CN111527796A - 活性气体生成装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种能够生成优质的活性气体的活性气体生成装置。然后，本发明具有特征(一)～特征(三)。特征(一)为“以接地侧电极构成部(2X)支承高压侧电极构成部(1X)的方式构成活性气体生成用电极组(300)”。特征(二)为“具有设置在高压侧电极构成部(1X)的电介质电极(110)的放电空间外区域、向下方突出的台阶部(115H，115M，115L)，通过这些台阶部的形成高度(S15)来规定放电空间(68)的间隙长度”。特征(三)为“高压侧电极构成部(1X)及接地侧电极构成部(2X)分别将放电空间形成区域(R68)的厚度形成得比较薄，并且将上述放电空间外区域的厚度形成得比较厚”。

Description

活性气体生成装置

技术领域

本发明涉及一种活性气体生成装置，将两个电极平行地设置，对两个电极之间施加高电压，通过使其产生放电而得到的能量来得到活性气体。

背景技术

作为将两个电极平行地设置、对两个电极之间施加高电压、通过使两个电极之间的放电空间产生放电现象而得到的能量来得到活性气体的活性气体生成装置，一般情况下对一方的电极施加交流的高电压，将另一方的电极设定为接地电平等基准电压。

这种活性气体生成装置为，对成为高电压的供电部的一方的电极施加数kVrms(Root Mean Square)的高电压。此外，在除了形成在一对电极之间的放电空间以外的空间中，为了避免存在于此处的气体产生绝缘破坏而使其与供电部/接地部(另一方的电极及与其电连接的部件部位)之间的距离充分远离。然而，从微观的观点出发，根据供电部的金属部件的形状、表面状态，无论如何也无法避免足够引起周边气体层的绝缘破坏的电场强度的集中。

然后，当在放电空间以外产生了绝缘破坏的情况下，产生导致附近部件的构成元素蒸发的现象，在附近部件为金属制的情况下，上述现象在半导体成膜工序中成为金属污染的重要原因。

作为考虑了这种金属污染的活性气体生成装置，例如存在专利文献1所公开的等离子产生装置、专利文献2所公开的等离子处理装置。

专利文献1所公开的等离子产生装置为如下装置：通过设置在对置的高压侧电极构成部/接地侧电极构成部之间的放电部来进行电介质势垒放电，并向此处输送原料气体，由此生成活性气体。该装置为，放电部与交流电压施加部未分离、而存在于相同空间，原料气体在经过了交流电压施加部之后向放电空间供给，最终向处理室供给。

专利文献2所公开的等离子处理装置使用的构造为，将绝缘体向对置的电极构成部的外缘部插入并封闭。通过成为这种构造，意图在于抑制从放电部向设置有电极构成部的框体(包括接地电极)异常放电。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5694543号公报

专利文献2：日本专利第5328685号公报(图10)

发明内容

发明要解决的课题

然而，在专利文献1所公开的等离子产生装置中，由原料气体的绝缘破坏引起的放电不一定仅在放电部产生。从宏观的观点出发而设计为，通过充分取得绝缘距离来抑制放电部以外的不必要的放电。作为不必要的放电，例如，可以考虑施加有交流电压的高压侧电极构成部的金属电极与收纳有电极构成部的金属框体之间的异常放电。

然而，当从微观的观点出发时，在施加交流电压的电流导入端子、与其连接的金属部件等的表面上必定形成有凹凸，在其凸部周边，根据场所不同会形成强电场区域，作为其结果，使气体的绝缘破坏、即产生异常放电这样的可能性成为“0”是非常困难的。

因此，专利文献1所公开的等离子产生装置存在如下的问题点：由于上述绝缘破坏而诱发设置在附近的部件构成元素蒸发，其混入到原料气体而被向放电部·处理室供给，由此成为半导体的金属污染。

此外，在专利文献2所公开的等离子处理装置中，作为产生了异常放电时的金属污染混入防止处置，也是不充分的。其原因在于，放电部和交流电压施加部依然存在于相同空间内，经由了交流电压施加部的原料气体进入放电部而生成活性气体的构造并未改变。即，专利文献2所公开的等离子处理装置，与专利文献1所公开的等离子产生装置同样，无法避免金属污染的产生，因此相对应地存在所生成的活性气体的品质会劣化这样的问题点。

本发明的目的在于，解决上述那样的问题点，提供能够生成优质的活性气体的活性气体生成装置。

用于解决课题的手段

本发明的活性气体生成装置具有：活性气体生成用电极组，具有第一电极构成部及设置在上述第一电极构成部的下方的第二电极构成部；以及交流电源部，对上述第一及第二电极构成部以上述第一电极构成部成为高电压的方式施加交流电压，其中，上述第一电极构成部具有第一电介质电极及形成在上述第一电介质电极的上表面上的第一金属电极，上述第二电极构成部具有第二电介质电极及形成在上述第二电介质电极的下表面上的第二金属电极，通过施加上述交流电压，由此在上述第一及第二电介质电极对置的电介质空间内，作为放电空间而包含上述第一及第二金属电极在俯视时重复的区域、即放电空间形成区域，通过由上述交流电源部施加上述交流电压，由此使上述放电空间产生放电现象，使供给至上述放电空间的原料气体活化而得到活性气体，该活性气体从设置于上述第二电极构成部的气体喷出口喷出，上述活性气体生成装置具备：第一辅助部件，设置为包围上述活性气体生成用电极组的侧面及上表面；以及第二辅助部件，在上部的主要面上配置上述活性气体生成用电极组及上述第一辅助部件，通过上述第一及第二辅助部件，在与上述活性气体生成用电极组之间，与上述放电空间分离地形成有交流电压施加空间，上述第二辅助部件具有供从上述气体喷出口喷出的活性气体经过的辅助部件用气体排出口，上述第一及第二辅助部件被一体地连结，上述活性气体生成装置还具备金属制的框体，该框体具有收容上述活性气体生成用电极组及上述第二辅助部件的全部、以及上述第一辅助部件的至少一部分的空洞部，上述框体具有将经过上述辅助部件用气体排出口的活性气体向外部排出的框体用气体排出口，在上述框体与上述第一及第二辅助部件之间设置有框体接触空间，上述第一及第二辅助部件与上述交流电压施加空间相独立地具有将从外部供给的原料气体向上述放电空间引导的原料气体供给路径用的原料气体流路，由此使上述放电空间与上述交流电压施加空间之间的气体流动分离，上述活性气体生成装置还具有以下的特征(一)～(五)：(一)上述活性气体生成用电极组以上述第二电极构成部支承上述第一电极构成部的方式构成；(二)上述第一电介质电极在上述放电空间形成区域以外的放电空间外区域具有向下方突出的台阶部，通过上述台阶部的形成高度来规定上述放电空间的间隙长度；(三)上述第一及第二电介质电极将各自的上述放电空间形成区域的厚度形成得比上述放电空间外区域薄；(四)上述框体仅在空洞部外的上表面上与上述第一辅助部件紧固，由此以不与上述第一辅助部件的侧面及上述第二辅助部件的底面接触的方式在空洞部内形成上述框体接触空间；以及(五)上述第一及第二辅助部件全部由金属材料构成。

发明的效果

在技术方案1所记载的本申请发明的活性气体生成装置中，交流电压施加空间与放电空间分离地设置，第一及第二辅助部件与交流电压施加空间相独立地具有将从外部供给的原料气体向放电空间引导的原料气体供给路径用的原料气体流路，由此使放电空间与交流电压施加空间之间的气体流动分离。

因此，能够可靠地避免如下的混入现象：在交流电压施加空间中产生了异常放电的情况下所生成的第一电极构成部的构成材料等的蒸发物质，直接或者经由原料气体供给路径向放电空间混入。

作为其结果，技术方案1所记载的本申请发明的活性气体生成装置发挥如下效果：能够可靠地避免上述混入现象，而将优质的活性气体向外部排出。

技术方案1所记载的本申请发明，通过具有上述特征(一)而成为在第一及第二电极构成部之间不易产生位置偏移的构造，因此能够降低在由于位置偏移而引起的间隙中产生异常放电的可能性。

