CN112703582A - 活性气体生成装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种活性气体生成装置，不将放电空间分割为多个、且施加1种交流电压，就能够向外部喷出包含活性气体浓度相互不同的多种局部活性气体的活性气体。在本发明中，高电压侧电极构成部(1A)包括电介质电极(111)及形成在电介质电极(111)的上表面上的金属电极(101H、101L)。电介质电极(111)成为沿着X方向而膜厚连续地变化的构造。即，电介质电极(111)的右端的膜厚被设定为厚度dA1，左端的膜厚被设定为厚度dB1(＞dA1)，沿着X方向从右端到左端而连续地变厚。

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，将高压电介质电极与接地电介质电极平行地设置，对两个电极之间施加高电压，利用产生放电而得到的能量来得到活性气体。
背景技术
在现有的活性气体生成装置中存在如下装置：在陶瓷等的电介质电极中成膜处理出Au膜等的金属电极而作为电极构成部。在这样的装置中，在电极构成部中电介质电极为主，在该处形成的金属电极为从属。
上述活性气体生成装置为如下装置：在比大气压低的压力气氛下通过平行平板方式的电介质阻挡放电来产生半导体制造所需要的活性气体，将所生成的活性气体向处于比本装置减压的环境中的后级装置供给。作为后级的装置，例如可以考虑到成膜处理腔室。
为了能够在上述成膜处理室内进行大型基板的成膜处理，而需要如下的活性气体生成装置：使电介质电极成为大型长方形并设置多个气体喷出孔，从多个气体喷出孔产生活性气体。例如，在专利文献1或者专利文献2中公开有这样的活性气体生成装置。
此外，作为采用了在多个气体喷出孔中使来自各气体喷出孔的活性气体浓度变化的方法的活性气体生成装置，存在专利文献3公开的放电产生器。在该放电产生器中，利用n相变频电源装置对n个小型放电单元分别独立地实施放电控制。其特征在于，该放电产生器所具有的电源装置本身虽然为一个，但通过使交流高电压的相位变化而按照n个小型放电单元的每个使放电状态变化。在上述放电产生器中具有如下特征：能够按照每个气体喷出孔对活性气体浓度赋予浓淡，而电源装置为一个即可。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2018/104988号
专利文献2：国际公开第2017/126007号
专利文献3：国际公开第2016/067380号
发明内容
发明要解决的课题
考虑利用从多个气体喷出孔产生活性气体的现有的活性气体生成装置的情况。在该情况下，活性气体含有从多个气体喷出孔喷出的多种局部活性气体。
此时，根据在该活性气体生成装置的后级安装的成膜处理腔室的构造的不同，产生了在多种局部活性气体之间对活性气体浓度赋予浓淡的必要性。
作为用于在多种局部活性气体之间对活性气体浓度设置变化的最简单的方法，存在以下所述的第1活性气体产生方法。
第1活性气体产生方法为如下方法：准备多个具有至少一个喷出孔的活性气体产生器，将多个活性气体产生器安装在成膜处理腔室的前级，对多个活性气体产生器分别独立地进行放电控制。
在采用该第1活性气体产生方法的情况下，需要准备多个活性气体产生器，并且与多个活性气体产生器对应地准备多个气体供给机构/电源机构等，因此存在无法避免装置设置区域的极大化以及装置的高额化这样的问题。
此外，作为用于在多种局部活性气体之间对活性气体浓度设置变化的第2活性气体产生方法，可以考虑采用专利文献3公开的放电产生器的方法。
然而，在第2活性气体生成方法中，也无法消除另外需要用于使相位变化的变频元件等这样的问题。
而且，在第2活性气体生成方法中，多个小型放电单元之间需要隔开绝缘距离地分离，整体的放电空间被分割为(多个小型放电单元中的)多个局部放电空间，因此存在作为整体导致活性气体浓度降低这样的问题。
本发明的目的在于，提供一种活性气体生成装置，解决上述那样的问题，不将放电空间分割为多个，并且通过1种交流电压的施加就能够向外部喷出包含活性气体浓度相互不同的多种局部活性气体的活性气体。
用于解决课题的手段
本发明的活性气体生成装置具有：第1电极构成部；第2电极构成部，设置在上述第1电极构成部的下方；以及交流电源部，对上述第1电极构成部及上述第2电极构成部施加交流电压，通过由上述交流电源部施加上述交流电压，由此在上述第1电极构成部及上述第2电极构成部之间形成放电空间，生成使供给至上述放电空间的原料气体活化而得到的活性气体，其特征在于，上述第1电极构成部具有第1电介质电极及选择性地形成在上述第1电介质电极的上表面上的第1金属电极，上述第2电极构成部具有第2电介质电极及选择性地形成在上述第2电介质电极的下表面上的第2金属电极，通过上述交流电压的施加，由此在上述第1电介质电极与上述第2电介质电极对置的电介质空间内，上述第1金属电极与上述第2金属电极俯视重复的区域被规定为上述放电空间，上述第1金属电极及上述第2金属电极在电极形成方向上延伸形成，上述第2电介质电极为，具有用于将上述活性气体向外部喷出的多个气体喷出孔，上述活性气体包含从上述多个气体喷出孔喷出的多种局部活性气体，上述多个气体喷出孔沿着上述电极形成方向形成，上述放电空间与上述电极形成方向上的上述多个气体喷出孔的位置对应地被分类为多个局部放电空间，上述第1电介质电极及上述第2电介质电极中的一方的电介质电极为，具有沿着上述电极形成方向使放电电压贡献参数变化的参数变化构造，以使得在上述交流电压的施加时在上述多个局部放电空间中产生的多个局部放电电压成为相互不同的值。
发明效果
技术方案1记载的本申请发明的活性气体生成装置的特征在于，具有沿着电极形成方向使放电电压贡献参数的参数变化构造，以使得在交流电压的施加时在多个局部放电空间中产生的多个局部放电电压成为相互不同的值。
技术方案1记载的本申请发明通过具有上述特征，能够发挥如下效果：不将放电空间分割为多个、且施加从交流电源部供给的1种交流电压，就能够向外部喷出含有活性气体浓度相互不同的多种局部活性气体的活性气体。
根据以下的详细说明以及附图，本发明的目的、特征、方案及优点变得更清晰。
附图说明
图1是表示实施方式1的活性气体生成装置的接地侧电极构成部的电介质电极的整体构造的立体图。
图2是表示实施方式1的接地侧电极构成部的上表面以及下表面构造等的说明图。
图3是将图2的关注区域放大表示的说明图。
图4是将图2的关注区域放大表示的俯视图。
图5是表示高电压侧电极构成部的上表面以及下表面构造等的说明图。
图6是表示高电压侧电极构成部与接地侧电极构成部的组装工序的立体图(之1)。
图7是表示高电压侧电极构成部与接地侧电极构成部的组装工序的立体图(之2)。
图8是表示高电压侧电极构成部与接地侧电极构成部的组装工序的立体图(之3)。
图9是以表形式表示实施方式1的与电介质电极的膜厚变化相伴随的局部放电电压以及产生N浓度的变化的说明图。
图10是表示实施方式2的活性气体生成装置的高电压侧电极构成部的构造的说明图。
图11是表示实施方式3的活性气体生成装置的高电压侧电极构成部的构造的说明图。
图12是将图11所示的高电压侧电极构成部分解表示的截面图。
图13是表示实施方式4的活性气体生成装置的高电压侧电极构成部的构造的说明图。
图14是以表形式表示实施方式4的由局部电介质电极的层叠构造产生的局部放电电压的变化的说明图。
图15是以表形式表示电介质种类的具体例的局部放电电压的变化的图表。
图16是示意地表示本申请发明的活性气体生成装置的基本构成的说明图。
具体实施方式
＜前提技术＞
图16是示意地表示本申请发明的活性气体生成装置的基本构成的说明图。如该图所示那样，作为基本构成而具有高电压侧电极构成部1(第1电极构成部)、设置在高电压侧电极构成部1的下方的接地侧电极构成部2(第2电极构成部)、以及对高电压侧电极构成部1以及接地侧电极构成部2施加交流电压的高频电源5(交流电源部)。
