CN109477220A - 活性气体生成装置和成膜处理装置 - Google Patents

活性气体生成装置和成膜处理装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109477220A
CN109477220A CN201680087274.6A CN201680087274A CN109477220A CN 109477220 A CN109477220 A CN 109477220A CN 201680087274 A CN201680087274 A CN 201680087274A CN 109477220 A CN109477220 A CN 109477220A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
metal electrode
active gases
gas
gas ejection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201680087274.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109477220B (zh
Inventor
西村真
西村真一
渡边谦资
山田义人
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Original Assignee
Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp filed Critical Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Publication of CN109477220A publication Critical patent/CN109477220A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109477220B publication Critical patent/CN109477220B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/10—Preparation of ozone
    • C01B13/11—Preparation of ozone by electric discharge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/505—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32348—Dielectric barrier discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H01J37/32449—Gas control, e.g. control of the gas flow
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H01J37/32568—Relative arrangement or disposition of electrodes; moving means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/332—Coating
    • H01J2237/3322—Problems associated with coating
    • H01J2237/3323—Problems associated with coating uniformity

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本发明的目的在于提供一种能够喷出均匀性高的活性气体的活性气体生成装置。而且，关于本发明的电介质电极(21)，在中央区域(R51)中沿着X方向设置相互沿着X方向形成为2列结构的气体喷出孔(31)～(37)和气体喷出孔(41)～(47)来作为3个以上的多个气体喷出孔。而且，通过在气体喷出孔31和气体喷出孔41的形成位置设置X方向的差分，2列结构的气体喷出孔(31)～(37)和气体喷出孔(41)～(47)沿着X方向而气体喷出孔(3i)与气体喷出孔(4i)交替地配置。

Description

活性气体生成装置和成膜处理装置
技术领域
本发明涉及一种将高压电介质电极与接地电介质电极平行地设置并对两电极间施加高电压且利用产生了放电的能量来得到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，还存在在陶瓷等电介质电极上将Au膜等金属电极进行成膜处理来作为电极构成部的装置。在这样的装置中，在电极构成部中，电介质电极是主要的，此处形成的金属电极是从属性的。
作为以往的活性气体生成装置之一，存在如下结构：使用将各自为圆盘状的高压电介质电极与接地电介质电极平行地设置而成的圆盘状的电极构成部，从外周部侵入内部的原料气体经过放电空间(放电场)而从在电极中央部仅设置了1个的气体喷出孔喷出到外部。
在气体喷出孔为1个的情况下，认为被供给的全部原料气体能够同时经过放电空间而接受能量，但是在将气体喷出孔设为多个的情况下，需要采取对电极形状进行设计等对策。
在使用电介质阻挡放电(无声放电或沿面放电)对原料气体赋予能量来生成活性气体的情况下，期望气体在放电空间中的停留时间对于全部原料气体都是恒定的。作为其理由，如果原料气体在放电空间中的停留时间上出现不均，则在活性气体的量、浓度上出现差异，因此在向作为成膜对象的晶片等处理对处基板供给了活性气体时，存在成膜结果不恒定的可能性。
因此，目前，在气体喷出孔为1个的情况等下使用圆盘状的电极构造、圆筒型的电极构造，使原料气体在放电空间中的停留时间恒定。
图9是示意性地表示采用了圆盘状的电极构造的以往的活性气体生成装置的基本结构的说明图。该图的(a)是表示从上部向斜下方观察的概略的图，该图的(b)是表示截面构造的截面图。图10是将图9中示出的气体喷出孔9及其周边放大示出的说明图。此外，图9和图10中适当示出了XYZ正交坐标系。
如这些图所示，将高电压侧电极构成部1X和设置于高电压侧电极构成部1X的下方的接地侧电极构成部2X作为基本结构。高电压侧电极构成部1X由电介质电极11X以及设置于电介质电极11X的上表面上、且在中央具有空间的俯视观察时呈圆环状的金属电极10X构成。接地侧电极构成部2X由电介质电极21X以及设置于电介质电极21X的下表面上、且在中央具有空间的俯视观察时呈圆环状的金属电极20X构成。
而且，在电介质电极21X的中央部(俯视观察时不与金属电极20X及10X重叠的区域)的中心设置1个气体喷出孔9。此外，对于高电压侧电极构成部1X和接地侧电极构成部2X，由未图示的高频电源施加交流电压。
而且，通过从高频电源进行的交流电压的施加，在电介质电极11X与21X对置的电介质空间内的、金属电极10X与20X在俯视观察时重叠的区域被规定为放电空间DSX(放电场)。
在这样的结构中，通过交流电压的施加，在高电压侧电极构成部1X与接地侧电极构成部2X之间形成放电空间DSX，当沿着该放电空间DSX中的气体的流动8供给原料气体时，能够得到自由基化的氮原子等的活性气体，并从设置于电介质电极21X的中心的气体喷出孔9向下方(-Z方向)的外部喷出活性气体。
因而，采用了圆盘状的电极构造的以往的活性气体生成装置能够如图10所示那样使放电空间中的气体的流动8与其供给方向无关地恒定。
图11是示意性地表示采用了圆筒的电极构造的以往的活性气体生成装置的基本结构的说明图。该图的(a)是表示侧面构造的图，该图的(b)是表示表面构造的图。此外，图11中适当示出了XYZ正交坐标系。
如这些图所示，将高电压侧电极构成部1Y和设置于高电压侧电极构成部1Y的内部的接地侧电极构成部2Y作为基本结构。
接地侧电极构成部2Y由设置于高电压侧电极构成部1Y的XZ平面上的圆的中心的、XZ平面上的截面构造为圆的棒状的金属电极20Y以及以覆盖金属电极20Y的外周的方式形成的电介质电极21Y构成。高电压侧电极构成部1Y由在内部具有空间且截面构造为圆的中空的圆筒状的电介质电极11Y以及以覆盖电介质电极11Y的外周的方式形成的金属电极10Y构成。