技术方案1所记载的本申请发明，通过具有上述特征(二)，能够高精度地设定间隙长度，并且，不需要间隙长度形成用的间隔件等其他部件而能够实现制品成本的降低化。

技术方案1所记载的本申请发明，通过具有上述特征(三)，能够避免用于使放电空间产生放电现象的施加电压的增大，实现产生异常放电的可能性的降低化。并且，通过在第一及第二电介质电极的各自中使放电空间外区域的厚度变厚，由此能够实现第一及第二电极构成部的强度提高。

技术方案1所记载的本申请发明，通过具有上述特征(四)，由此框体与第一辅助部件之间的密封为框体的上表面这一处即可，因此相对应地能够使设计形状具有自由度。

技术方案1所记载的本申请发明，通过具有上述特征(五)，能够有效地防止由存在于设置在框体与第一及第二辅助部件之间的框体接触空间中的气体引起的绝缘破坏。

根据以下的详细说明及附图，本发明的目的、特征、状况、以及优点变得更清楚。

附图说明

图1是示意地表示本发明的实施方式的活性气体生成装置的截面构造的说明图。

图2是表示图1所示的活性气体生成用电极组的截面构成的说明图。

图3是在将实施方式的活性气体生成装置的主要构成部分解了的状态下进行表示的说明图。

图4是示意地表示前提技术的活性气体生成装置的截面构造的说明图。

图5是在将前提技术的活性气体生成装置的主要构成部分解了的状态下进行表示的说明图。

具体实施方式

＜活性气体生成装置的概略＞

对在以下所述的实施方式中共通的活性气体生成装置的特征部位进行说明。通过将高压侧电极构成部及接地侧电极构成部对置地成对配置，由此成为电介质势垒放电的活性气体生成用电极组。在活性气体生成用电极组中，在高压侧电极构成部及接地侧电极构成部之间形成有放电空间。

该活性气体生成用电极组收纳在金属制的框体内，包括活性气体生成用电极组及框体的活性气体生成装置，设置在对硅晶片进行成膜处理的处理室的正上方。高压侧电极构成部及接地侧电极构成部分别在电介质电极表面的一部分金属化处理出金属电极，由此电介质电极与金属电极一体形成。金属化处理使用印刷烧结方法、溅射处理、蒸镀处理等而形成。

在金属电极上连接有高频电源。接地侧电极构成部与框体一起接地，且被固定为基准电位。从高频电源向活性气体生成用电极组施加10kHz～100kHz、2～10kV的交流电压V0p(0峰值)，由此使活性气体生成用电极组的放电空间中产生电介质势垒放电。

在活性气体生成装置中，从外部经由气体供给口(原料气体流路)供给氮气、氧气、稀有气体类、氢气、氟类的原料气体。这些原料气体经由设置在活性气体生成用电极组的外周部的原料气体供给路径而进入到内部的放电空间，并在放电空间中活化，含有该活性气体的气体从设置在接地侧电极构成部的气体喷出口向框体外部的处理室喷出，进行成膜处理。

＜前提技术＞

图4是示意地表示本发明的前提技术的活性气体生成装置的截面构造的说明图。图5是在将前提技术的活性气体生成装置的主要构成部分解了的状态下进行表示的说明图。此外，图4及图5分别示出XYZ正交坐标系。

如图5的(b)及图5的(c)所示那样，活性气体生成用电极组301具有高压侧电极构成部1A(第一电极构成部)、以及设置在高压侧电极构成部1A下方的接地侧电极构成部2A(第二电极构成部)。

接地侧电极构成部2A具有电介质电极211、金属电极201H及201L，电介质电极211成为将X方向作为长边方向、将Y方向作为短边方向的长方形的平板构造。

关于电介质电极211，在中央、沿着X方向设置有多个气体喷出口55。多个气体喷出口55分别从电介质电极211的上表面贯通到下表面地设置。

并且，楔形阶梯差形状部51形成为，在俯视时不与多个气体喷出口55重复，且在俯视时随着向多个气体喷出口55分别接近而Y方向的形成宽度变短。具体地说，通过四个菱形单体部51s与两个三角单体部51t的集合体来形成楔形阶梯差形状部51，其中，四个菱形单体部51s在五个气体喷出口55之间分别形成为俯视菱形状且相互离散，两个三角单体部51t设置在五个气体喷出口55中的两端的气体喷出口55外侧，分别形成为俯视大致等腰三角形状。

此外，电介质电极211还具有在X方向的两端侧向上方突出地形成的直线形阶梯差形状部52A及52B。直线形阶梯差形状部52A及52B为，在俯视时，遍及电介质电极211的短边方向的全长地沿着Y方向延伸形成，直线形阶梯差形状部52A及52B的形成高度与楔形阶梯差形状部51的形成高度一起，对放电空间66中的间隙长度进行规定。

如图5的(b)所示那样，金属电极201H及201L形成在电介质电极211的下表面，在俯视时夹着电介质电极211的中央区域而相互对置地配置。金属电极201H及201L在俯视时成为大致长方形，将X方向作为长边方向，将与X方向直角地交叉的Y方向作为相互对置的方向。

此外，金属电极201H及201L为，通过在电介质电极211的下表面进行金属化处理而形成，作为其结果，电介质电极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。作为金属化处理，可以考虑使用了印刷烧结方法、溅射处理、蒸镀处理等的处理。

另一方面，与电介质电极211同样，高压侧电极构成部1A的电介质电极111成为将X方向作为长边方向、将Y方向作为短边方向的长方形的平板构造。此外，电介质电极111及电介质电极211例如将陶瓷作为构成材料。

此外，金属电极101H及101L形成在电介质电极111的上表面，在俯视时，夹着与电介质电极211的中央区域对应的相同形状的中央区域而相互对置地配置。此时，与金属电极201H及201L同样，金属电极101H及101L在俯视时成为大致长方形，将X方向作为长边方向，将与X方向直角地交叉的Y方向作为相互对置的方向。与金属电极201H及201L同样，金属电极101H及101L也能够通过金属化处理而形成在电介质电极111的上表面上。

然后，如图5的(c)所示那样，通过在接地侧电极构成部2A上配置高压侧电极构成部1A，由此能够组装出活性气体生成用电极组301。此时，以高压侧电极构成部1A中的电介质电极111的中央区域与接地侧电极构成部2A中的电介质电极211的中央区域在俯视时重复的方式进行定位，并且将高压侧电极构成部1A层叠在接地侧电极构成部2A上而进行组合，由此能够最终地完成活性气体生成用电极组301。

此外，在活性气体生成用电极组301的沿着X方向延伸的两个侧面的位于直线形阶梯差形状部52A及52B之间的位置，设置有一对间隔件37。一对间隔件37设置在高压侧电极构成部1A、接地侧电极构成部2A之间，与上述楔形阶梯差形状部51、直线形阶梯差形状部52A及52B一起，通过其形成高度，对放电空间66中的间隙长度进行规定。间隔件37由非金属材料构成，并优选由与电介质电极111及211相同的材质形成。

并且，在一对间隔件37设置有沿着Y方向的多个贯通口37h，能够从活性气体生成用电极组301外部经由多个贯通口37h向高压侧电极构成部1A及接地侧电极构成部2A之间的放电空间66内供给原料气体。

在构成活性气体生成用电极组301的电介质电极111与电介质电极211所对置的电介质空间内，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。

在金属电极101H及101L和金属电极201H及201L上连接有(高压)高频电源5(交流电源部)。具体地说，接地侧电极构成部2A的金属电极201H及201L，经由在金属框体34及电极构成部设置台33的内部有选择地设置的金属部件(未图示)而接地，在本实施方式中，通过高频电源5对金属电极101H及101L、金属电极201H及201L之间，施加将0峰值固定为2～10kV、将频率设定为10kHz～100kHz的交流电压。此外，电极构成部设置台33为，除了上述金属部件以外，由具有绝缘性的构成材料形成，例如将陶瓷作为构成材料。此外，作为上述金属部件的设置方式，可以考虑如下等方式：设置多个如后述的活性气体排出口33k那样将电极构成部设置台33上下贯通的空心孔，以在多个空心孔内分别将接地侧电极构成部2A的金属电极201H及201L与金属框体34电连接的方式设置上述金属部件。

