(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極セルと、
前記電極セルに交流電圧を印加する電源部と、
前記電極セルを囲繞する筐体と、
前記筐体外部から前記筐体内に原料ガスを供給する原料ガス供給部とを、
備えており、
前記電極セルは、
第一の電極と、
放電空間を形成するように、前記第一の電極と対面している第二の電極と、
前記放電空間に面する前記第一の電極の主面および前記放電空間に面する前記第二の電極の主面の少なくとも何れか一方に配置される誘電体と、
平面視において中央部に形成され、前記第一の電極と前記第二の電極とが対面する対面方向に貫通している貫通口とを、
有しており、
円筒形状であり、前記貫通口の内部に配設されており、当該円筒形状の側面部に噴出孔を有する、絶縁筒部と、
前記絶縁筒部の空洞部に配設される導電性部材とを、
さらに備えている、
ことを特徴とするプラズマ発生装置。
【請求項２】
前記絶縁筒部の内壁には、
導電性膜が形成されており、
前記導電性部材と前記導電性膜との間に電圧を印加する電圧印加器を、
さらに備えている、
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項３】
前記放電空間の圧力を一定に保つ圧力制御装置を、
さらに備えている、
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項４】
前記第二の電極内には、
冷媒が流れる流路が形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項５】
前記原料ガス供給部は、
前記原料ガスを希ガスと共に、供給する、
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項６】
前記電極セルは、
複数であり、
各電極セルは、
前記対面方向に積層している、
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項７】
前記絶縁筒部の端部側に配設されるシャワープレートを、
さらに備えている、
ことを特徴とする請求項６に記載のプラズマ発生装置。
【請求項８】
プラズマ発生装置と、
前記プラズマ装置に接続されるＣＶＤチャンバーとを、
備えており、
前記プラズマ発生装置は、
電極セルと、
前記電極セルに交流電圧を印加する電源部と、
前記電極セルを囲繞する筐体と、
前記筐体外部から前記筐体内に原料ガスを供給する原料ガス供給部とを、
備えており、
前記電極セルは、
第一の電極と、
放電空間を形成するように、前記第一の電極と対面している第二の電極と、
前記放電空間に面する前記第一の電極の主面および前記放電空間に面する前記第二の電極の主面の少なくとも何れか一方に配置される誘電体と、
平面視において中央部に形成され、前記第一の電極と前記第二の電極とが対面する対面方向に貫通している貫通口とを、
有しており、
円筒形状であり、前記貫通口の内部に配設されており、当該円筒形状の側面部に噴出孔を有する、絶縁筒部と、
前記絶縁筒部の空洞部に配設される導電性部材とを、
さらに備えており、
前記ＣＶＤチャンバーは、
前記絶縁筒部の端部側に接続されている、
ことを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項９】
前記絶縁筒部の内壁には、
導電性膜が形成されており、
前記プラズマ発生装置は、
前記導電性部材と前記導電性膜との間に電圧を印加する電圧印加器を、
さらに備えている、
ことを特徴とする請求項８に記載のＣＶＤ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、原料ガスから高エネルギーを有するプラズマ励起ガス（活性ガス、ラジカルガス）を高濃度で、多量に生成することができるプラズマ発生装置、および当該プラズマ発生装置内で、出力したプラズマ励起ガスをターゲット材に衝突させ、被堆積物質粒子のスパッタ反応をさせ、堆積処理物質粒子をＣＶＤ装置に効率良く導くようにしたＣＶＤ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造において、半導体チップ内で、回路配線相当になる低インピーダンスの高導電膜、回路の配線コイル機能や磁石機能を有する高磁性膜、回路のコンデンサ機能を有する高誘電体膜および電気的な漏洩電流の少ない高絶縁機能を有する酸化や窒化による高絶縁膜などの高機能膜の成膜方法には、熱ＣＶＤ（化学気相成長：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置、光ＣＶＤ装置またはプラズマＣＶＤ装置が用いられており、特に、プラズマＣＶＤ装置が多々使用されている。例えば、熱・光ＣＶＤ装置よりも、プラズマＣＶＤ装置の方が、成膜温度を低くでき、かつ、成膜速度が大きく短時間の成膜処理ができるなどの利点がある。
【０００３】
たとえば、窒化膜（ＳｉＯＮ、ＨｆＳｉＯＮなど）や酸化膜（ＳｉＯ2，ＨｆＯ2）などのゲート絶縁膜を半導体基板に成膜する場合には、プラズマＣＶＤ装置を用いた以下の技術が一般的に採用されている。
【０００４】
つまり、ＮＨ3（アンモニア）やＮ2、Ｏ2、Ｏ3（オゾン）などのガスとシリコンやハフニウム物質の金属前駆体ガスとが、ＣＶＤ処理装置などの成膜処理チャンバーに直接供給される。当該成膜処理チャンバーでは、熱や触媒等による化学反応が促進され、前駆体ガスを解離させ、解離させた前駆体からの金属粒子を添加したＮＨ3（アンモニア）やＮ2、Ｏ2、Ｏ3（オゾン）などのガスによって酸化や窒化物にして、被処理体である半導体ウェハー上に堆積させることで、高機能膜を成膜している。
【０００５】
そのため、ＣＶＤ処理装置では、成膜処理チャンバー内で直接的に、高周波プラズマやマイクロ波プラズマが発生させられ、ウェハー基板はラジカルガスや高エネルギーを有したプラズマイオンや電子に晒された状態で、当該ウェハー基板上には、窒化膜や酸化膜等の高機能膜が成膜される。
【０００６】
なお、プラズマＣＶＤ装置の構成が開示されている先行文献として、たとえば特許文献１が存在する。
【０００７】
しかしながら、プラズマＣＶＤ装置内の成膜処理では、上記のように、ウェハー基板がプラズマに直接晒される。したがって、当該ウェハー基板は、プラズマ（イオンや電子）による半導体機能の性能を低下させる等のダメージを大きく受ける、という問題が常に生じていた。
【０００８】
他方、熱・光ＣＶＤ装置を用いた成膜処理では、ウェハー基板はプラズマ（イオンや電子）によるダメージを受けず、高品質の窒化膜や酸化膜等の高機能膜が成膜される。しかしながら、当該成膜処理では、高濃度で、かつ多量の窒素ラジカルガス源や酸素ラジカル源を得ることが困難であり、結果として、成膜時間が非常に長く要するという問題がある。
【０００９】
最近の熱・光ＣＶＤ装置では、原料ガスとして、熱や光の照射によって解離しやすい、ＮＨ3ガスやＯ3ガスの高濃度のものを用い、ＣＶＤチャンバー内に加熱触媒体を設けている。これにより、当該熱・光ＣＶＤ装置では、触媒作用でチャンバー内のガスの解離が促進し、窒化膜や酸化膜等の高機能膜の成膜時間の短縮化も図れているが、大幅な成膜時間の改善は困難である。
【００１０】
そこで、プラズマによるウェハー基板に対するダメージを軽減でき、成膜時間の短縮化が可能な装置として、リモートプラズマ型成膜処理装置が存在する（たとえば、特許文献２参照）。
【００１１】
当該特許文献２に係る技術では、プラズマ生成領域と被処理材処理領域とが、隔壁（プラズマ閉込電極）により分離されている。具体的に、特許文献２に係る技術では、高周波印加電極とウェハー基板が設置された対向電極との間に、当該プラズマ閉込電極を設けることで、中性活性種だけをウェハー基板上に供給させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−２６６４８９号公報
【特許文献２】特開２００１−１３５６２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、半導体用のウェハー成膜に関する特許文献２に係る技術では、被処理材（ウェハー基板）に対するプラズマダメージの抑制は完全ではなく、また装置構成が複雑になる。
【００１４】
また、リモートプラズマ型成膜処理装置の場合には、プラズマ発生装置側で、窒化や酸化等の金属機能物質粒子ガスを生成させ、当該生成した金属機能物質粒子ガスをＣＶＤチャンバーに供給し、当該ＣＶＤチャンバーでは、加熱状態の被処理材に対する成膜を行う機能のみに特化させることが好ましい。つまり、ＣＶＤチャンバー内において、成膜以外に、金属機能物質粒子ガスの生成などを行うことは、好適な金属機能物質粒子を得る条件と好適な成膜条件の２種の条件をＣＶＤチャンバー内で実現することは難しく、好ましくない。
【００１５】
そこで、本発明は、金属機能物質粒子ガスを生成し、当該生成金属機能物質粒子ガスをＣＶＤチャンバー側に供給することが可能な、プラズマ発生装置を提供することを目的とする。さらには、本発明は、当該プラズマ発生装置を利用し、被処理材に対するプラズマダメージを防止することができる、ＣＶＤ装置を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的を達成するために、本発明に係るプラズマ発生装置は、電極セルと、前記電極セルに交流電圧を印加する電源部と、前記電極セルを囲繞する筐体と、前記筐体外部から前記筐体内に原料ガスを供給する原料ガス供給部とを、備えており、前記電極セルは、第一の電極と、放電空間を形成するように、前記第一の電極と対面している第二の電極と、前記放電空間に面する前記第一の電極の主面および前記放電空間に面する前記第二の電極の主面の少なくとも何れか一方に配置される誘電体と、平面視において中央部に形成され、前記第一の電極と前記第二の電極とが対面する対面方向に貫通している貫通口とを、有しており、円筒形状であり、前記貫通口の内部に配設されており、当該円筒形状の側面部に噴出孔を有する、絶縁筒部と、前記絶縁筒部の空洞部に配設される導電性部材とを、さらに備えている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るプラズマ発生装置は、電極セルと、前記電極セルに交流電圧を印加する電源部と、前記電極セルを囲繞する筐体と、前記筐体外部から前記筐体内に原料ガスを供給する原料ガス供給部とを、備えており、前記電極セルは、第一の電極と、放電空間を形成するように、前記第一の電極と対面している第二の電極と、前記放電空間に面する前記第一の電極の主面および前記放電空間に面する前記第二の電極の主面の少なくとも何れか一方に配置される誘電体と、平面視において中央部に形成され、前記第一の電極と前記第二の電極とが対面する対面方向に貫通している貫通口とを、有しており、円筒形状であり、前記貫通口の内部に配設されており、当該円筒形状の側面部に噴出孔を有する、絶縁筒部と、前記絶縁筒部の空洞部に配設される導電性部材とを、さらに備えている。
【００１８】
したがって、絶縁筒部の空洞部で、絶縁筒部の噴出孔から噴出されたプラズマ励起ガスを、導電性部材に当てる（粒子衝突をさせる）ことで、スパッタ化した粒子金属を生成しにし、かつプラズマ励起ガスと粒子金属とを接触させることができる。導電性部材にプラズマ励起ガスを衝突させ、両者が接触すると、スパッタ化した粒子金属と化学反応が起こり、当該化学反応により、窒化や酸化等の金属機能物質粒子ガスが生成される。つまり、本発明に係るプラズマ発生装置は、金属機能物質粒子ガスを生成し、当該生成した金属機能物質粒子ガスを、ＣＶＤチャンバー側に供給することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施の形態１に係るＣＶＤ装置３００の全体構成を示す断面図である。
【図２】電極セルの構成を示す拡大断面図である。
【図３】ガス出力フランジ１４ｃの構成を示す拡大斜視図である。
【図４】実施の形態２に係るプラズマ発生装置における、絶縁筒部２１内部等の構成を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
【００２１】
＜実施の形態１＞
本実施の形態では、本発明に係るプラズマ装置をＣＶＤ装置に適用した構成について説明する。
【００２２】
図１は、本実施の形態に係るＣＶＤ装置３００の構成を示す断面図である。また、図１の一点破線で囲まれた領域の拡大断面図を、図２に示す（図２には、電極セルの詳細な断面構成が開示されている）。ここで、図２では、図面簡略化のために、導電性部材４２の図示を省略している。
【００２３】
図１に示すように、ＣＶＤ装置３００は、プラズマ発生装置１００、ＣＶＤチャンバー２００および排気ガス分解処理装置２８を備えている。
【００２４】
まず、本発明に係るプラズマ発生装置１００の構成について説明する。
【００２５】
図１に示すように、プラズマ発生装置１００において、複数の電極セルは、図面の上下方向に積層されている。図２の拡大断面図には、２つの電極セルが示されている。図２を用いて、積層構造の電極セルの構成を説明する。
【００２６】
図１，２の上下方向から眺めた各電極セルの平面形状はドーナツ形状である。つまり、当該電極セルの平面視外形は略円盤状であり、当該電極セルの中心部には、当該上下方向（電極セルの積層方向）に貫通した貫通口ＰＨが穿設されている。
【００２７】
各電極セルは、低圧電極１、誘電体２ａ，２ｂ、高圧電極３、絶縁板４、および高圧冷却板５から構成されている。そして、図１，２の上下方向（高圧電極３と低圧電極１とが対面する方向）に、複数の電極セルが積層している。
【００２８】
ここで、各電極セルの平面視形状は、上記の通り、貫通口ＰＨを有する円形である。したがって、各部材１，２ａ，２ｂ，３，４，５は、平面視外形が円形である板状であり、各部材１，２ａ，２ｂ，３，４，５の中央部には、上記貫通口ＰＨが各々設けられている。
【００２９】
図２に示すように、低圧電極１および高圧電極３には、交流電源１７による交流電圧が印加される。ここで、低圧電極１は、後述する、連結ブロック９、高圧冷却板５および筺体１６と共に、固定電位（接地電位）となる。
【００３０】
低圧電極１の主面上には、誘電体２ａが配置されている。つまり、低圧電極１の主面上には、誘電体２ａの一方の主面が接している。なお、誘電体２ａの当該一方の主面には、導電体が塗布・印刷・蒸着等されている。また、誘電体２ａと放電空間６だけ隔てて、当該誘電体２ａと対面して、誘電体２ｂが配置されている。つまり、誘電体２ａの他方の主面は、放電空間６だけ隔てて、誘電体２ｂの一方の主面と対面している。ここで、誘電体２ａと誘電体２ｂとの間には、図示していない複数のスペーサが存在しており、当該スペーサにより、放電空間６の空隙が保持・固定されている。なお、放電空間６の図２の上下方向の寸法は、たとえば０．０５ｍｍ〜数ｍｍ程度である。
【００３１】
