(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源が接続される第１の電極と前記第１の電極に対向配置され接地される第２の電極との電極間間隙に１００Ｐａ以上大気圧以下のガス圧の下で生成されるプラズマを処理対象物に照射するプラズマ生成装置であって、
前記第２電極の配置位置に対向する側に開口端を有する反応容器と、
前記反応容器の前記開口端側に設けられ、前記第１の電極を含む電極セットを支持する導電性保持部材と、
前記導電性保持部材に設けられる開口部に挿入される挿入部と、前記挿入部を前記開口部周囲の前記導電性保持部材で支持するフランジ部と、を有し、前記導電性保持部材に対して着脱可能な前記電極セットと、
を備え、
前記電極セットは、
前記挿入部を構成する前記第１の電極と、
前記第１の電極の前記第２の電極と対向しない面に設けられるとともに、前記フランジ部を構成する固体誘電体と、
前記固体誘電体の表面のうち前記導電性保持部材に接触する所定範囲の面と、前記開口部を構成する前記導電性保持部材で囲まれ、前記導電性保持部材と接触しない所定範囲の面とに連続して設けられ接地された導電膜と、
を有することを特徴とするプラズマ生成装置。
【請求項２】
前記導電膜の膜厚は、０．１μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ生成装置。
【請求項３】
前記第１の電極は、少なくとも前記第２の電極と対向しない面に設けられた前記固体誘電体が前記導電性保持部材に着脱可能に支持されていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ生成装置。
【請求項４】
前記処理対象物は、前記電極間間隙内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ生成装置。
【請求項５】
前記処理対象物は、前記電極間間隙の外に配置され、前記プラズマが前記電極間間隙内に発生させたガス流によって照射されることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ生成装置。
【請求項６】
前記第１の電極と前記第２の電極とは、互いに前記電極間間隙を維持する絶縁物を介して一体化され、
前記導電性保持部材は、前記処理対象物に対して相対的に移動できるようになっている  ことを特徴とする請求項５に記載のプラズマ生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応ガスをプラズマ状態にするプラズマ生成装置に関し、特に低温プラズマを発生するプラズマ生成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスや撮像デバイス、画像入力用ラインセンサなどの製造工程では、薄膜形成やエッチング、スパッタリング、表面改質などの処理を行うプラズマプロセスが必要不可欠の技術になっている。このプラズマプロセスでは、ガス温度が低温で電子温度のみが高温となる低温プラズマが広く用いられている。【０００３】
その低温プラズマを発生する従来のプラズマ生成装置は、接地された真空容器内に、パルス電力や高周波電力を印加する電力印加電極を真空容器と絶縁して配置し、対面するもう一つの電極を真空容器と電気的に接続して配置し、それらの電極の配置空間を、数Ｐａ〜１００Ｐａのガス圧に調整された反応ガスで満たすようになっている。このプラズマ生成装置では、電極間の反応ガスが電極間に発生させたパルス状電界や高周波電界による放電によって電離し、電極間に、負電荷を有する電子と、正電荷を有するイオンと、電気的に中性なラジカルとが激しい運動をしながら混在するプラズマ状態（低温プラズマ）が生成される。【０００４】
ところで、このような構成のプラズマ生成装置では、真空容器と電力印加電極との間でも電界が発生するので、そこでもプラズマ放電が発生する場合がある。この真空容器と電力印加電極との間で生ずる放電は不要放電であり、プラズマ発生効率を高める上で阻害要因となっている。そのため、従来から、真空容器と電力印加電極との間で生ずる不要放電を抑制する構造例が種々提案されている（例えば、特許文献１，２等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３２８００５２号公報（図１）
