CN103782663B - 等离子体产生装置、cvd装置及等离子体处理粒子生成装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种等离子体产生装置，在该等离子体产生装置中，即使将原料气体供给到配置有电极单元的框体内，也不会产生在框体内配设的电供给部或电极面发生腐蚀、在电极单元的放电部以外的框体内部处沉积金属这样的问题。而且，本发明所涉及的等离子体产生装置(100)具备电极单元和围绕该电极单元的框体(16)。电极单元具有第一电极(3)、隔着放电空间(6)而与第一电极(3)面对面的第二电极(1)、及配置于各电极(1、3)的主表面的电介质(2a、2b)。此外，等离子体产生装置(100)具有管路(75)，该管路(75)不与未配设电极单元的框体(16)内部的空间连接，而从框体(16)外向放电空间(6)直接供给原料气体。

Description

等离子体产生装置、CVD装置及等离子体处理粒子生成装置
技术领域
本发明涉及能够从原料气体高浓度且多量地生成具有高能的等离子体激励气体(活泼性气体、自由基气体)的等离子体产生装置、及使用抑制生成的等离子体激励气体的衰减量并能够将其有效地向CVD装置供给的等离子体产生装置的CVD装置、及使用该等离子体产生装置的等离子体处理粒子生成装置。
背景技术
在半导体装置的制造中，在高功能膜(在半导体芯片内相当于电路配线的低阻抗的高导电膜、在半导体芯片内具有电路的配线线圈功能、磁铁功能的高磁性膜、在半导体芯片内具有电路的电容器功能的高电介质膜、及在半导体芯片内具有电泄露电流少的高绝缘功能的经过氧化或氮化处理的高绝缘膜等)的成膜方法中采用热CVD(化学气相沉淀：ChemicalVaporDeposition)装置、光CVD装置或等离子体CVD装置。尤其是大多使用等离子体CVD装置。例如与热·光CVD装置相比，等离子体CVD装置具有可使成膜温度变低、成膜速度变大且实现短时间的成膜处理等优点。
例如，在将氮化膜(SiON、HfSiON等)、氧化膜(SiO2、HfO2)等的栅极绝缘膜向半导体基板成膜的情况下，通常采用使用了等离子体CVD装置的以下技术。
也就是说，NH3(氨)或N2、O2、O3(臭氧)等气体合硅、铪物质的前体气体向CVD处理装置等的成膜处理腔室直接供给。由此，由热量或催化剂等引发的化学反应得以促进，前体气体发生离解，离解出的来自前体的金属粒子在添加的NH3(氨)或N2、O2、O3(臭氧)等气体的作用下形成氧化物或氮化物，并沉积在作为被处理体的半导体晶片上，在该沉积后进行热处理而使结晶成长。借助以上的工序来成膜出高功能膜。因此，在CVD处理装置中，在处理腔室内直接地产生高频等离子体、微波等离子体，在晶片基板暴露于自由基气体、具有高能的等离子体离子或电子的状态下，在该晶片基板上成膜出氮化膜、氧化膜等高功能膜。
需要说明的是，作为公开了等离子体CVD装置的结构的在先文献，存在有例如专利文献1。
但是，在等离子体CVD装置内的成膜处理中，如上所述，晶片基板直接暴露在等离子体中。因而，该晶片基板总是发生因等离子体(离子、电子)引发的使半导体功能的性能降低等受到大幅损坏这样的问题。
另一方面，在采用了热·光CVD装置的成膜处理中，晶片基板不会受到等离子体(离子、电子)引发的损坏，可成膜出高品质的氮化膜、氧化膜等高功能膜。但是，在该成膜处理中，难以获得高浓度且多量的氮自由基气体源、氧自由基源，其结果是，存在成膜时间需要非常长这样的问题。
在最近的热·光CVD装置中，作为原料气体采用借助热量、光的照射容易离解的、NH3气体或O3气体的高浓度的物质，且在CVD腔室内设有加热催化剂体。由此，在该热·光CVD装置中，借助催化剂作用促进腔室内的气体的离解，还可实现氮化膜、氧化膜等的高功能膜的成膜时间的缩短化。但是，在该方法中，难以实现大幅的成膜时间的改善。
对此，作为能够减少由等离子体引发的对晶片基板的损坏且可实现成膜时间的缩短化的装置，存在有远程等离子体型成膜处理装置(例如，参考专利文献2)。
在该专利文献2所涉及的技术中，等离子体生成区域和被处理件处理区域通过隔壁(等离子体闭合电极)分离。具体而言，在专利文献2所涉及的技术中，在高频施加电极与设有晶片基板的对置电极之间设有该等离子体闭合电极，由此仅使中性活泼性种类气体向晶片基板上供给。
另外，最近，除半导体的功能成膜的用途以外，也出现利用因放电而产生的等离子体激励气体(活泼性气体、自由基气体)的用途。作为其一在先例，存在与基于放电的光催化剂物质生成装置相关的现有技术(例如专利文献3)，在该光催化剂物质生成装置中，在放电空隙产生电介质势垒放电(无声放电或沿面放电)，在电介质势垒放电中放入金属微粒子，由此使金属微粒子自身表面改性为氧化金属，该表面改性后的氧化金属物质成为光催化剂物质。
在该专利文献3所涉及的技术中，隔着电介质及放电空间而使高压电极与低压电极对置地配置(如此，将具有一对电极、电介质及放电空间的结构称作电极单元)。
对该电极单元施加交流电压，使放电空间产生电介质势垒放电(强电场的间歇放电等离子体)。然后，向产生该间歇放电等离子体的放电空间供给在包含氧气、臭氧气体的氧中混有金属粉而成的原料气体。如此一来，在该放电空间中生成活泼性化氧自由基(O原子自由基)，在该活泼性化氧自由基(O原子自由基)与金属粉相互之间产生放电化学反应。利用该放电化学反应作用，金属粉改性为氧化金属粉体。并且，利用电介质势垒放电的在非平衡放电等离子体中的放电化学反应作用，生成具有优质的光催化剂功能的光催化剂物质的微粒子。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-266489号公报
专利文献2：日本特开2001-135628号公报
专利文献3：国际公开第2007／010594号
发明概要
发明要解决的课题
但是，在关于半导体用的晶片的成膜的专利文献2所涉及的技术中，对被处理件(晶片基板)的等离子体损坏的抑制并不完全，另外装置结构变得复杂。
另外，通常在远程等离子体型成膜处理装置中，等离子体产生场所与反应室分离，由于等离子体激励气体的寿命较短，因此产生的等离子体激励气体恢复到原本的原料气体。为此，在远程等离子体型成膜处理装置中，难以将高浓度且多量的等离子体激励气体向反应室供给。也就是说，难以有效地将等离子体激励气体向反应室供给。
发明内容
对此，本发明的目的在于提供一种能够有效地取出产生的等离子体激励气体的具有简易结构的等离子体产生装置。尤其是，在该等离子体产生装置中不是仅将氮气或氧气等在常温区域下化学性稳定的气体用作原料气体，在该等离子体产生装置中向供给的原料气体自身供给包含氨气、臭氧气体等活泼性气体在内的气体，并供给包含硅、铪物质的前体气体等在内的气体。由此，本发明的第一目的在于提供一种等离子体产生装置，其以更高浓度且更多量地输出由等离子体产生装置产生的等离子体激励气体，稳定地输出更特殊的等离子体激励气体，完全消除在对被处理件的成膜时的等离子体(离子、电子)所造成的损伤，能够实现更高功能的成膜，并且能够向谋求成膜时间的缩短化的CVD装置供给性能良好的等离子体激励气体。
作为半导体的功能成膜的用途以外的用途，存在专利文献3所涉及的技术。在该专利文献3所公开的技术的情况下，作为原料气体，包含金属微粒子的载体气体或含有金属微粒子的活泼性气体或保持有被处理金属原子的前体(precursor)气体与不活泼性气体一并向配置有上述电极单元的框体内部供给。
如此一来，该原料气体不仅在放电空间充满，还在配置有电极单元的框体内部整体充满。如上所述，在原料气体中包含有金属微粒子、活泼性气体的情况下，由于该框体内充满原料气体，从而产生配设在该框体内的电供给部、电极面发生腐蚀这样的问题。此外，在原料气体中含有保持有被处理金属原子的前体(precursor)气体或含有金属微粒子的气体的情况下，由于该框体内充满原料气体，从而具有成为金属在电极单元的放电部以外的框体内部沉积而造成堵塞等装置故障原因的问题。
对此，本发明的第二目的在于提供一种稳定的等离子体产生装置，其在例如原料气体中包含金属微粒子、活泼性气体或保持有被处理金属原子的前体(precursor)气体等，即使将该原料气体向配置有电极单元的框体内供给，也不会产生在框体内配设的电供给部、电极面的腐蚀和金属在电极单元的放电部以外的框体内部沉积这样的问题。
另外，本发明的目的还在于提供利用了该等离子体产生装置的CVD装置及利用有该等离子体产生装置的等离子体处理粒子生成装置。
解决方案
为了实现上述的目的，本发明的等离子体产生装置具备：电极单元；电源部，其对所述电极单元施加交流电压；框体，其围绕所述电极单元，所述电极单元具有：第一电极；第二电极，其以形成放电空间的方式与所述第一电极面对面；电介质，其配置在面向所述放电空间的所述第一电极的主表面及面向所述放电空间的所述第二电极的主表面中的至少任一方；贯通口，其在俯视观察下形成于中央部，且沿着所述第一电极与所述第二电极面对面的面对面方向贯通，所述等离子体产生装置还具备：绝缘筒部，其呈圆筒形状，配设在所述贯通口的内部，且在该圆筒形状的侧面部具有喷出孔；管路，其不与未配设所述电极单元的所述框体内部的空间连接，而从所述框体外向所述放电空间直接供给原料气体。
另外，本发明的CVD装置具备等离子体产生装置和与所述等离子体装置连接的CVD腔室，所述等离子体产生装置具备：电极单元；电源部，其对所述电极单元施加交流电压；框体，其围绕所述电极单元，所述电极单元具有：第一电极；第二电极，其以形成放电空间的方式与所述第一电极面对面；电介质，其配置在面向所述放电空间的所述第一电极的主表面及面向所述放电空间的所述第二电极的主表面中的至少任一方；贯通口，其在俯视观察下形成于中央部，沿着所述第一电极与所述第二电极面对面的面对面方向贯通，所述等离子体产生装置还具备：绝缘筒部，其呈圆筒形状，配设在所述贯通口的内部，且在该圆筒形状的侧面部具有喷出孔；管路，其不与未配设所述电极单元的所述框体内部的空间连接，而从所述框体外向所述放电空间直接供给原料气体，所述CVD腔室与所述贯通口连接。
另外，本发明的等离子体处理粒子生成装置具备等离子体产生装置和与所述等离子体装置连接的处理物回收凸缘，所述等离子体产生装置具备：电极单元；电源部，其对所述电极单元施加交流电压；框体，其围绕所述电极单元，所述电极单元具有：第一电极；第二电极，其以形成放电空间的方式与所述第一电极面对面；电介质，其配置在面向所述放电空间的所述第一电极的主表面及面向所述放电空间的所述第二电极的主表面中的至少任一方；贯通口，其在俯视观察下形成于中央部，沿着所述第一电极与所述第二电极面对面的面对面方向贯通，所述等离子体产生装置还具备：绝缘筒部，其呈圆筒形状，配设在所述贯通口的内部，且在该圆筒形状的侧面部具有喷出孔；管路，其不与未配设所述电极单元的所述框体内部的空间连接，而从所述框体外向所述放电空间直接供给原料气体，所述处理物回收凸缘与所述贯通口连接。
发明效果
本发明的等离子体产生装置等离子体产生装置具备：电极单元；电源部，其对所述电极单元施加交流电压；框体，其围绕所述电极单元，所述电极单元具有：第一电极；第二电极，其以形成放电空间的方式与所述第一电极面对面；电介质，其配置在面向所述放电空间的所述第一电极的主表面及面向所述放电空间的所述第二电极的主表面中的至少任一方；贯通口，其在俯视观察下形成于中央部，且沿着所述第一电极与所述第二电极面对面的面对面方向贯通，所述等离子体产生装置还具备：绝缘筒部，其呈圆筒形状，配设在所述贯通口的内部，且在该圆筒形状的侧面部具有喷出孔；管路，其不与未配设所述电极单元的所述框体内部的空间连接，而从所述框体外向所述放电空间直接供给原料气体。
因而，能够经由管路而不与放电空间以外的框体内的空间相接地向各放电空间内供给活泼性气体、金属前体气体及包含微粒子金属的气体等。因此，能够防止活泼性气体与电极单元的电极部接触，从而能够防止因该活泼性气体而导致的电极部的腐蚀。另外，金属前体气体或包含微粒子金属的气体向放电空间直接供给，因此也能够防止在该放电空间以外的框体内的空间产生金属沉积物。
