(57)【要約】【課題】効率よくプラズマ処理を行うことができるパルス列を発生し、プラズマ処理に関する設備の省スペース化、コストの低廉化を有効に図る。【解決手段】高電圧パルス発生回路１０と、リアクタ１０２とを有し、高電圧パルス発生回路１０から発生され、かつ、パルス幅が１μｓ以下で、波高値が１０ｋＶ以上の高電圧パルスが、一定周期（繰り返し周波数が１Ｈｚ以上）で出力されるパルス列Ｐｃをリアクタ１０２に供給し、該リアクタ１０２での放電を利用してプラズマ処理を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧パルス発生回路と、
リアクタとを有し、
前記高電圧パルス発生回路から発生され、かつ、パルス幅が１μｓ以下、繰り返し周波数が１Ｈｚ以上のパルス列を前記リアクタに供給し、該リアクタでの放電を利用してプラズマ処理を行うことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
請求項１記載のプラズマ処理装置において、
前記高電圧パルス発生回路は、
直流入力電圧が印加される２つの入力端子間に直列接続されたインダクタ、第１の半導体スイッチ及び第２の半導体スイッチと、
前記第１の半導体スイッチのアノード端子に接続された前記インダクタの他端にカソード端子が接続され、前記第１の半導体スイッチのゲート端子にアノード端子が接続されたダイオードとを有し、
前記第２の半導体スイッチのターンオンによる前記第１の半導体スイッチの導通に伴う前記インダクタへの誘導エネルギーの蓄積と、
前記第２の半導体スイッチのターンオフによる前記第１の半導体スイッチのターンオフに伴って前記インダクタにおいて高電圧パルスの発生を行うことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項２記載のプラズマ処理装置において、
前記インダクタは、１次巻線と、該１次巻線と磁気的に結合され、かつ、前記１次巻線の巻数よりも多い巻数の２次巻線とを有し、
前記１次巻線に、前記第１の半導体スイッチの実用的最大耐圧電圧以下の電圧を印加し、
前記１次巻線の巻数をＮ１、前記２次巻線の巻数をＮ２としたとき、
前記２次巻線に発生する電圧は、前記１次巻線に印加される電圧のＮ２／Ｎ１以上であることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項４】
請求項２又は３記載のプラズマ処理装置において、
前記直流入力電圧は、前記第１の半導体スイッチのラッチアップ電圧以上であることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置において、
前記高電圧パルス発生回路の前段に、少なくとも交流電源からの交流電圧を前記直流入力電圧に変換する制御回路が接続されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項６】
請求項５記載のプラズマ処理装置において、
前記制御回路は、前記交流電源と前記直流入力電圧を発生する直流電源とを選択的に切り換えるスイッチング回路を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項７】
請求項５又は６記載のプラズマ処理装置において、
前記制御回路は、更に、前記第２の半導体スイッチを駆動するための信号を発生する駆動信号発生回路を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置において、
前記プラズマ処理は、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、ガス発生処理のいずれかを含むことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項９】
パルス幅が１μｓ以下、繰り返し周波数が１Ｈｚ以上のパルス列をリアクタに供給し、該リアクタでの放電を利用してプラズマ処理を行うことを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項１０】
請求項９記載のプラズマ処理方法において、
