特許 7493905 活性ガス生成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-24

(45)【発行日】2024-06-03

(54)【発明の名称】活性ガス生成装置

(51)【国際特許分類】

   H05H 1/24 20060101AFI20240527BHJP

【ＦＩ】

H05H1/24

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2023562753

(86)(22)【出願日】2023-05-01

(86)【国際出願番号】 JP2023017030

【審査請求日】2023-10-12

(73)【特許権者】

【識別番号】501137636

【氏名又は名称】株式会社ＴＭＥＩＣ

(74)【代理人】

【識別番号】100088672

【弁理士】

【氏名又は名称】吉竹 英俊

(74)【代理人】

【識別番号】100088845

【弁理士】

【氏名又は名称】有田 貴弘

(72)【発明者】

【氏名】有田 廉

【審査官】鳥居 祐樹

(56)【参考文献】

【文献】特許第７２９７３９９（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】国際公開第２０２１／１０６１００（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－１１２５４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０９０２０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２３／２２３４５４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｈ １／２４

Ｂ０１Ｊ １９／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

放電空間に供給された原料ガスを活性化して活性ガスを生成する活性ガス生成装置であって、
電極ユニットと、
筐体内空間に前記電極ユニットを収容し、導電性を有する筐体とを備え、
前記筐体は、平坦面と前記平坦面から深さ方向に凹んだ導体収容空間とを含む筐体底部を有し、
前記電極ユニットは、
第１の電極構成部と、
前記第１の電極構成部の下方に設けられる第２の電極構成部と、
前記第２の電極構成部の下方に設けられ、前記導体収容空間内に収容される基準電位導体とを備え、
前記第１の電極構成部は、第１の電極用誘電体膜と前記第１の電極用誘電体膜の上面上に形成される第１の電極用導電膜とを含み、
前記第２の電極構成部は、第２の電極用誘電体膜と前記第２の電極用誘電体膜の下面上に形成される第２の電極用導電膜とを含み、
前記基準電位導体は、上部に活性ガス用バッファ空間を有し、前記第２の電極構成部は前記活性ガス用バッファ空間を塞いで配置され、
前記第２の電極用誘電体膜は平面視して前記活性ガス用バッファ空間と重複する領域に、前記第２の電極用誘電体膜を貫通する誘電体貫通口を有し、前記第２の電極用導電膜は平面視して前記活性ガス用バッファ空間と重複する領域に導電膜開口部を有し、前記導電膜開口部は平面視して前記誘電体貫通口と重複し、
前記第１の電極用誘電体膜と前記第２の電極用誘電体膜とが対向する空間が主要誘電体空間として規定され、
前記放電空間は、前記主要誘電体空間内において前記第１及び第２の電極用導電膜が平面視して重複する領域である主要放電空間を含み、
前記第１の電極用導電膜に交流電圧が印加され、前記筐体及び前記基準電位導体を介して前記第２の電極用導電膜が基準電位に設定され、
前記活性ガス生成装置は、
各々が前記活性ガス用バッファ空間の底面から前記基準電位導体を貫通して設けられる複数のガス噴出口をさらに備え、前記複数のガス噴出口は平面視して前記誘電体貫通口と重複せず、
前記放電空間は、前記主要放電空間に加え、前記誘電体貫通口、及び前記活性ガス用バッファ空間の一部を含む補助放電空間を有し、
前記複数のガス噴出口から出力される活性ガスが複数の部分活性ガスとして規定され、
前記筐体の前記筐体底部は、前記活性ガス用バッファ空間と平面視して重複する領域に筐体開口部を有し、前記複数の部分活性ガスは前記筐体開口部を介して下方に導かれ、
前記筐体開口部は下方に向かうに従い開口面積が広くなるテーパー形状のテーパー領域を含み、
前記複数のガス噴出口は、前記複数の部分活性ガスが衝突領域にて衝突するように、下方に向かうに従い互いに接近する態様で設けられ、かつ、前記衝突領域は前記テーパー領域内または前記テーパー領域より上方に存在することを特徴とする、
活性ガス生成装置。

【請求項2】

請求項１記載の活性ガス生成装置であって、
前記複数のガス噴出口はそれぞれ下方に向かうに従い前記衝突領域に近づく方向に傾いて形成され、前記複数のガス噴出口それぞれの基準方向に対する形成傾きは同一値に設定される、
活性ガス生成装置。

【請求項3】

請求項１記載の活性ガス生成装置であって、
前記電極ユニットは複数の電極ユニットを含み
前記筐体は、前記筐体内空間に前記複数の電極ユニットを収容する、
活性ガス生成装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の活性ガス生成装置であって、
前記筐体の前記平坦面上に設けられ、前記第１の電極用誘電体膜を下方から支持する支持面を有する誘電体膜支持部材と、
前記第１の電極用誘電体膜を上方から抑圧するための誘電体膜抑圧部材とをさらに備え、前記誘電体膜抑圧部材は平面視して前記第１の電極用導電膜と重複せず、
前記誘電体膜抑圧部材の下面は、前記第１の電極用誘電体膜の上面と接触する誘電体接触領域と前記第１の電極用誘電体膜の上面と接触しない誘電体非接触領域とを有し、前記誘電体接触領域は平面視して前記第１の電極用誘電体膜の周辺領域及び前記誘電体膜支持部材の前記支持面と重複し、前記誘電体非接触領域は平面視して前記第１の電極用誘電体膜の中間領域と重複し、前記中間領域は前記周辺領域から前記第１の電極用導電膜側に隣接する領域であり、
前記誘電体膜抑圧部材は導電性を有し、前記基準電位に設定され、
前記第１の電極用誘電体膜は、前記誘電体接触領域において上方から前記誘電体膜抑圧部材によって抑圧される、
活性ガス生成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、平行平板方式の電極構造を有し、誘電体バリア放電を利用して活性ガスを生成する活性ガス生成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

平行平板方式の電極構造を有し、誘電体バリア放電を採用した従来の活性ガス生成装置は、互いに対向する金属電極（電極用導電膜）と誘電体膜（電極用誘電体膜）との空隙、または、互いに対向する誘電体膜同士の空隙が放電空間となる。

【0003】

従来の活性ガス生成装置は、放電空間に誘電体バリア放電を発生させ、この放電空間に投入された原料ガスを活性化して活性ガスを生成するという、平行平板方式誘電体バリア放電を採用している。

【0004】

平行平板方式誘電体バリア放電を採用した活性ガス生成装置として、例えば、特許文献１で開示された活性ガス生成装置がある。

【0005】

活性ガスは一般に、活性ガスとしての寿命(活性ガスが高い反応性を保っている時間)が短く、短時間で活性ガスを使用する空間へ供給する必要がある。また、活性ガスは他の物質に衝突することでも失活することから、曲がりくねったパイプ等を経由して活性ガスを使用する空間へ供給することは望ましくない。

【0006】

このため、活性ガスを使用する処理空間において、処理対象物(活性ガスを吹きかける対象)が大きい場合、活性ガスを使用する処理空間から比較的近い位置に複数のガス噴出口を設ける第１の改良構造や、複数のガス噴出口に対応する複数の放電空間を有する第２の改良構造等が従来の活性ガス生成装置で採用されていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】国際公開第２０１９／１３８４５６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

上述した第１の改良構造については、一つの誘電体膜に対して複数のガス噴出口を設けるという手法が採用されている。しかしながら、複数のガス噴出口それぞれから噴出される活性ガスは基本的に１つの方向性のみ有しているため、処理対象物を内部に載置した処理空間に均一な活性ガスを供給できていないという問題点があった。

【0009】

上述した第２の改良構造も第１の改良構造と同様、複数のガス噴出口それぞれから噴出される活性ガスは基本的に１つの方向性のみ有しているため、処理空間に均一な活性ガスを供給できていないという問題点があった。

