JP6873588B1 - 活性ガス生成装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、装置の後段に設けられる処理空間の電界強度を意図的に弱め、かつ、活性ガスの失活量を必要最小限に抑えることができる、活性ガス生成装置の構造を提供することを目的とする。そして、本発明の活性ガス発生装置（１０１）において、電極用誘電体膜（１１）上に設けられる補助導電膜（１２）は、平面視して上記活性ガス流通経路の一部と重複するように設けられ、かつ、補助導電膜（１２）は接地電位に設定されている。電極用誘電体膜（２１）上に設けられる活性ガス用補助部材（６０）は、電極用誘電体膜（１１）及び（２１）間の誘電体空間内において、放電空間（６）とガス噴出孔（２３）との間に、活性ガス流通経路の一部を埋めて活性ガス流通用隙間に制限するように設けられる。

Description

本発明は、平行平板方式の誘電体バリア放電で活性ガスを生成し、後段の処理空間に活性ガスを供給する活性ガス生成装置に関する。

平行平板方式の誘電体バリア放電で活性ガスを生成する活性ガス生成装置は、例えば特許文献１で開示されている。

図８は特許文献１で開示された従来の窒素ラジカル生成システム３００の概略構成を示す説明図である。窒素ラジカル生成システム３００は、窒素ラジカル生成装置３０１、交流電圧源３０８及び処理チャンバー３１２から構成されている。

活性ガス生成装置である窒素ラジカル生成装置３０１は、誘電体バリア放電を利用して、窒素ガスから活性ガスである窒素ラジカルを生成する。

窒素ラジカル生成装置３０１内の空間３０２には、誘電体バリア放電を生成するための放電ユニットが配設されている。ここで、上記放電ユニットは、第一電極３０３及び第二電極３０４から構成される。

第二電極３０４は、窒素ラジカル生成装置３０１の底面の中央部に設置されている。そして、第二電極３０４に対面して、第一電極３０３が配設されている。ここで、第一電極３０３と第二電極３０４とは、所定の間隔だけ離れて対面している。つまり、第一電極３０３と第二電極３０４の間には、放電空間３０５が形成されている。

また、放電空間３０５に面する第一電極３０３の主面（放電空間形成面）及び放電空間３０５に面する第二電極３０４の主面（放電空間形成面）の少なくとも一方には、誘電体（図８において図示を省略している）が配設されている。

上記放電ユニットは、第一電極３０３と第二電極３０４との間の放電空間３０５に誘電体バリア放電を発生させることができる。

窒素ラジカル生成装置３０１の上面中央部において、ガス供給口３０６が配設されている。ガス供給口３０６を介して、窒素ラジカル生成装置３０１の外部から、窒素ラジカル生成装置３０１内の空間３０２へと、原料ガスである窒素ガスが供給される。

第二電極３０４の中央部には、窒素ラジカルガスが、窒素ラジカル生成装置３０１外へと出力する貫通孔である、ガス放出部３０７が一つ穿設されている。

交流電圧源３０８は、上記放電ユニットに対して、高圧の交流電圧を印加する。交流電圧源３０８の一方端子は、第一電極３０３と電気的に接続される。また、交流電圧源３０８の他方端子は、窒素ラジカル生成装置３０１の筐体（接地）と電気的に接続されている。なお、上記から分かるように、窒素ラジカル生成装置３０１の底面には、第二電極３０４が配設されている。したがって、交流電圧源３０８の他方端子は、窒素ラジカル生成装置３０１を介して、第二電極３０４と電気的に接続される。

つまり、交流電圧源３０８は、第一電極３０３と第二電極３０４との間に、高圧の交流電圧を印加する。そして、交流電圧の印加により、第一電極３０３と第二電極３０４との間の放電空間３０５において、誘電体バリア放電が発生する。

ガス供給口３０６から供給された窒素ガスは、各電極３０３，３０４の外周部から放電空間３０５内に侵入する。そして、窒素ガスは、各電極３０３，３０４の外周部から内部へと伝搬する。放電空間３０５内に発生している誘電体バリア放電によって、伝搬中の窒素ガスから窒素ラジカルガスが生成される。生成された窒素ラジカルガスは、ガス放出部３０７から、窒素ラジカル生成装置３０１外へと出力される。

また、図８に示すように、窒素ラジカル生成装置３０１の下側には、処理チャンバー３１２が配設されている。ここで、窒素ラジカル生成装置３０１の底面と処理チャンバー３１２の上面とが接している。

また、窒素ラジカル生成装置３０１と処理チャンバー３１２との間には、オリフィス部３０９が配設されている。オリフィス部３０９は、細孔３１０を介してガス放出部３０７と処理チャンバー３１２内の処理室３１１とを接続する。

オリフィス部３０９の細孔３１０の径は、ガス放出部３０７の孔の径よりも小さい。より具体的に、オリフィス部３０９の細孔３１０の入り口の径は、ガス放出部３０７の孔の出口の径よりも小さい。したがって、オリフィス部３０９の細孔３１０により、窒素ラジカル生成装置３０１内の空間３０２と処理室３１１との間における圧力区分が、形成される。

処理チャンバー３１２内の処理室３１１では、窒素ラジカル生成装置３０１で生成され、当該窒素ラジカル生成装置３０１（具体的には、ガス放出部３０７）から出力される窒素ラジカルを利用した処理が実施される。

図８に示すように、処理チャンバー３１２内の処理室３１１には、サセプタ３１４が配設されており、当該サセプタ３１４上には、処理対象物であるウェハ（基板）３１３が載置されている。処理室３１１内の空間が、窒素ラジカル生成装置３０１の後段に配置されウェハ３１３等の処理対象物を収容するための処理空間となる。

また、処理チャンバー３１２の側面には、ガス排気部３１５が配設されている。ガス排気部３１５により、処理室３１１内の圧力は、たとえば１Ｔｏｒｒ〜３００Ｔｏｒｒ程度の範囲で、一定に維持されている。また、ガス排気部３１５によるガス排気処理により、空間３０２及び処理室３１１の圧力設定のみならず、窒素ラジカル生成装置３０１から処理チャンバー３１２への、窒素ガス及び窒素ラジカルガスの流れも発生させている。

このように、図８で示した従来の窒素ラジカル生成システム３００における窒素ラジカル生成装置３０１は、誘電体バリア放電を第一電極３０３と第二電極３０４との間の放電空間３０５で発生させ、誘電体バリア放電によって得られた活性ガスを、ガス放出部３０７及びオリフィス部３０９の細孔３１０を経由して、後段の装置である処理室３１１に供給するものである。

特許第６２３９４８３号公報

図８で示した従来の活性ガス生成装置である窒素ラジカル生成装置３０１は、第一電極３０３と第二電極３０４との間の放電空間３０５において誘電体バリア放電を発生させ、原料ガスを活性化して活性ガスを得てうる。この活性ガスはガス放出部３０７とオリフィス部３０９に設けられた細孔３１０を経由して後段の処理チャンバー３１２に供給されている。

誘電体バリア放電を発生させる平行平板型の電極対において、互いに対向する電極の少なくとも一方の放電空間形成面は絶縁体である必要がある。導体は絶縁体と比較して表面の元素がイオン化しやすい傾向があり、半導体製造装置においてはイオン化した元素が半導体のコンタミネーションの要因となりうる。このため、第一電極３０３及び第二電極３０４それぞれにおける放電空間形成面は共に絶縁体であることが望ましい。

しかし、第一電極３０３と第二電極３０４の放電空間形成面が共に絶縁体であった場合、誘電体バリア放電発生のため付与した電界が、電極を通じて後段の処理チャンバー３１２へ漏れ、処理室３１１内にて絶縁破壊が生じる。

なぜなら、後段の処理チャンバー３１２の処理室３１１は第一電極３０３と第二電極３０４とが存在する空間よりもりも高真空雰囲気下にあるからである。

さらに、処理室３１１内の処理空間は一般的に比較的低い圧力に設定されるため、上記絶縁破壊を生じさせる電界強度は、上記処理空間の圧力が低くなるに従い小さくなる傾向がある。このため、上記処理空間における電極強度の緩和は重要となる。

電界強度を緩和させるための方法として、放電を発生させる空間である放電空間３０５と、後段の処理室３１１との接続部分である、オリフィス部３０９やガス放出部３０７と十分距離を離すという方法がある。

しかしながら、この方法を採用すると、活性ガスを生成する放電空間３０５と後段の処理室３１１との距離が必然的に長くなるため、活性ガスが後段の処理室３１１に到達する時間が長くなる結果、活性ガスが失活（消滅）してしまうという問題点がある。

他の方法として、交流電圧源３０８が印加する交流電圧を低くするという方法もあるが、この方法では、生成する活性ガスの絶対量が低下するという問題点があるため、実施的に採用することはできない。

本発明では、上記のような問題点を解決し、装置の後段（下方）に設けられる処理空間の電界強度を意図的に弱め、かつ、活性ガスの失活量を必要最小限に抑えることができる、活性ガス生成装置を提供することを目的とする。

