プラズマ発生装置およびＣＶＤ装置
【課題】発生したプラズマ励起ガスを効率的に取り出すことができる、簡易な構成のプラズマ発生装置を提供する。
【解決手段】プラズマ発生装置は、電極セルと、当該電極セルに交流電圧を印加する電源部１７と、前記電極セルを囲繞する筐体と、当該筺体外部から前記電極セルの外周部へと原料ガスを供給する原料ガス供給部とを、備えている。前記電極セルは、低圧電極１と高圧電極３と誘電体２ａ，２ｂとを備え、誘電体バリア放電空間６を有し、貫通口ＰＨを有するドーナツ形状である。また、プラズマ発生装置は、貫通口ＰＨの内部に配設されている円筒形状の側面部に噴出孔２１ｘを有する絶縁筒部２１と、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａ内の圧力を減圧する、減圧装置とをさらに備えている。
【解決手段】プラズマ発生装置は、電極セルと、当該電極セルに交流電圧を印加する電源部１７と、前記電極セルを囲繞する筐体と、当該筺体外部から前記電極セルの外周部へと原料ガスを供給する原料ガス供給部とを、備えている。前記電極セルは、低圧電極１と高圧電極３と誘電体２ａ，２ｂとを備え、誘電体バリア放電空間６を有し、貫通口ＰＨを有するドーナツ形状である。また、プラズマ発生装置は、貫通口ＰＨの内部に配設されている円筒形状の側面部に噴出孔２１ｘを有する絶縁筒部２１と、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａ内の圧力を減圧する、減圧装置とをさらに備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、原料ガスから高エネルギーを有するプラズマ励起ガス（活性ガス、ラジカルガス）を高濃度で、多量に生成することができるプラズマ発生装置、および生成したプラズマ励起ガスを減衰量を抑制し、有効にＣＶＤ装置に供給できるようにした当該プラズマ発生装置を含むＣＶＤ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造において、半導体チップ内で、回路配線相当になる低インピーダンスの高導電膜、回路の配線コイル機能や磁石機能を有する高磁性膜、回路のコンデンサ機能を有する高誘電体膜および電気的な漏洩電流の少ない高絶縁機能を有する酸化や窒化による高絶縁膜などの高機能膜の成膜方法には、熱ＣＶＤ（化学気相成長：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置、光ＣＶＤ装置またはプラズマＣＶＤ装置が用いられており、特に、プラズマＣＶＤ装置が多々使用されている。例えば、熱・光ＣＶＤ装置よりも、プラズマＣＶＤ装置の方が、成膜温度を低くでき、かつ、成膜速度が大きく短時間の成膜処理ができるなどの利点がある。
【０００３】
たとえば、窒化膜（ＳｉＯＮ、ＨｆＳｉＯＮなど）や酸化膜（ＳｉＯ2，ＨｆＯ2）などのゲート絶縁膜を半導体基板に成膜する場合には、プラズマＣＶＤ装置を用いた以下の技術が一般的に採用されている。
【０００４】
つまり、ＮＨ3（アンモニア）やＮ2、Ｏ2、Ｏ3（オゾン）などのガスとシリコンやハフニウム物質の前駆体ガスとが、ＣＶＤ処理装置などの成膜処理チャンバーに直接供給され、熱や触媒等による化学反応を促進させ、前駆体ガスを解離させ、解離させた前駆体からの金属粒子を添加したＮＨ3（アンモニア）やＮ2、Ｏ2、Ｏ3（オゾン）などのガスによって酸化や窒化物にして、被処理体である半導体ウェハー上に堆積させることで、高機能膜を成膜している。そのため、ＣＶＤ処理装置では、処理チャンバー内で直接的に、高周波プラズマやマイクロ波プラズマが発生させられ、ウェハー基板はラジカルガスや高エネルギーを有したプラズマイオンや電子に晒された状態で、当該ウェハー基板上には、窒化膜や酸化膜等の高機能膜が成膜されている。
【０００５】
なお、プラズマＣＶＤ装置の構成が開示されている先行文献として、たとえば特許文献１が存在する。
【０００６】
しかしながら、プラズマＣＶＤ装置内の成膜処理では、上記のように、ウェハー基板がプラズマに直接晒される。したがって、当該ウェハー基板は、プラズマ（イオンや電子）により、半導体機能の性能を低下させる等のダメージを大きく受ける、という問題が常に生じていた。
【０００７】
他方、熱・光ＣＶＤ装置を用いた成膜処理では、ウェハー基板はプラズマ（イオンや電子）によるダメージを受けず、高品質の窒化膜や酸化膜等の高機能膜が成膜される。しかしながら、当該成膜処理では、高濃度で、かつ多量の窒素ラジカルガス源や酸素ラジカル源を得ることが困難であり、結果として、成膜時間が非常に長く要するという問題がある。
【０００８】
最近の熱・光ＣＶＤ装置では、原料ガスとして、熱や光の照射によって解離しやすい、ＮＨ3ガスやＯ3ガスの高濃度のものを用い、ＣＶＤチャンバー内に加熱触媒体を設けている。これにより、当該熱・光ＣＶＤ装置では、触媒作用でチャンバー内のガスの解離が促進し、窒化膜や酸化膜等の高機能膜の成膜時間の短縮化も図れているが、大幅な成膜時間の改善は困難である。
【０００９】
そこで、プラズマによるウェハー基板に対するダメージを軽減でき、成膜時間の短縮化が可能な装置として、リモートプラズマ型成膜処理装置が存在する（たとえば、特許文献２参照）。
【００１０】
当該特許文献２に係る技術では、プラズマ生成領域と被処理材処理領域とが、隔壁（プラズマ閉込電極）により分離されている。具体的に、特許文献２に係る技術では、高周波印加電極とウェハー基板が設置された対向電極との間に、当該プラズマ閉込電極を設けることで、中性活性種だけをウェハー基板上に供給させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−２６６４８９号公報
【特許文献２】特開２００１−１３５６２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献２に係る技術では、被処理材（ウェハー基板）に対するプラズマダメージの抑制は完全ではなく、また装置構成が複雑になる。
【００１３】
また、一般的にリモートプラズマ型成膜処理装置では、プラズマ発生場所と反応室とが離れており、プラズマ励起ガスの寿命が短いため、発生したプラズマ励起ガスが元の原料ガスに戻るため、高濃度で、かつ多量のプラズマ励起ガスを反応室に供給することが困難である。つまり、効率的にプラズマ励起ガスを反応室に供給することが、困難である。
【００１４】
そこで、本発明は、発生したプラズマ励起ガスを効率的に取り出すことができる、簡易な構成のプラズマ発生装置を、提供することを目的とする。さらには、当該プラズマ発生装置を用いて、被処理材に対する成膜時のプラズマ（イオンや電子）によるダメージを完全になくすことができ、成膜時間の短縮化が図れる、ＣＶＤ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係るプラズマ発生装置は、電極セルと、前記電極セルに交流電圧を印加する電源部と、前記電極セルを囲繞する筐体と、前記筐体に形成され、前記筺体外部から前記筐体内における前記電極セルの外周部へと原料ガスを供給する原料ガス供給部とを、備えており、前記電極セルは、第一の電極と、放電空間を形成するように、前記第一の電極と対面している第二の電極と、前記放電空間に面する前記第一の電極の主面および前記放電空間に面する前記第二の電極の主面の少なくとも何れか一方に配置される誘電体と、平面視において中央部に形成され、前記第一の電極と前記第二の電極とが対面する対面方向に貫通している貫通口とを、有しており、円筒形状であり、前記貫通口の内部に配設されており、当該円筒形状の側面部に噴出孔を有する、絶縁筒部と、前記絶縁筒部の空洞部内の圧力を減圧する、減圧装置とをさらに備えている。
【００１６】
また、本発明に係るＣＶＤ装置は、前記プラズマ発生装置と、当該プラズマ発生装置に接続されるＣＶＤチャンバーとを、備えている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るプラズマ発生装置は、電極セルと、前記電極セルに交流電圧を印加する電源部と、前記電極セルを囲繞する筐体と、前記筐体に形成され、前記筺体外部から前記筐体内における前記電極セルの外周部へと原料ガスを供給する原料ガス供給部とを、備えており、前記電極セルは、第一の電極と、放電空間を形成するように、前記第一の電極と対面している第二の電極と、前記放電空間に面する前記第一の電極の主面および前記放電空間に面する前記第二の電極の主面の少なくとも何れか一方に配置される誘電体と、平面視において中央部に形成され、前記第一の電極と前記第二の電極とが対面する対面方向に貫通している貫通口とを、有しており、円筒形状であり、前記貫通口の内部に配設されており、当該円筒形状の側面部に噴出孔を有する、絶縁筒部と、前記絶縁筒部の空洞部内の圧力を減圧する、減圧装置とをさらに備えている。
【００１８】
したがって、本発明は、プラズマ励起ガスを発生させている放電空間とプラズマ励起ガスを出力する空洞部に至るまでの供給距離が最短になる構造になり、かつ、減圧装置により、放電空間と絶縁筒部の空洞部との間に圧力差を、生じさせることができる。よって、当該圧力差を利用して、絶縁筒の噴出孔から断熱膨張で、プラズマ励起ガスを噴出させ、放電空間から減圧された空洞部に効率良く誘導できる。よって、放電空間から空洞部に至るまでの間に、当該プラズマ励起ガス同士の衝突を抑制し、かつ、壁等に当該プラズマ励起ガスが衝突することも抑制できる。よって、プラズマ励起ガスの各種衝突による減衰量を抑制することができ、より効率良く当該空洞部内にプラズマ励起ガスを導けることができる。
【００１９】
また、放電空間部の圧力は、絶対圧３０ｋＰａ以下の減圧状態での誘電体バリア放電では、ガス密度が低いため、高エネルギー密度の放電プラズマを安定に得ることが難しいことが分かっている。そこで、本発明では、高エネルギー密度の放電エネルギーを注入できる誘電体バリア放電を利用して、プラズマ励起ガスを生成する構成において、絶対圧３０ｋＰａ以下の減圧状態の空洞部と放電空間との間に、上記絶縁筒の噴出孔を介して、で圧力差を持たせる構造にしている。したがって、本発明に係るプラズマ装置では、高エネルギー密度の放電エネルギーを注入できる絶対圧３０ｋＰａ以上での誘電体バリア放電が可能となり、プラズマ発生装置をコンパクト（簡易）にして、高濃度、かつ多量のプラズマ励起ガスを発生できる。
【００２０】
さらに、本発明では、誘電体バリア放電を発生させる電極セルを、多段に積層した構成を採用することもできる。当該多段構成を採用した場合には、各電極セル内の放電空間で発生したプラズマ励起ガスを、それぞれの絶縁筒の噴出孔で、減圧状態である空洞部に噴出させた後、減圧状態である空洞部で、噴出したプラズマ励起ガスを合流させ、ＣＶＤ装置などに合流したプラズマ励起ガスを導く構成にできる。このように、多段構成を採用した本発明では、減圧状態である空洞部において、プラズマ励起ガスを合流させプラズマ励起ガス量を高める手段を講じたため、プラズマ励起ガスの各種衝突による減衰量を抑制して、より高濃度で、かつ多量のプラズマ励起ガスをＣＶＤ装置などに導くことが可能となる。
【００２１】
また、本発明に係るＣＶＤ装置では、原料ガスからプラズマ励起ガスを生成するプラズマ発生装置と、当該生成したプラズマ励起ガスを用いて被処理材に対して成膜処理を行うＣＶＤチャンバーとは、別個独立の装置である。
【００２２】
このように、プラズマ発生源と処理領域とは完全に分離しているので、プラズマ源において電離して生成したイオンが、当該処理領域に配置された被処理材に衝突することを防止できる。これにより、被処理材に対するプラズマによるダメージを完全になくすことができる。さらに、ＣＶＤチャンバーでは、より高濃度で、かつ多量のプラズマ励起ガスが供給され、プラズマＣＶＤ処理が実施されるので、被処理材に対する成膜時間のさらなる短縮化を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施の形態に係るＣＶＤ装置３００の全体構成を示す断面図である。
【図２】電極セルの構成を示す拡大断面図である。
【図３】ガス出力フランジ１４ｃの構成を示す拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
【００２５】
＜実施の形態＞
