JPH1121110A - オゾン発生装置用放電セル - Google Patents
オゾン発生装置用放電セルInfo
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- JPH1121110A JPH1121110A JP9187571A JP18757197A JPH1121110A JP H1121110 A JPH1121110 A JP H1121110A JP 9187571 A JP9187571 A JP 9187571A JP 18757197 A JP18757197 A JP 18757197A JP H1121110 A JPH1121110 A JP H1121110A
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- C01B13/10—Preparation of ozone
- C01B13/11—Preparation of ozone by electric discharge
-
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- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
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- H05H1/24—Generating plasma
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/2406—Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2201/00—Preparation of ozone by electrical discharge
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 酸素からなる原料ガスに窒素ガス等の触媒ガ
スを添加せずに、オゾン濃度の経時的な低下を抑制す
る。 【解決手段】 オゾン発生装置用放電セルにおいて、電
極１の表面に積層された誘電体２の少なくとも表層部分
に、金属元素量比率で１０重量％以上の酸化チタンを含
有させる。
スを添加せずに、オゾン濃度の経時的な低下を抑制す
る。 【解決手段】 オゾン発生装置用放電セルにおいて、電
極１の表面に積層された誘電体２の少なくとも表層部分
に、金属元素量比率で１０重量％以上の酸化チタンを含
有させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、オゾン発生装置に
使用される放電セルに関する。
使用される放電セルに関する。
【０００２】
【従来の技術】オゾン発生装置に使用される放電セルは
板型と管型に大別される。いずれの放電セルも隙間をあ
けて配置された一対の電極を有し、この電極間に放電空
間を形成するべく一対の電極のうちの少なくとも一方の
電極表面上に誘電体を配置した構成になっている。そし
て、放電空間に酸素等の原料ガスを流通させることによ
り、オゾンガスが生成される。
板型と管型に大別される。いずれの放電セルも隙間をあ
けて配置された一対の電極を有し、この電極間に放電空
間を形成するべく一対の電極のうちの少なくとも一方の
電極表面上に誘電体を配置した構成になっている。そし
て、放電空間に酸素等の原料ガスを流通させることによ
り、オゾンガスが生成される。
【０００３】ここにおける誘電体としては、かってはガ
ラス板が使用されていた。しかし、ガラスは誘電率が小
さいために、その板厚が大きくなる。このため、最近は
ガラスより誘電率が大きいセラミックの焼成体が多用さ
れており、今後は後述するように誘電率が大きく且つ組
成の明確なセラミックス板やサファイヤ板等に移行する
ことが考えられる。
ラス板が使用されていた。しかし、ガラスは誘電率が小
さいために、その板厚が大きくなる。このため、最近は
ガラスより誘電率が大きいセラミックの焼成体が多用さ
れており、今後は後述するように誘電率が大きく且つ組
成の明確なセラミックス板やサファイヤ板等に移行する
ことが考えられる。
【０００４】ところで、オゾン発生装置は種々の化学処
理設備に使用される一方で、半導体製造設備に使用され
始めた。酸化膜の形成、レジストのアッシング、シリコ
ンウエーハの洗浄等に使用される半導体製造用オゾン発
生装置の場合、コンタミネーション（金属不純物＋パー
ティクル）の極めて少ない純粋なオゾンガスを発生させ
る必要があり、このために原料ガスとしては高純度の酸
素ガスが使用される。放電セルにおける誘電体について
は、電極表面上にて焼成されたセラミックのように、組
成に不明確な部分が残るものから、予め板状に成形され
た組成が明確で純粋なセラミックス板やサファイヤ板に
切り換わりつつある。また、発生させたオゾンガスを使
用箇所へ送給する配管材料としては、ＳＵＳ３１６Ｌ等
のステンレス鋼が使用されている。
理設備に使用される一方で、半導体製造設備に使用され
始めた。酸化膜の形成、レジストのアッシング、シリコ
ンウエーハの洗浄等に使用される半導体製造用オゾン発
