(57)【要約】  本発明は、装置構成の簡略化及び小型化を図り、かつ、活性ガスが失活する現象を抑制することができる活性ガス生成装置の構造を提供することを目的とする。そして、本発明は、電極ユニットベース（２）に設けられるガス通過溝（２４）、高圧電極用溝（２１）及び接地電極用溝（２２）は平面視して螺旋状を呈している。高圧電極（１１）が高圧電極用溝（２１）に埋め込まれ、接地電極（１２）が接地電極用溝（２２）に埋め込まれる。高圧電極（１１）及び接地電極（１２）は、電極ユニットベース（２）の一部及びガス通過溝（２４）を挟んで互いに対向するように、電極ユニットベース（２）内のガス通過溝（２４）の両側面側に配置され、ガス通過溝（２４）と共に平面視して螺旋状に設けられる。
2020003344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体バリア放電が発生する放電空間に供給された原料ガスを活性化して活性ガスを生成する活性ガス生成装置（１０，１０Ｂ）であって、
第１の電極（１１，１１Ｌ）及び第２の電極（１２）を有する電極ユニット（１００，１００Ｂ）と、
前記電極ユニットに交流電圧を供給する交流電源（５）とを備え、
前記電極ユニットは、
誘電体で構成される電極本体部（１，２）と、
前記電極本体部内に形成され、各々が導電性を有する前記第１及び第２の電極と、
前記電極本体部に形成され、外部から供給される原料ガスを受けるガス吸入口（４）と、
前記電極本体部内に形成され、前記ガス吸入口から流入した原料ガスが通過するガス内部流路（２４）とを含み、前記ガス内部流路は平面視して螺旋状に設けられ、
前記第１及び第２の電極は、前記電極本体部の一部及び前記ガス内部流路を挟んで互いに対向するように、前記ガス内部流路の両側面側に配置され、前記ガス内部流路と共に平面視して螺旋状に設けられ、前記第１及び第２の電極間における前記ガス内部流路内の領域が前記放電空間となり、前記交流電源から前記交流電圧を印加することにより前記放電空間に誘電体バリア放電が発生され、
前記電極ユニットは、前記放電空間の下方に前記ガス内部流路に連通して設けられる少なくとも一つのガス噴出口（６）をさらに含み、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が、前記少なくとも一つのガス噴出口から噴出される、
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、
前記第１及び第２の電極は、前記電極本体部から露出することなく形成される、
活性ガス生成装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の活性ガス生成装置であって、
前記第２の電極が接地レベルに設定され、前記第１の電極に前記交流電圧が印加され、
前記第１及び第２の電極は、平面視して前記電極本体部の最外周に前記第２の電極が位置するように、配置されることを特徴とする、
活性ガス生成装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３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、
前記電極本体部は、
電極ユニットベース（２）と、
前記電極ユニットベースの表面上に設けられる電極ユニット蓋（１）とを含み、
前記電極ユニットベースは表面から同一の形成深さで設けられる第１及び第２の電極用溝（２１，２２）を有し、
前記ガス内部流路は、前記電極ユニットベースの表面から所定の形成深さを有して溝状に形成され、
前記第１及び第２の電極は第１及び第２の電極用溝（２１，２２）に埋め込まれ、
前記第１の電極（１１Ｌ）の形成高さを前記第２の電極（１２）の形成高さよりも低く設定したことを特徴とする、
活性ガス生成装置。
【請求項５】
請求項１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、
前記少なくとも一つのガス噴出口の直下に位置し、前記少なくとも一つのガス噴出口から活性ガスが噴出される外部領域が装置下流領域として規定され、前記少なくとも一つのガス噴出口は、前記ガス内部流路内の圧力が前記装置下流領域の圧力より高くなるように、比較的小さい寸法で形成されることを特徴とする、
活性ガス生成装置。
【請求項６】
請求項５記載の活性ガス生成装置であって、
前記少なくとも一つのガス噴出口は複数のガス噴出口を含み、
前記複数のガス噴出口は平面視して螺旋状に離散配置されることを特徴とする、
活性ガス生成装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６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、
誘電体で構成され、前記電極ユニットに密着して設けられる冷却フィンをさらに備える、
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、
前記電極本体部は、アルミナ、石英、窒化ケイ素、窒化アルミ、及び窒化ホウ素のうち少なくとも一つを構成材料としている、
活性ガス生成装置。
【請求項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。
【請求項１０】
請求項６記載の活性ガス生成装置と、
前記装置下流領域を含む領域に設けられ、前記複数のガス噴出口から活性ガスを直接受ける成膜処理空間を有する成膜処理チャンバ（５０）とを備える、
成膜処理装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の成膜処理装置であって、
前記ガス内部流路内の圧力は１０ｋＰａ〜大気圧の間に設定され、
前記成膜処理空間内の圧力が前記ガス内部流路内の圧力未満に設定される、
成膜処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体成膜装置に用いる並行平板電極型の電極構造を有し、誘電体バリア放電を用いた活性ガス生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
並行平板電極型の電極構造を有し、誘電体バリア放電を用いた活性ガス生成装置の設置位置の１つとして、ウェハ等の処理対象物の上方に配置する態様がある。この態様の場合、活性ガスを処理対象物全体に均等に吹付ける必要があるため、活性ガス生成装置と処理対象物の間にガス均等吹付け用のシャワープレートを配置するのが一般的であった。【０００３】
しかしながら、シャワープレート内の活性ガス通過領域は誘電体バリア放電に関与しない非放電空間となるため、シャワープレート内の活性ガス通過領域を活性ガスが通過する時間帯は、活性ガスが失活する時間帯となる。このため、活性ガス生成装置が窒素ラジカル等の極短寿命な活性ガスを生成する場合、シャワープレート通過中にラジカルの失活が著しく促進されてしまう。【０００４】