また、誘電体２ｂの他方の主面上には、高圧電極３が配置されている。つまり、誘電体２ｂの他方の主面上には、高圧電極４の一方の主面が接している。なお、誘電体２ｂの当該他方の主面には、導電体が塗布・印刷・蒸着等されている。また、高圧電極３の他方の主面上には、絶縁板４の一方の主面が接している。さらに、当該絶縁板４の他方の主面には、高圧冷却板５が接している。
【００３２】
本実施の形態では、絶縁板４や高圧冷却板５を設けた積層構成の１実施例を示している。しかしながら、絶縁板４や高圧冷却板５を省いた構成での積層構成も、当然採用することができる。
【００３３】
ここで、導電体が塗布等された誘電体２ａ、図示していないスペーサおよび導電体が塗布等された誘電体２ｂは、一体構成のものを採用できる。
【００３４】
なお、図２に示すように、各電極セルにおいて、低圧電極１と高圧電極３とは、各誘電体２ａ，２ｂと放電空間６を介して、対面している。つまり、放電空間６に面する低圧電極１の主面および放電空間６に面する高圧電極３の主面の各々に、各誘電体２ａ，２ｂが配置されている。放電空間６の両面を放電によって、耐スパッタ性かつ非導電性の高い物質として、誘電体物質は有効であるため、本実施の形態では、当該両誘電体２ａ，２ｂを設ける構成を採用している。ここで、図２の構成と異なり、誘電体２ａおよび誘電体２ｂの何れか一方のみは、省略することが可能である。
【００３５】
各構成１，２ａ，２ｂ，３，４，５を有する電極セルは、上記の通り、当該各構成の積層方向に、貫通口ＰＨが穿設されている。ここで、各電極セルが有する貫通口ＰＨが、電極セルの積層方向に連結され、一続きの貫通孔が形成されている。本願明細書では、当該一続きの貫通孔を、「貫通連孔」と称することとする。上記から分かるように、貫通連孔は、前記積層方向に延設している。
【００３６】
また、図２に示すように、本実施の形態では、上下に隣接する電極セルにおいて、１つの低圧電極１は共通の構成要素となっている（当該、一つの低圧電極１を共通の構成要素とする二つの電極セルを、電極セル対と称する）。これは、電極セルにおいて低圧電極１を共通に使用する構成を採用することで、部品数を削減することができる。当該部品数の削減を目的としない場合には、低圧電極１を共通に使用しない構成を採用してもかまわない。
【００３７】
図２の構成では、１つの電極セル対の構造が開示されており、当該電極セル対が、図２の上下方向に、複数積層されている。なお、各低圧電極１と各高圧冷却板５との間には、各連結ブロック９が介在している。つまり、各電極セルの側方には、各連結ブロック９が存在している。当該連結ブロック９の存在により、各電極セルにおいて、低圧電極１から高圧冷却板５までの寸法を一定に保持することができる。ここで、連結ブロック９は、電極セルの全側方に配設されているのではなく、図２に示すように、電極セルの一部の側方（図２の断面図の左側）にのみ配設されている。
【００３８】
また、プラズマ発生装置１００では、図２に示すように、上記貫通連孔の内部において、絶縁筒部２１が配設されている。当該絶縁筒部２１は、上記図２の上下方向に貫通した空洞部２１Ａを有する円筒形状である。つまり、絶縁筒部２１の円筒軸方向は、電極セルの積層方向と平行となるように、絶縁筒部２１は、貫通連孔内に配置されている（より具体的には、貫通連孔の軸方向と絶縁筒部２１の円筒軸方向とは、一致している）。
【００３９】
また、絶縁筒部２１の側面部には、複数の微細な噴出孔（ノズル孔）２１ｘが設けられている。ここで、図２の構成例では、各噴出孔２１ｘは、放電空間６に面するように、絶縁筒部２１に設けられている。また、各噴出孔２１ｘの開口径は、放電空間６で生成された各荷電粒子が通過できる程度以上の大きさである。たとえば、各噴出孔２１ｘの開口径は、放電空間６の図１，２の上下方向の寸法よりも大きいことが望ましい。ここで、絶縁筒部２１は、石英またはアルミナ等製である。
【００４０】
上記では、１本の複数の微細な噴出孔２１ｘを設けた絶縁筒により、絶縁筒部２１を構成する形態に言及している。しかしながら、複数の微細な噴出孔２１ｘを設けたリング状の絶縁筒を貫通口ＰＨに積層することにより、絶縁筒部２１を構成する形態を採用しても良い。
【００４１】
なお、放電空間６と空洞部２１Ａとの間に所望の圧力差を設定するという観点において、噴出孔２１ｘは、孔径０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍ、孔長（絶縁筒部２１の厚さと把握できる）０．３ｍｍ〜３ｍｍ、程度であることが望ましい。
【００４２】
また、図２に示すように、前記貫通連孔の孔内部周側面部と絶縁筒部２１の外側の周側面部とは、所定の間隔だけ離れている。つまり、電極セルの貫通口ＰＨ（または貫通連孔）の側面部と絶縁筒部２１の側面部との間には、図２に示すように、管路２２が設けられている。当該管路２２を図２の上下方向から眺めると、環状の形状を有している。つまり、平面視における電極セルの貫通口ＰＨ（または貫通連孔）の側面部が外周となり、平面視における絶縁筒部２１の側面部が内周となり、当該外周と当該内周との間が、平面視における環状の管路２２となる。
【００４３】
ここで、当該管路２２は、前記外周側において各放電空間６と接続されている。そして、当該管路２２の端部側は、筺体１６の上面の内部を通って、当該筺体１６の外部に存在する後述の自動圧力制御装置（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｅｒ：ＡＰＣ）２６に接続される（図１参照）。
【００４４】
また、高圧冷却板５、高圧電極３および低圧電極１は、導電体である。そして、高圧冷却板５の絶縁筒部２１に対面する部分には、絶縁体５ａが形成されている。また、高圧電極３の絶縁筒部２１に対面する部分には、絶縁体３ａが形成されている。また、低圧電極１の絶縁筒部２１に対面する部分には、絶縁体１ａが形成されている。
【００４５】
つまり、各電極セルにおいて、絶縁筒部２１に対面する部分は、部材４，２ａ，２ｂを含め、全て絶縁性材料となっている。このように、各電極セルの貫通連孔内に形成された管路２２の内面は、全て絶縁性を有する。これにより、当該管路２２内における放電空間６以外での放電（異常放電）等が防止される。
【００４６】
また、図１，２の上下方向に積層している各連結ブロック９内には、冷媒が通る流路（図示せず）が形成されており、また、各高圧冷却板５内部および低圧電極１内部においても、流路（図示せず）が形成されている。外部から供給される冷媒は、連結ブロック９内の流路を流れ、各高圧冷却板５内部の流路および各低圧電極１内部の流路を循環し、当該連結ブロック９内の他の流路を介して、外部へと出力される。
【００４７】
高圧冷却板５内の流路に一定温度に調整された冷媒が流れることにより、絶縁板４を介して、高圧電極３は一定温度に冷却される。また、低圧電極１内の流路に一定温度に調整された冷媒が流れることにより、低圧電極１自身が一定温度に冷却・保持され、間接的に放電空間６内のガス温度も一定温度に保持することができる。なお、冷媒は、たとえば、数℃〜２５℃程度の範囲で一定温度に温度調整される。
【００４８】
なお、放電空間６に供給されるガスの種類等に応じて、上記冷媒の代わりに、当該比較的高い温度（たとえば１００℃〜２００℃程度）の温度範囲で、一定温度調整された液体を採用しても良い。外部から供給される当該液体は、連結ブロック９内の流路を流れ、各高圧冷却板５内部の流路および各低圧電極１内部の流路を循環し、当該連結ブロック９内の他の流路を介して、外部へと出力される。
【００４９】
各連結ブロック９内および低圧電極１内等の流路に一定温度に調整された液体が流れることにより、各連結ブロック９および低圧電極１等が一定温度に保持され、さらに低圧電極１を介して間接的に放電空間６内のガス温度も一定温度に保持される。
