TW202228842A - 活性氣體產生裝置 - Google Patents

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Abstract

本揭示之目的在於提供一種噴出不含雜質且良質之活性氣體之構造的活性氣體產生裝置。
而且，本揭示之活性氣體產生裝置(100C)係藉由冷卻板(9)、電極推壓構件(8)及高電壓施加電極部(1C)而設置有將殼體內空間(33)與放電空間(6C)之間的氣流分隔的氣體分隔構造。活性氣體產生裝置(100C)更具有：輔助用金屬電極(12)，其係設置在高電壓施加電極部(1C)之電極用介電質膜(11)的上表面上。輔助用金屬電極(12)係設置成在俯視觀看時與活性氣體流通路徑的一部分重疊，且該輔助用金屬電極(12)係設定為接地電位。

Description

活性氣體產生裝置
本揭示係關於一種藉由平行板式的介電質障蔽放電而產生活性氣體，將活性氣體供給至後段之處理空間的活性氣體產生裝置。
就藉由平行板式的介電質障蔽放電而產生活性氣體的活性氣體產生裝置而言，例如有一種專利文獻1所揭示之活性氣體產生裝置。
專利文獻1中所揭示之以往的活性氣體產生裝置中，係在裝置後段存在有處理室等之處理空間。
以往的活性氣體產生裝置係利用介電質障蔽放電而從氮氣等原料氣體來產生氮自由基(nitrogen radical)等之活性氣體，且將活性氣體噴出至處理空間。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2019/229873號
以往的活性氣體產生裝置會形成：使經由高電壓供電部空間的氣體導引至放電空間的構造，該高電壓供電部空間會露出有設置於高電壓側電極之高電壓施加用的金屬電極等。此時，當金屬電極的成分等因高溫或異常放電而蒸發時，該成分會直接混入放電空間，而有成為處理空間中所執行的半導體成膜處理中之粒子(particle)、金屬污染(metal contamination)之原因之虞。
亦即，以往的活性氣體產生裝置中，會有無法輸出良質活性氣體之虞的問題點。
本揭示之目的在於解決上述之問題點，提供一種對電極構成部及其周邊部的形狀、安裝構造加以構思，藉此噴出不含雜質且良質之活性氣體之構造的活性氣體產生裝置。
本揭示之活性氣體產生裝置之特點在於：為一種產生活性氣體之活性氣體產生裝置，該活性氣體係使供給至放電空間的原料氣體活性化而得者，該活性氣體產生裝置係具備：第一電極構成部；及第二電極構成部，係設置於前述第一電極構成部之下方；且前述第一電極構成部係具有第一電極用介電質膜、與形成於前述第一電極用介電質膜的上表面上的第一金屬電極；前述第二電極構成部係具有第二電極用介電質膜、與形成於前述第二電極用介電質膜的下表面上的第二金屬電極；交流電壓係施加於前述第一金屬電極，前述第二金屬電極係設定為接地電位；並且在前述第一及第二電極用介電質膜相向之介電質空間內包含前述第一及第二金屬 電極在俯視觀看時重疊的區域作為前述放電空間；前述第二電極用介電質膜係具有用以使前述活性氣體朝下方噴出的氣體噴出孔，且從前述放電空間到前述氣體噴出孔的路徑係規定為活性氣體流通路徑；前述活性氣體產生裝置更具備底座凸緣，該底座凸緣係具有導電性且剖面構造為凹狀，並且具有中央底面區域及沿著前述中央底面區域的外周設置且朝高度方向突出的周邊突出部；且前述第二電極構成部係以前述第二金屬電極接觸於前述中央底面區域上的態樣設置；前述活性氣體產生裝置還具備：具有導電性的導電性構造體，係設置於前述底座凸緣的前述周邊突出部上，且以不與前述第一電極構成部接觸的方式，位於前述第一電極構成部的上方；絕緣材，係設置於前述導電性構造體與前述第一電極構成部之間，且該絕緣材的上表面接觸於前述導電性構造體的下表面，並且，該絕緣材的下表面係接觸於前述第一金屬電極的上表面；電極支持構件，係設置於前述導電性構造體的下表面上，以從下方支持前述第一電極構成部；及金屬製的殼體，係設置於前述底座凸緣的前述周邊突出部上，且具有收容前述導電性構造體的殼體內空間；前述底座凸緣還具有：氣體供給口，係自外部接收前述原料氣體；氣體通過路徑，係用以將前述原料氣體供給至前述放電空間；及底座凸緣用氣體噴出孔，係用以使從前述氣體噴出孔噴出的前述活性氣體朝下方噴出；且，對前述底座凸緣賦予接地電位；該活性氣體產生裝置係藉由前述導電性構造體、前述電極支持構件及前述第一電極構成部而設置有將前述殼體內空間與前述放電空間之間的氣流分隔的氣體分隔構造；前述活性氣體產生裝置更具有：第三金屬電極，係與前述第一金屬電極獨立而設置在前述第一電極用介電質膜的上表面上；且前述第三金屬電 極係設置成在俯視觀看時與前述活性氣體流通路徑的一部分重疊，且該第三金屬電極係設定為接地電位。
藉由具有上述的氣體分隔構造，本揭示之活性氣體產生裝置可確實避免殼體內空間所產生的雜質混入放電空間的混入現象。
結果，本揭示之活性氣體產生裝置能夠以不使第一及第二電極用介電質膜損傷的方式噴出不含雜質且良質之活性氣體。
再者，本揭示之活性氣體產生裝置可藉由具有設定為接地電位的第三金屬電極而緩和上述活性氣體流通路徑之電場強度。
結果，本揭示之活性氣體產生裝置不須變更氣體噴出孔、底座凸緣用氣體噴出孔的構造，可預期性地減弱設置在底座凸緣用氣體噴出孔之下方的處理空間的電場強度。
進而，由於本揭示之活性氣體產生裝置具有上述氣體分隔構造，所以可使提高第一及第三金屬電極各自對於第一電極用介電質膜的上表面的密接度之必要性降低。因此，可使用比較容易製造為第一及第三金屬電極的塊體(bulk)金屬，而相應地謀求製造步驟的簡化。
本揭示之目的、特點、態樣、及優點可藉由以下的詳細說明與檢附圖式而更加清楚明瞭。
1,1C,101,201:高電壓施加電極部
2,2C,2D,102,202:接地電位電極部
3,103,203:金屬殼體
4,4B,104,204:底座凸緣
5,105,205:原料氣體
6,6C,106,206:放電空間
7,7C,207:絕緣板
8:電極推壓構件
8a:推壓用突出部
9,209:冷卻板
10,10C,20,20C,110,120,210,220:金屬電極
11,21,21D,111,121,211,221:電極用介電質膜
12:輔助用金屬電極
15,15C,25,25C:開口部
21a:突出部
23,23D,43,123,143,223,243:氣體噴出孔
33,133,233:殼體內空間
34,140,240:氣體供給口
35:氣體通過路徑
41:氣體緩衝部
42,42B:氣體擴散路徑
44,92,244:冷卻水供給口
46:周邊突出部
48:中央底面區域
50:高頻電源
51,151,251:氣流
52,152,252:活性氣體
63:處理空間
71,91:通電孔
72:貫穿孔
93:冷卻水排出口
90:冷卻水路徑
100,100B,100C,100D,100X,100Y:活性氣體產生裝置
451,452:冷卻水通過口
D42:擴散路徑形成方向
LC:假想中心線
PC:假想中心點
P41:連接位置
R4:氣體中繼區域
RM:介電質膜主要區域
RT:突出部形成區域
θ42:路徑角度
圖1係顯示本揭示實施型態1之活性氣體產生裝置之整體構成的說明圖。
圖2係顯示圖1中所示之高電壓施加電極部的上表面構造的俯視圖。
圖3係顯示高電壓施加電極部之剖面構造的剖面圖。
圖4係顯示圖1中所示之接地電位電極部之下表面構造的俯視圖。
圖5係顯示接地電位電極部之剖面構造的剖面圖。
圖6係顯示圖1中所示之底座凸緣之平面構造的俯視圖。
圖7係顯示底座凸緣之剖面構造的剖面圖。
圖8係顯示氣體緩衝部(Gas buffer)及氣體擴散路徑之細節的立體圖。
圖9係顯示圖1中所示之絕緣板之平面構造的俯視圖。
圖10係顯示絕緣板之剖面構造的剖面圖。
圖11係顯示圖1中所示之電極推壓構件之平面構造的俯視圖。
圖12係顯示電極推壓構件之剖面構造的剖面圖。
圖13係顯示圖1中所示之冷卻板之平面構造的俯視圖。
圖14係顯示冷卻板之剖面構造的剖面圖。
圖15係顯示實施型態2的底座凸緣之平面構造的俯視圖。
圖16係顯示實施型態2的底座凸緣之剖面構造的剖面圖。
圖17係示意性顯示氣體擴散路徑的形成方向的特點的說明圖。
圖18係顯示實施型態3之活性氣體產生裝置之整體構成的剖面圖。
圖19係顯示圖18中所示之高電壓施加電極部及輔助用金屬電極的上表面構造的俯視圖。
圖20係顯示高電壓施加電極部及輔助用金屬電極之剖面構造的剖面圖。
圖21係顯示圖18中所示之接地電位電極部之下表面構造的俯視圖。
圖22係顯示接地電位電極部之剖面構造的剖面圖。
圖23係顯示圖18中所示之絕緣板之平面構造的俯視圖。
圖24係顯示絕緣板之剖面構造的剖面圖。
圖25係顯示實施型態4之活性氣體產生裝置之整體構成的說明圖。
圖26係顯示圖25中所示之高電壓施加電極部及輔助用金屬電極的上表面構造的俯視圖。
圖27係顯示高電壓施加電極部及輔助用金屬電極之剖面構造的剖面圖。
圖28係顯示圖25中所示之接地電位電極部之下表面構造的俯視圖。
圖29係顯示接地電位電極部之剖面構造的剖面圖。
圖30係顯示第一比較用之活性氣體產生裝置之整體構造的剖面圖。
圖31係顯示第二比較用之活性氣體產生裝置之整體構造的剖面圖。
<實施型態1>
(整體構成)
圖1係顯示本揭示實施型態1之活性氣體產生裝置之整體構成的說明圖。在圖1標記XYZ正交座標系。實施型態1之活性氣體產生裝置100係 產生活性氣體52(氮自由基等)之活性氣體產生裝置，該活性氣體52係使供給至放電空間6的原料氣體5(氮氣等)活性化而得者。
活性氣體產生裝置100係包含金屬殼體3、底座凸緣4、高電壓施加電極部1、接地電位電極部2、絕緣板7、電極推壓構件8及冷卻板9作為主要構成部。
底座凸緣4的剖面構造為凹狀，且該底座凸緣4係具有：中央底面區域48；及周邊突出部46；該周邊突出部46係沿著中央底面區域48的外周而設置，且朝高度方向(+Z方向)突出。而且，底座凸緣4係設定為接地電位。
金屬殼體3係在下方具有開口部之金屬製的殼體。金屬殼體3具有主要收容冷卻板9的殼體內空間33。
金屬殼體3係以將金屬製的底座凸緣4作為底面之態樣固定於底座凸緣4。具體而言，金屬殼體3係固定於底座凸緣4的周邊突出部46上。因此，金屬殼體3的開口部係由底座凸緣4所遮蔽，且藉由金屬殼體3及底座凸緣4而形成包含殼體內空間33的遮蔽空間。再者，金屬殼體3係經由底座凸緣4而設定為接地電位。
