WO2011065506A1

WO2011065506A1 - プラズマ処理装置

Info

Publication number: WO2011065506A1
Application number: PCT/JP2010/071171
Authority: WO
Inventors: 泰宏森川
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2009-11-27
Filing date: 2010-11-26
Publication date: 2011-06-03
Anticipated expiration: 2012-05-27
Also published as: TW201143554A; JPWO2011065506A1; JP5341206B2

Abstract

　プラズマ処理装置（10）は、真空容器（11）の天部（12）上方に位置し、渦巻き形状をなす複数の高周波アンテナ（30）を含む。複数の高周波アンテナは、入力端部（31）と出力端部（32）とをそれぞれ有し、電気的に並列に接続される。各高周波アンテナの入力端部と係合可能な少なくとも１つの入力係合部（33b）が、高周波アンテナの個数を変更するために使用される。また、各高周波アンテナの出力端部と係合可能な少なくとも１つの出力係合部（34b）が、高周波アンテナの個数を変更するために使用される。複数の高周波アンテナの少なくとも１つの入力端部には１つの入力端子（33）が接続可能であり、複数の高周波アンテナの少なくとも１つの出力端部には１つの出力端子（34）が接続可能である。高周波電源（40）は整合回路（41）を介して入力端子（33）に高周波電力を供給して真空容器の内部にプラズマを生成させる。

Description

プラズマ処理装置

　この発明は、プラズマ処理装置、例えば、基板をエッチングするエッチング装置や基板の表面に薄膜を形成する成膜装置等、高周波電力が供給された高周波アンテナにより生成されたプラズマを利用して対象物に各種の処理を施すプラズマ処理装置に関する。

　従来から、例えば特許文献１に記載のように、磁束密度が「０」となるゼロ磁場領域をプラズマ中に形成するプラズマエッチング装置が知られている。このような装置によれば、プラズマ中の電子がプラズマ空間の磁場勾配に従ってゼロ磁場領域へと移動するため、ゼロ磁場領域を形成しない装置と比べてより高密度のプラズマを生成できる。上記ゼロ磁場領域を形成する方法としては、円筒状の真空容器の外周に巻かれた３段の磁場コイルのうち、上段及び下段の磁気コイルに同方向の電流が供給されて且つ、これら磁場コイルに供給された電流とは逆方向の電流が中段の磁場コイルに供給されることによって真空容器の周方向に沿ったループ状のゼロ磁場領域を同真空容器内に形成する方法が採用されている。このような方法によれば、磁場コイルに供給する電流値を調整することによりゼロ磁場領域の径が変更可能になることから、エッチング対象に対するプラズマ密度の分布が変更可能となり、ひいてはエッチング速度の均一性が向上可能にもなる。

特開平８－３１１６６７号公報

　ところで、上記プラズマエッチング装置では、エッチング処理に由来する生成物や副産物等が真空容器の内表面に付着し、真空容器内でのエッチング処理が実行される都度、このような付着物が同内表面に堆積することになる。上記エッチング処理の実行時には真空容器内の温度の変化や真空容器内の圧力の変化が繰り返されるため、こうして堆積した付着物、特に高周波アンテナから離れた部位に堆積した付着物がこれらの変化を受けて、上記内表面から剥離する虞がある。先の特許文献１に記載のように、真空容器の外周に高周波アンテナが巻かれる構成であれば、その高周波アンテナから離れた部位である真空容器の天部から付着物が剥離することとなる。こうして天部から剥離した付着物は、基板のエッチング処理面に付着してしまい、ひいては、このプラズマエッチング装置での処理を通じて製造される製品の歩留りを悪化させることになる。

　そこで、上述するようなプラズマエッチング装置においては、上記真空容器の周囲に巻回された高周波アンテナを、同真空容器が有する天部上に配置させることによってこうした問題を軽減することが検討されている。このように高周波アンテナが天部に配置されれば、高周波アンテナの容量結合成分によりプラズマ電位に対する高い負の電位が天部の内表面に形成される。そして、同内表面に向けて加速されるプラズマ中の正イオンが天部に衝突するため、天部に堆積した上記付着物が正イオンによるスパッタリング効果により除去される、あるいは付着物の堆積そのものが抑制されると考えられる。

　しかしながら、こうした付着物の堆積を抑制することが可能な領域を天部のより広範囲とするために、天部に占める上記高周波アンテナの配設領域を大きくする、つまり高周波アンテナを例えば渦巻き形状としてその線長を増大させると、これに比例して高周波アンテナの自己インダクタンスも増大することになる。ここで、こうした渦巻き形状の高周波アンテナに高周波電力を供給した場合は、これよりも線長が短い例えばループ形状の高周波アンテナに同一周波数の高周波電力を供給したときと比べて、上述のような自己インダクタンスの増加によって高周波アンテナの誘導リアクタンスが増加することになる。そのため、高周波アンテナと高周波電源との間に設けられた整合回路においては、該整合回路の誘導リアクタンスを低下させる補正が必要となる。その結果、整合回路における寄生容量等がインピーダンスの整合そのものに大きな影響を与えることとなり、容器内に生成されるプラズマの不安定化を招く虞がある。また、こうした高周波アンテナの延長によってループ形状の高周波アンテナと比べて高周波アンテナにおける抵抗損失も増加し、さらに上述するようなインピーダンスの不整合によっては反射損失も増加する。その結果、高周波アンテナに供給された高周波電力のうち、上記基板の処理に用いられるプラズマの誘起に寄与する割合が減少して、プラズマ密度の低下を招く虞もある。

　ここで、エッチングする対象物の組成や構造が単一のものであれば、高周波アンテナの誘導リアクタンスに合わせて整合回路が再構築されることと、さらには高周波アンテナに供給される高周波電力を増加させることとによって上記問題も解決可能であろう。しかしながら、この種のプラズマエッチング装置では、それが処理する対象物の組成や構造が多岐にわたることが通常であり、それゆえに対象物の組成や構造に合わせたプラズマの密度やプラズマの電位が必要とされている。つまり、上述するような誘導リアクタンスにも広い範囲が通常必要とされている。そのため、渦巻き状の高周波アンテナを採用するにあたって、誘導リアクタンスに合わせた整合回路の再構築や、高周波電力の供給源である高周波電源の変更が対象物の種別ごとに必要になるとあっては、上記付着物の堆積を抑制することが可能になったとしても、こうした作業に多大な手間を要してしまい、汎用性を大きく欠いた装置となってしまう。

　このように、真空容器の内壁、例えば天部等に付着物が堆積することの抑制と、装置における汎用性の維持とは、そのいずれかを所望の状態を満たすような条件とすれば他方の状態が担保され難くなるといういわゆるトレードオフの関係にあり、その両立が困難なものでもある。

　なお、こうした問題は、上述のようなゼロ磁場領域に誘起されたプラズマを用いるプラズマエッチング装置に限らず、例えば、上記プラズマエッチング装置と同様に高周波アンテナにより誘起されたプラズマを用いる誘導結合型プラズマエッチング装置においても概ね共通して生じ得るものである。また、これらプラズマエッチング装置に限らず、上記高周波アンテナにより誘起されたプラズマを用いて基板表面に薄膜を形成するプラズマＣＶＤ装置においても、薄膜の形成成分からなるいわゆる成膜残渣が特に高周波アンテナの直下も含めた真空容器の内壁に付着物として堆積する。すなわち、高周波アンテナを備えるとともに、これに供給した高周波電力によって誘起されたプラズマを、処理対象物である基板に対する各種処理に用いる他のプラズマ処理装置においても概ね共通して生じ得るものである。

　この発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、プラズマ処理に用いられる装置の汎用性の低下を抑制しつつ、真空容器の天部に付着物が堆積することを抑制可能なプラズマ処理装置を提供することにある。

　以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
　本発明の一態様は、プラズマ処理装置である。該装置は、誘電体からなる天部を有して板状の処理対象物を内部に収容する真空容器と、前記天部の上方に位置し、前記処理対象物の厚さの方向に延びる一つの軸線と平行な方向から見て当該軸線の周りを周回する渦巻き形状をなす複数の高周波アンテナであって、入力端部と出力端部とをそれぞれ有するとともに電気的に並列に接続される複数の高周波アンテナと、前記複数の高周波アンテナのそれぞれの入力端部と係合及び脱離可能であり、前記軸線と平行な方向に配列されて前記高周波アンテナの個数を増加及び減少させるための少なくとも１つの入力係合部と、前記複数の高周波アンテナの少なくとも１つの入力端部と接続可能な１つの入力端子と、前記複数の高周波アンテナのそれぞれの出力端部と係合及び脱離可能であり、前記軸線と平行な方向に配列されて前記高周波アンテナの個数を増加及び減少させるための少なくとも１つの出力係合部と、前記複数の高周波アンテナの少なくとも１つの出力端部と接続可能な１つの出力端子と、前記入力端子に電気的に接続される整合回路と、前記整合回路を介して前記入力端子に高周波電力を供給して前記真空容器の内部にプラズマを生成させる高周波電源とを備える。

　上記構成によれば、高周波アンテナの形状を渦巻き形状とするとともに、この渦巻き形状の高周波アンテナが複数設けられて且つ、これら複数の高周波アンテナが並列に接続されるようにしている。そのため、外周の大きさが当該高周波アンテナと同一であるループ形状の高周波アンテナと比較して、高周波アンテナの外周に対応する天部の領域はもとより、同外周よりも内側に対応する天部の領域についても、真空容器内のプラズマ電位に対してより負の電位とすることができ、これらの領域にプラズマに含有される正イオンを引き込むことができるようになる。すなわち、天部への正イオンの衝突によって、プラズマや該プラズマを用いた基板処理に由来する付着物が天部に堆積することを抑制することができるようになる。