高电压侧电极构成部1具有电介质电极11(第1电介质电极)、以及选择性地形成在电介质电极11的上表面上的金属电极10(第1金属电极)，接地侧电极构成部2具有电介质电极21(第2电介质电极)、以及选择性地形成在电介质电极21的下表面上的金属电极20(第2金属电极)。接地侧电极构成部2的金属电极20与接地电平连接，从高频电源5对高电压侧电极构成部1的金属电极10施加交流电压。
然后，通过高频电源5施加交流电压，由此在电介质电极11及21所对置的电介质空间内，金属电极10以及20俯视重复的区域被规定为放电空间。通过上述的高电压侧电极构成部1、接地侧电极构成部2以及高频电源5来构成活性气体生成用电极组。
在这样的构成中，通过作为交流电源部的高频电源5施加交流电压，由此在高电压侧电极构成部1与接地侧电极构成部2之间形成放电空间，当向该放电空间供给氮气分子等原料气体6时，能够得到自由基化的氮原子等活性气体7。
以下所述的实施方式1～实施方式4的活性气体生成装置，是将图16所示的活性气体生成装置作为基本构成而进一步发展后的装置。
＜实施方式1＞
图1是表示实施方式1的活性气体生成装置中的接地侧电极构成部2A的电介质电极211的整体构造的立体图。图2是表示接地侧电极构成部2A的上表面以及下表面构造等的说明图。该图2的(a)为俯视图，该图2的(b)为该图2的(a)的A-A截面图，该图2的(c)为仰视图，该图2的(d)为该图2的(a)的B-B截面图。图3是将图2的(a)的关注区域R11放大表示的说明图，该图3的(a)为俯视图，该图3的(b)为关注区域R11的A-A截面图。此外，在图1～图3各自中适当地示出XYZ坐标系。
如这些图所示那样，实施方式1的接地侧电极构成部2A(第2电极构成部)具有电介质电极211以及金属电极201H及201L(一对第2局部金属电极；第2金属电极)。
电介质电极211在俯视时呈以X方向为长边方向、以Y方向为短边方向的长方形的平板构造。以下，在电介质电极211中，有时将后述的直线形阶差形状部52A及52B作为边界，而将中心部称为主要区域53，将两端部称为端部区域54A及54B。
关于电介质电极211(第2电介质电极)，在主要区域53内的中央区域R50中，沿着X方向(第1方向；电极形成方向)设置有多个气体喷出孔55(5个气体喷出孔55)。多个气体喷出孔55分别从电介质电极211的上表面贯通到下表面地设置。
如图2的(b)、(c)所示那样，金属电极201H及201L(一对第2局部金属电极)形成在电介质电极211的下表面上，在俯视时夹着电介质电极211的中央区域R50而相互对置地配置。金属电极201H及201L在俯视时呈大致长方形，将X方向(第1方向)作为长边方向(电极形成方向)，将与X方向以直角交叉的Y方向(第2方向)作为相互对置的电极对置方向。金属电极201H及201L的俯视时的大小相同，其配置以中央区域R50为中心而对称。
此外，金属电极201H及201L通过在电介质电极211的下表面上进行金属化处理来形成，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(第2电极构成部)。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。
图5是表示高电压侧电极构成部1A(第1电极构成部)的上表面以及下表面构造等的说明图。该图5的(a)为俯视图，该图5的(b)为该图5的(a)的C-C截面图，该图5的(c)为仰视图。此外，在图5中适当地示出XYZ坐标系。
如该图5所示那样，高电压侧电极构成部1A由电介质电极111、以及形成在电介质电极111的上表面上的金属电极101H及101L构成。与电介质电极211同样，电介质电极111呈将X方向作为长边方向、将Y方向作为短边方向的俯视为长方形的平板构造。
如该图5的(b)所示那样，电介质电极111成为膜厚(厚度)沿着X方向连续地变化的构造。此外，电介质电极111的膜厚沿着Y方向呈均匀的厚度。
具体地说，如该图5的(b)所示那样，电介质电极111的右端(+X方向的端部)的膜厚被设定为厚度dA1，左端(-X方向的端部)的膜厚被设定为厚度dB1(＞dA1)。
然后，电介质电极111的膜厚沿着X方向从右端(厚度dA1)到左端(厚度dB1)而连续变厚。由此，电介质电极111的上表面相对于水平方向(X方向)具有一定的倾斜。此外，作为厚度dA1与厚度dB1之间的高低差例如可以想到设为厚度dB1的80％程度。
此外，金属电极101H及101L(一对第1局部金属电极；第1金属电极)形成在电介质电极111的上表面上，在俯视时夹着与电介质电极211的中央区域R50对应的相同形状的中央区域R60而相互对置地配置。金属电极101H及101L的膜厚均匀。
此时，与金属电极201H及201L同样，金属电极101H及101L在俯视时呈大致长方形，将X方向(第1方向)作为长边方向(电极形成方向)，将与X方向以直角交叉的Y方向(第2方向)作为相互对置的电极对置方向。金属电极101H及101L的俯视时的大小相同，其配置以中央区域R60为中心而对称。但是，金属电极101H及101L的短边方向(Y方向)以及长边方向(X方向)的宽度被设定得比金属电极201H及201L稍短。此外，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。
图6～图8是表示高电压侧电极构成部1A与接地侧电极构成部2A的组装工序的立体图。此外，在图6～图8中分别示出XYZ坐标系。此外，在图6～图8中，为了便于说明而省略电介质电极111的上述膜厚的变化以及上表面的倾斜的图示。
如图6所示那样，能够通过在接地侧电极构成部2A上配置高电压侧电极构成部1A来组装活性气体生成用电极组301。如图6及图7所示那样，通过将高电压侧电极构成部1A中的电介质电极111的中央区域R60、与接地侧电极构成部2A中的电介质电极211的中央区域R50定位为俯视重复，并且将高电压侧电极构成部1A层叠在接地侧电极构成部2A上而组合，由此最终能够如图8所示那样完成活性气体生成用电极组301。
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俯视重复的区域被规定为放电空间。
在作为金属化部的金属电极101H及101L以及金属电极201H及201L，如图16所示的金属电极10以及20那样连接有(高压)高频电源5。接地侧电极构成部2A的金属电极201H及201L被接地，在本实施方式中，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峰值固定于2～10kV、将频率设定于10kHz～100kHz的交流电压。
如上所述，与接地侧电极构成部2A的电介质电极211不同，在高电压侧电极构成部1A的电介质电极111的上表面上以及下表面上未形成任何构成。由此，在将高电压侧电极构成部1A与接地侧电极构成部2A组合时，只是利用弹簧、螺栓等的紧固力从上部向接地侧电极构成部2A侧进行固定，而不设置锪孔形状等特意对接地侧电极构成部2A进行定位，从而能够得到极力抑制了输送时等由于电介质电极111与电介质电极211的端面间的接触而产生的金属污染的可能性的构造的活性气体生成用电极组301。
上述的放电空间(放电场)为了抑制异常放电而无法与气体喷出孔55接近一定间隔以上。由此，从脱离放电空间的位置起到气体喷出孔55为止的中央区域R50(R60)上的空间成为非放电空间(非放电场、死区)，在该非放电空间中活性气体不会被生成而会逐渐减少。
活性气体在放电空间中生成，经过放电空间后，由于其是高能量，故而急剧衰减，在短时间内全部消失。在活性气体的衰减机理是由于与基态的其他分子碰撞等而失去能量的类型的情况下，通过单纯地降低压力而降低碰撞频度就能够抑制活性气体的消失速度。即，将在大气压附近的放电空间中生成的活性气体迅速地向减压状态下的后级的成膜处理腔室喷出是非常重要的，因此之前记载的对非放电空间进行规定的中央区域R50(R60)的Y方向的宽度优选尽可能窄。
