(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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１及び第２の金属電極は電極形成方向に伸びて形成され、前記原料ガスの供給方向は前記電極形成方向と交差する方向であり、
前記第２の誘電体電極は、
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、前記活性ガスは前記複数のガス噴出孔から噴出される複数の部分活性ガスを含み、
前記複数のガス噴出孔は前記電極形成方向に沿って形成され、前記電極形成方向における前記複数のガス噴出孔の位置に対応して前記放電空間は複数の部分放電空間に分類され、
前記第１及び第２の誘電体電極のうち、一方の誘電体電極は、
前記交流電圧の印加時において前記複数の部分放電空間で発生する複数の部分放電電圧が互いに異なる値になるように、前記電極形成方向に沿って放電電圧寄与パラメータを変化させたパラメータ変化構造を有することを特徴とする、
活性ガス生成装置。
【請求項２】
請求項１記載の活性ガス生成装置であって、
前記放電電圧寄与パラメータは、前記一方の誘電体電極の膜厚を含み、
前記パラメータ変化構造は、
前記電極形成方向に沿って前記一方の誘電体電極の膜厚を変化させた膜厚変化構造を含む、
活性ガス生成装置。
【請求項３】
請求項２記載の活性ガス生成装置であって、
前記膜厚変化構造は、前記電極形成方向に沿って、前記一方の誘電体電極の膜厚を連続的に変化させた構造である、
活性ガス生成装置。
【請求項４】
請求項２記載の活性ガス生成装置であって、
前記一方の誘電体電極は、前記電極形成方向において、前記複数のガス噴出孔が設けられる位置に基づき、複数の誘電体部分領域に分類され、
前記膜厚変化構造は、前記複数の誘電体部分領域間で膜厚を変化させた構造である、
活性ガス生成装置。
【請求項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、
前記一方の誘電体電極は、
第１の積層用部分誘電体電極と、
第２の積層用部分誘電体電極とを含み、前記第１及び第２の積層用部分誘電体電極は積層され、
前記第１の積層用部分誘電体電極は均一の膜厚を有し、
前記第２の積層用部分誘電体電極は前記膜厚変化構造を有する、
活性ガス生成装置。
【請求項６】
請求項１記載の活性ガス生成装置であって、
前記放電電圧寄与パラメータは、前記一方の誘電体電極の誘電率を含み、
前記パラメータ変化構造は、前記電極形成方向に沿って、前記一方の誘電体電極の誘電率を変化させた誘電率変化構造を含む、
活性ガス生成装置。
【請求項７】
請求項６記載の活性ガス生成装置であって、
前記一方の誘電体電極は、
第１の積層用部分誘電体電極と、
第２の積層用部分誘電体電極とを含み、前記第１及び第２の積層用部分誘電体電極は積層され、
前記第１の積層用部分誘電体電極は均一の誘電率を有し、
前記第２の積層用部分誘電体電極は前記誘電率変化構造を有する、
活性ガス生成装置。
【請求項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の部分金属電極は前記電極形成方向に沿って形成され、前記電極形成方向に交差する方向を互いに対向する電極対向方向としており、
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、
前記複数のガス噴出孔は、前記中央領域に形成される、
活性ガス生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高圧誘電体電極と接地誘電体電極とを平行に設置して、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。
【背景技術】
【０００２】
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がある。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。【０００３】
上述した活性ガス生成装置は、半導体製造に必要な活性ガスを平行平板方式の誘電体バリア放電を大気圧よりも低い圧力雰囲気下で発生させ、生成された活性ガスを、本装置よりも減圧下の環境となっている後段の装置へ供給する装置である。後段の装置として例えば成膜処理チャンバが考えられる。【０００４】
上記成膜処理チャンバ内において、大型基板の成膜処理を可能とするために、誘電体電極を大型長方形状として複数のガス噴出孔を設け、複数のガス噴出孔から活性ガスを発生する活性ガス生成装置が必要となる。このような活性ガス生成装置は、例えば特許文献１あるいは特許文献２に開示されている。【０００５】
また、複数のガス噴出孔において、各ガス噴出孔からの活性ガス濃度を変化させる方法を採用した活性ガス生成装置として、特許文献３で開示された放電発生器がある。この放電発生器では、ｎ個の小型放電セルに対し、ｎ相インバータ電源装置にてそれぞれ個別に放電制御を実施している。この放電発生器が有する電源装置自体は１つだが、交流高電圧の位相を変化させることにより、ｎ個の小型放電セル毎に放電状態を変化させることを特徴としている。上記放電発生器では、ガス噴出孔毎に活性ガス濃度に濃淡を付けることが可能であり、一方、電源装置は１つで済むという特徴を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１８／１０４９８８号
【特許文献２】国際公開第２０１７／１２６００７号
【特許文献３】国際公開第２０１６／０６７３８０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
複数のガス噴出孔から活性ガスを発生する従来の活性ガス生成装置を利用する場合を考える。この場合、活性ガスは複数のガス噴出孔から噴出される複数の部分活性ガスを含むことになる。【０００８】
この際、当該活性ガス生成装置の後段に取り付ける成膜処理チャンバの構造によっては、複数の部分活性ガス間において、活性ガス濃度に濃淡を付ける必要性が生じてきた。【０００９】
複数の部分活性ガス間で活性ガス濃度に変化を設けるための最も簡易な方法として、以下で述べる第１の活性ガス発生方法がある。【００１０】
第１の活性ガス発生方法は、少なくとも一つの噴出孔を有する活性ガス発生器を複数準備し、複数の活性ガス発生器を成膜処理チャンバの前段に取り付け、複数の活性ガス発生器をそれぞれ独立して放電制御する方法である。【００１１】
この第１の活性ガス発生方法を採用する場合、複数の活性ガス発生器を準備し、さらに、複数の活性ガス発生器に対応して複数のガス供給機構／電源機構等を準備する必要あるため、装置設置エリアの極大化及び装置の高額化が免れ得ないという問題点があった。【００１２】
また、複数の部分活性ガス間で活性ガス濃度に変化を設けるための第２の活性ガス発生方法として、特許文献３で開示された放電発生器を採用する方法が考えられる。【００１３】
しかしながら、第２の活性ガス生成方法においても、位相を変化させるためのインバータ素子等が別途必要であるという問題が解消されていない。【００１４】
加えて、第２の活性ガス生成方法では、複数の小型放電セル間は絶縁距離を隔てて分離させる必要があり、全体の放電空間が（複数の小型放電セルにおける）複数の部分放電空間に分断されてしまうため、全体として活性ガス濃度の低下を招くという問題点があった。【００１５】
本発明では、上記のような問題点を解決し、放電空間を複数に分断することなく、かつ、１種類の交流電圧の印加によって、互いに活性ガス濃度が異なる複数種の部分活性ガスを含む活性ガスを外部に噴出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。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この発明に係る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１及び第２の金属電極は電極形成方向に伸びて形成され、前記原料ガスの供給方向は前記電極形成方向と交差する方向であり、前記第２の誘電体電極は、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、前記活性ガスは前記複数のガス噴出孔から噴出される複数の部分活性ガスを含み、前記複数のガス噴出孔は前記電極形成方向に沿って形成され、前記電極形成方向における前記複数のガス噴出孔の位置に対応して前記放電空間は複数の部分放電空間に分類され、前記第１及び第２の誘電体電極のうち、一方の誘電体電極は、前記交流電圧の印加時において前記複数の部分放電空間で発生する複数の部分放電電圧が互いに異なる値になるように、前記電極形成方向に沿って放電電圧寄与パラメータを変化させたパラメータ変化構造を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１記載の本願発明の活性ガス生成装置は、交流電圧の印加時において複数の部分放電空間で発生する複数の部分放電電圧が互いに異なる値になるように、電極形成方向に沿って放電電圧寄与パラメータを変化させたパラメータ変化構造を有することを特徴としている。【００１８】
請求項１記載の本願発明は、上記特徴を有することにより、放電空間を複数に分断することなく、かつ、交流電源部から供給される１種類の交流電圧の印加によって、互いに活性ガス濃度が異なる複数の部分活性ガスを含む活性ガスを外部に噴出することができる効果を奏する。【００１９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】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。
【図２】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３】図２の着目領域を拡大して示す説明図である。
【図４】図２の着目領域を拡大して示す上面図である。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】実施の形態１の誘電体電極の膜厚変化に伴う部分放電電圧及び発生Ｎ濃度の変化を表形式で示す説明図である。
【図１０】実施の形態２である活性ガス生成装置の高電圧側電極構成部の構造を示す説明図である。
【図１１】実施の形態３である活性ガス生成装置の高電圧側電極構成部の構造を示す説明図である。
【図１２】図１１で示した高電圧側電極構成部を分解して示す断面図である。
【図１３】実施の形態４である活性ガス生成装置の高電圧側電極構成部の構造を示す説明図である。
【図１４】実施の形態４の部分誘電体電極の積層構造による部分放電電圧の変化を表形式で示す説明図である。
【図１５】誘電体種類の具体例による部分放電電圧の変化を表形式で示すグラフである。
【図１６】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。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜前提技術＞
図１６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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
このような構成において、交流電源部である高周波電源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。
【００２５】
以下で述べる実施の形態１〜実施の形態４の活性ガス生成装置は、図１６で示した活性ガス生成装置は基本構成として、さらに発展させた装置である。
【００２６】
＜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。
【００２７】
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。
【００２８】
誘電体電極２１１は、平面視して、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。
【００２９】
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；電極形成方向）に沿って、複数のガス噴出孔５５（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。
【００３０】
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）を互いに対向する電極対向方向としている。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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
同図に示すように、高電圧側電極構成部１Ａは、誘電体電極１１１と、誘電体電極１１１の上面上に形成された金属電極１０１Ｈ及び１０１Ｌとから構成される。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、平面視して長方形状の平板構造を呈している。
【００３４】
同図(b)に示すように、誘電体電極１１１は、Ｘ方向に沿って膜厚（厚み）が連続的に変化した構造となっている。なお、誘電体電極１１１の膜厚はＹ方向に沿って均一の厚さを呈している。
【００３５】
具体的には、同図(b)に示すように、誘電体電極１１１の右端（＋Ｘ方向の端部）の膜厚は厚さｄＡ１に設定され、左端（−Ｘ方向の端部）の膜厚は厚さｄＢ１（＞ｄＡ１）に設定されている。
【００３６】
そして、誘電体電極１１１の膜厚は、Ｘ方向に沿って右端（厚さｄＡ１）から左端（厚さｄＢ１）にかけて連続的に厚くなる。したがって、誘電体電極１１１の上面は水平方向（Ｘ方向）に対し一定の傾きを有している。なお、厚さｄＡ１と厚さｄＢ１との高低差として、例えば、厚さｄＢ１の８０％程度にすることが想定される。
【００３７】
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。金属電極１０１Ｈ及び１０１Ｌの膜厚は均一である。
【００３８】
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）を互いに対向する電極対向方向としている。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。
【００３９】
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。なお、図６〜図８では、説明の都合上、誘電体電極１１１の上述した膜厚の変化及び上面の傾きの図示を省略している。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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１６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。
【００４３】
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、上面上及び下面上に何も形成されていない。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。
【００４４】
