等离子体产生装置及cvd装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种能够高效且多量地输出在被处理件上成膜功能绝缘膜中所使用的金属功能物质粒子气体的等离子体产生装置。本发明所涉及的等离子体产生装置100具备：电极单元；围绕电极单元的框体(16)。电极单元具有：第一电极(3)；放电空间(6)；第二电极(1)；电介质(2a、2b)；在俯视观察下形成于中央部的贯通口(PH)。并且，圆筒形状的绝缘筒部(21)配设在贯通口(PH)的内部，在该圆筒形状的侧面部具有喷出孔(21x)。此外，等离子体产生装置(100)具备与绝缘筒部(21)的空穴部(21A)连接且用于供给金属前体的前体供给部(201)。
【专利说明】等离子体产生装置及CVD装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及能够由原料气体高浓度且多量地生成具有高能的等离子体激励气体(活泼性气体、自由基气体)的等离子体产生装置、及能够将由上述等离子体产生装置生成的等离子体激励气体有效且多量地向CVD装置供给的等离子体产生装置构造。详细而言，涉及能够通过在该等离子体产生装置内产生的等离子体激励气体和向该等离子体产生装置供给的金属原子的前体的作用而改性为金属功能物质粒子并将该改性后的金属功能粒子向CVD装置高效地引导的等离子体产生装置及CVD装置。
【背景技术】
[0002]在半导体装置的制造中，在高功能膜(在半导体芯片内相当于电路配线的低阻抗的高导电膜、在半导体芯片内具有电路的配线线圈功能、磁铁功能的高磁性膜、在半导体芯片内具有电路的电容器功能的高电介质膜、及在半导体芯片内具有电泄漏电流少的高绝缘功能的经过氧化或氮化处理的高绝缘膜等)的成膜方法中采用热CVD (化学气相沉淀:Chemical Vapor D印osition)装置、光CVD装置或等离子体CVD装置，尤其是大多使用等离子体CVD装置。例如与热?光CVD装置相比，等离子体CVD装置具有可使成膜温度变低、成膜速度变大且实现短时间的成膜处理等优点。
[0003]例如，在将氮化膜(SiON、HfSiON等)、氧化膜(Si02、Hf02)等的栅极绝缘膜向半导体基板成膜的情况下，通常采用使用了等离子体CVD装置的以下技术。
[0004]也就是说，NH3 (氨)或N2、02、O3(臭氧)等气体和硅、铪物质的前体气体向CVD处理装置等的成膜处理腔室直接供给。由此，由热量或催化剂等引发的化学反应得以促进，前体气体发生离解，离解出的来自前体的金属粒子在添加的NH3(氨)或N2、02、03 (臭氧)等气体的作用下形成氧化物或氮化物，并沉积在作为被处理体的半导体晶片上，在该沉积后进行热处理而使结晶成长。借助以上的工序来成膜出高功能膜。因此，在CVD处理装置中，在处理腔室内直接地产生高频等离子体`、微波等离子体，在晶片基板暴露于自由基气体、具有高能的等离子体离子或电子的状态下，在该晶片基板上成膜出氮化膜、氧化膜等高功能膜。
[0005]需要说明的是，作为公开了等离子体CVD装置的结构的在先文献，存在有例如专利文献I。
[0006]但是，在等离子体CVD装置内的成膜处理中，如上所述，晶片基板直接暴露在等离子体中。因而，该晶片基板总是发生因等离子体(离子、电子)引发的使半导体功能的性能降低等受到大幅损坏这样的问题。
[0007]另一方面，在采用了热?光CVD装置的成膜处理中，晶片基板不会受到等离子体(离子、电子)引发的损坏，可成膜出高品质的氮化膜、氧化膜等高功能膜。但是，在该成膜处理中，难以获得高浓度且多量的氮自由基气体源、氧自由基源，其结果是，存在成膜时间需要非常长这样的问题。
[0008]在最近的热.光CVD装置中，作为原料气体采用借助热量、光的照射容易离解的、NH3气体或O3气体的高浓度的物质，且在CVD腔室内设有加热催化剂体。由此，在该热.光CVD装置中，借助催化剂作用促进腔室内的气体的离解，还可实现氮化膜、氧化膜等的高功能膜的成膜时间的缩短化。但是，在该方法中，难以实现大幅的成膜时间的改善。
[0009]对此，作为能够减少由等离子体引发的对晶片基板的损坏且可实现成膜时间的缩短化的装置，存在有远程等离子体型成膜处理装置(例如，参考专利文献2)。
[0010]在该专利文献2所涉及的技术中，等离子体生成区域和被处理件处理区域通过隔壁(等离子体闭合电极)分离。具体而言，在专利文献2所涉及的技术中，在高频施加电极与设有晶片基板的对置电极之间设有该等离子体闭合电极，由此仅使中性活泼性种类气体向晶片基板上供给。
[0011]在先技术文献
[0012]专利文献
[0013]专利文献1:日本特开2007-266489号公报
[0014]专利文献2:日本特开2001-135628号公报
发明概要
[0015]发明所要解决的课题
[0016]但是，在关于半导体用的晶片的成膜的专利文献2所涉及的技术中，对被处理件(晶片基板)的等离子体损坏的抑制并不完全，另外装置结构变得复杂。
[0017]另外，在现有的CVD装置中，在高功能绝缘膜的成膜之际向进行成膜处理的CVD腔室内直接供给金属前体气体。但是，当向CVD腔室直接供给金属前体气体时，CVD腔室自身的构造、操作条件等的控制操作变得复杂化，并不优选。
[0018]另外，在采用远程等离子体型成膜处理装置的情况下，在高功能绝缘膜的成膜之际，优选能够高效且多量地输出氮化、氧化等的金属功能物质粒子气体。
[0019]
【发明内容】
[0020]对此，本发明的目的在于，提供一种防止CVD腔室自身的构造的复杂化且同时产生激励等离子体气体的等离子体产生装置。另外，另一目的在于，提供能够利用该激励等离子体气体、高效且多量地输出在被处理件上成膜高功能膜中所使用的金属功能物质粒子气体的等离子体产生装置。此外，本发明又一目的在于，提供能够利用该等离子体产生装置、防止对被处理件的等离子体损坏且同时实现优质的高功能膜的成膜的CVD装置。
[0021]解决方案
[0022]为了实现上述的目的，本发明所涉及的等离子体产生装置具备:电极单元；电源部，其对所述电极单元施加交流电压；框体，其围绕所述电极单元；原料气体供给部，其从所述框体外部向所述框体内供给原料气体，所述电极单元具有:第一电极；第二电极，其以形成放电空间的方式与所述第一电极面对面；电介质，其配置在面向所述放电空间的所述第一电极的主面及面向所述放电空间的所述第二电极的主面的至少任一方；贯通口，其在俯视观察下形成于中央部，且沿着所述第一电极与所述第二电极面对面的面对面方向贯通，所述等离子体产生装置还具备:绝缘筒部，其呈圆筒形状，配设在所述贯通口的内部，且在该圆筒形状的侧面部具有喷出孔；前体供给部，其与所述绝缘筒部的空穴部连接，且用于供给所述金属前体。