不应当为了使非放电空间极小化而使放电空间接近于气体喷出孔55。其原因在于，若使气体喷出孔55过于接近放电空间，则在活性气体的生成时有可能产生异常放电。因此，实施方式1的活性气体生成装置的特征在于，为了填埋非放电空间而设置楔形阶差形状部51(中央区域阶差部)，使其在电介质电极211的上表面的中央区域R50中向上方突出，并作为电介质电极211的构成要素而一体地形成。
即，楔形阶差形状部51形成为，在俯视时不与多个气体喷出孔55重复，在俯视时随着与多个气体喷出孔55分别接近而Y方向(第2方向)的形成宽度变短。具体地说，通过在5个气体喷出孔55之间形成为俯视菱形状且相互离散的4个菱形单体部51s(参照图3的(a))、与设置在5个气体喷出孔55中的两端的气体喷出孔55的外侧的俯视为大致等腰三角形状的2个三角单体部51t(参照图3的(a))的集合体，形成楔形阶差形状部51。
由此，通过从外部使原料气体沿着Y方向(图6～图8所示的气体供给方向D1)朝向电介质空间中的中央区域R50上(中央区域R60下)供给，由此能够生成在原料气体经过放电空间时得到的活性气体，并从多个气体喷出孔55沿着-Z方向(图6～图8所示的气体喷出方向D2)将活性气体向外部喷出。
此时，通过具有以随着与多个气体喷出孔55分别接近而Y方向的形成宽度变短的方式分别离散地形成的4个菱形单体部51s和2个三角单体部51t的、楔形阶差形状部51(中央区域阶差部)的存在，在电介质空间内的中央区域R50上(中央区域R60下)，能够对与多个气体喷出孔55对应的活性气体的多个气体流路分别进行节流。作为其结果，实施方式1的活性气体生成装置能够在各气体喷出孔55中提高气体流速，结果能够生成更高密度的活性气体。
此外，除了楔形阶差形状部51那样的平面形状以外，例如平面形状也可以是半圆形状，只要形成为在俯视时不与多个气体喷出孔55重复、在俯视时随着与多个气体喷出孔55分别接近而Y方向(第2方向)的形成宽度变短的形状就能够实现上述效果，这是毋庸置疑的。
此外，作为原料气体，例如可以考虑到含有氮、氧、氟、以及氢中的至少一种的气体。即，可以考虑将氧、稀有气体类、氢、氟类的气体作为原料气体而供给的方式。这些原料气体从活性气体生成用电极组301的外周部沿着气体供给方向D1向内部进入，经由内部的放电空间而成为活性气体，活性气体(含有自由基的气体)从设置于电介质电极211的多个气体喷出孔55沿着气体喷出方向D2向后级的成膜处理腔室喷出。在成膜处理室内，能够通过利用反应性较高的活性气体来对作为处理对象基板的工件进行成膜处理。此外，活性气体含有从多个气体喷出孔55喷出的多种局部活性气体。
如此，能够从含有氮、氧、氟、以及氢中的至少一种的原料气体，生成更高密度的活性气体。
楔形阶差形状部51设置在接地侧电极构成部2A的电介质电极211的上表面上，而不是高电压侧电极构成部1A的电介质电极111。即，多个气体喷出孔55与楔形阶差形状部51形成在同一电介质电极111。因此，如图6～图8所示那样，在活性气体生成用电极组301的组装时，不需要进行多个气体喷出孔55与楔形阶差形状部51的定位，还能够实现装置构成的简化。
该楔形阶差形状部51还作为对高电压侧电极构成部1与接地侧电极构成部2之间的放电空间中的间隙长度(电介质电极111、电介质电极211之间的Z方向的距离)进行规定的隔离物起作用。
因此，如图6～图8所示那样，通过在接地侧电极构成部2A上层叠高电压侧电极构成部1A的简单组装工序，就能够通过楔形阶差形状部51的形成高度来设定放电空间中的间隙长度。
此外，以往，隔离物形成于放电空间的情况较多。在该情况下，产生经由隔离物侧面的沿面放电，成为产生放电损失、金属污染的原因。在本实施方式中，在电介质电极211的上表面上突出设置的楔形阶差形状部51设置于放电空间外的中央区域R50，因此能够抑制产生金属污染等。
如图1～图3所示那样，电介质电极211还具有直线形阶差形状部52A及52B(一对端部区域阶差部)，该直线形阶差形状部52A及52B存在于电介质电极211的两端侧，在主要区域53与端部区域54A及54B的边界区域向上方突出地形成。直线形阶差形状部52A及52B在俯视时遍及电介质电极211的短边方向的全长而沿着Y方向形成，直线形阶差形状部52A及52B的形成高度与楔形阶差形状部51的形成高度一起对放电空间中的间隙长度进行规定。
通过这些直线形阶差形状部52A及52B的存在，限制气体从电介质电极211的X方向两端部向放电空间流入。若气体能够从电介质电极211的两端部流入，则电介质电极211的两端部附近的气体喷出孔55(在图1中存在于最右或者最左的气体喷出孔55)的活性气体的流入量容易受到影响，因此存在来自各气体喷出孔55的活性气体的气体流量的计算复杂化、控制变难这样的不良情况。通过设置直线形阶差形状部52A及52B，能够消除该不良情况。
通过设置直线形阶差形状部52A及52B，由此高电压侧电极构成部1A以及接地侧电极构成部2A之间的气体的流入进路仅是从Y方向的2个面。因此，气体流动本身比较稳定化，因此放电空间内的压力分布成为一定，能够形成均匀的放电空间。
如此，通过电介质电极211还具有直线形阶差形状部52A及52B，由此即使在多个气体喷出孔55中的离X方向上的两端部的距离较近的气体喷出孔55，也不会产生由于非意图的气体从该两端部流入等的影响而导致活性气体的流入量变化的现象，因而能够在多个气体喷出孔55之间不产生偏差地喷出活性气体。作为其结果，能够使压力分布一定且使多个气体喷出孔55各自的流量相同。
此外，如后述的图4所示那样，将从放电空间(金属电极201H及201L的中央区域R50侧的端部)到多个气体喷出孔55的、Y方向上的距离即非放电距离d25设定为10mm以上。
如此，通过将非放电距离d25设定为10mm以上，能够使得在活性气体生成时不易产生异常放电。
图4是将图2的(a)的关注区域R12放大表示的俯视图。此外，在图4中适当地示出XYZ坐标系。如该图4所示那样，由于非放电空间的极小化，楔形阶差形状部51的Y方向的形成长度最长的端部51H及51L延伸到与形成放电空间的金属电极201H及201L相邻接的位置。若楔形阶差形状部51的端部51H及51L与金属电极201H及201L重叠，则在活性气体生成时会诱发异常放电，因此在对放电空间进行规定的金属电极201H及201L中，在与端部51H及51L对应的区域设置有俯视大致三角形状的切口部61H及61L。作为其结果，在楔形阶差形状部51与金属电极201H及201L之间确保规定的基准距离(例如，2～3mm)。
同样，如图5的(a)、(b)所示那样，在金属电极101H及101L中，在与端部51H及51L对应的部位也设置有切口部71H及71L。
如此，以在由金属电极101H及101L与金属电极201H及201L的俯视重复区域规定的放电空间与楔形阶差形状部51之间俯视时的两者间的最短距离成为规定的基准距离以上的方式，设定将金属电极101H及101L以及金属电极201H及201L的平面形状，由此在活性气体生成时不易产生异常放电。
此外，如上所述，将金属电极101H及101L的短边方向(Y方向)以及长边方向(X方向；电极形成方向)的宽度设定得比金属电极201H及201L稍短，由此能够使金属电极101H及101L与金属电极201H及201L的平面形状的一部分不同。
作为其结果，能够抑制在金属电极101H及101L或者金属电极201H及201L的端面容易产生的异常放电的产生。
此外，在不重视上述效果的情况下，也可以使金属电极101H及101L与金属电极201H及201L的平面形状完全一致。
并且，高电压侧电极构成部1A以及接地侧电极构成部2A(特别是电介质电极111及211)中的与活性气体接触的区域即气体接触区域优选以石英、氧化铝、氮化硅或者氮化铝为构成材料来形成。
由上述构成材料形成的面是相对于活性气体在化学上稳定的物质，因此能够在与活性气体接触的气体接触区域之间在抑制了活性气体的失活的状态下将活性气体从气体喷出孔喷出。
此外，多个气体喷出孔55分别以相同形状(直径相同的圆状)形成的情况为基本构成。