この発明における活性ガス生成装置は、放電空間に供給された原料ガスを活性化して得られる活性ガスを生成する活性ガス生成装置であって、第１の電極構成部と前記第１の電極構成部の下方に設けられる第２の電極構成部とを備え、前記第１の電極構成部は、第１の電極用誘電体膜と前記第１の電極用誘電体膜の上面上に形成される第１の金属電極とを有し、前記第２の電極構成部は、第２の電極用誘電体膜と前記第２の電極用誘電体膜の下面上に形成される第２の金属電極とを有し、前記第１及び第２の金属電極間に交流電圧が印加され、前記第１及び第２の電極用誘電体膜が対向する誘電体空間内において、前記第１及び第２の金属電極が平面視重複する領域を前記放電空間として含み、前記第２の電極用誘電体膜は、前記活性ガスを外部に噴出するためのガス噴出孔を有し、前記放電空間から前記ガス噴出孔に至る経路が活性ガス流通経路として規定され、前記第１の電極構成部は、前記第１の電極用誘電体膜の上面上に前記第１の金属電極と独立して形成される補助導電膜をさらに有し、前記補助導電膜は平面視して前記活性ガス流通経路の一部と重複するように設けられ、かつ、前記補助導電膜は接地電位に設定され、前記活性ガス生成装置は、前記誘電体空間内において、前記放電空間と前記ガス噴出孔との間に、前記活性ガス流通経路の一部を埋めるように設けられる活性ガス用補助部材をさらに備えることを特徴する。

この発明における活性ガス生成装置において、補助導電膜は平面視して活性ガス流通経路の一部と重複するように設けられ、かつ、補助導電膜は接地電位に設定されていることを第１の特徴としている。

さらに、この発明における活性ガス生成装置は、誘電体空内において、放電空間とガス噴出孔との間に、活性ガス流通経路の一部を埋めるように設けられる活性ガス用補助部材をさらに備えることを第２の特徴としている。

この発明における活性ガス生成装置は、上記第１の特徴を有することにより、接地電位に設定された補助導電膜によって、上記活性ガス流通経路における電界強度を緩和することができる。

この発明における活性ガス生成装置は、上記第２の特徴を有することにより、上記活性ガス流通経路の一部を活性ガス用補助部材で埋める分、活性ガス流通経路における空間体積を狭くして、活性ガスが上記活性ガス流通経路を通過する時間を、活性ガスが失活しない程度に短くすることができる。

その結果、この発明における活性ガス生成装置は、上記活性ガス流通経路における電界強度を緩和し、かつ、活性ガスの失活量を必要最小限に抑えることができる効果を奏する。

この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

この発明の実施の形態１である活性ガス発生装置の基本構成を示す説明図である。 実施の形態１の第１の態様の活性ガス生成用電極群の全体構成を模式的に示す説明図である。 実施の形態１の第２の態様の活性ガス生成用電極群の全体構成を模式的に示す説明図である。 この発明の実施の形態２である活性ガス発生装置の基本構成を示す説明図である。 実施の形態２の第１の態様の活性ガス生成用電極群の全体構成を模式的に示す説明図である。 実施の形態２の第２の態様の活性ガス生成用電極群の全体構成を模式的に示す説明図である。 前提技術である活性ガス生成装置の基本構成を示す説明図である。 従来の窒素ラジカル生成システムの概略構成を示す説明図である。

＜前提技術＞
（基本構成）
図７はこの発明の前提技術である活性ガス生成装置の基本構成を示す説明図である。図７にＸＹＺ直交座標系を記している。前提技術のガス発生装置２００は、放電空間６に供給された原料ガス５（窒素ガス等）を活性化して得られる活性ガス７（窒素ラジカル等）を生成する活性ガス生成装置である。

ガス発生装置２００は、金属筐体３１、ガス供給口３２、活性ガス生成用電極群２０１及びオリフィス部４０を主要構成部として含んでいる。

金属筐体３１は、接地電位に設定された金属製のガス発生装置２００用の筐体であり、上部にガス供給口３２が取り付けられ、ガス供給口３２から原料ガス５が金属筐体３１の筐体内空間３３に供給される。

ガス発生装置２００における金属筐体３１の筐体内空間３３に活性ガス生成用電極群２０１が配置される。具体的には、金属筐体３１の底面上に活性ガス生成用電極群２０１が配置される。そして、金属筐体３１の底面の一部にオリフィス部４０が組み込まれている。

活性ガス生成用電極群２０１は、第１の電極構成部である高電圧印加電極部１と、第２の電極構成部である接地電位電極部２との組合せにより構成され、接地電位電極部２は高電圧印加電極部１の下方に設けられる。

高電圧印加電極部１は、第１の電極用誘電体膜である電極用誘電体膜１１と、電極用誘電体膜１１の上面上に形成される第１の金属電極である電極用導電膜１０とを主要構成部として有している。高電圧印加電極部１は、電極用誘電体膜１１の上面上に電極用導電膜１０と独立して形成され、導電性を有する金属製の補助導電膜１２をさらに有している。

補助導電膜１２は、平面視して少なくとも一つのガス噴出孔２５と金属製の電極用導電膜１０との間に設けられる。なお、金属製の補助導電膜１２は、平面視して少なくとも一つのガス噴出孔２５と重複しても良い。

なお、電極用導電膜１０及び補助導電膜１２は、例えばスパッタリング法や印刷焼成法を利用して電極用誘電体膜１１の上面上に設けられる。

接地電位電極部２は、第２の電極用誘電体膜である電極用誘電体膜２１と電極用誘電体膜２１の下面上に形成される第２の金属電極である電極用導電膜２０とを主要構成部として有している。

なお、金属製で導電性を有する電極用導電膜２０は、スパッタリング法や印刷焼成法等を利用して、電極用誘電体膜２１の下面上に設けられる。

高電圧印加電極部１の電極用誘電体膜１１と接地電位電極部２の電極用誘電体膜２１とは図示しないスペーサー等により、予め定められた一定の間隔が設けられるように設置されている。

そして、電極用導電膜１０と電極用導電膜２０との間に高周波電源９から交流電圧が印加される。具体的には、電極用導電膜１０には高周波電源９から交流電圧が印加され、電極用導電膜２０及び補助導電膜１２は、接地電位が付与される金属筐体３１を介して接地電位に設定される。

電極用誘電体膜１１と電極用誘電体膜２１とが対向する誘電体空間内において、電極用導電膜１０及び２０が平面視重複する領域を含んで放電空間６が設けられる。

なお、電極用誘電体膜１１の上面、電極用誘電体膜２１の下面の形状は面一でもよく、所定の形状を設けても良い。例えば、電極用誘電体膜１１の上面において、電極用導電膜１０と補助導電膜１２との間で沿面放電が発生しないように、障害となる凹凸形状を設けるようにしても良い。

電極用誘電体膜２１は、活性ガス７を最終的に外部の処理空間６３に噴出するための少なくとも一つのガス噴出孔２５を有している。

オリフィス部４０は、電極用誘電体膜２１の下方に設けられ、少なくとも一つのガス噴出孔２５に対応する少なくとも一つの貫通孔４９を有している。なお、オリフィス部４０は構成材料をセラミック、ガラス及びサファイアのうちの一つとしている。

このような構成のガス発生装置２００において、電極用導電膜１０及び２０間に、高周波電源９から交流電圧を印加して活性ガス生成用電極群２０１の放電空間６に誘電体バリア放電を発生させている。同時にガス供給口３２から金属筐体３１の筐体内空間３３内に原料ガス５を供給し、活性ガス生成用電極群２０１の外周部から内部に原料ガス５を流通させる。

すると、ガス発生装置２００において、放電空間６内の原料ガス５が活性化されることにより活性ガス７が生成され、生成された活性ガス７は、上記誘電体空間内における放電空間６から少なくとも一つのガス噴出孔２５に至る経路である活性ガス流通経路を流れる。

上記活性ガス流通経路を流れる活性ガス７は、少なくとも一つのガス噴出孔２５及びオリフィス部４０の貫通孔４９を経由して、ガスの流れ１５に沿って最終的に後段の処理空間６３に供給される。

前提技術のガス発生装置２００において、上述したように、補助導電膜１２は平面視して上記活性ガス流通経路の一部と重複するように設けられている。

（前提技術の効果）
このように、前提技術のガス発生装置２００は、以下の特徴(1)及び特徴(2)を有している。
(1) 補助導電膜１２は平面視して上記活性ガス流通経路の一部と重複するように設けられる。
(2) 補助導電膜１２は接地電位に設定されている。

本実施の形態のガス発生装置２００は、上記特徴(1)及び特徴(2)を有することにより、接地電位に設定された補助導電膜である補助導電膜１２によって、上記活性ガス流通経路における電界強度を緩和することができる。

その結果、本実施の形態のガス発生装置２００は、オリフィス部４０の構造を変更することなく、オリフィス部４０の後段（下方）に設けられる処理空間６３の電界強度を意図的に弱めることができるという効果を奏する。

