活性气体生成装置及成膜处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于提供能够生成高密度的活性气体的活性气体生成装置。并且，在本发明专利技术的活性气体生成装置中，金属电极(201H及201L)形成在电介体电极(211)的下表面上，在俯视时夹着电介体电极(211)的中央区域(R50)互相对置而配置。金属电极(201H及201L)将Y方向作为互相对置的方向。在电介体电极(211)的上表面的中央区域(R50)向上方突出而设置有楔形台阶形状部(51)。楔形台阶形状部(51)形成为随着俯视时靠近多个气体喷出孔(55)中的每个气体喷出孔，Y方向的形成宽度变短。

Active gas generating unit and film forming device

The aim of the invention is to provide an active gas generating device capable of generating high density active gases. Moreover, in the active gas generation device of the invention, the metal electrodes (201H and 201L) are formed on the lower surface of the dielectric electrode (211), and the central region (R50) sandwiched by the dielectric electrode (211) is disposed to each other at the time of overlooking. Metal electrodes (201H and 201L) take the Y direction as the opposite direction. The central section (R50) of the upper surface of the dielectric electrode (211) is protruded to the top, and a wedge step shape part (51) is set. The wedge step shape part (51) is formed as each gas ejection hole near a plurality of gas ejection holes (55) tends to shorten along the Y direction.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】活性气体生成装置及成膜处理装置
本专利技术涉及，将高压电介体电极和接地电介体电极平行地设置，对两电极间施加高电压，用使放电发生的能量获得活性气体的活性气体生成装置。
技术介绍
在以往的活性气体生成装置中，也有在陶瓷等的电介体电极上成膜处理出Au膜等的金属电极而作为电极构成部的装置。在这种装置中，在电极构成部，电介体电极是主要的，在电介体电极上形成的金属电极为从属性的电极。作为以往的活性气体生成装置之一，有如下构成，即，使用圆板状的电极构成部，从外周部向内部侵入的原料气体通过放电空间(放电电场)后从在电极中央部仅设置有一个的气体喷出孔向外喷出的构成。包括上述的构成的装置在内的以往的活性气体生成装置，例如被专利文献1、专利文献2，专利文献3及专利文献4公开。专利文献1中公开的活性气体生成装置为圆筒状的电极，在筒的内外形成电极并在其间发生放电，在其间投入原料气体而生成活性气体(含自由基气体)。活性气体通过在圆筒前端设置的喷出口在流路上被节流并成为等离子流后喷出，并对在其正下方设置的被处理物进行处理。在专利文献2所公开的活性气体生成装置中，平板状地设置1对对置电极，将其设置为竖式，从而从上方朝向下方对电极内供给气体，对在正下方设置的被处理物进行处理。由于是平板电极构造，因此大型化比较的容易，能够进行针对大面积的均匀成膜处理。将1对对置平板电极设置为竖式的同样的处理装置，不仅成膜处理用途也包括表面处理用途在内时，此外还有专利文献5等存在很多。此外也有使用不是将1对而是将多对对置电极层叠地配置的装置构造的装置(专利文献6)。在专利文献3公开的活性气体生成装置中，为如下构造，即，设置一对对置的圆盘状的电极，在其中接地侧的电极上喷淋板状地形成很多细孔，放电部与处理室直通的构造。通过使电极巨大化，或者将电极本身设置多个，并设置无数细孔，从而能够实现均匀的大面积氮化。放电空间(放电电场)本身处在大气压附近下，另一方面，经由细孔，处理室被置于进一步减压的状态。其结果是，在放电电场中生成的活性气体在刚刚生成后经由细孔被运送到减压下，从而该衰减被极小化，因此能够以更高密度状态到达被处理物。在专利文献4中公开的活性气体生成装置中，以如下构造为特征，即，设置平板长方形状的1对对置电极，3方用间隔件将间隙封堵并朝向开口的1个方向喷出气体的构造。在开口部的尖端设置气体喷出孔而将活性气体(自由基)喷涂到被处理物。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第3057065号公报专利文献2：日本特开2003-129246号公报专利文献3：日本专利第5328685号公报专利文献4：日本专利第5158084号公报专利文献5：日本特开平11－335868号公报专利文献6：日本专利第2537304号公报
技术实现思路
专利技术要解決的课题在专利文献1所公开的活性气体的生成方法中，喷出口的开口部为直径数毫米的尺寸，因此处理面积非常受限制。作为专利文献1所公开的活性气体生成装置，还公开了将电极横方向设置并沿着电极设置多个喷出口的方式，如果是该方法，则能够将处理面积取得较大，但圆筒体及电极的形状·构造会变得复杂。在考虑不允许大气混入等的半导体成膜处理用途时，需要使各个构成部件连接部具有足够的密封特性。此外，放电空间(放电电场)附近为高温，因此即使进行冷却，但为了具有裕度，也需要一定程度上使高温部位与密封件分离，结果可预想到会成为相当大的装置尺寸。此外，专利文献2、专利文献5及专利文献6公开的活性气体生成方法，都是基本上放电空间(放电电场)和被处理物都在大气压附近的压力下被处理。活性气体，由于能态高，因此易于与其他反应，或者由于光放出等而容易地失活。压力越高则冲突频度越增大，所以就放电电场而言根据其放电方式的场合，即使某程度以上的压力状态不能避免，也希望所生成的活性气体快速地转移到进一步减压下。根据这样的观点，可以想象以专利文献2等所公开的方式到达被处理物时自由基密度已经大大衰减。另一方面，在专利文献3所公开的活性气体生成方法中，细孔也兼作节流装置，因此需要使全部细孔截面积与维持规定的压力差所必要的截面积一致，细孔数无法增加到与本来的半导体成膜处理用喷淋板相同程度。细孔数较少时，与电极上的配置对应的气体流量差变大，每个细孔的流量差与活性气体的通量直接相关，因此若未正确地把握流量差并设定与流量差对应的成膜处理条件，则膜厚会产生不均。此外，气体从圆盘状的外周部向电极内进入，并从形成于放电电场的细孔向外放出，因此进入放电电场后从很近处的细孔放出的气体中的自由基密度、与另一方面配置在最内侧而花费足够时间在放电电场通过后才放出的气体中的自由基密度，自然而然地产生差异，根据与之前的气体流量的差分的相乗效应谋求成膜状况的均匀化会变得非常困难。此外，在专利文献4所公开的活性气体生成装置中，为了使放电电场为大气压附近，并使设置非处理物的处理室为减压下这样设置压力区分，需要使气体喷出孔作为节流装置发挥功能。由于形成有构成放电电场的电极与构成节流装置的气体喷出孔的部件是分开的，因此需要两者的定位机构，此外为了避免在气体喷出孔以外产生间隙还需要设置密封机构，研究以上那样的构成后可以预想会变得非常复杂。这样，专利文献1、专利文献2及专利文献4等所公开的、以往的活性气体生成装置，在气体喷出孔为1个情况下、气体喷出孔为线状的情况下等，能够进行成膜处理的区域比较受限。尤其是，对φ(直径)300mm晶片进行均匀地处理是完全不可能的。另一方面，也有如专利文献3所公开的活性气体生成装置那样、将气体扩散所用的喷淋板安装在气体喷出孔以下的手段，但由于原本活性气体的活性度非常高，因此在喷淋板中气体一边与板壁面冲突一边前进，从而自由基中的很多会失活，因此存在不耐用的重大的问题点。在本专利技术中，目的在于，解决如上所述的问题点，提供能够生成高密度的活性气体的活性气体生成装置。用于解决课题的手段本专利技术所涉及的第1形态的活性气体生成装置，具有第1电极构成部、设置在所述第1电极构成部的下方的第2电极构成部以及对所述第1电极构成部及所述第2电极构成部施加交流电压的交流电源部，通过基于所述交流电源部的所述交流电压的施加，在所述第1电极构成部及所述第2电极构成部间形成放电空间，并生成使供给到所述放电空间中的原料气体活性化而获得的活性气体，所述活性气体生成装置的特征在于，所述第1电极构成部具有第1电介体电极和在所述第1电介体电极的上表面上选择地形成的第1金属电极，所述第2电极构成部具有第2电介体电极和在所述第2电介体电极的下表面上选择地形成的第2金属电极，由于所述交流电压的施加，在所述第1电介体电极及所述第2电介体电极对置的电介体空间内，所述第1金属电极及所述第2金属电极在俯视时重复的区域被规定为所述放电空间，所述第2金属电极具有在俯视时夹着所述第2电介体电极的中央区域互相对置而形成的一对第2部分金属电极，所述一对第2部分金属电极将第1方向作为电极形成方向，将与所述第1方向交叉的第2方向作为互相对置的方向，所述第1金属电极具有一对第1部分金属电极，该一对第1部分金属电极具有在俯视时与所述一对第2部分金属电极重复的区域，所述第2电介体电极具备：气体喷出孔，形成于所述中央区域，用于将所述活性气体向外部喷出；以及在所述中央区域本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种活性气体生成装置，具有：第1电极构成部(1A)；第2电极构成部(2A，2B)，设置在所述第1电极构成部的下方；以及交流电源部(5)，对所述第1电极构成部及所述第2电极构成部施加交流电压，通过基于所述交流电源部的所述交流电压的施加，在所述第1电极构成部及所述第2电极构成部间形成放电空间，并生成使供给到所述放电空间中的原料气体活性化而获得的活性气体，所述活性气体生成装置的特征在于，所述第1电极构成部具有第1电介体电极(111，112)和在所述第1电介体电极的上表面上选择地形成的第1金属电极(101H，101L)，所述第2电极构成部具有第2电介体电极(211，212)和在所述第2电介体电极的下表面上选择地形成的第2金属电极(201H，201L)，由于所述交流电压的施加，在所述第1电介体电极及所述第2电介体电极对置的电介体空间内，所述第1金属电极及所述第2金属电极在俯视时重复的区域被规定为所述放电空间，所述第2金属电极，具有在俯视时夹着所述第2电介体电极的中央区域(R50)互相对置而形成的一对第2部分金属电极(201H，201L)，所述一对第2部分金属电极将第1方向作为电极形成方向，将与所述第1方向交叉的第2方向作为互相对置的方向，所述第1金属电极具有一对第1部分金属电极(110H，110L)，该一对第1部分金属电极(110H，110L)具有俯视时与所述一对第2部分金属电极重复的区域，所述第2电介体电极具备：气体喷出孔(55)，形成于所述中央区域，用于将所述活性气体向外部喷出；以及中央区域台阶部(51)，在所述中央区域向上方突出而形成，所述中央区域台阶部形成为，在俯视时不与所述气体喷出孔重复，随着在俯视时靠近所述气体喷出孔，所述第2方向的形成宽度变短。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种活性气体生成装置，具有：第1电极构成部(1A)；第2电极构成部(2A，2B)，设置在所述第1电极构成部的下方；以及交流电源部(5)，对所述第1电极构成部及所述第2电极构成部施加交流电压，通过基于所述交流电源部的所述交流电压的施加，在所述第1电极构成部及所述第2电极构成部间形成放电空间，并生成使供给到所述放电空间中的原料气体活性化而获得的活性气体，所述活性气体生成装置的特征在于，所述第1电极构成部具有第1电介体电极(111，112)和在所述第1电介体电极的上表面上选择地形成的第1金属电极(101H，101L)，所述第2电极构成部具有第2电介体电极(211，212)和在所述第2电介体电极的下表面上选择地形成的第2金属电极(201H，201L)，由于所述交流电压的施加，在所述第1电介体电极及所述第2电介体电极对置的电介体空间内，所述第1金属电极及所述第2金属电极在俯视时重复的区域被规定为所述放电空间，所述第2金属电极，具有在俯视时夹着所述第2电介体电极的中央区域(R50)互相对置而形成的一对第2部分金属电极(201H，201L)，所述一对第2部分金属电极将第1方向作为电极形成方向，将与所述第1方向交叉的第2方向作为互相对置的方向，所述第1金属电极具有一对第1部分金属电极(110H，110L)，该一对第1部分金属电极(110H，110L)具有俯视时与所述一对第2部分金属电极重复的区域，所述第2电介体电极具备：气体喷出孔(55)，形成于所述中央区域，用于将所述活性气体向外部喷出；以及中央区域台阶部(51)，在所述中央区域向上方突出而形成，所述中央区域台阶部形成为，在俯视时不与所述气体喷出孔重复，随着在俯视时靠近所述气体喷出孔，所述第2方向的形成宽度变短。2.根据权利要求1所述的活性气体生成装置，其中，所述气体喷出孔包含在所述中央区域沿着所述第1方向形成的多个气体喷出孔，所述中央区域台阶部形成为，在俯视时随着靠近所述多个气体喷出孔中的每个气体喷出孔，所述第2方向的形成宽度变短。3.根据权利要求2所述的活性气体生成装置，其中，通过所述中央区域台阶部的形成高度，规定所述放电空间中的间隙长。4.根据权利要求3所述的活性气体生成装置，其中，所述第2电介体电极，在所述第1方向的两端侧还具有向上方突出而形成的一对端部区域台阶部(52A，52B)，所述一对端部区域台阶部俯视时在所述第2方向上延伸并遍及所述第2电介体电极的所述第2方向的全长而形成，通过所述中央区域台阶部的形成高度以及所述一对端部区域台阶部的形成高度，规定所述放电空间中的间隙长。5.根据权利要求2至4中任一项所述的活性气体生成装置，其中，将从所述放电空间到所述多个气体喷出孔的在所述第2方向上的距离即非放电距离设定为10mm以上。6.根据权利要求5所述的活性气体生成装置，其中，所述第1金属电极及所述第2金属电极的平面形状被设定为，在所述放电空间与所述中央区域台阶部之间，俯视时两者的最短距离为规定基准距离以上。7.根据权利要求2至4中任一项所述的活性气体生成装置，其中，所述第1金属电极和所述第2金属电极的平面形状的一部分形成为不同。8.根据权利要求1至7中任一项所述的活性气体生成装置，其中，将石英、氧化铝、氮化硅或者氮化铝作为构成材料，形成所述第1电极构成部及所述第2电极构成部中的、与活性气体接触的区域即气体接触区域。9.根据权利要求1至8中任一项所述的活性气体生成...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边谦资，西村真一，田畑要一郎，
申请(专利权)人：东芝三菱电机产业系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP