TW202417673A - 活性氣體生成裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明的目的在於提供一種防止介電膜的電擊穿之構造的活性氣體生成裝置。本發明的活性氣體生成裝置(71)的電極單元(51)中,介電膜支持構件(10)係具有從下方支持高壓側介電膜(2)的支持面(10F)。設於接地側介電膜(3)的上方處的介電膜壓抑構件(11)的下表面係具有:俯視觀察時與高壓側介電膜(2)的周邊區域及介電膜支持構件(10)的支持面(10F)重疊的介電體接觸區域(112);以及俯視觀察時與高壓側介電膜(2)的中間區域重疊的介電體非接觸區域(111)。藉由接受複數個壓抑輔助購件(32)的按壓力之介電膜壓抑構件(11),從上方的介電體接觸區域(112)來壓抑高壓側介電膜(2)。
Description
本發明係關於一種活性氣體生成裝置,其具有平行平板方式的電極構造,且利用介電體屏蔽放電而生成活性氣體。
具有平行平板方式的電極構造且採用介電體屏蔽放電的習知活性氣體生成裝置中,互為相向的金屬電極(電極用導電膜)與介電膜(電極用介電膜)之間的空隙,或互為相向的介電膜彼此之間的空隙,係形成為放電空間。
習知活性氣體生成裝置所採用的平行平板方式介電體屏蔽放電係例如於放電空間使介電體屏蔽放電發生,使導入此放電空間的原料氣體活性化而生成活性氣體。
就採用平行平板方式介電體屏蔽放電的活性氣體生成裝置而言,可舉例如專利文獻1所揭示的活性氣體生成裝置。
活性氣體一般而言,作為活性氣體的壽命(活性氣體保持在高反應性的時間)短,而必須在短時間內將活性氣體供給到使用的空間。而且,活性氣體會還會因與其他物質衝撞而失活,因此經由蜿蜒的管道等將活性氣體供給到使用的空間為不佳。
因此,在使用活性氣體的空間中,當處理對象物(要吹送活性氣體的對象)較大時,必須設置用以將活性氣體供給使用的空間之氣體噴出孔的第一改良構造,或設置存在分別與複數個氣體噴出孔相對應之複數個放電空間的第二改良構造。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:國際公開第2019/138456號
就上述的第一改良構造而言要採用對一個介電膜設置複數個貫通孔的手段。因此,在第一改良構造中,必須配合處理對象物將介電膜擴大,會有使得裝置構成大型化的問題點。
除此之外,第一改良構造不具有消除因放電所產生之熱的除熱機構,還有因放電所產生發熱使介電膜損壞的問題點。
上述的第二改良構造,須設置複數個放電空間,因而會有使得裝置構成大型化的問題點。
而且,專利文獻1所揭示的活性氣體生成裝置中,當對介電膜施予壓差時,必須進行將介電膜增厚等的對應,當介電膜增厚時會使所需的施加電壓增加。若施加電壓增加,會有需要針對不需要的部位的電擊穿對策,及為了因應高電壓而使導入端子大型化等措施的問題點。
除此之外,專利文獻1所揭示習知活性氣體生成裝置中,介電膜的冷卻係藉由排淨氣體(purge gas)所為的冷卻,因而會有冷卻效率不良的問題點。這是因為,習知活性氣體生成裝置為空冷,因而熱移除率較低。
本發明係解決如上述般的問題點,目的在於提供一種至少防止介電膜的電擊穿之構造的活性氣體生成裝置。
本發明的活性氣體生成裝置係使供給至放電空間的原料氣體活性化而生成活性氣體,該活性氣體生成裝置係具備:電極單元;及具有導電性的殼體,係在殼體內空間內收容前述電極單元;前述殼體係具有殼體底部,該殼體底部係包含平坦面及從前述平坦面往深度方向凹陷的導體收容空間;前述電極單元係具備:第一電極構成部;第二電極構成部,係設於前述第一電極構成部的下方;以及基準電位導體,係設於前述第二電極構成部的下方,並收容於前述導體收容空間內;前述第一電極構成部係包含:第一電極用介電膜及第一電極用導電膜,該第一電極用導電膜係形成於前述第一電極用介電膜的上表面上;前述第二電極構成部係包含:第二電極用介電膜及第二電極用導電膜,該第二電極用導電膜係形成於前述第二電極用介電膜的下表面上;前述基準電位導體的上部具有活性氣體用緩衝空間,且前述第二電極構成部係配置成閉塞前述活性氣體用緩衝空間;前述第二電極用介電膜係在俯視觀察時在與前述活性氣體用緩衝空間重疊的區域具有貫通前述第二電極用介電膜的介電體貫通口,前述第二電極用導電膜係在俯視觀察時於與前述活性氣體用緩衝空間重疊的區域具有導電
膜開口部,前述導電膜開口部係在俯視觀察時與前述介電體貫通口重疊;前述殼體底部係具有從外部接收原料氣體的氣體流路;原料氣體用流通空間係設於前述基準電位導體與前述殼體的前述導體收容空間之間;前述第一電極用介電膜與前述第二電極用介電膜相向的空間係定為主要介電體空間;前述放電空間係包含主要放電空間,該主要放電空間係在前述主要介電體空間內,前述第一電極用導電膜及第二電極用導電膜在俯視觀察時重疊的區域;原料氣體係經由前述氣體流路及前述原料氣體用流通空間而被導引至前述放電空間;對於前述第一電極用導電膜施加交流電壓,且經由前述殼體及前述基準電位導體將前述第二電極用導電膜設定為基準電位;前述活性氣體生成裝置係更具備:介電膜支持構件,係設於前述殼體的前述平坦面上,且具有從下方支持前述第一電極用介電膜的支持面;以及介電膜壓抑構件,係用以從上方壓抑前述第一電極用介電膜;前述介電膜壓抑構件係在俯視觀察時不與前述第一電極用導電膜重疊;前述介電膜壓抑構件的下表面係具有與前述第一電極用介電膜的上表面接觸的介電體接觸區域及不與前述第一電極用介電膜的上表面接觸的介電體非接觸區域,前述介電體接觸區域係在俯視觀察時與前述第一電極用介電膜的周邊區域及前述介電膜支持構件的前述支持面重疊,前述介電體非接觸區域係在俯視觀察時與前述第一電極用介電膜的中間區域重疊,前述中間領域為自前述周邊區域而與前述第一電極用導電膜側鄰接的區域;前述介電膜壓抑構件係具有導電性,且設定為前述基準電位;前述第一電極用介電膜係在前述介電體接觸區域中從上方藉由前述介電膜壓抑構件所壓抑。
本發明的活性氣體生成裝置中,第一電極用介電膜係在介電體接觸區域中從上方藉由介電膜壓抑構件所壓制。因此,藉由介電膜壓抑構件對第一電極用介電膜施加荷重的區域可僅限制於介電體接觸區域的下方區域。
其結果,本發明的活性氣體生成裝置不會對第一電極用介電膜賦予非需要的彎曲應力,就可在介電膜壓抑構件的介電體接觸區域與介電膜支持構件的支持面之間固定第一電極用介電膜。
再者,電位被設定為基準電位,且具有導電性的介電膜壓抑構件的介電體非接觸區域係在俯視觀察時與第一電極用介電膜的中間領域重疊。
其結果,可緩和第一電極用導電膜的電場強度來使第一電極用介電膜之中間區域的電位降低,因此本發明的活性氣體生成裝置中的電極單元係可防止於第一電極用介電膜與介電膜支持構件之空隙中的電擊穿。
藉由以下的詳細的說明與圖式,將可更加明白本發明的目的、特徵、態樣及優點。
1,1X:殼體
1a:殼體底部
1b:殼體側部
1c:殼體上部
1F:平坦面
2,2B:高壓側介電膜
3:接地側介電膜
3h:介電體貫通口
4:放電空間
5,5B:供電體
