(57)【要約】【課題】大量の酸化シリコンを容積の大きな空間内部で継続的に改質させること（空間反応）ができるプラズマを利用した酸化シリコンの改質方法及びその改質装置を提供する。【解決手段】一対の電極間をプラズマ発生領域Ｚとしてなるプラズマにより化学反応を起こさせるプラズマ化学反応器による酸化シリコンの改質装置であって、前記電極間のプラズマ発生領域Ｚに酸化シリコン微粉末を流入させてＳｉＯ２励起状態を生成させ、前記電極間のプラズマ発生領域Ｚにメタンやエタンの反応ガス又はこれら反応ガスに不活性ガスによるキャリアガスを混合し流入させてＣＨ４励起状態を生成させ、当該プラズマ発生領域ＺにおいてＳｉＯ２＋ＣＨ４→Ｓｉ（ＣＨ３）２（ＯＨ）２の反応を促進させシリコン誘導物質を得る。【選択図】図１
2014125357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波エネルギーによるプラズマ発生領域において酸化シリコン微粉末と反応ガスとを励起状態にさせてＳｉＯ２＋ＣＨ４→Ｓｉ（ＣＨ３）２（ＯＨ）２の反応によりシリコン誘導物質を得ることを特徴とした酸化シリコンの改質方法。
【請求項２】
プラズマ発生領域に酸化シリコン微粉末を流入させてＳｉＯ２励起状態を生成させ、メタンやエタンの反応ガス又はこれら反応ガスに不活性ガスによるキャリアガスを混合しプラズマ発生領域に流入させてＣＨ４励起状態を生成させ、前記励起状態のＳｉＯ２とＣＨ４  とを合流させてＳｉＯ２＋ＣＨ４→Ｓｉ（ＣＨ３）２（ＯＨ）２の反応を促進させることを特徴とした請求項１記載の酸化シリコンの改質方法。
【請求項３】
一対の電極間をプラズマ発生領域としてなるプラズマにより化学反応を起こさせるプラズマ化学反応器による酸化シリコンの改質装置であって、前記電極間のプラズマ発生領域に酸化シリコン微粉末を流入させてＳｉＯ２励起状態を生成させ、前記電極間のプラズマ発生領域にメタンやエタンの反応ガス又はこれら反応ガスに不活性ガスによるキャリアガスを混合し流入させてＣＨ４励起状態を生成させ、当該プラズマ発生領域においてＳｉＯ２＋ＣＨ４→Ｓｉ（ＣＨ３）２（ＯＨ）２の反応を促進させシリコン誘導物質を得ることを特徴とした酸化シリコンの改質装置。
【請求項４】
前記電極は、その表面に触媒処理を施してなることを特徴とした請求項３記載の酸化シリコンの改質装置。
【請求項５】
前記電極には、発熱ヒータを付設してなることを特徴とした請求項３又は４記載の酸化シリコンの改質装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体等の材料で特に重要となる酸化シリコンの改質方法及びその改質装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来における酸化シリコンの改質は、主としてＦＣＣ（Ｆｌｕｉｄ  Ｃａｔａｌｙｓｔ  Ｃｒａｃｋｉｎｇ）により行われている。すなわちこれは、図７に示すように、反応炉内中心に酸化シリコン微粉末を充填し、且つ反応炉下方側からエタン等の反応ガスとアルゴン等の不活性ガスによるキャリアガスとの混合ガスを送り込み、反応炉内の上下両側に配した熱源としての例えばヒータ用電源によって反応炉内の温度を上昇させることで酸化シリコンを反応ガスによって反応させた後、固気分離槽へと送られるものとなっている。
【０００３】
また、近年においては、特許文献１に開示されているように、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の半導体装置の製造において、熱処理によりポリシラザン塗布膜を焼成するとともにポリシラザン転化ＳｉＯ２  の改質を行う技術が提案されている。
【０００４】
更に、近年においては、特許文献２に開示されているように、酸化シリコン微粉末を疎水基を有するシランカップリング剤、シリル化剤等の有機シリコン化合物による疎水化処理によって表面改質処理されるものとした技術が提案されている。
【０００５】