【００５０】
また、本発明に係るプラズマ発生装置１００では、放電空間６へ原料ガスを供給する管路７５が配設されている。ここで、当該管路７５は、電極セルが配設されていない筺体１６内部の空間と接続すること無く、筺体１６外から放電空間６へと直接接続される。つまり、管路７５内を流れるガスは、筺体１６内部の電極セルの外周領域へ供給されず、各電極セルの各放電空間６に直接供給される。
【００５１】
図１，２に示すように、管路７５は、筺体１６の上部から、各連結ブロック９内に延設している。そして、各低圧電極１において管路７５は分岐し、各低圧電極１内部に管路７５は配設されている。
【００５２】
ここで、管路７５は、バッファ部７５ａを有している。当該バッファ部７５ａは、各低圧電極１内を周回するように配設されている。また、当該バッファ部７５ａの上記積層方向の寸法は、低圧電極１内に配設される管路７５の他の部分の上記積層方向の寸法よりも、大きい。
【００５３】
また、管路７５は、噴出口７５ｂを有している。当該噴出口７５ｂは、低圧電極１および当該低圧電極１に接する各誘電体２ａを貫通する。そして、各噴出口７５ｂは、各電極セルの各放電空間６に接続されている。なお、図２に示すように、バッファ部７５ａと噴出口７５ｂとは、管路７５により接続されている。
【００５４】
ここで、各低圧電極１および各誘電体２ａの平面視形状は、円形である。当該噴出口７５ｂは、当該円形の円周方向に沿って、各低電圧電極１および各誘電体２ａにおいて複数配設されている。なお、円周方向に沿って配設されている各噴出口７５ｂの間隔は、一定であることが望ましい。また、各噴出口７５ｂは、放電空間６に面しているが、当該放電空間６の極力外側（つまり、絶縁筒部２１の非存在側である電極セルの外周側）に配設されることが望ましい。これにより、噴出口７５ｂから各放電空間６内に均等に活性ガスや金属前駆体ガスなどが放出され、当該放出された各ガスは、放電面の外周から内側（絶縁筒部２１側）へ向かって逆放射状に伝搬される。
【００５５】
なお、当然ではあるが、円周方向に沿って配設された各噴出口７５ｂは各々、各低圧電極１内において、周回状に配設されたバッファ部７５ａと管路７５を介して接続されている。
【００５６】
上記構成の管路７５は、筺体１６外部に配設されたガス用ＭＦＣ（Ｍａｓｓ  Ｆｌｏｗ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）７６と接続されている。
【００５７】
管路７５の上記構成から分かるように、ガス用ＭＦＣ７６から出力された各種ガスは、筺体１６の上部から入力し、各連結ブロック９内を伝搬し、各低圧電極１で分岐し、各低圧電極１内を伝搬する。そして、当該ガスは、バッファ部７５ａ内で充満した後、筺体１６内の電極セルの外周領域と接すること無く、噴出口７５ｂから各放電空間６へと供給される。
【００５８】
ここで、上記冷媒（温度調整された液体）の通る流路と当該管路７６とは、別個独立の経路である。
【００５９】
電極セルが配設されていない筺体１６内部の空間と接触すること無く、筺体１６外から放電空間６へと直接、原料ガスを供給する管路７５（７５a，７５ｂも含む）の内面（内壁）には、活性ガスに対して化学反応で腐食等が生じない不動態膜や化学反応性に強い、白金膜や金膜が形成されている。
【００６０】
なお、各流路および管路７５の気密性を担保するために、連結ブロック９と高圧冷却板５との接続部および連結ブロック９と低圧電極１との接続部には、Ｏリング等の気密手段が配設されている。
【００６１】
図１に示すように、プラズマ発生装置１００は、筺体１６を備えている。当該筺体１６は、たとえばアルミニウム製またはＳＵＳ製である。そして、内部の気密性が担保された筺体１６の内部に、複数の電極セルが積層された状態で配置される。つまり、積層状態の各電極セルは、筺体１６の上下面および側面により覆われている。なお、筺体１６の側面部と各電極セルの側面部との間には、空間が存在する。また、筺体１６の底面部と各電極セルの最下部との間にも、空間が存在する。そして、図１に示すように、積層された電極セルは、締め付け部材８を用いて、筺体１６の上面に固着されている。
【００６２】
また、プラズマ発生装置１００は、図２で示した交流電源１７を備えており、図１に示すように、当該交流電源１７は、インバータ１７ａと高圧トランス１７ｂとから構成されている。
【００６３】
インバータ１７ａでは、入力される６０Ｈｚの交流電圧に対して、周波数変換処理実施し、１５ｋＨｚの交流電圧として、高圧トランス１７ｂに対して出力する。そして、当該高圧トランス１７ｂでは、入力される２００〜３００Ｖの交流電圧に対して、昇圧処理を実施し、数ｋＶ〜数十ｋＶの交流電圧を出力する。
【００６４】
高圧トランス１７ｂの一方端は、電気供給端子１５を介して、各高圧電極３に接続される。他方、高圧トランス１７ｂの他方端は、筺体１６に接続される。なお、筺体１６と高圧冷却板５と連結ブロック９と低圧電極１とは、電気的に接続されており、固定電位（接地電位）に設定されている。なお、図２の構成からも分かるように、高圧冷却板５と高圧電極３とは、絶縁板４により電気的に絶縁されている。
【００６５】
また、図１に示すように、プラズマ発生装置１００は、ガス供給部２０、ガス用ＭＦＣ２４およびサブガス用ＭＦＣ２５を、備えている。さらに、上述したように、プラズマ発生装置１００は、ガス用ＭＦＣ７６も備えている。
【００６６】
本実施の形態では、ガス用ＭＦＣ７６からは、原料ガスとして活性ガスが出力される。ＣＶＤチャンバー２００内に載置された被処理材１８に対する処理に応じて、オゾンガス、アンモニアガスまたは窒素酸化物ガスなどの活性ガスが、ガス用ＭＦＣ７６から、管路７５に向けて出力される。なお、当該活性ガスを不活性ガスと共に供給しても良い。
【００６７】
また、本実施の形態では、ガス用ＭＦＣ７６からは、原料ガスとして、窒化や酸化等の金属機能物質粒子ガス（高機能絶縁膜）を得るための金属前駆体（プリカーサ）ガスを出力されても良い。ハフニウムなどの金属を蒸気化してなる金属前駆体ガスが、ガス用ＭＦＣ７６から、管路７５に向けて出力されても良い。また、金属前駆体ガスを不活性ガスと共に供給しても良い。
【００６８】
ガス供給部２０は、筺体１６の側面に設けられている。当該ガス供給部２０は、筺体１６外部から当該筐体１６内に、所定のガスを供給する。具体的に、所定のガスは、ガス供給部２０を通って、電極セルの外周部（つまり、筺体１６内における積層状態の電極セルが配置されていない領域）へと供給される。
【００６９】
ガス用ＭＦＣ２４からは、原料ガスとして、窒素ガス、酸素ガスおよび不活性ガスが供給され、サブガス用ＭＦＣ２５からは、希ガス（ヘリウムガスやアルゴンガスなど）が供給される。図１に示すように、途中の管路において原料ガスと希ガスとが混合する。そして原料ガスおよび希ガスは、ガス供給部２０に入力される。
【００７０】
ここで、ガス用ＭＦＣ２４は、放電空間６における反応のために、原料ガスを筺体１６内に供給しても良く、または、キャリアガスとして、当該所定のガスを筺体１６内に供給しても良い。
【００７１】
なお、本実施の形態では、ガス供給部２０は、原料ガスを希ガスと共に、筺体１６内に供給するが、原料ガスのみを筺体１６に供給する場合であっても良い。
【００７２】