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。
【００４５】
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後段の成膜処理チャンバ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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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）に沿って活性ガスを外部に噴出することができる。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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に沿って後段の成膜処理チャンバへと噴出される。成膜処理チャンバ内において、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に対し成膜処理を行うことができる。なお、活性ガスは複数のガス噴出孔５５から噴出される複数の部分活性ガスを含んでいる。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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１１１，誘電体電極２１１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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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することができる。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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）を確保している。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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；電極形成方向）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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。なお、この変形構成については後に詳述する。
【００７４】
（誘電体電極１１１）
図５(b)で示したように、誘電体電極１１１及び誘電体電極２１１のうちの一方の誘電体電極である誘電体電極１１１は、電極形成方向であるＸ方向に沿って膜厚を変化させた膜厚変化構造を有している。
【００７５】
ここで、Ｘ方向における５つのガス噴出孔５５の位置を右側（＋Ｘ側）から噴出孔位置Ｐ１〜Ｐ５とする。噴出孔位置Ｐ１〜Ｐ５に対応して５つの第１〜第５の部分放電空間に上記放電空間を分類することができる。すなわち、第ｉ（ｉ＝１〜５のいずれか）の部分放電空間は、上記放電空間内で、Ｘ方向に沿って噴出孔位置Ｐｉ及びその近傍を含む空間となる。なお、第１〜第５の部分放電空間は放電空間内で何ら分断されていない。
【００７６】
このように、電極形成方向（Ｘ方向）における複数のガス噴出孔５５の位置に対応して、上記放電空間を複数の部分放電空間に分類することができる。
【００７７】
したがって、実施の形態１の活性ガス生成装置は、上述した膜厚変化構造を有する誘電体電極１１１は備えているため、第１〜第５の部分空間における第１〜第５の部分放電電圧を互いに異なる値にすることができる。
【００７８】
図９は実施の形態１の誘電体電極１１１の膜厚変化に伴う部分放電電圧及び発生Ｎ濃度の変化を表形式で示す説明図である。図９では、窒素ガスを原料ガス６とし、活性ガス７としてラジカル化した窒素原子を発生させる場合を示している。
【００７９】
図９に示すように、誘電体電極１１１の膜厚が１ｍｍ、３ｍｍ、６ｍｍの場合の３つの部分放電空間ＰＤ１、ＰＤ２及びＰＤ３を形成した場合を想定する。
【００８０】
部分放電空間ＰＤ１〜ＰＤ３間それぞれのギャップ長は１ｍｍで同一であり、部分放電空間ＰＤ１〜ＰＤ３それぞれの圧力であるギャップ部圧力も３０ｋＰａで同一であり、全体印加電圧となる交流電圧も５０００Ｖで共通である。
【００８１】
一方、部分放電空間ＰＤ１、ＰＤ２及びＰＤ３の部分放電電圧は４２００Ｖ、３１００Ｖ及び２３００Ｖと変化し、部分放電空間ＰＤ１、ＰＤ２及びＰＤ３で発生する活性ガス７における発生Ｎ濃度（発生窒素濃度）は、１１０ｐｐｍ、８０ｐｐｍ及び５０ｐｐｍと変化する。発生Ｎ濃度は、活性ガス７におけるラジカル化した窒素原子の濃度、すなわち、活性ガス濃度を意味する。
【００８２】
図９で示したように、部分放電空間ＰＤ１〜ＰＤ３間において、部分放電電圧は誘電体電極１１１の膜厚に反比例する。なぜなら、誘電体電極１１１の下面において、比較的膜厚が薄い下面の電位が、比較的膜厚が厚い下面の電位より、膜厚が薄い分、高くなっているからである。
【００８３】
一方、発生Ｎ濃度は部分放電電圧に比例するため、部分放電空間ＰＤ１〜ＰＤ３それぞれの発生Ｎ濃度は、高濃度側から部分放電空間ＰＤ１、ＰＤ２及びＰＤ３の順となる。
【００８４】
図９に示すように、誘電体電極１１１に上記膜厚変化構造を持たせて、部分放電空間ＰＤ１〜ＰＤ３間で誘電体電極１１１の膜厚（厚み）を変えることにより、部分放電空間ＰＤ１〜ＰＤ３間における発生Ｎ濃度に濃度勾配を設けることができる。
【００８５】
このように、誘電体電極１１１の上記膜厚変化構造は、高周波電源５からの交流電圧の印加時において複数の部分放電空間で発生する複数の部分放電電圧が互いに異なる値になるように、電極形成方向（Ｘ方向）に沿って膜厚を変化させている。
【００８６】
すなわち、誘電体電極１１１（一方の誘電体電極）の膜厚は放電電圧寄与パラメータとなり、誘電体電極１１１の上記膜厚変化構造は、上記放電電圧寄与パラメータを変化させたパラメータ変化構造として機能している。
【００８７】
このような構造の実施の形態１の活性ガス生成装置は、誘電体電極２１１に設けられる複数のガス噴出孔５５から噴出される複数の部分活性ガスを含む活性ガスを外部に噴出している。
【００８８】
したがって、実施の形態１の活性ガス生成装置において、誘電体電極１１１における厚さｄＡ１〜厚さｄＢ１間の膜厚差、複数のガス噴出孔５５の配置を適切に設定することにより、噴出される活性ガス内の複数の部分活性ガス間でラジカル化された原子や分子等の濃度である活性ガス濃度を変化させることができる。
【００８９】
このように、実施の形態１の活性ガス生成装置は、交流電圧の印加時において複数の部分放電空間で発生する複数の部分放電電圧が互いに異なる値になるように、電極形成方向に沿って膜厚（放電電圧寄与パラメータ）を変化させた膜厚変化構造（パラメータ変化構造）を有することを特徴としている。
【００９０】
実施の形態１の活性ガス生成装置は、上記特徴を有することにより、放電空間を複数に分断することなく、かつ、高周波電源５からの１種類の交流電圧の印加によって、互いに活性ガス濃度が異なる複数の部分活性ガスを含む活性ガスを外部に噴出することができる効果を奏する。
【００９１】
さらに、実施の形態１の活性ガス生成装置は、パラメータ変化構造として、電極形成方向（Ｘ方向）に沿って誘電体電極１１１の膜厚を変化させた膜厚変化構造を採用している。このため、実施の形態１の活性ガス生成装置は、誘電体電極１１１及び誘電体電極２１１のうち、一方の誘電体電極である誘電体電極１１１の膜厚を変化させるという比較的簡単な改良構造で、上述した効果を達成することができる。