ただ、上記した従来のＦＣＣによる技術や特許文献１の半導体装置の製造においては、熱処理により酸化シリコンの改質を行うものであり、また上記した特許文献２においては、疎水化処理によって酸化シリコン微粉末の表面を改質処理するものであり、これらはプラズマを利用した酸化シリコンの改質技術は行われてはいない。
【０００６】
そこで、特許文献３に開示されているように、比較的に低電圧でグロー放電を生じさせ、プラズマの作用と触媒の作用とを相乗的に組み合わせることのできるガス浄化装置が提案されている。これは処理ガスを流通可能なケース内に一対の対向する開閉自在な接点部を有する磁気感応リードを配し、当該一対のリードの接点部の少なくとも近傍に触媒が担持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１４１８９１号公報
【特許文献２】特許第３３７４１５６号公報
【特許文献３】特開平６−２６２０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記した特許文献３においては、近傍に触媒が担持されている一対の対向する開閉自在な接点部の間の狭小な表面においてのみガスの改質反応（表面反応）が行われるため、大量のガスを容積の大きな空間内部で継続的に改質させること（空間反応）は不可能である。
【０００９】
そこで、本発明は叙上のような従来存した諸事情に鑑み創出されたもので、大量の酸化シリコンを容積の大きな空間内部で継続的に改質させること（空間反応）ができるプラズマを利用した酸化シリコンの改質方法及びその改質装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明に係る酸化シリコンの改質方法にあっては、高周波エネルギーによるプラズマ発生領域において酸化シリコン微粉末と反応ガスとを励起状態にさせてＳｉＯ２＋ＣＨ４→Ｓｉ（ＣＨ３）２（ＯＨ）２の反応によりシリコン誘導物質を得ることを特徴とした。
【００１１】
また、プラズマ発生領域に酸化シリコン微粉末を流入させてＳｉＯ２励起状態を生成させ、メタンやエタンの反応ガス又はこれら反応ガスに不活性ガスによるキャリアガスを混合しプラズマ発生領域に流入させてＣＨ４励起状態を生成させ、前記励起状態のＳｉＯ２とＣＨ４とを合流させてＳｉＯ２＋ＣＨ４→Ｓｉ（ＣＨ３）２（ＯＨ）２の反応を促進させることを特徴とした。
【００１２】
一方、本発明に係る酸化シリコンの改質装置にあっては、一対の電極間をプラズマ発生領域としてなるプラズマにより化学反応を起こさせるプラズマ化学反応器による酸化シリコンの改質装置であって、前記電極間のプラズマ発生領域に酸化シリコン微粉末を流入させてＳｉＯ２励起状態を生成させ、前記電極間のプラズマ発生領域にメタンやエタンの反応ガス又はこれら反応ガスに不活性ガスによるキャリアガスを混合し流入させてＣＨ４励起状態を生成させ、当該プラズマ発生領域においてＳｉＯ２＋ＣＨ４→Ｓｉ（ＣＨ３）２（ＯＨ）２の反応を促進させシリコン誘導物質を得ることを特徴とした。
【００１３】
前記電極は、その表面に触媒処理を施し、更に前記電極には、発熱ヒータを付設してなることを特徴とした。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、大量の酸化シリコンを容積の大きな空間内部で継続的に改質させること（空間反応）ができる。
【００１５】
すなわち、本発明に係る酸化シリコンの改質方法にあっては、高周波エネルギーによるプラズマ発生領域において酸化シリコン微粉末と反応ガスとを励起状態にさせてＳｉＯ２＋ＣＨ４→Ｓｉ（ＣＨ３）２（ＯＨ）２の反応によりシリコン誘導物質を得る構成となっており、大量の酸化シリコンの改質を短時間で効率よく行うことができる。
【００１６】
また、プラズマ発生領域に酸化シリコン微粉末を流入させてＳｉＯ２励起状態を生成させ、メタンやエタンの反応ガス又はこれら反応ガスに不活性ガスによるキャリアガスを混合しプラズマ発生領域に流入させてＣＨ４励起状態を生成させ、前記励起状態のＳｉＯ２とＣＨ４とを合流させてＳｉＯ２＋ＣＨ４→Ｓｉ（ＣＨ３）２（ＯＨ）２の反応を促進させるものとしたので、酸化シリコンの改質を継続して行うことができる。