冷卻板9係作為活性氣體產生裝置100之殼體內空間33的底面部而配置。具體而言，冷卻板9係以冷卻板9的周邊端部接觸於底座凸緣4的周邊突出部46的上表面之態樣，配置在底座凸緣4的周邊突出部46的上表面上。冷卻板9係金屬板等之金屬製的導電性構造體，且配置成不與金屬殼體3接觸。
另一方面，在底座凸緣4的中央底面區域48上配置屬於第二電極構成部之接地電位電極部2。接地電位電極部2係具有屬於第二電極用介電質膜之電極用介電質膜21、及形成於電極用介電質膜21的下表面上之屬於第二金屬電極之金屬電極20作為主要構成部。因此，接地電位電極部2係以金屬電極20接觸於中央底面區域48之態樣，載置於中央底面區域48上。
藉由屬於第一電極構成部之高電壓施加電極部1與屬於第二電極構成部之接地電位電極部2的組合，而構成內部具有放電空間6的電極對，接地電位電極部2係設置於高電壓施加電極部1之下方。
高電壓施加電極部1係具有屬於第一電極用介電質膜之電極用介電質膜11、及形成於電極用介電質膜11的上表面上之屬於第一金屬電極之金屬電極10作為主要構成部。
將交流電壓從高頻電源50施加於金屬電極10與金屬電極20之間。具體而言，將交流電壓從高頻電源50施加於金屬電極10，金屬電極20係經由底座凸緣4而設定為接地電位。
在電極用介電質膜11與電極用介電質膜21相向之作為介電質空間的閉鎖空間內設置放電空間6，該放電空間6包含有在俯視觀看金屬電極10及20時重疊的區域。
電極用介電質膜21係具有氣體噴出孔23，該氣體噴出孔23係用以使活性氣體52經由底座凸緣4的氣體噴出孔43而朝下方(後段)之處理空間63噴出。
在底座凸緣4的中央底面區域48的中央部分中設置有氣體噴出孔43(底座凸緣用氣體噴出孔)，該氣體噴出孔43係位在於沒有隔著金屬電極20而與電極用介電質膜21的氣體噴出孔23對應的位置。
如前述，冷卻板9固定於底座凸緣4的周邊突出部46上。絕緣板7設置於冷卻板9的下表面上，高電壓施加電極部1係配置成使金屬電極10的上表面接觸於絕緣板7的下表面。
作為電極支持構件的電極推壓構件8設置於冷卻板9的下表面。電極推壓構件8設置於絕緣板7及高電壓施加電極部1的外周區域。以下，會有將絕緣板7及高電壓施加電極部1的組合構造簡稱為「上部電極群」的情形。
電極推壓構件8係具有下方的一部分朝內側(上部電極群的形成方向)突出的推壓用突出部8a。此推壓用突出部8a係以上表面接觸於電極用介電質膜11的下表面的態樣，設置成沿著水平方向(XY平面)朝內側突出。
藉由電極推壓構件8的推壓用突出部8a與冷卻板9來包夾上部電極群，從而將上部電極群固定於冷卻板9的下表面上。
因此，電極推壓構件8係作為電極支持構件而發揮功能，該電極推壓構件8係設置於冷卻板9的下表面上，以從下方支持高電壓施加電極部1。
雖係在電極推壓構件8對於冷卻板9的安裝使用不鏽鋼製的螺栓，但當此螺栓在後述的氣體中繼區域R4暴露於原料氣體5的氣流51中時，就會有混入不鏽鋼成分的雜質的可能性。因此，螺栓全部安裝成從 殼體內空間33側經由冷卻板9而朝向電極推壓構件8。另外，螺栓的圖示省略。如此，電極推壓構件8係以將上部電極群包夾於推壓用突出部8a與冷卻板9之間的態樣，安裝於冷卻板9的下表面。
屬於絕緣材之板狀的絕緣板7係設置於冷卻板9與高電壓施加電極部1之間，且絕緣板7的上表面接觸於冷卻板9的下表面，並且，絕緣板7的下表面接觸於高電壓施加電極部1之金屬電極10的上表面。
因此，冷卻板9係以不與高電壓施加電極部1接觸的方式，隔著絕緣板7而位於高電壓施加電極部1的上方。
如此，活性氣體產生裝置100所具有之安裝特點為：高電壓施加電極部1係安裝於上方的冷卻板9，而並非隔著間隔件而載置於接地電位電極部2之上。
由於具有上述安裝特點，活性氣體產生裝置100可僅藉由與底座凸緣4的周邊突出部46的接觸面來決定冷卻板9之高度方向的定位。亦即，僅藉由底座凸緣4的周邊突出部46的上表面的形成高度即可將冷卻板9之高度方向進行定位。
因此，活性氣體產生裝置100可精確度良好地設定冷卻板9的形成位置，藉此完全阻隔冷卻板9與底座凸緣4之間的氣體外洩，且完全防止冷卻水的外洩。
底座凸緣4係在周邊突出部46的一側面具有氣體供給口34，且在內部具有氣體通過路徑35。從外部從所供給的原料氣體5係從氣體供給口34流經氣體通過路徑35。
進而，底座凸緣4係在中央底面區域48的上方(且主要為電極推壓構件8之下方)具有氣體中繼區域R4，該氣體中繼區域R4係作為氣體通過路徑35與放電空間6的原料氣體5之中繼區域。
因此，流經氣體通過路徑35的原料氣體5最終經由氣體中繼區域R4而供給至放電空間6。另外，準確來說，在氣體通過路徑35與氣體中繼區域R4之間存在有後述的氣體緩衝部41及氣體擴散路徑42。
如此，底座凸緣4係具有：自外部接收原料氣體5的氣體供給口34；及用以將原料氣體5供給至放電空間6的氣體通過路徑35。
上述的氣體中繼區域R4係藉由高電壓施加電極部1(第一電極構成部)、絕緣板7(絕緣材)、電極推壓構件8及冷卻板9而與殼體內空間33完全分隔。
為了進行上述完全分隔，在冷卻板9與底座凸緣4的接觸面、冷卻板9與電極推壓構件8的接觸面、電極推壓構件8與高電壓施加電極部1的接觸面分別利用O環形成密封(各O環未圖示)。
因此，至少藉由電極推壓構件8、冷卻板9及高電壓施加電極部1來將殼體內空間33與放電空間6之間的氣流分隔。
亦即，流經氣體中繼區域R4的原料氣體5不會混入殼體內空間33，相反地，存在於殼體內空間33的雜質等也不會經由氣體中繼區域R4而混入放電空間6。
底座凸緣4係在與周邊突出部46的一側面相向的另一側面具有冷卻水供給口44。從外部所供給的屬於冷卻媒體之冷卻水係流經周邊突出部46之內部，並從冷卻水通過口451供給至冷卻板9。
冷卻板9係在內部具有冷卻水路徑90，該冷卻水路徑90係作為供經由冷卻水通過口451而供給的冷卻水流通之冷卻媒體路徑。因此，冷卻板9係具有藉由使冷卻水流動於冷卻水路徑90而經由絕緣板7對於高電壓施加電極部1(電極用介電質膜11)進行冷卻的冷卻功能。
如此，底座凸緣4係具有：作為接收屬於冷卻媒體之冷卻水的冷卻媒體供給口之冷卻水供給口44；以及用以將冷卻水供給至冷卻板9的屬於冷卻媒體通過口之冷卻水通過口451。
以下，簡單說明具有上述的構造之活性氣體產生裝置100的安裝順序。
(1)翻轉冷卻板9，使冷卻板9的上表面與下表面的關係顛倒。
(2)將絕緣板7載置於冷卻板9的下表面上。
(3)依金屬電極10及電極用介電質膜11的順序，將高電壓施加電極部1載置於絕緣板7上。
(4)將電極推壓構件8載置於冷卻板9的下表面上，將冷卻板9與電極推壓構件8之間以螺栓緊固。結果，將上部電極群安裝於冷卻板9的下表面上。此時，冷卻板9、電極推壓構件8之間被密封，高電壓施加電極部1、電極推壓構件8之間被密封。
(5)將接地電位電極部2載置於底座凸緣4的中央底面區域48上。
(6)使已安裝上部電極群的冷卻板9回到原本的上下關係。
(7)將冷卻板9載置於底座凸緣4的周邊突出部46上，將冷卻板9、底座凸緣4間以螺栓緊固。此時，形成冷卻板9，底座凸緣4間的密封。
如此，可經過安裝順序(1)至(7)而組裝實施型態1之活性氣體產生裝置100。
在如上所述組裝而成的活性氣體產生裝置100中，原料氣體5係從設置於底座凸緣4的周邊突出部46的一側面之氣體供給口34供給至底座凸緣4內。
在底座凸緣4的周邊突出部46內，原料氣體5的氣流51係從氣體通過路徑35經過後述的氣體緩衝部41及氣體擴散路徑42而流向氣體中繼區域R4。氣流51係從氣體中繼區域R4流向高電壓施加電極部1與接地電位電極部2之間的放電空間6。藉由使原料氣體5通過被施加放電電力的放電空間6，可使原料氣體5活性化而獲得活性氣體52。活性氣體52係經由氣體噴出孔23及氣體噴出孔43而供給至下方之處理空間63。在此，從放電空間6到氣體噴出孔23的路徑係規定為活性氣體流通路徑。
此時，殼體內空間33可設定為從100kPa前後的大氣壓附近至1×10-1Pa~1×10-3Pa左右的高真空之寬廣的壓力範圍。尤其是在將殼體內空間33形成為高真空時，會有下列優點：即使在殼體內空間33與放電空間6之間發生極些微的外洩，也會全部成為往殼體內空間33側的外洩氣流，而不會對於被處理物產生影響。
實施型態1之活性氣體產生裝置100的特點在於具有藉由冷卻板9、絕緣板7、電極推壓構件8及高電壓施加電極部1來將殼體內空間33與放電空間6之間的氣流分隔之氣體分隔構造。
另外，殼體內空間33與放電空間6的氣流之分隔可藉由至少設置冷卻板9、電極推壓構件8及高電壓施加電極部1而實現。
藉由具有上述的氣體分隔構造，實施型態1之活性氣體產生裝置100可確實避免殼體內空間33所產生的雜質混入放電空間6的混入現象。
結果，實施型態1之活性氣體產生裝置100能夠噴出不含雜質且良質之活性氣體52，且不使電極用介電質膜11及21損傷。
再者，藉由具有作為冷卻媒體路徑的冷卻水路徑90之冷卻板9的冷卻功能，可經由絕緣板7(絕緣材)對於高電壓施加電極部1進行冷卻。因此，能夠將具有形成放電空間6之下表面的電極用介電質膜11(第一電極用介電質膜)所產生的介電質膜內區域間溫度差抑制在最低限度。
以下，針對介電質膜內區域間溫度差進行說明。放電空間6中的放電現象所造成的熱膨脹決定電力密度的上限。高電壓施加電極部1的電極用介電質膜11中，係於在俯視觀看電極用介電質膜11與放電空間6時重疊的放電區域(形成有金屬電極10的區域)及該放電區域以外的非放電區域之間產生溫度差。電極用介電質膜11內之上述溫度差為介電質膜內區域間溫度差。
介電質膜內區域間溫度差變大時，會於熱膨脹上而產生差異，因此會使得電極用介電質膜11的破損風險變高。對此，若可藉由冷卻板9而經由絕緣板7及金屬電極10對於電極用介電質膜11進行冷卻，以盡可能地使介電質膜內區域間溫度差極小化，即可施加更高的放電電力。
因此，實施型態1之活性氣體產生裝置100可抑制上述介電質膜內區域間溫度差而相應地提高施加於放電空間6的放電電力，因此可使活性氣體52的產生量增加。
此外，藉由在冷卻板9與金屬電極10之間設置絕緣板7，可確實避免金屬電極10與冷卻板9電性連接的短路現象。
以下，針對上述效果進行說明。從高頻電源50對高電壓施加電極部1的金屬電極10施加高電位，冷卻板9會經由底座凸緣4而接地。因此，必須避免冷卻板9與金屬電極10直接接觸的短路現象。
對此，係藉由以絕緣物形成的絕緣板7來確實防止高電壓施加電極部1的金屬電極10與冷卻板9之間的短路現象。