【００９２】
さらに、実施の形態１では、上記膜厚変化構造として、電極形成方向に沿って、誘電体電極１１１の膜厚を連続的に変化させる構造を採用している。この構造では、例えば、誘電体電極１１１の電極形成方向に沿った両端部の膜厚に有意差をもたせるという、比較的簡単な設定により膜厚変更構造を実現することができる利点を有する。
【００９３】
加えて、実施の形態１の活性ガス生成装置は、外部から窒素ガス等の原料ガス６を電極対向方向に沿って誘電体空間の中央領域Ｒ６０上に向けて供給することにより、放電空間を通過させた後、誘電体電極２１１の中央領域Ｒ５０に設けられた複数のガス噴出孔５５から、互いの活性ガス濃度が異なる複数の部分活性ガスを含む活性ガスを外部に噴出することができる。
【００９４】
ここで、活性ガス生成装置の後段に配置された成膜処理チャンバ等において、活性ガスを利用して基板の成膜処理を行う場合を考える。
【００９５】
この場合、活性ガス濃度以上に単位時間当たりの絶対数（フラックス）に成膜処理内容が大きく依存する。なお、フラックスとは、各ガス噴出孔５５から得られる単位時間当たりの活性ガス量（atms/sec）を意味する。
【００９６】
すなわち、活性ガス濃度が高くてもガス流量そのものが微量であれば多くの成膜時間が必要となる。そこで、複数のガス噴出孔５５間で噴出される単位時間当たりのガス流量を変化させることにより、複数の部分活性ガス間で実質的な濃度差、すなわち、フラックスに差を設けるという変形構成が考えられる。
【００９７】
このように、誘電体電極１１１の膜厚を均一にして、複数のガス噴出孔５５で孔径を変化させることにより、複数のガス噴出孔５５間でガス流量を変化させるという変形構成が考えられる。
【００９８】
しかし、上記変形構成では、複数の部分放電空間におけるギャップ部圧力に有意差が生じることになる。なぜなら、孔径の大きなガス噴出孔近傍の部分放電空間ほど圧力が低下するからである。ギャップ部圧力は放電の状態を大きく変化させてしまうと同時に、ギャップ部圧力が１０ｋＰａ〜３０ｋＰａ程度、ギャップ長１〜３ｍｍ程度の部分放電空間では圧力が低下するほど放電電力も低下してしまう傾向がある。このため、ガス流量の増加分を放電電力の低下が相殺してしまうため、上記変形構成では、フラックスを精度良く制御することが非常に困難となってしまう。
【００９９】
一方、実施の形態１の活性ガス生成装置では、複数の部分放電空間（放電場）の状態は一切変更することなく、つまり、複数のガス噴出孔５５の孔径を同一にして、複数の部分放電空間の圧力は一定のギャップ部圧力に設定することにより、部分活性ガス間で精度良く活性ガス濃度差を設けることができるため、上記変更構成から達成不可能な効果を奏している。
【０１００】
＜実施の形態２＞
図１０はこの発明の実施の形態２である活性ガス生成装置の高電圧側電極構成部１Ｂの構造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Ｄ−Ｄ断面図であり、同図(c)が接地側電極構成部２Ｂにおける誘電体電極２１２の断面構造を示す断面図である。同図(c)では金属電極２０２Ｈ及び２０２Ｌの図示を省略している。なお、図１０において適宜ＸＹＺ座標系を示している。
【０１０１】
実施の形態２の活性ガス生成装置は、高電圧側電極構成部１Ａが高電圧側電極構成部１Ｂに置き換わり、接地側電極構成部２Ａが接地側電極構成部２Ｂに置き換わった点が実施の形態１と異なる。
【０１０２】
なお、図１０(c)に示すように、誘電体電極２１２は、実施の形態１の誘電体電極２１１と同様、中央領域Ｒ５０内に電極形成方向に沿って複数のガス噴出孔５５が設けられている。なお、誘電体電極２１２においても、誘電体電極２１１と同様、さらに、クサビ形段差形状部５１、直線形段差形状部５２Ａ及び５２Ｂを有する構造を採用しても良い。
【０１０３】
なお、図１０では図示を省略しているが、誘電体電極２１２の下面に形成される金属電極２０２Ｈ及び２０２Ｌは、誘電体電極２１１の下面に形成される金属電極２０１Ｈ及び２０１Ｌと等価な構造を呈している。
【０１０４】
図１０(c)において、５つのガス噴出孔５５を右側から５５（１）、５５（２）、５５（３）、５５（４）及び５５（５）と識別可能に示している。
【０１０５】
図１０に示すように、高電圧側電極構成部１Ｂは誘電体電極１１２と、誘電体電極１１２の上面上に形成された金属電極１０２Ｈ及び１０２Ｌとから構成されている。
【０１０６】
誘電体電極１１２は誘電体電極１１１と同様、Ｘ方向を長手方向、Ｙ方向を短手方向とした平面視して長方形状の平板構造を呈している。
【０１０７】
同図(b)に示すように、誘電体電極１１２は、Ｘ方向に沿って膜厚（厚み）が段階的（離散的）に変化した構造となっている。なお、誘電体電極１１２の膜厚はＹ方向に沿って均一の厚みを呈している。
【０１０８】
具体的には、同図(b)に示すように、誘電体電極１１２の右端（＋Ｘ方向の端部）の膜厚は厚さｄＡ２に設定され、左端（−Ｘ方向の端部）の膜厚は厚さｄＢ２（＞ｄＡ２）に設定されている。
【０１０９】
そして、誘電体電極１１２の膜厚は、Ｘ方向に沿って右端（厚さｄＡ２）から左端（厚さｄＡ２）にかけて段階的に厚くなる。具体的には、誘電体電極１１１の右端から左端にかけて５段階で膜厚が変化している。
【０１１０】
同図(b)に示すように、誘電体電極１１２は互いに膜厚が異なる、複数の誘電体部分領域として、５つの誘電体部分領域ＰＸ１〜ＰＸ５を有している。誘電体部分領域ＰＸ１は、電極形成方向であるＸ方向において、最右に存在するガス噴出孔５５（１）の噴出孔位置Ｐ１を含む領域である。
【０１１１】
誘電体部分領域ＰＸ２はＸ方向において右から２番目に存在するガス噴出孔５５（２）の噴出孔位置Ｐ２を含む領域である。誘電体部分領域ＰＸ３はＸ方向において右から３番目に存在するガス噴出孔５５（３）の噴出孔位置Ｐ３を含む領域である。誘電体部分領域ＰＸ４はＸ方向において右から４番目に存在するガス噴出孔５５（４）の噴出孔位置Ｐ４を含む領域である。誘電体部分領域ＰＸ５はＸ方向において最左に存在するガス噴出孔５５（５）の噴出孔位置Ｐ５を含む領域である。
【０１１２】
誘電体電極１１２において、誘電体部分領域ＰＸ１における膜厚は厚さｄＡ２であり、誘電体部分領域ＰＸ２における膜厚は厚さｄＡ２＋Δｚであり、誘電体部分領域ＰＸ３における膜厚は厚さｄＡ２＋２・Δｚであり、誘電体部分領域ＰＸ４における膜厚は厚さｄＡ２＋３・Δｚであり、誘電体部分領域ＰＸ５における膜厚は厚さｄＢ１（＝厚さｄＡ２＋４・Δｚ）である。なお、上述した例では誘電体部分領域ＰＸ１〜ＰＸ５における隣接する誘電体部分領域間の段差がΔｚで均一である場合を示したが、必ずしも均一にする必要はない。例えば、所望の活性ガス濃度差が得られるように、隣接する誘電体部分領域間の段差を異なる値に設定しても良い。
【０１１３】
このように、誘電体電極１１２は、電極形成方向であるＸ方向において、複数のガス噴出孔５５が設けられる５つの噴出孔位置Ｐ１〜Ｐ５に基づき、５つの誘電体部分領域ＰＸ１〜ＰＸ５に分類される。そして、誘電体部分領域ＰＸ１〜ＰＸ５間で膜厚を変化させている。
【０１１４】
図１０(a)に示すように、金属電極１０２Ｈ及び１０２Ｌ（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１１２の上面上に形成され、平面視して誘電体電極２１２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１０２Ｈ及び１０２Ｌは、金属電極２０２Ｈ及び２０２Ｌ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）を互いに対向する電極対向方向としている。
【０１１５】
なお、図１０(a)に示された複数のガス噴出孔５５は、誘電体電極２１２に存在する複数のガス噴出孔５５を、誘電体電極１１２に平面視して重複する位置に仮想的に示したものであり、実際には誘電体電極１１２には形成されていない。
