本发明涉及，将高压电介体电极和接地电介体电极平行地设置，对两电极间施加高电压，用使放电发生的能量获得活性气体的活性气体生成装置。
背景技术：
在以往的活性气体生成装置中，也有在陶瓷等的电介体电极上成膜处理出au膜等的金属电极而作为电极构成部的装置。在这种装置中，在电极构成部，电介体电极是主要的，在电介体电极上形成的金属电极为从属性的电极。
作为以往的活性气体生成装置之一，有如下构成，即，使用圆板状的电极构成部，从外周部向内部侵入的原料气体通过放电空间(放电电场)后从在电极中央部仅设置有一个的气体喷出孔向外喷出的构成。
包括上述的构成的装置在内的以往的活性气体生成装置，例如被专利文献1、专利文献2，专利文献3及专利文献4公开。
专利文献1中公开的活性气体生成装置为圆筒状的电极，在筒的内外形成电极并在其间发生放电，在其间投入原料气体而生成活性气体(含自由基气体)。活性气体通过在圆筒前端设置的喷出口在流路上被节流并成为等离子流后喷出，并对在其正下方设置的被处理物进行处理。
在专利文献2所公开的活性气体生成装置中，平板状地设置1对对置电极，将其设置为竖式，从而从上方朝向下方对电极内供给气体，对在正下方设置的被处理物进行处理。由于是平板电极构造，因此大型化比较的容易，能够进行针对大面积的均匀成膜处理。将1对对置平板电极设置为竖式的同样的处理装置，不仅成膜处理用途也包括表面处理用途在内时，此外还有专利文献5等存在很多。此外也有使用不是将1对而是将多对对置电极层叠地配置的装置构造的装置(专利文献6)。
在专利文献3公开的活性气体生成装置中，为如下构造，即，设置一对对置的圆盘状的电极，在其中接地侧的电极上喷淋板状地形成很多细孔，放电部与处理室直通的构造。通过使电极巨大化，或者将电极本身设置多个，并设置无数细孔，从而能够实现均匀的大面积氮化。放电空间(放电电场)本身处在大气压附近下，另一方面，经由细孔，处理室被置于进一步减压的状态。其结果是，在放电电场中生成的活性气体在刚刚生成后经由细孔被运送到减压下，从而该衰减被极小化，因此能够以更高密度状态到达被处理物。
在专利文献4中公开的活性气体生成装置中，以如下构造为特征，即，设置平板长方形状的1对对置电极，3方用间隔件将间隙封堵并朝向开口的1个方向喷出气体的构造。在开口部的尖端设置气体喷出孔而将活性气体(自由基)喷涂到被处理物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3057065号公报
专利文献2：日本特开2003-129246号公报
专利文献3：日本专利第5328685号公报
专利文献4：日本专利第5158084号公报
专利文献5：日本特开平11－335868号公报
专利文献6：日本专利第2537304号公报
技术实现要素：
发明要解決的课题
在专利文献1所公开的活性气体的生成方法中，喷出口的开口部为直径数毫米的尺寸，因此处理面积非常受限制。
作为专利文献1所公开的活性气体生成装置，还公开了将电极横方向设置并沿着电极设置多个喷出口的方式，如果是该方法，则能够将处理面积取得较大，但圆筒体及电极的形状·构造会变得复杂。在考虑不允许大气混入等的半导体成膜处理用途时，需要使各个构成部件连接部具有足够的密封特性。此外，放电空间(放电电场)附近为高温，因此即使进行冷却，但为了具有裕度，也需要一定程度上使高温部位与密封件分离，结果可预想到会成为相当大的装置尺寸。
此外，专利文献2、专利文献5及专利文献6公开的活性气体生成方法，都是基本上放电空间(放电电场)和被处理物都在大气压附近的压力下被处理。活性气体，由于能态高，因此易于与其他反应，或者由于光放出等而容易地失活。压力越高则冲突频度越增大，所以就放电电场而言根据其放电方式的场合，即使某程度以上的压力状态不能避免，也希望所生成的活性气体快速地转移到进一步减压下。根据这样的观点，可以想象以专利文献2等所公开的方式到达被处理物时自由基密度已经大大衰减。
另一方面，在专利文献3所公开的活性气体生成方法中，细孔也兼作节流装置，因此需要使全部细孔截面积与维持规定的压力差所必要的截面积一致，细孔数无法增加到与本来的半导体成膜处理用喷淋板相同程度。细孔数较少时，与电极上的配置对应的气体流量差变大，每个细孔的流量差与活性气体的通量直接相关，因此若未正确地把握流量差并设定与流量差对应的成膜处理条件，则膜厚会产生不均。此外，气体从圆盘状的外周部向电极内进入，并从形成于放电电场的细孔向外放出，因此进入放电电场后从很近处的细孔放出的气体中的自由基密度、与另一方面配置在最内侧而花费足够时间在放电电场通过后才放出的气体中的自由基密度，自然而然地产生差异，根据与之前的气体流量的差分的相乗效应谋求成膜状况的均匀化会变得非常困难。
此外，在专利文献4所公开的活性气体生成装置中，为了使放电电场为大气压附近，并使设置非处理物的处理室为减压下这样设置压力区分，需要使气体喷出孔作为节流装置发挥功能。由于形成有构成放电电场的电极与构成节流装置的气体喷出孔的部件是分开的，因此需要两者的定位机构，此外为了避免在气体喷出孔以外产生间隙还需要设置密封机构，研究以上那样的构成后可以预想会变得非常复杂。