【特許文献２】特許第３２５３１２２号公報（図１、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、上記した従来の不要放電抑制構造例は、真空容器内のガス圧を数Ｐａ〜１００Ｐａの範囲内に調整している場合に対するものであるが、本発明は、真空容器内のガス圧を、従来用いられている圧力範囲（数Ｐａ〜１００Ｐａ）よりも高い圧力範囲、具体的には、１００Ｐａ以上大気圧以下の圧力範囲でも不要放電が起こらないプラズマ生成装置を得ることを企図している。【０００７】
この場合、パッシェン則によれば、プラズマの放電開始電圧は、ガス圧力と電極間ギャップとの積の関数で表されるので、ガス圧力が高くなると放電しやすい電極間ギャップは小さくなる。ガス圧力が１００Ｐａ以上大気圧以下の範囲内においては、最も放電の起こりやすい間隙は０．１ｍｍ〜１ｍｍの範囲である。【０００８】
そうすると、従来提案されている上記の不要放電抑制構造例では、パッシェン則から得られる最も放電の起こりやすい間隙を形成する個所が存在する、ないしは、出来てしまうので、１００Ｐａ以上大気圧以下の高いガス圧の条件下でプラズマを生成する放電を発生させると、上記した不要放電も発生するという問題がある。【０００９】
具体的には、特許文献１の図１で示されている不要放電抑制構造例では、該図１に示されている識別符号を用いて説明すると、電力印加電極（２）の絶縁確保のためには、アースシールド（５）と電力印加電極（２）とに隙間を確保する必要があることから、該隙間で不要放電が発生する。【００１０】
また、特許文献２の図２で示されている不要放電抑制構造例では、該図２に示されている識別符号を用いて説明すると、電力印加電極（３）の周囲に絶縁物（１１）を配置しているので、電力印加電極（３）とアースシールド（４）との短絡は防止できるが、絶縁体（１１）が帯電してしまうために、アースシールド（４）と絶縁物（１１）との間隙で放電が発生する。【００１１】
さらに、特許文献２の図１で示されている不要放電抑制構造例では、該図１に示されている識別符号を用いて説明すると、真空容器（１）と電力印加電極（３）とは絶縁物（１１）によって絶縁が保たれているが、電力印加電極（３）を真空容器（１）に対し着脱可能にした機械組み立ての構造では、組み立ての寸法公差上、絶縁物（１１）と真空容器（１）もしくは絶縁物（１１）と電力印加電極（３）とに隙間が生じるのは避けられず、該隙間で不要な放電が発生する。【００１２】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、１００Ｐａ以上大気圧以下のガス圧でプラズマを生成しても不要箇所での放電を防止でき、プラズマ発生効率の向上が図れるプラズマ生成装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した目的を達成するために、本発明は、電源が接続される第１の電極と前記第１の電極に対向配置され接地される第２の電極との電極間間隙に１００Ｐａ以上大気圧以下のガス圧の下で生成されるプラズマを処理対象物に照射するプラズマ生成装置であって、前記第２電極の配置位置に対向する側に開口端を有する反応容器と、前記反応容器の前記開口端側に設けられ、前記第１の電極を含む電極セットを支持する導電性保持部材と、前記導電性保持部材に設けられる開口部に挿入される挿入部と、前記挿入部を前記開口部周囲の前記導電性保持部材で支持するフランジ部と、を有する前記電極セットと、を備え、前記電極セットは、前記挿入部を構成する前記第１の電極と、前記第１の電極の前記第２の電極と対向しない面に設けられるとともに、前記フランジ部を構成する固体誘電体と、前記固体誘電体の表面のうち前記導電性保持部材に接触する所定範囲の面と、前記開口部を構成する前記導電性保持部材で囲まれ、前記導電性保持部材と接触しない所定範囲の面とに連続して設けられ接地された導電膜と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、第１の電極を接地された導電性保持部材に支持させると、導電性保持部材と接触する側の導電膜は導電性保持部材を通して接地されるので、導電性保持部材と接触しない側の導電膜と導電性保持部材との間隙では放電は生じない。