　加えて、上記構成では、複数の高周波アンテナを設けるとともに、これら高周波アンテナを並列に接続している。ここで、各々の高周波アンテナは上記ループ状の高周波アンテナと比較してその線路長が長いため、自己インダクタンスが高く、誘導リアクタンスも高い。複数の高周波アンテナを直列に接続した場合、その合成インダクタンスは、個々の高周波アンテナが有する自己インダクタンスの和であって、高周波アンテナの数を増加させる程、複数の高周波アンテナ全体としてのインダクタンス、すなわち合成インダクタンスは増大する。これに対し、複数の高周波アンテナを並列に接続した場合、その合成インダクタンスは、個々の高周波アンテナが有する自己インダクタンスの逆数の和の逆数となる。そのため、合成インダクタンスは個々の高周波アンテナが有する自己インダクタンスよりも小さくなり、しかも、高周波アンテナの数を増大する程、個々の高周波アンテナの自己インダクタンスに対する合成インダクタンスの低下度合いが大きくなる。例えば、同一の自己インダクタンスＬを有する高周波アンテナを３つ並列に接続した場合、その合成インダクタンスは、Ｌ／３となる。

　プラズマ処理装置では通常、高周波アンテナも含む上記高周波電源から真空容器までの伝送路のインピーダンスと、プラズマを含む真空容器のインピーダンスとの整合が図られている。これにより、高周波電源から真空容器側へ印加された高周波電力が、反射波として高周波電源側に反射すること、つまりプラズマ生成に寄与しなくなることを抑制するようにしている。また、上記２つのインピーダンスを整合させるためには一般に、伝送路における上記高周波アンテナの前段に整合回路を設けることによって実現されている。この整合回路は、インダクタやキャパシタを用いて構成されており、上記伝送路のインピーダンスと真空容器のインピーダンスとの差を相殺するようなインピーダンスを有している。しかしながら、渦巻き状の高周波アンテナが採用されることによりインダクタンスが増加するとなれば、高周波アンテナと高周波電源との間に設けられた整合回路において容量リアクタンスを低下させる補正が必要となり、高周波電力の伝送路における寄生容量等が上記２つのインピーダンスの整合そのものに大きな影響を与えることとなってしまう。

　この点、上述のように複数の高周波アンテナを並列に接続すると、高周波アンテナ全体としての自己インダクタンスをループ状のアンテナとほぼ同じものとさせることができる。すなわち、上記渦巻き形状の高周波アンテナを設けたことによって高周波アンテナごとの容量リアクタンスは低下するが、並列構成の複数の高周波アンテナであれば、単一の高周波アンテナと比較して、こうした容量リアクタンスの低下が抑制されることになる。上記伝送路が有する寄生容量がインピーダンス整合に与える影響を軽減でき、プラズマの不安定化を抑制することが可能になる。さらには、プラズマを誘起するために消費される電力量が上記自己インダクタンスの増加、ひいては誘導リアクタンスの増加により損失されることを抑制できるようになる。つまり、上記２つのインピーダンスの不整合によるプラズマ状態の不安定化やそれによる電力の損失を抑制することはもとより、たとえ、当該プラズマ処理装置にて実施される処理条件の変更により誘起されるプラズマの状態が変動することによって、伝送路と真空容器の内部とのインピーダンス差が増大したとしても、高周波アンテナの個数の変更により上記２つのインピーダンスの整合が図られるようになる。それゆえにプラズマ処理に用いられる装置の汎用性の低下を抑制しつつも、真空容器の天部に付着物が堆積することを抑制することが可能となる。なお、上記渦巻き形状には、単一の平面上に展開する渦巻き形状はもとより、半球面上に展開する渦巻き形状、いわゆる螺旋形状も含まれる。

　上記プラズマ処理装置の一実施例では、前記入力端部が、それを前記軸線の方向に貫通する入力端貫通孔を有し、前記出力端部が、それを前記軸線の方向に貫通する出力端貫通孔を有し、前記入力端子が、前記軸線の方向に延びる柱状をなして複数の前記入力端貫通孔に挿通される一つの入力軸と、複数の前記入力端部の間に挟入されるかたちで該入力軸が挿通される導電性の少なくとも１つの入力スペーサとを含み、該少なくとも１つの入力スペーサの各々が前記入力係合部として機能し、前記出力端子が、前記軸線の方向に延びる柱状をなして複数の前記出力端貫通孔に挿通される一つの出力軸と、複数の前記出力端部の間に挟入されるかたちで該出力軸が挿通される導電性の少なくとも１つの出力スペーサとを含み、該少なくとも１つの出力スペーサの各々が前記出力係合部として機能する。

　上記構成によれば、軸線の方向における入力スペーサの厚さにより該入力スペーサを挟む一対の入力端部間の距離が定められ、さらに軸線の方向における出力スペーサの厚さにより該出力スペーサを挟む出力端部間の距離が定められるようになる。そのため、軸線の方向に隣接する一対の高周波アンテナの間に、これら入力スペーサの厚さと出力スペーサの厚さとに応じた空間を形成することが可能となる。その結果、複数の高周波アンテナのそれぞれと真空容器の内部との間隔がこれらスペーサの厚さにより調整可能となる。それゆえに、真空容器の内部に漏れ出す誘導磁場の状態、ひいては該誘導磁場により生成されるプラズマの状態が、高周波アンテナの個数だけでなく、スペーサの厚さによっても調整可能となる。

　上記プラズマ処理装置の一実施例では、前記少なくとも１つの入力スペーサが、前記軸線の方向の厚さが互いに異なる複数の入力スペーサを含み、前記少なくとも１つの出力スペーサが、前記軸線の方向の厚さが互いに異なる複数の出力スペーサを含む。

　上記構成によれば、複数の高周波アンテナのそれぞれと真空容器の内部との間隔がスペーサの厚さによってより広い範囲で調整可能となる。それゆえに、真空容器の内部に漏れ出す誘導磁場の状態、ひいては該誘導磁場により生成されるプラズマの状態が、スペーサの厚さによってより広い範囲で調整可能となる。つまり、高周波アンテナに供給される高周波電力の増加がより確実に抑制される。

　上記プラズマ処理装置の一実施例では、前記複数の高周波アンテナの巻数が互いに異なる。
　上述のように複数の高周波アンテナの巻数が互いに異なる構成によれば、複数の高周波アンテナが互いに異なるインダクタンスを有するようになるため、複数の高周波アンテナが同じインダクタンスを有する構成と比べて、合成誘導リアクタンスの範囲を拡張させることが可能となる。それゆえに合成誘導リアクタンスに合わせた整合回路の再構築、また高周波アンテナに供給される高周波電力の増加をより確実に抑制できる。

　上記プラズマ処理装置の一実施例では、前記複数の高周波アンテナが前記軸線の方向から見て互いに交差する。
　上述のように、渦巻き状に成形された複数の高周波アンテナを天部上に設けることにより、真空容器内に誘起されるプラズマの電位に対して該天部をより負の電位とすることが可能にはなる。ただし、複数の高周波アンテナの全てを、その渦巻きの方向が同一となるように配設した場合、それぞれの高周波アンテナを構成する線路が有する巻と巻との間隔、例えば一巻目と二巻目との間には線路が存在せず、その直下の位置に対応する天部の領域は、線路の直下の位置に対応する領域よりも低い負の電位となる虞がある。これにより、天部には、上記付着物の堆積が抑制される領域と、この堆積が抑制され難い部位とが混在することになる。

　この点、上記構成によれば、複数の高周波アンテナが、軸線の方向から見て互いに交差するようにしているため、上述のような各高周波アンテナにおける巻と巻との間隔にも、他の高周波アンテナが存在し、高周波アンテナを構成する線路の直下に位置する天部の領域が増大するようになる。つまり、真空容器内のプラズマ電位に対して負の電位となる天部の領域、換言すれば正イオンによって衝撃される天部の領域を拡張させ、天部における上記付着物の抑制を均一化することが可能となる。

　上記プラズマ処理装置の一実施例では、前記入力端子が、入力側コンデンサを介して前記高周波電源に接続され、前記出力端子が、出力側コンデンサを介して基準電位に接続される。

　出力端子が所定の基準電位に直接接続される構成では、高周波アンテナの入力端子の電位のみが所定の振幅を有して振動することになる。そのため上記入力端部側においては、これに対応する天部の領域と高周波アンテナとの容量結合により該領域がプラズマ電位に対してより負の電位となるものの、上記出力端部側においては、これに対応する天部の領域と高周波アンテナとの容量結合が小さくなり、該領域が入力端部側と比較して負の電位になり難く、同領域への付着物の堆積が抑制されない虞がある。

　そこで、上記構成では、上記高周波アンテナの入力端部と出力端部とに入力側コンデンサと出力側コンデンサとを接続することにより、高周波アンテナの入力側のみならず出力側の電位も所定の振幅をもって振動させ、高周波アンテナに対応する天部の領域の全体をプラズマ電位に対してより負の電位とすることができる。すなわち、高周波アンテナに対応する天部の領域の全体において付着物の堆積を抑制できるようになる。