然后，如图4所示那样，前提技术的活性气体生成装置为，上述构成的活性气体生成用电极组301(包括高压侧电极构成部1A、接地侧电极构成部2A)，使用罩31、罩32及电极构成部设置台33而被收容在金属框体34内。

如上所述，设置有高频电源5(交流电源部)，该高频电源5对于活性气体生成用电极组301施加交流电压，以使高压侧电极构成部1A成为高电压。通过由高频电源5施加交流电压，由此在高压侧电极构成部1A及接地侧电极构成部2A之间形成放电空间66，使供给至该放电空间66的原料气体活化而得到活性气体，该活性气体从设置于接地侧电极构成部2A的多个气体喷出口55朝向下方喷出。

由罩31及32的组合构造构成的第一辅助部件设置在高压侧电极构成部1A的上方，以便通过第一辅助部件与高压侧电极构成部1A来形成与放电空间66分离的交流电压施加空间R31。

另一方面，作为第二辅助部件的电极构成部设置台33为，在其主要面33b(参照图5的(d))上配置接地侧电极构成部2A的下表面整面，并从接地侧电极构成部2A侧支承活性气体生成用电极组301。此外，电极构成部设置台33的外周部具有比主要面33b向上方(+Z方向)突出的外周突出部33x，通过外周突出部33x包围活性气体生成用电极组301整体，外周突出部33x与间隔件37之间成为侧面空间R33(参照图4、图5的(c))。

此外，如图4及图5的(d)所示那样，电极构成部设置台33具有供从多个气体喷出口55喷出的活性气体经过、并向下方引导的多个活性气体经过口33i及多个活性气体排出口33k。多个活性气体经过口33i被配置为在俯视时与多个气体喷出口55一致，在多个活性气体经过口33i的下方分别设置多个活性气体排出口33k。通过活性气体经过口33i及活性气体排出口33k的组合，构成供从对应的气体喷出口55喷出的活性气体经过的辅助部件用气体排出口。

如图5的(a)所示那样，构成第一辅助部件的一部分的罩32为，在俯视时形成为矩形环状，并配置在高压侧电极构成部1A的端部及电极构成部设置台33的外周突出部33x上。罩32的内周区域即中空区域32c，以在俯视时比高压侧电极构成部1A的形状小、落入高压侧电极构成部1A内的方式，配置在高压侧电极构成部1A上。另一方面，电极构成部设置台33的外周区域被配置为，在俯视时比高压侧电极构成部1A大、将高压侧电极构成部1A整体包含在内。

并且，如图4及图5的(a)所示那样，罩32具有沿垂直方向(Z方向)贯通罩32的原料气体流路32h。原料气体流路32h为，在罩32的沿着X方向延伸的长边区域中，在中央部沿着X方向延伸而形成为直线状。并且，侧面空间R33位于原料气体流路32h的下方。

并且，在罩32上配置罩31。罩31为，下部在俯视时形成为与罩32相同的矩形环状，上部在俯视时形成为矩形状，上部的端部配置在金属框体34的上表面上。罩31的内周区域即中空区域31c，在俯视时成为与罩32的中空区域32c相同的形状。并且，罩31的上部的端部使用螺栓等固定机构而固定于金属框体34的上表面。

如图4所示那样，罩31具有沿着垂直方向贯通的原料气体流路31h，原料气体流路31h形成为圆柱状，原料气体流路32h的一部分位于原料气体流路31h的下方。此外，也可以使原料气体流路31h与原料气体流路32h同样，在罩31的沿着X方向延伸的长边区域中，在中央部沿着X方向延伸而形成为直线状，原料气体流路32h的整体位于原料气体流路31h的下方。

并且，在罩31的上部具有沿垂直方向贯通的作为第二气体供给口的清洗气体供给口31p及作为第二气体排出口的清洗气体排出口31e，清洗气体供给口31p用于原料气体以外的第二气体即清洗气体。清洗气体供给口31p及清洗气体排出口31e分别设置为圆柱状。清洗气体供给口31p及清洗气体排出口31e均被设置为，下方达到中空区域31c。此外，清洗气体供给口31p及清洗气体排出口31e与原料气体流路31h相独立地设置，以免清洗气体与原料气体混合。此外，作为从清洗气体供给口31p供给的清洗气体，使用氮气或者非活性气体。此外，清洗气体供给口31p及清洗气体排出口31e与放电空间66及后述的框体接触空间R34也相独立地形成。

通过由罩31及32的组合构造而构成的第一辅助部件，在高压侧电极构成部1A的上方，设置由罩31的中空区域31c和罩32的中空区域32c构成的交流电压施加空间R31。

如上所述，罩31及32均在俯视时形成为矩形环状，因此交流电压施加空间R31通过高压侧电极构成部1A、罩31及32，而成为与其他空间完全分离的独立空间。侧面空间R33也通过罩32的底面、电极构成部设置台33的主要面33b的端部区域、以及外周突出部33x，而与除了放电空间66和原料气体流路31h及32h以外的其他空间完全分离。

此外，通过原料气体流路31h、原料气体流路32h、侧面空间R33及设置于间隔件37的多个贯通口37h，形成从原料气体流路31h的上方即外部与放电空间66相连的原料气体供给路径。此时，原料气体流路31h及32h与中空区域31c及32c相独立地设置。

因此，通过原料气体流路31h及32h、侧面空间R33、和间隔件37的多个贯通口37h，使得从原料气体流路31h的上方向放电空间66引导的原料气体供给路径与交流电压施加空间R31相独立地形成。

作为其结果，交流电压施加空间R31与放电空间66不会经由原料气体供给路径而在空间上相连，交流电压施加空间R31在气体的流动方面能够与放电空间66完全分离。

此外，罩32将非金属材料作为构成材料。罩32优选将与电介质电极111及211的构成材料相同的材料作为构成材料，以便即使在原料气体流路32h内产生了异常放电也能够对应。此外，罩31是将金属材料作为构成材料的金属制。为了将罩31设置于电场强度较低的区域，罩32的形成高度被设定为，与作为高电压施加区域的金属电极101H及101L之间确保足够的距离。

此外，根据生成活性气体的生成设备的不同，也可以将即使混入活性气体也没有问题的绝缘物质、例如石英、氮化硅等作为罩32的构成材料。在该情况下，即便假设在原料气体供给路径(例如罩32、间隔件37)中产生异常放电而其构成元素蒸发并混入到原料气体中，在成膜处理上也完全没有问题。

如此，通过从设置在离作为强电场区域的高压侧电极构成部1A比较近的位置的原料气体供给路径将金属材料完全排除，由此能够防止来自于金属部件的金属污染。

金属制的框体即金属框体34，将活性气体生成用电极组301(高压侧电极构成部1A、接地侧电极构成部2A)、罩32、和电极构成部设置台33的全部、以及罩31的下部，收纳在内部的空洞部内。

在金属框体34的空洞部的底面34b上配置有电极构成部设置台33，此时，活性气体排出口34k(框体用气体排出口)位于活性气体排出口33k的下方。由此，从气体喷出口55喷出的活性气体为，沿着气体的流动8，经由活性气体经过口33i、活性气体排出口33k及活性气体排出口34k，向设置在下方的外部的处理室等喷出。

此外，在金属框体34的空洞部的侧面34d、与电极构成部设置台33、罩32、罩31下部的侧面区域、以及罩31上部的底面区域的一部分之间，设置有框体接触空间R34。如此，在罩31及32、和电极构成部设置台33的外部，在与金属框体34之间设置有框体接触空间R34。设置框体接触空间R34主要用于确保与活性气体生成用电极组301的金属电极101H及101L之间的绝缘距离。

如上所述，交流电压施加空间R31通过高压侧电极构成部1A、罩31及32，而构成为与其他空间完全独立的内部空间，放电空间66也构成为除了原料气体供给路径以外而与其他空间相独立的内部空间。因此，框体接触空间R34与交流电压施加空间R31及放电空间66分别分离地设置。

并且，通过将原料气体供给路径用的原料气体流路31h、32h与框体接触空间R34相独立地设置，由此到达放电空间66的上述原料气体供给路径也构成为与其他空间相独立的内部空间，因此将放电空间66与框体接触空间R34在气体的流动上完全分离。

如此，交流电压施加空间R31、放电空间66、和包括原料气体流路31h及32h的原料气体供给路径，分别与框体接触空间R34相独立地设置，以便与框体接触空间R34之间气体流动被分离。

此外，在罩31与罩32的接触面上，以包围原料气体流路31h及32h的方式设置有O型环70。同样，在罩32与电极构成部设置台33的接触面上，以包围原料气体流路32h及侧面空间R33的方式设置有O型环70。通过这些O型环70，提高原料气体供给路径与其他空间之间的密封程度。

此外，在接地侧电极构成部2A与电极构成部设置台33的接触面上，以包围活性气体经过口33i的方式设置有O型环70，在电极构成部设置台33与金属框体34的接触面上，以包围活性气体排出口33k及34k的方式设置有O型环70。通过这些O型环70，提高活性气体经过口33i、活性气体排出口33k及活性气体排出口34k与其他空间之间的密封程度。此外，在图4中，较小的圆圈均表示O型环70。

以下，对前提技术的活性气体生成装置的效果进行说明。

在前提技术的活性气体生成装置中，交流电压施加空间R31与放电空间66分离地设置，由罩31及32构成的第一辅助部件，与交流电压施加空间R31相独立地具有将从外部供给的原料气体向放电空间66引导的原料气体供给路径用的原料气体流路31h及32h，由此放电空间66与交流电压施加空间R31之间的气体流动完全分离。

因此，能够可靠地避免如下的第一混入现象：在交流电压施加空间R31中产生了异常放电D2的情况下生成的、高压侧电极构成部1A(特别是金属电极101H及101L)的构成材料等的蒸发物质，直接或者经由原料气体供给路径而混入到放电空间66。

此外，在前提技术的活性气体生成装置中，框体接触空间R34与放电空间66分离地设置，由罩31及32构成的第一辅助部件与框体接触空间R34相独立地具有原料气体供给路径用的原料气体流路31h及32h，由此能够使放电空间66与框体接触空间R34之间的气体流动完全分离。

因此，还能够可靠地避免如下的第二混入现象：由于框体接触空间R34中的异常放电D3等而生成的蒸发物质混入到放电空间66。

作为其结果，前提技术的活性气体生成装置能够可靠地避免上述第一及第二混入现象，因此发挥能够将优质的活性气体向外部排出的效果。

并且，前提技术的活性气体生成装置为，作为原料气体以外的第二气体，能够将清洗气体从清洗气体供给口31p供给到交流电压施加空间R31内。因此，能够将在交流电压施加空间R31内产生了异常放电的情况下生成的蒸发物质从清洗气体排出口31e除去到外部。

此外，上述原料气体供给路径与交流电压施加空间R31相独立地设置，因此不会由于清洗气体的供给而使原料气体受到影响。

＜前提技术的课题＞

(第一课题)

在罩31、罩32及电极构成部设置台33(以下，有时简称为“罩31等”)与金属框体34之间，在垂直方向上在各两处实施密封。

具体地说，通过在金属框体34的上表面上设置在其与罩31之间的O型环70、在金属框体34的空洞部的底面34b上设置在其与电极构成部设置台33之间的O型环70，实施罩31等与金属框体34之间的密封。

罩31等的在垂直方向上的定位，必须在基于O型环70的两个密封部位中的某一方的密封部位实施，在该情况下，另一方的密封部位需要设置O型环70的压缩余量以下的尺寸公差，因此成为几何公差、尺寸公差等非常严密的设计形状。作为其结果，有可能变得无法在两个密封部位中均可靠地实施密封，或者产生加工费用的增大。

(第二课题)

图4所图示的O型环70的全部的紧固，仅通过罩31与金属框体34之间的基于螺栓等紧固机构76的紧固来进行。在该情况下，需要将对紧固机构76的总计的螺栓轴向力设为相当大，该大的螺栓轴向力对作为非金属部件的电极构成部设置台33、罩32带来的破损风险增大，同时产生各O型环70无法可靠地密封的可能性。

(第三课题)

没有对在接地侧电极构成部2A与电极构成部设置台33之间设置的中央部近边的O型环70从正上方进行压靠的机构。在前提技术的情况下，是施加至接地侧电极构成部2A的紧固力经由接地侧电极构成部2A本身按压下方的O型环70的方式，因此接地侧电极构成部2A产生过度的弯曲强度而破损的风险提高，并且，有可能无法可靠地实施下方的O型环70的密封。

(第四课题)

将从接地侧电极构成部2A侧支承活性气体生成用电极组301的电极构成部设置台33，设置为与活性气体生成用电极组301另外的部件，因此即使在接地侧电极构成部2A与电极构成部设置台33之间产生了微小间隙的情况下，在该间隙中也有可能产生异常放电。

为了抑制异常放电的产生，需要使尺寸公差·几何公差相当严密而提高接地侧电极构成部2A及电极构成部设置台33的尺寸精度。然而，存在构成接地侧电极构成部2A的电介质电极211难以进行所希望的公差等级的加工的情况、加工费用增大这样的风险。

(第五课题)

前提技术在整体上O型环70的数量过多。O型环70的个数增大，不仅导致紧固力增大，而且存在提高泄漏风险的问题点。

(第六课题)

前提技术为，O型环70设置在放电空间66、金属框体34的空洞部的底面34b附近等成为高温的部位。已知O型环70为，在一般情况下，即使在其耐热上限温度以下，但在接近该温度的区域中也会产生构成物质的蒸发、且产生微小泄漏。

(第七课题)

框体接触空间R34成为周围被O型环70密封的封闭空间。在组装时已经成为封闭空间，因此框体接触空间R34为大气压，在由于运转开始而金属框体34的温度上升了的情况下，通过其热传导而框体接触空间R34内的气体温度上升。但是，框体接触空间R34为封闭空间，因此不存在气体的释放场所而导致压力上升，结果，担心对金属框体34、罩32等成为过大的负载源。

(第八课题)

如图5所示那样，作为用于对高压侧电极构成部1A与接地侧电极构成部2A之间的放电空间66的间隙长度进行规定的部位，而设置有楔形阶梯差形状部51、直线形阶梯差形状部52A及52B、间隔件37。

楔形阶梯差形状部51、直线形阶梯差形状部52A及52B，处于接地侧电极构成部2A上且为同一部件，因此容易使高度对齐。另一方面，间隔件37是与它们另外的部件，为了使相互的高度一致，接地侧电极构成部2A、间隔件37均需要使尺寸公差·几何公差严密。然而，即便使尺寸公差·几何公差严密，楔形阶梯差形状部51、直线形阶梯差形状部52A及52B与间隔件37之间，形成高度也不会完全一致，从由于两者的误差而产生的间隙产生本来不希望的气体泄漏。

此外，对间隔件37设置有多个贯通口37h，但是由于为微小孔，因此可以考虑到加工工时的增大、由孔尺寸公差的偏差导致的气体流量的偏差、由于无法使孔表面平滑而有可能成为颗粒的产生源等多种风险。

此外，设置间隔件37是为了承受对将罩32与高压侧电极构成部1A进行密封的O型环70的负载，因此难以省略。

如此，图4及图5的前提技术，虽然发挥上述效果，但仍留有上述第一～第八课题而具有改善的余地。因此，以下所述的实施方式解决了前提技术的课题。

＜实施方式＞

图1是示意地表示本发明的实施方式的活性气体生成装置的截面构造的说明图。图2是表示活性气体生成用电极组300的截面构成的说明图。图3是在将实施方式的活性气体生成装置的主要构成部分解了的状态下表示的说明图。此外，图1～图3分别表示XYZ正交坐标系。

如图2、图3的(b)及图3的(c)所示那样，活性气体生成用电极组300具有高压侧电极构成部1X(第一电极构成部)及设置在高压侧电极构成部1X下方的接地侧电极构成部2X(第二电极构成部)。

高压侧电极构成部1X的电介质电极110(第一电介质电极)及接地侧电极构成部2X的电介质电极210(第二电介质电极)，成为将X方向作为长边方向、将Y方向作为短边方向的长方形的平板构造。此外，电介质电极110及电介质电极210例如将陶瓷作为构成材料。

如图2及图3的(b)所示那样，设置有一对放电用凹陷116，这一对放电用凹陷116在俯视时夹着电介质电极110的中央区域而相互对置，沿着X方向，并从电介质电极110的上表面向下方(－Z方向)凹陷。然后，在一对放电用凹陷116的凹陷面上设置有金属电极100H及100L(第一金属电极)。

如此，作为第一金属电极的金属电极100H及100L，形成在作为第一电介质电极的电介质电极110的上表面(放电用凹陷116的凹陷面)上，在俯视时成为大致长方形，将X方向作为长边方向，将与X方向直角地交叉的Y方向作为相互对置的方向。

金属电极100H及100L能够通过在电介质电极110的上表面进行金属化处理而形成。

如图2及图3的(c)所示那样，在电介质电极210的中央区域，沿着X方向设置有多个气体喷出孔25。多个气体喷出孔25分别从电介质电极210的上表面贯通到下表面地设置，在多个气体喷出孔25的下方分别设置有多个气体经过口25i。气体喷出孔25及气体经过口25i形成为圆柱状，气体经过口25i具有比气体喷出孔25大的底面。此外，在图3的(c)中省略气体经过口25i的图示，仅将气体喷出孔25作为代表来表示。

如图2及图3的(c)所示那样，设置有一对放电用凹陷126，这一对放电用凹陷126在俯视时夹着电介质电极210的中央区域而相互对置，沿着X方向，并从电介质电极210的下表面向上方(+Z方向)凹陷。然后，在一对放电用凹陷126的凹陷面上设置有金属电极200H及200L(第二金属电极)。此外，以在俯视时包围金属电极200H及200L的方式在电介质电极210的上表面内设置有环71形成用的O型环槽82。

如此，作为第二金属电极的金属电极200H及200L形成在作为第二电介质电极的电介质电极210的下表面(放电用凹陷126的凹陷面)，在俯视时成为大致长方形，将X方向作为长边方向，将与X方向直角地交叉的Y方向作为相互对置的方向。

此外，金属电极200H及200L在电介质电极210的下表面通过金属化处理而形成。

活性气体生成用电极组300以接地侧电极构成部2X对高压侧电极构成部1X进行支承的方式设置。

此外，在组装活性气体生成用电极组300时，以高压侧电极构成部1X的电介质电极110的中央区域与接地侧电极构成部2X的电介质电极210的中央区域在俯视时重复的方式进行定位，并且将高压侧电极构成部1X层叠在接地侧电极构成部2X上，从而能够最终完成活性气体生成用电极组300。然后，通过螺栓等紧固机构(未图示)对高压侧电极构成部1X的电介质电极110与接地侧电极构成部2X的电介质电极210进行紧固而使其一体化。

在构成活性气体生成用电极组300的电介质电极110与电介质电极210对置的电介质空间内，存在于金属电极100H及100L与金属电极200H及200L俯视时重复的放电空间形成区域R68内的空间，被规定为放电空间68。因此，在电介质电极110的放电空间形成区域R68中设置有放电用凹陷116，在电介质电极210的放电空间形成区域R68中设置有放电用凹陷126。

如图2所示那样，电介质电极110为，在放电空间形成区域R68以外的区域即放电空间外区域中，具有与放电空间形成区域R68相比、下表面向下方(－Z方向)突出了形成深度S15的量的台阶部115H、115M及115L，通过这些台阶部115H、115M及115L的形成深度S15来规定放电空间68的间隙长度。

并且，高压侧电极构成部1X的电介质电极110为，使放电空间形成区域R68的厚度比较薄，并且使上述放电空间外区域比较厚而确保强度。

即，如图2所示那样，当将放电用凹陷116向下方的凹陷深度设为S16时，在电介质电极110中，与上述放电空间外区域相比较，能够将放电空间形成区域R68形成得薄“S16+S15”程度。

接地侧电极构成部2X的电介质电极210为，使放电空间形成区域R68的厚度比较薄，并且，使上述放电空间外区域比较厚而确保强度。

即，如图2所示那样，当将放电用凹陷126向上方的凹陷深度设为S26时，在电介质电极120中，与上述放电空间外区域相比较，能够将放电空间形成区域R68形成得薄“S26”程度。此外，电介质电极210的上表面以在放电空间形成区域R68与上述放电空间外区域之间不产生阶梯差的方式成为平坦的面。

如此，接地侧电极构成部2X的电介质电极210具有比较高的强度，因此能够通过接地侧电极构成部2X稳定性良好地支承高压侧电极构成部1X。

在金属电极100H及100L、和金属电极200H及200L上连接有(高压)高频电源5(交流电源部)。具体地说，接地侧电极构成部2X的金属电极200H及200L，经由冷却台13和金属部件(未图示)而接地，在本实施方式中，通过高频电源5对金属电极100H及100L、金属电极200H及200L之间施加将0峰值固定为2～10kV、将频率设定为10kHz～100kHz的交流电压。

然后，本实施方式的活性气体生成装置如图1所示那样，上述构成的活性气体生成用电极组300使用罩11、罩12及冷却台13而被收容在金属框体14内。

如上所述，设置有高频电源5，该高频电源5对活性气体生成用电极组300以使高压侧电极构成部1X成为高电压的方式施加交流电压。通过由高频电源5施加交流电压，在高压侧电极构成部1X及接地侧电极构成部2X间的放电空间68产生放电现象(电介质势垒放电)，使供给至该放电空间68的原料气体活化而得到活性气体，该活性气体从设置于接地侧电极构成部2X的多个气体喷出孔25朝向下方喷出。

作为第一辅助部件的罩11及12的组合构造、和作为第二辅助部件的冷却台13被设置为，将高压侧电极构成部1X的上方作为主要区域，在与活性气体生成用电极组300之间形成交流电压施加空间R11。

即，如图1及图3的(a)所示那样，通过将罩12设置为对活性气体生成用电极组300的周边进行包围，将配置在罩12上的罩11设置为位于高压侧电极构成部1X的上方，由此通过罩11及罩12对活性气体生成用电极组300的侧面及上表面进行包围。另一方面，冷却台13在主要面13b(参照图3的(d))上配置活性气体生成用电极组300的接地侧电极构成部2X。作为其结果，通过罩11、罩12及冷却台13，能够形成交流电压施加空间R11。

此外，接地侧电极构成部2X中的电介质电极210为，上述放电空间外区域形成得比放电空间形成区域R68厚，因此冷却台13能够以金属电极200H及200L不与主要面13b接触、而仅电介质电极210与主要面13b接触的方式，从接地侧电极构成部2X侧载放活性气体生成用电极组300。

此外，如图1及图3的(d)所示那样，冷却台13具有供从多个气体喷出孔25及多个气体经过口25i喷出的活性气体经过、并向下方引导的多个活性气体排出口13k。多个活性气体排出口13k被配置为在俯视时与多个气体经过口25i一致，活性气体排出口13k作为供从对应的气体喷出孔25及气体经过口25i喷出的活性气体经过的辅助部件用气体排出口起作用。

此外，在冷却台13的主要面13b内，以在俯视时包围多个活性气体排出口13k的方式设置有环71形成用的O型环槽83，在原料气体流路13h的周边设置有O型环72形成用的O型环槽86，在冷却水路径13w的周边设置有O型环72形成用的O型环槽87。