而且，在设置于电介质电极11Y与电介质电极21Y之间的中空区域设置放电空间DSY。另外，对于高电压侧电极构成部1Y和接地侧电极构成部2Y，由未图示的高频电源施加交流电压。
而且，通过从高频电源进行的交流电压的施加，在电介质电极11Y与21Y对置的电介质空间内的、金属电极10Y的内周区域与金属电极20Y的外周区域之间的空间被规定为放电空间DSY。
在这样的结构中，通过交流电压的施加，在高电压侧电极构成部1Y与接地侧电极构成部2Y之间形成放电空间DSY，当从1个端部供给具有放电空间DSY中的沿着圆筒的高度方向(Y方向)的气体的流动8的原料气体6时，能够得到自由基化的氮原子等的活性气体7，并从另1个端部向外部喷出活性气体7。
因而，采用了圆筒的电极构造的以往的活性气体生成装置能够如图11所示那样使放电空间中的气体的流动8与其供给方向无关地恒定。
此外，作为采用了图9和图10中示出的圆盘状的电极构造的活性气体生成装置，例如存在专利文献1中公开的等离子体处理装置。另外，作为与上述的方式不同的活性气体生成装置，使用大气压等离子体来生成活性气体并进行成膜等的大气压等离子体处理装置例如被公开在专利文献2中。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-154973号公报
专利文献2：日本特开2015-5780号公报
发明内容
发明要解决的问题
考虑如下情况：为了将使原料气体活性化所得到的活性气体快速地供给到成膜对象，在活性气体生成装置的正下方配置处理对象基板，向比较大的区域喷射活性气体来执行成膜处理。在该情况下，与将气体喷出孔设为1个来在处理对象基板刚刚之前分支来进行供给的情况相比，在预先设置多个气体喷出孔来从多个气体喷出孔供给活性气体的情况下，能够缩短向处理对象基板的活性气体的输送距离，在活性气体是衰减的种类的情况下，能够期待将更高浓度的活性气体供给到处理对象基板。
但是，在想要增加气体喷出孔的情况下，采用了圆筒型的电极构造的以往的活性气体生成装置由于基本构造是气体喷出孔为1个(与放电空间DSY连通的空间)(参照图11)，因此实质上不能设置多个气体喷出孔。
另一方面，采用了圆盘状的电极构造的以往的活性气体生成装置还能够设置气体喷出孔。
图12是示意性地表示采用了具有2个气体喷出孔的圆盘状的电极构造的活性气体生成装置的基本结构的说明图，具体是表示从上部向斜下方观察的概略的图。图13是将图12中示出的气体喷出孔及其周边放大示出的说明图。此外，图12和图13中适当示出了XYZ正交坐标系。
如该图所示，将高电压侧电极构成部102和设置于高电压侧电极构成部102的下方的接地侧电极构成部202作为基本结构。高电压侧电极构成部102由电介质电极13以及设置于电介质电极13的上表面上、且在中央具有空间的俯视观察时呈圆环状的金属电极12构成。接地侧电极构成部202由电介质电极23以及设置于电介质电极23的下表面上、且在中央具有空间的俯视观察时呈圆环状的金属电极22构成。
而且，在电介质电极23的中央部(俯视观察时不与金属电极22及12重叠的区域)，沿着X方向设置2个气体喷出孔91和92。
而且，通过从高频电源进行的交流电压的施加，在电介质电极13与23对置的电介质空间内的、金属电极12与22在俯视观察时重叠的区域被规定为放电空间。
在这样的结构中，通过交流电压的施加，在高电压侧电极构成部102与接地侧电极构成部202之间形成放电空间，当沿着该放电空间中的气体的流动8供给原料气体6时，能够得到自由基化的氮原子等的活性气体，并从设置于电介质电极23的中央部的气体喷出孔91或气体喷出孔92向下方的外部喷出活性气体。
因而，采用了圆盘状的电极构造的以往的活性气体生成装置即使在如图13所示那样具有2个气体喷出孔91、92的情况下，也能够使放电空间中的气体的流动8与其供给方向无关地恒定。
然而，在将3个以上的气体喷出孔设置成一列的情况下，例如在设置了3个气体喷出孔的情况下，存在难以在两端的2个气体喷出孔与中央的1个气体喷出孔之间使气体的流动8恒定这样的问题点。
因而，在专利文献1中公开的技术中，也由于在圆盘状的电极构造设置有3个以上的多个气体喷出孔，因此在通过电介质阻挡放电来生成自由基时，存在如下问题点：在多个气体喷出孔之间，在流动的气体流量和生成的自由基量、浓度上出现差异的可能性高，无法均匀地供给活性气体。
另外，在专利文献2中公开的技术中，由于在处理对象基板附近产生等离子体，因此在与处理对象基板最近的位置物质发生反应而形成优质的膜，但是，由于处于处理对象基板直接受到等离子体的影响的环境，因此存在处理对象基板由于等离子体而受到损伤的可能性高这样的问题点。
在本发明中，目的在于提供一种解决如上所述的问题点而不会对处理对象基板造成损伤且能够喷出均匀性高的活性气体的活性气体生成装置。
用于解决问题的方案
本发明中的活性气体生成装置是一种生成将供给至放电空间的原料气体活性化来得到的活性气体的活性气体生成装置，其特征在于，具备：第一电极构成部；以及第二电极构成部，设置于所述第一电极构成部的下方，所述第一电极构成部和所述第二电极构成部被施加交流电压，通过所述交流电压的施加，在所述第一电极构成部与所述第二电极构成部之间形成所述放电空间，所述第一电极构成部具有第一电介质电极以及在所述第一电介质电极的上表面上选择性地形成的第一金属电极，所述第二电极构成部具有第二电介质电极以及在所述第二电介质电极的下表面上选择性地形成的第二金属电极，通过所述交流电压的施加，在所述第一电介质电极与所述第二电介质电极对置的电介质空间内，所述第一金属电极与所述第二金属电极在俯视观察时重叠的区域被规定为所述放电空间，所述第二金属电极具有在俯视观察时隔着所述第二电介质电极的中央区域彼此对置地形成的一对第二部分金属电极，所述一对第二部分金属电极以第一方向为电极形成方向，以与所述第一方向交叉的第二方向为彼此对置的方向，所述第一金属电极具有一对第一部分金属电极，该一对第一部分金属电极具有在俯视观察时与所述一对第二部分金属电极重叠的区域，所述第二电介质电极具有：多个气体喷出孔，形成在所述中央区域，用于将所述活性气体喷出到外部；一对端部区域台阶部，以隔着所述多个气体喷出孔的全部的方式在所述第一方向的两端侧分别向上方突出且沿着所述第二方向形成，所述一对端部区域台阶部形成为在俯视观察时沿着所述第二方向延伸到至少超过所述一对第二部分金属电极的形成位置的位置，所述多个气体喷出孔包括：3个以上的第一数量的第一喷出孔，沿着所述第一方向按第一间隔形成；以及3个以上的第二数量的第二喷出孔，相对于所述第一数量的第一喷出孔在所述第二方向上隔着规定间隔地配置，沿着所述第一方向按第二间隔形成，所述第一数量的第一喷出孔和所述第二数量的第二喷出孔形成为沿着所述第一方向而第一喷出孔与第二喷出孔交替地配置。
发明效果
技术方案1所记载的本申请发明的活性气体生成装置通过具有上述特征，处于沿着第一方向彼此最近的位置关系的第一喷出孔与第二喷出孔之间的距离成为沿着第一方向的实质性的活性气体喷出节距。其结果，通过从具有比第一间隔及第二间隔短的活性气体喷出节距的多个喷出孔喷出多个活性气体，能够喷出均匀性高的活性气体。
另外，活性气体本身是在第一电极构成部与第二电极构成部之间的放电空间中生成的，因此也不会在生成活性气体时对处理对象基板造成损伤。
并且，技术方案1所记载的本申请发明通过一对端部区域台阶部的存在，限制原料气体从第二电介质电极的第一方向两端部向放电空间的流入。因此，能够在多个气体喷出孔间设定同一条件的原料气体供给路径，能够喷出均匀性高的活性气体。
本发明的目的、特征、方面以及优点通过以下的详细的说明和附图而变得更清楚。
附图说明
图1是示意性地表示作为本发明的实施方式1的活性气体生成装置的基本结构的说明图。
图2是将图1中示出的多个气体喷出孔及其周边放大示出的说明图。
图3是示意性地表示实施方式1中的高电压侧电极构成部及接地侧电极构成部与高频电源的连接关系的说明图。
图4是示意性地表示实施方式1的由高电压侧电极构成部和接地侧电极构成部构成的电极组构成部的外观结构的立体图。
图5是示意性地表示作为本发明的实施方式2的活性气体生成装置的基本结构的说明图。
图6是将图5中示出的多个气体喷出孔及其周边放大示出的说明图。
图7是示意性地表示使用实施方式2的活性气体生成装置的成膜处理装置的截面构造的说明图。
图8是示意性地表示第一方式中的高电压侧电极构成部及接地侧电极构成部与高频电源5的连接关系的说明图。
图9是示意性地表示采用了圆盘状的电极构造的以往的活性气体生成装置的基本结构的说明图。
图10是将图9中示出的气体喷出孔9及其周边放大示出的说明图。
图11是示意性地表示采用了圆筒的电极构造的以往的活性气体生成装置的基本结构的说明图。
图12是示意性地表示采用了具有2个气体喷出孔的圆盘状的电极构造的活性气体生成装置的基本结构的说明图。
图13是将图12中示出的气体喷出孔及其周边放大示出的说明图。
图14是示意性地表示采用了具有3个以上的多个气体喷出孔的圆盘状的电极构造的活性气体生成装置的基本结构的说明图。
图15是将图14中示出的多个气体喷出孔及其周边放大示出的说明图。
图16是示意性地表示采用了具有3个以上的多个气体喷出孔的矩形状的电极构造的活性气体生成装置的基本结构的说明图。
图17是将图16中示出的多个气体喷出孔及其周边放大示出的图。
具体实施方式
<前提技术>
图14是示意性地表示采用了具有3个以上的多个气体喷出孔的圆盘状的电极构造的作为前提技术的活性气体生成装置的基本结构的说明图。在该图中示出了表示从上部向斜下方观察的概略的图。另外，图15是将图14中示出的多个气体喷出孔及其周边放大示出的说明图。此外，图14和图15中适当示出了XYZ正交坐标系。
如这些图所示，将高电压侧电极构成部103和设置于高电压侧电极构成部103的下方的接地侧电极构成部203作为基本结构。高电压侧电极构成部103由电介质电极15以及设置于电介质电极15的上表面上、且在中央具有圆状或以X方向为长轴方向的椭圆状的空间的金属电极14构成。接地侧电极构成部203由电介质电极25以及设置于电介质电极25的下表面上、且圆状或在中央具有以X方向为长轴方向的椭圆状的空间的金属电极24构成。
而且，在电介质电极25的中央部(俯视观察时不与金属电极24及14重叠的区域)，7个气体喷出孔91～97沿着X方向设置成线状。
而且，通过从高频电源进行的交流电压的施加，在电介质电极15与25对置的电介质空间内的、金属电极14与24在俯视观察时重叠的区域被规定为放电空间。
在这样的结构中，通过交流电压的施加，在高电压侧电极构成部103与接地侧电极构成部203之间形成放电空间，当沿着该放电空间中的气体的流动8供给原料气体6时，能够得到自由基化的氮原子等的活性气体，并从设置于电介质电极25的中央部的气体喷出孔91～97向下方(-Z方向)的外部喷出。
然而，在图14所示的构造的活性气体生成装置中，如图15所示，气体喷出孔91～97中的两端的气体喷出孔91及97(以下有时简记为“两端气体喷出孔”)和它们之间的气体喷出孔92～96(以下有时简记为“中央气体喷出孔”)在气体流量、气体所受到的能量上出现不均的可能性高。
具体地说，在气体喷出孔91及97处不仅存在来自Y方向的气体的流动8，还存在来自X方向的气体的流动8，但是在气体喷出孔92～96处只有来自Y方向的气体的流动8。
这样，在采用了圆盘状(椭圆盘状)的电极构造的情况下，如果将气体喷出孔的数量设为3个以上，则存在如下问题：在两端气体喷出孔与中央气体喷出孔之间难以使气体的流动恒定。
为了解决上述问题，考虑采用不像圆盘那样平面构造为圆状而是平面构造为矩形状的电极构造。
图16是示意性地表示采用了具有3个以上的多个气体喷出孔的矩形状的电极构造的活性气体生成装置的基本结构的说明图。该图中示出了表示从上部向斜下方观察的概略的图。另外，图17是将图16中示出的多个气体喷出孔及其周边放大示出的说明图。此外，图16和图17中适当示出了XYZ正交坐标系。
如这些图所示，将高电压侧电极构成部1(第一电极构成部)和设置于高电压侧电极构成部1的下方的接地侧电极构成部2P(第二电极构成部)作为基本结构。
高电压侧电极构成部1由电介质电极11(第一电介质电极)以及在电介质电极11的上表面上相互分离地设置的金属电极对10H及10L(一对第一部分金属电极)构成。接地侧电极构成部2P由电介质电极21P以及在电介质电极21P的下表面上相互分离地设置的金属电极对20H及20L(一对第二部分金属电极)构成。
电介质电极11及21P分别呈以X方向为长边方向、以Y方向为短边方向的矩形状的平板构造。下面，在电介质电极21P中，有时以后述的整流用台阶形状部52及53为边界，将中心部侧称为主要区域70，将两端部侧称为端部区域72及73。
关于电介质电极21P(第二电介质电极)，在主要区域70内的中央区域R51中沿着X方向(第一方向)例如设置7个气体喷出孔91～97(3个以上的多个气体喷出孔)。多个气体喷出孔91～97分别从电介质电极21P的上表面向下表面贯通地设置。
如图16和图17所示，金属电极对20H及20L(一对第二部分金属电极)形成在电介质电极21P的下表面上，被配置成在俯视观察时隔着电介质电极21P的中央区域R51彼此对置。金属电极对20H及20L在俯视观察时呈大致长方形状，以X方向(第一方向)为长边方向(电极形成方向)，以与X方向以直角交叉的Y方向(第二方向)为彼此对置的方向。金属电极对20H及20L彼此的俯视观察时的大小相同，其配置以中央区域R50为中心成对称。
同样地，金属电极对10H及10L(一对第一部分金属电极)形成在电介质电极11的上表面上，被配置成在俯视观察时隔着电介质电极11的中央区域R50彼此对置。金属电极对10H及10L在俯视观察时呈大致长方形状，以X方向为长边方向，以与X方向以直角交叉的Y方向为彼此对置的方向。金属电极对10H及10L其俯视观察时的大小彼此相同，其配置以中央区域R50为中心成对称。中央区域R50和中央区域R51彼此完全相同形状，以在俯视观察时完全重叠的方式设置。
此外，金属电极对10H及10L以及金属电极对20H及20L是通过在电介质电极11的上表面以及电介质电极21P的下表面上进行金属化处理来形成的，其结果，电介质电极11与金属电极对10H及10L一体形成来构成高电压侧电极构成部1(第一电极构成部)，电介质电极21P和金属电极对20H及20L一体形成来构成接地侧电极构成部2P(第二电极构成部)。作为金属化处理，可考虑使用印刷烧制方法、溅射处理、蒸镀处理等的处理。
而且，在电介质电极21P的中央区域R51(俯视观察时不与金属电极10H及10L和金属电极对20H及20L重叠的区域)，7个气体喷出孔91～97沿着X方向设置成线状。
而且，通过从未图示的高频电源进行的交流电压的施加，在电介质电极11与21P对置的电介质空间内的、金属电极对10H及10L与金属电极对20H及20L在俯视观察时重叠的区域被规定为放电空间(放电场)。
在这样的结构中，通过交流电压的施加，在高电压侧电极构成部1与接地侧电极构成部2P之间形成放电空间，当沿着该放电空间中的气体的流动8供给原料气体时，能够得到自由基化的氮原子等的活性气体，并从设置于电介质电极21P的中央部的气体喷出孔91～97向下方的外部喷出活性气体。
在图16和图17中示出的矩形状的电极构造的活性气体生成装置中，如图17所示，关于在气体喷出孔91～97处受到的沿着Y方向的气体的流动8，能够将在气体喷出孔91～97间在气体流量、气体所受到的能量上出现不均的可能性抑制为低。
前提技术的活性气体生成装置在电介质电极21P的中央区域R51中沿着X方向将气体喷出孔91～97设置成一列。
期望使气体喷出孔91～97分别还作为用于形成在其上游形成的放电空间(放电场)与其下游的处理腔室壳体等之间的压力差的节流孔发挥功能。因此，气体喷出孔91～97的总的孔面积是预先决定的，无法变更，在设置多个气体喷出孔的情况下，需要按与考虑了对作为电介质电极21P的构成材料的陶瓷的最小加工极限的最小加工孔径相应的孔尺寸/孔数来设置多个气体喷出孔。
在以最小加工孔径设置了气体喷出孔91～97的情况下，当考虑对电介质电极21P的最小加工极限等时，导致相邻的气体喷出孔9i、9(i+1)(i＝1～6)间的距离即孔节距必然变大。前提技术的活性气体生成装置在设置了3个以上的气体喷出孔的情况下，也存在如下问题：如果孔节距变大，则不适于将通过放电现象而生成的活性气体均匀地喷射到晶片等处理对象基板的均匀处理。
以下所述的实施方式是谋求了对上述的前提技术的活性气体生成装置的解决的活性气体生成装置。
<实施方式1>
图1是示意性地表示作为本发明的实施方式1的活性气体生成装置的基本结构的说明图。该图中示出了表示从上部向斜下方观察的概略的图。另外，图2是将图1中示出的多个气体喷出孔及其周边放大示出的说明图。此外，图1和图2中适当示出了XYZ正交坐标系。
此外，电介质电极11、金属电极对10H及10L以及金属电极对20H及20L各自的构造和配置、中央区域R50及R51各自的形状和配置等与图16和图17中示出的前提技术共同，附加同一符号来适当省略说明。
如这些图所示，将高电压侧电极构成部1(第一电极构成部)和设置于高电压侧电极构成部1的下方的接地侧电极构成部2(第二电极构成部)作为基本结构。
高电压侧电极构成部1由电介质电极11(第一电介质电极)以及在电介质电极11的上表面上相互离散地设置的金属电极对10H及10L(一对第一部分金属电极)构成。接地侧电极构成部2由电介质电极21(第二电介质电极)以及在电介质电极21的下表面上相互离散地设置的金属电极对20H及20L(一对第二部分金属电极)构成。
电介质电极11和21分别呈以X方向为长边方向、以Y方向为短边方向的俯视观察时呈矩形状的平板构造。
关于电介质电极21(第二电介质电极)，在主要区域70内的中央区域R51中，沿着X方向(第一方向)设置气体喷出孔31～37和气体喷出孔41～47来作为3个以上的多个气体喷出孔。气体喷出孔31～37及41～47分别形成为俯视观察时的开口部截面形状是(直)径为r1的圆状。
7个气体喷出孔31～37(第一数量的第一气体喷出孔)沿着X方向形成为线状，在气体喷出孔31～37中的相互相邻的气体喷出孔3i、3(i+1)(i＝1～6)之间共同地设定有第一孔节距d3(第一间隔)。同样地，7个气体喷出孔41～47(第二数量的第二气体喷出孔)沿着X方向形成为线状，在气体喷出孔41～47中相互相邻的气体喷出孔4i、4(i+1)(i＝1～6)之间共同地设定有第二孔节距d4(第二间隔)。此外，期望第二孔节距d4与第一孔节距d3设定为相同的长度。
另外，气体喷出孔31～37与气体喷出孔41～47在Y方向上隔着间隔dY(规定间隔)而设置成2列结构。
而且，通过对气体喷出孔31和气体喷出孔41的形成位置设置X方向的差分d34，2列结构的气体喷出孔31～37和气体喷出孔41～47被位置设定成沿着X方向(第一方向)而气体喷出孔3i与气体喷出孔4i(i＝1～7)交替地配置。
即，气体喷出孔3i与气体喷出孔4i(i＝1～7)之间的X方向上的间隔即差分孔节距d34比第一孔节距d3及第二孔节距d4短，气体喷出孔4i与气体喷出孔3(i+1)(i＝1～6)之间的X方向上的间隔即差分孔节距d43比第一孔节距d3及第二孔节距d4短。
这样，实施方式1的活性气体生成装置通过具有上述特征，处于沿着X方向(第一方向)彼此最近的位置关系的气体喷出孔3i(或气体喷出孔3(i+1))与气体喷出孔4i之间的距离即差分孔节距d34或差分孔节距d43成为2列结构的气体喷出孔31～37及41～47的实质性的活性气体喷出节距。
例如，在第一孔节距d3、第二孔节距d4、差分孔节距d34以及差分孔节距d43满足尺寸条件{d34＝d43＝d3/2＝d4/2}的情况下，通过将由差分孔节距d34和差分孔节距d43规定的气体喷出孔31～37及41～47整体的X方向的实质孔节距设为差分孔节距d34(＝差分孔节距d43)，能够缩短为第一孔节距d3和第二孔节距d4的一半长度。
其结果，实施方式1的活性气体生成装置通过从具有比第一孔节距d3及第二孔节距d4(第一和第二间隔)短的实质孔节距(差分孔节距d34或差分孔节距d43)的气体喷出孔31～37及41～47喷出活性气体，能够喷出均匀性高的活性气体。
如图1和图2所示，电介质电极21还具有整流用台阶形状部52及53(一对端部区域台阶部)，该整流用台阶形状部52及53以隔着气体喷出孔31～37及41～47的全部的方式在主要区域70与端部区域72及73的边界区域、即金属电极对20H及20L的端部附近区域各自向上方(+Z方向)突出且沿着Y方向(第二方向)形成。整流用台阶形状部52及53分别形成为在俯视观察时沿着Y方向(+Y方向和-Y方向)延伸到至少超过金属电极对20H及20L的形成位置的位置。此外，整流用台阶形状部52及53既可以在电介质电极21的短边方向的全长上沿着Y方向形成，也可以规定放电空间中的间隙长度。
通过这些整流用台阶形状部52及53的存在，限制原料气体6从电介质电极21的X方向两端部向放电空间的流入。如果气体能够从电介质电极21的X方向两端部流入，则电介质电极21的两端部附近的气体喷出孔31及37以及气体喷出孔41及47的活性气体的流入量容易受到影响。通过设置整流用台阶形状部52及53来解决了该不良状况。
通过设置电介质电极21上的整流用台阶形状部52及53，如图1和图2所示，高电压侧电极构成部1与接地侧电极构成部2之间的气体的流动8可靠地成为仅来自Y方向的2面。即，如图2所示，对于气体喷出孔31～37，主要仅通过来自+Y方向的气体的流动8来供给原料气体6，对于气体喷出孔41～47，主要仅通过来自-Y方向的气体的流动8来供给原料气体6。因而，气体的流动本身比较稳定，因此放电空间内的压力分布变得恒定，能够形成均匀的放电空间。
这样，电介质电极21还具有整流用台阶形状部52及53，由此，在气体喷出孔31～37及41～47中的与X方向上的两端部的距离近的气体喷出孔31及37以及气体喷出孔41及47中，也不会产生由于从该两端部流入非意图的气体等影响而导致活性气体的流入量发生变化的现象。因此，能够不使气体喷出孔31～37及41～47间产生偏差而喷出活性气体。其结果，压力分布恒定且气体喷出孔31～37及41～47各自的流量相同，因此起到在经过了放电空间的活性气体中产生自由基密度比较相同这样的效果。
即，实施方式1的活性气体生成装置通过整流用台阶形状部52及53(一对端部区域台阶部)的存在，限制原料气体6从电介质电极21(第二电介质电极)的X方向(第一方向)两端部向放电空间的流入。因此，能够在气体喷出孔31～37及41～47间(多个气体喷出孔间)设定同一条件的原料气体6的供给路径，能够喷出均匀性高的活性气体。
图3是示意性地表示高电压侧电极构成部1及接地侧电极构成部2与高频电源5的连接关系的说明图。如该图所示，接地侧电极构成部2的金属电极对20H及20L均连接于接地电平，高电压侧电极构成部1的金属电极对10H及10L共同地接收来自高频电源5的交流电压。
例如，能够从高频电源5对金属电极10H及10L与金属电极20H及20L间施加将0峰值固定为2～10kV、且将频率设定为10kHz～100kHz的交流电压。此时，能够在高频电源5H及5L间将0峰值或频率设定为不同的内容。
而且，通过高频电源5的交流电压的施加，在电介质电极11与21对置的电介质空间内的、金属电极对10H及10L与金属电极对20H及20L在俯视观察时重叠的区域被规定为放电空间。
因而，经过金属电极10H(一侧第一部分金属电极)与金属电极20H(一侧第二部分金属电极)之间的放电空间DSH的原料气体6在放电空间DSH中被活性化，主要从气体喷出孔31～37作为活性气体7被喷出。同样地，经过金属电极10L(另一侧第一部分金属电极)与金属电极20L(另一侧第二部分金属电极)之间的放电空间DSL的原料气体6在放电空间DSL内被活性化，主要从气体喷出孔41～47作为活性气体7被喷出。
图4是示意性地表示实施方式1的由高电压侧电极构成部1和接地侧电极构成部2构成的电极组构成部101的外廓结构的立体图。
如该图所示，按沿着Y方向的气体供给方向D1H(-Y方向)供给的原料气体6经过金属电极10H与金属电极20H之间的放电空间DSH(参照图3)，主要从气体喷出孔31～37作为活性气体7向-Z方向被喷出。同样地，按沿着Y方向的气体供给方向D1L(+Y方向)供给的原料气体6经过金属电极10L与金属电极20L之间的放电空间DSL(参照图3)，在放电空间DSL被活性化，主要从气体喷出孔41～47作为活性气体7向-Z方向被喷出。因而，气体供给方向D1H成为-Y方向，气体供给方向D1L成为+Y方向，气体喷出方向D2成为-Z方向。
因而，通过在后述的成膜处理腔室63内的处理空间SP63中将作为处理对象基板的晶片64配置在气体喷出孔31～37及41～47的正下方，能够对晶片64均匀地供给活性气体7。
