JP7094856B2 - フィルタユニットの調整方法およびプラズマ処理装置 - Google Patents

フィルタユニットの調整方法およびプラズマ処理装置 Download PDF

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Description

本開示の種々の側面および実施形態は、フィルタユニットの調整方法およびプラズマ処理装置に関する。
半導体デバイスの製造工程では、プラズマを用いた処理(以下、プラズマ処理と記載する)が行われる場合がある。プラズマ処理を行うプラズマ処理装置は、例えば、チャンバ、ステージ、および高周波電源等を備える。プラズマ処理では、ステージを介してチャンバ内に供給された高周波電力により、チャンバ内に供給された処理ガスが励起されプラズマが生成される。そして、生成されたプラズマにより、ステージ上に載置された被処理体に対して、エッチングや成膜等のプラズマ処理が施される。
また、プラズマ処理装置は、被処理体の温度を調整するために、ステージ内にヒータが内蔵される場合がある。ヒータには、ヒータに供給される電源を制御することにより、ヒータによる加熱量を制御するヒータコントローラが接続される。このようなプラズマ処理装置では、ステージに供給された高周波電力がヒータを介してヒータコントローラに流れ込むことにより、ヒータコントローラの故障や誤動作が起こる場合がある。これを防止するために、ヒータとヒータコントローラとの間の線路には、高周波電力の成分を除去するためのフィルタが設けられる。このようなフィルタとしては、例えばコイル等の受動部品を含む分布定数型のフィルタが用いられることがある。
また、被処理体の温度分布の制御精度を高めるために、ステージが複数の領域に分割され、それぞれの領域に設けられたヒータを独立に制御することがある。
特開2011-135052号公報
本開示は、それぞれの電気部材に設けられたフィルタユニットの周波数特性のばらつきを低減することができるフィルタユニットの調整方法およびプラズマ処理装置を提供する。
本開示の一側面は、生成されたプラズマにより被処理体を処理するチャンバ内に設けられた複数の電気部材と、チャンバの外部に設けられ、それぞれの電気部材にコイルを含むフィルタユニットを介して接続された外部回路とを備え、それぞれのフィルタユニットが金属筐体で覆われているプラズマ処理装置におけるフィルタユニットの調整方法であって、第1の測定工程と調整工程とを含む。第1の測定工程では、複数のフィルタユニットの中で、基準となるフィルタユニットの周波数特性が測定される。調整工程では、複数のフィルタユニットの中で、基準となるフィルタユニット以外のフィルタユニットのそれぞれについて、フィルタユニットの周波数特性が調整される。また、調整工程には、取付工程と、第2の測定工程と、個別調整工程とが含まれる。取付工程では、フィルタユニット内の配線の容量を調整するための容量部材が取り付けられる。第2の測定工程では、容量部材が取り付けられたフィルタユニットの周波数特性が測定される。個別調整工程では、容量部材が取り付けられたフィルタユニットの周波数特性が、基準となるフィルタユニットの周波数特性に近づくように容量部材の容量が調整される。
本開示の種々の側面および実施形態によれば、それぞれの電気部材に設けられたフィルタユニットの周波数特性のばらつきを低減することができる。
図1は、本開示の第1の実施形態におけるプラズマエッチング装置の一例を示す概略断面図である。 図2は、静電チャックの領域の分割態様の一例を示す上面図である。 図3Aは、本開示の第1の実施形態におけるフィルタユニットの一例を示すブロック図である。 図3Bは、本開示の第1の実施形態におけるフィルタユニットの一例を示すブロック図である。 図4は、フィルタユニットのインピーダンスの周波数特性の一例を示す図である。 図5は、容量部材が設けられたフィルタユニットの一例を示すブロック図である。 図6は、金属筐体、容量部材、および配線の一例を示す分解斜視図である。 図7は、容量部材が取り付けられたフィルタユニット一例を示す斜視図である。 図8は、本開示の第1の実施形態におけるフィルタユニットの調整方法の一例を示すフローチャートである。 図9は、本開示の第2の実施形態におけるプラズマエッチング装置の一例を示す概略断面図である。 図10は、本開示の第2の実施形態におけるフィルタユニットの一例を示すブロック図である。 図11は、容量部材が設けられたフィルタユニットの一例を示すブロック図である。 図12は、本開示の第2の実施形態におけるフィルタユニットの調整方法の一例を示すフローチャートである。
以下に、開示されるフィルタユニットの調整方法およびプラズマ処理装置の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により、開示されるフィルタユニットの調整方法およびプラズマ処理装置が限定されるものではない。
ところで、ヒータ等の電気部材に設けられた分布定数型のフィルタには、コイル等の受動部品が含まれるが、このような受動部品と、フィルタを覆う金属筐体との隙間には、浮遊容量も存在する。そのため、フィルタの周波数特性には、受動部品の定数だけでなく、このような浮遊容量の値も影響を与える。
また、それぞれのヒータに接続されたフィルタによって減衰される高周波電力が異なると、プラズマの分布の均一性に影響を与えることがある。そのため、それぞれのヒータに設けられたフィルタの周波数特性は同一であることが好ましい。
しかし、プラズマ処理装置の小型化に伴う配置の制約により、それぞれのフィルタにおいて、フィルタと金属筐体との間の距離を同一にすることが難しい場合がある。そのため、それぞれのフィルタにおける浮遊容量を同一の値にすることが難しい。そのため、それぞれのヒータに設けられたフィルタの周波数特性が異なる場合があり、プラズマの分布の均一性が低下する場合がある。
そこで、本開示は、それぞれの電気部材に設けられたフィルタユニットの周波数特性のばらつきを低減することができる技術を提供する。
(第1の実施形態)
[プラズマエッチング装置1の構成]
図1は、本開示の第1の実施形態におけるプラズマエッチング装置1の一例を示す概略断面図である。本実施形態におけるプラズマエッチング装置1は、容量結合型のプラズマ処理装置である。プラズマエッチング装置1は、装置本体2および制御装置3を備える。
装置本体2は、例えばアルミニウムまたはステンレス鋼等によって形成された略円筒形状のチャンバ10を有する。チャンバ10は保安接地されている。チャンバ10内には、略円板形状のサセプタ12が配置されている。サセプタ12は、例えばアルミニウム等により形成され、下部電極としても機能する。サセプタ12は、チャンバ10の底から垂直上方に延びる筒状の支持部14によって支持されている。支持部14は、セラミックス等の絶縁部材により形成されている。そのため、支持部14は、チャンバ10に対して電気的に絶縁されている。
