JP6440871B2 - 活性ガス生成装置及び成膜処理装置 - Google Patents

Description

この発明は、高圧誘電体電極と接地誘電体電極を平行に設置して、両電極間に高電圧を印加し、放電を発生させたエネルギーで活性ガスを得る活性ガス生成装置に関する。

従来の活性ガス生成装置において、セラミック等の誘電体電極にＡｕ膜などの金属電極を成膜処理して電極構成部としている装置もある。このような装置では、電極構成部において誘電体電極がメインであり、そこに形成されている金属電極は従属的なものとなっている。

従来の活性ガス生成装置の一つとして、円板状の電極構成部を用いており、外周部から内部へと侵入した原料ガスは放電空間（放電場）を通過して電極中央部に１つだけ設けられたガス噴出孔から外へと噴き出す構成がある。

上述した構成の装置を含む従来の活性ガス生成装置は、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３及び特許文献４に開示されている。

特許文献１で開示された活性ガス生成装置は、円筒状の電極で、筒の内外に電極を形成してその間で放電を発生し、その間に原料ガスを投入して活性ガス（ラジカル含有ガス）を生成するものである。活性ガスは円筒先端に設けられた吹き出し口で流路を絞られてプラズマジェットとなって噴出し、その直下に設置された被処理物を処理するものである。

特許文献２に開示された活性ガス生成装置では、平板状に１対の対向電極を設け、それを縦型に設置することで上方から下方に向かって電極内にガスを供給し、直下に設置された被処理物を処理するものである。平板電極構造なため大型化が比較的容易で、大面積への均一成膜処理を可能としたものである。１対の対向平板電極を縦型に設置した同様の処理装置は、成膜処理用途だけではなく表面処理用途も含めると、他にも特許文献５等、多々存在する。また１対ではなく複数対の対向電極を積層的に配置した装置構造を用いたものもある（特許文献６）。

特許文献３で開示された活性ガス生成装置では、一対の対向する円盤状の電極が設けられ、そのうち接地側の電極にはシャワープレート状に多数の細孔が形成され、放電部が処理室に直結した構造となっている。電極を巨大化し、もしくは電極自体を複数個設置し、細孔を無数に設けることで均一な大面積窒化が可能としている。放電空間（放電場）自体は大気圧近傍下にあり、一方、細孔を経由して処理室はより減圧な状態に置かれている。この結果、放電場で生成した活性ガスは生成直後に細孔を経由して減圧下へと運ばれることでその減衰が極小化されるためより高密度状態で被処理物に到達することが可能となる。

特許文献４で開示された活性ガス生成装置では、平板長方形状の１対の対向電極を設け、３方がスペーサで隙間が塞がれており開口されている１方向に向かってガスを噴出する構造を特徴としている。開口部の先にはガス噴出孔を設けて被処理物へと活性ガス（ラジカル）を吹き付けている。

特許第３０５７０６５号公報 特開２００３-１２９２４６号公報 特許第５３２８６８５号公報 特許第５１５８０８４号公報 特開平１１−３３５８６８号公報 特許第２５３７３０４号公報

特許文献１で開示された活性ガスの生成方法では吹き出し口の開口部が直径数ミリというサイズなため、処理面積が非常に限定的なものとなっている。

特許文献１で開示された活性ガス生成装置として、電極を横方向に設置してそれに沿って吹き出し口を複数個設けた形態も提示されており、この方法だと処理面積を大きく取ることが可能だが、円筒体や電極の形状・構造が複雑なものとなっている。大気混入などが許されない半導体成膜処理用途を考えると、それぞれの構成部品接続部において十分なシール特性を持たせる必要がある。また、放電空間（放電場）近傍は高温になっているため、冷却をしていたとしても余裕を持つためにはある程度高温部位とシール材を離す必要が生じ、結果的に相当大きな装置サイズとなることが予想される。

また、特許文献２、特許文献５及び特許文献６で開示された活性ガス生成方法はいずれも基本的に放電空間（放電場）も被処理物も同じ大気圧近傍の圧力下にて取り扱われている。活性ガスは、エネルギー状態が高いが故に他と反応して、あるいは光放出などによって容易に失活し易い。圧力が高い程衝突頻度が増大することから、放電場においてはその放電方式の都合上、有る程度以上の圧力状態は避け得なかったとしても、生成された活性ガスは速やかにより減圧下へと移行されることが望ましい。そのような観点から、特許文献２等で開示された方式では被処理物到達時には既に相当ラジカル密度が減衰していることが想像される。

一方、特許文献３で開示された活性ガス生成方法では、細孔はオリフィスも兼ねているため全細孔断面積を所定の圧力差を維持するために必要な断面積に一致させる必要があり、細孔数を本来の半導体成膜処理用シャワープレートと同程度には増やすことができない。細孔数が少ないと電極上の配置に応じたガス流量差が大きくなり、細孔毎の流量差は活性ガスのフラックスに直結してしまうため、流量差を正確に把握してそれに応じた成膜処理条件を設定しないと膜厚にムラが生じてしまう。また、円盤状の外周部から電極内へとガスは進み、放電場に形成された細孔から外へと放出されているため、放電場に侵入してすぐの細孔から放出されるガス中のラジカル密度と、一方、最内側に配置して放電場を十分時間をかけて通過した後に放出されるガス中のラジカル密度とではおのずと違いが生じてしまい、先のガス流量の差分との相乗効果により成膜状況の均一化を図ることが非常に困難なものとなっている。

また、特許文献４で開示された活性ガス生成装置において、放電場を大気圧近傍、非処理物の設置した処理チャンバを減圧下と圧力区分を設けるためには、ガス噴出孔をオリフィスとして機能させる必要がある。放電場を構成する電極とオリフィスを構成するガス噴出孔が形成された部品は別々なため、両者の位置決め機構が必要となり、またガス噴出孔以外に隙間が生じないようにするためにシール機構も設ける必要があり、以上のような構成を検討すると非常に複雑なものとなることが予想される。

このように、特許文献１、特許文献２及び特許文献４等で開示された、従来の活性ガス生成装置はガス噴出孔が１つの場合、ガス噴出孔がライン状の場合等、成膜処理可能な領域が比較的限定されていた。特に、φ（直径）３００ｍｍウェハを均一に処理することは全く不可能であった。一方、特許文献３で開示された活性ガス生成装置のように、ガス拡散のためのシャワープレートをガス噴出孔以降に取付けるという手段もあるが、そもそも活性ガスは非常に活性度が高いためシャワープレート中をガスがプレート壁面に衝突しながら進むことでラジカルの多くが失活してしまうために実用に耐えないという重大な問題点が存在した。