【０１１６】
図１０(b)に示すように、金属電極１０２Ｈ及び１０２Ｌはそれぞれ膜厚を均一にし、かつ、誘電体電極１１１の誘電体部分領域ＰＸ１〜ＰＸ５に対応して５段階の階段状に形成されている。
【０１１７】
なお、金属電極１０２Ｈ及び１０２Ｌの他の構造的特徴は、実施の形態１の金属電極１０１Ｈ及び１０１Ｌと同様であるため、説明を省略する。
【０１１８】
実施の形態２の活性ガス生成装置において、誘電体電極１１２と誘電体電極２１２とが対向する誘電体空間内において、金属電極１０２Ｈ及び１０２Ｌと金属電極２０２Ｈ及び２０２Ｌとが平面視重複する領域が放電空間として規定される。
【０１１９】
実施の形態２において、上記放電空間は、電極形成方向であるＸ方向に沿って、誘電体電極２１２における誘電体部分領域ＰＸ１〜ＰＸ５に対応する第１〜第５の部分放電空間に分類される。
【０１２０】
すなわち、誘電体部分領域ＰＸｉ（ｉ＝１〜５のいずれか）において、金属電極１０２Ｈ及び１０２Ｌと金属電極２０２Ｈ及び２０２Ｌとが平面視重複する領域が第ｉの部分放電空間となる。なお、第１〜第５の部分放電空間は放電空間内で何ら分断されていない。
【０１２１】
このように、電極形成方向（Ｘ方向）における複数のガス噴出孔５５（５つのガス噴出孔５５（１）〜５５（５））の噴出孔位置Ｐ１〜Ｐ５に対応して、上記放電空間を第１〜第５の部分放電空間に分類することができる。
【０１２２】
したがって、実施の形態２の活性ガス生成装置は、上述した膜厚変化構造を有する誘電体電極１１２は備えているため、実施の形態１と同様、第１〜第５の部分空間における第１〜第５の部分放電電圧を互いに異なる値にすることができる。
【０１２３】
このように、誘電体電極１１２の上記膜厚変化構造は、交流電圧の印加時において複数の部分放電空間で発生する複数の部分放電電圧が互いに異なる値になるように、電極形成方向（Ｘ方向）に沿って膜厚を変化させている。
【０１２４】
すなわち、誘電体電極１１２（一方の誘電体電極）の膜厚は放電電圧寄与パラメータとなり、誘電体電極１１２の上記膜厚変化構造は、上記放電電圧寄与パラメータを変化させたパラメータ変化構造として機能している。
【０１２５】
このような構造の実施の形態２の活性ガス生成装置は、誘電体電極２１２に設けられる複数のガス噴出孔５５から噴出される複数の部分活性ガスを含む活性ガスを外部に噴出している。
【０１２６】
したがって、実施の形態２の活性ガス生成装置において、誘電体電極１１２の誘電体部分領域ＰＸ１〜ＰＸ５における各膜厚、複数のガス噴出孔５５の配置を適切に設定することにより、噴出される活性ガス内の複数の部分活性ガス間でラジカル化された原子や分子の濃度である活性ガス濃度を変化させることができる。
【０１２７】
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と同様、電極形成方向に沿って膜厚（放電電圧寄与パラメータ）を変化させた膜厚変化構造（パラメータ変化構造）を有することを特徴としている。
【０１２８】
実施の形態２の活性ガス生成装置は、上記特徴を有することにより、実施の形態１と同様、放電空間を複数に分断形成することなく、かつ、高周波電源５からの１種類の交流電圧の印加によって、互いに活性ガス濃度が異なる複数の部分活性ガスを含む活性ガスを外部に噴出することができる効果を奏する。
【０１２９】
さらに、実施の形態２の活性ガス生成装置は、実施の形態１と同様、パラメータ変化構造として、電極形成方向（Ｘ方向）に沿って誘電体電極１１２の膜厚を変化させた膜厚変化構造を採用している。このため、実施の形態２の活性ガス生成装置は、誘電体電極１１２及び誘電体電極２１２のうち、一方の誘電体電極である誘電体電極１１２の膜厚を変化させるという比較的簡単な改良構造で、上述した効果を達成することができる。
【０１３０】
加えて、実施の形態２では、誘電体電極１１２における膜厚変化構造として、誘電体部分領域ＰＸ１〜ＰＸ５間で膜厚を離散的に変化させた構造を採用している。このため、実施の形態２の活性ガス生成装置は、誘電体電極１１２における誘電体部分領域ＰＸ１〜ＰＸ５単位に所望の膜厚に精度良く設定することができる。
【０１３１】
さらに、誘電体部分領域ＰＸ１〜ＰＸ５間で段差が設けられる、誘電体電極１１２の離散的な膜厚変化構造は、誘電体電極１１１の連続的な膜厚変化構造に比べ、加工に要する手間や費用の低減化を図ることができる。
【０１３２】
なお、金属電極１０２Ｈ及び１０２Ｌは、一般的にスパッタ等の成膜処理方法もしくは金属ペースト塗布による焼成加工方法等を用いて、誘電体電極１１２の上面上に形成さされるが、誘電体部分領域ＰＸ１〜ＰＸ５間の段差部にて分断しないように注意する必要がある。
【０１３３】
＜実施の形態３＞
図１１はこの発明の実施の形態３である活性ガス生成装置の高電圧側電極構成部１Ｃの構造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Ｅ−Ｅ断面図である。
【０１３４】
図１２は高電圧側電極構成部１Ｃを分解して示す断面図であり、図１１(a)のＥ−Ｅ断面を示している。同図(a)が部分誘電体電極１１３Ｂと金属電極１０１Ｈとの積層構造の断面図であり、同図(b)が部分誘電体電極１１３Ａの断面構造の断面図である。なお、図１１及び図１２それぞれにおいて適宜ＸＹＺ座標系を示している。
【０１３５】
実施の形態３の活性ガス生成装置は、高電圧側電極構成部１Ａが高電圧側電極構成部１Ｃに置き換わり、接地側電極構成部２Ａが接地側電極構成部２Ｃに置き換わった点が実施の形態１と異なる。
【０１３６】
なお、図示しないが、接地側電極構成部２Ｃの構造は、実施の形態１の接地側電極構成部２Ａと同一構造を呈している。すなわち、接地側電極構成部２Ｃは誘電体電極２１３と金属電極２０３Ｈ及び２０３Ｌとから構成され、誘電体電極２１３は誘電体電極２１１と同一構造を呈し、金属電極２０３Ｈ及び２０３Ｌは、金属電極２０１Ｈ及び２０１Ｌと同一構造を呈し、誘電体電極２１３の下面に金属電極２０１Ｈ及び２０１Ｌと同一内容で設けられる。
【０１３７】
なお、接地側電極構成部２Ｃを実施の形態２の接地側電極構成部２Ｂと同一構成で形成しても良い。すなわち、接地側電極構成部２Ｃにおいて、誘電体電極２１３は誘電体電極２１２と同一構造を呈しても良い。
【０１３８】
図１１に示すように、高電圧側電極構成部１Ｃは、誘電体電極１１３と誘電体電極１１３の上面上に形成された金属電極１０３Ｈ及び１０３Ｌとから構成される。
【０１３９】
図１１(a)に示すように、誘電体電極１１３は誘電体電極１１１と同様、Ｘ方向を長手方向、Ｙ方向を短手方向とした平面視して長方形状の平板構造を呈している。
【０１４０】
図１１(b)に示すように、誘電体電極１１３（一方の誘電体電極）は、第１の積層用部分誘電体電極である部分誘電体電極１１３Ａと、誘電体電極１１３上に形成される第２の積層用部分誘電体電極である部分誘電体電極１１３Ｂとを含んで構成される。したがって、部分誘電体電極１１３Ａ及び１１３Ｂによる積層構造により誘電体電極１１３が構成される。
【０１４１】
図１１及び図１２に示すように、部分誘電体電極１１３Ａは均一の膜厚を有し、部分誘電体電極１１３Ｂは、実施の形態１の誘電体電極１１１と同様、膜厚が連続的に変化する膜厚変化構造を有する。
【０１４２】
具体的には、図１２(a)に示すように、部分誘電体電極１１３Ｂの右端（＋Ｘ方向の端部）の膜厚は厚さｄＡ３に設定され、左端（−Ｘ方向の端部）の膜厚は厚さｄＢ３（＞ｄＡ３）に設定されている。一方、図１２(b)に示すように、部分誘電体電極１１３Ａは均一の厚さｄ３に設定されている。
【０１４３】