（前提技術の問題点）
上述した前提技術であるガス発生装置２００にて生成される活性ガス７は、平行平板方式の高電圧印加電極部１及び接地電位電極部２間の放電空間６において、誘電体バリア放電によって生成される。この活性ガス７は、半導体製造に必要なガスとして、後段の処理空間６３に供給される。

しかしなら、上述したように、活性ガス７は不安定であり時間的に減衰する、すなわち、時間経過に伴い失活する性質を有している。

放電空間６で生成された活性ガス７として、例えば窒素分子ガスを放電によって解離させた窒素原子が考えられる。上記した窒素原子は他のガス分子との衝突によって消滅する。つまり、放電空間６で生成された活性ガス７は、時間の経過に伴い失活（消滅）するため、活性ガス７の生成後、活性ガス７を、速やかに活性ガス７が使用される空間、すなわち、処理空間６３に供給する必要がある。

しかしながら、前提技術のガス発生装置２００では、上記効果を発揮させるための補助導電膜１２を設ける関係上、必ず、上記活性ガス流通経路が誘電体空間内に存在する。

上記活性ガス流通経路は、電極用導電膜１０と補助導電膜１２との距離を短くすることにより短縮化が可能である。しかしながら、上記活性ガス流通経路と平面視して重複して補助導電膜１２を設ける必要があるため、上記活性ガス流通経路の短縮化には限界がある。

このように、前提技術では、活性ガス７が上記活性ガス流通経路を通過する時間を十分に短くすることができないため、上記活性ガス流通経路の通過時に活性ガス７が失活してしまう問題点を解消することはできない。

以下で述べる実施の形態１及び実施の形態２では、上述した前提技術の問題点を解消し、装置の後段（下方）に設けられる処理空間の電界強度を意図的に弱め、かつ、活性ガスの失活量を必要最小限に抑えることができる、活性ガス生成装置を提供することを目的としている。

＜実施の形態１＞
（基本構成）
図１はこの発明の実施の形態１である活性ガス発生装置１０１の基本構成を示す説明図である。図１にＸＹＺ直交座標系を記している。実施の形態１の活性ガス発生装置１０１は、放電空間６に供給された原料ガス５を活性化して得られる活性ガス７を生成する活性ガス生成装置である。

活性ガス発生装置１０１は、金属筐体３１及び活性ガス生成用電極群５１を主要構成部として含んでいる。

金属製で導電性を有する金属筐体３１は、接地電位に設定された金属製の活性ガス発生装置１０１用の筐体であり、図示しないガス供給口が取り付けられ、ガス供給口から原料ガス５が金属筐体３１の筐体内空間３３に供給される。

金属筐体３１は、底部の中央領域に活性ガス７用の活性ガス通過空間３１ｓが形成されるように、部分的に上方（＋Ｚ方向）突出した中央突出部３１ａを有している。活性ガス通過空間３１ｓは金属筐体３１の底面の一部を貫通しており、この活性ガス通過空間３１ｓの周囲に中央突出部３１ａが設けられる。

活性ガス発生装置１０１における金属筐体３１内の原料ガス供給空間である筐体内空間３３に活性ガス生成用電極群５１が配置される。具体的には、金属筐体３１の活性ガス通過空間３１ｓを含む中央突出部３１ａ上に活性ガス生成用電極群５１が配置される。

活性ガス生成用電極群５１は、第１の電極構成部である高電圧印加電極部１と、第２の電極構成部である接地電位電極部２との組合せにより構成され、接地電位電極部２は高電圧印加電極部１の下方に設けられる。

高電圧印加電極部１は、第１の電極用誘電体膜である電極用誘電体膜１１と、電極用誘電体膜１１の上面上に形成される第１の金属電極である電極用導電膜１０とを主要構成部として有している。高電圧印加電極部１は、図７で示した前提技術と同様、電極用誘電体膜１１の上面上に電極用導電膜１０と独立して形成される補助導電膜１２をさらに有している。

金属製で導電性を有する補助導電膜１２は、金属製で導電性を有する電極用導電膜１０との間に、平面視してガス噴出孔２３と重複するように設けられる。

なお、電極用導電膜１０及び補助導電膜１２は、例えばスパッタリング法や印刷焼成法を利用して電極用誘電体膜１１の上面上に設けられる。

接地電位電極部２は、第２の電極用誘電体膜である電極用誘電体膜２１と電極用誘電体膜２１の下面上に形成される第２の金属電極である電極用導電膜２０とを主要構成部として有している。

そして、中央突出部３１ａの上面に接地電位電極部２の電極用導電膜２０が接触する態様で、金属筐体３１の中央突出部３１ａによって活性ガス生成用電極群５１が支持される。

なお、電極用導電膜２０は、スパッタリング法や印刷焼成法等を利用して、電極用誘電体膜２１の下面上に設けられる。

高電圧印加電極部１の電極用誘電体膜１１と接地電位電極部２の電極用誘電体膜２１とは図示しないスペーサー等により、予め定められた一定の間隔が設けられるように設置されている。この一定の間隔が放電空間６のギャップ長となる。

そして、電極用導電膜１０と電極用導電膜２０との間に高周波電源５から交流電圧が印加される。具体的には、電極用導電膜１０には高周波電源５から交流電圧が印加され、金属筐体３１は接地電位に設定される。さらに、電極用導電膜２０及び補助導電膜１２も接地電位に設定される。電極用導電膜２０は金属筐体３１を介して接地電位に設定され、補助導電膜１２は金属筐体３１あるいは他の接続手段を介して接地電位に設定される。

電極用誘電体膜１１と電極用誘電体膜２１とが対向する誘電体空間内において、電極用導電膜１０及び２０が平面視重複する領域を含んで放電空間６が設けられる。

なお、電極用誘電体膜１１の上面、電極用誘電体膜２１の下面の形状は面一でもよく、所定の形状を設けても良い。例えば、電極用誘電体膜１１の上面において、電極用導電膜１０と補助導電膜１２との間で沿面放電が発生しないように、障害となる凹凸形状を設けるようにしても良い。

電極用誘電体膜２１は、活性ガス７を後段（下方）の処理空間６３に噴出するためのガス噴出孔２３を有している。

金属筐体３１の底面に設けられた活性ガス通過空間３１ｓは、ガス噴出孔２３の下方に位置するように設けられる。したがって、後述するガス噴出用開口部６５を経由して、ガス噴出孔２３から噴出される活性ガス７は、活性ガス通過空間３１ｓを通過して、後段（下方）のガス噴出用開口部６５に供給される。

上述した構成の活性ガス発生装置１０１において、誘電体バリア放電が発生される放電空間６内で原料ガス５が活性化されることにより活性ガス７が生成され、生成された活性ガス７は、上記誘電体空間内における放電空間６からガス噴出孔２３に至る経路である活性ガス流通経路を流れる。

接地電位電極部２は、電極用誘電体膜２１の上面上に、上記活性ガス流通経路の一部を埋めるように設けられる活性ガス用補助部材６０をさらに備えている。活性ガス用補助部材６０は、ガス噴出孔２３の上方に位置するガス噴出用開口部６５を有している。ガス噴出用開口部６５は活性ガス用補助部材６０の中央部において高さ方向（Ｚ方向）に沿って活性ガス用補助部材６０を貫通して設けられ、上記活性ガス流通経路の一部となる。

活性ガス用補助部材６０の形成高さは、電極用誘電体膜１１及び２１間の距離（ギャップ長）よりも低く設定される。このため、この活性ガス用補助部材６０の上面と高電圧印加電極部１の電極用誘電体膜１１の下面との間に少し隙間（以下、「活性ガス流通用隙間」と略記する場合あり）が設けられる。

このように、実施の形態１の活性ガス発生装置１０１において、電極用誘電体膜２１の上面上に設けられる活性ガス用補助部材６０は、上記誘電体空間内において、上記活性ガス流通経路の一部を埋めて、上記活性ガス流通経路の少なくとも一部を狭小な上記活性ガス流通用隙間に制限している。

このような構成の活性ガス発生装置１０１において、電極用導電膜１０及び２０間に交流電圧を印加して活性ガス生成用電極群５１の放電空間６に誘電体バリア放電を発生させる。同時に図示しないガス供給口から金属筐体３１の筐体内空間３３内に原料ガス５を供給して、活性ガス生成用電極群５１の外周部から内部に原料ガス５を流通させる。筐体内空間３３が原料ガス５を供給する原料ガス供給空間となる。

すると、活性ガス発生装置１０１において、放電空間６内の原料ガス５が活性化されることにより活性ガス７が生成され、生成された活性ガス７は、上記活性ガス流通経路を流れる。この際、活性ガス用補助部材６０によって上記活性ガス流通用隙間の一部が埋められる分、上記活性ガス流通経路の空間体積が大幅に縮小される。

上記活性ガス流通用隙間を通過した活性ガス７は、ガス噴出用開口部６５、ガス噴出孔２３及び活性ガス通過空間３１ｓを経由して、ガスの流れ１５に沿って最終的に後段の処理空間６３に供給される。

活性ガス発生装置１０１において、電極用誘電体膜１１の上面上に設けられる補助導電膜１２は、平面視して上記活性ガス流通経路の一部と重複するように設けられ、かつ、補助導電膜１２は接地電位に設定されていることを第１の特徴としている。