本発明では、上記のような問題点を解決し、高密度の活性ガスを生成することができる活性ガス生成装置を提供することを目的とする。

この発明に係る第１の態様の活性ガス生成装置は、第１の電極構成部と前記第１の電極構成部の下方に設けられる第２の電極構成部と、前記第１及び第２の電極構成部に交流電圧を印加する交流電源部とを有し前記交流電源部による前記交流電圧の印加により、前記第１及び第２の電極構成部間に放電空間が形成され、前記放電空間に供給された原料ガスを活性化して得られる活性ガスを生成する活性ガス生成装置であって、前記第１の電極構成部は、第１の誘電体電極と前記第１の誘電体電極の上面上に選択的に形成される第１の金属電極とを有し、前記第２の電極構成部は、第２の誘電体電極と前記第２の誘電体電極の下面上に選択的に形成される第２の金属電極とを有し、前記交流電圧の印加により前記第１及び第２の誘電体電極が対向する誘電体空間内において、前記第１及び第２の金属電極が平面視重複する領域が前記放電空間として規定され、前記第２の金属電極は、平面視して前記第２の誘電体電極の中央領域を挟んで互いに対向して形成される一対の第２の部分金属電極を有し、前記一対の第２の部分金属電極は第１の方向を電極形成方向とし、前記第１の方向に交差する第２の方向を互いに対向する方向としており、前記第１の金属電極は、平面視して前記一対の第２の部分金属電極と重複する領域を有する一対の第１の部分金属電極を有し、前記第２の誘電体電極は、前記中央領域に形成され、前記活性ガスを外部に噴出するためのガス噴出孔と、前記中央領域において上方に突出して形成される中央領域段差部とを備え、前記中央領域段差部は、平面視して前記ガス噴出孔に重複することなく、平面視して前記ガス噴出孔に近づくに従い前記第２の方向の形成幅が短くなるように形成されることを特徴としている。

この発明に係る第２の態様の活性ガス生成装置は、第１の電極構成部と前記第１の電極構成部の下方に設けられる第２の電極構成部と、前記第１及び第２の電極構成部に交流電圧を印加する交流電源部とを有し前記交流電源部による前記交流電圧の印加により、前記第１及び第２の電極構成部間に放電空間が形成され、前記放電空間に供給された原料ガスを活性化して得られる活性ガスを生成する活性ガス生成装置であって、前記第１の電極構成部は、第１の誘電体電極と前記第１の誘電体電極の上面上に選択的に形成された第１の金属電極とを有し、前記第２の電極構成部は、第２の誘電体電極と前記第２の誘電体電極の下面上に選択的に形成された第２の金属電極とを有し、前記交流電圧の印加により前記第１及び第２の誘電体電極が対向する誘電体空間内において、前記第１及び第２の金属電極が平面視重複する領域が前記放電空間として規定され、前記第１の金属電極は、平面視して前記第１の誘電体電極の中央領域を挟んで互いに対向して形成される一対の第１の部分金属電極を有し、前記一対の第１の部分金属電極は第１の方向を電極形成方向とし、前記第１の方向に交差する第２の方向を互いに対向する方向としており、前記第２の金属電極は、平面視して前記一対の第１の部分金属電極と重複する領域を有する一対の第２の部分金属電極を有し、前記第２の誘電体電極は、平面視して前記中央領域に対応する領域において前記第１の方向に沿って形成され、それぞれが前記活性ガスを外部に噴出するための複数のガス噴出孔を有し、前記第１の誘電体電極は、前記中央領域において下方に突出して形成される中央領域段差部とを備え、前記中央領域段差部は前記複数のガス噴出孔の全てと平面視重複し、前記誘電体空間において、前記中央領域段差部下の空間は他の空間より狭くなるように形成されることを特徴としている。

この発明に係る第１の態様の活性ガス生成装置は、外部から原料ガスを第２の方向に沿って上記誘電体空間の中央領域上に向けて供給することにより、放電空間を通過させて得られる活性ガスを生成し、ガス噴出孔から外部に噴出することができる。

この際、ガス噴出孔に近づくに従い第２の方向の形成幅が短くなるように形成される、第１の誘電体電極の中央領域段差部の存在により、誘電体空間内の中央領域上において活性ガスのガス流路を絞り込むことができるため、ガス流速を高めることができる結果、高密度の活性ガスを生成することができる。

この発明に係る第２の態様の活性ガス生成装置は、原料ガスを第２の方向に沿って上記誘電体空間の中央領域下に向けて供給することにより、放電空間を通過させて得られる活性ガスを生成し、ガス噴出孔から外部に噴出することができる。

この際、第１の誘電体電極に設けた中央領域段差部の存在により、誘電体空間内の中央領域下において、複数のガス噴出孔に対応する活性ガスのガス流路を絞り込むことができるため、ガス流速を高めることができる結果、高密度の活性ガスを生成することができる。

さらに、中央領域段差部及び複数のガス噴出孔を第１及び第２の誘電体電極間で分けて形成することができる分、第１及び第２の誘電体電極の強度向上を図ることができる。

この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

実施の形態１の活性ガス生成装置における接地側電極構成部の誘電体電極の全体構造を示す斜視図である。 実施の形態１の接地側電極構成部の上面及び下面構造等を示す説明図である。 図２の着目領域を拡大して示す説明図である。 図２の着目領域を拡大して示す上面図である。 高電圧側電極構成部の上面及び下面構造等を示す説明図である。 高電圧側電極構成部と接地側電極構成部との組立工程を示す斜視図（その１）である。 高電圧側電極構成部と接地側電極構成部との組立工程を示す斜視図（その２）である。 高電圧側電極構成部と接地側電極構成部との組立工程を示す斜視図（その３）である。 実施の形態２の活性ガス生成装置における接地側電極構成部の誘電体電極の構造を示す斜視図である。 実施の形態３の活性ガス生成装置における活性ガス生成用電極群３０３の構成を示す斜視図である。 図１０の活性ガス生成用電極群の断面構造を示す断面図である。 本願発明の活性ガス生成装置における基本構成を模式的に示す説明図である。 図１２の高電圧側電極構成部の具体的構成例を示す説明図である。 活性ガス生成装置の基本構成を模式的に示す説明図である。 活性ガス生成装置を構成要素とした成膜処理装置の構成を模式的に示す説明図である。

＜発明の原理＞
図１２は本願発明の活性ガス生成装置における基本構成を模式的に示す説明図である。同図に示すように、高電圧側電極構成部１（第１の電極構成部）と、高電圧側電極構成部１の下方に設けられる接地側電極構成部２（第２の電極構成部）と、高電圧側電極構成部１及び接地側電極構成部２に交流電圧を印加する高周波電源５（交流電源部）とを基本構成として有している。

高電圧側電極構成部１は、誘電体電極１１（第１の誘電体電極）と誘電体電極１１の上面上に選択的に形成される金属電極１０（第１の金属電極）とを有し、接地側電極構成部２は、誘電体電極２１（第２の誘電体電極）と誘電体電極２１の下面上に選択的に形成される金属電極２０（第２の金属電極）とを有している。接地側電極構成部２の金属電極２０が接地レベルに接続され、高電圧側電極構成部１の金属電極１０に高周波電源５から交流電圧が印加される。

そして、高周波電源５の交流電圧の印加により、誘電体電極１１及び２１が対向する誘電体空間内において、金属電極１０及び２０が平面視重複する領域が放電空間として規定される。上述した高電圧側電極構成部１、接地側電極構成部２及び高周波電源５によって活性ガス生成用電極群が構成される。

このような構成において、高周波電源５による交流電圧の印加により、高電圧側電極構成部１と接地側電極構成部２との間に放電空間が形成され、この放電空間に窒素分子等の原料ガス６を供給すると、ラジカル化した窒素原子等の活性ガス７を得ることができる。

図１３は高電圧側電極構成部１の具体的構成例を示す説明図である。高電圧側電極構成部１の一具体例である高電圧側電極構成部１Ｘは、平面視円状の誘電体電極１１Ｘの上面上に平面視環状の金属電極１０Ｘが選択的に形成されることにより構成される。接地側電極構成部２の一具体例である接地側電極構成部２Ｘは、平面視円状の誘電体電極２１Ｘの下面上（図１３では上下逆）に平面視環状の金属電極２０Ｘが選択的に形成されることにより構成される。すなわち、接地側電極構成部２Ｘは金属電極２０Ｘ及び誘電体電極２１Ｘの上下関係が金属電極１０Ｘ及び誘電体電極１１Ｘと異なる点を除き、高電圧側電極構成部１Ｘと同様な構成で形成される。ただし、誘電体電極２１Ｘの中心にガス噴出孔２５（図１３では図示せず）が設けられている点が異なる。