(高電壓施加電極部1)
圖2係顯示圖1中所示之高電壓施加電極部1的上表面構造的俯視圖，圖3係顯示高電壓施加電極部1之剖面構造的剖面圖。圖2的A-A剖面為圖3。分別在圖2及圖3標記XYZ正交座標系。
如圖1至圖3所示，高電壓施加電極部1的電極用介電質膜11在俯視觀看時呈圓形。
金屬電極10係設置於電極用介電質膜11的上表面上，且形成為在中心部具有圓形的開口部15的圓環狀。
(接地電位電極部2)
圖4係顯示圖1中所示之接地電位電極部2的下表面構造的俯視圖，圖5係顯示接地電位電極部2之剖面構造的剖面圖。圖4的B-B剖面為圖5。分別在圖4及圖5標記XYZ正交座標系。
如圖1、圖4及圖5所示，接地電位電極部2的電極用介電質膜21在俯視觀看時呈圓形。
金屬電極20係設置於電極用介電質膜21的下表面上，且形成為在中心部具有圓形的開口部25的圓環狀。
金屬電極20係以在俯視觀看時包含全部的金屬電極10的方式形成，因此在俯視觀看金屬電極20與金屬電極10時重疊的放電空間6實質上係藉由金屬電極10的形成區域所規定。因此，放電空間6係如同金屬電極10，在俯視觀看時以氣體噴出孔23為中心而形成為圓環狀。
接地電位電極部2係於中心位置具有用以將在放電空間6所產生的活性氣體52朝下方噴出的氣體噴出孔23。氣體噴出孔23係貫穿電極用介電質膜21而形成。
如圖4所示，在俯視觀看時，氣體噴出孔23係以不與金屬電極20重疊的方式設置於金屬電極20的開口部25之中心位置。
此外，將氣體噴出孔23的孔徑設定成足夠小，藉此可使氣體噴出孔23具有孔口(orifice)功能。另外，本說明書中，「孔口功能」係關於通過氣體通過部(氣體噴出孔23)之前後的區域，意指使通過後的區域的壓力比通過前的區域的壓力更為降低的功能。
具體而言，當將氣體噴出孔23之孔徑的長度φ設為0.69mm，將形成深度設為1mm，將原料氣體5之氣體流量設為1slm時，可相對於氣體噴出孔23之下游側壓力266Pa(絕對壓)而將其上游(放電空間6)設為30kPa左右。
如此，在接地電位電極部2形成具有孔口功能的氣體噴出孔23。因此，會在活性氣體產生裝置100之下游側與上游側的放電空間6產生壓力差，使放電空間6的壓力維持為10kPa至30kPa前後。
(底座凸緣4)
圖6係顯示圖1中所示之底座凸緣4之平面構造的俯視圖，圖7係顯示底座凸緣4之剖面構造的剖面圖。圖8係顯示後述的氣體緩衝部41及氣體擴散路徑42之細節的立體圖。另外，圖6的C-C剖面為圖7。分別在圖6至圖8標記XYZ正交座標系。
對金屬製且具有導電性的底座凸緣4賦予接地電位。如圖1、圖6至圖8所示，底座凸緣4在俯視觀看時呈圓形，在剖面觀察時呈凹狀構造。底座凸緣4係具有在俯視觀看時呈圓形的中央底面區域48與沿著中央底面區域48的外周而設置，且朝上方(+Z方向)突出之在俯視觀看時呈圓環狀的周邊突出部46。
底座凸緣4係在中央底面區域48之中心位置具有氣體噴出孔43(底座凸緣用氣體噴出孔)。氣體噴出孔43係貫穿底座凸緣4。
底座凸緣4的氣體噴出孔43係與氣體噴出孔23對應，且在俯視觀看時於上表面形成在與氣體噴出孔23對合的位置。亦即，氣體噴出孔43設在氣體噴出孔23的正下方。
將氣體噴出孔43的孔徑設定成足夠小，藉此可使氣體噴出孔43具有孔口功能。此時，「孔口功能」係關於通過屬於氣體通過部之氣體噴出孔43之前後的區域，意指使通過後的區域的壓力比通過前的區域的壓力更為降低的功能。
但是，在放電空間6所產生的活性氣體52係壓力較低者的壽命長，因此使相較於氣體噴出孔43更靠近放電空間6的氣體噴出孔23具有孔口功能為佳。
在底座凸緣4之中心位置到周邊設置中央底面區域48、周邊突出部46，在周邊突出部46之內周區域設置複數個氣體擴散路徑42及氣體緩衝部41。
屬於氣體內部流路之氣體緩衝部41係與氣體通過路徑35相連，且包圍氣體中繼區域R4而在俯視觀看時形成為環狀。如圖7及圖8所示，氣體緩衝部41具有在剖面觀察時形成溝部的溝部構造，因此可暫時收容原料氣體5。
在作為氣體內部流路的氣體緩衝部41與氣體中繼區域R4之間離散地設置有複數個氣體擴散路徑42。因此，原料氣體5係經由複數個氣體擴散路徑42而從氣體緩衝部41流至氣體中繼區域R4。
如圖6所示，複數個氣體擴散路徑42係沿著氣體緩衝部41的形成方向(圓周方向)以等間隔彼此離散地設置。
藉由將各氣體擴散路徑42的形成寬度及形成深度設定成足夠小，可使氣體擴散路徑42具有孔口功能。此時，「孔口功能」係關於通過氣體擴散路徑42之前後的區域，意指使通過後的氣體中繼區域R4的壓力比通過前的氣體緩衝部41的壓力更為降低的功能。
具體而言，可考慮下列使用例：對於氣體行進方向設定為各氣體擴散路徑42的寬度1mm、高度0.4mm及形成長(進深長)3.6mm的構造，且對於各個具有上述構造的總計24個氣體擴散路徑42，將原料氣體5之氣體流量設定為1slm。
在該使用例中，可相對於氣體擴散路徑42之下游側壓30kPa(絕對壓)而將屬於其上游之氣體緩衝部41內的壓力提高為70Pa以上。
供給至底座凸緣4內的原料氣體5必須從360°的整個外周均等流入放電空間6。這是因為，原料氣體5以不均等的狀態流入放電空間6時，會在放電空間6產生與氣流呈比例的壓力差，而因此使放電不均，使得活性氣體52的產生效率降低。
如圖7所示，底座凸緣4中，從氣體供給口34所供給的原料氣體5係通過氣體通過路徑35。然後，可使原料氣體5暫時滯留於氣體緩衝部41的整個全周，該氣體緩衝部41為以繞一圈的方式形成為在俯視觀看時呈圓環狀的溝部。
而且，暫時滯留於氣體緩衝部41的原料氣體5係經由複數個氣體擴散路徑42而流往中心方向。此時，複數個氣體擴散路徑42各自具有孔口功能，因此會在複數個氣體擴散路徑42的上游側與下游側產生壓力差，藉由該壓力差，可使氣體緩衝部41遍及於全周而均等地供給原料氣體5。此時，在上游側與下游側，壓力差較佳為至少70Pa以上。
如此，活性氣體產生裝置100的特點在於：以比較小的尺寸形成各氣體擴散路徑42，以使屬於氣體內部流路之氣體緩衝部41的壓力比氣體中繼區域R4的壓力更高。
藉由具有上述特點，實施型態1之活性氣體產生裝置100可使原料氣體5遍及於環狀的氣體緩衝部41的全周而均等地流動。
結果，實施型態1之活性氣體產生裝置100可使均等地流動於氣體緩衝部41的原料氣體經由複數個氣體擴散路徑42及氣體中繼區域R4而以偏差較少的狀態供給至放電空間6。因此，活性氣體產生裝置100能夠以比較高的產生效率來產生活性氣體52。
如上所述，金屬電極10及20在俯視觀看時形成為圓環狀，放電空間6係隔著氣體中繼區域R4而圓環狀形成在氣體緩衝部41之內側。而且，氣體噴出孔23係設置在放電空間6的更內側。
彼此離散配置的複數個氣體擴散路徑42係沿著氣體緩衝部41的形成方向以均等間隔設置。因此，實施型態1之活性氣體產生裝置100可使預定量的原料氣體5經由氣體中繼區域R4而穩定性佳地供給至放電空間6。
結果，實施型態1之活性氣體產生裝置100可使預定的產生量之活性氣體經由氣體噴出孔23及氣體噴出孔43而穩定性佳地輸出至外部之處理空間63。
(絕緣板7)
圖9係顯示圖1中所示之絕緣板7之平面構造的俯視圖，圖10係顯示絕緣板7之剖面構造的剖面圖。圖9的D-D剖面為圖10。分別在圖9及圖10標記XYZ正交座標系。
如圖9所示，屬於絕緣材之絕緣板7在俯視觀看時形成為圓形，且在其一部分具有貫穿絕緣板7的通電孔71。通電孔71係作為將交流電壓從高頻電源50施加於金屬電極10之電線的通過口。
絕緣板7係以氧化鋁(alumina)或SHAPAL(商品名)、氮化鋁等絕緣體所形成。絕緣板7係形成為藉由與高電壓施加電極部1的金屬電極10密接而使在高電壓施加電極部1所產生的放電熱轉移至冷卻板9的構造。
如後述，絕緣板7係具有在俯視觀看時與冷卻板9之屬於冷卻媒體路徑的冷卻水路徑90重疊的區域。
活性氣體產生裝置100之絕緣板7係具有在俯視觀看時與冷卻板9之冷卻水路徑90重疊的區域，因此冷卻板9可經由絕緣板7而有效率地對屬於第一電極構成部之高電壓施加電極部1進行冷卻。
(電極推壓構件8)
圖11係顯示圖1中所示之電極推壓構件8之平面構造的俯視圖，圖12係顯示電極推壓構件8之剖面構造的剖面圖。圖11的E-E剖面為圖12。分別在圖11及圖12標記XYZ正交座標系。
如圖1所示，屬於金屬製之電極支持構件之電極推壓構件8係用以將包含高電壓施加電極部1及絕緣板7的上部電極群從下方推壓的構件，且該電極推壓構件8在俯視觀看時呈圓環狀。電極推壓構件8係在下方具有朝向內周區域突出的推壓用突出部8a。亦即，推壓用突出部8a係在俯視觀看時呈圓環狀。
如圖11及圖12所示，電極推壓構件8的推壓用突出部8a係以預定的突出長度朝向電極用介電質膜11之內側突出，推壓用突出部8a的上表面係設置成與電極用介電質膜11的下表面的一部分接觸。如圖12所示，推壓用突出部8a之突出方向為與水平面(XY平面)平行的方向。
(冷卻板9)
圖13係顯示圖1中所示之冷卻板9之平面構造的俯視圖，圖14係顯示冷卻板9之剖面構造的剖面圖。圖13的F-F剖面為圖14。分別在圖13及圖14標記XYZ正交座標系。
如圖1、圖13及圖14所示，屬於導電性構造體之冷卻板9係在內部具有冷卻水路徑90。冷卻水路徑90係供從冷卻水供給口92流入的冷卻水通過的區域，冷卻水係從冷卻水排出口93排出。
此外，冷卻板9係在其一部分具有貫穿冷卻板9的通電孔91。通電孔91係貫穿冷卻板9，且作為將交流電壓從高頻電源50施加於金屬電極10之電線的通過口。因此，可使電線從高頻電源50經由冷卻板9的通電孔91及絕緣板7的通電孔71而連接至金屬電極10。另外，通電孔91具有足夠寬廣的開口而使電線與冷卻板9不會具有電性連接關係。
冷卻水供給口92係設置於可供從冷卻水通過口451所供給的冷卻水流入的位置。此外，冷卻水排出口93係設置於可使冷卻水路徑90所排出的冷卻水提供至底座凸緣4的冷卻水通過口452的位置。
因此，在底座凸緣4中，冷卻水通過口451係成為用以將冷卻水供給至冷卻板9之冷卻水路徑90的通過口，冷卻水通過口452係成為用以使冷卻水從冷卻板9經由底座凸緣4而排出至外部的通過口。
如圖1、圖13及圖14所示，冷卻板9之除了通電孔91以外的大部分的區域為冷卻水路徑90。因此，絕緣板7係具有在俯視觀看時與冷卻板9之大部分的冷卻水路徑90重疊的區域。
