(57)【要約】【課題】ガスの供給状態を適正化しつつ、異物の発生、または反応生成物の付着を抑制することが可能なプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】例えば、誘電体真空窓２を挟んでそれぞれ対向する位置にファラデーシールド１８ａ，１８ｂとガス放出板１１を備える。ガス放出板１１は処理室にガスを放出するための開口部（ガス放出口）を備え、ファラデーシールドは、この開口部に対向する領域に配置されるファラデーシールド１８ａと、それ以外の領域に配置されるファラデーシールド１８ｂとに分割される。各ファラデーシールド１８ａ，１８ｂに印加する電圧は、整合器１６によって、それぞれ独立に制御可能となっている。【選択図】図１
2014072508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料にプラズマ処理を行うための処理室と、
前記処理室の上部を真空に封止する平板状の誘電体窓と、
前記誘電体窓の上方に配置される誘導コイルと、
前記誘電体窓と前記誘導コイルとの間に設置されるファラデーシールドと、
前記誘導コイルと前記ファラデーシールドの両方に高周波電力を供給する高周波電源と、
前記高周波電力の反射電力を抑制する整合器と、
前記処理室内にガスを供給するガス供給手段と、
前記処理室内に設けられ前記試料を載置する試料台と、
前記ガス供給手段から供給されるガスを前記処理室内に放出し、前記誘電体窓を挟んで前記ファラデーシールドと対向する位置に設けられるガス放出板と、を備え、
前記ガス放出板は、前記ガス供給手段から供給されるガスを前記処理室内に放出するための開口部を有し、
前記ファラデーシールドは、前記開口部に対向する第一の領域と、前記第一の領域以外の領域である第二の領域とに分割され、
前記整合器は、前記第一の領域と前記第二の領域に印加されるそれぞれの高周波電圧を独立に制御できる制御手段を有するプラズマ処理装置。
【請求項２】
請求項１記載のプラズマ処理装置において、
前記制御手段は、
前記第一の領域に印加される高周波電圧を制御する第一の制御手段と、
前記第二の領域に印加される高周波電圧を制御する第二の制御手段とを有し、
前記第一の制御手段と前記第二の制御手段は、それぞれ直列ＬＣ回路を有し、
前記直列ＬＣ回路は、それぞれ可変コンデンサを有するプラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項２記載のプラズマ処理装置において、
前記第一の領域は、円形であり、
前記開口部は、前記ガス放出板の中心部に配置されるプラズマ処理装置。
【請求項４】
請求項３記載のプラズマ処理装置において、さらに、
前記ガス放出板の前記開口部以外の領域と前記誘電体窓との間に、誘電体となる複数の第１部材を有するプラズマ処理装置。
【請求項５】
請求項４記載のプラズマ処理装置において、
前記ガス放出板は誘電体であり、
前記第１部材の比誘電率は、前記誘電体窓と前記ガス放出板の比誘電率より高いプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置に係り、特に誘導結合型プラズマ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日の半導体デバイス産業では、不揮発性ＲＡＭ（Random Access Memory）市場が拡大している。中でもＦｅＲＡＭ（Ferroelectric Random Access Memory）やＭＲＡＭ（Magnetic Random Access Memory）などの新型不揮発性ＲＡＭは、低消費電力や高速動作の利点により各社で開発が進んでいる。これらの量産には、ＦｅＲＡＭではＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等、ＭＲＡＭではＣｏＦｅ等の不揮発性材料のエッチングが必要である。しかし、これらの不揮発性材料のエッチングでは、蒸気圧の低い反応生成物がプラズマ処理室内壁に堆積しやすい。このため、堆積物が剥がれ落ち試料上に付着することによる異物の多発や、プラズマの結合状態の変化によるプロセスの経時変化等の量産安定性に問題がある。
【０００３】
従来の半導体デバイス製造分野においては、エッチングや表面処理の手法として、プラズマ処理室の外側に配置した誘導コイルに高周波電流を流すことにより、処理室内に挿入した処理ガスをプラズマ化する誘導結合型（Inductively Coupled Plasma）のプラズマ装置が利用されている。しかし、前記プラズマ装置においては、不揮発性材料をエッチングする場合におけるプラズマ処理室内壁への堆積物の対策が十分でないため、大気開放を伴う手作業による洗浄を繰り返し行っている。前記手作業による洗浄は、洗浄を開始すると次の試料の処理開始までに６〜１２時間も要すことから装置の稼動効率が低下することになる。
【０００４】
そこで、誘導結合方式のプラズマ処理装置として、特許文献１に記載のプラズマ処理装置が用いられている。特許文献１に記載の通り、プラズマ処理室には前記処理室の上部を構成する円錐形の誘電体のベルジャが設置されており、更にその上部にはプラズマ生成用の誘導コイルが設置されている。前記ベルジャと前記誘導コイルとの間には、円錐形のファラデーシールドが設置されており、これに高電圧を印加することにより前記ベルジャ内壁に付着する反応生成物の制御を可能とさせている。また、ガス供給方式においては、前記プラズマ処理室側面に設置されたガス噴出し孔により処理ガスを供給させている。特許文献１に記載の装置は、前記処理ガスを前記誘導コイルの誘導磁場によりプラズマ化させることにより、量産性とエッチング性能に優れたプラズマ処理を実現させている。
【０００５】
また、誘導結合方式の別のプラズマ処理装置として、特許文献２に記載のプラズマ装置が用いられている。特許文献２は、特許文献１と同様の構造で構成されており、誘電体のベルジャとプラズマ生成用の誘導コイルとの間に分割ファラデーシールドが設置されている。前記分割ファラデーシールドはそれぞれが独立で電圧制御が可能なため、より精密な反応生成物付着の制御を可能とさせている。ガス供給方式においては、特許文献１と同様の構造であり、これらを用いることで量産性とエッチング性能に優れたプラズマ処理装置を実現させている。
【０００６】
更に、誘導結合方式の別のプラズマ装置として、特許文献３に記載のプラズマ装置が用いられている。特許文献３に記載の通り、プラズマ処理室には前記処理室の上部を構成する平行平板の誘電体のウィンドウが設置されており、更にその上部にはプラズマ生成用の誘導コイルが設置されている。前記ウィンドウと前記誘導コイルとの間には、並行平板のファラデーシールドが設置されており、これに高電圧を印加することにより、前記ウィンドウ内壁に付着する反応生成物の制御を可能としている。また、ガス供給方法においては、前記ウィンドウには放射状のガス流路が複数設けられており、前記ガス流路は前記ウィンドウ中央で合流するように製作されている。これにより、供給された処理ガスが前記ウィンドウ中央で合流し、シャワー孔からプラズマ処理室内へ供給される。更に、前記ガス流路は、供給されたガスの平均自由工程以下の幅で製作されることにより、ガス流路内での異常放電の抑制を可能としている。特許文献３に記載の装置は、上記構造により量産性とエッチング性能に優れたプラズマ処理装置を実現させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２３５５４５号公報
【特許文献２】特開２０１１−２５３９１６号公報
【特許文献３】特開２０１１−１８７９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、半導体デバイス製造分野においては、被処理物であるウェハやディスプレイの大口径化や高性能化に伴い、プラズマ処理装置においては、試料を処理する上で生成されるプラズマの均一性や量産安定性への要求が高まっている。特に、試料の大口径化に伴って、生成されるプラズマも相応して大口径化が必要となるため、より均一でより高密度なプラズマを生成しなければならない。このため、試料を均一に処理するためには、処理ガスを試料面に対して制御しながら供給することが重要となってくる。これは、供給される処理ガスが解離及び電離することでプラズマ分布の空間分布がきまり、該処理ガスがプラズマ内で励起され反応性のラジカルとなり、プラズマ処理特性の分布に直接的に影響するためである。また、該処理ガスの流れ分布によって、処理に供する反応性ラジカルの輸送とともに、処理を阻害する反応生成物の排気に影響するためである。
【０００９】
また、処理ガスの供給箇所によってはクリーニング電極となるファラデーシールドとプラズマとの間の容量結合の状態が処理室天板面内で変わり、反応生成物の天板への付着量が面内で変わり、一様なクリーニング作用を与えられないという問題がある。
【００１０】
特許文献１、２に記載のプラズマ処理装置においては、処理ガスがプラズマ処理室側面に設置されたガス噴出し孔により供給されるため、前記処理ガスの大半がそのまま排気されてしまう。このため、前記処理ガスの供給量に対して試料上でのガス濃度が希薄となり、エッチングレートや均一性等のエッチング性能が低下してしまうという問題がある。また、処理ガスの供給位置と容量結合状態との関係については考慮されていない。
【００１１】
特許文献３に記載の誘導結合型プラズマ処理装置においては、処理ガスをウィンドウ中央より供給することにより前述した特許文献１、２の問題を解決している。しかし、ガス流路は誘電体のウィンドウに直接加工しなければならないことと、前記ガス流路内の異常放電を抑制するために前記ガス流路幅を１ｍｍ以下で加工しなければならない。これらを実際に精度良く加工することは容易でなく、加工費も非常に高価なものとなるため、量産性を目論む装置においては、現実的な手法とは言い難い。更に、特許文献３における異常放電抑制技術だけでは、該ガス流路内での電界低下量が十分ではないため、異常放電が発生する可能性がある。また、処理ガスの供給位置と容量結合との関係については考慮されていない。
【００１２】
そこで本発明の目的の一つは、上記に挙げた問題を鑑み、ガスの供給状態を適正化しつつ、異物の発生、または反応生成物の付着を抑制することが可能なプラズマ処理装置を提供することにある。なお、本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態の概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１４】
本実施の形態によるプラズマ処理装置は、処理室、誘電体窓、誘導コイル、ファラデーシールド、高周波電源、整合器、ガス供給手段、およびガス放出板を備える。処理室は試料にプラズマ処理を行い、誘電体窓は処理室の上部を真空に封止する。誘導コイルは誘電体窓の上方に配置され、ファラデーシールドは誘電体窓と誘導コイルとの間に設置される。高周波電源は誘導コイルとファラデーシールドの両方に高周波電力を供給し、整合器は当該高周波電力の反射電力を抑制する。ガス供給手段は処理室内にガスを供給し、ガス放出板は、誘電体窓を挟んでファラデーシールドと対向する位置に設けられ、ガス供給手段から供給されるガスを処理室内に放出する。ここで、ガス放出板は、ガス供給手段から供給されるガスを処理室内に放出するための開口部を有し、ファラデーシールドは、当該開口部に対向する第一の領域と、第一の領域以外の領域である第二の領域とに分割される。そして、整合器は、第一の領域と第二の領域に印加されるそれぞれの高周波電圧を独立に制御できる制御手段を有する。
【発明の効果】
【００１５】
本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すると、ガスの供給状態を適正化しつつ、異物の発生、または反応生成物の付着を抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例１によるプラズマ処理装置の構成例を示す概略図である。
【図２】図１のプラズマ処理装置において、分割したファラデーシールド周辺の詳細な構造例を示す図である。
【図３】図１の比較例となるプラズマ処理装置において、典型的なファラデーシールドによってガス放出板の下面に生成される実電圧分布を模式的に示した図である。
【図４】図１のプラズマ処理装置において、ファラデーシールドによってガス放出板の下面に生成される実電圧分布を模式的に示した図である。
【図５】本発明の実施例２によるプラズマ処理装置において、その主要部の構成例を示す概略図であり、併せてファラデーシールドによってガス放出板の下面に生成される実電圧分布を模式的に示した図である。
【図６】本発明の実施例３によるプラズマ処理装置において、その主要部の構成例を示す概略図であり、併せてファラデーシールドによってガス放出板の下面に生成される実電圧分布を模式的に示した図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、本実施例１におけるファラデーシールドの電界分布を解析した結果の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施例を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明の実施例１によるプラズマ処理装置の構成例を示す概略図である。プラズマ処理室（以降、処理室と略す）は、側壁が例えばアルミニウム母材に表面処理を施されたチャンバ１と、その上方に設置された平板状の誘電体窓である誘電体真空窓２によって構成される。誘電体真空窓２は、例えば石英製であり、処理室の上部を真空に封止するための部材である。誘電体真空窓２の上方には誘導コイル１７が配置され、誘電体真空窓２と誘導コイル１７の間にはファラデーシールド１８ａ，１８ｂが配置される。処理室の下方には、半導体基板等の試料３を載置するための試料台４が設置される。試料３には、高周波電源６からの数１０ＭＨｚ以下の高周波が整合器５を介して印加することで、試料３に入射するプラズマ７からのイオンエネルギーを制御する。本実施例では、試料３は、例えば、半導体デバイス用の３００ｍｍ径ウェハで、高周波電源６は周波数８００ＫＨｚ電源を用いた。
【００１９】
チャンバ１には排気口８が設けられている。排気口８の先には排気装置９が設けられ、これによって、処理室内の圧力が０．１Ｐａから数１０Ｐａの範囲で設定圧力になるように制御される。プラズマ処理に供するガスは、処理室のチャンバ１に設けたガス供給管１０から導入され、誘電体真空窓２とガス放出板１１との間のガス流路１２を通り、ガス放出板１１の中央部に設けられた円形の開口部より処理ガス１３として試料３上方へ放出される。ガス放出板１１は、例えば石英製である。また、誘電体真空窓２とガス放出板１１の間には、高誘電率の部材となる高誘電体１４が島状に多数設置され、ガス流路１２は、各高誘電体１４の隙間によって作られている。この時、高誘電体１４は、誘電体真空窓２およびガス放出板１１（例えば石英製）よりも高い誘電率をもつ部材（例えば酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）製）が用いられる。この場合、誘導コイル１７もしくはファラデーシールド１８ａ，１８ｂにより生成された電界を高誘電体１４が吸収することにより、ガス流路１２内の電界を低減することができ、ガス流路１２内で発生する異常放電を抑制することが可能となる。
【００２０】
プラズマ７を生成するための電磁場は、周波数１３.５６ＭＨｚの高周波電源１５の出力を、整合器１６を介してコイル状の誘導コイル１７に印加することで処理室内に放射される。高周波電源１５の出力が数ｋＷの場合、誘導コイル１７のインダクタンスが数μＨで高周波電流が数１０Ａになるため、誘導コイル１７の端子間電圧は数ｋＶになる。誘導コイル１７の高電圧が直接プラズマ７に印加されることを防ぐために、誘導コイル１７とプラズマ７との間には分割したファラデーシールド１８ａ，１８ｂが設置されている。
【００２１】
誘導コイル１７とファラデーシールド１８ａ，１８ｂは、整合器１６を介して、高周波電力の供給源となる高周波電源１５と直列に接続されている。整合器１６内には、誘導コイル１７からの反射電力やファラデーシールド１８ａ，１８ｂからの反射電力を抑制する（すなわちインピーダンス整合を行う）ため、インピーダンスの大きさが可変設定可能な可変コンデンサＶＣ１，ＶＣ２が接続されている。また、誘導コイル１７に供給する高周波電流を制御するための可変コンデンサＶＣ４が接続されている。さらに、ファラデーシールド１８ａ，１８ｂと並列にインピーダンスの大きさが可変設定可能な回路(可変コンデンサＶＣ３，ＶＣ５、コイルＬ２，Ｌ３)が接続されている。ＶＣ３とＬ３の直列ＬＣ回路によってファラデーシールド１８ａに印加する高周波電力（高周波電圧）の大きさが制御され、ＶＣ５とＬ２の直列ＬＣ回路によってファラデーシールド１８ｂに印加する高周波電力（高周波電圧）の大きさが制御される。
【００２２】
このようにファラデーシールドを分割し、各々に印加する高周波電圧を独立して制御することで、誘電体真空窓２内面に向けたイオンスパッタ率をファラデーシールドの配置領域毎に制御し、誘電体真空窓２内面に付着する反応生成物の制御（除去）を精度良く広範囲に実施することを可能としている。さらに、ファラデーシールド１８ａ，１８ｂにはそれぞれコンデンサＣ４，Ｃ５が接続されている。これらにより、各ファラデーシールド１８ａ，１８ｂに印加される高周波電力のインピーダンスを０にすることができ、共振点にて高周波電力の位相を反転することも可能としている。
【００２３】
図２は、図１のプラズマ処理装置において、分割したファラデーシールド周辺の詳細な構造例を示す図である。図１に示したファラデーシールド１８ａ，１８ｂ及び誘導コイル１７、誘電体真空窓２、ガス放出板１１、高誘電体１４、ガス流路１２は、例えば図２に示すように配置される。図２の例では、誘電体真空窓２は、円形の平板状（円盤状）の形状を持ち、ガス放出板１１は、中心部が空洞となった円形の平板状（太いリング状）の形状を持つ。
【００２４】
ここで、ファラデーシールド１８ａの外周は、処理ガスを処理室に供給（放出）するためにガス放出板１１に設けられた開口部の外周と同等の寸法となっている。また、図中に示すＡは、ファラデーシールド１８ａ，１８ｂ間の隙間の寸法を示す。一般的に、ファラデーシールドより発生する電界分布は等高線を描いて処理室内へと到達する。この時、前記隙間Ａの寸法が短すぎるとファラデーシールド１８ａ，１８ｂの各々が生成する電界が干渉してしまい、各ファラデーシールドの電圧が制御できなくなる可能性がある。このため、前記隙間Ａの寸法は、各々の電界が干渉することのないよう十分な隙間を空ける必要がある。本実施例では、後述に示す解析結果を参考に隙間Ａの寸法を４ｍｍとしている。
【００２５】
図３は、図１の比較例となるプラズマ処理装置において、典型的なファラデーシールド１９によってガス放出板１１の下面に生成される実電圧分布を模式的に示した図である。本実施例１のプラズマ処理装置は、前述の通り、誘電体真空窓２とガス放出板１１との間に高誘電体１４が多数設置されている。このため、図３に示すように、誘電体真空窓２上に１個のファラデーシールド１９を設けた場合、ガス放出板１１の下面において、開口部（ガス放出口）３０以外となる高誘電体１４を備えた領域の直下に生成される電界が、開口部（ガス放出口）３０の領域の直下に生成される電界よりも減少してしまう。その結果、ガス放出板１１の下面では、図３に示すように不均一な電界分布が発生してしまう。
【００２６】
図４は、図１のプラズマ処理装置において、ファラデーシールド１８ａ，１８ｂによってガス放出板１１の下面に生成される実電圧分布を模式的に示した図である。図３と同様に、高誘電体１４により電界が吸収されるため、開口部（ガス放出口）３０以外となる高誘電体１４を備えた領域の直下では、実効電圧値は低下してしまう。しかし、本実施例１のファラデーシールド１８ａ，１８ｂでは、各々を独立に電圧制御することが可能であるため、ファラデーシールド１８ａに印加する電圧値を減少するか、あるいはファラデーシールド１８ｂに印加する電圧値を増加することにより、ガス放出板１１の下面の実電圧分布を図４に示すように均一にすることが可能である。
【００２７】
これにより、ガス放出板１１の下面において、開口部（ガス放出口）３０の領域とプラズマ７との間のプラズマシース電圧と、開口部（ガス放出口）３０以外の領域とプラズマ７との間のプラズマシース電圧は、実質的に均一になる。その結果、処理室内壁面にクリーニング作用を生じさせる電極（この場合、ファラデーシールド１８ａ，１８ｂ）の配置範囲に処理ガス供給口を有していても、ガス放出板１１の下面に生じるシース電圧の分布を最適化することができ、異物の発生、または反応生成物の付着を抑制することが可能になる。
【００２８】
図７（ａ）および図７（ｂ）は、本実施例１におけるファラデーシールドの電界分布を確認するために、シミュレーションを用いて電界解析を行った結果の一例を示す図である。当該シミュレーション解析は、厚さ１５ｍｍの石英製（比誘電率３.５）の誘電体真空窓２上に厚さ２ｍｍのアルミニウム製のファラデーシールド１８ａ，１８ｂを設置した条件で行われている。さらに、ファラデーシールド１８ａ，１８ｂとの間に空気層２４（２４ａ，２４ｂ）（比誘電率１）を設け、ファラデーシールド１８ａに１０００Ｖ、ファラデーシールド１８ｂに５００Ｖの電圧を印加した条件で行われている。
【００２９】
図７（ａ）に示すように、空気層２４ａを０．４ｍｍとした場合、ファラデーシールド１８ａより印加した電界分布がファラデーシールド１８ｂへと到達し、干渉していることがわかる。本実施例１のプラズマ処理装置のファラデーシールドの電圧制御は、整合器１６内部に搭載された回路によりモニタリングし、その値を用いて制御しているため、他のファラデーシールドより発生する電圧の影響を受けてしまうと電圧制御に誤動作が生じる可能性がある。このため、ファラデーシールド１８ａ，１８ｂを設置する際は、互いの電界で干渉されないよう、十分に隙間を設けた方が良い。ただし、上記隙間を大きくとり過ぎてしまった場合は、上記隙間の電界分布が低下し、ガス放出板１１の下面で生成されるプラズマ７が不均一となる、または、上記隙間の直下に付着する反応生成物の除去効果が低減するため、上記隙間においては、本実施例１のように電界解析を駆使して隙間の寸法を適正化することが好ましい。
【００３０】
図７（ｂ）は、空気層２４ｂを４ｍｍとした場合の電界分布を示している。図７（ｂ）に示すように、ファラデーシールド１８ａとファラデーシールド１８ｂとの隙間を十分に設けたことにより、ファラデーシールド１８ａの電界がファラデーシールド１８ｂに到達していないことがわかる。本実施例１では、前述の通り電界解析を数回実施した結果より、図２の隙間Ａの寸法を４ｍｍとしている。
【００３１】
以上のように、本実施例１のプラズマ処理装置は、誘電体真空窓２を挟んでそれぞれ対向する位置にファラデーシールド１８ａ，１８ｂとガス放出板１１を備える。ガス放出板１１は処理室にガスを放出（供給）するための開口部（ガス放出口）３０を備え、ファラデーシールドは、この開口部に対向する領域に配置されるファラデーシールド１８ａと、それ以外の領域に配置されるファラデーシールド１８ｂとに分割される。さらに、各ファラデーシールド１８ａ，１８ｂに印加する電圧は、それぞれ独立に制御可能となっている。このような構成により、開口部（ガス放出口）３０の領域のプラズマシース電圧と、それ以外の領域のプラズマシース電圧を独立して制御できるため、開口部（ガス放出口）３０の設置箇所に自由度を持たせつつ、処理室壁面内に生じるシース電圧の分布を最適化することができる。すなわち、ガスの供給状態を適正化しつつ、異物の発生、または反応生成物の付着を抑制することが可能になる。
【００３２】
また、本実施例１では、開口部（ガス放出口）３０がガス放出板１１の中心部に配置されている。これにより、ガスの大半がそのまま排気されてしまうような事態を抑制でき、エッチングレートや均一性等のエッチング性能を向上できる。さらに、ここでは、誘電体真空窓２とガス放出板１１の間に複数の高誘電体１４を備えている。これにより、誘導結合型プラズマ処理装置のように電磁界強度が強い場合にも、異常放電することなく、試料上で均一なプラズマ生成が可能となる。これらの結果、高いエッチング性能と量産安定性を備えたプラズマ処理装置が実現可能になる。
【実施例２】
【００３３】
図５は、本発明の実施例２によるプラズマ処理装置において、その主要部の構成例を示す概略図であり、併せてファラデーシールドによってガス放出板の下面に生成される実電圧分布を模式的に示した図である。図５において、図３と同符号は同一部材を示し、説明を省略する。図５が図３と異なる点は、リング状の開口部（ガス放出口）３１を持つガス放出板２２を備える点と、この開口部（ガス放出口）３１の形状に合わせて分割されたファラデーシールド２０ａ，２０ｂを備える点である。この際に、リング状の開口部（ガス放出口）３１は、ガス放出板２２における中心と外周との間の中間部に設けられ、これに応じて、ファラデーシールド２０ｂは、誘電体真空窓２を挟んで当該開口部（ガス放出口）３１と対向するリング状の領域に配置される。
【００３４】
処理ガスは、誘電体真空窓２とガス放出板２２の間において各高誘電体１４の隙間を通り、ガス放出板２２の中間部に設けられたリング状の開口部（ガス放出口）３１より放出される。また、この時、分割されたファラデーシールド２０ａ，２０ｂは、前述の実施例１の場合と同様の手段を用いて、各々独立に電圧制御することが可能となっている。これにより、従来のファラデーシールドでは図３に示すように実効電圧が不均一となってしまうが、本実施例２のファラデールド２０ａ，２０ｂを用いることにより、図５に示すような均一な電圧分布を得ることができる。
【００３５】
以上に述べた通り、本実施例２によれば、前述の実施例１の場合と同様の効果を得ることができるとともに、リング状の開口部（ガス放出口）３１の径を任意に設定することにより、所定のプラズマ処理に最適となる処理ガスの供給経路を構築することが可能になる。これによって、プラズマ処理の均一化を図ることができる。
【実施例３】
【００３６】
図６は、本発明の実施例３によるプラズマ処理装置において、その主要部の構成例を示す概略図であり、併せてファラデーシールドによってガス放出板の下面に生成される実電圧分布を模式的に示した図である。図６において、図３と同符号は同一部材を示し、説明を省略する。図６が図３と異なる点は、リング状の開口部（ガス放出口）３２を持つガス放出板２３を備える点と、この開口部（ガス放出口）３２の形状に合わせて分割されたファラデーシールド２１ａ，２１ｂを備える点である。この際に、リング状の開口部（ガス放出口）３２は、ガス放出板２３の外周部に設けられ、これに応じて、ファラデーシールド２１ｂは、誘電体真空窓２を挟んで当該開口部（ガス放出口）３２と対向するリング状の領域に配置される。
【００３７】
処理ガスは、誘電体真空窓２とガス放出板２３の間において各高誘電体１４の隙間を通り、ガス放出板２３の外周部に設けられたリング状の開口部（ガス放出口）３２より放出される。また、この時、分割されたファラデーシールド２１ａ，２１ｂは、前述の実施例１の場合と同様の手段を用いて、各々独立に電圧制御することが可能となっている。これにより、従来のファラデーシールドでは図３に示すように実効電圧が不均一となってしまうが、本実施例３のファラデールド２１ａ，２１ｂを用いることにより、図６に示すような均一な電圧分布を得ることができる。
【００３８】
以上に述べた通り、本実施例３によれば、前述の実施例１の場合と同様の効果を得ることができるとともに、リング状の開口部（ガス放出口）３２の径を任意に設定することにより、所定のプラズマ処理に最適となる処理ガスの供給経路を構築することが可能になる。これによって、プラズマ処理の均一化を図ることができる。
【００３９】
なお、本発明は上述したこれらの実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００４０】
例えば、ここでは、中心部に１個の円盤状の開口部３０を持つガス放出板１１や、中間部（または外周部）に１個のリング状の開口部３１（または３２）を持つガス放出板３１（または３２）を示した。これらを適宜組み合わせて、例えば、ガス放出板に２個のリング状の開口部を持たせたり、１個の円盤状の開口部と１個のリング状の開口部を持たせる等、必要に応じて適宜変更することが可能である。また、ここでは、ガス放出板上に複数の高誘電体１４を島状に配置したが、当該各高誘電体１４の形状や大きさは、必要に応じて適宜定めることが可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１  チャンバ
２  誘電体真空窓
３  試料
４  試料台
５，１６  整合器
６，１５  高周波電源
７  プラズマ
８  排気口
９  排気装置
１０  ガス供給管
１１，２２，２３  ガス放出板
１２  ガス流路
１３  処理ガス
１４  高誘電体
１７  誘導コイル
１８ａ，１８ｂ，１９，２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂ  ファラデーシールド
２４ａ，２４ｂ  空気層
３０，３１，３２  開口部（ガス放出口）
Ｌ  コイル
ＶＣ  可変コンデンサ
Ｃ  コンデンサ
【図１】
2014072508.tif 000003
【図２】
2014072508.tif 000004
【図３】
2014072508.tif 000005
【図４】
2014072508.tif 000006
【図５】
2014072508.tif 000007
【図６】
2014072508.tif 000008
【図７】
2014072508.tif 000009