図１４は図１３で示した高電圧側電極構成部１Ｘ及び接地側電極構成部２Ｘで実現される活性ガス生成装置の基本構成を模式的に示す説明図である。

同図に示すように、高電圧側電極構成部１Ｘ（第１の電極構成部）と、高電圧側電極構成部１の下方に設けられる接地側電極構成部２Ｘ（第２の電極構成部）と、高電圧側電極構成部１Ｘ及び接地側電極構成部２Ｘに交流電圧を印加する高周波電源５（交流電源部）とを基本構成として有している。

そして、高周波電源５の交流電圧の印加により誘電体電極１１Ｘ及び２１Ｘが対向する誘電体空間内において、金属電極１０Ｘ及び２０Ｘが平面視重複する領域が放電空間（放電場）として規定される。上述した高電圧側電極構成部１Ｘ、接地側電極構成部２Ｘ及び高周波電源５によって活性ガス生成用電極群が構成される。

このような構成において、高周波電源５による交流電圧の印加により、高電圧側電極構成部１Ｘ及び接地側電極構成部２Ｘ間に放電空間が形成され、この放電空間にガスの流れ８に沿って原料ガスを供給すると、ラジカル化した窒素原子等の活性ガス７を得て、誘電体電極２１Ｘの中心に設けられたガス噴出孔２５から下方の外部に噴出することができる。

図１５は上述した活性ガス生成装置を構成要素とした成膜処理装置の構成を模式的に示す説明図である。

同図に示すように、図１２〜図１４で示した活性ガス生成用電極群を筐体内に収納した活性ガス生成装置３１の下方にオリフィス形成部３２を介して成膜処理チャンバ３３が配置され、成膜処理チャンバ３３内に例えばφ（直径）３００ｍｍのウェハ３４が配置される。

この時、成膜処理チャンバ３３内は数１００Ｐａ程度の減圧下に設定され、一方、活性ガス生成装置３１内は、その放電方式の特性上、１０ｋＰａ〜大気圧程度の高圧状態に維持する。この両者の圧力差を設けるために、誘電体電極２１Ｘに設けられたガス噴出孔２５は、オリフィス形成部３２の中心孔３２Ｃのように、オリフィスとして機能する寸法に収めることも可能である。

したがって、図１２〜図１４で示した活性ガス生成用電極群を内部に有する活性ガス生成装置３１の直下に成膜処理チャンバ３３を設け、誘電体電極２１Ｘのガス噴出孔２５をオリフィス形成部３２の中心孔３２Ｃとして機能させることにより、オリフィス形成部３２を不要にし、活性ガス生成装置３１の直下に成膜処理チャンバ３３を配置した成膜処理装置を実現することができる。

以下に述べる実施の形態１〜実施の形態３は、図１２〜図１４で示した高電圧側電極構成部１（１Ｘ）及び接地側電極構成部２（２Ａ）の構造を改良した活性ガス生成用電極群を内部に有する活性ガス生成装置３１の発明である。

＜実施の形態１＞
図１は実施の形態１の活性ガス生成装置における接地側電極構成部２Ａの誘電体電極２１１の全体構造を示す斜視図である。図２は接地側電極構成部２Ａの上面及び下面構造等を示す説明図である。同図(a) が上面図であり、同図(b) が同図(a) のＡ−Ａ断面図、同図(c) が下面図であり、同図(d) が同図(a) のＢ−Ｂ断面図である。図３は図２(a) の着目領域Ｒ１１を拡大して示す説明図であり、同図(a) が上面図、同図(b) が着目領域Ｒ１１におけるＡ−Ａ断面図である。なお、図１〜図３それぞれにおいて適宜ＸＹＺ座標系を示している。

これらの図に示すように、実施の形態１の接地側電極構成部２Ａ（第２の電極構成部）は誘電体電極２１１と金属電極２０１Ｈ及び２０１Ｌ（一対の第２の部分金属電極；第２の金属電極）とを有している。

誘電体電極２１１はＸ方向を長手方向、Ｙ方向を短手方向とした長方形状の平板構造を呈している。以下、誘電体電極２１１において、後述する直線形段差形状部５２Ａ及び５２Ｂを境界として、中心部を主要領域５３、両端部を端部領域５４Ａ及び５４Ｂと呼ぶ場合がある。

誘電体電極２１１（第２の誘電体電極）に関し、主要領域５３内の中央領域Ｒ５０においてＸ方向（第１の方向）に沿って、複数の（５つの）ガス噴出孔５５が設けられる。複数のガス噴出孔５５はそれぞれ誘電体電極２１１の上面から下面に貫通して設けられる。

図２(b) 〜(c) に示すように、金属電極２０１Ｈ及び２０１Ｌ（一対の第２の部分金属電極）は誘電体電極２１１の下面上に形成され、平面視して誘電体電極２１１の中央領域Ｒ５０を挟んで互いに対向して配置される。金属電極２０１Ｈ及び２０１Ｌは平面視して略長方形状を呈し、Ｘ方向（第１の方向）を長手方向（電極形成方向）とし、Ｘ方向に直角に交差するＹ方向（第２の方向）を互いに対向する方向としている。金属電極２０１Ｈ及び２０１Ｌは平面視した大きさは同一であり、その配置は中央領域Ｒ５０を中心として対称となっている。

なお、金属電極２０１Ｈ及び２０１Ｌは誘電体電極２１１の下面にてメタライズ処理されることにより形成され、その結果、誘電体電極２１１と金属電極２０１Ｈ及び２０１Ｌとは一体形成されて接地側電極構成部２Ａ（第２の電極構成部）を構成する。メタライズ処理として印刷焼成方法やスパッタリング処理、蒸着処理等を用いた処理が考えられる。

図５は高電圧側電極構成部１Ａ（第１の電極構成部）の上面及び下面構造等を示す説明図である。同図(a) が上面図であり、同図(b) が同図(a) のＣ−Ｃ断面図、同図(c) が下面図である。なお、図５において適宜ＸＹＺ座標系を示している。

同図に示すように、誘電体電極１１１は誘電体電極２１１と同様、Ｘ方向を長手方向、Ｙ方向を短手方向とした長方形状の平板構造を呈している。

また、金属電極１０１Ｈ及び１０１Ｌ（一対の第１の部分金属電極；第１の金属電極）は誘電体電極１１１の上面上に形成され、平面視して誘電体電極２１１の中央領域Ｒ５０に対応する同形状の中央領域Ｒ６０を挟んで互いに対向して配置される。この際、金属電極１０１Ｈ及び１０１Ｌは、金属電極２０１Ｈ及び２０１Ｌと同様、平面視して略長方形状を呈し、Ｘ方向（第１の方向）を長手方向（電極形成方向）とし、Ｘ方向に直角に交差するＹ方向（第２の方向）を互いに対向する方向としている。金属電極１０１Ｈ及び１０１Ｌは平面視した大きさは同一であり、その配置は中央領域Ｒ６０を中心として対称となっている。ただし、金属電極１０１Ｈ及び１０１Ｌの短手方向（Ｙ方向）並びに長手方向（Ｘ方向）の幅が、金属電極２０１Ｈ及び２０１Ｌに比べて少し短く設定される。なお、金属電極１０１Ｈ及び１０１Ｌも、金属電極２０１Ｈ及び２０１Ｌと同様にメタライズ処理により誘電体電極１１１の上面上に形成することができる。

図６〜図８は高電圧側電極構成部１Ａと接地側電極構成部２Ａとの組立工程を示す斜視図である。なお、図６〜図８それぞれにおいてＸＹＺ座標系を示している。

図６に示すように、接地側電極構成部２Ａ上に高電圧側電極構成部１Ａを配置することにより活性ガス生成用電極群３０１を組み立てることができる。図６及び図７に示すように、高電圧側電極構成部１Ａにおける誘電体電極１１１の中央領域Ｒ６０と、接地側電極構成部２Ａにおける誘電体電極２１１の中央領域Ｒ５０とが平面視重複するように位置決めしつつ、高電圧側電極構成部１Ａを接地側電極構成部２Ａ上に積み上げて組み合わせることにより、最終的に図８に示すように活性ガス生成用電極群３０１を完成することができる。

活性ガス生成用電極群３０１を構成する誘電体電極１１１と誘電体電極２１１とが対向する誘電体空間内において、金属電極１０１Ｈ及び１０１Ｌと金属電極２０１Ｈ及び２０１Ｌとが平面視重複する領域が放電空間として規定される。

メタライズ部である金属電極１０１Ｈ及び１０１Ｌ並びに金属電極２０１Ｈ及び２０１Ｌには、図１２で示した金属電極１０及び２０のように、（高圧）高周波電源５に接続されている。接地側電極構成部２Ａの金属電極２０１Ｈ及び２０１Ｌは接地されており、本実施の形態では、高周波電源５より０ピーク値を２〜１０ｋＶで固定して、周波数を１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚで設定した交流電圧を金属電極１０１Ｈ及び１０１Ｌ，金属電極２０１Ｈ及び２０１Ｌ間に印加している。

上述したように、高電圧側電極構成部１Ａの誘電体電極１１１は、接地側電極構成部２Ａの誘電体電極２１１と異なって、上面及び下面共に平坦な形状を呈している。したがって、高電圧側電極構成部１Ａと接地側電極構成部２Ａとを組み合わせる際には上部から接地側電極構成部２Ａ側にバネやボルト等の締付力によって固定するのみとなり、座ぐり形状等を設けて敢えて接地側電極構成部２Ａと位置決めしないことで、輸送時等に誘電体電極１１１と誘電体電極２１１との端面間の接触によるコンタミ発生の可能性を極力抑制した構造の活性ガス生成用電極群３０１を得ることができる。

上述した放電空間（放電場）は異常放電を抑制するために一定間隔以上、ガス噴出孔５５に近付けることはできない。したがって、放電空間を抜けてからガス噴出孔５５までの中央領域Ｒ５０（Ｒ６０）上の空間は、非放電空間（非放電場，デッドスペース）となり、この非放電空間では活性ガスは生成されることなく減少していくだけとなる。

活性ガスは放電空間にて生成され、放電空間を通過すると、その高エネルギーさ故に急激に減衰し、短時間で全て消滅してしまう。活性ガスの減衰メカニズムのうち、基底状態の他分子との衝突等によってエネルギーを失うタイプの場合、単純に圧力を下げて衝突頻度を低くするだけで活性ガスの消滅速度を抑制することが可能となる。つまり、大気圧近傍の放電空間で生成した活性ガスを速やかに減圧下の成膜処理チャンバ３３（図１５参照）へと噴出するようにすることが重要であり、そのために先に記した非放電空間を規定する中央領域Ｒ５０（Ｒ６０）のＹ方向の幅は可能な限り狭くすることが望ましい。

非放電空間を極小化するために放電空間をガス噴出孔５５に近付けることはできない。なぜなら、ガス噴出孔５５を放電空間に近づけすぎると、活性ガスに生成時に異常放電が発生する恐れがあるからである。そこで、実施の形態１の活性ガス生成装置は、非放電空間を埋めるべく、クサビ形段差形状部５１（中央領域段差部）を誘電体電極２１１の上面の中央領域Ｒ５０において上方に突出して、誘電体電極２１１の構成要素として一体形成して設けたことを特徴としている。

すなわち、クサビ形段差形状部５１は、平面視して複数のガス噴出孔５５に重複することなく、平面視して複数のガス噴出孔５５それぞれに近づくに従いＹ方向（第２の方向）の形成幅が短くなるように形成される。具体的には、５つのガス噴出孔５５間に平面視菱形状に形成され、互いに離散した４つの菱形単体部５１ｓ（図３(a) 参照）と、５つのガス噴出孔５５のうち両端のガス噴出孔５５の外側に設けられた平面視略二等辺三角形状の２つの三角単体部５１ｔ（図３(a) 参照）との集合体によりクサビ形段差形状部５１が形成される。

したがって、外部から原料ガスをＹ方向（図６〜図８で示すガス供給方向Ｄ１）に沿って、誘電体空間における中央領域Ｒ５０上（中央領域Ｒ６０下）に向けて供給することにより、原料ガスが放電空間を通過する際に得られる活性ガスを生成し、複数のガス噴出孔５５から−Ｚ方向（図６〜図８で示すガス噴出方向Ｄ２）に沿って外部に噴出することができる。

この際、複数のガス噴出孔５５それぞれに近づくに従いＹ方向の形成幅が短くなるように、それぞれが離散形成された４つの菱形単体部５１ｓと２つの三角単体部５１ｔとを有するクサビ形段差形状部５１（中央領域段差部）の存在により、誘電体空間内の中央領域Ｒ５０上（中央領域Ｒ６０下）において、複数のガス噴出孔５５に対応する活性ガスの複数のガス流路をそれぞれ絞り込むことができる。その結果、実施の形態１の活性ガス生成装置は、各ガス噴出孔５５においてガス流速を高めることができる結果、より高密度の活性ガスを生成することができる。

なお、クサビ形段差形状部５１のような平面形状以外でも、例えば平面形状が半円形状でも良く、平面視して複数のガス噴出孔５５に重複することなく、平面視して複数のガス噴出孔５５それぞれに近づくに従いＹ方向（第２の方向）の形成幅が短くなるように形成された形状であれば、上述した効果を達成することができることは勿論である。

なお、原料ガスとして例えば窒素、酸素、弗素、及び水素のうち少なくとも一つを含むガスが考えられる。すなわち、酸素、希ガス類や水素、弗素類のガスを原料ガスとして供給する態様が考えられる。これら原料ガスが活性ガス生成用電極群３０１の外周部からガス供給方向Ｄ１に沿って内部へと進み、内部の放電空間を経由して活性ガスとなり、活性ガス（ラジカルを含んだガス）は誘電体電極２１１に設けられた複数のガス噴出孔５５からガス噴出方向Ｄ２に沿って成膜処理チャンバ３３（図１５参照）へと噴出される。成膜処理チャンバ３３内において、反応性の高い活性ガスを利用することで処理対象基板であるウェハ３４に対し成膜処理を行うことができる。

このように、窒素、酸素、弗素、及び水素のうち少なくとも一つを含む原料ガスから、より高密度の活性ガスを生成することができる。

クサビ形段差形状部５１は、高電圧側電極構成部１Ａの誘電体電極１１１ではなく、接地側電極構成部２Ａの誘電体電極２１１の上面上に設けている。すなわち、複数のガス噴出孔５５とクサビ形段差形状部５１とは同一の誘電体電極１１１に形成されている。このため、図６〜図８で示すように、活性ガス生成用電極群３０１の組立時において複数のガス噴出孔５５とクサビ形段差形状部５１との位置決めを不要なものとし、装置構成の簡易化を図ることもできる。

このクサビ形段差形状部５１は高電圧側電極構成部１と接地側電極構成部２との間の放電空間におけるギャップ長（誘電体電極１１，誘電体電極２１間のＺ方向の距離）を規定するスペーサとしても機能する。

したがって、図６〜図８で示したように、接地側電極構成部２Ａ上に高電圧側電極構成部１Ａを積層する簡単な組立工程によって、クサビ形段差形状部５１の形成高さによって放電空間におけるギャップ長を設定することができる。

また、従来、スペーサは放電空間に形成されることが多かった。この場合、スペーサ側面を経由した沿面放電が発生し、放電ロスやコンタミの発生の原因となってきた。本実施の形態では、誘電体電極２１１の上面に突出して設けたクサビ形段差形状部５１は放電空間外の中央領域Ｒ５０に設けられているため、コンタミ発生等の抑制につながっている。

図１〜図３に示すように、誘電体電極２１１は両端側に存在する、主要領域５３と端部領域５４Ａ及び５４Ｂとの境界領域において、上方に突出して形成される直線形段差形状部５２Ａ及び５２Ｂ（一対の端部領域段差部）をさらに有している。直線形段差形状部５２Ａ及び５２Ｂは平面視して、誘電体電極２１１の短手方向の全長に亘ってＹ方向に延びて形成され、クサビ形段差形状部５１の形成高さと共に直線形段差形状部５２Ａ及び５２Ｂの形成高さにより、放電空間におけるギャップ長を規定している。

これら直線形段差形状部５２Ａ及び５２Ｂの存在により、誘電体電極２１１のＸ方向両端部からの放電空間へのガスの流入を規制している。誘電体電極２１１の両端部からのガス流入が可能となると誘電体電極２１１の両端部近傍のガス噴出孔５５（図１で最右、あるいは最左に存在するガス噴出孔５５）は、活性ガスの流入量が影響を受け易いため、各ガス噴出孔５５からの活性ガスのガス流量の計算が複雑化し、制御が困難となるという不具合がある。その不具合を直線形段差形状部５２Ａ及び５２Ｂを設けることによって解消している。

直線形段差形状部５２Ａ及び５２Ｂが設けられることにより、高電圧側電極構成部１Ａ及び接地側電極構成部２Ａ間のガスの流入進路はＹ方向の２面からのみとなる。したがって、ガスの流れ自体が比較的安定化するため放電空間内の圧力分布が一定となり、均一な放電空間を形成することができる。

このように、誘電体電極２１１はさらに直線形段差形状部５２Ａ及び５２Ｂを有することにより、複数のガス噴出孔５５のうち、Ｘ方向における両端部からの距離が近いガス噴出孔５５においても、当該両端部から意図しないガスの流入等の影響で活性ガスの流入量が変化してしまう現象が生じないため、複数のガス噴出孔５５間でバラツキを生じさせることなく活性ガスを噴出することができる。その結果、圧力分布が一定でかつ複数のガス噴出孔５５それぞれの流量が同一となるため、放電空間を通過した活性ガスにおいて発生ラジカル密度が比較的同一となる効果を奏する。

なお、後述する図４に示すように、放電空間（金属電極２０１Ｈ及び２０１Ｌの中央領域Ｒ５０側の端部）から複数のガス噴出孔５５に至るＹ方向における距離である非放電距離ｄ２５を１０ｍｍ以上に設定している。

このように、非放電距離ｄ２５を１０ｍｍ以上に設定することにより、活性ガス生成時に異常放電を発生しにくくすることができる。

図４は図２(a) の着目領域Ｒ１２を拡大して示す上面図である。なお、図４において適宜ＸＹＺ座標系を示している。同図に示すように、非放電空間の極小化のため、クサビ形段差形状部５１のＹ方向の形成長さが最長となった端部５１Ｈ及び５１Ｌは放電空間を形成する金属電極２０１Ｈ及び２０１Ｌに隣接する位置まで延ばされている。クサビ形段差形状部５１の端部５１Ｈ及び５１Ｌと金属電極２０１Ｈ及び２０１Ｌとが重なると、活性ガス生成時に異常放電を誘発しかねないため、放電空間を規定する金属電極２０１Ｈ及び２０１Ｌにおいて、端部５１Ｈ及び５１Ｌに対応する領域に平面視略三角形状の切り欠き部６１Ｈ及び６１Ｌを設けている。その結果、クサビ形段差形状部５１と金属電極２０１Ｈ及び２０１Ｌとの間に所定の基準距離（例えば、２〜３ｍｍ）上の距離を確保している。

同様にして、図５(a) ，(b) に示すように、金属電極１０１Ｈ及び１０１Ｌにおいても、端部５１Ｈ及び５１Ｌに対応する箇所に切り欠き部７１Ｈ及び７１Ｌを設けている。

このように、金属電極１０１Ｈ及び１０１Ｌ並びに金属電極２０１Ｈ及び２０１Ｌの平面視重複領域で規定される放電空間とクサビ形段差形状部５１との間において、平面視した両者の最短距離が所定の基準距離以上になるように、金属電極１０１Ｈ及び１０１Ｌ並びに金属電極２０１Ｈ及び２０１Ｌの平面形状を設定することにより、活性ガス生成時に異常放電を発生しにくくすることができる。

また、上述したように、金属電極１０１Ｈ及び１０１Ｌの短手方向（Ｙ方向）並びに長手方向（Ｘ方向）の幅を、金属電極２０１Ｈ及び２０１Ｌに比べて少し短く設定することにより、金属電極１０１Ｈ及び１０１Ｌと金属電極２０１Ｈ及び２０１Ｌとの平面形状の一部を異ならせている。

その結果、金属電極１０１Ｈ及び１０１Ｌあるいは金属電極２０１Ｈ及び２０１Ｌの端面で生じ易い異常放電の発生を抑制することができる。

なお、上記効果を重視しない場合、金属電極１０１Ｈ及び１０１Ｌと金属電極２０１Ｈ及び２０１Ｌとの平面形状を完全一致させても良い。

さらに、高電圧側電極構成部１Ａ及び接地側電極構成部２Ａ（特に誘電体電極１１１及び２１１）のうち、活性ガスと接触する領域であるガス接触領域を石英、アルミナ、窒化珪素あるいは窒化アルミを構成材料として形成することが望ましい。

上記構成材料で形成した面は、活性ガスに対して化学的に安定な物質であるため、活性ガスと接触するガス接触領域との間で、活性ガスの失活を抑制した状態で、活性ガスをガス噴出孔から噴出することができる。

なお、複数のガス噴出孔５５それぞれ同一形状（直径を同一の円状）で形成することが基本構成である。

一方、複数のガス噴出孔の形状（直径）を複数のガス噴出孔５５間で互いに異なるように設定する変形構成も考えられる。

実施の形態１の活性ガス生成装置において、上記変形構成を採用した場合、複数のガス噴出孔５５間で噴出量を異なる内容に設定することができる効果を奏する。

（成膜処理装置への応用）
高電圧側電極構成部１Ａ及び接地側電極構成部２Ａを組み合わせて構成される活性ガス生成用電極群３０１は活性ガス生成装置の筺体内に収納されている。

実施の形態１の活性ガス生成装置を用いて成膜処理装置を構成する場合、実施の形態１の活性ガス生成装置が図１５で示す活性ガス生成装置３１に該当する。

したがって、実施の形態１の活性ガス生成装置３１を有する成膜処理装置は、より短時間で中央領域Ｒ５０上の非活性空間を活性ガス（ラジカル含有ガス）が通過することが可能となるため、高密度の活性ガスを成膜処理チャンバ３３に供給できる。その結果、ウェハ３４上に成膜際の成膜温度の低温度化や、処理時間の短縮化を図ることができる。

さらに、接地側電極構成部２Ａの誘電体電極２１１に形成される複数のガス噴出孔２５にオリフィス機能を持たせ、別途、オリフィス形成部３２を設けることなく、活性ガス生成装置３１の直下に成膜処理チャンバ３３配置し、複数のガス噴出孔２５から噴出される活性ガスを直接受けるようにすることが望ましい。

すなわち、上記成膜処理装置は、実施の形態１の活性ガス生成装置３１と、活性ガス生成装置３１の接地側電極構成部２Ａの下方に配置され、内部のウェハ３４（処理対象基板）に活性ガスによる成膜処理を行う成膜処理チャンバ３３とを備えており、成膜処理チャンバ３３は複数のガス噴出孔２５から噴出される活性ガスを直接受けるように配置された構成を採用することが望ましい。

接地側電極構成部２Ａの誘電体電極２１１に形成される複数のガス噴出孔５５にオリフィス機能を持たせる場合を考える。この場合、例えば、「原料ガスのガス流量：４ｓｌｍ、オリフィス上流側（活性ガス生成装置３１内）圧力：３０ｋＰａ、オリフィス下流側（成膜処理チャンバ３３内）圧力：２６６Ｐａ、ガス噴出孔５５（オリフィス）の直径：φ１．３ｍｍ、ガス噴出孔５５の形成長（Ｚ方向の長さ，オリフィス長さ）：：１ｍｍ」とする環境設定が考えられる。

上記環境設定がなされた成膜処理装置は、活性ガスを直下に設けられた成膜処理チャンバ３３内のウェハ３４に直接当てることができるため、より高密度で高電界の活性ガスを、ウェハ３４の表面に当てることができ、より品質の高い成膜処理が実現でき、アスペクト比の高い成膜や三次元成膜が容易に行える効果がある。

また、上記成膜処理装置において、実施の形態１の活性ガス生成装置（活性ガス生成装置３１）における放電空間の圧力を１０ｋＰａ〜大気圧に設定し、成膜処理チャンバ３３内の圧力を放電空間の圧力以下に設定することが望ましい。

上記構成の成膜処理装置は、上記圧力設定により、活性ガスの密度の減衰量を抑制することができる効果を奏する。

＜実施の形態２＞
図９は実施の形態２の活性ガス生成装置における接地側電極構成部２Ｂ（第２の電極構成部）の誘電体電極２１２の構造を示す斜視図である。図９において適宜ＸＹＺ座標系を示している。なお、実施の形態２では、複数のガス噴出孔５５の直径は互いに同一に設定される基本構成を採用している。

誘電体電極２１２（第２の誘電体電極）は、クサビ形段差形状部５１（中央領域段差部）の４つの菱形単体部５１ｓの端部５１Ｈ及び５１Ｌ（図４参照）で連結しつつ、上方に突出して形成される４つのガス流路仕切壁５６Ｈ及び５６Ｌ（複数の分離用段差部）をさらに有していることを特徴としている。

４つのガス流路仕切壁５６Ｈ及び５６ＬはＹ方向に延びて誘電体電極２１２のＹ方向全長に亘って形成される。具体的には４つのガス流路仕切壁５６Ｈはクサビ形段差形状部５１の菱形単体部５１ｓの端部５１Ｈから＋Ｙ方向に誘電体電極２１２の上端部まで延びて形成され、４つのガス流路仕切壁５６Ｌはクサビ形段差形状部５１の菱形単体部５１ｓの端部５１Ｌから−Ｙ方向に誘電体電極２１２の下端部まで延びて形成される。そして、４つのガス流路仕切壁５６Ｈ及び５６Ｌそれぞれの形成高さにより、放電空間におけるギャップ長が規定される。

このように、４つのガス流路仕切壁５６Ｈ及び５６Ｌは５つの貫通孔毎に誘電体空間が分離されるように形成される。なお、なお、接地側電極構成部２Ｂにおける誘電体電極２１２以外に構成は、実施の形態１の高電圧側電極構成部１Ａ（誘電体電極１１１，金属電極１０１Ｈ及び１０１Ｌ）、金属電極２０１Ｈ及び２０１Ｌと同様に構成される。

このように、実施の形態２の活性ガス生成装置は、実施の形態１と比較して、ガス噴出孔５５毎に誘電体空間を分離し、ガス流路を仕切るためのガス流路仕切壁５６Ｈ及び５６Ｌを追加して設けたことを特徴としている。

その結果、実施の形態２の活性ガス生成装置は、複数のガス噴出孔５５の形状（直径）を互いに同一に設定し、さらに、誘電体電極２１２に複数のガス流路仕切壁５６Ｈ及び５６Ｌを設けることにより、複数のガス噴出孔５５単位に活性ガスのガス流量の均一化を図ることができる。

なお、複数のガス噴出孔５５間で径を変化させた変形構成を最小する場合は、ガス流路仕切壁５６Ｈ及び５６Ｌを有さない実施の形態１の活性ガス生成装置を用いることが望ましい。

＜実施の形態３＞
図１０は実施の形態３の活性ガス生成装置における活性ガス生成用電極群３０３の構成を示す斜視図である。同図(a) は高電圧側電極構成部１Ｃ（第１の電極構成部）の誘電体電極１１３及び接地側電極構成部２Ｃ（第２の電極構成部）の誘電体電極２１３それぞれの構造を示す斜視図、同図(b) は誘電体電極１１３と誘電体電極２１３との組み合わせ構造（活性ガス生成用電極群３０３）を示す斜視図である。また、図１１は活性ガス生成用電極群３０３の断面構造を示す断面図であり、同図(a) は図１１(b) のＤ−Ｄ断面、同図(b) は図１１(b) のＥ−Ｅ断面を示している。なお、図１０及び図１１それぞれにおいて適宜ＸＹＺ座標系を示している。

これらの図に示すように、誘電体電極１１３及び誘電体電極２１３はＸ方向を長手方向、Ｙ方向を短手方向とした長方形状の平板構造を呈している。以下、誘電体電極１１３において、後述する直線形段差形状部７２Ａ及び７２Ｂを境界として、中心部を主要領域７３、両端部を端部領域７４Ａ及び７４Ｂと呼ぶ場合がある。

誘電体電極１１３（第１の誘電体電極）は、主要領域７３内の中央領域Ｒ６３（実施の形態１の誘電体電極１１１における中央領域Ｒ６０と同形状）の全領域において、下方に突出して形成される中央領域段差部７１を備えている。

誘電体電極２１３（第２の誘電体電極）は、実施の形態１の誘電体電極２１１と同様、平面視して中央領域Ｒ５３（中央領域Ｒ６３に対応する領域；実施の形態の誘電体電極２１１における中央領域Ｒ５０と同形状）においてＸ方向（第１の方向）に沿って形成された、それぞれが前記活性ガスを外部に噴出するための複数のガス噴出孔５５を有している。

一方、図１０及び図１１では図示を省略している一対の第１の部分金属電極（第１の金属電極）は、実施の形態１の金属電極１０１Ｈ及び１０１Ｌと同様、平面視して誘電体電極１１３の中央領域Ｒ６３（中央領域段差部７１）を挟んで互いに対向して、誘電体電極１１３の上面上に形成されている。そして、一対の第１の部分金属電極はＸ方向（第１の方向）を長手方向（電極形成方向）とし、Ｘ方向に直交するＹ方向（第２の方向）を互いに対向する方向としている。

また、図１０及び図１１では図示を省略している一対の第２の部分金属電極（第２の金属電極）は、実施の形態１の金属電極２０１Ｈ及び２０１Ｌと同様、平面視して一対の第１の部分金属電極と重複する領域を有する態様で、誘電体電極１１３の紙面上に形成されている。

そして、図１０(b) に示すように、中央領域Ｒ６３と中央領域Ｒ５３とが平面視して合致する態様、すなわち、中央領域段差部７１を複数のガス噴出孔５５全てと平面視重複させる態様で、誘電体電極２１３上に誘電体電極１１３上を積層して組み立てることにより実施の形態３の活性ガス生成用電極群３０３を得ることができる。この際、中央領域段差部７１は中央領域Ｒ６３の全領域上に形成されており、中央領域段差部７１は複数のガス噴出孔５５全てと平面視重複させることは比較的容易に行えるため、誘電体電極２１３に形成される複数のガス噴出孔５５に対して厳密な位置決めは不要となる。

活性ガス生成用電極群３０３は、図１１(a) 及び(b) に示すように、誘電体電極１１３，誘電体電極２１３間である誘電体空間において、中央領域段差部７１の存在により、中央領域段差部７１下の空間（複数のガス噴出孔５５が存在する空間）は他の空間より狭くなるように形成されている。

実施の形態３の活性ガス生成装置は、外部から原料ガスをＹ方向沿って上記誘電体空間の中央領域Ｒ６３下に向けて供給することにより、原料ガスが放電空間を通過する際に得られる活性ガスを生成し、ガス噴出孔から外部に噴出することができる。

この際、誘電体電極１１３に設けた比較的シンプルな構造の中央領域段差部７１の存在により、誘電体空間内の中央領域Ｒ６３下において、複数のガス噴出孔５５に対応する活性ガスのガス流路を絞り込むことができるため、ガス流速を高めることができる結果、高密度の活性ガスを生成することができる。

さらに、中央領域段差部７１を誘電体電極１１３に形成し、複数のガス噴出孔５５を誘電体電極２１３に形成することにより、中央領域段差部７１及び複数のガス噴出孔５５を誘電体電極１１３と誘電体電極２１３との間で分けて形成することができる分、活性ガス生成用電極群３０３の強度向上を図ることができる。

すなわち、中央領域段差部７１を誘電体電極２１３ではなく、誘電体電極１１３に設けることにより、接地側電極構成部２Ｃにおける一対の第２の部分金属電極（実施の形態１の金属電極２０１Ｈ及び２０１Ｌに相当）を形成する際のメタライズ処理時の破損の可能性を抑えることが可能となる。接地側電極構成部２Ｃの誘電体電極２１３には微細なガス噴出孔５５が複数個形成されているため、メタライズ処理時の熱処等において応力集中が生じやすい。したがって、複数のガス噴出孔５５に加え中央領域段差部７１を同一の誘電体電極２１３に設けると複雑形状が加味されることで破損に至り易い懸念材料がある。実施の形態３は上記懸念材料を回避することができる結果、金属電極の形成時において、安価ではあるが熱処理が加わる印刷焼成法によるメタライズ処理の適用が可能となる。

さらに、誘電体電極１１３は主要領域７３と端部領域７４Ａ及び７４Ｂとの境界領域において、下方に突出して形成される直線形段差形状部７２Ａ及び７２Ｂ（一対の端部領域段差部）をさらに有している。直線形段差形状部７２Ａ及び７２Ｂは平面視して、誘電体電極１１３の短手方向の全長に亘ってＹ方向に延びて形成され、中央領域段差部７１の形成高さと共に直線形段差形状部７２Ａ及び７２Ｂの形成高さにより、放電空間におけるギャップ長を規定している。

これら直線形段差形状部７２Ａ及び７２Ｂの存在により、実施の形態１の直線形段差形状部５２Ａ及び５２Ｂと同様、誘電体電極１１３のＸ方向両端部からの放電空間へのガスの流入を規制している。

直線形段差形状部７２Ａ及び７２Ｂが設けられることにより、高電圧側電極構成部１Ｃ及び接地側電極構成部２Ｃ間のガスの流入進路はＹ方向の２面からのみとなる。したがって、ガスの流れ自体が比較的安定化するため放電空間内の圧力分布が一定となり、均一な放電空間を形成することができる。

このように、誘電体電極１１３はさらに直線形段差形状部７２Ａ及び７２Ｂを有することにより、誘電体電極２１３に設けられる複数のガス噴出孔５５のうち、Ｘ方向における両端部からの距離が近いガス噴出孔５５においても、当該両端部からガスの流入等の影響で活性ガスの流入量が変化してしまう現象が生じないため、複数のガス噴出孔５５間でバラツキを生じさせることなく活性ガスを噴出することができる。その結果、圧力分布が一定でかつ複数のガス噴出孔５５それぞれの流量が同一となるため、放電空間を通過した活性ガスにおいて活性ガスの発生ラジカル密度が比較的同一となる効果を奏する。

＜その他＞
上述した実施の形態では、Ｘ方向を第１の方向、Ｘ方向に直角に交差するＹ方向を第２の方向として説明したが、上記第１及び第２の方向は厳密に直角に交差する必要はない。ただし、第１及び第２の方向は直角に交差する関係にある方が効果の点から望ましい。

この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１Ａ，１Ｃ 高電圧側電極構成部
２Ａ〜２Ｃ 接地側電極構成部
５ 高周波電源
３１ 活性ガス生成装置
３３ 成膜処理チャンバ
３４ ウェハ
５１ クサビ形段差形状部
５２Ａ，５２Ｂ，７２Ａ，７２Ｂ 直線形段差形状部５
５５ ガス噴出孔
５６Ｈ，５６Ｌ ガス流路仕切壁
７１ 中央領域段差部
１１１，１１３ 誘電体電極
１０１Ｈ，１０１Ｌ，２０１Ｈ，２０１Ｌ 金属電極
２１１〜２１３ 誘電体電極
３０１，３０３ 活性ガス生成用電極群

Claims (15)