【００１７】
一方、本発明に係る酸化シリコンの改質装置にあっては、一対の電極間をプラズマ発生領域としてなるプラズマにより化学反応を起こさせるプラズマ化学反応器による酸化シリコンの改質装置であって、前記電極間のプラズマ発生領域に酸化シリコン微粉末を流入させてＳｉＯ２励起状態を生成させ、前記電極間のプラズマ発生領域にメタンやエタンの反応ガス又はこれら反応ガスに不活性ガスによるキャリアガスを混合し流入させてＣＨ４励起状態を生成させ、当該プラズマ発生領域においてＳｉＯ２＋ＣＨ４→Ｓｉ（ＣＨ３）２（ＯＨ）２の反応を促進させてシリコン誘導物質を得るので、大量の酸化シリコンを容積の大きな空間内部で継続的に改質可能（空間反応）とした酸化シリコン改質システムを容易に構築することができる。
【００１８】
前記電極は、その表面に触媒処理を施し、更に前記電極には、発熱ヒータを付設してなるので、改質反応効率を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明を実施するためのプラズマ化学反応器による酸化シリコン改質装置の実施の形態を示すもので、（ａ）は上方開口型反応炉の構成図、（ｂ）は上下開放の筒内通過型反応炉の構成図である。
【図２】（ａ）はＰＡＣＴ装置を利用した酸化シリコン改質装置の一形態を示す構成図、（ｂ）は処理時間に対する生成率の関係を示すグラフである。
【図３】（ａ）はＰＡＣＴ装置の他の実施例を利用した酸化シリコン改質装置の一形態を示す構成図、（ｂ）は処理風量に対する生成率の関係を示すグラフである。
【図４】（ａ）はＰＡＣＴ装置の更に他の実施例を利用した酸化シリコン改質装置の一形態を示す構成図、（ｂ）は処理風量に対する生成率の関係を示すグラフである。
【図５】プラズマ化学反応器の他の実施例を利用した酸化シリコン改質装置の一形態を示す構成図である。
【図６】プラズマ化学反応器の更に他の実施例を利用した酸化シリコン改質装置の一形態を示す構成図である。
【図７】従来例におけるＦＣＣ（Ｆｌｕｉｄ  Ｃａｔａｌｙｓｔ  Ｃｒａｃｋｉｎｇ）による反応炉の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明に係る酸化シリコン改質装置を構成するプラズマ化学反応器の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
本実施形態におけるプラズマ化学反応器は、図１（ａ）に示す上方開口型反応炉と、図１（ｂ）に示す上下開放の筒内通過型反応炉との２種タイプが主な構成となっている。
【００２２】
すなわち、図１（ａ）の上方開口型反応炉では、有底円筒形の金属製のハウジングによる外部電極１の上部開口側から内部に、当該外部電極１の内径よりも小さい外径を有する上下開放の金属製内筒状の内部電極２が有底部との間に隙間が生じるように離間状態で挿入配置されている。この内部電極２の上部開口側はスカート状に広がったホッパー部２ａとなっており、このホッパー部２ａから改質対象物である酸化シリコン（ＳｉＯ２）が投入され、内部電極２の下部開口側から外部電極１内部へ酸化シリコン（ＳｉＯ２）が導入され、外部電極１と内部電極２との間の隙間を通って外部電極１の上部開口側からか改質処理済の数ナノサイズの酸化シリコン（ＳｉＯ２）が排出されるものとなっている。
【００２３】
なお、これら酸化シリコン（ＳｉＯ２）の導入及び排出は外部電極１の中心部等に設けた回転羽根を有する不図示のファン等によって行われる。具体的には内部電極２の中心部に不図示のガス移動手段（ファン等）を設け、該ガス移動手段を制御することによって酸化シリコン（ＳｉＯ２）の流れを調節（ガスの流れはファン等の回転数で制御する）できるようにしてある。
【００２４】
また、外部電極１の外周には環状の電極端子３が付設され、該電極端子３と前記内部電極２とはプラズマ電力を例えば１０〜５００Ｗ程度に可変とする高周波電源Ｗに接続されていることで、電極端子３と内部電極２との両電極間がプラズマ発生領域Ｚとなるようにしてある。
【００２５】