したがって、１００Ｐａ以上大気圧以下の高いガス圧でプラズマを生成しても不要箇所での放電を防止できるので、プラズマ発生効率の向上が図れるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１によるプラズマ生成装置の構成を示す断面模式図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態２によるプラズマ生成装置の構成を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明にかかるプラズマ生成装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１７】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１によるプラズマ生成装置の構成を示す断面模式図である。図１において、真空容器となる反応容器１は、導電性部材を有底円筒状に形成したものであり、電気的に接地されている。反応容器１の底部には、電気的に接地された平板状の接地電極ステージ２が配置され、また、ガス導入口３およびガス排出口４がそれぞれ設けられている。接地電極ステージ２の上面には固体誘電体５を介して処理対象である基板６が配置されている。接地電極ステージ２は、ヒータ７を内蔵し、固体誘電体５を介して基板６を加熱できるようになっている。なお、図１では、接地電極ステージ２は、反応容器１の底部のほぼ中央に（図示例では、円筒中心の位置に）固定された所定高さの支柱８の端部に、底部面と並行して支持されている。この接地電極ステージ２は、請求項１における第２の電極を構成している。
【００１８】
そして、反応容器１の開口端面には、電極セット９を支持する平板状の保持板１０が固定されている。電極セット９の外観は、所定長さの円柱状をした挿入部と、該挿入部の引出端側に挿入部の径方向に飛び出して設けたフランジ部とで構成される形状をしている。保持板１０は、導電性部材からなり、電気的に接地されている。保持板１０には、電極セット９の挿入部外径よりも少し大きめの円形穴１１が設けられている。この円形穴１１の中心は、図示例では、円筒中心と一致している。なお、保持板１０は、反応容器１の開口端を塞ぐカバーとして用いられるものである。
【００１９】
電極セット９は、電力印加電極１２と、電極板１３と、固体誘電体１４とで構成されている。電力印加電極１２は、上記した挿入部とフランジ部とを有する円柱状の構造体である。電極板１３は、この電力印加電極１２の挿入部端面に貼着されている。固体誘電体１４は、この電極板１３の配置領域を除く挿入部外周囲とフランジ部の挿入側面とに連続して貼着されている。電力印加電極１２は、内部に、空洞１５が設けられ、そこに水などの冷媒が充填され、電極板１３を冷却できるようになっている。ここで、電力印加電極１２および電極板１３は、請求項１における第１の電極を構成している。
【００２０】
電極セット９の長さは、その挿入端部を保持板１０の円形穴１１に嵌入し、引出端側に設けたフランジ部が円形穴１１周辺の保持板１０に突き当たることで、挿入部端面の電極板１３が基板６と適宜な間隔を維持して対面する状態で保持板１０に支持される長さになっている。
【００２１】
電極セット９は、その引出端側に設けたフランジ部が保持板１０に図示しないネジで気密性よく固定される。これによって、反応容器１は内部のいわゆる空気を引き抜いて減圧できる真空容器となる。なお、図示例では、フランジ部は、電力印加電極１２と固体誘電体１４との双方に設けてあるが、原理的には、電力印加電極１２に設ける必要はない。但し、図示の構成では、電力印加電極１２を固体誘電体１４と一体的に保持板１０にネジ固定することで、固体誘電体１４の破損可能性を小さくすることができる。つまり、電力印加電極１２にもフランジ部を設けるのが望ましい。
【００２２】