前記プラズマ処理は、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、ガス発生処理のいずれかを含むことを特徴とするプラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高電圧パルス発生装置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処理装置及びプラズマ処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、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）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第２６４９３４０号公報（第８欄第３行〜第４１行）
【非特許文献１】
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」
【非特許文献２】
ＩＥＥＥ  ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮ  ＯＮ  ＰＬＡＳＭＩＣ  ＳＣＩＥＮＣＥ，ＶＯＬ．２８，ＮＯ．２，ＡＰＲＩＬ  ２０００，ｐ．４３４〜４４２，「Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ＮＯｘ  Ｒｅｍｏｖａｌ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｕｓｉｎｇ  Ｓｈｏｒｔ−Ｗｉｄｔｈ  Ｐｕｌｓｅｄ  Ｐｏｗｅｒ」
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実験室レベルで１発のパルスを発生させる装置については小型化を実現させることは可能であるが、複数のパルスが連続して出力されるパルス列を発生させるには、装置自体が大型化し、プラズマ処理設備の省スペース化、コストの低廉化を図ることができないという問題がある。
【０００５】
本発明はこのような問題を考慮してなされたものであり、効率よくプラズマ処理を行うことができるパルス列を発生し、プラズマ処理に関する設備の省スペース化、コストの低廉化を有効に図ることができるプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るプラズマ処理装置は、高電圧パルス発生回路と、リアクタとを有し、前記高電圧パルス発生回路から発生され、かつ、パルス幅が１μｓ以下、繰り返し周波数が１Ｈｚ以上のパルス列を前記リアクタに供給し、該リアクタでの放電を利用してプラズマ処理を行うことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係るプラズマ処理方法は、パルス幅が１μｓ以下、繰り返し周波数が１Ｈｚ以上のパルス列をリアクタに供給し、該リアクタでの放電を利用してプラズマ処理を行うことを特徴とする。
【０００８】
パルス幅が１μｓ以下、繰り返し周波数が１Ｈｚ以上のパルス列は、効率よくプラズマ処理を行うことができるパルス列であり、プラズマ処理に関する設備の省スペース化、コストの低廉化を有効に図ることができる。
【０００９】
そして、前記高電圧パルス発生回路は、直流入力電圧が印加される２つの入力端子間に直列接続されたインダクタ、第１の半導体スイッチ及び第２の半導体スイッチと、前記第１の半導体スイッチのアノード端子に接続された前記インダクタの他端にカソード端子が接続され、前記第１の半導体スイッチのゲート端子にアノード端子が接続されたダイオードとを有し、前記第２の半導体スイッチのターンオンによる前記第１の半導体スイッチの導通に伴う前記インダクタへの誘導エネルギーの蓄積と、前記第２の半導体スイッチのターンオフによる前記第１の半導体スイッチのターンオフに伴って前記インダクタにおいて高電圧パルスの発生を行うことを特徴とする。
【００１０】
まず、前記第２の半導体スイッチをターンオンすることにより、第１の半導体スイッチも導通し、前記インダクタに直流電源の電圧が印加され、該インダクタに誘導エネルギーが蓄積される。その後、前記第２の半導体スイッチをターンオフさせると、前記第１の半導体スイッチも急速にターンオフするため、前記インダクタに非常に急峻に立ち上がる極めて幅の狭い高電圧パルスが発生することとなる。
【００１１】
前記インダクタで高電圧パルスの発生を行い、高電圧パルスの供給を受けるリアクタは、該インダクタと並列に接続する、あるいは前記第１の半導体スイッチと並列に接続してもよい。
【００１２】