さらに、活性ガス発生装置１０１の接地電位電極部２は、誘電体空間内において、放電空間６とガス噴出孔２３との間に、上記活性ガス流通経路の一部を埋めて、上記活性ガス流通用隙間に制限する活性ガス用補助部材６０を備えることを第２の特徴としている。

実施の形態１の活性ガス発生装置１０１は、上記第１の特徴を有することにより、接地電位に設定された補助導電膜１２によって、上記活性ガス流通経路における電界強度を緩和することができる。

さらに、実施の形態１の活性ガス発生装置１０１は、上記第２の特徴を有することにより、上記活性ガス流通経路の一部を活性ガス用補助部材６０で埋める分、上記活性ガス流通経路における空間体積を狭くして、活性ガス７が上記活性ガス流通経路を通過する時間を、活性ガス７が失活しない程度に短くすることができる。

その結果、実施の形態１の活性ガス発生装置１０１は、上記活性ガス流通経路における電界強度を緩和し、かつ、上記活性ガス流通経路を通過する活性ガスの失活量を必要最小限に抑えることができる効果を奏する。

さらに、活性ガス用補助部材６０の上面上に形成される上記活性ガス流通用隙間を十分狭くして、すなわち、上記原料ガス流通用隙間の高さ方向（Ｚ方向）における長さを十分短くことにより、上記活性ガス流通用隙間にオリフィス機能を持たせることができる。上記活性ガス流通用隙間にオリフィス機能を持たせることにより、活性ガス発生装置１０１の後段（下方）の処理空間６３と放電空間６との間に圧力差を持たせ、処理空間６３の圧力を十分低くすることができる。

この際、処理空間６３は、十分低い電界強度に設定されているため、比較的低い圧力環境下の処理空間６３においても絶縁破壊を防止することができる。

加えて、図７で示した前提技術のように、ガス噴出孔２３の後段にオリフィス部４０を設ける必要がなくなる。

図１で示した実施の形態１の活性ガス発生装置１０１の基本構成を実現する具体的構成として以下で説明する第１の態様及び第２の態様が考えられる。

（第１の態様）
図２は実施の形態１の活性ガス発生装置１０１における第１の態様の活性ガス生成用電極群５１Ａの全体構成を模式的に示す説明図である。図２にＸＹＺ直交座標系を記している。

活性ガス発生装置１０１の第１の態様は、図１で示した基本構成の活性ガス生成用電極群５１として、図２で示す活性ガス生成用電極群５１Ａを採用している。

図２に示すように、活性ガス生成用電極群５１Ａは、第１の電極構成部である高電圧印加電極部１Ａと、第２の電極構成部である接地電位電極部２Ａとの組合せにより構成される。接地電位電極部２Ａは高電圧印加電極部１Ａの下方に設けられる。図２に示すように、活性ガス生成用電極群５１Ａは平行平板方式を採用している。

高電圧印加電極部１Ａは、第１の電極用誘電体膜である電極用誘電体膜１１Ａと、電極用誘電体膜１１Ａの上面上に形成される第１の金属電極である電極用導電膜１０Ａとを主要構成部として有している。高電圧印加電極部１Ａは、電極用誘電体膜１１Ａの上面上に電極用導電膜１０Ａと独立して形成される補助導電膜１２Ａをさらに有している。

図２に示すように、電極用誘電体膜１１Ａは円盤状（円柱状）、すなわち、平面視して円状に形成され、電極用導電膜１０Ａは平面視して円環状に形成され、補助導電膜１２Ａは円盤状に形成される。補助導電膜１２Ａは電極用誘電体膜１１Ａの中心部上に、平面視してガス噴出孔２３Ａと重複するように配置される。電極用導電膜１０Ａは、補助導電膜１２の周囲を囲むように、補助導電膜１２の外周部から所定距離隔てて配置される。

一方、接地電位電極部２Ａは、第２の電極用誘電体膜である電極用誘電体膜２１Ａと電極用誘電体膜２１Ａの下面上に形成される第２の金属電極である電極用導電膜２０Ａとを主要構成部として有している。

電極用誘電体膜１１Ａと電極用誘電体膜２１Ａとが対向する誘電体空間内において、１０Ａ及び２０Ｂが平面視重複する領域を含んで放電空間６が設けられる。

そして、電極用誘電体膜２１Ａは、活性ガス７を外部の処理空間６３に噴出するための、電極用誘電体膜２１Ａを貫通する単一のガス噴出孔２３Ａを中心部に有している。このガス噴出孔２３Ａが図１で示した基本構成におけるガス噴出孔２３に対応する。

電極用誘電体膜２１Ａは円盤状に形成され、電極用導電膜２０Ａは平面視して円環状に形成され、単一のガス噴出孔２３Ａは平面視して円状に形成される。ガス噴出孔２３Ａは平面視して電極用誘電体膜２１Ａの中心に設けられる。

図２に示すように、接地電位電極部２において、活性ガス用補助部材６０Ａは、電極用誘電体膜２１Ａの上面上に、上記活性ガス流通経路の一部を埋めるように設けられる。活性ガス用補助部材６０Ａは、ガス噴出孔２３Ａの上方に位置するガス噴出用開口部６５Ａを有している。ガス噴出用開口部６５Ａは、活性ガス用補助部材６０Ａの上面から下面にかけて、活性ガス用補助部材６０Ａの中央部を貫通して設けられ、上記活性ガス流通経路の一部となる。

活性ガス用補助部材６０Ａの形成高さは、電極用誘電体膜１１Ａ及び２１Ａ間の距離（ギャップ長）よりも低く設定される。このため、活性ガス用補助部材６０Ａの上面と高電圧印加電極部１Ａの電極用誘電体膜１１Ａの下面との間に上記活性ガス流通用隙間が設けられる。

このように、実施の形態１の第１の態様の活性ガス用補助部材６０Ａは、上記誘電体空間内において、放電空間６とガス噴出孔２３との間に、上記活性ガス流通経路の一部を埋めて、上記活性ガス流通経路の少なくとも一部を狭小な上記活性ガス流通用隙間に制限している。

上述したように、活性ガス用補助部材６０Ａは中央部にガス噴出用開口部６５Ａを有し、ガス噴出用開口部６５Ａを含んで円盤状に形成されている。すなわち、ガス噴出用開口部６５Ａは平面視して単一のガス噴出孔２３Ａとほぼ完全に重複するように設けられる。したがって、活性ガス用補助部材６０Ａは平面視して円環状に形成される。

このように、活性ガス発生装置１０１の第１の態様の接地電位電極部２は、電極用誘電体膜１１Ａ及び２１Ａ間の誘電体空間内において、上記活性ガス流通経路の一部を埋めて、上記活性ガス流通経路の少なくとも一部を上記活性ガス流通用隙間に制限する活性ガス用補助部材６０Ａをさらに備えている。

電極用導電膜２０Ａは平面視して活性ガス用補助部材６０Ａを囲むように、平面視して活性ガス用補助部材６０Ａの外周に沿って円環状に配置される。

上述した構成の第１の態様は、電極用誘電体膜１１Ａ及び２１Ａ間に形成される誘電体空間内において、放電空間６から単一のガス噴出孔２３Ａに至る経路を活性ガス流通経路としている。

図２に示すように、補助導電膜１２Ａは平面視してガス噴出孔２３Ａと重複する位置に配置される。すなわち、補助導電膜１２Ａは、平面して上記活性ガス流通経路の少なくとも一部と重複するように配置される。

そして、電極用導電膜１０Ａと電極用導電膜２０Ａとの間に高周波電源５から交流電圧が印加される。具体的には、電極用導電膜１０Ａには高周波電源５から交流電圧が印加され、金属筐体３１は接地電位に設定される。さらに、電極用導電膜２０Ａ及び補助導電膜１２Ａも接地電位に設定される。電極用導電膜２０Ａは金属筐体３１を介して接地電位に設定され、補助導電膜１２Ａは金属筐体３１あるいは他の接続手段を介して接地電位に設定される。

このように、活性ガス発生装置１０１の第１の態様において、補助導電膜１２Ａは平面視して上記活性ガス流通経路の一部と重複するように設けられ、かつ、補助導電膜１２Ａは接地電位に設定されていることを特徴としている。すなわち、実施の形態１の第１の態様は、実施の形態１の基本構成と同様、上記第１の特徴を有している。

このような構成の活性ガス発生装置１０１の第１の態様は、電極用導電膜１０Ａ及び２０Ａ間に交流電圧を印加して活性ガス生成用電極群５１Ａの放電空間６に誘電体バリア放電を発生させる。同時に、活性ガス発生装置１０１の第１の態様は、図示しないガス供給口から金属筐体３１の筐体内空間３３内に原料ガス５を供給し、活性ガス生成用電極群５１Ａの外周部から単一のガス噴出孔２３Ａに向かう方向をガスの流れ１５として原料ガス５を流通させる。