そして、電極セット９は、保持板１０に支持される近傍の固体誘電体１４の所定範囲表面に、導電膜１６が後述する方法で形成されている。電極セット９を保持板１０の円形穴１１に嵌入し、フランジ部を保持板１０に支持させると、フランジ部に形成された導電膜１６は、保持板１０に圧着され、保持板１０を通して接地に電気的に接続された状態になる。保持板１０の円形穴１１の内周径は、挿入部に形成された導電膜１６との間に隙間１７ができる程度に余裕を有して形成されているので、電極セット９は、導電膜１６と保持板１０の円形穴１１とを干渉させることなく、反応容器１にセットできる。このように、電極セット９と反応容器１との着脱は、ネジの締結・解除のみで容易に行える構成となっている。
【００２３】
電極セット９の電力印加電極１２には、マッチングボックス（インピーダンス整合器）１８を介して電源１９が接続されている。電源１９は、例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電源、それよりも高い数百ＭＨｚ程度の高周波電源、或いは、数ｋＨｚのパルス電源などである。
【００２４】
以上の構成において、反応容器１内のいわゆる空気をガス排気口４から排出して所定の真空度とした状態において反応容器１内の反応ガスの圧力が１００Ｐａ以上大気圧以下の範囲内の一定値になるように、ガス導入口３から導入する反応ガスの供給量とガス排気口４から排出する反応ガスの排気量とを調整し、空洞１５に冷媒を入れて電極板１３を或る温度に冷却し、ヒータ７に発熱させて基板６を或る温度に加熱した状態にする。この状態で、電源１９からマッチングボックス１８を通して電力印加電極１２に所定の高周波電力或いはパルス電力を印加すると、電力印加電極１２の一部である電極板１３と接地電極ステージ２との間で放電が開始され、プラズマ２０が生成される。このプラズマ２０に基板６が曝されることで、基板６に所定のプラズマ処理が行われる。
【００２５】
例えば、反応ガスとして水素ガスを用い、電極板１３としてシリコン板を用い、電極板１３をおよそ１５℃の冷媒で冷却し、基板６を３００℃程度に加熱し、反応容器１内のガス圧力をおよそ約０．９気圧に調整してプラズマ２０を生成させると、基板６上にシリコン膜が形成される。以上は基板６上に機能性薄膜を形成する例であるが、同様の方法で、基板６の表面改質処理も行える。
【００２６】
この場合、電極板１３と接地電極ステージ２との間に生成されたプラズマ２０に基板６が曝されている状態でも、間隙１７の領域においてプラズマ放電は発生しなかった。これは、間隙１７の領域での固体誘電体１４と接地電位にある導電膜１６との間の電界強度が放電に必要な電界強度に達しないためと考えられる。しかし、導電膜１６と電力印加電極１２との間に介在する固体誘電体１４には、大きな電界が印加される。したがって、固体誘電体１４には、その大きな電界強度に耐えられる厚みと材質のものを選択する必要がある。例えば、固体誘電体１４としてアルミナを用いた場合、耐電圧性および機械強度の観点から、固体誘電体１４の厚みは３ｍｍ以上であるのが望ましい。
【００２７】
次に、導電膜１６を形成すべき領域の定め方について説明する。ここでは、保持板１０の円形穴１１の所定幅内周面と固体誘電体１４とが対向する間隙１７の領域以外の領域、つまり保持版１０の円形穴１１の下端から電極セット９の挿入部先端に向かう幅Ｌの帯状領域にも導電膜を形成する必要があるか否かを検討した。
【００２８】
反応容器１内のガス圧が大気圧であれば、幅Ｌの寸法は０ｍｍでよい。すなわち、導電膜１６は間隙１７の領域のみに形成するだけで十分であった。一方、反応容器１内のガス圧を大気圧よりも小さくし、１００Ｐａのガス圧とした場合においては、幅Ｌの寸法を５ｍｍ以上に設定することで、固体誘電体１４と反応容器１との間の放電を防止できた。よって、導電膜１６の間隙１７からはみ出す幅Ｌの寸法は、大気圧では０ｍｍでもよいが、１００Ｐａから大気圧までの広いガス圧力の範囲内で反応容器１と固体誘電体１４との間のプラズマ発生を防止するためには、５ｍｍ以上である方が望ましいと確認した。なお、導電膜１６の間隙１７からはみ出す幅Ｌの寸法については、固体誘電体１４と接地された反応容器１との間隔距離で設定されるので、保持構造が変化した場合では、接地された保持板１０と固体誘電体１４との間隔が５ｍｍ以下となる固体誘電体１４の表面に導電膜１６を形成すればよい。
【００２９】