【0010】

本開示では、上記のような問題点を解決し、処理空間に均一な活性ガスを供給することができる活性ガス生成装置を提供すること目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本開示の活性ガス生成装置は、放電空間に供給された原料ガスを活性化して活性ガスを生成する活性ガス生成装置であって、電極ユニットと、筐体内空間に前記電極ユニットを収容し、導電性を有する筐体とを備え、前記筐体は、平坦面と前記平坦面から深さ方向に凹んだ導体収容空間とを含む筐体底部を有し、前記電極ユニットは、第１の電極構成部と、前記第１の電極構成部の下方に設けられる第２の電極構成部と、前記第２の電極構成部の下方に設けられ、前記導体収容空間内に収容される基準電位導体とを備え、前記第１の電極構成部は、第１の電極用誘電体膜と前記第１の電極用誘電体膜の上面上に形成される第１の電極用導電膜とを含み、前記第２の電極構成部は、第２の電極用誘電体膜と前記第２の電極用誘電体膜の下面上に形成される第２の電極用導電膜とを含み、前記基準電位導体は、上部に活性ガス用バッファ空間を有し、前記第２の電極構成部は前記活性ガス用バッファ空間を塞いで配置され、前記第２の電極用誘電体膜は平面視して前記活性ガス用バッファ空間と重複する領域に、前記第２の電極用誘電体膜を貫通する誘電体貫通口を有し、前記第２の電極用導電膜は平面視して前記活性ガス用バッファ空間と重複する領域に導電膜開口部を有し、前記導電膜開口部は平面視して前記誘電体貫通口と重複し、前記第１の電極用誘電体膜と前記第２の電極用誘電体膜とが対向する空間が主要誘電体空間として規定され、前記放電空間は、前記主要誘電体空間内において前記第１及び第２の電極用導電膜が平面視して重複する領域である主要放電空間を含み、前記第１の電極用導電膜に交流電圧が印加され、前記筐体及び前記基準電位導体を介して前記第２の電極用導電膜が基準電位に設定され、前記活性ガス生成装置は、各々が前記活性ガス用バッファ空間の底面から前記基準電位導体を貫通して設けられる複数のガス噴出口をさらに備え、前記複数のガス噴出口は平面視して前記誘電体貫通口と重複せず、前記放電空間は、前記主要放電空間に加え、前記誘電体貫通口、及び前記活性ガス用バッファ空間の一部を含む補助放電空間を有し、前記複数のガス噴出口から出力される活性ガスが複数の部分活性ガスとして規定され、前記筐体の前記筐体底部は、前記活性ガス用バッファ空間と平面視して重複する領域に筐体開口部を有し、前記複数の部分活性ガスは前記筐体開口部を介して下方に導かれ、前記筐体開口部は下方に向かうに従い開口面積が広くなるテーパー形状のテーパー領域を含み、前記複数のガス噴出口は、前記複数の部分活性ガスが衝突領域にて衝突するように、下方に向かうに従い互いに接近する態様で設けられ、かつ、前記衝突領域は前記テーパー領域内または前記テーパー領域より上方に存在することを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本開示の活性ガス生成装置における複数のガス噴出口は上述した特徴を有している。このため、衝突領域にて複数の部分活性ガスが衝突することにより、複数の部分活性ガスそれぞれの流れの向きが１方向から複数の拡散方向に分散する。

【0013】

衝突領域はテーパー領域内またはテーパー領域より上方に存在するため、各々が拡散した複数の部分活性ガスが下方に向かうに従い、テーパー領域のテーパー形状に沿った方向に流れる。

【0014】

したがって、複数の部分活性ガスを含む活性ガスは、テーパー領域から下方の処理空間に向けて、テーパー形状に沿った方向に拡散しつつ流れる。その結果、本開示の活性ガス生成装置は、均一な活性ガスを処理空間に供給することができる。

【0015】

本開示の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本開示の実施の形態１である活性ガス生成装置の平面構造を模式的に示す平面図である。

【図2】図１のＡ－Ａ断面の断面構造を示す断面図である。

【図3】電極ユニットの平面構造を模式的に示す説明図（その１）である。

【図4】図３のＢ－Ｂ断面の断面構造を示す説明図である。

【図5】電極ユニットの平面構造を模式的に示す説明図（その２）である。

【図6】図５のＣ－Ｃ断面の断面構造を示す説明図である。

【図7】筐体の平面構造を模式的に示す説明図である。

【図8】筐体の断面構造を模式的に示す説明図である。

【図9】高圧側誘電体膜の平面構造を模式的に示す説明図である。

【図10】高圧側誘電体膜の断面構造を模式的に示す説明図である。

【図11】接地側誘電体膜の平面構造を模式的に示す説明図である。

【図12】接地側誘電体膜の断面構造を模式的に示す説明図である。

【図13】給電体の平面構造を模式的に示す説明図である。

【図14】給電体の断面構造を模式的に示す説明図である。

【図15】接地導体の平面構造を模式的に示す説明図である。

【図16】接地導体の断面構造を模式的に示す説明図である。

【図17】図１６の着目領域における詳細を示す説明図である。

【図18】カバー誘電体膜の平面構造を模式的に示す説明図である。

【図19】カバー誘電体膜の断面構造を模式的に示す説明図である。

【図20】接地側電極構成部の平面構造を模式的に示す説明図である。

【図21】接地側電極構成部の断面構造を模式的に示す説明図である。

【図22】シールド誘電体膜の平面構造を模式的に示す説明図である。

【図23】シールド誘電体膜の断面構造を模式的に示す説明図である。

【図24】誘電体膜支持部材の平面構造を模式的に示す説明図である。

【図25】誘電体膜支持部材の断面構造を模式的に示す説明図である。

【図26】誘電体膜抑圧部材の平面構造を模式的に示す説明図である。

【図27】誘電体膜抑圧部材の断面構造を模式的に示す説明図である。

【図28】図２７の着目領域における詳細を示す説明図である。

【図29】押圧部材の平面構造を模式的に示す説明図である。

【図30】押圧部材の断面構造を模式的に示す説明図である。

【図31】実施の形態１の活性ガス生成装置における電極ユニットの活性ガスの噴出形態を模式的に示す説明図である。

【図32】実施の形態１の電極ユニットにおいて理想とする活性ガスの噴出形態を模式的に示す説明図である。

【図33】実施の形態２の活性ガス生成装置における電極ユニットの断面構造を示す説明図である。

【図34】実施の形態２の接地導体の構造を模式的に示す説明図（その１）である。

【図35】実施の形態２の接地導体の構造を模式的に示す説明図（その２）である。

【図36】実施の形態２における複数のガス噴出口の断面構造を模式的に示す説明図（その１）である。

【図37】実施の形態２における複数のガス噴出口の断面構造を模式的に示す説明図（その２）である。

【図38】実施の形態２の電極ユニットの筐体開口部内における活性ガスの噴出形態を示す説明図（その１）である。

【図39】実施の形態２の電極ユニットの筐体開口部内における活性ガスの噴出形態を示す説明図（その２）である。

【図40】実施の形態２の電極ユニットの筐体開口部内における活性ガスの噴出形態を示す説明図（その３）である。

【図41】実施の形態２の電極ユニットの筐体開口部内における活性ガスの噴出形態を示す説明図（その４）である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

＜実施の形態１＞
図１は本開示の実施の形態１である活性ガス生成装置７１の平面構造を模式的に示す平面図である。

【0018】

同図に示すように、活性ガス生成装置７１において、筐体１内に３つの電極ユニット５１～５３が収容されている。電極ユニット５１～５３それぞれにガス流路２１を介して原料ガスＧ１が供給される。そして、電極ユニット５１～５３それぞれは、放電空間４に供給された原料ガスＧ１を活性化して活性ガスＧ２を生成している。

【0019】

図２は図１のＡ－Ａ断面の断面構造を示す断面図である。図３～図６は電極ユニット５０の構造を部分的に説明する説明図である。なお、電極ユニット５０は電極ユニット５１～５３のいずれかに相当する。なお、電極ユニット５１～５３は互いに同一構造を呈している。

【0020】

図３は電極ユニット５０の平面構造を模式的に示す説明図である。図４は図３のＢ－Ｂ断面の断面構造を示す説明図である。図３及び図４は接地導体６及びその周辺の構造を示す第１の説明図となる。

【0021】

図５は電極ユニット５０の平面構造を模式的に示す説明図である。図６は図５のＣ－Ｃ断面の断面構造を示す説明図である。図５及び図６は接地導体６及びその周辺の詳細構造を示す第２の説明図となる。

【0022】

図７～図３０は、電極ユニット５０の構成部品の詳細を示す説明図である。図７及び図８は筐体１の構造を模式的に示す説明図である。図７は筐体１の平面構造を示しており、図８は筐体１の断面構造を示している。

【0023】

図９及び図１０はそれぞれ高圧側誘電体膜２の構造を模式的に示す説明図である。図９は高圧側誘電体膜２の平面構造を示しており、図１０は高圧側誘電体膜２の断面構造を示している。

【0024】

図１１及び図１２はそれぞれ接地側誘電体膜３の構造を模式的に示す説明図である。図１１は接地側誘電体膜３の平面構造を示しており、図１２は接地側誘電体膜３の断面構造を示している。

【0025】

図１３及び図１４はそれぞれ給電体５の構造を模式的に示す説明図である。図１３は給電体５の平面構造を示しており、図１４は給電体５の断面構造を示している。

【0026】

図１５～図１７はそれぞれ接地導体６の構造を模式的に示す説明図である。図１５は接地導体６の平面構造を示しており、図１６は接地導体６の断面構造を示しており、図１７は図１６の着目領域Ｒ１における詳細を示している。

【0027】

図１８及び図１９はそれぞれカバー誘電体膜８の構造を模式的に示す説明図である。図１８はカバー誘電体膜８の平面構造を示しており、図１９はカバー誘電体膜８の断面構造を示している。

【0028】

図２０及び図２１はそれぞれ接地側電極構成部Ｅ２の構造を模式的に示す説明図である。図２０は接地側電極構成部Ｅ２の平面構造を示しており、図２１は接地側電極構成部Ｅ２の断面構造を示している。接地側電極構成部Ｅ２は接地側誘電体膜３、導電膜７及びカバー誘電体膜８の組合せ構造を含んでいる。

【0029】

図２２及び図２３はそれぞれシールド誘電体膜９の構造を模式的に示す説明図である。図２２はシールド誘電体膜９の平面構造を示しており、図２３はシールド誘電体膜９の断面構造を示している。

【0030】

図２４及び図２５はそれぞれ誘電体膜支持部材１０の構造を模式的に示す説明図である。図２４は誘電体膜支持部材１０の平面構造を示しており、図２５は誘電体膜支持部材１０の断面構造を示している。

【0031】

図２６～図２８はそれぞれ誘電体膜抑圧部材１１の構造を模式的に示す説明図である。図２６は誘電体膜抑圧部材１１の平面構造を示しており、図２７は誘電体膜抑圧部材１１の断面構造を示しており、図２８は図２７の着目領域Ｒ２における詳細を示している。

【0032】

図２９及び図３０はそれぞれ押圧部材１２の構造を模式的に示す説明図である。図２９は押圧部材１２の平面構造を示しており、図３０は押圧部材１２の断面構造を示している。

【0033】

なお、図１～図３０はそれぞれ活性ガス生成装置７１、電極ユニット５０または電極ユニット５０の構成部品を模式的に示しており、縮尺を含む形状は図１～図３０間で必ずしも一致しない。また、図１～図３０それぞれにＸＹＺ直交座標系を記している。

【0034】

以下、上述した図１～図３０を適宜参照して、実施の形態１の活性ガス生成装置７１について説明する。

【0035】

（全体構造）
図１に示すように、活性ガス生成装置７１は、複数の電極ユニットとして電極ユニット５１～５３と、筐体内空間Ｓ１（図８参照）に電極ユニット５１～５３を収容し、導電性を有する筐体１とを備えている。

【0036】

図２及び図７に示すように、筐体１は、平坦面１Ｆと平坦面１Ｆから深さ方向に凹んだ導体収容空間６Ｓとを含む筐体底部１ａを有している。

【0037】

図８に示すように、筐体１は筐体底部１ａ、筐体側部１ｂ及び筐体上部１ｃを有し、筐体底部１ａ、筐体側部１ｂ及び筐体上部１ｃによって、電極ユニット５１～５３を内部に収容する筐体内空間Ｓ１を形成している。

【0038】

電極ユニット５１～５３はそれぞれ接地導体６が導体収容空間６Ｓ内に配置される態様で筐体１の筐体内空間Ｓ１内に収容される。図７に示すように、外部により供給される原料ガスＧ１は、筐体底部１ａ内に設けられたガス流路２１を介して導体収容空間６Ｓ内に配置された接地導体６の下面及び側面に設けられる原料ガス用流通空間に供給される。

【0039】

電極ユニット５１（５０）は、第１の電極構成部である高圧側電極構成部Ｅ１と、高圧側電極構成部Ｅ１の下方に設けられる第２の電極構成部である接地側電極構成部Ｅ２とを備えている。

【0040】

電極ユニット５１は、第２の電極構成部である接地側電極構成部Ｅ２の下方に設けられ、導体収容空間６Ｓ内に収容される基準電位導体である接地導体６をさらに備えている。接地導体６は金属等の導電体を構成材料としている。

【0041】

第１の電極構成部である高圧側電極構成部Ｅ１は第１の電極用誘電体膜である高圧側誘電体膜２と高圧側誘電体膜２の上面上に形成される第１の電極用導電膜である給電体５とを含んでいる。なお、第１の電極用導電膜である給電体５は、第１の電極用誘電体膜である高圧側誘電体膜２の中央に設けられた給電体配置用凹部２８上に設けられる。

【0042】

高圧側誘電体膜２は誘電体を構成材料としており、給電体５は金属等の導電体を構成材料としている。例えば、給電体５は金属製で構成される。

【0043】

接地側電極構成部Ｅ２は、第２の電極用誘電体膜である接地側誘電体膜３と接地側誘電体膜３の下面上に形成される第２の電極用導電膜である導電膜７とを含んでいる。なお、導電膜７の膜厚は薄いため、図２等では図示が省略され、図２０及び図２１で導電膜７の形成領域が示されている。

【0044】

接地側誘電体膜３は誘電体を構成材料としており、導電膜７は金属等の導電体を構成材料としている。

【0045】

基準電位導体である接地導体６は、上部に非貫通の活性ガス用バッファ空間６８を有し、接地側電極構成部Ｅ２は活性ガス用バッファ空間６８を塞いで配置される。したがって、活性ガス用バッファ空間６８外において、導電膜７の下面と接地導体６の上面とが接触関係を有する。

【0046】

第２の電極用誘電体膜である接地側誘電体膜３は平面視して活性ガス用バッファ空間６８と重複する領域に、接地側誘電体膜３を貫通する誘電体貫通口３ｈを有し、第２の電極用導電膜である導電膜７は平面視して活性ガス用バッファ空間６８と重複する領域に導電膜開口部７ｈを有し、導電膜開口部７ｈは平面視して誘電体貫通口３ｈと重複している。

【0047】

筐体１の筐体底部１ａは外部から原料ガスＧ１を受けるガス流路２１を有し、接地導体６と筐体１の導体収容空間６Ｓとの間に原料ガス用流通空間が設けられる。原料ガス用流通空間は後述するように、原料ガスバッファ空間６１、スリット空間６２及び側面空間６３を含んでいる。

【0048】

原料ガスＧ１はガス流路２１及び上記原料ガス用流通空間を介して、放電空間４の主要放電空間に導かれる。なお、主要放電空間は、後述するように、高圧側誘電体膜２と接地側誘電体膜３との間の誘電体空間１８内における放電空間４を意味する。

【0049】

交流電源１５から印加される交流電圧は、電気配線や導入端子等の電気的接続手段を介して、第１の電極用導電膜である給電体５に印加される。なお、電気的接続手段を示す図示は図２等では省略している。

【0050】

一方、筐体１は基準電位である接地電位に設定される。したがって、筐体１及び接地導体６を介して第２の電極用導電膜である導電膜７が接地電位に設定される。

【0051】

電極ユニット５１（５０）は、さらに誘電体膜支持部材１０、誘電体膜抑圧部材１１及び押圧部材１２等の補助部材を備えている。

【0052】

（高圧側誘電体膜２の固定）
誘電体膜支持部材１０の段差部１０２は、筐体１の平坦面１Ｆ上に設けられ、高圧側誘電体膜２を下方から支持する支持面１０Ｆとなる上面を有している。この際、誘電体膜支持部材１０の側面と筐体１の筐体底部１ａの導体収容空間６Ｓの側面とが一致するように、誘電体膜支持部材１０は平坦面１Ｆ上に配置される。

【0053】

誘電体膜抑圧部材１１は、高圧側誘電体膜２を上方から抑圧するための部材であり、平面視して給電体５と重複しない。すなわち、高圧側誘電体膜２の上面に、誘電体膜抑圧部材１１及び給電体５が形成されていない露出領域ＥＸ２が存在する。

【0054】

図６、図２７及び図２８に示すように、誘電体膜抑圧部材１１の下面は、高圧側誘電体膜２の上面と接触する誘電体接触領域１１２と高圧側誘電体膜２の上面と接触しない誘電体非接触領域１１１と有している。誘電体接触領域１１２は高圧側誘電体膜２と接して荷重を加える領域となり、誘電体非接触領域１１１は高圧側誘電体膜２とは接触関係を有することなく、高圧側誘電体膜２の上面上で給電体５側にせり出す領域となる。

【0055】

誘電体接触領域１１２は平面視して高圧側誘電体膜２の周辺領域及び誘電体膜支持部材１０の支持面１０Ｆと重複し、誘電体非接触領域１１１は平面視して高圧側誘電体膜２の周辺領域より内側の中間領域と重複している。すなわち、中間領域は高圧側誘電体膜２の周辺領域から給電体５側に隣接する領域となる。

【0056】

誘電体膜抑圧部材１１は金属等で構成され、導電性を有し、筐体１、取付用ボルト３１、及び押圧部材１２を介して基準電位である接地電位に設定される。取付用ボルト３１及び押圧部材１２も導電性を有している。

【0057】

したがって、高圧側誘電体膜２は、誘電体接触領域１１２において上方から誘電体膜抑圧部材１１によって抑圧される。以下、誘電体膜支持部材１０、誘電体膜抑圧部材１１及び押圧部材１２の組合せ構造について詳述する。

【0058】

図２に示すように、誘電体膜支持部材１０の上面上に押圧部材１２が配置され、取付用ボルト３１によって押圧部材１２及び誘電体膜支持部材１０が筐体１の筐体底部１ａ上に固定される。

【0059】

図２４及び図２５に示すように、誘電体膜支持部材１０は平面視して中央に中央開口部１００を有する円状を呈している。中央開口部１００の周辺に段差部１０２と周辺部上面１０１とからなる段差構造が円環状に設けられる。段差部１０２の上面が支持面１０Ｆとなる。段差部１０２（支持面１０Ｆ）の外周側の周辺部上面１０１に複数の貫通口１０ｈが離散して円状に設けられる。

【0060】

一方、図９及び図１０に示すように、高圧側誘電体膜２は平面視して中央に給電体配置用凹部２８を有する円状を呈している。給電体配置用凹部２８の周辺に円環状に周辺表面領域２７が設けられる。また、高圧側誘電体膜２は平面視して円状の凹部底面２６を有し、凹部底面２６の周辺の底面が平面視して円環状の凸部底面２３となる。

【0061】

図１３及び図１４に示すように、給電体５は円柱形状を有している。給電体５の底面が高圧側誘電体膜２の給電体配置用凹部２８上に位置する態様で、給電体５は高圧側誘電体膜２の上面上に配置される。

【0062】

第１の電極用導電膜である給電体５には交流電源１５より交流電圧が印加される。なお、図５に示すように、給電体配置用凹部２８は平面視して給電体５を含み、給電体５より少し広い平面形状を有している。

【0063】

高圧側誘電体膜２は誘電体膜支持部材１０の支持面１０Ｆと高圧側誘電体膜２の凸部底面２３とが接触する態様で、高圧側誘電体膜２は誘電体膜支持部材１０上に配置される。高圧側誘電体膜２と誘電体膜支持部材１０とは、図示しないＯリング等のシール材を介して接触させている。

【0064】

また、図２６及び図２７に示すように、誘電体膜抑圧部材１１は平面視して中央に中央開口部１１０を有する円状を呈している。中央開口部１１０の外周側に設けられる円環状の下面領域が誘電体非接触領域１１１となり、誘電体非接触領域１１１の外周側に設けられる円環状の下面領域が誘電体接触領域１１２となる。

【0065】

図２８に示すように、誘電体接触領域１１２は誘電体非接触領域１１１より下方（－Ｚ方向）に突出しており、高圧側誘電体膜２の上面Ｕ２と接触関係を有する。一方、誘電体非接触領域１１１は高圧側誘電体膜２の上面Ｕ２との間に隙間ＳＰ１１が存在するため、高圧側誘電体膜２の上面Ｕ２と非接触となる。

【0066】

図２９及び図３０に示すように、押圧部材１２は平面視して中央に中央開口部１２０を有する円状を呈している。中央開口部１２０の外周側の外周領域１２５に複数の内側貫通口１２１ｈが離散して円状に設けられ、複数の内側貫通口１２１ｈの外周側に複数の外側貫通口１２２ｈが離散して円状に設けられる。

【0067】

このように、押圧部材１２の外周領域１２５に複数の内側貫通口１２１ｈと複数の外側貫通口１２２ｈとが設けられる。なお、複数の内側貫通口１２１ｈはそれぞれタップを切った貫通口となる。

【0068】

上述した構造の押圧部材１２の外周領域１２５の一部が誘電体膜支持部材１０上に載置され、複数の取付用ボルト３１によって、誘電体膜支持部材１０及び押圧部材１２は筐体１の筐体底部１ａに固定される。複数の取付用ボルト３１のねじ部は複数の外側貫通口１２２ｈ及び複数の貫通口１０ｈを貫通し、筐体底部１ａに取り付けられる。

【0069】

図２～図６に示すように、押圧部材１２は、平面視して誘電体膜支持部材１０及び誘電体膜抑圧部材１１と重複する領域に配置されている。

【0070】

一方、押圧部材１２の複数の内側貫通口１２１ｈを貫通させる態様で複数の抑圧補助部材３２を押圧部材１２に取り付けている。抑圧補助部材３２としてボルトや止めねじ等を考えられる。複数の抑圧補助部材３２によって誘電体膜抑圧部材１１を押圧するように、複数の抑圧補助部材３２が複数の内側貫通口１２１ｈ内に取り付ける。複数の抑圧補助部材３２は平面視して誘電体膜抑圧部材１１の誘電体接触領域１１２と高圧側誘電体膜２の凸部底面２３と重複する位置に設けられる。

【0071】

したがって、複数の抑圧補助部材３２の押圧力を受ける誘電体膜抑圧部材１１によって、上方の誘電体接触領域１１２から高圧側誘電体膜２が抑圧される。

【0072】

上述したように、実施の形態１の活性ガス生成装置７１の電極ユニット５０において、第１の電極用誘電体膜である高圧側誘電体膜２は、複数の抑圧補助部材３２の押圧力を受ける誘電体膜抑圧部材１１によって、上方の誘電体接触領域１１２から抑圧される。このため、誘電体膜抑圧部材１１によって高圧側誘電体膜２に荷重がかかる領域は誘電体接触領域１１２の下方領域のみに制限することができる。

【0073】

その結果、実施の形態１の活性ガス生成装置７１は、高圧側誘電体膜２に不要な曲げ応力を与えることなく、誘電体膜抑圧部材１１の誘電体接触領域１１２と誘電体膜支持部材１０の支持面１０Ｆとの間で高圧側誘電体膜２を安定性良く固定することができる。

【0074】

誘電体膜抑圧部材１１は、基準電位である接地電位に設定され、導電性を有している。誘電体膜抑圧部材１１の誘電体非接触領域１１１は、平面視して高圧側誘電体膜２の中間領域と重複している。

【0075】

したがって、電極ユニット５０は、誘電体非接触領域１１１を有する誘電体膜抑圧部材１１によって給電体５の電界強度を緩和して高圧側誘電体膜２の中間領域の電位を低下させることができるため、高圧側誘電体膜２と接地側誘電体膜３との外径方向の電位を低下させることができる。

【0076】

その結果、実施の形態１の活性ガス生成装置７１における電極ユニット５０は、高圧側誘電体膜２と誘電体膜支持部材１０との空隙２０における絶縁破壊を確実に防止することができる。

【0077】

（接地導体６）
図１５～図１７に示すように、筐体１の導体収容空間６Ｓ内に収容される接地導体６は、平面視して円状を呈しており、底面の端部領域に原料ガスバッファ空間６１及びスリット空間６２を有している。

【0078】

原料ガスバッファ空間６１は平面して円環状に形成されており、図２に示すように、ガス流路２１と繋がっており、外部から供給される原料ガスＧ１をガス流路２１を介して原料ガスバッファ空間６１内に取り込むことができる。

【0079】

原料ガスバッファ空間６１の周辺に複数のスリット空間６２が離散して設けられる。図１７に示すように、複数のスリット空間６２はそれぞれ原料ガスバッファ空間６１と繋がっており、原料ガスバッファ空間６１からスリット空間６２にかけて原料ガスＧ１を流通されることができる。

【0080】

図６及び図１７に示すように、側面空間６３は導体収容空間６Ｓの内周側面と接地導体６の外周側面との間の隙間空間であり、平面視して円環状に設けられる。

【0081】

誘電体膜支持部材１０と接地導体６とは、図３及び図４に示すような位置関係を有するため、側面空間６３を通過した原料ガスＧ１は誘電体膜支持部材１０の下方側面領域Ｒ１０に供給される。

【0082】

このように、原料ガスバッファ空間６１は、接地導体６の下面側に設けられ、ガス流路２１介して原料ガスＧ１を受けている。複数のスリット空間６２はそれぞれ、接地導体６の下面側に設けられ、原料ガスバッファ空間６１に繋がっている。

【0083】

側面空間６３は、接地導体６の側面側に設けられ、複数の前記スリット空間に繋がっている。上述したように、原料ガス用流通空間は、原料ガスバッファ空間６１、複数のスリット空間６２及び側面空間６３を含んでいる。

【0084】

したがって、外部からガス流路２１に供給される原料ガスＧ１は、原料ガスバッファ空間６１、スリット空間６２及び側面空間６３を経由して、放電空間４に導かれる。

【0085】

複数のスリット空間６２はそれぞれ、原料ガスＧ１が原料ガスバッファ空間６１で一時的に滞留した後、複数のスリット空間６２それぞれに流れるように、原料ガスバッファ空間６１と比較的して原料ガスが流れにくい狭い空間に設定される。すなわち、複数のスリット空間６２は、原料ガスバッファ空間６１や側面空間６３と比較して原料ガスＧ１の流れ易さを表す係数であるコンダクタンスを小さくしている。

【0086】

その結果、実施の形態１の活性ガス生成装置７１は、放電空間４へ原料ガスＧ１を空間的に均一に供給することができる。すなわち、平面視して円状の誘電体空間１８の周辺部から中心の放電空間４に向かって均一に原料ガスＧ１が供給される。

【0087】

スリット空間６２のコンダクタンスを下げることによって、原料ガスバッファ空間６１と側面空間６３との差圧が大きくなり、複数のスリット空間６２それぞれを流れる原料ガスＧ１の流量のばらつきが低減化される。したがって、原料ガスＧ１は放電空間４に向けて均一に供給される。なお、原料ガスＧ１の流量は、例えば、ガス流路２１の上流に設けられたマスフローコントローラー(MFC)等よって調整される。

【0088】

したがって、一般的な活性ガス生成装置は、原料ガスＧ１が均一に供給されないと、原料ガスＧ１が放電空間４を通過する時間が変わる結果、活性ガスＧ２の生成効率が悪化する不具合が生じる。実施の形態１の活性ガス生成装置７１は、原料ガスＧ１を均一に供給することができるため、上記した不具合は生じない。

【0089】

（接地側電極構成部Ｅ２と活性ガス用バッファ空間６８）
上述したように、第２の電極構成部である接地側電極構成部Ｅ２は接地側誘電体膜３及び導電膜７を含んでいる。

【0090】

図１１及び図１２に示すように、接地側誘電体膜３は平面視して円状を呈しており、中央に円状の誘電体貫通口３ｈを有している。

【0091】

図１８及び図１９に示すように、カバー誘電体膜８は平面視して円状を呈しており、中央に円状のカバー貫通口８ｈを有している。なお、カバー誘電体膜８は接地側誘電体膜３と同じ構成材料を用いることが望ましい。これは、カバー誘電体膜８と接地側誘電体膜３との間で熱膨張係数が異なる場合に、歪が生じることを防ぐためである。また、熱膨張係数が近い材料を、カバー誘電体膜８及び接地側誘電体膜３それぞれの材料として選択しても良い。

【0092】

図２０及び図２１に示すように、導電膜７は平面視して円状を呈しており、中央に平面視して円状の導電膜開口部７ｈを有している。

【0093】

誘電体貫通口３ｈ及び導電膜開口部７ｈはそれぞれ平面視して活性ガス用バッファ空間６８と重複しており、図２１に示すように、導電膜開口部７ｈは平面視して誘電体貫通口３ｈを含み、誘電体貫通口３ｈより広い形状を呈している。

【0094】

接地側誘電体膜３及び導電膜７それぞれの中心位置を一致させた態様で接地側誘電体膜３の下面上に導電膜７が設けられる。導電膜７の径は接地側誘電体膜３の径と同程度に設定されるが、中央に誘電体貫通口３ｈより広い導電膜開口部７ｈが設けられている分、導電膜７の形成面積は接地側誘電体膜３の形成面積より狭い。

【0095】

導電膜開口部７ｈの円周状の外周線となる導電膜内側境界７ｅは、導電膜７における誘電体貫通口３ｈ側の端部となり、導電膜内側境界７ｅより内側の領域には導電膜７が形成されていない。導電膜内側境界７ｅが導電膜７の電極境界線となる。したがって、図２１に示すように、接地側誘電体膜３の下面上における導電膜７の形成領域Ａ７は、接地側誘電体膜３の外周位置から導電膜内側境界７ｅに至る領域となる。

【0096】

図２０及び図２１に示すように、カバー誘電体膜８は接地側誘電体膜３の下面上から導電膜内側境界７ｅを含んで導電膜７の下面上にかけて円状に設けられる。ただし、カバー誘電体膜８は中心にカバー貫通口８ｈを有している。すなわち、導電膜７の導電膜開口部７ｈの外径は、カバー誘電体膜８の外径より短くなる寸法関係となる。

【0097】

カバー貫通口８ｈは誘電体貫通口３ｈと同程度の形状を有し、カバー貫通口８ｈは導電膜開口部７ｈに含まれ、導電膜開口部７ｈより狭い形状を有している。したがって、カバー誘電体膜８は導電膜７の導電膜内側境界７ｅ（電極境界線）を覆っている。そして、カバー誘電体膜８が覆われていない導電膜７の下面と接地導体６の上面とが接触関係を有することになる。

【0098】

図１５及び図１６に示すように、接地導体６の上部に設けられる活性ガス用バッファ空間６８は平面視して円状を呈しており、活性ガス用バッファ空間６８の底面６５の周辺に複数のガス噴出口６９が設けられる。

【0099】

図１５及び図１６にカバー誘電体膜８の形成領域も併せて示している。これらの図にしめすように、カバー誘電体膜８の外周線は活性ガス用バッファ空間６８の外周線とほぼ同じになる。

【0100】

図２及び図１６に示すように、活性ガス用バッファ空間６８の底面６５上にシールド誘電体膜９が設けられる。

【0101】

図２２及び図２３に示すようにシールド誘電体膜９は所定の膜厚で平面視して円状に形成されている。

【0102】

シールド誘電体膜９は、活性ガス用バッファ空間６８及びシールド誘電体膜９それぞれの中心位置を一致させた態様で活性ガス用バッファ空間６８の底面６５上に設けられる。

【0103】

図１５及び図１６に示すように、複数のガス噴出口６９は平面視してカバー誘電体膜８と重複し、かつ、平面視して誘電体貫通口３ｈ及びカバー貫通口８ｈとは重複しない。

【0104】

図１６に示すように、活性ガス用バッファ空間６８の底面６５の周辺に接地導体６を貫通して複数のガス噴出口６９が設けられる。すなわち、平面視してシールド誘電体膜９の周辺領域に複数のガス噴出口６９が設けられる。

【0105】

このような構造の実施の形態１の活性ガス生成装置７１において、原料ガスＧ１は金属筐体２の外部から、前述したように、ガス流路２１及び原料ガス用流通空間を経由して放電空間４に供給される。

【0106】

誘電体バリア放電が発生している放電空間４に原料ガスＧ１が供給されると、原料ガスＧ１は活性化され活性ガスＧ２となり、誘電体貫通口３ｈ及びカバー貫通口８ｈを通過して活性ガス用バッファ空間６８に導入される。活性ガス用バッファ空間６８内に入った活性ガスＧ２は、活性ガス用バッファ空間６８の底面に設けられた複数のガス噴出口６９を通過して後段の処理空間に供給される。

【0107】

このような構成の実施の形態１の活性ガス生成装置７１において、第１の電極用誘電体膜である高圧側誘電体膜２と、第２の電極用誘電体膜である接地側誘電体膜３とが対向する主要誘電体空間が誘電体空間１８となる。誘電体空間１８は平面視して円状を呈している。また、高圧側誘電体膜２とシールド誘電体膜９とが対向する空間が補助誘電体空間として規定される。放電空間４は、誘電体空間１８内において給電体５と導電膜７とが平面視して重複する主要放電空間を含んでいる。

【0108】

上記主要放電空間を形成するために、高圧側誘電体膜２と接地側誘電体膜３とが高さ方向（Ｚ方向）に一定の距離となるように対応して設置されており、高圧側誘電体膜２と接地側誘電体膜３との間の誘電体空間１８内に放電空間４の上記主要放電空間が存在している。

【0109】

放電空間４は、さらに、上記補助誘電体空間内において誘電体貫通口３ｈ、カバー貫通口８ｈ、及びシールド誘電体膜９上の活性ガス用バッファ空間６８の一部からなる補助放電空間４４を含んでいる。

【0110】

接地導体６において底面６５下の底面領域を接地電位に設定された接地電極用導電膜として用い、交流電源１５より交流電圧を受ける給電体５と上記接地電極用導電膜との間に放電電圧を印加することにより、補助放電空間４４を生成することができる。

【0111】

前述したように、補助放電空間４４は誘電体貫通口３ｈ、カバー貫通口８ｈ及び活性ガス用バッファ空間６８の一部を含んでいる。このように、実施の形態１で形成される放電空間４は、誘電体空間１８内の主要放電空間及び補助放電空間４４を含んでいる。

【0112】

実施の形態１の活性ガス生成装置７１において、補助放電空間４４から複数のガス噴出口６９それぞれに至る経路が活性ガス流通経路として規定される。

【0113】

実施の形態１の活性ガス生成装置７１において、放電空間４の一部である補助放電空間４４は誘電体貫通口３ｈとカバー貫通口８ｈと活性ガス用バッファ空間６８の一部とを含んでいるため、補助放電空間４４から複数のガス噴出口６９に至る活性ガス流通経路を必要最小限の体積に抑えて活性ガスＧ２の失活量を抑制することができる。

【0114】

さらに、電極ユニット５０の接地側電極構成部Ｅ２におけるカバー誘電体膜８は、活性ガス用バッファ空間６８内において導電膜７の電極境界線である導電膜内側境界７ｅを覆い、かつ、平面視して複数のガス噴出口６９と重複しているため、活性ガスＧ２が導電膜７に衝突することに伴い活性ガスＧ２が消失する表面失活現象を抑制することができる。

【0115】

その結果、実施の形態１の活性ガス生成装置７１は、高濃度な活性ガスＧ２を複数のガス噴出口６９から後段の処理空間に供給することができる。

【0116】

実施の形態１の電極ユニット５０は、上記述した構造を有することにより、放電空間４に面する部分は絶縁体である誘電体を構成材料とした部品（高圧側誘電体膜２，接地側誘電体膜３，カバー誘電体膜８及びシールド誘電体膜９）のみとなる。金属材料が放電に面すると容易にイオン化し、ガス中に金属イオンが含まれることとなり、コンタミネーションの原因となる。一方、誘電体は放電に面しても容易にイオン化はしないため、ガス中へのコンタミネーションを防止することができる。

【0117】

（筐体開口部４１）
図２に示すように、筐体１の筐体底部１ａは筐体開口部４１を有している。筐体開口部４１は活性ガス用バッファ空間６８と平面視して重複する領域に設けられ、筐体底部１ａを貫通している。

【0118】

したがって、複数のガス噴出口６９噴出される活性ガスＧ２は、筐体開口部４１を介して下方の処理空間に導かれる。

【0119】

図２に示すように、筐体底部１ａに設けられた筐体開口部４１は、下方に向かうに従い開口面積が広くなり、図２及び図７に示すように、最下外周縁４１Ｌを有するテーパー形状を有している。

【0120】

実施の形態１の活性ガス生成装置７１において、筐体１の筐体底部１ａに設けられる筐体開口部４１は下方に向かうに従い開口面積が広くなるテーパー形状を有している。

【0121】

このため、実施の形態１の活性ガス生成装置７１は、複数のガス噴出口６９から噴出される活性ガスＧ２が筐体底部１ａに衝突することによる損失を最小限に抑え、高濃度な活性ガスＧ２を下方の処理空間に供給することができる。

【0122】

＜実施の形態２＞
（実施の形態１の課題）
上述した実施の形態１の活性ガス生成装置７１では、活性ガス用バッファ空間６８から複数のガス噴出口６９を経由して、下方に存在する後段の処理空間へ活性ガスＧ２を供給している。以下、複数のガス噴出口６９から活性ガスＧ２を複数の部分活性ガスと規定して説明する。

【0123】

図３１は実施の形態１の活性ガス生成装置７１における電極ユニット５０（５１～５３）の活性ガスＧ２の噴出形態を模式的に示す説明図である。図３２は電極ユニット５０において理想とする活性ガスＧ２の噴出形態を模式的に示す説明図である。図３１及び図３２は例えば図１のＡ－Ａ断面に相当する。図３１及び図３２それぞれにＸＹＺ直交座標系を記している。

【0124】

図３１に示すように、実施の形態１の活性ガス生成装置７１が備える電極ユニット５０（５１～５３）において、複数のガス噴出口６９は、複数の部分活性ガス間で衝突が生じないように、下方に向かうに従い互いに遠ざかる態様で設けられている。

【0125】

しかし、活性ガス用バッファ空間６８の空間圧力ｐ０と後段の処理空間の空間圧力ｐ１とが大きく異なる場合、例えば、｛（ｐ１／ｐ０）＜０．５｝となる場合、複数のガス噴出口６９から噴出される複数の部分活性ガスは、図３１のガスの流れＦＧＸに示すように、チョーク流れと呼ばれる１方向のみの流れとなり、複数の部分活性ガスはそれぞれ拡散することなく直線上に進む。

【0126】

実施の形態１の活性ガス生成装置７１は、後段の処理空間に均一な活性ガスＧ２を供給するために、電極ユニット５０単位に複数のガス噴出口６９を設け、さらに、比較的広い領域を有する処理空間に対し活性ガスＧ２を供給するために、電極ユニット５０を電極ユニット５１～５３として複数設ける構造を採用している。

【0127】

しかしながら、各電極ユニット５０から噴出される複数の部分活性ガスはそれぞれ、図３１で示す直線状のガスの流れＦＧＸで処理空間に供給されており、図３２で示す多方向に拡散したガスの流れＦＧＹになっていない。

【0128】

このように、電極ユニット５０の複数のガス噴出口６９それぞれから噴出される部分活性ガスは基本的に１つの方向性のみ有している。このため、実施の形態１の活性ガス生成装置７１は、［発明が解決しようとする課題］の欄で述べた第１及び第２の改良構造と同様、処理空間に均一な活性ガスＧ２を供給できていないという課題が残っている。

【0129】

以下で述べる実施の形態２の活性ガス生成装置７５では、上記課題の解決を図ったものである。

【0130】

（実施の形態２の構造）
図３３は実施の形態２の活性ガス生成装置７５における電極ユニット５５の断面構造を示す説明図である。

【0131】

活性ガス生成装置７５の全体構成は図１で示した活性ガス生成装置７１と同様な構成である。したがって、図３３で示す電極ユニット５５は、図１で示す全体構成の活性ガス生成装置７５における電極ユニット５１～５３のいずれかに対応する。

【0132】

すなわち、実施の形態２の活性ガス生成装置７５は、実施の形態１の活性ガス生成装置７１と同様、複数の電極ユニットとして電極ユニット５１～５３と、筐体内空間Ｓ１（図８参照）に電極ユニット５１～５３を収容し、導電性を有する筐体１とを備えている。

【0133】

実施の形態２の電極ユニット５５は、実施の形態１の電極ユニット５０の接地導体６を接地導体６０に置き換えたことを特徴としている。

【0134】

以下、実施の形態１の電極ユニット５０と同一の構成部分は同一符号を付して、実施の形態４の電極ユニット５５の特徴部分を中心に説明する。

【0135】

図３３に示すように、電極ユニット５５は、接地側誘電体膜３を含む接地側電極構成部Ｅ２の下方に設けられ、導体収容空間６Ｓ内に収容される基準電位導体である接地導体６０を備えている。接地導体６０は金属等の導電体を構成材料としている。

【0136】

実施の形態２の電極ユニット５５は、接地導体６０が導体収容空間６Ｓ内に配置される態様で筐体１の筐体内空間Ｓ１内に収容される。外部により供給される原料ガスＧ１は、筐体底部１ａ内に設けられたガス流路２１を介して導体収容空間６Ｓ内に配置された接地導体６０の下面及び側面に設けられる原料ガス用流通空間に供給される。

【0137】

（接地導体６０）
図３４及び図３５はそれぞれ接地導体６０の構造を模式的に示す説明図である。図３４は接地導体６０の平面構造を示しており、図３５は接地導体６０の断面構造を示している。図３４及び図３５それぞれにＸＹＺ直交座標系を記している。

【0138】

基準電位導体である接地導体６０は、上部に非貫通の活性ガス用バッファ空間６８を有し、接地側誘電体膜３を含む接地側電極構成部Ｅ２は活性ガス用バッファ空間６８を塞いで配置される。したがって、活性ガス用バッファ空間６８外において、導電膜７の下面と接地導体６０の上面とが接触関係を有する。

【0139】

実施の形態１と同様、筐体１は基準電位である接地電位に設定される。したがって、筐体１及び接地導体６０を介して導電膜７が接地電位に設定される。

【0140】

筐体１の導体収容空間６Ｓ内に収容される接地導体６０は、図３４に示すように、平面視して円状を呈しており、底面の端部領域に原料ガスバッファ空間６１及びスリット空間６２を有している。

【0141】

実施の形態１の接地導体６に対するのと同様、接地導体６０に対し、原料ガスバッファ空間６１、複数のスリット空間６２及び側面空間６３を含む原料ガス用流通空間が設けられる。

【0142】

したがって、外部からガス流路２１に供給される原料ガスＧ１は、原料ガスバッファ空間６１、スリット空間６２及び側面空間６３を経由して、放電空間４に導かれる。

【0143】

このため、実施の形態２の活性ガス生成装置７５は、実施の形態１の活性ガス生成装置７１と同様、放電空間４へ原料ガスＧ１を空間的に均一に供給することができる。

【0144】

図３４及び図３５に示すように、接地導体６０の上部に設けられる活性ガス用バッファ空間６８は平面視して円状を呈しており、活性ガス用バッファ空間６８の底面６５の周辺に複数のガス噴出口７０が設けられる。

【0145】

複数のガス噴出口７０は、実施の形態１の複数のガス噴出口６９と同様、平面視してカバー誘電体膜８と重複し、かつ、平面視して誘電体貫通口３ｈ及びカバー貫通口８ｈとは重複しない。

【0146】

図３３～図３５に示すように、活性ガス用バッファ空間６８の底面６５の周辺に接地導体６０を貫通して複数のガス噴出口７０が設けられる。すなわち、平面視してシールド誘電体膜９の周辺領域に複数のガス噴出口７０が設けられる。

【0147】

誘電体バリア放電が発生している放電空間４に原料ガスＧ１が供給されると、原料ガスＧ１は活性化され活性ガスＧ２となり、誘電体貫通口３ｈ及びカバー貫通口８ｈを通過して活性ガス用バッファ空間６８に導入される。活性ガス用バッファ空間６８内に入った活性ガスＧ２は、活性ガス用バッファ空間６８の底面に設けられた複数のガス噴出口７０を通過して後段の処理空間に供給される。

【0148】

実施の形態２の活性ガス生成装置７５において、補助放電空間４４から複数のガス噴出口７０それぞれに至る経路が活性ガス流通経路として規定される。

【0149】

実施の形態２の活性ガス生成装置７５において、放電空間４の一部である補助放電空間４４は誘電体貫通口３ｈとカバー貫通口８ｈと活性ガス用バッファ空間６８の一部とを含んでいるため、補助放電空間４４から複数のガス噴出口７０に至る活性ガス流通経路を必要最小限の体積に抑えて活性ガスＧ２の失活量を抑制することができる。

【0150】

さらに、電極ユニット５５の接地側電極構成部Ｅ２におけるカバー誘電体膜８は、活性ガス用バッファ空間６８内において導電膜７の電極境界線である導電膜内側境界７ｅを覆い、かつ、平面視して複数のガス噴出口７０と重複しているため、活性ガスＧ２が導電膜７に衝突することに伴い活性ガスＧ２が消失する表面失活現象を抑制することができる。

【0151】

その結果、実施の形態２の活性ガス生成装置７５は、実施の形態１と同様、高濃度な活性ガスＧ２を複数のガス噴出口７０から後段の処理空間に供給することができる。

【0152】

筐体１の筐体底部１ａは、活性ガス用バッファ空間６８と平面視して重複する領域に筐体開口部４１を有し、複数のガス噴出口７０から噴出される活性ガスＧ２は、筐体開口部４１を介して下方の処理空間に導かれる。

【0153】

実施の形態２の活性ガス生成装置７５において、筐体１の筐体底部１ａに設けられる筐体開口部４１は下方に向かうに従い開口面積が広くなるテーパー形状を有している。

【0154】

このため、実施の形態２の活性ガス生成装置７５は、実施の形態１と同様、複数のガス噴出口７０から噴出される活性ガスＧ２が筐体底部１ａに衝突することによる損失を抑制し、比較的高濃度な活性ガスＧ２を下方の処理空間に供給することができる。

【0155】

（複数のガス噴出口７０）
実施の形態２の電極ユニット５５で設けられる複数のガス噴出口７０から噴出される活性ガスＧ２が、下方に存在する後段の処理空間に供給される。ここで、複数のガス噴出口７０から噴出される活性ガスを複数の部分活性ガスとして規定する。

【0156】

実施の形態２の電極ユニット５５において、複数のガス噴出口７０から噴出された複数の部分活性ガスは筐体開口部４１を介して下方に導かれる。

【0157】

図３６及び図３７は複数のガス噴出口７０の断面構造を模式的に示す説明図であり、図３６及び図３７はそれぞれ図３４のＤ－Ｄ断面構造に相当する。図３６及び図３７それぞれにＸＹＺ直交座標系を記している。

【0158】

図３６及び図３７に示すように、筐体開口部４１は、高さ方向（Ｚ方向）における開口面積が一定の上方領域４１ａと、下方に向かうに従い開口面積が広くなるテーパー形状のテーパー領域である下方テーパー領域４１ｔとを含んでいる。筐体開口部４１において、下方テーパー領域４１ｔは上方領域４１ａより下方に設けられるテーパー領域となる。

【0159】

図３７では、上方領域４１ａと下方テーパー領域４１ｔとの境界線の中心位置から少し低い座標位置を衝突点Ｐ８０として示している。衝突点Ｐ８０は後述する衝突領域８０内に存在し、衝突領域８０の中心となる。

【0160】

実施の形態１の電極ユニット５５において、複数のガス噴出口７０は、複数の部分活性ガスが衝突点Ｐ８０で衝突するように、下方に向かうに従い互いに接近する態様で設けられる。

【0161】

以下、複数のガス噴出口７０の構造について詳述する。図３６及び図３７では２つのガス噴出口７０を図示しているが、図３４に示すように、複数のガス噴出口７０の個数が“３”以上設けられている。

【0162】

以下では、図３６及び図３７それぞれで図示される２つのガス噴出口７０のうち、図中右側（＋Ｘ方向側）のガス噴出口７０をガス噴出口７０（１）と標記し、図中左側（－Ｘ方向側）のガス噴出口７０をガス噴出口７０（２）と標記する。

【0163】

前述したように、複数のガス噴出口７０は平面視して円状に互いに離散して配置されている。以下、複数のガス噴出口７０の中心を結ぶ円状の仮想線を「仮想ガス噴出口円」と称する。

【0164】

ガス噴出口７０（１）及び７０（２）は、上記仮想ガス噴出口円において直径方向に対向する１対のガス噴出口７０，７０に相当する。ここで、ガス噴出口７０（１）から噴出される部分活性ガスを部分活性ガスｇ２（１）と標記し、ガス噴出口７０（２）から噴出される部分活性ガスを部分活性ガスｇ２（２）と標記する。

【0165】

ガス噴出口７０（１）は基準方向である水平方向（Ｘ方向）に対し“０”を超え、９０°未満の一定の噴出口傾斜度Ａ７１を有している。噴出口傾斜度Ａ７１はガス噴出口７０（１）から噴出される部分活性ガスｇ２（１）が衝突点Ｐ８０に向かう方向に設定される。

【0166】

ガス噴出口７０（２）はガス噴出口７０（１）と同様、水平方向に対し“０”を超え、９０°未満の一定の噴出口傾斜度Ａ７２を有している。噴出口傾斜度Ａ７２はガス噴出口７０（２）から噴出される部分活性ガスｇ２（２）が衝突点Ｐ８０に向かう方向に設定される。

【0167】

噴出口傾斜度Ａ７１及びＡ７２は互いに同一角度であり、例えば、４５°に設定される。

【0168】

ガス噴出口７０（１）及び７０（２）が設けられる、活性ガス用バッファ空間６８下の接地導体６０の残存膜厚Ｔ６は例えば３ｍｍに設定される。最上部におけるガス噴出口７０（１）及び７０（２）の中心位置間の形成間隔Ｒ７０は例えば１６．４ｍｍに設定される。形成間隔Ｒ７０は仮想ガス噴出口円の直径Φの長さに一致する。

【0169】

一方、筐体開口部４１のＺ方向に沿った全体深さＤＴＡは例えば１８．５ｍｍに設定され、筐体開口部４１のうち上方領域４１ａのＺ方向に沿った上方深さＤＴ１は例えば５．０ｍｍに設定される。

【0170】

また、筐体開口部４１のテーパー領域となる下方テーパー領域４１ｔの側面はテーパー傾斜度Ａ４１に沿って円錐状に拡がっている。テーパー傾斜度Ａ４１は例えば４５°に設定される。

【0171】

上述した構造の接地導体６０において、ガス噴出口７０（１）及び７０（２）から部分活性ガスｇ２（１）及びｇ２（２）が噴出されると、部分活性ガスｇ２（１）と部分活性ガスｇ２（２）とは衝突点Ｐ８０で衝突する。図３７に示すように、衝突点Ｐ８０の接地導体６０の表面からの形成深さが衝突深さＤＴＸとなる。

【0172】

なお、ガス噴出口７０の総数が“３”以上であっても、各ガス噴出口７０が形成間隔Ｒ７０を直径とした仮想ガス噴出口円に沿って配置され、かつ、衝突点Ｐ８０に向かう方向に同一値となる噴出口傾斜度Ａ７０を設定することにより、同一の衝突点Ｐ８０で３以上の複数の部分活性ガスを衝突させることができる。なお、噴出口傾斜度Ａ７０は噴出口傾斜度Ａ７１及びＡ７２等の総称である。

【0173】

上述した噴出口傾斜度Ａ７１及びＡ７２、形成間隔Ｒ７０、残存膜厚Ｔ６、及び上方深さＤＴ１の設定例では、衝突点Ｐ８０の衝突深さＤＴＸは５．２ｍｍとなる。

【0174】

ガス噴出口７０（１）及び７０（２）の口径等を考慮すると、複数の部分活性ガスは衝突点Ｐ８０を中心として拡がりを有する衝突領域８０にて衝突すると考えられる。したがって、上述した例では、下方テーパー領域４１ｔの上部領域から上方領域４１ａの下部領域にかけて衝突領域８０が形成されることになる。すなわち、衝突領域８０は下方テーパー領域４１ｔ内または下方テーパー領域４１ｔより上方の上方領域４１ａ内に存在する。

【0175】

（活性ガスＧ２の噴出形態）
図３８～図４１はそれぞれ実施の形態２の電極ユニット５５の筐体開口部４１内における活性ガスＧ２の噴出形態を模式的に示す説明図である。図３８～図４１はそれぞれ図３４のＤ－Ｄ断面の一部に相当する。図３８～図４１それぞれにＸＹＺ直交座標系を記している。

【0176】

以下、ガス噴出口７０（１）から噴出される部分活性ガスｇ２（１）の噴出方向を部分活性ガス噴出方向Ｖ７（１）と規定し、ガス噴出口７０（２）から噴出される部分活性ガスｇ２（２）の噴出方向を部分活性ガス噴出方向Ｖ７（２）と規定する。

【0177】

図３８に示すように、部分活性ガスｇ２（１）は衝突点Ｐ８０に達するように部分活性ガス噴出方向Ｖ７（１）に沿って噴出され、部分活性ガスｇ２（２）は衝突点Ｐ８０に達するように部分活性ガス噴出方向Ｖ７（２）に沿って噴出される。

【0178】

すなわち、部分活性ガスｇ２（１）の流れの向きは部分活性ガス噴出方向Ｖ７（１）の１方向のみであり、部分活性ガスｇ２（２）の流れの向きは部分活性ガス噴出方向Ｖ７（２）の１方向のみとなっている。

【0179】

その後、図３９に示すように、衝突点Ｐ８０を含む衝突領域８０にて部分活性ガスｇ２（１）と部分活性ガスｇ２（２）とが衝突して、部分活性ガスｇ２（１）及びｇ２（２）は複数の拡散方向ＤＫに拡散する。

【0180】

すなわち、部分活性ガスｇ２（１）の流れの向きが１つの部分活性ガス噴出方向Ｖ７（１）から複数の拡散方向ＤＫに分散し、部分活性ガスｇ２（２）の流れの向きが１つの部分活性ガス噴出方向Ｖ７（２）から複数の拡散方向ＤＫに分散する。このように、衝突領域８０において複数の部分活性ガスそれぞれ流れの向きが１方向から複数の拡散方向に分散する。

【0181】

そして、図４０に示すように、複数の部分活性ガスの中間供給方向ＤＲ１は、下方テーパー領域４１ｔの側面の影響を受け、テーパー傾斜度Ａ４１に近づくように規制される。

【0182】

このように、衝突領域８０は下方テーパー領域４１ｔ及び下方テーパー領域４１ｔより上方の上方領域４１ａに存在するため、各々が拡散した複数の部分活性ガスが下方に向かうに従い、下方テーパー領域４１ｔの側面のテーパー形状に沿った方向に流れる。

【0183】

その後、図４１に示すように、複数の部分活性ガスはテーパー傾斜度Ａ４１に沿った拡がりの最終供給方向ＤＲ２に沿って下方に位置する後段の処理空間に供給される。

【0184】

（効果）
このような構造の実施の形態２の活性ガス生成装置７５は、実施の形態１と同様な効果を有し、さらに、以下の実施の形態２に固有の効果を奏する。

【0185】

実施の形態２の活性ガス生成装置７５は上述した接地導体６０を有する電極ユニット５５を筐体１の筐体内空間１Ｓ内に収容している。実施の形態２の電極ユニット５５の接地導体６０に設けられる複数のガス噴出口７０は、複数の部分活性ガスが衝突点Ｐ８０を含む衝突領域８０にて衝突するように、下方に向かうに従い互いに接近する態様で設けられ、かつ、衝突領域８０は下方テーパー領域４１ｔ内または下方テーパー領域４１ｔより上方に存在する。

【0186】

このため、図３９に示すように、衝突領域８０にて複数の部分活性ガスが衝突することにより、複数の部分活性ガスそれぞれの流れの向きが１方向から複数の拡散方向ＤＫに分散する。

【0187】

衝突領域８０は下方テーパー領域４１ｔ内または下方テーパー領域４１ｔより上方に存在する。このため、各々が拡散した複数の部分活性ガスが下方に向かうに従い、下方テーパー領域４１ｔの側面のテーパー形状に沿った方向、すなわち、図４０で示す中間供給方向ＤＲ１に流れる。

【0188】

その後、複数の部分活性ガスを含む活性ガスＧ２は、下方テーパー領域４１ｔから下方の処理空間に向けて、下方テーパー領域４１ｔの側面のテーパー形状に沿った方向、すなわち、図４１で示す最終供給方向ＤＲ２に沿って拡散しつつ流れる。

【0189】

このように、複数のガス噴出口７０から噴出された複数の部分活性ガスは、図３８～図４１で示したように筐体開口部４１内を流れる。

【0190】

その結果、活性ガス用バッファ空間６８の空間圧力ｐ０と後段の処理空間の空間圧力ｐ１とが大きく異なっていても、実施の形態１の活性ガス生成装置７５は、均一な活性ガスＧ２を後段の処理空間に供給することができる。

【0191】

実施の形態２の電極ユニット５５に設けた複数のガス噴出口７０はそれぞれ下方に向かうに従い衝突点Ｐ８０を含む衝突領域８０に近づく方向に傾いて形成され、複数のガス噴出口７０それぞれの基準方向となる水平方向に対する形成傾きである噴出口傾斜度Ａ７０は同一値に設定される。

【0192】

このため、ガス噴出口７０の個数が“３”以上であっても、複数のガス噴出口７０から噴出される複数の部分活性ガスを同一の衝突領域８０内で衝突させることができる。

【0193】

その結果、実施の形態２の活性ガス生成装置７５は、１つの衝突領域８０にて複数の部分活性ガスをそれぞれ複数の拡散方向に分散させることにより、より均一な活性ガスＧ２を後段の処理空間に向けて供給することができる。

【0194】

さらに、実施の形態２の活性ガス生成装置７５は、図１に示すように、電極ユニット５５を電極ユニット５１～５３として複数設ける構造を採用している。

【0195】

このため、実施の形態２の活性ガス生成装置７５は、各々が電極ユニット５５と同様な構造を有する複数の電極ユニット５１～５３それぞれから複数の部分活性ガスを噴出させることにより、比較的広い領域を有する後段の処理空間に対し均一に活性ガスＧ２を供給することができる。

【0196】

本開示は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、本開示がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、本開示の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

【0197】

例えば、実施の形態２では１つの衝突領域８０にて複数の部分活性ガスを衝突させたが、２つ以上の複数の衝突領域にて複数の部分活性ガスを選択的に衝突させても良い。

【0198】

すなわち、本開示は、その開示の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

【符号の説明】

【0199】

１ 筐体
２ 高圧側誘電体膜
３ 接地側誘電体膜
４ 放電空間
５ 給電体
６，６０ 接地導体
７ 導電膜
８ カバー誘電体膜
９ シールド誘電体膜
１０ 誘電体膜支持部材
１１ 誘電体膜抑圧部材
１２ 押圧部材
１３ バッファ導体
２１ ガス流路
２２ 冷却路
４１ 筐体開口部
４１ａ 上方領域
４１ｔ 下方テーパー領域
５０，５１～５３，５５ 電極ユニット
６１ 原料ガスバッファ空間
６２ スリット空間
６３ 側面空間
６８ 活性ガス用バッファ空間
６９，７０ ガス噴出口
７１，７５ 活性ガス生成装置
８０ 衝突領域
Ｅ１ 高圧側電極構成部
Ｅ２ 接地側電極構成部

【要約】

本開示は、均一な活性ガスを処理空間に供給することができる活性ガス生成装置の構造を提供することを目的とする。本開示の活性ガス生成装置（７５）における電極ユニット（５５）は、接地側電極構成部（Ｅ２）の下方に設けられる接地導体（６０）を備えている。筐体（１）の筐体底部（１ａ）は筐体開口部（４１）を有し、筐体開口部（４１）は下方に向かうに従い開口面積が広くなる下方テーパー領域（４１ｔ）と上方領域（４１ａ）とを含んでいる。接地導体（６０）に設けられる複数のガス噴出口（７０）は、複数の部分活性ガスが衝突領域（８０）にて衝突するように、下方に向かうに従い互いに接近する態様で設けられ、衝突領域（８０）は下方テーパー領域（４１ｔ）内または下方テーパー領域（４１ｔ）より上方の上方領域（４１ａ）内に存在する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40】

【図41】