具有不与未设置所述电极单元的所述框体内部的空间连接、而从所述框体外向所述放电空间直接供给原料气体的管路。对该管路内表面施加相对于活泼性气体而不会因化学反应而产生腐蚀等的钝态膜或化学反应性较强的铂膜、金膜。由此，能够防止该管路内表面的腐蚀。
供给活泼性气体、前体气体、包含金属微粒子的原料气体而产生等离子体激励气体。由此，本发明能够输出更高浓度且更多量的等离子体激励气体，利用放电来使前体气体离解出金属原子，能够使离解出的金属原子、金属微粒子自身通过电介质势垒放电的非平衡放电化学反应而改性为更高功能的氮化物质、氧化物质并将其输出。
另外，本发明采用从产生等离子体激励气体的放电空间到输出激励气体的空穴部为止的供给距离最短的构造。并且，在本发明中，利用减压装置，能够在放电空间与绝缘筒部的空穴部之间产生压力差。因此，在本发明中，利用该压力差，通过隔热膨胀使等离子体激励气体从绝缘筒的喷出孔喷出，能够将其高效地从放电空间向减压后的空穴部引导。因此，在从放电空间到空穴部之间，抑制该等离子体激励气体彼此的冲撞，并且在本发明中也能够抑制该等离子体激励气体与壁等发生冲撞。因此，能够抑制等离子体激励气体的基于各种冲撞的衰减量，能够更高效地向该空穴部内引导等离子体激励气体。
另外，在本发明中，利用能够注入高能密度的放电能量的电介质势垒放电来生成等离子体激励气体。在放电空间部的压力为绝对压30kPa以下的真空状态下的电介质势垒放电中，由于气体密度较低，因此难以稳定获得高能密度的放电等离子体。因此，在本发明中，设为绝对压为30kPa以下的真空状态的空穴部与放电空间在上述绝缘筒的喷出孔处保持有压力差的构造。由此，能够实现可注入高能密度的放电能量的绝对压为30kPa以上的电介质势垒放电，能够使等离子体产生装置紧凑而产生高浓度且多量的等离子体激励气体。
此外，在本发明中，采用将产生电介质势垒放电的电极单元层叠为多层的结构。而且，在使各电极单元内的放电空间所产生的等离子体激励气体在各个绝缘筒的喷出孔处向真空状态的空穴部喷出之后，在处于真空状态的空穴部，使喷出后的等离子体激励气体合流，对合流到CVD腔室的等离子体激励气体进行引导。由此，在处于真空状态的空穴部中，能够使等离子体激励气体合流且提高等离子体激励气体量，能够抑制等离子体激励气体的基于各种冲撞的衰减量，能够将更高浓度且多量的等离子体激励气体导向CVD腔室。
另外，在本发明所涉及的CVD装置中，由原料气体生成等离子体激励气体的等离子体产生装置及使用该生成的等离子体激励气体对被处理件进行成膜处理的CVD腔室是各自独立的装置。
如此，由于等离子体产生源与处理区域完全分离，因此能够防止在等离子体源处电离并生成的离子与配设在该处理区域的被处理件发生冲撞。由此，能够完全消除对被处理件的因等离子体而造成的损伤。此外，在CVD腔室中，利用更高浓度且多量的等离子体激励气体来实施等离子体CVD处理，因此能够实现对被处理件的成膜时间的进一步缩短化。
本发明的目的、特征、方面及优点基于以下的详细说明与附图而变得更加清楚。
附图说明
图1是表示实施方式1所涉及的CVD装置300的整体结构的剖视图。
图2是表示电极单元的结构的放大剖视图。
图3是表示气体输出凸缘14c的结构的放大立体图。
图4是表示实施方式2所涉及的等离子体处理粒子生成装置的整体结构的剖视图。
图5是用于说明实施方式2所涉及的等离子体产生装置100的动作的放大剖视图。
图6是用于说明实施方式2所涉及的等离子体产生装置100的动作的放大剖视图。
图7是用于说明实施方式2所涉及的等离子体产生装置100的动作的图。
图8是用于说明实施方式2所涉及的等离子体产生装置100的动作的图。
图9是用于说明实施方式2所涉及的等离子体产生装置100的动作的图。
图10是表示实施方式3所涉及的等离子体产生装置的结构的放大剖视图。
图11是表示实施方式4所涉及的等离子体产生装置的结构的放大剖视图。
图12是表示实施方式5所涉及的等离子体产生装置的结构的放大剖视图。
图13是表示实施方式6所涉及的等离子体产生装置的结构的放大剖视图。
具体实施方式
以下，基于表示该实施方式的附图对本发明进行具体说明。
<实施方式1>
在本实施方式中，对将本发明所涉及的等离子体装置适用于CVD(化学气相沉淀：ChemicalVaporDeposition)的结构进行说明。
图1是表示本实施方式所涉及的CVD装置300的结构的剖视图。另外，由图1的单点划线围成的区域的放大剖视图示于图2(图2中公开了电极单元的详细的剖面结构)。
如图1所示，CVD装置300具备等离子体产生装置100、CVD腔室200及废气分解处理装置28。
首先，对本发明所涉及的等离子体产生装置100的结构进行说明。
如图1所示，在等离子体产生装置100中，多个电极单元沿着图中的上下方向层叠。图2的放大剖视图中示出了两个电极单元。采用图2来说明层叠构造的电极单元的结构。
从图1、2的上下方向眺望时的各电极单元的平面形状呈圆环形状。也就是说，该电极单元的俯视观察外形呈大致圆盘状，在该电极单元的中心部贯穿设置有沿着该上下方向(电极单元的层叠方向)贯通的贯通口PH。
各电极单元由低压电极1、电介质2a、2b、高压电极3、绝缘板4及高压冷却板5构成。并且，沿着图1、2的上下方向(高压电极3与低压电极1面对面的方向)层叠有多个电极单元。
在此，如上所述，各电极单元的俯视观察形状呈具有贯通口PH的圆形。因而，各构件1、2a、2b、3、4、5为俯视观察外形呈圆形的板状，且在各构件1、2a、2b、3、4、5的中央部分别设有上述贯通口PH。
如图2所示，对低压电极1及高压电极3施加由交流电源17产生的交流电压。在此，低压电极1与后述的连结块9、高压冷却板5及框体16一同成为固定电位(接地电位)。
在低压电极1的主面上配置有电介质2a。也就是说，电介质2a的一方的主面与低压电极1的主面上相接。需要说明的是，在电介质2a的该一方的主面涂布、印刷、蒸镀等有导电体。另外，与电介质2a隔开放电空间6且与该电介质2a面对面地配置有电介质2b。也就是说，电介质2a的另一方的主面隔开放电空间6地与电介质2b的一方的主面面对面。在此，在电介质2a与电介质2b之间存在有未图示的多个间隔件，通过该间隔件来保持、固定放电空间6的空隙。需要说明的是，放电空间6的图2的上下方向上的尺寸为例如0.05mm～几mm左右。
另外，在电介质2b的另一方的主面上配置有高压电极3。也就是说，高压电极3的一方的主面与电介质2b的另一方的主面上相接。需要说明的是，在电介质2b的该另一方的主面涂布、印刷、蒸镀等有导电体。另外，绝缘板4的一方的主面与高压电极3的另一方的主面上相接。此外，高压冷却板5与该绝缘板4的另一方的主面相接。(在此，示出了设有绝缘板4、高压冷却板5的层叠结构的一实施例，但也可以采用以省略了绝缘板4、高压冷却板5的结构进行层叠的结构)。
在此，涂布等有导电体的电介质2a、未图示的间隔件及涂布等有导电体的电介质2b也可以采用一体构成的结构。
需要说明的是，如图2所示，在各电极单元中，低压电极1与高压电极3隔着各电介质2a、2b和放电空间6而面对面。也就是说，在面向放电空间6的低压电极1的主面及面向放电空间6的高压电极3的主面上分别配置有各电介质2a、2b。这是因为，作为相对于放电空间6的两表面的放电而耐溅射性且非导电性高的物质而言，电介质物质有效，故在本实施方式中采用设有该两电介质2a、2b的结构。
在此，也可以与图2的结构不同地，仅省略电介质2a及电介质2b中的任一方。
具有各结构1、2a、2b、3、4、5的电极单元如上所述，沿着该各结构的层叠方向贯穿设置有贯通口PH。在此，各电极单元所具有的贯通口PH沿着电极单元的层叠方向连结，而形成出一个连续的贯通孔。在本申请说明书中，将该一个连续的贯通孔称之为“贯通连孔”。如上述内容可知，贯通连孔沿着所述层叠方向延伸设置。
另外，如图2所示，在本实施方式中，在上下邻接的电极单元中，一个低压电极1成为通用的结构要素(将该一个低压电极1设为通用的结构要素的两个电极单元称为电极单元对)。这样仅是为了通过设置通用的结构而削减部件数量，也可以采用不通用的结构。
在图2的结构中，公开了一个电极单元对的构造，该电极单元对沿着图2的上下方向层叠多个。需要说明的是，在各低压电极1与各高压冷却板5之间介设有各连结块9。也就是说，在各电极单元的侧方存在有各连结块9。由于该连结块9的存在，在各电极单元中，能够将从低压电极1到高压冷却板5为止的尺寸保持为恒定。在此，连结块9并不是配设在电极单元的全部的侧方，而是如图2所示那样，仅配设在电极单元的一部分的侧方(图2的剖视图的左侧)。
另外，在等离子体产生装置100中，如图2所示，在上述贯通连孔的内部中配设有绝缘筒部21。该绝缘筒部21呈具有沿着上述图2的上下方向贯通的空穴部21A的圆筒形状。也就是说，以使绝缘筒部21的圆筒轴向与电极单元的层叠方向平行的方式将绝缘筒部21配置在贯通连孔内(更具体而言，贯通连孔的轴向与绝缘筒部21的圆筒轴向一致)。
另外，在绝缘筒部21的侧面部设有多个细微的喷出孔(喷嘴孔)21x。在此，在图2的结构例中，各喷出孔21x以面向放电空间6的方式设于绝缘筒部21。另外，各喷出孔21x的开口直径比例如放电空间6的层叠方向上的尺寸小。在此，绝缘筒部21为石英或者矾土等制。在本实施方式中，作为绝缘筒部21而使用一根设有多个细微的喷出孔21x的绝缘筒，但是，也可以采用沿着贯通口PH部层叠设有多个细微的喷出孔21x的环状绝缘筒来构成绝缘筒部21的方式。
另外，如图2所示，所述贯通连孔的孔内部周侧面部与绝缘筒部21的外侧的周侧面部分离规定的间隔。也就是说，如图2所示，在电极单元的贯通口PH(或者贯通连孔)的侧面部与绝缘筒部21的侧面部之间设有管路22。从图2的上下方向眺望该管路22时具有环状的形状。也就是说，俯视观察下的电极单元的贯通口PH(或者贯通连孔)的侧面部成为外周，俯视观察下的绝缘筒部21的侧面部成为内周，该外周与该内周之间成为俯视观察下的环状的管路22。
在此，该管路22在所述外周侧处与各放电空间6连接。并且，该管路22的端部侧通过框体16的上表面的内部而与存在于该框体16的外部的后述的自动压力控制装置(AutoPressureControler：APC)26连接(参考图1)。
另外，高压冷却板5、高压电极3及低压电极1为导电体。并且，在高压冷却板5的与绝缘筒部21面对面的部分形成有绝缘体5a。另外，在高压电极3的与绝缘筒部21面对面的部分形成有绝缘体3a。另外，在低压电极1的与绝缘筒部21面对面的部分形成有绝缘体1a。
也就是说，在各电极单元中，与绝缘筒部21面对面的部分包含构件4、2a、2b在内而全部成为绝缘性材料。如此，形成于各电极单元的贯通连孔内的管路22的内表面全部具有绝缘性。由此，可防止该管路22内的除放电空间以外的放电(异常放电)等。
另外，在沿着图1、2的上下方向层叠的各连结块9内形成有供制冷剂通过的流路(未图示)，另外，在各高压冷却板5内部及低压电极1内部也形成有流路(未图示)。从外部供给的制冷剂流过连结块9内的流路而在各高压冷却板5内部的流路及各低压电极1内部的流路中循环，并经由该连结块9内的其他的流路而向外部输出。
通过被调整为恒定温度的制冷剂在高压冷却板5内的流路流动，从而经由绝缘板4将高压电极3冷却为恒定温度。另外，通过被调整为恒定温度的制冷剂在低压电极1内的流路流动，能够将低压电极1自身冷却、保持为恒定温度，并也间接性地将放电空间6内的气体温度保持为恒定温度。需要说明的是，制冷剂例如在几℃～25℃左右的范围内温度调整为恒定温度。
另外，如以下说明的那样，在将作为原料气体的金属前体气体向放电空间6供给的情况下，根据该金属前体气体的种类，有时优选不使制冷剂而使较高温度的液体在低压电极1内部的流路等中流动。这是为了防止放电空间6内的金属粒子的结露。