次に、導電膜１６の形成方法について説明する。まず、固体誘電体１４のうち導電膜１６を形成しない領域にフィルムを貼ってマスキングする。そのマスキングした固体誘電体１４をニッケルめっき液に浸漬し、無電解めっきにより数ミクロン程度の厚みのニッケル膜を形成する。そして、そのニッケル膜表面の酸化防止用として、そのニッケル膜表面に金めっき被覆を行い、マスキングに使ったフィルムを剥がす。これによって、所望の箇所にのみ導電膜１６であるニッケル／金膜が形成された固体誘電体１４が得られる。なお、導電膜１６の材質は、以上に示したニッケル／金膜に限られず、膜状で被覆形成でき、かつ表面が酸化しない材質であればよい。別の部材として、例えば、誘電体表面にマンガンとモリブデンとを含むペーストを塗布し、該ペースト膜上にニッケル膜をメッキにより形成する。このニッケル膜にコバルト合金を溶接し、該コバルト合金を導電性保持部材である保持板１０に溶接してもよい。
【００３０】
ここで、導電膜１６の膜厚は、０．１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。何故なら、０．１μｍ以下の膜厚では、電極セット９を保持板１０の円形穴１１に嵌め込む際に、その薄肉の導電膜１６と円形穴１１の内周とが少しでも触れると導電膜１６に傷が入り、固体誘電体１４の表面が間隙１７側に露出してしまい、不要放電の防止ができなくなるためである。また、１００μｍ以上の膜厚では、導電膜１６の内部応力による膜歪みが大きくなり、導電膜１６が固体誘電体１４から剥離してしまい、導電膜１６と固体誘電体１４との間に隙間が生じ、その隙間でプラズマ放電が発生してしまうからである。
【００３１】
以上のように、本実施の形態１によれば、電力を印加する電極（第１の電極）を真空容器に着脱可能に取り付けるプラズマ生成装置において、プラズマの生成に用いる反応ガスのガス圧を１００Ｐａ以上大気圧以下のガス圧としても、電力を印加する電極（第１の電極）と真空容器の一部である保持板（導電性保持部材）との間での不要放電を防止して、電力を印加する電極（第１の電極）と接地電極（第２の電極）との電極間間隙でのみプラズマの生成が行われる構造としたので、プラズマ発生効率の向上が図れる。
【００３２】
そして、不要放電防止のための導電膜の膜厚を適切な範囲（０．１μｍ〜１００μｍ）内に定めるので、長期に亘って安定して不要放電を抑止できる効果を持続できる。
【００３３】
実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２によるプラズマ生成装置の構成を示す断面模式図である。図２に示すマッチングボックス１８と電源１９は、図１に示したものと同じである。図２では、真空容器となる図１に示した反応容器の全体は示されていないが、マッチングボックス１８と電源１９以外の各要素は、反応容器内に収納されている。
【００３４】
図２において、電気的に接地された平板状の基板ステージ３０は、反応容器の底部３１に配置されている。基板ステージ３０の上面には固体誘電体３２を介して処理対象である基板３３が配置されている。基板ステージ３０は、ヒータ３４を内蔵し、固体誘電体３２を介して基板３３を加熱できるようになっている。なお、図２では、平板状の基板ステージ３０は反応容器の底部３１に固定された支柱３５の端部に、底部面に並行して支持されている。
【００３５】
そして、基板ステージ３０の上方には、平板状の保持板３６が反応容器の側壁に支持される形で配置されている。保持板３６は、導電性部材からなり電気的に接地されている。この保持板３６に、所定長さの円筒状をした第１の電極セット３７と、その円筒中心に同じ長さで配置される丸棒状の第２の電極セット３８とが一体的に固定されている。
【００３６】
具体的に説明する。第２の電極セット３８は、電気的に接地される丸棒状の接地電極３９とその接地電極３９の外周囲を被覆する固体誘電体４０とで構成されている。図示してないが、第２の電極セット３８と第１の電極セット３７は、絶縁物を介して連結され、一体的になっている。接地電極３９は、請求項２における第２の電極を構成している。
【００３７】