支持部14の外周には、支持部14の外周に沿ってチャンバ10の底から垂直上方に延びる導電性の筒状支持部16が設けられている。筒状支持部16とチャンバ10の内壁との間には、環状の排気路18が形成されている。排気路18の底には、排気口20が設けられている。排気口20には排気管22を介して、ターボ分子ポンプ等を有する排気装置24が接続されている。排気装置24によって、チャンバ10内の処理空間が所望の真空度まで減圧される。チャンバ10の側壁には、被処理体の一例である半導体ウエハWの搬入および搬出を行うための開口が形成されており、当該開口は、ゲートバルブ26によって開閉される。
サセプタ12には、マッチングユニット32および給電棒34を介して高周波電源28が電気的に接続されている。高周波電源28は、主としてプラズマの生成に寄与する第1の周波数(例えば27MHz以上、好ましくは60MHz以上)の高周波電力を、マッチングユニット32および給電棒34を介してサセプタ12に供給する。マッチングユニット32は、高周波電源28とプラズマ負荷との間でインピーダンスの整合をとる。
給電棒34は、略円筒形の導体である。給電棒34の上端は、サセプタ12の下面の中心部に接続され、給電棒34の下端は、マッチングユニット32に接続されている。また、給電棒34の周囲には、給電棒34の外径よりも大きな内径を有する略円筒形状のカバー35が配置されている。カバー35の上端は、チャンバ10の底面に形成された開口部に接続され、カバー35の下端は、マッチングユニット32の筐体に接続されている。
サセプタ12上には、エッジリング36および静電チャック38が配置されている。静電チャック38の上面には、半導体ウエハWが載置される。静電チャック38は、ステージの一例である。エッジリング36は、フォーカスリングと呼ばれることもある。エッジリング36は、略円環状の外形を有し、静電チャック38は、略円板状の外形を有する。エッジリング36は、静電チャック38を囲むように静電チャック38の周囲に配置されている。エッジリング36は、例えばケイ素(Si)、炭化ケイ素(SiC)、炭素(C)、二酸化ケイ素(SiO2)等により形成される。
静電チャック38は、複数のヒータ40、誘電体42、および電極44を有する。ヒータ40は、電気部材の一例である。複数のヒータ40および電極44は、誘電体42内に封入されている。電極44には、チャンバ10の外部に配置された直流電源45が、スイッチ46、抵抗体48、および配線50を介して電気的に接続されている。電極44は、直流電源45から印加された直流電圧によって発生したクーロン力により半導体ウエハWを静電チャック38の上面に吸着保持する。なお、配線50は、絶縁体によって被覆されており、給電棒34の中を通り、サセプタ12を下から貫通して静電チャック38の電極44に接続されている。
それぞれのヒータ40は、例えばスパイラル状の抵抗発熱線である。静電チャック38の上面は、例えば図2に示されるように、複数の領域380に分割されている。図2は、静電チャック38の領域の分割態様の一例を示す上面図である。それぞれのヒータ40は、それぞれの領域380に1つずつ配置されている。それぞれのヒータ40には、絶縁体によって被覆された配線52を介してフィルタユニット54が接続されている。それぞれのフィルタユニット54には、絶縁体によって被覆された配線56を介してヒータ電源58が接続されている。ヒータ電源58は、外部回路の一例である。
図1に例示されたプラズマエッチング装置1では、配線52、フィルタユニット54、配線56、およびヒータ電源58が2つずつ図示されている。しかし、実際には、配線52、フィルタユニット54、配線56、およびヒータ電源58は、図2に例示された領域380に対応するヒータ40と同数設けられている。なお、1つのヒータ電源58が、それぞれの配線56、フィルタユニット54、および配線52を介して、それぞれのヒータ40に電力を供給するようにしてもよい。それぞれのフィルタユニット54の詳細については後述する。
サセプタ12の内部には、環状の流路60が設けられており、流路60には、図示しないチラーユニットからの冷媒が循環供給される。流路60内を循環する冷媒によってサセプタ12が冷却され、サセプタ12上に設けられた静電チャック38が冷却される。また、サセプタ12および静電チャック38には、静電チャック38と半導体ウエハWとの間にHeガス等の伝熱ガスを供給するための配管62が形成されている。配管62を介して静電チャック38と半導体ウエハWとの間に供給される伝熱ガスの圧力を制御することにより、静電チャック38と半導体ウエハWとの間の熱の伝達率を制御することができる。
チャンバ10の天井には、サセプタ12と対向する位置にシャワーヘッド64が設けられている。シャワーヘッド64は、下部電極として機能するサセプタ12に対して、上部電極として機能する。シャワーヘッド64とサセプタ12との間の空間Sがプラズマ生成空間となる。シャワーヘッド64は、サセプタ12と向かい合う電極板66と、電極板66を上方から着脱可能に支持する支持体68とを有する。電極板66は、例えばSi、SiC、またはC等によって形成される。支持体68は、例えばアルマイト処理されたアルミニウム等によって形成される。
支持体68の内部には、拡散室70が形成されている。電極板66および支持体68には、拡散室70からサセプタ12側に貫通する複数のガス吐出口72が形成されている。支持体68の上部には、拡散室70に連通するガス導入口70aが設けられている。ガス導入口70aには、配管76を介して処理ガス供給部74が接続されている。処理ガス供給部74には、異なる種類のガス毎に、当該ガスを供給するガス供給源が設けられている。それぞれのガス供給源には、流量制御器やバルブ等が接続されている。そして、流量制御器によって流量が制御されたそれぞれの種類のガスが、配管76を介して空間S内に供給される。
装置本体2の各部は、例えば、メモリ、プロセッサ、および入出力インターフェイスを備える制御装置3によって制御される。メモリには、制御プログラムや処理レシピ等が格納される。プロセッサは、制御プログラムをメモリから読み出して実行し、メモリに格納されたレシピ等に基づいて、入出力インターフェイスを介して装置本体2の各部を制御する。これにより、プラズマエッチング装置1は、半導体ウエハWに対して、プラズマを用いたエッチングを行う。
例えば、ゲートバルブ26が開かれ、図示しない搬送装置によって処理対象の半導体ウエハWがチャンバ10内に搬入され、静電チャック38の上に載置される。そして、スイッチ46がオンに制御されることにより、半導体ウエハWが静電チャック38の上面に吸着保持される。また、図示しないチラーユニットから流路60内に冷媒が循環供給され、配管62を介して静電チャック38と半導体ウエハWとの間に伝熱ガスが供給される。そして、それぞれのヒータ40に、対応するヒータ電源58から電力が供給される。それぞれのヒータ40に供給される電力は、制御装置3によって独立に制御される。これにより、半導体ウエハWの温度分布を制御することができる。
そして、処理ガス供給部74から処理ガスが所定の流量でチャンバ10内に供給され、排気装置24によりチャンバ10内の圧力が所定値に制御される。また、高周波電源28からマッチングユニット32および給電棒34を介してサセプタ12に所定の大きさの高周波電力が供給されることにより、空間Sに処理ガスのプラズマが生成される。そして、プラズマに含まれるイオンやラジカルによって半導体ウエハWがエッチングされる。
[フィルタユニット54の詳細]