构成第一辅助部件的一部分的罩12如图3的(a)所示那样，在俯视时形成为矩形环状，并以对活性气体生成用电极组300整体进行包围的方式配置在冷却台13上。

因此，罩12的内周区域即中空区域12c为了将活性气体生成用电极组300收容在内部，而设置为在俯视时比活性气体生成用电极组300稍大。

另一方面，冷却台13的主要面13b的形成面积被设定为，在俯视时比活性气体生成用电极组300大、且与罩12的外周面积为相同程度，能够将活性气体生成用电极组300及罩12配置在主要面13b上。

并且，如图1及图3的(a)所示那样，罩12具有在垂直方向(Z方向)上贯通罩12的圆柱状的原料气体流路12h。并且，冷却台13的原料气体流路13h位于原料气体流路12h的下方。

如图1及图3的(d)所示那样，原料气体流路13h以在从罩12的表面沿着垂直方向(－Z方向)延伸之后、在中途弯曲而沿着水平方向(+Y方向)的方式形成。并且，与原料气体流路13h相连的原料气体流路13m从原料气体流路13h的端部沿着垂直方向(+Z方向)延伸到主要面13b而形成。

如图1所示那样，设置于接地侧电极构成部2X的电介质电极210的原料气体流路2m位于原料气体流路13m的上方。然后，如图2所示那样，原料气体流路2m以与放电空间68相连的方式设置在电介质电极210内。

如图1及图3的(a)所示那样，罩12还具有在垂直方向(Z方向)上贯通罩12的圆柱状的冷却水路径12w。并且，冷却台13的冷却水路径13w位于冷却水路径12w的下方。

此外，如图3的(a)所示那样，在罩12的上表面内，在沿着中空区域12c的外周的区域中设置有O型环71形成用的O型环槽81，在原料气体流路12h的周边设置有O型环72形成用的O型环槽84，在冷却水路径12w的周边设置有O型环72形成用的O型环槽85。

如图1及图3的(d)所示那样，冷却水路径13w从冷却台13的表面沿着垂直方向(－Z方向)延伸，在中途弯曲而沿着水平方向延伸。沿着水平方向延伸地形成的冷却水路径13w，在图1中仅示出了一部分，但实际上设置成能够遍及冷却台13的整体地与外部之间循环冷却水。

并且，在罩12上配置罩11。罩11的下部在俯视时形成为与罩12相同的矩形环状，上部在俯视时形成为矩形状，上部的端部配置在金属框体14的上表面上。并且，通过罩11的内周区域及罩12的内周区域(中空区域12c)，形成对活性气体生成用电极组300的上表面及侧面进行包围的交流电压施加空间R11。

如此，通过由罩11、罩12及冷却台13将活性气体生成用电极组300完全包围，由此主要在高压侧电极构成部1X的上方形成作为封闭空间的交流电压施加空间R11。

此外，罩11与罩12之间、罩12与冷却台13之间，使用未图示的螺栓等紧固机构来固定，罩11、罩12及冷却台13被一体地连结。

并且，关于一体构造的罩11、罩12及冷却台13，仅在金属框体14的上表面上，通过紧固机构76对罩11的上部与金属框体14进行紧固。

如图1所示那样，罩11具有在垂直方向上贯通的原料气体流路11h，原料气体流路11h形成为圆柱状，原料气体流路12h的一部分位于原料气体流路11h的下方。

此外，如图1所示那样，罩11具有在垂直方向上贯通的冷却水路径11w，冷却水路径11w形成为圆柱状，冷却水路径12w位于冷却水路径11w的下方。

并且，罩11在上部具有在垂直方向上贯通的作为第二气体供给口的清洗气体供给口11p及作为第二气体排出口的清洗气体排出口11e，该清洗气体供给口11p用于原料气体以外的第二气体即清洗气体。清洗气体供给口11p及清洗气体排出口11e分别设置为圆柱状。清洗气体供给口11p及清洗气体排出口11e均被设置为下方达到交流电压施加空间R11。此外，清洗气体供给口11p及清洗气体排出口11e与原料气体流路11h及冷却水路径11w相独立地设置，避免清洗气体与原料气体、冷却水混合。此外，作为从清洗气体供给口11p供给的清洗气体，使用氮气或者非活性气体。此外，清洗气体供给口11p及清洗气体排出口11e与放电空间68及框体接触空间R14也相独立地形成。

如上所述，罩11的下部及罩12的整体均在俯视时形成为矩形环状，以活性气体生成用电极组300位于罩12的中空区域12c内的方式，在冷却台13上载放有活性气体生成用电极组300，因此交流电压施加空间R11成为形成在罩11、罩12及冷却台13内的封闭空间，成为与其他空间完全分离的独立空间。

此外，通过经由原料气体流路11h、原料气体流路12h、原料气体流路13h、原料气体流路13m、以及原料气体流路2m，形成从原料气体流路11h的上方即外部与放电空间68相连的原料气体供给路径。此时，原料气体流路11h、12h、13h、13m及2m与交流电压施加空间R11相独立地设置。

因此，通过经由原料气体流路11h～13h、13m及2m，从而从原料气体流路11h的上方向放电空间68引导的原料气体供给路径与交流电压施加空间R11相独立地形成。

作为其结果，交流电压施加空间R11与放电空间68不会经由原料气体供给路径而在空间上相连，因此交流电压施加空间R11与放电空间68完全分离形成，交流电压施加空间R11与放电空间68能够在气体流动上完全分离。

此外，通过经由冷却水路径11w、冷却水路径12w、以及冷却水路径13w，从而形成用于从罩11的上方即外部对冷却台13进行冷却的冷却水流通路径。此时，冷却水路径11w、12w及13w与交流电压施加空间R11及放电空间68相独立地设置。

因此，由冷却水路径11w～13w构成、并从冷却水路径11w的上方设置到与冷却台13的内部之间的冷却水流通路径不会对交流电压施加空间R11、放电空间68产生不良影响。

此外，罩11、罩12及冷却台13全部以金属材料为构成材料。

金属制的框体即金属框体14，将活性气体生成用电极组300(高压侧电极构成部1X、接地侧电极构成部2X)、罩12及冷却台13的全部、以及罩11的下部，收纳在内部的空洞部内。

仅在金属框体14的上表面上，通过紧固机构76对罩11的上部与金属框体进行紧固。因此，不会产生罩11的下部、罩12及冷却台13的侧面与金属框体14的侧面14d之间的接触、以及冷却台13的底面与金属框体14的底面14b之间的接触，能够在金属框体14的空洞部内形成框体接触空间R14。

即，设置在金属框体14的空洞部的侧面14d与冷却台13、罩12及罩11的下部之间的侧面空间、和设置在金属框体14的空洞部的底面14b与冷却台1之间的底面空间合在一起而得到的空间，成为框体接触空间R14。

如此，在罩11、罩12及冷却台13的外部，在与金属框体14之间设置有框体接触空间R14。框体接触空间R14主要为了将罩11、罩12及冷却台13与金属框体14进行隔热而设置。

并且，冷却台13隔着框体接触空间R14而位于金属框体14的空洞部的底面14b的上方，活性气体排出口14k(框体用气体排出口)隔着框体接触空间R14而位于活性气体排出口13k的下方。

因此，从气体喷出孔25喷出的活性气体，沿着朝向垂直方向(－Z方向)的气体流动，经由气体经过口25i、活性气体排出口13k、框体接触空间R14及活性气体排出口14k，向设置在下方的外部的处理室等喷出。

如上所述，交流电压施加空间R11通过一体化了的罩11、罩12及冷却台13而构成为与其他空间完全独立的内部空间。因此，框体接触空间R14与交流电压施加空间R11分离地设置。

并且，通过使原料气体供给路径用的原料气体流路11h、12h等与框体接触空间R14相独立地设置，由此使通往放电空间68的上述原料气体供给路径与框体接触空间R14之间气体流动完全分离。