すると、活性ガス発生装置１０１の第１の態様において、放電空間６内の原料ガス５が活性化されることにより活性ガス７が生成され、生成された活性ガス７は、上記誘電体空間内における放電空間６から単一のガス噴出孔２３Ａに至る経路である上記活性ガス流通経路を流れる。

この際、上記活性ガス流通経路の一部を活性ガス用補助部材６０Ａで埋めている分、上記活性ガス流通経路の空間体積は大幅に縮小される。

上記活性ガス流通用隙間を通過した活性ガス７は、ガス噴出用開口部６５Ａ、ガス噴出孔２３Ａ及び活性ガス通過空間３１ｓを経由して、ガスの流れ１５に沿って最終的に後段の処理空間６３に供給される。

実施の形態１の第１の態様は、実施の形態１の基本構成と同様、活性ガス用補助部材６０Ａの上面上に形成される上記活性ガス流通用隙間を十分狭くして、上記活性ガス流通用隙間にオリフィス機能を持たせることができる。

実施の形態１の第１の態様は、上記活性ガス流通用隙間にオリフィス機能を持たせることにより、活性ガス発生装置１０１の後段（下方）の処理空間６３と放電空間６との間に圧力差を持たせ、処理空間６３の圧力を十分低くすることができる。

（第２の態様）
図３は実施の形態１の活性ガス発生装置１０１における第２の態様の活性ガス生成用電極群５１Ｂの全体構造を模式的に示す説明図である。図３にＸＹＺ直交座標系を記している。

活性ガス発生装置１０１の第２の態様は、図１で示した基本構成の活性ガス生成用電極群５１として、図３で示す活性ガス生成用電極群５１Ｂを採用している。

以下、図３を適宜参照して、第２の態様の活性ガス生成用電極群５１Ｂについて説明する。

図３に示すように、活性ガス生成用電極群５１Ｂは、第１の電極構成部である高電圧印加電極部１Ｂと、第２の電極構成部である接地電位電極部２Ｂとの組合せにより構成される。接地電位電極部２Ｂは高電圧印加電極部１Ｂの下方に設けられる。図３に示すように、活性ガス生成用電極群５１Ｂは平行平板方式を採用している。

高電圧印加電極部１Ｂは、第１の電極用誘電体膜である電極用誘電体膜１１Ｂと、電極用誘電体膜１１Ｂの上面上に形成される第１の金属電極である電極用導電膜対１０Ｈ及び１０Ｌとを主要構成部として有している。高電圧印加電極部１Ｂは、電極用誘電体膜１１Ｂの上面上に電極用導電膜対１０Ｈ及び１０Ｌと独立して形成される補助導電膜１２Ｂをさらに有している。

図３に示すように、電極用誘電体膜１１Ｂは平面視してＸ方向を長辺方向とした矩形状に形成され、電極用導電膜対１０Ｈ及び１０Ｌはそれぞれ平面視してＹ方向を長辺方向とした矩形状に形成され、補助導電膜１２Ｂは平面視してＹ方向を長辺方向とした矩形状に形成される。補助導電膜１２Ｂは平面視して電極用誘電体膜１１ＢのＸ方向の中心部上に配置される。

電極用導電膜対１０Ｈ及び１０Ｌは補助導電膜１２Ｂを挟むように、補助導電膜１２Ｂから所定距離隔てて配置される。すなわち、電極用導電膜１０Ｈは補助導電膜１２Ｂに対し左側（−Ｘ方向側）に配置され、電極用導電膜１０Ｌは補助導電膜１２Ｂに対し右側（＋Ｘ方向側）に配置される。

一方、接地電位電極部２Ｂは、第２の電極用誘電体膜である電極用誘電体膜２１Ｂと電極用誘電体膜２１Ｂの下面上に形成される第２の金属電極である電極用導電膜対２０Ｈ及び２０Ｌとを主要構成部として有している。

電極用誘電体膜１１Ｂと電極用誘電体膜２１Ｂとが対向する誘電体空間内において、電極用導電膜対１０Ｈ及び１０Ｌ並びに電極用導電膜２０Ｈ及び２０Ｌが平面視重複する領域を含んで放電空間６が設けられる。

図３に示すように、電極用誘電体膜２１Ｂは平面視してＸ方向を長辺方向とした矩形状に形成される。

そして、電極用誘電体膜２１Ｂは、活性ガス７を外部の処理空間６３に噴出するため、電極用誘電体膜２１Ｂを貫通する単一のガス噴出孔２３Ｂを有している。単一のガス噴出孔２３Ｂが図１で示した基本構成におけるガス噴出孔２３に対応する。単一のガス噴出孔２３Ｂは平面視してＹ方向を長辺方向とした矩形状に形成される。

電極用誘電体膜２１Ｂは平面視してＸ方向を長辺方向とした矩形状に形成され、電極用導電膜２０Ｈ及び２０Ｌはそれぞれ平面視してＹ方向を長辺方向とした矩形状に形成され、単一のガス噴出孔２３Ｂは平面視してＹ方向を長辺方向とした矩形状に形成される。ガス噴出孔２３Ｂは平面視して電極用誘電体膜２１Ｂの中心部に設けられる。

図３に示すように、接地電位電極部２において、活性ガス用補助部材６０Ｂは、電極用誘電体膜２１Ｂの上面上に、上記活性ガス流通経路の一部を埋めるように設けられる。活性ガス用補助部材６０Ｂは、ガス噴出孔２３Ｂの上方に位置するガス噴出用開口部６５Ｂを有している。ガス噴出用開口部６５Ｂは、活性ガス用補助部材６０Ｂの上面から下面にかけて、活性ガス用補助部材６０Ｂの中央部を貫通して設けられ、上記活性ガス流通経路の一部となる。

活性ガス用補助部材６０Ｂの形成高さは、電極用誘電体膜１１Ｂ及び２１Ｂ間の距離（ギャップ長）よりも低く設定される。したがって、活性ガス用補助部材６０Ｂの上面と高電圧印加電極部１Ｂの電極用誘電体膜１１Ｂの下面との間に上記活性ガス流通用隙間が設けられる。

このように、実施の形態１の第２の態様の活性ガス用補助部材６０Ｂは、上記誘電体空間内において、放電空間６とガス噴出孔２３との間に、上記活性ガス流通経路の一部を埋めて、上記活性ガス流通経路の少なくとも一部を狭小な上記活性ガス流通用隙間に制限している。

上述したように、活性ガス用補助部材６０Ｂは中央部にガス噴出用開口部６５Ｂを有し、ガス噴出用開口部６５Ｂを含んで円盤状に形成されている。すなわち、ガス噴出用開口部６５Ｂは平面視して単一のガス噴出孔２３Ｂの全体を含んで、ガス噴出孔２３Ｂと重複するように設けられる。したがって、活性ガス用補助部材６０Ｂは平面視してガス噴出用開口部６５Ｂを全て含んで矩形状に形成される。

このように、活性ガス発生装置１０１の第２の態様の接地電位電極部２Ｂは、電極用誘電体膜１１Ｂ及び２１Ｂ間の誘電体空間内において、上記活性ガス流通経路の一部を埋めて、上記活性ガス流通経路の少なくとも一部を上記活性ガス流通用隙間に制限する活性ガス用補助部材６０Ｂをさらに備えている。

電極用導電膜対２０Ｈ及び２０Ｌは、活性ガス用補助部材６０Ｂを挟むように配置される。電極用導電膜２０Ｈは活性ガス用補助部材６０Ｂに対し左側（−Ｘ方向側）に配置され、電極用導電膜２０Ｌは活性ガス用補助部材６０Ｂに対し右側（＋Ｘ方向側）に配置される。

上述した構成の第２の態様は、電極用誘電体膜１１Ｂ及び２１Ｂ間に形成される誘電体空間内において、放電空間６からガス噴出孔２３Ａに至る経路を活性ガス流通経路としている。

図３に示すように、補助導電膜１２Ｂは平面視して単一のガス噴出孔２３Ｂと重複する位置に配置される。すなわち、補助導電膜１２Ｂは、平面して上記活性ガス流通経路の一部と重複するように配置される。

そして、電極用導電膜対１０Ｈ及び１０Ｌと電極用導電膜対２０Ｈ及び２０Ｌとの間に高周波電源５から交流電圧が印加される。具体的には、電極用導電膜対１０Ｈ及び１０Ｌには高周波電源５から交流電圧が印加され、金属筐体３１は接地電位に設定される。さらに、電極用導電膜２０Ｈ及び２０Ｌ並びに補助導電膜１２も接地電位に設定される。電極用導電膜２０Ｈ及び２０Ｌは金属筐体３１を介して接地電位に設定され、補助導電膜１２は金属筐体３１あるいは他の接続手段を介して接地電位に設定される。

金属筐体３１の活性ガス通過空間３１ｓは、単一のガス噴出孔２３Ｂの下方に設けられる。したがって、ガス噴出用開口部６５B及びガス噴出孔２３Ｂを通過した活性ガス７は、活性ガス通過空間３１ｓをさらに通過して、後段（下方）の処理空間６３に供給される。