このように、活性ガス生成装置にシャワープレートを用いると、活性ガスが失活する現象を増長させてしまうため、望ましくない。【０００５】
シャワープレートを用いない従来の活性ガス生成装置として、例えば、特許文献１に開示された大気圧プラズマ反応装置がある。【０００６】
特許文献１で開示された第１の従来技術では、対向配置した平板状の電極を縦型に配置し、電極間の放電で生成した活性ガスを基板に吹付ける電極構造を採用している。第１の従来技術は、大面積基板への処理対応として電極構造を複数セット配置している。【０００７】
このように、第１の従来技術では、電極構造の数を増やし、複数の電極構造を採用することにより、基板面積に応じた対応が容易に可能となる。【０００８】
シャワープレートを用いない他の活性ガス生成装置として、例えば、特許文献２に開示されたプラズマ処理装置がある。【０００９】
特許文献２で開示された第２の従来技術では、水平方向に対向配置した平板状電極の一方に複数個のガス噴出孔を設けることにより、シャワープレートを不要にし、かつ、大型基板への処理を可能としている。【００１０】
特許文献２の段落［００２２］、図１及び図２に第１の基本構成が開示されている。具体的な構成は以下の通りである。なお、()内の数字は、特許文献２で用いられた参照符号である。【００１１】
第１の基本構成は、導電性を有さない高圧電極(8)の表面に導電層(12)を形成し、高圧電極(8)の下方に位置し導電性を有さない接地電極(7)に、接地された金属板(2)を接触させる構造を採用している。【００１２】
さらに、特許文献２の段落［００６３］及び図９に第２の基本構成が開示されている。具体的な構成は以下の通りである。なお、()内の数字は、特許文献２で用いられた参照符号である。【００１３】
第２の基本構成では、第１の基本構成に加え、接地導電層(41)を接地電極(7)内部に埋設した構造を採用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特許第２５３７３０４号公報
【特許文献２】特許第５３２８６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
特許文献１で開示された第１の従来技術では、複数の電極構造を採用することにより、比較的大きな面積の処理対象物に対応可能な装置を実現することができる。【００１６】
しかし、第１の従来技術で複数の電極構造を採用すると、複数の電極構造それぞれに高圧電極及び接地電極を設けなくてはならず、その分、装置構造が複雑化する。さらに、第１の従来技術では、原料ガスの通過方向が縦方向なため活性ガスの濃度増加のためには、電極構造を構成する高圧電極及び接地電極の縦方向の形成長を十分長くすることが必要となり、必然的に装置高さが高くなり、装置の大型を招いてしまう。【００１７】
このように、特許文献１で開示された第１の従来技術では、装置構造の複雑化、大型化を招いてしまうという問題点があった。【００１８】
次に、特許文献２で開示された第２の従来技術について検討する。なお、()内の数字は、特許文献２で用いられた参照符号である。【００１９】
上述した第１の基本構成では、導電層(12)の端部等の表面における電界強度が非常に高くなるため、放電部(3)のガス層に絶縁破壊が生じ、それによって金属の導電層(12)に異常放電が発生することにより、放電部(3)にパーティクルや金属蒸気が生成する。すなわち、導電層(12)の異常放電に伴い、導電層(12)、チャンバー(1)あるいは仕切り板(2)から蒸発した物質が汚染源となる。【００２０】
導電層(12)の表層と電極間の放電場（空隙(9)）は繋がっているため、放電場へガスを輸送する過程で導電層(12)の蒸発分子が活性ガス中に混入、基板(15)を汚染する恐れがあった。【００２１】
このように、第２の従来技術の第１の基本構成では、放電部(3)にパーティクルや金属蒸気が生成し、基板(15)を汚染する恐れがあるという問題点があった。【００２２】
上述した基板(15)を汚染する恐れを確実に防止するためには放電部(3)における絶縁距離を十分大きくとる必要がある。しかしながら、絶縁距離を大きくとると必然的に装置構成の大型化を招くため、望ましくない。【００２３】
一方、上述した特許文献２の第２の基本構成では、高圧電極(8)の導電層(12)は、第１の基本構成と同様、電極表面に露出した構造ではある。高圧電極も接地電極と同様の処置を講ずることで高圧側・接地側両方の導電層を露出させないものとすることが理論的に可能となる。【００２４】
図１５は第２の従来技術における第２の基本構成の断面構造を示す断面図である。同図に示す、空隙１０９が空隙(9)に対応し、第一電極１０７が一方接地電極(7)に対応し、細孔１１０が細孔(10)に対応し、接地導電層１４１が接地導電層(41)に対応し、接地隙間１４２が接地隙間(42)に対応する。【００２５】
同図に示すように、接地導電層１４１の開口領域Ｈ１４１は細孔１１０を含み、細孔１１０より広い形状で形成されているため、電極ユニット１００と接地導電層１４１との間に接地隙間１４２が生じている。この接地隙間１４２は、接地導電層１４１が形成されていない。【００２６】
したがって、電極間の放電場となる空隙１０９において、接地隙間１４２の上方の領域は非放電空間となり、この非放電空間をガスが通過する際には活性ガスが失活するだけとなり、活性ガスの濃度低下を招いてしまう。【００２７】
次に、接地導電層１４１を改良し、接地隙間１４２の無い状態（細孔１１０と本体ポール部の開口領域Ｈ１４１の開口領域とを同じ大きさにする）に変更する変形例を考える。【００２８】
図１６は、第２の従来技術における第２の基本構成の変形例の断面構造を示す断面図である。図１６で示す領域は、図１５の着目領域Ｒ７及びその近傍領域を拡大して示した領域に相当する。【００２９】
第２の基本構成の変形例では、細孔１１０を断面方向に観察すると接地導電層１４１が細孔１１０に露出した状態となっている。このため、接地導電層１４１の露出部近傍の細孔１１０で絶縁破壊が発生した際には、接地導電層１４１の導電層成分がコンタミとなって外部に放出されることになる。【００３０】
このように、第２の従来技術の第２の基本構成（図１５）では、活性ガスの濃度低下を招く問題があり、第２の基本構成の変形例（図１６）では、コンタミが発生してしまう問題点があった。【００３１】
本発明では、上記のような問題点を解決し、装置構成の簡略化及び小型化を図り、かつ、活性ガスが失活する現象を抑制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】
【００３２】