这样，专利文献1、专利文献2及专利文献4等所公开的、以往的活性气体生成装置，在气体喷出孔为1个情况下、气体喷出孔为线状的情况下等，能够进行成膜处理的区域比较受限。尤其是，对φ(直径)300mm晶片进行均匀地处理是完全不可能的。另一方面，也有如专利文献3所公开的活性气体生成装置那样、将气体扩散所用的喷淋板安装在气体喷出孔以下的手段，但由于原本活性气体的活性度非常高，因此在喷淋板中气体一边与板壁面冲突一边前进，从而自由基中的很多会失活，因此存在不耐用的重大的问题点。
在本发明中，目的在于，解决如上所述的问题点，提供能够生成高密度的活性气体的活性气体生成装置。
用于解决课题的手段
本发明所涉及的第1形态的活性气体生成装置，具有第1电极构成部、设置在所述第1电极构成部的下方的第2电极构成部以及对所述第1电极构成部及所述第2电极构成部施加交流电压的交流电源部，通过基于所述交流电源部的所述交流电压的施加，在所述第1电极构成部及所述第2电极构成部间形成放电空间，并生成使供给到所述放电空间中的原料气体活性化而获得的活性气体，所述活性气体生成装置的特征在于，所述第1电极构成部具有第1电介体电极和在所述第1电介体电极的上表面上选择地形成的第1金属电极，所述第2电极构成部具有第2电介体电极和在所述第2电介体电极的下表面上选择地形成的第2金属电极，由于所述交流电压的施加，在所述第1电介体电极及所述第2电介体电极对置的电介体空间内，所述第1金属电极及所述第2金属电极在俯视时重复的区域被规定为所述放电空间，所述第2金属电极具有在俯视时夹着所述第2电介体电极的中央区域互相对置而形成的一对第2部分金属电极，所述一对第2部分金属电极将第1方向作为电极形成方向，将与所述第1方向交叉的第2方向作为互相对置的方向，所述第1金属电极具有一对第1部分金属电极，该一对第1部分金属电极具有在俯视时与所述一对第2部分金属电极重复的区域，所述第2电介体电极具备：气体喷出孔，形成于所述中央区域，用于将所述活性气体向外部喷出；以及在所述中央区域向上方突出而形成的中央区域台阶部，所述中央区域台阶部形成为，在俯视时不与所述气体喷出孔重复，且随着在俯视时靠近所述气体喷出孔，所述第2方向的形成宽度变短。
本发明所涉及的第2形态的活性气体生成装置，具有第1电极构成部、在所述第1电极构成部的下方设置的第2电极构成部以及对所述第1电极构成部及所述第2电极构成部施加交流电压的交流电源部，通过基于所述交流电源部的所述交流电压的施加，在所述第1电极构成部及所述第2电极构成部间形成放电空间，并生成使供给到所述放电空间中的原料气体活性化而获得的活性气体，所述活性气体生成装置的特征在于，所述第1电极构成部具有第1电介体电极和在所述第1电介体电极的上表面上选择地形成的第1金属电极，所述第2电极构成部具有第2电介体电极和在所述第2电介体电极的下表面上选择地形成的第2金属电极，由于所述交流电压的施加，在所述第1电介体电极及所述第2电介体电极对置的电介体空间内，所述第1金属电极及所述第2金属电极在俯视时重复的区域被规定为所述放电空间，所述第1金属电极具有在俯视时夹着所述第1电介体电极的中央区域互相对置而形成的一对第1部分金属电极，所述一对第1部分金属电极将第1方向作为电极形成方向，将与所述第1方向交叉的第2方向作为互相对置的方向，所述第2金属电极具有一对第2部分金属电极，该一对第2部分金属电极具有在俯视时与所述一对第1部分金属电极重复的区域，所述第2电介体电极具有多个气体喷出孔，该多个气体喷出孔在俯视时与所述中央区域对应的区域中沿着所述第1方向而形成，且分别用于将所述活性气体向外部喷出，所述第1电介体电极具备在所述中央区域向下方突出而形成的中央区域台阶部，所述中央区域台阶部与所述多个气体喷出孔中的全部气体喷出孔在俯视时重复，在所述电介体空间中，所述中央区域台阶部下的空间形成为比其他的空间狭窄。
发明的效果
本发明所涉及的第1形态的活性气体生成装置，通过从外部沿着第2方向对上述电介体空间的中央区域上供给将原料气体，能够生成在放电空间通过而获得的活性气体，并从气体喷出孔向外部喷出。
此时，由于形成为随着靠近气体喷出孔而第2方向的形成宽度变短的第1电介体电极的中央区域台阶部的存在，能够将在电介体空间内的中央区域上的活性气体的气体流路缩小，因此能够提高气体流速，结果能够生成高密度的活性气体。
本发明所涉及的第2形态的活性气体生成装置，通过沿着第2方向朝向上述电介体空间的中央区域下供给原料气体，由此，能够生成在放电空间通过而获得的活性气体，并从气体喷出孔向外部喷出。
此时，由于设置于第1电介体电极的中央区域台阶部的存在，能够将电介体空间内的中央区域下的、与多个气体喷出孔对应的活性气体的气体流路缩小，因此能够提高气体流速，结果能够生成高密度的活性气体。
并且，能够将中央区域台阶部及多个气体喷出孔分开形成在第1电介体电极及第2电介体电极间，相应能够谋求提高第1电介体电极及第2电介体电极的强度。
本发明的目的、特征、方式以及优点，通过以下的详细的说明和附图，变得更明白。
附图说明
图1是表示实施方式1的活性气体生成装置中的接地侧电极构成部的电介体电极的整体构造的立体图。
图2是表示实施方式1的接地侧电极构成部的上表面及下表面构造等的说明图。
图3是将图2的着眼区域放大表示的说明图。
图4是将图2的着眼区域放大表示的俯视图。
图5是表示高电压侧电极构成部的上表面及下表面构造等的说明图。
图6是表示高电压侧电极构成部与接地侧电极构成部的组装工序的立体图(其一)。
图7是表示高电压侧电极构成部与接地侧电极构成部的组装工序的立体图(其二)。
图8是表示高电压侧电极构成部与接地侧电极构成部的组装工序的立体图(其三)。
图9是表示实施方式2的活性气体生成装置中的接地侧电极构成部的电介体电极的构造的立体图。
图10是表示实施方式3的活性气体生成装置中的活性气体生成用电极群303的构成的立体图。
图11是表示图10的活性气体生成用电极群的截面构造的截面图。
图12是示意地表示本案发明的活性气体生成装置中的基本构成的说明图。
图13是表示图12的高电压侧电极构成部的具体的构成例的说明图。
图14是示意地表示活性气体生成装置的基本构成的说明图。
图15是示意地表示将活性气体生成装置作为构成要素的成膜处理装置的构成的说明图。
具体实施方式
＜发明的原理＞
图12是示意地表示本案发明的活性气体生成装置中的基本构成的说明图。如该图所示，具有高电压侧电极构成部1(第1电极构成部)、在高电压侧电极构成部1的下方设置的接地侧电极构成部2(第2电极构成部)、及对高电压侧电极构成部1及接地侧电极构成部2施加交流电压的高频电源5(交流电源部)作为基本构成。
高电压侧电极构成部1具有电介体电极11(第1电介体电极)和在电介体电极11的上表面上选择地形成的金属电极10(第1金属电极)，接地侧电极构成部2具有电介体电极21(第2电介体电极)和在电介体电极21的下表面上选择地形成的金属电极20(第2金属电极)。接地侧电极构成部2的金属电极20与接地电平连接，从高频电源5对高电压侧电极构成部1的金属电极10施加交流电压。
并且，通过高频电源5的交流电压的施加，在电介体电极11及21对置的电介体空间内，金属电极10及20在俯视时重复的区域被规定为放电空间。通过上述的高电压侧电极构成部1、接地侧电极构成部2及高频电源5构成活性气体生成用电极群。
在这种构成中，通过基于高频电源5的交流电压的施加，在高电压侧电极构成部1与接地侧电极构成部2之间形成放电空间，对该放电空间供给氮分子等的原料气体6时，能够获得自由基化的氮原子等的活性气体7。
图13是表示高电压侧电极构成部1的具体的构成例的说明图。作为高电压侧电极构成部1的一个具体例的高电压侧电极构成部1x，通过在俯视为圆状的电介体电极11x的上表面上选择性地形成俯视为环状的金属电极10x来构成。作为接地侧电极构成部2的一个具体例的接地侧电极构成部2x，通过在俯视为圆状的电介体电极21x的下表面上(图13中上下相反)选择地形成俯视为环状的金属电极20x而构成。即，接地侧电极构成部2x除了金属电极20x及电介体电极21x的上下关系与金属电极10x及电介体电极11x不同的点以外，通过与高电压侧电极构成部1x同样的构成而形成。另外，在电介体电极21x的中心设置有气体喷出孔25(图13中未图示)的点不同。
图14是示意地表示用图13所示的高电压侧电极构成部1x及接地侧电极构成部2x实现的活性气体生成装置的基本构成的说明图。
如该图所示，具有高电压侧电极构成部1x(第1电极构成部)、在高电压侧电极构成部1的下方所设的接地侧电极构成部2x(第2电极构成部)及对高电压侧电极构成部1x及接地侧电极构成部2x施加交流电压的高频电源5(交流电源部)作为基本构成。
并且，通过高频电源5的交流电压的施加，在电介体电极11x及21x对置的电介体空间内，金属电极10x及20x在俯视时重复的区域被规定为放电空间(放电电场)。通过上述的高电压侧电极构成部1x、接地侧电极构成部2x及高频电源5，构成活性气体生成用电极群。
在这种构成中，通过基于高频电源5的交流电压的施加，在高电压侧电极构成部1x及接地侧电极构成部2x间形成放电空间，沿着气体的流动8对该放电空间供给原料气体时，能够获得自由基化的氮原子等的活性气体7，并从在电介体电极21x的中心所设置的气体喷出孔25向下方的外部喷出。
图15是示意地表示将上述的活性气体生成装置作为构成要素的成膜处理装置的构成的说明图。
如该图所示，在将图12～图14所示的活性气体生成用电极群收纳在壳体内的活性气体生成装置31的下方，隔着节流装置形成部32而配置成膜处理室33，在成膜处理室33内配置例如φ(直径)300mm的晶片34。
此时，成膜处理室33内被设定为数100pa程度的减压下，另一方面，活性气体生成装置31内在其放电方式的特性上，维持于10kpa～大气压程度的高压状态。由于设定这两者的压力差，因此设置于电介体电极21x的气体喷出孔25也能够如节流装置形成部32的中心孔32c那样、收敛于作为节流装置发挥功能的尺寸。