　上記プラズマ処理装置の一実施例では、前記天部の外周に渡り、中心が同軸上に配置された少なくとも３段の磁場コイルを有し、該磁場コイルの周方向に沿う環状のゼロ磁場領域を中段の磁場コイルの内側に形成する磁場形成部を更に備え、前記真空容器は、前記少なくとも３段の磁場コイルの内側に内挿されて且つ、該少なくとも３段の磁場コイルのうち最下段の磁場コイルから前記中段の磁場コイルまでに渡る筒状をなし、前記ゼロ磁場領域を内包するとともに、前記天部によって前記ゼロ磁場領域を覆うように構成されてなる。

　上記構成によれば、上記複数段の磁場コイルによってゼロ磁場領域が形成されることにより、磁場勾配に沿って集まった電子によって特に高密度のプラズマが生成でき、該ゼロ磁場領域にはプラズマに含有される正イオンも高密度で存在するようになる。すなわち、天部に引き込まれ得る正イオンの数を増大させ、天部が正イオンによって衝撃される頻度を増大することが可能ともなり、ひいては、天部への付着物の堆積をより確実に抑制することができるようになる。

本発明に係るプラズマ処理装置の一実施の形態であるプラズマエッチング装置の概略構成を示す概略構成図。（ａ）プラズマエッチング装置が有する高周波スパイラルアンテナの平面構造を示す平面図（ｂ）同高周波スパイラルアンテナの断面構造を示す断面図。（ａ）高周波スパイラルアンテナの一部断面構造を拡大して示す拡大断面図（ｂ）同高周波スパイラルアンテナの一部断面構造を拡大して示す拡大断面図。高周波スパイラルアンテナの斜視構造を示す斜視図。他の実施の形態に係るプラズマエッチング装置に設けられた高周波スパイラルアンテナの平面構造を示す平面図。他の実施の形態に係るプラズマエッチング装置に設けられた高周波スパイラルアンテナの平面構造を示す平面図。他の実施の形態に係るプラズマエッチング装置に設けられた高周波スパイラルアンテナの平面構造を示す平面図。

　以下、本発明に係るプラズマ処理装置をプラズマエッチング装置として具現化した一実施の形態について、図１～図４を参照して説明する。
　図１は、本実施の形態に係るプラズマエッチング装置の概略構成を示している。同図１に示されるように、プラズマエッチング装置１０の真空容器１１は、該真空容器１１の内部に収容される基板Ｓから該基板Ｓの厚さ方向に延びる一つの第１軸線Ａ１に対して軸対称となる有蓋円筒状をなしている。この真空容器１１の天部は、同じく第１軸線Ａ１に対して軸対称となる円板状をなして誘電体の１つである石英を構成材料とする天板１２により構成されている。

　真空容器１１の内部空間であるプラズマ生成領域１１ａには、その内部で実施されるプラズマエッチング処理の処理対象物である基板Ｓを載置する基板ステージ１３が設けられている。この基板ステージ１３の外周には、プラズマ生成領域１１ａ内に誘起されたプラズマや該プラズマの原料となる各種ガスに耐性を有し、これらによる腐食から当該基板ステージ１３を保護する保護部材１４が設けられている。また、基板ステージ１３には、これに載置される基板Ｓに所定のバイアスを印加するバイアス用高周波電源２０が接続されている。なお、基板Ｓとバイアス用高周波電源２０との間には、負荷となるプラズマ生成領域１１ａ内のガスとバイアス用高周波電源２０から基板Ｓまでの伝送路とのインピーダンスの整合を図るバイアス用整合回路２１が設けられている。

　上記真空容器１１の内部から見て天板１２の外側には、３段の高周波スパイラルアンテナ３０が天板１２の外表面と平行且つ、第１軸線Ａ１上において互いに異なる面上を周回するように積み重ねられている。これら３段の高周波スパイラルアンテナ３０は、第１軸線Ａ１と平行な方向に延びる柱状の入力端子３３と、同じく第１軸線Ａ１と平行な方向に延びる出力端子３４とによって電気的に並列に接続されている。

　３段の高周波スパイラルアンテナ３０のうち、最上段の高周波スパイラルアンテナ３０から突出する入力端子３３の端部には、直列に接続された高周波電源４０と整合回路４１と入力側コンデンサ４２とからなる直列回路と、直列に接続された直流電源４４とローパスフィルタ４５とからなる直列回路とが並列に接続されている。

　高周波電源４０は、プラズマ生成領域１１ａにプラズマを生成するための高周波電力、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力を出力する。整合回路４１は、負荷となる上記プラズマ生成領域１１ａ内のガスと、上記高周波スパイラルアンテナ３０を含んで高周波電源４０から真空容器１１までの伝送路とのインピーダンスの整合を図る。入力側コンデンサ４２は、容量の変更が可能ないわゆる可変コンデンサであって、例えば１０ｐＦ～１００ｐＦの範囲で任意に静電容量を変更する。直流電源４４は、例えば０Ｖ～－２０００ｋＶの直流電圧を入力端子３３に印加可能な電源である。またローパスフィルタ４５は、直流電源４４の出力した電圧からノイズを除去する。

　一方、最上段の高周波スパイラルアンテナ３０から突出する出力端子３４の端部には、これも容量の変更が可能ないわゆる可変コンデンサである出力側コンデンサ４３が接続されるとともに、この出力側コンデンサ４３は当該プラズマエッチング装置１０の筐体を介して接地電位に接続されている。なお、この出力側コンデンサ４３も上記入力側コンデンサ４２と同様、その静電容量は、例えば１０ｐＦ～１００ｐＦの範囲で任意に変更可能である。

　上記高周波スパイラルアンテナ３０に限らず、プラズマエッチング装置１０等のプラズマ処理装置に設けられる高周波アンテナは一般に、その出力端子が接地等の所定の基準電位に接続されており、このような構成では、高周波アンテナの入力端子の電位のみが所定の振幅を有して振動することになる。そのため、高周波アンテナの入力端部付近においては、これに対応する天板の領域と高周波アンテナとの容量結合により該領域がプラズマ電位に対してより負の電位となるものの、高周波アンテナの出力端部付近においては、これに対応する天板１２の領域と高周波アンテナとの容量結合が小さくなるため、該領域では入力端部側と比較して負の電位になり難く、同領域への付着物の堆積が抑制されない虞がある。なお、上記誘電体からなる天板１２の内表面は、高周波スパイラルアンテナ３０と真空容器１１内のプラズマとの容量結合がなくとも、プラズマ内の電子が天板１２に衝突することに起因する負の電位、いわゆるセルフバイアス電位を有してはいる。上述のように、高周波スパイラルアンテナ３０とプラズマとが容量結合することにより、このセルフバイアス電位以上の負の電位が、天板１２の内表面に付与されることになる。

　この点、上記プラズマエッチング装置１０によるように、高周波スパイラルアンテナ３０の入力端部、正確には該入力端部に接続された入力端子３３には入力側コンデンサ４２を、他方、出力端子３４には出力側コンデンサ４３を接続するようにしている。これにより、高周波スパイラルアンテナ３０の入力側のみならず出力側の電位も所定の振幅をもって振動させ、高周波スパイラルアンテナ３０に対応する天板１２の領域の全体を上記容量結合によって真空容器１１内のプラズマに対して負の電位とすることができる。すなわち、高周波スパイラルアンテナ３０に対応する天板１２の領域の全体において付着物の堆積を抑制できるようになる。

　上記真空容器１１の側面、詳しくは筒状部の上記天板１２付近には、中心が第１軸線Ａ１上に配置された３段の磁場コイル５０が設けられている。３段の磁場コイル５０のうち、最上段である上段コイル５０ｕは、上記天板１２の内表面よりも第１軸線Ａ１の方向において高周波スパイラルアンテナ３０に近い位置に配置されている。また３段の磁場コイル５０のうち、上段コイル５０ｕの下段である中段コイル５０ｍは、天部の内表面、すなわち本実施の形態においては上記天板１２の内表面が位置する平面上に含まれるように配置されて、この中段コイル５０ｍの下段として下段コイル５０ｂが配置されている。つまり、上記筒状の真空容器１１が下段コイル５０ｂの内側から中段コイル５０ｍの内側まで内挿されるように、真空容器１１に対して３段の磁場コイル５０が配置されている。

　なお、これら３つのコイル５０ｕ，５０ｍ，５０ｂのそれぞれには、対応する電力供給部５１ｕ，５１ｍ，５１ｂから、上段コイル５０ｕと下段コイル５０ｂとに同一の向きを有する電流が、また、中段コイル５０ｍに、これら上段コイル５０ｕと下段コイル５０ｂとに供給される電流とは逆向きの電流が供給される。これにより、磁場コイル５０の周方向、換言すれば、上記真空容器１１の内表面における周方向に沿って、上記中段コイル５０ｍの内側に環状のゼロ磁場領域ＺＭＦが形成される。すなわち、上記真空容器１１と天板１２とによって区画されたプラズマ生成領域１１ａ内に上記ゼロ磁場領域ＺＭＦが包含されるとともに、中段コイル５０ｍの配置面を含む天板１２の内表面によって上記ゼロ磁場領域ＺＭＦが覆われるように、上記真空容器１１は構成されている。このように、３段の磁場コイル５０とこれに電力を供給する各電力供給部５１ｕ，５１ｍ，５１ｂ等が磁場形成部の一例として構成されている。