したがって、部分誘電体電極１１３Ｂの膜厚は、Ｘ方向に沿って右端（厚さｄＡ３）から左端（厚さｄＢ３）にかけて連続的に厚くなる。その結果、誘電体電極１１３全体の膜厚は、Ｘ方向に沿って右端（厚さｄＡ３＋ｄ３）から左端（厚さｄＢ３＋ｄ３）にかけて連続的に厚くなる。したがって、誘電体電極１１３（部分誘電体電極１１３Ｂ）の上面は水平方向（Ｘ方向）に対し一定の傾きを有している。
【０１４４】
ここで、「ｄＡ３＋ｄ３＝ｄＡ１」及び「ｄＢ３＋ｄ３＝ｄＢ１」になるように、設定すれば、誘電体電極１１３は膜厚に関し、実施の形態１の誘電体電極１１１と等価な構造を有することになる。
【０１４５】
図１１(b)及び図１２(a)で示したように、部分誘電体電極１１３Ｂを有する誘電体電極１１３（一方の誘電体電極）は、誘電体電極１１１と同様、電極形成方向であるＸ方向に沿って膜厚を連続的に変化させた膜厚変化構造を有している。
【０１４６】
また、金属電極１０３Ｈ及び１０３Ｌ（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１１３（部分誘電体電極１１３Ｂ）の上面上に形成され、平面視して誘電体電極２１３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１０３Ｈ及び１０３Ｌは、金属電極２０３Ｈ及び２０３Ｌ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）を互いに対向する電極対向方向としている。
【０１４７】
実施の形態３の活性ガス生成装置において、誘電体電極１１３と誘電体電極２１３とが対向する誘電体空間内において、金属電極１０３Ｈ及び１０３Ｌと金属電極２０３Ｈ及び２０３Ｌとが平面視重複する領域が放電空間として規定される。
【０１４８】
したがって、実施の形態３の活性ガス生成装置において、実施の形態１と同様、Ｘ方向に沿って５つの第１〜第５の部分放電空間に上記放電空間を分類することができる。すなわち、第ｉ（ｉ＝１〜５のいずれか）の部分放電空間は、上記放電空間において、噴出孔位置Ｐｉ及びその近傍を含む空間となる。なお、第１〜第５の部分放電空間は放電空間内で何ら分断されていない。
【０１４９】
このように、電極形成方向（Ｘ方向）における複数のガス噴出孔５５の位置に対応して、上記放電空間を複数の部分放電空間に分類することができる。
【０１５０】
したがって、実施の形態３の活性ガス生成装置は、上述した膜厚変化構造を有する誘電体電極１１３（部分誘電体電極１１３Ｂ）を備えているため、実施の形態１と同様、第１〜第５の部分空間における第１〜第５の部分放電電圧を互いに異なる値にすることができる。
【０１５１】
このように、誘電体電極１１３（部分誘電体電極１１３Ｂ）の上記膜厚変化構造は、交流電圧の印加時において複数の部分放電空間で発生する複数の部分放電電圧が互いに異なる値になるように、電極形成方向（Ｘ方向）に沿って膜厚を変化させている。
【０１５２】
すなわち、誘電体電極１１３（一方の誘電体電極）の膜厚は放電電圧寄与パラメータとなり、誘電体電極１１３の上記膜厚変化構造は、上記放電電圧寄与パラメータを変化させたパラメータ変化構造として機能している。
【０１５３】
このような構造の実施の形態３の活性ガス生成装置は、誘電体電極２１３に設けられる複数のガス噴出孔５５から噴出される複数の部分活性ガスを含む活性ガスを外部に噴出している。
【０１５４】
したがって、実施の形態３の活性ガス生成装置において、部分誘電体電極１１３Ａの膜厚、部分誘電体電極１１３Ｂにおける厚さｄＡ３〜厚さｄＢ３間の膜厚差、複数のガス噴出孔５５の配置を適切に設定することにより、噴出される活性ガス内の複数の部分活性ガス間で活性ガス濃度を変化させることができる。
【０１５５】
このように、実施の形態３の活性ガス生成装置は、実施の形態１及び実施の形態２と同様、電極形成方向に沿って膜厚（放電電圧寄与パラメータ）を変化させた膜厚変化構造（パラメータ変化構造）を有することを特徴としている。
【０１５６】
実施の形態３の活性ガス生成装置は、上記特徴を有することにより、放電空間を複数に分断することなく、かつ、高周波電源５からの１種類の交流電圧の印加によって、互いに活性ガス濃度が異なる複数の部分活性ガスを含む活性ガスを外部に噴出することができる効果を奏する。
【０１５７】
さらに、実施の形態３の活性ガス生成装置は、パラメータ変化構造として、電極形成方向（Ｘ方向）に沿って誘電体電極１１３における部分誘電体電極１１３Ｂの膜厚を変化させた膜厚変化構造を採用することにより、誘電体電極１１３及び誘電体電極２１３のうち、一方の誘電体電極である誘電体電極１１３の膜厚を変化させるという比較的簡単な改良構造で、上述した効果を達成することができる。
【０１５８】
さらに、実施の形態３では、上記膜厚変化構造として、電極形成方向に沿って、部分誘電体電極１１３Ｂの膜厚を連続的に変化させる構造を採用している。この構造では、例えば、部分誘電体電極１１３Ｂの電極形成方向に沿った両端部の膜厚に有意差をもたせるという、比較的簡単な設定により膜厚変更構造を実現することができる利点を有する。
【０１５９】
加えて、実施の形態３では、誘電体電極１１３を部分誘電体電極１１３Ａと部分誘電体電極１１３Ｂとの積層構造により構成している。
【０１６０】
このため、実施の形態３の活性ガス生成装置は、第１の積層用部分誘電体電極である部分誘電体電極１１３Ａとして既存の誘電体電極を用いつつ、第２の積層用部分誘電体電極として部分誘電体電極１１３Ｂを新たに追加するだけで、誘電体電極１１３として膜厚変化構造を実現することができる。その結果、実施の形態３の活性ガス生成装置を比較的安価に得ることができる。
【０１６１】
＜実施の形態４＞
図１３はこの発明の実施の形態４である活性ガス生成装置の高電圧側電極構成部１Ｄの構造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Ｆ−Ｆ断面図である。なお、図１３において適宜ＸＹＺ座標系を示している。
【０１６２】
実施の形態４の活性ガス生成装置は、高電圧側電極構成部１Ａが高電圧側電極構成部１Ｄに置き換わり、接地側電極構成部２Ａが図示しない接地側電極構成部２Ｄに置き換わった点が実施の形態１と異なる。
【０１６３】
図示しないが、接地側電極構成部２Ｄは誘電体電極２１４と誘電体電極２１４の下面に形成される金属電極２０４Ｈ及び２０４Ｌにより構成される。
【０１６４】
誘電体電極２１４は実施の形態１の誘電体電極２１１と同一構造を呈し、金属電極２０４Ｈ及び２０４Ｌは金属電極２０１Ｈ及び２０１Ｌと同一構造を呈し、誘電体電極２１４の下面に金属電極２０１Ｈ及び２０１Ｌと同一内容で設けられる。なお、誘電体電極２１４を実施の形態２の誘電体電極２１２と同一構造にしても良い。
【０１６５】
図１３に示すように、高電圧側電極構成部１Ｄは、誘電体電極１１４と誘電体電極１１４の上面上に形成される金属電極１０４Ｈ及び１０４Ｌとから構成される。
【０１６６】
図１３(a)に示すように、誘電体電極１１４は誘電体電極１１１と同様、Ｘ方向を長手方向、Ｙ方向を短手方向とした平面視して長方形状の平板構造を呈している。
【０１６７】
図１３(b)に示すように、誘電体電極１１４（一方の誘電体電極）は、第１の積層用部分誘電体電極である部分誘電体電極１１４Ａと、誘電体電極１１４上に形成される第２の積層用部分誘電体電極である部分誘電体電極１１４Ｂとを含んで構成される。したがって、部分誘電体電極１１４Ａ及び１１３Ｂによる積層構造により誘電体電極１１４が構成される。
【０１６８】
図１３(b)に示すように、部分誘電体電極１１４Ａ及び１１４Ｂは共に均一の膜厚を有し、部分誘電体電極１１４Ｂは、電極形成方向であるＸ方向に沿って、互いの誘電率が異なる５種類の部分誘電体領域１４ａ〜１４ｅが互いに隣接して設けられる誘電率変化構造を有する。
【０１６９】
部分誘電体領域１４ａ〜１４ｅは、電極形成方向（Ｘ方向）における複数のガス噴出孔５５の噴出孔位置Ｐ１〜Ｐ５（図１０(c)参照）に対応する位置関係で設けられている。
