TWI648426B

TWI648426B - 活性氣體生成裝置

Info

Publication number: TWI648426B
Application number: TW105133689A
Authority: TW
Inventors: 渡辺謙資; 西村真一; 山田義人
Original assignee: 東芝三菱電機產業系統股份有限公司
Priority date: 2016-05-27
Filing date: 2016-10-19
Publication date: 2019-01-21
Also published as: US20190157046A1; TW201741496A; KR20180135041A; EP3468309B1; CN109196959A; WO2017203674A1; EP3468309A4; JP6474943B2; KR102119995B1; JPWO2017203674A1; EP3468309A1; CN109196959B; US10418226B2

Abstract

本發明之目的在提供可均勻性良好地且較高速地生成高密度的活性氣體之活性氣體生成裝置。本發明係在活性氣體生成用電極群及噴嘴構成部的下方設置氣體噴流用整流器(70)而構成活性氣體生成裝置。氣體噴流用整流器(70)係在氣體整流通路(71)的入口部(711)概括承接活性氣體通過複數個噴嘴後的氣體。氣體整流通路(71)係形成為：將出口部(710)的出口開口面積設定得比入口部(711)的入口開口面積窄，且藉由氣體整流通路(71)的整流動作使通過複數個噴嘴後的各道活性氣體的圓柱狀的氣體噴流變換為線狀的整流後活性氣體。

Description

活性氣體生成裝置

本發明係關於生成利用放電現象而從原料氣體得到的活性氣體之活性氣體生成裝置。

以往的活性氣體生成裝置中，有一種裝置係採用在以陶瓷等作為構成材料之介電質電極形成Au(金)膜等的金屬電極而成者作為電極構成部。就如此的裝置而言，在電極構成部中，介電質電極為主體，在其上形成的金屬電極則是從屬的。

以往的活性氣體生成裝置之一，係具有：使用圓板狀的電極構成部，且使從外周部進入到內部之原料氣體通過放電空間(放電場)然後從設於電極中央部的單獨一個氣體噴出孔往外噴出之構成。

包含有上述構成的裝置之以往的活性氣體生成裝置，係揭示於例如專利文獻1、專利文獻2、專利文獻3及專利文獻4中。

專利文獻1揭示的活性氣體生成裝置，係使用圓筒狀的電極且在筒的內外形成電極，然後使放電在兩電極之間發生並將原料氣體導入內外電極之間而使活性氣體(含有自由基(radical)之氣體)生成者。活性氣體係在設於圓筒前端的吹出口由於流路縮減而成為電漿噴射流(plasma jet)噴出，以對設置於正下方的被處理物進行處理。

專利文獻2揭示的活性氣體生成裝置，係將一對相對向電極設置成平板狀且將之設成縱向直立，然後將氣體從上而下供給到電極內，來處理設置於正下方的被處理物者。因為是平板電極構造所以大型化較為容易，而且可進行對於大面積之均勻的成膜處理。將一對相對向平板電極設置成縱向直立之同樣的處理裝置，若不只限於成膜處理用途也涵蓋表面處理用途而論的話，還有很多其他的同樣的處理裝置，例如專利文獻5等所揭示的。此外也有採用將不只一對而是複數對相對向電極堆疊配置之裝置構造者(專利文獻6)。

專利文獻3揭示的活性氣體生成裝置，係形成為：設置一對相對向的圓盤狀的電極，並在其中的接地側的電極形成多數細孔使之成為氣體淋板(shower plate)狀，且放電部係直接連結至處理室之構造。使電極巨大化，或設置複數個電極個體，且設置無數個細孔，就可進行均勻的大面積的氮化。放電空間(放電場)本身係處在大氣壓左右的環境下，與放電空間經由細孔而相通之處理室則是設定在較為減壓之狀態。如此，就會使在放電場生成之活性氣體一生成就經由細孔而進入到減壓環境下來使其衰減極小化，所以可使其以更高密度的狀態到達被處理物。

專利文獻4揭示的活性氣體生成裝置，係以：設置平板長方形狀的一對相對向電極，且利用間隔件(spacer)將三個邊封住，只使氣體朝向開放的一邊噴出之構造為其特徵。其中，在開口部的前方設置氣體噴出孔來使活性氣體(自由基)吹到被處理物。

[先前技術文獻] (專利文獻)

專利文獻1：日本特許第3057065號公報

專利文獻2：日本特開2003-129246號公報

專利文獻3：日本特許第5328685號公報

專利文獻4：日本特許第5158084號公報

專利文獻5：日本特開平11-335868號公報

專利文獻6：日本特許第2537304號公報

專利文獻1揭示之活性氣體的生成方法，其吹出口的開口部的直徑係為數毫米之大小，所以處理面積受到很大限定。

專利文獻1中雖也提及活性氣體生成裝置可為將電極橫向設置且沿著電極設置複數個吹出口之形態，採用如此的形態就可加大處理面積，但圓筒體及電極的形狀、構造會變複雜。考慮到不容許大氣混入等情形之半導體成膜處理用途，就必須使各個構成部件連接部具有充分的密封(seal)特性。另外，因為放電空間(放電場)附近會變高溫，即使進行了冷卻也因為要保有一些餘裕而必須使高溫部位與密封材做某程度的分離，因而可想像得到裝置尺寸會變得相當大。

專利文獻2、專利文獻5及專利文獻6揭示的活性氣體生成方法，基本上都是使放電空間(放電場)及被處理物在相同的大氣壓左右的氣壓下。活性氣體因為在高能量的狀態所以容易與其他物質反應、或放出光等而失去活性。壓力越高碰撞頻率也越高，所以就算在放電場中因為其放電方式的關係而不可避免地要維持在某一程度以上的壓力狀態，也希望能夠使生成的活性氣體快速地移動到更為減壓的環境下。從此觀點來看，不難想像專利文獻2等所揭示的方式其自由基密度在到達被處理物時就已經衰減很多。

另一方面，若在比大氣壓低的壓力下實施專利文獻2等揭示的活性氣體生成方法，則因為必須將放電電極也設置在真空處理腔室內所以會產生裝置巨大化之問題。而且，因為隨著壓力降低放電開始電壓也降低所以要得到放電電力就必須高頻化，此情況會使得離子等之帶電粒子陷(trapped)在電極間而被直接輸送到被處理物，此會產生由於充電(charge up)而導致破損之問題。

至於實施專利文獻3揭示的活性氣體生成方法，由於細孔也兼作為節流孔(orifice)所以為了維持預定的壓力差必須使總細孔斷面積與必要的斷面積一致，而無法使細孔數與本來的半導體成膜處理用氣體淋板同程度地增加。細孔數少，依在電極上的配置而定之氣體流量差就會變大，而每細孔的流量差係與活性氣體的流量(flux)直接相關，所以若不能正確地掌握流量差來據以設定成膜處理條件就會產生膜厚不均勻的情形。又，因為氣體係從圓盤狀的外周部進入到電極內，然後從形成於放電場之細孔放出到外部，所以進入到放電場內後馬上從細孔放出之氣體中的自由基密度(活性氣體密度)、與在最內側而要花較多時間通過放電場之後才放出的氣體中的自由基密度之間必然會產生差異，而會由於與先前的氣體流量的差分之相乘效果而使得想要使成膜狀況均勻化之工作變得非常困難。

另一方面，專利文獻3中雖未記載，但也可考慮使活性氣體先通過節流孔(orifice)然後才通過氣體淋板而導入之方法。例如在圓形電極的中央部形成一個作為節流孔之孔。壓力差分可僅利用此一個節流孔而形成。在節流孔正下方設置氣體淋板，在減壓到成膜處理壓力之環境下使活性氣體廣範圍地擴散。

在此情況，因為確實可使氣體淋板的細孔的配置節距(pitch)減小，所以氣體本身對於被處理物的均勻擴散性會顯著提高。另外，因為節流孔段數只有一段，所以與採用複數段節流孔之多段式節流孔的情況不同，從放電場放出之氣體立刻就被導到低壓區域，因此可抑制自由基之衰減。然而，在此方法中，從節流孔噴出的氣體噴流係一邊沖擊氣體淋板內壁面一邊往四周擴散。自由基會因為與物體碰撞或與表面長時間接觸而使其失去活性之速度加速，所以可想像得到自由基的量在從氣體淋板流出之時就已經顯著地減少了。因此，可說上述的使活性氣體通過氣體淋板之方法並未根本地解決自由基密度衰減之問題。

又，在專利文獻4揭示的活性氣體生成裝置中，為了設置使放電場在大氣壓左右，使設置被處理物之處理腔室在減壓下之壓力區分，必須使氣體噴出孔發揮作為節流孔之功能。因為構成放電場之電極與形成有構成節流孔之氣體噴出孔之部件為分別獨立的，所以必須要有兩者的定位機構，另要使氣體噴出孔以外的部分不產生間隙也必須設置密封機構，將如此的構成都納入考慮的話可想像得到將會是非常複雜的構造。

如上所述，專利文獻1、專利文獻2及專利文獻4等所揭示的以往的活性氣體生成裝置的氣體噴出孔為一個之情況、氣體噴出孔為線狀之情況等，可施行成膜處理的區域比較受限定。尤其，要均勻地處理ψ(直徑)300mm的晶圓根本不可能。另一方面，如專利文獻3揭示的活性氣體生成裝置，雖然有將用來使氣體擴散之氣體淋板安裝在氣體噴出孔之後這樣的手段，但畢竟活性氣體的活性非常高所以氣體在氣體淋板中一邊衝擊壁面一邊前進的結果會使得多數的自由基(活性氣體)失去活性，因而存在有並不實用之重大的問題。