如此，交流电压施加空间R11、和包括原料气体流路11h及12h的原料气体供给路径，分别以与框体接触空间R14之间气体流动分离的方式与框体接触空间R14相独立地设置。并且，包括冷却水路径11w及12w的冷却水流通路径也与原料气体供给路径同样，与框体接触空间R14相独立地设置。

此外，在罩11与罩12的接触面上，在原料气体流路11h及12h的周边设置有O型环72，在冷却水路径11w及12w的周边设置有O型环72，并以包围活性气体生成用电极组300的方式设置有O型环71。

同样，在罩12与冷却台13的接触面上，在原料气体流路12h及13h的周边设置有O型环72，在冷却水路径12w及13w的周边设置有O型环72，并以包围活性气体生成用电极组300的方式设置有O型环71。

通过上述O型环72，能够提高原料气体供给路径或者冷却水流通路径与其他空间之间的密封程度。通过上述O型环71，能够提高交流电压施加空间R11与其他空间之间的密封程度。

此外，在接地侧电极构成部2X的电介质电极210与冷却台13的接触面上，在活性气体排出口13k的周边设置有O型环72。通过该O型环72，能够提高与活性气体排出口13k之间的密封程度。此外，在图1中，较小的空心部位均表示O型环71或者O型环72。

(效果等)

在本实施方式的活性气体生成装置中，交流电压施加空间R11与放电空间68分离地设置，作为第一及第二辅助部件的罩11、罩12、以及冷却台13，与交流电压施加空间R11相独立地具有将从外部供给的原料气体向放电空间68引导的、原料气体供给路径用的原料气体流路11h、12h、13h及13m，由此使放电空间68与交流电压施加空间R11之间的气体流动分离。

因此，本实施方式的活性气体生成装置能够可靠地避免如下的混入现象(相当于前提技术的“第一混入现象”)：在交流电压施加空间R11中产生了异常放电的情况下生成的、高压侧电极构成部1X及接地侧电极构成部2X的构成材料等的蒸发物质，直接或者经由原料气体供给路径混入到放电空间68。

作为其结果，本实施方式的活性气体生成装置发挥如下的效果：能够可靠地避免上述混入现象，而将优质的活性气体向外部排出。

并且，本实施方式的活性气体生成装置具有以下的特征(一)～(五)。

特征(一)……以接地侧电极构成部2X支承高压侧电极构成部1X的方式构成活性气体生成用电极组300。

特征(二)……具有设置在高压侧电极构成部1X的电介质电极110的上述放电空间外区域中、并向下方突出的台阶部115H、115M、115L，通过这些台阶部115H、115M、115L的形成高度S15对放电空间68的间隙长度进行规定。

特征(三)……高压侧电极构成部1X的电介质电极110及接地侧电极构成部2X的电介质电极210分别为，放电空间形成区域R68的厚度形成得比较薄，并且上述放电空间外区域的厚度形成得比较厚。

特征(四)……仅在金属框体14的上表面上对罩11的上部进行紧固，由此不与罩11、罩12及冷却台13的侧面及冷却台13的底面接触地在金属框体14的空洞部内形成框体接触空间R14。

特征(五)……罩11、罩12及冷却台13全部由金属材料构成。

本实施方式的活性气体生成装置通过具有上述特征(一)，由此构成为高压侧电极构成部1X与接地侧电极构成部2X的对位比较容易、且高压侧电极构成部1X及接地侧电极构成部2X之间不易产生位置偏移的构造，因此能够降低在由位置偏移引起的间隙中产生异常放电的可能性。

即，通过使接地侧电极构成部2X作为高压侧电极构成部1X的设置台起作用，由此不需要冷却台13与活性气体生成用电极组300之间的精确的对位，因此，不需要额外的加工精度，还能够实现活性气体生成用电极组300的强度增大。因此，能够解决前提技术的第四课题。

本实施方式的活性气体生成装置通过具有上述特征(二)，由此能够高精度地设定放电空间68的间隙长度，并且，不需要间隙长度形成用的间隔件等其他部件，能够实现制品成本的降低化。

即，仅通过一个部件即高压侧电极构成部1X的台阶部15H、115M、115L的形成高度S15来规定放电空间68的间隙长度。使台阶部15H、115M、115L各自的形成高度一致为形成高度S15是比较简单的，且能够高精度地进行，因此能够提高放电空间68的间隙长度的精度。

此外，活性气体生成用电极组300能够配置在冷却台13上即可，活性气体生成用电极组300与罩12之间不具有接触关系，因此能够消除设置用于对活性气体生成用电极组300与罩12进行密封的O型环的必要性。

并且，本实施方式不需要前提技术的间隔件37那样的用于承受负载的部件，因此能够解决前提技术的第八课题。

本实施方式的活性气体生成装置通过具有上述特征(三)，由此在电介质电极110及210各自中，使放电空间形成区域R68的厚度足够薄，能够避免用于使活性气体生成用电极组300的放电空间68产生放电现象的施加电压的增大，实现产生异常放电的可能性的降低化。

并且，通过在高压侧电极构成部1X及接地侧电极构成部2X各自中使上述放电空间外区域的厚度足够厚，由此能够实现高压侧电极构成部1X及接地侧电极构成部2X各自的强度提高。

如此，在本实施方式中，通过在高压侧电极构成部1X及接地侧电极构成部2X各自中使上述放电空间外区域的厚度足够厚而提高强度，由此能够解决前提技术的第三课题。

本实施方式的活性气体生成装置通过具有上述特征(四)，由此金属框体14与构成第一辅助部件的罩11之间的紧固只要在金属框体14的上表面的一处进行即可，与此相对应地，能够使设计形状具有自由度。

因此，实施方式的活性气体生成装置能够解决前提技术的第一课题。

本实施方式的活性气体生成装置通过具有上述特征(五)，由此能够有效地防止由设置在金属框体14与罩11、罩12及冷却台13之间的框体接触空间R14中所存在的气体引起的绝缘破坏。

即，交流电压施加空间R11被金属制的罩11、罩12及冷却台13完全覆盖，因此在交流电压施加空间R11中产生的高电场不会对外部的框体接触空间R14产生影响。因此，在框体接触空间R14中不会产生异常放电。

此外，如上所述，罩11与金属框体14之间的密封仅在金属框体14的上表面一处进行，在冷却台13的底面与金属框体14之间也设置有框体接触空间R14。

在冷却台13的底面下，框体接触空间R14与活性气体排出口14k相连，因此框体接触空间R14成为向外部开放的开放空间。因此，在框体接触空间R14中气体不会升压，因此能够解决前提技术的第七课题。

在前提技术中，设想在框体接触空间R34中产生异常放电的情况而需要对电极构成部设置台33与金属框体34之间实施密封，但在本实施方式的构造中，活性气体生成用电极组300设置在由全部接地的金属部件(罩11、罩12及冷却台13)形成的封闭空间内，因此成为在存在于封闭空间的交流电压施加空间R11中不产生异常放电的构造。

此外，在罩11与罩12之间、罩12与冷却台13之间、活性气体生成用电极组300内的高压侧电极构成部1X及接地侧电极构成部2X之间，分别设置有O型环71。

因此，虽然在图1中未图示，但优选在金属框体14与罩11之间、罩11与罩12之间、罩12与冷却台13之间、高压侧电极构成部1X与接地侧电极构成部2X之间的各个O型环71周边，使用螺栓等紧固机构而实施可靠的密封处理，并且通过使各紧固机构的紧固力成为所需最小限度来抑制产生不必要的弯曲应力等。若如此地构成，本实施方式的活性气体生成装置能够解决前提技术的第二课题。

金属框体14、罩11、罩12及冷却台13由金属材料构成，且高压侧电极构成部1X的电介质电极110及接地侧电极构成部2X的电介质电极210分别使上述放电空间外区域的膜厚足够厚，因此能够对于这些构成部1X、2Y及11～14无障碍地使用螺栓等紧固机构。

