とを電気的に接続するための導電材４２ａ〜４２ｃがそれぞれ埋め込まれている。第１〜第３の電極用貫通孔３８ａ〜３８ｃと第１〜第４のガス用貫通孔４０ａ〜４０ｄの形成位置関係は、前面部２８の場合と同様である。

そして、前面部２８及び背面部３０とパルス電源１２とが電気的に接続されることによって、第１〜第３の線状電極２６ａ〜２６ｃにパルス電源１２が電気的に接続され、容器２０の側壁２１及び第１〜第３の電極板２４Ａ〜２４Ｃは接地（ＧＮＤ（グランド）に接続）とされている。

この第２の実施の形態に係るプラズマ反応器１４Ｂにおいても、上述した第１の実施の形態に係るプラズマ反応器１４Ａと同様に、放電安定性、高電圧パルスＶ_Lの電圧上昇率、ガスの反応効率（放電領域へのガスの有効供給）、ガスの反応効率（ガスの攪拌性）、システムの拡張性（スタック化）、ガス種に応じた制御性等について、すべて満足させることができ、種々のプラズマ処理において適用可能となる。

特に、この第２の実施の形態では、第１〜第３の電極板２４Ａ〜２４Ｃにおける第１の貫通孔（２２Ａａ、２２Ｂａ、２２Ｃａ）、第２の貫通孔（２２Ａｂ、２２Ｂｂ、２２Ｃｂ）及び第３の貫通孔（２２Ａｃ、２２Ｂｃ、２２Ｃｃ）においてそれぞれ放電領域が発生することから、大量の被処理ガスを効率よくプラズマ処理することができる。

また、容器２０に設けられた第１〜第４のガス用貫通孔（３４ａ〜３４ｄ）、（４０ａ〜４０ｄ）の形成位置と、第１〜第３の電極板２４Ａ〜２４Ｃに設けられた第１〜第３の貫通孔（２２Ａａ、２２Ｂａ、２２Ｃａ）、（２２Ａｂ、２２Ｂｂ、２２Ｃｂ）、（２２Ａｃ、２２Ｂｃ、２２Ｃｃ）の形成位置が一致していないため、第１〜第４のガス用貫通孔（３４ａ〜３４ｄ）、（４０ａ〜４０ｄ）を通じて導入された被処理ガスの流れは容器２０内において乱流となる。すなわち、容器２０内においてガスの攪拌機能が高められるため、反応効率をより向上させることができる。

また、容器２０の側壁２１の内壁面を第１〜第３の電極板２４Ａ〜２４Ｃの側面に接するように配置して、第１〜第３の電極板２４Ａ〜２４Ｃと電気的に接続するようにしたので、容器２０の外形を任意に設定することができる。すなわち、容器２０の断面外形状を例えば四角形、三角形、六角形等に設定することができ、複数の容器２０をほとんど隙間のない状態で積み重ねることができる。これは、大量のガスに対する処理を効率よく行うことができるスタック型のプラズマ反応装置を容易に構成できることにつながる。

また、前面部２８と背面部３０とをパルス電源１２に電気的に接続して、線状電極２６ａ〜２６ｃの両端をパルス電源１２に電気的に接続するようにしたので、線状電極２６ａ〜２６ｃに対する給電能力を高めることができる。

次に、第２の実施の形態に係るプラズマ反応器１４Ｂのいくつかの変形例について図７〜図９を参照しながら説明する。

まず、第１の変形例に係るプラズマ反応器１４Ｂａは、図７に示すように、上述した第２の実施の形態に係るプラズマ反応器１４Ｂとほぼ同様の構成を有するが、第１〜第３の電極板２４Ａ〜２４Ｃに形成された第１〜第３の貫通孔（２２Ａａ〜２２Ａｃ）、（２２Ｂａ〜２２Ｂｃ）、（２２Ｃａ〜２２Ｃｃ）のうち、各電極板２４Ａ〜２４Ｃにおいて少なくとも１つの貫通孔２２Ａｃ、２２Ｂｂ、２２Ｃａを閉塞する誘電体５０ａ、５０ｂ、５０ｃが設けられ、隣接する電極板の関係で見たとき、誘電体５０ａ、５０ｂ、５０ｃが設けられる貫通孔の順番がそれぞれ異なるように設定されている点で異なる。

すなわち、第１の電極板２４Ａにおける第１〜第３の貫通孔（２２Ａａ〜２２Ａｃ）のうち、第３の貫通孔２２Ａｃが誘電体５０ａで閉塞され、第２の電極板２４Ｂにおける第１〜第３の貫通孔（２２Ｂａ〜２２Ｂｃ）のうち、第２の貫通孔２２Ｂｂが誘電体５０ｂで閉塞され、第３の電極板２４Ｃにおける第１〜第３の貫通孔（２２Ｃａ〜２２Ｃｃ）のうち、第１の貫通孔２２Ｃａが誘電体５０ｃで閉塞されている。この場合、放電領域が形成される貫通孔の数が減ることになるが、第１〜第４のガス用貫通孔３４ａ〜３４ｄを通じて導入された被処理ガスの流れは容器２０内において大きく乱されて、被処理ガスが攪拌されることから、反応効率をより向上させることができる。

次に、第２の変形例に係るプラズマ反応器１４Ｂｂは、図８に示すように、上述した第２の実施の形態に係るプラズマ反応器１４Ｂとほぼ同様の構成を有するが、容器２０の前面部２８及び背面部３０に第１〜第４のガス用貫通孔（３４ａ〜３４ｄ）、（４０ａ〜４０ｄ）は形成されておらず、容器２０の１つの側壁（図６の例では上板）にガス導入孔５２とガス排出孔５４が形成されている点で異なる。

具体的には、容器２０の上板のうち、容器２０の前面部２８と第１の電極板２４Ａの間にガス導入孔５２が形成され、容器２０の背面部３０と第３の電極板２４Ｃの間にガス排出孔５４が形成されている。この場合、ガス導入孔５２を通じて導入された被処理ガスの流れは容器２０内に導入された段階で大きく乱されることから、反応効率を向上させることができる。

次に、第３の変形例に係るプラズマ反応器１４Ｂｃは、図９に示すように、上述した第１の変形例に係るプラズマ反応器１４Ｂａとほぼ同様の構成を有するが、容器２０の前面部２８及び背面部３０に第１〜第４のガス用貫通孔（３４ａ〜３４ｄ）、（４０ａ〜４０ｄ）は形成されておらず、容器２０の１つの側壁（図９の例では上板）にガス導入孔５２とガス排出孔５４が形成されている点で異なる。つまり、第１の変形例に係るプラズマ反応器１４Ｂａと第２の変形例に係るプラズマ反応器１４Ｂｂとを組み合わせた構成を有する。

この場合も、ガス導入孔５２を通じて導入された被処理ガスの流れは容器２０内に導入された段階で大きく乱され、さらに、容器２０内においても大きく乱されて、被処理ガスが攪拌されることから、反応効率をより向上させることができる。

上述の第２の実施の形態に係るプラズマ反応器１４Ｂ並びに第１〜第３の変形例に係るプラズマ反応器１４Ｂａ〜１４Ｂｃでは、前面部２８と背面部３０とをパルス電源１２に電気的に接続して、線状電極２６ａ〜２６ｃの両端をパルス電源１２に電気的に接続するようにしたが、前面部２８あるいは背面部３０をパルス電源１２に電気的に接続して、線状電極２６ａ〜２６ｃの各一端（例えば前面部２８側の各端部）あるいは線状電極２６ａ〜２６ｃの各他端（例えば背面部３０側の各端部）をパルス電源１２に接続するようにしてもよい。この場合、低コスト化、省スペース化に有利になる。

また、上述の例えば第２の実施の形態に係るプラズマ反応器１４Ｂでは、前面部２８に形成された電極用貫通孔３２ａ〜３２ｃに、第１〜第３の線状電極２６ａ〜２６ｃと前面部２８とを電気的に接続するための導電材３６ａ〜３６ｃを埋め込み、背面部３０に形成された電極用貫通孔３８ａ〜３８ｃに、第１〜第３の線状電極２６ａ〜２６ｃと背面部３０とを電気的に接続するための導電材４２ａ〜４２ｃを埋め込むようにしたが、その他、図１０に示す第３の実施の形態に係るプラズマ反応器１４Ｃのような構成を採用してもよい。

すなわち、この第３の実施の形態に係るプラズマ反応器１４Ｃは、図１０に示すように、容器２０がすべて金属製で構成され、前面部２８と側壁２１とが金属にて一体とされ、背面部３０と側壁２１とが金属にて一体とされている。

そして、前面部２８に形成された第１〜第３の電極用貫通孔３２ａ〜３２ｃには、第１〜第３の線状電極２６ａ〜２６ｃとの絶縁を図るための絶縁体３７ａ〜３７ｃがそれぞれ埋め込まれ、背面部３０に形成された第１〜第３の電極用貫通孔３８ａ〜３８ｃには、第１〜第３の線状電極２６ａ〜２６ｃとの絶縁を図るための絶縁体４３ａ〜４３ｃがそれぞれ埋め込まれている。この場合、絶縁体３７ａ〜３７ｃ並びに４３ａ〜４３ｃは、沿面距離を大きく取ることができるように、立体形状（碍子の襞のような形状）とされている。

次に、第４の実施の形態に係るプラズマ反応器１４Ｄについて図１１を参照しながら説明する。

この第４の実施の形態に係るプラズマ反応器１４Ｄは、図１１に示すように、上述した第２の実施の形態に係るプラズマ反応器１４Ｂとほぼ同様の構成を有するが、容器２０のうち、板状の前面部２８と該前面部２８に隣接する電極板２４Ａとの間に介在する側壁（上板２０Ａａ、下板２０Ａｂ、側板２０Ａｃ、側板２０Ａｄ）が絶縁材（誘電体を含む）で構成され、板状の背面部３０と該背面部３０に隣接する電極板２４Ｃとの間に介在する側壁（上板２０Ｄａ、下板２０Ｄｂ、側板２０Ｄｃ、側板２０Ｄｄ）が絶縁材（誘電体を含む）で構成されている点で異なる。容器２０のうち、電極板２４Ａ及び２４Ｂ間に介在する側壁（上板２０Ｂａ、下板２０Ｂｂ、側板２０Ｂｃ、側板２０Ｂｄ）並びに電極板２４Ｂ及び２４Ｃ間に介在する側壁（上板２０Ｃａ、下板２０Ｃｂ、側板２０Ｃｃ、側板２０Ｃｄ）は例えば金属板で構成されている。

そして、前面部２８に形成された電極用貫通孔３２ａ〜３２ｃに、線状電極２６ａ〜２６ｃと前面部２８とを電気的に接続するための導電材３６ａ〜３６ｃが埋め込まれ、背面部３０に形成された電極用貫通孔３８ａ〜３８ｃに、線状電極２６ａ〜２６ｃと背面部３０とを電気的に接続するための導電材４２ａ〜４２ｃが埋め込まれている。

なお、容器２０及び電極板２４Ａ〜２４Ｃは接地（ＧＮＤ（グランド）に接続）とされている。また、前面部２８と背面部３０を共にパルス電源１２に接続するようにしたので、線状電極２６ａ〜２６ｃに対する給電能力を高めることができる。

次に、第４の実施の形態に係るプラズマ反応器１４Ｄの変形例について図１２〜図１５を参照しながら説明する。

まず、第１の変形例に係るプラズマ反応器１４Ｄａは、図１２に示すように、上述した第４の実施の形態に係るプラズマ反応器１４Ｄとほぼ同様の構成を有するが、容器２０の前面部２８及び背面部３０に第１〜第４のガス用貫通孔（３４ａ〜３４ｄ）、（４０ａ〜４０ｄ）は形成されておらず、容器２０のうち、前面部２８と該前面部２８に隣接する電極板２４Ａとの間に介在する上板２４Ａａにガス導入孔５２が形成され、背面部３０と該背面部３０に隣接する電極板２４Ｃとの間に介在する上板２０Ｄａにガス排出孔５４が形成されている点で異なる。この場合、ガス導入孔５２を通じて導入された被処理ガスの流れは容器２０内に導入された段階で大きく乱されることから、反応効率を向上させることができる。

次に、第２の変形例に係るプラズマ反応器１４Ｄｂは、図１３に示すように、上述した第４の実施の形態に係るプラズマ反応器１４Ｄとほぼ同様の構成を有するが、前面部２８と該前面部２８に隣接する電極板２４Ａとの間に介在する側壁（上板２０Ａａ、下板２０Ａｂ、側板２０Ａｃ、側板２０Ａｄ）、並びに背面部３０と該背面部３０に隣接する電極板２４Ｃとの間に介在する側壁（上板２０Ｄａ、下板２０Ｄｂ、側板２０Ｄｃ、側板２０Ｄｄ）に加えて、電極板２４Ａ及び２４Ｂ間に介在する側壁（上板２０Ｂａ、下板２０Ｂｂ、側板２０Ｂｃ、側板２０Ｂｄ）並びに電極板２４Ｂ及び２４Ｃ間に介在する側壁（上板２０Ｃａ、下板２０Ｃｂ、側板２０Ｃｃ、側板２０Ｃｄ）も絶縁材（誘電体を含む）で構成されている点で異なる。

この場合、各線状電極２６ａ〜２６ｃは、前面部２８及び背面部３０を介してパルス電源１２に電気的に接続され、各電極板２４Ａ〜２４Ｃは、それぞれ容器２０の側壁からはみ出した部分を通じて接地（ＧＮＤ（グランド）に接続）とされている。この第２の変形例においても、ここでは図示しないが、上述した第１の変形例と同様に、容器２０のうち、前面部２８と該前面部２８に隣接する電極板２４Ａとの間に介在する上板２０Ａａにガス導入孔５２を形成し、背面部３０と該背面部３０に隣接する電極板２４Ｃとの間に介在する上板２０Ｄａにガス排出孔５４を形成するようにしてもよい。

次に、第３の変形例に係るプラズマ反応器１４Ｄｃは、図１４に示すように、上述した第２の変形例に係るプラズマ反応器１４Ｄｂとほぼ同様の構成を有するが、貫通孔２２の形成個数が少ない電極板２４Ｂが少なくとも１枚介在されている点と、該電極板２４Ｂが容器２０からはみ出した部分を介してパルス電源１２に電気的に接続されている点で異なる。

具体的には、例えばｙ方向に沿って配列された３枚の電極板２４Ａ〜２４Ｃのうち、中央に配された電極板２４Ｂは、他の電極板２４Ａ及び２４Ｃと比して貫通孔２２が１つ少なく設定されている。この例では、電極板２４Ｂは、前面部２８寄りに配された電極板２４Ａの第１及び第３の貫通孔２２Ａａ及び２２Ａｃに対応する部分にそれぞれ貫通孔２２Ｂａ及び２２Ｂｃが形成され、電極板２４Ａの第２の貫通孔２２Ａｂに対応する部分には貫通孔は形成されておらず閉塞されている。

そして、各線状電極２６ａ〜２６ｃは、前面部２８と背面部３０を介してパルス電源１２に接続される。特に、２番目の線状電極２６ｂは、前面部２８と背面部３０並びに電極板２４Ｂを介してパルス電源１２に接続される。つまり、中央に配された電極板２４Ｂは線状電極２６ｂと同電位とされる。

この場合、２番目の線状電極２６ｂは、途中の電極板２４Ｂにて電力供給されることから、電位的に安定し、２番目の線状電極２６ｂについて、より安定に放電領域が発生する。従って、ここでは図示しないが、前面部２８と背面部３０間に配列する電極板２４の数が多ければ、前面部２８寄りに配された電極板２４Ａの第１の貫通孔２２Ａａに対応した部分が閉塞とされた電極板と、電極板２４Ａの第２の貫通孔２２Ａｂに対応した部分が閉塞とされた電極板と、電極板２４Ａの第３の貫通孔２２Ａｃに対応した部分が閉塞とされた電極板を配することで、すべての線状電極２６ａ〜２６ｃについて、より安定に放電領域を発生させることができる。

次に、第４の変形例に係るプラズマ反応器１４Ｄｄは、図１５に示すように、上述した第３の変形例に係るプラズマ反応器１４Ｄｃとほぼ同様の構成を有するが、上述した第１の変形例に係るプラズマ反応器１４Ｄａと同様に、容器２０のうち、前面部２８と該前面部２８に隣接する電極板２４Ａとの間に介在する上板２０Ａａにガス導入孔５２が形成され、背面部３０と該背面部３０に隣接する電極板２４Ｃとの間に介在する上板２０Ｄａにガス排出孔５４が形成されている。この場合、ガス導入孔５２を通じて導入された被処理ガスの流れは容器２０内に導入された段階で大きく乱されることから、反応効率を向上させることができる。

上述の第４の実施の形態に係るプラズマ反応器１４Ｄ並びに第１〜第４の変形例に係るプラズマ反応器１４Ｄａ〜１４Ｄｄでは、前面部２８と背面部３０を共にパルス電源１２に接続するようにしたが、前面部２８あるいは背面部３０のいずれかをパルス電源１２に接続するようにしてもよい。この場合、低コスト化、省スペース化に有利になる。

上述した第２の実施の形態〜第４の実施の形態では、容器２０内に３つの電極板２４Ａ〜２４Ｃを設置した場合を示したが、その他２つの電極板を設置してもよいし、４つ以上の電極板を設置してもよい。また、上述した第２の実施の形態では、各電極板２４Ａ〜２４Ｃに３つの貫通孔（２２Ａａ〜２２Ａｃ）、（２２Ｂａ〜２２Ｂｃ）、（２２Ｃａ〜２２Ｃｃ）を設けた場合を示したが、その他２つの貫通孔を設けてもよいし、４つ以上の貫通孔を設けてもよい。つまり、各電極板にｎ個（ｎ＝１、２、３・・・）の貫通孔を設けることができる。

その一例（第５の実施の形態に係るプラズマ反応器１４Ｅ）について図１６を参照しながら説明する。

この第５の実施の形態に係るプラズマ反応器１４Ｅは、図１６に示すように、誘電体（セラミックス等）にて構成された容器８０を有する。この容器８０は、上面開口の箱型に形成された容器本体８２と、該容器本体８２の上面開口を一部閉塞するように取り付けられる蓋８４とを有する。

容器本体８２内には、前面板８６、４枚の電極板２４Ａ〜２４Ｄ及び背面板８８がそれぞれ所定間隔を置いて収容されている。４枚の電極板２４Ａ〜２４Ｄには、それぞれ６つの貫通孔２２が３行２列の配列で形成され、これら貫通孔２２を挿通するように、６本の線状電極２６が挿通されている。

前面板８６には、６本の線状電極２６が挿通する６つの電極用貫通孔３２が形成され、これら６つの電極用貫通孔３２に、６本の線状電極２６と前面板８６とを電気的に接続するための導電材３６がそれぞれ埋め込まれている。

背面板８８にも、６本の線状電極２６が挿通する６つの電極用貫通孔３８が形成され、これら６つの電極用貫通孔３８に、６本の線状電極２６と背面板８８とを電気的に接続するための導電材４２がそれぞれ埋め込まれている。

一方、蓋８４には、前面板８６、４つの電極板２４Ａ〜２４Ｄ及び背面板８８の各上部が挿通するスリット９０が形成され、さらに、ガス導入孔５２とガス排出孔５４が形成されている。

この第５の実施の形態に係るプラズマ反応器１４Ｅにおいても、ガス導入孔５２を通じて導入された被処理ガスの流れは容器８０内に導入された段階で大きく乱され、さらに、容器８０内においても大きく乱されて、被処理ガスが攪拌されることから、反応効率をより向上させることができる。

上述の例では、第１〜第４の電極板２４Ａ〜２４Ｄを金属板としたが、図１７に示すように、金属板６０を２つの誘電体６２及び６４で挟んだ構成にしてもよいし、図１８に示すように、金属板６０を誘電体６６で覆うようにしてもよい。図１７に示す構成の場合、金属／絶縁体／気体の３重点（トリプル・ジャンクション）にて電界強度を高めることができるため、パルス電源１２から供給される高電圧パルスの電圧上昇率を向上させることができる。しかも、第１〜第４の電極板２４Ａ〜２４Ｄの金属露出部を小さくできるので、寿命を伸ばすことができる。図１８に示す構成の場合、誘電体バリア放電となるが、静電容量を平行平板の場合よりも小さくできるため、損失を低減できる。もちろん、電極板２４Ａ〜２４Ｄの金属露出部をなくすことができるため、寿命をさらに伸ばすことができる。

また、上述の例では、線状電極２６（２６ａ〜２６ｃ）を金属線としたが、図１９に示すように、金属線７０を誘電体７２に埋め込んだ構成にしてもよい。この場合、線状電極２６の金属露出部を小さくすることができる、あるいはなくすことができるため、寿命を伸ばすことができる。

なお、本発明に係るプラズマ反応器及びプラズマ反応装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

本実施の形態に係るプラズマ反応装置を示すブロック図である。 第１の実施の形態に係るプラズマ反応器を示す斜視図である。 第１の実施の形態に係るプラズマ反応器を示す横断面図である。 パルス電源から出力される高電圧パルス列を示す波形図である。 第２の実施の形態に係るプラズマ反応器を示す構成図である。 第２の実施の形態に係るプラズマ反応器を示す横断面図である。 第２の実施の形態に係るプラズマ反応器の第１の変形例を示す構成図である。 第２の実施の形態に係るプラズマ反応器の第２の変形例を示す構成図である。 第２の実施の形態に係るプラズマ反応器の第３の変形例を示す構成図である。 第３の実施の形態に係るプラズマ反応器を示す横断面図である。 第４の実施の形態に係るプラズマ反応器を示す構成図である。 第４の実施の形態に係るプラズマ反応器の第１の変形例を示す構成図である。 第４の実施の形態に係るプラズマ反応器の第２の変形例を示す構成図である。 第４の実施の形態に係るプラズマ反応器の第３の変形例を示す構成図である。 第４の実施の形態に係るプラズマ反応器の第４の変形例を示す構成図である。 第５の実施の形態に係るプラズマ反応器を示す構成図である。 電極板の他の例を示す斜視図である。 電極板のさらに他の例を示す斜視図である。 線状電極の他の例を示す斜視図である。 従来例に係るプラズマ反応器の同軸円筒型（誘電体バリア）の電極構造を示す斜視図である。 従来例に係るプラズマ反応器の平行平板型（誘電体バリア）の電極構造を示す斜視図である。 従来例に係るプラズマ反応器の同軸円筒型の電極構造を示す斜視図である。 従来例に係るプラズマ反応器の沿面放電型の電極構造を示す斜視図である。 従来例に係るプラズマ反応器の平行平板型の電極構造を示す斜視図である。 従来例に係るプラズマ反応器の平面対針型の電極構造を示す斜視図である。 従来例に係るプラズマ反応器の同軸円盤型の電極構造を示す斜視図である。

符号の説明

１０…プラズマ反応装置 １２…パルス電源
１４、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｂａ〜１４Ｂｃ、１４Ｃ、１４Ｄ、１４Ｄａ〜１４Ｄｄ、１４Ｅ…プラズマ反応器
２０…容器
２２、２２Ａａ〜２２Ａｃ、２２Ｂａ〜２２Ｂｃ、２２Ｃａ〜２２Ｃｃ…貫通孔
２４、２４Ａ〜２４Ｄ…電極板 ２６、２６ａ〜２６ｃ…線状電極
２８…前面部 ３０…背面部
３４ａ〜３４ｄ、４０ａ〜４０ｄ…ガス用貫通孔
５２…ガス導入孔 ５４…ガス排出孔
３６、３６ａ〜３６ｃ、４２、４２ａ〜４２ｃ…導電材
５０ａ〜５０ｃ、６２、６４、６６、７２…誘電体
６０…金属板 ７０…金属線

Claims (11)

1. １以上の貫通孔を有する１以上の電極板と、前記貫通孔を挿通するように配された１以上の線状電極とを有し、パルス電源から発生された高電圧パルスの放電によるプラズマを利用して処理を行うプラズマ反応器において、
   互いに直交するｘ方向とｙ方向を定義したとき、
   複数の前記電極板を有し、
   各電極板は、第１ないし第ｎの貫通孔（ここで、ｎは２以上の連続する整数である）が前記ｘ方向に配列され、
   各電極板は、それぞれ第１ないし第ｎの貫通孔同士がほぼ一致するように前記ｙ方向に沿って配列され、
   前記ｙ方向に沿って並ぶ複数の前記第１の貫通孔を挿通するように１つの第１の線状電極が配され、
   前記ｙ方向に沿って並ぶ複数の前記第２の貫通孔を挿通するように１つの第２の線状電極が配され、
   同様に、前記ｙ方向に沿って並ぶ複数の前記第ｎの貫通孔を挿通するように１つの第ｎの線状電極が配され、
   各電極板は、前記第１ないし第ｎの貫通孔のうち、少なくとも１つの貫通孔を閉塞する誘電体が設けられ、
   隣接する電極板の関係で見たとき、前記誘電体が設けられる貫通孔の順番がそれぞれ異なることを特徴とするプラズマ反応器。
2. 請求項１記載のプラズマ反応器において、
   内壁が前記電極板の側面に接するように配置された容器を有し、
   前記容器は、前記電極板と電気的に接続されていることを特徴とするプラズマ反応器。
3. 請求項２記載のプラズマ反応器において、
   前記容器は、前記線状電極が電気的に接続される部分と、前記電極板が電気的に接続される部分とを電気的に絶縁するための絶縁材を有することを特徴とするプラズマ反応器。
4. 請求項１記載のプラズマ反応器において、
   複数の側壁を有し、且つ、処理空間を区画するための容器を具備し、
   前記容器は、前記複数の側壁から前記電極板の側面を露出させるように前記複数の側壁が配置されると共に、前記線状電極の両端部が電気的に接続され、
   少なくとも前記電極板と前記線状電極とが一部の側壁によって電気的に絶縁されていることを特徴とするプラズマ反応器。
5. 請求項４記載のプラズマ反応器において、
   複数の前記電極板を有し、
   前記複数の電極板のうち、少なくとも１つの電極板は、前記線状電極と同電位とされ、
   前記線状電極と同電位とされた前記電極板とその他の電極板は、前記容器の一部の側壁によって電気的に絶縁されていることを特徴とするプラズマ反応器。
6. 請求項５記載のプラズマ反応器において、
   前記複数の電極板が、複数の貫通孔を有し、各貫通孔に対してそれぞれ１つの線状電極が配されている場合に、
   前記線状電極と同電位とされた前記電極板は、該線状電極が配線される部分に貫通孔を有さず、閉塞されていることを特徴とするプラズマ反応器。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のプラズマ反応器において、
   前記電極板が絶縁体で挟まれ、あるいは覆われていることを特徴とするプラズマ反応器。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のプラズマ反応器において、
   前記線状電極が絶縁体で挟まれ、あるいは覆われていることを特徴とするプラズマ反応器。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載のプラズマ反応器において、
   被処理ガスの導入方向が前記線状電極の軸方向とほぼ平行な方向であることを特徴とするプラズマ反応器。
10. 請求項１〜８のいずれか１項に記載のプラズマ反応器において、
    被処理ガスの導入方向が前記線状電極の軸方向とほぼ直交する方向であることを特徴とするプラズマ反応器。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載のプラズマ反応器が複数積み重ねてなるプラズマ反応装置。

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