本發明之目的在解決如上述的問題，提供可均勻性良好地且較高速地生成高密度的活性氣體之活性氣體生成裝置。

本發明之活性氣體生成裝置係具備有：收容處理對象基板之基板收容部；具有第一及第二電極構成部，且使利用放電現象而從原料氣體得到的活性氣體從離散形成於前述第二電極構成部之複數個氣體噴出孔噴出之活性氣體生成用電極群，其中前述複數個氣體噴出孔分別作為從俯視觀看之開口部斷面形狀係形成為第一口徑之圓形之第一限制筒而發揮功能，前述第一口徑係設定成讓通過前述氣體噴出孔前的第一壓力與通過後的第二壓力之壓力差在預定壓力比以上；包含複數個噴嘴部之噴嘴構成部，其中該複數個噴嘴部係與前述活性氣體生成用電極群的前述複數個氣體噴出孔一對一對應而設置，分別使從前述複數個氣體噴出孔噴出的活性氣體通過而得到通過噴嘴後活性氣體；以及在入口部承接通過前述噴嘴構成部後的複數的通過噴嘴後活性氣體，且藉由使前述複數的通過噴嘴後活性氣體通過氣體整流通路內之整流動作，使整流後活性氣體從出口部朝向前述處理對象基板噴射之氣體噴流用整流器，其中，前述複數個噴嘴部各自具有從俯視觀看之開口部斷面形狀係形成為第二口徑之圓形，將從前述第一限制筒供給來之活性氣體朝向前述氣體噴流用整流器供給之第二限制筒，前述第二口徑係設定成比前述第一口徑長，前述通過噴嘴後活性氣體係成為圓柱狀的氣體噴流，前述氣體整流通路係形成為將前述出口部的出口開口面積設定得比前述入口部的入口開口面積窄，且藉由前述整流動作使前述複數的通過噴嘴後活性氣體的圓柱狀的氣體噴流沿著預定方向變換為線狀的前述整流後活性氣體。

申請專利範圍第1項記載之本發明的活性氣體生成裝置的活性氣體生成用電極群，係具有各自作為具有第一口徑的第一限制筒而發揮功能之複數個氣體噴出孔，所以可使生成的活性氣體具有指向性，因而可用超過馬赫(Mach)之超高速供給活性氣體。此時，由於有設於第一限制筒的下游之噴嘴部的第二限制筒存在，所以可抑制伴隨著通過第一限制筒之活性氣體的超高速化而來的衝擊壓力及溫度狀態使得噴出的活性氣體極端地減速之馬赫盤(Mach Disk)現象。

而且，氣體噴流用整流器所具有的氣體整流通路，係形成為將出口開口面積設定得比入口開口面積窄，且藉由整流動作使複數的通過噴嘴後活性氣體的圓柱狀的氣體噴流沿著預定方向變換為線狀的整流後活性氣體。因此，可向著處理對象基板噴出均勻性高的線狀的整流後活性氣體。

因而，申請專利範圍第1項記載之本發明的活性氣體生成裝置會產生可比較高速地供給均勻性高的活性氣體至處理對象基板之效果。

本發明的目的、特徵、面向、及優點，經以下的詳細的說明及隨附的圖式之圖示，將變得更加清楚明瞭。

1、1A、1X‧‧‧高電壓側電極構成部

2、2A‧‧‧接地側電極構成部

5‧‧‧高頻電源

6‧‧‧原料氣體

7‧‧‧活性氣體

10、10X、20、20X、101L、101H、201H、201L‧‧‧金屬電極

11、11X、21、21X、111、211‧‧‧介電質電極

12‧‧‧噴嘴部

12B‧‧‧噴嘴部

13‧‧‧第一段限制筒

14、14B‧‧‧第二段限制筒

15‧‧‧第三段限制筒

25‧‧‧氣體噴出孔

31‧‧‧活性氣體生成裝置

31X‧‧‧產生器殼體

32‧‧‧節流孔形成部

32C‧‧‧中心孔

33‧‧‧成膜處理腔室

33X‧‧‧處理腔室殼體

34‧‧‧晶圓

40‧‧‧噴嘴構成部

51‧‧‧楔形段差形成部

51L、51H‧‧‧端部

52A、52B‧‧‧直線形段差形狀部

53‧‧‧主要區域

54A、54B‧‧‧端部區域

55‧‧‧氣體噴出孔

61L、61H、71L、71H‧‧‧缺口部

70、70B、70C‧‧‧氣體噴流用整流器

71、71B、71C‧‧‧氣體整流通路

75‧‧‧方向限制面

301‧‧‧活性氣體生成用電極群

501至503‧‧‧活性氣體生成裝置

710、710B‧‧‧出口部

711、711B、711C‧‧‧入口部

BS‧‧‧桶型衝擊波

C40B‧‧‧活性氣體噴射組合構造

EW‧‧‧膨脹波

JB‧‧‧邊界區域

LA‧‧‧長邊方向長度

LB、LB1、LB2‧‧‧短邊方向長度

MD‧‧‧馬赫盤

R11、R12‧‧‧區域

R50、R60‧‧‧中央區域

RS‧‧‧反射衝擊波

r1、r2、r3、C40‧‧‧徑

r2B‧‧‧口徑

TP‧‧‧三重點

XC‧‧‧噴流的中心軸

第1圖係顯示作為本發明的實施形態1之活性氣體生成裝置的全體構成的概要之說明圖。

第2圖係顯示第1圖所示的實施形態1的主要部分之活性氣體生成用電極群、噴嘴構成部及氣體噴流用整流器的概略構成之說明圖。

第3圖係以示意圖的方式顯示活性氣體生成裝置的斷面構造之說明圖。

第4圖係顯示構成活性氣體生成用電極群之接地側電極構成部的介電質電極的全體構造之斜視圖。

第5圖係顯示接地側電極構成部的上表面及下表面構造等之說明圖。

第6圖係放大顯示第5圖中的圈示區域之說明圖。

第7圖係放大顯示第5圖中的圈示區域之頂面圖。

第8圖係顯示高電壓側電極構成部的上表面及下表面構造等之說明圖。

第9圖係顯示高電壓側電極構成部與接地側電極構成部的組裝工序之斜視圖(其一)。

第10圖係顯示高電壓側電極構成部與接地側電極構成部的組裝工序之斜視圖(其二)。

第11圖係顯示高電壓側電極構成部與接地側電極構成部的組裝工序之斜視圖(其三)。

第12圖係顯示本發明的實施形態之活性氣體生成裝置的噴嘴構成部中的噴嘴部及其週邊的斷面構造之說明圖。

第13圖係以示意圖的方式顯示採用實施形態1的噴嘴構成部所得到的氣體噴流的速度狀態之說明圖。

第14圖係以示意圖的方式顯示採用實施形態1的噴嘴構成部所得到的氣體噴流的壓力狀態之說明圖。

第15圖係以示意圖的方式顯示傳統構成的氣體噴流的速度狀態之說明圖。

第16圖係以示意圖的方式顯示傳統構成的氣體噴流的壓力狀態之說明圖。

第17圖係以示意圖的方式顯示產生器殼體與處理腔室殼體的壓力比低於30倍之情況之氣體噴流的速度狀態之說明圖。

第18圖係以示意圖的方式顯示產生器殼體與處理腔室殼體的壓力比低於30倍之情況之氣體噴流的壓力狀態之說明圖。

第19圖係以示意圖的方式顯示傳統構成的馬赫盤發生構造之說明圖。

第20圖係以示意圖的方式顯示採用實施形態1的噴嘴構成部之情況的效果之說明圖。

第21圖係顯示噴嘴部的變形例之斷面圖。

第22圖係顯示實施形態1的氣體噴流用整流器的構成之說明圖。

第23圖係顯示實施形態1的氣體噴流用整流器的全體構造之斜視圖。

第24圖係以示意圖的方式顯示作為本發明的實施形態2之活性氣體生成裝置的斷面構造之說明圖。

第25圖係顯示實施形態2的氣體噴流用整流器的全體構成之斜視圖(其一)。

第26圖係顯示實施形態2的氣體噴流用整流器的全體構成之斜視圖(其二)。

第27圖係顯示實施形態2的氣體噴流用整流器的全體構成之斜視圖(其三)。

第28圖係顯示作為本發明的實施形態3之活性氣體生成裝置的氣體噴流用整流器的構成之說明圖。

第29圖係以示意圖的方式顯示本實施形態的活性氣體生成用電極群的基本構成之說明圖。

第30圖係顯示第29圖中的高電壓側電極構成部的具體的構成例之說明圖。

第31圖係以示意圖的方式顯示利用第30圖所示的高電壓側電極構成部及接地側電極構成部而實現之活性氣體生成裝置的活性氣體生成部的基本構成之說明圖。

第32圖係以示意圖的方式顯示以第31圖之活性氣體生成部作為構成元素之成膜處理裝置的構成之說明圖。

<實施形態1> (全體構成)

第1圖係顯示作為本發明的實施形態1之活性氣體生成裝置501的全體構成的概要之說明圖。

如第1圖所示，實施形態1之活性氣體生成裝置501係在處理腔室殼體33X(基板收容部之一例)上配置產生器殼體31X而構成，且在產生器殼體31X內配置活性氣體生成用電極群301及噴嘴構成部40，在處理腔室殼體33X的下方配置作為處理對象基板之晶圓(wafer)34。另外，在產生器殼體31X與處理腔室殼體33X的交界區域設有氣體噴流用整流器70。

第2圖係顯示實施形態1之活性氣體生成裝置501的主要部分之活性氣體生成用電極群301、噴嘴構成部40及氣體噴流用整流器70的概略構成之說明圖。第3圖係以示意圖的方式顯示活性氣體生成裝置501的斷面構造之說明圖。第2及3圖中，在活性氣體生成用電極群301方面省略了後述之金屬電極201H及201L以及金屬電極101H及101L的圖示等，以適當地簡化圖面。

參照各圖來說明活性氣體生成裝置501的全體構成。處理腔室殼體33X係在其底面載置收容作為處理對象基板之晶圓34，發揮在其空間內收容晶圓34之基板收容部之功能。

活性氣體生成用電極群301係具有高電壓側電極構成部1A(第一電極構成部之一例)及接地側電極構成部2A(第二電極構成部之一例)，利用放電現象而從原料氣體得到活性氣體，且從離散地形成於接地側電極構成部2A之複數個氣體噴出孔55噴出活性氣體。