另一方面，还可以考虑在多个气体喷出孔55之间将多个气体喷出孔的形状(直径)设定为相互不同的变形构成。
在实施方式1的活性气体生成装置中，在采用了上述变形构成的情况下，具有能够设定为在多个气体喷出孔55之间使喷出量不同的内容的效果。此外，关于该变形构成将在之后详细说明。
(电介质电极111)
如图5的(b)所示那样，电介质电极111以及电介质电极211中的一方的电介质电极即电介质电极111具有沿着电极形成方向即X方向使膜厚变化的膜厚变化构造。
在此，将X方向上的5个气体喷出孔55的位置从右侧(+X侧)起设定为喷出孔位置P1～P5。能够与喷出孔位置P1～P5对应地将上述放电空间分类为第1～第5局部放电空间这5个。即，第i(i＝1～5的任一个)局部放电空间成为在上述放电空间内沿着X方向包含喷出孔位置Pi及其附近的空间。此外，第1～第5局部放电空间在放电空间内未被进行任何分割。
如此，能够与电极形成方向(X方向)上的多个气体喷出孔55的位置相对应，将上述放电空间分类为多个局部放电空间。
因此，实施方式1的活性气体生成装置由于具备具有上述的膜厚变化构造的电介质电极111，因此能够将第1～第5局部空间中的第1～第5局部放电电压设为相互不同的值。
图9是以表形式表示实施方式1的与电介质电极111的膜厚变化相伴随的局部放电电压以及产生N浓度的变化的说明图。在图9中示出了将氮气作为原料气体6，作为活性气体7而产生自由基化的氮原子的情况。
如图9所示那样，假定形成了电介质电极111的膜厚为1mm、3mm、6mm的情况下的3个局部放电空间PD1、PD2及PD3的情况。
局部放电空间PD1～PD3之间的各自的间隙长度都相同为1mm，局部放电空间PD1～PD3各自的压力即间隙部压力也都相同为30kPa，作为整体施加电压的交流电压也相同为5000V。
另一方面，局部放电空间PD1、PD2及PD3的局部放电电压为4200V、3100V以及2300V，是变化的，在局部放电空间PD1、PD2及PD3中产生的活性气体7的产生N浓度(产生氮浓度)为110ppm、80ppm以及50ppm，是变化的。产生N浓度意味着活性气体7中的自由基化的氮原子的浓度即活性气体浓度。
如图9所示那样，在局部放电空间PD1～PD3之间，局部放电电压与电介质电极111的膜厚呈反比例。其原因在于，在电介质电极111的下表面，膜厚比较薄的下表面的电位与膜厚比较厚的下表面的电位相比高出与膜厚变薄相对应的量。
另一方面，产生N浓度与局部放电电压成正比例，因此局部放电空间PD1～PD3各自的产生N浓度从高浓度侧起成为局部放电空间PD1、PD2及PD3的顺序。
如图9所示那样，通过使电介质电极111具有上述膜厚变化构造而在局部放电空间PD1～PD3之间使电介质电极111的膜厚(厚度)变化，由此能够对局部放电空间PD1～PD3之间的产生N浓度设置浓度梯度。
如此，电介质电极111的上述膜厚变化构造为沿着电极形成方向(X方向)使膜厚变化，以使得在从高频电源5施加交流电压时在多个局部放电空间中产生的多个局部放电电压成为相互不同的值。
即，电介质电极111(一方的电介质电极)的膜厚成为放电电压贡献参数，电介质电极111的上述膜厚变化构造作为使上述放电电压贡献参数变化的参数变化构造起作用。
这种构造的实施方式1的活性气体生成装置向外部喷出包含从设置于电介质电极211的多个气体喷出孔55喷出的多种局部活性气体的活性气体。
由此，在实施方式1的活性气体生成装置中，通过适当地设定电介质电极111中的厚度dA1～厚度dB1之间的膜厚差、多个气体喷出孔55的配置，由此能够在所喷出的活性气体内的多种局部活性气体之间使自由基化的原子或分子等的浓度即活性气体浓度变化。
如此，实施方式1的活性气体生成装置的特征在于，具有沿着电极形成方向使膜厚(放电电压贡献参数)变化的膜厚变化构造(参数变化构造)，以使得在交流电压的施加时在多个局部放电空间中产生的多个局部放电电压成为相互不同的值。
实施方式1的活性气体生成装置通过具有上述特征，由此发挥如下效果：不将放电空间分割为多个、且从高频电源5施加1种交流电压，就能够向外部喷出含有活性气体浓度相互不同的多种局部活性气体的活性气体。
并且，实施方式1的活性气体生成装置作为参数变化构造，采用沿着电极形成方向(X方向)使电介质电极111的膜厚变化的膜厚变化构造。因此，实施方式1的活性气体生成装置通过使电介质电极111以及电介质电极211中的一方的电介质电极即电介质电极111的膜厚变化这样的比较简单的改进构造，就能够实现上述效果。
并且，在实施方式1中，作为上述膜厚变化构造，采用沿着电极形成方向使电介质电极111的膜厚连续地变化的构造。在该构造中具有如下优点，通过例如使电介质电极111的沿着电极形成方向的两端部的膜厚具有人为差这样的比较简单的设定，就能够实现膜厚变更构造。
而且，实施方式1的活性气体生成装置通过从外部将氮气等原料气体6沿着电极对置方向朝向电介质空间的中央区域R60上供给，由此能够在使该原料气体经过放电空间之后，从在电介质电极211的中央区域R50设置的多个气体喷出孔55，向外部喷出含有活性气体浓度相互不同的多种局部活性气体的活性气体。
在此，考虑在活性气体生成装置的后级所配置的成膜处理腔室等中利用活性气体来进行基板的成膜处理的情况。
在该情况下，与活性气体浓度相比，成膜处理内容更大地依存于每单位时间的绝对数(通量)。此外，所谓通量意味着从各气体喷出孔55得到的每单位时间的活性气体量(atms/sec)。
即，即使活性气体浓度较高，如果气体流量本身为微量，则需要较长的成膜时间。因此，可以考虑如下的变形构成：通过在多个气体喷出孔55之间使喷出的每单位时间的气体流量变化，由此在多种局部活性气体之间设置实质的浓度差，即对通量设置差。
如此，可以考虑如下的变形构成：通过使电介质电极111的膜厚均匀而在多个气体喷出孔55之间使孔径变化，由此在多个气体喷出孔55之间使气体流量变化。
但是，在上述变形构成中，多个局部放电空间中的间隙部压力会产生人为差。其原因在于，孔径越大的气体喷出孔附近的局部放电空间，压力越降低。在间隙部压力使放电的状态较大变化的同时，在间隙部压力为10kPa～30kPa程度、间隙长度为1～3mm程度的局部放电空间中，存在压力越降低则放电电力也越降低的倾向。因此，气体流量的增加量与放电电力的降低抵消，因此在上述变形构成中变得非常不易高精度地控制通量。
另一方面，在实施方式1的活性气体生成装置中，多个局部放电空间(放电场)的状态完全不进行变更，即，使多个气体喷出孔55的孔径相同而将多个局部放电空间的压力设定为一定的间隙部压力，由此能够在局部活性气体之间高精度地设置活性气体浓度差，因此具有根据上述变更构成无法实现的效果。
＜实施方式2＞
图10是表示本发明的实施方式2的活性气体生成装置的高电压侧电极构成部1B的构造的说明图。该图10的(a)为俯视图，该图10的(b)是该图10的(a)的D-D截面图，该图10的(c)是表示接地侧电极构成部2B的电介质电极212的截面构造的截面图。在该图10的(c)中省略金属电极202H及202L的图示。此外，在图10适当地示出XYZ坐标系。
实施方式2的活性气体生成装置与实施方式1的不同点在于，高电压侧电极构成部1A被置换为高电压侧电极构成部1B，接地侧电极构成部2A被置换为接地侧电极构成部2B。
此外，如图10的(c)所示那样，电介质电极212与实施方式1的电介质电极211同样，在中央区域R50内沿着电极形成方向设置有多个气体喷出孔55。此外，在电介质电极212中，也可以与电介质电极211同样，采用还具有楔形阶差形状部51、直线形阶差形状部52A及52B的构造。
此外，虽然在图10中省略图示，但在电介质电极212的下表面上形成的金属电极202H及202L呈与在电介质电极211的下表面上形成的金属电极201H及201L等效的构造。
在图10的(c)中，以能够识别的方式将5个气体喷出孔55从右侧起表示为55(1)、55(2)、55(3)、55(4)以及55(5)。