1. 第１の電極構成部（１Ａ）と
   前記第１の電極構成部の下方に設けられる第２の電極構成部（２Ａ，２Ｂ）と、
   前記第１及び第２の電極構成部に交流電圧を印加する交流電源部（５）とを有し
   前記交流電源部による前記交流電圧の印加により、前記第１及び第２の電極構成部間に放電空間が形成され、前記放電空間に供給された原料ガスを活性化して得られる活性ガスを生成する活性ガス生成装置であって、
   前記第１の電極構成部は、第１の誘電体電極（１１１，１１２）と前記第１の誘電体電極の上面上に選択的に形成される第１の金属電極（１０１Ｈ，１０１Ｌ）とを有し、前記第２の電極構成部は、第２の誘電体電極（２１１，２１２）と前記第２の誘電体電極の下面上に選択的に形成される第２の金属電極（２０１Ｈ，２０１Ｌ）とを有し、前記交流電圧の印加により前記第１及び第２の誘電体電極が対向する誘電体空間内において、前記第１及び第２の金属電極が平面視重複する領域が前記放電空間として規定され、
   前記第２の金属電極は、平面視して前記第２の誘電体電極の中央領域（Ｒ５０）を挟んで互いに対向して形成される一対の第２の部分金属電極（２０１Ｈ，２０１Ｌ）を有し、前記一対の第２の部分金属電極は第１の方向を電極形成方向とし、前記第１の方向に交差する第２の方向を互いに対向する方向としており、
   前記第１の金属電極は、平面視して前記一対の第２の部分金属電極と重複する領域を有する一対の第１の部分金属電極（１１０Ｈ，１１０Ｌ）を有し、
   前記第２の誘電体電極は、
   前記中央領域に形成され、前記活性ガスを外部に噴出するためのガス噴出孔（５５）と、
   前記中央領域において上方に突出して形成される中央領域段差部（５１）とを備え、前記中央領域段差部は、平面視して前記ガス噴出孔に重複することなく、平面視して前記ガス噴出孔に近づくに従い前記第２の方向の形成幅が短くなるように形成されることを特徴とする、
   活性ガス生成装置。
2. 請求項１記載の活性ガス生成装置であって、
   前記ガス噴出孔は、前記中央領域において前記第１の方向に沿って形成される複数のガス噴出孔を含み、
   前記中央領域段差部は、平面視して前記複数のガス噴出孔それぞれに近づくに従い前記第２の方向の形成幅が短くなるように形成される、
   活性ガス生成装置。
3. 請求項２記載の活性ガス生成装置であって、
   前記中央領域段差部の形成高さにより、前記放電空間におけるギャップ長が規定される、
   活性ガス生成装置。
4. 請求項３記載の活性ガス生成装置であって、
   前記第２の誘電体電極は、
   前記第１の方向の両端側に、上方に突出して形成される一対の端部領域段差部（５２Ａ，５２Ｂ）をさらに有し、前記一対の端部領域段差部は平面視して前記第２の方向に延びて前記第２の誘電体電極の前記第２の方向の全長に亘って形成され、前記中央領域段差部の形成高さと共に前記一対の端部領域段差部の形成高さにより、前記放電空間におけるギャップ長が規定される、
   活性ガス生成装置。
5. 請求項２から請求項４のうち、いずれか１項に記載の活性ガス生成装置であって、
   前記放電空間から前記複数のガス噴出孔に至る前記第２の方向における距離である非放電距離を１０ｍｍ以上に設定したことを特徴とする、
   活性ガス生成装置。
6. 請求項５記載の活性ガス生成装置であって、
   前記放電空間と前記中央領域段差部との間において、平面視した両者の最短距離が所定基準距離以上になるように、前記第１及び第２の金属電極の平面形状が設けられる、
   活性ガス生成装置。
7. 請求項２から請求項４のうち、いずれか１項に記載の活性ガス生成装置であって、
   前記第１の金属電極と、前記第２の金属電極の平面形状の一部が異なるよう形成される、
   活性ガス生成装置。
8. 請求項１から請求項７のうち、いずれか１項に記載の活性ガス生成装置であって、
   前記第１及び第２の電極構成部のうち、活性ガスと接触する領域であるガス接触領域を石英、アルミナ、窒化珪素あるいは窒化アルミを構成材料として形成したことを特徴とする、
   活性ガス生成装置。
9. 請求項１から請求項８のうち、いずれか１項に記載の活性ガス生成装置であって、
   前記原料ガスは窒素、酸素、弗素、及び水素のうち少なくとも一つを含むガスである、
   活性ガス生成装置。
10. 請求項２から請求項７のうち、いずれか１項に記載の活性ガス生成装置であって、
    前記複数のガス噴出孔の形状が前記複数のガス噴出孔間で互いに異なるように設定されることを特徴とする、
    活性ガス生成装置。
11. 請求項２から請求項７のうち、いずれか１項に記載の活性ガス生成装置であって、
    前記複数のガス噴出孔の形状は互いに同一に設定され、
    前記第２の誘電体電極は、
    前記中央領域段差部に連結しつつ、上方に突出して形成される複数の分離用段差部（５６Ｈ，５６Ｌ）をさらに有し、前記複数の分離用段差部は前記第２の方向に延びて形成され、前記複数の分離用段差部の形成高さにより、前記放電空間におけるギャップ長が規定され、
    前記複数の分離用段差部は、前記複数の噴出孔毎に前記誘電体空間が分離されるように形成されることを特徴とする、
    活性ガス生成装置。
12. 第１の電極構成部（１Ｃ）と
    前記第１の電極構成部の下方に設けられる第２の電極構成部（２Ｃ）と、
    前記第１及び第２の電極構成部に交流電圧を印加する交流電源部（５）とを有し
    前記交流電源部による前記交流電圧の印加により、前記第１及び第２の電極構成部間に放電空間が形成され、前記放電空間に供給された原料ガスを活性化して得られる活性ガスを生成する活性ガス生成装置であって、
    前記第１の電極構成部は、第１の誘電体電極（１１３）と前記第１の誘電体電極の上面上に選択的に形成された第１の金属電極とを有し、前記第２の電極構成部は、第２の誘電体電極（２１３）と前記第２の誘電体電極の下面上に選択的に形成された第２の金属電極とを有し、前記交流電圧の印加により前記第１及び第２の誘電体電極が対向する誘電体空間内において、前記第１及び第２の金属電極が平面視重複する領域が前記放電空間として規定され、
    前記第１の金属電極は、平面視して前記第１の誘電体電極の中央領域（Ｒ６３）を挟んで互いに対向して形成される一対の第１の部分金属電極を有し、前記一対の第１の部分金属電極は第１の方向を電極形成方向とし、前記第１の方向に交差する第２の方向を互いに対向する方向としており、
    前記第２の金属電極は、平面視して前記一対の第１の部分金属電極と重複する領域を有する一対の第２の部分金属電極を有し、
    前記第２の誘電体電極は、
    平面視して前記中央領域に対応する領域（Ｒ５３）において前記第１の方向に沿って形成され、それぞれが前記活性ガスを外部に噴出するための複数のガス噴出孔（５５）を有し、
    前記第１の誘電体電極は、
    前記中央領域において下方に突出して形成される中央領域段差部（７１）とを備え、前記中央領域段差部は前記複数のガス噴出孔の全てと平面視重複し、前記誘電体空間において、前記中央領域段差部下の空間は他の空間より狭くなるように形成されることを特徴とする、
    活性ガス生成装置。
13. 請求項１２記載の活性ガス生成装置であって、
    前記第１の誘電体電極は、
    前記第１の方向の両端側に、下方に突出して形成される一対の端部領域段差部（７ ２Ａ，７２Ｂ）をさらに有し、前記一対の端部領域段差部は前記第２の方向に延び前記第１の誘電体電極の前記第２の方向の全長に亘って形成され、前記一対の端部領域段差部の形成高さにより、前記放電空間におけるギャップ長が規定される、
    活性ガス生成装置。
14. 請求項１から請求項１３のうちいずれか１項に記載の活性ガス生成装置（３１）と、
    前記第２の電極構成部の下方に配置され、内部の処理対象基板（３４）に活性ガスによる成膜処理を行う成膜処理チャンバ（３３）とを備え、
    前記成膜処理チャンバは、前記活性ガス生成装置の前記ガス噴出孔から噴出される前記活性ガスを直接受けるように配置されることを特徴とする、
    成膜処理装置。
15. 請求項１４記載の成膜処理装置であって、
    前記活性ガス生成装置における前記放電空間の圧力を１０ｋＰａ〜大気圧に設定し、前記成膜処理チャンバ内の圧力を前記放電空間の圧力以下に設定することを特徴とする、
    成膜処理装置。

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