6:接地導體
6S:導體收容空間
7:導電膜
7e:導電膜內側邊界
7h:導電膜開口部
8:覆罩介電膜
8h:覆罩貫通口
9:遮蔽介電膜
10:介電膜支持構件
10F:支持面
10h:貫通口
11:介電膜壓抑構件
12:按壓構件
13:緩衝導體
14A,14B:電流導入構件
15:交流電源
18:介電體空間
20:空隙
21:氣體流路
22:冷卻路
23:凸部底面
24:礙子構造部分
26:凹部底面
27:周邊表面區域
28:供電體配置用凹部
31:安裝用螺栓
32:壓抑輔助購件
41:殼體開口部
41L:最下外周緣
44:輔助放電空間
50,50X,51,52,53:電極單元
56:冷媒入口
57:冷媒出口
58:冷媒流路
61:原料氣體緩衝空間
62:微縫空間
65:底面
63:側面空間
68:活性氣體用緩衝空間
69:氣體噴出口
71,72,73,74,73X:活性氣體生成裝置
100:中央開口部
101:周邊部上表面
102:段差部
110:中央開口部
111:介電體非接觸區域
112:介電體接觸區域
120:中央開口部
121h:內側貫通口
122h:外側貫通口
125:外周區域
131,132,133,134:中繼導通管
135:中繼用冷媒流路
136:第一貫通流路(貫通流路)
137:第二貫通流路(貫通流路)
141:導通管
142:凸緣
143:礙子
A7:區域
D1,D2:冷媒的流向
E1:高壓側電極構成部
E2:接地側電極構成部
EX2:露出區域
G1:原料氣體
G2:活性氣體
R1,R2:注目區域
R10:下方側面區域
S1:殼體內空間
SP11:間隙
U2:上表面
圖1係示意性地顯示本發明的實施型態1之活性氣體生成裝置的平面構造的俯視圖。
圖2係顯示圖1中A-A剖面的剖面構造的剖視圖。
圖3係示意性顯示電極單元的平面構造的說明圖(其一)。
圖4係顯示圖3之B-B剖面的剖面構造的說明圖。
圖5係示意性顯示電極單元的平面構造的說明圖(其二)。
圖6係顯示圖5之C-C剖面的剖面構造的說明圖。
圖7係示意性顯示殼體的平面構造的說明圖。
圖8係示意性顯示殼體的剖面構造的說明圖。
圖9係示意性顯示高壓側介電膜的平面構造的說明圖。
圖10係示意性顯示高壓側介電膜的剖面構造的說明圖。
圖11係示意性顯示接地側介電膜的平面構造的說明圖。
圖12係示意性顯示接地側介電膜的剖面構造的說明圖。
圖13係示意性顯示供電體的平面構造的說明圖。
圖14係示意性顯示供電體的剖面構造的說明圖。
圖15係示意性顯示接地導體的平面構造的說明圖。
圖16係示意性顯示接地導體的剖面構造的說明圖。
圖17係顯示圖16中的注目區域中的詳細內容的說明圖。
圖18係示意性顯示覆罩介電膜的平面構造的說明圖。
圖19係示意性顯示覆罩介電膜的剖面構造的說明圖。
圖20係示意性顯示接地側電極構成部的平面構造的說明圖。
圖21係示意性顯示接地側電極構成部的剖面構造的說明圖。
圖22係示意性顯示遮蔽介電膜的平面構造的說明圖。
圖23係示意性顯示遮蔽介電膜的剖面構造的說明圖。
圖24係示意性顯示介電膜支持構件的平面構造的說明圖。
圖25係示意性顯示介電膜支持構件的剖面構造的說明圖。
圖26係示意性顯示介電膜壓抑構件的平面構造的說明圖。
圖27係示意性顯示介電膜壓抑構件的剖面構造的說明圖。
圖28係顯示圖27中的注目區域中的詳細的說明圖。
圖29係示意性顯示按壓構件的平面構造的說明圖。
圖30係示意性顯示按壓構件的剖面構造的說明圖。
圖31係示意性顯示本發明的實施型態2之活性氣體生成裝置的平面構造的俯視圖。
圖32係顯示圖31中D-D剖面的剖面構造的剖視圖。
圖33係示意性顯示實施型態3的活性氣體生成裝置的電極單元所使用的供電體的平面構造的說明圖。
圖34係顯示圖33中E-E剖面的剖面構造的剖視圖。
圖35係示意性顯示實施型態3之基本構成中的冷媒功能的說明圖。
圖36係示意性顯示實施型態3之變形例中的冷媒功能的說明圖。
圖37係顯示實施型態4的活性氣體生成裝置中的電極單元的剖面構造的說明圖。
圖38係示意性顯示圖37所示之高壓側介電膜的平面構造的說明圖。
圖39係示意性顯示圖37所示之高壓側介電膜的剖面構造的說明圖。
<實施型態1>
圖1係示意性顯示本發明的實施型態1的活性氣體生成裝置71的平面構造的俯視圖。
如圖1所示,活性氣體生成裝置71中,殼體1內收容有三個電極單元51至53。電極單元51至53各自經由氣體流路21而被供給原料氣體G1。並且,電極單元51至53各自將供給至放電空間4的原料氣體G1活性化而生成活性氣體G2。
圖2係顯示圖1之A-A剖面的剖視構造的剖面圖。圖3至圖6係局部性說明電極單元50的構造的說明圖。例外,電極單元50相當於電極單元51至53中的任何一者。另外,電極單元51至53互為呈相同的構造。
圖3係示意性顯示電極單元50的平面構造的說明圖。圖4係顯示圖3之B-B剖面的剖面構造的說明圖。圖3及圖4係顯示接地導體6及其周邊構造的第一說明圖。
圖5係示意性顯示電極單元50的平面構造的說明圖。圖6係顯示圖5之C-C剖面的剖面構造的說明圖。圖5及圖6係顯示接地導體6及其周邊的詳細構造的第二說明圖。
圖7至圖30係顯示電極單元50的構成零件的詳細的說明圖。圖7及圖8係示意性顯示殼體1的構造的說明圖。圖7係顯示殼體1的平面構造,圖8顯示殼體1的剖面構造。
圖9及圖10係分別示意性顯示高壓側介電膜2的構造的說明圖。圖9係顯示高壓側介電膜2的平面構造,圖10係顯示高壓側介電膜2的剖面構造。
圖11及圖12係分別示意性顯示接地側介電膜3的構造的說明圖。圖11係顯示接地側介電膜3的平面構造,圖12係顯示接地側介電膜3的剖面構造。
圖13及圖14係分別示意性顯示供電體5的構造的說明圖。圖13係顯示供電體5的平面構造,圖14係顯示供電體5的剖面構造。
圖15至圖17係分別示意性顯示接地導體6的構造的說明圖。圖15係顯示接地導體6的平面構造,圖16係顯示接地導體6的剖面構造,圖17係顯示圖16的注目區域R1的詳細。
圖18及圖19係分別示意性顯示覆罩介電膜8的構造的說明圖。圖18係顯示覆罩介電膜8的平面構造,圖19係顯示覆罩介電膜8的剖面構造。
圖20及圖21係分別示意性顯示接地側電極構成部E2的構造的說明圖。圖20係顯示接地側電極構成部E2的平面構造,圖21係顯示接地側電極構成部E2的剖面構造。接地側電極構成部E2係包含:接地側介電膜3、導電膜7及覆罩介電膜8的組合構造。
圖22及圖23係分別示意性顯示遮蔽介電膜9的構造的說明圖。圖22係顯示遮蔽介電膜9的平面構造,圖23係顯示遮蔽介電膜9的剖面構造。
圖24及圖25係分別示意性顯示介電膜支持構件10的構造的說明圖。圖24係顯示介電膜支持構件10的平面構造,圖25係顯示介電膜支持構件10的剖面構造。
圖26至圖28係分別示意性顯示介電膜壓抑構件11的構造的說明圖。圖26係顯示介電膜壓抑構件11的平面構造,圖27係顯示介電膜壓抑構件11的剖面構造,圖28係顯示圖27的注目區域R2的詳細內容。
圖29及圖30係分別示意性顯示按壓構件12的構造的說明圖。圖29係顯示按壓構件12的平面構造,圖30係顯示按壓構件12的剖面構造。
另外,圖1至圖30係分別示意性顯示活性氣體生成裝置71、電極單元50或電極單元50的構成零件,圖1至圖30間(包含比例尺的形狀)不一定相符。此外,對於圖1至圖30分別標記XYZ直角座標系。
以下,適當參照上述的圖1至圖30,來說明實施型態1的活性氣體生成裝置71。
(整體構造)
如圖1所示,活性氣體生成裝置71係具備電極單元51至53及殼體1,該電極單元51至53係作為複數個電擊單元,該殼體1係具有導電性,且將電極單元51至53收容至殼體內空間S1(參照圖8)。
如圖2及圖7所示,殼體1係具有殼體底部1a,該殼體底部1a係包含平坦面1F及自平坦面1F往深度方向凹陷的導體收容空間6S。
如圖8所示,殼體1係具有:殼體底部1a、殼體側部1b及殼體上部1c,且藉由殼體底部1a、殼體側部1b及殼體上部1c,來形成將電極單元51至53收容至內部的殼體內空間S1。
電極單元51至53係分別以在導體收容空間6S內配置有接地導體6的態樣來收容在殼體1的殼體內空間S1內。如圖7所示,由外部所供給的原料氣體G1係經由設於殼體底部1a內的氣體流路21來供給至設於被配置於導體收容空間6S內的接地導體6的下表面及側面的原料氣體用流通空間。
電極單元51(50)係具備作為第一電極構成部的高壓側電極構成部E1,及設於作為第一電極構成部的高壓側電極構成部E1的下方之作為第二電極構成部的接地側電極構成部E2。
電極單元51更具備接地導體6,該接地導體6係設於作為第二電極構成部的接地側電極構成部E2的下方,且作為被收容於導體收容空間6S內的基準電位導體。接地導體6係以金屬等地導電體作為構成材料。
高壓側電極構成部E1係包含作為第一電極用介電膜的高壓側介電膜2,及形成於高壓側介電膜2的上表面上作為第一電極用導電膜的供電體5。另外,作為第一電極用導電膜的供電體5係被設於供電體配置用凹部28上,該供電體配置用凹部28係設於第一電極用介電膜的高壓側介電膜2的中央處。
高壓側介電膜2係以介電體作為構成材料,而供電體5係以金屬等的導電體作為構成材料。例如,供電體5係由金屬製所構成。
接地側電極構成部E2係包含作為第二電極用介電膜的接地側介電膜3,及形成於接地側介電膜3的下表面上作為第二電極用導電膜
的導電膜7。另外,導電膜7的膜厚較薄,在圖2等省略圖示,而在圖20及圖21中顯示導電膜7的形成區域。
接地側介電膜3係以介電體為構成材料,而導電膜7係以金屬等的導電體為構成材料。
作為基準電位導體的接地導體6係於上部具有非貫通的活性氣體用緩衝空間68,且接地側電極構成部E2係配置成閉塞活性氣體用緩衝空間68。因此,在活性氣體用緩衝空間68以外,導電膜7的下表面與接地導體6的上表面會具有接觸關係。
於俯視觀察時,作為第二電極用介電膜的接地側介電膜3係於與活性氣體用緩衝空間68重疊的區域,具有將接地側介電膜3貫通的介電體貫通口3h;俯視觀察時,作為第二電極用導電膜的導電膜7係於與活性氣體用緩衝空間68重疊的區域具有導電膜開口部7h,且俯視觀察時,導電膜開口部7h係與介電體貫通口3h重疊。
殼體1的殼體底部1a係具有從外部接收原料氣體G1的氣體流路21,且原料氣體流通空間係設於接地導體6與殼體1的導體收容空間6S之間。原料氣體用流通空間如後述含有原料氣體緩衝空間61、微縫空間62及側面空間63。
原料氣體G1係經由氣體流路21及上述原料氣體用流通空間,被引導至放電空間4的主要放電空間。另外,主要放電空間係如後述意指:於高壓側介電膜2與接地側介電膜3之間的介電體空間18內的放電空間4。
從交流電源15所施加的交流電壓係經由電氣配線或導入端子等的電性連接手段,施加於作為第一電極用導電膜的供電體5。另外,在圖2等省略顯示電性連接手段的圖示。
另一方面,殼體1係設定成作為基準電位的接地電位。因此,作為第二電極用導電膜的導電膜7係經由殼體1及接地導體6被設定成接地電位。
電極單元51(50)係更具備:介電膜支持構件10、介電膜壓抑構件11及按壓構件12等的輔助構件。
(高壓側介電膜2的固定)
介電膜支持構件10的段差部102係設於殼體1的平坦面1F上處,且具有形成從下方支持高壓側介電膜2的支持面10F的上表面。此時,介電膜支持構件10係以介電膜支持構件10的側面與殼體1的殼體底部1a的導體收容空間6S的側面一致的方式配置於平坦面1F上。
介電膜壓抑構件11係用以從上方壓抑高壓側介電膜2的構件,且在俯視觀察時沒有與供電體5重疊。亦即,於高壓側介電膜2的上表面,存在著未形成介電膜壓抑構件11及供電體5的露出區域EX2。
如圖6、圖27及圖28所示,介電膜壓抑構件11的下表面係具有與高壓側介電膜2的上表面接觸的介電體接觸區域112,及不與高壓側介電膜2的上表面接觸的介電體非接觸區域111。介電體接觸區域112係與高壓側介電膜2接觸而成為施加荷重的區域,而介電體非接觸區域111係與高壓側介電膜2沒有接觸關係,而是在高壓側介電膜2的上表面上形成朝供電體5側推出的區域。
俯視觀察時,介電體接觸區域112係與高壓側介電膜2的周邊區域及介電膜支持構件10的支持面10F重疊,俯視觀察時,介電體非接觸區域111係與比高壓側介電膜2的周邊區域更靠內側的中間區域重疊。亦即,中間區域係自高壓側介電膜2的周邊區域而與供電體5側鄰接的區域。
介電膜壓抑構件11係由金屬等所構成,且具有導電性,並經由殼體1、安裝用螺栓31及按壓構件12被設定成作為基準電位的接地電位。安裝用螺栓31及按壓構件12也具有導電性。
因此,高壓側介電膜2係在介電體接觸區域112中藉由介電膜壓抑構件11從上方來壓抑。以下,詳述介電膜支持構件10、介電膜壓抑構件11及按壓構件12的組合構造。
如圖2所示,按壓構件12係配置於介電膜支持構件10的上表面上,且按壓構件12及介電膜支持構件10係藉由安裝用螺栓31被固定於殼體1的殼體底部1a上。
如圖24及圖25所示,俯視觀察時,介電膜支持構件10係呈現中央處具有中央開口部100的圓形。由段差部102及周邊部上表面101所構成的段差構造係圓環狀地設於中央開口部100的周邊。段差部102的上表面成為支持面10F。複數個貫通口10h係分散並圓狀地設於段差部102(支持面10F)的外周側的周邊部上表面101。
另一方面,如圖9及圖10,俯視觀察時,高壓側介電膜2係呈現中央處具有供電體配置用凹部28的圓形。周邊表面區域27係圓環狀地設於供電體配置用凹部28的周邊。而且,俯視觀察時,高壓側介電膜2
係具有圓狀的凹部底面26,且俯視觀察時,凹部底面26的周邊的底面形成圓環狀的凸部底面23。
如圖13及圖14所示,供電體5係具有圓柱形狀。供電體5係以使供電體5的底面定位在高壓側介電膜2的供電體配置用凹部28上的態樣,配置於高壓側介電膜2的上表面上。
藉由交流電源15對於作為第一電極用導電膜的供電體5施加交流電壓。另外,如圖5所示,俯視觀察時,供電體配置用凹部28係包含供電體5,且具有比供電體5稍微寬廣的平面形狀。