如图10所示那样，高电压侧电极构成部1B由电介质电极112、以及形成在电介质电极112的上表面上的金属电极102H及102L构成。
电介质电极112与电介质电极111同样，呈将X方向作为长边方向、将Y方向作为短边方向的俯视时为长方形的平板构造。
如该图10的(b)所示那样，电介质电极112成为沿着X方向而膜厚(厚度)阶段(离散)地变化的构造。此外，电介质电极112的膜厚沿着Y方向呈均匀的厚度。
具体地说，如该图10的(b)所示那样，电介质电极112的右端(+X方向的端部)的膜厚被设定为厚度dA2，左端(-X方向的端部)的膜厚被设定为厚度dB2(＞dA2)。
然后，电介质电极112的膜厚沿着X方向从右端(厚度dA2)到左端(厚度dA2)阶段性地变厚。具体地说，从电介质电极111的右端到左端膜厚以5个阶段变化。
如该图10的(b)所示那样，电介质电极112作为膜厚相互不同的多个电介质局部区域，具有5个电介质局部区域PX1～PX5。电介质局部区域PX1是包括在电极形成方向即X方向上存在于最右侧的气体喷出孔55(1)的喷出孔位置P1的区域。
电介质局部区域PX2是包括在X方向上存在于右侧起第2处的气体喷出孔55(2)的喷出孔位置P2的区域。电介质局部区域PX3是包括在X方向上存在于右侧起第3处的气体喷出孔55(3)的喷出孔位置P3的区域。电介质局部区域PX4是包括在X方向上存在于右侧起第4处的气体喷出孔55(4)的喷出孔位置P4的区域。电介质局部区域PX5是包括在X方向上存在于最左侧的气体喷出孔55(5)的喷出孔位置P5的区域。
在电介质电极112中，电介质局部区域PX1的膜厚为厚度dA2，电介质局部区域PX2的膜厚为厚度dA2+Δz，电介质局部区域PX3的膜厚为厚度dA2+2·Δz，电介质局部区域PX4的膜厚为厚度dA2+3·Δz，电介质局部区域PX5的膜厚为厚度dB1(＝厚度dA2+4·Δz)。此外，在上述例子中表示了电介质局部区域PX1～PX5中的相邻接的电介质局部区域之间的阶差为Δz且均匀的情况，但也不一定使其均匀。例如，也可以将相邻接的电介质局部区域之间的阶差设定为不同值，以便能够得到所希望的活性气体浓度差。
如此，电介质电极112在电极形成方向即X方向上，基于设置有多个气体喷出孔55的5个喷出孔位置P1～P5，被分类为5个电介质局部区域PX1～PX5。然后，在电介质局部区域PX1～PX5之间使膜厚变化。
如图10的(a)所示那样，金属电极102H及102L(一对第1局部金属电极；第1金属电极)形成在电介质电极112的上表面上，在俯视时夹着与电介质电极212的中央区域R50对应的相同形状的中央区域R60而相互对置地配置。此时，金属电极102H及102L与金属电极202H及202L同样，在俯视时呈大致长方形，将X方向(第1方向)作为长边方向(电极形成方向)，将与X方向直角地交叉的Y方向(第2方向)作为相互对置的电极对置方向。
此外，图10的(a)所示的多个气体喷出孔55为，将存在于电介质电极212的多个气体喷出孔55假想地在电介质电极112中表示于俯视时重复的位置，实际上未形成在电介质电极112上。
如图10的(b)所示那样，金属电极102H及102L分别使膜厚均匀，并且，与电介质电极111的电介质局部区域PX1～PX5对应地形成为5个阶段的阶梯状。
此外，金属电极102H及102L的其他构造的特征与实施方式1的金属电极101H及101L相同，因此省略说明。
在实施方式2的活性气体生成装置中，在电介质电极112与电介质电极212对置的电介质空间内，金属电极102H及102L与金属电极202H及202L俯视重复的区域被规定为放电空间。
在实施方式2中，上述放电空间沿着电极形成方向即X方向，被分类为与电介质电极212的电介质局部区域PX1～PX5对应的第1～第5局部放电空间。
即，在电介质局部区域PXi(i＝1～5的任一个)中，金属电极102H及102L与金属电极202H及202L俯视重复的区域成为第i局部放电空间。此外，第1～第5局部放电空间在放电空间内未被进行任何分割。
如此，能够与电极形成方向(X方向)上的多个气体喷出孔55(5个气体喷出孔55(1)～55(5))的喷出孔位置P1～P5对应，将上述放电空间分类为第1～第5局部放电空间。
因此，实施方式2的活性气体生成装置具备具有上述膜厚变化构造的电介质电极112，因此与实施方式1同样，能够使第1～第5局部空间中的第1～第5局部放电电压成为相互不同的值。
如此，电介质电极112的上述膜厚变化构造沿着电极形成方向(X方向)使膜厚变化，以使得在交流电压的施加时在多个局部放电空间中产生的多个局部放电电压成为相互不同的值。
即，电介质电极112(一方的电介质电极)的膜厚成为放电电压贡献参数，电介质电极112的上述膜厚变化构造作为使上述放电电压贡献参数变化的参数变化构造起作用。
这种构造的实施方式2的活性气体生成装置向外部喷出含有从设置在电介质电极212上的多个气体喷出孔55喷出的多种局部活性气体的活性气体。
由此，在实施方式2的活性气体生成装置中，通过适当地设定电介质电极112的电介质局部区域PX1～PX5中的各膜厚、多个气体喷出孔55的配置，由此能够在所喷出的活性气体内的多种局部活性气体之间使自由基化的原子或分子的浓度即活性气体浓度变化。
如此，实施方式2的活性气体生成装置与实施方式1同样，其特征在于，具有沿着电极形成方向使膜厚(放电电压贡献参数)变化的膜厚变化构造(参数变化构造)。
实施方式2的活性气体生成装置通过具有上述特征，由此与实施方式1同样，发挥如下效果：不将放电空间分割形成为多个、且从高频电源5施加1种交流电压，就能够向外部喷出含有活性气体浓度相互不同的多种局部活性气体的活性气体。
并且，实施方式2的活性气体生成装置与实施方式1同样，作为参数变化构造，采用沿着电极形成方向(X方向)使电介质电极112的膜厚变化的膜厚变化构造。因此，实施方式2的活性气体生成装置通过使电介质电极112以及电介质电极212中的一方的电介质电极即电介质电极112的膜厚变化这样的比较简单的改进构造，就能够实现上述效果。
而且，在实施方式2中，作为电介质电极112中的膜厚变化构造，采用在电介质局部区域PX1～PX5之间使膜厚离散地变化的构造。因此，实施方式2的活性气体生成装置能够以电介质电极112中的电介质局部区域PX1～PX5为单位高精度地设定为所希望的膜厚。
并且，在电介质局部区域PX1～PX5之间设置有阶差的电介质电极112的离散的膜厚变化构造，与电介质电极111的连续的膜厚变化构造相比，能够实现加工所需要的麻烦及费用的降低化。
此外，金属电极102H及102L一般使用溅射等成膜处理方法或基于金属糊料涂敷的烧结加工方法等而形成在电介质电极112的上表面上，但需要注意在电介质局部区域PX1～PX5之间的阶差部不要产生分割。
＜实施方式3＞
图11是表示本发明的实施方式3的活性气体生成装置的高电压侧电极构成部1C的构造的说明图。该图11的(a)为俯视图，该图11的(b)为该图11的(a)的E-E截面图。
图12是将高电压侧电极构成部1C分解表示的截面图，表示图11的(a)的E-E截面。该图12的(a)是局部电介质电极113B与金属电极101H的层叠构造的截面图，该图12的(b)是局部电介质电极113A的截面构造的截面图。此外，在图11及图12中分别适当地示出XYZ坐标系。
实施方式3的活性气体生成装置与实施方式1的不同点在于，高电压侧电极构成部1A被置换为高电压侧电极构成部1C，接地侧电极构成部2A被置换为接地侧电极构成部2C。
此外，虽然未图示，但接地侧电极构成部2C的构造呈与实施方式1的接地侧电极构成部2A相同的构造。即，接地侧电极构成部2C由电介质电极213以及金属电极203H及203L构成，电介质电极213呈与电介质电极211相同的构造，金属电极203H及203L呈与金属电极201H及201L相同的构造，在电介质电极213的下表面上设置有与金属电极201H及201L相同的内容。