　また、上記真空容器１１は、プラズマ生成領域１１ａ内にプラズマの原料となるエッチングガスを導入するためのガス導入口１５を有しており、このガス導入口１５には、当該プラズマエッチング装置１０にて実施されるプラズマエッチング処理に応じた各種エッチングガスを供給するガス供給部６０が接続されている。なお、同真空容器１１には、プラズマ生成領域１１ａ内を所定の圧力に調整するための図示しない排気装置が接続されてもいる。

　上記高周波スパイラルアンテナ３０の構造を、これが接続される入力端子３３及び出力端子３４の構造も含めて、図２～図４を参照して詳述する。図２（ａ）は、高周波スパイラルアンテナ３０と、これと平行な面上に設けられた天板１２の平面構造を示しており、図２（ｂ）は、これら高周波スパイラルアンテナ３０と天板１２との断面構造を示している。

　図２（ａ）に示されるように、高周波スパイラルアンテナ３０は、例えば銅等の主材にニッケルめっきが施された線路からなるとともに、円形状をなす天板１２の中心Ｃ１を通る上記第１軸線Ａ１と平行且つ、該第１軸線Ａ１から離間した第２軸線Ａ２上の点を中心Ｃ２とし、該第１軸線Ａ１及び第２軸線Ａ２の周りを３．５回だけ周回する渦巻き形状をなしている。また、この高周波スパイラルアンテナ３０は、
・高周波スパイラルアンテナ３０上の任意の点Ｐと中心Ｃ２との距離を離間距離ｒ、
・高周波スパイラルアンテナ３０を含む平面上において中心Ｃ２を通る一つの直線Ｌ０と、高周波スパイラルアンテナ３０上の点Ｐと中心Ｃ２とを結ぶ直線とのなす角度を中心角θ、
・上記離間距離ｒの変化率（１以上の定数）を距離変化率αとすると、
中心Ｃ２を中心とする極座標の方程式である「ｒ＝αθ」を満たすものである。また高周波スパイラルアンテナ３０は、上記直線Ｌ０上において互いに隣接する線路間の距離が一定値である距離Ｌａとなるかたちに構成されている。このような有端の渦巻き状をなす高周波スパイラルアンテナ３０では、該高周波スパイラルアンテナ３０の両端部のうち、中心Ｃ２が位置する一方の端部である入力端部３１が上記入力端子３３に接続され、この入力端部３１と異なる他方の端部である出力端部３２が上記出力端子３４に接続されている。

　図２（ｂ）に示されるように、上記３つの高周波スパイラルアンテナ３０は、該高周波スパイラルアンテナ３０を含む面が互いに平行に、且つ、上記第２軸線Ａ２と平行な方向であるこれら高周波スパイラルアンテナ３０の積層方向ＤＬから上記天板１２に投影された投影像が互いに同一となるように配置されている。そのため、３つの高周波スパイラルアンテナ３０それぞれの入力端部３１及び出力端部３２は、上記積層方向ＤＬに平行な直線上に位置することになる。

　次いで、図２（ｂ）に示される、上記入力端子３３あるいは出力端子３４とこれらの周辺構造も含めた領域である領域Ｒａあるいは領域Ｒｂについて、図３（ａ）、図３（ｂ）を参照して詳細に説明する。なお、図３（ａ）は、領域Ｒａを拡大して示したものであり、他方、図３（ｂ）は、領域Ｒｂを拡大して示したものである。

　図３（ａ）に示されるように、３つの高周波スパイラルアンテナ３０の入力端部３１、換言すれば上記第２軸線Ａ２が通る端部のそれぞれには、その厚さ方向、換言すれば高周波スパイラルアンテナ３０の積層方向ＤＬに貫通する貫通孔が設けられている。これら貫通孔には、上記積層方向ＤＬに延びる導電性のねじ部材３３ａが挿通しており、この高周波電力の入力軸としてのねじ部材３３ａには、その全長、つまり貫通孔に挿入される方向に渡りねじ山及びねじ溝が設けられている。なお、ねじ部材３３ａとしては、その全長に渡りねじ山及びねじ溝が設けられたねじに限らず、他の部材と螺合される領域にのみねじ山及びねじ溝が設けられたねじ等も採用可能である。

　詳述すると、これら高周波スパイラルアンテナ３０のうち、積層方向ＤＬにおける最上段の高周波スパイラルアンテナ３０と中段の高周波スパイラルアンテナ３０とが有する貫通孔である入力端貫通孔３１ａは、その形状が同一であるとともに、その直径がこれに挿入されるねじ部材３３ａの直径よりも大きい。これに対し、積層方向ＤＬにおける最下段の高周波スパイラルアンテナ３０が有する貫通孔である入力端貫通孔３１ｂは、上記入力端貫通孔３１ａよりもその直径が小さく、これに挿入されるねじ部材３３ａと螺合可能な形状とされている。また、ねじ部材３３ａの挿入方向における先端面と最下段の高周波スパイラルアンテナ３０の天板１２に対向する面とが一致するように、該ねじ部材３３ａは入力端貫通孔３１ｂに螺着されている。

　加えて、最上段の高周波スパイラルアンテナ３０と中段の高周波スパイラルアンテナ３０との間、及び中段の高周波スパイラルアンテナ３０と最下段の高周波スパイラルアンテナ３０との間にはそれぞれ、導電性を有した円筒状の入力スペーサ３３ｂが挟入されている。これら入力スペーサ３３ｂのそれぞれは、その厚さ方向に貫通して上記ねじ部材３３ａが挿通するスペーサ貫通孔３３ｃを有しており、該スペーサ貫通孔３３ｃの直径は上記入力端貫通孔３１ａに等しい。また、最上段及び中段の高周波スパイラルアンテナ３０に設けられた入力端貫通孔３１ａの開口と、それらの間に挟入された入力スペーサ３３ｂのスペーサ貫通孔３３ｃの開口とが一致するかたちに、該入力スペーサ３３ｂが配置されている。また中段の高周波スパイラルアンテナ３０に設けられた入力端貫通孔３１ａの開口と、中段及び最下段の高周波スパイラルアンテナ３０の間に挟入された入力スペーサ３３ｂのスペーサ貫通孔３３ｃの開口とが一致するかたちに、該入力スペーサ３３ｂが配置されている。そして、これら入力端貫通孔３１ａ及びスペーサ貫通孔３３ｃに挿入されるねじ部材３３ａの外表面と入力端貫通孔３１ａの内表面とが一定の距離Ｌｃだけ離間し且つ、ねじ部材３３ａの外表面とスペーサ貫通孔３３ｃの内表面とが同じく距離Ｌｃだけ離間するように配置される。

　さらに上記ねじ部材３３ａにおける積層方向ＤＬの両端部のうち、最上段の高周波スパイラルアンテナ３０から突出する端部には、該最上段の高周波スパイラルアンテナ３０がそれの直下に配置された入力スペーサ３３ｂを下方へ押圧するかたちに、導電性を有するナット３３ｄが螺着されている。

　このような構成によれば、最上段の高周波スパイラルアンテナ３０と中段の高周波スパイラルアンテナ３０との間における積層方向ＤＬの距離、さらには中段の高周波スパイラルアンテナ３０と最下段の高周波スパイラルアンテナ３０との間における積層方向ＤＬの距離がそれぞれ、入力スペーサ３３ｂの積層方向ＤＬにおける厚さＬｂにより規定されている。また、最上段及び中段の各高周波スパイラルアンテナ３０の入力端貫通孔３１ａの内表面とねじ部材３３ａの外表面との距離が上述の距離Ｌｃに維持され、各入力スペーサ３３ｂのスペーサ貫通孔３３ｃの内表面とねじ部材３３ａの外表面との距離が同じく上述の距離Ｌｃに維持される。そして、各高周波スパイラルアンテナ３０の入力端部３１が各入力スペーサ３３ｂを介して電気的に接続されつつ、これら部材の位置が固定されている。

　なお、本実施の形態では、ねじ部材３３ａに螺合する導電性のナット３３ｄを用いて高周波スパイラルアンテナ３０及び入力スペーサ３３ｂの位置を固定して、これら部材間の電気的な接続を維持することを前提としている。これに限らず、非導電性の材料からなるナットにより上記部材を固定する、あるいは、ナット３３ｄによって固定することなく、例えば最上段の高周波スパイラルアンテナ３０の入力端貫通孔３１ａを最下段の高周波スパイラルアンテナ３０の入力端貫通孔３１ｂと同型としてねじ部材３３ａと螺合することにより上記部材間の電気的な接続を維持する構成に置き換えることもできる。またあるいは、高周波スパイラルアンテナ３０とその間に挟入される入力スペーサ３３ｂとの接触面に、これらを係合固定して接触状態を維持する係合構造を設けることにより、上記部材の位置を固定するようにしてもよい。

　他方、図３（ｂ）に示されるように、３つの高周波スパイラルアンテナ３０の出力端部３２、換言すれば各高周波スパイラルアンテナ３０の両端部のうち、上記入力端部３１と異なる端部のそれぞれには、基本的には上記入力端子３３と同様の構成を有した出力端子３４が設けられている。