[0023]另外，本发明所涉及的CVD装置具备:等离子体产生装置；CVD腔室，其与所述等离子体装置连接，所述等离子体产生装置具备:电极单元；电源部，其对所述电极单元施加交流电压；框体，其围绕所述电极单元；原料气体供给部，其从所述框体外部向所述框体内供给原料气体，所述电极单元具有:第一电极；第二电极，其以形成放电空间的方式与所述第一电极面对面；电介质，其配置在面向所述放电空间的所述第一电极的主面及面向所述放电空间的所述第二电极的主面的至少任一方；贯通口，其在俯视观察下形成于中央部，且沿着所述第一电极与所述第二电极面对面的面对面方向贯通，所述等离子体产生装置还具备:绝缘筒部，其呈圆筒形状，配设在所述贯通口的内部，且在该圆筒形状的侧面部具有喷出孔；前体供给部，其与所述绝缘筒部的空穴部连接，且用于供给所述金属前体，所述CVD腔室与所述绝缘筒部的端部侧连接。
[0024]发明效果
[0025]本发明所涉及的等离子体产生装置具备:电极单元；对所述电极单元施加交流电压的电源部；围绕所述电极单元的框体；从所述框体外部向所述框体内供给原料气体的原料气体供给部，所述电极单元具有:第一电极；以形成放电空间的方式与所述第一电极面对面的第二电极；配置在面向所述放电空间的所述第一电极的主面及面向所述放电空间的所述第二电极的主面的至少任一方的电介质；在俯视观察下形成于中央部，且沿着所述第一电极与所述第二电极面对面的面对面方向贯通的贯通口，等离子体产生装置还具备:呈圆筒形状，配置在所述贯通口的内部，且在该圆筒形状的侧面部具有喷出孔的绝缘筒部；与所述绝缘筒部的空穴部连接的、供给金属前体的前体供给部。
[0026]因而，通过等离子体激励气体与金属前体气体接触，由此在空穴部中由金属前体气体离解出金属原子。此外，在该空穴部中，该离解出的金属原子与等离子体激励气体发生化学反应。由此，在空穴部中，能够高效且多量地生成氮化、氧化等的金属功能物质粒子气体。
[0027]此外，不是CVD腔室而是在作为等离子体激励气体的生成侧的等离子体产生装置侧以向真空状态的空间喷出的方式输出等离子体激励气体。并且为使等离子体激励气体与供给来的金属前体气体交叉地接触的结构。
[0028]因而，更高浓度且多量地产生的等离子体激励气体能够与金属前体气体接触反应。因而，能够更加高效且更为多量地生成因反应而改性了的金属功能物质粒子气体。
[0029]需要说明的是，不向CVD腔室直接供给金属前体气体，而在等离子体产生装置内生成改性了的金属功能物质粒子气体，并向成膜CVD装置输出。
[0030]因而，在CVD腔室侧无需金属功能物质粒子气体的基于等离子体的改性的功能，还能够防止构造、控制性的复杂化，来获得更为优质的成膜。
[0031]本发明的目的、特征、局面及优点根据以下的详细的说明和附图而可更为清楚。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1是表示实施方式I所涉及的CVD装置300的整体结构的剖视图。
[0033]图2是表示电极单元的结构的放大剖视图。
[0034]图3是表示气体输出凸缘14c的结构的放大立体图。
[0035]图4是表示实施方式2所涉及的CVD装置300的整体结构的剖视图。
[0036]图5是表示实施方式2所涉及的绝缘筒部21内的内部结构的放大剖视图。[0037]图6是表示实施方式3所涉及的绝缘筒部21内的内部结构的放大剖视图。【具体实施方式】
[0038]以下，基于表示该实施方式的附图对本发明进行具体的说明。
[0039]<实施方式1>
[0040]在本实施方式中，对将本发明所涉及的等离子体装置适用于CVD装置的结构进行说明。
[0041]图1是表示本实施方式所涉及的CVD装置300的结构的剖视图。另外，由图1的单点划线围成的区域的放大剖视图示于图2 (图2中公开了电极单元的详细的剖面结构)。
[0042]如图1所示，CVD装置300具备等离子体产生装置100、CVD腔室200及废气分解处理装置28。
[0043]首先，对本发明所涉及的等离子体产生装置100的结构进行说明。
[0044]如图1所示，在等离子体产生装置100中，多个电极单元沿着图中的上下方向层叠。图2的放大剖视图中示出了两个电极单元。采用图2来说明层叠构造的电极单元的结构。
[0045]从图1、2的上下方向眺望时的各电极单元的平面形状呈圆环形状。也就是说，该电极单元的俯视观察外形呈大致圆盘状，在该电极单元的中心部贯穿设置有沿着该上下方向(电极单元的层叠方向)贯通的贯通口 PH。
[0046]各电极单元由低压电极1、电介质2a、2b、高压电极3、绝缘板4及高压冷却板5构成。并且，沿着图1、2的上下方向(高压电极3与低压电极I面对面的方向)层叠有多个电极单元。
[0047]在此，如上所述，各电极单元的俯视观察形状呈具有贯通口 PH的圆形。因而，各构件l、2a、2b、3、4、5为俯视观察外形呈圆形的板状，且在各构件l、2a、2b、3、4、5的中央部分别设有上述贯通口 PH。
[0048]如图2所示，对低压电极I及高压电极3施加由交流电源17产生的交流电压。在此，低压电极I与后述的连结块9、高压冷却板5及框体16—同成为固定电位(接地电位)。
[0049]在低压电极I的主面上配置有电介质2a。也就是说，电介质2a的一方的主面与低压电极I的主面上相接。需要说明的是，在电介质2a的该一方的主面涂布、印刷、蒸镀等有导电体。另外，与电介质2a隔开放电空间6且与该电介质2a面对面地配置有电介质2b。也就是说，电介质2a的另一方的主面隔开放电空间6地与电介质2b的一方的主面面对面。在此，在电介质2a与电介质2b之间存在有未图示的多个间隔件，通过该间隔件来保持、固定放电空间6的空隙。需要说明的是，放电空间6的图2的上下方向上的尺寸为例如0.05mm?几mm左右。
[0050]另外，在电介质2b的另一方的主面上配置有高压电极3。也就是说，高压电极4的一方的主面与电介质2b的另一方的主面上相接。需要说明的是，在电介质2b的该另一方的主面涂布、印刷、蒸镀等有导电体。另外，绝缘板4的一方的主面与高压电极3的另一方的主面上相接。此外，高压冷却板5与该绝缘板4的另一方的主面相接。不过，在本说明书中，示出了设有绝缘板4、高压冷却板5的层叠结构的一个实施例，但以省略了绝缘板4、高压冷却板5的结构层叠的结构显然也能够容易预想到。[0051]在此，涂布等有导电体的电介质2a、未图示的间隔件及涂布等有导电体的电介质2b也可以采用一体构成的结构。
[0052]需要说明的是，如图2所示，在各电极单元中，低压电极I与高压电极3隔着各电介质2a、2b和放电空间6而面对面。也就是说，在面向放电空间6的低压电极I的主面及面向放电空间6的高压电极3的主面上分别配置有各电介质2a、2b。作为相对于放电空间6的两表面的放电而耐溅射性且非导电性高的物质而言，电介质物质有效，故在本实施方式中采用设有该两电介质2a、2b的结构。在此，也可以与图2的结构不同地，仅省略电介质2a及电介质2b中的任一方。
[0053]具有各结构l、2a、2b、3、4、5的电极单元如上所述，沿着该各结构的层叠方向贯穿设置有贯通口 PH。在此，各电极单元所具有的贯通口 PH沿着电极单元的层叠方向连结，而形成出一个连续的贯通孔。在本申请说明书中，将该一个连续的贯通孔称之为“贯通连孔”。如上述内容可知，贯通连孔沿着所述层叠方向延伸设置。
[0054]另外，如图2所示，在本实施方式中，在上下邻接的电极单元中，一个低压电极I成为通用的结构要素(将该一个低压电极I设为通用的结构要素的两个电极单元称为电极单元对)。这是由于在电极单元中采用通用使用低压电极I的结构，能够削减部件个数。在不以该部件个数的削减作为目的的情况下，也可以采用不通用使用低压电极I的结构。
[0055]在图2的结构中，公开了一个电极单元对的构造，该电极单元对沿着图2的上下方向层叠多个。需要说明的是，在各低压电极I与各高压冷却板5之间介设有各连结块9。也就是说，在各电极单元的侧方存在有各连结块9。由于该连结块9的存在，在各电极单元中，能够将从低压电极I到高压冷却板5为止的尺寸保持为恒定。在此，连结块9并不是配设在电极单元的全部的侧方，而是如图2所示那样，仅配设在电极单元的一部分的侧方(图2的剖视图的左侧)。
[0056]另外，在等离子体产生装置100中，如图2所示，在上述贯通连孔的内部中配设有绝缘筒部21。该绝缘筒部21呈具有沿着上述图2的上下方向贯通的空穴部21A的圆筒形状。也就是说，以使绝缘筒部21的圆筒轴向与电极单元的层叠方向平行的方式将绝缘筒部21配置在贯通连孔内(更具体而言，贯通连孔的轴向与绝缘筒部21的圆筒轴向一致)。
[0057]另外，在绝缘筒部21的侧面部设有多个细微的喷出孔(喷嘴孔)21x。在此，在图2的结构例中，各喷出孔21x以面向放电空间6的方式设于绝缘筒部21。另外，各喷出孔21x的开口直径比例如放电空间6的层叠方向上的尺寸小。在此，绝缘筒部21为石英或者矾土等制。
[0058]在上述内容中，提及到了通过一根设有多个细微的喷出孔21x的绝缘筒来构成绝缘筒部21的方式。但是，也可以采用沿着贯通口 PH层叠设有多个细微的喷出孔21x的环状的绝缘筒来构成绝缘筒部21的方式。
[0059]需要说明的是，在放电空间6与空穴部21A之间设定所期望的压力差这样的观点中，喷出孔21x所优选的是孔径为0.05mm?0.3mm、孔长为(可理解为绝缘筒部21的厚度)0.3mm?3mm左右。
[0060]另外，如图2所示，所述贯通连孔的孔内部周侧面部与绝缘筒部21的外侧的周侧面部分离规定的间隔。也就是说，如图2所示，在电极单元的贯通口 PH(或者贯通连孔)的侧面部与绝缘筒部21的侧面部之间设有管路22。从图2的上下方向眺望该管路22时具有环状的形状。也就是说，俯视观察下的电极单元的贯通口 PH(或者贯通连孔)的侧面部成为外周，俯视观察下的绝缘筒部21的侧面部成为内周，该外周与该内周之间成为俯视观察下的环状的管路22。
[0061]在此，该管路22在所述外周侧处与各放电空间6连接。并且，该管路22的端部侧通过框体16的上表面的内部而与存在于该框体16的外部的后述的自动压力控制装置(Auto Pressure Controler: APC) 26 连接(参考图1)。
[0062]另外，高压冷却板5、高压电极3及低压电极I为导电体。并且，在高压冷却板5的与绝缘筒部21面对面的部分形成有绝缘体5a。另外，在高压电极3的与绝缘筒部21面对面的部分形成有绝缘体3a。另外，在低压电极I的与绝缘筒部21面对面的部分形成有绝缘体la。
[0063]也就是说，在各电极单元中，与绝缘筒部21面对面的部分包含构件4、2a、2b在内而全部成为绝缘性材料。如此，形成于各电极单元的贯通连孔内的管路22的内表面全部具有绝缘性。由此，可防止该管路22内的除放电空间6以外的放电(异常放电)等。
[0064]另外，在沿着图1、2的上下方向层叠的各连结块9内形成有供制冷剂通过的流路(未图示)，另外，在各高压冷却板5内部及低压电极I内部也形成有流路(未图示)。从外部供给的制冷剂流过连结块9内的流路而在各高压冷却板5内部的流路及各低压电极I内部的流路中循环，并经由该连结块9内的其他的流路而向外部输出。
[0065]通过被调整为恒定温度的制冷剂在高压冷却板5内的流路流动，从而经由绝缘板4将高压电极3冷却为恒定温度。另外，通过被调整为恒定温度的制冷剂在低压电极I内的流路流动，能够将低压电极I自身冷却、保持为恒定温度,并也间接性地将放电空间6内的气体温度保持为恒定温度。需要说明的是，制冷剂例如在几。C?25°C左右的范围内温度调整为恒定温度。
[0066]需要说明的是，也可以根据向放电空间6供给的气体的种类等，代替上述制冷剂而采用在该较高的温度(例如100°C?200°C左右)的温度范围内进行恒定温度调整的液体。从外部供给的该液体流过连结块9内的流路而在各高压冷却板5内部的流路及各低压电极I内部的流路中循环，并经由该连结块9内的其他的流路向外部输出。
[0067]通过被调整为恒定温度的液体在各连结块9内及低压电极I内等的流路流动，将各连结块9及低压电极I等保持为恒定温度，进而经由低压电极I而间接性地将放电空间6内的气体温度也保持为恒定温度。
[0068]另外，在本发明所涉及的等离子体产生装置100中，配设有向放电空间6供给原料气体的管路75。在此，该管路75不与未配设电极单元的框体16内部的空间连接，而从框体16外向放电空间6直接连接。也就是说，在管路75内流动的气体不向框体16内部的电极单元的外周区域供给，而向各电极单元的各放电空间6直接供给。
[0069]如图1、2所不,管路75从框体16的上部延伸设置到各连结块9内。并且，在各低压电极I中管路75分支，且在各低压电极I内部配设有管路75。
[0070]在此，管路75具有缓冲部75a。该缓冲部75a以各低压电极I内环绕的方式配设。另外，该缓冲部75a的上述层叠方向上的尺寸比配设在低压电极I内的管路75的其他的部分的上述层叠方向上的尺寸大。
[0071]另外，管路75具有喷出口 75b。该喷出口 75b在与低压电极I及该低压电极I相接的各电介质2a中贯通。并且，各喷出口 75b与各电极单元的各放电空间6连接。需要说明的是，如图2所示，缓冲部75a与喷出口 75b通过管路75来连接。
[0072]在此，各低压电极I及各电介质2a的俯视观察形状呈圆形。该喷出口 75b沿着该圆形的圆周方向而在各低电压电极I及各电介质2a中配设多个。需要说明的是，沿着圆周方向配设的各喷出口 75b的间隔优选恒定。另外，虽然各喷出口 75b面向放电空间6，但优选配设在该放电空间6的尽量外侧(也就是说，作为绝缘筒部21的非存在侧的电极单元的外周侧)。由此，从喷出口 75b向各放电空间6内均等地放出活泼性气体、金属前体气体等，该放出后的各气体从放电面的外周朝向内侧(绝缘筒部21侧)呈逆放射状地传播。
[0073]需要说明的是，虽然显而易见，但沿着圆周方向配设的各喷出口 75b分别在各低压电极I内经由管路75而与呈环绕状配设的缓冲部75a连接。
[0074]上述结构的管路75与配设在框体16外部的气体用MFC (Mass FlowController) 76 连接。
[0075]由管路75的上述结构可知，从气体用MFC76输出的各种气体从框体16的上部输入，在各连结块9内传播并在各低压电极I处分支而在各低压电极I内传播。而且，该气体在缓冲部75a内充满之后，不与框体16内的电极单元的外周区域接触而从喷出口 75b向各放电空间6供给。
[0076]在此，上述制冷剂(温度调整后的液体)所通过的流路与该管路76为各自独立的路径。
[0077]在不与未配设电极单元的框体16内部的空间接触地从框体16外向放电空间6直接供给原料气体的管路75(还包括75a、75b在内)的内表面(内壁)，形成有相对于活泼性气体不会因化学反应而产生腐蚀等的钝态膜或化学反应性强的钼膜、金膜。
[0078]需要说明的是，为了担保各流路及管路75的气密性，在连结块9与高压冷却板5的连接部及连结块9与低压电极I的连接部配设有O型环等的气密机构。
[0079]如图1所示，等离子体产生装置100具备框体16。该框体16为例如铝制或者SUS制。并且，在内部的气密性得到担保的框体16的内部以层叠的状态来配置多个电极单元。也就是说，层叠状态的各电极单元由框体16的上下表面及侧面覆盖。需要说明的是，在框体16的侧面部与各电极单元的侧面部之间存在有空间。另外，在框体16的底面部与各电极单元的最下部之间也存在有空间。并且，如图1所示，层叠后的电极单元采用紧固构件8而固定于框体16的上表面。
[0080]另外，等离子体产生装置100具备图2所示的交流电源17，如图1所示，该交流电源17由逆变器17a和高压变压器17b构成。
[0081]在逆变器17a中，对输入的60Hz的交流电压实施变频处理，作为15kHz的交流电压而向高压变压器17b输出。并且，在该高压变压器17b中，对输入的200?300V的交流电压实施升压处理，输出几kV?几十kV的交流电压。
[0082]高压变压器17b的一端经由电供给端子15而与各高压电极3连接。另一方面，高压变压器17b的另一端与框体16连接。需要说明的是，框体16、高压冷却板5、连结块9及低压电极I电连接，并设定为固定电位(接地电位)。需要说明的是，由图2的结构也可知，高压冷却板5与高压电极3通过绝缘板4来电绝缘。
[0083]另外，如图1所示，等离子体产生装置100具备气体供给部20、气体用MFC24及辅助气体用MFC25。此外，如上所述，等离子体产生装置100还具备气体用MFC76。
[0084]在本实施方式中，从气体用MFC76输出作为原料气体的活泼性气体。根据载置在CVD腔室200内的被处理件18的成膜材料，从气体用MFC76朝向管路75输出臭氧气体、氨气或者氧化氮气体等活泼性气体。需要说明的是，也可以一并供给该活泼性气体和不活泼性气体。
[0085]另外，在本实施方式中，也可以从气体用MFC76输出作为原料气体的、用于获得氮化、氧化等的金属功能物质粒子气体(高功能绝缘膜)的金属前体(前驱)气体。也可以使由铪等的金属蒸汽化而成的金属前体气体从气体用MFC76朝向管路75输出。另外，也可以一并供给金属前体气体和不活泼性气体。
[0086]气体供给部20设于框体16的侧面。该气体供给部20从框体16外部向该框体16内供给规定的气体。具体而言，规定的气体通过气体供给部20而向电极单元的外周部(也就是说，框体16内的未配置层叠状态的电极单元的区域)供给。
[0087]从气体用MFC24供给作为原料气体的、氮气、氧气及不活泼性气体，从辅助气体用MFC25供给稀有气体(氦气、氩气等)。如图1所示，原料气体和稀有气体在中途的管路中发生混合。并且，原料气体及稀有气体向气体供给部20输入。
[0088]在此，气体用MFC24既可以为了放电空间6中的反应而将原料气体向框体16内供给，或者是又可以作为载体气体而将该规定的气体向框体16内供给。
[0089]需要说明的是，在本实施方式中，气体供给部20将原料气体和稀有气体一并向框体16内供给,但也可以仅将原料气体向框体16供给。
[0090]另外，如图1所示，等离子体产生装置100具备自动压力控制装置26。如上所述，自动压力控制装置26与图2所示的管路22连接。此外，如上所述，环状的管路22的外周侧的侧面部与放电空间6连接。利用该结构，经由管路22而借助自动压力控制装置26将各放电空间6保持为恒定的压力。例如，在该自动压力控制装置26的作用下，各放电空间6的压力在0.03MPa(兆帕)?0.3MPa的压力范围内保持恒定。
[0091]此外，在本实施方式中，等离子体产生装置100具备减压装置27。在图1的结构中，减压装置27经由CVD腔室200而与绝缘筒部21的空穴部2IA连接。该减压装置27可以采用例如真空泵。利用该结构，减压装置27可以将绝缘筒部21的空穴部21A内的压力减压为比大气压低的压力(例如，I?5000Pa(帕))。需要说明的是，在图1的结构例中，如上所述，减压装置27也与CVD腔室200连接，因此也可借助该减压装置27将该CVD腔室200内部的压力减压为例如I?5000Pa左右。
[0092]在上述结构的等离子体产生装置100中，绝缘筒部21的端部经由两个气体输出凸缘14b、14c而与CVD腔室200的上表面(与被处理件18的处理面面对面的面)连接(参考图1)。也就是说，气体输出凸缘14b、14c成为将绝缘筒部21的空穴部21A与CVD腔室200内的接头。由该结构可知，绝缘筒部21的空穴部21A内的气体等能够经由气体输出凸缘14b、14c而向CVD腔室200内供给(该气体的流动能够借助减压装置27的吸引力来产生)。
[0093]在CVD腔室200内部的反应室中载置有半导体晶片等被处理件18。在CVD腔室200内，被处理件18暴露在从绝缘筒部21的空穴部21A内传播来的气体中。由此，能够在被处理件18的表面上成膜出所期望的高功能膜。[0094]另外，在CVD腔室200的侧面部设有废气输出口 30，该废气输出口 30还与减压装置27连接。减压装置27对绝缘筒部21的空穴部2IA内及CVD腔室200内进行减压。另夕卜，在该减压的动作的作用下，也可以产生绝缘筒部21的空穴部21A—气体输出凸缘14b、14c内一CVD腔室200内一废气输出口 30 —减压装置27这样的气体、粒子等的流动。
[0095]另外，如图1所示，本发明所涉及的等离子体产生装置100还具备前体供给部201。该前体供给部201与绝缘筒部21的空穴部21A连接，从框体16外向该空穴部21A内供给金属前体。前体供给部201由供给管路20IA和凸缘部20IB构成。
[0096]如图1所示，绝缘筒部21以贯通紧固构件8、进而贯通过框体16的下表面的方式配设。在此，在紧固构件8与框体16的下表面之间，绝缘筒部21向框体16内的空间露出，但在该露出的绝缘筒部21中未贯穿设置喷出孔21x。
[0097]如上所述，绝缘筒部21的端部侧从框体16的下表面露出(也就是说，在框体16的外侧的下表面处，面对绝缘筒部21的空穴部21A)。凸缘部201B以与该空穴部21A连接的方式在框体16的外侧处固定于该框体16的下表面。
[0098]另外，在该凸缘部201B的侧面部连接有供给管路201A，从该供给管路201A供给金属前体气体。从供给管路201A供给来的金属前体气体经由凸缘部201B内而向绝缘筒部21的成为了真空压的空穴部21A供给。
[0099]另外，如图1所示，减压装置27及自动压力控制装置26与废气分解处理装置28连接。因而，从减压装置27及自动压力控制装置26输出的气体等通过废气分解处理装置28来分解处理。需要说明的是，该分解处理后的气体作为处理气体301从废气分解处理装置28排出。
[0100]接着，对包括等离子体产生装置100的动作在内的本实施方式所涉及的CVD装置300的动作进行说明。
[0101]在图1中，从气体用MFC76供给活泼性气体、金属前体气体等的原料气体。该供给后的原料气体向管路75输入，并通过管路75内而向各放电空间6直接供给(也就是说，原料气体不与框体16内的放电空间6以外的空间接触地向放电空间6供给)。
[0102]另外，从气体用MFC24供给作为有助于放电空间6中的反应的原料气体或者作为载体气体发挥功能的气体等，从辅助气体用MFC25供给稀有气体。该供给来的原料气体等及稀有气体在向气体供给部20输入之前合流并被混合。然后，该混合后的气体从气体供给部20向等离子体产生装置100的框体16内部(也就是说，框体16内的未配置层叠状态的电极单元的区域)供给。
[0103]然后，该供给来的混合后的气体在该框体16内充满。在该框体16内充满了的混合后的气体从俯视观察外形呈圆形的电极单元的外周方向侵入形成于各电极单元的放电空间6内。
[0104]另一方面，如图2所示，在各电极单元中，对高压电极3与低压电极I之间施加由交流电源17产生的高频的交流电压。通过对电极1、3施加该交流电压，在各电极单元中的各放电空间6内，在大气压附近的恒定压力下均匀地产生由高频等离子体构成的电介质势垒放电(无声放电)。
[0105]在产生电介质势垒放电的各放电空间6中如上所述被供给原料气体等。于是，在该电介质势垒放电的作用下，在各放电空间6内发生供给原料气体的放电离解反应。[0106]例如，作为原料气体而将臭氧气体、氨气、氧化氮气体等活泼性气体经由管路75供给，作为原料气体而将氧、氮等的不活泼性气体经由气体供给部20供给。
[0107]在这种情况下，在放电空间6内的电介质势垒放电的作用下，由供给来的氧、氮等不活泼性气体或臭氧、氨气等活泼性气体通过放电而离解，从而生成多量且高浓度的等离子体激励气体。需要说明的是，经由管路75供给作为原料气体的活泼性气体的情况与供给氧、氮等不活泼性气体情况相比，通过放电而容易离解为等离子体激励气体，其结果是，产生多量且高浓度的等离子体激励气体。因而，可以将该高浓度且多量的等离子体激励气体向被处理件18输出。
[0108]在这种情况下，在放电空间6内的电介质势垒放电的作用下，由供给来的不活泼性气体生成等离子体激励气体。需要说明的是，经由管路75而供给作为原料气体的活泼性气体，故可以使被处理件18暴露在高浓度的活泼性气体中。
[0109]于是，通过自动压力控制装置26将各放电空间6保持为恒定的压力Pa，另一方面，通过真空泵等减压装置27将绝缘筒部21的空穴部21A内的压力Pb设定得比放电空间6内的压力Pa小(Pa > Pb)。
[0110]例如，将放电空间6内的压力Pa设为大气压(IOOkPa)附近，将绝缘筒部21的空穴部21A内的压力Pb设定为40kPa (约300Torr)以下的真空压力。
[0111]如此，通过减压装置27将空穴部21A内的压力Pb减压得比大气压低，因此，经由绝缘筒部21的细微的喷出孔21x而在各放电空间6与空穴部21A之间产生压力差(Pa-Pb)。因而，能够从喷出孔2Ix产生因该压力差而使气体从放电空间6向空穴部2IA喷出的流动。
[0112]因而，通过采用在厚度较薄的绝缘筒部21的壁设有细微的喷出孔21x而设置上述压力差(Pa-Pb)的结构，对于在各放电空间6中生成的等离子体激励气体等而言，等离子体激励气体所通过的喷出孔21x的壁面与等离子体激励气体的接触时间能够变得非常短，从而能够使喷出孔21x中的与气体的接触面积变得极小。
[0113]另外，在喷嘴状的喷出孔21x中，利用绝热膨胀效应，使等离子体激励气体向空穴部21A喷出。因而，能够极力抑制喷出孔21x的内壁与等离子体激励气体的冲撞引起的衰减量、发热引起的衰减量，该衰减量得到抑制的等离子体激励气体高速地向空穴部21A引导。
[0114]也就是说，供给到俯视观察外形呈圆形的电极单元的放电空间6内的各气体朝向该电极单元的中心部而呈逆放射状地行进，在该行进期间暴露在电介质势垒放电中，生成等离子体激励气体，该生成的等离子体激励气体在极力抑制衰减量的状态下，向作为电极单元的中心部的绝缘筒部21的空穴部21A内喷出(合流)。然后，该等离子体激励气体在空穴部2IA内合流。
[0115]另一方面，在本发明所涉及的等离子体装置100中，经由前体供给部201而从框体16外向绝缘筒部21的空穴部21A供给金属前体气体。
[0116]如此，在绝缘筒部21的空穴部21A中，从绝缘筒部21的喷出孔21x喷出的等离子体激励气体和从前体供给部201供给的金属前体气体发生接触。通过等离子体激励气体与金属前体气体接触，在空穴部21A中由金属前体气体离解出金属原子。此外，在该空穴部21A中，该离解出的金属原子与等离子体激励气体发生化学反应，从而高效且多量地生成氮化、氧化等的金属功能物质粒子气体。
[0117]需要说明的是，通过对从前体供给部201供给的金属前体气体的种类进行变更，各种各样的金属前体气体离解为金属粒子气体，借助该金属粒子气体与等离子体激励气体的化学反应，金属粒子气体自身改性为氧化、氮化等的金属功能物质粒子。该金属功能物质粒子气体在空穴部2IA内移动。
[0118]在该空穴部21A中生成的各金属功能物质粒子气体在由减压装置27产生的吸引力的作用下，通过空穴部21A及气体输出凸缘14b、14c内而向CVD腔室200内放出。
[0119]如上所述，在CVD腔室200内载置有被处理件18。因而，使该被处理件18暴露在生成的金属功能物质粒子气体中，从而在该被处理件18成膜出各种各样的金属功能物质粒子的氧化或者氮化等的膜。然后，对该成膜出的膜进行热处理，引发细微的结晶成长，从而获得高功能绝缘膜。
[0120]由到上述为止的记载可知，通过等离子体产生装置100和CVD腔室200的组合，从而构成出多量的金属功能物质粒子气体的生成非常有效实施的、远程等离子体型成膜处理装置(远程等离子体型CVD装置)。
[0121]接着，说明本实施方式所涉及的发明的效果。
[0122]在本实施方式所涉及的等离子体产生装置100中，根据上述的结构，在绝缘筒部21的空穴部21A中，使从绝缘筒部21的喷出孔21x喷出的等离子体激励气体与从前体供给部201供给来的金属前体气体接触。并且，实现了从金属前体气体向金属粒子的离解促进和金属粒子自身的氧化、氮化等的改性促进。
[0123]通过等离子体激励气体与金属前体气体接触，在空穴部21A中促进了从金属前体气体向金属粒子的离解。此外，在该空穴部21A中，该离解出的金属粒子与等离子体激励气体发生化学反应。由此，在空穴部21A中能够高效且多量地生成氮化、氧化等的金属功能物质粒子气体。
[0124]此外，不是CVD腔室200而是在作为等离子体激励气体的生成侧的等离子体产生装置100侧，使金属前体气体与等离子体激励气体发生反应。因而，更高浓度的等离子体激励气体能够与金属前体气体发生反应，故能够更加高效且更多量地生成金属功能物质粒子气体。该金属功能物质粒子气体被高效地导向CVD腔室200。
[0125]另外，向CVD腔室200供给在等离子体产生装置100侧已经生成的金属功能物质气体。因而，与向CVD腔室200内直接供给金属前体气体而在该CVD腔室200内使金属前体气体与等离子体激励气体反应来生成金属功能物质气体的情况相比，将已经生成的金属功能物质气体向CVD腔室200供给的本实施方式所涉及的发明更能够获得被处理件18中的成膜速度的提高、优质的成膜。
[0126]需要说明的是，由于不直接向CVD腔室200供给金属前体气体，因此，也能够防止CVD腔室200侧的构造、控制操作条件的序列的复杂化。
[0127]另外，在本实施方式所涉及的等离子体产生装置100中，通过向绝缘筒部21内直接供给金属前体气体，金属前体气体无法通过放电空间6。由此，在上述结构的等离子体产生装置100中，在放电空间6中也能够防止金属前体气体暴露在等离子体中。也就是说，在该等离子体产生装置100中，能够防止由于等离子体破坏金属前体气体的性质的情况。
[0128]另外，在本实施方式所涉及的等离子体产生装置100中，在放电空间6与空穴部21A之间产生压力差AP( = Pa-Pb)。因而，由于该压力差Λ P，能够从喷出口 21x向存在于电极单元的中心区域的绝缘筒部21的成为真空状态的空穴部21A内以高速度喷出生成的等离子体激励气体。
[0129]因而，在从放电空间6到达空穴部21A为止之间，能够抑制该等离子体激励气体彼此的冲撞，且还能够抑制该等离子体激励气体与壁等冲撞的情况。因而，能够抑制等离子体激励气体的各种冲撞引起的衰减量，从而能够更加高效地在该空穴部21A内抽出等离子体激励气体。由此，能够使该等离子体激励气体和向绝缘筒部21内供给的金属前体气体高效地接触。
[0130]另外，在本实施方式所涉及的发明中，能够通过减压装置27将绝缘筒部21的空穴部21A内的压力设定为40kPa(300Torr)以下的真空状态。因而，喷出到成为了该真空状态的该空穴部21A内的等离子体激励气体抑制该等离子体激励气体彼此的冲撞，且同时与向该空穴部21A内供给的金属前体气体发生冲撞。由于该冲撞而产生化学反应等，从而金属前体气体成为金属功能物质气体。然后，该金属功能物质气体向CVD腔室200内供给。因而，能够减少等离子体激励气体彼此的冲撞引起的衰减量，从而能够将等离子体激励气体维持为高浓度及大流量。因而，能够使等离子体激励气体与金属功能物质气体有效地接触。
[0131]另外，在本实施方式所涉及的发明中，在电极单元中利用作为大气压放电的电介质势垒放电而生成等离子体激励气体。需要说明的是,能够使生成的等离子体激励气体借助上述压力差Λ P从放电空间6经由喷出孔21x而向真空状态的空穴部21A内放出。
[0132]另外，由上述内容可知，在本实施方式所涉及的发明中，在等离子体产生装置100的框体16内的放电空间中，实现了大气压状态下的放电。由此，本实施方式所涉及的发明借助简易结构的等离子体产生装置100而能够生成多量且高浓度的等离子体激励气体。另夕卜，生成的等离子体激励气体以抑制了各种冲撞等引起的减少量的状态向真空状态的空穴部21A中喷出。
[0133]另外，在本实施方式中，在绝缘筒部21贯穿设置有较小的喷出孔21x。因而，能够抑制在放电空间6中产生的带电粒子向绝缘筒部21的空穴部21A内侵入的情况。
[0134]另外，在本实施方式所涉及的等离子体产生装置100中，具备不与未配设电极单元的框体16内部的空间连接而从该框体16外向各放电空间6直接供给原料气体的管路75。
[0135]因而，能够经由该管路75而不与放电空间6以外的框体16内的空间接触地向各放电空间6内直接供给原料气体。因此，能够在该管路75中从气体供给部20与不活泼性气体等分开地也将活泼性气体、金属前体气体等作为原料气体向放电空间6供给。
[0136]通常而言，当作为原料气体采用活泼性气体、金属前体气体时，因电介质势垒放电而能够多量地生成有效的等离子体激励气体。但是，会使装置内的放电部以外的周边部件发生腐蚀老化等、或金属前体粒子沉积，从而导致装置的寿命变短。
[0137]对此，如本实施方式那样，经由该管路75而不与放电空间6以外的框体16内的空间接触地向各放电空间6内直接供给原料气体。由此，能够防止活泼性气体与电极单元等的部件接触的情况，从而能够防止由该活泼性气体引起的装置内的周边部件部的腐蚀老化等。另外，金属前体气体向放电空间6直接供给，因此，也能够防止在该放电空间6以外的框体16内的空间产生因该金属前体气体引起的沉积物。也就是说，能够实现装置的长寿化。
[0138]如上所述，在本发明所涉及的等离子体装置100中，不会产生上述腐蚀、沉积物等的不良状况。因而，对于电介质势垒放电，能够将活泼性气体、金属前体气体作为原料气体来供给,从而能够多量地生成等离子体激励气体。
[0139]需要说明的是，优选的是，对管路75(也包括75a、75b在内)的内壁进行耐腐蚀性的钝态膜处理，以使对活泼性化气体进行供给的管路75 (也包括75a、75b在内)不会发生腐蚀。另外，优选的是，具备对该管路75(也包括75a、75b在内)内的温度进行调整保持的温度调整部，以在管路75 (也包括75a、75b在内)内不会使金属前体气体发生结露。例如，在连结块9内及低压电极I内设有流动有温度调整后的液体的流路。
[0140]另外，在本申请发明中，提供一种远程等离子体型成膜处理装置。也就是说，由原料气体生成等离子体激励气体的等离子体产生装置100和利用该生成的等离子体激励气体对被处理件18进行成膜处理的CVD腔室200是各自独立的装置。
[0141]如此，等离子体产生源和成膜处理区域完全分离，因此，能够防止在等离子体源中电离生成的离子、电子等的带电粒子与配置在该处理区域的被处理件18发生冲撞的情况。因而，能够仅使多量且高浓度的等离子体激励气体、或者使氮化、氧化等的金属功能物质粒子气体与被处理件18接触。由此，能够完全地消除等离子体对被处理件18产生的损坏而能够高效地成膜。此外，在CVD腔室200中，通过仅供给多量且高浓度的等离子体激励气体、或者供给氮化、氧化等的金属功能物质粒子气体，从而实施等离子体CVD处理。因而，还能够实现对被处理件18的成膜时间的缩短化。
[0142]另外，本实施方式所涉及的等离子体产生装置100中，各放电空间6经由存在于绝缘筒部21与各放电空间6的出口侧端部之间的管路22而与自动压力控制装置26连接。此夕卜，各放电空间6的压力被恒定地控制在大气压附近。
[0143]因而，等离子体产生装置100能够将各放电空间6的压力容易地管理、保持为恒定值。如此，等离子体产生装置100为能够将放电空间6的压力管理为所期望压力的结构，故能够使生成出的等离子体激励气体的产生性能成为最佳的方式容易地管理、设定、维持。另夕卜，在等离子体产生装置100中，能够在各放电空间6内的压力恒定的状态下产生电介质势垒放电。因而，在各放电空间6中生成激励能级一致的等离子体激励气体。由此，在CVD腔室200内的被处理件18中成膜出更加优质的高功能膜。
[0144]另外，在本实施方式所涉及的等离子体产生装置100中，在低压电极I内形成有流动有温度调整后的恒定温度的制冷剂的流路。
[0145]因而，能够将因电介质势垒放电而由电极单元产生的热量经由该制冷剂来放热，从而能够将低压电极I自身容易地管理、保持为恒定温度。此外，由于该低压电极I被保持为恒定温度，各放电空间6内的温度也能够容易地管理、保持为恒定温度。例如，各放电空间6内的温度以使等离子体激励气体的产生性能成为最佳的方式进行管理、设定。另外，在等离子体产生装置100中，能够在各放电空间6内的温度恒定的状态下产生电介质势垒放电。因而，在各放电空间6中生成激励能级一致的等离子体激励气体。由此，在CVD腔室200内的被处理件18中成膜出更加优质的高功能膜。
[0146]另外，在本实施方式所涉及的等离子体产生装置100中，不仅具备气体用MFC24，还具备输出稀有气体的辅助气体用MFC25。并且，混合原料气体和稀有气体而从气体供给部20向框体16内供给。
[0147]因而，作为原料气体采用各种各样的混合气体，也有能够高效地生成由电介质势垒放电产生的等离子体激励气体的效果，获得更多方面的金属功能物质粒子气体变得容易。另外，稀有气体也经由放电空间6向真空压的空穴部21A引导。因而，在向空穴部21A喷出的等离子体激励气体的移动路径中，由等离子体激励气体彼此的冲撞引起的活泼性种类的衰减受到稀有气体的抑制。因而，等离子体激励气体的浓度、气体流量得以提高。也就是说，能够相对于绝缘筒部21内有效地抽出等离子体激励气体。
[0148]另外，在本实施方式所涉及的等离子体产生装置100中，电极单元为多个，各电极单元沿着面对面方向层叠。并且，借助该电极单元的层叠，在该电极单元的中心区域构成有沿着层叠方向延伸设置的上述贯通连孔。另外，在该贯通连孔内配置有沿着该层叠方向延伸设置的上述绝缘筒部21。
[0149]因而，能够由多个电极单元生成等离子体激励气体，从而能够使该生成的等离子体激励气体在绝缘筒部21内的空穴部21A中合流。因而，在该空穴部21A中能够抽出大流量的等离子体激励气体。需要说明的是，电极单元沿着图1、2的上下方向层叠，因此，不会使等离子体产生装置100的占有面积增大，而能够使等离子体激励气体的生成量大幅地增大。
[0150]需要说明的是，也可以在绝缘筒部21的端部侧配设淋浴板。更具体而言，作为与CVD腔室200侧连接的、图1所示的气体输出凸缘14c也可以采用图3的放大立体图所示的结构。
[0151]如图3所示，气体输出凸缘14c设有淋浴板14S。在此，在该淋浴板14S贯穿设置有多个喷出孔14t。
[0152]由等离子体产生装置100产生的金属功能物质粒子气体向绝缘筒部21的空穴部21A喷出，通过该空穴部21A及等离子体产生装置100侧的气体输出凸缘14b而到达CVD腔室200侧的气体输出凸缘14c。
[0153]另一方面，在该气体输出凸缘14c内，与淋浴板14S邻接地设有大容量的缓冲室。也就是说，图3中缓冲室的上表面成为淋浴板14S。
[0154]到达了该气体输出凸缘14c的金属功能物质粒子气体在该气体输出凸缘14c内暂时地充满在大容量的该缓冲室中。然后，从该缓冲室经由设于淋浴板14S的多个喷出孔14t而将金属功能物质粒子气体向CVD腔室200内供给。
[0155]通过采用图3所示的结构的气体输出凸缘14c，能够从淋浴板14S的各喷出孔14t向CVD腔室200内均匀地供给金属功能物质粒子气体。因而，即便在CVD腔室200内载置有大面积的被处理件18,也能够对该大面积的被处理件18的表面均匀地暴晒(喷出)金属功能物质粒子气体。通过该均匀的金属功能物质粒子气体的喷出，在大面积的被处理件18的表面上成膜出均匀且优质的高功能绝缘膜。
[0156]需要说明的是，在上述说明中，前体供给部201向绝缘筒部21的空穴部21A供给了金属前体气体。但是，前体供给部201除了向绝缘筒部21的空穴部21A供给金属前体气体以外，还向绝缘筒部21的空穴部21A供给氮或者氧系的活泼性化气体(可以理解为含有氧及氮的至少任一者的元素的活泼性气体)。从供给管路201A供给来的金属前体气体及活泼性化气体经由凸缘部201B内而向绝缘筒部21的空穴部21A供给。
[0157]如此,前体供给部201也向绝缘筒部21的空穴部21A供给活泼性化气体。由此，上述的、空穴部21A内的从金属前体气体的金属粒子的离解及空穴内21内的离解出的金属粒子与等离子体激励气体的化学反应得以促进。由此，在空穴部21A中，能够更加高效且更为多量地生成氮化、氧化等的金属功能物质粒子气体。
[0158]〈实施方式2>
[0159]本实施方式所涉及的CVD装置300的结构示于图4的剖视图。另外，图4所示的绝缘筒部21内部的结构示于图5的放大剖视图。在此，在图5所示的结构中，为了简化附图，绝缘筒部21的周围的结构(各电极1、3、电介质2a、2b、放电空间6、绝缘体la、3a、5a、高压冷却板5、绝缘板4等的结构)省略了图示。
[0160]如图4、5所示，本实施方式所涉及的等离子体产生装置具备金属催化剂丝23。该金属催化剂丝23配设在设为真空压的绝缘筒部21的空穴部21A。也就是说，金属催化剂丝23的侧面以分离规定的空间的方式由绝缘筒部21围绕。
[0161]此外，如图4所示，在该金属催化剂丝23连接有加热器210。在此，金属催化剂丝23为高熔点金属丝，例如可以采用钨丝、钥及锆等。
[0162]需要说明的是，金属催化剂丝23沿着绝缘筒部21的空穴部21A的延伸设置方向配设。另外，如图1所示，金属催化剂丝23在电极单元的层叠方向上配设在空穴部21A的大致整个区域上，且该金属催化剂丝23与全部的喷出孔21x的开口面面对面。
[0163]当利用加热器210向金属催化剂丝23流动规定的电流时，该金属催化剂丝23的表面被加热为例如1200°C左右。如实施方式I中说明那样，从放电空间6向配设有该加热状态的金属催化剂丝23的空穴部21A内供给等离子体激励气体，且从前体供给部201向配设有该加热状态的金属催化剂丝23的空穴部21A内供给金属前体气体。
[0164]如上所述，在本实施方式所涉及的等离子体产生装置100中，在被供给等离子体激励气体及金属前体气体的绝缘筒部21的空穴部21A内配设有金属催化剂丝23。
[0165]因而，通过对金属催化剂丝23的表面进行高温加热，与该金属催化剂丝23表面接触的金属前体气体发生催化剂化学反应。由此，上述的、空穴部21A内的从金属前体气体的金属粒子的离解得以促进。通过该离解出的金属粒子与由等离子体产生装置100生成的等离子体激励气体的接触，空穴部21A中金属粒子的化学反应得以促进，从而能够更加高效且更为多量地生成氮化、氧化等的金属功能物质粒子气体。
[0166]〈实施方式3>
[0167]本实施方式所涉及的等离子体产生装置的放大剖视图示于图6。图6中示出了绝缘筒部21内部的结构。在此，与图5同样地，在图6所示的结构中，为了简化附图，绝缘筒部21的周围的结构(各电极1、3、、电介质2a、2b、放电空间6、绝缘体la、3a、5a、高压冷却板5、绝缘板4等的结构)省略了图示。
[0168]由图5、6的比较可知，本实施方式所涉及的等离子体产生装置除了具备金属催化剂丝23以外，还具备紫外线灯41。该紫外线灯41也配设在绝缘筒部21的空穴部21A。也就是说，紫外线灯41的侧面以分离规定的空间的方式由绝缘筒部21围绕。在此，该紫外线灯41发出波长为400nm以下的紫外线。
[0169]当利用加热器210向金属催化剂丝23流动规定的电流时，该金属催化剂丝23的表面被加热。另一方面，从紫外线灯41发光出特定波长光。如实施方式I中说明那样，从放电空间6向配设有该加热状态的金属催化剂丝23及该发光状态的紫外线灯41的空穴部21A内供给等离子体激励气体，且从前体供给部201向配设有该加热状态的金属催化剂丝23及该发光状态的紫外线灯41的空穴部21A内供给金属前体气体。[0170]如上所述，在本实施方式所涉及的等离子体产生装置100中，在被供给等离子体激励气体及金属前体气体的绝缘筒部21的空穴部21A内，除了配设有金属催化剂丝23以夕卜，还配设有紫外线灯41。
[0171]因而，与加热状态的金属催化剂丝23表面接触的金属前体气体除了发生温度催化剂化学反应以外，还发生光催化剂化学反应。如此，还能够利用光催化剂化学反应，故能够将金属催化剂丝23的加热温度(例如800°C左右)抑制得较低，且同时促进空穴部21A内的从金属前体气体的金属原子的离解。因而，在空穴部21A中，能够更加高效且更为多量地生成氮化、氧化等的金属功能物质粒子气体。
[0172]需要说明的是，优选的是，在绝缘筒部21的侧面部整面上形成有反射面。在此，该反射面为能够使从紫外线灯41射出的紫外线在该绝缘筒部21内漫反射的镜面。在此，该反射面可以通过使金、钼及铝等的薄膜涂布、蒸镀、印刷等在绝缘筒部21的内侧整面上来形成。
[0173]如此，通过在绝缘筒部21形成反射面，从紫外线灯41射出的紫外线在空穴部21A内整体中均匀地传播。因而，在空穴部21A内，能够均匀地利用上述光催化剂化学反应。
[0174]本发明详细地进行了说明，但上述的说明只是在全部的局面中所例示出，本发明并不局限于此。未例示出的无数的变形例也可理解为不会超出本发明的范围而能够预想到。
[0175]附图标记说明如下:
[0176]I低压电极
[0177]la、3a、5a 绝缘体
[0178]2a、2b 电介质
[0179]3高压电极
[0180]4绝缘板
[0181]5高压冷却板
[0182]6放电空间
[0183]8紧固板
[0184]9连结块
[0185]PH 贯通口
[0186]14b、14c气体输出凸缘
[0187]14S淋浴板
[0188]14t 喷出孔
[0189]15电气供给端子
[0190]16 框体
[0191]17交流电源
[0192]17a逆变器
[0193]17b高压变压器
[0194]18被处理件
[0195]20气体供给部
[0196]21绝缘筒部[0197]21A空穴部
[0198]21x喷出孔
[0199]22管路
[0200]23金属催化剂丝
[0201]24、76 气体用 MFC
[0202]25辅助气体用MFC
[0203]26自动压力控制装置
[0204]27减压装置
[0205]28废气分解处理装置
[0206]30废气输出口
[0207]41紫外线灯
[0208]75管路
[0209]75a缓冲部
`[0210]75b喷出口
[0211]100等离子体产生装置
[0212]200CVD 腔室
[0213]201前体供给部
[0214]20IA供给管路
[0215]201B 凸缘部
[0216]210加热器
[0217]300CVD 装置
【权利要求】
1.一种等离子体产生装置，其特征在于， 所述等离子体产生装置具备: 电极单元(l、2a、2b、3)； 电源部(17)，其对所述电极单元施加交流电压； 框体(16)，其围绕所述电极单元； 原料气体供给部(20，75)，其从所述框体外部向所述框体内供给原料气体， 所述电极单元具有: 第一电极⑶； 第二电极(I)，其以形成放电空间(6)的方式与所述第一电极面对面； 电介质(2a、2b)，其配置在面向所述放电空间的所述第一电极的主面及面向所述放电空间的所述第二电极的主面的至少任一方； 贯通口(PH)，其在俯视观察下形成于中央部，且沿着所述第一电极与所述第二电极面对面的面对面方向贯通， 所述等离子体产生装置还具备: 绝缘筒部(21)，其呈圆筒形状，配设在所述贯通口的内部，且在该圆筒形状的侧面部具有喷出孔(21x)； 前体供给部(201)，其与所述绝`缘筒部的空穴部(21A)连接，且用于供给金属前体。
2.根据权利要求1所述的等离子体产生装置，其特征在于， 所述等离子体产生装置还具备: 金属催化剂丝(23)，其配设在所述绝缘筒部的所述空穴部； 加热器(210)，其对所述金属催化剂丝进行加热。
3.根据权利要求2所述的等离子体产生装置，其特征在于， 所述等离子体产生装置还具备配设在所述绝缘筒部的所述空穴部的紫外线灯(41)。
4.根据权利要求3所述的等离子体产生装置，其特征在于， 在所述绝缘筒部形成有使从所述紫外线灯射出的紫外线在该绝缘筒部内进行漫反射的反射面。
5.根据权利要求1或2所述的等离子体产生装置，其特征在于， 所述等离子体产生装置还具备将所述放电空间的压力保持为恒定的压力控制装置(26)。
6.根据权利要求1或2所述的等离子体产生装置，其特征在于， 在所述第二电极内形成有供制冷剂流动的流路。
7.根据权利要求1或2所述的等离子体产生装置，其特征在于， 所述原料气体供给部一并供给所述原料气体和稀有气体。
8.根据权利要求1或2所述的等离子体产生装置，其特征在于， 所述前体供给部还向所述绝缘筒部的所述空穴部供给含有氧及氮的至少任一者的元素在内的活泼性气体。
9.根据权利要求1或2所述的等离子体产生装置，其特征在于， 所述电极单元为多个， 各电极单元沿着所述面对面方向层叠。
10.根据权利要求9所述的等离子体产生装置，其特征在于， 所述等离子体产生装置还具备配设于所述绝缘筒部的端部侧的淋浴板(14S)。
11.一种CVD装置，其特征在于， 所述CVD装置具备: 等离子体产生装置(100)； CVD腔室(200)，其与所述等离子体装置连接， 所述等离子体产生装置具备: 电极单元(l、2a、2b、3)； 电源部(17)，其对所述电极单元施加交流电压； 框体(16)，其围绕所述电极单元； 原料气体供给部(20，75)，其从所述框体外部向所述框体内供给原料气体， 所述电极单元具有: 第一电极⑶； 第二电极(I)，其以形成放电空间(6)的方式与所述第一电极面对面； 电介质(2a、2b)，其配置在面向所述放电空间的所述第一电极的主面及面向所述放电空间的所述第二电极的主面的至 少任一方； 贯通口(PH)，其在俯视观察下形成于中央部，且沿着所述第一电极与所述第二电极面对面的面对面方向贯通， 所述等离子体产生装置还具备: 绝缘筒部(21)，其呈圆筒形状，配设在所述贯通口的内部，且在该圆筒形状的侧面部具有喷出孔(21x)； 前体供给部(201)，其与所述绝缘筒部的空穴部(21A)连接，且用于供给金属前体， 所述CVD腔室与所述绝缘筒部的端部侧连接。
12.根据权利要求11所述的CVD装置，其特征在于， 所述等离子体产生装置还具备: 金属丝(23)，其配设在所述绝缘筒部的所述空穴部； 加热器(210)，其对所述金属催 化剂丝进行加热。
【文档编号】H05H1/24GK103766001SQ201280043157
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2012年4月19日 优先权日:2011年9月9日
【发明者】田畑要一郎, 渡边谦资 申请人:东芝三菱电机产业系统株式会社