另外，活性气体7本身是在形成在高电压侧电极构成部1与接地侧电极构成部2之间的放电空间中生成的，因此也不会在生成活性气体7时对作为处理对象基板的晶片64造成损伤。
实施方式1的电极组构成部101通过在接地侧电极构成部2上配置高电压侧电极构成部1来能够组装电极组构成部101。具体地说，以使高电压侧电极构成部1中的电介质电极11的中央区域R50与接地侧电极构成部2中的电介质电极21的中央区域R51在俯视观察时完全重叠的方式进行定位、并且将高电压侧电极构成部1堆在接地侧电极构成部2上来进行组合，由此能够完成电极组构成部101。
<实施方式2>
图5是示意性地表示作为本发明的实施方式2的活性气体生成装置的基本结构的说明图。该图中示出了表示从上部向斜下方观察的概略的图。另外，图6是将图5中示出的多个气体喷出孔及其周边放大示出的说明图。此外，图5和图6中适当示出了XYZ正交坐标系。
如这些图所示，将高电压侧电极构成部1(第一电极构成部)和设置于高电压侧电极构成部1的下方的接地侧电极构成部2B(第二电极构成部)作为基本结构。此外，关于高电压侧电极构成部1，由于与图1～图4中示出的实施方式1及图16和图17中示出的前提技术同样，因此附加同一符号来适当省略说明。
接地侧电极构成部2B由电介质电极21B以及在电介质电极21B的下表面上相互分离地设置的金属电极对20H及20L(一对第二部分金属电极)构成。
因而，电介质电极11和21B分别呈以X方向为长边方向、以Y方向为短边方向的矩形状的平板构造。
关于电介质电极21B(第二电介质电极)，与实施方式1的电介质电极21同样地，在主要区域70内的中央区域R51中沿着X方向(第一方向)设置气体喷出孔31～37和气体喷出孔41～47来作为3个以上的多个气体喷出孔。即，在实施方式2的气体喷出孔31～37和气体喷出孔41～47中，也分别设定有与实施方式1同样的第一孔节距d3、第二孔节距d4、差分孔节距d34、差分孔节距d43以及间隔dY。
因而，实施方式2的活性气体生成装置也与实施方式1同样地，特征在于，气体喷出孔31～37和气体喷出孔41～47形成为沿着X方向(第一方向)而气体喷出孔3i与气体喷出孔4i交替地配置。
这样，实施方式2的活性气体生成装置通过具有上述特征，与实施方式1同样地，能够从气体喷出孔31～37及41～47喷出均匀性高的活性气体。
并且，如图5和图6所示，电介质电极21B还具备喷射口分离用台阶形状部51(中央区域台阶部)，该喷射口分离用台阶形状部51在中央区域R51中向上方(+Z方向)突出地形成。该喷射口分离用台阶形状部51形成为在俯视观察时不与气体喷出孔31～37及41～47重叠。
该喷射口分离用台阶形状部51具有中央横穿台阶形状部51c(第三分离部)，该中央横穿台阶形状部51c形成为从整流用台阶形状部52至整流用台阶形状部53地在气体喷出孔31～37与气体喷出孔41～47之间沿着X方向(第一方向)延伸，将气体喷出孔31～37与气体喷出孔41～47之间分离。
而且，喷射口分离用台阶形状部51具有6条第一孔分离台阶形状部51h(多个第一分离部)，所述6条第一孔分离台阶形状部51h以中央横穿台阶形状部51c为起点各自沿着+Y方向(第二方向)形成，将气体喷出孔31～37(第一数量的第一喷出孔)中相互相邻的气体喷出孔3i、3(i+1)之间(i＝1～6)进行分离。并且，喷射口分离用台阶形状部51具有6条第二孔分离台阶形状部51l(多个第二分离部)，所述6条第二孔分离台阶形状部51l以中央横穿台阶形状部51c为起点各自沿着-Y方向形成，将气体喷出孔41～47(第二数量的第二喷出孔)中的相互相邻的气体喷出孔4i、4(i+1)之间(i＝1～6)进行分离。
另外，喷射口分离用台阶形状部51还具有端部台阶形状部51t，该端部台阶形状部51t在喷射口分离用台阶形状部51的X方向的两端部用于填补整流用台阶形状部52与53之间。
这样，实施方式2的活性气体生成装置的特征在于，还设置有具有中央横穿台阶形状部51c、第一孔分离台阶形状部51h、第二孔分离台阶形状部51l以及端部台阶形状部51t的喷射口分离用台阶形状部51。
实施方式2的活性气体生成装置能够利用6条第一孔分离台阶形状部51h(多个第一分离部)来抑制气体喷出孔31～37(第一数量的第一喷出孔)间的干扰，能够利用6条第二孔分离台阶形状部51l(多个第二分离部)来抑制气体喷出孔41～47(第二数量的第二喷出孔)间的干扰。
并且，实施方式2的活性气体生成装置能够利用中央横穿台阶形状部51c(第三分离部)来抑制气体喷出孔31～37与气体喷出孔41～47之间的干扰。
例如，通过中央横穿台阶形状部51c的存在，能够如图6所示那样可靠地避免在实施方式1中有可能产生的从-Y侧向气体喷出孔31～37侧供给的气体的流动8X(参照图2)。
其结果，实施方式2的活性气体生成装置起到能够从气体喷出孔31～37及41～47(多个喷出孔)喷出均匀性更高的活性气体这样的效果。
图7是示意性地表示使用实施方式2的活性气体生成装置实现的成膜处理装置中的截面构造的说明图。此外，在图7中，图示了图6的A-A截面的电介质电极21B和电介质电极11，但是适当进行了在电极组构成部102中省略后述的金属电极20H及20L以及金属电极10H及10L的图示等简略化。
参照这些图，说明活性气体生成装置的整体结构。成膜处理腔室63将作为处理对象基板的晶片64载置于底面上来收容，作为将晶片64收容在处理空间SP63内的基板收容部发挥功能。
由高电压侧电极构成部1和接地侧电极构成部2B构成的电极组构成部102是实施方式2的活性气体生成装置的主要部，利用放电现象从原料气体6得到活性气体7，从在接地侧电极构成部2的电介质电极21B上离散地形成的气体喷出孔31～37及41～47向配置于成膜处理腔室63的处理空间SP63内的晶片64喷出活性气体7。
这样，成膜处理腔室63的特征在于，被配置成直接接受从实施方式2的活性气体生成装置的气体喷出孔31～37及41～47喷出的活性气体7。
即，图7中示出的成膜处理装置具备成膜处理腔室63，该成膜处理腔室63配置于实施方式2的活性气体生成装置中的电极组构成部102的接地侧电极构成部2B的下方，对内部的晶片64(处理对象基板)进行利用活性气体7的成膜处理，由此，成膜处理腔室63的处理空间SP63内的晶片64能够直接接受从多个气体喷出孔31～37及41～47喷出的活性气体7。因而，处理腔室63能够对晶片64执行利用活性气体7的成膜处理。
此时，当将X方向上的气体喷出孔31～37及41～47的形成长度设为LA时，使晶片34的形成长度与该形成长度LA一致，对于晶片64，一边使电极组构成部102沿着Y方向移动一边供给活性气体7，由此能够对晶片64的整体供给活性气体7。此外，也可以将电极组构成部101固定，而使晶片64移动。
考虑使形成于接地侧电极构成部2的电介质电极21B的成膜处理腔室63具有节流孔功能的情况。在该情况下，例如考虑设为“原料气体的气体流量：4slm、节流孔上游侧(经过气体喷出孔31～37及41～47之前的区域)压力：30kPa、节流孔下游侧(成膜处理腔室63内)压力：266Pa、气体喷出孔31～37及41～47(节流孔)各自的直径：气体喷出孔31～37及41～47各自的形成长度(Z方向的长度，节流孔长度)：1mm”的环境设定。
被设为上述环境设定的成膜处理装置能够使活性气体7直接吹到设置于正下方的成膜处理腔室63内的晶片64，因此具有如下效果：能够以更高的密度将高电场的活性气体7吹到晶片64的表面，能够实现质量更高的成膜处理，能够容易地进行纵横比高的成膜及三维成膜。
另外，在上述成膜处理装置中，期望将实施方式2的活性气体生成装置中的放电空间的压力设定为10kPa～大气压，将成膜处理腔室63内的压力设定为放电空间的压力以下。
此外，图7示出了应用于实施方式2的活性气体生成装置的例子，但是如果对于实施方式1的活性气体生成装置也构成为配置成使成膜处理腔室63直接接受从实施方式1的活性气体生成装置的气体喷出孔31～37及41～47喷出的活性气体7，则起到与实施方式2同样的效果。
<其它方式>
下面，说明实施方式1和实施方式2的活性气体生成装置中的其它方式。此外，关于以下所述的方式中在实施方式1和实施方式2中共通的方式，为了便于说明，原则上以实施方式1为代表来进行说明。
(第一方式(实施方式1、2共通))
图8是示意性地表示第一方式中的高电压侧电极构成部1及接地侧电极构成部2与高频电源5的连接关系的说明图。如该图所示，在第一方式中特征在于，具有相互独立地动作的2个高频电源5H及5L。
如该图所示，接地侧电极构成部2的金属电极20H(一侧第二部分金属电极)连接于高频电源5H侧的接地电平，从高频电源5H对高电压侧电极构成部1的金属电极10H(一侧第一部分金属电极)施加交流电压。
另一方面，接地侧电极构成部2的金属电极20L(另一侧第二部分金属电极)连接于高频电源5L侧的接地电平，从高频电源5L对高电压侧电极构成部1的金属电极10L(另一侧第一部分金属电极)施加交流电压。
例如，高频电源5H及5L分别能够对金属电极10H及10L与金属电极20H及20L之间施加将0峰值固定为2～10kV、且将频率设定为10kHz～100kHz的交流电压。此时，能够在高频电源5H及5L间将0峰值或频率设定为不同的内容。
而且，通过高频电源5H的交流电压(一侧交流电压)的施加，在电介质电极11与21对置的电介质空间内的、金属电极10H与金属电极20H在俯视观察时重叠的区域被规定为放电空间DSH(一侧放电空间)。
同样地，通过高频电源5L的交流电压(他方方侧交流电压)的施加，在电介质电极11与21对置的电介质空间内的、金属电极10L与金属电极20L在俯视观察时重叠的区域被规定为放电空间DSL(另一侧放电空间)。
因而，经过金属电极10H与金属电极20H之间的放电空间DSH的原料气体6在放电空间DSH中被活性化，主要从气体喷出孔31～37作为活性气体7被喷出。同样地，经过金属电极10L与金属电极20L之间的放电空间DSL的原料气体6在放电空间DSL中被活性化，主要从气体喷出孔41～47作为活性气体7被喷出。
这样，作为实施方式的第一方式的活性气体生成装置具有相互独立地设置的高频电源5H及5L，通过来自高频电源5H的交流电压(一侧交流电压)的施加来形成放电空间DSH(一侧放电空间)，通过来自高频电源5L的交流电压(另一侧交流电压)的施加来形成放电空间DSL(另一侧放电空间)。
因此，第一方式能够在放电空间DSH与放电空间DSL之间改变放电条件，因此能够供给在放电空间DSH与放电空间DSL之间活性状态不同的2种活性气体7。
(第二方式(对应于实施方式2))
实施方式2的活性气体生成装置在电介质电极21B的上表面上具有喷射口分离用台阶形状部51。
气体喷出孔31～37以中央横穿台阶形状部51c(第三分离部)为基准设置于金属电极10H和金属电极20H的方向，气体喷出孔41～47以中央横穿台阶形状部51c为基准设置于金属电极10L和金属电极20L的方向。而且，如果将中央横穿台阶形状部51c的形成高度设定为放电空间DSL和放电空间DSH的间隙长度，则能够使气体喷出孔31～37与气体喷出孔41～47之间完全切断。
因而，在实施方式2中，通过如图8的括号内所示那样改变向放电空间DSH供给的原料气体6H(第一原料气体)和向放电空间DSL供给的原料气体6L(第二原料气体)彼此的种类，能够喷出互不相同的活性气体7H及7L(第一活性气体和第二活性气体)。即，能够从气体喷出孔31～37喷出原料气体6H经过放电空间DSH而得到的活性气体7H，能够从气体喷出孔41～47喷出原料气体6L经过放电空间DSL而得到的活性气体7L。
(第三方式(实施方式1、2共通))
在实施方式1和实施方式2的活性气体生成装置中，期望将高电压侧电极构成部1和接地侧电极构成部2(2B)中的作为与活性气体的接触的区域的气体接触区域以石英或氧化铝为构成材料来形成。
由上述构成材料形成的面是对于活性气体在化学上稳定的物质，因此第三方式能够在与接触活性气体的气体接触区域之间抑制了活性气体的去活化的状态下将活性气体7从气体喷出孔31～37及41～47喷出。
(第四方式(实施方式1、2共通))
在实施方式1和实施方式2的活性气体生成装置中，作为原料气体6，例如考虑包含氮、氧、氟、稀有气体以及氢中的至少一种的气体。这些原料气体6从电极组构成部101的外周部沿着气体供给方向D1(D1H、D1L)进入内部，经由内部的放电空间DSH及DSL而成为活性气体7，活性气体7(包含自由基的气体)从设置于电介质电极21(21B)的多个气体喷出孔31～37及41～47沿着气体喷出方向D2被喷出至后述的成膜处理腔室63的处理空间SP63(参照图5)。在成膜处理腔室63内，通过利用反应性高的活性气体，能够对作为处理对象基板的晶片64进行成膜处理。
这样，第四方式能够从包含氮、氧、氟、稀有气体以及氢中的至少一种的原料气体6生成更高密度的活性气体7。
(第五方式(实施方式1、2共通))
在实施方式1和实施方式2的活性气体生成装置中，还考虑将多个气体喷出孔的形状(直径)在多个气体喷出孔31～37及41～47间互不相同地设定的变形结构。
上述第五方式起到能够在多个气体喷出孔31～37及41～47间将喷出量设定为不同的内容这样的效果。
(第六方式(实施方式1、2共通))
在实施方式1和实施方式2的活性气体生成装置中，作为被供给的原料气体6，也可以采用前体气体(precursor gas)。
通过将原料气体6设为前体气体(precursor gas)，不仅能够利用作为反应性气体的高纵横比的晶片64的表面处理用的气体，还能够将晶片64上的成膜所需的、在成膜中成为堆积原材料的前体气体供给到晶片64的表面来进行成膜。
(第七方式(主要对应于实施方式2))
期望使在实施方式2的电介质电极21B的上表面上形成的、整流用台阶形状部52及53以及喷射口分离用台阶形状部51还作为用于规定高电压侧电极构成部1与接地侧电极构成部2B之间的放电空间中的间隙长度(电介质电极11与电介质电极21B之间的Z方向的距离)的隔离件发挥功能。
因而，能够采用在接地侧电极构成部2B上层叠高电压侧电极构成部1的简单的组装工序，利用喷射口分离用台阶形状部51的形成高度来设定放电空间中的间隙长度。
此外，在实施方式1中，通过利用整流用台阶形状部52及53的形成高度来设定放电空间中的间隙长度，也能够达到上述效果。
<其它>
此外，在上述的实施方式1和实施方式2中，将电介质电极21(21B)设为俯视观察时呈矩形状的平板构造，但是，如图1、图4以及图5所示，如果能够将俯视观察时呈矩形状的金属电极对20H及20L以在俯视观察时隔着电介质电极21(21B)的中央区域R51彼此对置的方式配置于电介质电极21的下表面上，则对于其形状不特别限定。例如，也可以对于电介质电极21的平面形状，基本上采用矩形状且追加使角部弄圆等变形。同样的内容还适用于电介质电极11。
详细说明了本发明，但是上述的说明在所有方面均是例示的，本发明不限定于此。应解释为未例示的无数个变形例不脱离本发明的范围而可设想。
附图标记说明
1：高电压侧电极构成部
2：接地侧电极构成部
5、5H、5L：高频电源
11、21、21B：电介质电极
10H、10L、20H、20L：金属电极
31～37、41～47：气体喷出孔
51：喷射口分离用台阶形状部
51c：中央横穿台阶形状部
51h：第一孔分离台阶形状部
51l：第二孔分离台阶形状部
52、53：整流用台阶形状部
63：成膜处理腔室
64：晶片
R50、R51：中央区域

Claims (10)

1.一种活性气体生成装置，生成将供给至放电空间的原料气体活性化来得到的活性气体，其特征在于，具备：
第一电极构成部(1)；以及
第二电极构成部(2，2B)，设置于所述第一电极构成部的下方，
所述第一电极构成部和所述第二电极构成部被施加交流电压，通过所述交流电压的施加，在所述第一电极构成部与所述第二电极构成部之间形成所述放电空间，
所述第一电极构成部具有第一电介质电极(11)以及在所述第一电介质电极的上表面上选择性地形成的第一金属电极(10H，10L)，所述第二电极构成部具有第二电介质电极(21A，21B)以及在所述第二电介质电极的下表面上选择性地形成的第二金属电极(20H，20L)，通过所述交流电压的施加，在所述第一电介质电极与所述第二电介质电极对置的电介质空间内，所述第一金属电极与所述第二金属电极在俯视观察时重叠的区域被规定为所述放电空间，
所述第二金属电极具有在俯视观察时隔着所述第二电介质电极的中央区域(R51)彼此对置地形成的一对第二部分金属电极(20H，20L)，所述一对第二部分金属电极以第一方向为电极形成方向，以与所述第一方向交叉的第二方向为彼此对置的方向，