因此，在内部具有图12～图14所示的活性气体生成用电极群的活性气体生成装置31的正下方设置成膜处理室33，并使电介体电极21x的气体喷出孔25作为节流装置形成部32的中心孔32c发挥功能，由此能够实现使节流装置形成部32变得不需要，并在活性气体生成装置31的正下方配置有成膜处理室33的成膜处理装置。
以下所述的实施方式1～实施方式3，是内部具有将图12～图14所示的高电压侧电极构成部1(1x)及接地侧电极构成部2(2a)的构造改良后的活性气体生成用电极群的活性气体生成装置31的发明。
＜实施方式1＞
图1是表示实施方式1的活性气体生成装置中的接地侧电极构成部2a的电介体电极211的整体构造的立体图。图2是表示接地侧电极构成部2a的上表面及下表面构造等的说明图。该图(a)是俯视图，该图(b)是该图(a)的a－a截面图，该图(c)是仰视图，该图(d)是该图(a)的b－b截面图。图3是将图2(a)的着眼区域r11放大表示的说明图，该图(a)是俯视图，该图(b)是着眼区域r11中的a－a截面图。另外，图1～图3中分别适当示出了xyz坐标系。
如这些图所示，实施方式1的接地侧电极构成部2a(第2电极构成部)具有电介体电极211及金属电极201h及201l(一对第2部分金属电极；第2金属电极)。
电介体电极211呈将x方向作为长度方向、将y方向作为宽度方向的长方形状的平板构造。以下，对于电介体电极211，有将后述的直线形台阶形状部52a及52b作为边界，将中心部称为主要区域53，将两端部称为端部区域54a及54b的情况。
关于电介体电极211(第2电介体电极)，在主要区域53内的中央区域r50，沿着x方向(第1方向)设置多个(5个)气体喷出孔55。多个气体喷出孔55分别从电介体电极211的上表面贯通到下表面而设置。
如图2(b)～(c)所示，金属电极201h及201l(一对第2部分金属电极)形成在电介体电极211的下表面上，在俯视时夹着电介体电极211的中央区域r50互相对置而配置。金属电极201h及201l在俯视时呈大致长方形状，将x方向(第1方向)作为长度方向(电极形成方向)，并将与x方向直角交叉的y方向(第2方向)作为互相对置的方向。金属电极201h及201l俯视时的大小相同，其配置以中央区域r50为中心而对称。
另外，金属电极201h及201l通过对电介体电极211的下表面进行金属喷镀处理而形成，其结果，电介体电极211与金属电极201h及201l一体形成而构成接地侧电极构成部2a(第2电极构成部)。作为金属喷镀处理，考虑使用印刷烧成方法、溅射处理、蒸发处理等的处理。
图5是表示高电压侧电极构成部1a(第1电极构成部)的上表面及下表面构造等的说明图。该图(a)是俯视图，该图(b)是该图(a)的c－c截面图，该图(c)是仰视图。另外，在图5中适当示出了xyz坐标系。
如该图所示，电介体电极111与电介体电极211同样地、呈将x方向作为长度方向、将y方向作为宽度方向的长方形状的平板构造。
此外，金属电极101h及101l(一对第1部分金属电极；第1金属电极)形成在电介体电极111的上表面上，在俯视时夹着与电介体电极211的中央区域r50对应的相同形状的中央区域r60互相对置而配置。此时，金属电极101h及101l与金属电极201h及201l同样地、俯视时呈大致长方形状，将x方向(第1方向)作为长度方向(电极形成方向)，将与x方向直角交叉的y方向(第2方向)作为互相对置的方向。金属电极101h及101l俯视时的大小相同，其配置为以中央区域r60为中心而对称。但是，金属电极101h及101l的宽度方向(y方向)以及长度方向(x方向)的宽度，设定为比金属电极201h及201l稍短。另外，金属电极101h及101l也与金属电极201h及201l同样地能够通过金属喷镀处理形成在电介体电极111的上表面上。
图6～图8是表示高电压侧电极构成部1a与接地侧电极构成部2a的组装工序的立体图。另外，图6～图8中分别示出了xyz坐标系。
如图6所示，在接地侧电极构成部2a上配置高电压侧电极构成部1a，由此能够将活性气体生成用电极群301组装。如图6及图7所示，高电压侧电极构成部1a中的电介体电极111的中央区域r60与接地侧电极构成部2a中的电介体电极211的中央区域r50以俯视时重复的方式定位，并且将高电压侧电极构成部1a堆在接地侧电极构成部2a上并组合，由此最终能够完成如图8所示那样的活性气体生成用电极群301。
在构成活性气体生成用电极群301的电介体电极111与电介体电极211对置的电介体空间内，金属电极101h及101l与金属电极201h及201l在俯视时重复的区域被规定为放电空间。
作为金属喷镀部的金属电极101h及101l以及金属电极201h及201l，如图12所示的金属电极10及20那样，与(高压)高频电源5连接。接地侧电极构成部2a的金属电极201h及201l被接地，在本实施方式中，从高频电源5，将过零峰值固定在2～10kv并将频率设定在10khz～100khz的交流电压施加到金属电极101h及101l、金属电极201h及201l间。