第１の電極セット３７の外観は、所定長さの円筒状をした挿入部と、該挿入部の引出端側に挿入部の径方向に飛び出して設けたフランジ部とで構成される形状をしている。保持板３６には、第１の電極セット３７の挿入部外径よりも少し大きめの円形穴４１が設けられている。第１の電極セット３７および第２の電極セット３８の長さは、第１の電極セット３７の挿入端部を保持板３６の円形穴４１に嵌入し、引出端側に設けたフランジ部が円形穴４１周辺の保持板３６に突き当たることで、挿入部端面が基板３３と適宜な間隔を維持して対面する状態で保持板３６に支持される長さになっている。
【００３８】
第１の電極セット３７は、電力印加電極４２と、電極板４３と、固体誘電体４４とで構成されている。電力印加電極４２は、上記した挿入部とフランジ部とを有する円筒状をした構造体である。電極板４３は、接地電極セット３８と対面する電力印加電極４２の内周面にその対面する幅領域に渡って貼着されている。固体誘電体４４は、電極板４３の配置領域を除く電力印加電極４２の外周囲の大部分に貼着されている。電力印加電極４２は、内部に、流路４５が設けられ、そこに水などの冷媒を流して電極板４３を冷却できるようになっている。電力印加電極４２および電極板４３は、請求項２における第１の電極を構成している。
【００３９】
第１の電極セット３７は、その引出端側に設けたフランジ部が保持板３６に図示しないネジで固定される。これによって、第１の電極セット３７と第２の電極セット３８とが一体的に保持板３６に固定される。なお、第１の電極セット３７では、フランジ部が電力印加電極４２と固体誘電体４４との双方に設けてあるが、図１にて説明したように、固体誘電体４４の破損可能性を小さくするため、電力印加電極４２にもフランジ部を設けるのが望ましい。
【００４０】
そして、第１の電極セット３７は、保持板３６に支持される近傍の固体誘電体４４の所定範囲表面に、導電膜４６が実施の形態１（図１）にて説明した方法で形成されている。第１の電極セット３７を保持板３８の円形穴４１に嵌入し、フランジ部を保持板３６に支持させると、フランジ部に形成される導電膜４６は、保持板３６に圧着され、保持板３６を通して接地に電気的に接続された状態になる。保持板３６の円形穴４１の内周径は、挿入部に形成された導電膜４６との間に間隙４７ができる程度に余裕を有して形成されているので、導電膜４６と保持板３６の円形穴４１とが干渉することなく、第１の電極セット３７および第２の電極セット３８を保持板３６に固定できる。導電膜４６の膜厚は、実施の形態１（図１）にて説明したように、０．１μｍ〜１００μｍの範囲内で定められている。
【００４１】
第１の電極セット３７の電力印加電極４２には、マッチングボックス（インピーダンス整合器）１８を介して電源１９が接続されている。電源１９は、実施の形態１（図１）にて説明したように例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電源、それよりも高い数百ＭＨｚ程度の高周波電源、或いは、数ｋＨｚのパルス電源などである。
【００４２】
ここで、本実施の形態２によるプラズマ生成装置は、圧力容器内のガス圧を１００Ｐａ以上大気圧以下の範囲内の一定値に調整する機構の他に、矢印４８で示すように、反応ガスを第１の電極セット３７と第２の電極セット３８との電極間間隙４９に上端から流入して基板３３側の下端に向かうガス流を形成する機構を備えている。
【００４３】
以上の構成において、電極間間隙４９に矢印４８で示す方向のガス流を発生させた状態で、電力印加電極４２に所定の高周波電力或いはパルス電力を印加すると、電極板４３と接地電極３９との間で開始される放電によって電極間間隙４９にプラズマ５０が生成される。このプラズマ５０中の放電により生成される活性種がガス流に乗じて基板３３に照射され、基板３３に所定のプラズマ処理が行われる。
【００４４】
例えば、電極板４３としてシリコン板を用い、矢印４８で示す方向に流す反応ガスとして水素ガスとヘリウムガスとの混合ガスを用いた場合、プラズマ５０で発生した水素ラジカルにより電極板４３であるシリコン板のシリコンが分解され、その分解物がヒータ３４により加熱された基板３３に到達し、基板３３にシリコン膜が形成される。以上は基板３３上に機能性薄膜を形成する例であるが、同様の方法で、基板３３の表面改質処理も行える。
【００４５】