噴嘴構成部40係具有複數個噴嘴部12，複數個噴嘴部12係與活性氣體生成用電極群301的複數個氣體噴出孔55一對一而設置，分別使從複數個氣體噴出孔55噴出的活性氣體通過而得到通過噴嘴後活性氣體。

氣體噴流用整流器70係在設於上表面之入口部711概括承接通過噴嘴構成部40後的複數的通過噴嘴後活性氣體，且藉由使複數的通過噴嘴後活性氣體在氣體整流通路71內通過之整流動作，使整流後活性氣體從設於下表面之出口部710朝向下方的晶圓34噴射。

設於活性氣體生成用電極群301的接地側電極構成部2A之複數個氣體噴出孔55其從俯視觀看之開口部斷面形狀皆形成為第一口徑(直徑r1)之圓形，皆發揮將活性氣體供給至下方之第一段限制筒(第一限制筒)13之功能。

另一方面，複數個噴嘴部12其從俯視觀看之開口部斷面形狀皆形成為第二口徑(直徑r2)之圓形，皆具有將從第一段限制筒13(氣體噴出孔55)供給來的活性氣體朝向氣體噴流用整流器70的入口部711供給之第二段限制筒(第二限制筒)14。

發揮作為第一段限制筒(第一限制筒)13的功能之氣體噴出孔55的第一口徑(直徑r1)，係設定成讓產生器殼體31X內(一次壓力)與處理腔室殼體33X內(二次壓力)的壓力差在預定壓力比以上。亦即，氣體噴出孔55係作為節流孔(orifice)而構成，且設定成讓通過氣體噴出孔55前的一次壓力與通過後的二次壓力的壓力差在預定壓力比以上。

另一方面，噴嘴部12的第二段限制筒14的第二口徑(直徑r2)，係設定成比第一段限制筒13的直徑r1長。如此設定，使得複數的通過噴嘴後活性氣體都成為圓柱狀的氣體噴流。

氣體噴流用整流器70的氣體整流通路71，係形成為將出口部710的出口開口面積設定得比入口部711的入口開口面積窄，且藉由上述的整流動作使複數的通過噴嘴後活性氣體的圓柱狀的氣體噴流沿著X方向(預定方向)變換為線狀的整流後活性氣體。

(活性氣體生成用電極群301) (活性氣體生成用電極群301的前提技術)

第29圖係以示意圖的方式顯示本發明的活性氣體生成裝置501中的活性氣體生成用電極群301的基本構成之說明圖。如第29圖所示，活性氣體生成用電極群301的基本構成係包含：高電壓側電極構成部1(第一電極構成部)、設於高電壓側電極構成部1的下方之接地側電極構成部2(第二電極構成部)、以及施加交流電壓至高電壓側電極構成部1及接地側電極構成部2之高頻電源5(交流電源部)。

高電壓側電極構成部1係具有介電質電極11(第一介電質電極)以及選擇性地形成於介電質電極11的上表面上之金屬電極10(第一金屬電極)，接地側電極構成部2係具有介電質電極21(第二介電質電極)以及選擇性地形成於介電質電極21的下表面上之金屬電極20(第二金屬電極)。接地側電極構成部2的金屬電極20係連接至接地電位(level)，高電壓側電極構成部1的金屬電極10係接受來自高頻電源5的交流電壓之施加。

藉由高頻電源5的交流電壓之施加，將介電質電極11與21相對向之介電質空間內，金屬電極10與20之從俯視觀看相重疊之區域規定成為放電空間。利用上述的高電壓側電極構成部1、接地側電極構成部2及高頻電源5而實現第一活性氣體生成部。

在如此的構成中，藉由高頻電源5的交流電壓之施加，在高電壓側電極構成部1與接地側電極構成部2之間形成放電空間，將氮分子等之原料氣體6供給至此放電空間，就可得到自由基化的氮原子等之活性氣體7。

第30圖係顯示高電壓側電極構成部1的具體的構成例之說明圖。作為高電壓側電極構成部1的一具體例之高電壓側電極構成部1X，係藉由在從俯視觀看呈圓形之介電質電極11X的上表面上選擇性地形成從俯視觀看呈環形之金屬電極10X而構成。作為接地側電極構成部2的一具體例之接地側電極構成部2X，係藉由在從俯視觀看呈圓形之介電質電極21X的下表面上(第30圖中係上下相反)選擇性地形成從俯視觀看呈環形之金屬電極20X而構成。亦即，接地側電極構成部2X係除了金屬電極20X及介電質電極21X的上下關係與金屬電極10X及介電質電極11X不同之點以外，以與高電壓側電極構成部1X一樣之構成形成。不過，介電質電極21X的中心設有氣體噴出孔25(第30圖中未圖示)之點也不同。

第31圖係以模式圖的方式顯示利用第30所示的高電壓側電極構成部1X及接地側電極構成部2X而實現之第二活性氣體生成部的基本構成之說明圖。

如第31圖所示，第二活性氣體生成部的基本構成係包含：高電壓側電極構成部1X(第一電極構成部)、設於高電壓側電極構成部1X的下方之接地側電極構成部2X(第二電極構成部)、以及施加交流電壓至高電壓側電極構成部1X及接地側電極構成部2X之高頻電源5(交流電源部)。

而且，藉由高頻電源5的交流電壓之施加，將介電質電極11X與21X相向之介電質空間內，金屬電極10X與20X之從俯視觀看相重疊之區域規定成為放電空間(放電場)。利用上述的高電壓側電極構成部1X、接地側電極構成部2X及高頻電源5而實現第二活性氣體生成部。

在如此的構成中，藉由高頻電源5的交流電壓之施加，在高電壓側電極構成部1X與接地側電極構成部2X之間形成放電空間，將原料氣體沿著箭號8表示的氣流供給至此放電空間，就可得到自由基化的氮原子等之活性氣體7，且使活性氣體7從設於介電質電極21X的中心之氣體噴出孔25向下方之外部噴出。

第32圖係以示意圖的方式顯示以第一或第二活性氣體生成部作為構成元素之成膜處理裝置的構成之說明圖。

如第32圖所示，在其殼體內收納有第一或第二活性氣體生成部之活性氣體生成裝置31的下方間隔著節流孔形成部32而配置成膜處理腔室33，且在成膜處理腔室33內配置例如ψ(直徑)300mm的晶圓34。

此時，成膜處理腔室33內係設定在數百Pa程度之減壓狀態，活性氣體生成裝置31內則是依其放電方式的特性而維持在10kPa至大氣壓之高壓狀態。為了設置此兩者的壓力差，可將設於介電質電極21X之氣體噴出孔25的尺寸收縮到如同節流孔形成部32的中心孔32C一般之會發揮節流孔的功能之尺寸。

因此，在內部具有第一或第二活性氣體生成部之活性氣體生成裝置31的正下方設置成膜處理腔室33，且使介電質電極21X之氣體噴出孔25發揮作為節流孔形成部32的中心孔32C之功能，就可實現不需要節流孔形成部32，可將成膜處理腔室33直接配置在活性氣體生成裝置31的正下方之成膜處理裝置。

實施形態1至實施形態3中使用之活性氣體生成用電極群301，係改良第29至31圖所示的第一或第二活性氣體生成部中的高電壓側電極構成部1(1X)及接地側電極構成部2(2X)的構造而成者，高電壓側電極構成部1A及接地側電極構成部2A係與高電壓側電極構成部1(1X) 及接地側電極構成部2(2X)相對應。

(活性氣體生成用電極群301的具體的構成)

第4圖係顯示構成活性氣體生成用電極群301之接地側電極構成部2A的介電質電極211的全體構造之斜視圖。第5圖係顯示接地側電極構成部2A的上表面及下表面構造等之說明圖，第5圖(a)係頂面圖，第5圖(b)係第5圖(a)的A-A斷面圖，第5圖(c)係底面圖，第5圖(d)係第5圖(a)的B-B斷面圖。

第6圖係放大顯示第5圖(a)中的圈示區域R11之說明圖，第6圖(a)係頂面圖，第6圖(b)係圈示區域R11的A-A斷面圖。第7圖係放大顯示第5圖(a)中的圈示區域R12之頂面圖。第4至7圖中都適當地標示有XYZ座標系。

如各圖所示，活性氣體生成用電極群301的接地側電極構成部2A(第二電極構成部)係具有介電質電極211及金屬電極201H及201L(一對第二部分金屬電極；第二金屬電極)。

介電質電極211係呈以X方向為長邊方向，以Y方向為短邊方向之長方形狀的平板構造。以下，有時將介電質電極211中以後述的直線形段差形狀部52A及52B為界線而劃分出的中心部稱為主要區域53、將兩端部稱為端部區域54A及54B。

介電質電極211(第二介電質電極)中，在主要區域53內的中央區域R50沿著X方向(第一方向)設有複數個(五個)氣體噴出孔55。複數個氣體噴出孔55都是從介電質電極211的上表面貫通到下表面而設。複數個氣體噴出孔55其從俯視觀看之斷面形狀都是呈現直徑r1之圓形，且其直徑r1滿足能夠發揮作為節流孔的功能之尺寸。

如第5圖(b)至(c)所示，金屬電極201H及201L(一對第二部分金屬電極)係形成於介電質電極211的下表面上，且配置成從俯視觀看隔著介電質電極211的中央區域R50而相對向。金屬電極201H及201L從俯視觀看係呈大致長方形狀，以X方向(第一方向)為長邊方向(電極形成方向)，以與X方向成直角相交之Y方向(第二方向)為相對向的方向。金屬電極201H及201L從俯視觀看的大小係相同，且其配置係以中央區域R50為中心成對稱。