如上所述，高电压侧电极构成部1a的电介体电极111与接地侧电极构成部2a的电介体电极211不同，上表面及下表面都呈现平坦的形状。因此，在将高电压侧电极构成部1a与接地侧电极构成部2a组合时仅仅是从上部到接地侧电极构成部2a侧通过弹簧、螺栓等的紧固力来固定，并不设置锪孔形状等而与接地侧电极构成部2a定位，从而能够获得极力抑制了在输送时等基于电介体电极111与电介体电极211的端面间的接触的污染发生的可能性的构造的活性气体生成用电极群301。
上述的放电空间(放电电场)抑制异常放电，因此无法靠近气体喷出孔55一定间隔以上。因此，从放电空间泄漏后到气体喷出孔55的中央区域r50(r60)上的空间，成为非放电空间(非放电电场，静区)，在该非放电空间中活性气体不会生成而仅仅是减少下去。
活性气体在放电空间中生成，在放电空间通过时，由于该高能量度而急剧地衰减，在短时间内全部消灭。在活性气体的衰减机理中的、由于与基底状态的其他分子的冲突等而失去能量的类型的情况下，能够简单地降低压力而降低冲突频度，来抑制活性气体的消灭速度。即，使在大气压附近的放电空间中生成的活性气体快速地向减压下的成膜处理室33(参照图15)喷出是重要的，因此希望尽可能缩窄对前面所述的非放电空间进行规定的中央区域r50(r60)的y方向的宽度。
无法为了使非放电空间极小化而使放电空间接近气体喷出孔55。其原因是，在使气体喷出孔55过度接近放电空间时，活性气体生成时可能发生异常放电。因此，实施方式1的活性气体生成装置的特征在于，为了填补非放电空间，使楔形台阶形状部51(中央区域台阶部)在电介体电极211的上表面的中央区域r50向上方突出，并作为电介体电极211的构成要素一体形成而设置。
即，楔形台阶形状部51形成为，在俯视时不会与多个气体喷出孔55重复，且随着在俯视时靠近多个气体喷出孔55中的每个气体喷出孔，y方向(第2方向)的形成宽度变短。具体而言，通过在5个气体喷出孔55间形成为俯视呈菱形状且互相离散的4个菱形单体部51s(参照图3(a))与在5个气体喷出孔55中的两端的气体喷出孔55的外侧所设置的俯视时大致等腰三角形状的2个三角单体部51t(参照图3(a))的集合体，形成楔形台阶形状部51。
因此，通过从外部沿着y方向(图6～图8所示的气体供给方向d1)、朝向电介体空间中的中央区域r50上(中央区域r60下)供给原料气体，能够生成原料气体在放电空间通过时获得的活性气体，并从多个气体喷出孔55沿着－z方向(图6～图8所示的气体喷出方向d2)向外部喷出。
此时，由于以随着靠近多个气体喷出孔55的每个气体喷出孔而y方向的形成宽度变短的方式的、具有分别离散形成的4个菱形单体部51s和2个三角单体部51t的楔形台阶形状部51(中央区域台阶部)的存在，由此在电介体空间内的中央区域r50上(中央区域r60下)，能够使与多个气体喷出孔55对应的活性气体的多个气体流路分别缩小。其结果，实施方式1的活性气体生成装置，能够提高各气体喷出孔55中的气体流速，结果能够生成更高密度的活性气体。
另外，除了如楔形台阶形状部51那样的平面形状以外，例如平面形状也可以是半圆形状，只要是以在俯视时不会与多个气体喷出孔55重复、且随着在俯视时靠近多个气体喷出孔55中的每个气体喷出孔而y方向(第2方向)的形成宽度变短的方式形成的形状，当然能够达成上述的效果。
另外，作为原料气体，考虑例如包括氮、氧、氟及氢中的至少一种的气体。即，考虑将氧、稀有气体、氢，氟类的气体作为原料气体供给的形态。这些原料气体从活性气体生成用电极群301的外周部沿着气体供给方向d1向内部前进，并经由内部的放电空间而成为活性气体，活性气体(包含自由基的气体)从设置于电介体电极211的多个气体喷出孔55沿着气体喷出方向d2向成膜处理室33(参照图15)喷出。在成膜处理室33内，利用反应性高的活性气体，从而能够对作为处理对象基板的晶片34进行成膜处理。
这样，能够从包含氮、氧、氟及氢中的至少一种的原料气体，生成更高密度的活性气体。
楔形台阶形状部51不是设置于高电压侧电极构成部1a的电介体电极111，而是设置于接地侧电极构成部2a的电介体电极211的上表面上。即，多个气体喷出孔55与楔形台阶形状部51形成于同一电介体电极111。因此，能够使如图6～图8所示那样、活性气体生成用电极群301的组装时的多个气体喷出孔55与楔形台阶形状部51的定位变得不需要，还能够谋求装置构成的简化。
该楔形台阶形状部51还作为对高电压侧电极构成部1与接地侧电极构成部2间的放电空间中的间隙长(电介体电极11，电介体电极21间的z方向的距离)进行规定的间隔件发挥功能。
因此，能够通过如图6～图8所示那样、在接地侧电极构成部2a上层叠高电压侧电极构成部1a的简单的组装工序，借助楔形台阶形状部51的形成高度来设定放电空间中的间隙长。
此外，以往，间隔件多形成于放电空间。在此情况下，发生经由间隔件侧面的沿面放电，成为放电损耗、污染产生的原因。在本实施方式中，在电介体电极211的上表面突出而设的楔形台阶形状部51设置于放电空间外的中央区域r50，因此与污染产生等的抑制有关。
如图1～图3所示，电介体电极211在存在于两端侧的主要区域53与端部区域54a及54b的边界区域中，还具有向上方突出而形成的直线形台阶形状部52a及52b(一对端部区域台阶部)。直线形台阶形状部52a及52b在俯视时遍及电介体电极211的宽度方向的全长在y方向上延长而形成，通过楔形台阶形状部51的形成高度和直线形台阶形状部52a及52b的形成高度，规定放电空间中的间隙长。
由于这些直线形台阶形状部52a及52b的存在，限制从电介体电极211的x方向两端部向放电空间的气体的流入。在来自电介体电极211的两端部的气体流入成为可能时，电介体电极211的两端部附近的气体喷出孔55(图1在最右或者最左存在的气体喷出孔55)，活性气体的流入量容易受影响，因此来自各气体喷出孔55的活性气体的气体流量的计算复杂化，控制变得困难的不良存在。通过设置直线形台阶形状部52a及52b来消除该不良。
通过设置直线形台阶形状部52a及52b，高电压侧电极构成部1a及接地侧电极构成部2a间的气体的流入进路仅来自y方向的2面。因此，气体的流动本身比较的稳定化，因此放电空间内的压力分布变得一定，能够形成均匀的放电空间。
这样，电介体电极211还具有直线形台阶形状部52a及52b，由此在多个气体喷出孔55中的、x方向上的距两端部的距离近的气体喷出孔55处，因从该两端部流入非意图的气体的影响而活性气体的流入量变化的现象也不会发生，因此在多个气体喷出孔55间不会发生偏差而能够喷出活性气体。其结果，压力分布一定并且多个气体喷出孔55各自的流量相同，因此起到在放电空间通过后的活性气体中发生自由基密度比较相同的效果。
另外，如后述的图4所示，将从放电空间(金属电极201h及201l的中央区域r50侧的端部)到多个气体喷出孔55的y方向上的距离即非放电距离d25设定为10mm以上。
这样，通过将非放电距离d25设定为10mm以上，能够使得活性气体生成时不易发生异常放电。
图4是将图2(a)的着眼区域r12放大表示的俯视图。另外，图4中适当示出了xyz坐标系。如该图所示，由于非放电空间的极小化，因此楔形台阶形状部51的y方向的形成长度最长的端部51h及51l一直延伸到与形成放电空间的金属电极201h及201l相邻的位置为止。在楔形台阶形状部51的端部51h及51l与金属电极201h及201l重叠时，在活性气体生成时很可能会诱发异常放电，因此在规定放电空间的金属电极201h及201l中，在与端部51h及51l对应的区域设置俯视时大致三角形状的缺口部61h及61l。其结果，在楔形台阶形状部51与金属电极201h及201l之间确保规定的基准距离(例如，2～3mm)上的距离。
同样地，如图5(a)、(b)所示，在金属电极101h及101l中，也在与端部51h及51l对应的部位设置缺口部71h及71l。
这样，以在用金属电极101h及101l以及金属电极201h及201l的俯视时重复区域规定的放电空间与楔形台阶形状部51之间，俯视时的两者的最短距离为规定的基准距离以上的方式，设定金属电极101h及101l以及金属电极201h及201l的平面形状，从而能够使得活性气体生成时不易发生异常放电。
此外，如上所述，通过将金属电极101h及101l的宽度方向(y方向)以及长度方向(x方向)的宽度，设定为比金属电极201h及201l稍短，由此能够使金属电极101h及101l与金属电极201h及201l的平面形状的一部分不同。
其结果，能够抑制在金属电极101h及101l或者金属电极201h及201l的端面容易发生的异常放电的发生。
另外，在不重视上述效果的情况下，也可以使金属电极101h及101l与金属电极201h及201l的平面形状完全一致。
并且，希望将石英、氧化铝、氮化硅或者氮化铝作为构成材料而形成高电压侧电极构成部1a及接地侧电极构成部2a(尤其是电介体电极111及211)中的、与活性气体接触的区域即气体接触区域。
通过上述构成材料形成的面，是相对于活性气体在化学上稳定的物质，因此在其与同活性气体接触的气体接触区域之间，能够以抑制了活性气体的失活的状态使活性气体从气体喷出孔喷出。
另外，多个气体喷出孔55分别以同一形状(使直径相同的圆状)形成为基本构成。
另一方面，也考虑将多个气体喷出孔的形状(直径)设定为在多个气体喷出孔55间互不相同的变形构成。
在实施方式1的活性气体生成装置中，在采用了上述变形构成的情况下，起到能够设定为在多个气体喷出孔55间使喷出量不同的内容的效果。
(对成膜处理装置的应用)
将高电压侧电极构成部1a及接地侧电极构成部2a组合而构成的活性气体生成用电极群301，被收纳在活性气体生成装置的壳体内。
在使用实施方式1的活性气体生成装置构成成膜处理装置的情况下，实施方式1的活性气体生成装置与图15所示的活性气体生成装置31相当。
因此，具有实施方式1的活性气体生成装置31的成膜处理装置，活性气体(含自由基气体)能够以更短时间通过中央区域r50上的非活性空间，因此能够对成膜处理室33供给高密度的活性气体。其结果，能够谋求在晶片34上成膜时的成膜温度的低温度化、处理时间的缩短化。
并且，希望使在接地侧电极构成部2a的电介体电极211形成的多个气体喷出孔25具有节流装置功能，不另外设置节流装置形成部32，而在活性气体生成装置31的正下方配置成膜处理室33，并直接接受从多个气体喷出孔25喷出的活性气体。