このように、活性ガス発生装置１０１の第２の態様において、補助導電膜１２Ｂは平面視して上記活性ガス流通経路の一部と重複するように設けられ、かつ、補助導電膜１２Ｂは接地電位に設定されていることを特徴としている。すなわち、実施の形態１の第２の態様は、実施の形態１の基本構成と同様、第１の特徴を有している。

このような構成の活性ガス発生装置１０１の第２の態様は、電極用導電膜対１０Ｈ及び１０Ｌと電極用導電膜対２０Ｈ及び２０Ｌとの間に交流電圧を印加して活性ガス生成用電極群５１Ｂの放電空間６に誘電体バリア放電を発生させる。さらに、活性ガス発生装置１０１の第２の態様は、図示しないガス供給口から金属筐体３１の筐体内空間３３内に原料ガス５を供給し、活性ガス生成用電極群５１ＢのＸ方向両端部から、Ｘ方向に平行なガスの流れ１５に沿って内部に原料ガス５を流通させる。

すると、活性ガス発生装置１０１の第２の態様において、放電空間６内の原料ガス５が活性化されることにより活性ガス７が生成され、生成された活性ガス７は、上記誘電体空間内における放電空間６からガス噴出孔２３Ｂに至る経路である活性ガス流通経路を流れる。

この際、上記活性ガス流通経路の一部を活性ガス用補助部材６０Ｂで埋めている分、上記活性ガス流通経路の空間体積は大幅に縮小される。

上記活性ガス流通用隙間を通過した活性ガス７は、ガス噴出用開口部６５Ｂ、ガス噴出孔２３及び活性ガス通過空間３１ｓを経由して、ガスの流れ１５に沿って最終的に後段の処理空間６３に供給される。

実施の形態１の第２の態様は、実施の形態１の基本構成と同様、活性ガス用補助部材６０Ｂの上面上に形成される上記活性ガス流通用隙間を十分狭くして、上記活性ガス流通用隙間にオリフィス機能を持たせることができる。

実施の形態１の第２の態様は、上記活性ガス流通用隙間にオリフィス機能を持たせることにより、活性ガス発生装置１０１の後段（下方）の処理空間６３と放電空間６との間に圧力差を持たせ、処理空間６３の圧力を十分低くすることができる。

＜実施の形態２＞
（基本構成）
図４はこの発明の実施の形態２である活性ガス発生装置１０２の基本構成を示す説明図である。図４にＸＹＺ直交座標系を記している。実施の形態２の活性ガス発生装置１０２は、放電空間６に供給された原料ガス５を活性化して得られる活性ガス７を生成する活性ガス生成装置である。

以下、図１〜図３で示した実施の形態１の活性ガス発生装置１０１と同様な構成及び動作は、同一の符号を付すことにより説明を適宜省略し、実施の形態２の活性ガス発生装置１０２の特徴部分を中心に説明する。

活性ガス発生装置１０２は、金属筐体３１及び活性ガス生成用電極群５２を主要構成部として含んでいる。

活性ガス発生装置１０２において、放電空間６内の原料ガス５が活性化されることにより活性ガス７が生成され、生成された活性ガス７は、上記誘電体空間内における放電空間６からガス噴出孔２３に至る経路である活性ガス流通経路を流れる。

接地電位電極部２において、実施の形態１と同様、電極用誘電体膜２１の上面上に、ガス噴出孔２３の上方にガス噴出用開口部６５を有する活性ガス用補助部材６０が設けられる。活性ガス用補助部材６０は、活性ガス用補助部材６０の上面と高電圧印加電極部１の電極用誘電体膜１１の下面との間に微小な上記活性ガス流通用隙間が生じるように、電極用誘電体膜２１の上面上に設けられる。

このように、実施の形態２の活性ガス発生装置１０２の接地電位電極部２は、実施の形態１と同様、上記誘電体空間内において、上記活性ガス流通経路の一部を埋めて、上記活性ガス流通用隙間に制限する活性ガス用補助部材６０をさらに備えている。

加えて、活性ガス発生装置１０２の接地電位電極部２は、電極用誘電体膜２１の上面上に原料ガス用補助部材７２をさらに有している。

筐体内空間３３に供給された原料ガス５が活性ガス生成用電極群５２の外周部から、電極用誘電体膜１１，２１間の誘電体空間に流れる、上記誘電体空間内において、原料ガス５が放電空間６に至るまでの経路が原料ガス流通経路として規定される。

原料ガス用補助部材７２の形成高さは、電極用誘電体膜１１及び２１間の距離（ギャップ長）よりも低く、活性ガス用補助部材６０の形成高さと同程度に設定される。このため、原料ガス用補助部材７２の上面と高電圧印加電極部１の電極用誘電体膜１１の下面との間に少し隙間（以下、「原料ガス流通用隙間」と略記する場合がある）が生じる。

したがって、原料ガス用補助部材７２は、上記誘電体空間内において、上記原料ガス流通経路の一部を埋めて、上記原料ガス流通用隙間に制限している。

このような構成の活性ガス発生装置１０２において、電極用導電膜１０及び２０間に交流電圧を印加して活性ガス生成用電極群５２の放電空間６に誘電体バリア放電を発生させ、同時に図示しないガス供給口から金属筐体３１の筐体内空間３３内に原料ガス５を供給し、活性ガス生成用電極群５２の外周部から内部に原料ガス５を流通させる。

すると、原料ガス５は、活性ガス発生装置１０２の上記原料ガス流通経路を経由して、放電空間６に到達する。この際、上記原料ガス流通経路は、原料ガス用補助部材７２の上方において上記原料ガス流通用隙間に制限される。

原料ガス５が放電空間６に到達後、放電空間６内の原料ガス５が活性化されることにより活性ガス７が生成され、生成された活性ガス７は、上記活性ガス流通経路を流れる。この際、上記活性ガス流通経路は、活性ガス用補助部材６０の上方において上記活性ガス流通用隙間に制限される。

上記活性ガス流通用隙間を通過した活性ガス７は、ガス噴出用開口部６５、ガス噴出孔２３及び活性ガス通過空間３１ｓを経由して、ガスの流れ１５に沿って最終的に後段の処理空間６３に供給される。

実施の形態２の活性ガス発生装置１０２において、上述したように、補助導電膜１２は平面視して上記活性ガス流通経路の一部と重複するように設けられている。

実施の形態２の活性ガス発生装置１０２において、実施の形態１と同様、補助導電膜１２は平面視して上記活性ガス流通経路の一部と重複するように設けられ、かつ、補助導電膜１２は接地電位に設定されていることを第１の特徴としている。

さらに、活性ガス発生装置１０２は、実施の形態１と同様、誘電体空間内において、放電空間６とガス噴出孔２３との間に、上記活性ガス流通経路の一部を埋めて、上記活性ガス流通用隙間に制限する活性ガス用補助部材６０をさらに備えることを第２の特徴としている。

実施の形態２の活性ガス発生装置１０２は、上記第１及び第２の特徴を有することにより、実施の形態１と同様、上記活性ガス流通経路における電界強度を緩和し、かつ、上記活性ガス流通経路を通過する活性ガスの失活量を必要最小限に抑えることができる効果を奏する。

加えて、実施の形態２の活性ガス発生装置１０２は、上記第１及び第２の特徴に加え、接地電位電極部２は、誘電体空間内において、上記原料ガス流通経路の一部を埋めて、上記原料ガス流通用隙間に制限する原料ガス用補助部材７２をさらに備えるという第３の特徴を有している。

実施の形態２の活性ガス発生装置１０２、上記第３の特徴を有するため、上記原料ガス流通経路の一部を原料ガス用補助部材７２で埋めて、上記原料ガス流通経路の少なくとも一部に狭小な上記原料ガス流通用隙間を形成することができる。

この原料ガス流通用隙間を十分狭く形成する、すなわち、高さ方向（Ｚ方向）における長さを十分短くすることにより、原料ガス流通用隙間にオリフィス機能を持たせることができる。このオリフィス機能により、放電空間６と放電空間６外で原料ガス供給するための原料ガス供給空間となる筐体内空間３３との間に所望の圧力差を設定することができる。

その結果、実施の形態２の活性ガス発生装置１０２は、放電空間６の前段に存在し、原料ガス供給空間となる筐体内空間３３の圧力を十分高くしても、放電空間６の圧力を比較的低く設定することができる。

このため、筐体内空間３３の圧力を十分高くすることにより、筐体内空間３３におけるガスの絶縁破壊を効果的に抑制することができる。

加えて、筐体内空間３３内の絶縁破壊の抑制効果を保ちつつ、筐体内空間３３を比較的狭く形成することにより、活性ガス発生装置１０２の小型化を図ることができる。

さらに、原料ガス用補助部材７２の上方に形成される上記原料ガス流通用隙間にオリフィス機能を持たせることにより、放電空間６の圧力を比較的低く設定することができる。

活性ガス７として、例えば窒素分子が窒素原子となった場合を考える。この場合、窒素原子は他の窒素原子との衝突によって失活することから、放電空間６の圧力を比較的低く設定することにより、活性ガス７となる窒素原子の失活量を効果的に減少させることができる。