金屬電極201H及201L係透過金屬化(metallization)處理而形成於介電質電極211的下表面，以此方式使介電質電極211與金屬電極201H及201L形成為一體而構成接地側電極構成部2A(第二電極構成部)。上述金屬化處理可考慮採用印刷燒結方法或濺鍍處理、蒸鍍處理等之處理。

第8圖係顯示高電壓側電極構成部1A(第一電極構成部)的上表面及下表面構造等之說明圖，第8圖(a)係頂面圖，第8圖(b)係第8圖(a)的C-C斷面圖，第8圖(c)係底面圖。第8圖中適當地標示有XYZ座標系。

如第8圖所示，介電質電極111(第一介電質電極之一例)與介電質電極211(第二介電質電極之一例)一樣，呈以X方向為長邊方向，以Y方向為短邊方向之長方形狀的平板構造。

金屬電極101H及101L(一對第一部分金屬電極；第一金屬電極)係形成於介電質電極111的上表面上，且配置成從俯視觀看隔著與介電質電極211的中央區域R50相對應之相同形狀的中央區域R60而相對向。金屬電極101H及101L與金屬電極201H及201L一樣，從俯視觀看係呈大致長方形狀，以X方向(第一方向)為長邊方向(電極形成方向)，以與X方向成直角相交之Y方向(第二方向)為相對向的方向。金屬電極101H及101L從俯視觀看的大小係相同，且其配置係以中央區域R60為中心成對稱。金屬電極101H及101L的短邊方向(Y方向)及長邊方向(X方向)的寬度，係設定得比金屬電極201H及201L略短。另外，金屬電極101H及101L也可與金屬電極201H及201L一樣透過金屬化處理而形成於介電質電極111的上表面上。

第9至11圖係顯示高電壓側電極構成部1A與接地側電極構成部2A的組裝工序之斜視圖。第9至11圖中都標示有XYZ座標系。

如第9圖所示，可藉由將高電壓側電極構成部1A配置在接地側電極構成部2A上而組裝出活性電極生成用電極群301。如第9及10圖所示，可藉由一邊進行讓高電壓側電極構成部1A的介電質電極111的中央區域R60與接地側電極構成部2A的介電質電極211的中央區域R50從俯視觀看相重疊之定位，一邊將高電壓側電極構成部1A 堆疊組合在接地側電極構成部2A上，而最終如第11圖所示完成活性電極生成用電極群301。

在構成活性電極生成用電極群301之介電質電極111與介電質電極211相對向之介電質空間內，金屬電極101H及101L與金屬電極201H及201L之從俯視觀看相重疊之區域係規定成為放電空間。

屬於金屬化部之金屬電極101H及101L及金屬電極201H及201L係如同第29圖所示的金屬電極10及20一般，與(高壓)高頻電源5連接。接地側電極構成部2A的金屬電極201H及201L係接地，且在本實施形態中，係從高頻電源5施加將0峰值固定在2至10kV，將頻率設定在10kHz至100kHz之交流電壓至金屬電極101H及101L與金屬電極201H及201L之間。

如上述，高電壓側電極構成部1A的介電質電極111與接地側電極構成部2A的介電質電極211不同，其上表面及下表面都呈平坦的形狀。因此，在將高電壓側電極構成部1A與接地側電極構成部2A組合起來之際只要從上部利用彈簧或螺栓等的緊固力將之固定至接地側電極構成部2A側，不用特別設置鍃孔形狀等來進行與接地側電極構成部2A之定位，可得到極力抑制了在輸送時等由於介電質電極111與介電質電極211的端面間的接觸而發生污染的可能性之構造之活性氣體生成用電極群301。

上述的放電空間(放電場)係為了抑制異常放電故而不可太靠近氣體噴出孔55，要相隔一定間隔以上。因此，放電空間以外之一直到氣體噴出孔55之中央區域R50(R60)上的空間，係成為非放電空間(非放電場，dead space)，在此非放電空間中活性氣體不會生成只會減少。

活性氣體在放電空間中生成，並通過放電空間，就會因為其係高能量的所以會急遽衰減，短時間就全部消滅。活性氣體的衰減機制之中，由於與基態的其他分子之碰撞等而喪失能量之類型，可單純地降低壓力以降低碰撞頻率來抑制活性氣體的消滅速度。換言之，使在大氣壓左右的放電空間生成的活性氣體快速地噴出到減壓下的處理腔室殼體33X(參照第1、3圖)內很重要，因此希望能夠儘可能地縮窄前面記載之規定非放電空間之中央區域R50(R60)的Y方向的寬度。

不可為了使非放電空間極小化而使放電空間靠近氣體噴出孔55。其原因在於：使氣體噴出孔55太靠近放電空間，就有在活性氣體生成時發生異常放電之虞。因此，實施形態1之活性氣體生成用電極群301具有：為了填充非放電空間(亦即使非放電空間減小)，而設置作為介電質電極211的構成元素而一體形成之在介電質電極211的上表面的中央區域R50向上方突出之楔(wedge)形段差形狀部51(中央區域段差部)之特徵。

亦即，楔形段差形狀部51係形成為：從俯視觀看並未與複數個氣體噴出孔55重疊，且從俯視觀看越接近複數個氣體噴出孔55其Y方向(第二方向)的形成寬度越變短之形態。具體而言，楔形段差形狀部51係由：在五個氣體噴出孔55間形成為從俯視觀看呈菱形形狀，且相離散之四個菱形單體部51s(參照第6圖(a))；以及設在五個氣體噴出孔55之中兩端的氣體噴出孔55的外側之從俯視觀看大致為等腰三角形之兩個三角單體部51t(參照第6圖(a))的集合體所形成。

因此，從外部將氣體原料沿著Y方向(第9至11圖所示之氣體供給方向D1)而朝向介電質空間中的中央區域R50(中央區域R60下)供給，就可生成在原料氣體通過放電空間之際得到的活性氣體，且將之從複數個氣體噴出孔55沿著-Z方向(第9至11圖所示之氣體供給方向D2)噴出到外部。

此時，由於存在有：越接近各個氣體噴出孔55其Y方向(第二方向)的形成寬度越變短之形態之具有相離散形成的四個菱形單體部51s及兩個三角單體部51t之楔形段差形狀部51(中央區域段差部)，所以可在介電質空間內的中央區域R50上(中央區域R60下)，使與複數個氣體噴出孔55對應之活性氣體的複數個氣體流路分別收斂。因而，活性氣體生成用電極群301可在各氣體噴出孔55使氣體流速提高，結果就可生成更高密度之活性氣體。

當然，亦可為楔形段差形狀部51之類的平面形狀以外的形狀，例如平面形狀為半圓形狀之形狀，只要從俯視觀看不會與複數個氣體噴出孔55重疊，且從俯視觀看係形成為越接近各個氣體噴出孔55其Y方向(第二方向)的形成寬度越變短之形態的形狀，就可達成上述的效果。

原料氣體可考慮採用例如含有氮、氧、氟、及氫之中至少一種之氣體。亦即，可考慮供給氧、稀有氣體類或氫、氟類的氣體來作為原料氣體之態樣。此等原料氣體從活性氣體生成用電極群301的外周部沿著氣體供給方向D1進入內部，經過內部的放電空間而成為活性氣體，活性氣體(含有自由基之氣體)從設於介電質電極211之複數個氣體噴出孔55沿著氣體噴出方向D2而向著處理腔室殼體33X(參照第3圖)內噴出。在處理腔室殼體33X中，可利用反應性高的活性氣體對作為處理對象基板之晶圓34進行成膜處理。

如上所述，活性氣體生成用電極群301可從含有氮、氧、氟、及氫之中至少一種之原料氣體生成更高密度的活性氣體。

楔形段差形狀部51並不是設在高電壓側電極構成部1A的介電質電極111，而是設在接地側電極構成部2A的介電質電極211的上表面上。亦即，複數個氣體噴出孔55與楔形段差形狀部51都形成於介電質電極211。因此，如第9至11圖所示，在活性氣體生成用電極群301之組裝時不需要進行複數個氣體噴出孔55與楔形段差形狀部51之定位，可達成裝置構成之簡化。

該楔形段差形狀部51還具有作為規定高電壓側電極構成部1A與接地側電極構成部2A之間的放電空間的間隙(gap)(介電質電極111與介電質電極211間之z方向的距離)之間隔件(spacer)的功能。

因此，如第9至11圖所示，透過在接地側電極構成部2A上堆疊高電壓側電極構成部1A之簡單的組裝工序，就可利用楔形段差形狀部51的形成高度來設定放電空間的間隙長。

過去，大多在放電空間形成間隔件。在此情況，會發生經由間隔件的側面而放電之沿面放電，而成為放電損失或污染發生的原因。活性氣體生成用電極群301則因為突出於介電質電極211的上表面而設置之楔形段差形狀部51係設於放電空間外的中央區域R50，所以會產生抑制污染發生等之效果。

如第4至6圖所示，介電質電極211還在存在於兩端側之主要區域53與端部區域54A及54B的交界區域，具有向上方突出而形成之直線形段差形狀部52A及52B(一對端部區域段差部)。直線形段差形狀部52A及52B從俯視觀看係在介電質電極211的短邊方向的全長沿著Y方向延伸而形成，直線形段差形狀部52A及52B的形成高度與楔形段差形狀部51的形成高度一起規定放電空間的間隙長。

由於該等直線形段差形狀部52A及52B之存在，限制從介電質電極211的X方向兩端部流入放電空間之氣體的流動。若氣體可從介電質電極211的兩端部流入，就會有：在介電質電極211的兩端部附近的氣體噴出孔55(在第4圖中最右邊或最左邊的氣體噴出孔55)的活性氣體的流入量容易受影響，所以來自各氣體噴出孔55的活性氣體的氣體流量的計算會複雜化，使得控制變困難之問題。此問題會因為設置直線形段差形狀部52A及52B而得到解決。