図3Aおよび図3Bは、本開示の第1の実施形態におけるフィルタユニット54の一例を示すブロック図である。図3Aには、複数のフィルタユニット54のうち、1つのフィルタユニット54-1が例示されており、図3Bには、他の1つのフィルタユニット54-2が例示されている。フィルタユニット54-1は、配線52-1を介して、ヒータ40-1に接続されており、配線56-1を介して、ヒータ電源58-1に接続されている。フィルタユニット54-2は、配線52-2を介して、ヒータ40-2に接続されており、配線56-2を介して、ヒータ電源58-2に接続されている。
フィルタユニット54-1およびフィルタユニット54-2は、例えば図3Aおよび図3Bに示されるように、金属筐体540、コイル541a、コイル541b、コイル541c、コイル541d、コンデンサ542a、およびコンデンサ542bを有する。なお、以下では、コイル541a、コイル541b、コイル541c、およびコイル541dのそれぞれを区別せずに総称する場合にコイル541と記載する。また、コンデンサ542aおよびコンデンサ542bのそれぞれを区別せずに総称する場合にコンデンサ542と記載する。複数のコイル541および複数のコンデンサ542は、金属筐体540内に収容されており、金属筐体540は接地されている。
図3Aおよび図3Bの例では、金属筐体540内に4個のコイル541と、2個のコンデンサ542が収容されている。コイル541aおよびコイル541bは、金属筐体540内の一方の配線に直列に接続されており、コイル541cおよびコイル541dは、金属筐体540内の他方の配線に直列に接続されている。本実施形態において、直列に接続されたコイル541aおよびコイル541bは、不等ピッチの(ピッチが一様でない)コイルを構成する。なお、直列に接続されたコイル541aおよびコイル541bは、等ピッチの1つのコイルで構成されてもよい。また、コンデンサ542aは、金属筐体540内の一方の配線と金属筐体540との間に接続されており、コンデンサ542bは、金属筐体540内の他方の配線と金属筐体540との間に接続されている。なお、金属筐体540内のそれぞれの配線に直列に接続されるコイルの数は、3個以上であってもよい。また、金属筐体540内のそれぞれの配線と金属筐体540との間に接続されるコンデンサの数は、2個以上であってもよい。
金属筐体540内の一方の配線において、直列に接続されたコイル541aおよびコイル541bとコンデンサ542aとは、LCフィルタを構成する。また、金属筐体540内の他方の配線において、直列に接続されたコイル541cおよびコイル541dとコンデンサ542bとは、LCフィルタを構成する。これらのLCフィルタは、ヒータ40を介して流入する所定周波数の電力を減衰させる。なお、金属筐体540の配線間、および、金属筐体540内のそれぞれの配線と金属筐体540との間には、それぞれ浮遊容量543が存在する。従って、フィルタユニット54の周波数特性は、複数のコイル541、複数のコンデンサ542、および浮遊容量543によって構成される回路の周波数特性となる。
例えば、2個のコイル541の合成インダクタンスをLt、コンデンサ542および浮遊容量543の合成容量をCtとすると、金属筐体540内のそれぞれの配線におけるLCフィルタの共振周波数fは、例えば下記の式(1)のように表される。
Figure 0007094856000001
また、コンデンサの容量Cは、一般的に、電極間の距離をd、電極の面積をS、電極間の媒体の誘電率をεとすると、例えば下記の式(2)のように表される。
Figure 0007094856000002
ここで、プラズマエッチング装置1の小型化に伴って、それぞれのフィルタユニット54が配置される場所の形状や大きさが制約される場合がある。これにより、複数の金属筐体540の大きさを同一にすることが難しい場合がある。そのため、例えば図3Aおよび図3Bのように、配置される場所によって、フィルタユニット54-1のように比較的大きな金属筐体540を使用できる場合や、フィルタユニット54-2のように比較的小さな金属筐体540を使用せざるを得ない場合がある。
金属筐体540の形状や大きさが変わると、配線やコイル541と金属筐体540との間の距離が変わる。配線やコイル541と金属筐体540とを電極とみなした場合、前述の式(2)によれば、配線やコイル541と金属筐体540との間の浮遊容量543の容量Csは、配線やコイル541と金属筐体540との間の距離dsに依存する。そのため、金属筐体540の形状や大きさが変わった場合、複数のフィルタユニット54においてコイル541およびコンデンサ542の定数を揃えたとしても、浮遊容量543の容量Csの値が異なる場合には、LCフィルタの周波数特性が異なることになる。
具体的には、浮遊容量543の容量Csが異なるため、フィルタユニット54の合計の容量Ctの値が異なる。フィルタユニット54の合計の容量Ctの値が異なると、前述の式(1)において、共振周波数fが異なることになる。図4は、フィルタユニット54-1およびフィルタユニット54-2のインピーダンスの周波数特性の一例を示す図である。例えば図4に示されるように、配線やコイル541と金属筐体540との間の距離dsが長いフィルタユニット54-1の共振周波数f1は、距離dsが短いフィルタユニット54-2の共振周波数f2よりも高い。
これにより、共振周波数fが、高周波電源28によってサセプタ12に印加された高周波電力の周波数f0からずれ、ヒータ電源58に流れ込む高周波電力を十分に減衰させることが困難となる。また、複数のフィルタユニット54において、金属筐体540の形状や大きさによって、共振周波数fがずれるため、それぞれのフィルタユニット54における高周波電力の減衰量の差が大きくなる。これにより、プラズマの分布の均一性が低くなり、プラズマ処理の精度が低下する。
そこで、本実施形態では、それぞれのフィルタユニット54の容量を調整することにより、複数のフィルタユニット54における周波数特性の差を小さくする。例えば、浮遊容量543の値が低いフィルタユニット54に対して、配線やコイル541と金属筐体540との間の容量を増加させる。これにより、プラズマの分布の均一性を向上させることができ、プラズマ処理の精度を向上させることができる。
例えば図5に示されるように、フィルタユニット54に、容量部材545を取り付けることにより、配線やコイル541と金属筐体540との間の容量を増加させる。図5は、容量部材545が取り付けられたフィルタユニット54の一例を示すブロック図である。なお、図5の例では、金属筐体540内の配線52に容量部材545が取り付けられるが、開示の技術はこれに限られず、金属筐体540の外部の配線52に容量部材545が取り付けられてもよい。
図6は、金属筐体540、容量部材545、および配線52の一例を示す分解斜視図である。金属筐体540は、分割筐体5400と分割筐体5401に分割されている。また、容量部材545は、ブロック状の誘電体であり、分割部材5450と分割部材5451に分割されている。分割部材5450と分割部材5451には、それぞれ配線52を配置するための溝5452が形成されている。
それぞれの溝5452に配線52が配置され、配線52を挟んで分割部材5450と分割部材5451とが重ね合わされる。そして、配線52が挟まれた容量部材545を挟むように、分割筐体5400と分割筐体5401とが重ね合わされる。これにより、例えば図7に示されるように、容量部材545がフィルタユニット54の内部に収容される。このように、配線52を覆うように容量部材545が取り付けられることにより、容量部材545の取り付けおよび取り外しを容易に行うことができる。なお、容量部材545に貫通口が設けられ、当該貫通口に配線52が挿通されることにより、容量部材545が配線52に取り付けられてもよい。
容量部材545は、例えば、PCTFE(Poly Chloro Tri Furuoro Ethylene)、PEEK(Poly Ether Ether Ketone)、またはPPS(Poly Phenylene Sulfide)等により形成される。
任意の誘電体の誘電率εは、真空中の誘電率ε0と、真空中の誘電率ε0とを基準とする比誘電率εrとを用いて、ε=ε0εrと表される。空気の比誘電率εrは、約1である。PCTFEの比誘電率εrは、約2.6である。PEEKの比誘電率εrは、約3.2である。PPSの比誘電率εrは、約3.6である。前述の式(2)に示されるように、電極間に誘電率εが異なる媒体を介在させれば、容量Cの値を変更することができる。
金属筐体540が比較的小さいフィルタユニット54では、配線やコイル541と金属筐体540との間の距離が短いため、浮遊容量543の容量Csが大きく、共振周波数fが低くなる。一方、金属筐体540が比較的大きいフィルタユニット54では、配線やコイル541と金属筐体540との間の距離が長いため、浮遊容量543の容量Csが小さく、共振周波数fが高くなる。そのため、金属筐体540が比較的大きいフィルタユニット54において、誘電率εが空気よりも大きい材質の容量部材545を取り付けることにより、配線やコイル541と金属筐体540との間の容量Cを大きくすることができる。これにより、共振周波数fを下げることができる。従って、複数のフィルタユニット54間の共振周波数fの差を小さくすることができる。
また、容量部材545の形状や大きさを調整することにより、容量部材545と金属筐体540との間の隙間の大きさを調整することができる。容量部材545と金属筐体540との間の隙間が変更されると、前述の式(2)に示される距離dが変更され、配線やコイル541と金属筐体540との間の容量Cが変化する。これにより、フィルタユニット54の共振周波数fを変更することができる。
例えば、金属筐体540が比較的大きいフィルタユニット54において、フィルタユニット54に容量部材545を取り付けると、容量部材545と金属筐体540との隙間が小さくなる。容量部材545と金属筐体540との隙間が小さくなると、前述の式(2)に示される距離dが小さくなる。距離dが小さくなると、配線やコイル541と金属筐体540との間の容量Cが大きくなり、共振周波数fを下げることができる。このように、容量部材545の形状や大きさを調整することによっても、複数のフィルタユニット54間の共振周波数fの差を小さくすることができる。
[フィルタユニット54の調整方法]
図8は、本開示の第1の実施形態におけるフィルタユニット54の調整方法の一例を示すフローチャートである。本フローチャートに示される調整方法は、例えばプラズマエッチング装置1が組み立てられる際に行われるが、プラズマエッチング装置1が組み立てられた後にも定期的に行われてもよい。
まず、複数のフィルタユニット54の中で、基準となるフィルタユニット54が特定される(S10)。例えば、コイル541と金属筐体540との間の隙間が最も狭いフィルタユニット54が基準となるフィルタユニット54として特定される。そして、例えばネットワークアナライザ等を用いて、第1の周波数付近において、基準となるフィルタユニット54の周波数特性が測定される(S11)。ステップS11は、第1の測定工程の一例である。
次に、基準となるフィルタユニット54を除く複数のフィルタユニット54の中で、未選択のフィルタユニット54が1個選択される(S12)。ステップS12で選択されたフィルタユニット54は、基準となるフィルタユニット54よりもコイル541と金属筐体540との間の隙間が広い。そして、例えばネットワークアナライザ等を用いて、第1の周波数付近において、ステップS12で選択されたフィルタユニット54の周波数特性が測定される(S13)。
次に、ステップS12で選択されたフィルタユニット54の周波数特性が許容条件を満たすか否かが判定される(S14)。例えば、基準となるフィルタユニット54の共振周波数fと、ステップS12で選択されたフィルタユニット54の共振周波数fとの差が所定値未満の場合に、許容条件を満たすと判定される。所定値は、例えば数十kHzである。
なお、コイル541の構造によっては、共振周波数付近においてインピーダンスが急峻に変化する場合がある。そのような構造のコイル541では、共振周波数のずれが少ない場合でも、インピーダンスの変化が大きい。そのため、そのような構造のコイル541では、所定値は、例えば数kHz等、より小さな値であることが好ましい。また、共振周波数付近においてインピーダンスの変化が緩やかな構造のコイル541では、共振周波数が多少ずれても、インピーダンスはそれほど大きく変化しない。そのため、そのような構造のコイル541では、所定値は、例えば数百kHz等、より大きな値であってもよい。また、複数のフィルタユニット54における高周波電力の減衰量の差が小さければよいため、複数のフィルタユニット54における共振周波数fが必ずしも一致していなくてもよい。
ステップS12で選択されたフィルタユニット54の周波数特性が許容条件を満たす場合(S14:Yes)、基準となるフィルタユニット54を除く複数のフィルタユニット54の中で、全てのフィルタユニット54が選択されたか否かが判定される(S19)。未選択のフィルタユニット54が存在する場合(S19:No)、再びステップS12に示された処理が実行される。一方、全てのフィルタユニット54が選択された場合(S19:Yes)、本フローチャートに示されたフィルタユニット54の調整方法が終了する。
一方、ステップS12で選択されたフィルタユニット54の周波数特性が許容条件を満たさない場合(S14:No)、フィルタユニット54に、フィルタユニット54内の配線の容量を調整するための容量部材545が取り付けられる(S15)。ステップS15は、取付工程の一例である。そして、例えばネットワークアナライザ等を用いて、第1の周波数付近において、容量部材545が取り付けられたフィルタユニット54の周波数特性が測定される(S16)。ステップS16は、第2の測定工程の一例である。
次に、容量部材545が取り付けられたフィルタユニット54の周波数特性が許容条件を満たすか否かが判定される(S17)。容量部材545が取り付けられたフィルタユニット54の周波数特性が許容条件を満たす場合(S17:Yes)、ステップS19に示された処理が実行される。