【０１７０】
すなわち、部分誘電体領域１４ｅはＸ方向において噴出孔位置Ｐ１を含んでおり、部分誘電体領域１４ｄはＸ方向において噴出孔位置Ｐ２を含んでおり、部分誘電体領域１４ｃはＸ方向において噴出孔位置Ｐ３を含んでおり、部分誘電体領域１４ｂはＸ方向において噴出孔位置Ｐ４を含んでおり、部分誘電体領域１４ａはＸ方向において噴出孔位置Ｐ５を含んでいる。
【０１７１】
具体的には、図１３に示すように、部分誘電体電極１１４Ｂの左端（−Ｘ方向の端部）から、右端（＋Ｘ方向の端部）にかけて、５つの部分誘電体領域１４ａ〜１４ｅを有している。部分誘電体領域１４ａ〜１４ｅは互いに異なる誘電率を有する構成材料で構成されている。一方、部分誘電体電極１１４Ａは、全体に亘って同一材料で構成されている。
【０１７２】
ここで、部分誘電体領域１４ａ〜１４ｅは１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ及び１４ｅの順で誘電率が高くなる構成材料（誘電体ａ、誘電体ｂ、誘電体ｃ、誘電体ｄ及び誘電体ｅ）で形成されている。
【０１７３】
したがって、部分誘電体電極１１４Ｂの誘電率は、Ｘ方向に沿って左端（誘電体ａ）から右（誘電体ｅ）にかけて段階的に高くなる。その結果、誘電体電極１１４全体の誘電体合成容量は、Ｘ方向に沿って左端から右端にかけて段階的に高くなる。
【０１７４】
このように、実施の形態４において、部分誘電体電極１１４Ｂを有する誘電体電極１１４（一方の誘電体電極）は、電極形成方向であるＸ方向に沿って誘電率を段階的に変化させた誘電率変化構造を有している。
【０１７５】
また、金属電極１０４Ｈ及び１０４Ｌ（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１１４（部分誘電体電極１１４Ｂ）の上面上に形成され、平面視して誘電体電極２１４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１０４Ｈ及び１０４Ｌは、金属電極２０４Ｈ及び２０４Ｌ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）を互いに対向する電極対向方向としている。
【０１７６】
実施の形態４の活性ガス生成装置において、誘電体電極１１４と誘電体電極２１４とが対向する誘電体空間内において、金属電極１０４Ｈ及び１０４Ｌと金属電極２０４Ｈ及び２０４Ｌとが平面視重複する領域が放電空間として規定される。
【０１７７】
実施の形態４において、上記放電空間は、部分誘電体領域１４ａ〜１４ｅと平面視して重複する領域に対応して第１〜第５の部分放電空間に分類される。これら第１〜第５の部分放電空間は放電空間内で何ら分断されていない。
【０１７８】
このように、電極形成方向（Ｘ方向）における複数のガス噴出孔５５（５つのガス噴出孔５５（１）〜５５（５））の噴出孔位置Ｐ１〜Ｐ５に対応して、上記放電空間を第１〜第５の部分放電空間に分類することができる。
【０１７９】
したがって、実施の形態４の活性ガス生成装置は、上述した誘電率変化構造を有する誘電体電極１１４（部分誘電体電極１１４Ｂ）は備えているため、第１〜第５の部分放電空間における第１〜第５の部分放電電圧を互いに異なる値にすることができる。
【０１８０】
図１４は実施の形態４の部分誘電体電極１１４Ａ及び１１４Ｂの積層構造による部分放電電圧の変化を表形式で示す説明図である。図１４では、部分誘電体領域１４ａ〜１４ｅに分類した内容で示している。
【０１８１】
図１４に示すように、部分誘電体電極１１４Ａの膜厚は１ｍｍで均一であり、部分誘電体電極１１４Ｂの膜厚も部分誘電体領域１４ａ〜１４ｅ間は変化なく均一の１ｍｍである。放電面積は３３００ｍｍ２であり、全体印加電圧となる交流電圧は５０００Ｖとなる。なお、放電面積は、誘電体電極１１４（部分誘電体電極１１４Ａ及び１１４Ｂ）が金属電極１０４Ｈ及び１０４Ｌと平面視して重複する面積となる。
【０１８２】
ここで、部分誘電体電極１１４Ａの比誘電率は「１０」である。一方、部分誘電体領域１４ａの構成材料である誘電体ａの比誘電率は「１０」、部分誘電体領域１４ｂの構成材料である誘電体ｂの比誘電率は「２０」、部分誘電体領域１４ｃの構成材料である誘電体ｃの比誘電率は「３０」、部分誘電体領域１４ｄの構成材料である誘電体ｄの比誘電率は「４０」、部分誘電体領域１４ｅの構成材料である誘電体ｅの比誘電率は「５０」である。
【０１８３】
したがって、部分誘電体電極１１４Ａ及び１１４Ｂの積層構造による誘電体合成容量に関し、部分誘電体領域１４ａ〜１４ｅにおける積層領域間で異なる値となる。
【０１８４】
具体的には、部分誘電体領域１４ａにおける積層領域で７．３４・１０−１１Ｆ、部分誘電体領域１４ｂにおける積層領域で９．７９・１０−１１Ｆ、部分誘電体領域１４ｃにおける積層領域で１．１０・１０−１０Ｆ、部分誘電体領域１４ｄにおける積層領域で１．１７・１０−１０Ｆ、部分誘電体領域１４ｅにおける積層領域で１．２２・１０−１０Ｆとなる。
【０１８５】
その結果、部分誘電体領域１４ａ〜１４ｅに対応する第１〜第５の部分放電空間の部分放電電圧は３５５０Ｖ、３８５０Ｖ、３９５０Ｖ、４０００Ｖ及び４０５０Ｖと変化する。
【０１８６】
したがって、実施の形態４の活性ガス生成装置は、部分放電電圧に比例する部分活性ガスの活性ガス濃度を、複数の部分活性ガス間で異なる値に設定することができる。
【０１８７】
このように、部分誘電体領域１４ａ〜１４ｅに対応する第１〜第５の部分放電空間において、部分放電電圧は部分誘電体領域１４ａ〜１４ｅの誘電率に対し正の相関を有する。
【０１８８】
一方、部分活性ガスにおける活性ガス濃度は部分放電電圧に比例するため、第１〜第５の部分放電空間それぞれで生成される部分活性ガスの活性ガス濃度は、低濃度側から第１、第２、…、第５の順となる。
【０１８９】
このように、誘電体電極１１４（部分誘電体電極１１４Ｂ）に上記誘電率変化構造を持たせることにより、第１〜第５の部分放電空間間における活性ガス濃度に濃度勾配を設けることができる。
【０１９０】
図１５は誘電体種類の具体例による部分放電電圧の変化を表形式で示すグラフである。図１５では、部分誘電体領域１４ａ〜１４ｃに分類した内容で示している。
【０１９１】
図１５に示すように、部分誘電体電極１１４Ａの膜厚は１ｍｍで均一であり、部分誘電体電極１１４Ｂの膜厚も部分誘電体領域１４ａ〜１４ｃ間は変化なく均一の１ｍｍである。放電面積は３３００ｍｍ２であり、全体印加電圧となる交流電圧は５０００Ｖとなる。全体印加電圧となる交流電圧は５０００Ｖとなる。
【０１９２】
ここで、部分誘電体電極１１４Ａの比誘電率は「９．９」である。一方、部分誘電体領域１４ａの構成材料である石英の比誘電率は「３．８」、部分誘電体領域１４ｂの構成材料であるアルミナの比誘電率は「９．９」、部分誘電体領域１４ｃの構成材料であるＨｆＯ２（酸化ハフニウム）の比誘電率は「１５」である。
【０１９３】
したがって、部分誘電体電極１１４Ａ及び１１４Ｂの積層構造による誘電体合成容量は、部分誘電体領域１４ａ〜１４ｃ間で異なる値となる。
【０１９４】
すなわち、部分誘電体領域１４ａにおける積層領域で４．０・１０−１１Ｆ、部分誘電体領域１４ｂにおける積層領域で７．０・１０−１１Ｆ、部分誘電体領域１４ｃにおける積層領域で９．０・１０−１０Ｆとなる。
【０１９５】
その結果、部分誘電体領域１４ａ〜１４ｃに対応する第１〜第３の部分放電空間の部分放電電圧は２９００Ｖ、３５５０Ｖ、及び３７５０Ｖと変化する。
【０１９６】
したがって、部分誘電体領域１４ａ〜１４ｃ間で部分放電電圧に比例する部分活性ガスの活性ガス濃度を、複数の部分活性ガス間で異なる値に設定することができる。
【０１９７】
このように、図１５から、部分誘電体領域１４ａ〜１４ｃ間で異なる構成材料を用いることにより、部分誘電体領域１４ａ〜１４ｃ間の誘電率に有意な差異を持たせることができる。