この発明に係る活性ガス生成装置は、誘電体バリア放電が発生する放電空間に供給された原料ガスを活性化して活性ガスを生成する活性ガス生成装置であって、第１及び第２の電極を有する電極ユニットと、前記電極ユニットに交流電圧を供給する交流電源とを備え、前記電極ユニットは、誘電体で構成される電極本体部と、前記電極本体部内に形成され、各々が導電性を有する前記第１及び第２の電極と、前記電極本体部に形成され、外部から供給される原料ガスを受けるガス吸入口と、前記電極本体部内に形成され、前記ガス吸入口から流入した原料ガスが通過するガス内部流路とを含み、前記ガス内部流路は平面視して螺旋状に設けられ、前記第１及び第２の電極は、前記電極本体部の一部及び前記ガス内部流路を挟んで互いに対向するように、前記ガス内部流路の両側面側に配置され、前記ガス内部流路と共に平面視して螺旋状に設けられ、前記第１及び第２の電極間における前記ガス内部流路内の領域が前記放電空間となり、前記交流電源から前記交流電圧を印加することにより前記放電空間に誘電体バリア放電が発生され、前記電極ユニットは、前記放電空間の下方に前記ガス内部流路に連通して設けられる少なくとも一つのガス噴出口をさらに含み、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が、前記少なくとも一つのガス噴出口から噴出される。
【発明の効果】
【００３３】
請求項１記載の本願発明である活性ガス生成装置の電極ユニットは、平面視して螺旋状に設けられるガス内部流路と、放電空間の下方にガス内部流路に連通して設けられる少なくとも一つのガス噴出口とを含んでいる。【００３４】
したがって、請求項１記載の本願発明である活性ガス生成装置は、少なくとも一つのガス噴出口と放電空間との間に、誘電体バリア放電に関与しない非放電空間が形成されないため、活性ガスが失活する現象を効果的に抑制する効果を奏する。【００３５】
さらに、電極本体部にガス吸入口、少なくとも一つのガス噴出口、第１及び第２の電極並びにガス内部流路を設けるという比較的簡単な構成で電極ユニットを得ることができるため、活性ガス生成装置の装置構成の簡略化を図ることができる。【００３６】
加えて、請求項１記載の本願発明において、ガス内部流路は平面視して螺旋状に設けられるため、電極ユニット自体の面積を大きくすることなく、少なくとも一つのガス噴出口からガス濃度が飽和した状態で活性ガスを噴出することができるため、装置の小型化を図ることができる。【００３７】
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】
【００３８】
【図１】実施の形態１の活性ガス生成装置に用いられる電極ユニットの構成概略を示す説明図である。
【図２】図１で示す電極ユニットベースを上方から視た平面構造を示す平面図である。
【図３】図１で示す電極ユニットベースの断面構造を示す断面図である。
【図４】図１で示す電極ユニットベースを下方から視た平面構造を示す平面図である。
【図５】実施の形態１の活性ガス生成装置を上方から視た平面構造を模式的に示す平面図である。
【図６】実施の形態１の活性ガス生成装置の断面構造を示す断面図である。
【図７】実施の形態１の活性ガス生成装置を用いた成膜処理装置の断面構造を示す断面図である。
【図８】図１で示す電極ユニットベースを上方から視た平面構造を示す平面図である。
【図９】図８の着目領域を拡大して示す説明図である。
【図１０】実施の形態１の活性ガス生成装置で用いられる電極ユニットの断面構造を示す断面図である。
【図１１】図１０の着目領域を拡大して示す説明図である。
【図１２】実施の形態２の活性ガス生成装置における電極の断面構造を拡大して示す説明図である。
【図１３】実施の形態１の活性ガス生成装置における電極の断面構造を拡大して示す断面図である。
【図１４】実施の形態３の活性ガス生成装置の断面構造を示す断面図である。
【図１５】第２の従来技術における第２の基本構成の断面構造を示す断面図である。
【図１６】第２の従来技術における第２の基本構成の変形例の断面構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
＜実施の形態１＞
実施の形態１の活性ガス生成装置１０は、誘電体バリア放電を行うための電極ユニット１００を内部に収納している。
【００４０】
図１は実施の形態１の活性ガス生成装置１０に用いられる電極ユニット１００の構成概略を示す説明図である。図１にＺＹＺ直交座標系を示している。以下に示す図２〜図１４においても、図１と同様に、ＺＹＺ直交座標系を示している。
【００４１】
同図に示すように、電極ユニット１００は、各々が誘電体で構成される電極ユニット蓋１及び電極ユニットベース２を主要構成部として有している。電極ユニット蓋１は電極ユニットベース２の上面上に設けられ、電極ユニットベース２の側面に原料ガス供給用のガス吸入口４が設けられる。電極ユニット蓋１及び電極ユニットベース２の組合せ構造が電極本体部となる。
【００４２】
図２は電極ユニットベース２を上方から視た平面構造を示す平面図である。同図に示すように、電極ユニットベース２にはガス通過溝２４、高圧電極用溝２１、及び接地電極用溝２２がそれぞれ電極ユニットベース２の表面から掘られている。ガス通過溝２４、高圧電極用溝２１及び接地電極用溝２２は平面視して螺旋状に形成される。
【００４３】
図３は電極ユニットベース２の断面構造を示す断面図である。図２のＡ−Ａ断面が図３となる。
【００４４】
同図に示すように、ガス通過溝２４、高圧電極用溝２１及び接地電極用溝２２は、それぞれの底面が電極ユニットベース２の底面より少し高い位置になるように掘られている。ガス通過溝２４、高圧電極用溝２１及び接地電極用溝２２の表面からの形成深さは同一の深さＤ２に設定されている。
【００４５】
このように、電極ユニットベース２は、表面から同一の形成深さで設けられる第１及び第２の電極用溝である高圧電極用溝２１及び接地電極用溝２２を有している。
【００４６】
さらに、電極ユニットベース２は、表面から深さＤ２（所定の形成深さ）で溝状に形成されるガス通過溝２４を有している。
【００４７】
高圧電極用溝２１及び接地電極用溝２２は、電極ユニットベース２の一部及びガス通過溝２４を挟んで互いに対向するように、電極ユニットベース２内のガス通過溝２４の両側面側に配置され、ガス通過溝２４と共に平面視して螺旋状に設けられる。
【００４８】
そして、第１の電極である高圧電極１１が高圧電極用溝２１に埋め込まれ、第２の電極である接地電極１２が接地電極用溝２２に埋め込まれている。この際、高圧電極１１は、高圧電極用溝２１に隙間が生じることなく高圧電極用溝２１の全体に亘って埋め込まれ、接地電極１２は接地電極用溝２２に隙間が生じることなく接地電極用溝２２の全体に亘って埋め込まれる。
【００４９】
したがって、高圧電極１１及び接地電極１２は、電極ユニットベース２の一部及びガス通過溝２４を挟んで互いに対向するように、電極ユニットベース２内のガス通過溝２４の両側面側に配置され、ガス通過溝２４と共に平面視して螺旋状に設けられる。そして、高圧電極１１及び接地電極１２間におけるガス通過溝２４内の領域が放電空間となる。
【００５０】
図４は電極ユニットベース２を下方から視た平面構造を示す平面図である。
【００５１】
図２〜図４に示すように、ガス通過溝２４の底面下の電極ユニットベース２の領域を貫通する複数のガス噴出口６が互いに離散して選択的に設けられている。複数のガス噴出口６は、放電空間の下方にガス通過溝２４の底面に繋がって設けられる。すなわち、複数のガス噴出口６はガス通過溝２４に連通している。したがって、ガス通過溝２４内で生成された活性ガスを複数のガス噴出口６から外部に噴出することができる。
【００５２】
また、図１及び図２に示すように、外部から供給される原料ガスを受けるガス吸入口４が電極ユニットベース２の一側面に設けられ、ガス吸入口４に連通してガス通過溝２４が設けられる。したがって、ガス通過溝２４はガス吸入口４から流入した原料ガスが通過する。
【００５３】
電極ユニット蓋１及び電極ユニットベース２はそれぞれアルミナ等の誘電体で構成される。
【００５４】
図５は実施の形態１の活性ガス生成装置１０を上方から視た平面構造を模式的に示す平面図である。図６は実施の形態１の活性ガス生成装置１０の断面構造を示す断面図である。図５のＢ−Ｂ断面が図６となる。なお、図５では説明の都合上、電極ユニット蓋１が無い状態で示している。
【００５５】
これらの示すように、電極ユニット１００は装置筐体３０内に収納されている。装置筐体３０はアルミ合金等の金属で形成され、上面に原料ガス供給用のガス供給口３４が設けられる。
【００５６】
装置筐体３０は、底面の一部上に電極ユニット１００を載置するともに、底面の中央に開口部Ｈ３０を設けている。開口部Ｈ３０は平面視して複数のガス噴出口６の全てと重複するように設けられる。
【００５７】
電極ユニット蓋１は電極ユニットベース２の上面上にＯリング等のシール部材を介して密着されている。
【００５８】
このように、電極ユニットベース２の上面上に電極ユニット蓋１を密着させているため、高圧電極１１及び接地電極１２は、電極本体部である電極ユニット蓋１及び電極ユニットベース２の組合せ構造から露出することなく、電極本体部内に設けられることになる。
【００５９】
電極ユニットベース２上に電極ユニット蓋１が密着して設けられているため、電極ユニット１００の完成段階では、ガス通過溝２４は上部が露出することなく密封されたガス内部流路となる。本明細書では、説明の都合上、電極ユニット蓋１を設ける前の電極ユニットベース２の段階、電極ユニット１００の完成段階を含めて「ガス通過溝２４」と標記する。
【００６０】
このような構成の活性ガス生成装置１０は、ガス吸入口４から電極ユニット１００の内部へと進入したガスは、図５の破線の矢印で示すガスの流れ８に沿って、螺旋状に形成されるガス通過溝２４内を進み、ガス通過溝２４の底面下に設けられた複数のガス噴出口６から放出される。
【００６１】
図７は実施の形態１の活性ガス生成装置１０を用いた成膜処理装置の断面構造を示す断面図である。
【００６２】
同図に示すように、活性ガス生成装置１０の直下に成膜処理チャンバ５０が配置される。すなわち、活性ガス生成装置１０の直下における複数のガス噴出口６口から活性ガスが噴出される外部領域が装置下流領域となり、この装置下流領域を含むように成膜処理チャンバ５０が配置される。
【００６３】
成膜処理チャンバ５０は上部に開口部５８を有し、開口部５８は平面視して開口部Ｈ３０と合致するように設けられる。
【００６４】
成膜処理チャンバ５０は内部に成膜処理空間６０を有し、底面上に設けられた載置テーブル５１上に成膜処理対象物であるウェハ５５が載置されている。
【００６５】
したがって、活性ガス生成装置１０の複数のガス噴出口６から噴出される活性ガスは、開口部Ｈ３０及び開口部５８を介して成膜処理チャンバ５０の成膜処理空間６０のウェハ５５に供給される。すなわち、活性ガス生成装置１０から噴出される活性ガスはシャワープレートを介することなくウェハ５５に直接供給される。
【００６６】
そして、成膜処理装置が成膜処理を実行する際、成膜処理チャンバ５０の成膜処理空間６０の圧力は数ｋＰａ以下に、電極ユニット１００のガス通過溝２４内の圧力は、数ｋＰａ〜大気圧（＝１０１.３３ｋＰａ）になるように圧力設定される。
【００６７】
複数のガス噴出口６はそれぞれ平面視して微小な直径を有する円状に形成される。このため、複数のガス噴出口６は、ガス通過溝２４内と成膜処理チャンバ５０の成膜処理空間６０内との間に、圧力差を設けるためのオリフィスとして機能することができる。
【００６８】
すなわち、実施の形態１の活性ガス生成装置１０において、複数のガス噴出口６は、ガス通過溝２４内の圧力が上記装置下流領域を含むように配置された成膜処理空間６０内の圧力より高くなるように、比較的小さい寸法で形成される。
【００６９】
このように、複数のガス噴出口６を比較的小さい寸法で形成して、ガスの流路を絞っている。したがって、ガス通過溝２４内に満遍なく活性ガスが充満し、ガス通過溝２４及び成膜処理チャンバ５０間の圧力差に応じて、複数のガス噴出口６それぞれから均等に活性ガスを噴出することができる。
【００７０】
このように、実施の形態１の活性ガス生成装置１０は、複数のガス噴出口６をオリフィスとして機能させることにより、ガス通過溝２４内の圧力が装置下流領域を含む領域に存在する成膜処理空間６０の圧力より高くなるように設定している。
【００７１】
このため、ガス通過溝２４及び成膜処理空間６０（成膜処理チャンバ５０）間の圧力差に応じて、複数のガス噴出口６それぞれから均等に活性ガスを噴出することができる効果を奏する。
【００７２】
活性ガス生成装置１０において、ガス通過溝２４内の圧力は１０ｋＰａ〜大気圧の間に設定され、成膜処理空間６０圧力はガス通過溝２４内の圧力未満に設定されることが望ましい。
【００７３】
活性ガス生成装置１０は、ガス通過溝２４内の圧力を１０ｋＰａ〜大気圧の間（１０ｋＰａ以上、大気圧以下）に設定することにより、ガス内部流路であるガス通過溝２４内に形成される放電空間の圧力を適切に設定することができる。
【００７４】
成膜処理チャンバ５０は、成膜処理空間６０内の圧力をガス通過溝２４内の圧力未満に設定することにより、活性ガス生成装置１０のガス通過溝２４内に活性ガスが充満した状態で、複数のガス噴出口６から活性ガスが噴出される。
【００７５】
したがって、活性ガス生成装置１０は、複数のガス噴出口６間で噴出速度が均等になるように、複数のガス噴出口から活性ガスを噴出することができる。
【００７６】
その結果、実施の形態１の活性ガス生成装置１０と成膜処理チャンバ５０とにより構成される上記成膜処理装置は、精度良く成膜処理を行うことができる。
【００７７】
また、電極ユニットベース２の側面に設けたガス吸入口４に関し、活性ガス生成装置１０内で特別な配管接続等を必要としない。単に、ガス吸入口４を介して活性ガス生成装置１０にガスを供給さえすれば、ガス吸入口４からガス通過溝２４の内部にかけて、充満したガスが自然に流れていくという非常にシンプルな構成となっている。
【００７８】
なお、電極ユニット１００の底面と装置筐体３０の底面との間にはＯリング等のシール部材を用いて密着されており、活性ガス生成装置１０内のガスは、ガス吸入口４、ガス通過溝２４及び複数のガス噴出口６よりなるガス流通経路以外に外部への放出経路を有しない。
【００７９】
図２及び図３に示すように、電極ユニットベース２内に掘られた高圧電極用溝２１及び接地電極用溝２２は、ガス通過溝２４と比較して、その形成幅（Ｘ方向の長さ）が相当狭い溝となっている。
【００８０】
高圧電極１１及び接地電極１２の形成方法として、高圧電極用溝２１内に金属箔や金属板を挿入することにより高圧電極１１を構成し、接地電極用溝２２内に金属箔や金属板を挿入することにより接地電極１２を構成する第１の方法が考えられる。
【００８１】
しかしながら、金属箔や金属板では溝２１及び２２との間に隙間が生じやすく、その隙間に高電界強度領域が発生すると容易に絶縁破壊が生じてしまう。このため、高圧電極用溝２１及び接地電極用溝２２を隙間なく完全に密閉するように、溝２１及び２２内に金属ペースト等を流し込んで高圧電極１１及び接地電極１２を形成する第２の方法を上記第１の方法に代えて採用することが望ましい。
【００８２】
高圧電極１１及び接地電極１２は高周波電源である交流電源５が接続される。具体的には、交流電源５から高圧端子Ｐ１１を介して高圧電極１１に高電圧となる交流電圧が印加され、接地電極１２は接地端子Ｐ１２を介して接地レベルに設定される。
【００８３】
図８は電極ユニットベース２を上方から視た平面構造を示す平面図であり、図９は図８の着目領域Ｒ２を拡大して示す説明図である。
【００８４】
図１０は電極ユニット１００の断面構造を示す断面図であり、図１１は図１０の着目領域Ｒ１００を拡大して示す説明図である。
【００８５】
電極ユニットベース２自体は誘電体で構成されるため、交流電源５から１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ、Ｖ０ｐ（０ピーク値）：２〜１０ｋＶの交流電圧を印加することにより、高圧電極１１及び接地電極１２で挟まれたガス通過溝２４内の領域である放電空間に誘電体バリア放電１６を発生させることができる。
【００８６】
ガス吸入口４から電極ユニットベース２の内部のガス通過溝２４へと進入した原料ガスは、ガス通過溝２４内の放電空間を通過しながら、螺旋状のガス通過溝２４を中心方向へと進むことで活性化され活性ガスが生成される。
【００８７】
図７に示すように、成膜処理装置における活性ガス生成装置１０は、成膜処理チャンバ５０の成膜処理空間６０内のウェハ５５の直上に設置されているため、電極ユニット１００内で生成された活性ガスが複数のガス噴出口６を経由してウェハ５５に向けて噴出される。
【００８８】
このように、実施の形態１の活性ガス生成装置１０を用いた成膜処理装置は、装置下流領域を含む領域に設けられ、複数のガス噴出口６から活性ガスを直接受ける成膜処理空間６０を有する成膜処理チャンバ５０を備えている。
【００８９】
上記構成の成膜処理装置は、活性ガス生成装置１０より生成される活性ガスが比較的寿命の短い活性ガスであっても、活性ガスの減衰を最小限に抑えることができるため、成膜処理空間６０内における成膜速度の向上を図ることができる。
【００９０】
また、上述したように、電極本体部を構成する電極ユニット蓋１及び電極ユニットベース２はそれぞれアルミナ等の誘電体で構成される。このため、ガス通過溝２４内に形成される放電空間に誘電体バリア放電を生じさせることができる。
【００９１】
なお、電極本体部の構成材料となり得る誘電体として、アルミナ以外に例えば、石英、窒化ケイ素、窒化アルミ、及び窒化ホウ素が考えられる。したがって、電極本体部は、アルミナ、石英、窒化ケイ素、窒化アルミ、及び窒化ホウ素のうち少なくとも一つを構成材料とすれば良い。
【００９２】
さらに、原料ガスとして、窒素や酸素、希ガス類や水素、弗素類等を用いることでウェハ５５に対する様々な処理に使用することが可能となる。
【００９３】
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れば以下の効果を発揮することができる。
【００９４】
以下、この点を詳述する。窒素や酸素を原料ガスとすれば窒化膜や酸化膜の絶縁膜を成膜することができる。弗素や塩素ガスを原料ガスとすれば、活性化した弗化ガスや塩素ガスをエッチングガスや洗浄ガスとして利用することができる。水素や窒素を原料ガスとすれば、活性化した水素ガスや窒化ガスによってウェハ５５等の処理対象物の表面を水素化、窒化して表面改質処理が行える。
【００９５】
オリフィスとなるガス噴出口６にできるだけ近い領域まで放電場（放電空間）とすることが望ましい。なぜなら、放電場〜オリフィス間の経路に放電に関与しない非放電空間が存在すると、非放電空間では活性ガスが生成されずに失活するだけのデッドスペースとなってしまうからである。
【００９６】
複数のガス噴出口６の上流に位置するガス通過溝２４内は高圧領域であるため、活性ガス失活速度が特に高い。このため、放電場〜オリフィス間の経路にわずかな非放電空間が存在しても活性ガス濃度の著しい低下を招いてしまう。
【００９７】
前述したように、特許文献２で開示された第２の従来技術の第２の基本構成は、接地隙間１４２の上方に存在する空隙１０９に非放電空間が必ず存在する構造（図１５参照）であるため、非放電空間での活性ガスの失活は避けられない。
【００９８】
さらに、第２の基本構成の変形例では、細孔１１０に端部が露出した接地導電層１４１のコンタミ混入の問題点が生じてしまう（図１６参照）。
【００９９】
一方、実施の形態１の活性ガス生成装置１０では、図１１に示すように、オリフィスである複数のガス噴出口６それぞれの入口まで、放電１６が発生する放電場（放電空間）が形成されており、放電場〜ガス噴出口６に至る経路における活性ガスの流れ１８にデッドスペースとなる非放電空間は存在しない。
【０１００】
このように、実施の形態１の活性ガス生成装置１０における電極ユニット１００は、平面視して螺旋状に設けられるガス内部流路であるガス通過溝２４と、放電空間の下方にガス通過溝２４に連通して設けられる複数のガス噴出口６とを含んでいる。
【０１０１】
したがって、実施の形態１の活性ガス生成装置１０は、複数のガス噴出口６と放電空間との間に、誘電体バリア放電に関与しない非放電空間が形成されないため、活性ガスが失活する現象を効果的に抑制する効果を奏する。
【０１０２】
なお、上記効果は、ガス噴出口６が一つの場合でも発揮することができる。したがって、上記効果に関し、活性ガス生成装置１０は、少なくとも一つのガス噴出口６を設ければ良い。
【０１０３】
さらに、電極ユニット蓋１及び電極ユニットベース２の組合せ構造である電極本体部にガス吸入口４、複数のガス噴出口６、高圧電極１１、接地電極１２及びガス通過溝２４を設けるという比較的簡単な構成で電極ユニット１００を得ることができるため、活性ガス生成装置１０の装置構成の簡略化を図ることができる。
【０１０４】
加えて、電極ユニットベース２内において、高圧電極１１は高圧電極用溝２１内に埋め込まれ、接地電極１２は接地電極用溝２２内に埋め込まれ、かつ、電極ユニットベース２の上面上に電極ユニット蓋１が密着して設けられている。
【０１０５】
したがって、電極ユニット１００の高圧電極１１及び接地電極１２は、活性ガスが流れるガス内部流路であるガス通過溝２４や複数のガス噴出口６に繋がるガス流路が存在しないため、仮に高圧電極１１及び接地電極１２に異常放電が発生しても、ガス通過溝２４やガス噴出口６にコンタミが混入する問題は基本的に生じない。
【０１０６】
このように、活性ガス生成装置１０の高圧電極１１及び接地電極１２は、電極ユニット蓋１及び電極ユニットベース２の組合せ構造である電極本体部から露出することなく、ガス通過溝２４内に形成される放電空間とは完全分離されて形成されている。
【０１０７】
このため、実施の形態１の活性ガス生成装置１０は、高圧電極１１及び接地電極１２のいずれかに異常放電が発生しても、異常放電を原因として生じるコンタミが放電空間に混入する問題を確実に回避することができる。
【０１０８】
放電場となるガス通過溝２４に進入した原料ガスは、ガス通過溝２４内において活性ガスの生成と消滅（失活）とを繰り返す。一定時間以上の放電場滞在時間を設けると、活性ガスの生成量と失活量とが釣り合うために活性ガスが一定濃度となる。これが活性ガス濃度の飽和である。
【０１０９】
ウェハ５５に対し成膜処理を行う際には処理時間等の都合により活性ガス濃度は高い方が好ましく、複数のガス噴出口６から噴出される活性ガス濃度が全て飽和に達していることは、処理時間のみならず活性ガス濃度の均等化の観点からも望ましい。
【０１１０】
特許文献２で開示された第２の従来技術では原料ガスは円盤状電極の外周から内部へと進むものとなっている。この場合、最も放電場滞在時間が短いのが最外周にある細孔（以下、「最外周細孔」と略記する）を介して外部へと放出されるガスの流れとなる。
【０１１１】
円盤状電極の外周から最外周細孔に至る最短ガス流路を通過して発生する活性ガスにおいても、活性ガス濃度が全て飽和に達している飽和活性ガスとするためには、最外周細孔と円盤状電極の外周部との距離を飽和ガス形成距離に設定する必要がある。なお、飽和ガス形成距離は、活性ガス濃度が飽和状態となるために必要な距離である。
【０１１２】
この場合、円盤状電極の外周から飽和ガス形成距離に至るまで細孔を設けることができないため、複数の細孔を設ける領域である細孔分布領域と比較して相当大きな面積の円盤状電極を設ける必要がある。
【０１１３】
細孔分布領域は処理対象物となるウェハのサイズで決定される。したがって、例えば、直径３００ｍｍのウェハを処理する場合、中心から少なくとも直径３００ｍｍ程度の領域に最外周細孔を配置する必要が生じる。
【０１１４】
したがって、細孔分布領域の最外周細孔から径方向に上記飽和ガス形成距離分、さらに延ばした位置が外周となる円盤状電極を設ける必要があり、処理対象物となるウェハと比較して非常に大きな面積の円盤状電極を設ける必要が生じる。
【０１１５】
一方、実施の形態１の活性ガス生成装置１０では、螺旋状のガス内部流路となるガス通過溝２４は１つ設ければ十分なため、ガス通過溝２４における放電空間の形成長を長くしても、電極ユニット１００の形成面積はそれほど大きな増大に繋がらない。
【０１１６】
図９に示すように、ガスの流れ１８に沿って、原料ガスがガス通過溝２４内の放電空間に進入してから最初のガス噴出口６Ｓに達するまでの領域が、活性ガス濃度増加ゾーンＺ２４となる。活性ガス濃度増加ゾーンＺ２４におけるガスの流れ１８に沿って、放電空間の入口から最初のガス噴出口６Ｓに至る螺旋状の距離が第１の活性ガス生成距離となる。この第１の活性ガス生成距離が上記飽和ガス形成距離を満足するように設定すれば、最初のガス噴出口６Ｓ以降に設けられるガス噴出口６においてもガス濃度が飽和した状態で活性ガスを噴出させることができる。
【０１１７】
以下、活性ガス濃度増加ゾーンＺ２４内の第１の活性ガス生成距離の具体例を示す。例えば、ガス通過溝２４の形成幅（Ｘ方向の長さ）が３ｍｍ、ガス通過溝２４の形成高さ（Ｚ方向の長さ）が５０ｍｍの場合を考える。なお、高圧電極用溝２１及び接地電極用溝２２もガス通過溝２４と同じ深さＤ２で形成されているため、高圧電極１１及び接地電極１２の形成高さも５０ｍｍとなる。
【０１１８】
この際、ガス通過溝２４内の圧力を３０ｋＰａに設定し、ガス吸入口４から供給する原料ガスのガス流量：１０ｓｌｍとすると、第１の活性ガス生成距離を７０ｍｍ以上に設定すれば良い。すなわち、上記飽和ガス形成距離は７０ｍｍとなる。
【０１１９】
上述したように、実施の形態１の活性ガス生成装置１０内において、放電空間を形成するガス通過溝２４は平面視して螺旋状に設けられるため、電極ユニット１００自体の面積をさほど大きくすることなく、複数のガス噴出口６からガス濃度が飽和した状態で活性ガスを噴出することができる。
【０１２０】
その結果、実施の形態１の活性ガス生成装置１０は、電極ユニット１００の形成面積をウェハ５５等の処理対象物と同等な形成面積に抑えることができるため、装置の小型化を図ることができる。
【０１２１】
また、高圧電極１１及び接地電極１２は平面視して螺旋状に形成されているため、特許文献２に開示された第２の従来技術と比較した場合、電極面積の増大を著しく抑えることが可能となる。
【０１２２】
また、実施の形態１の活性ガス生成装置１０では、電極ユニット１００内において、高圧電極１１及び接地電極１２に関し、平面視して電極ユニットベース２の最外周に接地電極１２が位置するように配置されている。
【０１２３】
このため、高電圧が印加される高圧電極１１から電極ユニットベース２の外周部に向かう電界ベクトルを、高圧電極１１より外周に存在する接地電極１２によって必ず吸収することができる。
【０１２４】
したがって、実施の形態１の活性ガス生成装置１０は、高圧電極１１に起因して外部の装置筐体３０に異常放電が発生する可能性を確実に抑制することができる。
【０１２５】
したがって、実施の形態１の活性ガス生成装置１０は、第２の従来技術の第１の基本構成のように、高圧電極を構成する導電層における異常放電に起因して、放電部にパーティクルや金属蒸気が生成し、処理対象物を汚染する恐れはない。さらに、活性ガス生成装置１０は装置筐体３０内の内部空間は特に絶縁距離を考慮する必要はないため、装置が大型化することもない。
【０１２６】
また、実施の形態１の活性ガス生成装置１０は、複数のガス噴出口６は平面視して螺旋状に離散配置される特徴を有している。
【０１２７】
このため、実施の形態１の活性ガス生成装置１０は、複数のガス噴出口６から活性ガスを噴出することより、比較的大きな処理対象物に対しても均等に活性ガスを噴出することができる。
【０１２８】
＜実施の形態２＞