此外，也可以通过与实施方式2的接地侧电极构成部2B相同的构成来形成接地侧电极构成部2C。即，在接地侧电极构成部2C中，电介质电极213也可以呈与电介质电极212相同的构造。
如图11所示那样，高电压侧电极构成部1C由电介质电极113、以及形成在电介质电极113的上表面上的金属电极103H及103L构成。
如图11的(a)所示那样，与电介质电极111同样，电介质电极113呈将X方向作为长边方向、将Y方向作为短边方向、在俯视时为长方形的平板构造。
如图11的(b)所示那样，电介质电极113(一方的电介质电极)构成为，包括作为第1层叠用局部电介质电极的局部电介质电极113A、以及形成在电介质电极113上的作为第2层叠用局部电介质电极的局部电介质电极113B。由此，由局部电介质电极113A及113B的层叠构造来构成电介质电极113。
如图11及图12所示那样，局部电介质电极113A具有均匀的膜厚，局部电介质电极113B与实施方式1的电介质电极111同样，具有膜厚连续地变化的膜厚变化构造。
具体地说，如图12的(a)所示那样，局部电介质电极113B的右端(+X方向的端部)的膜厚被设定为厚度dA3，左端(-X方向的端部)的膜厚被设定为厚度dB3(＞dA3)。另一方面，如图12的(b)所示那样，局部电介质电极113A被设定为均匀的厚度d3。
由此，局部电介质电极113B的膜厚沿着X方向从右端(厚度dA3)到左端(厚度dB3)连续地变厚。作为其结果，电介质电极113整体的膜厚沿着X方向从右端(厚度dA3+d3)到左端(厚度dB3+d3)连续地变厚。由此，电介质电极113(局部电介质电极113B)的上表面相对于水平方向(X方向)具有一定的倾斜。
在此，如果设定为“dA3+d3＝dA1”以及“dB3+d3＝dB1”，则电介质电极113关于膜厚具有与实施方式1的电介质电极111等效的构造。
如图11的(b)及图12的(a)所示那样，具有局部电介质电极113B的电介质电极113(一方的电介质电极)，与电介质电极111同样，具有沿着电极形成方向即X方向使膜厚连续地变化的膜厚变化构造。
此外，金属电极103H及103L(一对第1局部金属电极；第1金属电极)形成在电介质电极113(局部电介质电极113B)的上表面上，夹着在俯视时与电介质电极213的中央区域R50对应的相同形状的中央区域R60而相互对置地配置。此时，金属电极103H及103L与金属电极203H及203L同样，在俯视时呈大致长方形，将X方向(第1方向)作为长边方向(电极形成方向)，将与X方向直角地交叉的Y方向(第2方向)作为相互对置的电极对置方向。
在实施方式3的活性气体生成装置中，在电介质电极113与电介质电极213对置的电介质空间内，金属电极103H及103L与金属电极203H及203L俯视重复的区域被规定为放电空间。
因此，在实施方式3的活性气体生成装置中，与实施方式1同样，能够沿着X方向将上述放电空间分类为第1～第5局部放电空间这5个放电空间。即，第i(i＝1～5的任一个)的局部放电空间在上述放电空间中成为包括喷出孔位置Pi及其附近的空间。此外，第1～第5局部放电空间在放电空间内未被进行任何分割。
如此，能够与电极形成方向(X方向)上的多个气体喷出孔55的位置对应，将上述放电空间分类为多个局部放电空间。
因此，实施方式3的活性气体生成装置具备具有上述膜厚变化构造的电介质电极113(局部电介质电极113B)，因此与实施方式1同样，能够使第1～第5局部空间中的第1～第5局部放电电压成为相互不同的值。
如此，电介质电极113(局部电介质电极113B)的上述膜厚变化构造沿着电极形成方向(X方向)使膜厚变化，以使得在交流电压的施加时在多个局部放电空间中产生的多个局部放电电压成为相互不同的值。
即，电介质电极113(一方的电介质电极)的膜厚成为放电电压贡献参数，电介质电极113的上述膜厚变化构造作为使上述放电电压贡献参数变化的参数变化构造起作用。
这种构造的实施方式3的活性气体生成装置向外部喷出含有从设置于电介质电极213的多个气体喷出孔55喷出的多种局部活性气体的活性气体。
因此，在实施方式3的活性气体生成装置中，通过适当地设定局部电介质电极113A的膜厚、局部电介质电极113B的厚度dA3～厚度dB3之间的膜厚差、多个气体喷出孔55的配置，由此能够在所喷出的活性气体内的多种局部活性气体之间使活性气体浓度变化。
如此，实施方式3的活性气体生成装置的特征在于，与实施方式1以及实施方式2同样，具有沿着电极形成方向使膜厚(放电电压贡献参数)变化的膜厚变化构造(参数变化构造)。
实施方式3的活性气体生成装置通过具有上述特征，由此能够发挥如下效果：不将放电空间分割为多个、且从高频电源5施加1种交流电压，就能够向外部喷出含有活性气体浓度相互不同的多种局部活性气体的活性气体。
并且，实施方式3的活性气体生成装置中作为参数变化构造，采用沿着电极形成方向(X方向)使电介质电极113中的局部电介质电极113B的膜厚变化的膜厚变化构造，由此通过使电介质电极113以及电介质电极213中的一方的电介质电极即电介质电极113的膜厚变化这样的比较简单的改进构造，就能够实现上述效果。
并且，在实施方式3中，作为上述膜厚变化构造，采用沿着电极形成方向使局部电介质电极113B的膜厚连续地变化的构造。在该构造中具有如下优点：通过例如使局部电介质电极113B的沿着电极形成方向的两端部的膜厚具有人为差这样的比较简单的设定，就能够实现膜厚变更构造。
而且，在实施方式3中，通过局部电介质电极113A与局部电介质电极113B的层叠构造来构成电介质电极113。
因此，实施方式3的活性气体生成装置通过作为第1层叠用局部电介质电极即局部电介质电极113A而使用现有的电介质电极，并且仅新追加局部电介质电极113B来作为第2层叠用局部电介质电极，由此能够作为电介质电极113而实现膜厚变化构造。作为其结果，能够比较低价地得到实施方式3的活性气体生成装置。
＜实施方式4＞
图13是表示本发明的实施方式4的活性气体生成装置的高电压侧电极构成部1D的构造的说明图。该图13(a)为俯视图，该图13(b)是该图13(a)的F-F截面图。此外，在图13中适当地示出XYZ坐标系。
实施方式4的活性气体生成装置与实施方式1的不同点在于，高电压侧电极构成部1A被置换为高电压侧电极构成部1D，接地侧电极构成部2A被置换为未图示的接地侧电极构成部2D。
虽然未图示，但接地侧电极构成部2D由电介质电极214以及形成在电介质电极214的下表面上的金属电极204H及204L构成。
电介质电极214呈与实施方式1的电介质电极211相同的构造，金属电极204H及204L呈与金属电极201H及201L相同的构造，在电介质电极214的下表面上设置有与金属电极201H及201L相同的内容。此外，也可以使电介质电极214成为与实施方式2的电介质电极212相同的构造。
如图13所示那样，高电压侧电极构成部1D由电介质电极114、以及形成在电介质电极114的上表面上的金属电极104H及104L构成。
如图13的(a)所示那样，电介质电极114与电介质电极111同样，呈将X方向作为长边方向、将Y方向作为短边方向、在俯视时为长方形的平板构造。
如图13的(b)所示那样，电介质电极114(一方的电介质电极)构成为，包括作为第1层叠用局部电介质电极的局部电介质电极114A、以及形成在电介质电极114上的作为第2层叠用局部电介质电极的局部电介质电极114B。由此，通过局部电介质电极114A及113B的层叠构造来构成电介质电极114。
如图13的(b)所示那样，局部电介质电极114A及114B均具有均匀的膜厚，局部电介质电极114B具有如下的介电常数变化构造：沿着电极形成方向即X方向，介电常数相互不同的5种局部电介质区域14a～14e相互邻接地设置。
局部电介质区域14a～14e按照与电极形成方向(X方向)上的多个气体喷出孔55的喷出孔位置P1～P5(参照图10的(c))对应的位置关系而设置。