図１は、本実施の形態に係るＣＶＤ装置３００の構成を示す断面図である。また、図１の一点破線で囲まれた領域の拡大断面図を、図２に示す（図１では簡素化した電極セル構成が、図２では電極セルの詳細な断面構成が、開示されている）。
【００２６】
図１に示すように、ＣＶＤ装置３００は、プラズマ発生装置１００、ＣＶＤチャンバー２００および排気ガス分解処理装置２８を備えている。
【００２７】
まず、本実施の形態に係るプラズマ発生装置１００の構成について説明する。
【００２８】
図１に示すように、プラズマ発生装置１００において、複数の電極セルは、図面の上下方向に積層されている。図２の拡大断面図には、２つの電極セルが示されている。図２を用いて、積層構造の電極セルの構成を説明する。
【００２９】
図１，２の上下方向から眺めた各電極セルの平面形状はドーナツ形状である。つまり、当該電極セルの平面視外形は略円盤状（ここで、円盤状以外に、四角盤状形状であっても良い）であり、当該電極セルの中心部には、当該上下方向（電極セルの積層方向）に貫通した貫通口ＰＨが穿設されている。
【００３０】
各電極セルは、低圧電極１、誘電体２ａ，２ｂ、高圧電極３、絶縁板４、および高圧冷却板５から構成されている。そして、図１，２の上下方向（高圧電極３と低圧電極１とが対面する方向）に、複数の電極セルが積層している。
【００３１】
ここで、各電極セルの平面視形状は、上記の通り、貫通口ＰＨを有する円形である。したがって、各部材１，２ａ，２ｂ，３，４，５は、平面視外形が円形である板状であり、各部材１，２ａ，２ｂ，３，４，５の中央部には、上記貫通口ＰＨが各々設けられている。
【００３２】
図２に示すように、低圧電極１および高圧電極３には、交流電源１７による交流電圧が印加される。ここで、低圧電極１は、後述する、連結ブロック９、高圧冷却板５および筺体１６と共に、固定電位（接地電位）となる。
【００３３】
低圧電極１の主面上には、誘電体２ａが配置されている。つまり、低圧電極１の主面上には、誘電体２ａの一方の主面が接している。なお、誘電体２ａの当該一方の主面には、導電体が塗布・印刷・蒸着等されている。また、誘電体２ａと放電空間６だけ隔てて、当該誘電体２ａと対面して、誘電体２ｂが配置されている。つまり、誘電体２ａの他方の主面は、放電空間６だけ隔てて、誘電体２ｂの一方の主面と対面している。ここで、誘電体２ａと誘電体２ｂとの間には、図示していない複数のスペーサが存在しており、当該スペーサにより、放電空間６の空隙が保持・固定されている。なお、放電空間６の図２の上下方向の寸法は、たとえば０．０５ｍｍ〜数ｍｍ程度である。
【００３４】
また、誘電体２ｂの他方の主面上には、高圧電極３が配置されている。つまり、誘電体２ｂの他方の主面上には、高圧電極３の一方の主面が接している。なお、誘電体２ｂの当該他方の主面には、導電体が塗布・印刷・蒸着等されている。また、高圧電極３の他方の主面上には、絶縁板４の一方の主面が接している。さらに、当該絶縁板４の他方の主面には、高圧冷却板５が接している。但し、本願では、絶縁板４や高圧冷却板５を設けた積層構成の１実施例を示したが、絶縁板４や高圧冷却板５を省いた構成で積層する構成も当然容易に想定できる。
【００３５】
ここで、導電体が塗布等された誘電体２ａ、図示していないスペーサおよび導電体が塗布等された誘電体２ｂは、一体構成のものを採用できる。
【００３６】
なお、図２に示すように、各電極セルにおいて、低圧電極１と高圧電極３とは、各誘電体２ａ，２ｂと放電空間６を介して、対面している。つまり、放電空間６に面する低圧電極１の主面および放電空間６に面する高圧電極３の主面の各々に、各誘電体２ａ，２ｂが配置されている。これは、放電空間６の両面を放電によって、耐スパッタ性かつ非導電性の高い物質として、誘電体物質は有効であるため、本願の実施例では、低圧電極１と高圧電極３との両側に各誘電体２ａ，２ｂを設けた構成を採用している。なお、図２の構成と異なり、誘電体２ａおよび誘電体２ｂの何れか一方のみは、省略することも可能ではある。
【００３７】
各構成１，２ａ，２ｂ，３，４，５を有する電極セルは、上記の通り、当該各構成の積層方向に、貫通口ＰＨが穿設されている。ここで、各電極セルが有する貫通口ＰＨが、電極セルの積層方向に連結され、一続きの貫通孔が形成されている。本願明細書では、当該一続きの貫通孔を、「貫通連孔」と称することとする。上記から分かるように、貫通連孔は、前記積層方向に延設している。
【００３８】
また、図２に示すように、本実施の形態では、上下に隣接する電極セルにおいて、１つの低圧電極１は共通の構成要素となっている（当該、一つの低圧電極１を共通の構成要素とする二つの電極セルを、電極セル対と称する）。上下に隣接する電極セルにおいて１つの低圧電極１を共通の構成にすることで、部品数を削減することのみで、上下に隣接する電極セルにおいて１つの低圧電極１を共通に使用しない構成は、容易に採用できる。
【００３９】
図２の構成では、１つの電極セル対の構造が開示されており、当該電極セル対が、図２の上下方向に、複数積層されている。なお、各低圧電極１と各高圧冷却板５との間には、各連結ブロック９が介在している。つまり、各電極セルの側方には、各連結ブロック９が存在している。当該連結ブロック９の存在により、各電極セルにおいて、低圧電極１から高圧冷却板５までの寸法を一定に保持することができる。ここで、連結ブロック９は、電極セルの全側方に配設されているのではなく、図２に示すように、電極セルの一部の側方（図２の断面図の左側）にのみ配設されている。
【００４０】
また、プラズマ発生装置１００では、図２に示すように、上記貫通連孔の内部において、絶縁筒部２１が配設されている。当該絶縁筒部２１は、上記図２の上下方向に貫通した空洞部２１Ａを有する円筒形状である。つまり、絶縁筒部２１の円筒軸方向は、電極セルの積層方向と平行となるように、絶縁筒部２１は、貫通連孔内に配置されている（より具体的には、貫通連孔の軸方向と絶縁筒部２１の円筒軸方向とは、一致している）。
【００４１】
また、絶縁筒部２１の側面部には、複数の微細な噴出孔（ノズル孔）２１ｘが設けられている。ここで、図２の構成例では、各噴出孔２１ｘは、放電空間６に面するように、絶縁筒部２１に設けられている。また、各噴出孔２１ｘの開口径は、たとえば放電空間６の積層方向の寸法より小さい。ここで、絶縁筒部２１は、石英またはアルミナ等製である。この実施例では、複数の微細な噴出孔２１ｘを設けた１本の絶縁筒部２１を示している。しかし、複数の微細な噴出孔２１ｘを設けたリング状の構造物を貫通口ＰＨ内に積層することにより、複数の微細な噴出孔２１ｘを設けた一続き構成の絶縁筒部２１を構成することもできる。
【００４２】
なお、放電空間６と空洞部２１Ａとの間に所望の圧力差を設定するという観点において、噴出孔２１ｘは、孔径０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍ、孔長（絶縁筒部２１の厚さと把握できる）０．３ｍｍ〜３ｍｍ、程度であることが望ましい。
【００４３】
また、図２に示すように、前記貫通連孔の孔内部周側面部と絶縁筒部２１の外側の周側面部とは、所定の間隔だけ離れている。つまり、電極セルの貫通口ＰＨ（または貫通連孔）の側面部と絶縁筒部２１の側面部との間には、図２に示すように、管路２２が設けられている。当該管路２２を図２の上下方向から眺めると、環状の形状を有している。つまり、平面視における電極セルの貫通口ＰＨ（または貫通連孔）の側面部が外周となり、平面視における絶縁筒部２１の側面部が内周となり、当該外周と当該内周との間が、平面視における環状の管路２２となる。
【００４４】
ここで、当該管路２２は、前記外周側において各放電空間６と接続されている。そして、当該管路２２の端部側は、筺体１６の上面の内部を通って、当該筺体１６の外部に存在する後述の自動圧力制御装置（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｅｒ：ＡＰＣ）２６に接続される（図１参照）。
【００４５】
また、高圧冷却板５、高圧電極３および低圧電極１は、導電体である。そして、高圧冷却板５の絶縁筒部２１に対面する部分には、絶縁体５ａが形成されている。また、高圧電極３の絶縁筒部２１に対面する部分には、絶縁体３ａが形成されている。また、低圧電極１の絶縁筒部２１に対面する部分には、絶縁体１ａが形成されている。
【００４６】
つまり、各電極セルにおいて、絶縁筒部２１に対面する部分は、部材４，２ａ，２ｂを含め、全て絶縁性材料となっている。このように、各電極セルの貫通連孔内に形成された管路２２の内面は、全て絶縁性を有する。これにより、当該管路２２内における放電空間６以外の放電（異常放電）等が防止される。
【００４７】
また、図１，２の上下方向に積層している各連結ブロック９内には、冷媒が通る流路（図示せず）が形成されており、また、各高圧冷却板５内部および低圧電極１内部においても、流路（図示せず）が形成されている。外部から供給される冷媒は、連結ブロック９内の流路を流れ、各高圧冷却板５内部の流路および各低圧電極１内部の流路を循環し、当該連結ブロック９内の他の流路を介して、外部へと出力される。
【００４８】
高圧冷却板５内の流路に一定温度に調整された冷媒が流れることにより、絶縁板４を介して、高圧電極３は一定温度に冷却される。また、高圧冷却板５、低圧電極１内の流路に一定温度に調整された冷媒が流れることにより、高圧冷却板５自身および低圧電極１自身が一定温度に冷却・保持され、間接的に放電空間６内のガス温度も一定温度に保持することができる。なお、冷媒は、たとえば、数℃〜２５℃程度の範囲で一定温度に温度調整される。
【００４９】
なお、各流路の気密性を担保するために、連結ブロック９と高圧冷却板５との接続部および連結ブロック９と低圧電極１との接続部には、Ｏリング等の気密手段が配設されている。また、流路が形成された高圧冷却板５自身および流路が形成された低圧電極１は各々、ハーフエッチングにより溝が形成された部材を、当該溝が合致（当該合致により、流路が構成される）するように貼り合わせることにより、構成させることができる。
【００５０】
図１に示すように、プラズマ発生装置１００は、筺体１６を備えている。当該筺体１６は、たとえばアルミニウム製またはＳＵＳ製である。そして、内部の気密性が担保された筺体１６の内部に、複数の電極セルが積層された状態で配置される。つまり、積層状態の各電極セルは、筺体１６の上下面および側面により覆われている。なお、筺体１６の側面部と各電極セルの側面部との間には、空間が存在する。また、筺体１６の底面部と各電極セルの最下部との間にも、空間が存在する。そして、図１に示すように、積層された電極セルは、締め付け部材８を用いて、筺体１６の上面に固着されている。
【００５１】
また、プラズマ発生装置１００は、図２で示した交流電源１７を備えており、図１に示すように、当該交流電源１７は、インバータ１７ａと高圧トランス１７ｂとから構成されている。
【００５２】
インバータ１７ａでは、入力される６０Ｈｚの交流電圧に対して、周波数変換処理実施し、１５ｋＨｚの交流電圧として、高圧トランス１７ｂに対して出力する。そして、当該高圧トランス１７ｂでは、入力される２００〜３００Ｖの交流電圧に対して、昇電圧処理を実施し、数ｋＶ〜数十ｋＶの交流電圧を出力する。
【００５３】
高圧トランス１７ｂの一方端は、電気供給端子１５を介して、各高圧電極３に接続される。他方、高圧トランス１７ｂの他方端は、筺体１６に接続される。なお、筺体１６と高圧冷却板５と連結ブロック９と低圧電極１とは、電気的に接続されており、固定電位（接地電位）に設定されている。なお、図２の構成からも分かるように、高圧冷却板５と高圧電極３とは、絶縁板４により電気的に絶縁されている。
【００５４】
また、図１に示すように、プラズマ発生装置１００は、原料ガス供給部２０、原料ガス用ＭＦＣ（Ｍａｓｓ Ｆｌｏｗ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２４およびサブガス用ＭＦＣ２５を、備えている。
【００５５】
原料ガス供給部２０は、筺体１６の側面に設けられている。当該原料ガス供給部２０は、筺体１６外部から当該筐体１６内に、原料ガスを供給する。具体的に、原料ガスは、原料ガス供給部２０を通って、電極セルの外周部（つまり、筺体１６内における、積層状態の電極セルが配置されていない領域）へと供給される。
【００５６】