図１２は実施の形態２の活性ガス生成装置１０における電極の断面構造を示す断面図である。図１３は実施の形態１の活性ガス生成装置１０における電極の断面構造を示す断面図である。
【０１２９】
図１２に示すように、実施の形態２においては、高圧電極用溝２１の上方に空間領域が残存するように、高圧電極用溝２１内の一部に高圧電極１１Ｌが埋め込まれる。一方、接地電極用溝２２内に埋め込まれる接地電極１２は、実施の形態１と同様、接地電極用溝２２に隙間を設けることなく全体に亘って埋め込まれる。
【０１３０】
したがって、実施の形態２の活性ガス生成装置１０は、高圧電極１１Ｌの形成高さを接地電極１２の形成高さに比べ、低く設定していることを特徴としている。
【０１３１】
図１３に示すように、高圧電極１１及び接地電極１２の形成高さが同じである実施の形態１では、高圧電極１１の最上部と接地電極１２との最上部との間にて異常放電経路９６が生成する恐れがある。なぜなら、電極ユニットベース２上に電極ユニット蓋１を密着して設けても、電極ユニットベース２と電極ユニット蓋１との間にわずかな隙間が生じる可能性があるからである。
【０１３２】
異常放電経路９６に異常放電が発生した際、電極ユニット蓋１と電極ユニットベース２との間にわずかでも隙間が生じていた場合、そのわずかな隙間を経由して、高圧電極１１あるいは接地電極１２の電極成分が汚染物質となってガス内部流路であるガス通過溝２４に混入する恐れがある。
【０１３３】
一方、実施の形態２の活性ガス生成装置１０は、高圧電極１１Ｌの形成高さを接地電極１２よりも低くすることにより、高圧電極１１Ｌの最上部と接地電極１２の最上部との間における最上部電極間距離を、実施の形態１に比べ長く設定することができる分、異常放電の発生を効果的に抑制することができる。
【０１３４】
なお、実施の形態２の活性ガス生成装置１０は、高圧電極１１が高圧電極１１Ｌに置き換わった点を除き、実施の形態１と同様な構成を呈しているため、実施の形態１と同様な効果を併せて奏する。
【０１３５】
＜実施の形態３＞
図１４は実施の形態３の活性ガス生成装置１０Ｂの断面構造を示す断面図である。
【０１３６】
同図に示すように、活性ガス生成装置１０Ｂは電極ユニット１００Ｂを有している。電極ユニット１００Ｂは、電極ユニット蓋１の上面上に、誘電体で構成される冷却フィン４０を設けたことを特徴としている。なお、他の構成は実施の形態１と同様であるため、同一符号を付し、説明を適宜省略する。
【０１３７】
電極ユニット１００Ｂは、放電空間における誘電体バリア放電の発生に伴い熱を生成し、活性ガス生成装置１０Ｂにおける金属製の装置筐体３０と誘電体で構成される電極本体部（電極ユニット蓋１＋電極ユニットベース２）との間の熱膨張の違いから歪が生じる恐れがある。
【０１３８】
金属製の水冷ユニットで電極ユニットを囲む冷却方法は、水冷ユニットに異常放電が発生する可能性があるため実用には適さない。
【０１３９】
そこで、実施の形態３の活性ガス生成装置１０Ｂは、セラミックやガラス等の誘電体で構成された冷却フィン４０を電極ユニット蓋１の上面上に密着させることにより、電極ユニット１００Ｂ内の電極ユニットベース２の熱除去を行っている。
【０１４０】
したがって、実施の形態２の活性ガス生成装置１０Ｂは、異常放電を発生させることなく、冷却フィン４０によって電極ユニット１００Ｂを冷却することができる。
【０１４１】
なお、実施の形態３の活性ガス生成装置１０Ｂは、冷却フィン４０が追加された点を除き、実施の形態１と同様な構成を呈しているため、実施の形態１と同様な効果を併せて奏する。また、高圧電極１１を実施の形態２の高圧電極１１Ｌ（図１２参照）に置き換えることにより、実施の形態２と同様な効果を併せて奏する。
【０１４２】
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。
【符号の説明】
【０１４３】
１  電極ユニット蓋
２  電極ユニットベース
４  ガス吸入口
６  ガス噴出口
６Ｓ  最初のガス噴出口
１０  活性ガス生成装置
１１，１１Ｌ  高圧電極
１２  接地電極
２１  高圧電極用溝
２２  接地電極用溝
３０  装置筐体
５０  成膜処理チャンバ
６０  成膜処理空間
１００，１００Ｂ  電極ユニット
【図１】
2020003344.tif 000003
【図２】
2020003344.tif 000004
【図３】
2020003344.tif 000005
【図４】
2020003344.tif 000006
【図５】
2020003344.tif 000007
【図６】
2020003344.tif 000008
【図７】
2020003344.tif 000009
【図８】
2020003344.tif 000010
【図９】
2020003344.tif 000011
【図１０】
2020003344.tif 000012
【図１１】
2020003344.tif 000013
【図１２】
2020003344.tif 000014
【図１３】
2020003344.tif 000015
【図１４】
2020003344.tif 000016
【図１５】
2020003344.tif 000017
【図１６】
2020003344.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】令和2年7月15日(2020.7.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体バリア放電が発生する放電空間に供給された原料ガスを活性化して活性ガスを生成する活性ガス生成装置（１０，１０Ｂ）であって、
第１の電極（１１，１１Ｌ）及び第２の電極（１２）を有する電極ユニット（１００，１００Ｂ）と、
前記電極ユニットに交流電圧を供給する交流電源（５）とを備え、
前記電極ユニットは、
誘電体で構成される電極本体部（１，２）と、
前記電極本体部内に形成され、各々が導電性を有する前記第１及び第２の電極と、
前記電極本体部に形成され、外部から供給される原料ガスを受けるガス吸入口（４）と、
前記電極本体部内に形成され、前記ガス吸入口から流入した原料ガスが通過するガス内部流路（２４）とを含み、前記ガス内部流路は平面視して螺旋状に設けられ、
前記第１及び第２の電極は、前記電極本体部の一部及び前記ガス内部流路を挟んで互いに対向するように、前記ガス内部流路の両側面側に配置され、前記ガス内部流路と共に平面視して螺旋状に設けられ、前記第１及び第２の電極間における前記ガス内部流路内の領域が前記放電空間となり、前記交流電源から前記交流電圧を印加することにより前記放電空間に誘電体バリア放電が発生され、
前記電極ユニットは、前記放電空間の下方に前記ガス内部流路に連通して設けられる複数のガス噴出口（６）をさらに含み、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が、前記複数のガス噴出口から噴出される、