高壓側介電膜2係以使介電膜支持構件10的支持面10F與高壓側介電膜2的凸部底面23接觸的態樣,於介電膜支持構件10上配置高壓側介電膜2。高壓側介電膜2與介電膜支持構件10係隔有未圖示的O型環等的密封材來接觸。
此外,如圖26及圖27所示,俯視觀察時,介電膜壓抑構件11係呈現中央處具有中央開口部110的圓形。設於中央開口部110的外周側的圓環狀的下表面區域係成為介電體非接觸區域111,而設於介電體非接觸區域111的外周側的圓環狀的下表面區域係成為介電體接觸區域112。
如圖28所示,介電體接觸區域112係比介電體非接觸區域111更朝下方(-Z方向)突出,而具有與高壓側介電膜2的上表面U2的接觸關係。相對地,介電體非接觸區域111係與高壓側介電膜2的上表面U2之間存在有間隙SP11,因此形成與高壓側介電膜2的上表面U2非接觸。
如圖29及圖30所示,俯視觀察時,按壓構件12係呈現中央處具有中央開口部120的圓形。複數個內側貫通口121h係分散並圓狀
地設於中央開口部120的外周側的外周區域125,且複數個外側貫通口122h係分散並圓狀地設於複數個內側貫通口121h的外周側。
如上述方式,複數個內側貫通口121h與複數個外側貫通口122h係設於按壓構件12的外周區域125。另外,複數個內側貫通口121h各自形成經螺紋加工的貫通口。
上述構造的按壓構件12的外周區域125的一部分係載置於介電膜支持構件10上,且介電膜支持構件10及按壓構件12係藉由複數個安裝用螺栓31被固定於殼體1的殼體底部1a。複數個安裝用螺栓31的螺紋部係貫通複數個外側貫通口122h及複數個貫通口10h,且安裝至殼體底部1a。
如圖2至圖6所示,俯視觀察時,按壓構件12係配置於與介電膜支持構件10及介電膜壓抑構件11重疊的區域。
另一方面,複數個壓抑輔助購件32係在使之貫通按壓構件12的複數個內側貫通口121h的態樣下安裝於按壓構件12。作為壓抑輔助購件32可想到螺栓或固定螺絲等。複數個壓抑輔助購件32係安裝至複數個內側貫通口121h內,以藉由複數個壓抑輔助購件32來按壓介電膜壓抑構件11。俯視觀察時,複數個壓抑輔助購件32係設於與介電膜壓抑構件11的介電體接觸區域112及高壓側介電膜2的凸部底面23重疊的位置。
因此,藉由承受複數個壓抑輔助購件32的按壓力的介電膜壓抑構件11,從上方的介電體接觸區域112來壓制高壓側介電膜2。
如上述方式,實施型態1的活性氣體生成裝置71的電極單元50中,作為第一電極用介電膜的高壓側介電膜2係藉由承受複數個壓抑輔
助購件32的按壓力的介電膜壓抑構件11,從上方的介電體接觸區域112受到壓抑。因此,藉由介電膜壓抑構件11而施加荷重至高壓側介電膜2的區域就可僅限制於介電體接觸區域112的下方區域。
其結果,實施型態1的活性氣體生成裝置71不會對高壓側介電膜2賦予非需要的彎曲應力,就可在介電膜壓抑構件11的介電體接觸區域112與介電膜支持構件10的支持面10F之間穩定性良好地固定高壓側介電膜2。
介電膜壓抑構件11係設定成作為基準電位的接地電位,且具有導電性。俯視觀察時,介電膜壓抑構件11的介電體非接觸區域111係與高壓側介電膜2的中間區域重疊。
因此,電極單元50係可藉由具有介電體非接觸區域111的介電膜壓抑構件11來緩和供電體5的電場強度來使高壓側介電膜2之中間區域的電位降低,因此可使高壓側介電膜2與接地側介電膜3之外徑方向的電位降低。
其結果,於實施型態1的活性氣體生成裝置71的電極單元50係可確實地防止於高壓側介電膜2與介電膜支持構件10的空隙20中的電擊穿。
(接地導體6)
如圖15至圖17所示,俯視觀察時,被收容在殼體1的導體收容空間6S內的接地導體6係呈圓形,且具有位於底面的端部區域的原料氣體緩衝空間61及微縫空間62。
原料氣體緩衝空間61於俯視觀察時形成圓環狀,且如圖2所示與氣體流路21連接,且可將從外部所供給的原料氣體G1經由氣體流路21導入至原料氣體緩衝空間61內。
複數個微縫空間62係分散地設於原料氣體緩衝空間61的周邊。如圖17所示,複數個微縫空間62係各自與原料氣體緩衝空間61連接,且可使原料氣體G1從原料氣體緩衝空間61流通至微縫空間62。
如圖6及圖17所示,側面空間63係導體收容空間6S的內周側面與接地導體6的外周側面之間的間隙空間,且俯視觀察時設為圓環狀。
介電膜支持構件10與接地導體6係具有如圖3及圖4所示般的位置關係,因此通過側面空間63的原料氣體G1會被供給至介電膜支持構件10的下方側面區域R10。
如此,原料氣體緩衝空間61係設於接地導體6的下表面側,且經由氣體流路21來接收原料氣體G1。複數個微縫空間62係分別設於接地導體6的下表面側,且分別與原料氣體緩衝空間61連接。
側面空間63係設於接地導體6的側面側,且與複數個前述微縫空間連接。如上述,原料氣體用流通空間係包含:原料氣體緩衝空間61、複數個微縫空間62及側面空間63。
因此,從外部被供給至氣體流路21的原料氣體G1係經由原料氣體緩衝空間61、微縫空間62及側面空間63而被導引至放電空間4。
複數個微縫空間62係分別設定為相較於原料氣體緩衝空間61原料氣體不易流通的狹小空間,以使得原料氣體G1在原料氣體緩衝空
間61暫時滯留之後,會各自流入複數個微縫空間62。亦即,將複數個微縫空間62的流導率設成小於原料氣體緩衝空間61或側面空間63,流導率係顯示原料氣體G1的流通難易的係數。
其結果,實施型態1的活性氣體生成裝置71係可向放電空間4以空間均勻方式供給原料氣體G1。亦即,俯視觀察時,原料氣體G1係從圓形的介電體空間18的周邊部往中心的放電空間4均勻地被供給。
藉由降低微縫空間62的流導率,使原料氣體緩衝空間61與側面空間63的壓差變大,來使在複數個微縫空間62分別流通的原料氣體G1的流量的不一致降低化。因此,原料氣體G1會朝放電空間4均勻地供給。另外,原料氣體G1的流量,例如藉由設於氣體流路21的上游的流量控制器(MFC)等來調整。
一般的活性氣體生成裝置,若原料氣體G1沒有被均勻地供給時,會使原料氣體G1通過放電空間4的時間出現變化,結果產生活性氣體G2的生成效率惡化的缺陷。實施型態1的活性氣體生成裝置71係可將原料氣體G1均勻地供給,因而不會產生如上述的缺陷。
(接地側電極構成部E2與活性氣體用緩衝空間68)
如上述構成,作為第二電極構成部的接地側電極構成部E2係包含接地側介電膜3及導電膜7。
如圖11及圖12所示,俯視觀察時,接地側介電膜3係呈圓形,且中央處具有圓形的介電體貫通口3h。
如圖18及圖19所示,俯視觀察時,覆罩介電膜8係呈圓形,且中央處具有圓形的覆罩貫通口8h。另外,覆罩介電膜8係使用與接地側
介電膜3相同的構成材料為佳。這是為了防止覆罩介電膜8與接地側介電膜3之間熱膨脹係數不同時產生變形。此外,亦可選擇熱膨張係數相近的材料來作為覆罩介電膜8及接地側介電膜3各者的材料。
如圖20及圖21所示,俯視觀察時,導電膜7係呈圓形,且中央處具有俯視觀察時為圓形的導電膜開口部7h。