即，上述成膜处理装置，希望采用如下的构成，即，具备实施方式1的活性气体生成装置31、在活性气体生成装置31的接地侧电极构成部2a的下方配置且对内部的晶片34(处理对象基板)进行基于活性气体的成膜处理的成膜处理室33，成膜处理室33被配置为直接接受从多个气体喷出孔25喷出的活性气体。
考虑使在接地侧电极构成部2a的电介体电极211形成的多个气体喷出孔55具有节流装置功能的情况。在此情况下，例如，考虑设为“原料气体的气体流量：4slm，节流装置上游侧(活性气体生成装置31内)压力：30kpa，节流装置下游侧(成膜处理室33内)压力：266pa，气体喷出孔55(节流装置)的直径：φ1.3mm，气体喷出孔55的形成长(z方向的长度，节流装置长度)：：1mm”的环境设定。
进行了上述环境设定的成膜处理装置，能够使活性气体与在正下方所设的成膜处理室33内的晶片34直接接触，因此能够以更高密度使高电场的活性气体与晶片34的表面接触，能够实现品质更高的成膜处理，具有能够容易地进行纵横尺寸比高的成膜、三维成膜的效果。
此外，在上述成膜处理装置中，希望将实施方式1的活性气体生成装置(活性气体生成装置31)中的放电空间的压力设定为10kpa～大气压，并将成膜处理室33内的压力设定为放电空间的压力以下。
上述构成的成膜处理装置起到能够通过上述压力设定抑制活性气体的密度的衰减量的效果。
＜实施方式2＞
图9是表示实施方式2的活性气体生成装置中的接地侧电极构成部2b(第2电极构成部)的电介体电极212的构造的立体图。在图9中适当示出了xyz坐标系。另外，在实施方式2中，采用多个气体喷出孔55的直径设定为互相相同的基本构成。
电介体电极212(第2电介体电极)的特征在于，还具有：用楔形台阶形状部51(中央区域台阶部)的4个菱形单体部51s的端部51h及51l(参照图4)连结，并且向上方突出而形成的4个气体流路间隔壁56h及56l(多个分离用台阶部)。
4个气体流路间隔壁56h及56l在y方向上延伸并遍及电介体电极212的y方向全长而形成。具体而言4个气体流路间隔壁56h从楔形台阶形状部51的菱形单体部51s的端部51h向+y方向一直延伸到电介体电极212的上端部而形成，4个气体流路间隔壁56l从楔形台阶形状部51的菱形单体部51s的端部51l向－y方向一直延伸到电介体电极212的下端部而形成。并且，通过4个气体流路间隔壁56h及56l各自的形成高度，规定放电空间中的间隙长。
这样，4个气体流路间隔壁56h及56l形成为按每5个贯通孔分离电介体空间。另外，接地侧电极构成部2b中的电介体电极212以外的构成，与实施方式1的高电压侧电极构成部1a(电介体电极111，金属电极101h及101l)、金属电极201h及201l同样地构成。
这样，实施方式2的活性气体生成装置的特征在于，与实施方式1相比较，按每个气体喷出孔55将电介体空间分离，并追加设置用于将气体流路隔开的气体流路间隔壁56h及56l。
其结果，实施方式2的活性气体生成装置，将多个气体喷出孔55的形状(直径)设定为互相相同，并且，在电介体电极212上设置多个气体流路间隔壁56h及56l，由此能够谋求按多个气体喷出孔55单位使活性气体的气体流量均匀化。
另外，在使在多个气体喷出孔55间使直径变化的变形构成最小的情况下，希望使用不具有气体流路间隔壁56h及56l的实施方式1的活性气体生成装置。
＜实施方式3＞
图10是表示实施方式3的活性气体生成装置中的活性气体生成用电极群303的构成的立体图。该图(a)是表示高电压侧电极构成部1c(第1电极构成部)的电介体电极113及接地侧电极构成部2c(第2电极构成部)的电介体电极213各自的构造的立体图，该图(b)是表示电介体电极113与电介体电极213的组合构造(活性气体生成用电极群303)的立体图。此外，图11是表示活性气体生成用电极群303的截面构造的截面图，该图(a)表示图11(b)的d－d截面，该图(b)表示图11(b)的e－e截面。另外，图10及图11中分别适当示出了xyz坐标系。
如这些图所示，电介体电极113及电介体电极213呈现将x方向作为长度方向，将y方向作为宽度方向的长方形状的平板构造。以下，在电介体电极113中，有时将后述的直线形台阶形状部72a及72b为边界，将中心部称为主要区域73，并将两端部称为端部区域74a及74b。
电介体电极113(第1电介体电极)，在主要区域73内的中央区域r63(与实施方式1的电介体电极111中的中央区域r60相同形状)的全部区域中，具备向下方突出而形成的中央区域台阶部71。
电介体电极213(第2电介体电极)，与实施方式1的电介体电极211同样地、具有多个气体喷出孔55，该多个气体喷出孔55为，俯视时在中央区域r53(与中央区域r63对应的区域；与实施方式的电介体电极211中的中央区域r50相同形状)中沿着x方向(第1方向)形成的、且分别用于将所述活性气体向外部喷出的多个气体喷出孔。