更に、前記内部電極２の外周には、左右一対の中間電極４が当該内部電極２を挟み込むように配置されており、該中間電極４は、内部電極２の内部中央に斜向ブラインド状となって縦設したスリット電極５と、前記高周波電源Ｗによって接続されている。この中間電極４と内部電極２との間には、メタン（ＣＨ３）やエタン（ＣＨ４）の反応ガス、又はこれら反応ガスに窒素やアルゴン等の不活性ガスによるキャリアガスを混合したものを導入するようになっている。
【００２６】
前記外部電極１及び内部電極２の表面には、改質反応の効率を上げるための触媒処理が施されている。すなわち、ガスの種類に応じた触媒材料を外部電極１及び内部電極２の付近に配置することで、効果的に改質反応を促進することができる。上記触媒材料としては、パラジウム、ロジウム等の白金族系金属が効果的であった。なお、触媒材料の配置は、中間電極４及びスリット電極５の付近に配置してもよい。
【００２７】
更に、前記内部電極２に発熱ヒータを付設することで効果的に改質反応を促進するようにしてもよい。
【００２８】
一方、図１（ｂ）に示す上下開放の筒内通過型反応炉の場合では、金属製の円筒形ハウジングによる外部電極１１の上部開口側から内部に、当該外部電極１１の内径よりも小さい外径を有する上下開放の金属製内筒状の内部電極１２が挿入配置されている。そして、この外部電極１１と内部電極１２との間にメタン（ＣＨ３）やエタン（ＣＨ４）の反応ガス、又はこれら反応ガスに窒素やアルゴン等の不活性ガスによるキャリアガスを混合したものを導入するようになっている。
【００２９】
内部電極１２の上部開口側はスカート状に広がったホッパー部１２ａとなっており、このホッパー部１２ａから改質対象物である酸化シリコン（ＳｉＯ２）が投入され、内部電極１２の下部開口側及び外部電極１１の下部開口側から下方へ向けて改質処理済みの数ナノサイズの酸化シリコン（ＳｉＯ２）が排出されるものとなっている。
【００３０】
また、内部電極１２の内部には中心電極１３が挿入され、内部電極１２の外周には電極端子１４が付設され、該中心電極１３と電極端子１４とはプラズマ電力を約１０〜５００Ｗ程度に可変とする高周波電源Ｗに接続されている。これにより、中心電極１３と電極端子１４との両電極間がプラズマ発生領域Ｚとなるようにしてある。なお、高周波電源Ｗは外部電極１１にも接続されている。
【００３１】
更に、外部電極１１の下部開口側には、内方へ向けて下部電極１６が挿入され、頭部には電極端子１６ａが被冠されている。この電極端子１６ａと前記内部電極１２の下部開口側との間は所定の距離だけ離間されている。なお、下部電極１６と前記内部電極１２外周の電極端子１４とは共にプラズマ電力を約１０〜５００Ｗ程度に可変とする高周波電源Ｗに接続されている。また、改質後の酸化シリコン（ＳｉＯ２）は外部電極１１と下部電極１６との間の隙間を通じて下方へ排出されるものとなっている。なお、上記した改質反応に要する処理時間ｔは可変となっている。
【実施例１】
【００３２】
次に、以上のように構成された形態についての改質処理方法の一例について説明する。
【００３３】
本実施形態においては、高周波電源Ｗにより形成された高周波エネルギーによるプラズマ発生領域Ｚにおいて酸化シリコン微粉末と反応ガスとを励起状態にさせてＳｉＯ２＋ＣＨ４→Ｓｉ（ＣＨ３）２（０Ｈ）２の反応によりシリコン誘導物質を得るものとしている。また、シリコン誘導物質を得るための試料ＳｉＯ２は、０．１μｍ〜１００μｍの広範囲のサイズが使用でき、サイズが小さいほど表面積効果で反応率が良い。
【００３４】
すなわち、図１（ａ）の上方開口型反応炉の場合、ホッパー部２ａより内部電極２の内部に酸化シリコン微粉末を投入する。このとき、内部電極２と外部電極１（電極端子３）、中間電極４とスリット電極５には高周波電源Ｗにより印加電圧が掛けられており、各電極間にはプラズマ発生領域Ｚが生起されている。このプラズマ発生領域Ｚに酸化シリコン微粉末が流入してＳｉＯ２励起状態を生成させると同時に、中間電極４と内部電極２との間から導入されたメタンやエタンの反応ガス、又はこれら反応ガスに不活性ガスによるキャリアガスを混合したものがプラズマ発生領域Ｚに流入してＣＨ４励起状態を生成させ、前記励起状態のＳｉＯ２とＣＨ４とが合流してＳｉＯ２＋ＣＨ４→Ｓｉ（ＣＨ３）２（ＯＨ）２の反応が促進される。改質処理後の酸化シリコンは外部電極１と内部電極２との間の隙間を通って外部電極１の上部開口側から外方へ排出される。また、キャリアガス混合時のＣＨ４＋（Ｎ２又はＡｒ）の流量は約１０ｍＬ／ｍ程度から開始され、改質反応が進行すれば増量する。