俯視觀察時,介電體貫通口3h及導電膜開口部7h係各自與活性氣體用緩衝空間68重疊,如圖21所示,俯視觀察時,導電膜開口部7h係包含介電體貫通口3h,且呈比介電體貫通口3h更寬廣的形狀。
在使接地側介電膜3及導電膜7各自的中心位置一致的態樣,於接地側介電膜3的下表面上設置導電膜7。導電膜7的徑係設定為與接地側介電膜3的徑大致相同,惟在中央處設有比介電體貫通口3h更寬廣的導電膜開口部7h,因此導電膜7的形成面積係小於接地側介電膜3的形成面積。
形成導電膜開口部7h的圓周狀的外周線的導電膜內側邊界7e係成為導電膜7中的介電體貫通口3h側的端部,且比導電膜內側邊界7e靠內側的區域沒有形成導電膜7。導電膜內側邊界7e係成為導電膜7的電極邊界線。因此,如圖21所示,於接地側介電膜3的下表面上的導電膜7的形成區域A7係從接地側介電膜3的外周位置至導電膜內側邊界7e的區域。
如圖20及圖21所示,覆罩介電膜8係以從接地側介電膜3的下表面上涵蓋到包含導電膜內側邊界7e的導電膜7的下表面上方式設
為圓形。惟,覆罩介電膜8係於中心具有覆罩貫通口8h。亦即,導電膜7的導電膜開口部7h的外徑係形成短於覆罩介電膜8的外徑的尺寸關係。
覆罩貫通口8h係具有與介電體貫通口3h大致相同的形狀,且覆罩貫通口8h係包含於導電膜開口部7h,並具有比導電膜開口部7h更狹小的形狀。因此,覆罩介電膜8係遮覆導電膜7的導電膜內側邊界7e(電極邊界線)。並且,未被覆罩介電膜8遮覆的導電膜7的下表面與接地導體6的上表面係具有接觸關係。
如圖15及圖16所示,俯視觀察時,設於接地導體6的上部的活性氣體用緩衝空間68係呈圓形,且複數個氣體噴出口69係設於活性氣體用緩衝空間68的底面65的周邊。
圖15及圖16亦顯示覆罩介電膜8的形成區域。如這些圖所示,覆罩介電膜8的外周線係與活性氣體用緩衝空間68的外周線大致相同。
如圖2及圖16所示,遮蔽介電膜9係設於活性氣體用緩衝空間68的底面65上。
如圖22及圖23所示,遮蔽介電膜9為預定的厚度,而俯視觀察時形成為圓形。
遮蔽介電膜9係以使活性氣體用緩衝空間68及遮蔽介電膜9各自的中心位置一致的態樣設於活性氣體用緩衝空間68的底面65上。
如圖15及圖16所示,俯視觀察時,複數個氣體噴出口69係與覆罩介電膜8重疊,並且俯視觀察時沒有與介電體貫通口3h及覆罩貫通口8h重疊。
如圖16所示,複數個氣體噴出口69係貫通接地導體6而設於活性氣體用緩衝空間68的底面65的周邊。亦即,俯視觀察時,複數個氣體噴出口69係設於遮蔽介電膜9的周邊區域。
如上述構造的實施型態1的活性氣體生成裝置71中,原料氣體G1係從金屬殼體2的外部,如上述方式經由氣體流路21及原料氣體用流通空間來供給至放電空間4。
對發生介電體屏蔽放電的放電空間4供給原料氣體G1時,原料氣體G1活性化並成為活性氣體G2,且通過介電體貫通口3h及覆罩貫通口8h而導入活性氣體用緩衝空間68。進入活性氣體用緩衝空間68內的活性氣體G2係通過設於活性氣體用緩衝空間68的底面的複數個氣體噴出口69而供給至後段的處理空間。
如上述構成的實施型態1的活性氣體生成裝置71中,作為第一電極用介電膜的高壓側介電膜2與作為第二電極用介電膜的接地側介電膜3所相向的主要介電體空間係成為介電體空間18。俯視觀察時,介電體空間18係呈圓形。此外,高壓側介電膜2與遮蔽介電膜9相向的空間係定為輔助介電體空間。放電空間4係包含俯視觀察時在介電體空間18內供電體5與導電膜7所重疊的主要放電空間。
為了形成上述主要放電空間,高壓側介電膜2與接地側介電膜3係以於高度方向(Z方向)形成固定的距離方式來對應設置,使放電空間4的上述主要放電空間存在於高壓側介電膜2與接地側介電膜3之間的介電體空間18內。
放電空間4更包含輔助放電空間44,該輔助放電空間44係在上述輔助介電體空間內由介電體貫通口3h、覆罩貫通口8h及遮蔽介電膜9上處的活性氣體用緩衝空間68的一部分所構成者。
將接地導體6中底面65下處的底面區域使用作為被設定為接地電位的接地電極用導電膜,且在要從交流電源15接受交流電壓的供電體5與上述接地電極用導電膜之間施加放電電壓,藉此可生成輔助放電空間44。
如前所述,輔助放電空間44係包含介電體貫通口3h、覆罩貫通口8h及活性氣體用緩衝空間68的一部分。如此,實施型態1中形成的放電空間4係包含介電體空間18內的主要放電空間及輔助放電空間44。
實施型態1的活性氣體生成裝置71中,輔助放電空間44到複數個氣體噴出口69各者的路徑係定為活性氣體流通路徑。
實施型態1的活性氣體生成裝置71中,作為放電空間4的一部分的輔助放電空間44係包含介電體貫通口3h、覆罩貫通口8h及活性氣體用緩衝空間68的一部分,因此可將從輔助放電空間44到複數個氣體噴出口69的活性氣體流通路徑抑制於所需最小限度的體積以抑制活性氣體G2的失活量。
再者,電極單元50的接地側電極構成部E2中的覆罩介電膜8,係在活性氣體用緩衝空間68內遮覆導電膜7之作為電極邊界線的導電膜內側邊界7e,並且俯視觀察時與複數個氣體噴出口69重疊,因此可抑制伴隨活性氣體G2與導電膜7衝撞而使活性氣體G2消失的表面失活現象。
其結果,實施型態1的活性氣體生成裝置71係可將高濃度的活性氣體G2從複數個氣體噴出口69供給至後段的處理空間。
實施型態1的電極單元50係具有上述的構造,藉此面向放電空間4的部分係僅有由屬於絕緣體的介電體來作為構成材料的零件(高壓側介電膜2、接地側介電膜3、覆罩介電膜8及遮蔽介電膜9)。當金屬材料面向放電時會容易電離化,使得氣體中包含金屬離子,成為污染的原因。相對地,介電體即使面向放電也不會容易地電離化,因此可防止對於氣體中的汙染。
(殼體開口部41)
如圖2所示,殼體1的殼體底部1a係具有殼體開口部41。俯視觀察時,殼體開口部41係設於與活性氣體用緩衝空間68重疊的區域,且貫通殼體底部1a。
因此,從複數個氣體噴出口69所噴出的活性氣體G2係經由殼體開口部41被導引至下方的處理空間。
如圖2所示,設於殼體底部1a的殼體開口部41的開口面積係隨著朝向下方而擴展,如圖2及圖7所示,具有錐形形狀,該錐形形狀具有最下外周緣41L。
實施型態1的活性氣體生成裝置71中,設於殼體1的殼體底部1a的殼體開口部41係具有開口面積隨著朝向下方愈擴展的錐形形狀。
因此,實施型態1的活性氣體生成裝置71,係將由複數個氣體噴出口69所噴出的活性氣體G2與殼體底部1a衝撞所致的損失抑制成最小限度,可將高濃度的活性氣體G2供給至下方的處理空間。
<實施型態2>
圖31係示意性顯示作為本發明的實施型態2的活性氣體生成裝置72的平面構造的俯視圖。圖32係顯示圖31的D-D剖面的剖面構造的剖視圖。
以下,與圖1至圖30所示的實施型態1的活性氣體生成裝置71相同的構成部分係標示相同符號,並以實施型態2的活性氣體生成裝置72的特徵部分為中心進行說明。
實施型態2的活性氣體生成裝置72中,作為複數個電極單元的三個電極單元51至53係被收容於殼體1X的殼體內空間S1。電極單元51至53係各自經由氣體流路21來供給原料氣體G1。