図４で示した実施の形態２の活性ガス発生装置１０２の基本構成を実現する具体的構成として以下で説明する第１の態様及び第２の態様が考えられる。

（第１の態様）
図５は実施の形態２の活性ガス発生装置１０２における第１の態様の活性ガス生成用電極群５２Ａの全体構成を模式的に示す説明図である。図５にＸＹＺ直交座標系を記している。

活性ガス発生装置１０２の第１の態様は、図４で示した基本構成の活性ガス生成用電極群５２として、図５で示す活性ガス生成用電極群５２Ａを採用している。

図５に示すように、実施の形態２の第１の態様は、実施の形態１の第１の態様と同様、電極用誘電体膜１１Ａ及び２１Ａ間の誘電体空間内において、放電空間６とガス噴出孔２３との間に、上記活性ガス流通経路の一部を埋めて、上記活性ガス流通用隙間に制限する活性ガス用補助部材６０Ａをさらに備えている。

電極用導電膜２０Ａは、平面視して活性ガス用補助部材６０Ａを囲むように、活性ガス用補助部材６０Ａの外周に沿って配置される。

さらに、実施の形態２の第２の態様において、基本構成の原料ガス用補助部材７２に対応する原料ガス用補助部材７２Ａは、平面視して電極用導電膜２０Ａを囲むように、活性ガス用補助部材６０Ａから所定距離隔てて、電極用誘電体膜２１Ａの上面上に設けられる。原料ガス用補助部材７２Ａは平面視して円環状に電極用誘電体膜２１の外周に沿って、活性ガス用補助部材６０Ａと同程度の形成高さで設けられる。

原料ガス用補助部材７２Ａの形成高さは、電極用誘電体膜１１Ａ及び２１Ａ間の距離（ギャップ長）よりも低く設定される。このため、原料ガス用補助部材７２Ａの上面と高電圧印加電極部１の電極用誘電体膜１１Ａの下面との間に上記原料ガス流通用隙間が設けられる。

このように、原料ガス用補助部材７２Ａは、上記誘電体空間内において、上記原料ガス流通経路の一部を埋めて、上記原料ガス流通用隙間に制限するように設けられる。

上述した構成の実施の形態２の第１の態様は、電極用誘電体膜１１Ａ及び２１Ａ間に形成される誘電体空間内において、放電空間６から単一のガス噴出孔２３Ａに至る経路を活性ガス流通経路としている。

図５に示すように、補助導電膜１２Ａは平面視してガス噴出孔２３Ａと重複する位置に配置される。すなわち、補助導電膜１２Ａは、平面して上記活性ガス流通経路の一部と重複するように配置される。

そして、電極用導電膜１０Ａと電極用導電膜２０Ａとの間に高周波電源５から交流電圧が印加される。具体的には、電極用導電膜１０Ａには高周波電源５から交流電圧が印加され、金属筐体３１は接地電位に設定される。さらに、電極用導電膜２０Ａ及び補助導電膜１２Ａも接地電位に設定される。電極用導電膜２０Ａは金属筐体３１を介して接地電位に設定され、補助導電膜１２Ａは金属筐体３１あるいは他の接続手段を介して接地電位に設定される。

このように、活性ガス発生装置１０２の第１の態様において、補助導電膜１２Ａは平面視して上記活性ガス流通経路の一部と重複するように設けられ、かつ、補助導電膜１２Ａは接地電位に設定されていることを特徴としている。すなわち、実施の形態２の第１の態様は、実施の形態２の基本構成と同様、上記第１の特徴を有している。

このような構成の活性ガス発生装置１０２の第１の態様は、電極用導電膜１０Ａ及び２０Ａ間に交流電圧を印加して活性ガス生成用電極群５２Ａの放電空間６に誘電体バリア放電を発生させる。同時に、活性ガス発生装置１０２の第１の態様は、図示しないガス供給口から金属筐体３１の筐体内空間３３内に原料ガス５を供給し、活性ガス生成用電極群５２Ａの外周部から単一のガス噴出孔２３Ａに向かう方向をガスの流れ１５として原料ガス５を流通させる。

すると、原料ガス用補助部材７２Ａの上方に形成される少なくとも一部が上記原料ガス流通用隙間に制限されている上記原料ガス流通経路を経由して、原料ガス５は放電空間６に到達する。

この際、原料ガス用補助部材７２Ａの上方に形成される上記原料ガス流通用隙間を十分狭くする、すなわち、上記原料ガス流通用隙間の高さ方向（Ｚ方向）における長さを十分短くことにより、原料ガス流通用隙間にオリフィス機能を持たせることができる。このオリフィス機能により、放電空間６と放電空間６外で原料ガス供給するための原料ガス供給空間となる筐体内空間３３との間の所望の圧力差を設定することができる。

したがって、実施の形態２の第１の態様は、放電空間６の前段に存在する、筐体内空間３３の圧力を十分高くしても、放電空間６の圧力を比較的低く設定することができる。

そして、活性ガス発生装置１０２の第１の態様において、放電空間６内の原料ガス５が活性化されることにより活性ガス７が生成され、生成された活性ガス７は、上記誘電体空間内における放電空間６から単一のガス噴出孔２３Ａに至る経路である活性ガス流通経路を流れる。

この際、上記活性ガス流通経路の一部が活性ガス用補助部材６０Ａよって埋められる分、上記活性ガス流通経路の空間体積は縮小化される。

そして、上記活性ガス流通用隙間を通過した活性ガス７は、ガス噴出用開口部６５Ａ、単一のガス噴出孔２３Ａ及び活性ガス通過空間３１ｓを経由して、ガスの流れ１５に沿って最終的に後段の処理空間６３に供給される。

（第２の態様）
図６は実施の形態２の活性ガス発生装置１０２における第２の態様の活性ガス生成用電極群５２Ｂの全体構造を模式的に示す説明図である。図６にＸＹＺ直交座標系を記している。

活性ガス発生装置１０２の第２の態様は、図４で示した基本構成の活性ガス生成用電極群５２として、図６で示す活性ガス生成用電極群５２Ｂを採用している。

以下、図６を適宜参照して、第２の態様の活性ガス生成用電極群５２Ｂについて説明する。

図６に示すように、実施の形態２の第２の態様は、実施の形態１の第２の態様と同様、電極用誘電体膜１１Ｂ及び２１Ｂ間の誘電体空間内において、上記活性ガス流通経路の一部を埋めて、上記活性ガス流通用隙間に制限する活性ガス用補助部材６０Ｂをさらに備えている。

電極用導電膜対２０Ｈ及び２０Ｌは、活性ガス用補助部材６０Ｂを挟むように配置される。電極用導電膜２０Ｈは活性ガス用補助部材６０Ｂに対し左側（−Ｘ方向側）に配置され、電極用導電膜２０Ｌは活性ガス用補助部材６０Ｂに対し右側（＋Ｘ方向側）に配置される。

さらに、基本構成の原料ガス用補助部材７２に対応する原料ガス用補助部材７２Ｂは、平面視して活性ガス用補助部材６０Ｂ及び電極用導電膜２０Ｈ及び２０Ｌを囲むように、活性ガス用補助部材６０Ｂから所定距離隔てて、電極用誘電体膜２１Ｂの上面上に設けられる。原料ガス用補助部材７２Ｂは平面視して矩形枠状に電極用誘電体膜２１Ｂの外周に沿って設けられる。

原料ガス用補助部材７２Ｂは、原料ガス用補助部材７２Ｂの上面と高電圧印加電極部１の電極用誘電体膜１１Ｂの下面との間に上記原料ガス流通用隙間が生じるように、電極用誘電体膜２１Ｂ上に活性ガス用補助部材６０Ｂと同程度の形成高さで設けられる。すなわち、活性ガス用補助部材６０Ｂの形成高さは、電極用誘電体膜１１Ｂ及び２１Ｂ間の距離（ギャップ長）よりも低く設定される。

このように、原料ガス用補助部材７２Ｂは、上記誘電体空間内において、上記原料ガス流通経路の一部を埋めて、上記原料ガス流通用隙間に制限するように設けられる。

上述した構成の実施の形態２の第２の態様は、電極用誘電体膜１１Ｂ及び２１Ｂ間に形成される誘電体空間内において、放電空間６からガス噴出孔２３Ａに至る経路を活性ガス流通経路としている。

図６に示すように、補助導電膜１２Ｂは平面視して単一のガス噴出孔２３Ｂと重複する位置に配置される。すなわち、補助導電膜１２Ｂは、平面して上記活性ガス流通経路の一部と重複するように配置される。

そして、電極用導電膜対１０Ｈ及び１０Ｌと電極用導電膜対２０Ｈ及び２０Ｌとの間に高周波電源５から交流電圧が印加される。具体的には、電極用導電膜対１０Ｈ及び１０Ｌには高周波電源５から交流電圧が印加され、金属筐体３１は接地電位に設定される。さらに、電極用導電膜２０Ｈ及び２０Ｌ並びに補助導電膜１２も接地電位に設定される。電極用導電膜２０Ｈ及び２０Ｌは金属筐体３１を介して接地電位に設定され、補助導電膜１２は金属筐体３１あるいは他の接続手段を介して接地電位に設定される。