　すなわち、積層方向ＤＬにおける最上段及び中段の高周波スパイラルアンテナ３０は出力端貫通孔３２ａを有するとともに、最下段の高周波スパイラルアンテナ３０は出力端貫通孔３２ｂを有している。また、最上段の高周波スパイラルアンテナ３０と中段の高周波スパイラルアンテナ３０との間、及び中段の高周波スパイラルアンテナ３０と最下段の高周波スパイラルアンテナ３０との間にはそれぞれ、入力スペーサ３３ｂと同様、導電性を有した円筒状の出力スペーサ３４ｂが設けられており、これら出力スペーサ３４ｂは、上記出力端貫通孔３２ａと同径の貫通孔３４ｃを有している。これら出力端貫通孔３２ａ，３２ｂ及び貫通孔３４ｃには、出力側コンデンサ４３及び当該プラズマエッチング装置１０の筐体を介して接地電位に接続される高周波電力の出力軸としてのねじ部材３４ａが挿入されている。なお、これら部材を挿通するねじ部材３４ａは、上記入力端子３３が有するねじ部材３３ａと同様、最下段の高周波スパイラルアンテナ３０の出力端貫通孔３２ｂと螺合している。また、これら部材の位置を固定するナット３４ｄは、最上段の高周波スパイラルアンテナ３０がそれの直下に配置された出力スペーサ３４ｂを下方へ押圧するかたちに、ねじ部材３４ａに螺着されている。

　上述のように、３つの高周波スパイラルアンテナ３０は、その入力端部３１及び出力端部３２において、入力端子３３及び出力端子３４によって互いに接続されている。しかも、これら入力端子３３及び出力端子３４はいずれも、上記入力端部３１に設けられた入力端貫通孔３１ａ，３１ｂ及び出力端部３２に設けられた出力端貫通孔３２ａ，３２ｂに挿入された、換言すればこれら貫通孔３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂへの着脱が可能なねじ部材３３ａ，３４ａと、このねじ部材３３ａ，３４ａが挿通する、換言すればねじ部材３３ａ，３４ａへの着脱が可能な入力スペーサ３３ｂ及び出力スペーサ３４ｂとからなる。つまり、ねじ部材３３ａ，３４ａから高周波スパイラルアンテナ３０、入力スペーサ３３ｂ、及び出力スペーサ３４ｂを取り外して高周波スパイラルアンテナ３０の数を減らすこと、若しくは、ねじ部材３３ａ，３４ａに入力スペーサ３３ｂ及び出力スペーサ３４ｂを挿入した上で、新たな高周波スパイラルアンテナ３０を配設することが可能となる。

　このように、本実施の形態では、高周波電源４０に接続される端子の一例として、高周波スパイラルアンテナ３０の入力端貫通孔３１ａ，３１ｂに挿着されるねじ部材３３ａと、各高周波スパイラルアンテナ３０の間に挟入れた入力スペーサ３３ｂと、ねじ部材３３ａに螺着したナット３３ｄとにより入力端子３３が構成されている。また、高周波スパイラルアンテナ３０の端部と係合及び脱離可能な係合部の一例として、入力端部３１によって積層方向ＤＬに挟持される一対の入力スペーサ３３ｂと、これら入力スペーサ３３ｂのスペーサ貫通孔３３ｃに挿通されるねじ部材３３ａとにより入力係合部が構成されている。

　また出力側コンデンサ４３を介して接地電位に接続される端子の一例として、高周波スパイラルアンテナ３０の出力端貫通孔３２ａ，３２ｂに挿着されるねじ部材３４ａと、各高周波スパイラルアンテナ３０の間に設けられた出力スペーサ３４ｂと、ねじ部材３４ａに螺着したナット３４ｄとにより出力端子３４が構成されている。また、高周波スパイラルアンテナ３０の端部と係合及び脱離可能な係合部の一例として、出力端部３２によって積層方向ＤＬに挟持される一対の出力スペーサ３４ｂと、これら出力スペーサ３４ｂのスペーサ貫通孔３４ｃに挿通されるねじ部材３４ａとにより出力係合部が構成されている。

　そして、上記入力端子３３に高周波電源４０からの高周波電力が供給されると、高周波電源４０と電気的に接続されたねじ部材３３ａから最下段の高周波スパイラルアンテナ３０の入力端部３１を介して、これと接触する入力スペーサ３３ｂ、中段の高周波スパイラルアンテナ３０が有する入力端部３１、該入力端部３１と接触する入力スペーサ３３ｂ、及び最上段の高周波スパイラルアンテナ３０の入力端部３１へ、高周波電力が供給される。つまり、３つの高周波スパイラルアンテナ３０が電気的に並列をなして接続されている。なお、本実施の形態のように、ねじ部材３３ａが、最上段及び中段の高周波スパイラルアンテナ３０、入力スペーサ３３ｂと共々、導電性のナット３３ｄによって固定されている場合、ねじ部材３３ａに供給された高周波電力は、このナット３３ｄを介しても高周波スパイラルアンテナ３０のそれぞれや入力スペーサ３３ｂに供給される。

　図４は、積層された上記３つの高周波スパイラルアンテナ３０の斜視構造を示している。同図４に示されるように、３つの高周波スパイラルアンテナ３０は、その入力端部３１と出力端部３２にて、第２軸線Ａ２と平行な柱状の入力端子３３と、同じく第２軸線Ａ２と平行な柱状の出力端子３４とによって互いに固定されている。また、最上段の高周波スパイラルアンテナ３０と中段の高周波スパイラルアンテナ３０との間、及び中段の高周波スパイラルアンテナ３０と最下段の高周波スパイラルアンテナ３０との間であって、且つ、これら高周波スパイラルアンテナ３０を構成する線路の途中には、絶縁性の材料からなる補助スペーサ３５が配置されている。これら補助スペーサ３５はそれぞれ、最上段の高周波スパイラルアンテナ３０と接する面と、中段の高周波スパイラルアンテナ３０に接する面とに、該高周波スパイラルアンテナ３０に対応する形状をなして、高周波スパイラルアンテナ３０が固定される凹部を有している。なお、補助スペーサ３５は、上記凹部の底面からの積層方向ＤＬの厚さが、入力端子３３及び出力端子３４のそれぞれが有する入力スペーサ３３ｂ及び出力スペーサ３４ｂの同積層方向ＤＬの厚さＬｂと同じである。

　このように各高周波スパイラルアンテナ３０間に、上記入力及び出力スペーサ３３ｂ，３４ｂの上記厚さＬｂと同じ厚さを有した絶縁性の補助スペーサ３５が設けられるため、各高周波スパイラルアンテナ３０の全体に渡り、その間隙が入力スペーサ３３ｂと出力スペーサ３４ｂの厚さに等しい距離Ｌｂに維持されるようになる。すなわち、３つの高周波スパイラルアンテナ３０が、線路の途中において互いに接触することが抑制でき、各高周波スパイラルアンテナ３０から構成される並列回路を確実に維持することができる。

　こうしたプラズマエッチング装置１０にて、処理対象である基板Ｓにプラズマエッチング処理が施される際には、まず、当該プラズマエッチング装置１０に設けられた搬入口から基板Ｓが当該プラズマエッチング装置１０の真空容器１１内に搬入されて、上記基板ステージ１３上に載置される。次いで、プラズマエッチング処理のそれぞれに応じた流量にて、上記ガス供給部６０からプラズマ生成領域１１ａ内にエッチングガスが供給される。こうして、プラズマ生成領域１１ａ内にエッチングガスが供給されると、上記排気装置によりプラズマ生成領域１１ａ内が、これも上記プラズマエッチング処理の条件に応じた圧力とされる。なお、上記ガス供給部６０からのエッチングガスの供給と、排気装置によるプラズマ生成領域１１ａの排気は、プラズマエッチング処理の実施中にわたり継続されるものであり、これらの協働によってプラズマ生成領域１１ａ内が所定の圧力に維持されている。

　次に、上記磁場コイル５０の上段コイル５０ｕと下段コイル５０ｂに同一方向の電流が、他方、中段コイル５０ｍにこれらとは逆方向の電流が供給され、中段コイル５０ｍの内側であってプラズマ生成領域１１ａの内部にゼロ磁場領域ＺＭＦが形成される。これに伴い、高周波電源４０から、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力が整合回路４１及び入力側コンデンサ４２を介して高周波スパイラルアンテナ３０に供給される。なお、高周波スパイラルアンテナ３０に供給される電力は、上述のように、高周波スパイラルアンテナ３０の積層方向ＤＬにおける最上段の高周波スパイラルアンテナ３０から突出する入力端子３３のねじ部材３３ａから導入される。その後、最下段の高周波スパイラルアンテナ３０から最上段の高周波スパイラルアンテナ３０に向かって、あるいはナット３３ｄから最上段の高周波スパイラルアンテナ３０に向かって供給される。こうして高周波スパイラルアンテナ３０に高周波電力が供給されることにより、上記ゼロ磁場領域ＺＭＦに誘導電場が形成され、エッチングガスを原料とするプラズマが誘起される。

　このとき、プラズマ生成領域１１ａ内に誘起されたプラズマと高周波スパイラルアンテナ３０とが該プラズマ生成領域１１ａの外側である外気や天板１２を介して容量的に結合する。上記プラズマ生成領域１１ａの外側である外気や天板１２が有する容量とは通常、プラズマ生成領域１１ａが有する容量よりも非常に大きいものであるため、高周波スパイラルアンテナ３０とプラズマとの間の各容量成分に配分される電位差は、上記天板１２の内表面において最も大きくなる。これにより、天板１２の内表面は、負に帯電した状態、いわゆる負の直流バイアス（負のセルフバイアス）を与えられた状態となる。

　また、上記高周波スパイラルアンテナ３０には、高周波電源４０から供給される高周波電力に加え、直流電源４４から例えば－１．５ｋＶの直流電圧がローパスフィルタ４５を介して連続乃至はパルス的に印加されてもいる。つまり、高周波スパイラルアンテナ３０に印加される電圧とは、高周波電圧と直流電圧とが重畳されたものとなる。こうした直流電圧の印加によっても、高周波スパイラルアンテナ３０とプラズマ生成領域１１ａ内のプラズマとが容量的に結合し、誘電体からなる天板１２の内表面は負の直流バイアスを与えられることになる。なお、高周波電圧の印加による負のセルフバイアスが、プラズマ生成領域１１ａ内に生成された電子の衝突により与えられるものであるのに対し、直流電圧の印加による負のバイアスは、高周波スパイラルアンテナ３０に印加された負の直流電圧によって直接的に与えられるものである。また、高周波スパイラルアンテナ３０に印加された直流電圧は、上述のように、あくまで高周波電力によって生成されたプラズマと高周波スパイラルアンテナ３０との容量的な結合に消費されるものであり、該直流電圧はプラズマの生成には寄与しない。

　その後、上記バイアス用高周波電源２０から、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力が基板Ｓに供給されることにより、この高周波電力に応じたバイアス電圧が該基板Ｓに印加されることとなる。この基板Ｓに印加されたバイアス電圧によって、プラズマ生成領域１１ａ内に存在する活性種、特に正イオンが基板Ｓに引き込まれてエッチャントとして機能するようになる。こうして、基板Ｓの所定領域がその垂直方向、換言すればその厚さ方向に沿ってエッチングされる。

　ここで、上述のような基板Ｓに対するプラズマエッチング処理が実施されると、該プラズマエッチング処理が進行するに従い、処理対象である上記基板Ｓの構成材料から放出された粒子や、同基板Ｓの構成材料とエッチングガスとの反応に由来する生成物、あるいは、エッチングガスからの乖離物等の累積量が増大する。しかも、これら各種物質は、上記真空容器１１内において、上記ガス供給部６０からのガス供給と、上記排気装置による排気とによって形成されるガスの流れに従って該真空容器１１の内表面に衝突し、これに付着するようになる。上述のように、ループ状の高周波アンテナが天部の外表面に配置される従来の構成においては、この高周波ループアンテナの外周に対応する天部の内表面には上記付着物が堆積し難いものの、それ以外の部位、特に高周波ループアンテナの外周よりも内側の領域に対応する天板１２の内表面には付着物が堆積しやすい。しかも、この天板１２に堆積した付着物は、真空容器１１内で実施されるプラズマエッチング処理時の温度や、真空容器の内圧等の条件によっては天部から剥離して、基板Ｓを汚染する虞がある。

　この点、本実施の形態では、高周波アンテナとして、渦巻き形状である高周波スパイラルアンテナ３０を採用するようにしているため、外周の大きさが当該高周波スパイラルアンテナ３０と同一である高周波ループアンテナと比較して、高周波スパイラルアンテナ３０の外周に対応する天板１２の領域はもとより、同外周よりも内側に対応する天板１２の領域についても、真空容器１１内のプラズマに対して負の電圧とすることができ、これらの領域にプラズマに含有される正イオンを引き込むことができるようになる。すなわち、天板１２への正イオンの衝突によって、プラズマや該プラズマを用いたエッチング処理に由来する付着物が天板１２に堆積することを抑制することができるようになる。

　しかも、本実施の形態においては、高周波スパイラルアンテナ３０への高周波電力の供給とともに、直流電圧を印加するようにもしていることから、上記天板１２の内表面には、高周波電力に由来する負のバイアスと、直流電圧に由来する負のバイアスとが与えられることになる。よって、こうして直流電圧に由来する負のバイアスが与えられる分だけ、天板１２の内表面への正イオンの引き込みを増やし、ひいては、天板１２への付着物の堆積をより抑制することができるようになる。

　また、こうして天板１２の内表面に正イオンが引き込まれ、該内表面がスパッタされることにより、付着物や天板１２の形成材料がスパッタ粒子としてプラズマ生成領域１１ａ内に放出される際には、いわゆる二次電子も放出される。こうした二次電子は、プラズマ生成領域１１ａ内に供給されるエッチングガスの分子に衝突してこれをプラズマ化する反応に寄与する。そのため、上述したような天板１２のスパッタ反応によって、プラズマ生成領域１１ａ内に生成されるプラズマの密度を増大させることができるようもなる。なお、こうしたプラズマ密度の増大効果も、高周波スパイラルアンテナ３０への印加電圧として高周波電圧に直流電圧を重畳した場合の方がより大きくなる。

　しかしながら、各々の高周波スパイラルアンテナ３０は、上記ループ状の高周波アンテナと比較してその線路長が長いために自己インダクタンスが高く、誘導リアクタンスも高い。例えば、こうした高周波スパイラルアンテナ３０を複数、且つ直列に当該プラズマエッチング装置１０に搭載した場合、その合成インダクタンスは、個々の高周波スパイラルアンテナ３０が有する自己インダクタンスの和であって、高周波スパイラルアンテナ３０の数を増加させる程、複数の高周波スパイラルアンテナ３０全体としてのインダクタンス、すなわち合成インダクタンスは増大する。これに対し、複数の高周波スパイラルアンテナ３０を並列に接続した場合、その合成インダクタンスは、個々の高周波スパイラルアンテナ３０が有する自己インダクタンスの逆数の和の逆数となる。そのため、合成インダクタンスは個々の高周波スパイラルアンテナ３０が有する自己インダクタンスよりも小さくなり、しかも、高周波スパイラルアンテナ３０の数を増大する程、個々の高周波スパイラルアンテナ３０の自己インダクタンスに対する合成インダクタンスの低下度合いが大きくなる。

　プラズマ処理装置では通常、高周波アンテナも含む高周波電源から真空容器までの伝送路のインピーダンスと、プラズマを含む真空容器のインピーダンスとの整合が図られている。これにより、高周波電源から真空容器側へ印加された高周波電力が、反射波として高周波電源側に反射することを抑制し、プラズマ生成に寄与しない高周波電力を抑制するようにしている。また、これら伝送路のインピーダンスと真空容器のインピーダンスとの整合は一般に、伝送路における上記高周波アンテナの前段に整合回路を設けることによって実現されている。上記整合回路４１は、インダクタやキャパシタを用いて構成されており、伝送路のインピーダンスと真空容器１１のインピーダンスとの差を相殺するようなインピーダンスを有している。しかしながら、渦巻き状の高周波スパイラルアンテナ３０が採用されることによりインダクタンスが増加するとなれば、高周波スパイラルアンテナ３０と高周波電源４０との間に設けられた整合回路４１において容量リアクタンスを低下させる補正が必要となり、高周波電力の伝送路における寄生容量等がインピーダンスの整合そのものに大きな影響を与えることとなってしまう。

　この点、上述のように３つの高周波スパイラルアンテナ３０を並列に接続すると、高周波スパイラルアンテナ３０全体としての自己インダクタンスをループ状の高周波アンテナとほぼ同じものとさせることができるとともに、真空容器１１のインピーダンスに応じて、高周波スパイラルアンテナ３０の増設及び減設が可能である。すなわち、上記渦巻き形状の高周波スパイラルアンテナ３０を設けたことに伴う容量リアクタンスの低下も、その割合が抑制されることとなり、伝送路が有する寄生容量がインピーダンス整合に与える影響を軽減でき、プラズマの不安定化を抑制することが可能になる。さらには、プラズマの誘起に寄与する電力量の損失が抑制されることとなる。つまり、インピーダンスの不整合によるプラズマ状態の不安定化やそれによる電力の損失を抑制することはもとより、たとえ、当該プラズマエッチング装置１０にて実施されるエッチング処理条件の変更により誘起プラズマの状態が変動することによって、伝送路と真空容器１１の内部とのインピーダンス差が増大したとしても、高周波スパイラルアンテナ３０の個数の変更により高周波スパイラルアンテナ３０そのものによってインピーダンスの整合が図られるようになる。それゆえにプラズマエッチング装置１０の汎用性の低下を抑制しつつも、真空容器１１の天板１２に付着物が堆積することを抑制することが可能となる。

　以上、本実施の形態に係るプラズマ処理装置によれば、以下に列挙する効果が得られるようになる。
　（１）高周波アンテナとして、渦巻き形状である高周波スパイラルアンテナ３０を採用するようにした。これにより、外周の大きさが当該高周波スパイラルアンテナ３０と同一である高周波ループアンテナと比較して、高周波アンテナの外周に対応する天板１２の領域はもとより、同外周よりも内側に対応する天板１２の領域についても、真空容器１１内のプラズマに対して負の電圧とすることができ、これらの領域にプラズマに含有される正イオンを引き込むことができるようになる。すなわち、天板１２への正イオンの衝突によって、プラズマや該プラズマを用いたエッチング処理に由来する付着物が天板１２に堆積することを抑制することができるようになる。

　（２）３段の高周波スパイラルアンテナ３０を設けるとともに、これら高周波スパイラルアンテナ３０を並列に接続するようにした。これにより、３段の高周波スパイラルアンテナ３０全体としての自己インダクタンスを一巻の高周波ループアンテナとほぼ同じものとさせることができる。すなわち、高周波スパイラルアンテナ３０を設けたことに伴う容量リアクタンスの低下割合が抑制されて、伝送路が有する寄生容量がインピーダンス整合に与える影響を軽減でき、プラズマの不安定化を抑制することが可能になる。さらには、プラズマの誘起に寄与する電力量の損失が抑制されることとなる。つまり、インピーダンスの不整合によるプラズマ状態の不安定化やそれによる電力の損失を抑制できる。