再者,活性氣體生成裝置72的殼體1X的殼體底部1a中,除了氣體流路21之外還設有流通冷媒的冷卻路22。如圖31及圖32所示,冷卻路22係設於電極單元51至53各自的接地導體6的下方處。亦即,俯視觀察時,冷卻路22與電極單元51至53各自的接地導體6重疊。
上述構成的實施型態2的活性氣體生成裝置72係除了實施型態1的功效之外還發揮以下的功效。
實施型態2的活性氣體生成裝置72中,殼體1X的殼體底部1a係具有流通冷媒的冷卻路22,因此可冷卻電極單元51至53各自的接地導體6及配置於接地導體6的上方處的接地側介電膜3。
因此,可藉由經冷卻的接地側介電膜3來消除放電空間4當中因介電體屏蔽放電所產生的熱。其結果,實施型態2的活性氣體生成裝置72中,於電極單元51至53各自能夠進行高電力的放電,且可謀求活性氣體G2的高濃度化。
<實施型態3>
圖33及圖34係顯示使用在作為本發明的實施型態3的活性氣體生成裝置73的電極單元51至53各者的供電體5B的構造的說明圖。圖33係顯示供電體5B的平面構造,圖34係顯示圖33的E-E剖面的剖面構造。
實施型態3的活性氣體生成裝置73與實施型態1作比較,特徵在於將供電體5置換成供電體5B。因此,活性氣體生成裝置73的整體構造及電極單元50(51至53)的整體構造係與圖1至圖30所示的實施型態1或圖31及圖32所示的實施型態2的構造相同。
此時,電極單元50當中的供電體5B的下表面與高壓側介電膜2的上表面係隔著具有導電性的液體而具有接觸關係。就如此的液體而言,例如可想到「鎵銦錫合金」(註冊商標)。
以下,與實施型態1的活性氣體生成裝置71相同的構成部分係標示相同符號,並以實施型態3的活性氣體生成裝置73的特徵部分為中心進行說明。
作為第一電極用導電膜的供電體5B係具有供冷媒流通於供電體5B之內部的冷媒流路58。如圖33及圖34所示,用以使冷媒流通供電體5B的整體,俯視觀察時,冷媒流路58係以蜿蜒的狀態設於供電體5B的大部分的區域。
供電體5B的表面具有:冷媒入口56,係從外部接受冷媒,且用以對冷媒流路58供給冷媒;及冷媒出口57,係用以將流通過冷媒流路58的冷媒排出至外部。
圖35係示意性地顯示實施型態3的基本構成當中的冷媒構造的說明圖。如圖35所示,冷媒係沿著冷媒的流向D1從外部來供給,而沿著冷媒的流向D2排出至外部。如同圖所示,冷媒功能係藉由電流導入構件14A、14B及供電體5B來實現。
另外,在實施型態3的基本構成中,作為複數個電極單元的電極單元51至53各個中設置圖35所示的冷卻構造。
如同圖所示,電流導入構件14A及14B係各自貫通設置在殼體1(1X)的殼體上部1c。形成第一電流導入構件及第二電流導入構件的電流導入構件14A及14B為相同構造。以下,以電流導入構件14A及14B當中的電流導入構件14A為代表進行說明。
電流導入構件14A係包含導通管141、凸緣142及礙子143,作為其主要構成要素。導通管141及凸緣142各自具有導電性,礙子143係具有絕緣性。
導通管141係用作為交流電源15與供電體5B的電性連接手段,並且具有可輸送冷媒的貫通口。
電流導入構件14A中,導通管141與礙子143係被接合,凸緣142與礙子143係被接合,且導通管141、凸緣142及礙子143係呈一體化構造。惟,礙子143係設於導通管141與凸緣142之間,藉此防止導通管141與凸緣142電性連接。
電流導入構件14A及14B係各自藉由凸緣142而固定於殼體1X的殼體上部1c。
作為第一電流導入構件的電流導入構件14A係具有與供電體5B的電性連接關係,並且與供電體5B連接成使冷媒可經由導通管141而從冷媒入口56供給至冷媒流路58。亦即,電流導入構件14A中,藉由導通管141謀求與供電體5B的電性連接,且從冷媒入口56將流通在導通管141內的冷媒供給至冷媒流路58。
作為第二電流導入構件的電流導入構件14B係具有與供電體5B的電性連接關係,並且與供電體5B連接成使冷媒可從冷媒出口57經由導通管141排出到外部。亦即,電流導入構件14B中,藉由導通管141謀求與供電體5B的電性連接,且將流通在導通管141內的冷媒供給至外部。
另外,電流導入構件14A及14B各者中,採用熔接的接合、經由接頭的連接等作為導通管141與供電體5B之連接手段。
作為上述構成的實施型態3的基本構成的活性氣體生成裝置73係除了實施型態1的功效之外還發揮以下的功效。
實施型態3的活性氣體生成裝置73中,供電體5B的內部係具有冷媒流路58,因此使從冷媒入口56所供給的冷媒流動至冷媒流路58,且使流動於冷媒流路58的冷媒從冷媒出口57排出至外部而使冷媒進行循環,藉此可冷卻設於供電體5B及供電體5B的下方處的高壓側介電膜2。
再者,電流導入構件14A及14B係除了對供電體5B賦予來自交流電源15的交流電壓的電流導入功能之外,還具備使冷媒循環於供電
體5B的冷媒流路58的冷卻構造,因此可將零件數量抑制成所需最小限度,並可將電流導入構件14A及14B各者冷卻。
一般而言,電流導入構件14A及14B的容許電流係根據電流導入構件14A及14B的容許溫度而決定,因此電流導入構件14A及14B本身亦設為可進行冷卻的構成,藉此即便使用由較細導體所構成的導通管141的電流導入構件14A及14B,亦可使容許電流大幅地增加。
再者,於高壓側介電膜2與供電體5B之間設置具有導電性的液體,可使供電體5B與高壓側介電膜2之間的熱傳導率提升,並且解決因受加工上的公差、表面粗糙度而在供電體5B與高壓側介電膜2之間產生微細間隙的問題。
藉由以上的功效,實施型態3的活性氣體生成裝置71中的電極單元51至53各者能夠進行高電力的放電,且可實現活性氣體G2的高濃度化。
(變形例)
圖36係示意性地顯示作為實施型態3的變形例的活性氣體生成裝置73X中的冷卻構造的說明圖。
圖36係顯示電極單元51及52來作為第一電極單元及第二電極單元。以下,與實施型態1的活性氣體生成裝置71、作為實施型態3的基本構成的活性氣體生成裝置73相同的構成部分係標示相同符號,並以作為實施型態3的變形例的活性氣體生成裝置73X的特徵部分為中心進行說明。
以下,為了便於說明,將屬於第一電極單元的電極單元51中的供電體5B的冷媒流路58、冷媒入口56及冷媒出口57定為第一冷媒流路、第一冷媒入口及第一冷媒出口。
同樣地,將屬於第二電極單元的電極單元52中的冷媒流路58、冷媒入口56及冷媒出口57定為第二冷媒流路、第二冷媒入口及第二冷媒出口。
如圖36所示,變形例的活性氣體生成裝置73X係追加緩衝導體13及中繼導通管131至134,作為其新的構成要素。緩衝導體13係形成冷媒中繼構件,且中繼導通管131至134係形成第一中繼導通管至第四中繼導通管。
作為冷媒中繼構件的緩衝導體13係具有導電性,且具有設於內部的中繼用冷媒流路135,以及作為第一貫通流路及第二貫通流路的貫通流路136及137,其係各自從上表面貫通至下表面而設置。
作為第一中繼導通管至第四中繼導通管的中繼導通管131至134係各自具有導電性,並且具有冷媒輸送功能。