また、前記インダクタは、１次巻線と、該１次巻線と磁気的に結合され、かつ、前記１次巻線の巻数よりも多い巻数の２次巻線とを有するようにしてもよい。この場合、前記１次巻線に、前記第１の半導体スイッチの実用的最大耐圧電圧以下の電圧を印加し、前記１次巻線の巻数をＮ１、前記２次巻線の巻数をＮ２としたとき、前記２次巻線に発生する電圧は、前記１次巻線に印加される電圧のＮ２／Ｎ１以上となる。
【００１３】
また、上述の発明において、前記直流入力電圧は、前記第１の半導体スイッチのラッチアップ電圧以上としてもよい。
【００１４】
前記高電圧パルス発生回路の前段には、少なくとも交流電源からの交流電圧を前記直流入力電圧に変換する制御回路を接続するようにしてもよい。この場合、前記制御回路は、前記交流電源と前記直流入力電圧を発生する直流電源とを選択的に切り換えるスイッチング回路を有するようにしてもよく、更に、前記第２の半導体スイッチを駆動するための信号を発生する駆動信号発生回路を有するようにしてもよい。
【００１５】
なお、前記プラズマ処理は、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、ガス発生処理のいずれかを含む。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法の実施の形態例について図１〜図６を参照しながら説明する。
【００１７】
まず、本実施の形態に係るプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法にて使用されるパルス列Ｐｃは、図１に示すように、パルス幅Ｔｐが１μｓ以下で、波高値が１０ｋＶ以上の高電圧パルスＶＬが、一定周期で出力されるパルス列である。
このパルス列Ｐｃの繰り返し周波数ｆｃは１Ｈｚ以上である。
【００１８】
そして、本実施の形態に係るプラズマ処理装置１００は、図２に示すように、上述のパルス列Ｐｃの基となる高電圧パルスＶＬを発生する高電圧パルス発生回路１０と、該パルス列Ｐｃが供給されるリアクタ１０２と、前記高電圧パルス発生回路１０を駆動制御する制御回路１０４とを有する。
【００１９】
高電圧パルス発生回路１０は、図３に示すように、直流入力電圧Ｖｉｎが印加される２つの入力端子１２及び１４間にコンデンサ１６が並列に接続され、更に、前記２つの入力端子１２及び１４間に、インダクタ１８、第１の半導体スイッチ２０及び第２の半導体スイッチ２２が直列に接続されている。なお、インダクタ１８の両端のうち、第１の半導体スイッチ２０のアノード端子側を一端２４と記し、前記一方の入力端子（正極）１２側を他端２６と記す。
【００２０】
前記高電圧パルス発生回路１０は、また、インダクタ１８の他端２６と、第１の半導体スイッチ２０の制御端子（ゲート端子）Ｇとの間に制御端子Ｇ側がアノードとなるようにダイオード３０が挿入接続され、更に、高電圧パルスＶＬを必要とするリアクタ１０２がインダクタ１８と並列に接続されている。
【００２１】
図３の例では、第２の半導体スイッチ２２が他方の入力端子（負極）１４側に設けられているが、一方の入力端子（正極）１２側に設けても同じ効果をもたらすことは言うまでもない。また、リアクタ１０２もインダクタ１８と並列ではなく、第１の半導体スイッチ２０と並列に接続してもよい。
【００２２】
第２の半導体スイッチ２２は、この実施の形態では、アバランシェ形ダイオード３２が内蔵された電力用金属酸化半導体電界効果トランジスタ（以下、パワーＭＯＳＦＥＴと記す）３４を有する。該パワーＭＯＳＦＥＴ３４のゲート端子３６には、後述するように、制御回路１０４からオン駆動信号Ｖｃが供給される（図２参照）。
【００２３】
第１の半導体スイッチ２０は、この実施の形態では、ターンオフ時の電圧上昇率（ｄｖ／ｄｔ）耐量が極めて大きく、かつ、電圧定格の高いＳＩサイリスタを用いている。
【００２４】
一方、制御回路１０４は、図２に示すように、少なくとも交流電源１０６と直流入力電圧Ｖｉｎを発生する直流電源１０８とを選択的に切り換えるスイッチング回路１１０と、交流電源１０６からの交流電圧を直流入力電圧Ｖｉｎに変換する変換回路１１２と、第２の半導体スイッチ２２（図３参照）をＯＮ／ＯＦＦ制御するための上述したオン駆動信号Ｖｃ及びオフ駆動信号を発生する駆動信号発生回路１１４とを有する。
【００２５】
変換回路１１２は、この実施の形態では、例えば家庭用電源からの交流電圧１００Ｖを、直流入力電圧（例えば１５０Ｖ）に変換する。
【００２６】
スイッチング回路１１０は、例えば手動スイッチによって、交流電源１０６と直流電源１０８とを選択的に切り換えるようにしてもよいし、あるいは、通常は、直流電源１０８が高電圧パルス発生回路１０に接続されるようにしておき、制御回路１０４に交流電源１０６が接続されたときに、自動的に交流電源１０６側、即ち、変換回路１１２側に切り換えるようにしてもよい。
【００２７】
駆動信号発生回路１１４から出力されるオン駆動信号Ｖｃの出力タイミング、即ち、第２の半導体スイッチ２２をＯＮするタイミングを適宜変更することで、パルス列Ｐｃの繰り返し周波数ｆｃを変えることができる。なお、オン駆動信号Ｖｃは、第２の半導体スイッチ２２をＯＮする際には例えば１５Ｖの電圧信号として出力されることになる。
【００２８】
次に、この高電圧パルス発生回路１０がリアクタ１０２に対して高電圧パルスＶＬを供給する時間経過について、図３の回路図と図４Ａ〜図４Ｅの動作波形図とを参照しながら説明する。
【００２９】
まず、時点ｔ０において、制御回路１０４からパワーＭＯＳＦＥＴ３４のゲート端子３６にオン駆動信号Ｖｃ（図４Ｅ参照）が供給され、パワーＭＯＳＦＥＴ３４がオフからオンになる（図４Ｄ参照）。
【００３０】
このとき、ダイオード３０の逆極性の極めて大きなインピーダンスにより、第１の半導体スイッチ２０は、ゲートＧ及びカソードＫ間に正に印加される電界効果によりターンオンする。第１の半導体スイッチ２０のアノード電流の立上がりは、インダクタ１８により抑制されるため、電界効果だけでも、正常なターンオンが行われる。なお、ダイオード３０と並列に抵抗を接続するか、あるいは他の電源から抵抗を介して第１の半導体スイッチ２０のゲート端子Ｇに積極的にゲート電流を流してもよいことは言うまでもない。
【００３１】
このようにして、時点ｔ０で第２の半導体スイッチ２２及び第１の半導体スイッチ２０が導通すると、インダクタ１８に、直流入力電圧Ｖｉｎとほぼ同じ電圧が印加され、インダクタ１８のインダクタンスをＬとすると、図４Ａに示すように、インダクタ１８の電流ＩＬは勾配Ｖｉｎ／Ｌで時間の経過に伴って直線状に増加する。
【００３２】
前記電流ＩＬは、時点ｔ１で電流がＩｐ（＝ＶｉｎＴ０／Ｌ）となり、所望の電磁エネルギー（＝ＬＩｐ２／２）が得られると、制御回路１０４における駆動信号発生回路１１４からのオン駆動信号Ｖｃの供給を停止して、オフ駆動信号を投入し、パワーＭＯＳＦＥＴ３４をターンオフさせる（図４Ｅ参照）。
【００３３】
このとき、前記電流ＩＬの通流経路に存在するインダクタ１８以外の図示しない浮遊インダクタンス（主に配線インダクタンス）が大きいと、パワーＭＯＳＦＥＴ３４は瞬時に遮断状態とはならず、若干、電流が流れ続ける時間があり、パワーＭＯＳＦＥＴ３４の出力容量を充電し、ダイオード３２のアバランシェ電圧に達すると、該ダイオード３２がアバランシェ電圧を持ったまま導通し、大きな損失を発生させる。このため、前記浮遊インダクタンスを極力低減させることにより、ダイオード３２がアバランシェまで至らないようにし、ほぼ理想的なターンオフが行われるようにする。
【００３４】
パワーＭＯＳＦＥＴ３４がターンオフすることにより、第１の半導体スイッチ２０のカソードＫからの電流も零、つまり、開放状態となるため、インダクタ１８に流れていた電流ＩＬは遮断され、インダクタ１８は残留電磁エネルギーによって逆誘起電圧を発生させようとするが、ダイオード３０が作用し、インダクタ１８の電流ＩＬは、第１の半導体スイッチ２０のアノードＡ→第１の半導体スイッチ２０のゲートＧ→ダイオード３０のアノード→ダイオード３０のカソードの経路に転流する。
【００３５】
この場合、ダイオード３０が存在する分岐回路の浮遊インダクタンスも極力低くし、転流が短時間で終了するように配慮する必要がある。第１の半導体スイッチ２０は、今まで流れていた電流によって、電荷が蓄積されており、この電荷が零となるまでは（ストレージ期間）、第１の半導体スイッチ２０のアノード−ゲート間は導通状態を維持するため、上記経路の電圧降下は少ない。
【００３６】
従って、インダクタ１８の逆誘起電圧ＶＬは十分低い値に抑えられるため、時間の短いストレージ期間（図４ＡのＴ１）内の前記電流ＩＬの減少はほとんどないが、該時間Ｔ１は第１の半導体スイッチ２０のゲート端子Ｇから引き抜かれる電荷量により決まる。そのため、できるだけ大きな電流（この実施の形態の場合は、アノード電流以上は流せない）を急峻に流し、見かけ上のターンオフ利得を１以下として期間Ｔ１を短縮し、インダクタ１８の電流ＩＬの減少を極力抑える必要がある。
【００３７】
時点ｔ２で第１の半導体スイッチ２０の内部に蓄積されていた電荷の引き抜きを完了し、空乏層がカソードＫ側並びにゲートＧ側からアノードＡ側へ広がり、ターンオフ動作を開始する。空乏層は内蔵電位で決まる量により、接合にかかる電圧が増大し、ターンオフが進行するに従い拡大し、最終的にアノードＡ近傍に到達する。
【００３８】
従って、空乏層による電気容量は、アクティブな電荷が多数存在する飽和状態（導通状態）から、構造で決まる少量の電気容量まで変化して行く。インダクタ１８の電磁エネルギーによる電流が引き続きアノードＡ→ゲートＧに流れ、この空乏層の電気容量を充電する。この充電電圧、つまり、第１の半導体スイッチ２０のアノードＡ−ゲートＧ間電圧ＶＡＧは、初めは大きい電気容量のため、比較的緩やかに上昇するが、空乏層の拡がりとともに急速に上昇していく。
【００３９】
時点ｔ３で電流ＩＬが零になると、図４Ｂ及び図４Ｃに示すように、電圧ＶＡＧ及びＶＬが最大となり、それぞれＶＡＰ及びＶＬＰとなる。この時点で、インダクタ１８の電磁エネルギーが全て第１の半導体スイッチ２０の空乏層の電気容量に移行したことになる。
【００４０】
また、この現象は、インダクタ１８のインダクタンスと第１の半導体スイッチ２０の電気容量とによる共振動作であるため、ほぼインダクタ１８の電流ＩＬは余弦波形となり、第１の半導体スイッチ２０のアノードＡ−ゲートＧ間電圧ＶＡＧは正弦波形となる。
【００４１】
従って、自由に定数を決められるインダクタ１８のインダクタンスの値を選ぶことにより、インダクタ１８並びに該インダクタ１８と並列のリアクタ１０２に発生する高電圧パルスＶＬのパルス幅Ｔｐをコントロールすることができる。つまり、第１の半導体スイッチ２０の電気容量の等価容量をＣとすると、パルス幅Ｔｐは、
【数１】
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となる。
【００４２】
時点ｔ３で最大値ＶＡＰに充電された第１の半導体スイッチ２０の空乏層の電気容量に蓄えられた電荷は、共振現象の継続により、インダクタ１８及び蓄積電荷により逆方向に導通状態のダイオード３０の経路で放電が始まり、時点ｔ４でダイオード３０が逆回復し、非導通になるまで続く。時点ｔ４でインダクタ１８及び第１の半導体スイッチ２０の空乏層の電気容量にエネルギーが残存していれば、このエネルギーによる電流は、コンデンサ１６→第２の半導体スイッチ２２のダイオード３２→第１の半導体スイッチ２０のカソードＫ→アノードＡの経路で流れる。
【００４３】
コンデンサ１６に流れる時間Ｔ４は回生動作となり、インダクタ１８及び第１の半導体スイッチ２０の空乏層の電気容量に残存しているエネルギーが回生され、運転効率の向上に大きく寄与する。従って、ダイオード３０の逆回復時間を極力短縮し、時間Ｔ３を短くすることが重要となる。
【００４４】
以上の説明ではリアクタ１０２を等価的に抵抗負荷のような線形性のもので説明したが、実際の応用で使われる放電ギャップ５０のような非線形なものでは、電圧の上昇中に負荷インピーダンスが急減し、その後の波形は図４Ｂや図４Ｃとは違ったものとなるが、この場合、図４Ｂや図４Ｃの波形よりもパルス幅の狭いパルス状の波形となる。
【００４５】
ところで、図３に示す高電圧パルス発生回路１０では、第１の半導体スイッチ２０のアノードＡ−カソードＫ間電圧はインダクタ１８の電圧とほぼ同じであるため、この第１の半導体スイッチ２０のアノードＡ−カソードＫ間電圧の耐量以上の電圧をインダクタ１８においてパルス出力を発生させることはできない。
【００４６】
そこで、図５及び図６に示す第１及び第２の変形例に係る高電圧パルス発生回路１０ａ及び１０ｂは、第１の半導体スイッチ２０のアノードＡ−カソードＫ間電圧の耐量以上の電圧を、インダクタ１８においてパルス出力したい場合に好適となる。
【００４７】
まず、第１の変形例に係る高電圧パルス発生回路１０ａは、図５に示すように、図３に示す高電圧パルス発生回路１０とほぼ同様の構成を有するが、インダクタ１８が、１次巻線４０と、該１次巻線４０と磁気的に結合され、かつ、１次巻線４０の巻数よりも多い巻数の２次巻線４２とを有する点で異なる。
【００４８】
一方、第２の変形例に係る高電圧パルス発生回路１０ｂは、図６に示すように、インダクタ１８が、１次巻線４０と、該１次巻線４０に対して直流的に絶縁せずに１次巻線４０に加極となるように巻き足した２次巻線４２とを有する点で異なる。
【００４９】
そして、１次巻線４０の巻数をＮ１、２次巻線４２の巻数をＮ２とすれば、第１の変形例に係る高電圧パルス発生回路１０ａの場合には、ＶＡＧ×（Ｎ２／  Ｎ１）の高電圧パルスＶＬをリアクタ１０２に出力することができる。
【００５０】
第２の変形例に係る高電圧パルス発生回路１０ｂの場合には、ＶＡＧ×｛（Ｎ１＋Ｎ２）／  Ｎ１｝の高電圧パルスＶＬをリアクタ１０２に出力することができる。
【００５１】
このように、各高電圧パルス発生回路１０、１０ａ、１０ｂは、高電圧が印加される半導体スイッチとして１個の第１の半導体スイッチ２０を有していればよく、しかも、該第１の半導体スイッチ２０のゲート駆動には、通常使用される電子回路によるゲート駆動回路電源を必要としない。
【００５２】
また、各高電圧パルス発生回路１０、１０ａ、１０ｂは、高電圧が発生又は供給される部分は、第１の半導体スイッチ２０のアノードＡとインダクタ１８の一端２４のみであり、他の回路要素は全て低電圧仕様の回路部品でよい。
【００５３】
例えば、自動車の排ガスのパルス放電によるプラズマ分解のような場合には、自動車のバッテリーである４２Ｖ程度の直流電源からでも動作可能であり、部品の電圧定格も同電圧値以上が目安となる。なお、かかる構成の電源の大きさは、高電圧パルス発生回路１０の部分（主回路部）が１０ｃｍ四方で、制御回路１０４の部分（コントローラ部）が５ｃｍ四方の小型なものである。
【００５４】
従って、各高電圧パルス発生回路１０、１０ａ、１０ｂは、図１に示すように、パルス幅Ｔｐが１μｓ以下で、波高値が１０ｋＶ以上の高電圧パルスＶＬが、一定周期（繰り返し周波数が１Ｈｚ以上）で出力されるパルス列Ｐｃをリアクタ１０２に供給する場合に好適となる。
【００５５】
そして、この実施の形態に係るプラズマ処理装置１００で行えるプラズマ処理は、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、ガス発生処理等を挙げることができる。
【００５６】
例えば、ガス分解処理のうち、例えばＮＯｘガスを分解するための好ましい条件は、パルス半値幅が０．１（μｓ）であって、繰り返し周波数ｆｃが５０〜５０００（Ｈｚ）である。この好ましい条件での分解効率は１００ｅＶ／分子であった。
【００５７】
このように、本実施の形態に係るプラズマ処理装置１００及びプラズマ処理方法においては、パルス幅Ｔｐが１μｓ以下、繰り返し周波数ｆｃが１Ｈｚ以上のパルス列Ｐｃをリアクタ１０２に供給し、該リアクタ１０２での放電を利用してプラズマ処理を行うようにしている。
【００５８】
パルス幅Ｔｐが１μｓ以下、繰り返し周波数ｆｃが１Ｈｚ以上のパルス列Ｐｃは、効率よくプラズマ処理を行うことができるパルス列であり、プラズマ処理に関する設備の省スペース化、コストの低廉化を有効に図ることができる。
【００５９】
なお、本発明に係るプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法は、上述の実施の形態に限らず、この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勿論である。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法によれば、効率よくプラズマ処理を行うことができるパルス列を発生し、プラズマ処理に関する設備の省スペース化、コストの低廉化を有効に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法にて使用されるパルス列を示す波形図である。
【図２】本実施の形態に係るプラズマ処理装置の構成を示すブロック図である。
【図３】高電圧パルス発生回路を示す回路図である。
【図４】図４Ａ〜図４Ｅは、図３に示す高電圧パルス発生回路の各部の電圧および電流の動作波形を説明する図である。
【図５】第１の変形例に係る高電圧パルス発生回路を示す図である。
【図６】第２の変形例に係る高電圧パルス発生回路を示す図である。
【符号の説明】
１０、１０ａ、１０ｂ…高電圧パルス発生回路
１８…インダクタ                    ２０…第１の半導体スイッチ
２２…第２の半導体スイッチ          ４０…１次巻線
４２…２次巻線                      １００…プラズマ処理装置
１０２…リアクタ                    １０４…制御回路
１０６…交流電源                    １０８…直流電源
１１０…スイッチング回路            １１２…変換回路
１１４…駆動信号発生回路
【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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