生装置の場合、コンタミネーション（金属不純物＋パー
ティクル）の極めて少ない純粋なオゾンガスを発生させ
る必要があり、このために原料ガスとしては高純度の酸
素ガスが使用される。放電セルにおける誘電体について
は、電極表面上にて焼成されたセラミックのように、組
成に不明確な部分が残るものから、予め板状に成形され
た組成が明確で純粋なセラミックス板やサファイヤ板に
切り換わりつつある。また、発生させたオゾンガスを使
用箇所へ送給する配管材料としては、ＳＵＳ３１６Ｌ等
のステンレス鋼が使用されている。
【０００５】しかしながら、原料ガスとして高純度の酸
素ガスを使用すると、発生したオゾンガスのオゾン濃度
が経時的に低下するという大きな問題がある。この問題
を解決するためには、高純度の酸素ガスに微量の触媒ガ
スを添加することが有効とされている（特開平１−２８
２１０４号公報、特開平１−２９８００３号公報、特開
平３−２１８９０５号公報）。
素ガスを使用すると、発生したオゾンガスのオゾン濃度
が経時的に低下するという大きな問題がある。この問題
を解決するためには、高純度の酸素ガスに微量の触媒ガ
スを添加することが有効とされている（特開平１−２８
２１０４号公報、特開平１−２９８００３号公報、特開
平３−２１８９０５号公報）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】オゾン濃度の経時的低
下を防止するための触媒ガスとしては、高純度の窒素ガ
スが半導体製造工程において入手が容易なことから多用
されているが、酸素ガスに窒素ガスを混ぜて使用した場
合に、供給箇所で得られるオゾンガスが金属不純物を含
み、この金属不純物が半導体の製造に悪影響を及ぼす危
険のあることが最近判明した。この理由は、高純度酸素
に窒素ガスを添加してオゾンガスを発生させると、その
オゾンガスに副生物として窒素酸化物が含まれ、これが
ステンレス鋼配管の内面を劣化あるいは浸食させ、その
結果としてステンレス鋼配管から生じた金属不純物が供
給箇所で析出するためと考えられる。
下を防止するための触媒ガスとしては、高純度の窒素ガ
スが半導体製造工程において入手が容易なことから多用
されているが、酸素ガスに窒素ガスを混ぜて使用した場
合に、供給箇所で得られるオゾンガスが金属不純物を含
み、この金属不純物が半導体の製造に悪影響を及ぼす危
険のあることが最近判明した。この理由は、高純度酸素
に窒素ガスを添加してオゾンガスを発生させると、その
オゾンガスに副生物として窒素酸化物が含まれ、これが
ステンレス鋼配管の内面を劣化あるいは浸食させ、その
結果としてステンレス鋼配管から生じた金属不純物が供
給箇所で析出するためと考えられる。
【０００７】この問題を解決するために、特開平８−１
３３７０７号公報では、触媒ガスとして比較的多量（１
０〜２０体積％）の二酸化炭素及び／又は一酸化炭素を
添加することが提案されている。窒素ガス以外の触媒ガ
スを使用することにより、供給箇所での金属不純物の発
生は少なくなるが、このような対策は一方で、酸素配管
へ触媒ガスを添加するための配管が必要となることによ
るシステムの複雑化や、発生オゾンガス中に酸素以外の
異原子が含まれることによる処理ガス組成の変化を生じ
る（例えばＳｉＯ2 膜の形成ではＳｉ−ＣＨ3 結合を生
じる可能性がある）ので、依然として好ましい対策とは
言えない。
３３７０７号公報では、触媒ガスとして比較的多量（１
０〜２０体積％）の二酸化炭素及び／又は一酸化炭素を
添加することが提案されている。窒素ガス以外の触媒ガ
スを使用することにより、供給箇所での金属不純物の発
生は少なくなるが、このような対策は一方で、酸素配管
へ触媒ガスを添加するための配管が必要となることによ
るシステムの複雑化や、発生オゾンガス中に酸素以外の
異原子が含まれることによる処理ガス組成の変化を生じ
る（例えばＳｉＯ2 膜の形成ではＳｉ−ＣＨ3 結合を生
じる可能性がある）ので、依然として好ましい対策とは
言えない。
【０００８】本発明の目的は、触媒ガスそのものを全く
添加せずとも、オゾン濃度の経時的な低下を効果的に抑
制することができるオゾン発生装置用放電セルを提供す
ることにある。
添加せずとも、オゾン濃度の経時的な低下を効果的に抑
制することができるオゾン発生装置用放電セルを提供す
ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者らは放電に直接的に関与し且つ成分組成の
自由度が高い誘電体の組成に着目し、種々の実験を繰り
返した結果、次の知見を得た。
に、本発明者らは放電に直接的に関与し且つ成分組成の
自由度が高い誘電体の組成に着目し、種々の実験を繰り
返した結果、次の知見を得た。
【００１０】１）オゾン発生装置用放電セルの誘電体に
酸化チタン（ＴｉＯ2 ）を加えると、原料ガスが触媒ガ
スを含まない高純度の酸素ガスである場合にも、オゾン
濃度の経時的な低下が抑制される。この理由は次のよう
に考えられる。
酸化チタン（ＴｉＯ2 ）を加えると、原料ガスが触媒ガ
スを含まない高純度の酸素ガスである場合にも、オゾン
濃度の経時的な低下が抑制される。この理由は次のよう
に考えられる。
【００１１】放電セル内で発生した直後のオゾンは、電