金属筐体３１の活性ガス通過空間３１ｓは、単一のガス噴出孔２３Ｂの下方に設けられる。したがって、単一のガス噴出孔２３Ｂを通過した活性ガス７は、活性ガス通過空間３１ｓを通過して、後段（下方）の処理空間６３に供給される。

このように、活性ガス発生装置１０２の第２の態様において、補助導電膜１２Ｂは平面視して上記活性ガス流通経路の一部と重複するように設けられ、かつ、補助導電膜１２Ｂは接地電位に設定されていることを特徴としている。すなわち、実施の形態２の第２の態様は、実施の形態２の基本構成と同様、第１の特徴を有している。

このような構成の活性ガス発生装置１０２の第２の態様は、電極用導電膜対１０Ｈ及び１０Ｌと電極用導電膜対２０Ｈ及び２０Ｌとの間に交流電圧を印加して活性ガス生成用電極群５２Ｂの放電空間６に誘電体バリア放電を発生させる。同時に、活性ガス発生装置１０２の第２の態様は、図示しないガス供給口から金属筐体３１の筐体内空間３３内に原料ガス５を供給し、活性ガス生成用電極群５２ＢのＸ方向両端部から、Ｘ方向に平行なガスの流れ１５に沿って内部に原料ガス５を流通させる。

すると、原料ガス用補助部材７２Ｂの上方に形成される上記原料ガス流通経路を経由して、原料ガス５は放電空間６に到達する。

この際、原料ガス用補助部材７２Ｂの上方において上記原料ガス流通用隙間を十分狭くしてオリフィス機能を持たせることにより、筐体内空間３３を含む上記原料ガス流通経路と放電空間６との間に所望の圧力差を設けることができる。

したがって、実施の形態２の第２の態様は、活性空間６の前段に存在する、原料ガス供給空間である筐体内空間３３の圧力を十分高くしても、放電空間６の圧力を比較的低く設定することができる。

そして、活性ガス発生装置１０２の第２の態様において、放電空間６内の原料ガス５が活性化されることにより活性ガス７が生成され、生成された活性ガス７は、上記誘電体空間内における放電空間６からガス噴出孔２３Ｂに至る経路である活性ガス流通経路を流れる。

この際、活性ガス用補助部材６０Ｂにより、上記活性ガス流通経路の一部を活性ガス用補助部材６０Ｂで埋める分、上記活性ガス流通経路の空間体積は大幅に縮小化される。

上記活性ガス流通用隙間を通過した活性ガス７は、ガス噴出用開口部６５Ｂ、ガス噴出孔２３及び活性ガス通過空間３１ｓを経由して、ガスの流れ１５に沿って最終的に後段の処理空間６３に供給される。

＜その他＞
また、実施の形態１及び実施の形態２の活性ガス発生装置１０１及び１０２１で用いる原料ガス５は、水素、窒素、酸素、弗素、塩素ガスのうち少なくとも一つを含むガスであることが望ましい。

活性ガス発生装置１０１及び１０２は、上述したガスを原料ガスとすることにより、窒化膜・酸化膜などの成膜処理、エッチングガスや洗浄ガスの生成、表面改質処理が可能となる。

以下、この点を詳述する。窒素や酸素を原料ガス５とすれば窒化膜や酸化膜の絶縁膜を成膜することができる。弗素や塩素ガスを原料ガス５とすれば、活性化した弗化ガスや塩素ガスをエッチングガスや洗浄ガスとして利用することができる。水素や窒素を原料ガス５とすれば、活性化した水素ガスや窒化ガスによって基板等の所定対象物の表面を水素化、窒化して表面改質処理が行える。

上述した実施の形態で示した活性ガス用補助部材６０（６０Ａ，６０Ｂ）の材質として、セラミック等の絶縁体、あるいは金属等の導電体が考えられる。ただし、活性ガス用補助部材６０として導電体を用いる場合、放電空間６との間に十分な距離を確保して活性ガス用補助部材６０を配置することが望ましい。なぜなら、導電体は放電し易いため、放電空間６の近くに導電体を構成材料とした活性ガス用補助部材６０が存在すると、活性ガス用補助部材６０の構成元素がイオン化して活性ガス７と共に噴出される可能性が高くなるからである。

また、原料ガス用補助部材７２（７２Ａ，７２Ｂ）の材質として、セラミック等の絶縁体、あるいは金属等の導電体が考えられる。

なお、活性ガス用補助部材６０及び原料ガス用補助部材７２を電極用誘電体膜２１（２１Ａ.２１Ｂ）と一体的に形成する場合、電極用誘電体膜２１の構成材料として用いられている誘電体を、活性ガス用補助部材６０及び原料ガス用補助部材７２の構成材料とすることが望ましい。

また、上述した実施の形態では、活性ガス用補助部材６０（６０Ａ，６０Ｂ）及び原料ガス用補助部材７２（７２Ａ，７２Ｂ）を、接地電位電極部２の電極用誘電体膜２１（２１Ａ，２１Ｂ）の上面上に形成したが、上記形成に変えて、高電圧印加電極部１の電極用誘電体膜１１（１１Ａ，１１Ｂ）の下面上に形成しても良い。

この場合、活性ガス用補助部材６０の下方（−Ｚ方向）に向かう形成高さは、電極用誘電体膜１１及び２１間の距離（ギャップ長）よりも低く設定される。したがって、活性ガス用補助部材６０の下面と接地電位電極部２の電極用誘電体膜２１の上面との間に上記活性ガス流通用隙間が設けられる。

このように、電極用誘電体膜１１の下面上に活性ガス用補助部材６０を設けることにより、誘電体空間内において、放電空間６とガス噴出孔２３との間に、上記活性ガス流通経路の一部を埋めて、上記活性ガス流通用隙間に制限することができる。

同様にして、原料ガス用補助部材７２の下方に向かう形成高さは、電極用誘電体膜１１及び２１間の距離（ギャップ長）よりも低く設定される。したがって、活性ガス用補助部材６０の下面と接地電位電極部２の電極用誘電体膜２１の上面との間に上記原料ガス流通用隙間が設けられる。

このように、電極用誘電体膜１１の下面上に原料ガス用補助部材７２を設けることにより、誘電体空間内において、放電空間６とガス噴出孔２３との間に、上記原料ガス流通経路の一部を埋めて、上記原料ガス流通用隙間に制限することができる。

この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１ 高電圧印加電極部
２ 接地電位電極部
６ 放電空間
１０，１０Ａ，１０Ｈ，１０Ｌ，２０，２０Ａ，２０Ｈ，２０Ｌ 電極用導電膜
１１，１１Ａ，１１Ｂ，２１，２１Ａ，２１Ｂ 電極用誘電体膜
１２ 補助導電膜
６０，６０Ａ，６０Ｂ 活性ガス用補助部材
７２，７２Ａ，７２Ｂ 原料ガス用補助部材

Claims (3)

1. 放電空間に供給された原料ガスを活性化して得られる活性ガスを生成する活性ガス生成装置であって、
   第１の電極構成部と
   前記第１の電極構成部の下方に設けられる第２の電極構成部とを備え、
   前記第１の電極構成部は、第１の電極用誘電体膜と前記第１の電極用誘電体膜の上面上に形成される第１の金属電極とを有し、前記第２の電極構成部は、第２の電極用誘電体膜と前記第２の電極用誘電体膜の下面上に形成される第２の金属電極とを有し、前記第１及び第２の金属電極間に交流電圧が印加され、前記第１及び第２の電極用誘電体膜が対向する誘電体空間内において、前記第１及び第２の金属電極が平面視重複する領域を前記放電空間として含み、
   前記第２の電極用誘電体膜は、前記活性ガスを外部に噴出するためのガス噴出孔を有し、前記放電空間から前記ガス噴出孔に至る経路が活性ガス流通経路として規定され、
   前記第１の電極構成部は、
   前記第１の電極用誘電体膜の上面上に前記第１の金属電極と独立して形成される補助導電膜をさらに有し、
   前記補助導電膜は平面視して前記活性ガス流通経路の一部と重複するように設けられ、かつ、前記補助導電膜は接地電位に設定され、
   前記活性ガス生成装置は、
   前記誘電体空間内において、前記放電空間と前記ガス噴出孔との間に、前記活性ガス流通経路の一部を埋めるように設けられる活性ガス用補助部材をさらに備えることを特徴する、
   活性ガス生成装置。
2. 請求項１記載の活性ガス生成装置であって、
   前記誘電体空間内において、前記原料ガスが前記放電空間に至る経路が原料ガス流通経路として規定され、
   前記活性ガス生成装置は、
   前記誘電体空間内において、前記原料ガス流通経路の一部を埋めるように設けられる原料ガス用補助部材をさらに備えることを特徴する、
   活性ガス生成装置。
3. 請求項１または請求項２記載の活性ガス生成装置であって、
   前記原料ガスは、水素、窒素、酸素、弗素、塩素ガスのうち少なくとも一つを含むガスである、
   活性ガス生成装置。

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