如此，活性氣體產生裝置100之絕緣板7係具有在俯視觀看時與冷卻板9之大部分的冷卻水路徑90重疊的區域，因此冷卻板9可發揮藉由流經冷卻水路徑90的冷卻水而經由絕緣板7有效率地對於高電壓施加電極部1進行冷卻的冷卻功能。
(與其它裝置的比較)
圖30係為屬於第一比較裝置之活性氣體產生裝置100X之整體構造的剖面圖，圖31係為屬於第二比較裝置之活性氣體產生裝置100Y之整體構造的剖面圖。分別在圖30及圖31標記XYZ座標系。
如圖30所示，第一比較用之活性氣體產生裝置100X係在底座凸緣104的中央底面區域上配置有接地電位電極部102(金屬電極120+電極用介電質膜121)，且在底座凸緣104的周邊突出部上配置有高電壓施加電極部101(金屬電極110+電極用介電質膜111)。此時，係以高電壓施加電極部101與底座凸緣104的接觸面進行密封。
而且，從設置於底座凸緣104的周邊突出部的側面之氣體供給口140朝向放電空間106供給原料氣體105。
活性氣體產生裝置100X中，從氣體供給口140所供給的原料氣體105係供給至放電空間106。而且，經由電極用介電質膜121的氣體噴出孔123及底座凸緣104的氣體噴出孔143而作為活性氣體152輸出。
活性氣體產生裝置100X中，也是藉由高電壓施加電極部101的電極用介電質膜111而在金屬殼體103內的殼體內空間133與放電空間106之間分隔原料氣體105的氣流151。
然而，由於活性氣體產生裝置100X中不具有與冷卻板9相當的冷卻手段，因此無法將放電空間6中的放電電力密度提升到一定程度以上。因此，會有無法提高活性氣體152的產生量的問題點。
如圖31所示，第二比較用之活性氣體產生裝置100Y中，係在底座凸緣204的中央底面區域上配置有接地電位電極部202(金屬電極220+電極用介電質膜221)。在底座凸緣204的中間突出區域上配置有高電壓施加電極部201(金屬電極210+電極用介電質膜211)。此時，係以高電壓施加電極部201與底座凸緣204的接觸面進行密封。進而還在高電壓施加電極部201上配置有絕緣板207。
此外，在底座凸緣204的端部突出區域上設置有冷卻板209。如此，在剖面觀察時，底座凸緣204從中心到周邊形成為階梯狀。
而且，從設置於底座凸緣204的一側面之氣體供給口240供給原料氣體205，將冷卻水從設置於底座凸緣204的另一側面之冷卻水供給口244供給至冷卻板209。
活性氣體產生裝置100Y中，從氣體供給口240所供給的原料氣體205係供給至放電空間206。而且，經由電極用介電質膜221的氣體噴出孔223及底座凸緣204的氣體噴出孔243而作為活性氣體252輸出。
活性氣體產生裝置100Y中，也是藉由高電壓施加電極部201、絕緣板207及冷卻板209而在金屬殼體203內的殼體內空間233與放電空間206之間分隔原料氣體205的氣流251。再者，活性氣體產生裝置100Y係藉由冷卻板209而對高電壓施加電極部201進行冷卻。
然而，由於活性氣體產生裝置100Y不具有與實施型態1之電極推壓構件8相當的手段，因此係成為以夾持高電壓施加電極部201與絕緣板207的方式實施冷卻板209對於底座凸緣204的安裝之構造。
此時，必須將冷卻板209之高度方向的定位以配合底座凸緣204的端部突出區域的形成高度(第一尺寸)的方式進行，並且以配合高電壓施加電極部201與絕緣板207之疊合構件的組合膜厚(第二尺寸)的方式進行。
因此，當第一及第二尺寸間產生偏離時，會有發生冷卻水、原料氣體205的外洩之虞的問題點。
以下，詳述上述問題點。在此，將第一尺寸設為段差D1、將第二尺寸設為厚度D2。
厚度D2比段差D1還小時會發生氣體外洩。以螺栓將冷卻板9安裝於底座凸緣4時，高電壓施加電極部201係隔著絕緣板207而被推抵於底座凸緣204。結果，使高電壓施加電極部201與底座凸緣204間的O環(未圖示)被壓扁而進行密封。
如此，高電壓施加電極部201未被直接安裝於底座凸緣204。這是因為，當以專用的緊固螺栓將高電壓施加電極部201直接安裝於底座凸緣204時，為了確保緊固螺栓的配置空間，就要更為增大高電壓施加電極部201及底座凸緣204的外徑，因此並不實用。
然而，厚度D2比段差D1更小時，高電壓施加電極部1就未充分推抵底座凸緣4，結果，其間的O環無法被充分壓扁。再者，還會使得在絕緣板207與冷卻板209之間產生間隙的可能性變高。
結果，會使得在高電壓施加電極部1與底座凸緣4之間、在絕緣板207與冷卻板209之間產生間隙的可能性變高，因此會有發生冷卻水、原料氣體205的外洩之虞。
如此，不存在實施型態1之絕緣板7、電極推壓構件8及冷卻板9之中之至少一者的第一及第二比較構造中會產生問題點，無法發揮如同實施型態1之活性氣體產生裝置100之效果。
<實施型態2>
圖15係顯示實施型態2的底座凸緣4B之平面構造的俯視圖，圖16係顯示底座凸緣4B之剖面構造的剖面圖。圖17係示意性顯示氣體擴散路徑42B之擴散路徑形成方向的特點的說明圖。另外，圖15的G-G剖面為圖16。分別在圖15及圖16標記XYZ正交座標系。
除了底座凸緣4置換為底座凸緣4B這一點以外，實施型態2之活性氣體產生裝置100B係為與實施型態1之活性氣體產生裝置100同樣的構造。以下，以底座凸緣4B為中心進行說明。
(底座凸緣4B)
如圖15至圖17所示，底座凸緣4B係與底座凸緣4同樣在俯視觀看時呈圓形，底座凸緣4B係在中央具有氣體噴出孔43(底座凸緣用氣體噴出孔)。氣體噴出孔43係貫穿底座凸緣4B。此外，對金屬製且具有導電性的底座凸緣4B賦予接地電位。
屬於氣體內部流路之氣體緩衝部41與氣體通過路徑35相連，且包圍氣體中繼區域R4而在俯視觀看時形成為環狀。如圖15及圖16 所示，氣體緩衝部41具有在剖面觀察時形成溝部的溝部構造，因此可暫時收容原料氣體5。
在作為氣體內部流路的氣體緩衝部41與氣體中繼區域R4之間離散地設置有複數個氣體擴散路徑42B。因此，原料氣體5係經由複數個氣體擴散路徑42B而從氣體緩衝部41流至氣體中繼區域R4。
如圖15所示，複數個氣體擴散路徑42B係沿著氣體緩衝部41的形成方向(圓周方向)以等間隔離散地設置。
藉由將氣體擴散路徑42B的形成寬度及形成深度設定成足夠小，可使氣體擴散路徑42B與氣體擴散路徑42同樣具有孔口功能。
如圖16所示，底座凸緣4B中，從氣體供給口34進入的原料氣體5係通過氣體通過路徑35。然後，原料氣體5被供給至氣體緩衝部41的整個全周，該氣體緩衝部41屬於以繞一圈的方式形成為在俯視觀看時呈圓環狀的溝部。
而且，暫時滯留於氣體緩衝部41的原料氣體5係經由複數個氣體擴散路徑42B而流至氣體中繼區域R4。此時，由於將複數個氣體擴散路徑42B形成為如同孔口的小溝部，因此會在氣體擴散路徑42B的上游側與下游側產生壓力差，藉由該壓力差，可使氣體緩衝部41遍及於全周而均等地供給氣體。此時，在上游側與下游側，壓力差較佳為至少70Pa以上。
在此，將環狀的氣體緩衝部41之中心位置設為假想中心點PC。假想中心點PC也是氣體噴出孔43之中心點。再者，如圖17所示， 係將從各氣體擴散路徑42B之與氣體緩衝部41連接的連接位置P41朝向假想中心點PC的線設為假想中心線LC。
實施型態2中的特點為：複數個氣體擴散路徑42B各自之擴散路徑形成方向D42之相對於假想中心線LC的路徑角度θ42係設定於30°至60°的範圍。另外，路徑角度θ42較佳為在複數個氣體擴散路徑42B間設定成相同角度。
藉由具有上述特點，實施型態2之活性氣體產生裝置100B之從複數個氣體擴散路徑42B各者供給至氣體中繼區域R4的原料氣體5成為漩渦狀，能夠以不會在氣體中繼區域R4內產生偏差的方式將原料氣體5均等地供給至放電空間6。
結果，實施型態2之活性氣體產生裝置100B能夠以更高的產生效率來產生活性氣體52。
以下，詳述上述效果。如圖6所示之實施型態1之氣體擴散路徑42，在設置以朝向假想中心點PC的方向作為擴散路徑形成方向的氣體擴散路徑42時，亦即，在擴散路徑形成方向之相對於假想中心線LC的路徑角度為0°時，會在原料氣體5從氣體擴散路徑42供給至氣體中繼區域R4時，於原料氣體5的氣流產生變異。
直到放電空間6之前仍未消除該變異時，會有在放電空間6使得活性氣體52的產生效率劣化之虞。
另一方面，圖15及圖17所示之氣體擴散路徑42B之相對於假想中心線LC的路徑角度θ42係設定在45°±15°的範圍，因此原料氣體5 的氣流會成為渦流狀態而更均等地流往放電空間6，所以不會在原料氣體5的氣流產生變異。
另外，路徑角度θ42為45°時，可期待能夠使在原料氣體5的氣流產生變異的可能性成為最低限度。
此外，實施型態2之活性氣體產生裝置100B係與實施型態1同樣具有至少藉由冷卻板9、電極推壓構件8及高電壓施加電極部1來將殼體內空間33與放電空間6之間的氣流分隔之氣體分隔構造。
藉由具有上述氣體分隔構造，實施型態2之活性氣體產生裝置100B係與實施型態1同樣能夠噴出不含雜質且良質之活性氣體52。
再者，活性氣體產生裝置100B與實施型態1同樣具備絕緣板7及冷卻板9，因此可使活性氣體52的產生量增加。
除上述之外，活性氣體產生裝置100B的底座凸緣4B係具備氣體緩衝部41，該氣體緩衝部41係具有與實施型態1同樣的特點。
因此，活性氣體產生裝置100B能夠經由複數個氣體擴散路徑42B及氣體中繼區域R4而將成為渦流且沒有偏差之原料氣體5供給至放電空間6，因此能夠以較高的產生效率來產生活性氣體52。
此外，彼此離散配置的複數個氣體擴散路徑42B係沿著氣體緩衝部41的形成方向以均等間隔設置，因此與實施型態1同樣，可使預定的產生量之活性氣體經由氣體噴出孔23及氣體噴出孔43而穩定性佳地輸出至外部。
<實施型態3>
(實施型態1的第一課題)
在實施型態1之活性氣體產生裝置100中，放電空間6與氣體噴出孔23係隔開比較短的距離而配置。因此，會有下述第一課題：在氣體噴出孔23與底座凸緣4之間產生絕緣破壞，而使構成底座凸緣4的元素氣化並成為污染源。這是因為，與屬於電極用介電質膜11及21之構成材料的陶瓷比較，當屬於底座凸緣4之構成材料的金屬暴露於放電中時，會容易使元素氣化。
以下所述之實施型態3之活性氣體產生裝置100C之目的在於消除上述實施型態1的第一課題。
(整體構成)
圖18係顯示本揭示實施型態3之活性氣體產生裝置之整體構成的剖面圖。在圖18標記XYZ正交座標系。實施型態3之活性氣體產生裝置100C係產生活性氣體52之活性氣體產生裝置，該活性氣體52係使供給至放電空間6C的原料氣體5活性化而得者。