子が励起された状態にある。ここに触媒ガスが存在する
と、オゾン分子の励起エネルギーが触媒ガスに吸収さ
れ、原子構造を変えずにオゾン分子が励起状態から基底
状態に戻る。触媒ガスが存在しないと、オゾン分子が基
底状態に戻る過程で原子構造が変わり、オゾンが酸素に
戻る。これが経時的なオゾン濃度低下の抑制に触媒ガス
の添加が有効とされる理由であるが、誘電体が酸化チタ
ンを含んでいると、その酸化チタンが放電に伴う光触媒
作用によりオゾン分子の励起エネルギーを吸収し、触媒
ガスが存在する場合と同様に、原子構造を変えることな
くオゾン分子が基底状態に戻る。
子が励起された状態にある。ここに触媒ガスが存在する
と、オゾン分子の励起エネルギーが触媒ガスに吸収さ
れ、原子構造を変えずにオゾン分子が励起状態から基底
状態に戻る。触媒ガスが存在しないと、オゾン分子が基
底状態に戻る過程で原子構造が変わり、オゾンが酸素に
戻る。これが経時的なオゾン濃度低下の抑制に触媒ガス
の添加が有効とされる理由であるが、誘電体が酸化チタ
ンを含んでいると、その酸化チタンが放電に伴う光触媒
作用によりオゾン分子の励起エネルギーを吸収し、触媒
ガスが存在する場合と同様に、原子構造を変えることな
くオゾン分子が基底状態に戻る。
【００１２】２）オゾン濃度の経時的な低下を抑制する
ためには、酸化チタンの含有量は金属元素量比率で１０
重量％以上を必要とする。
ためには、酸化チタンの含有量は金属元素量比率で１０
重量％以上を必要とする。
【００１３】３）放電セル内の誘電体は、電極表面上に
て焼成された焼成体のようなコーティング物と、予め成
形されたセラミックス板、サファイア板のような板体と
に大別される。誘電体がコーティング物の場合、焼成体
に酸化チタンを添加した事例は存在する（特開平２−２
７１９０３号公報、特開平２−２７９５０５号公報）。
ここにおける酸化チタンの添加目的は、酸化チタンの高
い誘電率を利用して誘電体の誘電率を高める点にある。
しかし、酸化チタンは電極材料に比して熱膨張率が極端
に小さい。また、焼成体は電極と強固に一体化し、且つ
その焼成体のベースとなる電極は焼成体に比して厚く熱
容量が大きい。これらのため、オゾン濃度の低下を抑制
できる程度に多量の酸化チタンを焼成体に添加すると、
焼成体と電極の熱膨張の違いにより使用過程で焼成体の
剥離やが割れが生じる。
て焼成された焼成体のようなコーティング物と、予め成
形されたセラミックス板、サファイア板のような板体と
に大別される。誘電体がコーティング物の場合、焼成体
に酸化チタンを添加した事例は存在する（特開平２−２
７１９０３号公報、特開平２−２７９５０５号公報）。
ここにおける酸化チタンの添加目的は、酸化チタンの高
い誘電率を利用して誘電体の誘電率を高める点にある。
しかし、酸化チタンは電極材料に比して熱膨張率が極端
に小さい。また、焼成体は電極と強固に一体化し、且つ
その焼成体のベースとなる電極は焼成体に比して厚く熱
容量が大きい。これらのため、オゾン濃度の低下を抑制
できる程度に多量の酸化チタンを焼成体に添加すると、
焼成体と電極の熱膨張の違いにより使用過程で焼成体の
剥離やが割れが生じる。
【００１４】４）この割れを防止するためには、コーテ
ィング物を複数層にし、放電空間と接する最上層に金属
元素量比率で１０重量％以上の酸化チタンを添加し、電
極表面と接する最下層の酸化チタン含有量を金属元素量
比率で０又は１０重量％未満に制限するのが有効であ
る。
ィング物を複数層にし、放電空間と接する最上層に金属
元素量比率で１０重量％以上の酸化チタンを添加し、電
極表面と接する最下層の酸化チタン含有量を金属元素量
比率で０又は１０重量％未満に制限するのが有効であ
る。
【００１５】５）誘電体が板体の場合は、接着等により
その板体を電極に接合することができ、またその電極を
板体に比して薄くでき、いずれにしても板体と電極の熱
膨張の違いを吸収して板体が割れないようにすることが
可能であるので、その板体を複層化する必要はない。
その板体を電極に接合することができ、またその電極を
板体に比して薄くでき、いずれにしても板体と電極の熱
膨張の違いを吸収して板体が割れないようにすることが
可能であるので、その板体を複層化する必要はない。
【００１６】６）但し、オゾン濃度の経時的な低下を抑
制する観点からは、誘電体が板体の場合も、酸化チタン
はその板体の少なくとも表層部分に存在していればよ
い。
制する観点からは、誘電体が板体の場合も、酸化チタン
はその板体の少なくとも表層部分に存在していればよ
い。
【００１７】本発明のオゾン発生装置用放電セルは、か
かる知見に基づいて開発されたものであり、誘電体が電
極表面上に形成されたコーティング物である場合は、こ
のコーティング物を複数層として、放電空間と接する最
上層に金属元素量比率で１０重量％以上の酸化チタンを
加え、電極表面と接する最下層の酸化チタン含有量を金
属元素量比率で０又は１０重量％未満に制限するもので
ある。また、誘電体が予め成形された板体である場合
は、この板体の少なくとも放電空間と接する表層部分に
金属元素量比率で１０重量％以上の酸化チタンを添加す
るものである。
かる知見に基づいて開発されたものであり、誘電体が電
極表面上に形成されたコーティング物である場合は、こ
のコーティング物を複数層として、放電空間と接する最
上層に金属元素量比率で１０重量％以上の酸化チタンを
加え、電極表面と接する最下層の酸化チタン含有量を金
属元素量比率で０又は１０重量％未満に制限するもので
ある。また、誘電体が予め成形された板体である場合
は、この板体の少なくとも放電空間と接する表層部分に
金属元素量比率で１０重量％以上の酸化チタンを添加す
るものである。
【００１８】なお、金属元素量比率とは、複数種類の酸
化物からなる物質において、各酸化物中の酸素量を無視
して、この物質を金属元素の集合体とみなしたときの、
金属元素量の含有比率である。
化物からなる物質において、各酸化物中の酸素量を無視
して、この物質を金属元素の集合体とみなしたときの、
金属元素量の含有比率である。
【００１９】本発明の放電セルは、板型であっても管型
であってもよい。また、誘電体は一対の電極の一方の表
面上に配置されていてもよいし、両方の表面上に配置さ
れていてもよい。但し、電極表面の腐食を抑える観点か
らは、両方の電極表面上に誘電体を配置することが望ま
れる。誘電体が一方の電極表面上に配置されている場合
は、その誘電体が酸化チタンを含むものとなり、誘電体
が両方の電極表面上に配置されている場合は、その少な
くとも一方の誘電体が酸化チタンを含むものであればよ
い。
であってもよい。また、誘電体は一対の電極の一方の表
面上に配置されていてもよいし、両方の表面上に配置さ
れていてもよい。但し、電極表面の腐食を抑える観点か
らは、両方の電極表面上に誘電体を配置することが望ま
れる。誘電体が一方の電極表面上に配置されている場合
は、その誘電体が酸化チタンを含むものとなり、誘電体
が両方の電極表面上に配置されている場合は、その少な
くとも一方の誘電体が酸化チタンを含むものであればよ
い。
【００２０】誘電体を構成するコーティング物として
は、例えば各種セラミック、ガラス、石英等の焼成体
や、セラミック、石英等の溶射物、セラミック、ガラス
等の塗布物等を挙げることができる。また板体として
は、セラミック板、サファイア板、アルミナ板、ガラス
板、石英板等を挙げることができる。
は、例えば各種セラミック、ガラス、石英等の焼成体
や、セラミック、石英等の溶射物、セラミック、ガラス
等の塗布物等を挙げることができる。また板体として
は、セラミック板、サファイア板、アルミナ板、ガラス
板、石英板等を挙げることができる。
【００２１】本発明の放電セルは、半導体の製造に使用
するオゾン発生装置の放電セルとして特に適する。
するオゾン発生装置の放電セルとして特に適する。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００２３】〔第１実施形態〕図１は本発明の第１実施
形態を示す。本実施形態の放電セルは板型であり、一対
の電極１，１の各表面上に誘電体としてセラミックから
なる焼成体２を焼き付けた構造になっている。
形態を示す。本実施形態の放電セルは板型であり、一対
の電極１，１の各表面上に誘電体としてセラミックから
なる焼成体２を焼き付けた構造になっている。
【００２４】セラミックからなる焼成体２は下層２ａ、
中層２ｂ、上層２ｃの３層構造からなり、グランドコー
トである下層２ａは酸化チタンを含まないか、含んでも
その量を金属元素量比率で１０重量％未満に制限したも
のである。放電空間３と接する上層２ｃは金属元素量比
率で１０重量％以上の酸化チタンを含むものである。中
層２ｂは焼成体２の全厚を確保するためのものである。
その成分組成は特に限定せず、通常は下層２ａ或いは上
層２ｃに一致したものになる。
中層２ｂ、上層２ｃの３層構造からなり、グランドコー
トである下層２ａは酸化チタンを含まないか、含んでも
その量を金属元素量比率で１０重量％未満に制限したも
のである。放電空間３と接する上層２ｃは金属元素量比
率で１０重量％以上の酸化チタンを含むものである。中
層２ｂは焼成体２の全厚を確保するためのものである。
その成分組成は特に限定せず、通常は下層２ａ或いは上
層２ｃに一致したものになる。
【００２５】焼成体２，２の間に形成された放電空間３
で無声放電を発生発生させつつ、ここに原料ガスとして
の高純度の酸素ガスを供給することにより、オゾンガス
が生成する。
で無声放電を発生発生させつつ、ここに原料ガスとして
の高純度の酸素ガスを供給することにより、オゾンガス
が生成する。
【００２６】焼成体２の全厚は、耐電圧、誘電率を含む
放電特性の点から１５０〜４５０μｍが好ましい。各層
の厚みは、密着性や焼成の作業性等の点から５０〜１５
０μｍが好ましい。
放電特性の点から１５０〜４５０μｍが好ましい。各層
の厚みは、密着性や焼成の作業性等の点から５０〜１５
０μｍが好ましい。
【００２７】下層２ａにおける酸化チタン量が金属元素
量比率で１０重量％以上になると、電極１と焼成体２の
熱膨張率の違いにより、焼成体２に割れが発生する。特
に望ましい酸化チタン量は金属元素量比率で５重量％以
下である。一方、上層２ｃにおける酸化チタン量が金属
元素量比率で１０％未満の場合は、オゾン濃度の経時的
な低下を抑制する効果を期待できない。この酸化チタン