また、図１に示すように、プラズマ発生装置１００は、自動圧力制御装置２６を備えている。上述したように、自動圧力制御装置２６は、図２で示した管路２２と接続されている。さらに、上述したように、環状の管路２２の外周側の側面部は、放電空間６と接続されている。当該構成により、管路２２を介して、自動圧力制御装置２６により、各放電空間６は、一定の圧力に保持されている。たとえば、当該自動圧力制御装置２６により、各放電空間６は、０．０３ＭＰａ（メガパスカル）〜０．３ＭＰａの圧力範囲内において、圧力が一定に保持されている。
【００７３】
さらに、本実施の形態では、プラズマ発生装置１００は、減圧装置２７を備えている。図１の構成では、減圧装置２７は、ＣＶＤチャンバー２００を介して、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａと接続されている。当該減圧装置２７は、たとえば真空ポンプを採用できる。当該構成により、減圧装置２７は、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａ内の圧力を大気圧より低い圧力に減圧（たとえば、１〜５０００Ｐａ（パスカル））することができる。なお、図１の構成例では、上記の通り、減圧装置２７はＣＶＤチャンバー２００にも接続されているので、当該減圧装置２７により、当該ＣＶＤチャンバー２００内部の圧力も、たとえば１〜５０００Ｐａ程度に減圧される。
【００７４】
上記構成のプラズマ発生装置１００において、二つのガス出力フランジ１４ｂ，１４ｃを介して、絶縁筒部２１の端部は、ＣＶＤチャンバー２００の上面（被処理材１８の処理面と対面する面）と接続される（図１参照）。つまり、ガス出力フランジ１４ｂ，１４ｃは、絶縁筒部２１の空洞部２１ＡとＣＶＤチャンバー２００内との繋手となる。当該構成から分かるように、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａ内のガス等は、ガス出力フランジ１４ｂ，１４ｃを介して、ＣＶＤチャンバー２００内に供給可能である（当該ガスの流れは、減圧装置２７の吸引力により、発生可能である）。
【００７５】
ＣＶＤチャンバー２００内部の反応室には、半導体ウェハーなどの被処理材１８が載置される。ＣＶＤチャンバー２００内で被処理材１８は、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａ内から伝搬されたガスにより、晒される。これにより、被処理材１８の表面に、所望の高機能膜を成膜することができる。
【００７６】
また、ＣＶＤチャンバー２００の側面部には、排気ガス出力口３０が設けられており、当該排気ガス出力口３０は、さらに、減圧装置２７に接続されている。減圧装置２７は、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａ内およびＣＶＤチャンバー２００内を減圧する。また、当該減圧の動作により、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａ→ガス出力フランジ１４ｂ，１４ｃ内→ＣＶＤチャンバー２００内→排気ガス出力口３０→減圧装置２７という、ガスや粒子等の流れを発生させることもできる。
【００７７】
また、本発明に係るプラズマ発生装置１００は、図１に示すように、キャリアガス供給部２０１をさらに備えている。当該キャリアガス供給部２０１は、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａに接続され、筺体１６外から当該空洞部２１Ａ内にキャリアガスを供給する。キャリアガス供給部２０１は、供給管路２０１Ａとフランジ部２０１Ｂとから構成されている。
【００７８】
図１に示すように、絶縁筒部２１は、締め付け部材８を貫通し、さらに筺体１６の下面も貫通するように、配設されている。ここで、締め付け部材８と筺体１６の下面との間において、絶縁筒部２１は、筺体１６内の空間に露出するが、当該露出している絶縁筒部２１には、噴出孔２１ｘは穿設されていない。
【００７９】
上記のように、筺体１６の下面からは、絶縁筒部２１の端部側が露出している（つまり、筺体１６の外側の下面において、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａが臨んでいる）。フランジ部２０１Ｂは、当該空洞部２１Ａと接続するように、筺体１６の外側において当該筺体１６の下面に固着されている。
【００８０】
また当該フランジ部２０１Ｂの側面部には、供給管路２０１Ａが接続され、当該供給管路２０１Ａからは、不活性ガスなどのキャリアガスが供給される。供給管路２０１Ａから供給されたキャリアガスは、フランジ部２０１Ｂ内を介して、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａに供給される。
【００８１】
また、本発明に係るプラズマ発生装置１００では、図１に示すように、導電性部材４２を備えている。当該導電性部材４２は、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａに配設されている。つまり、導電性部材４２の側面は、所定の空間だけ離れて絶縁筒部２１により囲繞されている。
【００８２】
導電性部材４２は、絶縁筒部２１の空洞部２１の延設方向に沿って配設されている。また、導電性部材４２は、図１に示すように、電極セルの積層方向において、空洞部２１Ａのほぼ全域に渡って配設されており、全ての噴出孔２１ｘの開口面には、当該導電性部材４２が対面している。
【００８３】
ここで、導電性部材４２は棒状であり、当該導電性部材４２は、ハフニウム、ケイ素およびチタンなどの、金属または半導体から構成される。つまり、ここで、半導体は、金属性電気伝導を有するが、通常の金属より電気抵抗が大きい元素である。
【００８４】
また、図１に示すように、減圧装置２７および自動圧力制御装置２６は、排気ガス分解処理装置２８に接続されている。したがって、減圧装置２７および自動圧力制御装置２６から出力されたガス等は、排気ガス分解処理装置２８によって分解処理される。なお、当該分解処理されたガスは、処理ガス３０１として、排気ガス分解処理装置２８から排気される。
【００８５】
次に、プラズマ発生装置１００の動作を含む本実施の形態に係るＣＶＤ装置３００の動作について説明する。
【００８６】
図１において、ガス用ＭＦＣ７６から、活性ガスなどの原料ガスが供給される。当該供給された原料ガスは、管路７５に入力され、管路７５内を通って、各放電空間６へと直接供給される（つまり、筺体１６内の放電空間６以外の空間と接すること無く、放電空間６へと原料ガスは供給される）。
【００８７】
また、ガス用ＭＦＣ２４からは、放電空間６における反応に寄与する原料ガスまたはキャリアガスとして機能するガスなどが供給され、サブガス用ＭＦＣ２５からは、希ガスが供給される。当該供給された原料ガス等および希ガスは、ガス供給部２０に入力する前に、合流し混合される。そして、当該混合されたガスは、ガス供給部２０から、プラズマ発生装置１００の筺体１６内部（つまり、筺体１６内における積層状態の電極セルが配置されていない領域）へと供給される。
【００８８】
そして、当該供給された混合されたガスは、当該筺体１６内に充満する。当該筺体１６内に充満した混合されたガスは、平面視外形が円形である電極セルの外周方向から、各電極セルに形成された各放電空間６内に侵入する。
【００８９】
一方、図２に示すように、各電極セルにおいて、高圧電極３と低圧電極１との間には、交流電源１７による高周波の交流電圧が印加されている。電極１，３に対する当該交流電圧の印加により、各電極セルにおける各放電空間６内に、大気圧付近の一定圧力下で、高周波プラズマから成る誘電体バリア放電（無声放電）が均一に発生する。