中繼導通管131至134係各自一部分形成蛇腹狀為佳。中繼導通管131至134的一部分設為蛇腹狀的理由係在於使之吸收因零件的公差所致緩衝導體13與供電體5B的上表面的距離的差距,亦即為了製作活性氣體生成裝置73X時進行公差的吸收。
上述的公差,不僅是中繼導通管131至134的長度的公差,而且是將供電體5B的高度的公差、位於供電體5B的下部的高壓側介電膜2等的厚度公差所累加而求得。
作為第一中繼導通管至第四中繼導通管的中繼導通管131至134係以滿足以下第一冷媒流通條件至第四冷媒流通條件之方式配置於作為冷媒中繼構件的緩衝導體13與電極單元51及52各自的供電體5B之間。
第一冷媒流通條件:冷媒經由貫通流路136及中繼導通管131,而流通於電流導入構件14A的導通管141與第一冷媒入口之間的條件;
第二冷媒流通條件…冷媒經由中繼導通管132,而流通於第一冷媒出口與中繼用冷媒流路135之間的條件;
第三冷媒流通條件…冷媒經由中繼導通管133,而流通於中繼用冷媒流路135與第二冷媒入口之間的條件;
第四冷媒流通條件…冷媒經由中繼導通管134及貫通流路137,而流通於第二冷媒出口與電流導入構件14B的導通管141之間的條件;
如此,作為變形例的活性氣體生成裝置73X係在電極單元51及52間共用電流導入構件14A及14B。
作為上述構成的實施型態3的變形例的活性氣體生成裝置73X係除了實施型態1及實施型態3的基本構成的功效之外,還發揮以下的功效。
作為實施型態3的變形例的活性氣體生成裝置73X,係以滿足上述的第一冷媒流通條件至第四冷媒流通條件之方式,將中繼導通管131至134配置於緩衝導體13與電極單元51及52各自的供電體5B之間。其結果,變形例的活性氣體生成裝置73X係使冷媒於一個冷媒迴路進
行循環,可使電極單元51的供電體5B及電極單元52的供電體5B一併冷卻。
另外,一個冷媒迴路係包含:電流導入構件14A、貫通流路136、中繼導通管131、第一冷媒入口、第一冷媒流路、第一冷媒出口、中繼導通管132、中繼用冷媒流路135、中繼導通管133、第二冷媒入口、第二冷媒流路、第二冷媒出口、中繼導通管134、貫通流路137以及電流導入構件14B。
其結果,實施型態3的變形例的活性氣體生成裝置73X中,可不使相對昂貴的電流導入構件14A及14B的數量增加,而利用追加緩衝導體13及中繼導通管131至134之所需最小限度的裝置構成,來冷卻電極單元51及52各自的供電體5B以及高壓側介電膜2。
另外,圖36所示的變形例係顯示關於電極單元51及52之組合的冷卻構造,惟可將變形例的冷卻構造擴展,並僅以電流導入構件14A及14B來實現關於電極單元51至53之組合的冷卻構造。
<實施型態4>
圖37係顯示用於實施型態4的活性氣體生成裝置74的電極單元50X的剖面構造的說明圖。另外,電極單元50X係與實施型態1所示的電極單元51至53中任何一者相對應。此外,活性氣體生成裝置74的整體構成係與圖1所示的活性氣體生成裝置71相同的構成。
圖38及圖39係分別示意性地顯示高壓側介電膜2B的構造的說明圖。圖38係顯示高壓側介電膜2B的平面構造,圖39係顯示高壓側介電膜2B的剖面構造。
電極單元50X的特徵在於:將實施型態1的電極單元50的高壓側介電膜2置換成高壓側介電膜2B。
以下,將與實施型態1的電極單元50相同的構成部分係標示相同符號,並以實施型態4的電極單元50X的特徵部分為中心進行說明。
如圖38所示,俯視觀察時,高壓側介電膜2B係具有三重圓構造的礙子構造部分24,該三重圓構造的礙子構造部分24係位於供電體配置用凹部28之周邊的周邊表面區域27上。礙子構造部分24係設於高壓側介電膜2B的上表面上的凹凸構造。圖38係顯示利用與高壓側介電膜2B相同構成材料的介電體所形成的礙子構造部分24。
如圖37所示,電極單元50X中的高壓側介電膜2B係具有凹凸構造的礙子構造部分24,該凹凸構造的礙子構造部分24係於俯視觀察時位於不與供電體5及介電膜壓抑構件11重疊的上表面上。亦即,實施型態4中,係將礙子構造部分24設於與圖2等所示之實施型態1的高壓側介電膜2的露出區域EX2相對應的上表面上。圖37係顯示由介電體所形成的礙子構造部分24。
因此,如圖37所示,實施型態4的電極單元50X具有的礙子構造部分24,係在高壓側介電膜2B的上表面上並位於介電膜壓抑構件11與供電體5之間。
作為礙子構造部分24的形成方法可想到以下的第一方法及第二方法。第一方法為:對於高壓側介電膜2B的基本構造體的平坦上表面施予切削加工,而製造於上表面上選擇性地具有礙子構造部分24的高壓
側介電膜2B的方法。第一方法的情形,礙子構造部分24係與高壓側介電膜2B相同構成材料。
第二方法為:獨立製作礙子構造部分24後,藉由接著劑選擇性地將礙子構造部分24接著於高壓側介電膜2B的基本構造體的平坦上表面,藉此製造高壓側介電膜2B的方法。第二方法的情形,礙子構造部分24可為與高壓側介電膜2B相同構成材料,或可為與高壓側介電膜2B不同的構成材料。
實施型態4的活性氣體生成裝置74中具有凹凸構造的礙子構造部分24,該礙子構造部分24係在電極單元50X的高壓側介電膜2B的上表面上,並位於介電膜壓抑構件11與供電體5之間,因此可以防止供電體5與介電膜壓抑構件11之間的沿面放電。
另外,圖37至圖39所示的實施型態4中,係由與高壓側介電膜2B相同的介電體來形成礙子構造部分24的構成材料,惟亦可由介電體以外的與高壓側介電膜2B不同的構成材料來設置礙子構造部分24。
本發明已詳細說明如上,惟上述說明僅為所有實施態樣中的例示,本發明不限於上述說明。應理解可在不脫離本發明的範圍的情形下思及未例示的無數個變形例。
亦即,本發明可在其發明的範圍內自由地組合各實施型態,且可將各實施型態適當地變形或省略。
1a:殼體底部
1F:平坦面
2:高壓側介電膜
3:接地側介電膜
3h:介電體貫通口
4:放電空間
5:供電體
6:接地導體
6S:導體收容空間
7h:導電膜開口部
10:介電膜支持構件
10F:支持面
10h:貫通口
11:介電膜壓抑構件
12:按壓構件
15:交流電源
18:介電體空間
20:空隙
21:氣體流路
23:凸部底面
28:供電體配置用凹部
31:安裝用螺栓
32:壓抑輔助購件
41:殼體開口部
41L:最下外周緣
44:輔助放電空間
51:電極單元
61:原料氣體緩衝空間
68:活性氣體用緩衝空間
69:氣體噴出口
122h:外側貫通口
EX2:露出區域
G1:原料氣體
G2:活性氣體
Claims (8)
- 一種活性氣體生成裝置,係使供給至放電空間的原料氣體活性化而生成活性氣體,該活性氣體生成裝置係具備:電極單元;以及具有導電性的殼體,係在殼體內空間內收容前述電極單元;前述殼體係具有殼體底部,該殼體底部係包含平坦面及從前述平坦面往深度方向凹陷的導體收容空間;前述電極單元係具備:第一電極構成部;第二電極構成部,係設於前述第一電極構成部的下方;以及基準電位導體,係設於前述第二電極構成部的下方,並收容於前述導體收容空間內;前述第一電極構成部係包含第一電極用介電膜及第一電極用導電膜,該第一電極用導電膜係形成於前述第一電極用介電膜的上表面上;前述第二電極構成部係包含第二電極用介電膜及第二電極用導電膜,該第二電極用導電膜係形成於前述第二電極用介電膜的下表面上;前述基準電位導體的上部具有活性氣體用緩衝空間,且前述第二電極構成部係配置成閉塞前述活性氣體用緩衝空間;前述第二電極用介電膜係在俯視觀察時在與前述活性氣體用緩衝空間重疊的區域具有貫通前述第二電極用介電膜的介電體貫通口,前述第二電極用導電膜係在俯視觀察時在與前述活性氣體用緩衝空間重疊的區域具有 導電膜開口部,前述導電膜開口部係在俯視觀察時與前述介電體貫通口重疊;前述殼體底部係具有從外部接收原料氣體的氣體流路;原料氣體用流通空間係設於前述基準電位導體與前述殼體的前述導體收容空間之間;前述第一電極用介電膜與前述第二電極用介電膜相向的空間係定為主要介電體空間;前述放電空間係包含主要放電空間,該主要放電空間為在前述主要介電體空間內之前述第一電極用導電膜及第二電極用導電膜在俯視觀察時重疊的區域;原料氣體係經由前述氣體流路及前述原料氣體用流通空間而被導引至前述放電空間;對於前述第一電極用導電膜施加交流電壓,且經由前述殼體及前述基準電位導體將前述第二電極用導電膜設定為基準電位;前述活性氣體生成裝置係更具備:介電膜支持構件,係設於前述殼體的前述平坦面上,且具有從下方支持前述第一電極用介電膜的支持面;以及介電膜壓抑構件,係用以從上方壓抑前述第一電極用介電膜;前述介電膜壓抑構件係在俯視觀察時不與前述第一電極用導電膜重疊;前述介電膜壓抑構件的下表面係具有與前述第一電極用介電膜的上表面接觸的介電體接觸區域,及不與前述第一電極用介電膜的上表面接觸的 介電體非接觸區域,前述介電體接觸區域係在俯視觀察時與前述第一電極用介電膜的周邊區域及前述介電膜支持構件的前述支持面重疊,前述介電體非接觸區域係在俯視觀察時與前述第一電極用介電膜的中間區域重疊,前述中間領域為自前述周邊區域而與前述第一電極用導電膜側鄰接的區域;前述介電膜壓抑構件係具有導電性,且設定為前述基準電位;前述第一電極用介電膜係在前述介電體接觸區域中從上方藉由前述介電膜壓抑構件所壓抑。
- 如請求項1所述之活性氣體生成裝置,其中,前述原料氣體用流通空間係包含:原料氣體緩衝空間,係設於前述基準電位導體的下表面側,且經由前述氣體流路接收原料氣體;微縫空間,係設於前述基準電位導體的下表面側,且與前述原料氣體緩衝空間連接;以及側面空間,係設於前述基準電位導體的側面側,且與前述微縫空間連接;原料氣體係經由前述原料氣體緩衝空間、前述微縫空間及前述側面空間被導引至前述放電空間;前述微縫空間係設定為:相較於前述原料氣體緩衝空間為原料氣體不易流通的空間,以使原料氣體暫時滯留在前述原料氣體緩衝空間之後,流通於前述微縫空間。
- 如請求項1或2所述之活性氣體生成裝置,其中,前述第二電極用導電膜中的前述導電膜開口部的外周線係定為電極邊界線;前述第二電極構成部係更包含在前述活性氣體用緩衝空間內遮覆前述第二電極用導電膜的前述電極邊界線的覆罩介電膜,前述覆罩介電膜係在俯視觀察時於與前述介電體貫通口重疊的區域具有貫通前述覆罩介電膜的覆罩貫通口;前述活性氣體生成裝置更具備:遮蔽介電膜,係在前述活性氣體用緩衝空間的底面上設於俯視觀察時與前述介電體貫通口及前述覆罩貫通口重疊的區域;以及氣體噴出口,係在前述遮蔽介電膜的周邊區域貫通前述基準電位導體而設置;前述氣體噴出口係在俯視觀察時與前述覆罩介電膜重疊,並且,在俯視觀察時不與前述介電體貫通口及前述覆罩貫通口重疊;前述放電空間係除了前述主要放電空間之外,還具有輔助放電空間,該輔助放電空間係包含前述介電體貫通口、前述覆罩貫通口及前述活性氣體用緩衝空間的一部分;從前述輔助放電空間到前述氣體噴出口的路徑係定為活性氣體流通路徑。
- 如請求項3所述之活性氣體生成裝置,其中,前述殼體的前述殼體底部係在俯視觀察時在與前述活性氣體用緩衝空間重疊的區域具有殼體開口部,且從前述氣體噴出口噴出的活性氣體係經由前述殼體開口部被導引至下方;前述殼體開口部係具有開口面積隨著朝向下方而擴展的錐形形狀。
- 如請求項1或2所述之活性氣體生成裝置,其中,前述電極單元係包含複數個電極單元;前述殼體的前述殼體底部係於內部具有流通冷媒的冷卻路,且前述冷卻路係設於前述複數個電極單元各自的前述基準電位導體的下方。
- 如請求項1或2所述之活性氣體生成裝置,其中,前述第一電極用介電膜的上表面與前述第一電極用導電膜的下表面係經由具有導電性的液體而具有接觸關係;前述第一電極用導電膜為供電體;前述供電體係具有:冷媒流路,係設於內部,且流通冷媒;冷媒入口,係從外部接收冷媒,並用以將冷媒供給至前述冷媒流路;以及冷媒出口,係用以將流通過前述冷媒流路的冷媒予以向外部排出;前述活性氣體生成裝置係具備:交流電源,係施加前述交流電壓;以及第一電流導入構件及第二電流導入構件,係各自具有導電性,並且接受前述交流電壓;前述第一電流導入構件及第二電流導入構件係各自具有可傳輸冷媒的導通管;前述第一電流導入構件係與前述供電體具有電性連接關係,並且以可使冷媒經由前述導通管從前述冷媒入口供給至前述冷媒流路之方式與前述供電體連接;前述第二電流導入構件係與前述供電體具有電性連接關係,並且以可使冷媒從前述冷媒出口經由前述導通管排出到外部之方式與前述供電體連接。
- 如請求項6所述之活性氣體生成裝置,其中,前述電極單元係包含第一電極單元及第二電極單元;前述第一電極單元的前述冷媒流路、前述冷媒入口及前述冷媒出口係定為第一冷媒流路、第一冷媒入口及第一冷媒出口;前述第二電極單元的前述冷媒流路、前述冷媒入口及前述冷媒出口係定為第二冷媒流路、第二冷媒入口及第二冷媒出口;前述活性氣體生成裝置係更具備:冷媒中繼構件,係具有導電性,且包含設於內部的中繼用冷媒流路,以及各自從上表面貫通至下表面而設置的第一貫通流路及第二貫通流路;以及第一中繼導通管至第四中繼導通管,係各自具有導電性,並且各自具有冷媒傳輸功能;前述第一中繼導通管至第四中繼導通管係以滿足第一冷媒流通條件至第四冷媒流通條件之方式配置於前述冷媒中繼構件與前述第一電極單元及第二電極單元各自的前述供電體之間;前述第一冷媒流通條件為:冷媒經由前述第一貫通流路及前述第一中繼導通管,而流通於前述第一電流導入構件與前述第一冷媒入口之間的條件;前述第二冷媒流通條件為:冷媒經由前述第二中繼導通管,而流通於前述第一冷媒出口與前述中繼用冷媒流路之間的條件;前述第三冷媒流通條件為:冷媒經由前述第三中繼導通管,而流通於前述中繼用冷媒流路與前述第二冷媒入口之間的條件;前述第四冷媒流通條件為:冷媒經由前述第四中繼導通管及前述第二貫通流路,而流通於前述第二冷媒出口與前述第二電流導入構件之間的條件。
- 如請求項6所述之活性氣體生成裝置,其中,前述第一電極用介電膜係在俯視觀察時在不與前述供電體及前述介電膜壓抑構件重疊的上表面上具有凹凸構造。
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