JPWO2009028084A1 - 誘電体バリア放電ガスの生成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
2 高圧電極(第2電極)、 3 誘電体、 4 スペーサ(放電空間形成部)、
5 原料ガス、 6 ガス通路、 6a 入口、 6b 出口、 7 冷却水、
8 冷却水通路、 8a 入口、 8b 出口、 9 スペーサ、 10 誘電体、
11 高圧電極、 12 放電セル、 13 本体、 13a 一側壁、
13b ガス孔、 14 ガス噴出孔、 15 ラジカルガス、 16 交流電源、
17 排出配管、 18 ガス圧力検出器、 19 排出ガス制御器、
20 微小放電空間柱、 21a 酸素ボンベ、 21b 窒素ボンベ、
22a ガスレギュレータ、 22b ガスレギュレータ、 23a MFC、
23b MFC、 24 オゾン発生器、 25 APC、 26a 空圧弁、
26b 空圧弁、 27 反応チャンバー、 28 被処理物質、
29 排気調節弁、 30 排気ガス分解器、 31 入口、 32 入口、
33 電極セル、 34 電極積層モジュール
図1はこの発明の実施の形態1における誘電体バリア放電ガスの生成装置を示す構成図である。図1において、1は長方形状を呈する平板状の接地電極(第1電極)である。この接地電極1は、平板状の2枚のSUS板1a及び1bを重ね合わせて接合することによって製作されている。2はその一面がSUS板1aの一面に対して対向位置に配置された平板状の高圧電極(第2電極)、3は接地電極1と高圧電極2との間に設けられた、セラミックス板やガラス板等からなる誘電体である。
平行電極間に誘電体を設け、両電極間に交流高電圧を印加すると、誘電体を介して高電界の誘電体バリア放電が発生する。このような放電では、放電領域内のガスが電子とイオンとに分離したプラズマ状態になる。この放電プラズマ中では、電子は、放電電界によって加速され、高エネルギーを有するようになる。そして、高エネルギーの電子がガス分子と衝突することによって、高エネルギーを有した励起ガス(ラジカルガス)や、イオン化された荷電粒子(イオン粒子)が発生する。
また、この放電の電界Eは、次式で表される。
図6はこの発明における誘電体バリア放電ガスの生成装置を用いた薄膜形成システムを示す構成図である。図6において、21aは酸素ボンベ、21bは窒素ボンベ、22a及び22bはガスレギュレータ、23a及び23bは原料ガス用のマスフローコントローラ(MFC)、24はオゾン発生器、25はオゾン発生器24内の圧力を一定に保つための自動圧力コントローラ(APC)、26a及び26bはオゾンガスや窒素ガスをON−OFFするための空圧弁である。
図7はこの発明の実施の形態3における誘電体バリア放電ガスの生成装置を示す構成図、図8はこの発明の実施の形態3における誘電体バリア放電ガスの生成装置を示す要部斜視図である。図7及び図8において、31は本体13に形成された原料ガス5の入口、32は本体13に形成された冷却水7の入口、33は電極セル、34は電極積層モジュールである。
なお、本発明の誘電体バリア放電ガスの生成装置は、放電空間の1電極面に誘電体を装着した装置で説明したが、本生成装置は、当然ながら、2電極面の両面に誘電体を装着しても同様の効果を奏する。
したがって、半導体製造におけるウェハー面の薄膜成膜や、エッチングやアニーリング工程への利用が好適である。また、液晶や太陽電池等のフラットパネル面の薄膜成膜、エッチングやアニーリング工程にも利用できる。更に、産業分野で多く使用される金属表面処理にも、環境を配慮した適用が可能である。即ち、金属部品の表面に酸化膜や窒化膜を形成することにより、金属表面の腐食促進を防止できる。
Claims (7)
- 平板状の第1電極と、
一面が前記第1電極の一面に対して対向位置に配置された平板状の第2電極と、
前記第1電極及び前記第2電極の間に設けられ、その一面が、前記第1電極の前記一面に対して所定の僅かな間隙を有して対向する誘電体と、
前記第1電極の前記一面を冷却する冷却部と、
前記第1電極及び前記誘電体の間に設けられ、前記第1電極の前記一面及び前記誘電体の前記一面に挟まれた前記間隙内に、三方がガスシールドされて残りの一方が前記第1電極及び前記誘電体の各端面側に開口する放電空間部を形成する放電空間形成部と、
前記放電空間部に原料ガスを供給するガス供給部と、
前記第1電極及び前記第2電極に交流電圧を印加して、前記放電空間部に誘電体バリア放電を発生させる交流電源と、
を備えたことを特徴とする誘電体バリア放電ガスの生成装置。 - 放電空間形成部は、コ字状を呈する板状部材からなり、第1電極及び誘電体の間に配置されることにより、前記第1電極の一面及び前記誘電体の一面に挟まれた間隙内に、前記板状部材の厚みを有する長方形状の放電空間部を形成することを特徴とする請求項1に記載の誘電体バリア放電ガスの生成装置。
- 一側壁が放電空間部の開口部に近接して配置された、前記放電空間部を覆う本体と、
を更に備え、
前記本体は、前記一側壁の前記開口部に対する対向位置に、前記放電空間部で発生したラジカルガスを前記本体の外側に取り出すための複数のガス噴出孔が形成されたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の誘電体バリア放電ガスの生成装置。 - 本体内のガス圧力を検出するためのガス圧力検出器と、
前記本体内のガスを排出するため、前記本体の一側壁以外の壁面に接続された排出配管と、
前記ガス圧力検出器によって検出されたガス圧力に基づいて、前記本体内から排出するガス流量を制御して、前記本体内のガス圧力を、前記本体の外部の圧力よりも高い一定値に保持する排出ガス制御器と、
を備えたことを特徴とする請求項3に記載の誘電体バリア放電ガスの生成装置。 - 放電空間部における第1電極の一面及び誘電体の一面間の距離を、0.1〜2.0mmの範囲とし、前記放電空間部におけるガス圧力を1.0k〜0.1MPaの範囲としたことを特徴とする請求項1から請求項4の何れかに記載の誘電体バリア放電ガスの生成装置。
- ガス供給部は、酸素及び窒素、酸化ガス、窒素化合物ガス、フッ化化合物ガスの何れかを原料ガスとして放電空間部に供給することを特徴とする請求項1から請求項5の何れかに記載の誘電体バリア放電ガスの生成装置。
- 第1電極、放電空間形成部、誘電体、第2電極を含む放電セルが複数設けられ、
前記放電セルは、放電空間部の開口部の長手方向に直交する方向に、多段に積層されたことを特徴とする請求項1から請求項6の何れかに記載の誘電体バリア放電ガスの生成装置。
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