【００３５】
また、図１（ｂ）に示す上下開放の筒内通過型反応炉の場合、ホッパー部１２ａより内部電極１２の内部に酸化シリコン微粉末を投入する。このとき、内部電極１２の電極端子１４と、中心電極１３とにはプラズマ電力を１０〜５００Ｗに可変とする高周波電源Ｗにより印加電圧が掛けられており、各電極間にはプラズマ発生領域Ｚが生起されている。このプラズマ発生領域Ｚに酸化シリコン微粉末が流入してＳｉＯ２励起状態を生成させた後、外部電極１１と内部電極１２との間から導入されたメタンやエタンの反応ガス、又はこれら反応ガスに不活性ガスによるキャリアガスを混合したものが流入し、外部電極１１と内部電極１２、及び外部電極１１と下部電極１６との各電極間に生起されたプラズマ発生領域ＺにてＣＨ４励起状態を生成させ、前記励起状態のＳｉＯ２とＣＨ４とが合流してＳｉＯ２＋ＣＨ４→Ｓｉ（ＣＨ３）２（ＯＨ）２の反応が促進される。改質処理後の酸化シリコンは外部電極１１と下部電極１６との間の隙間を通って外部電極１１の下部開口側から下方へ排出される。
【実施例２】
【００３６】
図２（ａ）は、酸化シリコン改質装置の他の実施形態を示すもので、図２（ｂ）は、処理時間ｔ（可変）に対する改質生成率の関係を示すグラフである。
【００３７】
本実施形態では、チューブ型ＰＡＣＴ装置を利用して酸化シリコン微粉末の改質を行うものである。すなわち、このＰＡＣＴ装置は、有底円筒状のパイレックス（登録商標）管２１の内部に、ＳＵＳステンレス製の中心電極２２が挿入されている。この中心電極２２の表面には触媒処理が施されている。そして、パイレックス管２１の外周には外部電極２３が付設され、該外部電極２３と中心電極２２とは、疑似サイン波の周波数８〜２５ｋＨｚで２０Ｗ〜４００Ｗまで（８００Ｗは可変周波数）の高周波電源Ｗに接続されることで、両電極間におけるパイレックス管２１内部空間にプラズマ発生領域Ｚが生起されるものとなっている。このパイレックス管２１の内部に酸化シリコン微粉末と、メタンやエタンの反応ガス、又はこれら反応ガスに不活性ガスによるキャリアガスを混合したものが流入し、プラズマ発生領域Ｚにて滞留時間ｔ＝１０分、風量Ｑ＝５ｍＬ／ｍで、ＳｉＯ２及びＣＨ４が同時に励起状態にされる。そして、励起状態のＳｉＯ２とＣＨ４とからＳｉＯ２＋ＣＨ４→Ｓｉ（ＣＨ３）２（ＯＨ）２の反応が促進されシリコン誘導物質が形成される。改質処理後の酸化シリコンはパイレックス管２１の上部開口側から上方へ排出される。
【実施例３】
【００３８】
図３（ａ）は、酸化シリコン改質装置の他の実施形態を示すもので、図３（ｂ）は、処理風量Ｑに対する改質生成率の関係を示すグラフである。
【００３９】
本実施形態では、チューブ型ＰＡＣＴ装置の他の実施形態を利用して酸化シリコン微粉末の改質を行うものである。すなわち、このＰＡＣＴ装置は、上下開放された円筒状のパイレックス管２１の内部に、ＳＵＳステンレス製の中心電極２２が挿入されている。そして、パイレックス管２１の外周には外部電極２３が摺動可能に取付けられ、当該外部電極２３と中心電極２２とは、高周波電源Ｗに接続されることで、両電極間におけるパイレックス管２１内部空間にプラズマ発生領域Ｚが上下移動可能となって生起されるものとなっている。このパイレックス管２１の下方開放側より内部に酸化シリコン微粉末と、メタンやエタンの反応ガス、又はこれら反応ガスに窒素もしくはアルゴン等の不活性ガスによるキャリアガスを混合したものが流入し、プラズマ発生領域Ｚにて滞留時間ｔ＝１０分、温度Ｔ＝３００℃で、ＳｉＯ２及びＣＨ４が略同時に励起状態にされる。そして、励起状態のＳｉＯ２とＣＨ４とからＳｉＯ２＋ＣＨ４→Ｓｉ（ＣＨ３）２（ＯＨ）２の反応が促進されシリコン誘導物質が形成される。改質処理後の酸化シリコンはパイレックス管２１の上部開口側から上方へ排出される。