此外，当将图1～图3所示的实施方式与图4及图5所示的前提技术进行比较时，在实施方式中，接地侧电极构成部2X兼作为电极构成部设置台33的功能，因此不需要设置与在前提技术中需要的、罩32与高压侧电极构成部1A之间的密封用的O型环70及电极构成部设置台33与接地侧电极构成部2A之间的密封用的O型环70相当的O型环71。

因此，能够使在本实施方式中需要的O型环71及72的数量比在前提技术中需要的O型环70的数量减少，因此通过减少与O型环相关的部件数量，由此能够抑制密封处个数，能够解决前提技术的第五课题。

并且，在实施方式的活性气体生成装置中，作为第一及第二辅助部件的罩11、罩12、以及冷却台13，具有将从外部供给的冷却水向冷却台13引导的、冷却水流通路径用的冷却水流路11w、12w及13w，因此能够从接地侧电极构成部2X侧对活性气体生成用电极组300进行冷却而将热应变的影响抑制为最小限度。

如此，实施方式成为通过向活性气体生成装置内部流通冷却水来进行冷却的构造。通过实施方式的上述构造，O型环71及72能够保持为比耐热上限温度显著低的温度，能够解决前提技术的第六课题。

另一方面，金属框体14虽然需要加热到100℃以上，但是由于在金属框体14的空洞部内设置框体接触空间R14，在金属框体14的空洞部内罩11、罩12及冷却台13与金属框体14不接触，并且，框体接触空间R14成为1～5Torr程度的减压区域，因此成为抑制从金属框体14向活性气体生成用电极组300的热传导的构造。

并且，本实施方式的活性气体生成装置为，能够作为原料气体以外的第二气体而将清洗气体从清洗气体供给口11p向交流电压施加空间R11内供给。因此，能够将在交流电压施加空间R11内产生了异常放电的情况下生成的蒸发物质从清洗气体排出口31e向外部除去。

此外，上述原料气体供给路径及冷却水流通路径与交流电压施加空间R11相独立地设置，因此原料气体及冷却水不会受到清洗气体的供给的影响。

＜变形例＞

在本实施方式的活性气体生成装置中，放电空间68的压力被设定为大体10kPa～30kPa程度的比较弱的弱大气压。此外，作为上述压力设定的原料气体，例如可以考虑氮气(100％)。

放电空间68由于是产生放电D1而使原料气体活化的空间，因此优选以较低的电压开始放电。若电场强度超过某个值，则气体产生绝缘破坏，由此产生放电D1本身。

产生绝缘破坏的电场强度，由原料气体的种类和压力来决定，在大气压附近，压力越低则达到绝缘破坏的电场强度也越低。从以上的观点出发，在放电空间68进行上述的压力设定。

另一方面，在交流电压施加空间R11中，优选尽可能不产生放电。不产生不期望的放电即异常放电的最可靠方法，是充分设置绝缘距离，由于活性气体生成用电极组300的设置空间的问题，其距离存在限制，因此在变形例中，采用通过提高压力而使绝缘破坏电场强度更高的方法。但是，压力的上限值由构成部件的强度大体决定，因此交流电压施加空间R11的压力优选成为100kPa～300kPa(绝对压力)程度。

实施方式所示的构造，成为放电空间68与交流电压施加空间R11的气体层相互分离的构造。因此，能够如通过将放电空间68的压力设定得低于交流电压施加空间R11的压力而使得放电空间68中的放电D1即使在更低的施加电压下也会产生，通过使交流电压施加空间R11的压力比较高而抑制放电这样，进行与放电空间68及交流电压施加空间R11分别相适合的压力设定。

如此，实施方式的变形例发挥如下效果：能够将放电空间68的压力设定得比较低而使得放电现象即使在更低的施加电压下也产生，并且，将交流电压施加空间R11的压力设定得比较高而使得不产生放电现象。

详细地说明了本发明，但上述说明在全部方面为例示，本发明不限定于此。应该理解，在不脱离本发明的范围的情况下能够假定未例示的无数的变形例。

符号的说明

1X 高压侧电极构成部

2X 接地侧电极构成部

11、12 罩

13 冷却台

2m、11h、12h、13h、13m 原料气体流路

11e 清洗气体排出口

11p 清洗气体供给口

11w、12w、13w 冷却水路径

300 活性气体生成用电极组

Claims (4)

1.一种活性气体生成装置，具有：活性气体生成用电极组(300)，具有第一电极构成部(1X)及设置在上述第一电极构成部的下方的第二电极构成部(2X)；以及交流电源部(5)，对上述第一及第二电极构成部以上述第一电极构成部成为高电压的方式施加交流电压，其中，

上述第一电极构成部具有第一电介质电极(110)及形成在上述第一电介质电极的上表面上的第一金属电极(100H，100L)，上述第二电极构成部具有第二电介质电极(210)及形成在上述第二电介质电极的下表面上的第二金属电极(200H，200L)，通过施加上述交流电压，由此在上述第一及第二电介质电极对置的电介质空间内，作为放电空间而包含上述第一及第二金属电极在俯视时重复的区域、即放电空间形成区域，

通过由上述交流电源部施加上述交流电压，由此使上述放电空间产生放电现象，使供给至上述放电空间的原料气体活化而得到活性气体，该活性气体从设置于上述第二电极构成部的气体喷出口(25)喷出，

上述活性气体生成装置具备：

第一辅助部件(11，12)，设置为包围上述活性气体生成用电极组的侧面及上表面；以及

第二辅助部件(13)，在上部的主要面上配置上述活性气体生成用电极组及上述第一辅助部件，

通过上述第一及第二辅助部件，在与上述活性气体生成用电极组之间，与上述放电空间分离地形成有交流电压施加空间(R11)，上述第二辅助部件具有供从上述气体喷出口喷出的活性气体经过的辅助部件用气体排出口(13k)，上述第一及第二辅助部件被一体地连结，

上述活性气体生成装置还具备金属制的框体(14)，该框体具有收容上述活性气体生成用电极组及上述第二辅助部件的全部、以及上述第一辅助部件的至少一部分的空洞部，上述框体具有将经过上述辅助部件用气体排出口的活性气体向外部排出的框体用气体排出口(14k)，在上述框体与上述第一及第二辅助部件之间设置有框体接触空间(R14)，

上述第一及第二辅助部件与上述交流电压施加空间相独立地具有将从外部供给的原料气体向上述放电空间引导的原料气体供给路径用的原料气体流路(11h，12h，13h，13m)，由此使上述放电空间与上述交流电压施加空间之间的气体流动分离，

上述活性气体生成装置还具有以下的特征(一)～(五)：

(一)上述活性气体生成用电极组以上述第二电极构成部支承上述第一电极构成部的方式构成；

(二)上述第一电介质电极在上述放电空间形成区域以外的放电空间外区域具有向下方突出的台阶部(115H，115M，115L)，通过上述台阶部的形成高度来规定上述放电空间的间隙长度；

(三)上述第一及第二电介质电极将各自的上述放电空间形成区域的厚度形成得比上述放电空间外区域薄；

(四)上述框体仅在空洞部外的上表面上与上述第一辅助部件紧固，由此以不与上述第一辅助部件的侧面及上述第二辅助部件的底面接触的方式在空洞部内形成上述框体接触空间；以及

(五)上述第一及第二辅助部件全部由金属材料构成。

2.如权利要求1所述的活性气体生成装置，其特征在于，

上述第一及第二辅助部件具有将从外部供给的冷却水向上述第二辅助部件引导的冷却水流通路径用的冷却水路径(11w，12w，13w)。

3.如权利要求1所述的活性气体生成装置，其特征在于，

上述第一辅助部件还具有从外部将原料气体以外的第二气体向上述交流电压施加空间供给的第二气体供给口(11p)，上述第二气体供给口与上述原料气体流路相独立地设置。

4.如权利要求1至3中任一项所述的活性气体生成装置，其特征在于，

与上述放电空间的压力相比，更高地设定上述交流电压施加空间的压力。

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