量は焼成等に支障が生じない範囲内で多いほどよく、金
属元素量比率で２０重量％以上が好ましく、３０重量％
以上が特に好ましい。
量比率で１０重量％以上になると、電極１と焼成体２の
熱膨張率の違いにより、焼成体２に割れが発生する。特
に望ましい酸化チタン量は金属元素量比率で５重量％以
下である。一方、上層２ｃにおける酸化チタン量が金属
元素量比率で１０％未満の場合は、オゾン濃度の経時的
な低下を抑制する効果を期待できない。この酸化チタン
量は焼成等に支障が生じない範囲内で多いほどよく、金
属元素量比率で２０重量％以上が好ましく、３０重量％
以上が特に好ましい。
【００２８】図１の放電セルでは、焼成体２が３層構造
であるが、この焼成体２は２層或いは４層以上でもよ
い。いずれの場合も、電極１と接する最下層の酸化チタ
ン量と、放電空間３と接する最上層の酸化チタン量が重
要である。
であるが、この焼成体２は２層或いは４層以上でもよ
い。いずれの場合も、電極１と接する最下層の酸化チタ
ン量と、放電空間３と接する最上層の酸化チタン量が重
要である。
【００２９】〔第２実施形態〕図２は本発明の第２実施
形態を示す。本実施形態の放電セルは、誘電体が予め成
形された板体５である点が、第１実施形態の放電セルと
大きく相違する。
形態を示す。本実施形態の放電セルは、誘電体が予め成
形された板体５である点が、第１実施形態の放電セルと
大きく相違する。
【００３０】板体５は、サファイア板等からなる本体５
ａとその表面上に積層された酸化チタン含有層５ｂとか
らなる。酸化チタン含有層５ｂは、チタン量換算で１０
重量％以上の酸化チタンを含む誘電体層であり、スパッ
タリングやイオンプレーティング、蒸着等の被覆、或い
は本体５ａの表層部へのイオン注入等により形成されて
いる。
ａとその表面上に積層された酸化チタン含有層５ｂとか
らなる。酸化チタン含有層５ｂは、チタン量換算で１０
重量％以上の酸化チタンを含む誘電体層であり、スパッ
タリングやイオンプレーティング、蒸着等の被覆、或い
は本体５ａの表層部へのイオン注入等により形成されて
いる。
【００３１】酸化チタン含有層５ｂにおける酸化チタン
量は、オゾン濃度の経時的な低下を抑制する点から多い
ほど好ましく、１００％が特に好ましい。即ち、酸化チ
タン単体からなる酸化チタン含有層５ｂが特に好まし
い。
量は、オゾン濃度の経時的な低下を抑制する点から多い
ほど好ましく、１００％が特に好ましい。即ち、酸化チ
タン単体からなる酸化チタン含有層５ｂが特に好まし
い。
【００３２】酸化チタン含有層５ｂの層厚は、これが薄
すぎると全面被覆等が困難になるので、０．０５μｍ以
上が好ましい。層厚の上限は特に規定せず、板体５と同
じ厚さであってもよい。即ち、板体５の全体が金属元素
量比率で１０重量％以上の酸化チタンを含むものを誘電
体として使用することも可能である。
すぎると全面被覆等が困難になるので、０．０５μｍ以
上が好ましい。層厚の上限は特に規定せず、板体５と同
じ厚さであってもよい。即ち、板体５の全体が金属元素
量比率で１０重量％以上の酸化チタンを含むものを誘電
体として使用することも可能である。
【００３３】板体５の厚みについては、これが薄いと剛
性、強度の確保が困難となり、厚すぎる場合は電圧降下
が大きくなるので、０．２〜２．０μｍが好ましい。
性、強度の確保が困難となり、厚すぎる場合は電圧降下
が大きくなるので、０．２〜２．０μｍが好ましい。
【００３４】電極１は、ここでは本体５の裏面に被覆さ
れた金属薄膜からなる。このような電極１は本体５ａ熱
膨張に追従するので、本体５ａを破損させる危険がな
く、剥離も効果的に防止される。
れた金属薄膜からなる。このような電極１は本体５ａ熱
膨張に追従するので、本体５ａを破損させる危険がな
く、剥離も効果的に防止される。
【００３５】
【実施例】次に本発明の実施例を示し、比較例と対比す
ることにより、本発明の効果を明らかにする。
ることにより、本発明の効果を明らかにする。
【００３６】〔実施例１〕図１の放電セルを用いてオゾ
ン発生装置を構成し、原料ガスとして高純度の酸素ガス
（９９．９９５％）を使用して、発生するオゾンガス中
のオゾン濃度の経時的な変化を調査した。オゾン発生装
置の仕様を表１に示し、放電セルにおける誘電体（セラ
ミック焼成体）の成分組成を表２〜表４に示す。また、
比較用の誘電体（セラミック焼成体）の成分組成を表
５，６に示す。各層の厚みはいずれも０．１ｍｍであ
る。オゾン濃度変化の調査結果を図３に示す。
ン発生装置を構成し、原料ガスとして高純度の酸素ガス
（９９．９９５％）を使用して、発生するオゾンガス中
のオゾン濃度の経時的な変化を調査した。オゾン発生装
置の仕様を表１に示し、放電セルにおける誘電体（セラ
ミック焼成体）の成分組成を表２〜表４に示す。また、
比較用の誘電体（セラミック焼成体）の成分組成を表
５，６に示す。各層の厚みはいずれも０．１ｍｍであ
る。オゾン濃度変化の調査結果を図３に示す。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】
【００３９】
【表３】
【００４０】
【表４】
【００４１】
【表５】
【００４２】
【表６】
【００４３】実験では、延べ３５時間オゾン発生装置を