活性氣體產生裝置100C係包含金屬殼體3、底座凸緣4、高電壓施加電極部1C、接地電位電極部2C、絕緣板7C、電極推壓構件8、冷卻板9及輔助用金屬電極12作為主要構成部。
底座凸緣4的剖面構造為凹狀，且該底座凸緣4係具有：中央底面區域48；及周邊突出部46；該周邊突出部46係沿著中央底面區域48的外周而設置，且朝高度方向(+Z方向)突出。而且，底座凸緣4係設定為接地電位。
金屬殼體3係在下方具有開口部之金屬製的殼體。金屬殼體3具有主要收容冷卻板9的殼體內空間33。
金屬殼體3係以將金屬製的底座凸緣4作為底面之態樣固定於底座凸緣4。具體而言，金屬殼體3係固定於底座凸緣4的周邊突出部46上。因此，金屬殼體3的開口部係由底座凸緣4所遮蔽，且藉由金屬殼體3及底座凸緣4而形成包含殼體內空間33的遮蔽空間。再者，金屬殼體3係經由底座凸緣4而設定為接地電位。
冷卻板9係作為活性氣體產生裝置100C之殼體內空間33的底面部而配置。具體而言，冷卻板9係以冷卻板9的周邊端部接觸於底座凸緣4的周邊突出部46的上表面之態樣，配置在底座凸緣4的周邊突出部46的上表面上。此時，冷卻板9係配置成不與金屬殼體3接觸。冷卻板9係金屬製且具有導電性的導電性構造體。
另一方面，在底座凸緣4的中央底面區域48上配置屬於第二電極構成部之接地電位電極部2C。接地電位電極部2C係具有屬於第二電極用介電質膜之電極用介電質膜21、及形成於電極用介電質膜21的下表面上之屬於第二金屬電極之金屬電極20C作為主要構成部。因此，接地電位電極部2C係以金屬電極20C接觸於中央底面區域48之態樣，載置於中央底面區域48上。
藉由屬於第一電極構成部之高電壓施加電極部1C與屬於第二電極構成部之接地電位電極部2C的組合，而構成內部具有放電空間6C的電極對，接地電位電極部2C係設置於高電壓施加電極部1C之下方。
高電壓施加電極部1C係具有屬於第一電極用介電質膜之電極用介電質膜11、及形成於電極用介電質膜11的上表面上之屬於第一金屬電極之金屬電極10C作為主要構成部。
將交流電壓從高頻電源50施加於金屬電極10C與金屬電極20C之間。具體而言，將交流電壓從高頻電源50施加於金屬電極10C，金屬電極20C係經由底座凸緣4而設定為接地電位。
在電極用介電質膜11與電極用介電質膜21相向之作為介電質空間的閉鎖空間內設置放電空間6C，該放電空間6包含有在俯視觀看金屬電極10C及20C時重疊的區域。
電極用介電質膜21係具有氣體噴出孔23，該氣體噴出孔23係用以使活性氣體52經由底座凸緣4的氣體噴出孔43而朝下方(後段)之處理空間63噴出。因此，將從放電空間6C到氣體噴出孔23的路徑規定為活性氣體流通路徑。
再者，在電極用介電質膜11的上表面上設置作為第三金屬電極之輔助用金屬電極12。輔助用金屬電極12係與金屬電極10C獨立而設置。因此，在輔助用金屬電極12與金屬電極10之間不會具有電性連接關係。
輔助用金屬電極12係設置成在俯視觀看時與上述活性氣體流通路徑的一部分重疊。再者，如後詳述，輔助用金屬電極12係設定為接地電位。
在底座凸緣4的中央底面區域48的中央部分中設置有氣體噴出孔43(底座凸緣用氣體噴出孔)，該氣體噴出孔43係位在於沒有隔著金屬電極20C而與電極用介電質膜21的氣體噴出孔23對應的位置。
如前述，冷卻板9固定於底座凸緣4的周邊突出部46上。絕緣板7C設置於冷卻板9的下表面上，高電壓施加電極部1C係配置成使金屬電極10C的上表面接觸於絕緣板7C的下表面。
作為電極支持構件的電極推壓構件8係設置於冷卻板9的下表面。電極推壓構件8係設置於絕緣板7C及高電壓施加電極部1C的外周區域。實施型態3中，會有將絕緣板7C、高電壓施加電極部1C及輔助用金屬電極12的組合構造簡稱為「上部電極群」的情形。
電極推壓構件8係具有下方的一部分朝內側(上部電極群的形成方向)突出的推壓用突出部8a。此推壓用突出部8a係以上表面接觸於電極用介電質膜11的下表面的態樣，設置成沿著水平方向(XY平面)朝內側突出。
藉由電極推壓構件8的推壓用突出部8a與冷卻板9來包夾上部電極群，從而將上部電極群固定於冷卻板9的下表面上。
因此，電極推壓構件8係作為電極支持構件而發揮功能，該電極推壓構件8係設置於冷卻板9的下表面上，以從下方支持高電壓施加電極部1C。
如此，電極推壓構件8係以將上部電極群包夾於推壓用突出部8a與冷卻板9之間的態樣，安裝於冷卻板9的下表面。另外，與實施型態1同樣，電極推壓構件8對於冷卻板9的安裝使用不鏽鋼製的螺栓。
屬於絕緣材之板狀的絕緣板7C係設置於冷卻板9、與高電壓施加電極部1C和輔助用金屬電極12之間，且絕緣板7C的上表面接觸 於冷卻板9的下表面，並且，絕緣板7C的下表面接觸於高電壓施加電極部1C之金屬電極10C的上表面。
因此，冷卻板9係以不與高電壓施加電極部1C接觸的方式，隔著絕緣板7而位於高電壓施加電極部1C的上方。
如此，活性氣體產生裝置100C所具有之安裝特點為：高電壓施加電極部1C係安裝於上方的冷卻板9，而並非隔著間隔件而載置於接地電位電極部2C之上。
由於具有上述安裝特點，活性氣體產生裝置100C可僅藉由與底座凸緣4的周邊突出部46的接觸面來決定冷卻板9之高度方向的定位。亦即，僅藉由底座凸緣4的周邊突出部46的上表面的形成高度即可將冷卻板9之高度方向進行定位。
因此，活性氣體產生裝置100C可精確度良好地設定冷卻板9的形成位置，藉此完全阻隔冷卻板9與底座凸緣4之間的氣體外洩，且完全防止冷卻水的外洩。
除了通電孔71之外，絕緣板7C更具有用以使冷卻板9與輔助用金屬電極12電性連接的貫穿孔72。貫穿孔72係設置於在俯視觀看時與輔助用金屬電極12重疊的區域。因此，輔助用金屬電極12可經由貫穿孔72而比較簡單地謀求與冷卻板9的電性連接。
具體而言，可考慮在貫穿孔72內部設置用以使絕緣板7與輔助用金屬電極12電性連接的電性連接構件。例如，在貫穿孔72內部配置金屬製的彈簧等之具有導電性的彈簧(未圖示)，使彈簧的上端接觸於冷卻板9的下表面，使彈簧的下端接觸於輔助用金屬電極12的上表面。結 果，藉由屬於電性連接構件的彈簧，可謀求冷卻板9與輔助用金屬電極12的電性連接。如此，藉由將具有導電性的彈簧等之電性連接構件設置在絕緣板7C的貫穿孔72內部，可使冷卻板9與輔助用金屬電極12電性連接。
底座凸緣4係在周邊突出部46的一側面具有氣體供給口34，且在內部具有氣體通過路徑35。從外部從所供給的原料氣體5係從氣體供給口34流經氣體通過路徑35。
進而，底座凸緣4係在中央底面區域48的上方(且主要為電極推壓構件8之下方)具有氣體中繼區域R4，該氣體中繼區域R4係作為氣體通過路徑35與放電空間6C的原料氣體5之中繼區域。
因此，流經氣體通過路徑35的原料氣體5最終經由氣體中繼區域R4而供給至放電空間6C。另外，準確來說，在氣體通過路徑35與氣體中繼區域R4之間存在有氣體緩衝部41及氣體擴散路徑42。
如此，底座凸緣4係具有：自外部接收原料氣體5的氣體供給口34；及用以將原料氣體5供給至放電空間6C的氣體通過路徑35。
上述的氣體中繼區域R4係藉由高電壓施加電極部1C(第一電極構成部)、絕緣板7C(絕緣材)、電極推壓構件8及冷卻板9而與殼體內空間33完全分隔。
為了進行上述完全分隔，在冷卻板9與底座凸緣4的接觸面、冷卻板9與電極推壓構件8的接觸面、電極推壓構件8與高電壓施加電極部1C的接觸面分別利用O環形成密封(各O環未圖示)。
因此，至少藉由電極推壓構件8、冷卻板9及高電壓施加電極部1C來將殼體內空間33與放電空間6C之間的氣流分隔。
亦即，流經氣體中繼區域R4的原料氣體5不會混入殼體內空間33，相反地，存在於殼體內空間33的雜質等也不會經由氣體中繼區域R4而混入放電空間6C。
底座凸緣4係在與周邊突出部46的一側面相向的另一側面具有冷卻水供給口44。從外部所供給的屬於冷卻媒體之冷卻水係流經周邊突出部46之內部，並從冷卻水通過口451供給至冷卻板9。
冷卻板9係在內部具有冷卻水路徑90，該冷卻水路徑90係作為供經由冷卻水通過口451而供給的冷卻水流通之冷卻媒體路徑。因此，冷卻板9係具有藉由使冷卻水流動於冷卻水路徑90而經由絕緣板7C對於高電壓施加電極部1C(電極用介電質膜11)進行冷卻的冷卻功能。
如此，底座凸緣4係具有：作為接收屬於冷卻媒體之冷卻水的冷卻媒體供給口之冷卻水供給口44；以及用以將冷卻水供給至冷卻板9的屬於冷卻媒體通過口之冷卻水通過口451。
以下，簡單說明具有上述的構造之活性氣體產生裝置100C的安裝順序。
(1)翻轉冷卻板9，使冷卻板9的上表面與下表面的關係顛倒。
(2)將絕緣板7C配置於冷卻板9的下表面上。
(3)使具有導電性的彈簧(圖18中省略圖示)通過絕緣板7C的貫穿孔72，並將其配置在冷卻板9的下表面上的中央部。
(4)將輔助用金屬電極12配置於上述彈簧上。
(5)依金屬電極10C及電極用介電質膜11的順序，將高電壓施加電極部1C載置於絕緣板7C上。
(6)將電極推壓構件8載置於冷卻板9的下表面上，將冷卻板9與電極推壓構件8之間以螺栓緊固。結果，將上部電極群安裝於冷卻板9的下表面上。此時，冷卻板9、電極推壓構件8之間被密封，高電壓施加電極部1C、電極推壓構件8之間被密封。
(7)將接地電位電極部2C載置於底座凸緣4的中央底面區域48上。
(8)使已安裝上部電極群的冷卻板9回到原本的上下關係。
(9)將冷卻板9載置於底座凸緣4的周邊突出部46上，將冷卻板9、底座凸緣4間以螺栓緊固。此時，形成冷卻板9，底座凸緣4間的密封。
如此，可經過安裝順序(1)至(9)而組裝實施型態3之活性氣體產生裝置100C。再者，為了可進行順序(3)，絕緣板7C的貫穿孔72係呈比用以電性連接輔助用金屬電極12與冷卻板9之上述彈簧的外徑更寬廣的形狀。
在如上所述組裝而成的活性氣體產生裝置100C中，原料氣體5係從設置於底座凸緣4的周邊突出部46的一側面之氣體供給口34供給至底座凸緣4內。
在底座凸緣4的周邊突出部46內，原料氣體5的氣流51係從氣體通過路徑35經過後述的氣體緩衝部41及氣體擴散路徑42而流向氣體中繼區域R4。氣流51係從氣體中繼區域R4流向高電壓施加電極部1C與接地電位電極部2C之間的放電空間6C。藉由使原料氣體5通過被施加放電電力的放電空間6C，可使原料氣體5活性化而獲得活性氣體52。活性氣體52係經由氣體噴出孔23及氣體噴出孔43而供給至下方之處理空間63。
此時，殼體內空間33可設定為從100kPa前後的大氣壓附近至1×10-1Pa~1×10-3Pa左右的高真空之寬廣的壓力範圍。尤其是在將殼體內空間33形成為高真空時，會有下列優點：即使在殼體內空間33與放電空間6C之間發生極些微的外洩，也會全部成為往殼體內空間33側的外洩氣流，而不會對於被處理物產生影響。
實施型態1之活性氣體產生裝置100C的特點在於具有藉由冷卻板9、絕緣板7C、電極推壓構件8及高電壓施加電極部1C來將殼體內空間33與放電空間6C之間的氣流分隔之氣體分隔構造。
另外，殼體內空間33與放電空間6C的氣流之分隔可藉由至少設置冷卻板9、電極推壓構件8及高電壓施加電極部1C而實現。
與實施型態1同樣，藉由具有氣體分隔構造，實施型態3之活性氣體產生裝置100C可確實避免殼體內空間33所產生的雜質混入放電空間6C的混入現象。
結果，與實施型態1同樣，實施型態3之活性氣體產生裝置100C能夠噴出不含雜質且良質之活性氣體52，且不使電極用介電質膜11及21損傷。
再者，屬於導電性構造體之冷卻板9係具有作為冷卻媒體路徑的冷卻水路徑90，且具有冷卻功能。藉由冷卻板9的冷卻功能，可經由絕緣板7C(絕緣材)對於高電壓施加電極部1C進行冷卻。因此，能夠將具有形成放電空間6C之下表面的電極用介電質膜11(第一電極用介電質膜)所產生的介電質膜內區域間溫度差抑制在最低限度。
因此，實施型態3之活性氣體產生裝置100C可抑制上述介電質膜內區域間溫度差而相應地提高施加於放電空間6C的放電電力，因此可使活性氣體52的產生量增加。
此外，與實施型態1同樣，藉由在冷卻板9與金屬電極10C之間設置絕緣板7C，可確實避免金屬電極10C與冷卻板9電性連接的短路現象。
(高電壓施加電極部1C)
圖19係顯示圖18中所示之高電壓施加電極部1C及輔助用金屬電極12的上表面構造的俯視圖，圖2O係顯示高電壓施加電極部1C及輔助用金屬電極12之剖面構造的剖面圖。圖19的H-H剖面為圖20。分別在圖19及圖20標記XYZ正交座標系。
如圖18至圖20所示，高電壓施加電極部1C的電極用介電質膜11在俯視觀看時呈圓形。
金屬電極10C係設置於電極用介電質膜11的上表面上，且形成為在中心部具有圓形的開口部15C的圓環狀。金屬電極10C的開口部15C之孔徑係比實施型態1之金屬電極10的開口部15之孔徑更短，相應地，金屬電極10C的形成區域相較於實施型態1的金屬電極10更為寬廣。
輔助用金屬電極12係設置於電極用介電質膜11的上表面上的中心位置，且形成為小的圓形。此時，在輔助用金屬電極12與金屬電極10C之間存在有開口部15C，因此輔助用金屬電極12與金屬電極10C保持電性獨立的關係。
(接地電位電極部2C)
圖21係顯示圖18中所示之接地電位電極部2C的下表面構造的俯視圖，圖22係顯示接地電位電極部2C之剖面構造的剖面圖。圖21的I-I剖面為圖22。分別在圖21及圖22標記XYZ正交座標系。
如圖18、圖21及圖22所示，接地電位電極部2C的電極用介電質膜21在俯視觀看時呈圓形。
金屬電極20C係設置於電極用介電質膜21的下表面上，且形成為在中心部具有圓形的開口部25C的圓環狀。金屬電極20C的開口部25C之孔徑係比實施型態1之金屬電極20的開口部25之孔徑更短，相應地，金屬電極20C的形成區域相較於實施型態1的金屬電極20更為寬廣。
金屬電極20C係以在俯視觀看時包含全部的金屬電極10C的方式形成，因此在俯視觀看金屬電極20C與金屬電極10C時重疊的放電空間6C實質上係藉由金屬電極10C的形成區域所規定。
因此，放電空間6C係如同金屬電極10C，在俯視觀看時以氣體噴出孔23為中心而形成為圓環狀。相較於實施型態1之放電空間6，放電空間6C係形成為延伸到更靠近氣體噴出孔23的位置，因此具有比放電空間6更寬廣的空間體積。
接地電位電極部2C係於中心位置具有用以將在放電空間6C所產生的活性氣體52朝下方噴出的氣體噴出孔23。氣體噴出孔23係貫穿電極用介電質膜21而形成。
如圖21所示，在俯視觀看時，氣體噴出孔23係以不與金屬電極20C重疊的方式設置於金屬電極20C的開口部25C之中心位置。
因此，在俯視觀看時，屬於第三金屬電極之輔助用金屬電極12係在開口部15C內設置於與氣體噴出孔23重疊的區域。
進而，相較於實施型態1之金屬電極10，金屬電極10C可謀求縮短在俯視觀看時之與氣體噴出孔23的距離。同樣地，相較於實施型態1之金屬電極20，金屬電極20C可謀求縮短在俯視觀看時之與氣體噴出孔23的距離。
因此，實施型態3之活性氣體產生裝置100C中，相較於放電空間6，放電空間6C係更延伸到氣體噴出孔23的附近而形成，相應地，從放電空間6C到氣體噴出孔23之屬於活性氣體流通路徑之距離的活性氣體流通距離縮短。
此外，與實施型態1同樣，將氣體噴出孔23的孔徑設定成足夠小，藉此可使氣體噴出孔23具有孔口功能。
(底座凸緣4)
底座凸緣4的構造係與圖6至圖8中所示之實施型態1之底座凸緣4同樣。
(絕緣板7C)
圖23係顯示圖18中所示之絕緣板7C之平面構造的俯視圖，圖24係顯示絕緣板7C之剖面構造的剖面圖。圖23的J-J剖面為圖24。分別在圖23及圖24標記XYZ正交座標系。
如圖23所示，屬於絕緣材之絕緣板7C在俯視觀看時形成為圓形，且在其一部分具有貫穿絕緣板7C的通電孔71及貫穿孔72。通電孔 71係作為將交流電壓從高頻電源50施加於金屬電極10C之電線的通過口。
在俯視觀看時為圓形的貫穿孔72係貫穿絕緣板7C的中心而設置，且如上所述，係用以在內部配置具有導電性的彈簧等之電性連接構件而設置。如前述，貫穿孔72的孔徑係設定為比用以電性連接輔助用金屬電極12與冷卻板9之彈簧的外徑更長。
絕緣板7C係以氧化鋁或SHAPAL(商品名)、氮化鋁等絕緣體所形成。絕緣板7C係形成為藉由與高電壓施加電極部1C的金屬電極10C密接而使在高電壓施加電極部1C所產生的放電熱轉移至冷卻板9的構造。
與實施型態1同樣，絕緣板7C係具有在俯視觀看時與冷卻板9之屬於冷卻媒體路徑的冷卻水路徑90重疊的區域。
(電極推壓構件8)
電極推壓構件8的構造係與圖11及圖12中所示之實施型態1之電極推壓構件8同樣。
(冷卻板9)
屬於導電性構造體之冷卻板9的構造係與圖13及圖14中所示之實施型態1之冷卻板9同樣。
(效果)
除了與上述實施型態1同樣的效果之外，實施型態3之活性氣體產生裝置100C可達成以下的效果。
實施型態3之活性氣體產生裝置100C係具有設定為接地電位的輔助用金屬電極12。因此，輔助用金屬電極12之周邊的電位會降低。由於輔助用金屬電極12接近活性氣體流通路徑，因此可使活性氣體流通路徑的電位降低。
因此，活性氣體產生裝置100C可緩和上述活性氣體流通路徑之電場強度，所以即使在放電空間6C與氣體噴出孔23的距離較短時，也不會在底座凸緣4發生絕緣破壞。
結果，實施型態3之活性氣體產生裝置100C不須變更氣體噴出孔23、氣體噴出孔43的配置及構造，即可預期性地減弱設置在氣體噴出孔43之下方的處理空間63的電場強度。
以下，詳述實施型態3之活性氣體產生裝置100C之上述效果。如前述，活性氣體產生裝置100C係具有以下的特點(1)及特點(2)。
(1)輔助用金屬電極12係設置成在俯視觀看時與上述活性氣體流通路徑的一部分重疊。
(2)輔助用金屬電極12係設定為接地電位。
由於具有上述特點(1)及特點(2)，實施型態3之活性氣體產生裝置100C係可藉由設定為接地電位的屬於第三金屬電極之輔助用金屬電極12而緩和上述活性氣體流通路徑之電場強度。
結果，實施型態3之活性氣體產生裝置100C可達成下列主要效果：不須變更作為孔口部的氣體噴出孔23、氣體噴出孔43的構造， 即可預期性地減弱設置在氣體噴出孔43之下方的處理空間63的電場強度。再者，伴隨上述主要效果，可獲得以下的第一至第四次要效果。
第一次要效果：可抑制在處理空間63發生異常放電，且抑制在處理空間63內發生金屬污染，並可謀求減低對於處理空間63中之晶圓等處理對象物的損害。
第二次要效果：可將金屬電極10C及20C配置成使屬於活性氣體流通路徑之距離的活性氣體流通距離更為縮短。
結果，實施型態3之活性氣體產生裝置100C係不會使處理空間63中的電場強度提高而可有效率地將活性氣體52供給至處理空間63。再者，可使上述活性氣體流通距離縮短而相應地謀求活性氣體產生裝置100C的小型化。
再者，就使上述活性氣體流通距離縮短的方法而言，在實施型態3中，可採用縮短金屬電極10C之開口部15C的孔徑而使金屬電極10C的內周部更靠近中心的構造。
第三次要效果：可謀求縮短作為孔口部的氣體噴出孔23、氣體噴出孔43之形成長度。
結果，實施型態3之活性氣體產生裝置100C係不會使處理空間63中的電場強度提高而可有效率地將活性氣體52供給至處理空間63。再者，可使氣體噴出孔23、氣體噴出孔43之形成長度縮短而相應地謀求活性氣體產生裝置100C的小型化。
第四次要效果：可使藉由高頻電源50施加的交流電壓成為更高電壓。結果，實施型態3之活性氣體產生裝置100C係不會使處理空 間63中的電場強度提高而可有效率地將大容量的活性氣體52供給至處理空間63。
進而，由於實施型態3之活性氣體產生裝置100C具有上述氣體分隔構造，所以可使提高金屬電極10C及輔助用金屬電極12各自對於電極用介電質膜11的上表面的密接度之必要性降低。這是因為，即使在以塊體金屬構成之金屬電極10C的下表面發生歪曲等而在金屬電極10C的下表面與電極用介電質膜11的上表面之間產生微小空間，也不會在該微小空間發生放電現象。
將塊體金屬使用於輔助用金屬電極12時，輔助用金屬電極12能夠以上述安裝順序的順序(3)的方式而比較簡單地執行將輔助用金屬電極12配置於作為電性連接手段的彈簧上之處理。
同樣地，將塊體金屬使用於金屬電極10C時，金屬電極10C能夠以上述安裝順序的順序(5)的方式而比較簡單地執行將金屬電極10C載置於絕緣板7C上之處理。
如此，可使用比較容易製造為金屬電極10C及輔助用金屬電極12的塊體金屬，而相應地謀求活性氣體產生裝置100C之製造步驟的簡化。
再者，實施型態3中，係將活性氣體流通路徑的活性氣體流通距離設定為比較短。
因此，實施型態3之活性氣體產生裝置100C可使活性氣體流通路徑的空間體積比實施型態1之活性氣體流通路徑的空間體積更小，藉此有效地抑制活性氣體隨時間衰減(消失)而去活化的現象。
再者，實施型態3之活性氣體產生裝置100C中，係藉由在冷卻板9與金屬電極10C之間設置絕緣板7C，而可確實避免金屬電極10C與冷卻板9電性連接的短路現象。
實施型態3之活性氣體產生裝置100C中，輔助用金屬電極12係經由絕緣板7C的貫穿孔72而與屬於導電性構造體之冷卻板9電性連接，所以可經由底座凸緣4及冷卻板9而穩定性佳地將輔助用金屬電極12設定為接地電位。
具體而言，如上所述，藉由將具有導電性的彈簧設置在貫穿孔72內而謀求輔助用金屬電極12與冷卻板9的電性連接，可經由彈簧、冷卻板9及底座凸緣4而將輔助用金屬電極12設定為接地電位。上述彈簧係作為電性連接構件。
實施型態3之活性氣體產生裝置100C中，在俯視觀看時，圓形的輔助用金屬電極12係在金屬電極10C的開口部15C內設置於與氣體噴出孔23重疊的區域。
亦即，以開口部15C的中心位置與輔助用金屬電極12的中心位置一致的方式配置輔助用金屬電極12。因此，可謀求輔助用金屬電極12與金屬電極10C的電性獨立，且可將形狀確保為比較寬廣。
這是因為，開口部15C的中心位置成為最遠離金屬電極10C的內周部的位置。
結果，實施型態3之活性氣體產生裝置100C可最大限度地發揮上述活性氣體流通路徑之電場強度的緩和效果。
<實施型態4>
(實施型態1的第二課題)
在實施型態1之活性氣體產生裝置100中，係在放電空間6與氣體噴出孔23之間存在有活性氣體流通路徑。
活性氣體通過活性氣體流通路徑的時間係與活性氣體流通路徑的空間體積之大小呈比例而變長，因此會有難以完全抑制活性氣體隨時間衰減(消失)而去活化的現象的第二課題。
以下所述之實施型態4之活性氣體產生裝置100D為積極克服上述實施型態1的第二課題者。再者，實施型態3之活性氣體產生裝置100C中，係藉由縮短活性氣體流通距離而謀求消除第二課題。
(整體構成)
圖25係顯示本揭示實施型態4之活性氣體產生裝置之整體構成的說明圖。在圖25標記XYZ正交座標系。實施型態4之活性氣體產生裝置100D係產生活性氣體52之活性氣體產生裝置，該活性氣體52係使供給至放電空間6的原料氣體5活性化而得者。
活性氣體產生裝置100D係包含金屬殼體3、底座凸緣4、高電壓施加電極部1、接地電位電極部2D、絕緣板7C、電極推壓構件8、冷卻板9及輔助用金屬電極12作為主要構成部。
再者，高電壓施加電極部1、金屬殼體3、底座凸緣4、電極推壓構件8及冷卻板9係與圖1至圖3、圖6至圖8、圖13及圖14中所示之實施型態1之活性氣體產生裝置100同樣。因此，附加相同符號而適當省略說明。
此外，絕緣板7C及輔助用金屬電極12係與圖18、圖23及圖24中所示之實施型態3之活性氣體產生裝置100C同樣。因此，附加相同符號而適當省略說明。
以下，以實施型態4之活性氣體產生裝置100D的特點部位為中心進行說明。
在底座凸緣4的中央底面區域48上配置屬於第二電極構成部之接地電位電極部2D。接地電位電極部2D係具有屬於第二電極用介電質膜之電極用介電質膜21D、及形成於電極用介電質膜21D的下表面上之屬於第二金屬電極之金屬電極20作為主要構成部。因此，接地電位電極部2D係以金屬電極20接觸於中央底面區域48之態樣，載置於中央底面區域48上。
藉由屬於第一電極構成部之高電壓施加電極部1與屬於第二電極構成部之接地電位電極部2D的組合，而構成內部具有放電空間6的電極對，接地電位電極部2D係設置於高電壓施加電極部1之下方。
高電壓施加電極部1係具有屬於第一電極用介電質膜之電極用介電質膜11、及形成於電極用介電質膜11的上表面上之屬於第一金屬電極之金屬電極10作為主要構成部。
將交流電壓從高頻電源50施加於金屬電極10與金屬電極20之間。具體而言，將交流電壓從高頻電源50施加於金屬電極10，金屬電極20係經由底座凸緣4而設定為接地電位。此外，與實施型態3同樣，輔助用金屬電極12係經由底座凸緣4、冷卻板9及設置在絕緣板7C的貫穿孔72內部的電性連接構件而設定為接地電位。
在電極用介電質膜11與電極用介電質膜21相向之作為介電質空間的閉鎖空間內設置放電空間6，該放電空間6包含有在俯視觀看金屬電極10及20時重疊的區域。
電極用介電質膜21D係具有氣體噴出孔23D，該氣體噴出孔23D係用以使活性氣體52經由底座凸緣4的氣體噴出孔43而朝下方(後段)之處理空間63噴出者。因此，將從放電空間6到氣體噴出孔23D的路徑規定為活性氣體流通路徑。
電極用介電質膜21D係具有作為介電質突出部的突出部21a，該突出部21a係以佔據上述活性氣體流通路徑的一部分的方式朝高度方向突出。因此，上述活性氣體流通路徑在突出部21a的上表面與電極用介電質膜11的下表面之間的狹窄路徑狹小化。
再者，與實施型態3同樣，實施型態4之活性氣體產生裝置100D係在電極用介電質膜11的上表面上設置作為第三金屬電極之輔助用金屬電極12。輔助用金屬電極12係與金屬電極10獨立而形成。
輔助用金屬電極12係設置成在俯視觀看時與上述活性氣體流通路徑的一部分重疊。再者，與實施型態3同樣，輔助用金屬電極12係設定為接地電位。
在底座凸緣4的中央底面區域48的中央部分中設置有氣體噴出孔43(底座凸緣用氣體噴出孔)，該氣體噴出孔43係位在於沒有隔著金屬電極20而與電極用介電質膜21D的氣體噴出孔23D對應的位置。
如前述，冷卻板9固定於底座凸緣4的周邊突出部46上。絕緣板7C設置於冷卻板9的下表面上，高電壓施加電極部1係配置成使金屬電極10的上表面接觸於絕緣板7C的下表面。
作為電極支持構件的電極推壓構件8設置於冷卻板9的下表面。電極推壓構件8設置於絕緣板7C及高電壓施加電極部1的外周區域。實施型態4中，會有將絕緣板7C、高電壓施加電極部1及輔助用金屬電極12的組合構造簡稱為「上部電極群」的情形。
屬於絕緣材之板狀的絕緣板7C係設置於冷卻板9與高電壓施加電極部1之間，且絕緣板7C的上表面接觸於冷卻板9的下表面，並且，絕緣板7C的下表面接觸於高電壓施加電極部1之金屬電極10的上表面。與實施型態3同樣，除了通電孔71之外，絕緣板7C更具有用以使冷卻板9與輔助用金屬電極12電性連接的貫穿孔72。
以下，簡單說明具有上述的構造之活性氣體產生裝置100D的安裝順序。
(1)翻轉冷卻板9，使冷卻板9的上表面與下表面的關係顛倒。
(2)將金屬製且具有導電性的彈簧(圖25中省略圖示)配置在冷卻板9的下表面的中央部。
(3)將輔助用金屬電極12配置於上述彈簧上。
(4)將絕緣板7C配置於冷卻板9的下表面上。此時，輔助用金屬電極12係通過絕緣板7C的貫穿孔72內部，且上述彈簧位於設置在絕緣板7C的貫穿孔72內部。
(5)依金屬電極10及電極用介電質膜11的順序，將高電壓施加電極部1載置於絕緣板7C上。
(6)將電極推壓構件8載置於冷卻板9的下表面上，將冷卻板9與電極推壓構件8之間以螺栓緊固。結果，將上部電極群安裝於冷卻板9的下表面上。此時，冷卻板9、電極推壓構件8之間被密封，高電壓施加電極部1、電極推壓構件8之間被密封。
(7)將接地電位電極部2D載置於底座凸緣4的中央底面區域48上。
(8)使已安裝上部電極群的冷卻板9回到原本的上下關係。
(9)將冷卻板9載置於底座凸緣4的周邊突出部46上，將冷卻板9、底座凸緣4間以螺栓緊固。此時，形成冷卻板9，底座凸緣4間的密封。
如此，可經過安裝順序(1)至(9)而組裝實施型態4之活性氣體產生裝置100D。
實施型態4之活性氣體產生裝置100D的特點在於具有藉由冷卻板9、絕緣板7C、電極推壓構件8及高電壓施加電極部1來將殼體內空間33與放電空間6之間的氣流分隔之氣體分隔構造。
由於實施型態4之活性氣體產生裝置100D與實施型態1同樣具有氣體分隔構造，所以能夠噴出不含雜質且良質之活性氣體52，且不使電極用介電質膜11及21D損傷。
(高電壓施加電極部1)
圖26係顯示圖25中所示之高電壓施加電極部1及輔助用金屬電極12的上表面構造的俯視圖，圖27係顯示高電壓施加電極部1及輔助用金屬電 極12之剖面構造的剖面圖。圖26的K-K剖面為圖27。分別在圖26及圖27標記XYZ正交座標系。
如圖25至圖27所示，高電壓施加電極部1的電極用介電質膜11在俯視觀看時呈圓形。
金屬電極10係設置於電極用介電質膜11的上表面上，且與實施型態1同樣，形成為在中心部具有圓形的開口部15的圓環狀。
輔助用金屬電極12係設置於電極用介電質膜11的上表面上的中心位置，且形成為小的圓形。此時，在輔助用金屬電極12與金屬電極10C之間存在有開口部15C，因此輔助用金屬電極12與金屬電極10C保持電性獨立的關係。
(接地電位電極部2D)
圖28係顯示圖25中所示之接地電位電極部2D的下表面構造的俯視圖，圖29係顯示接地電位電極部2D之剖面構造的剖面圖。圖28的L-L剖面為圖29。分別在圖28及圖29標記XYZ正交座標系。
如圖25、圖28及圖29所示，接地電位電極部2D的電極用介電質膜21D在俯視觀看時呈圓形。
金屬電極20係設置於電極用介電質膜21D的下表面上，且與實施型態1同樣，形成為在中心部具有圓形的開口部25的圓環狀。
金屬電極20係以在俯視觀看時包含全部的金屬電極10的方式形成，因此在俯視觀看金屬電極20與金屬電極10時重疊的放電空間6實質上係藉由金屬電極10的形成區域所規定。因此，放電空間6係如同金屬電極10，在俯視觀看時以氣體噴出孔23D為中心而形成為圓環狀。
如圖29所示，電極用介電質膜21D係具有：在俯視觀看時與金屬電極20的開口部25對應的區域中，以佔據上述活性氣體流通路徑的一部分的方式朝高度方向(+Z方向)突出之突出部21a。
如圖29所示，在電極用介電質膜21D中，將形成有突出部21a的區域作為突出部形成區域RT，將除了突出部形成區域RT以外的區域作為介電質膜主要區域RM。再者，在突出部21a中，將從介電質膜主要區域RM的上表面朝高度方向(+Z方向)突出的長度作為突出部21a的突出長度。
突出部21a的突出長度係設定為比電極用介電質膜11的下表面與電極用介電質膜21D之介電質膜主要區域RM的上表面之間的距離(空隙長度)稍短。因此，在該突出部21a的上表面與高電壓施加電極部1的電極用介電質膜11的下表面之間設有些微的間隙(以下，有時略記為「活性氣體流通用間隙」)。
如此，實施型態4之活性氣體產生裝置100D中，電極用介電質膜21D的突出部21a係在上述介電質空間內佔據上述活性氣體流通路徑的一部分，將上述活性氣體流通路徑的至少一部分限制為狹小的活性氣體流通用間隙。
亦即，突出部21a係作為活性氣體用輔助構造而發揮功能，該活性氣體用輔助構造係在介電質空間內以佔據活性氣體流通路徑的一部分的方式設置在放電空間6與氣體噴出孔23之間。
接地電位電極部2D係於中心位置具有用以將在放電空間6所產生的活性氣體52朝下方噴出的氣體噴出孔23D。氣體噴出孔23D係 貫穿電極用介電質膜21D而形成。氣體噴出孔23D係貫穿突出部21a而形成，因此具有比實施型態1之氣體噴出孔23更長的形成長度。
如圖28所示，在俯視觀看時，氣體噴出孔23D係以不與金屬電極20重疊的方式設置於金屬電極20的開口部25之中心位置。
因此，在俯視觀看時，屬於第三金屬電極之輔助用金屬電極12係在開口部15內設置於與氣體噴出孔23D重疊的區域。
此外，與實施型態1同樣，將氣體噴出孔23D的孔徑設定成足夠小，藉此可使氣體噴出孔23D具有孔口功能。
(底座凸緣4)
底座凸緣4的構造係與圖6至圖8中所示之實施型態1之底座凸緣4同樣。
(絕緣板7C)
絕緣板7C的構造係與圖23及圖24中所示之實施型態3的絕緣板7C同樣。
因此，絕緣板7C係具有通電孔71及貫穿孔72。而且，貫穿孔72係貫穿絕緣板7C的中心而設置，且用以在內部配置具有導電性的彈簧等之電性連接構件而設置。
(電極推壓構件8)
電極推壓構件8的構造係與圖11及圖12中所示之實施型態1之電極推壓構件8同樣。
(冷卻板9)
屬於導電性構造體之冷卻板9的構造係與圖13及圖14中所示之實施型態1之冷卻板9同樣。
(效果)
實施型態4之活性氣體產生裝置100D係與實施型態3同樣具有設定為接地電位的輔助用金屬電極12。因此，實施型態4之活性氣體產生裝置100D不須變更氣體噴出孔23D、氣體噴出孔43的配置及構造，即可預期性地減弱設置在氣體噴出孔43之下方的處理空間63的電場強度。
進而，由於實施型態4之活性氣體產生裝置100D具有上述氣體分隔構造，所以與實施型態3同樣可使用比較容易製造為金屬電極10及輔助用金屬電極12的塊體金屬，而相應地謀求製造步驟的簡化。
實施型態4之活性氣體產生裝置100D中，輔助用金屬電極12係經由絕緣板7C的貫穿孔72而與屬於導電性構造體之冷卻板9電性連接，因此與實施型態3同樣可穩定性佳地將輔助用金屬電極12設定為接地電位。
實施型態4之活性氣體產生裝置100D中，在俯視觀看時，圓形的輔助用金屬電極12係在金屬電極10的開口部15內設置於與氣體噴出孔23D重疊的區域。因此，可謀求輔助用金屬電極12、金屬電極10的電性獨立，且可將形狀確保為比較寬廣。
結果，實施型態4之活性氣體產生裝置100D係與實施型態3同樣可最大限度地發揮上述活性氣體流通路徑之電場強度的緩和效果。
再者，實施型態4之活性氣體產生裝置100D的電極用介電質膜21D係具有屬於介電質突出部之突出部21a作為固有特點。該突出部 21a係作為佔據上述活性氣體流通路徑的一部分的活性氣體用輔助構造而發揮功能。
因此，實施型態4之活性氣體產生裝置100D能夠以突出部21a佔據上述活性氣體流通路徑的一部分，且相應地縮窄上述活性氣體流通路徑的空間體積，而將活性氣體通過上述活性氣體流通路徑的時間充分縮短為不會使活性氣體去活化的程度。
結果，實施型態4之活性氣體產生裝置100D可達成將活性氣體的去活化量抑制在必要的最低限度的效果。
再者，實施型態4中，係將突出部21a形成為電極用介電質膜21D的一部分，因此不須使構成元件增加即可實現活性氣體用輔助構造。
因此，能夠以與實施型態3實質上相同的安裝順序來製造實施型態4之活性氣體產生裝置100D。因此，實施型態4之活性氣體產生裝置100D不須使製造步驟複雜化即可將活性氣體的去活化量抑制在必要的最低限度。
再者，可藉由充分縮窄形成在突出部21a的上表面上之上述活性氣體流通用間隙、亦即充分縮短上述原料氣體流通用間隙之高度方向(Z方向)的長度，而使上述活性氣體流通用間隙具備孔口功能。藉由使上述活性氣體流通用間隙具備孔口功能，可使活性氣體產生裝置100D的後段(下方)之處理空間63與放電空間6之間具備壓力差，而充分降低處理空間63的壓力。
此時，處理空間63被設定為足夠低的電場強度，因此即使在比較低的壓力環境下的處理空間63，也可防止絕緣破壞。
<其它>
另外，上述的實施型態中，雖揭示水作為供給至冷卻水路徑90的冷卻媒體，也可另外使用GALDEN(商品名)等冷卻媒體。
此外，實施型態4中，雖將突出部21a設置為電極用介電質膜21D的一部分，但亦可使用介電質輔助構件作為與電極用介電質膜21相異的不同構件。例如，可考慮下列變形例：於不具有突出部21a之電極用介電質膜21的上表面中之在俯視觀看時與開口部15對應的區域上，配置介電質輔助構件。
變形例中，介電質輔助構件的膜厚係設定為比電極用介電質膜11及21之間的距離(空隙長度)更短。因此，在介電質輔助構件的上表面與高電壓施加電極部1的電極用介電質膜11的下表面之間設有上述活性氣體流通用間隙。
如此，係藉由將介電質輔助構件設置在電極用介電質膜21的上表面上，而於上述介電質空間內，在放電空間6與氣體噴出孔23之間佔據上述活性氣體流通路徑的一部分而將其限制為活性氣體流通用間隙。
結果，介電質輔助構件係與突出部21a同樣作為活性氣體用輔助構造而發揮功能，該活性氣體用輔助構造係在介電質空間內以佔據上述活性氣體流通路徑的一部分的方式設置在放電空間6與氣體噴出孔23之間。
但是，介電質輔助構件係與電極用介電質膜21為不同構件，因此會使構成元件增加。因此，與圖25至圖29所示之實施型態4比較，變形例中，會相應於構成元件增加而使得製造步驟複雜化。
本揭示雖已詳細說明，但上述的說明在所有的態樣中係為例示，本揭示不受例示所限定。應當理解，可在不脫離本揭示之範圍的情形下設想到未例示的無數變形例。
1C:高電壓施加電極部
2C:接地電位電極部
3:金屬殼體
4:底座凸緣
5:原料氣體
6C:放電空間
7C:絕緣板
8:電極推壓構件
8a:推壓用突出部
9:冷卻板
10C,20C:金屬電極
11,21:電極用介電質膜
12:輔助用金屬電極
23,43:氣體噴出孔
33:殼體內空間
34:氣體供給口
35:氣體通過路徑
44:冷卻水供給口
46:周邊突出部
48:中央底面區域
50:高頻電源
51:氣流
52:活性氣體
63:處理空間
71,91:通電孔
72:貫穿孔
90:冷卻水路徑
100C:活性氣體產生裝置
451:冷卻水通過口
R4:氣體中繼區域

Claims (6)

  1. 一種產生活性氣體之活性氣體產生裝置，該活性氣體係使供給至放電空間的原料氣體活性化而得者，該活性氣體產生裝置係具備：
    第一電極構成部；及
    第二電極構成部，係設置於前述第一電極構成部之下方；且
    前述第一電極構成部係具有第一電極用介電質膜、與形成於前述第一電極用介電質膜的上表面上的第一金屬電極；前述第二電極構成部係具有第二電極用介電質膜、與形成於前述第二電極用介電質膜的下表面上的第二金屬電極；交流電壓係施加於前述第一金屬電極，前述第二金屬電極係設定為接地電位；並且在前述第一及第二電極用介電質膜相向的介電質空間內包含前述第一及第二金屬電極在俯視觀看時重疊的區域作為前述放電空間；
    前述第二電極用介電質膜係具有用以使前述活性氣體朝下方噴出的氣體噴出孔，且從前述放電空間到前述氣體噴出孔的路徑係規定為活性氣體流通路徑；
    前述活性氣體產生裝置更具備底座凸緣，該底座凸緣係具有導電性且剖面構造為凹狀，並且具有中央底面區域及沿著前述中央底面區域的外周設置且朝高度方向突出的周邊突出部；且前述第二電極構成部係以前述第二金屬電極接觸於前述中央底面區域上的態樣設置；
    前述活性氣體產生裝置還具備：
    具有導電性的導電性構造體，係設置於前述底座凸緣的前述周邊突出部上，且以不與前述第一電極構成部接觸的方式，位於前述第一電極構成部的上方；
    絕緣材，係設置於前述導電性構造體與前述第一電極構成部之間，且該導電性構造體的上表面接觸於前述導電性構造體的下表面，並且，該絕緣材的下表面係接觸於前述第一金屬電極的上表面；
    電極支持構件，係設置於前述導電性構造體的下表面上，以從下方支持前述第一電極構成部；及
    金屬製的殼體，係設置於前述底座凸緣的前述周邊突出部上，且具有收容前述導電性構造體的殼體內空間；
    前述底座凸緣具有：
    氣體供給口，係自外部接收前述原料氣體；
    氣體通過路徑，係用以將前述原料氣體供給至前述放電空間；及
    底座凸緣用氣體噴出孔，係用以使從前述氣體噴出孔噴出的前述活性氣體朝下方噴出；且，
    對前述底座凸緣賦予接地電位；
    該活性氣體產生裝置係藉由前述導電性構造體、前述電極支持構件及前述第一電極構成部而設置有將前述殼體內空間與前述放電空間之間的氣流分隔的氣體分隔構造；
    前述活性氣體產生裝置更具有：
    第三金屬電極，係與前述第一金屬電極獨立而設置在前述第一電極用介電質膜的上表面上；且
    前述第三金屬電極係設置成在俯視觀看時與前述活性氣體流通路徑的一部分重疊，且該第三金屬電極係設定為接地電位。
  2. 如請求項1所述之活性氣體產生裝置，其中，
    前述絕緣材係具有貫穿孔，前述貫穿孔係設置於在俯視觀看時與前述第三金屬電極重疊的區域；
    前述第三金屬電極係經由前述貫穿孔而與前述導電性構造體電性連接。
  3. 如請求項1所述之活性氣體產生裝置，其中，
    在俯視觀看時，前述第一金屬電極係形成為在中心具有開口部的圓環狀；
    在俯視觀看時，前述第三金屬電極係形成為圓形。
    在俯視觀看時，前述第三金屬電極係在前述開口部內設置於與前述氣體噴出孔重疊的區域。
  4. 如請求項1所述之活性氣體產生裝置，更具備：活性氣體用輔助構造，該活性氣體用輔助構造係在前述介電質空間內以佔據前述活性氣體流通路徑的一部分的方式設置在前述放電空間與前述氣體噴出孔之間。
  5. 如請求項4所述之活性氣體產生裝置，其中，
    前述第二電極用介電質膜係具有以佔據前述活性氣體流通路徑的一部分的方式朝高度方向突出的介電質突出部；且
    前述介電質突出部係作為前述活性氣體用輔助構造而發揮功能。
  6. 如請求項1至5中任一項所述之活性氣體產生裝置，其中，
    前述底座凸緣更具有：
    冷卻媒體供給口，係從外部接收冷卻媒體；及
    冷卻媒體通過口，係用以將前述冷卻媒體供給至前述導電性構造體；
    前述導電性構造體係在內部具有冷卻媒體路徑，該冷卻媒體路徑係供經由前述冷卻媒體通過口而供給的前述冷卻媒體在內部流通。
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