一方、容量部材545が取り付けられたフィルタユニット54の周波数特性が許容条件を満たさない場合(S17:No)、容量部材545によって付加される容量が調整される(S18)。ステップS11は、個別調整工程の一例である。付加される容量の調整は、例えば、容量部材545を誘電率εが異なる容量部材545に交換したり、容量部材545の形状や大きさを変更することにより行われる。そして、再びステップS13に示された処理が実行される。ステップS13~S18は、調整工程の一例である。
以上、第1の実施形態について説明した。本実施形態におけるフィルタユニット54の調整方法は、プラズマエッチング装置1におけるフィルタユニット54の調整方法であって、第1の測定工程と調整工程とを含む。プラズマエッチング装置1は、生成されたプラズマにより被処理体を処理するチャンバ10内に設けられた複数のヒータ40と、チャンバ10の外部に設けられ、それぞれのヒータ40にコイル541を含むフィルタユニット54を介して接続されたヒータ電源58とを備える。それぞれのフィルタユニット54は、金属筐体540で覆われている。第1の測定工程では、複数のフィルタユニット54の中で、基準となるフィルタユニット54の周波数特性が測定される。調整工程では、複数のフィルタユニット54の中で、基準となるフィルタユニット54以外のフィルタユニット54のそれぞれについて、フィルタユニット54の周波数特性が調整される。また、調整工程には、取付工程と、第2の測定工程と、個別調整工程とが含まれる。取付工程では、フィルタユニット54内の配線の容量を調整するための容量部材545が取り付けられる。第2の測定工程では、容量部材545が取り付けられたフィルタユニット54の周波数特性が測定される。個別調整工程では、容量部材545が取り付けられたフィルタユニット54の周波数特性が、基準となるフィルタユニット54の周波数特性に近づくように容量部材545の容量が調整される。これにより、それぞれのヒータ40に設けられたフィルタユニット54の周波数特性のばらつきを低減することができる。
また、上記した実施形態において、基準となるフィルタユニット54は、複数のフィルタユニット54の中で、コイル541と金属筐体540との間の隙間が最も狭いフィルタユニット54である。基準となるフィルタユニット54以外のフィルタユニット54に、空気よりも誘電率εが高い容量部材545を取り付けることで、当該フィルタユニット54の周波数特性を、基準となるフィルタユニット54の周波数特性に近づけることができる。
また、上記した実施形態において、容量部材545は、フィルタユニット54内の配線を覆う誘電体である。これにより、フィルタユニット54に、容量部材545の取り付けおよび取り外しを容易に行うことができる。
また、上記した実施形態における個別調整工程では、容量部材545の材質、形状、および大きさの少なくともいずれかを変更することにより、容量部材545の容量が調整される。これにより、容量部材545が取り付けられたフィルタユニット54の周波数特性を、基準となるフィルタユニット54の周波数特性に近づけることができる。
また、上記した実施形態において、電気部材は、半導体ウエハWが載置される静電チャック38内に設けられたヒータ40である。これにより、フィルタユニット54は、ヒータ40を介してヒータ電源58に流れ込む高周波電力を低減することができる。
(第2の実施形態)
[プラズマエッチング装置1の構成]
図9は、本開示の第2の実施形態におけるプラズマエッチング装置1の一例を示す概略断面図である。なお、以下に説明する点を除き、図9において、図1と同じ符号を付した構成は、図1における構成と同一または同様の機能を有するため説明を省略する。本実施形態におけるプラズマエッチング装置1では、サセプタ12に給電棒34およびマッチングユニット32を介して高周波電源28および高周波電源30が接続されている。
高周波電源30は、主としてサセプタ12上の半導体ウエハWに対するイオンの引き込みに寄与する第2の周波数(例えば13MHz以下)の高周波電力を、マッチングユニット32および給電棒34を介してサセプタ12に供給する。マッチングユニット32は、さらに高周波電源30とプラズマ負荷との間でインピーダンスの整合をとる。
[フィルタユニット54の詳細]
図10は、本開示の第2の実施形態におけるフィルタユニット54の一例を示すブロック図である。本実施形態におけるフィルタユニット54は、第1ユニット54Aおよび第2ユニット54Bを有する。本実施形態において、第1ユニット54Aは、ヒータ40を介してヒータ電源58に流れ込む高周波電力における第1の周波数の成分を減衰させる。また、第2ユニット54Bは、ヒータ40を介してヒータ電源58に流れ込む高周波電力における第2の周波数の成分を減衰させる。これにより、本実施形態におけるフィルタユニット54は、ヒータ40を介してヒータ電源58に流れ込む高周波電力における第1の周波数および第2の周波数の成分を減衰させることができる。なお、他の形態として、第1ユニット54Aは、高周波電力における第2の周波数の成分を減衰させ、第2ユニット54Bは、高周波電力における第1の周波数の成分を減衰させてもよい。
第1ユニット54Aは、配線52を介してヒータ40に接続されており、絶縁体で被覆された配線53を介して第2ユニット54Bに接続されている。また、第2ユニット54Bは、配線53を介して第1ユニット54Aに接続されており、配線56を介してヒータ電源58に接続されている。
第1ユニット54Aは、金属筐体540A、コイル541a-1、コイル541b-1、コイル541c-1、コイル541d-1、コンデンサ542a-1、およびコンデンサ542b-1を有する。なお、以下では、コイル541a-1、コイル541b-1、コイル541c-1、およびコイル541d-1のそれぞれを区別せずに総称する場合にコイル541-1と記載する。また、コンデンサ542a-1およびコンデンサ542b-1のそれぞれを区別せずに総称する場合にコンデンサ542-1と記載する。複数のコイル541-1および複数のコンデンサ542-1は、金属筐体540A内に収容されており、金属筐体540Aは接地されている。金属筐体540A内のそれぞれの配線間、および、金属筐体540A内のそれぞれの配線と金属筐体540Aとの間には、浮遊容量543-1が存在する。
第2ユニット54Bは、金属筐体540B、コイル541b-2、コイル541b-2、コイル541c-2、コイル541d-2、コンデンサ542a-2、およびコンデンサ542b-2を有する。なお、以下では、コイル541a-2、コイル541b-2、コイル541c-2、およびコイル541d-2のそれぞれを区別せずに総称する場合にコイル541-2と記載する。また、コンデンサ542a-2およびコンデンサ542b-2のそれぞれを区別せずに総称する場合にコンデンサ542-2と記載する。複数のコイル541-2および複数のコンデンサ542-2は、金属筐体540B内に収容されており、金属筐体540Bは接地されている。金属筐体540B内のそれぞれの配線間、および、金属筐体540B内のそれぞれの配線と金属筐体540Bとの間には、浮遊容量543-2が存在する。