即，局部电介质区域14e在X方向上包含喷出孔位置P1，局部电介质区域14d在X方向上包含喷出孔位置P2，局部电介质区域14c在X方向上包含喷出孔位置P3，局部电介质区域14b在X方向上包含喷出孔位置P4，局部电介质区域14a在X方向上包含喷出孔位置P5。
具体地说，如图13所示那样，从局部电介质电极114B的左端(-X方向的端部)到右端(+X方向的端部)具有5个局部电介质区域14a～14e。局部电介质区域14a～14e由具有相互不同的介电常数的构成材料构成。另一方面，局部电介质电极114A遍及整体由相同材料构成。
在此，局部电介质区域14a～14e由按照14a、14b、14c、14d以及14e的顺序而介电常数变高的构成材料(电介质a、电介质b、电介质c、电介质d以及电介质e)形成。
因此，局部电介质电极114B的介电常数沿着X方向从左端(电介质a)到右端(电介质e)而阶段性地变高。作为其结果，电介质电极114整体的电介质合成电容沿着X方向从左端到右端阶段性地变高。
如此，在实施方式4中，具有局部电介质电极114B的电介质电极114(一方的电介质电极)具有沿着电极形成方向即X方向使介电常数阶段性地变化的介电常数变化构造。
此外，金属电极104H及104L(一对第1局部金属电极；第1金属电极)形成在电介质电极114(局部电介质电极114B)的上表面上，夹着在俯视时与电介质电极214的中央区域R50对应的相同形状的中央区域R60而相互对置地配置。此时，金属电极104H及104L与金属电极204H及204L同样，在俯视时呈大致长方形，将X方向(第1方向)作为长边方向(电极形成方向)，将与X方向直角地交叉的Y方向(第2方向)作为相互对置的电极对置方向。
在实施方式4的活性气体生成装置中，在电介质电极114与电介质电极214对置的电介质空间内，金属电极104H及104L与金属电极204H及204L俯视重复的区域被规定为放电空间。
在实施方式4中，上述放电空间对应于与局部电介质区域14a～14e俯视重复的区域而被分类为第1～第5局部放电空间。这些第1～第5局部放电空间在放电空间内未被进行任何分割。
如此，能够与电极形成方向(X方向)上的多个气体喷出孔55(5个气体喷出孔55(1)～55(5))的喷出孔位置P1～P5对应，将上述放电空间分类为第1～第5局部放电空间。
由此，实施方式4的活性气体生成装置具备具有上述介电常数变化构造的电介质电极114(局部电介质电极114B)，因此能够使第1～第5局部放电空间中的第1～第5局部放电电压成为相互不同的值。
图14是以表形式表示实施方式4的由局部电介质电极114A及114B的层叠构造产生的局部放电电压的变化的说明图。在图14中表示分类为局部电介质区域14a～14e的内容。
如图14所示那样，局部电介质电极114A的膜厚为1mm且均匀，局部电介质电极114B的膜厚也是在局部电介质区域14a～14e之间不变化而为均匀的1mm。放电面积为3300mm2，作为整体施加电压的交流电压为5000V。此外，放电面积是电介质电极114(局部电介质电极114A及114B)与金属电极104H及104L在俯视时重复的面积。
在此，局部电介质电极114A的相对介电常数为“10”。另一方面，局部电介质区域14a的构成材料即电介质a的相对介电常数为“10”，局部电介质区域14b的构成材料即电介质b的相对介电常数为“20”，局部电介质区域14c的构成材料即电介质c的相对介电常数为“30”，局部电介质区域14d的构成材料即电介质d的相对介电常数为“40”，局部电介质区域14e的构成材料即电介质e的相对介电常数为“50”。
因此，关于局部电介质电极114A及114B的层叠构造的电介质合成电容，在局部电介质区域14a～14e的层叠区域之间成为不同值。
具体地说，在局部电介质区域14a的层叠区域中成为7.34·10-11F，在局部电介质区域14b的层叠区域中成为9.79·10-11F，在局部电介质区域14c的层叠区域中成为1.10·10-10F，在局部电介质区域14d的层叠区域中成为1.17·10-10F，在局部电介质区域14e的层叠区域中成为1.22·10-10F。
作为其结果，与局部电介质区域14a～14e对应的第1～第5局部放电空间的局部放电电压为3550V、3850V、3950V、4000V以及4050V，是变化的。
因此，实施方式4的活性气体生成装置能够将与局部放电电压成正比例的局部活性气体的活性气体浓度在多种局部活性气体之间设定为不同值。
如此，在与局部电介质区域14a～14e对应的第1～第5局部放电空间中，局部放电电压相对于局部电介质区域14a～14e的介电常数具有正的相关性。
另一方面，由于局部活性气体的活性气体浓度与局部放电电压成正比例，因此在第1～第5局部放电空间各自中生成的局部活性气体的活性气体浓度从低浓度侧起成为第1、第2、……、第5的顺序。
如此，通过使电介质电极114(局部电介质电极114B)具有上述介电常数变化构造，由此能够对第1～第5局部放电空间之间的活性气体浓度设置浓度梯度。
图15是以表形式表示基于电介质种类的具体例的局部放电电压的变化的图表。在图15中表示分类为局部电介质区域14a～14c的内容。
如图15所示那样，局部电介质电极114A的膜厚为1mm且均匀，局部电介质电极114B的膜厚在局部电介质区域14a～14c之间也不变化而为均匀的1mm。放电面积为3300mm2，作为整体施加电压的交流电压为5000V。作为整体施加电压的交流电压为5000V。
在此，局部电介质电极114A的相对介电常数为“9.9”。另一方面，局部电介质区域14a的构成材料即石英的相对介电常数为“3.8”，局部电介质区域14b的构成材料即氧化铝的相对介电常数为“9.9”，局部电介质区域14c的构成材料即HfO2(氧化铪)的相对介电常数为“15”。
由此，由局部电介质电极114A及114B的层叠构造产生的电介质合成电容在局部电介质区域14a～14c之间成为不同值。
即，在局部电介质区域14a的层叠区域中成为4.0·10-11F，在局部电介质区域14b的层叠区域中成为7.0·10-11F，在局部电介质区域14c的层叠区域中成为9.0·10-10F。
作为其结果，与局部电介质区域14a～14c对应的第1～第3局部放电空间的局部放电电压为2900V、3550V以及3750V，是变化的。
因此，能够将在局部电介质区域14a～14c之间与局部放电电压成正比例的局部活性气体的活性气体浓度在多种局部活性气体之间设定为不同值。
如此，根据图15，通过在局部电介质区域14a～14c之间使用不同的构成材料，由此能够使局部电介质区域14a～14c之间的介电常数具有人为的差异。
如上所述，电介质电极114的上述介电常数变化构造沿着电极形成方向(X方向)使介电常数变化，以使得在交流电压的施加时在多个局部放电空间中产生的多个局部放电电压成为相互不同的值。
即，电介质电极114(一方的电介质电极)中的局部电介质电极114B的介电常数成为放电电压贡献参数，电介质电极114的上述介电常数变化构造作为使上述放电电压贡献参数变化的参数变化构造起作用。
这种构造的实施方式4的活性气体生成装置向外部喷出含有从设置于电介质电极214的多个气体喷出孔55喷出的多种局部活性气体的活性气体。
由此，在实施方式4的活性气体生成装置中，通过适当地设定局部电介质电极114A的介电常数、局部电介质电极114B的局部电介质区域14a～14e中的各介电常数、多个气体喷出孔55的配置，能够在所喷出的活性气体内的多种局部活性气体之间使活性气体浓度变化。
如此，实施方式4的活性气体生成装置的特征在于，具有如下的介电常数变化构造(参数变化构造)：沿着电极形成方向使介电常数(放电电压贡献参数)变化，以使得在交流电压的施加时在第1～第5局部放电空间中产生的第1～第5局部放电电压成为相互不同的值。
实施方式4的活性气体生成装置通过具有上述特征，由此发挥如下效果：不将放电空间分割为多个、且从高频电源5施加1种交流电压，就能够向外部喷出含有活性气体浓度相互不同的多种局部活性气体的活性气体。