【０１９８】
上述したように、誘電体電極１１４の上記誘電率変化構造は、交流電圧の印加時において複数の部分放電空間で発生する複数の部分放電電圧が互いに異なる値になるように、電極形成方向（Ｘ方向）に沿って誘電率を変化させている。
【０１９９】
すなわち、誘電体電極１１４（一方の誘電体電極）における部分誘電体電極１１４Ｂの誘電率は放電電圧寄与パラメータとなり、誘電体電極１１４の上記誘電率変化構造は、上記放電電圧寄与パラメータを変化させたパラメータ変化構造として機能している。
【０２００】
このような構造の実施の形態４の活性ガス生成装置は、誘電体電極２１４に設けられる複数のガス噴出孔５５から噴出される複数の部分活性ガスを含む活性ガスを外部に噴出している。
【０２０１】
したがって、実施の形態４の活性ガス生成装置において、部分誘電体電極１１４Ａの誘電率、部分誘電体電極１１４Ｂの部分誘電体領域１４ａ〜１４ｅにおける各誘電率、複数のガス噴出孔５５の配置を適切に設定することにより、噴出される活性ガス内の複数の部分活性ガス間で活性ガス濃度を変化させることができる。
【０２０２】
このように、実施の形態４の活性ガス生成装置は、交流電圧の印加時において第１〜第５の部分放電空間で発生する第１〜第５の部分放電電圧が互いに異なる値になるように、電極形成方向に沿って誘電率（放電電圧寄与パラメータ）を変化させた誘電率変化構造（パラメータ変化構造）を有することを特徴としている。
【０２０３】
実施の形態４の活性ガス生成装置は、上記特徴を有することにより、放電空間を複数に分断することなく、かつ、高周波電源５からの１種類の交流電圧の印加によって、互いに活性ガス濃度が異なる複数種の部分活性ガスを含む活性ガスを外部に噴出することができる効果を奏する。
【０２０４】
さらに、実施の形態４では、一方の誘電体電極である誘電体電極１１４の膜厚を均一にすることができるため、従来構造と同様、誘電体電極１１４及び誘電体電極２１４は共に膜厚を均一にすることができる。
【０２０５】
その結果、実施の形態４の活性ガス生成装置は、誘電体電極１１４の上面上に金属電極１０４Ｈ及び１０４Ｌを精度良く形成し、かつ、及び誘電体電極２１４の下面上に金属電極２０４Ｈ及び２０４Ｌを精度良く形成することができる。加えて、スペース的に誘電体電極に厚みを持たせることが困難な条件下においても、実施の形態４の活性ガス生成装置は支障無く対応可能である。
【０２０６】
また、実施の形態４は、第１の積層用部分誘電体電極として、誘電率及び膜厚が均一な既存の部分誘電体電極１１４Ａを用いることができるため、既存の誘電体電極を用いつつ、第２の積層用部分誘電体電極となる部分誘電体電極１１４Ｂを新たに追加するだけで、誘電率変化構造を実現することができる。
【０２０７】
各々が高誘電率を有する誘電体ａ〜誘電体ｅを構成材料とした部分誘電体領域１４ａ〜１４ｅは板状に構成して部分誘電体電極１１４Ａの上面上に載せても良いし、誘電率が十分高い場合は、部分誘電体領域１４ａ〜１４ｅをスパッタ等で部分誘電体電極１１４Ａの上面上に直接成膜しても良い。
【０２０８】
なお、放電面となる部分誘電体電極１１４Ａの素材は、パーティクル等の不純物を発生させない観点から高純度アルミナもしくはサファイアに固定される。
【０２０９】
一方、金属電極形成面となる部分誘電体電極１１４Ｂは、放電に晒されないため、基板汚染の観点における制約を考慮する必要は無い。このため、部分誘電体電極１１４Ｂの部分誘電体領域１４ａ〜１４ｅの構成材料として、誘電率を最優先して選択することができる。
【０２１０】
＜その他＞
実施の形態１〜実施の形態４において、一般に誘電体電極１１１〜１１４及び誘電体電極２１１〜２１４の膜厚が厚くなり過ぎると高周波電源５から印加する交流電圧をより高くしないと、放電空間において十分な放電電力が得られなくなる。一方、交流電圧を高くすると、多くの絶縁対策が必要となるため、可能な限り印加電圧なる交流電圧は低い方が望ましい。このため、制限無く交流電圧を高くできないという懸念材料がある。
【０２１１】
上記膜厚変化構造を採用した実施の形態１〜実施の形態３の活性ガス生成装置は上記懸念材料を有している。
【０２１２】
一方、実施の形態４の活性ガス生成装置は、誘電体電極１１４及び２１４の膜厚を共に均一にすることができる。したがって、交流電圧の電圧レベルを抑制したい場合には、部分誘電体領域１４ａ〜１４ｅの構成材料として用いる誘電体ａ〜誘電体ｅを全て所定の誘電率よりも高い高誘電率素材で生成することで解消することができる。なお、所定の誘電率として比誘電率＝１０が考えられる。
【０２１３】
なお、上述の実施の形態１〜実施の形態４において、上記パラメータ変化構造（膜厚変化構造，または誘電率変化構造）を誘電体電極１１１〜１１４（第１の誘電体電極）に設けたが、それに限定される訳ではない。
【０２１４】
すなわち、誘電体電極１１１〜１１４に代えて誘電体電極２１１〜２１４（第２の誘電体電極）に上記パラメータ変化構造を設けたり、誘電体電極１１１〜１１４及び誘電体電極２１１〜２１４共に上記パラメータ変化構造を設けたりしても良い。
【０２１５】
なお、誘電体電極１１１〜１１４は下面に何も設けていないため、誘電体電極２１１〜２１４に比べ、上記パラメータ変化構造を容易に設けることができる利点を奏する。また、誘電体電極１１１〜１１４及び誘電体電極２１１〜２１４双方に上記パラメータ変化構造を設ける場合、片方に上記パラメータ変化構造を設ける場合と比較して、放電電圧寄与パラメータ（膜厚，誘電率）の変化を大きくできる利点を奏する。
【０２１６】
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。
【０２１７】
すなわち、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【０２１８】
例えば、実施の形態４の活性ガス生成装置において、部分誘電体領域１４ａ〜１４ｅの膜厚を部分誘電体領域１４ｅ〜１４ａの順で厚くするようにして、上記誘電率変化構造及び上記膜厚変化構造の組合せ構造を実現しても良い。
【０２１９】
また、実施の形態３の誘電体電極１１３において、部分誘電体電極１１３Ｂの構造を、実施の形態２の誘電体電極１１２のように膜厚が段階的に変化する構造に変更しても良い。
【符号の説明】
【０２２０】
１Ａ〜１Ｄ  高電圧側電極構成部
２Ａ〜２Ｄ  接地側電極構成部
５  高周波電源
１４ａ〜１４ｅ  部分誘電体領域
５１  クサビ形段差形状部
５２Ａ，５２Ｂ  直線形段差形状部
５５  ガス噴出孔
１１１〜１１４，２１１〜２１４  誘電体電極
１１３Ａ，１１３Ｂ，１１４Ａ，１１４Ｂ  部分誘電体電極
１０１Ｈ〜１０４Ｈ，１０１Ｌ〜１０４Ｌ，２０１Ｈ〜２０４Ｈ，２０１Ｌ〜２０４Ｌ  金属電極
３０１  活性ガス生成用電極群
ＰＸ１〜ＰＸ５  誘電体部分領域
【要約】
本発明は、放電空間を複数に分断することなく、かつ、１種類の交流電圧の印加によって、互いに活性ガス濃度が異なる複数種の部分活性ガスを含む活性ガスを外部に噴出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。そして、本発明において、高電圧側電極構成部（１Ａ）は、誘電体電極（１１１）と、誘電体電極（１１１）の上面上に形成された金属電極（１０１Ｈ，１０１Ｌ）とから構成される。誘電体電極（１１１）は、Ｘ方向に沿って膜厚が連続的に変化した構造となっている。すなわち、誘電体電極（１１１）の右端の膜厚は厚さｄＡ１に設定され、左端の膜厚は厚さｄＢ１（＞ｄＡ１）に設定され、Ｘ方向に沿って右端から左端にかけて連続的に厚くなる。【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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