ここで、プラズマエッチング装置1の小型化に伴い、複数のフィルタユニット54の第1ユニット54Aにおける金属筐体540Aの大きさを揃えることが難しい場合がある。複数のフィルタユニット54の第1ユニット54Aにおいて浮遊容量543-1が異なると、第1ユニット54Aの周波数特性が異なる場合がある。そこで、本実施形態では、例えば図11に示されるように、基準となるフィルタユニット54以外のフィルタユニット54の第1ユニット54Aに、容量部材545aが取り付けられる。これにより、第1の周波数付近において、容量部材545aが取り付けられたフィルタユニット54の周波数特性を、基準となるフィルタユニット54の周波数特性に近づけることができる。
なお、図11の例では、金属筐体540A内の配線52に容量部材545aが取り付けられるが、開示の技術はこれに限られず、金属筐体540Aの外部の配線52に容量部材545aが取り付けられてもよい。
複数のフィルタユニット54の第2ユニット54Bについても同様に、第2ユニット54Bにおける浮遊容量543-2が異なると、複数のフィルタユニット54の第2ユニット54Bについて第2ユニット54Bの周波数特性が異なる場合がある。そこで、本実施形態では、例えば図11に示されるように、基準となるフィルタユニット54以外のフィルタユニット54の第2ユニット54Bに接続されている第1ユニット54A内の配線53に容量部材545bが取り付けられる。これにより、第2の周波数付近において、容量部材545bが取り付けられたフィルタユニット54の周波数特性を、基準となるフィルタユニット54の周波数特性に近づけることができる。
なお、図11の例では、金属筐体540A内の配線53に容量部材545bが取り付けられるが、開示の技術はこれに限られない。容量部材545bは、例えば、金属筐体540Aと金属筐体540Bとの間の配線53に取り付けられてもよく、金属筐体540B内の配線53に取り付けられてもよい。
[フィルタユニット54の調整方法]
図12は、本開示の第2の実施形態におけるフィルタユニット54の調整方法の一例を示すフローチャートである。本フローチャートに示される調整方法は、例えばプラズマエッチング装置1が組み立てられる際に行われるが、プラズマエッチング装置1が組み立てられた後にも定期的に行われてもよい。
まず、第1の周波数付近における複数のフィルタユニット54の第1ユニット54Aの周波数特性が調整される(S20)。ステップS20では、複数のフィルタユニット54の第1ユニット54Aについて、図8に示されたフィルタユニット54の調整方法と同様の処理が行われる。以下では、図8を参照しながら、ステップS20の処理の詳細を説明する。
まず、複数のフィルタユニット54の第1ユニット54Aの中で、基準となる第1ユニット54Aが特定される(S10)。例えば、コイル541と金属筐体540Aとの間の隙間が最も狭い第1ユニット54Aが基準となる第1ユニット54Aとして特定される。そして、例えばネットワークアナライザ等を用いて、第1の周波数付近において、基準となる第1ユニット54Aを含むフィルタユニット54の周波数特性が測定される(S11)。
次に、基準となる第1ユニット54Aを除く複数の第1ユニット54Aの中で、未選択の第1ユニット54Aが1個選択される(S12)。ステップS12で選択された第1ユニット54Aは、基準となる第1ユニット54Aよりもコイル541-1と金属筐体540Aとの間の隙間が広い。そして、例えばネットワークアナライザ等を用いて、第1の周波数付近において、ステップS12で選択された第1ユニット54Aを含むフィルタユニット54の周波数特性が測定される(S13)。
次に、ステップS12で選択された第1ユニット54Aを含むフィルタユニット54の周波数特性が許容条件を満たすか否かが判定される(S14)。例えば、基準となる第1ユニット54Aを含むフィルタユニット54の共振周波数fと、ステップS12で選択された第1ユニット54Aを含むフィルタユニット54の共振周波数fとの差が所定値未満の場合に、許容条件を満たすと判定される。所定値は、例えば数十kHzである。
ステップS12で選択された第1ユニット54Aを含むフィルタユニット54の周波数特性が許容条件を満たす場合(S14:Yes)、全ての第1ユニット54Aが選択されたか否かが判定される(S19)。未選択の第1ユニット54Aが存在する場合(S19:No)、再びステップS12に示された処理が実行される。一方、全ての第1ユニット54Aが選択された場合(S19:Yes)、ステップS20に示された第1ユニット54Aの調整方法が終了する。
一方、ステップS12で選択された第1ユニット54Aを含むフィルタユニット54の周波数特性が許容条件を満たさない場合(S14:No)、第1ユニット54Aに容量部材545aが取り付けられる(S15)。そして、例えばネットワークアナライザ等を用いて、第1の周波数付近において、容量部材545aが取り付けられた第1ユニット54Aを含むフィルタユニット54の周波数特性が測定される(S16)。
次に、容量部材545aが取り付けられた第1ユニット54Aを含むフィルタユニット54の周波数特性が許容条件を満たすか否かが判定される(S17)。容量部材545aが取り付けられた第1ユニット54Aを含むフィルタユニット54の周波数特性が許容条件を満たす場合(S17:Yes)、ステップS19に示された処理が実行される。
一方、容量部材545aが取り付けられた第1ユニット54Aを含むフィルタユニット54の周波数特性が許容条件を満たさない場合(S17:No)、容量部材545aによって付加される容量が調整される(S18)。付加される容量の調整は、例えば、容量部材545aを誘電率εが異なる容量部材545aに交換したり、容量部材545aの形状や大きさを変更することにより行われる。そして、再びステップS13に示された処理が実行される。
次に、第2の周波数付近における複数のフィルタユニット54の第2ユニット54Bの周波数特性が調整される(S30)。ステップS30では、複数のフィルタユニット54の第2ユニット54Bについて、図8に示されたフィルタユニット54の調整方法と同様の処理が行われる。以下では、図8を参照しながら、ステップS30の処理の詳細を説明する。
まず、複数のフィルタユニット54の第2ユニット54Bの中で、基準となる第2ユニット54Bが特定される(S10)。例えば、コイル541-2と金属筐体540Bとの間の隙間が最も狭い第2ユニット54Bが基準となる第2ユニット54Bとして特定される。そして、例えばネットワークアナライザ等を用いて、第2の周波数付近において、基準となる第2ユニット54Bを含むフィルタユニット54の周波数特性が測定される(S11)。
次に、基準となる第2ユニット54Bを除く複数の第2ユニット54Bの中で、未選択の第2ユニット54Bが1個選択される(S12)。ステップS12で選択された第2ユニット54Bは、基準となる第2ユニット54Bよりもコイル541-2と金属筐体540Bとの間の隙間が広い。そして、例えばネットワークアナライザ等を用いて、第2の周波数付近において、ステップS12で選択された第2ユニット54Bを含むフィルタユニット54の周波数特性が測定される(S13)。
次に、ステップS12で選択された第2ユニット54Bを含むフィルタユニット54の周波数特性が許容条件を満たすか否かが判定される(S14)。例えば、基準となる第2ユニット54Bを含むフィルタユニット54の共振周波数fと、ステップS12で選択された第2ユニット54Bを含むフィルタユニット54の共振周波数fとの差が所定値未満の場合に、許容条件を満たすと判定される。所定値は、例えば数十kHzである。