由於設置直線形段差形狀部52A及52B，使得高電壓側電極構成部1A與接地側電極構成部2A間的氣體的流入通路只剩下Y方向的兩面。因此，氣體的流動本身會比較穩定化，所以放電空間內的壓力分佈會變一定，而可形成均勻的放電空間。

如上所述，由於介電質電極211還具有直線形段差形狀部52A及52B，所以即使在複數個氣體噴出孔55之中距離X方向的兩端部較近之氣體噴出孔55，也不會發生從該兩端部有不希望的氣體流入等之影響而導致氣體的流入量變化之現象，所以可使複數個氣體噴出孔55之間不發生變動地噴出活性氣體。因而，壓力分佈會一定且各氣體噴孔55的流量會相同，所以會產生通過放電空間之活性氣體中的自由基密度會較為相同之效果。

又，如第7圖所示，從放電空間(金屬電極201H及201L的中央區域R50側的端部)到複數個氣體噴出孔55之Y方向的距離，亦即非放電距離d25，係設定在10mm以上。

如上述，將非放電距離d25設定在10mm以上，可使活性氣體生成時不易發生異常放電。

如放大顯示第5圖(a)中的圈示區域R12之第7圖所示，為了使非放電空間極小化，使楔形段差形狀部51的Y方向的形成長度最長之端部51H及51L延長到與形成放電空間之金屬電極201H及201L鄰接之位置。楔形段差形狀部51的端部51H及51L若與金屬電極201H及201L重疊，就有可能在活性氣體生成時誘發異常放電，所以在規定放電空間之金屬電極201H及201L，在與端部51H及51L對應之區域設置從俯視觀看大致為三角形狀之缺口部61H及61L。藉此，確保楔形段差形狀部51與金屬電極201H及201L之間有預定的基準距離(例如2至3mm)以上的距離。

同樣的如第8圖(a)、(b)所示，在金屬電極101H及101L，也在與端部51H及51L對應之部位設有缺口部71H及71L。

如上所述，在由金屬電極101H及101L及金屬電極201H及201L之從俯視觀看相重疊之區域所規定之放電空間與楔形段差形狀部51之間，以讓從俯視觀看兩者的最短距離會在預定的基準距離以上之形態來設定金屬電極101H及101L及金屬電極201H及201L的平面形狀，可在活性氣體生成時使異常放電不易發生。

又，如上述，將金屬電極101H及101L的短邊方向(Y方向)及長邊方向(X方向)的寬度，設定得比金屬電極201H及201L略短，會使金屬電極101H及101L與金屬電極201H及201L的平面形狀的一部分不同。

因而，可抑制容易在金屬電極101H及101L 或金屬電極201H及201L的端面發生之異常放電的發生。

又，在不重視上述效果的情況，亦可使金屬電極101H及101L與金屬電極201H及201L的平面形狀完全一致。

再者，最好以石英、氧化鋁(alumina)、氮化矽或氮化鋁作為構成材料來形成高電壓側電極構成部1A及接地側電極構成部2A(尤其是介電質電極111及211)之中會與活性氣體接觸的區域(以下將此等區域稱為氣體接觸區域)。

以上述構成材料形成之面，為相對於活性氣體而言化學性較穩定之物質，所以可在抑制活性氣體與氣體接觸區域相接觸而失去活性之狀態下使活性氣體從氣體噴出孔噴出。

複數個氣體噴出孔55都以相同形狀(相同直徑r1之圓形)形成之構成為基本構成。

不過，亦可考慮將複數個氣體噴出孔的形狀(直徑)設定成在複數個氣體噴出孔55間互不相同之變形構成。但是，複數個氣體噴出孔55必須滿足能夠構成節流孔之尺寸條件。

在實施形態1之活性氣體生成裝置501中，採用上述變形構成之情況，會產生可在複數個氣體噴出孔55間將噴出量設定成不同的內容之效果。

(用到成膜處理裝置之應用)

如第3圖所示，將組合高電壓側電極構成部1A及接地側電極構成部2A而構成之活性氣體生成用電極群301收納在活性氣體生成裝置的產生器殼體31X內。

考慮採用實施形態1之活性氣體生成裝置501來構成成膜處理裝置之情況。

在此情況，在活性氣體生成用電極群301中，活性氣體(具有自由基之氣體)可更短時間通過中央區域R50上的非活性空間，所以可使高密度的活性氣體經由噴嘴構成部40及氣體噴流用整流器70而供給到處理腔室殼體33X內。因而，可達成在配置在處理腔室殼體33X的底面上之晶圓34上成膜時之成膜溫度的低溫度化、及處理時間的縮短化。

考慮在使形成於接地側電極構成部2A的介電質電極211之複數個氣體噴出孔55具有節流孔功能之情況的具體的構成。在此情況，可考慮進行例如「原料氣體的氣體流量：4slm、節流孔上游側(產生器殼體31X內)壓力：30kPa、節流孔下游側(處理腔室殼體33X內)壓力：266Pa、氣體噴出孔55(節流孔)的直徑： 1.3mm、氣體噴出孔55的形成長度(Z方向的長度、節流長度)：1mm」之設定來作為環境設定的一例。

做了上述環境設定之成膜處理裝置，可使活性氣體經由噴嘴構成部40及氣體噴流用整流器70而直接沖擊設在正下方的處理腔室殼體33X內的晶圓34，所以具有可使更高密度且高電場的活性氣體沖擊晶圓34的表面，可實現更高品質的成膜處理，可容易地進行深寬比(aspect ratio)高的成膜或三維的成膜之效果。

又，最好將活性氣體生成用電極群301中的放電空間的壓力設定在10kPa至大氣壓，將處理腔室殼體33X內的壓力設定在放電空間的壓力以下。

上述構成之活性氣體生成用電極群301，可藉由上述壓力設定而使活性氣體移動到低壓力場之處理腔室殼體33X內，所以會產生可抑制活性氣體的密度的衰減量之效果。

(活性氣體生成用電極群301的課題)

活性氣體生成用電極群301中的複數個氣體噴出孔55其從俯視觀看之斷面形狀都是圓形(圓孔)，且都為配置成直線狀之構造。

上述構成雖然是以能夠在如上述配置複數個氣體噴出孔55之範圍內進行均勻的氮化處理等的成膜處理為目標，但均勻性與複數個氣體噴出孔55間的距離(亦即孔的節距)有很大的相關性。從成膜處理的結果可知，必須使上述的孔的節距為數mm程度，且使孔數在10個以上。

然而，因為複數個氣體噴出孔55也要發揮作為用來使形成於氣體噴出孔55的上游之放電場與下游的處理腔室殼體33X之壓力差形成之節流孔的功能，所以複數個氣體噴出孔55的總孔面積為已預先決定的不可變更，在要設置數十個氣體噴出孔55之情況，各氣體噴出孔55的孔徑會小到低於介電質電極211的構成材料(陶瓷)的最小加工極限。因此，若以按照最小加工孔徑之孔尺寸、孔數來設置複數個氣體噴出孔55，孔的節距必然會變大，而有活性氣體生成用電極群301無法應付要使利用放電現象生成的活性氣體均勻地噴射至晶圓34之均勻處理的要求之課題。

例如，複數個氣體噴出孔55的總孔面積有10mm²的限制之情況，目前的作法係形成10個每一單位的孔徑為1.13mm之氣體噴出孔55，且將氣體噴出孔55,55間的孔節距設定為30mm。另外，假定活性氣體7的氣體流量為30L/分。因此，若假設要使活性氣體7均勻噴射，在氣體噴出孔55方面要將孔節矩設定為3mm，將孔數設定為91個而要進行使孔配置密度為目前的作法的10倍之理想加工，則必須將氣體噴出孔55的每一單位的孔徑設定為0.37mm。可是，介電質電極211的厚度在1mm程度，所以最小加工孔徑最大也不過 0.4mm，若考慮必須使孔徑公差在孔尺寸的10%以下(公差±0.03至0.04mm)的話，就目前的加工技術而言，要滿足上述孔徑公差而實現上述理想加工有非常大的困難。

可考慮將氣體噴出孔55的形狀形成為狹縫(slit)狀而不是孔形狀，且連續地供給活性氣體至晶圓34，來抑制伴隨著不均勻的活性氣體的噴射而發生之氮化不均勻等情形之第一種改善方法。在此情況，必須形成與預先決定的節流孔面積相等之狹縫開口面積，如此的話狹縫寬度會為數十μm程度之極小的狹縫，要一邊使之在數百mm的距離維持某一程度的公差一邊將之形成於陶瓷為不可能。

例如，上述的總孔面積有10mm²的限制之情況，若將替代複數個氣體噴出孔55之狹縫噴出孔的長度方向的長度設定為300mm，則短邊方向的狹縫寬度必須設定在30至40μm。要對於1mm程度的厚度的介電質電極211進行使孔徑公差滿足在孔尺寸的10%以下的條件，且寬度為上述的狹縫寬度之加工實質上並不可能。因此，採用第一種改善方法之解決方案實質上並不可行。

亦可考慮設置複數段節流器而不是利用一段節流器來包辦整個壓力差，減小每一段負責的壓力差而利用複數段來構成節流器之第二種改善方法。因為壓力差越小越可加大節流孔面積，所以不管是使氣體噴出孔形狀為孔狀、或是狹縫狀，都可使之為可加工的大小。但是在此情況，使通過節流器時的壓力差的份量越小，越會使活性氣體所含有的自由基失去活性。氮原子自由基在數十kPa的壓力下經過數msec至數十msec其數量就會減半，所以可料想得到若設置複數段節流器的話幾乎所有的自由基都將失去活性。因此，採用第二種改善方法之解決方案也實質上並不可行。

又，在使設於活性氣體生成用電極群301之複數個氣體噴出孔55都具有節流孔功能而以超過馬赫 (Mach)之超高速使活性氣體噴出之情況，在氣體速度達到馬赫速度之氣體衝擊壓力及溫度狀態，會對氣體流速架構(frame)(氣體噴流速度)造成影響，造成在某個噴出位置，氣體流速會極端地降低之影響，結果就會產生稱為馬赫盤(Mach Disk)狀態(在某個噴出位置，氣體流速降到極端的低之狀態)之現象。過去，雖然希望儘可能地減小此稱為馬赫盤狀態之現象，但一直未找到具體的解決方案。

為了解決如上述之活性氣體生成用電極群301的課題，實施形態1之活性氣體生成裝置501，係在活性氣體生成用電極群301的下游設置噴嘴構成部40來作為應付馬赫盤現象之對策，以及設置氣體噴流用整流器70來作為使活性氣體均勻噴射之對策。

(噴嘴構成部40)

第12圖係顯示本發明的實施形態之活性氣體生成裝置501中使用的噴嘴構成部40中的噴嘴部12及其週邊的斷面構造之說明圖。第12圖中標示有XYZ正交座標系。

如第12圖所示，噴嘴部12係具有第二段限制筒14(第二限制筒)作為其主要構成部，發揮作為第一段限制筒13(第一限制筒)的功能之形成於上方的接地側電極構成部2A之氣體噴出孔55、及噴嘴部12的第二段限制筒14構成活性氣體噴射組合構造C40。以下，以氣體噴出孔55作為第一段限制筒13而進行說明。

構成活性氣體噴射組合構造C40之第一段限制筒13(氣體噴出孔55)，如前述，其在XY平面之開口部斷面形狀係呈直徑r1(第一口徑)之圓形，將利用活性氣體生成用電極群301而生成之活性氣體7往下方(-Z方向)供給。直徑r1係設定成讓產生器殼體31X內(通過活性氣體生成用電極群301的氣體噴出孔55之前的空間內)與處理腔室殼體33X內之壓力差在預定壓力以上。

噴嘴部12的第二段限制筒14係配置成沿著Z方向與第一段限制筒13相連續，其在XY平面(從俯視觀看)之底面的開口部斷面形狀係呈直徑r2(第二口徑)之圓形，將從第一段限制筒13供給來的活性氣體7往下方的氣體噴流用整流器70的氣體整流通路71供給。直徑r2係設定成滿足「r2>r1」。

例如，使第一段限制筒13(氣體噴出孔55)的直徑r1為直徑1.35mm，深度(在Z方向延伸形成之長度)為1mm，使第二段限制筒14的直徑r2為直徑8mm，深度(在Z方向延伸形成之長度)為4mm，且以流量4slm(standard liter per minute)供給例如氮氣來作為活性氣體7。因此，通過第一段限制筒13之活性氣體7會成為超高速氣體然後經由第二段限制筒14及氣體噴流用整流器70而供給到處理腔室殼體33X內。

(通過活性氣體生成用電極群301的複數個氣體噴出孔55之前的)產生器殼體31X內的空間為一次壓力用空間，此一次壓力用空間內的壓力為一次壓力。

二次壓力係由本身為氣體噴出孔55之第一段限制筒13所決定。活性氣體7係經由第二段限制筒14然後供給到氣體噴流用整流器70的氣體整流通路71內。

其中，一次壓力用空間內的一次壓力、與處理腔室殼體33X內的二次壓力之壓力比PC係設定為在30倍以上。如此設定，通過第一段限制筒13之活性氣體7的流速會因為上述壓力比PC而成為馬赫以上的流速，然後由於第二段限制筒14之存在而抑制了活性氣體7成為高速噴流所可能產生的馬赫盤現象後，才予以供給到氣體噴流用整流器70內。

例如，使一次壓力用空間內的一次壓力為30kPa，使處理腔室殼體33X內的壓力為266Pa，活性氣體7成為超高速氣體之最高馬赫數就會超過“5”，然後經由氣體噴流用整流器70而供給至收納在處理腔室殼體33X內的晶圓34。

其間，所擔心之可能會發生的馬赫盤狀態會由於噴嘴部12的第二段限制筒14之存在而得到有效的抑制，所以與以往相比較可以高速的狀態將氣體供給至晶圓。

亦即，藉由設置具有第二段限制筒14之噴嘴部12，來緩和處理腔室殼體33X內的壓力分佈、流速分佈而在避免馬赫盤MD狀態發生之同時將活性氣體7供給到處理腔室殼體33X內，供給到設置於處理腔室殼體33X的底面上之晶圓34。

(與一般的構成之比較等)

第13圖係以示意圖的方式顯示採用具有噴嘴部12之噴嘴構成部40所得到的氣體噴流的速度狀態之說明圖。

第14圖係以模式圖的方式顯示採用具有噴嘴部12之噴嘴構成部40所得到的氣體噴流的壓力狀態之說明圖。

第15圖係以示意圖的方式顯示只由第一段限制筒13所構成，亦即沒有設置噴嘴構成部40之一般的構成的氣體噴流的速度狀態之說明圖。

第16圖係以示意圖的方式顯示只由第一段限制筒13所構成，亦即一般的構成的氣體噴流的壓力狀態之說明圖。第13至16圖中，最上部的斜線部係相當於活性氣體生成用電極群301中的高電壓側電極構成部1A的形成區域。

如第14及16圖所示，上述的一次壓力與二次壓力之壓力比PC係設定在30倍以上。

從第13與15圖之比較可清楚看出，具有噴嘴部12之噴嘴構成部40可避免發生馬赫盤MD之現象，因而可在不會使速度降到極低之情況下將活性氣體7供應至晶圓34。另一方面，如第15圖所示，以往的氣體供給裝置則會發生馬赫盤MD現象。

第17圖係以示意圖的方式顯示在噴嘴構成部40的構成中產生器殼體31X(一次壓力用空間)與處理腔室殼體33X的壓力比PC不到30倍之情況之氣體噴流的速度狀態之說明圖。

第18圖係以模式圖的方式顯示在實施形態1的構成中產生器殼體31X與處理腔室殼體33X的壓力比PC不到30倍之情況之氣體噴流的壓力狀態之說明圖。第17及18圖中，最上部的斜線部係相當於後述的活性氣體生成用電極群301中的高電壓側電極構成部1A的形成區域。

如第18圖所示，上述的一次壓力與二次壓力之壓力比PC係設定為不到30倍。

從第13與17圖之比較可清楚看出，壓力比PC在30倍以上之情況與壓力比PC不到30倍之情況相比較，可得到噴流速度更快速之速度分佈，可確實地將具有指向性的氣體供應至晶圓34的表面。

(第二段限制筒14的效果)

第19圖係以示意圖的方式顯示只由第一段限制筒13所構成之一般的構成之情況之馬赫盤發生構造之說明圖。第19圖係設想為將第1至3圖所示的全體構成中的噴嘴構成部40及氣體噴流用整流器70省略後之構成。

作為供給氣體之活性氣體7通過第一段限制筒13(節流孔(orifice))之際，一次壓力用空間的一次壓力比處理腔室殼體33X的二次壓力高，亦即從第一段限制筒13噴出之活性氣體7的噴出壓力比處理腔室殼體33X內的壓力高之情況，從第一段限制筒13的出口(節流孔出口)流出之氣流會引起稱為衝擊波胞構造(shock cell)之現象，可在下游方向觀察到週期發生的上述衝擊波胞構造。衝擊波胞構造係指會因為後述的反射衝擊波RS成為下一個後述的邊界區域JB(Jet Boundary)而反覆得到的衝擊波之構造。

將如此的在節流孔出口之壓力比處理腔室殼體33X內的壓力大之情況稱為不足膨脹(under expansion)，係出了節流孔的出口後氣流才膨脹。

在節流孔出口之壓力比處理腔室殼體33X內的壓力大更多之情況，因為氣體未充分膨脹，所以會從節流孔的出口的口緣產生膨脹波EW(Expansion Waves)，氣體向外側大幅膨脹。氣體的馬赫數很大之情況，該膨脹波EW會在邊界區域JB(Jet Boundary)反射而成為壓縮波回到噴流(jet)中心軸側。壓縮波係指壓力比基準高，通過的話該點的壓力會升高之波，膨脹波係指壓力比基準低，通過的話該點的壓力會降低之波。

如上述，在通過第一段限制筒13前後之前後的壓力差很大之情況，形成的壓縮波會追上前面的壓縮波，形成樽狀的桶型衝擊波BS(Barrel Shock)。壓力差更大的話，桶型衝擊波BS就無法正常地在噴流的中心軸上交叉，軸對稱的噴流就會形成稱為馬赫盤MD(馬赫衝擊波)之圓盤狀的垂直衝擊波。其後的氣流會成為次音速流。此外，會從桶型衝擊波BS的端部產生反射衝擊波RS(Reflection Shock)。三重點TP(Triple Point)係本身為壓縮波之桶型衝擊波BS與馬赫盤MD與反射衝擊波RS相交之點。

另一方面，如第20圖所示，藉由在活性氣體生成用電極群301的下方配置噴嘴構成部40，而以與第一段限制筒13相連續而配置的方式設置第二段限制筒14，可使擴張波EW在第二段限制筒14的側面反射，而使桶型衝擊波BS在噴流的中心軸XC上正常交叉，所以可避免馬赫盤MD之發生。第20圖中，為了方便說明，省略了氣體噴流用整流器70之存在。

(噴嘴構成部40的效果等)

藉由設於噴嘴部12之上方之具有口徑r1的開口部之第一段限制筒13(氣體噴出孔55)，而可使噴出至處理腔室殼體33X之活性氣體7具有指向性，所以可用超過馬赫之超高速將氣體供應至作為處理對象基板之晶圓34。

其間，由於設於第一段限制筒13與處理腔室殼體33X之間之噴嘴部12的第二段限制筒14之存在，可有效地抑制伴隨著噴出的活性氣體7之超高速化而產生的衝擊壓力及溫度使得氣體極端地減速之稱為馬赫盤MD之現象的發生。

如上所述，藉由在活性氣體生成用電極群301的下方設置噴嘴構成部40，會產生可使活性氣體7通過氣體噴流用整流器70而供給至收納在處理腔室殼體33X內的晶圓34，而在高深寬比的晶圓34的表面上成膜而可實現三維構造的成膜之效果。

另外，實施形態1之活性氣體生成裝置501藉由將產生器殼體31X內的一次壓力與處理腔室殼體33X內的二次壓力之壓力比PC設定為在30倍以上，可將高速的狀態之活性氣體7供應至作為處理對象基板之晶圓34。

又，噴嘴構成部40藉由將第二段限制筒14的口徑r2設定為在直徑30mm以內，可更有效地抑制馬赫盤MD。

第21圖係顯示噴嘴部12的變形例之斷面圖。第21圖中，標示有XYZ正交座標系。

如第21圖所示，變形例的噴嘴部12B的主要構成部係具有：第二段限制筒14B(第二限制筒)以及第三段限制筒15(第三限制筒)。

亦即，噴嘴部12B係由包含兩個限制筒群14B、15之構成所形成。

設於接地側電極構成部2A之本身為氣體噴出孔55之第一限制筒13，其從噴嘴俯視觀看之開口部斷面形狀係呈口徑r1之圓形，將在活性氣體生成用電極群301生成的活性氣體7往下方供給。

第二段限制筒14B係沿著Z方向與第一段限制筒13相連續而配置，其從俯視觀看之底面的開口部斷面形狀係呈口徑r2B之圓形，將從第一段限制筒13供給來的活性氣體7往下方供給。口徑r2B係設定成滿足「r2B>r1」。此外，亦可將口徑r2B設定成與噴嘴部12的第一段限制筒13的口徑r1相同。

第三段限制筒15係沿著Z方向與第二段限制筒14相連續而形成，其在XY平面(從俯視觀看)之底面的開口部斷面形狀係呈直徑r3(第三口徑)之圓形，將從第二段限制筒14B供給來的活性氣體7供給至下方的氣體噴流用整流器70。口徑r3係設定成滿足「r3>r2B」。

例如，在使第一段限制筒13的口徑r1為直徑1.35mm，深度為1mm，使第二段限制筒14B的口徑r2B為8mm，深度為4mm之情況，將第三段限制筒15的口徑r3設定為直徑20mm，深度(在Z方向延伸形成的長度)設定為46mm，且使例如氮氣作為活性氣體7而以流量4slm供給，如此一來，通過第一段限制筒13之活性氣體7就會變成超高速氣體而經由第二段限制筒14B及第三段限制筒15供給至氣體噴流用整流器70內。

變形例之噴嘴部12B係利用分別具有口徑r2B及口徑r3的開口部之第二段限制筒14B及第三段限制筒15與第一段限制筒13一起來構成活性氣體噴射組合構造C40B，因而可使經由氣體噴流用整流器70而噴出至處理腔室殼體33X之活性氣體7具有指向性。而且，由於噴嘴部12B的第二段限制筒14B之存在，可有效地抑制馬赫盤MD現象。

變形例之噴嘴部12B係除了第二段限制筒14B之外還設有第三段限制筒15，且將第三段限制筒15的口徑r3設定得比第二段限制筒14B的口徑r2B長，藉此可以在將因為壓力比PC所引發的高速噴流所導致的馬赫盤MD之發生比噴嘴部12更加抑制的狀態下，將活性氣體7供給至處理腔室殼體33X內的晶圓34。

(氣體噴流用整流器70)

第22圖係顯示氣體噴流用整流器70的構成之說明圖，第22圖(a)係頂面圖，第22圖(b)係顯示第22圖(a)的長邊方向的斷面構造之斷面圖，第22圖(c)係顯示第22圖(a)的短邊方向的斷面構造之斷面圖。

第23圖係顯示氣體噴流用整流器70的全體構造之說明圖。第22及23圖中，都適當地標示有XYZ座標系。另外，第22圖中，在活性氣體生成用電極群301方面省略了金屬電極201H及201L以及金屬電極101H及101L的圖示等，以適當地簡化圖面。

如第1至3圖、第22及23圖所示，氣體噴流用整流器70係在氣體整流通路71的入口部711概括承接通過噴嘴構成部40的複數個噴嘴部12後的複數的通過噴嘴後活性氣體。然後，氣體噴流用整流器70係藉由使複數的通過噴嘴後活性氣體在氣體整流通路71內通過之整流動作，使整流後活性氣體從出口部710朝向下方的作為處理對象基板之晶圓34噴射。此時，整流後活性氣體係沿著與晶圓34垂直之方向供給。

氣體整流通路71的入口部711及出口部710都是以X方向為長邊方向，以Y方向為短邊方向之狹縫狀開口。而且，氣體整流通路71係形成為將出口部710的出口開口面積設定得比入口部711的入口開口面積窄，且藉由上述整流動作使複數的通過噴嘴後活性氣體的圓柱狀的氣體噴流沿著X方向(預定方向)變換為線狀的整流後活性氣體。具體而言，氣體整流通路71係呈將長邊方向(X方向)的寬度保持在一定的長邊方向長度LA，而使其短邊方向(Y方向)的寬度從入口部711處的短邊方向長度LB開始縮減且越往出口部710越縮窄之形狀。

因此，氣體噴流用整流器70可使均勻高的線狀的整流後活性氣體朝向作為處理對象基板之晶圓34噴出。

以下，針對上述效果進行說明。通過噴嘴構成部40的複數個噴嘴部12後之複數的通過噴嘴後氣體，係形成為與氣體噴出孔55的數目相同的複數道相離散的氣體噴流圓柱而往氣體整流通路71內流入。

氣體噴流用整流器70因為是如上述之從入口部711開始越往出口部710越變窄之構造，所以可將複數道圓柱氣體噴流壓扁使之在X方向(預定方向)擴展，最終成為線狀的整流後活性氣體而從出口部710噴出。

因此，可消除依照離散地設於活性氣體生成用電極群301之複數個氣體噴出孔55的配置而在複數的通過噴嘴後氣體間產生的氣流的疏密，使之均勻，因而可利用對於作為處理對象基板之晶圓34均勻噴出之活性氣體7(整流後活性氣體)實現均勻的成膜處理。

氣體噴流用整流器70的材質從要發揮抑制作為活性氣體之氮系自由基失去活性的效果之觀點來看最好以石英形成，次好的是氧化鋁、鋁、鋁合金。考慮到石英成本較高且較難處理的話，則可採用最易處理之鋁合金。另外，亦可採用在金屬材料表面施加玻璃襯裏(glass lining)處理或陶瓷塗層(ceramic coating)後的材料。

要發揮上述效果，最好以石英或氧化鋁材作為構成材料來形成氣體噴流用整流器70之中會與活性氣體7接觸的區域，亦即氣體接觸區域(氣體整流通路71的表面區域)。

又，與氣體噴流用整流器70的入口部711的入口開口面積相比較，出口部710的出口開口面積較窄，係採取如第22圖(b)所示之將作為長邊方向之X方向的長度設定為一定的長邊方向長度LA，如第22圖(c)所示之使作為短邊方向之Y方向的長度從入口部711開始越往出口部710越變短之構造。

因此，使長邊方向長度LA與晶圓34的形成長度一致，且一邊相對於晶圓34使活性氣體生成裝置501的產生器殼體31X沿著Y方向移動，一邊從氣體整流通路71供給整流後活性氣體作為活性氣體7，就可將活性氣體7供給至晶圓34的全體。此外，亦可將產生器殼體31X固定，而使晶圓34移動。

氣體噴流用整流器70的氣體整流通路71係沿著與作為處理對象基板之晶圓34垂直之方向供給整流後活性氣體，因此可以均勻性高之狀態將整流後活性氣體供給至晶圓34。

實施形態1之活性氣體生成裝置501中的活性氣體生成用電極群301因為設有各自具有直徑r1之作為第一限制筒之複數個氣體噴出孔，所以可使生成的活性氣體具有指向性而以超過馬赫之超高速供給活性氣體。其間，由於有設於第一段限制筒13(氣體噴出孔55)的下游之噴嘴部12的第二段限制筒14存在，所以可抑制伴隨著通過第一段限制筒13之活性氣體的超高速化而來的衝擊壓力及溫度狀態使得噴出的活性氣體極端地減速之馬赫盤現象。

而且，氣體整流通路71係形成為將出口部710的出口開口面積設定得比入口部711的入口開口面積窄，且藉由使活性氣體通過氣體整流通路71之整流動作，使通過噴嘴構成部40之複數的通過噴嘴後活性氣體的圓柱狀的氣體噴流沿著X方向(預定方向)變換為線狀的整流後活性氣體。因此，利用氣體噴流用整流器70可使均勻性高之線狀的整流後活性氣體向著作為處理對象基板之晶圓34噴出。

又，最好使活性氣體7的原料氣體6為至少含有氮、氧、氟、及氫之氣體。在此情況，不僅可利用於氮化膜或氧化膜等絕緣膜之成膜，也可利用於阻劑(resist)剝離或利用於以作為蝕刻氣體、清洗氣體之氟化氣體的活性氣體對於高深寬比的晶圓34進行表面處理。另外，利用氫自由基氣體等之超高速氣體沖擊晶圓34的表面，也可供給可利用於絕緣膜形成、蝕刻處理、清洗功能以外的用途之活性氣體7，所以可將氣體供給裝置利用於多樣的成膜處理。

<實施形態2>

第24圖係以模式圖的方式顯示作為本發明的實施形態2之活性氣體生成裝置502的斷面構造之說明圖。第24圖係在其係沿著Y方向的斷面圖之點，與屬於沿著X方向的斷面圖之第3圖在斷面方向不同。亦即，第24圖係為沿著與複數個氣體噴出孔55的排列形成方向(亦即X方向)成90度之Y方向之斷面圖。

第25至27圖皆為顯示氣體噴流用整流器70B的全體構成之斜視圖。第25及26圖係從上方(+Z方向)偏一個角度來看之圖，第27圖係從下方(-Z方向)偏一個角度來看之圖。

活性氣體生成裝置502係在設置氣體噴流用整流器70B來替換氣體噴流用整流器70之點與實施形態1之活性氣體生成裝置501不同。其他的構成都與活性氣體生成裝置501相同，故都標以相同的符號而將其說明予以省略。

如各圖所示，氣體噴流用整流器70B的氣體整流通路71B的入口部711B及出口部710B都是以X方向為長邊方向之狹縫狀開口。而且，氣體整流通路71B與氣體整流通路71一樣，都是形成為將出口部710B的出口開口面積設定得比入口部711B的入口開口面積窄，且藉由上述的整流動作使複數的通過噴嘴後活性氣體的圓柱狀的氣體噴流沿著X方向(預定方向)變換為線狀的整流後活性氣體。

因此，氣體噴流用整流器70B與氣體噴流用整流器70一樣，可向著作為處理對象基板之晶圓34噴出均勻性高的線狀的整流後活性氣體。

另外，設於氣體噴流用整流器70B之氣體整流通路71B，係形成為出口部710B的方向斜向傾斜之構造。亦即，從噴嘴構成部40垂直進入氣體整流通路71B之通過噴嘴後氣體的氣體噴流，會沖擊設於氣體整流通路71B之方向限制面75而變化成朝向+Y方向之方向同時使圓柱狀的氣體噴流變形而朝向出口部710B。一個個明確分離之氣體噴流經該變形就容易在氣體整流通路71B再形成，而更可以變形成直線狀態的噴流。

方向限制面75的形狀並不限於直線狀的傾斜面，亦可為圓形狀、橢圓形狀。但是最好形成為經由噴嘴構成部40而形成為圓柱狀之複數的通過噴嘴後氣體斷面的一半之程度以上會與方向限制面75接觸之形狀構成。

如上所述，實施形態2之活性氣體生成裝置502中的氣體噴流用整流器70B的氣體整流通路71B具有：並不是沿著與晶圓34垂直之方向，而是沿著與垂直方向成預定的角度之傾斜方向供給整流後活性氣體之特徵。

實施形態2之活性氣體生成裝置502係沿著相對於作為處理對象基板之晶圓34傾斜之方向供給整流後活性氣體，因此會產生不致大幅損及均勻性，但可將整流後活性氣體供給到處理對象基板的更寬區域之效果。

<實施形態3>

第28圖係顯示作為本發明的實施形態3之活性氣體生成裝置503的氣體噴流用整流器70C的構成之說明圖。第28圖(a)係底面圖，第28圖(b)係顯示第28圖(a)的短邊方向長度LB的斷面構造之斷面圖，第28圖(c)係頂面圖。第28圖中，適當地標示有XYZ座標系。

實施形態3之活性氣體生成裝置503係在設置氣體噴流用整流器70C來替換氣體噴流用整流器70之點與實施形態1之活性氣體生成裝置501不同。因此，全體構成除了將氣體噴流用整流器70置換為氣體噴流用整流器70C之點以外，都與第1至3圖所示之活性氣體生成裝置501一樣。

實施形態3之氣體噴流用整流器70C也與氣體噴流用整流器70及70B一樣，形成為將氣體噴流用整流器70C的出口部710C的出口開口面積設定得比入口部711C的入口開口面積窄，且將作為長邊方向之X方向的長度設定成相同值，但如第28圖(b)所示使作為短邊方向之Y方向的長度從入口部711C開始越往出口部710C越短之構造。

亦即，氣體整流通路71C的出口部710C係呈以X方向作為長邊方向，以與長邊方向垂直相交之Y方向作為短邊方向之開口形狀。

因此，氣體噴流用整流器70C與氣體噴流用整流器70一樣，可藉由使複數的通過噴嘴後活性氣體通過氣體整流通路71C內之整流動作，使整流後活性氣體從出口部710C沿著與下方的作為處理對象基板之晶圓34垂直之方向噴射。

另外，氣體噴流用整流器70C係如第28圖(a)及(b)所示，具有出口部710C係形成為其作為短邊方向之Y方向的形成寬度係以沿著作為長邊方向之X方向而變短之形態變化之特徵。

亦即，出口部710C係形成為其-X方向端部之Y方向的形成寬度(亦即短邊方向長度LB1)與+X方向端部之Y方向的形成寬度(亦即短邊方向長度LB2)係滿足{LB1>LB2}。

實施形態3之活性氣體生成裝置503，其氣體噴流用整流器70C的氣體整流通路71C係形成為如上述之形態，所以可使整流後活性氣體的供給程度沿著長邊方向(X方向)變化而對作為處理對象基板之晶圓34供給整流後活性氣體。

另外，亦可實現將實施形態3之氣體噴流用整流器70C與實施形態2之氣體噴流用整流器70B予以合併而成之構造。亦即，可實現不但具有短邊方向的形成寬度係做沿著長邊方向而變短的變化之出口部710C、也具有與相對於作為處理對象基板之晶圓34沿著傾斜方向供給整流後活性氣體之氣體整流通路71B之氣體噴流用整流器。

本發明已詳細說明如上，但上述的說明只是在各種面向中舉出的例子，本發明並不限於此。其他的未舉例說明的無數的變形例都應將之解釋成是可在本發明的範圍內想到者。

Claims

一種活性氣體生成裝置，係具備有：收容處理對象基板(34)之基板收容部(33X)；具有第一及第二電極構成部(1A,2A)，且使利用放電現象而從原料氣體得到的活性氣體從離散形成於前述第二電極構成部之複數個氣體噴出孔噴出之活性氣體生成用電極群(301)，其中前述複數個氣體噴出孔分別作為從俯視觀看之開口部斷面形狀係形成為第一口徑之圓形之第一限制筒(13)而發揮功能，前述第一口徑係設定成讓通過前述氣體噴出孔前的第一壓力與通過後的第二壓力之壓力差在預定壓力比以上；包含複數個噴嘴部(12)之噴嘴構成部(40)，其中該複數個噴嘴部係與前述活性氣體生成用電極群的前述複數個氣體噴出孔一對一對應而設置，分別使從前述複數個氣體噴出孔噴出的活性氣體通過而得到通過噴嘴後活性氣體；以及在入口部承接通過前述噴嘴構成部後的複數的通過噴嘴後活性氣體，且藉由使前述複數的通過噴嘴後活性氣體通過氣體整流通路(71,71B,71C)內之整流動作，使整流後活性氣體從出口部朝向前述處理對象基板噴射之氣體噴流用整流器(70)，其中，前述複數個噴嘴部各自具有從俯視觀看之開口部斷面形狀係形成為第二口徑之圓形，將從前述第一限制筒供給來之活性氣體朝向前述氣體噴流用整流器供給之第二限制筒(14,14B)，前述第二口徑係設定成比前述第一口徑長，前述通過噴嘴後活性氣體係成為圓柱狀的氣體噴流，前述氣體整流通路係形成為將前述出口部的出口開口面積設定得比前述入口部的入口開口面積窄，且藉由前述整流動作使前述複數的通過噴嘴後活性氣體的圓柱狀的氣體噴流沿著預定方向變換為線狀的前述整流後活性氣體。
如申請專利範圍第1項所述之活性氣體生成裝置，其中，前述氣體整流通路(71)係設成沿著與前述處理對象基板垂直之方向供給前述整流後活性氣體。
如申請專利範圍第1項所述之活性氣體生成裝置，其中，前述氣體整流通路(71B)係設成沿著從與前述處理對象基板垂直之方向傾斜預定的角度之傾斜方向供給前述整流後活性氣體。
如申請專利範圍第1項所述之活性氣體生成裝置，其中，前述氣體整流通路(71C)的前述出口部(710C)係呈以前述預定方向作為長邊方向，以與前述長邊方向垂直相交之方向作為短邊方向之開口形狀，前述出口部係以前述短邊方向的形成寬度為沿著前述長邊方向而變化之方式形成。
如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之活性氣體生成裝置，其中，前述氣體噴流用整流器之中會與氣體接觸之區域，亦即氣體接觸區域，係以石英或氧化鋁材作為構成材料而形成。
如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之活性氣體生成裝置，其中，前述原料氣體係至少含有氮、氧、氟、及氫之氣體。
如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之活性氣體生成裝置，其中，前述活性氣體生成用電極群，係將前述第二電極構成部設於前述第一電極構成部的下方，且藉由對於前述第一及第二電極構成部施加交流電壓，在前述第一與第二電極構成部間形成放電空間，使供給至前述放電空間之原料氣體活性化而生成活性氣體，前述第一電極構成部係具有第一介電質電極(111)及選擇性地形成於前述第一介電質電極的上表面上之第一金屬電極(101H,101L)，前述第二電極構成部係具有第二介電質電極(211)及選擇性地形成於前述第二介電質電極的下表面上之第二金屬電極(201H,201L)，藉由前述交流電壓之施加，將前述第一與第二介電質電極相對向之介電質空間內之從俯視觀看前述第一與第二金屬電極重疊之區域規定成為前述放電空間，前述第二金屬電極係具有從俯視觀看為隔著前述第二介電質電極的中央區域(R50)而相互相對向形成之一對第二部分金屬電極(201H,201L)，前述一對第二部分金屬電極係以第一方向為電極形成方向，以與前述第一方向交叉之第二方向為相互相對向之方向，前述預定方向係前述第一方向，前述第一金屬電極係具有一對第一部分金屬電極(110H,110L)，前述一對第一部分金屬電極具有從俯視觀看與前述一對第二部分金屬電極重疊之區域，前述第二介電質電極係具備有：形成於前述中央區域，且沿著前述第一方向而形成之前述複數個氣體噴出孔(55)；以及在前述中央區域朝上方突出而形成之中央區域段差部(51)，前述中央區域段差部係以從俯視觀看不與前述複數個氣體噴出孔重疊，且從俯視觀看越接近前述複數個氣體噴出孔的各者其前述第二方向的形成寬度越窄的方式形成。