【００９０】
誘電体バリア放電が発生している各放電空間６において、上記のように、原料ガスなどが供給される。すると、当該誘電体バリア放電により、各放電空間６内において供給原料ガスの放電解離反応が起こる。
【００９１】
たとえば、原料ガスとして、オゾンガス、アンモニアガスや窒素酸化物ガスなどの活性ガスが、管路７５を介して供給され、原料ガスとして、酸素や窒素などの不活性ガスが、ガス供給部２０を介して供給されたとする。
【００９２】
この場合には、放電空間６内における誘電体バリア放電により、供給された酸素や窒素などの不活性ガスやオゾンやアンモニアガス等の活性ガスから、放電によって解離された多量で高濃度のプラズマ励起ガスが生成される。なお、管路７５を介して原料ガスとして活性ガスが供給されているので、酸素や窒素などの不活性ガスよりも、放電によってプラズマ励起ガスに解離されやすく、結果として、多量で高濃度のプラズマ励起ガスが発生する。したがって、被処理材１８に対して、高濃度の活性ガスを晒すことができる。
【００９３】
さて、自動圧力制御装置２６により、各放電空間６は一定の圧力Ｐａに保持されており、他方で、真空ポンプ等の減圧装置２７により、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａ内の圧力Ｐｂは、放電空間６内の圧力Ｐａよりも小さく設定されている（Ｐａ＞Ｐｂ）。
【００９４】
例えば、放電空間６内の圧力Ｐａを大気圧（１００ｋＰａ）付近とし、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａ内の圧力Ｐｂを４０ｋＰａ（約３００Ｔｏｒｒ）以下の真空圧力に設定している。
【００９５】
このように、減圧装置２７により空洞部２１Ａ内の圧力Ｐｂが大気圧より低く減圧されているので、各放電空間６と、絶縁筒部２１の微細な噴出孔２１ｘを介して空洞部２１Ａとの間に、圧力差（Ｐａ−Ｐｂ）が発生する。よって、噴出孔２１ｘからは、当該圧力差に起因して、放電空間６から空洞部２１Ａへガスの噴出する流れを発生させることができる。
【００９６】
したがって、厚みの薄い絶縁筒部２１の壁に微細な噴出孔２１ｘを設け、上記圧力差（Ｐａ−Ｐｂ）を設ける構成を採用することより、各放電空間６で生成されたプラズマ励起ガスなどは、プラズマ励起ガスが通過する噴出孔２１ｘの壁面と、プラズマ励起ガスとの接触時間は非常に短くでき、噴出孔２１ｘにおけるガスとの接触面積を極小に出来る。
【００９７】
また、ノズル条の噴出孔２１ｘにおいて、断熱膨張効果を利用して、プラズマ励起ガスを空洞部２１Ａに噴出させている。したがって、噴出孔２１ｘの内壁とプラズマ励起ガスとの衝突による減衰量や、発熱による減衰量を極力抑制でき、当該減衰量が抑制されたプラズマ励起ガスは、高速に空洞部２１Ａへと導ける。
【００９８】
つまり、平面視外形が円形である電極セルの放電空間６内に供給された各ガスは、当該電極セルの中心部へ向かって逆放射状に進み、当該進む間に誘電体バリア放電に晒され、プラズマ励起ガスが生成され、当該生成されたプラズマ励起ガスは、減衰量を極力抑制した状態で、電極セルの中心部である絶縁筒部２１の空洞部２１Ａ内に噴出さし、空洞部２１Ａ内で合流する。
【００９９】
また、空洞部２１Ａでは、成膜に有効な真空度に減圧されている。そして、複数の噴出孔２１ｘから噴出したプラズマ励起ガスが、当該空洞部２１Ａにおいて合流する。このため、当該合流によるプラズマ励起ガス減衰量は、大気中での合流よりも、ガス粒子間衝突が非常に少なく押えることができる。つまり、プラズマ励起ガスの数段の減衰量抑制が、可能となる。
【０１００】
一方、上述したように、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａ内には、金属機能物質を含む導電性部材４２が配設されている。したがって、噴出孔２１ｘを通って空洞部２１Ａ内に出力されたプラズマ励起ガスは、当該空洞部２１Ａ内において、導電性部材４２に対して高速で衝突し、接触する。このように、導電性部材４２にプラズマ励起ガスが衝突し、接触すると（つまり、導電性部材４２に対するスパッタにより）、導電性部材４２の金属物質が蒸発し、微粒子ガス化（金属粒子ガス）する。そして、プラズマ励起ガスと金属粒子ガスとの化学反応により、窒化や酸化等の金属機能物質粒子ガスが、多量に生成される。
【０１０１】
なお、導電性部材４２の材質を変更することにより、上記一連の反応（スパッタ＋化学反応）を通じて、種々の金属機能物質粒子ガスが、空洞部２１Ａにおいて生成できる。
【０１０２】
当該空洞部２１Ａで生成された各金属機能物質粒子ガスは、キャリアガス供給部２０１から空洞部２１Ａ内に供給されたキャリアガスに乗って、また減圧装置２７による吸引力により、空洞部２１Ａおよびガス出力フランジ１４ｂ，１４ｃ内を通って、ＣＶＤチャンバー２００内へと放出される。
【０１０３】
上記のように、ＣＶＤチャンバー２００内には、被処理材１８が載置されている。したがって、当該被処理材１８に対して生成された金属機能物質粒子ガスが晒され、当該被処理材１８に対して、種々の金属機能物質粒子の酸化または窒化などの高機能絶縁膜が成膜される。
【０１０４】
上記までの記載から分かるように、プラズマ発生装置１００とＣＶＤチャンバー２００との組合せにより、多量の金属機能物質粒子ガスを生成した多量の金属機能物質粒子ガスの生成が非常に有効なリモートプラズマ型成膜処理装置（リモートプラズマ型ＣＶＤ装置）が構成されている。
【０１０５】
次に、本実施の形態に係る発明の効果を説明する。
【０１０６】
本実施の形態に係るプラズマ発生装置１００では、上述した構成により、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａで、絶縁筒部２１の噴出孔２１ｘから噴出されたプラズマ励起ガスと、導電性部材４２とを高速で衝突（接触）させることができる。プラズマ励起ガスを導電性部材４２に高速で衝突すると（つまり、プラズマ励起ガスによる導電性部材４２のスパッタにより）、導電性部材４２の表面から金属物質粒子が蒸発する。すると、当該金属物質粒子とプラズマ励起ガスとの化学反応により、窒化や酸化等の金属機能物質粒子ガスが生成される。つまり、プラズマ発生装置１００は、金属機能物質粒子ガスを生成し、当該生成した金属機能物質粒子ガスを、絶縁筒部２１を介して、ＣＶＤチャンバー２００に供給することができる。
【０１０７】
また、本実施の形態に係るプラズマ発生装置１００では、放電空間６と空洞部２１Ａとの間で圧力差ΔＰ（＝Ｐａ−Ｐｂ）を発生させている。よって、当該圧力差ΔＰにより、電極セルの中心領域に存在する絶縁筒部２１の真空状態の空洞部２１Ａ内に、生成したプラズマ励起ガスを噴出口２１ｘを介して高速度で噴出させることができる。
【０１０８】
したがって、放電空間６から空洞部２１Ａに至るまでの間に、当該プラズマ励起ガス同士の衝突を抑制し、かつ、壁等に当該プラズマ励起ガスが衝突することも抑制できる。よって、プラズマ励起ガスの各種衝突による減衰量を抑制することができ、より効率良く当該空洞部２１Ａ内にプラズマ励起ガスを取り出すことができる。
【０１０９】