原料ガス用ＭＦＣ２４からは、窒素ガスおよび酸素ガス等の原料ガスが出力され、サブガス用ＭＦＣ２５からは、希ガス（ヘリウムガスやアルゴンガスなど）が出力される。図１に示すように、途中の管路において原料ガスと希ガスとが混合する。そして、原料ガスおよび希ガスは、原料ガス供給部２０に入力される。
【００５７】
なお、本実施の形態では、原料ガス供給部２０は、原料ガスを希ガスと共に、筺体１６内に供給するが、原料ガスのみを筺体１６に供給する場合であっても良い。
【００５８】
また、図１に示すように、プラズマ発生装置１００は、自動圧力制御装置２６を備えている。上述したように、自動圧力制御装置２６は、図２で示した管路２２と接続されている。さらに、上述したように、環状の管路２２の外周側の側面部は、放電空間６と接続されている。当該構成により、管路２２を介して、自動圧力制御装置２６により、各放電空間６は、一定の圧力に保持されている。たとえば、当該自動圧力制御装置２６により、各放電空間６は、０．０３ＭＰａ（メガパスカル）〜０．３ＭＰａの圧力範囲内において、圧力が一定に保持されている。
【００５９】
さらに、本実施の形態では、プラズマ発生装置１００は、減圧装置２７を備えている。図１の構成では、減圧装置２７は、ＣＶＤチャンバー２００を介して、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａと接続されている。当該減圧装置２７は、たとえば真空ポンプを採用できる。当該構成により、減圧装置２７は、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａ内の圧力を減圧（たとえば、１〜５０００Ｐａ（パスカル））することができる。なお、図１の構成例では、上記の通り、減圧装置２７はＣＶＤチャンバー２００にも接続されているので、当該減圧装置２７により、当該ＣＶＤチャンバー２００内部の圧力も、たとえば１〜５０００Ｐａ程度に減圧される。
【００６０】
上記構成のプラズマ発生装置１００において、二つのガス出力フランジ１４ｂ，１４ｃを介して、絶縁筒部２１の端部は、ＣＶＤチャンバー２００の上面（被処理材１８の処理面と対面する面）と接続される（図１参照）。つまり、ガス出力フランジ１４ｂ，１４ｃは、絶縁筒部２１の空洞部２１ＡとＣＶＤチャンバー２００内との繋手となる。当該構成から分かるように、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａ内のガス等は、ガス出力フランジ１４ｂ，１４ｃを介して、ＣＶＤチャンバー２００内に供給可能である（当該ガスの流れは、減圧装置２７の吸引力により、発生可能である）。
【００６１】
ＣＶＤチャンバー２００内部の反応室には、半導体ウェハーなどの被処理材１８が載置される。ＣＶＤチャンバー２００内で被処理材１８は、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａ内から伝搬されたガスにより、晒される。これにより、被処理材１８の表面に、所望の高機能膜を成膜することができる。
【００６２】
また、ＣＶＤチャンバー２００の側面部には、排気ガス出力口３０が設けられており、当該排気ガス出力口３０は、さらに、減圧装置２７に接続されている。減圧装置２７は、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａ内およびＣＶＤチャンバー２００内を減圧する。また、当該減圧の動作により、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａ→ガス出力フランジ１４ｂ，１４ｃ内→ＣＶＤチャンバー２００内→排気ガス出力口３０→減圧装置２７という、ガスや粒子等の流れを発生させることもできる。
【００６３】
また、図１に示すように、減圧装置２７および自動圧力制御装置２６は、排気ガス分解処理装置２８に接続されている。したがって、減圧装置２７および自動圧力制御装置２６から出力されたガス等は、排気ガス分解処理装置２８によって分解処理される。なお、当該分解処理されたガスは、処理ガス３０１として、排気ガス分解処理装置２８から排気される。
【００６４】
次に、プラズマ発生装置１００の動作を含む本実施の形態に係るＣＶＤ装置３００の動作について説明する。
【００６５】
図１において、原料ガス用ＭＦＣ２４からは、プラズマ励起ガス用の原料ガスが出力され、サブガス用ＭＦＣ２５からは、希ガスが出力される。当該出力された原料ガスおよび希ガスは、原料ガス供給部２０に入力する前に、合流し混合される。そして、当該混合された原料ガスおよび希ガスは、原料ガス供給部２０から、プラズマ発生装置１００の筺体１６内部へと供給される。
【００６６】
そして、当該供給された原料ガスおよび希ガスは、当該筺体１６内に拡散する。当該筺体１６内に拡散した原料ガス等は、平面視外形が円形である電極セルの外周方向から、各電極セルに形成された各放電空間６内に侵入する。
【００６７】
一方、図２に示すように、各電極セルにおいて、高圧電極３と低圧電極１との間には、交流電源１７による高周波の交流電圧が印加されている。電極１，３に対する当該交流電圧の印加により、各電極セルにおける各放電空間６内に、高周波プラズマから成る誘電体バリア放電（無声放電）が均一に発生する。
【００６８】
誘電体バリア放電が発生している各放電空間６において、上記のように、電極セルの外周方向から原料ガス等が侵入する。すると、当該誘電体バリア放電により、各放電空間６内に侵入した原料ガスは励起され、プラズマ励起ガス（活性ガスまたはラジカルガス等とも称する）が生成される。
【００６９】
さて、自動圧力制御装置２６により、各放電空間６は一定の圧力Ｐａに保持されており、他方で、真空ポンプ等の減圧装置２７により、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａ内の圧力Ｐｂは、放電空間６内の圧力Ｐａよりも小さく設定されている（Ｐａ＞Ｐｂ）。
【００７０】
このように、減圧装置２７により空洞部２１Ａ内の圧力Ｐｂが減圧されているので、絶縁筒部２１の微細な噴出孔２１ｘを介して、各放電空間６と空洞部２１Ａとの間に圧力差（Ｐａ−Ｐｂ）が発生し、当該圧力差により、噴出孔２１ｘを介した、放電空間６から空洞部２１Ａへのガスの噴出する流れを発生させることができる。したがって、各放電空間６で生成されたプラズマ励起ガスは、管路２２および絶縁筒部２１に穿設された複数の噴出孔２１ｘを通って、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａに誘導することができる。
【００７１】
つまり、平面視外形が円形である電極セルの外周部から放電空間６内に侵入した原料ガスは、当該電極セルの中心部へ向かって逆放射状に進み、当該進む間に、当該原料ガスからプラズマ励起ガスが生成され、当該生成されたプラズマ励起ガスは、減衰量を極力抑制した状態で、電極セルの中心部である絶縁筒部２１の空洞部２１Ａ内に噴出され、空洞部２１Ａ内で合流される。
【００７２】
ここで、絶縁筒部２１の厚みの薄い壁に微細な噴出孔２１ｘを設け、圧力差を設ける構成にすると、微細な噴出孔２１ｘを通過するガスは、当該通過中において噴出孔２１ｘの壁面と接触する時間が非常に短くなり、また当該通過中において噴出孔２１ｘ内でのガス同士の接触面積が極小に出来る。また、本発明では、噴出孔２１ｘをノズル構成で、断熱膨張効果を利用して、ガスを空洞部２１Ａに噴出させている。したがって、噴出孔２１ｘ内の壁でのプラズマ励起ガスの各種衝突による減衰量や発熱による減衰量を極力抑制して、プラズマ励起ガスを空洞部２１Ａに導ける。
【００７３】
また、空洞部２１Ａでは、ＣＶＤチャンバー２００内で成膜処理を行うのに有効な真空度に減圧されている。よって、当該減圧された空洞部２１Ａにて、複数の噴出孔２１ｘから噴出したプラズマ励起ガスが合流するため、合流による減衰量は、大気中での合流よりも、ガス粒子間衝突が非常に少なく押えられ、数段の減衰量の抑制が図れる。
【００７４】
当該空洞部２１Ａ内で合流したプラズマ励起ガスは、減圧装置２７による吸引力により、空洞部２１Ａおよびガス出力フランジ１４ｂ，１４ｃ内を通って、ＣＶＤチャンバー２００内へと放出される。上記のように、ＣＶＤチャンバー２００内には、被処理材１８が載置されている。
【００７５】
ここで、図１，２に示すプラズマ発生装置１００は、「１．ドーナツ形状の電極セルにおける放電空間６内で」、「２．電極セルの積層構造で、多量のプラズマ励起ガスを発生させた上」、「３．微細のノズル構成にした複数の噴出孔２１ｘでプラズマ励起ガスを空洞部２１Ａ内へ噴出させ」、「４．噴出させたプラズマ励起ガスを減圧された空洞部２１Ａ内で合流させる」構成を有しており、プラズマ励起ガスの減衰量を最大限、抑制している（つまり、高濃度かつ多量のプラズマ励起ガスが生成される）。よって、当該構成を有するプラズマ発生装置１００では、ＣＶＤチャンバー２００内に配置された当該被処理材１８に対して、高濃度かつ多量のプラズマ励起ガスを供給することができる。当該プラズマ励起ガスの供給により、当該被処理材１８に対して、原料ガスの種類に応じた所定の表面処理（成膜処理）が実施されることになる。
【００７６】
たとえば、原料ガスとして、窒素ガスが採用された場合には、各放電空間６では窒素ラジカルが生成し、前駆体ガスが介在した窒化反応がなされ、被処理材１８には窒化膜の高機能膜が成膜される。また、原料ガスとして、酸素ガスが採用された場合には、各放電空間６では酸素ラジカル（Ｏ原子等）が生成し、前駆体ガスが介在した酸化反応がなされ、被処理材１８には酸化膜お高機能膜が成膜される。
【００７７】
上記までの記載から分かるように、プラズマ発生装置１００とＣＶＤチャンバー２００とにより、リモートプラズマ型成膜処理装置（リモートプラズマ型ＣＶＤ装置）が構成されている。
【００７８】
次に、本実施の形態に係る発明の効果を説明する。
【００７９】
プラズマ励起ガスの寿命は、非常に短い場合が多い。したがって、プラズマ励起ガスを通常のガス配管に通して被処理体まで送ると、短時間および短い配管長であっても、プラズマ励起ガスが減衰してしまい、高濃度で多量のプラズマ励起ガスを被処理体まで導くことが非常に困難であった。つまり、従来の技術では、生成されたプラズマ励起ガスを効率的に取り出し、ＣＶＤチャンバーに供給する自身が困難である。
【００８０】
そこで、本実施の形態では、平面視外形が円形である電極セルの外周部から原料ガスを取り込み、当該電極セルに交流電圧を印加し、ガス圧力０．０３〜０．３ＭＰａ下での誘電体バリア放電により放電空間６において（さらに好ましくは、電極セルの積層構造を採用して）、高濃度で多量のプラズマ励起ガスを生成している。そして、微細のノズル構成にした複数の噴出孔２１ｘを介して、放電空間６と空洞部２１Ａとの間で圧力差（Ｐａ−Ｐｂ）を発生させ、当該圧力差により、電極セルの中心領域に存在する絶縁筒部２１の空洞部２１Ａ内に、生成したプラズマ励起ガスを噴出させている。
【００８１】
このように、プラズマ励起ガスの放電空間６内の移動距離を、電極セルの中心領域までと最短距離に設定されている。したがって、放電空間６で生成したプラズマ励起ガスは、減衰量が抑制された状態で、当該最短距離にて上記空洞部２１Ａ内に取り出すことでき、かつ、減衰発生の少ない減圧状態の空洞部２１Ａ内で合流される。よって、効率良く当該空洞部２１Ａ内に、プラズマ励起ガスを取り出すことができ、プラズマ発生装置１００にＣＶＤチャンバー２００が取り付けられているＣＶＤ装置３００においては、効率良くＣＶＤチャンバー２００内においてプラズマ励起ガスが供給される。
【００８２】
さらに、プラズマ発生装置１００では、上記圧力差（Ｐａ−Ｐｂ）を利用してプラズマ励起ガスを、放電空間６から空洞部２１Ａに誘導している。したがって、放電空間６から空洞部２１Ａに至るまでの間に、当該プラズマ励起ガス同士の衝突を抑制し、かつ、壁等に当該プラズマ励起ガスが衝突することも抑制できる。よって、プラズマ励起ガスの各種衝突による減衰量を抑制することができ、より効率良く当該空洞部２１Ａ内にプラズマ励起ガスを取り出すことができる。
【００８３】
また、本実施の形態に係る発明では、減圧装置２７により、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａ内の圧力を、数千Ｐａ以下に設定できる。したがって、当該空洞部２１Ａ内に噴出されたプラズマ励起ガスを、当該プラズマ励起ガス同士の衝突を抑制しつつ、ＣＶＤチャンバー２００内に供給できる。よって、プラズマ励起ガス同士の衝突による減衰量を少なくでき、結果として、ＣＶＤチャンバー２００内の被処理材１８に晒さすプラズマ励起ガスを、高濃度および大流量に維持することができる。