【００４０】
なお、パイレックス管２１の底部にセラミックフィルタを取付け、改質処理後の酸化シリコンを該セラミックフィルタ上にとどめ、キャリアガスだけを下方側へ排出しても良い。そのとどまった改質処理後の酸化シリコンは掻き取りや他の適宜手段により排出することができる。
【００４１】
例えば、パイレックス管２１の内径が約８ｍｍで、中心電極２２の外径が２ｍｍの場合には、パイレックス管２１内壁と中心電極２２との間の３ｍｍ程度のギャップ間隔がプラズマ領域Ｚ（プラズマ電力を約１０〜５００Ｗに可変）として利用される。そして、パイレックス管２１内部における中心電極２２下端とセラミックフィルタとの間の空間、及び上記ギャップ間隔のプラズマ領域Ｚそれぞれに酸化シリコン微粉末を入れておく。この場合においても、上記と同様にシリコン誘導物質を得るための試料ＳｉＯ２は、０．１μｍ〜１００μｍの広範囲のサイズが使用でき、サイズが小さいほど表面積効果で反応率が良い。また、キャリアガス混合時のＣＨ４＋（Ｎ２又はＡｒ）の流量は約１０ｍＬ／ｍ程度から開始され、改質反応が進行すれば増量する。なお、処理時間ｔも可変とする。
【実施例４】
【００４２】
図４（ａ）は、酸化シリコン改質装置の更に他の実施形態を示すもので、図４（ｂ）は、処理風量Ｑに対する改質生成率の関係を示すグラフである。
【００４３】
本実施形態では、チューブ型ＰＡＣＴ装置の更に他の実施形態を利用して酸化シリコン微粉末の改質を行うものである。すなわち、このＰＡＣＴ装置は、図３（ａ）に示すパイレックス管２１内部の中心電極２２に発熱ヒータを付設することで改質反応を効果的に促進するようにしてある。その他の構成は上記した図３（ａ）に示すチューブ型ＰＡＣＴ装置と同じであるため、その詳細な説明を省略する。
【実施例５】
【００４４】
図５は、プラズマ化学反応器の他の実施形態を利用した酸化シリコン改質装置を示すものである。
【００４５】
本実施形態では、プラズマ発生領域Ｚを２箇所に設けていることに特徴がある。すなわち、プラズマ化学反応器は、金属製外筒状の外部電極３１と金属製内筒状の内部電極３２と、金属製ロッド状の中心電極３３との三重構造となっている。この中心電極３３の上端側は外部電極３１の上部開放側を覆う天板３１Ａの中央から外方へ向けて一部露出した状態となって固定されており、中心電極３３の下方側は内部電極３２の上部開放側から内部に臨ませてある。
【００４６】
外部電極３１の外周には電極端子３７が付設され、該電極端子３７、前記中心電極３３及び内部電極３２は、高周波電源Ｗに接続されている。これにより、電極端子３７と内部電極３２の間にプラズマ発生領域Ｚ２が生起され、中心電極３３と内部電極３２の間にプラズマ発生領域Ｚ１が生起されるものとなっている。
【００４７】
内部電極３２の底部には酸化シリコン微粉末が充填された収納容器３４が着脱可能に取り付けられている。この収納容器３４には、エタン等の反応ガスを充填した第１ボンベ３５と、アルゴン等の不活性ガスによるキャリアガスを充填した第２ボンベ３６とが接続され、収納容器３４内部にエタンの反応ガス、アルゴン等の不活性ガスによるキャリアガスを同時に導入できるものとなっている。
【００４８】
また、外部電極３１の底部側には、該外部電極３１と内部電極３２との間の隙間に連通する排出口３８が形成されており、改質処理後の酸化シリコンはこの排出口３８を介して外方へ排出されるものとなっている。
【００４９】
以上の構成により、酸化シリコン微粉末が充填された収納容器３４内に第１ボンベ３５からエタンの反応ガスが導入され、これと同時に第２ボンベ３６からアルゴン等の不活性ガスによるキャリアガスが所定の流量によって導入されると、それらのガス圧により収納容器３４内の酸化シリコン微粉末が内部電極３２の内部で当該ガスと共に浮上し、中心電極３３と内部電極３２の間のプラズマ発生領域Ｚ１にてＳｉＯ２及びＣＨ４が略同時に励起状態にされる。その後、内部電極３２の上部開放部を経てＵターンし、外部電極３１と内部電極３２との間の隙間を通り、電極端子３７と内部電極３２との間のプラズマ発生領域Ｚ２にて更にＳｉＯ２及びＣＨ４が略同時に励起状態にされる。