ステップS12で選択された第2ユニット54Bを含むフィルタユニット54の周波数特性が許容条件を満たす場合(S14:Yes)、全ての第2ユニット54Bが選択されたか否かが判定される(S19)。未選択の第2ユニット54Bが存在する場合(S19:No)、再びステップS12に示された処理が実行される。一方、全ての第2ユニット54Bが選択された場合(S19:Yes)、本フローチャートに示されたフィルタユニット54の調整方法が終了する。
一方、ステップS12で選択された第2ユニット54Bを含むフィルタユニット54の周波数特性が許容条件を満たさない場合(S14:No)、第2ユニット54Bに接続されている第1ユニット54Aに容量部材545bが取り付けられる(S15)。そして、例えばネットワークアナライザ等を用いて、第2の周波数付近において、容量部材545bが取り付けられた第1ユニット54Aを含むフィルタユニット54の周波数特性が測定される(S16)。
次に、容量部材545bが取り付けられた第1ユニット54Aを含むフィルタユニット54の周波数特性が許容条件を満たすか否かが判定される(S17)。容量部材545bが取り付けられた第1ユニット54Aを含むフィルタユニット54の周波数特性が許容条件を満たす場合(S17:Yes)、ステップS19に示された処理が実行される。
一方、容量部材545bが取り付けられた第1ユニット54Aを含むフィルタユニット54の周波数特性が許容条件を満たさない場合(S17:No)、容量部材545bによって付加される容量が調整される(S18)。付加される容量の調整は、例えば、容量部材545bを誘電率εが異なる容量部材545bに交換したり、容量部材545bの形状や大きさを変更することにより行われる。そして、再びステップS13に示された処理が実行される。
以上、第2の実施形態について説明した。本実施形態におけるフィルタユニット54は、第1ユニット54Aと第2ユニット54Bとを有する。第1ユニット54Aは、ヒータ40に接続され、ヒータ40からヒータ電源58へ流れる高周波電力のうち第1の周波数成分を減衰させる。第2ユニット54Bは、第1ユニット54aとヒータ電源58との間に接続され、高周波電力のうち第1の周波数成分とは異なる第2の周波数成分を減衰させる。これにより、第1の周波数成分および第2の周波数成分を含む高周波電力が、ヒータ40からヒータ電源58へ流れ込むことを抑制することができる。
[その他]
なお、本願に開示された技術は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
例えば、上記した第1の実施形態では、配線52を覆うように取り付けられた容量部材545の材質等を変更することによって、基準となるフィルタユニット54以外のフィルタユニット54の周波数特性が、基準となるフィルタユニット54の周波数特性に近づけるように調整される。しかし、開示の技術はこれに限られない。例えば他の形態として、金属筐体540内のそれぞれの配線間、および、金属筐体540内のそれぞれの配線と金属筐体540との間に容量が連続的に変更可能な可変容量コンデンサが接続されてもよい。そして、第1の高周波電力の周波数付近において、基準となるフィルタユニット54以外のフィルタユニット54の周波数特性が、基準となるフィルタユニット54の周波数特性に近づくように、可変容量コンデンサの容量が連続的に変更される。
また、上記した第2の実施形態においても、金属筐体540内のそれぞれの配線間、および、金属筐体540内のそれぞれの配線と金属筐体540との間に可変容量コンデンサが接続されてもよい。そして、第2の高周波電力の周波数付近において、基準となるフィルタユニット54以外のフィルタユニット54の周波数特性が、基準となるフィルタユニット54の周波数特性に近づくように、可変容量コンデンサの容量が連続的に変更される。このようにしても、それぞれのヒータ40に設けられたフィルタユニット54の周波数特性のばらつきを低減することができる。
上記した各実施形態では、電気部材の一例としてヒータ40が説明されたが、開示の技術はこれに限られない。電気部材は、チャンバ10内に設けられ、チャンバ10の外部に設けられた外部回路とフィルタユニット54を介して接続される部材であれば、ヒータ40以外の部材であってもよい。ヒータ40以外の部材としては、例えば、静電チャック38内に設けられた電極44や、チャンバ10内に設けられた各種センサ(温度センサ、圧力センサ等)等があげられる。
また、上記した各実施形態では、プラズマ処理装置として、プラズマエッチング装置1を例に説明したが、開示の技術はこれに限られない。プラズマを用いて処理を行う装置であれば、例えば成膜装置、洗浄装置、または改質装置等に対しても、開示の技術を適用することができる。
また、上記した各実施形態のプラズマエッチング装置1では、プラズマ源の一例として容量結合型プラズマ(CCP)が用いられるが、開示の技術はこれに限られない。プラズマ源としては、例えば、誘導結合プラズマ(ICP)、マイクロ波励起表面波プラズマ(SWP)、電子サイクロトン共鳴プラズマ(ECP)、およびヘリコン波励起プラズマ(HWP)等が用いられてもよい。
なお、今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
S 空間
W 半導体ウエハ
1 プラズマエッチング装置
2 装置本体
3 制御装置
10 チャンバ
12 サセプタ
14 支持部
16 筒状支持部
18 排気路
20 排気口
22 排気管
24 排気装置
26 ゲートバルブ
28 高周波電源
30 高周波電源
32 マッチングユニット
34 給電棒
35 カバー
36 エッジリング
38 静電チャック
380 領域
40 ヒータ
42 誘電体
44 電極
45 直流電源
46 スイッチ
48 抵抗体
50 配線
52 配線
53 配線
54 フィルタユニット
54A 第1ユニット
54B 第2ユニット
540 金属筐体
5400 分割筐体
5401 分割筐体
541 コイル
542 コンデンサ
543 浮遊容量
545 容量部材
5450 分割部材
5451 分割部材
5452 溝
56 配線
58 ヒータ電源
60 流路
62 配管
64 シャワーヘッド
66 電極板
68 支持体
70 拡散室
70a ガス導入口
72 ガス吐出口
74 処理ガス供給部
76 配管

Claims (7)

  1. 生成されたプラズマにより被処理体を処理するチャンバ内に設けられた複数の電気部材と、前記チャンバの外部に設けられ、それぞれの前記電気部材にコイルを含むフィルタユニットを介して接続された外部回路とを備え、それぞれの前記フィルタユニットが金属筐体で覆われているプラズマ処理装置における前記フィルタユニットの調整方法であって、
    複数の前記フィルタユニットの中で、基準となるフィルタユニットの周波数特性を測定する第1の測定工程と、
    複数の前記フィルタユニットの中で、前記基準となるフィルタユニット以外の前記フィルタユニットのそれぞれについて、前記フィルタユニットの周波数特性を調整する調整工程と
    を含み、
    前記調整工程は、