【００８４】
また、本実施の形態に係る発明では、高エネルギー密度の放電エネルギーを注入できる誘電体バリア放電を利用して、プラズマ励起ガスを生成している。ここで、放電空間６の圧力は、絶対圧３０ｋＰａ以下の減圧状態での誘電体バリア放電では、ガス密度が低いため、高エネルギー密度の放電プラズマを安定に得ることが難しいことが分かっている。そこで、本実施の形態に係る発明では、絶対圧３０ｋＰａ以下の減圧状態の空洞部２１Ａと放電空間６との間に、絶縁筒部２１の噴出孔２１ｘを介して、圧力差を持たせる構造にしている。したがって、本実施の形態に係る発明では、高エネルギー密度の放電エネルギーを注入できる絶対圧３０ｋＰａ以上での誘電体バリア放電が可能となり、プラズマ発生装置１００をコンパクト（簡易）にして、高濃度かつ多量のプラズマ励起ガスを発生できる。
【００８５】
さらに、本実施の形態に係る発明では、誘電体バリア放電を発生させる電極セルを多段に積層した構成にし、かつ各電極セル内の放電空間６で発生したプラズマ励起ガスを、絶縁筒部２１の噴出孔２１ｘを介して、減圧状態である空洞部２１Ａに噴出させている。そして、減圧状態である空洞部２１Ａで、噴出したプラズマ励起ガスを合流させた後、ＣＶＤチャンバー２００に向けて、当該合流したプラズマ励起ガスを導く構成を、本実施の形態に係る発明は採用している。したがって、減圧状態である空洞部２１Ａにおいて、プラズマ励起ガスを合流させ、プラズマ励起ガス量を高める構成が講じられているため、プラズマ励起ガスの各種衝突による減衰量を抑制して、より高濃度でかつ多量のプラズマ励起ガスをＣＶＤチャンバー２００に供給することができる。
【００８６】
また、本実施の形態では、絶縁筒部２１には、小さな噴出孔２１ｘが穿設されている。したがって、放電空間６で発生した荷電粒子（イオン、電子）を、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａ内に侵入することを抑制できる。
【００８７】
また、本願発明では、リモートプラズマ型成膜処理装置を提供している。つまり、原料ガスからプラズマ励起ガスを生成するプラズマ発生装置１００と、当該生成したプラズマ励起ガスを用いて被処理材１８に対して成膜処理を行うＣＶＤチャンバー２００とは、別個独立の装置である。
【００８８】
このように、プラズマ発生源と処理領域とは完全に分離しているので、プラズマ源において電離して生成したイオンや電子が、当該処理領域に配置された被処理材１８に衝突することを防止できる。これにより、被処理材１８に対するプラズマ（高エネルギーを有した電子やイオン）によるダメージを完全になくすことができる。さらに、ＣＶＤチャンバー２００では、プラズマ発生装置１００側で生成された高濃度でかつ多量のプラズマ励起ガスが供給され、プラズマＣＶＤ処理が実施されるので、被処理材１８に対する成膜時間のさらなる短縮化を図ることもできる。
【００８９】
また、本実施の形態に係るプラズマ発生装置１００は、各放電空間６は、絶縁筒部２１と各放電空間６の出口側端部との間に存在する管路２２を介して、自動圧力制御装置２６に接続されている。
【００９０】
したがって、プラズマ発生装置１００は、各放電空間６の圧力を、容易に一定値に管理。保持することができる。このように、プラズマ発生装置１００は、放電空間６の圧力を所望圧力に管理出来る構成であるため、生成されるプラズマ励起ガスの発生性能が最適になるように、容易に管理・設定・維持することができる。また、プラズマ発生装置１００では、各放電空間６内の圧力を一定にした状態で、より安定な誘電体バリア放電を発生させることができる。よって、各放電空間６において、励起準位が揃ったプラズマ励起ガスが生成される。これにより、ＣＶＤチャンバー２００内の被処理材１８において、より良質な機能膜が成膜される。
【００９１】
また、本実施の形態に係るプラズマ発生装置１００では、低圧電極１内には、温度調整された一定温度の冷媒が流れる流路が形成されている。
【００９２】
したがって、誘電体バリア放電により電極セルで発生した熱を、当該冷媒を介して放熱することができ、低圧電極１自身を一定温度に容易に管理・保持できる。さらに、当該低圧電極１が一定温度に保持されることに起因して、各放電空間６内におけるガス温度も、ほぼ一定温度に容易に管理・保持することが可能となる。たとえば、各放電空間６内のガス温度は、プラズマ励起ガスの発生性能が最適になるように、管理・設定される。また、プラズマ発生装置１００では、各放電空間６内のガス温度を一定にした状態で、誘電体バリア放電を発生させることができる（特に、低温にすると、高濃度のプラズマ励起ガスを発生させることができることが、実験により確認された）。また、ガス温度やガス圧等のプラズマ発生条件を一定にした各放電空間６においては、励起準位（エネルギー準位）が比較的揃ったプラズマ励起ガスが生成される。これにより、ＣＶＤチャンバー２００内の被処理材１８において、より良質な機能膜が成膜される。
【００９３】
また、本実施の形態に係るプラズマ発生装置１００では、原料ガス用ＭＦＣ２４のみならず、希ガスを出力するサブガス用ＭＦＣ２５をも備えている。そして、原料ガス供給部２０から筺体１６内に、原料ガスと希ガスとを混合して供給している。
【００９４】
したがって、原料ガスとして種々の混合ガスを採用したとしても、誘電体バリア放電によるプラズマ励起ガスを効率良く生成できる効果があり、より多岐の機能物質粒子ガスを得ることが容易となる。また、希ガスも放電空間６を介して、空洞部２１Ａに誘導される。したがって、プラズマ励起ガスの移動経路において、プラズマ励起ガス同士の衝突による活性種の減衰が、希ガスによって抑制される。よって、ＣＶＤチャンバー２００内に供給されるプラズマ励起ガスの濃度・ガス流量が高められる。つまり、プラズマ励起ガスを効率的に取り出すことができる。
【００９５】
また、本実施の形態に係るプラズマ発生装置１００では、電極セルは複数であり、各電極セルは、対面方向に積層している。そして、当該電極セルの積層により、当該電極セルの中心領域に、積層方向に延設した上記貫通連孔が構成されている。また、当該貫通連孔内には、当該積層方向に延請した上記絶縁筒部２１が配置されている。
【００９６】
したがって、複数の電極セルからプラズマ励起ガスを生成させることができ、当該生成したプラズマ励起ガスを、絶縁筒部２１内の空洞部２１Ａで合流させることができる。よって、当該空洞部２１Ａにおいて、大流量のプラズマ励起ガスを取り出すことができるので、当該大流量のプラズマ励起ガスを被処理材１８に晒すことが可能となる。なお、電極セルは図１，２の上下方向に積層されているので、プラズマ発生装置１００の占有面積を増大させることなく、プラズマ励起ガスの生成量を大幅に増大させることができる。
【００９７】
なお、絶縁筒部２１の端部側において、シャワープレートを配設しても良い。より具体的には、ＣＶＤチャンバー２００側に接続される、図１に示すガス出力フランジ１４ｃとして、図３の拡大斜視図に示す構成のものを採用しても良い。
【００９８】
図３に示すように、ガス出力フランジ１４ｃは、シャワープレート１４Ｓが設けられている。ここで、当該シャワープレート１４Ｓには、複数の噴出孔１４ｔが穿設されている。
【００９９】
プラズマ発生装置１００で発生したプラズマ励起ガスは、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａに噴出され、当該空洞部２１Ａおよびプラズマ発生装置１００側のガス出力フランジ１４ｂを通って、ＣＶＤチャンバー２００側のガス出力フランジ１４ｃに到達する。
【０１００】
一方、当該ガス出力フランジ１４ｃ内には、シャワープレート１４Ｓに隣接して、大容量のバッファ室が設けられている。つまり、図３において、バッファ室の上面がシャワープレート１４Ｓとなる。
【０１０１】
当該ガス出力フランジ１４ｃに到達したプラズマ励起ガスは、当該ガス出力フランジ１４ｃ内において一旦、大容量の当該バッファ室に充満する。そして、当該バッファ室から、シャワープレート１４Ｓに設けられた複数の噴出孔１４ｔを介して、プラズマ励起ガスは、ＣＶＤチャンバー２００内に供給される。
【０１０２】
図３に示す構成のガス出力フランジ１４ｃを採用することにより、シャワープレート１４Ｓの各噴出孔１４ｔからＣＶＤチャンバー２００内へ、均一に、プラズマ励起ガスを供給できる。したがって、ＣＶＤチャンバー２００内に大面積の被処理材１８を載置したとしても、当該大面積の被処理材１８の表面に対して、均一に、プラズマ励起ガスを晒す（噴出する）ことができる。当該均一なプラズマ励起ガスの噴出により、大面積の被処理材１８の表面には、均一で良質な膜が成膜される。
【符号の説明】
【０１０３】
１ 低圧電極
１ａ，３ａ，５ａ 絶縁体
２ａ，２ｂ 誘電体
３ 高圧電極
４ 絶縁板
５ 高圧冷却板
６ 放電空間
８ 締め付け板
９ 連結ブロック
ＰＨ 貫通口
１４ｂ，１４ｃ ガス出力フランジ
１４Ｓ シャワープレート
１４ｔ 噴出孔
１５ 電気供給端子
１６ 筺体
１７ 交流電源
１７ａ インバータ
１７ｂ 高圧トランス
１８ 被処理材
２０ 原料ガス供給部
２１ 絶縁筒部
２１Ａ 空洞部
２１ｘ 噴出孔
２２ 管路
２４ 原料ガス用ＭＦＣ
２５ サブガス用ＭＦＣ
２６ 自動圧力制御装置
２７ 減圧装置
２８ 排気ガス分解処理装置
３０ 排気ガス出力口
１００ プラズマ発生装置
２００ ＣＶＤチャンバー
３００ ＣＶＤ装置
【技術分野】
【０００１】
この発明は、原料ガスから高エネルギーを有するプラズマ励起ガス（活性ガス、ラジカルガス）を高濃度で、多量に生成することができるプラズマ発生装置、および生成したプラズマ励起ガスを減衰量を抑制し、有効にＣＶＤ装置に供給できるようにした当該プラズマ発生装置を含むＣＶＤ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造において、半導体チップ内で、回路配線相当になる低インピーダンスの高導電膜、回路の配線コイル機能や磁石機能を有する高磁性膜、回路のコンデンサ機能を有する高誘電体膜および電気的な漏洩電流の少ない高絶縁機能を有する酸化や窒化による高絶縁膜などの高機能膜の成膜方法には、熱ＣＶＤ（化学気相成長：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置、光ＣＶＤ装置またはプラズマＣＶＤ装置が用いられており、特に、プラズマＣＶＤ装置が多々使用されている。例えば、熱・光ＣＶＤ装置よりも、プラズマＣＶＤ装置の方が、成膜温度を低くでき、かつ、成膜速度が大きく短時間の成膜処理ができるなどの利点がある。
【０００３】
たとえば、窒化膜（ＳｉＯＮ、ＨｆＳｉＯＮなど）や酸化膜（ＳｉＯ2，ＨｆＯ2）などのゲート絶縁膜を半導体基板に成膜する場合には、プラズマＣＶＤ装置を用いた以下の技術が一般的に採用されている。
【０００４】
つまり、ＮＨ3（アンモニア）やＮ2、Ｏ2、Ｏ3（オゾン）などのガスとシリコンやハフニウム物質の前駆体ガスとが、ＣＶＤ処理装置などの成膜処理チャンバーに直接供給され、熱や触媒等による化学反応を促進させ、前駆体ガスを解離させ、解離させた前駆体からの金属粒子を添加したＮＨ3（アンモニア）やＮ2、Ｏ2、Ｏ3（オゾン）などのガスによって酸化や窒化物にして、被処理体である半導体ウェハー上に堆積させることで、高機能膜を成膜している。そのため、ＣＶＤ処理装置では、処理チャンバー内で直接的に、高周波プラズマやマイクロ波プラズマが発生させられ、ウェハー基板はラジカルガスや高エネルギーを有したプラズマイオンや電子に晒された状態で、当該ウェハー基板上には、窒化膜や酸化膜等の高機能膜が成膜されている。
【０００５】
なお、プラズマＣＶＤ装置の構成が開示されている先行文献として、たとえば特許文献１が存在する。
【０００６】
しかしながら、プラズマＣＶＤ装置内の成膜処理では、上記のように、ウェハー基板がプラズマに直接晒される。したがって、当該ウェハー基板は、プラズマ（イオンや電子）により、半導体機能の性能を低下させる等のダメージを大きく受ける、という問題が常に生じていた。
【０００７】