また、本実施の形態に係る発明では、減圧装置２７により、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａ内の圧力を、４０ｋＰａ（３００Ｔｏｒｒ）以下の真空状態に設定できる。したがって、当該真空状態となった当該空洞部２１Ａ内に噴出されたプラズマ励起ガスは、当該プラズマ励起ガス同士の衝突を抑制しつつ、導電性部材４２まで導かれ、当該導電性部材４２と衝突する。当該衝突により、導電性部材４２からスパッタされた金属微粒子ガスが発生し、プラズマ励起ガスは当該金属微粒子ガスと化学反応を起こす。当該化学反応により生成されたガス状の金属機能物質粒子にしたガスは、ＣＶＤチャンバー２００内に供給される。よって、プラズマ励起ガス同士の衝突による減衰量を少なくでき、プラズマ励起ガスを高濃度および大流量に維持し、金属物質粒子との有効な化学反応を促進することができる。
【０１１０】
また、本実施の形態に係る発明では、電極セルにおいて、誘電体バリア放電を利用して、プラズマ励起ガスを生成している。なお、本実施の形態に係る発明では、生成したプラズマ励起ガスを圧損ΔＰを持たせた噴出孔２１ｘから、真空状態の空洞部２１Ａに放出させる方式を採用している。
【０１１１】
このため、プラズマ発生装置１００の筺体１６内の放電空間６は大気圧を保った放電が実現できる。これにより、本実施の形態に係る発明は、簡易な構成であるプラズマ発生装置１００で、多量で高濃度のプラズマ励起ガスを生成することができ、生成したプラズマ励起ガスを減衰量を抑制しつつ、真空状態の空洞部２１Ａに供給している。よって、結果として、高濃度で多量のプラズマ励起ガスを、当該空洞部２１Ａ内に出力できる。
【０１１２】
また、本実施の形態に係るプラズマ発生装置１００では、電極セルが配設されていない筺体１６内部の空間と接続すること無く、当該筺体１６外から各放電空間６へと直接、原料ガスを供給する管路７５を、備えている。
【０１１３】
したがって、当該管路７５を介して、放電空間６以外の筺体１６内の空間と接すること無く、各放電空間６内に、直接、原料ガスを供給することができる。そのため、当該管路７５に、ガス供給部２０から不活性ガス等とは別に、活性ガスや金属前駆体ガスなども原料ガスとして放電空間６に供給することができる。
【０１１４】
通常、原料ガスとして、活性ガスや金属前駆体ガスを用いると、誘電体バリア放電によって、有効なプラズマ励起ガスを多量に生成することはできる。しかしんがら、装置内の放電部以外の周辺部品が腐食等で劣化したり、金属前駆体粒子が堆積したりして、装置の寿命が短くなり実現出来なかった。
【０１１５】
本実施の形態に係る発明では、当該管路７５を介して、放電空間６以外の筺体１６内の空間と接すること無く、各放電空間６内に、直接、原料ガスを供給している。これにより、活性ガスが電極セルの電極等の部品と接することを防止でき、当該活性ガスによる電極部の腐食を防止できる。また、金属前駆体ガスは、放電空間６に直接供給されるので、当該放電空間６以外の筺体１６内の空間に、当該金属前駆体ガスに起因した堆積物が発生することも防止できる。
【０１１６】
以上により、本発明に係るプラズマ装置１００では、上記腐食や堆積物等の不具合が生じないで、誘電体バリア放電によりプラズマ励起ガスを多量に生成することはできる活性ガスや金属前駆体ガスを、原料ガスとして供給することが可能となる。
【０１１７】
なお、活性化ガスを供給する管路面が腐食しないように、管路７５（符号７５ａ，７５ｂ含む）の内壁を、耐腐食性の不動態膜処理をすることが望ましい。また、管路７５（符号７５ａ，７５ｂ含む）内において金属前駆体ガスが結露しないように、当該管路７５（符号７５ａ，７５ｂ含む）内の温度を調整保持する温度調整部を備えることが、望ましい。たとえば、連結ブロック９内および低圧電極１内に、温度調整された液体が流れる流路を設ける。
【０１１８】
また、本願発明では、リモートプラズマ型成膜処理装置を提供している。つまり、原料ガスからプラズマ励起ガスを生成するプラズマ発生装置１００と、当該生成したプラズマ励起ガスを用いて被処理材１８に対して成膜処理を行うＣＶＤチャンバー２００とは、別個独立の装置である。
【０１１９】
このように、プラズマ発生源と成膜処理領域とは完全に分離しているので、プラズマ源において電離して生成したイオンや電子等の荷電粒子が、当該処理領域に配置された被処理材１８に衝突することを防止できる。これにより、多量でかつ高濃度のプラズマ励起ガスのみもしくは窒化や酸化等の金属機能物質粒子ガスを、被処理材１８に接触させることができる。これにより、被処理材１８に対するプラズマによるダメージを完全になくすことができ、効率よく、成膜ができる。さらに、ＣＶＤチャンバー２００では、多量でかつ高濃度のプラズマ励起ガスのみもしくは窒化や酸化等の金属機能物質粒子ガスを供給することで、プラズマＣＶＤ処理が実施される。よって、被処理材１８に対する成膜時間の短縮化を、図ることもできる。
【０１２０】
また、本実施の形態に係るプラズマ発生装置１００は、各放電空間６は、絶縁筒部２１と各放電空間６の出口側端部との間に存在する管路２２を介して、自動圧力制御装置２６に接続されている。そして、自動圧力制御装置２６は、各放電空間６内の圧力を大気圧付近で一定に制御している。
【０１２１】
したがって、プラズマ発生装置１００は、各放電空間６の圧力を、容易に一定値に管理。保持することができる。このように、プラズマ発生装置１００は、放電空間６の圧力を所望圧力に管理出来る構成であるため、生成されるプラズマ励起ガスの発生性能が最適になるように、容易に管理・設定・維持することができる。また、プラズマ発生装置１００では、各放電空間６内の圧力を一定にした状態で、誘電体バリア放電を発生させることができる。よって、各放電空間６において、励起準位が揃ったプラズマ励起ガスが生成される。これにより、ＣＶＤチャンバー２００内の被処理材１８において、より良質な高機能膜が成膜される。
【０１２２】
また、本実施の形態に係るプラズマ発生装置１００では、低圧電極１内には、温度調整された一定温度の冷媒が流れる流路が形成されている。
【０１２３】
したがって、誘電体バリア放電により電極セルで発生した熱を、当該冷媒を介して放熱することができ、低圧電極１自身を一定温度に容易に管理・保持できる。さらに、当該低圧電極１が一定温度に保持されることに起因して、各放電空間６内における温度も、一定温度に容易に管理・保持することが可能となる。たとえば、各放電空間６内の温度は、プラズマ励起ガスの発生性能が最適になるように、管理・設定される。また、プラズマ発生装置１００では、各放電空間６内の温度を一定にした状態で、誘電体バリア放電を発生させることができる。よって、各放電空間６において、励起準位が揃ったプラズマ励起ガスが生成される。これにより、ＣＶＤチャンバー２００内の被処理材１８において、より良質な高機能膜が成膜される。
【０１２４】
また、本実施の形態に係るプラズマ発生装置１００では、ガス用ＭＦＣ２４のみならず、希ガスを出力するサブガス用ＭＦＣ２５をも備えている。そして、ガス供給部２０から筺体１６内に、原料ガスと希ガスとを混合して供給している。
【０１２５】
したがって、原料ガスとして種々の混合ガスを採用したとしても、誘電体バリア放電によるプラズマ励起ガスを効率良く生成できる効果があり、より多岐の金属機能物質粒子ガスを得ることが容易となる。また、希ガスも放電空間６を介して、真空圧の空洞部２１Ａに誘導される。したがって、空洞部２１Ａを含み当該空洞部２１Ａに至るまでのプラズマ励起ガスの移動経路において、プラズマ励起ガス同士の衝突による活性種の減衰が、希ガスによって抑制される。よって、プラズマ励起ガスの濃度・ガス流量が高められる。つまり、絶縁筒部２１内に、プラズマ励起ガスを効率的に取り出すことができる。
【０１２６】