所述第一金属电极具有一对第一部分金属电极(10H，10L)，该一对第一部分金属电极具有在俯视观察时与所述一对第二部分金属电极重叠的区域，
所述第二电介质电极具有：
多个气体喷出孔(31～37，41～47)，形成在所述中央区域，用于将所述活性气体喷出到外部；
一对端部区域台阶部(52，53)，以隔着所述多个气体喷出孔的全部的方式在所述第一方向的两端侧分别向上方突出且沿着所述第二方向形成，
所述一对端部区域台阶部形成为在俯视观察时沿着所述第二方向延伸到至少超过所述一对第二部分金属电极的形成位置的位置，
所述多个气体喷出孔包括：
3个以上的第一数量的第一喷出孔(31～37)，沿着所述第一方向按第一间隔形成；以及
3个以上的第二数量的第二喷出孔(41～47)，相对于所述第一数量的第一喷出孔在所述第二方向上隔着规定间隔地配置，沿着所述第一方向按第二间隔形成，
所述第一数量的第一喷出孔和所述第二数量的第二喷出孔形成为沿着所述第一方向而第一喷出孔与第二喷出孔交替地配置。
2.根据权利要求1所述的活性气体生成装置，其特征在于，
所述第二电介质电极还具备中央区域台阶部(51)，该中央区域台阶部(51)在所述中央区域向上方突出地形成，
所述中央区域台阶部具有：
多个第一分离部(51h)，分别沿着所述第二方向形成，将所述第一数量的第一喷出孔中的相互相邻的第一喷出孔之间进行分离；
多个第二分离部(51l)，分别沿着所述第二方向形成，将所述第二数量的第二喷出孔中的相互相邻的第二喷出孔之间进行分离；以及
第三分离部(51c)，沿着所述第一方向形成，将所述第一数量的第一喷出孔与所述第二数量的第二喷出孔之间进行分离。
3.根据权利要求1或2所述的活性气体生成装置，其特征在于，
所述交流电压包括相互独立的一侧交流电压和另一侧交流电压，所述放电空间包括相互分离地形成的一侧放电空间和另一侧放电空间，
所述一对第一部分金属电极具有一侧第一部分金属电极(10H)和另一侧第一部分金属电极(10L)，
所述一对第二部分金属电极具有一侧第二部分金属电极(20H)和另一侧第二部分金属电极(20L)，通过所述一侧交流电压的施加来在所述一侧第一部分金属电极与所述一侧第二部分金属电极之间形成所述一侧放电空间，通过所述另一侧交流电压的施加来在所述另一侧第一部分金属电极与所述另一侧第二部分金属电极之间形成所述另一侧放电空间。
4.根据权利要求2所述的活性气体生成装置，其特征在于，
所述放电空间包括相互分离地形成的一侧放电空间和另一侧放电空间，
所述一对第一部分金属电极具有一侧第一部分金属电极和另一侧第一部分金属电极，
所述一对第二部分金属电极具有一侧第二部分金属电极和另一侧第二部分金属电极，在所述一侧第一部分金属电极与所述一侧第二部分金属电极之间形成所述一侧放电空间，在所述另一侧第一部分金属电极与所述另一侧第二部分金属电极之间形成所述另一侧放电空间，
所述第一数量的第一喷出孔以所述第三分离部为基准设置于所述一侧第一部分金属电极和所述一侧第二部分金属电极的方向，所述第二数量的第二喷出孔以所述第三分离部为基准设置于所述另一侧第一部分金属电极和所述另一侧第二部分金属电极的方向，
所述原料气体包含相互独立地供给的第一原料气体和第二原料气体，所述活性气体包含第一活性气体和第二活性气体，
所述第一原料气体经过所述一侧放电空间而得到的所述第一活性气体从所述第一数量的第一喷出孔被喷出，所述第二原料气体经过所述另一侧放电空间而得到的所述第二活性气体从所述第二数量的第二喷出孔被喷出。
5.根据权利要求1或2所述的活性气体生成装置，其特征在于，
将石英或氧化铝作为构成材料来形成所述第一电极构成部和所述第二电极构成部中的与活性气体接触的区域即气体接触区域。
6.根据权利要求1或2所述的活性气体生成装置，其特征在于，
所述原料气体是包含氮、氧、氟、稀有气体以及氢中的至少一种的气体。
7.根据权利要求1或2所述的活性气体生成装置，其特征在于，
所述多个气体喷出孔的形状被设定成在所述多个气体喷出孔之间互不相同。
8.根据权利要求1或2所述的活性气体生成装置，其特征在于，
所述原料气体是前体气体。
9.根据权利要求2所述的活性气体生成装置，其特征在于，
由所述一对端部区域台阶部和所述中央区域台阶部的形成高度规定所述放电空间中的间隙长度。
10.一种成膜处理装置，其特征在于，具备：
权利要求1或2所述的活性气体生成装置(102)；以及
成膜处理腔室(63)，配置于所述第二电极构成部的下方，对内部的处理对象基板(64)进行基于活性气体的成膜处理，
所述成膜处理腔室被配置成直接接受从所述活性气体生成装置的所述多个气体喷出孔喷出的所述活性气体。
CN201680087274.6A 2016-06-28 2016-06-28 活性气体生成装置和成膜处理装置 Active CN109477220B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2016/069091 WO2018003002A1 (ja) 2016-06-28 2016-06-28 活性ガス生成装置及び成膜処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109477220A true CN109477220A (zh) 2019-03-15
CN109477220B CN109477220B (zh) 2021-02-09

Family

ID=60786122

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680087274.6A Active CN109477220B (zh) 2016-06-28 2016-06-28 活性气体生成装置和成膜处理装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10889896B2 (zh)
EP (1) EP3476975B1 (zh)
JP (1) JP6542475B2 (zh)
KR (1) KR102133108B1 (zh)
CN (1) CN109477220B (zh)
TW (1) TWI619838B (zh)
WO (1) WO2018003002A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102465845B1 (ko) * 2018-01-10 2022-11-11 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 활성 가스 생성 장치
CN112166650B (zh) * 2018-05-30 2023-06-20 东芝三菱电机产业系统株式会社 活性气体生成装置
KR102545951B1 (ko) 2019-11-12 2023-06-22 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 활성 가스 생성 장치
KR102524433B1 (ko) * 2019-11-27 2023-04-24 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 활성 가스 생성 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102254774A (zh) * 2011-05-27 2011-11-23 中国科学院物理研究所 一种活性气体流的发生装置及其产生活性气体流的方法
CN102315072A (zh) * 2010-07-02 2012-01-11 株式会社日立高新技术仪器 等离子体处理装置及等离子体处理方法
CN102649547A (zh) * 2011-02-25 2012-08-29 东京毅力科创株式会社 碳纳米管的形成方法及前处理方法
JP2012212640A (ja) * 2011-03-30 2012-11-01 Plasma Ion Assist Co Ltd バリア放電イオナイザ
CN103766000A (zh) * 2011-06-03 2014-04-30 株式会社和广武 Cvd装置以及cvd膜的制造方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001043530A (ja) * 1999-07-28 2001-02-16 Anelva Corp 情報記録ディスク用保護膜作成方法及び情報記録ディスク用薄膜作成装置