他方、熱・光ＣＶＤ装置を用いた成膜処理では、ウェハー基板はプラズマ（イオンや電子）によるダメージを受けず、高品質の窒化膜や酸化膜等の高機能膜が成膜される。しかしながら、当該成膜処理では、高濃度で、かつ多量の窒素ラジカルガス源や酸素ラジカル源を得ることが困難であり、結果として、成膜時間が非常に長く要するという問題がある。
【０００８】
最近の熱・光ＣＶＤ装置では、原料ガスとして、熱や光の照射によって解離しやすい、ＮＨ3ガスやＯ3ガスの高濃度のものを用い、ＣＶＤチャンバー内に加熱触媒体を設けている。これにより、当該熱・光ＣＶＤ装置では、触媒作用でチャンバー内のガスの解離が促進し、窒化膜や酸化膜等の高機能膜の成膜時間の短縮化も図れているが、大幅な成膜時間の改善は困難である。
【０００９】
そこで、プラズマによるウェハー基板に対するダメージを軽減でき、成膜時間の短縮化が可能な装置として、リモートプラズマ型成膜処理装置が存在する（たとえば、特許文献２参照）。
【００１０】
当該特許文献２に係る技術では、プラズマ生成領域と被処理材処理領域とが、隔壁（プラズマ閉込電極）により分離されている。具体的に、特許文献２に係る技術では、高周波印加電極とウェハー基板が設置された対向電極との間に、当該プラズマ閉込電極を設けることで、中性活性種だけをウェハー基板上に供給させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−２６６４８９号公報
【特許文献２】特開２００１−１３５６２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献２に係る技術では、被処理材（ウェハー基板）に対するプラズマダメージの抑制は完全ではなく、また装置構成が複雑になる。
【００１３】
また、一般的にリモートプラズマ型成膜処理装置では、プラズマ発生場所と反応室とが離れており、プラズマ励起ガスの寿命が短いため、発生したプラズマ励起ガスが元の原料ガスに戻るため、高濃度で、かつ多量のプラズマ励起ガスを反応室に供給することが困難である。つまり、効率的にプラズマ励起ガスを反応室に供給することが、困難である。
【００１４】
そこで、本発明は、発生したプラズマ励起ガスを効率的に取り出すことができる、簡易な構成のプラズマ発生装置を、提供することを目的とする。さらには、当該プラズマ発生装置を用いて、被処理材に対する成膜時のプラズマ（イオンや電子）によるダメージを完全になくすことができ、成膜時間の短縮化が図れる、ＣＶＤ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係るプラズマ発生装置は、電極セルと、前記電極セルに交流電圧を印加する電源部と、前記電極セルを囲繞する筐体と、前記筐体に形成され、前記筺体外部から前記筐体内における前記電極セルの外周部へと原料ガスを供給する原料ガス供給部とを、備えており、前記電極セルは、第一の電極と、放電空間を形成するように、前記第一の電極と対面している第二の電極と、前記放電空間に面する前記第一の電極の主面および前記放電空間に面する前記第二の電極の主面の少なくとも何れか一方に配置される誘電体と、平面視において中央部に形成され、前記第一の電極と前記第二の電極とが対面する対面方向に貫通している貫通口とを、有しており、円筒形状であり、前記貫通口の内部に配設されており、当該円筒形状の側面部に噴出孔を有する、絶縁筒部と、前記絶縁筒部の空洞部内の圧力を減圧する、減圧装置とをさらに備えている。
【００１６】
また、本発明に係るＣＶＤ装置は、前記プラズマ発生装置と、当該プラズマ発生装置に接続されるＣＶＤチャンバーとを、備えている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るプラズマ発生装置は、電極セルと、前記電極セルに交流電圧を印加する電源部と、前記電極セルを囲繞する筐体と、前記筐体に形成され、前記筺体外部から前記筐体内における前記電極セルの外周部へと原料ガスを供給する原料ガス供給部とを、備えており、前記電極セルは、第一の電極と、放電空間を形成するように、前記第一の電極と対面している第二の電極と、前記放電空間に面する前記第一の電極の主面および前記放電空間に面する前記第二の電極の主面の少なくとも何れか一方に配置される誘電体と、平面視において中央部に形成され、前記第一の電極と前記第二の電極とが対面する対面方向に貫通している貫通口とを、有しており、円筒形状であり、前記貫通口の内部に配設されており、当該円筒形状の側面部に噴出孔を有する、絶縁筒部と、前記絶縁筒部の空洞部内の圧力を減圧する、減圧装置とをさらに備えている。
【００１８】
したがって、本発明は、プラズマ励起ガスを発生させている放電空間とプラズマ励起ガスを出力する空洞部に至るまでの供給距離が最短になる構造になり、かつ、減圧装置により、放電空間と絶縁筒部の空洞部との間に圧力差を、生じさせることができる。よって、当該圧力差を利用して、絶縁筒の噴出孔から断熱膨張で、プラズマ励起ガスを噴出させ、放電空間から減圧された空洞部に効率良く誘導できる。よって、放電空間から空洞部に至るまでの間に、当該プラズマ励起ガス同士の衝突を抑制し、かつ、壁等に当該プラズマ励起ガスが衝突することも抑制できる。よって、プラズマ励起ガスの各種衝突による減衰量を抑制することができ、より効率良く当該空洞部内にプラズマ励起ガスを導けることができる。
【００１９】
また、放電空間部の圧力は、絶対圧３０ｋＰａ以下の減圧状態での誘電体バリア放電では、ガス密度が低いため、高エネルギー密度の放電プラズマを安定に得ることが難しいことが分かっている。そこで、本発明では、高エネルギー密度の放電エネルギーを注入できる誘電体バリア放電を利用して、プラズマ励起ガスを生成する構成において、絶対圧３０ｋＰａ以下の減圧状態の空洞部と放電空間との間に、上記絶縁筒の噴出孔を介して、で圧力差を持たせる構造にしている。したがって、本発明に係るプラズマ装置では、高エネルギー密度の放電エネルギーを注入できる絶対圧３０ｋＰａ以上での誘電体バリア放電が可能となり、プラズマ発生装置をコンパクト（簡易）にして、高濃度、かつ多量のプラズマ励起ガスを発生できる。
【００２０】
さらに、本発明では、誘電体バリア放電を発生させる電極セルを、多段に積層した構成を採用することもできる。当該多段構成を採用した場合には、各電極セル内の放電空間で発生したプラズマ励起ガスを、それぞれの絶縁筒の噴出孔で、減圧状態である空洞部に噴出させた後、減圧状態である空洞部で、噴出したプラズマ励起ガスを合流させ、ＣＶＤ装置などに合流したプラズマ励起ガスを導く構成にできる。このように、多段構成を採用した本発明では、減圧状態である空洞部において、プラズマ励起ガスを合流させプラズマ励起ガス量を高める手段を講じたため、プラズマ励起ガスの各種衝突による減衰量を抑制して、より高濃度で、かつ多量のプラズマ励起ガスをＣＶＤ装置などに導くことが可能となる。
【００２１】
また、本発明に係るＣＶＤ装置では、原料ガスからプラズマ励起ガスを生成するプラズマ発生装置と、当該生成したプラズマ励起ガスを用いて被処理材に対して成膜処理を行うＣＶＤチャンバーとは、別個独立の装置である。
【００２２】
このように、プラズマ発生源と処理領域とは完全に分離しているので、プラズマ源において電離して生成したイオンが、当該処理領域に配置された被処理材に衝突することを防止できる。これにより、被処理材に対するプラズマによるダメージを完全になくすことができる。さらに、ＣＶＤチャンバーでは、より高濃度で、かつ多量のプラズマ励起ガスが供給され、プラズマＣＶＤ処理が実施されるので、被処理材に対する成膜時間のさらなる短縮化を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施の形態に係るＣＶＤ装置３００の全体構成を示す断面図である。
【図２】電極セルの構成を示す拡大断面図である。
【図３】ガス出力フランジ１４ｃの構成を示す拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
【００２５】
＜実施の形態＞
図１は、本実施の形態に係るＣＶＤ装置３００の構成を示す断面図である。また、図１の一点破線で囲まれた領域の拡大断面図を、図２に示す（図１では簡素化した電極セル構成が、図２では電極セルの詳細な断面構成が、開示されている）。
【００２６】
図１に示すように、ＣＶＤ装置３００は、プラズマ発生装置１００、ＣＶＤチャンバー２００および排気ガス分解処理装置２８を備えている。
【００２７】
まず、本実施の形態に係るプラズマ発生装置１００の構成について説明する。
【００２８】
図１に示すように、プラズマ発生装置１００において、複数の電極セルは、図面の上下方向に積層されている。図２の拡大断面図には、２つの電極セルが示されている。図２を用いて、積層構造の電極セルの構成を説明する。
【００２９】
図１，２の上下方向から眺めた各電極セルの平面形状はドーナツ形状である。つまり、当該電極セルの平面視外形は略円盤状（ここで、円盤状以外に、四角盤状形状であっても良い）であり、当該電極セルの中心部には、当該上下方向（電極セルの積層方向）に貫通した貫通口ＰＨが穿設されている。
【００３０】
各電極セルは、低圧電極１、誘電体２ａ，２ｂ、高圧電極３、絶縁板４、および高圧冷却板５から構成されている。そして、図１，２の上下方向（高圧電極３と低圧電極１とが対面する方向）に、複数の電極セルが積層している。
【００３１】
ここで、各電極セルの平面視形状は、上記の通り、貫通口ＰＨを有する円形である。したがって、各部材１，２ａ，２ｂ，３，４，５は、平面視外形が円形である板状であり、各部材１，２ａ，２ｂ，３，４，５の中央部には、上記貫通口ＰＨが各々設けられている。
【００３２】
図２に示すように、低圧電極１および高圧電極３には、交流電源１７による交流電圧が印加される。ここで、低圧電極１は、後述する、連結ブロック９、高圧冷却板５および筺体１６と共に、固定電位（接地電位）となる。
【００３３】
低圧電極１の主面上には、誘電体２ａが配置されている。つまり、低圧電極１の主面上には、誘電体２ａの一方の主面が接している。なお、誘電体２ａの当該一方の主面には、導電体が塗布・印刷・蒸着等されている。また、誘電体２ａと放電空間６だけ隔てて、当該誘電体２ａと対面して、誘電体２ｂが配置されている。つまり、誘電体２ａの他方の主面は、放電空間６だけ隔てて、誘電体２ｂの一方の主面と対面している。ここで、誘電体２ａと誘電体２ｂとの間には、図示していない複数のスペーサが存在しており、当該スペーサにより、放電空間６の空隙が保持・固定されている。なお、放電空間６の図２の上下方向の寸法は、たとえば０．０５ｍｍ〜数ｍｍ程度である。
【００３４】
また、誘電体２ｂの他方の主面上には、高圧電極３が配置されている。つまり、誘電体２ｂの他方の主面上には、高圧電極３の一方の主面が接している。なお、誘電体２ｂの当該他方の主面には、導電体が塗布・印刷・蒸着等されている。また、高圧電極３の他方の主面上には、絶縁板４の一方の主面が接している。さらに、当該絶縁板４の他方の主面には、高圧冷却板５が接している。但し、本願では、絶縁板４や高圧冷却板５を設けた積層構成の１実施例を示したが、絶縁板４や高圧冷却板５を省いた構成で積層する構成も当然容易に想定できる。
【００３５】
ここで、導電体が塗布等された誘電体２ａ、図示していないスペーサおよび導電体が塗布等された誘電体２ｂは、一体構成のものを採用できる。
【００３６】
なお、図２に示すように、各電極セルにおいて、低圧電極１と高圧電極３とは、各誘電体２ａ，２ｂと放電空間６を介して、対面している。つまり、放電空間６に面する低圧電極１の主面および放電空間６に面する高圧電極３の主面の各々に、各誘電体２ａ，２ｂが配置されている。これは、放電空間６の両面を放電によって、耐スパッタ性かつ非導電性の高い物質として、誘電体物質は有効であるため、本願の実施例では、低圧電極１と高圧電極３との両側に各誘電体２ａ，２ｂを設けた構成を採用している。なお、図２の構成と異なり、誘電体２ａおよび誘電体２ｂの何れか一方のみは、省略することも可能ではある。
【００３７】
各構成１，２ａ，２ｂ，３，４，５を有する電極セルは、上記の通り、当該各構成の積層方向に、貫通口ＰＨが穿設されている。ここで、各電極セルが有する貫通口ＰＨが、電極セルの積層方向に連結され、一続きの貫通孔が形成されている。本願明細書では、当該一続きの貫通孔を、「貫通連孔」と称することとする。上記から分かるように、貫通連孔は、前記積層方向に延設している。