并且，在实施方式4中，由于能够使一方的电介质电极即电介质电极114的膜厚均匀，因此与现有构造同样，电介质电极114以及电介质电极214均能够使膜厚均匀。
作为其结果，实施方式4的活性气体生成装置能够在电介质电极114的上表面上高精度地形成金属电极104H及104L，并且，在电介质电极214的下表面上高精度地形成金属电极204H及204L。而且，即使在空间上不易使电介质电极具有厚度的条件下，实施方式4的活性气体生成装置也能够无妨碍地应对。
此外，实施方式4中作为第1层叠用局部电介质电极而能够使用介电常数以及膜厚均匀的现有的局部电介质电极114A，因此通过使用现有的电介质电极、并且仅新追加作为第2层叠用局部电介质电极的局部电介质电极114B，就能够实现介电常数变化构造。
分别以具有高介电常数的电介质a～电介质e为构成材料的局部电介质区域14a～14e既可以构成为板状而载放在局部电介质电极114A的上表面上，也可以是，在介电常数足够高的情况下，通过溅射等在局部电介质电极114A的上表面上直接成膜出局部电介质区域14a～14e。
此外，从不产生颗粒等杂质的观点出发，成为放电面的局部电介质电极114A的材料被固定为高纯度氧化铝或蓝宝石。
另一方面，成为金属电极形成面的局部电介质电极114B由于不会暴露在放电中，因此无需考虑基板污染的观点下的限制。因此，作为局部电介质电极114B的局部电介质区域14a～14e的构成材料，能够使介电常数最优先来进行选择。
＜其他＞
在实施方式1～实施方式4中，一般来说，若电介质电极111～114以及电介质电极211～214的膜厚变得过厚，如果不将从高频电源5施加的交流电压进一步提高，则在放电空间中会无法得到足够的放电电力。另一方面，如果提高了交流电压，就需要更多的绝缘对策，因此优选的是尽量使成为施加电压的交流电压尽量低。因此，存在无法无限制地提高交流电压这样的担心因素。
采用了上述膜厚变化构造的实施方式1～实施方式3的活性气体生成装置，具有上述担心因素。
另一方面，实施方式4的活性气体生成装置能够使电介质电极114及214的膜厚均设为均匀。由此，在想要抑制交流电压的电压电平的情况下，通过使作为局部电介质区域14a～14e的构成材料而使用的电介质a～电介质e全部由比规定的介电常数高的高介电常数材料来生成，能够消除该担心因素。此外，作为规定的介电常数可以考虑相对介电常数＝10。
此外，在上述实施方式1～实施方式4中，将上述参数变化构造(膜厚变化构造或者介电常数变化构造)设置于电介质电极111～114(第1电介质电极)，但不限定于此。
即，也可以代替在电介质电极111～114设置而在电介质电极211～214(第2电介质电极)设置上述参数变化构造，或者在电介质电极111～114以及电介质电极211～214均设置上述参数变化构造。
此外，电介质电极111～114的下表面未设置任何内容，因此与电介质电极211～214相比，具有能够容易地设置上述参数变化构造的优点。此外，在对电介质电极111～114以及电介质电极211～214双方设置上述参数变化构造的情况下，与在某一方设置上述参数变化构造的情况相比较，具有能够使放电电压贡献参数(膜厚、介电常数)的变化增大的优点。
对本发明进行了详细说明，但上述说明在全部方面都是例示，本发明不限定于此。应理解为能够不脱离本发明范围地想到未例示的无数变形例。
即，在本发明的发明范围内，能够将各实施方式自由组合，或将各实施方式适当地变形、省略。
例如，也可以是，在实施方式4的活性气体生成装置中，使局部电介质区域14a～14e的膜厚按照局部电介质区域14e～14a的顺序变厚，实现上述介电常数变化构造以及上述膜厚变化构造的组合构造。
此外，也可以是，在实施方式3的电介质电极113中，将局部电介质电极113B的构造变更为如实施方式2的电介质电极112那样膜厚阶段性地变化的构造。
符号的说明
1A～1D 高电压侧电极构成部
2A～2D 接地侧电极构成部
5 高频电源
14a～14e 局部电介质区域
51 楔形阶差形状部
52A、52B 直线形阶差形状部
55 气体喷出孔
111～114、211～214 电介质电极
113A、113B、114A、114B 局部电介质电极
101H～104H、101L～104L、201H～204H、201L～204L 金属电极
301 活性气体生成用电极组
PX1～PX5 电介质局部区域

Claims (8)

1.一种活性气体生成装置，具有：
第1电极构成部；
第2电极构成部，设置在上述第1电极构成部的下方；以及
交流电源部，对上述第1电极构成部及上述第2电极构成部施加交流电压，
通过由上述交流电源部施加上述交流电压，由此在上述第1电极构成部及上述第2电极构成部之间形成放电空间，生成使供给至上述放电空间的原料气体活化而得到的活性气体，其特征在于，
上述第1电极构成部具有第1电介质电极及选择性地形成在上述第1电介质电极的上表面上的第1金属电极，上述第2电极构成部具有第2电介质电极及选择性地形成在上述第2电介质电极的下表面上的第2金属电极，通过上述交流电压的施加，由此在上述第1电介质电极与上述第2电介质电极对置的电介质空间内，上述第1金属电极与上述第2金属电极俯视重复的区域被规定为上述放电空间，
上述第1金属电极及上述第2金属电极在电极形成方向上延伸形成，
上述第2电介质电极为，
具有用于将上述活性气体向外部喷出的多个气体喷出孔，上述活性气体包含从上述多个气体喷出孔喷出的多种局部活性气体，
上述多个气体喷出孔沿着上述电极形成方向形成，上述放电空间与上述电极形成方向上的上述多个气体喷出孔的位置对应地被分类为多个局部放电空间，
上述第1电介质电极及上述第2电介质电极中的一方的电介质电极为，
具有沿着上述电极形成方向使放电电压贡献参数变化的参数变化构造，以使得在上述交流电压的施加时在上述多个局部放电空间中产生的多个局部放电电压成为相互不同的值。
2.如权利要求1所述的活性气体生成装置，其中，
上述放电电压贡献参数包括上述一方的电介质电极的膜厚，
上述参数变化构造包括沿着上述电极形成方向使上述一方的电介质电极的膜厚变化的膜厚变化构造。
3.如权利要求2所述的活性气体生成装置，其中，
上述膜厚变化构造是沿着上述电极形成方向使上述一方的电介质电极的膜厚连续地变化的构造。
4.如权利要求2所述的活性气体生成装置，其中，
上述一方的电介质电极在上述电极形成方向上，基于上述多个气体喷出孔的设置位置而被分类为多个电介质局部区域，
上述膜厚变化构造是在上述多个电介质局部区域之间使膜厚变化的构造。
5.如权利要求2至4中任一项所述的活性气体生成装置，其中，
上述一方的电介质电极包括第1层叠用局部电介质电极及第2层叠用局部电介质电极，上述第1层叠用局部电介质电极及上述第2层叠用局部电介质电极被层叠，
上述第1层叠用局部电介质电极具有均匀的膜厚，
上述第2层叠用局部电介质电极具有上述膜厚变化构造。
6.如权利要求1所述的活性气体生成装置，其中，
上述放电电压贡献参数包括上述一方的电介质电极的介电常数，
上述参数变化构造包括沿着上述电极形成方向使上述一方的电介质电极的介电常数变化的介电常数变化构造。
7.如权利要求6所述的活性气体生成装置，其中，
上述一方的电介质电极包括第1层叠用局部电介质电极及第2层叠用局部电介质电极，上述第1层叠用局部电介质电极及上述第2层叠用局部电介质电极被层叠，
上述第1层叠用局部电介质电极具有均匀的介电常数，
上述第2层叠用局部电介质电极具有上述介电常数变化构造。
8.如权利要求1至7中任一项所述的活性气体生成装置，其中，
上述第2金属电极具有在俯视时夹着上述第2电介质电极的中央区域而相互对置地形成的一对第2局部金属电极，上述一对第2局部金属电极沿着上述电极形成方向形成，将与上述电极形成方向交叉的方向作为相互对置的电极对置方向，
上述第1金属电极具有一对第1局部金属电极，该一对第1局部金属电极具有在俯视时与上述一对第2局部金属电极重复的区域，
上述多个气体喷出孔形成于上述中央区域。
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