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、
前記第１及び第２の電極は、前記電極本体部から露出することなく形成される、
活性ガス生成装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の活性ガス生成装置であって、
前記第２の電極が接地レベルに設定され、前記第１の電極に前記交流電圧が印加され、
前記第１及び第２の電極は、平面視して前記電極本体部の最外周に前記第２の電極が位置するように、配置されることを特徴とする、
活性ガス生成装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３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、
前記電極本体部は、
電極ユニットベース（２）と、
前記電極ユニットベースの表面上に設けられる電極ユニット蓋（１）とを含み、
前記電極ユニットベースは表面から同一の形成深さで設けられる第１及び第２の電極用溝（２１，２２）を有し、
前記ガス内部流路は、前記電極ユニットベースの表面から所定の形成深さを有して溝状に形成され、
前記第１及び第２の電極は第１及び第２の電極用溝（２１，２２）に埋め込まれ、
前記第１の電極（１１Ｌ）の形成高さを前記第２の電極（１２）の形成高さよりも低く設定したことを特徴とする、
活性ガス生成装置。
【請求項５】
請求項１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、
前記複数のガス噴出口の直下に位置し、前記複数のガス噴出口から活性ガスが噴出される外部領域が装置下流領域として規定され、前記複数のガス噴出口は、前記ガス内部流路内の圧力が前記装置下流領域の圧力より高くなるように、比較的小さい寸法で形成されることを特徴とする、
活性ガス生成装置。
【請求項６】
請求項５記載の活性ガス生成装置であって、
前記複数のガス噴出口は平面視して螺旋状に離散配置されることを特徴とする、
活性ガス生成装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６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、
誘電体で構成され、前記電極ユニットに密着して設けられる冷却フィンをさらに備える、
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、
前記電極本体部は、アルミナ、石英、窒化ケイ素、窒化アルミ、及び窒化ホウ素のうち少なくとも一つを構成材料としている、
活性ガス生成装置。
【請求項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。
【請求項１０】
請求項６記載の活性ガス生成装置と、
前記装置下流領域を含む領域に設けられ、前記複数のガス噴出口から活性ガスを直接受ける成膜処理空間を有する成膜処理チャンバ（５０）とを備える、
成膜処理装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の成膜処理装置であって、
前記ガス内部流路内の圧力は１０ｋＰａ〜大気圧の間に設定され、
前記成膜処理空間内の圧力が前記ガス内部流路内の圧力未満に設定される、
成膜処理装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
この発明に係る活性ガス生成装置は、誘電体バリア放電が発生する放電空間に供給された原料ガスを活性化して活性ガスを生成する活性ガス生成装置であって、第１及び第２の電極を有する電極ユニットと、前記電極ユニットに交流電圧を供給する交流電源とを備え、前記電極ユニットは、誘電体で構成される電極本体部と、前記電極本体部内に形成され、各々が導電性を有する前記第１及び第２の電極と、前記電極本体部に形成され、外部から供給される原料ガスを受けるガス吸入口と、前記電極本体部内に形成され、前記ガス吸入口から流入した原料ガスが通過するガス内部流路とを含み、前記ガス内部流路は平面視して螺旋状に設けられ、前記第１及び第２の電極は、前記電極本体部の一部及び前記ガス内部流路を挟んで互いに対向するように、前記ガス内部流路の両側面側に配置され、前記ガス内部流路と共に平面視して螺旋状に設けられ、前記第１及び第２の電極間における前記ガス内部流路内の領域が前記放電空間となり、前記交流電源から前記交流電圧を印加することにより前記放電空間に誘電体バリア放電が発生され、前記電極ユニットは、前記放電空間の下方に前記ガス内部流路に連通して設けられる複数のガス噴出口をさらに含み、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が、前記複数のガス噴出口から噴出される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
図１は実施の形態１の活性ガス生成装置１０に用いられる電極ユニット１００の構成概略を示す説明図である。図１にＸＹＺ直交座標系を示している。以下に示す図２〜図１４においても、図１と同様に、ＸＹＺ直交座標系を示している。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３１】
図１３に示すように、高圧電極１１及び接地電極１２の形成高さが同じである実施の形態１では、高圧電極１１の最上部と接地電極１２の最上部との間にて異常放電経路９６が生成する恐れがある。なぜなら、電極ユニットベース２上に電極ユニット蓋１を密着して設けても、電極ユニットベース２と電極ユニット蓋１との間にわずかな隙間が生じる可能性があるからである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３７】
電極ユニットは、放電空間における誘電体バリア放電の発生に伴い熱を生成し、活性ガス生成装置における金属製の装置筐体と誘電体で構成される電極本体部（電極ユニット蓋１＋電極ユニットベース２）との間の熱膨張の違いから歪が生じる恐れがある。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４０】
したがって、実施の形態３の活性ガス生成装置１０Ｂは、異常放電を発生させることなく、冷却フィン４０によって電極ユニット１００Ｂを冷却することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2020003344.tif 000019
【国際調査報告】
2020003344.tif 000020
2020003344.tif 000021
2020003344.tif 000022
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