【００５０】
而して、これらプラズマ発生領域Ｚ１及びプラズマ発生領域Ｚ２における２段階の励起動作によって、ＳｉＯ２＋ＣＨ４→Ｓｉ（ＣＨ３）２（ＯＨ）２の反応が促進され効率よくシリコン誘導物質が形成される。改質処理後の酸化シリコンは排出口３８を介して外方へ排出されることになる。
【実施例６】
【００５１】
図６は、プラズマ化学反応器の更に他の実施例を利用した酸化シリコン改質装置を示すものである。
【００５２】
本実施形態では、セパレータフィルタを改造した気密型ＰＡＣＴ装置をプラズマ化学反応器に応用したことに特徴がある。すなわち、プラズマ化学反応器は、上端側一側に吸気口４１ａ、上端側他側に排気口４１ｂを有する筐体４１内に、金属製筒状の外部電極４２が配され、該外部電極４２内部には密封材４３を介してロッド状の中心電極４４が固定されている。これら外部電極４２と中心電極４４は高周波電源Ｗに接続されている。また、この中心電極４４の下方先端は外径の大きな円柱状の電極部４４ａとなっており、その表面には誘電体４５が付設されている。これにより電極部４４ａと外部電極４２との間の隙間にプラズマ発生領域Ｚが生起されるものとなっている。
【００５３】
また、外部電極４２の下方側外周の一部は開放され、そこにはフィルタ４６が嵌着されている。一方、外部電極４２の上端側外周にはノズル４７が突設され、該ノズル４７は前記筐体４１の排気口４１ｂを通して外方へ突出している。
【００５４】
以上の構成により、酸化シリコン微粉末、エタンの反応ガス、アルゴン又は窒素等の不活性ガスによるキャリアガスが吸気口４１ａから筐体４１内に同時に導入され、外部電極４２の下方側外周のフィルタ４６を通って外部電極４２内部に導入される。このとき、外部電極４２と中心電極４４は高周波電源Ｗに接続されていることで、電極部４４ａと外部電極４２との間の隙間にはプラズマ発生領域Ｚが生起されている。そして、該プラズマ発生領域ＺにてＳｉＯ２及びＣＨ４が略同時に励起状態にされ、これら励起状態のＳｉＯ２とＣＨ４とからＳｉＯ２＋ＣＨ４→Ｓｉ（ＣＨ３）２（ＯＨ）２の反応が促進されシリコン誘導物質が形成される。改質処理後の酸化シリコンはノズル４７より外部へ排出されることになる。
【００５５】
而して、このプラズマ発生領域Ｚにおける励起動作によって大量の酸化シリコンを容積の大きな筐体４１内部の空間で継続的に改質させること（空間反応）ができる。
【符号の説明】
【００５６】
Ｚ、Ｚ１、Ｚ２                プラズマ発生領域
Ｗ                            高周波電源
１、１１、２３、３１、４２    外部電極
２、１２、３２                内部電極
３、１４、１６ａ、３７        電極端子
４                            中間電極
５                            スリット電極
１３、２２、３３、４４        中心電極
１６                          下部電極
２１                          パイレックス管
３４                          収納容器
３５                          第１ボンベ
３６                          第２ボンベ
３８                          排出口
４１                          筐体
４３                          密封材
４５                          誘電体
４６                          フィルタ
４７                          ノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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