US20060118242A1 (en) * 2001-02-12 2006-06-08 Anthony Herbert Atmospheric pressure plasma system
JP3607905B2 (ja) * 2002-10-22 2005-01-05 東芝三菱電機産業システム株式会社 オゾン発生器
US7063819B2 (en) * 2003-03-21 2006-06-20 The Regents Of The University Of California Nonthermal plasma processor utilizing additive-gas injection and/or gas extraction
JP2008269907A (ja) * 2007-04-19 2008-11-06 Sekisui Chem Co Ltd プラズマ処理装置
JP5423205B2 (ja) 2008-08-29 2014-02-19 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
US10049859B2 (en) * 2009-07-08 2018-08-14 Aixtron Se Plasma generating units for processing a substrate
JP5328685B2 (ja) 2010-01-28 2013-10-30 三菱電機株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US20120255492A1 (en) * 2011-04-06 2012-10-11 Atomic Energy Council-Institute Of Nuclear Enetgy Research Large Area Atmospheric Pressure Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition Apparatus
JP5613641B2 (ja) * 2011-09-12 2014-10-29 東芝三菱電機産業システム株式会社 プラズマ発生装置およびｃｖｄ装置
JP2015005780A (ja) 2014-09-25 2015-01-08 株式会社日立製作所 プラズマ処理装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102315072A (zh) * 2010-07-02 2012-01-11 株式会社日立高新技术仪器 等离子体处理装置及等离子体处理方法
CN102649547A (zh) * 2011-02-25 2012-08-29 东京毅力科创株式会社 碳纳米管的形成方法及前处理方法
JP2012212640A (ja) * 2011-03-30 2012-11-01 Plasma Ion Assist Co Ltd バリア放電イオナイザ
CN102254774A (zh) * 2011-05-27 2011-11-23 中国科学院物理研究所 一种活性气体流的发生装置及其产生活性气体流的方法
CN103766000A (zh) * 2011-06-03 2014-04-30 株式会社和广武 Cvd装置以及cvd膜的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3476975A4 (en) 2020-03-11
EP3476975A1 (en) 2019-05-01
EP3476975B1 (en) 2020-11-25
US20190226091A1 (en) 2019-07-25
TW201800601A (zh) 2018-01-01
CN109477220B (zh) 2021-02-09
WO2018003002A1 (ja) 2018-01-04
KR102133108B1 (ko) 2020-07-10
TWI619838B (zh) 2018-04-01
JPWO2018003002A1 (ja) 2018-12-06
US10889896B2 (en) 2021-01-12
KR20190009781A (ko) 2019-01-29
JP6542475B2 (ja) 2019-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109477220A (zh) 活性气体生成装置和成膜处理装置
JP5905503B2 (ja) ライナーアセンブリ及びこれを備える基板処理装置
US7721673B2 (en) Hollow cathode discharging apparatus
KR101792892B1 (ko) 층 증착을 위한 방법 및 장치
US8512509B2 (en) Plasma reactor gas distribution plate with radially distributed path splitting manifold
KR101515896B1 (ko) 가스 커튼을 구비한 가스 샤워 장치 및 이를 이용한 박막 증착을 위한 기구
KR102492797B1 (ko) 샤워 헤드를 구비한 기판 처리 장치
US20090159213A1 (en) Plasma reactor gas distribution plate having a path splitting manifold immersed within a showerhead
US20090162262A1 (en) Plasma reactor gas distribution plate having path splitting manifold side-by-side with showerhead
CN102867725A (zh) 天线、电介质窗、等离子体处理装置和等离子体处理方法
CN100466155C (zh) 利用单个发生器和开关元件而以空间上不同的等离子体二级元件驱动空间上独立的谐振结构
US20090162261A1 (en) Plasma reactor gas distribution plate having a vertically stacked path splitting manifold
WO2019138453A1 (ja) 活性ガス生成装置及び成膜処理装置
KR102659429B1 (ko) 기판 지지 장치 및 기판 처리 장치
CN100433263C (zh) 表面处理比如等离子处理的设备和方法
JP2016031916A (ja) プラズマ表面処理方法、プラズマ表面処理装置およびプラズマ表面処理システム
KR102139415B1 (ko) 유전체장벽방전 플라즈마 샤워기
KR101804561B1 (ko) 높은 공간 선택성을 가지는 선형 플라즈마 발생 장치
WO2009078921A1 (en) Plasma reactor gas distribution plate with path splitting manifold
CN112119180B (zh) 基板处理设备
KR101881956B1 (ko) 기상 증착장치 및 플라즈마 소스
WO2014094695A1 (en) Method of generating plasma at atmospheric pressure in a slot jet and device for performance the method
KR20200039693A (ko) 표면개질장치
KR101299160B1 (ko) 상압 플라즈마 화학기상 증착장치용 전극 어셈블리
KR101909467B1 (ko) 안정적인 고속 표면처리가 가능한 선형 플라즈마 발생 장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant