(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性真空容器と、前記絶縁性真空容器に巻き付けられ前記絶縁性真空容器内にプラズマを生成する誘導アンテナと、前記誘導アンテナに接続された高周波電源と、前記誘導アンテナと前記絶縁性真空容器の間に設置された前記誘導アンテナとプラズマ間の静電容量結合を制御する機能を持った遮蔽電極と、前記絶縁性真空容器を外側から加熱する円環状のヒータとを有するプラズマ処理装置であって、
前記遮蔽電極はメタライジングで製作された導電性の薄膜であり、前記絶縁性真空容器上に固着されており、
前記遮蔽電極は、前記ヒータからの熱輻射を吸収する絶縁性の黒体塗料からなる絶縁性皮膜で被覆されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記絶縁性皮膜は０．２ｍｍ以下の厚さであり、
前記遮蔽電極に、該遮蔽電極の中心から放射状に延びた三角形状の複数のスリット部が前記誘導アンテナに対して軸対称に形成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】
絶縁性真空容器と、前記絶縁性真空容器に巻き付けられ前記絶縁性真空容器内にプラズマを生成する誘導アンテナと、前記誘導アンテナに接続された高周波電源と、前記誘導アンテナと前記絶縁性真空容器の間に設置された前記誘導アンテナとプラズマ間の静電容量結合を制御する機能を持った遮蔽電極とを有するプラズマ処理装置であって、
前記遮蔽電極が内側部分と外側部分の二つに分割され、該二つの部分間にヒータを設け、かつ、前記ヒータは前記誘導アンテナに交差するように配置されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマを発生させる高周波放電装置およびそのプラズマを利用して被処理物を処理する処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の誘導放電型プラズマ発生装置では、図14(b)に示したように石英やアルミナ等の絶縁性真空容器1の外側にアンテナ状の誘導アンテナ4を配置する。これに高周波電流を流して発生させた高周波のエネルギーは、絶縁性真空容器1内に投入される。その結果高周波磁場が絶縁性真空容器1内に発生し、磁場の変動によって高周波電界が誘導される。この誘導電界が電子と結合し、これを加速させ、ガスを電離することによりプラズマ6を生成する。
【０００３】
しかし、誘導アンテナ4に添って電圧分布が発生するとともに、誘導アンテナ4とプラズマ6の間が容量結合をしているために、絶縁性真空容器1のプラズマ側に高周波電圧が発生する。このため、文献[H. S. Butler and G. S. Kino, "Plasma sheath formation by radio-frequency fields", Phys. Fluids Vol. 6, No. 9, September 1963, pp. 1346-1355]に記載されている原理により、本来の壁電圧よりさらに負のバイアス電圧が、絶縁性真空容器1の内側に発生する。このため、プラズマ中のイオンがこの電圧により加速されて絶縁性容器壁1に衝突し、スパッタや化学反応により壁を削るため、不純物が発生したり絶縁性真空容器1の寿命が短くなるなどの問題が生じていた。
【０００４】
これに対処するために、図14(a)に示すような、前記誘導アンテナ4とプラズマ間の静電容量結合を制御する機能を持った遮蔽電極2が用いられてきた。遮蔽電極2は、隙間3を有するスリット状の金属板で構成されており、通常接地される。この遮蔽電極2は、誘導アンテナ4によって発生する誘導磁場と電界が直行していることを利用し、誘導磁場のみを透過し、電界を接地してしまうことにより、誘導アンテナ4とプラズマ6間の容量結合を遮断する。この遮蔽電極2の代表的な例が、ファラデーシールドと呼ばれるシールド板であり、その効果については、特開平07-254498に詳細に述べられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
遮蔽電極2は、隙間3を有するスリット状の金属板部品から構成されており、隙間3の長尺方向は、誘導アンテナと直行させる。これを誘導アンテナ４と絶縁性真空容器１の間に追加設置する。これにより、部品点数が増えるために装置のメンテナンス性が悪くなる; 丸いドーム状などの複雑な3次元構造を持つ絶縁性真空容器の場合には遮蔽電極2の寸法精度が低下する;絶縁性真空容器1を温調しなければならない場合に絶縁性真空容器1と遮蔽電極2との間に隙間5が生じるため、遮蔽電極2が熱伝達の阻害要因になる;遮蔽電極2と誘導アンテナ4間で異常放電しやすくなる;遮蔽電極2を接地するためにプラズマの点火に大電力が必要になるといった問題が生じていた。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、メンテナンス性を損なうこと無く、かつ、遮蔽電極の寸法精度を損なうこと無く、高い温調性能を持ち、異常放電を起こさず、低電力でプラズマが点火できる高周波放電装置とそれを用いたプラズマ処理方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくとも部分的に絶縁性の部分を有する真空容器と;前記絶縁性の部分の周辺に巻き付けられた誘導アンテナと;前記誘導アンテナに接続されたインピーダンス調整機能を持つ高周波回路を含む高周波電源と;前記誘導アンテナと前記絶縁性の部分の間に設置された前記誘導アンテナとプラズマ間の静電容量結合を制御する機能を持った遮蔽電極で構成されているプラズマ反応容器であって;前記遮蔽電極が薄膜状のもので形成されており前記絶縁性の部分に物理的に密着(固着)していることを特徴とする。
【０００８】
遮蔽電極は電気伝導性のある物質で構成する限り、例えば1mm以下の厚さの薄膜でも構成可能である。従って、本発明の目的は、遮蔽電極を薄膜で形成し、これを絶縁性真空容器と一体化することを特徴とした高周波放電装置により達成される。これにより、部品点数を増加させること無く遮蔽電極の機能を実現でき、複雑な3次元構造を持つ絶縁性真空容器にも高寸法精度で遮蔽電極を構成できる。また、遮蔽電極は絶縁性真空容器と一体化しているため、熱伝達の阻害要因にならない。
【０００９】
また、異常放電を防ぐことは、遮蔽電極の表面に、耐電圧の高い絶縁性物質を遮蔽電極と一体化して形成することを特徴とする高周波放電装置により達成される。
【００１０】
さらに、温調性能を上げることは、高い輻射率、あるいは熱伝導率を持つ絶縁性物質を、絶縁性真空容器表面上と遮蔽電極表面上に、絶縁性真空容器と遮蔽電極と一体化して形成することを特徴とする高周波放電装置により達成される。
【００１１】
さらに、温調時の加熱性能を上げる事は、遮蔽電極を高抵抗の物質（例えばタングステンやチタンなど）で構成し、これに通電して熱を発生させることを特徴とする高周波放電装置により達成される。
【００１２】
さらに、遮蔽電極を接地するのではなく、特願平9-325791に記載されている遮蔽電極の電圧の調整手段を接続することにより、プラズマの点火に大電力を必要としなくなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例による高周波放電装置を図面を参照して説明する。
【００１４】
（実施例1）
図1に示す様に、高周波放電装置10は、プラズマ処理室23とそれに隣接するプラズマ発生室22から構成されており、プラズマ発生室22は、絶縁性真空容器1と、遮蔽電極2と、誘導アンテナ4及び外部筐体18により構成されている。
【００１５】
遮蔽電極2の材質は、絶縁性真空容器1の上に形成できる導電性の物質であればなんでも良いが、例えば、アルミニウム、銅、タングステン等の金属や、Fe−Niなどの合金、炭素やその化合物などで構成することができる。また、例えばメタライジング等の処理の場合のように、後処理により、導電性の物質に変化する物質で構成することもできる。
【００１６】
また、遮蔽電極2の形成方法は、絶縁性真空容器1の上に薄膜を形成する方法であればなんでも良いが、例えば、絶縁性真空容器1への、電気伝導性材料の塗布、蒸着法、スパッタリング法、溶射法、メッキ法あるいは、絶縁性真空容器1からの電気伝導性物質の析出、電気伝導性物質の結晶成長、メタライジング、電気伝導性皮膜の接着である。
【００１７】
プラズマ処理室23は、隣接するプラズマ発生室22と接地された電気伝導性の真空容器11に囲まれる空間により構成されている。プラズマ処理室23には、反応ガス流量制御装置21を介して反応ガスを所定量導入することができ、プラズマ処理室23内の反応ガスは、圧力調整装置17を介して真空ポンプ28で排出できる。プラズマ処理室23内には、ウエハなどの被処理物15を保持するステージ16が設置されており、ステージ16には、高周波電力発生装置27からインピーダンスマッチング回路26を介してバイアス電圧が印可される。また、ステージ16は、温度制御装置12により、所定の一定温度になるように制御されている。
【００１８】
プラズマ発生室22は、プラズマ処理室23に隣接しており、石英やアルミナに代表される絶縁性真空容器1に囲まれた空間により構成される。誘導アンテナ4は、絶縁性真空容器1の周辺にループ状に巻かれており、この例では３重に巻かれている。この誘導アンテナ４には、インピーダンスマッチング回路1４を介して高周波電力発生装置１３からの高周波電力が印可される。高周波電力が印可されることにより、プラズマ発生室２２内には、誘導結合によりプラズマが発生する。
【００１９】
次に、高周波放電装置の作用を説明する。この高周波放電装置１０により、以下の条件でアルミ(Ａｌ)膜のエッチングを行った。まず、反応ガス流量制御装置２１から、プラズマ処理室２３へ、塩素ガス(Ｃｌ２)を８０ｓｃｃｍ、塩化ホウ素(ＢＣｌ３)を２０ｃｃｍ導入する。プラズマ処理室２３内の圧力は、圧力調整装置１７により２Ｐａに一定制御する。
【００２０】
また、温度制御装置12により冷却されたステージ16上には、処理されるウエハ15が保持されている。ステージ16に印可されるバイアス電圧は、周波数が800kHz、電力が100Wの高周波電力発生装置27からインピーダンスマッチング回路26を通して印可される。誘導アンテナ4には、周波数が13．56MHz、電力が2kWの高周波電力発生装置13からインピーダンスマッチング回路14を通して、高周波電力が印可される。以上により、プラズマ発生室22には誘導結合によってプラズマが生成される。インピーダンスのマッチングが取れている場合、誘導アンテナ4には、高周波の定在波が立っており、誘導アンテナ4のループに添って高周波電圧分布が形成される。この放電の場合、誘導アンテナ4の高周波電力給電端の電圧が最大で7kVppであり、誘導アンテナの接地端が0Vであった。
【００２１】
以上のような放電条件で、遮蔽電極2を取り外して合計2時間のエッチングを行い、絶縁性真空容器1のプラズマ側の削れ量を測定したところ、誘導アンテナに添って最大削れ速度6mm/hの削れ溝が観測された。このような局部的な削れは、アルミナ製絶縁性真空容器1の熱的・機械的耐久性を著しく悪化させる。さらに、不純物の放出によるウエハの異物汚染の原因となる。図2に示したのは、誘導アンテナ4の電圧とアルミナの削れ速度との関係である。この結果より、誘導アンテナの電圧が低いほど、アルミナの削れ量が小さくなることが分かる。次に、遮蔽電極2を取り付けて接地し、同様のエッチングをした結果、アルミナ製絶縁性真空容器1の削れ量は計測限界以下(0．2mm/h) 以下になった。
【００２２】
（実施例2）
この実施例に示す高周波放電装置60は、メタライジングで製作した遮蔽電極2を、赤外線の輻射率0．95の絶縁性皮膜7を塗布したこと、およびアルミナで製作した絶縁性真空容器1の温調のための加熱機構19・24、冷却機構20・25及び音度モニター用の温度計29を有するほかは、高周波放電装置10と同様の構成および作用を有している。
【００２３】
図3に示すように、高周波放電装置50は、メタライジングで製作した遮蔽電極2の外側を、絶縁性皮膜7で覆っている。この皮膜は、黒体塗料であり、黒色の赤外線の輻射率0．95であるために、赤外線の吸収効率が黒体に近い性能を示す。また、その耐熱温度は、1500℃であり、絶縁性真空容器の温調用塗料として最適なものである。また、皮膜の厚さは、0．2mm以下であるため、皮膜の熱容量・熱伝導特性は無視でき、絶縁性皮膜7の温度状態は絶縁性真空容器1と同等である。
【００２４】
以上述べた構成に、絶縁性真空容器1の加熱用に、円環状の赤外線ヒータ19が取り付けられている。この赤外線ヒータには、加熱用電力を供給する制御装置24が接続されている。供給される電力の最大値は、500Wである。この制御装置24は、絶縁性真空容器1の温度をモニターする温度計29の信号により、絶縁性真空容器1の温度を一定に制御する機能が組み込まれている。また、冷却用には、絶縁性真空容器1に空気を吹き付ける冷却装置(ファン)20と、ファン20に電力を供給する制御装置25が取り付けられている。この制御装置25には、制御装置24と同様に、絶縁性真空容器1の温度をモニターする温度計29の信号により、絶縁性真空容器1の温度を一定に制御する機能が組み込まれている。
【００２５】
以上述べたような構成を持つ高周波放電装置60を用いて、絶縁性真空容器1の温調試験を実施した。参照実験として、メタライズの処理後絶縁性皮膜7を被覆していない場合と、図14で示したように通常の金属部品で構成した遮蔽電極2(図4ではFSと表示)の場合についても実験を行った。実験内容としては、絶縁性真空容器1に赤外線ヒータ19からの輻射熱を吸収させ、常温からの温度上昇を測定した。また、冷却試験としては、実施例1と同じ条件でプラズマ放電を行って絶縁性真空容器の温度を120℃まで上昇させ、120℃に達した時点でプラズマ放電を中止し、ファン20からの空気吹き付けによる温度下降特性を測定した。図4に結果を示すが、金属部品の遮蔽電極を用いた結果の加熱・冷却特性が最も悪く、メタライジングで製作した遮蔽電極+黒体塗料の場合の加熱・冷却特性が最も良好であった。以上より、遮蔽電極を薄膜で構成して絶縁性真空容器の上に固着し、これに絶縁性の黒体塗料を被覆させることにより、高速応答の性能の良い温調機構を構成することが可能であることが示された。
【００２６】
(実施例3）
本実施例は、絶縁性真空容器1の形状と遮蔽電極2のパターンに関するものである。図5(a)に示したのは、円錐台形状の絶縁性真空容器1の上に構成した遮蔽電極2(斜線部)の例である。図5(b)には、図5(a)の断面を示す。実施例2と同様に、遮蔽電極２と円錐台形状の絶縁性真空容器1を、絶縁性皮膜で被覆することができる。
【００２７】
(実施例4）
本実施例も、絶縁性真空容器1の形状と遮蔽電極2のパターンに関するものである。図6(a)に示したのは、円錐台形状の絶縁性真空容器1の上に構成した遮蔽電極2(斜線部)の例である。図6(b)には、図6(a)の断面を示す。遮蔽電極2は、特開平07-254498に詳細に述べられている様に、誘導アンテナ4に直行するようにスリット部8を設けることにより、その性能が実現できる。しかし、誘導アンテナ4と離れている場所には、このスリット部8を設ける必然性はない。このような場所として、図6(a)に示す、円錐台形状の絶縁性真空容器1の頭頂部が在る。ここには、遮蔽電極の用途に応じて、さまざまなパターンで遮蔽電極を構成できる。図6(a)に示したのは、前述の頭頂部にスリット8の代りに円状のパターンを密に形成した特殊パターン例9を示している。この場合も、実施例2と同様に、遮蔽電極２と円錐台形状の絶縁性真空容器1を、絶縁性皮膜で被覆することができる。
【００２８】
次に、遮蔽電極2に特殊パターン9のような多種のパターンを設けることの意味について説明する。遮蔽電極2は、絶縁性真空容器1を介して、プラズマと向き合うことになるため、特殊電極2とプラズマは容量結合する。特願平9-325791に記載されているように、特殊電極2に高周波電圧を発生させる場合、文献[H． S． Butler and G． S． Kino, "Plasma sheath formation by radio-frequency fields", Phys． Fluids Vol． 6, No．9, September 1963, pp． 1346-1355]に記載されている原理により、本来の壁電圧よりさらに負のバイアス電圧が、絶縁性真空容器1の内側に発生する。この負のバイアス電圧は、遮蔽電極2の高周波電圧、遮蔽電極2とプラズマ間の静電容量およびプラズマのインピーダンスによって決まる。ところが、遮蔽電極2とプラズマ間の単位面積当たりの静電容量が、場所場所によって異なると、絶縁性真空容器1の内側に発生する負のバイアス電圧が場所場所によって異なることになり、負のバイアス電圧に分布が生じる。
【００２９】
この時、図2で誘導アンテナ電圧と真空容器の削れ量の関係で説明したように、絶縁性真空容器1の内壁の削れ方が場所場所によって異なることになり、絶縁性真空容器1の熱的・機械的耐久性が悪くなる。これは、遮蔽電極のパターンを調整し、単位面積当たりの静電容量を一定にすることによって、防止することができる。図6(a)に示したパターンは、スリット部8がある絶縁性真空容器1の側面の被覆率(絶縁性真空容器の面積に対する遮蔽電極の面積の割合)が40％であることに対して、特殊パターン9を施すことにより頭頂部の被覆率を40％に調整した場合のパターンである。これにより、絶縁性真空容器内面の削れ量を一定に制御することができる。逆に、特定の部位だけを強く削りたい場合には、その部分の被覆率を他の部分より高くし、その部分の単位面積当たりの静電容量を増やすこともできる。
【００３０】
本発明において、遮蔽電極は薄膜で形成するが、その形成方法として塗布や蒸着などの方法があり、これらにおいてはパターンを形成するマスクの形状の自由度が高い。従って、遮蔽電極2のパターンが複雑でも、容易に形成することができる。
【００３１】
(実施例5）
本実施例も、絶縁性真空容器1の形状と遮蔽電極2のパターンに関するものである。図7(a)に示したのは、丸いドーム状の絶縁性真空容器1の上に構成した遮蔽電極2(斜線部)の例である。図7(b)には、図7(a)の断面を示す。図7(a)のような複雑な3次元構造を持った絶縁性真空容器1の場合、遮蔽電極2を金属部品で構成しようとすると、加工精度が著しく落ちるという欠点があった。このため、図14に示した隙間5の大きさが不規則になり、遮蔽電極とプラズマ間の単位面積当たりの静電容量が場所場所によって異なったり、温調性能が著しく落ちるという問題があった。これに対して、本発明では、遮蔽電極を薄膜で形成して絶縁性真空容器に固着するため、任意の形状の絶縁性真空容器に対して精度良く遮蔽電極を構成できる。この場合も、実施例2と同様に、遮蔽電極２と絶縁性真空容器1を、絶縁性皮膜で被覆することができる。
【００３２】
図7(a)に示した遮蔽電極2のパターンでは、スリット部8を三角形で構成し、誘導アンテナ4にあわせてスリット部を軸対称に配置している。このパターンでは、遮蔽電極全体にわたって前述の被覆率が一定になるという利点がある。
【００３３】
(実施例6）
本実施例を図8(a)(b)に示す。実施例5と異なるのは絶縁性真空容器1の形状が平板であることであり、その効果は、実施例5と同じである。
【００３４】
(実施例7）
本実施例は、遮蔽電極2の機能を失わないようにしながら、絶縁性真空容器1の温調用ヒータ30を組み込んだことを特徴としている。図9(a)に、遮蔽電極2およびヒータ30のパターンおよび誘導アンテナ4を示す。図9(a)に示すように、遮蔽電極2を内側部分と外側部分の二つに分割し、その間をヒータ30が通る構造となっている。また、二つの遮蔽電極2は、ブリッジ32により、導通する構造となっている。この構造により、遮蔽電極2の機能を阻害すること無く、ヒータ30を組み込むことができる。
【００３５】
図9(b)は、絶縁性真空容器1の断面であるが、ヒータ30および遮蔽電極2を保護するための絶縁性皮膜7を被覆した状態を示している。図9(c)は、ブリッジ32およびヒータ30周辺の詳細な絶縁性真空容器1の断面を示す。ブリッジ32は、図9(a)に示した内側と外側の遮蔽電極2を電気的に導通させる働きがあるが、ヒータ30とは電気的に絶縁する必要がある。このため、図9(c)に示すように、絶縁性皮膜7により、ブリッジ32およびヒータ30は電気的に絶縁する必要がある。また、ヒータに電力を供給するターミナル31は、ヒータ30に直接ロウ付けなどの手段によって接続されている。
【００３６】
次に、実施例7を用いた絶縁性真空容器1の加熱試験結果を説明する。この時、絶縁性真空容器1はアルミナ製とし、遮蔽電極2はメタライジングで形成した。ヒータ30の材料は、タングステン(Ｗ)、チタン(Ｔｉ)、ニッケルクロム(ＮｉＣｒ)等の高抵抗の金属で構成することができるが、ここでは、Wを用い、溶射によってヒータ30を形成した。図9(a)に示した遮蔽電極間の幅aは10mmとし、ヒータ30を構成するWの厚みは50mm、線幅bを2mm、ヒータの有効長を2mとした。これにより、400Kにおけるヒータ30の抵抗は、約3Wとなる。
【００３７】
ヒータ30、誘導アンテナ4および遮蔽電極2周辺の等価回路を図9(d)に示す。加熱用制御装置24は500W、100VACの容量を持っており、その出力はコイル33-36(1mH)及びコンデンサ42-43(0．1mF)で構成されたフィルターを通ってヒータ30に供給される。この等価回路では、ヒータ30は二つの抵抗37-38を囲う点線で示されている。遮蔽電極2は、黒点及びそれを囲う点線で示されているが、遮蔽電極2とヒータ30の間には、静電容量があり、コンデンサ39(500pF)で表されている。遮蔽電極2は、プラズマ6(抵抗の記号で表されている)の間に静電容量があり、これはコンデンサ41(400pF)で表されている。誘導アンテナ4は、黒点およびそれを囲う点線で表されているが、これには、高周波電力発生装置13がインピーダンスマッチング回路14を通して接続されている。誘導アンテナ4と遮蔽電極2の間にも静電容量があり、これはコンデンサ40(100pF)で表されている。この等価回路図からわかるように、ヒータ30には高周波電力発生装置13から放射されたの高周波が誘起される。前述のフィルターは、この誘起された高周波が加熱用制御装置24に達しないように、途中で遮断する働きする。
【００３８】
以上述べたような構成を持つ図9に示した絶縁性真空容器1を用いて、絶縁性真空容器1の温調試験を実施した。図10に結果を示す。参照データとして、図4に示したのFS(金属部品)の場合のデータを図10中に示した。この結果、タングステンヒータ場合の加熱特性が最も良好であった。以上より、遮蔽電極と同様にヒータを薄膜で構成して絶縁性真空容器の上に固着させることにより、高速応答の性能の良い加熱機構を構成することが可能であることが示された。
【００３９】
(実施例8）
本実施例は、図11に示すように、薄膜で形成した遮蔽電極2の上に、冷媒通路を有した遮蔽電極44を形成した例である。このような遮蔽電極44の形成方法としては、遮蔽電極2の上に遮蔽電極44を銀ロウ付けする、あるいは電気伝導性の接着剤で遮蔽電極2と遮蔽電極44を接着することで可能となる。この遮蔽電極44には、冷媒入り口49及び冷媒出口50が設けられ、冷媒循環通路45・冷媒循環ポンプ46・冷媒タンク47・温度制御装置48による閉回路で冷媒を循環させる事ができる。温度制御装置48は、温度計29の出力に応じて冷媒を所定の温度に制御する機能を持つ。
【００４０】
このような構成にすることにより、冷媒は絶縁性真空容器1との間で空気を介すること無く、直接の熱伝導で熱のやり取りを行うことができ、高効率・高速応答の温度制御機能を有することができるようになる。
【００４１】
(実施例9）
本実施例は、特願平9-325791に記載されている遮蔽電極の電圧調整手段に、本遮蔽電極構造を適応した例である。図12(a)に示した装置構成で、図12(b)の等価回路で示される放電系で実際の放電を行い、遮蔽電極2と絶縁性真空容器1のプラズマ側に発生する電圧を測定した。ここで、高周波電力発生装置13として、周波数13．56MHz,出力2kWのものを用いた。インピーダンスマッチング回路14には、インピーダンスマッチング回路の可変コンデンサとして53(Load:VC1:1000pF)、54(Phase:VC2:250pF)および誘導アンテナ4の電位分布調整用可変コンデンサ55(VC3:1000pF)を用いた。また、遮蔽電極2と誘導アンテナ4の間の静電容量52は、約500pFであった。この結果、図13(a)に示すように、VC3の静電容量を換えることにより、EDCS電圧と表示してあるところの遮蔽電極電圧は約0Vから1000Vまで変化させることができた。
【００４２】
この時の、絶縁性真空容器のプラズマ側に発生する電圧(シース電圧)を測定した結果を、図13(b)に、ギャップ0mmのデータとして示す。比較のために、図14に示した隙間5(1mm)を有する遮蔽電極2で測定した結果を、同じく図13(b)にギャップ1mmのデータとして示す。この図13(b)の結果からわかることは、わずか1mmのギャップであってもシース電圧には大きな影響を及ぼす事であり、遮蔽電極の電圧を有効にシース電圧とするためにはギャップが無いほうが有利であることである。
【００４３】
さらに、図14の場合、隙間5がわずかでも狂うと、シース電圧に分布が生じたり、機差が生じたりすることである。この事からも、ギャップを確実に0mmに制御できる本発明法が有利である。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、プラズマ発生室のメインテナンス性を損なうこと無く、また、機差を生じることもなく、プラズマ発生室の温度やシース電圧を高精度・高速応答で確実に制御できる遮蔽電極を構成することができ、半導体製造における良好なプロセス性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例によるプラズマ処理装置の説明図である。
【図２】本発明の第１の実施例によるプラズマ処理装置のアルミナ製絶縁性真空容器の削れ量と誘導アンテナの電圧との関係を示す説明図である。
【図３】本発明の第2の実施例によるプラズマ処理装置の説明図である。
【図４】本発明の第2の実施例によるプラズマ処理装置のアルミナ製絶縁性真空容器を空冷あるいは加熱した時の真空容器の平均温度の時間変化を示す説明図である。
【図５】本発明の第3の実施例によるプラズマ反応容器の説明図である。
【図６】本発明の第4の実施例によるプラズマ反応容器の説明図である。
【図７】本発明の第5の実施例によるプラズマ反応容器の説明図である。
【図８】本発明の第6の実施例によるプラズマ反応容器の説明図である。
【図９】本発明の第7の実施例によるプラズマ反応容器の説明図である。
【図１０】本発明の第7の実施例によるプラズマ処理装置のアルミナ製絶縁性真空容器を加熱した時の真空容器の平均温度の時間変化を示す説明図である。
【図１１】本発明の第8の実施例によるプラズマ処理装置の説明図である。
【図１２】本発明の第9の実施例によるプラズマ処理装置の説明図である。
【図１３】本発明の第9の実施例によるプラズマ処理装置の遮蔽電極電圧と絶縁性真空容器内面のシース電圧の関係を示す説明図である。
【図１４】従来実施例によるプラズマ処理装置の説明図である。
【符号の説明】
１…絶縁性真空容器、２…遮蔽電極、３…隙間、４…誘導アンテナ５…遮蔽電極と真空容器の隙間、6…プラズマ、7…絶縁性皮膜、8…遮蔽電極のスリット部、9…遮蔽電極の特殊パターン部、10…高周波放電装置11…真空容器（電気伝導体）、12…温度制御装置、13…高周波電力発生装置、14…インピーダンスマッチング回路、15…被処理物、16…被処理物ステージ、17…圧力調整装置、18…外部筐体、19…加熱装置、20…冷却装置、21…反応ガス流量制御装置、22…プラズマ発生室、23…プラズマ処理室、24…加熱用制御装置、25…冷却用制御装置、26…インピーダンスマッチング回路、27…高周波電力発生装置、28…真空ポンプ、29…温度計、30…ヒータ、31…ターミナル、32…ブリッジ、33-36…リアクタンス、37-38…抵抗、39-43…コンデンサ、44…冷媒通路を有した遮蔽電極、45…冷媒循環通路、46…冷媒循環ポンプ、47…冷媒タンク、48…温度制御装置、49…冷媒入り口、50…冷媒出口、51…絶縁性隙間充填剤、52…誘導アンテナ4と遮蔽電極2の間の静電容量、53…インピーダンスマッチング回路の可変コンデンサ、54…Ｖインピーダンスマッチング回路の可変コンデンサ、55…誘導アンテナ4の電位分布調整用可変コンデンサ、60…高周波放電装置、61…高周波放電装置、62…高周波放電装置
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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