    前記フィルタユニット内の配線の容量を調整するための容量部材を取り付ける取付工程と、
    前記容量部材が取り付けられた前記フィルタユニットの周波数特性を測定する第2の測定工程と、
    前記容量部材が取り付けられた前記フィルタユニットの周波数特性が、前記基準となるフィルタユニットの周波数特性に近づくように前記容量部材の容量を調整する個別調整工程と
    を含むフィルタユニットの調整方法。
  2. 前記基準となるフィルタユニットは、
    複数の前記フィルタユニットの中で、前記コイルと前記金属筐体との間の隙間が最も狭いフィルタユニットである請求項1に記載のフィルタユニットの調整方法。
  3. 前記容量部材は、
    前記フィルタユニット内の配線を覆う誘電体である請求項1または2に記載のフィルタユニットの調整方法。
  4. 前記個別調整工程では、
    前記容量部材の材質、形状、および大きさの少なくともいずれかを変更することにより、前記容量部材の容量が調整される請求項3に記載のフィルタユニットの調整方法。
  5. 前記フィルタユニットは、
    前記電気部材に接続され、前記電気部材から前記外部回路へ流れる高周波電力のうち第1の周波数成分を減衰させる第1のユニットと、
    前記第1のユニットと前記外部回路との間に接続され、前記高周波電力のうち前記第1の周波数成分とは異なる第2の周波数成分を減衰させる第2のユニットと
    を有し、
    前記容量部材は、
    前記電気部材と前記第1のユニットとの間、および、前記第1のユニットと前記第2のユニットとの間の少なくともいずれかに取り付けられる請求項1から4のいずれか一項に記載のフィルタユニットの調整方法。
  6. 前記電気部材は、前記被処理体が載置されるステージ内に設けられたヒータである請求項1から5のいずれか一項に記載のフィルタユニットの調整方法。
  7. プラズマが生成され、プラズマにより被処理体を処理するチャンバと、
    前記チャンバ内に設けられた複数の電気部材と、
    前記チャンバの外部に設けられ、それぞれの前記電気部材に接続された外部回路と、
    それぞれの前記電気部材と前記外部回路とを接続する線路上に設けられ、コイルを含む複数のフィルタユニットと、
    それぞれの前記フィルタユニットを覆う金属筐体と、
    前記複数のフィルタユニットの中で、基準となるフィルタユニット以外の他の前記フィルタユニットに取り付けられ、当該フィルタユニットの周波数特性が前記基準となるフィルタユニットの周波数特性に近づくように他の前記フィルタユニットの容量を調整するための複数の容量部材と
    を備えるプラズマ処理装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007114215A1 (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Aisin Aw Co., Ltd. 自動変速機

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102278082B1 (ko) * 2019-05-22 2021-07-19 세메스 주식회사 필터 유닛과 그를 포함하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
JP2021163260A (ja) 2020-03-31 2021-10-11 株式会社小松製作所 検出システムおよび検出方法
KR20220061617A (ko) 2020-11-06 2022-05-13 세메스 주식회사 기판 처리 장치
US20220364233A1 (en) * 2021-05-11 2022-11-17 Applied Materials, Inc. Magnetically coupled rf filter for substrate processing chambers
WO2023157675A1 (ja) * 2022-02-15 2023-08-24 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011135052A (ja) 2009-11-24 2011-07-07 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
JP2017228968A (ja) 2016-06-23 2017-12-28 東京エレクトロン株式会社 フィルタを設計する方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100543944C (zh) * 2004-04-30 2009-09-23 东京毅力科创株式会社 等离子体处理装置和等离子体处理方法
JP2006101557A (ja) * 2005-12-27 2006-04-13 Tdk Corp 高周波フィルタの調整方法及び調整装置
JP4882824B2 (ja) * 2007-03-27 2012-02-22 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置、プラズマ処理方法及び記憶媒体
JP6001932B2 (ja) * 2012-06-19 2016-10-05 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びフィルタユニット
US10044338B2 (en) * 2015-10-15 2018-08-07 Lam Research Corporation Mutually induced filters
US10043636B2 (en) * 2015-12-10 2018-08-07 Lam Research Corporation Apparatuses and methods for avoiding electrical breakdown from RF terminal to adjacent non-RF terminal
US11447868B2 (en) * 2017-05-26 2022-09-20 Applied Materials, Inc. Method for controlling a plasma process

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011135052A (ja) 2009-11-24 2011-07-07 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
JP2017228968A (ja) 2016-06-23 2017-12-28 東京エレクトロン株式会社 フィルタを設計する方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007114215A1 (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Aisin Aw Co., Ltd. 自動変速機

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