作動させた。サンプル１〜３の誘電体は、上層及び中層
が金属元素量比率で１０重量％以上の酸化チタンを含
み、下層は酸化チタンを含まないものである。これらを
使用した放電セルの場合、触媒ガスを使用していないに
もかかわらず、オゾン濃度の低下は見られなかった。
作動させた。サンプル１〜３の誘電体は、上層及び中層
が金属元素量比率で１０重量％以上の酸化チタンを含
み、下層は酸化チタンを含まないものである。これらを
使用した放電セルの場合、触媒ガスを使用していないに
もかかわらず、オゾン濃度の低下は見られなかった。
【００４４】これに対し、サンプル４の誘電体は、いず
れの層も酸化チタンを含まないものである。これを使用
した放電セルの場合、触媒ガスを使用していないため
に、顕著なオゾン濃度の低下が見られた。
れの層も酸化チタンを含まないものである。これを使用
した放電セルの場合、触媒ガスを使用していないため
に、顕著なオゾン濃度の低下が見られた。
【００４５】また、サンプル５の誘電体は、いずれの層
も金属元素量比率で１０重量％以上の酸化チタンを含む
ものである。これを使用した放電セルの場合、原料ガス
入口のＲ部近傍で誘電体にひび割れが発生した。
も金属元素量比率で１０重量％以上の酸化チタンを含む
ものである。これを使用した放電セルの場合、原料ガス
入口のＲ部近傍で誘電体にひび割れが発生した。
【００４６】〔実施例２〕実施例１において、放電セル
を図２のものに代えた。誘電体は、厚み０．６ｍｍのサ
ファイア板の表面に、酸化チタンをスパッタリング法に
より厚み０．１５μｍに被覆したものを用いた。オゾン
濃度変化の調査結果を、酸化チタンを被覆しない場合と
比較して図４に示す。
を図２のものに代えた。誘電体は、厚み０．６ｍｍのサ
ファイア板の表面に、酸化チタンをスパッタリング法に
より厚み０．１５μｍに被覆したものを用いた。オゾン
濃度変化の調査結果を、酸化チタンを被覆しない場合と
比較して図４に示す。
【００４７】サファイア板の表面に酸化チタンを被覆し
ない場合は、顕著なオゾン濃度の低下が見られたが、こ
の被覆を行った場合は、オゾン濃度の低下は全く認めら
れなかった。
ない場合は、顕著なオゾン濃度の低下が見られたが、こ
の被覆を行った場合は、オゾン濃度の低下は全く認めら
れなかった。
【００４８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のオゾン発生装置用放電セルは、誘電体に酸化チタンを
使用することにより、触媒ガスを添加することなく、オ
ゾン濃度の経時的な低下を効果的に抑制することができ
るので、触媒ガスの使用による経費増大はもとより、金
属不純物の生成についてもこれを回避することができ
る。従って、半導体の製造に適した高純度のオゾンガス
を経済的に製造することができる。
のオゾン発生装置用放電セルは、誘電体に酸化チタンを
使用することにより、触媒ガスを添加することなく、オ
ゾン濃度の経時的な低下を効果的に抑制することができ
るので、触媒ガスの使用による経費増大はもとより、金
属不純物の生成についてもこれを回避することができ
る。従って、半導体の製造に適した高純度のオゾンガス
を経済的に製造することができる。
【図１】本発明の実施形態を示すオゾン発生装置用放電
セルの断面図である。
セルの断面図である。
【図２】本発明の別の実施形態を示すオゾン発生装置用
放電セルの断面図である。
放電セルの断面図である。
【図３】オゾンガス中のオゾン濃度の経時的な変化を示
すグラフである。
すグラフである。
【図４】オゾンガス中のオゾン濃度の経時的な変化を示
すグラフである。
すグラフである。
１ 電極 ２ 焼成体（誘電体） ３ 放電空間 ５ 板板（誘電体） ５ｂ 酸化チタン含有層
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年７月２４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３３】板体５の厚みについては、これが薄いと剛
性、強度の確保が困難となり、厚すぎる場合は電圧降下
が大きくなるので、０．２〜２．０ｍｍが好ましい。
性、強度の確保が困難となり、厚すぎる場合は電圧降下
が大きくなるので、０．２〜２．０ｍｍが好ましい。
【手続補正書】
【提出日】平成９年１２月２４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３６】〔実施例１〕図１の放電セルを用いてオゾ
ン発生装置を構成し、原料ガスとして高純度の酸素ガス
（９９．９９５％）を使用して、発生するオゾンガス中
のオゾン濃度の経時的な変化を調査した。オゾン発生装
置の仕様を表１に示し、放電セルにおける誘電体（セラ
ミック焼成体）の成分組成を表２〜表４に示す。また、
比較用の誘電体（セラミック焼成体）の成分組成を表
５，６に示す。各層の厚みはいずれも０．１ｍｍであ
る。オゾン濃度変化の調査結果を図３に示す。表２〜表
６における成分量は、金属元素量比率であり、エネルギ
ー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）による実測値を記したも
のである。ここで、全ての金属元素は酸化物（セラミッ
ク）として存在するものとした。
ン発生装置を構成し、原料ガスとして高純度の酸素ガス
（９９．９９５％）を使用して、発生するオゾンガス中
のオゾン濃度の経時的な変化を調査した。オゾン発生装
置の仕様を表１に示し、放電セルにおける誘電体（セラ
ミック焼成体）の成分組成を表２〜表４に示す。また、
比較用の誘電体（セラミック焼成体）の成分組成を表
５，６に示す。各層の厚みはいずれも０．１ｍｍであ
る。オゾン濃度変化の調査結果を図３に示す。表２〜表
６における成分量は、金属元素量比率であり、エネルギ
ー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）による実測値を記したも
のである。ここで、全ての金属元素は酸化物（セラミッ
ク）として存在するものとした。
Claims (2)
- 【請求項１】 一対の電極が隙間をあけて配置され、こ
の電極間に放電空間を形成するべく一対の電極のうちの
少なくとも一方の電極表面上に誘電体が配置されたオゾ
ン発生装置用放電セルにおいて、少なくとも一つの誘電
体が電極表面上にコーティングされており、且つこのコ
ーティング物が複数層からなると共に、前記放電空間と
接する最上層が金属元素量比率で１０重量％以上の酸化
チタンを含み、前記電極表面と接する最下層の酸化チタ
ン含有量が金属元素量比率で０又は１０重量％未満であ
ることを特徴とするオゾン発生装置用放電セル。 - 【請求項２】 一対の電極が隙間をあけて配置され、こ
の電極間に放電空間を形成するべく一対の電極のうちの
少なくとも一方の電極表面上に誘電体が配置されたオゾ
ン発生装置用放電セルにおいて、少なくとも一つの誘電
体が予め成形された板体であり、且つこの板体が少なく
とも前記放電空間と接する表層部分に金属元素量比率で
１０重量％以上の酸化チタンを含むことを特徴とするオ
ゾン発生装置用放電セル。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP18757197A JP3740254B2 (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | オゾン発生装置用放電セル |
| US09/064,911 US6046533A (en) | 1997-06-27 | 1998-04-23 | Discharge cell for ozone generator |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18757197A JP3740254B2 (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | オゾン発生装置用放電セル |
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1121110A true JPH1121110A (ja) | 1999-01-26 |
| JP3740254B2 JP3740254B2 (ja) | 2006-02-01 |
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ID=16208435
Family Applications (1)
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| KR20030025584A (ko) * | 2001-09-21 | 2003-03-29 | 주식회사 에이더불유티 | 오존 발생 장치의 방전전극용 조성물 |
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|---|---|---|---|---|
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| US20040136885A1 (en) * | 2003-01-09 | 2004-07-15 | Hogarth Derek J. | Apparatus and method for generating ozone |
| US7685027B2 (en) * | 2003-12-04 | 2010-03-23 | International Business Machines Corporation | Method and system for enterprise-wide migration |
| CN101142022B (zh) * | 2005-07-15 | 2011-06-15 | 东芝三菱电机产业系统株式会社 | 光催化材料生产方法和光催化材料生产设备 |
| JP4948007B2 (ja) * | 2006-03-22 | 2012-06-06 | 住友精密工業株式会社 | オゾン発生装置用放電セル |
| KR101710495B1 (ko) | 2009-10-02 | 2017-02-27 | 스미토모 세이미츠 고교 가부시키가이샤 | 오존가스 발생장치 및 그 제조방법 |
| US9039985B2 (en) | 2011-06-06 | 2015-05-26 | Mks Instruments, Inc. | Ozone generator |
| US9903016B2 (en) * | 2014-10-23 | 2018-02-27 | E/G Electro-Graph, Inc. | Device having preformed triple junctions to maintain electrode conductivity and a method for making and using the device |
| CN104557140B (zh) * | 2015-01-30 | 2016-11-30 | 曹祚 | 一种用于臭氧发生器的搪瓷介电体的表面处理方法 |
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| CN105347309A (zh) * | 2015-11-12 | 2016-02-24 | 南昌大学 | 固体催化臭氧发生器 |
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| JPH02271903A (ja) * | 1989-04-11 | 1990-11-06 | Shizuoka Prefecture | オゾン発生器 |
-
1997
- 1997-06-27 JP JP18757197A patent/JP3740254B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-04-23 US US09/064,911 patent/US6046533A/en not_active Expired - Lifetime
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| KR20030025584A (ko) * | 2001-09-21 | 2003-03-29 | 주식회사 에이더불유티 | 오존 발생 장치의 방전전극용 조성물 |
| US7402289B2 (en) | 2003-05-09 | 2008-07-22 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Ozone generator |
| US8075844B2 (en) | 2003-05-09 | 2011-12-13 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Ozone generator |
| US8444831B2 (en) | 2003-05-09 | 2013-05-21 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Method of generating ozone |
| US7382087B2 (en) | 2004-02-25 | 2008-06-03 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Ozone generator system and ozone generating method |
| EP2287114A2 (en) | 2004-02-25 | 2011-02-23 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Ozone generator system and ozone generating method |
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| US8328998B2 (en) | 2004-04-08 | 2012-12-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Ozone generating apparatus |
| US8920741B2 (en) | 2004-04-08 | 2014-12-30 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Ozone generating apparatus |
| JP2008156218A (ja) * | 2006-11-30 | 2008-07-10 | Sumitomo Precision Prod Co Ltd | オゾン発生装置用放電セル |
| JP2009209013A (ja) * | 2008-03-05 | 2009-09-17 | Sumitomo Precision Prod Co Ltd | オゾン発生装置用放電セル |
| JP2008285408A (ja) * | 2008-07-03 | 2008-11-27 | Sumitomo Precision Prod Co Ltd | オゾン発生方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| JP3740254B2 (ja) | 2006-02-01 |
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