　（３）３段の高周波スパイラルアンテナ３０を互いに固定するに際し、高周波スパイラルアンテナ３０それぞれの入力端部３１と係合及び脱離する入力端子３３と、該高周波スパイラルアンテナ３０それぞれの出力端部３２と係合及び脱離する出力端子３４とを用いるようにした。これにより、高周波スパイラルアンテナ３０の増設及び減設が可能となり、たとえ、当該プラズマエッチング装置１０にて実施されるエッチング処理条件の変更により誘起プラズマの状態が変動することによって、伝送路と真空容器１１の内部とのインピーダンス差が増大したとしても、高周波スパイラルアンテナ３０の個数の変更により高周波スパイラルアンテナ３０そのものによってインピーダンスの整合が図られるようになる。それゆえにプラズマエッチング装置１０の汎用性の低下を抑制することが可能となる。

　（４）高周波スパイラルアンテナ３０間に入力スペーサ３３ｂ及び出力スペーサ３４ｂを挟入するようにした。これにより、積層方向ＤＬにおける入力スペーサ３３ｂの厚さＬｂにより該入力スペーサ３３ｂを挟む一対の入力端部３１間の距離が定められ、さらに積層方向ＤＬにおける出力スペーサ３４ｂの厚さＬｂにより該出力スペーサ３４ｂを挟む出力端部３２間の距離、すなわち高周波電力の伝送路の長さが定められるようになる。そのうえ、積層方向ＤＬに隣接する一対の高周波スパイラルアンテナ３０の間の略全体にわたり、これら入力スペーサ３３ｂの厚さＬｂと出力スペーサ３４ｂの厚さＬｂに応じた空間を形成することが可能となる。その結果、３つの高周波スパイラルアンテナ３０のそれぞれにおける高周波電力の伝送路の長さ、及び３つの高周波スパイラルアンテナ３０のそれぞれと真空容器１１の内部との間隔がこれら入力及び出力スペーサ３３ｂ，３４ｂの厚さＬｂにより調整可能となる。それゆえに、真空容器１１の内部に漏れ出す誘導磁場の状態、ひいては該誘導磁場により生成されるプラズマの状態が、高周波スパイラルアンテナ３０の個数だけでなく、入力及び出力スペーサ３３ｂ，３４ｂの厚さＬｂによっても調整可能となる。

　（５）高周波スパイラルアンテナ３０の入力端部３１に設けられた入力端子３３に入力側コンデンサ４２を接続するとともに、該高周波スパイラルアンテナ３０の出力端部３２に設けられた出力端子３４に出力側コンデンサ４３を接続するようにした。これにより、高周波スパイラルアンテナ３０の入力側のみならず出力側の電位も所定の振幅をもって振動させ、高周波スパイラルアンテナ３０に対応する天板１２の領域の全体をプラズマに対して負の電位とすることができる。すなわち、高周波スパイラルアンテナ３０に対応する天板１２の領域の全体において付着物の堆積を抑制できるようになる。

　（６）真空容器１１の側面における天板１２付近に、中心が同軸上に配置された３段の磁場コイル５０を設けるようにした。これにより、３段の磁場コイル５０によってゼロ磁場領域ＺＭＦが形成されることにより、磁場勾配に沿って集まった電子によって、ゼロ磁場領域ＺＭＦを形成しない場合よりも高密度のプラズマが生成でき、該ゼロ磁場領域ＺＭＦにはプラズマに含有される正イオンも高密度で存在するようになる。すなわち、天板１２に引き込まれ得る正イオンの数を増大させ、天板１２が正イオンによって衝撃される頻度を増大することが可能ともなり、ひいては、天板１２への付着物の堆積をより確実に抑制することができるようになる。

　（７）高周波スパイラルアンテナ３０には、高周波電力、換言すれば高周波電圧を印加するのに加え、直流電圧を印加するようにした。これにより、上記天板１２の内表面に与えられる負のバイアスも、高周波電圧に由来するバイアスと直流電圧に由来するバイアスとが重畳されたものとなることから、天板１２に向かって引き込まれる正イオンを増加させることができる。つまり、高周波電圧のみを印加した場合と比較して、天板１２に対するスパッタを増加させ、ひいては、該天板１２の内表面への付着物の堆積がより抑制できるようになる。

　（８）また、高周波電圧と直流電圧とを重畳することにより、天板１２の内表面に対するスパッタを増加させることができる。これにより、放出される二次電子の量が増大され、プラズマ生成領域１１ａ内に生成されるプラズマの密度も増大されるようになる。

　なお、上記実施の形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
　・磁場コイル５０とこれに電流を供給する電力供給部５１ｕ，５１ｍ，５１ｂを用いて、上記真空容器１１内にゼロ磁場領域ＺＭＦを形成し、これに沿ったプラズマを形成するようにした。これに限らず、磁場コイル５０と電力供給部５１ｕ，５１ｍ，５１ｂとを有さず、高周波電源４０から高周波スパイラルアンテナ３０に高周波電力を供給することのみによって真空容器１１内にプラズマを生成するようにしてもよい。

　・高周波スパイラルアンテナ３０の渦巻き形状には、単一の平面上に展開する渦巻き形状であるいわゆるスパイラル形状はもとより、半球面上に展開する渦巻き形状である螺旋形状、いわゆるヘリックス形状であってもよい。この場合、真空容器１１が有する天板１２は、上述のような平面形状ではなく、外表面が半球面状となる、いわゆるドーム形状であってもよい。

　・３つの高周波スパイラルアンテナ３０は、その全てが同一の形状であるようにした。これに限らず、３つの高周波スパイラルアンテナ３０は、その線長が互いに異なる、換言すれば渦巻きの巻数が互いに異なるようにしてもよい。例えば、図５は２つの高周波スパイラルアンテナ３０が積層されたものを、第２軸線Ａ２と平行な方向から見た平面構造を示している。同図５に示されるように、視点に近い側の、換言すれば上段の高周波スパイラルアンテナ３０の巻数は、線路の３６０°回転を１巻としたとき、２．５巻であり、視点から遠い側の、換言すれば下段の高周波スパイラルアンテナ３０の巻数は３．５巻である。こうした構成により、
　（９）複数の高周波スパイラルアンテナ３０の巻数が互いに異なる構成によれば、複数の高周波スパイラルアンテナ３０が互いに異なるインダクタンスを有するようになるため、複数の高周波スパイラルアンテナ３０が同じインダクタンスを有する構成と比べて、合成誘導リアクタンスの範囲を拡張させることが可能となる。それゆえに合成誘導リアクタンスに合わせた整合回路の再構築、また高周波スパイラルアンテナ３０に供給される高周波電力の増加をより確実に抑制できる。

　といった効果が得られるようになる。
　・３段の高周波スパイラルアンテナ３０の配置は、これらを天板１２の外表面に対して上記積層方向ＤＬ、換言すれば第２軸線Ａ２と平行な方向に投影した形状が互いに同一となる配置を前提とした。すなわち、高周波スパイラルアンテナ３０それぞれの渦巻きの方向が同一であって、上記第２軸線Ａ２の方向から見て線路が互いに交差しない配置とされるようにした。こうした構成であれば、渦巻き状の高周波スパイラルアンテナ３０を天板１２上に設けることにより、真空容器１１内に誘起されるプラズマに対して該天板１２を負の電位とすることが可能にはなる。

　ただし、高周波スパイラルアンテナ３０の全てを、その渦巻きの方向が同一となるように配設した場合、それぞれの高周波スパイラルアンテナ３０を構成する線路が有する巻と巻との間隔、例えば一巻目と二巻目との間には線路が存在せず、その直下の位置に対応する天板１２の領域は、線路の直下の位置に対応する領域よりも負の電位になり難くなる虞がある。これにより、天板１２には、上記付着物の堆積が抑制される領域と、この堆積が抑制され難い部位とが混在することになる。

　そこで、これら高周波スパイラルアンテナ３０は、第２軸線Ａ２と平行な方向から見て線路が交差するように、すなわち互いに渦巻きの方向が逆となる配置としてもよい。例えば、図６及び図７は、先の図５と同様、２つの高周波スパイラルアンテナ３０が積層されたものを、その上面から見た平面構造を示している。図６に示されるように、巻数が同一である２つの高周波スパイラルアンテナ３０は、その渦巻きの方向が互いに逆であり、これら高周波スパイラルアンテナ３０を構成する線路が、上面視した場合に交差する配置とされている。また、図７に示されるように、巻数が異なる２つの高周波スパイラルアンテナ３０、より正確には、視点に近い側、つまり上段の高周波スパイラルアンテナ３０の巻数は２．５巻であり、他方、視点から遠い側、つまり下段の高周波スパイラルアンテナ３０の巻数は３．５巻である２つの高周波スパイラルアンテナ３０において、その渦巻き方向を変更してもよい。つまり、図７の高周波スパイラルアンテナ３０は、互いにその渦巻きの方向が逆となるように配置されており、上記視点から見て高周波スパイラルアンテナ３０の線路同士が交差している。こうした構成によれば、
　（１０）各高周波スパイラルアンテナ３０における巻と巻との間隔にも、他の高周波スパイラルアンテナ３０が存在し、高周波スパイラルアンテナ３０を構成する線路の直下に位置する天板１２の領域が増大するようになる。つまり、真空容器１１内のプラズマに対して負の電位となる天板１２の領域、換言すれば正イオンによって衝撃される天板１２の領域を拡張させ、天板１２における上記付着物の抑制を均一化することが可能となる。

　・高周波スパイラルアンテナ３０間に設けられる２つの入力スペーサ３３ｂの厚さを互いに等しくするとともに、同じく高周波スパイラルアンテナ３０間に設けられる２つの出力スペーサ３４ｂの厚さも互いに等しく、且つ入力スペーサ３３ｂと同一の厚さとするようにした。これに限らず、入力スペーサ３３ｂは積層方向ＤＬにおいて互いに異なる厚さを有するようにしてもよく、また、出力スペーサ３４ｂも積層方向ＤＬにおいて互いに異なる厚さを有するようにしてもよい。ただしこの場合、同一の高周波スパイラルアンテナ３０間に挟入される入力スペーサ３３ｂと出力スペーサ３４ｂとは、例えば、上記積層方向ＤＬにおける最上段の高周波スパイラルアンテナ３０と中段の高周波スパイラルアンテナ３０との間に設けられる入力スペーサ３３ｂと出力スペーサ３４ｂとは、また、中段の高周波スパイラルアンテナ３０と最下段の高周波スパイラルアンテナ３０との間に設けられる入力スペーサ３３ｂと出力スペーサ３４ｂとは、同一の厚さとすることが望ましい。こうした構成によれば、
　（１１）３つの高周波スパイラルアンテナ３０のそれぞれと真空容器１１の内部との間隔がこれらスペーサの厚さによってより広い範囲で調整可能となる。それゆえに、真空容器１１の内部に漏れ出す誘導磁場の状態、ひいては該誘導磁場により生成されるプラズマの状態が、スペーサの厚さによってより広い範囲で調整可能となる。つまり、高周波アンテナに供給される高周波電力の増加がより確実に抑制される。

　といった効果が得られるようになる。
　・直流電源４４から出力される電圧にノイズが含まれる場合であっても、プラズマ生成領域１１ａに生成されるプラズマが十分に安定するのであれば、直流電源４４に接続されるローパスフィルタ４５は割愛されてもよい。

　・直流電源４４の接続先は、入力端子３３に限らず、高周波スパイラルアンテナ３０の入力端子３３と出力端子３４との間のいずれかの位置であってもよく、さらには複数箇所であってもよい。ただし、直流電源４４の接続先が複数設けられる構成では、高周波スパイラルアンテナ３０を複数設けたことにより誘導リアクタンスが低下するような位置に限られる。

　・直流電源４４から出力された直流電圧が、３段の高周波スパイラルアンテナ３０の全てに印加されるようにした。これに限らず、これら高周波スパイラルアンテナ３０のうち、いずれか１つあるいは２つに印加されるようにしてもよい。この場合、直流電圧が印加される高周波スパイラルアンテナ３０には、天板１２に最も近い高周波スパイラルアンテナ３０が含まれていると、直流電圧の印加により天板１２に付与される負の電位が高くなり、ひいては、天板１２の内周面への付着物の堆積を抑制する効果も大きくなる。

　・直流電源４４から高周波スパイラルアンテナ３０への直流電圧の印加は、該高周波スパイラルアンテナ３０への高周波電力の供給中に渡り継続されるようにした。これに限らず、高周波電力の供給中、間欠的に実施されるようにしてもよい。なお、直流電圧の印加期間や印加停止の期間は任意に設定可能である。

　・プラズマエッチング装置１０に搭載される高周波スパイラルアンテナ３０は３つに限らず、当該プラズマエッチング装置１０にて実施される処理の条件、より正確には、高周波スパイラルアンテナ３０を含んだ高周波電源４０から真空容器１１までの伝送路と、真空容器１１内のガスとのインピーダンス差等に応じて適宜変更可能である。なお、高周波スパイラルアンテナ３０の数を変更した場合、高周波スパイラルアンテナ３０間に設けられる入力スペーサ３３ｂ、及び出力スペーサ３４ｂの数にも変更が伴うことになる。

　・入力端子３３と出力端子３４は、ねじ部材３３ａ，３４ａと入力あるいは出力スペーサ３３ｂ，３４ｂとから、換言すれば入力係合部と出力係合部とからなるようにした。これに限らず、入力端子３３と出力端子３４はそれぞれねじ部材３３ａ，３４ａのみからなる構成でもよい。つまり、入力係合部及び出力係合部がスペーサのみからなる構成でもよい。この場合、スペーサは高周波スパイラルアンテナ３０と一体形成される構成としてもよい。要は、それぞれの端子３３，３４が入力端部３１あるいは出力端部３２に対して係合及び脱離する構成であればよい。

　・出力端部３２はプラズマエッチング装置１０に接地されるのではなく、他の基準電位とされるようにしてもよい。
　・高周波スパイラルアンテナ３０の両端のうち、第２軸線Ａ２が通る端部を入力端部３１とし、これとは異なる他の端部を出力端部３２とした。これに限らず、第２軸線Ａ２が通る端部を基準電位に接続される出力端部とし、これとは異なる他の端部を高周波電源４０に接続される入力端部としてもよい。

　・各高周波スパイラルアンテナ３０の入力端部３１が導電性のねじ部材３３ａに螺合している場合、ねじ部材３３ａを介して全てのアンテナ３０が電気的に接続されるため、各入力スペーサ３３ｂは導電性でなくてもよい。同様に、各高周波スパイラルアンテナ３０の出力端部３２が導電性のねじ部材３４ａに螺合している場合、各出力スペーサ３４ｂは導電性でなくてもよい。

　・入力側コンデンサ４２は必須ではない。また、出力側コンデンサ４３は必須ではない。
　・本発明は、上記プラズマエッチング装置１０に限らず、例えばプラズマＣＶＤ装置等、プラズマエッチング装置１０と同様に、高周波アンテナを備えるとともに、これに供給した高周波電力によって誘起されたプラズマを、処理対象物である基板に対する各種処理に用いる他のプラズマ処理装置にも適用可能である。

Claims

　プラズマ処理装置であって、
　誘電体からなる天部を有して板状の処理対象物を内部に収容する真空容器と、
　前記天部の上方に位置し、前記処理対象物の厚さ方向に延びる一つの軸線と平行な方向から見て当該軸線の周りを周回する渦巻き形状をなす複数の高周波アンテナであって、入力端部と出力端部とをそれぞれ有するとともに電気的に並列に接続される複数の高周波アンテナと、
　前記複数の高周波アンテナのそれぞれの入力端部と係合及び脱離可能であり、前記軸線と平行な方向に配列されて前記高周波アンテナの個数を増加及び減少させるための少なくとも１つの入力係合部と、
　前記複数の高周波アンテナの少なくとも１つの入力端部と接続可能な１つの入力端子と、
　前記複数の高周波アンテナのそれぞれの出力端部と係合及び脱離可能であり、前記軸線と平行な方向に配列されて前記高周波アンテナの個数を増加及び減少させるための少なくとも１つの出力係合部と、
　前記複数の高周波アンテナの少なくとも１つの出力端部と接続可能な１つの出力端子と、
　前記入力端子に電気的に接続される整合回路と、
　前記整合回路を介して前記入力端子に高周波電力を供給して前記真空容器の内部にプラズマを生成させる高周波電源とを備えるプラズマ処理装置。
　請求項１に記載のプラズマ処理装置において、
　前記入力端部が、それを前記軸線の方向に貫通する入力端貫通孔を有し、
　前記出力端部が、それを前記軸線の方向に貫通する出力端貫通孔を有し、
　前記入力端子が、前記軸線の方向に延びる柱状をなして複数の前記入力端貫通孔に挿通される一つの入力軸と、複数の前記入力端部の間に挟入されるかたちで該入力軸が挿通される導電性の少なくとも１つの入力スペーサとを含み、該少なくとも１つの入力スペーサの各々が前記入力係合部として機能し、
　前記出力端子が、前記軸線の方向に延びる柱状をなして複数の前記出力端貫通孔に挿通される一つの出力軸と、複数の前記出力端部の間に挟入されるかたちで該出力軸が挿通される導電性の少なくとも１つの出力スペーサとを含み、該少なくとも１つの出力スペーサの各々が前記出力係合部として機能する
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
　請求項２に記載のプラズマ処理装置において、
　前記少なくとも１つの入力スペーサが、前記軸線方向の厚さが互いに異なる複数の入力スペーサを含み、
　前記少なくとも１つの出力スペーサが、前記軸線方向の厚さが互いに異なる複数の出力スペーサを含む
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
　請求項１～３のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置において、
　前記複数の高周波アンテナの巻数が互いに異なる
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
　請求項１～４のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置において、
　前記複数の高周波アンテナが前記軸線の方向から見て互いに交差する
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
　請求項１～５のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置において、
　前記入力端子が、入力側コンデンサを介して前記高周波電源に接続され、
　前記出力端子が、出力側コンデンサを介して基準電位に接続される
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
　請求項１～６のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置において、
　前記天部の外周に渡り、中心が同軸上に配置された少なくとも３段の磁場コイルを有し、該磁場コイルの周方向に沿う環状のゼロ磁場領域を中段の磁場コイルの内側に形成する磁場形成部を更に備え、
　前記真空容器は、前記少なくとも３段の磁場コイルの内側に内挿されて且つ、該少なくとも３段の磁場コイルのうち最下段の磁場コイルから前記中段の磁場コイルまでに渡る筒状をなし、前記ゼロ磁場領域を内包するとともに、前記天部によって前記ゼロ磁場領域を覆うように構成されてなる
ことを特徴とするプラズマ処理装置。