【００３８】
また、図２に示すように、本実施の形態では、上下に隣接する電極セルにおいて、１つの低圧電極１は共通の構成要素となっている（当該、一つの低圧電極１を共通の構成要素とする二つの電極セルを、電極セル対と称する）。上下に隣接する電極セルにおいて１つの低圧電極１を共通の構成にすることで、部品数を削減することのみで、上下に隣接する電極セルにおいて１つの低圧電極１を共通に使用しない構成は、容易に採用できる。
【００３９】
図２の構成では、１つの電極セル対の構造が開示されており、当該電極セル対が、図２の上下方向に、複数積層されている。なお、各低圧電極１と各高圧冷却板５との間には、各連結ブロック９が介在している。つまり、各電極セルの側方には、各連結ブロック９が存在している。当該連結ブロック９の存在により、各電極セルにおいて、低圧電極１から高圧冷却板５までの寸法を一定に保持することができる。ここで、連結ブロック９は、電極セルの全側方に配設されているのではなく、図２に示すように、電極セルの一部の側方（図２の断面図の左側）にのみ配設されている。
【００４０】
また、プラズマ発生装置１００では、図２に示すように、上記貫通連孔の内部において、絶縁筒部２１が配設されている。当該絶縁筒部２１は、上記図２の上下方向に貫通した空洞部２１Ａを有する円筒形状である。つまり、絶縁筒部２１の円筒軸方向は、電極セルの積層方向と平行となるように、絶縁筒部２１は、貫通連孔内に配置されている（より具体的には、貫通連孔の軸方向と絶縁筒部２１の円筒軸方向とは、一致している）。
【００４１】
また、絶縁筒部２１の側面部には、複数の微細な噴出孔（ノズル孔）２１ｘが設けられている。ここで、図２の構成例では、各噴出孔２１ｘは、放電空間６に面するように、絶縁筒部２１に設けられている。また、各噴出孔２１ｘの開口径は、たとえば放電空間６の積層方向の寸法より小さい。ここで、絶縁筒部２１は、石英またはアルミナ等製である。この実施例では、複数の微細な噴出孔２１ｘを設けた１本の絶縁筒部２１を示している。しかし、複数の微細な噴出孔２１ｘを設けたリング状の構造物を貫通口ＰＨ内に積層することにより、複数の微細な噴出孔２１ｘを設けた一続き構成の絶縁筒部２１を構成することもできる。
【００４２】
なお、放電空間６と空洞部２１Ａとの間に所望の圧力差を設定するという観点において、噴出孔２１ｘは、孔径０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍ、孔長（絶縁筒部２１の厚さと把握できる）０．３ｍｍ〜３ｍｍ、程度であることが望ましい。
【００４３】
また、図２に示すように、前記貫通連孔の孔内部周側面部と絶縁筒部２１の外側の周側面部とは、所定の間隔だけ離れている。つまり、電極セルの貫通口ＰＨ（または貫通連孔）の側面部と絶縁筒部２１の側面部との間には、図２に示すように、管路２２が設けられている。当該管路２２を図２の上下方向から眺めると、環状の形状を有している。つまり、平面視における電極セルの貫通口ＰＨ（または貫通連孔）の側面部が外周となり、平面視における絶縁筒部２１の側面部が内周となり、当該外周と当該内周との間が、平面視における環状の管路２２となる。
【００４４】
ここで、当該管路２２は、前記外周側において各放電空間６と接続されている。そして、当該管路２２の端部側は、筺体１６の上面の内部を通って、当該筺体１６の外部に存在する後述の自動圧力制御装置（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｅｒ：ＡＰＣ）２６に接続される（図１参照）。
【００４５】
また、高圧冷却板５、高圧電極３および低圧電極１は、導電体である。そして、高圧冷却板５の絶縁筒部２１に対面する部分には、絶縁体５ａが形成されている。また、高圧電極３の絶縁筒部２１に対面する部分には、絶縁体３ａが形成されている。また、低圧電極１の絶縁筒部２１に対面する部分には、絶縁体１ａが形成されている。
【００４６】
つまり、各電極セルにおいて、絶縁筒部２１に対面する部分は、部材４，２ａ，２ｂを含め、全て絶縁性材料となっている。このように、各電極セルの貫通連孔内に形成された管路２２の内面は、全て絶縁性を有する。これにより、当該管路２２内における放電空間６以外の放電（異常放電）等が防止される。
【００４７】
また、図１，２の上下方向に積層している各連結ブロック９内には、冷媒が通る流路（図示せず）が形成されており、また、各高圧冷却板５内部および低圧電極１内部においても、流路（図示せず）が形成されている。外部から供給される冷媒は、連結ブロック９内の流路を流れ、各高圧冷却板５内部の流路および各低圧電極１内部の流路を循環し、当該連結ブロック９内の他の流路を介して、外部へと出力される。
【００４８】
高圧冷却板５内の流路に一定温度に調整された冷媒が流れることにより、絶縁板４を介して、高圧電極３は一定温度に冷却される。また、高圧冷却板５、低圧電極１内の流路に一定温度に調整された冷媒が流れることにより、高圧冷却板５自身および低圧電極１自身が一定温度に冷却・保持され、間接的に放電空間６内のガス温度も一定温度に保持することができる。なお、冷媒は、たとえば、数℃〜２５℃程度の範囲で一定温度に温度調整される。
【００４９】
なお、各流路の気密性を担保するために、連結ブロック９と高圧冷却板５との接続部および連結ブロック９と低圧電極１との接続部には、Ｏリング等の気密手段が配設されている。また、流路が形成された高圧冷却板５自身および流路が形成された低圧電極１は各々、ハーフエッチングにより溝が形成された部材を、当該溝が合致（当該合致により、流路が構成される）するように貼り合わせることにより、構成させることができる。
【００５０】
図１に示すように、プラズマ発生装置１００は、筺体１６を備えている。当該筺体１６は、たとえばアルミニウム製またはＳＵＳ製である。そして、内部の気密性が担保された筺体１６の内部に、複数の電極セルが積層された状態で配置される。つまり、積層状態の各電極セルは、筺体１６の上下面および側面により覆われている。なお、筺体１６の側面部と各電極セルの側面部との間には、空間が存在する。また、筺体１６の底面部と各電極セルの最下部との間にも、空間が存在する。そして、図１に示すように、積層された電極セルは、締め付け部材８を用いて、筺体１６の上面に固着されている。
【００５１】
また、プラズマ発生装置１００は、図２で示した交流電源１７を備えており、図１に示すように、当該交流電源１７は、インバータ１７ａと高圧トランス１７ｂとから構成されている。
【００５２】
インバータ１７ａでは、入力される６０Ｈｚの交流電圧に対して、周波数変換処理実施し、１５ｋＨｚの交流電圧として、高圧トランス１７ｂに対して出力する。そして、当該高圧トランス１７ｂでは、入力される２００〜３００Ｖの交流電圧に対して、昇電圧処理を実施し、数ｋＶ〜数十ｋＶの交流電圧を出力する。
【００５３】
高圧トランス１７ｂの一方端は、電気供給端子１５を介して、各高圧電極３に接続される。他方、高圧トランス１７ｂの他方端は、筺体１６に接続される。なお、筺体１６と高圧冷却板５と連結ブロック９と低圧電極１とは、電気的に接続されており、固定電位（接地電位）に設定されている。なお、図２の構成からも分かるように、高圧冷却板５と高圧電極３とは、絶縁板４により電気的に絶縁されている。
【００５４】
また、図１に示すように、プラズマ発生装置１００は、原料ガス供給部２０、原料ガス用ＭＦＣ（Ｍａｓｓ Ｆｌｏｗ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２４およびサブガス用ＭＦＣ２５を、備えている。
【００５５】
原料ガス供給部２０は、筺体１６の側面に設けられている。当該原料ガス供給部２０は、筺体１６外部から当該筐体１６内に、原料ガスを供給する。具体的に、原料ガスは、原料ガス供給部２０を通って、電極セルの外周部（つまり、筺体１６内における、積層状態の電極セルが配置されていない領域）へと供給される。
【００５６】
原料ガス用ＭＦＣ２４からは、窒素ガスおよび酸素ガス等の原料ガスが出力され、サブガス用ＭＦＣ２５からは、希ガス（ヘリウムガスやアルゴンガスなど）が出力される。図１に示すように、途中の管路において原料ガスと希ガスとが混合する。そして、原料ガスおよび希ガスは、原料ガス供給部２０に入力される。
【００５７】
なお、本実施の形態では、原料ガス供給部２０は、原料ガスを希ガスと共に、筺体１６内に供給するが、原料ガスのみを筺体１６に供給する場合であっても良い。
【００５８】
また、図１に示すように、プラズマ発生装置１００は、自動圧力制御装置２６を備えている。上述したように、自動圧力制御装置２６は、図２で示した管路２２と接続されている。さらに、上述したように、環状の管路２２の外周側の側面部は、放電空間６と接続されている。当該構成により、管路２２を介して、自動圧力制御装置２６により、各放電空間６は、一定の圧力に保持されている。たとえば、当該自動圧力制御装置２６により、各放電空間６は、０．０３ＭＰａ（メガパスカル）〜０．３ＭＰａの圧力範囲内において、圧力が一定に保持されている。
【００５９】
さらに、本実施の形態では、プラズマ発生装置１００は、減圧装置２７を備えている。図１の構成では、減圧装置２７は、ＣＶＤチャンバー２００を介して、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａと接続されている。当該減圧装置２７は、たとえば真空ポンプを採用できる。当該構成により、減圧装置２７は、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａ内の圧力を減圧（たとえば、１〜５０００Ｐａ（パスカル））することができる。なお、図１の構成例では、上記の通り、減圧装置２７はＣＶＤチャンバー２００にも接続されているので、当該減圧装置２７により、当該ＣＶＤチャンバー２００内部の圧力も、たとえば１〜５０００Ｐａ程度に減圧される。
【００６０】
上記構成のプラズマ発生装置１００において、二つのガス出力フランジ１４ｂ，１４ｃを介して、絶縁筒部２１の端部は、ＣＶＤチャンバー２００の上面（被処理材１８の処理面と対面する面）と接続される（図１参照）。つまり、ガス出力フランジ１４ｂ，１４ｃは、絶縁筒部２１の空洞部２１ＡとＣＶＤチャンバー２００内との繋手となる。当該構成から分かるように、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａ内のガス等は、ガス出力フランジ１４ｂ，１４ｃを介して、ＣＶＤチャンバー２００内に供給可能である（当該ガスの流れは、減圧装置２７の吸引力により、発生可能である）。
【００６１】
ＣＶＤチャンバー２００内部の反応室には、半導体ウェハーなどの被処理材１８が載置される。ＣＶＤチャンバー２００内で被処理材１８は、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａ内から伝搬されたガスにより、晒される。これにより、被処理材１８の表面に、所望の高機能膜を成膜することができる。
【００６２】
また、ＣＶＤチャンバー２００の側面部には、排気ガス出力口３０が設けられており、当該排気ガス出力口３０は、さらに、減圧装置２７に接続されている。減圧装置２７は、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａ内およびＣＶＤチャンバー２００内を減圧する。また、当該減圧の動作により、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａ→ガス出力フランジ１４ｂ，１４ｃ内→ＣＶＤチャンバー２００内→排気ガス出力口３０→減圧装置２７という、ガスや粒子等の流れを発生させることもできる。
【００６３】
また、図１に示すように、減圧装置２７および自動圧力制御装置２６は、排気ガス分解処理装置２８に接続されている。したがって、減圧装置２７および自動圧力制御装置２６から出力されたガス等は、排気ガス分解処理装置２８によって分解処理される。なお、当該分解処理されたガスは、処理ガス３０１として、排気ガス分解処理装置２８から排気される。
【００６４】
次に、プラズマ発生装置１００の動作を含む本実施の形態に係るＣＶＤ装置３００の動作について説明する。
【００６５】