また、本実施の形態に係るプラズマ発生装置１００では、電極セルは複数であり、各電極セルは、対面方向に積層している。そして、当該電極セルの積層により、当該電極セルの中心領域に、積層方向に延設した上記貫通連孔が構成されている。また、当該貫通連孔内には、当該積層方向に延請した上記絶縁筒部２１が配置されている。
【０１２７】
したがって、複数の電極セルからプラズマ励起ガスを生成させることができ、当該生成したプラズマ励起ガスを、絶縁筒部２１内の空洞部２１Ａで合流させることができる。よって、当該空洞部２１Ａにおいて、大流量のプラズマ励起ガスを取り出すことができる。なお、電極セルは図１，２の上下方向に積層されているので、プラズマ発生装置１００の占有面積を増大させることなく、プラズマ励起ガスの生成量を大幅に増大させることができる。
【０１２８】
なお、絶縁筒部２１の端部側において、シャワープレートを配設しても良い。より具体的には、ＣＶＤチャンバー２００側に接続される、図１に示すガス出力フランジ１４ｃとして、図３の拡大斜視図に示す構成のものを採用しても良い。
【０１２９】
図３に示すように、ガス出力フランジ１４ｃは、シャワープレート１４Ｓが設けられている。ここで、当該シャワープレート１４Ｓには、複数の噴出孔１４ｔが穿設されている。
【０１３０】
プラズマ発生装置１００で発生した金属機能物質粒子ガスは、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａに噴出され、当該空洞部２１Ａおよびプラズマ発生装置１００側のガス出力フランジ１４ｂを通って、ＣＶＤチャンバー２００側のガス出力フランジ１４ｃに到達する。
【０１３１】
一方、当該ガス出力フランジ１４ｃ内には、シャワープレート１４Ｓに隣接して、大容量のバッファ室が設けられている。つまり、図３において、バッファ室の上面がシャワープレート１４Ｓとなる。
【０１３２】
当該ガス出力フランジ１４ｃに到達した金属機能物質粒子ガスは、当該ガス出力フランジ１４ｃ内において一旦、大容量の当該バッファ室に充満する。そして、当該バッファ室から、シャワープレート１４Ｓに設けられた複数の噴出孔１４ｔを介して、金属機能物質粒子ガスは、ＣＶＤチャンバー２００内に供給される。
【０１３３】
図３に示す構成のガス出力フランジ１４ｃを採用することにより、シャワープレート１４Ｓの各噴出孔１４ｔからＣＶＤチャンバー２００内へ、均一に、金属機能物質粒子ガスを供給できる。したがって、ＣＶＤチャンバー２００内に大面積の被処理材１８を載置したとしても、当該大面積の被処理材１８の表面に対して、均一に、金属機能物質粒子ガスを晒す（噴出する）ことができる。当該均一な金属機能物質粒子ガスの噴出により、大面積の被処理材１８の表面には、均一で良質な高機能絶縁膜が成膜される。
【０１３４】
＜実施の形態２＞
本実施の形態に係るプラズマ発生装置１００には、実施の形態１の構成に加えて、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａの壁面に形成された導電性膜４３、導電性部材４２と導電性膜４３との間に電圧を印加する電圧印加器４４とを、有する。以下の説明では、実施の形態１に係るプラズマ発生装置１００と共通する構成については説明を省略し、本実施の形態で新たに追加された構成に関して、説明を行う。
【０１３５】
図４は、本実施の形態に係るプラズマ発生装置の絶縁筒部２１内部の構成等を示す拡大断面図である。ここで、図４に示す構成では、図面簡略化のために、絶縁筒部２１の周囲の構成（各電極１，３、誘電体２ａ，２ｂ、放電空間６、絶縁体１ａ，３ａ，５ａ、高圧冷却板５、絶縁板４等の構成）は、図示を省略している。
【０１３６】
図４に示すように、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａの内壁面には、導電性膜４３が形成されている（濃い砂地部分参照）。当該導電性膜４３としては、たとえば、金、銀、アルミニウム、モリブデンまたはタンタル等を採用することができる。当該導電性膜４３は、塗布、蒸着、印刷等の方法で、絶縁筒部２１の内壁面に成膜できる。
【０１３７】
さらに、図４に示すように、電圧印加器４４が配設されている。当該電圧印加器４４は、導電性部材４２と導電性膜４３との間に電圧を印加する。ここで、電圧印加器４４は、たとえば１ｋＶ程度の直流電圧を印加する。なお、図４に示す構成例では、導電性部材４２に「＋」極性が印加され、導電性膜４３に「−」の極性が印加されているが、その逆であっても良い。つまり、導電性部材４２に「−」極性が印加され、導電性膜４３に「＋」の極性が印加されても良い。
【０１３８】
なお、プラズマ発生装置の放電空間６では、プラズマを利用した反応により、プラズマ励起ガスと共に、放電によって荷電粒子が生成される。絶縁筒部２１に穿設される噴出孔２１ｘには、プラズマ励起ガスが通過する他に、極一部の前記荷電粒子も通過する。
【０１３９】
以上のように、本実施の形態に係るプラズマ発生装置では、絶縁筒部２１内に配設された導電性部材４２と、絶縁筒部２１の内壁面に形成された導電性膜４３との間に、電圧を印加することができる。そして、噴出孔２１ｘを通過した極一部の荷電粒子は、当該電圧印加による発生する電界により、加速され、導電性膜４３に高速で衝突する。
【０１４０】
したがって、放電空間６で生成された極一部の荷電粒子は、絶縁筒部２１内において導電性部材４２に向かって電界加速し、導電性部材４２の表面をスパッタリングする。当該スパッタリングにより、導電性部材４２からは、被微粒子ガスが発生する。そして、当該被微粒子ガスとプラズマ励起ガスとが、絶縁筒部２１内部で接触することにより化学反応が起こり、当該化学反応により、窒化や酸化等の金属機能物質粒子ガスが生成される。このように、本実施の形態では、導電性部材４２のスパッタリングを行うことにより、実施の形態１の構成に比べて、絶縁筒部２１内における金属機能物質粒子ガスの生成を促進させることができる。
【０１４１】
なお、導電性部材４２に「＋」極性が印加され、導電性膜４３に「−」の極性が印加されている場合には、電子が導電性部材４２に向かって電界加速する。他方、導電性部材４２に「−」極性が印加され、導電性膜４３に「＋」の極性が印加されている場合には、プラスのイオンが導電性部材４２に向かって電界加速する。
【符号の説明】
【０１４２】
１  低圧電極
１ａ，３ａ，５ａ  絶縁体
２ａ，２ｂ  誘電体
３  高圧電極
４  絶縁板
５  高圧冷却板
６  放電空間
８  締め付け板
９  連結ブロック
ＰＨ  貫通口
１４ｂ，１４ｃ  ガス出力フランジ
１４Ｓ  シャワープレート
１４ｔ  噴出孔
１５  電気供給端子
１６  筺体
１７  交流電源
１７ａ  インバータ
１７ｂ  高圧トランス
１８  被処理材
２０  ガス供給部
２１  絶縁筒部
２１Ａ  空洞部
２１ｘ  噴出孔
２２  管路
２４，７６  ガス用ＭＦＣ
２５  サブガス用ＭＦＣ
２６  自動圧力制御装置
２７  減圧装置
２８  排気ガス分解処理装置
３０  排気ガス出力口
４２  導電性部材
４３  導電性膜
４４  電圧印加部
７５  管路
７５ａ  バッファ部
７５ｂ  噴出口
１００  プラズマ発生装置
２００  ＣＶＤチャンバー
２０１  キャリアガス供給部
２０１Ａ  供給管路
２０１Ｂ  フランジ部
３００  ＣＶＤ装置
【図１】
0005613641.tif 000002
【図２】
0005613641.tif 000003
【図３】
0005613641.tif 000004
【図４】
0005613641.tif 000005