在此，该较高温度的液体是在100℃～200℃左右的温度范围内进行恒定温度调整的液体。从外部供给的该液体流过连结块9内的流路而在各高压冷却板5内部的流路及各低压电极1内部的流路中循环，并经由该连结块9内的其他的流路向外部输出。
通过被调整为恒定温度的液体在各连结块9内及低压电极1内等的流路流动，将各连结块9及低压电极1等保持为恒定温度，进而经由低压电极1而间接性地将放电空间6内的气体温度也保持为恒定温度。
如此，在采用金属前体气体作为原料气体的情况下，根据金属前体气体的种类，使制冷剂或较高温度的液体在低压电极1内等的流路中流动。
另外，在本发明所涉及的等离子体产生装置100中，配设有向放电空间6供给原料气体的管路75。在此，该管路75不与未配设电极单元的框体16内部的空间连接，而从框体16外向放电空间6直接连接。也就是说，在管路75内流动的原料气体不向框体16内部的电极单元的外周区域供给，而向各电极单元的各放电空间6直接供给。
如图1、2所示，管路75从框体16的上部延伸设置到各连结块9内。并且，在各低压电极1中管路75分支，且在各低压电极1内部配设有管路75。
在此，管路75具有缓冲部75a。该缓冲部75a以各低压电极1内环绕的方式配设。另外，该缓冲部75a的上述层叠方向上的尺寸比配设在低压电极1内的管路75的其他的部分的上述层叠方向上的尺寸大。
另外，管路75具有喷出口75b。该喷出口75b在与低压电极1及该低压电极1相接的各电介质2a中贯通。并且，各喷出口75b与各电极单元的各放电空间6连接。需要说明的是，如图2所示，缓冲部75a与喷出口75b通过管路75来连接。
在此，各低压电极1及各电介质2a的俯视观察形状呈圆形。该喷出口75b沿着该圆形的圆周方向而在各低电压电极1及各电介质2a中配设多个。需要说明的是，沿着圆周方向配设的各喷出口75b的间隔优选恒定。另外，虽然各喷出口75b面向放电空间6，但优选配设在该放电空间6的尽量外侧(也就是说，作为绝缘筒部21的非存在侧的电极单元的外周侧)。由此，从喷出口75b向各放电空间6内均等地放出活泼性气体、金属前体气体等，该放出后的各气体从放电面的外周朝向内侧(绝缘筒部21侧)呈逆放射状地传播。
需要说明的是，虽然显而易见，但沿着圆周方向配设的各喷出口75b分别在各低压电极1内经由管路75而与呈环绕状配设的缓冲部75a连接。
上述结构的管路75与配设在框体16外部的原料气体用MFC(MassFlowController)76连接。
由管路75的上述结构可知，从原料气体用MFC76输出的原料气体从框体16的上部输入，在各连结块9内传播并在各低压电极1处分支而在各低压电极1内传播。而且，原料气体在缓冲部75a内充满之后，不与框体16内的电极单元的外周区域接触而从喷出口75b向各放电空间6供给。
在此，上述制冷剂(温度调整后的液体)所通过的流路与该管路76为各自独立的路径。
在成为不与未配设所述电极单元的所述框体内部的空间接触地从所述框体外向所述放电空间直接供给原料气体的管路的部分75、75a、75b的内表面(壁面)，设有相对于活泼性气体不会因化学反应而产生腐蚀等的钝态膜或化学反应性较强的铂膜、金膜。
需要说明的是，为了担保各流路及管路75的气密性，在连结块9与高压冷却板5的连接部及连结块9与低压电极1的连接部配设有O型环等的气密机构。
如图1所示，等离子体产生装置100具备框体16。该框体16为例如铝制或者SUS制。并且，在内部的气密性得到担保的框体16的内部以层叠的状态来配置多个电极单元。也就是说，层叠状态的各电极单元由框体16的上下表面及侧面覆盖。需要说明的是，在框体16的侧面部与各电极单元的侧面部之间存在有空间。另外，在框体16的底面部与各电极单元的最下部之间也存在有空间。并且，如图1所示，层叠后的电极单元采用紧固构件8而固定于框体16的上表面。
另外，等离子体产生装置100具备图2所示的交流电源17，如图1所示，该交流电源17由逆变器17a和高压变压器17b构成。
在逆变器17a中，对输入的60Hz的交流电压实施变频处理，作为15kHz的交流电压而向高压变压器17b输出。并且，在该高压变压器17b中，对输入的200～300V的交流电压实施升压处理，输出几kV～几十kV的交流电压。
高压变压器17b的一端经由电供给端子15而与各高压电极3连接。另一方面，高压变压器17b的另一端与框体16连接。需要说明的是，框体16、高压冷却板5、连结块9及低压电极1电连接，并设定为固定电位(接地电位)。需要说明的是，由图2的结构也可知，高压冷却板5与高压电极3通过绝缘板4来电绝缘。
另外，如图1所示，等离子体产生装置100具备气体供给部20、气体用MFC24及辅助气体用MFC25。此外，如上所述，等离子体产生装置100还具备原料气体用MFC76。
在本实施方式中，从原料气体用MFC76输出作为原料气体的活泼性气体。根据载置在CVD腔室200内的被处理件18的成膜材料，从气体用MFC76朝向管路75输出臭氧气体、氨气或氮氧化物气体等活泼性气体。需要说明的是，也可以一并供给该活泼性气体和不活泼性气体。
另外，在本实施方式中，从原料气体用MFC76供给作为原料气体的、用于获得氮化或氧化等的功能物质粒子的金属前体(precursor)气体。根据载置在CVD腔室200内的被处理件18的成膜材料，使由铪等金属蒸汽化而成的金属前体气体从原料气体用MFC76朝向管路75输出。另外，也可以一并供给金属前体气体与不活泼性气体。
气体供给部20设于框体16的侧面。该气体供给部20从框体16外部向该框体16内供给规定的气体。具体而言，规定的气体通过气体供给部20而向电极单元的外周部(也就是说，框体16内的未配置层叠状态的电极单元的区域)供给。
从气体用MFC24供给氮气及氧气等不活泼性气体，从辅助气体用MFC25供给稀有气体(氦气、氩气等)。如图1所示，不活泼性气体与稀有气体在中途的管路中发生混合。并且，不活泼性气体及稀有气体向气体供给部20供给。
在此，气体用MFC24既可以为了放电空间6中的反应而将规定的气体向框体16内供给，或者又可以作为载体气体而将该规定的气体向框体16内供给。
需要说明的是，在本实施方式中，气体供给部20将规定的气体与稀有气体一并向框体16内供给，但也可以仅将规定的气体向框体16供给的情况。
另外，如图1所示，等离子体产生装置100具备自动压力控制装置26。如上所述，自动压力控制装置26与图2所示的管路22连接。此外，如上所述，环状的管路22的外周侧的侧面部与放电空间6连接。利用该结构，经由管路22而借助自动压力控制装置26将各放电空间6保持为恒定的压力。例如，在该自动压力控制装置26的作用下，各放电空间6的压力在0.03MPa(兆帕)～0.3MPa的压力范围内保持恒定。
此外，在本实施方式中，等离子体产生装置100具备减压装置27。在图1的结构中，减压装置27经由CVD腔室200而与绝缘筒部21的空穴部21A连接。该减压装置27可以采用例如真空泵。利用该结构，减压装置27能够将绝缘筒部21的空穴部21A内的压力减压为比大气压低的压力(例如，1～5000Pa(帕))。需要说明的是，在图1的结构例中，如上所述，减压装置27也与CVD腔室200连接，因此也可借助该减压装置27将该CVD腔室200内部的压力减压为例如1～5000Pa左右。
在上述结构的等离子体产生装置100中，绝缘筒部21的端部经由两个气体输出凸缘14b、14c而与CVD腔室200的上表面(与被处理件18的处理面面对面的面)连接(参考图1)。也就是说，气体输出凸缘14b、14c成为将绝缘筒部21的空穴部21A与CVD腔室200内的接头。由该结构可知，绝缘筒部21的空穴部21A内的气体等能够经由气体输出凸缘14b、14c而向CVD腔室200内供给(该气体的流动能够借助减压装置27的吸引力来产生)。
在CVD腔室200内部的反应室中载置有半导体晶片等被处理件18。在CVD腔室200内，被处理件18暴露在从绝缘筒部21的空穴部21A内传播来的气体中。由此，能够在被处理件18的表面上以均等的厚度沉积等离子体处理气体与向CVD腔室200供给来的处理气体发生了化学结合后的粒子。通过该沉积，实施对被处理件18的表面的成膜。另外，通过对该成膜的膜进行热处理等，能够使膜自身成长。由此，能够实现向期望的高功能膜的改性。
另外，在CVD腔室200的侧面部设有废气输出口30，该废气输出口30还与减压装置27连接。减压装置27对绝缘筒部21的空穴部21A内及CVD腔室200内进行减压。另外，在该减压的动作的作用下，也可以产生绝缘筒部21的空穴部21A→气体输出凸缘14b、14c内→CVD腔室200内→废气输出口30→减压装置27这样气体、粒子等的流动。
另外，如图1所示，减压装置27及自动压力控制装置26与废气分解处理装置28连接。因此，从减压装置27及自动压力控制装置26输出的气体等被废气分解处理装置28分解处理。需要说明的是，该分解处理后的气体作为处理气体301而从废气分解处理装置28排出。
接着，对包括等离子体产生装置100的动作在内的本实施方式所涉及的CVD装置300的动作进行说明。
在图1中，从原料气体用MFC76中将活泼性气体、金属前体气体等原料气体向框体16内供给。该供给来的原料气体向管路75输入，通过管路75内而向各放电空间6直接供给(也就是说，不与框体16内的放电空间6以外的空间接触地向放电空间6供给原料气体)。
另外，从气体用MFC24中供给有助于放电空间6中的反应的气体或作为载体气体发挥功能的气体等规定的气体，从辅助气体用MFC25中供给稀有气体。该供给来的规定的气体及稀有气体在向气体供给部20输入之前合流而被混合。然后，该混合后的规定的气体及稀有气体从气体供给部20向等离子体产生装置100的框体16内部供给。
然后，该供给来的规定的气体及稀有气体在该框体16内充满。在该框体16内充满了的规定的气体等从俯视外形为圆形的电极单元的外周方向侵入到形成于各电极单元的各放电空间6内。
另一方面，如图2所示，在各电极单元中，在高压电极3与低压电极1之间施加有由交流电源17产生的高频的交流电压。通过对电极1、3施加该交流电压，在各电极单元中的各放电空间6内均匀地产生由高频等离子体构成的电介质势垒放电(无声放电)。
在产生有电介质势垒放电的各放电空间6中，如上所述，供给原料气体等。于是，利用该电介质势垒放电，在各放电空间6内引起供给来的气体的放电离解反应。
例如，作为原料气体，经由管路75而供给金属前体气体，作为规定的气体，经由气体供给部20而供给氧气、氮气等不活泼性气体。此时，金属前体气体通过放电空间6内的电介质势垒放电而被分解为金属气体和其它气体。此外，利用该放电空间6内的电介质势垒放电，由供给来的氧气、氮气等不活泼性气体或臭氧、氨气等活泼性气体生成因放电而离解的多量且高浓度的等离子体激励气体。然后，在放电空间6内等，等离子体激励气体与分解的金属气体发生反应，而生成功能物质气体(氧化物质粒子气体、氮化物质粒子气体等)。
另外，在作为规定的气体而从气体供给部20供给氧气、氮气等不活泼性气体时，如上所述，利用放电空间6内的电介质势垒放电，由供给来的不活泼性气体生成等离子体激励气体。在此，为了使暴晒被处理件18的等离子体激励气体实现高浓度化、多量化(大流量化)、高功能粒子气体化，作为原料气体而经由管路75来供给活泼性气体。
另外，利用自动压力控制装置26，将各放电空间6保持为恒定的压力Pa，另一方面，利用真空泵等减压装置27，将绝缘筒部21的空穴部21A内的压力Pb设定得小于放电空间6内的压力Pa(Pa＞Pb)。
如此，利用减压装置27对空穴部21A内的压力Pb进行减压，因此经由绝缘筒部21的细微的喷出孔21x而在各放电空间6与空穴部21A之间产生压力差ΔP(=Pa-Pb)，在喷出孔21x处，利用该压力差ΔP而能够产生气体从放电空间6向空穴部21A喷出的流动。当采用在绝缘筒部21的厚度较薄的壁设有细微的喷出孔21x、设置压力差ΔP的结构时，细微的喷出孔21x周围的气体与其所通过的壁面的接触时间非常短，与喷出孔21x周围的气体的接触面积变得极小。另外，由喷嘴结构来形成喷出孔21x，利用隔热膨胀效果，使气体向空穴部21A喷出。因此，极力抑制与喷出的喷出孔21x中的等离子体激励气体的冲撞所引起的衰减量、发热所引起的衰减量，将等离子体激励气体向空穴部21A引导。
也就是说，向俯视外形为圆形的电极单元的放电空间6内供给的各气体朝向该电极单元的中心部呈逆放射状地行进，该行进期间内暴晒于电介质势垒放电中，生成等离子体激励气体或上述金属功能物质气体，该生成的等离子体激励气体、金属功能物质气体等在极力抑制衰减量的状态下，向作为电极单元的中心部的绝缘筒部21的空穴部21A内喷出，并在空穴部21A内合流。
另外，在空穴部21A中，减压至对成膜有效的真空度。为此，从多个喷出孔21x喷出的等离子体激励气体在减压至真空的空穴部21A处合流。因此，与大气中的合流相比，基于该合流的衰减量能够将气体粒子间冲撞控制得非常少(也就是说，相当抑制衰减量)。
在该空穴部21A内合流的等离子体激励气体、功能物质气体等在由减压装置27产生的吸引力的作用下，通过空穴部21A及气体输出凸缘14b、14c内而向CVD腔室200内释放出。如上所述，在CVD腔室200内载置有被处理件18。
在上述结构中，采用环形状的放电空间6，并且层叠有放电单元，因此能够产生多量的等离子体激励气体。此外，采用有作为原料气体而能够供给活泼性化气体、前体气体或包含微粒子金属的气体的构造。利用这些结构，能够输出高浓度、特殊的等离子体激励气体。
另外，采用有如下的等离子体产生装置100：使等离子体激励气体从多个细微的喷出孔21x向空穴部21A内喷出，使喷出的等离子体激励气体在减压至真空的空穴部21A内合流，并对该等离子体激励气体的衰减量进行极力抑制。为此，对被处理件18暴晒高浓度且多量的等离子体激励气体(或功能物质气体等)，在短时间内，根据等离子体激励气体、功能物质气体的种类而对该被处理件18实施氧化或氮化等规定的表面处理(成膜处理)。
例如，在作为原料气体而采用包含氮气、氮原子的活泼性化气体的情况下，在各放电空间6生成氮自由基，进行夹杂有前体气体的氮化反应，在被处理件18处成膜出作为氮化膜的高功能膜的膜。另外，在作为原料气体而采用有包含氧气、臭氧气体等的氧原子的活泼性化气体的情况下，在各放电空间6生成氧自由基(O原子等)，进行夹杂有前体气体的氧化反应，在被处理件18处成膜出作为氧化膜的高功能膜的膜。
由上述的记载可知，利用等离子体产生装置100与CVD腔室200来构成远程等离子体型成膜处理装置(远程等离子体型CVD装置)。
接着，对本实施方式所涉及的发明效果进行说明。
如上所述，在现有技术中，使活泼性气体、金属前体气体等与常温状态下不活泼性的氮气、氧气、稀有气体等混合，将该混合气体作为原料气体而向配置有电极单元的框体内供给。于是，在电极单元的放电空间以外的部分也充满该混合气体。其结果是，存在因活泼性气体而腐蚀电供给部、电极面、或因金属前体气体而在放电空间以外产生沉积物等问题。
因此，本发明的等离子体产生装置100具备管路75，其不与未配设电极单元的框体16内部的空间连接，而从该框体16外向各放电空间6直接供给原料气体。
因而，能够经由该管路75而不与放电空间6以外的框体16内的空间接触，而向各放电空间6内供给与来自气体供给部20的不活泼性气体等不同的活泼性气体、金属前体气体等。因此，能够防止活泼性气体与电极单元的电极部接触，能够防止因该活泼性气体而引起的电极部的腐蚀。另外，金属前体气体直接供给到放电空间6，因此能够防止在该放电空间6以外的框体16内的空间产生缘于该金属前体气体的沉积物。以上，在本发明的等离子体装置100中，由于不会产生上述腐蚀、沉积物等不良情况，因此能够实现装置的长寿命化及稳定的动作。
需要说明的是，为了不使活泼性化气体发生腐蚀，期望在管路75(包含附图标记75a、75b)的全部内壁上形成钝态膜等，使其具有耐腐蚀性。另外，为了在管路75内不使金属前体气体结露，期望具备对该管路75内的温度进行调整保持的温度调整部。例如，在连结块9内及低压电极1内设置供温度调整后的液体流动的流路。
另外，在本实施方式中，利用减压装置27，在放电空间6与空穴部21A之间产生压力差ΔP(=Pa-Pb)，利用该压力差ΔP，将等离子体激励气体、功能物质气体等引导到存在于电极单元的中心区域的绝缘筒部21的空穴部21A内。
因而，在从放电空间6到空穴部21A之间，抑制该等离子体激励气体彼此的冲撞，并且也能够抑制该等离子体激励气体与壁等发生冲撞。因此，能够抑制基于等离子体激励气体的各种冲撞的衰减量，能够更高效地相对于该空穴部21A内取出等离子体激励气体。
另外，在本实施方式的发明中，能够利用减压装置27将绝缘筒部21的空穴部21A内的压力设定为数千Pa以下。因而，能够将向该空穴部21A内喷出的等离子体激励气体在抑制该等离子体激励气体彼此的冲撞的同时向CVD腔室200内供给。因此，能够减少因等离子体激励气体彼此的冲撞而产生的衰减量，其结果是，能够高浓度及大流量地维持CVD腔室200内的暴晒被处理件18的等离子体激励气体。
另外，在本发明中，利用能够注入高能密度的放电能量的电介质势垒放电，生成有等离子体激励气体。在此，在放电空间的压力为绝对压30kPa以下的真空状态下的电介质势垒放电中，气体密度较低，因此难以稳定地获得高能密度的放电等离子体。与此相对地，在本发明中，采用在绝对压为30kPa以下的真空状态的空穴部21A与放电空间6之间有保持压力差ΔP的构造。因而，在本发明中，能够实现可注入高能密度的放电能量的绝对压为30kPa以上的电介质势垒放电，即便使等离子体产生装置100紧凑化，也能够产生高浓度且多量的等离子体激励气体。
此外，在本发明中，产生电介质势垒放电的电极单元形成层叠多层的结构，并且使各电极单元内的放电空间6所产生的等离子体激励气体经由绝缘筒21的喷出孔21x向真空状态下的空穴部21A喷出。此外，在本发明中采用如下结构：使该真空状态下的空穴部21A所喷出的等离子体激励气体合流，将该合流后的等离子体激励气体导入CVD腔室200。因而，抑制基于等离子体激励气体的各种冲撞的衰减量，能够将更高浓度且多量的等离子体激励气体导入CVD腔室200。
另外，在本实施方式中，在绝缘筒部21上贯穿设置有较小的喷出孔21x。因而，能够抑制放电空间6所产生的带电粒子(离子、电子)向绝缘筒部21的空穴部21A内侵入。
另外，本申请发明提供有远程等离子体型成膜处理装置。也就是说，由原料气体生成等离子体激励气体的等离子体产生装置100及使用该生成的等离子体激励气体而对被处理件18进行成膜处理的CVD腔室200是分别独立的装置。
如此，由于等离子体产生源与处理区域完全分离，因此能够防止在等离子体源处电离而生成的离子与配置于该处理区域的被处理件18发生冲撞。由此，能够完全消除相对于被处理件18的因等离子体造成的损伤。此外，在CVD腔室200处，能够以衰减量较少的状态向CVD腔室200供给高浓度且多量产生的等离子体激励气体，从而实施等离子体CVD处理。因而，也能够实现对被处理件18的成膜时间的缩短化。
另外，本实施方式的等离子体产生装置100中，各放电空间6经由存在于绝缘筒部21与各放电空间6的出口侧端部之间的管路22而与自动压力控制装置26连接。
因而，等离子体产生装置100中，能够容易将各放电空间6的压力管理、保持为恒定值。如此，等离子体产生装置100为能够将放电空间6的压力管理成期望压力的结构，因此能够容易地管理、设定、维持，以使生成的等离子体激励气体等的产生性能达到最佳。另外，在等离子体产生装置100处，在将各放电空间6内的压力设为恒定的状态下，能够产生更稳定的电介质势垒放电。因此，在各放电空间6中，生成激励能级一致的等离子体激励气体。由此，能在CVD腔室200内的被处理件18成膜出更优质的功能膜。
另外，在本实施方式的等离子体产生装置100中，在低压电极1内形成有供温度调整后的恒定温度的制冷剂流动的流路。
因而，因电介质势垒放电而在电极单元处产生的热量能够经由该制冷剂进行散热，能够将低压电极1自身容易地管理、保持为恒定温度。另外，缘于该低压电极1被保持为恒定温度，各放电空间6内的气体温度也能够容易地管理、保持为大致恒定温度。例如，对各放电空间6内的气体温度进行管理、设定，以使等离子体激励气体的产生性能达到最佳。另外，在等离子体产生装置100中，在各放电空间6内的气体温度设为恒定的状态下，能够产生电介质势垒放电(尤其是由实验可以确定当形成低温时会产生高浓度的等离子体激励气体)。另外，在将气体温度、气体压力等的等离子体条件设为恒定的各放电空间6中，生成激励能级(能级)比较一致的等离子体激励气体。由此，能在CVD腔室200内的被处理件18成膜出更优质的功能膜。
另外，在低压电极1内等的流路中，不流动制冷剂而流动温度调整后的例如100℃以上的液体，从而也能够防止在放电空间6内产生缘于金属前体气体的结露。
另外，在本实施方式的等离子体产生装置100中，不仅具备气体用MFC24，还具备用于输出稀有气体的辅助气体用MFC25。而且，混合规定的气体与稀有气体而从气体供给部20向框体16内供给。
因而，在等离子体激励气体的移动路线中，等离子体激励气体彼此的冲撞所引起的活泼性物质的衰减被稀有气体抑制。因此，向CVD腔室200内供给的等离子体激励气体的浓度·气体流量提高。也就是说，能够高效地取出等离子体激励气体。
另外，在本实施方式的等离子体产生装置100中，电极单元为多个，各电极单元沿着面对面方向层叠。而且，利用该电极单元的层叠，在该电极单元的中心区域构成有沿着层叠方向延伸配置的上述贯通连孔。另外，在该贯通连孔内配置有沿着该层叠方向延伸的上述绝缘筒部21。
因而，能够从多个电极单元生成等离子体激励气体、功能物质气体等，能够使该生成的等离子体激励气体等在绝缘筒部21内的空穴部21A处合流。因此，在该空穴部21A处，能够取出大流量的等离子体激励气体等，因此能够将被处理件18暴露在该大流量的等离子体激励气体等中。需要说明的是，电极单元沿图1、2的上下方向进行层叠，因此能够在不增大等离子体产生装置100的占有面积的前提下大幅度地增大等离子体激励气体的生成量。
需要说明的是，也可以在绝缘筒部21的端部侧配置淋浴板。更具体来说，作为与CVD腔室200侧连接的、图1所示的气体输出凸缘14c，也可以采用图3的放大立体图所示的结构。
如图3所示，气体输出凸缘14c设置有淋浴板14S。在此，在该淋浴板14S上贯穿设置有多个喷出孔14t。
等离子体产生装置100所产生的等离子体激励气体、功能物质气体等向绝缘筒部21的空穴部21A喷出，通过该空穴部21A及等离子体产生装置100侧的气体输出凸缘14b而到达CVD腔室200侧的气体输出凸缘14c。
另一方面，在该气体输出凸缘14c内与淋浴板14S邻接地设有大容量的缓冲室。也就是说，在图3中，缓冲室的上表面成为淋浴板14S。
到达至该气体输出凸缘14c的等离子体激励气体、功能物质气体等在该气体输出凸缘14c内暂时充满大容量的该缓冲室。然后，等离子体激励气体等从该缓冲室经由设于淋浴板14S的多个喷出孔14t而向CVD腔室200内供给。
通过采用图3所示的结构的气体输出凸缘14c，能够从淋浴板14S的各喷出孔14t向CVD腔室200内均匀地供给等离子体激励气体、功能物质气体等。因而，即使在CVD腔室200内载置有大面积的被处理件18，也能够向该大面积的被处理件18的表面均匀地暴晒(喷出)等离子体激励气体等。通过该均匀的等离子体激励气体等的喷出，在大面积的被处理件18的表面上成膜出均匀且优质的膜。
<实施方式2>
在本实施方式中，针对适用于等离子体处理粒子生成装置的结构来说明本发明的等离子体装置。该等离子体处理粒子生成装置用作半导体制造等的成膜工序以外的用途，通过向该等离子体处理粒子生成装置中的放电等离子体中例如暴晒金属物质，能够将该金属物质改性为新的功能物质(例如非晶物质)。
图4是表示本实施方式的等离子体处理粒子生成装置400的结构的剖视图。需要说明的是，本实施方式的电极单元的结构与图2所示的结构相同。在此，在图4的结构中，与图1的结构不同，省略了自动压力控制装置26及管路22。
需要说明的是，也能够省略在图4中表示的绝缘筒部21的构件。此时，能够考虑利用绝缘板4、电介质2a、2b及绝缘体1a、3a、5a的各构件中的面向实施方式1所说明的贯通连孔的部分来构成能够把握绝缘筒部21的构件。另外，能够考虑放电空间6的面向该贯通连孔的端部为喷出孔21x。
如图4所示，等离子体处理粒子生成装置400具备等离子体产生装置100、处理物回收凸缘250及废气分解处理装置28。
首先，对本发明所涉及的等离子体产生装置100的结构进行说明。
在此，包含电极单元的结构(图2的结构)，实施方式1所涉及的等离子体产生装置100与实施方式2所涉及的等离子体产生装置100的结构大部分相同。因此，在本实施方式中，对与实施方式1不同的等离子体产生装置100的结构进行说明。
首先，如上所述，本实施方式所涉及的等离子体产生装置100与实施方式1的等离子体产生装置100不同，省略了自动压力控制装置26及管路22。
如实施方式1所说明的那样，在沿着图2、4的上下方向层叠的各连结块9内，形成有供液体(水等制冷剂)通过的流路(未图示)，并且在各高压冷却板5内部及低压电极1内部也形成有流路(未图示)。需要说明的是，在实施方式1及本实施方式中，高压冷却板5及低压电极1是通过将仅在单面形成有槽的两块板接合而制作成在内部具有供制冷剂通过的流路(未图示)的一块高压冷却板5或一个低压电极。
如实施方式1所说明的那样，通过在高压冷却板5内及低压电极1内的流路中流动调整为恒定温度的制冷剂，能够将高压冷却板5及低压电极1自身冷却、保持为恒定温度，间接地将放电空间6内的温度也保持为恒定温度。需要说明的是，制冷剂例如在数℃～25℃左右的范围内被温度调整为恒定温度。
另外，根据原料气体所包含的微粒子金属、包含作为对象的金属原子的前体气体的种类，有时不使制冷剂而优选使较高温度的液体在高压冷却板5及低压电极1内部的流路等中流动。这是为了防止放电空间6内的金属粒子的结露等。
在此，该较高温度的液体是在100℃～200℃左右的温度范围内调整为恒定温度的液体。从外部供给来的该液体在连结块9内的流路中流动，在各高压冷却板5内部的流路及各低压电极1内部的流路中循环，并经由该连结块9内的其他流路向外部输出。
在各连结块9内、高压冷却板5及低压电极1内等的流路中流动调整为恒定温度的液体，从而将各连结块9及低压电极1等保持为恒定温度，进而隔着低压电极1而间接地将放电空间6内的温度也保持为恒定温度。
如此，根据原料气体所包含的微粒子金属、包含作为对象的金属原子的前体气体的种类，使制冷剂或较高温度的液体在高压冷却板5及低压电极1内等的流路中流动。
需要说明的是，在本实施方式中，在各连结块9内及低压电极1内也配置有向放电空间6供给原料气体的管路75(参考图2、4)。与实施方式1相同(与图2相同的结构)，该管路75不与未配设电极单元的框体16内部的空间连接，而从框体16外向放电空间6直接供给原料气体。也就是说，在管路75内流动的原料气体不向框体16内部的电极单元的外周区域供给，而向各电极单元的各放电空间6直接供给。
另外，与实施方式1相同，在本实施方式中，管路75也与配设在框体16外部的原料气体用MFC76连接(参考图4)。在此，在本实施方式中，等离子体产生装置100适用于等离子体处理粒子生成装置400。因此，在本实施方式所涉及的原料气体用MFC76中，作为原料气体，将包含数微米左右的微粒子金属的气体向管路75供给。需要说明的是，在此，也可以省略掉示出了设有原料气体用MFC76的实施例。
作为微粒子(微粒粉末)金属，具有：铁、镍、钴等铁族元素；钐、钕等稀土类元素；钛、钨、铌等迁移金属元素或这些金属元素合金化而成的金属粉末，作为运输该微粒子金属的气体，例如为氧气或氮气等不活泼性气体。或者，作为运输该微粒子金属的气体，也可以采用臭氧气体、氨气、氮氧化物气体等活泼性气体。或者，作为运输该微粒子金属的气体，也可以采用稀有气体。
那么，在本实施方式中，多个电极单元也在层叠的状态下配设在框体16内部(参考图4)。而且，在本实施方式中，也将层叠后的电极单元使用紧固构件8而固定在框体16的上表面。
然而，在本实施方式中，绝缘筒部21配置为贯通紧固构件8、进而也贯通框体16的下表面。在此，在与紧固构件8邻接的部分的绝缘筒部21上没有贯穿设置喷出孔21x。需要说明的是，在框体16的侧面部与各电极单元的侧面部之间存在空间。另外，在框体16的底面部与各电极单元的最下部之间也存在空间。
另外，在本实施方式中，等离子体产生装置100不具备减压装置27而具备自动压力控制装置61。如图4所示，该自动压力控制装置61经由气体输出凸缘14b、14c而与绝缘筒部21的空穴部21A连接。根据该结构，利用自动压力控制装置61将空穴部21A及放电空间6保持为恒定的压力(也就是说，在本实施方式中，自动压力控制装置61也具有实施方式1所说明的、对放电空间6的压力进行调整的自动压力控制装置26的功能)。例如，利用该自动压力控制装置61，将空穴部21A及放电空间6的压力在0.03MPa(兆帕)～0.3MPa的压力范围内保持为恒定。
需要说明的是，自动压力控制装置61的一方侧与空穴部21A侧连接，自动压力控制装置61的另一方侧与实施方式1所说明的废气分解处理装置28连接。
本实施方式所涉及的等离子体产生装置100的结构如上所述。另一方面，在本实施方式所涉及的等离子体处理粒子生成装置400中，不具备实施方式1所说明的CVD腔室200而具备处理物回收凸缘250。
如上所述，在本实施方式中，绝缘筒部21贯通框体16的下表面(图4)。因而，绝缘筒部21的端部侧从框体16的下表面露出(也就是说，绝缘筒部21的空穴部21A面向框体16的外侧的下表面)。处理物回收凸缘250以与该空穴部21A连接的方式在框体16的外侧固定于该框体16的下表面。在该处理物回收凸缘250处，放电空间6中的通过等离子体处理而改性后的微粒子金属通过空穴部21A进行析出。
接着，对包含等离子体产生装置100的动作的本实施方式所涉及的等离子体处理粒子生成装置400的动作进行说明。
作为使用放电而使金属粒子改性的现有技术，具有等离子体喷射装置、直流辉光放电装置。这些装置是利用了连续等离子体的技术，难以进行被等离子体加热的加热微粒子的急速冷却所引起的微粒子改性(例如生成非晶化物质)。
与此相对，本实施方式的等离子体产生装置100利用电介质势垒放电，放电形态为间歇放电。因而，在放电空间6中产生非平衡等离子体，在该放电空间6中也能够使等离子体处理·加热后的微粒子金属急速冷却。也就是说，本实施方式所涉及的等离子体产生装置100适用于该微粒子金属的改性(例如非晶化物质的生成)。
那么，在图4中，从原料气体用MFC76供给包含微粒子金属的原料气体。该微粒子金属可以与臭氧、氨、氮氧化物等活泼性气体一并供给，或者也可以与氧、氮等不活泼性气体一并供给。或者也可以将微粒子金属与稀有气体等一并供给。该供给来的原料气体向管路75输入，通过管路75内，经由低压电极1内向各放电空间6直接供给(也就是说，不与框体16内的放电空间6以外的空间接触地向放电空间6供给原料气体)。
另外，从气体用MFC24例如供给氧、氮等不活泼性气体，从辅助气体用MFC25供给稀有气体。该供给来的不活泼性气体及稀有气体在向气体供给部20输入之前合流而被混合。然后，该混合后的不活泼性气体及稀有气体从气体供给部20向等离子体产生装置100的框体16内部供给。
然后，该供给来的不活泼性气体及稀有气体在该框体16内充满。扩散到该框体16内的不活泼性气体等从俯视外形为圆形的电极单元的外周方向侵入形成于各电极单元的各放电空间6内。通过采用能够进行上述气体流动的结构，包含向各放电空间6释放出的该微粒子金属的气体不会向框体16内的放电空间6以外的空间侧逆流。
另一方面，如图4所示，在各电极单元中，在高压电极3与低压电极1之间施加有由交流电源17产生的高频的交流电压。通过对电极1、3施加该交流电压，在各电极单元中的各放电空间6内均匀地产生由高频等离子体构成的电介质势垒放电(无声放电)。
在产生有电介质势垒放电的各放电空间6中，如上所述，供给原料气体及不活泼性气体等。于是，在各放电空间6内，利用该电介质势垒放电，生成氮自由基、氧自由基等的等离子体激励气体。作为生成的等离子体激励气体与微粒子金属的电介质势垒放电的特征的非平衡等离子体所进行的化学反应在放电空间6中被有效地促进。利用该化学反应，微粒子金属自身被改性，该改性后的粒子向空穴部21A输出。
以下，详细说明放电空间6中的反应等。需要说明的是，如上所述，根据微粒子金属的种类，有时优选在低压电极1等内的流路中流动的液体是温度调整为例如100℃以上的液体。然而，在以下的说明中，对在该流路中流动制冷剂(例如水冷)的情况进行说明。
图5是表示电介质势垒放电的放电形态的示意图。图6是着眼于图5的放电形态中的一个微小放电的示意图。图7是表示放电间隙长度与电介质势垒放电的等离子体电场强度之间的关系的特性图。图8是取决于电介质势垒放电的间隙长度与气体压力之积的放电维持电压与放电等离子体的电场的状态关系图。
如上所述，本发明的等离子体产生装置100不产生电弧放电、辉光放电等的连续等离子体，而在放电空间6中产生强电场的间歇等离子体的电介质势垒放电。在该间歇等离子体放电中，当从气体供给部20供给来的氧、氮等不活泼性气体通过时，在该等离子体产生装置100中生成化学反应性非常高地等离子体激励气体。另外，在放电空间6中，高浓度的等离子体激励气体与通过管路75供给来的微粒子金属发生化学反应，微粒子金属改变为氮化金属粒子、氧化金属粒子等，并且该改变后的金属粒子在该放电空间6内还能够改性为优质的等离子体处理粒子。
在此，首先对优质的等离子体处理粒子生成机制进行说明。
最初，具有磁性效果的磁性体物质、介电常数非常高的强电介质物质、具有光催化剂效果的光催化剂物质等是通过将金属原子与氧原子O、氮原子N、硼原子B或碳原子C(O、N、B、C的原子通常被称为侵入元素)结合而成的金属的氧化、氮化、炭化化合物等的结晶构造而形成有效的功能物质。为了获得有效的功能物质的结晶构造，不仅选择金属原子，金属原子与结合的侵入元素之间的结合方法也起到重要作用。
尤其是，在金属原子的最外层的电子轨道上如何规则地结合上述侵入元素的最外层的电子是至关重要的。通常为了获得有效的功能物质，与在金属原子的最外层的电子轨道上完全结合有上述侵入元素的电子而成的结晶化(钝态物质、绝缘体物质)相比，具有规则性缺损的结晶物质作为具有半导体、磁性等功能的物质是有效的。
作为有效的功能物质的光催化剂物质为属于半导体领域的物质。图9是表示结合有金属原子M与氧原子O的氧化金属物质和半导体的带隙之间的关系的图。
在图9的表中表示的氧化金属物质并非全部发挥光催化剂效果。在图9所示的氧化金属物质内，仅相对于金属原子的最外层的电子轨道的空穴电子数而没有完全填满氧原子的电子、以氧缺陷状态的规则构造而具有均等结合的氧化金属物质具有因金属材料M而不同的带隙，成为具有光催化剂效果的氧化金属物质。
这些具有氧缺陷的光催化剂物质因金属原子材质的差异而能够仅对特定范围的光波长进行光吸收，利用光吸收的光使光催化剂物质处于激励状态，具备成为具有非常活泼性的催化剂作用的物质的性质(参考图9的光催化剂效果的吸收波长)。也就是说，利用光吸收而激励的光催化剂物质，发挥对有害物质进行分解的能力等光催化剂效果。另外，光催化剂物质的用于分解有害物质的性能不仅取决于光的波长、光强度，还在很大程度上被光催化剂物质自身的构造、获得不规则性的较少优质的光催化剂左右。另外，光催化剂物质的用于分解有害物质的性能也在很大程度上根据光催化剂物质的表面积等而改变。