另一方面，在图10及图11中省略图示的一对第1部分金属电极(第1金属电极)，与实施方式1的金属电极101h及101l同样地、在俯视时夹着电介体电极113的中央区域r63(中央区域台阶部71)互相对置地、形成在电介体电极113的上表面上。并且，一对第1部分金属电极将x方向(第1方向)作为长度方向(电极形成方向)，并将与x方向正交的y方向(第2方向)作为互相对置的方向。
此外，在图10及图11中省略图示的一对第2部分金属电极(第2金属电极)，与实施方式1的金属电极201h及201l同样地、以具有俯视时与一对第1部分金属电极重复的区域的形态，形成在电介体电极113的纸面上。
并且，如图10(b)所示，以中央区域r63与中央区域r53在俯视时重合的形态，即，使中央区域台阶部71与多个气体喷出孔55在俯视时完全重复的形态，在电介体电极213上层叠并组装电介体电极113，由此能够获得实施方式3的活性气体生成用电极群303。此时，中央区域台阶部71形成于中央区域r63的全部区域上，中央区域台阶部71与多个气体喷出孔55在俯视时完全重复比较容易进行，因此并不需要相对于形成在电介体电极213的多个气体喷出孔55进行严密的定位。
活性气体生成用电极群303如图11(a)及(b)所示，在电介体电极113、电介体电极213间即电介体空间，由于中央区域台阶部71的存在，中央区域台阶部71下的空间(存在多个气体喷出孔55的空间)形成为比其他的空间狭窄。
实施方式3的活性气体生成装置，从外部沿着y方向将原料气体朝向上述电介体空间的中央区域r63下供给，由此能够生成原料气体在放电空间通过时获得的活性气体，并从气体喷出孔向外部喷出。
此时，由于在电介体电极113所设置的比较简单的构造的中央区域台阶部71的存在，由此在电介体空间内的中央区域r63下，能够使与多个气体喷出孔55对应的活性气体的气体流路缩小，因此能够提高气体流速，结果能够生成高密度的活性气体。
并且，将中央区域台阶部71形成于电介体电极113，并将多个气体喷出孔55形成于电介体电极213，由此能够将中央区域台阶部71及多个气体喷出孔55分开形成在电介体电极113与电介体电极213之间，相应能够谋求将活性气体生成用电极群303的强度提高。
即，通过将中央区域台阶部71不是设置于电介体电极213而是设置于电介体电极113，由此能够抑制在形成接地侧电极构成部2c中的一对第2部分金属电极(与实施方式1的金属电极201h及201l相当)之际的金属喷镀处理时的破损的可能性。在接地侧电极构成部2c的电介体电极213形成有多个微细的气体喷出孔55，因此在金属喷镀处理时的热处理等中容易发生应力集中。因此，除了多个气体喷出孔55以外还将中央区域台阶部71设置于同一电介体电极213时，增加了复杂形状，而引起了容易导致破损的担忧。实施方式3能够避免上述担忧的结果，在金属电极的形成时，能够应用廉价但基于加以热处理的印刷烧成法的金属喷镀处理。
并且，电介体电极113在主要区域73与端部区域74a及74b的边界区域还具有向下方突出而形成的直线形台阶形状部72a及72b(一对端部区域台阶部)。直线形台阶形状部72a及72b在俯视时遍及电介体电极113的宽度方向的全长在y方向上延伸而形成，通过中央区域台阶部71的形成高度和直线形台阶形状部72a及72b的形成高度，规定放电空间中的间隙长。
由于这些直线形台阶形状部72a及72b的存在，与实施方式1的直线形台阶形状部52a及52b同样地、限制从电介体电极113的x方向两端部向放电空间的气体的流入。
通过设置有直线形台阶形状部72a及72b，高电压侧电极构成部1c及接地侧电极构成部2c间的气体的流入进路仅来自y方向的2面。因此，气体的流动本身比较的稳定化，因此放电空间内的压力分布变得一定，能够形成均匀的放电空间。
这样，电介体电极113还具有直线形台阶形状部72a及72b，由此在设置于电介体电极213的多个气体喷出孔55中的、距x方向上的两端部的距离近的气体喷出孔55，因从该两端部流入气体等的影响而活性气体的流入量变化的现象也不会发生，因此能够在多个气体喷出孔55间不会产生偏差地喷出活性气体。其结果，压力分布一定并且多个气体喷出孔55各自的流量变得相同，因此起到在通过了放电空间的活性气体中活性气体的发生自由基密度变得比较相同的效果。
＜其他＞
在上述的实施方式中，对将x方向作为第1方向，将与x方向直角地交叉的y方向作为第2方向进行说明，但上述第1方向及第2方向不需要严密地直角交叉。但是，在效果上来看，希望第1方向及第2方向有直角交叉的关系。
本发明详细地进行了说明，但上述的说明在全部的方式为例示，本发明并不限定于此。未例示的无数的变形例理解为不脱离本发明的范围而能够设想的例子。
符号说明
1a、1c高电压侧电极构成部
2a～2c接地侧电极构成部
5高频电源
31活性气体生成装置
33成膜处理室
34晶片
51楔形台阶形状部
52a、52b、72a、72b直线形台阶形状部5
55气体喷出孔
56h、56l气体流路间隔壁
71中央区域台阶部
111、113电介体电极
101h、101l、201h、201l金属电极
211～213电介体电极
301、303活性气体生成用电极群