(57)【要約】【課題】真空処理室内壁表面に発生する自己バイアスを抑制することにより、真空処理室内壁表面の削れあるいは真空処理室内パーツの消耗を抑制することを課題とする。【解決手段】本発明は真空処理室と、前記真空処理室の上部を閉塞する真空処理室蓋と、誘導アンテナと、前記誘導アンテナと前記真空処理室蓋との間に設置されたファラデーシールドと、前記誘導アンテナに高周波電力を印加する高周波電源とを有するプラズマ処理装置において、前記誘導アンテナは、２つ以上に分割され、前記ファラデーシールドは、前記誘導アンテナの分割数に応じた分割数で分割され、また、一つの前記高周波電源から整合器を介して、高周波電圧を印加されることを特徴とするプラズマ処理装置である。【選択図】  図１
2011253916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空処理室と、前記真空処理室の上部を閉塞する真空処理室蓋と、誘導アンテナと、前記誘導アンテナと前記真空処理室蓋との間に設置されたファラデーシールドと、前記誘導アンテナに高周波電力を印加する高周波電源とを有するプラズマ処理装置において、
前記誘導アンテナは、２つ以上に分割され、
前記ファラデーシールドは、前記誘導アンテナの分割数に応じた分割数で分割され、また、一つの前記高周波電源から整合器を介して、高周波電圧を印加されることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
真空処理室と、前記真空処理室の上部を閉塞する真空処理室蓋と、誘導アンテナと、前記誘導アンテナと前記真空処理室蓋との間に設置されたファラデーシールドと、前記誘導アンテナに高周波電力を印加する高周波電源とを有するプラズマ処理装置において、
前記誘導アンテナは、２つ以上に分割され、
前記ファラデーシールドは、前記誘導アンテナの分割数に応じた分割数で分割され、また、前記高周波電源から整合器を介して、高周波電圧を印加され、
前記高周波電圧のそれぞれの位相に対する位相差を制御する位相差制御手段を有することを特徴と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、
前記位相差制御手段が前記高周波電圧の位相差を１８０°に制御することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項４】
請求項２記載のプラズマ処理装置において、
前記整合器は、前記分割されたファラデーシールドのそれぞれに印加する高周波電圧を独立に制御するＬＣ回路部を有し、
前記ＬＣ回路部は、前記ファラデーシールドの分割数に応じた可変コンデンサとインダクタンスから成るＬＣ回路を備え、
前記位相差制御手段は、前記ＬＣ回路部を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項５】
真空処理室と、前記真空処理室の上部を閉塞する真空処理室蓋と、誘導アンテナと、前記誘導アンテナと前記真空処理室蓋との間に設置されたファラデーシールドと、前記誘導アンテナに高周波電力を印加する高周波電源とを有するプラズマ処理装置において、
前記誘導アンテナと前記ファラデーシールドは、それぞれ２つに分割され、
前記ファラデーシールドは、一つの前記高周波電源から整合器を介して、高周波電圧を印加され、
前記高周波電圧のそれぞれの位相に対する位相差を制御する手段を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項６】
請求項５記載のプラズマ処理装置において、
前記分割された第一のファラデーシールド、前記分割された第二のファラデーシールドの表面積をそれぞれＳ１，Ｓ２、前記第一のファラデーシールド，第二のファラデーシールドに印加される高周波電圧をＦＳＶ１，ＦＳＶ２とし、
2011253916.tif 000007
第一のファラデーシールド，第二のファラデーシールドのそれぞれの表面積が上式を満たすことを特徴とするプラズマ処理装置。
【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、特に反応生成物による異物発生を抑制することのできるプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造分野において、半導体集積回路素子等の性能向上や低コスト化を実現するため、高精度かつ高速の微細加工（ドライエッチング等）の要求が高まっている中、微細加工を実現するための方法として、プラズマを使用したプラズマ処理装置が利用されている。中でも、処理ガスを利用して試料の膜を処理し、処理室に残留したガスをターボ分子ポンプなどによって外部にガスを排出する、ドライエッチング技術が利用されることが多い。処理ガスには、様々な種類のガス（例えばＡｒ，Ｃｌ2，ＨＢｒなど）を使用することが多いが、処理する試料の膜種によっては、揮発しにくいものがある。このため、ガスが十分に排気されず、反応生成物となって真空処理室内壁、及び真空処理室上部に配置した誘電性の真空処理室蓋内壁に付着する。真空処理室内壁及び真空処理室蓋内壁に反応生成物が堆積しすぎると、内壁表面から堆積膜が剥がれ落ち、試料上に異物となって付着することがある。
【０００３】
ところで、従来のプラズマ処理装置の一つとして、真空処理室蓋外周のコイル状の誘導アンテナに高周波電源を接続し、コイル状の誘導アンテナに高周波電力を供給することでプラズマを生成する誘導方式のプラズマ処理装置がある。このような誘導アンテナを用いたプラズマ処理装置では、真空処理室及び真空処理室蓋内壁に付着した反応生成物によって、誘導アンテナと真空処理室蓋内プラズマとの結合状態が変化し、エッチング速度やその均一性，エッチング形状の垂直性，エッチング側壁に対する反応生成物の付着状況等が経時的に変化するという問題がある。
【０００４】
次に、真空処理室蓋内壁に反応生成物が堆積することを防ぐ方法として、特許文献１には以下のような方法が開示されている。真空処理室蓋外周に設けた誘導アンテナとプラズマとの間にプラズマと容量結合をしたファラデーシールドを設置し、これに高周波電力を印加することにより、真空処理室蓋内壁に自己バイアスを発生させ、イオンシース内の電界によってプラズマ中のイオンを引き込み、真空処理室蓋内壁面上でスパッタを起こす。このスパッタを利用して反応生成物の真空処理室蓋内壁への堆積を抑制、又は除去し、真空処理室蓋内壁のクリーニングを可能にする。ここでの真空処理室蓋とは、真空処理室の上部を気密に固定するものである。
【０００５】
上述のようにファラデーシールドに印加する高周波電圧によって、真空処理室蓋内壁表面に自己バイアスが発生し、イオンシースの電界が強くなり、真空処理室蓋内壁に到達するイオンのエネルギーが高くなる。このため、イオンによるイオンスパッタが顕著になり、反応生成物を多くクリーニングできる。さらに、ファラデーシールドに供給する高周波電圧を調節することで、より最適なクリーニングが可能となる。
【０００６】
また、真空処理室蓋内壁全面を均一にクリーニングする方法として、特許文献２には以下のような方法が開示されている。前記ファラデーシールドを分割させて、この分割させた各ファラデーシールドに対してそれぞれに独立した高周波電源を設けてあり、これによって各ファラデーシールドにかかる電圧を調整可能としたプラズマエッチング装置がある。
【０００７】
このプラズマエッチング装置を用いて、試料表面と最も距離の短い真空処理室蓋（天板）の中央部により厚く付着したエッチング処理によって試料から発生した反応生成物を除去するため、分割したファラデーシールドの天板中央部に天板外周部より高い高周波電力を供給する。これにより、天板の中央部及び最外周部でも適切に反応生成物をクリーニングできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２３５５４５号公報
【特許文献２】特開２００５−２５９８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図１０にプラズマエッチング装置における真空処理室蓋内壁へ付着する反応生成物の堆積の様子を示す。エッチング処理を実施すると、被処理体である試料から多くの反応生成物が発生し、発生した反応生成物が真空処理室蓋（以下、ウィンドウ１２と称す）内壁及び真空処理室２内壁面へと付着し、膜となって堆積する（１８）。
【００１０】
これに対して、ウィンドウ１２内壁面の最外周部（Ｂ部）では、真空処理室２が接地されているため、自己バイアスが小さくなり、Ｂ部に対するイオンのエネルギーが小さくなる。Ｂ部ではイオンスパッタが生じにくくなり、反応生成物が残留してしまう。その結果、ウィンドウ１２内壁面は反応生成物が完全に除去される領域（Ａ部）と反応生成物が残留しやすい領域（Ｂ部）に分かれる。
【００１１】
Ｂ部での反応生成物の残留が無くなるように、ファラデーシールド１７に印加する高周波電圧（Faraday Shield Voltage：以下ＦＳＶと略す）を出来るだけ高く設定して、ウィンドウ１２内壁に堆積した反応生成物を除去する必要がある。しかし、この方法ではＡ部のウィンドウ１２内壁面が過度に削られてしまう。
【００１２】
このように、ウィンドウ１２が削られてウィンドウ１２自体の消耗が早まると、ウィンドウ１２の交換周期が短くなる。また、削られたウィンドウ１２が反応生成物となってウェハ表面に再堆積することで、プロセス性能におけるエッチング速度の不安定及び、エッチングレート等のウェハ面内不均一性の起因となる。また、削られたウィンドウ１２表面が異物となって試料表面へ付着するといった問題が発生する。このため、ウィンドウ１２内壁全面に堆積した反応生成物を最適に除去し、上述の問題を防ぐことが必要である。
【００１３】
特許文献２のような従来技術でもウィンドウ１２内壁全面に堆積した反応生成物を最適に除去することは可能であるが、分割されたファラデーシールド及びアンテナに対してそれぞれ一つずつ高周波電源を用いているため、産業用プラズマ処理装置にとってコストが高く、広い実装空間が必要になるという問題が生じる。
【００１４】
さらに、上記特許文献２の従来技術では解決できない課題がある。この課題について図５を用いて説明する。また、この課題はファラデーシールドの分割数に依存しないため、分割されていないファラデーシールドを装備したプラズマ処理装置で説明する。
【００１５】
図５の矢印がある点線は、ファラデーシールド１７からプラズマ処理中の真空処理室２内に流れ込む高周波電流を模式的に示している。ファラデーシールド１７は、プラズマと容量結合しており、ファラデーシールド１７から出た高周波電流は、これらの矢印のようにプラズマを介して、接地された真空処理室２に流れ込む。
【００１６】
ここで、ファラデーシールド１７に印加する高周波電圧をＶa、ファラデーシールド１７の面積をＳa、また、真空処理室２内壁表面のイオンシースに発生する高周波電圧をＶb、このイオンシースの表面積をＳbとすると、参考文献（著者「Michael A.Lieberman,Allan J.Lichetenberg」ＥＤリサーチ社「プラズマ／プロセスの原理」第１１章）に示されているように次式が成立する。
【００１７】
【数１】
2011253916.tif 000003
【００１８】
数１式は、ファラデーシールド１７に印加した高周波電圧によってウィンドウ１２の内壁面に自己バイアスが生じるだけではなく、高周波電流が流れ込む真空処理室２の内壁表面にも自己バイアスが発生することを意味する。
【００１９】
従って、真空処理室２の内壁は、このＶbによって加速されたイオンによってスパッタされる。このように真空処理室２の内壁が削られることで、真空処理室２内を構成する各パーツの寿命は短くなり、パーツの交換頻度が高くなる。このことにより、パーツ交換によるプラズマ処理装置のランニングコストが高くなる。また、削られた真空処理室２の内壁が異物源となり、プラズマ処理装置の量産性能が低下してしまう。
【００２０】
本発明は、真空処理室内壁表面に発生する自己バイアスを抑制することにより、真空処理室内壁あるいは真空処理室内パーツの削れを抑制し、かつ真空処理室内壁と真空処理室内パーツの削れ抑制により異物発生を抑制するプラズマ処理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】
【００２１】
本発明は、真空処理室と、前記真空処理室の上部を閉塞する真空処理室蓋と、誘導アンテナと、前記誘導アンテナと前記真空処理室蓋との間に設置されたファラデーシールドと、前記誘導アンテナに高周波電力を印加する高周波電源とを有するプラズマ処理装置において、前記誘導アンテナは、２つ以上に分割され、前記ファラデーシールドは、前記誘導アンテナの分割数に応じた分割数で分割され、また、一つの前記高周波電源から整合器を介して、高周波電圧を印加されることを特徴とするプラズマ処理装置である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は以上の構成を備えるため、分割されたファラデーシールド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。このため、真空処理室蓋内壁に堆積した反応生成物を均一に除去できることにより、異物発生を抑制でき、かつ分割されたファラデーシールドに高周波電力を印加する高周波電源が一つのため、プラズマ処理装置を小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例に係るプラズマ処理装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例にかかるファラデーシールドに印加する電圧の制御範囲を示すグラフである。
【図３】本発明の実施例に係る下側ファラデーシールド位相反転時のプラズマ電流の動きを示す図である。
【図４】本発明の実施例に係る上側ファラデーシールド位相反転時のプラズマ電流の動きを示す図である。
【図５】プラズマ処理中の真空処理室内に発生する電流の流れを示す図である。
【図６】本発明の実施例に係るプラズマ処理中の真空処理室内に発生する電流の流れを示す図である。
【図７】本発明の実施例に係る分割ファラデーシールドの構成図である。
【図８】本発明の実施例に係る分割ファラデーシールドを配置した台形状真空容器周辺の断面図である。
【図９】本発明の実施例に係る分割ファラデーシールドを配置した平行平板状真空容器周辺の断面図である。
【図１０】真空容器内壁に付着する反応生成物の堆積の様子を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しながら本願発明の種々の実施の形態について説明する。
【００２５】
［実施例１］
図１は、本発明のプラズマ処理装置の断面図である。
【００２６】
円筒状の真空処理室２の上部を閉塞する絶縁材料製（例えばＡｌ2Ｏ3）の台形状の回転体の形状であるウィンドウ１２を備えて真空処理室２を形成する。真空処理室２の内部には、被処理体である試料１３を載置するための試料台５を備え、真空処理室２内部にはプラズマ６を生成して試料１３を処理する。また、前記試料台５は試料台５を含む試料保持部９上に形成する。
【００２７】
真空処理室２内部にはガス供給装置４から処理ガスが供給され、真空処理室２内部のガスは排気装置７により、所定の圧力に減圧排気される。供給された処理ガスは、第一の誘導アンテナ１ａ，第二の誘導アンテナ１ｂと第一のファラデーシールド８ａ，第二のファラデーシールド８ｂから発生する電磁場の作用によって、プラズマ６を生成する。プラズマ６中に存在するイオンを試料１３に引き込むために、試料台５に第二の高周波電源１１を接続し、高周波電力を試料台５に印加する。
【００２８】
ウィンドウ１２の外周にはコイル状の第一の誘導アンテナ１ａ，第二の誘導アンテナ１ｂを配置する。ウィンドウ１２の中心軸に対して上側に設置された第一の誘導アンテナ１ａと下側に設置された第二の誘導アンテナ２ａは、それぞれのコイルの巻き数が２ターンである。また、第一の誘導アンテナ１ａと第二の誘導アンテナ１ｂのそれぞれの中心軸は一致させた方が望ましい。第一の誘導アンテナ１ａと第二の誘導アンテナ２ａには、第一の高周波電源１０により発生する高周波電力（例えば、１３.５６ＭＨｚ，２７.１２ＭＨｚ，２ＭＨｚ等）がそれぞれ供給され、プラズマ６生成用の電磁場を放射する。この時、整合器であるマッチングボックス３に搭載された可変コンデンサＶＣ１，ＶＣ２による整合回路を用いて、第一の誘導アンテナ１ａ，第二の誘導アンテナ１ｂのインピーダンスを第一の高周波電源１０の出力インピーダンスに一致させる。さらに、マッチングボックス３搭載の可変コンデンサＶＣ４により、誘導アンテナ１に供給する高周波電流を第一の誘導アンテナ１ａと第二の誘導アンテナ１ｂのそれぞれの系統ごとに制御できる。このことにより、プラズマ６の分布を制御できる。
【００２９】
ウィンドウ１２の中心軸に対して上側に設置された第一のファラデーシールド８ａ及び下側に設置された第二のファラデーシールド８ｂは、第一の誘導アンテナ１ａとプラズマ６との間、第二の誘導アンテナ１ｂとプラズマ６との間にそれぞれ容量的に結合する台形状の回転体の形状であり、それぞれウィンドウ１２と第一の誘導アンテナ１ａ、ウィンドウ１２と第二の誘導アンテナ１ｂの間に設けられる。また、第一のファラデーシールド８ａと第二のファラデーシールド８ｂは、図１では、ウィンドウ１２の外側に設置されているが、内側に設置されても良い。
【００３０】
また、第一のファラデーシールド８ａと第二のファラデーシールド８ｂのそれぞれの中心軸はウィンドウ１２の中心軸と一致させているのが望ましい。
【００３１】
第一のファラデーシールド８ａと第二のファラデーシールド８ｂのそれぞれに印加する高周波電圧（Faraday Shield Voltage：以下ＦＳＶと称する）は、マッチングボックス３搭載の可変コンデンサＶＣ３（ＶＣ５）及びコイルＬ2（Ｌ3）によって、独立に制御できる。例えば、ウィンドウ１２内壁に堆積した反応生成物１８の分布が図１０に示めされるようにＡ部よりＢ部に堆積している反応生成物１８の厚さが厚い場合は、第二のファラデーシールド８ｂのＦＳＶを第一のファラデーシールド８ａのＦＳＶより高くすることにより、ウィンドウ１２内壁の削れを抑制して、ウィンドウ１２内壁全体に堆積した反応生成物１８を除去できる。また、第一のファラデーシールド８ａと第二のファラデーシールド８ｂのそれぞれのＦＳＶはプラズマ処理装置の処理条件のパラメータとしてＶＣ３，ＶＣ５の静電容量を設定することにより、独立に制御できる。あるいは、ＶＣ３及びＶＣ５の静電容量制御手段（図示せず）を用いることによって、第一のファラデーシールド８ａと第二のファラデーシールド８ｂのそれぞれのＦＳＶを独立に制御できる。このように、第一のファラデーシールド８ａのＦＳＶと第二のファラデーシールド８ｂのＦＳＶを独立に制御できることにより、反応生成物の厚さが薄い箇所に高い高周波電圧が印加されることがなくなり、ウィンドウ１２内壁に付着した反応生成物をウィンドウ１２内壁全体を均一に除去できる。このことにより、ウィンドウ１２の交換周期の改善が可能となる。また、エッチングレートの試料面内の分布に対する反応生成物の影響を無くすことができる。
【００３２】
また本発明では、第一の誘導アンテナ１ａ，第二の誘導アンテナ１ｂ及び第一のファラデーシールド８ａ，第二のファラデーシールド８ｂ各々に供給する高周波電力は、第一の高周波電源１０だけからマッチングボックス３を用いて供給される。このため、特許文献２に開示された従来技術のように第一のファラデーシールド８ａ，第二のファラデーシールド８ｂにそれぞれ一つずつ高周波電源を設置する必要はない。そのため、高周波電源を減らせることにより、プラズマ処理装置の製作コストを下げることができ、また、広い実装空間が必要ないために、プラズマ処理装置の小型化に寄与できる。
【００３３】
また、本実施例では、第一のファラデーシールド８ａと第二のファラデーシールド８ｂのそれぞれに印加するＦＳＶを独立に制御する方法として、可変コンデンサＶＣ３，ＶＣ５を用いた例を説明したが、例えば、第一のファラデーシールド８ａの表面積より、第二のファラデーシールド８ｂの表面積を小さくなるようにそれぞれのファラデーシールドを製作することにより、第二のファラデーシールド８ｂに印加されるＦＳＶが第一のファラデーシールド８ａに印加されるＦＳＶより高くすることが可能となる。
【００３４】
このことにより、可変コンデンサＶＣ５として、少し静電容量の小さい可変コンデンサを用いることも可能となる。逆に、第一のファラデーシールド８ａに印加されるＦＳＶを高くする場合は、可変コンデンサＶＣ３に少し静電容量の小さい可変コンデンサを用いることができる。
【００３５】
また、本実施例は、試料１３の処理中、あるいは真空処理室２のプラズマクリーニングで適用可能である。
【００３６】
［実施例２］
本実施例では、第一のファラデーシールド８ａ，第二のファラデーシールド８ｂの各々に印加するＦＳＶの位相に位相差を設けることができる本発明について説明する。尚、本発明のプラズマ処理装置の構成は実施例１と同様で図１に示す通りである。しかし、第一の誘導アンテナ１ａと第二の誘導アンテナ１ｂに高周波電力を供給する高周波電源は１個に限定することなく、複数でも良い。また、前記高周波電源の整合器も１個に限定することなく、複数でも良い。
【００３７】
以下に第一のファラデーシールド８ａと第二のファラデーシールド８ｂのそれぞれのＦＳＶの位相に位相差を設けるための動作原理について説明する。第一のファラデーシールド８ａと第二のファラデーシールド８ｂのそれぞれのＦＳＶは図１に示すように、可変コンデンサＶＣ３とインダクタンスＬ2及び可変コンデンサＶＣ５とインダクタンスＬ3のＬＣ直列共振回路で制御される。この時の可変コンデンサＶＣ３（ＶＣ５）の静電容量（ｐＦ）とＦＳＶ（Ｖ）の関係を図２に示す。可変コンデンサＶＣ３（ＶＣ５）とインダクタンスＬ2（Ｌ3）の合成インピーダンスは数２式より表される。また、共振点の静電容量は、数３式より求められる。
【００３８】
【数２】
2011253916.tif 000004
【００３９】
【数３】
2011253916.tif 000005
【００４０】
数２式より、可変コンデンサＶＣ３（ＶＣ５）とインダクタンスＬ2（Ｌ3）の共振点では、ＦＳＶ＝０（Ｖ）となる。可変コンデンサＶＣ３（ＶＣ５）の静電容量が共振点の静電容量より小さい場合では、合成インピーダンスは容量性のインピーダンスとなり、一方、可変コンデンサＶＣ３（ＶＣ５）の静電容量が共振点の静電容量より大きい場合では、合成インピーダンスは誘導性のインピーダンスとなる。容量性インピーダンスと誘導性インピーダンスとの位相差は１８０°になるため、第一のファラデーシールド８ａ，第二のファラデーシールド８ｂに印加するそれぞれのＦＳＶを、一方のＦＳＶを容量性の領域の高周波電圧、他方のＦＳＶが誘導性の領域の高周波電圧となるように制御することによって、第一のファラデーシールド８ａ，第二のファラデーシールド８ｂに印加するそれぞれのＦＳＶの位相を１８０°反転させることができる。また、第一のファラデーシールド８ａ，第二のファラデーシールド８ｂのそれぞれのＦＳＶの位相差を１８０°にするには、プラズマ処理装置の処理条件のパラメータとして、ＶＣ３，ＶＣ５のそれぞれの静電容量を一方が容量性の領域の高周波電圧、他方が誘導性の領域の高周波電圧となるように設定する。あるいは、ＶＣ３及びＶＣ５の静電容量制御手段（図示せず）を用いることによって、第一のファラデーシールド８ａと第二のファラデーシールド８ｂのそれぞれのＦＳＶの位相を１８０°反転させることができる。
【００４１】
図３は、第一のファラデーシールド８ａ，第二のファラデーシールド８ｂに印加するＦＳＶの位相を１８０°反転した時の高周波電流の動きである。第一のファラデーシールド８ａに印加するＦＳＶの位相に対して、第二のファラデーシールド８ｂに印加するＦＳＶの位相は１８０°反転する。この時、第一のファラデーシールド８ａから真空処理室２内へ流れ出す高周波電流と真空処理室２内から第二のファラデーシールド８ｂに流れ込む高周波電流が同じ場合、これらの高周波電流は図３の矢印の方向に流れ、実質的にウィンドウ１２内壁面で高周波電流をクローズすることができる（ファラデーシールド８から真空処理室２内壁へ高周波電流が流れない。）。
【００４２】
図４は、第一のファラデーシールド８ａと第二のファラデーシールド８ｂのそれぞれのＦＳＶの位相がさらに１８０°反転した場合であり、高周波電流の向きが逆転するだけで、図３と同様、実質的にウィンドウ１２内壁面にて高周波電流をクローズすることができる（ファラデーシールド８から真空処理室２内壁へ高周波電流が流れない。）。
【００４３】
図３，図４とは異なり、第一のファラデーシールド８ａ，第二のファラデーシールド８ｂのそれぞれの高周波電流の位相が同じ場合、第一のファラデーシールド８ａ（第二のファラデーシールド８ｂ）に流れた高周波電流は、第二のファラデーシールド８ｂ（第一のファラデーシールド８ａ）の高周波電流と相殺できない。このため、第一のファラデーシールド８ａに流れる高周波電流は、図５に示したように、全て真空処理室２内壁に流れ込む。一方、第一のファラデーシールド８ａ，第二のファラデーシールド８ｂのそれぞれの高周波電流の位相が１８０°反転し、電流値の絶対値が異なる場合には、図６に示すように、相殺できなかった残りの高周波電流が真空処理室２内壁に流れ込む。この場合、真空処理室２内壁表面に流れ込む高周波電流の電流値の絶対値が小さくなるので、真空処理室２内壁表面に発生する自己バイアスは低下する。従って、真空処理室２内壁へのスパッタを抑制することができる。このことにより、真空処理室２内を構成するパーツの消耗あるいは真空処理室２内壁表面の削れを抑制できる。また、本実施例では、第一のファラデーシールド８ａと第二のファラデーシールド８ｂのそれぞれのＦＳＶの位相差が１８０°の場合を説明したが、１８０°に限定されるものではない。第一のファラデーシールド８ａと第二のファラデーシールド８ｂのそれぞれのＦＳＶに位相制御手段（図示せず）を用いて、位相差を設けることにより、同位相の場合と比較して、真空処理室２内壁に流れ込む高周波電流を低減することができるので、真空処理室２内壁表面に発生する自己バイアスを低下させることが可能となる。従って、真空処理室２内壁へのスパッタを抑制することができる。このことにより、真空処理室２内を構成するパーツの消耗あるいは真空処理室２内壁表面の削れを抑制できる。
【００４４】
また、第一のファラデーシールド８ａ，第二のファラデーシールド８ｂの表面積をそれぞれＳ１，Ｓ２、第一のファラデーシールド８ａ，第二のファラデーシールド８ｂのＦＳＶをそれぞれＦＳＶ１，ＦＳＶ２とすると、第一のファラデーシールド８ａ，第二のファラデーシールド８ｂ各々に、ウィンドウ１２内壁に付着している反応生成物の分布に沿った最適な高周波電圧を印加し、ＦＳＶ１とＦＳＶ２に位相差を設け、第一のファラデーシールド８ａと第二のファラデーシールド８ｂの表面積比（Ｓ１／Ｓ２）を数４式を満たすように調整することにより、ウィンドウ１２内壁に堆積した反応生成物分布に沿って、第一のファラデーシールド８ａと第二のファラデーシールド８ｂのそれぞれのＦＳＶを適正な高周波電圧に維持した上で、第一のファラデーシールド８ａと第二のファラデーシールド８ｂにそれぞれ電流値の絶対値が等しい高周波電流を流すことができる。このことにより、第一のファラデーシールド８ａと第二のファラデーシールド８ｂのそれぞれに流れる電流値の絶対値が異なり、ＦＳＶ１とＦＳＶ２に位相差が設けられた場合と比較して、更に、真空処理室２内壁に流れ込む高周波電流を低減できるので、更に真空処理室２内壁表面に発生する自己バイアスを低下させることが可能となる。従って、第一のファラデーシールド８ａと第二のファラデーシールド８ｂのそれぞれに流れる電流値の絶対値が異なり、ＦＳＶ１とＦＳＶ２に位相差が設けられた場合と比較して、更に真空処理室２内壁へのスパッタを抑制することができ、真空処理室２内を構成するパーツの消耗あるいは真空処理室２内壁表面の削れを抑制できる。また、上述の位相差が１８０°の場合、最も真空処理室２内を構成するパーツの消耗あるいは真空処理室２内壁表面の削れを抑制できる。
【００４５】
また、本実施例は、試料１３の処理中、あるいは真空処理室２のプラズマクリーニングで適用可能である。
【００４６】
【数４】
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【００４７】
次に本発明の実施例１，２に係る第一のファラデーシールド８ａ及び第二のファラデーシールド８ｂの構成を図７，図８を用いて説明する。
【００４８】
図７，図８より、第一のファラデーシールド８ａ，第二のファラデーシールド８ｂは第一の誘導アンテナ１ａ，第二の誘導アンテナ１ｂと直交する縦縞状のスリットを有する金属導体で製作され、ウィンドウ１２の外側に重ねて配置する。また、第一のファラデーシールド８ａ，第二のファラデーシールド８ｂをウィンドウ１２の外側表面に溶射することによって、製作しても良い。ファラデーシールド８を溶射で製作した場合、ファラデーシールド８とウィンドウ１２との隙間を一定あるいは、最小限にすることができるため、誘導アンテナ１とファラデーシールド８との異常放電を抑制し、低電力でプラズマを着火させることが可能となる。
【００４９】
また、第一のファラデーシールド８ａ，第二のファラデーシールド８ｂの形状は、ウィンドウ１２の形状に合わせて変更できる。例えば、図９のような平行平板ウィンドウ１５に合わせた形状のファラデーシールドに変更でき、図７のファラデーシールド８よりも実装空間を低減できる。また、ファラデーシールドの分割数も必要に応じて変更できる。例えば、ファラデーシールドを３つに分割できる。この時必要な条件は、各ファラデーシールドのＦＳＶを適正化することと、３つのファラデーシールドに流れる高周波電流の和がゼロになるように、ファラデーシールドの面積を決めることである。高周波電流の和をゼロにする方法として、例えば２つのファラデーシールドの高周波電流が同位相で、残り１つのファラデーシールドの高周波電流の位相を逆位相にし、それぞれの高周波電流の和をゼロにする。また、高周波電流の位相と電流値の組合せはこの限りではない。このことにより、ファラデーシールドを２つに分割した場合より、ウィンドウ１２内壁面に堆積した反応生成物の分布に沿った高精度なＦＳＶの制御が可能となる。
【００５０】
図８より、第一のファラデーシールド８ａ，第二のファラデーシールド８ｂは、特殊な形状から、製作・組立中に過度な力が加わると形状が変形してしまうことがある。これを防ぐために、第一のファラデーシールド８ａ，第二のファラデーシールド８ｂのそれぞれの最外周部に絶縁材料（例えば、ベークライト）または金属材料（例えば、ＳＵＳ）の第一のファラデーシールドリング１４ａ，第二のファラデーシールドリング１４ｂを設けて、各々を固定することができる。
【００５１】
金属製のファラデーシールドリング１４は、絶縁製のファラデーシールドリング１４より、遮蔽効果が高いので、金属製の方が望ましい。
【符号の説明】
【００５２】
１ａ  第一の誘導アンテナ
１ｂ  第二の誘導アンテナ
２  真空処理室
３  マッチングボックス
４  ガス供給装置
５  試料台
６  プラズマ
７  排気装置
８ａ  第一のファラデーシールド
８ｂ  第二のファラデーシールド
９  試料保持部
１０  第一の高周波電源
１１  第二の高周波電源
１２  ウィンドウ
１３  試料
１４ａ  第一のファラデーシールドリング
１４ｂ  第二のファラデーシールドリング
１５  平行平板ウィンドウ
１６  ファラデーシールドの静電界
１７  ファラデーシールド
１８  反応生成物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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