図１において、原料ガス用ＭＦＣ２４からは、プラズマ励起ガス用の原料ガスが出力され、サブガス用ＭＦＣ２５からは、希ガスが出力される。当該出力された原料ガスおよび希ガスは、原料ガス供給部２０に入力する前に、合流し混合される。そして、当該混合された原料ガスおよび希ガスは、原料ガス供給部２０から、プラズマ発生装置１００の筺体１６内部へと供給される。
【００６６】
そして、当該供給された原料ガスおよび希ガスは、当該筺体１６内に拡散する。当該筺体１６内に拡散した原料ガス等は、平面視外形が円形である電極セルの外周方向から、各電極セルに形成された各放電空間６内に侵入する。
【００６７】
一方、図２に示すように、各電極セルにおいて、高圧電極３と低圧電極１との間には、交流電源１７による高周波の交流電圧が印加されている。電極１，３に対する当該交流電圧の印加により、各電極セルにおける各放電空間６内に、高周波プラズマから成る誘電体バリア放電（無声放電）が均一に発生する。
【００６８】
誘電体バリア放電が発生している各放電空間６において、上記のように、電極セルの外周方向から原料ガス等が侵入する。すると、当該誘電体バリア放電により、各放電空間６内に侵入した原料ガスは励起され、プラズマ励起ガス（活性ガスまたはラジカルガス等とも称する）が生成される。
【００６９】
さて、自動圧力制御装置２６により、各放電空間６は一定の圧力Ｐａに保持されており、他方で、真空ポンプ等の減圧装置２７により、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａ内の圧力Ｐｂは、放電空間６内の圧力Ｐａよりも小さく設定されている（Ｐａ＞Ｐｂ）。
【００７０】
このように、減圧装置２７により空洞部２１Ａ内の圧力Ｐｂが減圧されているので、絶縁筒部２１の微細な噴出孔２１ｘを介して、各放電空間６と空洞部２１Ａとの間に圧力差（Ｐａ−Ｐｂ）が発生し、当該圧力差により、噴出孔２１ｘを介した、放電空間６から空洞部２１Ａへのガスの噴出する流れを発生させることができる。したがって、各放電空間６で生成されたプラズマ励起ガスは、管路２２および絶縁筒部２１に穿設された複数の噴出孔２１ｘを通って、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａに誘導することができる。
【００７１】
つまり、平面視外形が円形である電極セルの外周部から放電空間６内に侵入した原料ガスは、当該電極セルの中心部へ向かって逆放射状に進み、当該進む間に、当該原料ガスからプラズマ励起ガスが生成され、当該生成されたプラズマ励起ガスは、減衰量を極力抑制した状態で、電極セルの中心部である絶縁筒部２１の空洞部２１Ａ内に噴出され、空洞部２１Ａ内で合流される。
【００７２】
ここで、絶縁筒部２１の厚みの薄い壁に微細な噴出孔２１ｘを設け、圧力差を設ける構成にすると、微細な噴出孔２１ｘを通過するガスは、当該通過中において噴出孔２１ｘの壁面と接触する時間が非常に短くなり、また当該通過中において噴出孔２１ｘ内でのガス同士の接触面積が極小に出来る。また、本発明では、噴出孔２１ｘをノズル構成で、断熱膨張効果を利用して、ガスを空洞部２１Ａに噴出させている。したがって、噴出孔２１ｘ内の壁でのプラズマ励起ガスの各種衝突による減衰量や発熱による減衰量を極力抑制して、プラズマ励起ガスを空洞部２１Ａに導ける。
【００７３】
また、空洞部２１Ａでは、ＣＶＤチャンバー２００内で成膜処理を行うのに有効な真空度に減圧されている。よって、当該減圧された空洞部２１Ａにて、複数の噴出孔２１ｘから噴出したプラズマ励起ガスが合流するため、合流による減衰量は、大気中での合流よりも、ガス粒子間衝突が非常に少なく押えられ、数段の減衰量の抑制が図れる。
【００７４】
当該空洞部２１Ａ内で合流したプラズマ励起ガスは、減圧装置２７による吸引力により、空洞部２１Ａおよびガス出力フランジ１４ｂ，１４ｃ内を通って、ＣＶＤチャンバー２００内へと放出される。上記のように、ＣＶＤチャンバー２００内には、被処理材１８が載置されている。
【００７５】
ここで、図１，２に示すプラズマ発生装置１００は、「１．ドーナツ形状の電極セルにおける放電空間６内で」、「２．電極セルの積層構造で、多量のプラズマ励起ガスを発生させた上」、「３．微細のノズル構成にした複数の噴出孔２１ｘでプラズマ励起ガスを空洞部２１Ａ内へ噴出させ」、「４．噴出させたプラズマ励起ガスを減圧された空洞部２１Ａ内で合流させる」構成を有しており、プラズマ励起ガスの減衰量を最大限、抑制している（つまり、高濃度かつ多量のプラズマ励起ガスが生成される）。よって、当該構成を有するプラズマ発生装置１００では、ＣＶＤチャンバー２００内に配置された当該被処理材１８に対して、高濃度かつ多量のプラズマ励起ガスを供給することができる。当該プラズマ励起ガスの供給により、当該被処理材１８に対して、原料ガスの種類に応じた所定の表面処理（成膜処理）が実施されることになる。
【００７６】
たとえば、原料ガスとして、窒素ガスが採用された場合には、各放電空間６では窒素ラジカルが生成し、前駆体ガスが介在した窒化反応がなされ、被処理材１８には窒化膜の高機能膜が成膜される。また、原料ガスとして、酸素ガスが採用された場合には、各放電空間６では酸素ラジカル（Ｏ原子等）が生成し、前駆体ガスが介在した酸化反応がなされ、被処理材１８には酸化膜お高機能膜が成膜される。
【００７７】
上記までの記載から分かるように、プラズマ発生装置１００とＣＶＤチャンバー２００とにより、リモートプラズマ型成膜処理装置（リモートプラズマ型ＣＶＤ装置）が構成されている。
【００７８】
次に、本実施の形態に係る発明の効果を説明する。
【００７９】
プラズマ励起ガスの寿命は、非常に短い場合が多い。したがって、プラズマ励起ガスを通常のガス配管に通して被処理体まで送ると、短時間および短い配管長であっても、プラズマ励起ガスが減衰してしまい、高濃度で多量のプラズマ励起ガスを被処理体まで導くことが非常に困難であった。つまり、従来の技術では、生成されたプラズマ励起ガスを効率的に取り出し、ＣＶＤチャンバーに供給する自身が困難である。
【００８０】
そこで、本実施の形態では、平面視外形が円形である電極セルの外周部から原料ガスを取り込み、当該電極セルに交流電圧を印加し、ガス圧力０．０３〜０．３ＭＰａ下での誘電体バリア放電により放電空間６において（さらに好ましくは、電極セルの積層構造を採用して）、高濃度で多量のプラズマ励起ガスを生成している。そして、微細のノズル構成にした複数の噴出孔２１ｘを介して、放電空間６と空洞部２１Ａとの間で圧力差（Ｐａ−Ｐｂ）を発生させ、当該圧力差により、電極セルの中心領域に存在する絶縁筒部２１の空洞部２１Ａ内に、生成したプラズマ励起ガスを噴出させている。
【００８１】
このように、プラズマ励起ガスの放電空間６内の移動距離を、電極セルの中心領域までと最短距離に設定されている。したがって、放電空間６で生成したプラズマ励起ガスは、減衰量が抑制された状態で、当該最短距離にて上記空洞部２１Ａ内に取り出すことでき、かつ、減衰発生の少ない減圧状態の空洞部２１Ａ内で合流される。よって、効率良く当該空洞部２１Ａ内に、プラズマ励起ガスを取り出すことができ、プラズマ発生装置１００にＣＶＤチャンバー２００が取り付けられているＣＶＤ装置３００においては、効率良くＣＶＤチャンバー２００内においてプラズマ励起ガスが供給される。
【００８２】
さらに、プラズマ発生装置１００では、上記圧力差（Ｐａ−Ｐｂ）を利用してプラズマ励起ガスを、放電空間６から空洞部２１Ａに誘導している。したがって、放電空間６から空洞部２１Ａに至るまでの間に、当該プラズマ励起ガス同士の衝突を抑制し、かつ、壁等に当該プラズマ励起ガスが衝突することも抑制できる。よって、プラズマ励起ガスの各種衝突による減衰量を抑制することができ、より効率良く当該空洞部２１Ａ内にプラズマ励起ガスを取り出すことができる。
【００８３】
また、本実施の形態に係る発明では、減圧装置２７により、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａ内の圧力を、数千Ｐａ以下に設定できる。したがって、当該空洞部２１Ａ内に噴出されたプラズマ励起ガスを、当該プラズマ励起ガス同士の衝突を抑制しつつ、ＣＶＤチャンバー２００内に供給できる。よって、プラズマ励起ガス同士の衝突による減衰量を少なくでき、結果として、ＣＶＤチャンバー２００内の被処理材１８に晒さすプラズマ励起ガスを、高濃度および大流量に維持することができる。
【００８４】
また、本実施の形態に係る発明では、高エネルギー密度の放電エネルギーを注入できる誘電体バリア放電を利用して、プラズマ励起ガスを生成している。ここで、放電空間６の圧力は、絶対圧３０ｋＰａ以下の減圧状態での誘電体バリア放電では、ガス密度が低いため、高エネルギー密度の放電プラズマを安定に得ることが難しいことが分かっている。そこで、本実施の形態に係る発明では、絶対圧３０ｋＰａ以下の減圧状態の空洞部２１Ａと放電空間６との間に、絶縁筒部２１の噴出孔２１ｘを介して、圧力差を持たせる構造にしている。したがって、本実施の形態に係る発明では、高エネルギー密度の放電エネルギーを注入できる絶対圧３０ｋＰａ以上での誘電体バリア放電が可能となり、プラズマ発生装置１００をコンパクト（簡易）にして、高濃度かつ多量のプラズマ励起ガスを発生できる。
【００８５】
さらに、本実施の形態に係る発明では、誘電体バリア放電を発生させる電極セルを多段に積層した構成にし、かつ各電極セル内の放電空間６で発生したプラズマ励起ガスを、絶縁筒部２１の噴出孔２１ｘを介して、減圧状態である空洞部２１Ａに噴出させている。そして、減圧状態である空洞部２１Ａで、噴出したプラズマ励起ガスを合流させた後、ＣＶＤチャンバー２００に向けて、当該合流したプラズマ励起ガスを導く構成を、本実施の形態に係る発明は採用している。したがって、減圧状態である空洞部２１Ａにおいて、プラズマ励起ガスを合流させ、プラズマ励起ガス量を高める構成が講じられているため、プラズマ励起ガスの各種衝突による減衰量を抑制して、より高濃度でかつ多量のプラズマ励起ガスをＣＶＤチャンバー２００に供給することができる。
【００８６】
また、本実施の形態では、絶縁筒部２１には、小さな噴出孔２１ｘが穿設されている。したがって、放電空間６で発生した荷電粒子（イオン、電子）を、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａ内に侵入することを抑制できる。
【００８７】
また、本願発明では、リモートプラズマ型成膜処理装置を提供している。つまり、原料ガスからプラズマ励起ガスを生成するプラズマ発生装置１００と、当該生成したプラズマ励起ガスを用いて被処理材１８に対して成膜処理を行うＣＶＤチャンバー２００とは、別個独立の装置である。
【００８８】
このように、プラズマ発生源と処理領域とは完全に分離しているので、プラズマ源において電離して生成したイオンや電子が、当該処理領域に配置された被処理材１８に衝突することを防止できる。これにより、被処理材１８に対するプラズマ（高エネルギーを有した電子やイオン）によるダメージを完全になくすことができる。さらに、ＣＶＤチャンバー２００では、プラズマ発生装置１００側で生成された高濃度でかつ多量のプラズマ励起ガスが供給され、プラズマＣＶＤ処理が実施されるので、被処理材１８に対する成膜時間のさらなる短縮化を図ることもできる。
【００８９】
また、本実施の形態に係るプラズマ発生装置１００は、各放電空間６は、絶縁筒部２１と各放電空間６の出口側端部との間に存在する管路２２を介して、自動圧力制御装置２６に接続されている。
【００９０】
したがって、プラズマ発生装置１００は、各放電空間６の圧力を、容易に一定値に管理。保持することができる。このように、プラズマ発生装置１００は、放電空間６の圧力を所望圧力に管理出来る構成であるため、生成されるプラズマ励起ガスの発生性能が最適になるように、容易に管理・設定・維持することができる。また、プラズマ発生装置１００では、各放電空間６内の圧力を一定にした状態で、より安定な誘電体バリア放電を発生させることができる。よって、各放電空間６において、励起準位が揃ったプラズマ励起ガスが生成される。これにより、ＣＶＤチャンバー２００内の被処理材１８において、より良質な機能膜が成膜される。
【００９１】
また、本実施の形態に係るプラズマ発生装置１００では、低圧電極１内には、温度調整された一定温度の冷媒が流れる流路が形成されている。
【００９２】
したがって、誘電体バリア放電により電極セルで発生した熱を、当該冷媒を介して放熱することができ、低圧電極１自身を一定温度に容易に管理・保持できる。さらに、当該低圧電極１が一定温度に保持されることに起因して、各放電空間６内におけるガス温度も、ほぼ一定温度に容易に管理・保持することが可能となる。たとえば、各放電空間６内のガス温度は、プラズマ励起ガスの発生性能が最適になるように、管理・設定される。また、プラズマ発生装置１００では、各放電空間６内のガス温度を一定にした状態で、誘電体バリア放電を発生させることができる（特に、低温にすると、高濃度のプラズマ励起ガスを発生させることができることが、実験により確認された）。また、ガス温度やガス圧等のプラズマ発生条件を一定にした各放電空間６においては、励起準位（エネルギー準位）が比較的揃ったプラズマ励起ガスが生成される。これにより、ＣＶＤチャンバー２００内の被処理材１８において、より良質な機能膜が成膜される。
【００９３】
また、本実施の形態に係るプラズマ発生装置１００では、原料ガス用ＭＦＣ２４のみならず、希ガスを出力するサブガス用ＭＦＣ２５をも備えている。そして、原料ガス供給部２０から筺体１６内に、原料ガスと希ガスとを混合して供給している。
【００９４】
したがって、原料ガスとして種々の混合ガスを採用したとしても、誘電体バリア放電によるプラズマ励起ガスを効率良く生成できる効果があり、より多岐の機能物質粒子ガスを得ることが容易となる。また、希ガスも放電空間６を介して、空洞部２１Ａに誘導される。したがって、プラズマ励起ガスの移動経路において、プラズマ励起ガス同士の衝突による活性種の減衰が、希ガスによって抑制される。よって、ＣＶＤチャンバー２００内に供給されるプラズマ励起ガスの濃度・ガス流量が高められる。つまり、プラズマ励起ガスを効率的に取り出すことができる。
【００９５】
また、本実施の形態に係るプラズマ発生装置１００では、電極セルは複数であり、各電極セルは、対面方向に積層している。そして、当該電極セルの積層により、当該電極セルの中心領域に、積層方向に延設した上記貫通連孔が構成されている。また、当該貫通連孔内には、当該積層方向に延請した上記絶縁筒部２１が配置されている。
【００９６】
したがって、複数の電極セルからプラズマ励起ガスを生成させることができ、当該生成したプラズマ励起ガスを、絶縁筒部２１内の空洞部２１Ａで合流させることができる。よって、当該空洞部２１Ａにおいて、大流量のプラズマ励起ガスを取り出すことができるので、当該大流量のプラズマ励起ガスを被処理材１８に晒すことが可能となる。なお、電極セルは図１，２の上下方向に積層されているので、プラズマ発生装置１００の占有面積を増大させることなく、プラズマ励起ガスの生成量を大幅に増大させることができる。
【００９７】
なお、絶縁筒部２１の端部側において、シャワープレートを配設しても良い。より具体的には、ＣＶＤチャンバー２００側に接続される、図１に示すガス出力フランジ１４ｃとして、図３の拡大斜視図に示す構成のものを採用しても良い。
【００９８】
図３に示すように、ガス出力フランジ１４ｃは、シャワープレート１４Ｓが設けられている。ここで、当該シャワープレート１４Ｓには、複数の噴出孔１４ｔが穿設されている。
【００９９】
プラズマ発生装置１００で発生したプラズマ励起ガスは、絶縁筒部２１の空洞部２１Ａに噴出され、当該空洞部２１Ａおよびプラズマ発生装置１００側のガス出力フランジ１４ｂを通って、ＣＶＤチャンバー２００側のガス出力フランジ１４ｃに到達する。
【０１００】
一方、当該ガス出力フランジ１４ｃ内には、シャワープレート１４Ｓに隣接して、大容量のバッファ室が設けられている。つまり、図３において、バッファ室の上面がシャワープレート１４Ｓとなる。
【０１０１】
当該ガス出力フランジ１４ｃに到達したプラズマ励起ガスは、当該ガス出力フランジ１４ｃ内において一旦、大容量の当該バッファ室に充満する。そして、当該バッファ室から、シャワープレート１４Ｓに設けられた複数の噴出孔１４ｔを介して、プラズマ励起ガスは、ＣＶＤチャンバー２００内に供給される。
【０１０２】
図３に示す構成のガス出力フランジ１４ｃを採用することにより、シャワープレート１４Ｓの各噴出孔１４ｔからＣＶＤチャンバー２００内へ、均一に、プラズマ励起ガスを供給できる。したがって、ＣＶＤチャンバー２００内に大面積の被処理材１８を載置したとしても、当該大面積の被処理材１８の表面に対して、均一に、プラズマ励起ガスを晒す（噴出する）ことができる。当該均一なプラズマ励起ガスの噴出により、大面積の被処理材１８の表面には、均一で良質な膜が成膜される。
【符号の説明】
【０１０３】
１ 低圧電極
１ａ，３ａ，５ａ 絶縁体
２ａ，２ｂ 誘電体
３ 高圧電極
４ 絶縁板
５ 高圧冷却板
６ 放電空間
８ 締め付け板
９ 連結ブロック
ＰＨ 貫通口
１４ｂ，１４ｃ ガス出力フランジ
１４Ｓ シャワープレート
１４ｔ 噴出孔
１５ 電気供給端子
１６ 筺体
１７ 交流電源
１７ａ インバータ
１７ｂ 高圧トランス
１８ 被処理材
２０ 原料ガス供給部
２１ 絶縁筒部
２１Ａ 空洞部
２１ｘ 噴出孔
２２ 管路
２４ 原料ガス用ＭＦＣ
２５ サブガス用ＭＦＣ
２６ 自動圧力制御装置
２７ 減圧装置
２８ 排気ガス分解処理装置
３０ 排気ガス出力口
１００ プラズマ発生装置
２００ ＣＶＤチャンバー
３００ ＣＶＤ装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極セルと、
前記電極セルに交流電圧を印加する電源部と、
前記電極セルを囲繞する筐体と、
前記筐体に形成され、前記筺体外部から前記筐体内における前記電極セルの外周部へと原料ガスを供給する原料ガス供給部とを、
備えており、
前記電極セルは、
第一の電極と、
放電空間を形成するように、前記第一の電極と対面している第二の電極と、
前記放電空間に面する前記第一の電極の主面および前記放電空間に面する前記第二の電極の主面の少なくとも何れか一方に配置される誘電体と、
平面視において中央部に形成され、前記第一の電極と前記第二の電極とが対面する対面方向に貫通している貫通口とを、
有しており、
円筒形状であり、前記貫通口の内部に配設されており、当該円筒形状の側面部に噴出孔を有する、絶縁筒部と、
前記絶縁筒部の空洞部内の圧力を減圧する、減圧装置とを、
さらに備えている、
ことを特徴とするプラズマ発生装置。
【請求項２】
前記放電空間の圧力を一定に保つ圧力制御装置を、
さらに備えている、
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項３】
前記第二の電極内には、
冷媒が流れる流路が形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項４】
前記原料ガス供給部は、
前記原料ガスを希ガスと共に、供給する、
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項５】
前記電極セルは、
複数であり、
各前記電極セルは、
前記対面方向に積層している、
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項６】
前記絶縁筒部の端部側に配設されるシャワープレートを、
さらに備えている、
ことを特徴とする請求項５に記載のプラズマ発生装置。
【請求項７】
プラズマ発生装置と、
前記プラズマ発生装置に接続されるＣＶＤチャンバーとを、
備えており、
前記プラズマ発生装置は、
電極セルと、
前記電極セルに交流電圧を印加する電源部と、
前記電極セルを囲繞する筐体と、
前記筐体に形成され、前記筺体外部から前記筐体内における前記電極セルの外周部へと原料ガスを供給する原料ガス供給部とを、
備えており、
前記電極セルは、
第一の電極と、
放電空間を形成するように、前記第一の電極と対面している第二の電極と、
前記放電空間に面する前記第一の電極の主面および前記放電空間に面する前記第二の電極の主面の少なくとも何れか一方に配置される誘電体と、
平面視において中央部に形成され、前記第一の電極と前記第二の電極とが対面する対面方向に貫通している貫通口とを、
有しており、
円筒形状であり、前記貫通口の内部に配設されており、当該円筒形状の側面部に噴出孔を有する、絶縁筒部と、
前記絶縁筒部の空洞部内の圧力を減圧する、減圧装置とを、
さらに備えており、
前記ＣＶＤチャンバーは、
前記絶縁筒部の端部側に接続されている、
ことを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項１】
電極セルと、
前記電極セルに交流電圧を印加する電源部と、
前記電極セルを囲繞する筐体と、
前記筐体に形成され、前記筺体外部から前記筐体内における前記電極セルの外周部へと原料ガスを供給する原料ガス供給部とを、
備えており、
前記電極セルは、
第一の電極と、
放電空間を形成するように、前記第一の電極と対面している第二の電極と、
前記放電空間に面する前記第一の電極の主面および前記放電空間に面する前記第二の電極の主面の少なくとも何れか一方に配置される誘電体と、
平面視において中央部に形成され、前記第一の電極と前記第二の電極とが対面する対面方向に貫通している貫通口とを、
有しており、
円筒形状であり、前記貫通口の内部に配設されており、当該円筒形状の側面部に噴出孔を有する、絶縁筒部と、
前記絶縁筒部の空洞部内の圧力を減圧する、減圧装置とを、
さらに備えている、
ことを特徴とするプラズマ発生装置。
【請求項２】
前記放電空間の圧力を一定に保つ圧力制御装置を、
さらに備えている、
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項３】
前記第二の電極内には、
冷媒が流れる流路が形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項４】
前記原料ガス供給部は、
前記原料ガスを希ガスと共に、供給する、
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項５】
前記電極セルは、
複数であり、
各前記電極セルは、
前記対面方向に積層している、
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項６】
前記絶縁筒部の端部側に配設されるシャワープレートを、
さらに備えている、
ことを特徴とする請求項５に記載のプラズマ発生装置。
【請求項７】
プラズマ発生装置と、
前記プラズマ発生装置に接続されるＣＶＤチャンバーとを、
備えており、
前記プラズマ発生装置は、
電極セルと、
前記電極セルに交流電圧を印加する電源部と、
前記電極セルを囲繞する筐体と、
前記筐体に形成され、前記筺体外部から前記筐体内における前記電極セルの外周部へと原料ガスを供給する原料ガス供給部とを、
備えており、
前記電極セルは、
第一の電極と、
放電空間を形成するように、前記第一の電極と対面している第二の電極と、
前記放電空間に面する前記第一の電極の主面および前記放電空間に面する前記第二の電極の主面の少なくとも何れか一方に配置される誘電体と、
平面視において中央部に形成され、前記第一の電極と前記第二の電極とが対面する対面方向に貫通している貫通口とを、
有しており、
円筒形状であり、前記貫通口の内部に配設されており、当該円筒形状の側面部に噴出孔を有する、絶縁筒部と、
前記絶縁筒部の空洞部内の圧力を減圧する、減圧装置とを、
さらに備えており、
前記ＣＶＤチャンバーは、
前記絶縁筒部の端部側に接続されている、
ことを特徴とするＣＶＤ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−４４７４（Ｐ２０１３−４４７４Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３７６６１（Ｐ２０１１−１３７６６１）
【出願日】平成２３年６月２１日（２０１１．６．２１）
【出願人】（５０１１３７６３６）東芝三菱電機産業システム株式会社 (904)
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２１日（２０１１．６．２１）
【出願人】（５０１１３７６３６）東芝三菱電機産業システム株式会社 (904)
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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