在上述说明中，示出利用电介质势垒放电的非平衡等离子体使氧缺陷的金属氧化物改性的情况。作为金属物质而采用具有铁等磁性体的金属，若该金属暴晒于电介质势垒放电的非平衡等离子体而改性为金属缺损的氧化或氮化金属物质，则能够生产具有磁性体功能的物质。如此，作为使使基于电介质势垒放电的微粒子金属在非平衡等离子体中发生化学反应而多量生成特殊的功能物质的机构，本装置是有效的。
另一方面，在作为连续放电等离子体的直流辉光放电、交流辉光放电中，放电间隙长度为1mm以上，气体压力为1气压(0.1MPa)以下，设为生成有光催化剂物质。根据该放电形态，难以将具有高能的氧自由基原子生成为高浓度，氧自由基原子与金属原子的有效化学反应概率较低。另外，根据其它的重要因素，在该放电形态下，无法获得具有良好构造的光催化剂物质。
如上所述，作为功能物质、即光催化剂物质，将具有氧缺陷的构造的氧化金属物质作为1例进行表示。金属化合物质且存在金属原子缺损的具有规则构造的结构也可以有效成为磁性体物质。通过在缺损部分处置换磁性体元素以外的迁移金属元素、铜、铝等导电体元素，从而形成耐腐蚀性非常高且磁性特性良好的磁性体物质。另外，在金属化合物质的构造中规则地进入铜原子而成的金属化合物质可以有效成为超引导体物质。作为生成这样的金属化合物质的手段，强电场等离子体与作为非平衡等离子体的低气体温度等离子体产生技术是有效的。
本发明所涉及的等离子体产生装置100是与强电场等离子体和作为非平衡等离子体的低气体温度等离子体产生技术相关的装置，能够利用电介质势垒放电的放电形态而高效且多量地生成等离子体处理粒子。
接着，使用图5～8，对放电空间6内的现象进行说明。
首先，使用图5，对电介质势垒放电的放电形态的动作与作用进行说明。
通过使制冷剂在低压电极1内等流动，将电极面及放电空间6冷却至恒定温度。如上所述，利用交流电源17向电极1、3间施加交流电压。于是，在电介质2a、2b中，在相对于施加的交流电压而错开90度相位的状态下，如图5所示将电荷在电介质2a、2b的表面上极化。也就是说，当向电极1、3间施加交流电压V时，在放电空间6中，在(dV／dt)的值达到最大的时刻，积蓄最大的极化电荷Qmax，在放电空间6中施加最大的电场强度Emax。
若放电空间6中的用于绝缘破坏的电场强度Ec小于Emax，则在形成电场强度Ec的极化电荷Qc时刻，在放电空间6中部分绝缘破坏(部分放电)，积蓄在电介质2a、2b的极化电荷Qc向低压电极1放电。当通过该放电而使积蓄在电介质2a、2b表面上的极化电荷Qc消失时，立刻停止放电，放电空间6中的部分绝缘破坏恢复(放电停止)。
这样的话，电介质2a、2b被充电，直到再次积蓄极化电荷Qc的时刻为止。然后，当极化电荷达到Qc时，再次在放电空间6处进行部分绝缘破坏(部分放电)，再次产生放电电压Vj的放电。
这样的、重复放电空间6处的部分绝缘破坏(部分放电)与绝缘恢复(放电停止)的ON-OFF放电为间歇等离子体放电，被称作电介质势垒放电。在电介质2a、2b的表面上在整面范围内均等地积蓄有电荷。因而，上述电介质势垒放电为无秩序的ON-OFF放电，且在放电空间6内的整体上均等产生。另外，电介质势垒放电是缘于积蓄在电介质2a、2b的微小表面上的电荷的放电，因此该电介质势垒放电为微小的放电且短时间持续放电。
电介质势垒放电的一个放电直径取决于放电空间6内的气体压力、气体温度、气体种类等，为大约数十μm左右，作为放电剖面为数nm2左右。放电间隙长度(图2所示的放电空间6的上下方向上的尺寸)、气体压力越小，一个电介质势垒放电的持续时间越短。在放电间隙长度为0.1mm、气体压力为0.1MPa左右的情况下，该放电的持续时间通常为毫微秒左右。
接着，使用图6来说明如下机制：在产生有该电介质势垒放电的放电空间6内，将氧、氮、氮氧化物气体等活泼性气体、包含微粒子金属的原料气体向装置供给，利用电介质势垒放电(作为强电场等离子体的间歇等离子体放电)来生成等离子体激励气体，利用该等离子体激励气体而使微粒子金属改性(生成非晶物质)。
如使用图5的上述说明那样，电介质势垒放电是微小放电，且非常短时间的持续放电是在时间上、空间上无数次断续而反复放电的间歇等离子体放电。因而，该电介质势垒放电能够实现等离子体气体温度非常低的状态下的等离子体，能够实现在持续放电(连续放电等离子体)中无法实现的放电化学反应。
首先，如上所述向产生有该电介质势垒放电的放电空间6内供给氧气、氮气等。于是，利用该电介质势垒放电，由该氧气、氮气等生成臭氧、NOx等氧原子、氮原子等活泼性激励原子、电离原子。在此，将包含由这些电介质势垒放电等离子体生成的活泼性激励原子、电离原子的气体通称为等离子体激励气体γ。另外，在该放电空间6中，等离子体激励气体γ与原料气体所含的微粒子金属发生化学反应，使该微粒子金属自身改性为极其独特的物质状态。
如图6所示，当向电极1、3间施加规定的交流电压时，在放电空间6的间隙之间架设分压后的电压，相对于一个微小放电而产生放电热能。当具有该放电热能的等离子体激励气体γ与通过放电空间6内的微粒子金属接触时，在该微粒子金属中促进高能化学反应。
那么，对于在强电场放电中短时间内急速加热至数百度左右的微粒子金属，当上述产生的微小放电消失时，在短时间内被在低压电极1内流动的制冷剂立即冷却至常温左右。如此，通过使暴晒于微小放电的微粒子金属急速冷却，该微粒子金属改性为保持有与加热状态相同的液体状态(性质)的非晶(非晶体)状态的金属化合物质。
另外，同时向放电空间6供给氧气、氮气或稀有气体，发生由电介质势垒放电的强电场放电产生的各种超高亮度的放电光。通过该放电光的光波长与微粒子金属的光化学反应作用，该微粒子金属位移至具有特征的金属化合物质。
如上所述，将微粒子金属改性而生成的粒子称作等离子体处理粒子αs或等离子体改性粒子αs。
另外，除了从管路75向放电空间6供给包含微粒子金属的原料气体之外，还供给氨气、臭氧等高浓度的活泼性气体。在这样的情况下，与不供给该活泼性气体的情况比较，能够增大放电空间6内的等离子体激励气体γ的浓度。通过该等离子体激励气体γ浓度的增加，多量生产等离子体改性粒子αs。
需要说明的是，在图7中，按照电介质势垒放电、大气辉光放电及大气电弧放电的各放电形态来表示放电空间6的间隙长度dg(mm)与放电等离子体的电场强度E／n(Td)之间的关系。在图8中，表示电介质势垒放电的气体压力P与放电空间6的间隙长度dg之积、即(P+0.1)·dg值(MPa·mm)与放电等离子体的放电维持电压Vj(V)之间的关系、及所述(P+0.1)·dg值(MPa·mm)与电场强度E／n(Td)之间的关系。
在此，在图7、8中，E(V／cm)是间隙长度每1cm的电压，n(cm3)是放电空间6中的气体密度。需要说明的是，电场强度为“1(Td)”是指1×1017(V·cm2)。
通常，在大气压(0MPa)以上的连续等离子体中，基于放电的电场强度E／n值为50(Td)以下。例如，在大气压辉光放电中，放电维持电压为200～500V左右，以电场强度换算为大致30～50Td左右。另外，在大气压电弧放电中，放电维持电压为数十V左右，因此以电场强度换算为10Td左右。也就是说，在大气压辉光放电及大气压电弧放电中，放电等离子体的电场强度都非常小(参考图7)。
与此相对，电介质势垒放电为间歇等离子体，与作为连续等离子体的辉光放电、电弧放电相比，放电维持电压高出数倍左右，放电等离子体的电场强度能够非常大(参考图7)。此外，由电介质势垒放电获得的电场强度的特性很大程度上取决于放电气体中的气体压力(该压力在图7中由“MPa”单位来表示)及放电空间6的间隙长度dg(参考图7)。
在发明人由试验获得的见解下，形成非常优质的氧化、氮化等的金属化合物质且进行效率优良的膜形成(短时间的膜形成)的条件是需要使放电等离子体的电场强度E／n至少为120Td以上的值。也就是说，由图7可知，即使在电介质势垒放电区域中，在放电空间6的间隙长度dg长且放电气体中的气体压力高的条件下，也无法获得120Td以上的强电场强度。
在图7中，当气体压力为0.2MPa且间隙长度dg为0.6mm以下时，电场强度E／n从120Td急剧地升高。例如，在气体压力为0.25MPa且间隙长度dg为0.1mm的条件下，电场强度E／n为大约200Td。作为电场强度E／n为120Td以上的放电区域，如图7所示，存在间隙长度dg为1mm以下的区域X与气体压力较低的区域Y。
图7所示的区域X的气体压力为大气压(0MPa)以上且间隙长度dg为小于1mm的范围。尤为良好的条件范围是间隙长度dg为0.6mm以下。当将间隙长度dg设为0.6mm以下时，电场强度从30Td急剧地升高(例如，在间隙长度dg为0.1mm的情况下，电场强度为200Td)。
另外，在图7所示的区域Y中，即便间隙长度dg为1mm～数mm左右，若将气体压力设为0.1MPa以下，则也可以获得120Td以上的强电场强度。需要说明的是，尤为良好的气体压力范围是大气压(0MPa)以下的减压(真空)范围。
如此，当实现非常高的电场强度的放电时，放电中的电子被非常高速地加速，放电空间6的等离子体进行非平衡等离子体化，实现高亮度且向短波长化侧偏移的放电光。通过使该高亮度且短波长化的放电光(例如紫外光)与等离子体激励气体γ和气体中包含的微粒子金属发生化学反应、光化学反应，从而促进等离子体改性粒子αs的生产。
另外，如图8所示，(P+0.1)·dg值变得越大，电解强度E／n变得越小、放电维持电压Vj变得越高。由图8可知，电场强度E／n为120Td以上的区域中的(P+0.1)·dg值为0.14(MPa·mm)以下。
需要说明的是，在设计本发明所涉及的等离子体产生装置100时，当将放电维持电压Vj设定为3500V以上时，为了向装置100注入足够的电力，交流电压需要为7000V以上，从而使装置100变得非常大。因此，为了抑制该装置的扩大，当将电场强度E／n限定于120Td以上且将放电维持电压Vj限定于3500V以下的条件范围时，期望(P+0.1)·dg值为0.1(MPa·mm)以下。
如上所述，为了获得优质的微粒子的金属化合物质(等离子体改性粒子αs)，通过强电场放电而能够利用等离子体激励气体γ、高能放电光来向微小面断续注入高能的电介质势垒放电是有益的。而且，本发明的等离子体产生装置100采用该电介质势垒放电。
另外，在本发明的等离子体产生装置100中，除了经由管路75向放电空间6内供给包含微粒子金属的原料气体之外，还能够供给高浓度臭氧、氨气等活泼性气体。通过该活泼性气体的供给，能够使等离子体激励气体γ高浓度化，优质的等离子体改性粒子αs的生产力得以提高。
此外，在本发明的等离子体产生装置100中，在低压电极1内形成有供温度调整后的液体循环的流路，因此还能够急速冷却等离子体改性粒子αs。
那么，在放电空间6内，生成的等离子体改性粒子αs在放电空间6内传播，通过喷出孔21x而导向空穴部21A内。在此，除了等离子体改性粒子αs之外，未反应的气体、因反应而产生的气体等也从各放电空间6向空穴部21A引导。
引导到空穴部21A内的等离子体改性粒子αs(固体)在重力的作用下，收集(沉积)在与绝缘筒部21的端部侧连接的处理物回收凸缘250内。另外，在该空穴部21A内合流后的各气体(gas)通过空穴部21A及气体输出凸缘14b、14c内而向自动压力控制装置61传播，并经由该自动压力控制装置61向废气分解处理装置28排出。
在此，收集到处理物回收凸缘250内的等离子体改性粒子αs通过进一步被施加热处理等，从非晶状态形成均质的毫微结晶生长的光催化剂微材料、半导体材料、磁材料及强电介质材料等。由此，该等离子体改性粒子αs形成优质的功能物质材料而被使用。
需要说明的是，在本实施方式中，将包含微粒子金属的原料气体经由管路75向放电空间6供给。但是，也可以替代该微粒子金属，将包含金属前体气体的原料气体经由管路75向放电空间6供给。在采用了包含该金属前体气体的原料气体的情况下，与上述相同，在放电空间6中能够生成等离子体改性粒子αs，并在与绝缘筒部21的端部侧连接的处理物回收凸缘250中能够收集该等离子体改性粒子αs。
另外，在处理物回收凸缘250中设有非常细的网眼，也可以在该网眼的下游侧设为能够排出微量气体的构造。在处理物回收凸缘250设有该网眼的情况下，在该网眼上表面捕获等离子体改性粒子αs。
如上所述，在本实施方式的发明中，能够高效地生产·回收等离子体改性粒子αs，能够大幅地提高该等离子体改性粒子αs的生产率。另外，在本实施方式中，具备能够从框体16的外部向放电空间6直接供给原料气体的管路75。因而，能够将包含微粒子金属的原料气体、包含金属前体气体的原料气体、活泼性气体经由该管路75向放电空间6内供给。因此，能够防止在框体16内配置的电极部的腐蚀、在放电空间6以外的框体16内部沉积金属粒子。
另外，利用上述结构，能够将在放电空间6内生成的等离子体改性粒子αs向空穴部21A内引导。
另外，在本实施方式所涉及的发明中，在电极单元中，利用电介质势垒放电而生成等离子体激励气体。因而，大气压放电变得可能，不需要将等离子体产生装置100的框体16内设为真空状态。由此，本实施方式所涉及的发明能够提供具有简易结构的等离子体产生装置100。
等离子体产生装置100能够将各放电空间6的压力容易地管理、保持为恒定值。如此，等离子体产生装置100为能够将放电空间6的压力管理成期望压力的结构，因此能够容易地管理、设定、维持，以使生成的等离子体激励气体等的产生性能达到最佳。另外，在等离子体产生装置100中，在各放电空间6内的压力设为恒定的状态下，能够产生电介质势垒放电。因此，在各放电空间6中，生成激励能级一致的等离子体激励气体。
另外，在本实施方式的等离子体产生装置100中，在低压电极1内形成有供温度调整后的恒定温度的液体流动的流路。
因而，通过在该流路中流动制冷剂，能够将低压电极1自身及放电空间6内的温度冷却，能够实现在该放电空间生成的等离子体改性粒子αs的急速冷却。该等离子体改性粒子αs的急速冷却有助于生成优质的等离子体改性粒子αs。
另外，通过在低压电极1内等的流路中流动以高于水冷的温度进行了温度调整的液体，在放电空间6内也能够防止产生缘于微粒子金属、金属前体气体的结露。
另外，在本实施方式中，等离子体产生装置100也具备从框体16外部朝框体16内的电极单元的外周部供给规定的气体的气体供给部20。
因而，能够从该气体供给部20供给不需要从框体16外向放电空间6内直接供给的不活泼性气体(氧气、氮气等)。
另外，在本实施方式中，也能够混合规定的气体与稀有气体而从气体供给部20向框体16内供给。因而，能够抑制等离子体激励气体γ彼此的冲撞所引起的活泼性物质的衰减。也就是说，能够抑制等离子体激励气体γ的浓度的降低。
另外，在本实施方式的等离子体产生装置100中，在框体16内也层叠有多个电极单元。而且，通过该电极单元的层叠，在该电极单元的中心区域处构成沿着层叠方向延伸配置的上述贯通连孔。另外，在该贯通连孔内配置有沿着该层叠方向延伸配置的上述绝缘筒部21。
因而，在各电极单元处生成等离子体改性粒子αs，该生成的等离子体改性粒子αs能够在空穴部21A处合流。因此，在该空穴部21A处能够取出大量的等离子体改性粒子αs，其结果是，在处理物回收凸缘250处，能够收集多量的等离子体改性粒子αs。需要说明的是，电极单元沿着图4、2的上下方向层叠，因此不需要增大等离子体产生装置100的占有面积。
需要说明的是，在实施方式1及本实施方式2中，为了不使臭氧气体、氨气及氮氧化物气体等腐蚀性较高的活泼性化气体对管路75进行腐蚀等，期望对管路75(附图标记75a、75b)的内壁进行耐腐蚀性的钝态膜处理。例如，作为用于防止所述腐蚀、沉积的手段，将管路75(附图标记75a、75b)内表面(内壁)设为不锈钢制，对该内表面实施电解抛光或镀金或钝态膜形成这样的化学表面处理。另外，利用该化学表面处理，在管路75(附图标记75a、75b)的内表面上也能够防止金属前体气体等固体化。
另外，为了避免在管路75(包含附图标记75a、75b)内使金属前体气体或微粒子金属结露，期望具备对该管路75(包含附图标记75a、75b)内的温度进行调整保持的温度调整部。例如，在连结块9内及低压电极1内设有供温度调整后的液体流动的流路。
<实施方式3>
在实施方式1、2所涉及的等离子体放电装置100中，经由管路75将活泼性气体、金属前体气体或包含微粒子金属的气体作为原料气体而向放电空间6内直接供给。另一方面，经由气体供给部20而向框体16内的电极单元外周区域供给不活泼性气体、稀有气体，使得活泼性气体、金属前体气体或包含微粒子金属的气体不会向框体16内的放电空间6以外的空间侧逆流。
如上所述，需要防止框体16内部的电极的腐蚀、在该框体16内的放电空间6以外的金属粒子的沉积等各问题。从防止各问题的观点出发，期望防止向放电空间6内直接供给的各种气体从放电空间6内沿着以贯通口PH为中心的放射方向移动而扩散到电极单元的外周部与框体16之间的空间。
然而，当经由气体供给部20而向框体16内的电极单元外周区域供给不活泼性气体、稀有气体时，活泼性气体、金属前体气体或包含微粒子金属的气体中的原料气体的浓度在放电空间6处稀薄。其结果是，产生了由电介质势垒放电而生成的等离子体激励气体的浓度降低的问题。
鉴于该问题，期望消除框体16内的来自电极单元外周区域的气体供给量，并且避免使活泼性气体等气体向框体16内的放电空间6以外的空间侧逆流。
因此，本实施方式所涉及的等离子体产生装置具有图10所示的结构。
如图10所示，在本实施方式的等离子体产生装置中，也与实施方式1、2相同而具备与管路22连接的自动压力控制装置26(或自动压力控制装置61)。如各实施方式1、2所说明的那样，自动压力控制装置26(或自动压力控制装置61)将各放电空间6内的压力保持为恒定(其中，将各放电空间6内的压力设定得比空穴部21A内的压力大)。需要说明的是，自动压力控制装置26(或自动压力控制装置61)通过压力控制功能而理所当然地测定(监视)经由管路22的各放电空间6内的压力。需要说明的是，将该放电空间6内的压力记作压力Pd。
此外，在本实施方式的等离子体产生装置中，具备压力测定器62、压力比较器63及阀64。
压力测定器62测定框体16内的电极单元的外周部区域的压力。在此，该外周部区域是指，框体16内的配置有层叠状态的电极单元的区域以外的区域(也就是说，框体16内的未配置层叠状态的电极单元的区域)，不包含放电空间6。
例如，在图4所示的结构例中，在框体16内，层叠配置有多个电极单元。而且，最上层的电极单元与框体16的上表面相接。在该结构的情况下，该层叠的方向上的所述外周部区域是指，最下层的电极单元的底部与框体16的底面之间的空间。另外，不具有贯通孔PH的各电极单元的俯视外形为大致圆形。因而，图4的结构例中的水平方向上的所述外周部区域是指，高压冷却板5的外周端与框体16的侧面部之间的空间、绝缘板4的外周端与框体16的侧面部之间的空间、高压电极3的外周端与框体16的侧面部之间的空间、电介质2a、2b的外周端与框体16的侧面部之间的空间、及低压电极1的外周端与框体16的侧面部之间的空间。
在此，将框体16内的电极单元的外周部区域的压力记作压力Po。
压力比较器63与自动压力控制装置26及压力测定器62连接。此外，压力比较器63还与阀64连接。压力比较器63获取作为自动压力控制装置26的测定结果的第一压力测定结果Pd和作为压力测定器62的测定结果的第二压力测定结果Po。然后，在压力比较器63中，对该第一压力测定结果Pd与该第二压力测定结果Po进行比较。
此外，该压力比较器63实施对自动压力控制装置26的控制和／或对阀64的控制，以使得第一压力测定结果Pd低于第二压力测定结果Po。
基于压力比较器63的对自动压力控制装置26的控制是指，对自动压力控制装置26实施的将放电空间6内的压力保持为恒定的控制压力值进行变更的控制，以使得第一压力测定结果Pd低于第二压力测定结果Po。
另外，阀64配设在气体供给部20与各MFC24、25之间的管路上。在该管路内，从各MFC24、25输出的不活泼性气体(氧气、氮气等)或稀有气体朝向气体供给部20流动。阀64能够对在该管路中流动的、向气体供给部20输入的各气体的流量进行调整。由此，能够将框体16内的外周部区域的压力Po始终设定得比放电空间压力Pd高出微小压力ΔP。
因而，基于压力比较器63的相对于阀64的控制是指，调整阀64的旋紧情况以对从气体供给部20向框体16内供给的各气体的流量进行变更的控制，以使得第一压力测定结果Pd低于第二压力测定结果Po。
如上所述，本实施方式所涉及的等离子体产生装置中，压力比较器63控制自动压力控制装置26和／或阀64，以使得第一压力测定结果Pd低于第二压力测定结果Po。
因而，在本实施方式所涉及的等离子体产生装置中，能够防止向放电空间6内直接供给的各种气体(活泼性气体、金属前体气体或包含微粒子金属的气体)向框体16内的电极单元的外周部区域扩散(逆流)。另外，将活泼性气体、金属前体气体或包含微粒子金属的气体不变稀薄地以高浓度向放电空间6供给。
在此，作为实施方式3的1例，作为活泼性气体的原料气体，对适用臭氧的事例进行说明。
在CVD装置300中的对半导体晶片面的氧化膜成膜处理中，将氧气、臭氧气体用作原料气体。而且，在CVD腔室200内，将活泼性化的氧原子暴晒于该半导体晶片面，实施成膜。在这样的氧化膜成膜中，期望成膜处理时间的进一步短时间化、绝缘性的提高及处理能力的提高。另外，期望被供给的原料气体是容易获得活泼性化原子的臭氧气体，并且，期望臭氧气体的高浓度、大流量化。
然而，从臭氧产生装置获得的臭氧浓度在产生原理上具有极限，低成本且获得多量臭氧气体的臭氧浓度最大为350g／m3(16.3％)左右，难以获得更高浓度的臭氧气体。
如上所述，当前的将臭氧气体用作原料气体的CVD成膜法(臭氧CVD成膜法)在性能提高方面存在问题。
因此，作为消除当前的臭氧CVD成膜法的问题点的对策，实施方式3是有效的。在能够供给高浓度臭氧气体的等离子体产生装置100中，从臭氧气体通过放电，能够以更高浓度来产生多量的等离子体激励气体。而且，在本实施方式3的发明中，利用产生的等离子体激励气体与金属前体气体的接触，能够生成成膜处理所使用的氧化金属气体(等离子体处理粒子)并向CVD腔室200供给。因而，通过使用实施方式3所涉及的发明，能够较多地成膜出更高品质的氧化膜。
需要说明的是，在上述说明中，对使用了臭氧气体的氧化膜成膜进行了说明，但对于氮化膜成膜也是相同的。也就是说，在实施方式3所涉及的发明中，作为原料气体，使氨气或氮氧化物气体进入臭氧产生装置100，生成氮激励气体，利用该氮激励气体与金属前体气体的接触，生成用于成膜的氮化金属气体(等离子体处理粒子)。
<实施方式4>
本实施方式的等离子体产生装置是在图10所示的等离子体产生装置的结构上附加有遮挡部70。在图11中表示本实施方式所涉及的等离子体产生装置的结构。
如图11所示，在各放电空间6中配置有遮挡部70。在此，遮挡部70是对放电空间6内与电极单元的外周部区域进行隔离(分隔)的构件。如图11所示，各遮挡部70与电介质2a及电介质2b相接。电介质2a、2b的俯视外形为圆形，在该圆形的电介质2a、2b的外周端部侧设有遮挡部70。另外，该遮挡部70为环状。
如上所述，本实施方式所涉及的等离子体产生装置具有上述结构的遮挡部70。由此，能够完全防止向放电空间6内直接供给的各种气体(活泼性气体、金属前体气体或包含微粒子金属的气体)向框体16内的电极单元的外周部区域扩散。此外，也能够防止从气体供给部20向框体16内部供给的气体向放电空间6内侵入。因此，直接供给的活泼性气体等的浓度不变稀薄地导入放电空间6。因此，从气体供给部20向框体16内部供给的气体有助于压力Po的调整，能够将高浓度的活泼性气体暴晒于等离子体放电中。因此，在本实施方式所涉及的发明中，能够获得更高浓度的等离子体激励气体，获得更高功能的金属粒子气体，并将该高功能金属粒子气体向CVD腔室200等供给。
<实施方式5>
在图12中表示本实施方式的等离子体产生装置的结构。图12是表示该等离子体产生装置具备的绝缘筒部21的空穴部21A内的结构的放大剖视图。在此，在图12所示的结构中，为了简化附图，省略绝缘筒部21的周围的结构(各电极1、3、电介质2a、2b、放电空间6、绝缘体1a、3a、5a、高压冷却板5、绝缘板4等结构省略图示)。
如图12所示，在绝缘筒部21的空穴部21A内配置有冷却部58。该冷却部58沿着绝缘筒部21的延伸配置方向，大致外形为U字状。另外，冷却部58以与贯穿设置于绝缘筒部21的全部喷出孔21x面对面的方式横跨电极单元的层叠方向而延伸配置。
在该冷却部58内流动制冷剂。更具体来说，从外部供给来的制冷剂进入该冷却部58，在该冷却部58中循环之后，向外部输出。在此，在图12所示的结构例中，与制冷剂的去路相当的冷却部58的部分58a呈S字状弯折，与制冷剂的归路相当的冷却部58的部分58b呈直线状。
在此，作为制冷剂，例如能够采用在5～25℃左右的范围内调整为恒定温度的水冷等。
如上所述，在本实施方式所涉及的等离子体产生装置中，在绝缘筒部21的空穴部21A内配置有冷却部58。
作为原料气体，当从管路75供给微粒子金属时，在放电空间6内，生成等离子体处理粒子气体。该等离子体处理粒子气体从放电空间6经由绝缘筒部21的喷射孔21x向空穴部21A引导，并被该空穴部21A内的冷却部58冷却。由此，在该空穴部21A内促进等离子体处理粒子气体所含的等离子体改性粒子αs与气体成分的分离。
另外，如上所述，在空穴部21A中集合有在各放电空间6生成的等离子体改性粒子αs。通过在该空穴部21A内配设冷却部58，使等离子体改性粒子αs冷却，也促进结晶化。由此，制作出作为大粒子的等离子体改性粒子αs。
<实施方式6>
在本实施方式中，提供将分解金属前体气体而获得的金属粒子气体作为原料气体从等离子体产生装置100的框体16外(经由管路75)向放电空间6直接供给的结构。在本实施方式所涉及的等离子体产生装置中，除了上述各实施方式所说明的等离子体产生装置的结构之外，还具备前体分解器54。通过设置前体分解器54，在等离子体产生装置中供给有从金属前体气体分解出的金属粒子气体。
如图13所示，在前体分解器54内配设有金属催化剂丝55，在该金属催化剂丝55上连接有加热器56。另外，如图13所示，在前体分解器54上配置有前体气体输入部54A及分解气体输出部54B。
在此，金属催化剂丝55是高熔点金属丝，例如能够采用钨丝。
利用加热器56，将金属催化剂丝55例如加热至1200℃左右。在配置有该加热状态的金属催化剂丝55的前体分解器54内，从前体气体输入部54A供给金属前体气体。
于是，在利用了金属催化剂丝55的催化剂作用下，金属前体气体在向管路75供给之前分解为金属粒子气体与该金属气体成分以外的其它气体。该分解后的、金属粒子气体及其它气体经由分解气体输出部54B而朝向在等离子体产生装置处配置的管路75输出。在此，作为前体分解器54，也可以采用能够相对于管路75仅供给金属粒子气体的结构。
如上所述，在本实施方式所涉及的等离子体产生装置中，在前体分解器54中分解了金属前体气体之后，至少将分解后的金属粒子气体向管路75供给。
因而，在各放电空间6中直接供给分解后的金属粒子气体。因此，在各放电空间6中，能够对该金属粒子气体直接进行等离子体处理，生成氮化、氧化等改性后的金属粒子化气体。由此，与对金属前体气体进行等离子体处理的情况相比较，能够生产品质较高的等离子体改性粒子αs。
虽然详细地说明了本发明，但上述的说明在所有方面上仅是示例，并非将本发明限定于此。应理解为在不脱离本发明的范围的前提下能够设想未例示的无数变形例。
附图标记说明如下：
1低压电极
1a、3a、5a绝缘体
2a、2b电介质
3高压电极
4绝缘板
5高压冷却板
6放电空间
8紧固板
9连结块
PH贯通口
14b、14c气体输出凸缘
14S淋浴板
14t喷出孔
15电供给端子
16框体
17交流电源
17a逆变器
17b高压变压器
18被处理件
20气体供给部
21绝缘筒部
21A空穴部
21x喷出孔
22管路
24气体用MFC
25辅助气体用MFC
26、61自动压力控制装置
27减压装置
28废气分解处理装置
30废气输出口
54前体分解器
54A前体气体输入部
54B分解气体输出部
55金属催化剂丝
56加热器
58冷却部
62压力测定器
63压力比较器
64阀
70遮挡部
75管路
75a缓冲部
75b喷出口
76原料气体用MFC
100等离子体产生装置
200CVD腔室
250处理物回收凸缘
300CVD装置
400等离子体处理粒子生成装置
αs等离子体处理粒子或等离子体改性粒子
γ等离子体激励气体

Claims (22)

1.一种等离子体产生装置，其特征在于，
所述等离子体产生装置具备：
电极单元(1、2a、2b、3)；
电源部(17)，其对所述电极单元施加交流电压；
框体(16)，其围绕所述电极单元，
所述电极单元具有：
第一电极(3)；
第二电极(1)，其以形成产生电介质势垒放电的放电空间(6)的方式与所述第一电极面对面；
电介质(2a、2b)，其配置在面向所述放电空间的所述第一电极的主表面及面向所述放电空间的所述第二电极的主表面中的至少任一方；
贯通口(PH)，其在俯视观察下形成于电极单元的中央部，且沿着所述第一电极与所述第二电极面对面的方向贯通，
所述等离子体产生装置还具备：
绝缘筒部(21)，其呈圆筒形状，配设在所述贯通口的内部，且在该圆筒形状的侧面部具有面向所述放电空间的喷出孔(21x)；
管路(75)，其不与未配设所述电极单元的所述框体内部的空间连接，而从所述框体外向所述放电空间直接供给原料气体。
2.根据权利要求1所述的等离子体产生装置，其特征在于，
所述等离子体产生装置还具备对所述绝缘筒部的空穴部(21A)内的压力进行减压的减压装置(27)。
3.根据权利要求1所述的等离子体产生装置，其特征在于，
所述等离子体产生装置还具备将所述绝缘筒部的空穴部(21A)内的压力保持为恒定的压力控制装置(61)，
所述压力控制装置将所述空穴部内的压力设置得比所述放电空间内的压力低。
4.根据权利要求1所述的等离子体产生装置，其特征在于，
所述等离子体产生装置还具备将所述放电空间的压力保持为恒定的压力控制装置(26)。
5.根据权利要求1所述的等离子体产生装置，其特征在于，
在所述第二电极内形成有供温度调整后的液体流动的流路。
6.根据权利要求1所述的等离子体产生装置，其特征在于，
所述等离子体产生装置还具备气体供给部(20)，该气体供给部(20)形成于所述框体，且从所述框体外部向所述框体内的所述电极单元的外周部供给规定的气体。
7.根据权利要求6所述的等离子体产生装置，其特征在于，
所述等离子体产生装置还具备：
压力控制装置(26)，其将所述放电空间的压力(Pd)保持为恒定，并测定该压力；
压力测定器(62)，其测定所述框体内的、所述电极单元的外周部区域的压力(Po)；
压力比较器(63)，其获取作为所述压力控制装置的测定结果的第一压力测定结果及作为所述压力测定器的测定结果的第二压力测定结果，
所述压力比较器实施变更所述压力控制装置的控制压力的控制和/或变更所述气体从所述气体供给部向所述框体内的供给量的控制，以使得所述第一压力测定结果比所述第二压力测定结果低。
8.根据权利要求7所述的等离子体产生装置，其特征在于，
所述电极单元还具备遮挡部(70)，该遮挡部(70)配置在所述放电空间内，且分隔所述框体内的所述电极单元的外周部区域与所述放电空间。
9.根据权利要求6所述的等离子体产生装置，其特征在于，
所述气体供给部一并供给所述规定的气体和稀有气体。
10.根据权利要求1所述的等离子体产生装置，其特征在于，
所述电极单元为多个，
各电极单元沿着所述第一电极与所述第二电极面对面的方向层叠。
11.根据权利要求10所述的等离子体产生装置，其特征在于，
所述等离子体产生装置还具备配设在所述绝缘筒部的端部侧的淋浴板(14S)。
12.根据权利要求1所述的等离子体产生装置，其特征在于，
所述原料气体包含活泼性气体。
13.根据权利要求12所述的等离子体产生装置，其特征在于，
所述活泼性气体是臭氧气体、氨气及氮氧化物气体中的任一者。
14.根据权利要求1所述的等离子体产生装置，其特征在于，
所述原料气体包含微粒子金属。
15.根据权利要求1所述的等离子体产生装置，其特征在于，
所述原料气体包含金属前体气体。
16.根据权利要求14所述的等离子体产生装置，其特征在于，
所述等离子体产生装置还具备配设在所述绝缘筒部的空穴部(21A)内的冷却部(58)。
17.根据权利要求1所述的等离子体产生装置，其特征在于，
所述等离子体产生装置还具备将金属前体气体分解为金属气体与该金属气体以外的气体的前体分解器(54)，
向所述管路中至少供给从所述前体分解器输出来的所述金属气体。
18.根据权利要求1所述的等离子体产生装置，其特征在于，
所述管路内表面为不锈钢制，
在该内表面施加有电解抛光或镀金或钝态膜形成。
19.一种CVD装置，其特征在于，
所述CVD装置具备：
等离子体产生装置(100)；
CVD腔室(200)，其与所述等离子体产生装置连接，
所述等离子体产生装置具备：
电极单元(1、2a、2b、3)；
电源部(17)，其对所述电极单元施加交流电压；
框体(16)，其围绕所述电极单元，
所述电极单元具有：
第一电极(3)；
第二电极(1)，其以形成产生电介质势垒放电的放电空间(6)的方式与所述第一电极面对面；
电介质(2a、2b)，其配置在面向所述放电空间的所述第一电极的主表面及面向所述放电空间的所述第二电极的主表面中的至少任一方；
贯通口(PH)，其在俯视观察下形成于电极单元的中央部，且沿着所述第一电极与所述第二电极面对面的方向贯通，
所述等离子体产生装置还具备：
绝缘筒部(21)，其呈圆筒形状，配设在所述贯通口的内部，且在该圆筒形状的侧面部具有面向所述放电空间的喷出孔(21x)；
管路(75)，其不与未配设所述电极单元的所述框体内部的空间连接，而从所述框体外向所述放电空间直接供给原料气体，
所述CVD腔室与所述贯通口连接。
20.根据权利要求19所述的CVD装置，其特征在于，
所述管路内表面为不锈钢制，
在该内表面施加有电解抛光或镀金或钝态膜形成。
21.一种等离子体处理粒子生成装置，其特征在于，
所述等离子体处理粒子生成装置具备：
等离子体产生装置(100)；
处理物回收凸缘(25)，其与所述等离子体产生装置连接，
所述等离子体产生装置具备：
电极单元(1、2a、2b、3)；
电源部(17)，其对所述电极单元施加交流电压；
框体(16)，其围绕所述电极单元，
所述电极单元具有：
第一电极(3)；
第二电极(1)，其以形成产生电介质势垒放电的放电空间(6)的方式与所述第一电极面对面；
电介质(2a、2b)，其配置在面向所述放电空间的所述第一电极的主表面及面向所述放电空间的所述第二电极的主表面中的至少任一方；
贯通口(PH)，其在俯视观察下形成于电极单元的中央部，且沿着所述第一电极与所述第二电极面对面的方向贯通，
所述等离子体产生装置还具备：
绝缘筒部(21)，其呈圆筒形状，配设在所述贯通口的内部，且在该圆筒形状的侧面部具有面向所述放电空间的喷出孔(21x)；
管路(75)，其不与未配设所述电极单元的所述框体内部的空间连接，而从所述框体外向所述放电空间直接供给原料气体，
所述处理物回收凸缘与所述贯通口连接。
22.根据权利要求21所述的等离子体处理粒子生成装置，其特征在于，
所述管路内表面为不锈钢制，
在该内表面施加有电解抛光或镀金或钝态膜形成。
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