この場合、電極間間隙４９にプラズマ５０を生成させた時でも保持板３６と導電膜４６との間隙４７ではプラズマ放電は発生せず、不要な放電を抑制できる効果を確認できた。導電膜４６と電力印加電極４２との間に介在する固体誘電体４４には、図１に示した固体誘電体１４と同様に大きな電界が印加される。したがって同様に、固体誘電体４４には、電界強度に耐えられる厚みと材質のものを選択する必要がある。例えば、固体誘電体４４としてアルミナを用いた場合、耐電圧性および機械強度の観点から、厚みは３ｍｍ以上であるのが望ましい。
【００４６】
ところで、本実施の形態２によるプラズマ生成装置は、以上のように、基板３３はプラズマが生成される電極間間隙４９の外に配置され、電極間間隙４９に生成されたプラズマをガス流により基板３３に照射できる構成であるので、電極間間隙４９を形成する第１および第２の電極セット３７，３８からなるプラズマ発生部と基板３３との相対位置を可変すれば、基板３３上のプラズマ照射位置を変えることができる。
【００４７】
例えば、保持板３６をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３方向に運動するアクチュエーターと連結することで、基板３３を固定したまま、基板３３上のプラズマを照射する領域をスキャンできる構成が実現できる。この構成によれば、基板３３が大面積基板であっても、プラズマ発生部を動かすことで、大面積基板全体にプラズマ処理を行うことが可能となる。
【００４８】
このとき、保持板３６が絶縁体であると、絶縁体が電力印加電極４２により帯電してしまう場合があるので、アクチュエーターと接続する箇所に感電防止の措置が必要になる。絶縁体である保持板３６を接地することで感電防止の措置を簡略化できる。しかし、絶縁体である保持板３６を接地した場合には電力印加電極４２との間での放電を抑制する必要がある。この点、本実施の形態２では、上記したように、保持板３６は、導電性部材からなり接地してあるので、本実施の形態２による保持板３６をアクチュエーターに連結しても、絶縁を確保する必要がなく、スキャンタイプのプラズマ生成装置を簡素な構造で構成することができる。
【００４９】
以上のように、本実施の形態２によれば、処理対象物（例えば基板）をプラズマが生成される電極間間隙の外に配置し、電極間間隙に生成されたプラズマをガス流により処理対象物に照射するプラズマ生成装置において、実施の形態１と同様に、プラズマの生成に用いる反応ガスのガス圧を１００Ｐａ以上大気圧以下のガス圧としても、電力を印加する電極（第１の電極）と真空容器の一部である保持板（導電性保持部材）との間での不要放電を防止して、電力を印加する電極（第１の電極）と接地電極（第２の電極）との電極間間隙でのみプラズマの生成が行われる構造としたので、プラズマ発生効率の向上が図れる。
【００５０】
そして、実施の形態１と同様に、不要放電防止のための導電膜の膜厚を適切な範囲（０．１μｍ〜１００μｍ）内に定めることができるので、長期に亘って安定して不要放電を抑止できる効果を持続できる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上のように、本発明にかかるプラズマ生成装置は、１００Ｐａ以上大気圧以下のガス圧でプラズマを生成しても不要箇所での放電を防止し、プラズマ発生効率の向上が図れるプラズマ生成装置として有用である。
【符号の説明】
【００５２】
１  反応容器（真空容器）
２  接地電極ステージ
３  ガス導入口
４  ガス排出口
５，１４，３２，４０，４４  固体誘電体
６，３３  基板（処理対象物）
７，３４  ヒータ
８，３５  支柱
９  電極セット
１０，３６  保持板
１１，４１  円形穴
１２，４２  電力印加電極
１３，４３  電極板
１５  空洞
１６，４６  導電膜
１７，４７  間隙
１８  マッチングボックス（インピーダンス整合器）
１９  電源
２０  プラズマ
３０  基板ステージ
３１  反応容器の底部
３７  第１の電極セット
３８  第２の電極セット
３９  接地電極
４５  流路
４８  反応ガスの流入方向
４９  電極間間隙
５０  プラズマ
【図１】
0005456049.tif 000002
【図２】
0005456049.tif 000003