TW201414361A - 電漿處理裝置及過濾器單元 - Google Patents

電漿處理裝置及過濾器單元 Download PDF

Info

Publication number
TW201414361A
TW201414361A TW102121459A TW102121459A TW201414361A TW 201414361 A TW201414361 A TW 201414361A TW 102121459 A TW102121459 A TW 102121459A TW 102121459 A TW102121459 A TW 102121459A TW 201414361 A TW201414361 A TW 201414361A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
coil
plasma processing
processing apparatus
filter
power supply
Prior art date
Application number
TW102121459A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI562684B (zh
Inventor
Nozomu Nagashima
Naohiko Okunishi
Kaoru Oohashi
Daisuke Fujiyama
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Publication of TW201414361A publication Critical patent/TW201414361A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI562684B publication Critical patent/TWI562684B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32091—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being capacitively coupled to the plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174—Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/02227—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process
    • H01L21/02252—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process formation by plasma treatment, e.g. plasma oxidation of the substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H2242/00—Auxiliary systems
    • H05H2242/20—Power circuits
    • H05H2242/26—Matching networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

本發明可對於從處理容器內之高頻電極及其他電氣構件進入供電線路或訊號線等線路上之有害高頻雜訊，簡便且穩定、確實供應充分大的阻抗，可提高電漿程序之再現性、可靠性。此過濾器單元中，係藉由棒體(以可遊動方式貫通線圈內側)、承接線圈用構件(維持在結合於或是卡合於線圈之下端部的狀態下，在線圈軸向上以可滑動方式安裝於棒體)、以及螺進機構，來構成用以調整線圈之長度或是繞線間隔之線圈長度調整部。

Description

電漿處理裝置及過濾器單元
本發明係關於一種使用高頻來對於被處理基板施以電漿處理之電漿處理裝置，尤其關於一種電漿處理裝置，其具備有用以將從處理容器內之高頻電極或其他電氣構件進入供電線路或訊號線等線路上之高頻雜訊加以遮斷之過濾器。
使用電漿以製造半導體元件或是FPD(Flat Panel Display)的微細加工中，對於被處理基板(半導體晶圓、玻璃基板等)上之電漿密度分布進行控制、並對於基板之溫度乃至於溫度分布進行控制非常地重要。若基板之溫度控制未適切地進行，將變得無法確保基板表面反應乃至於程序特性之均勻性，半導體元件或是顯示元件之製造良率會降低。
一般而言，於電漿處理裝置、尤其是電容耦合型電漿處理裝置之腔室內載置被處理基板之載置台或是晶座具有之機能包括：對於電漿空間施加高頻之高頻電極機能、將基板以靜電吸附等加以保持之保持部機能、以及以熱傳導將基板控制在既定溫度之溫度控制部機能。關於溫度控制機能，希望能適切地校正因來自電漿或腔室壁之輻射熱的不均勻性所致熱量進入基板之特性分布、以及基板支撐構造所造成之熱分布。
以往，為了控制晶座之溫度乃至於基板之溫度，多採用組裝發熱體(對晶座通電來發熱)而控制該發熱體所產生之焦耳熱的加熱器方式。但是，若採用加熱器方式，從該高頻電源施加到晶座之高頻之一部分容易以雜訊形式從發熱體進入加熱器供電線路。若高頻雜訊通過加熱器供電線路到達加熱器電源，恐會有害於加熱器電源之動作乃至於性能。再者，若於加熱器 供電線路上流經高頻電流，則高頻功率會不必要地被消耗掉。基於如此實情，於加熱器供電線路上設置可將從內建於晶座之發熱體而來的高頻雜訊予以衰減或是阻止的過濾器乃成為通例。通常，此種過濾器係於晶座正下方配置於處理容器之外。
本申請人於專利文獻1中揭示了一種過濾器技術，可改善電漿處理裝置中將來自處理容器內之高頻電極或其他電氣構件進入到供電線路或訊號線等線路上的高頻雜訊加以遮斷之過濾器性能的穩定性以及再現性。此過濾器技術係利用分布常數線路之規則性多重並聯共振特性，使得收納於過濾器內之線圈以1個即已足，且可得到機器差異少、穩定之高頻雜訊遮斷特性。
再者，本申請人於上述專利文獻1中揭示了一種並聯共振頻率調節部之技術，藉由對於分布常數線路之特性阻抗賦予局部性變化，而可錯開調節複數並聯共振頻率中至少1者。依據此並聯共振頻率調節部，可使得複數並聯共振頻率之一者一致於或近似於為遮斷對稱之高頻雜訊頻率，可對於該高頻雜訊之頻率給予所希望之充分高阻抗。藉此，可確實保護加熱器電源，並提高電漿程序之再現性、可靠性。
先前技術文獻
專利文獻1 日本特開2011-135052
但是，若於電漿處理裝置搭載上述專利文獻1之過濾器，有時基板上之程序特性乃至於程序結果會隨過濾器之位置而在旋繞方向或是方位角方向上偏差。例如，於電漿蝕刻裝置，基板上之蝕刻速率容易呈現出於方位角方向上在過濾器正上方之位置附近變高之輪廓或是變低之輪廓。尤其，當晶座內部之發熱體分割為複數區而各區獨立進行溫度控制之情況，由於在處理容器下分別對應於此等複數區之複數過濾器係配置於各處，故此等過濾器所致蝕刻速率之偏差彼此重疊，更容易成為複雜而不均勻的輪廓。
本發明者調查了原因後，發現來自晶座內部之發熱體而進入供電線路的高頻雜訊當中用於電漿處理之高頻(基本波)雜訊即便藉由過濾器按照設 計般受到阻止，當過濾器之阻抗相對於為基本波整數倍頻率之高諧波(尤其是電漿生成所使用之高頻的2次高諧波)並非相當高之情況將會產生上述程序特性之偏差。
再者，尚且發現上述並聯共振頻率調節部對於此種程序特性之偏差並非如此有效地發揮機能。亦即，若就並聯共振頻率調節部中對於分布常數線路之特性阻抗造成局部變化之構件(典型上為環)之位置在軸向上進行調整，由於所有並聯共振頻率分別以固有的周期來獨立地上下變動(位移)，所以難以對於特定基本波與特定高諧波之雙方穩定、確實地給予充分大的阻抗。
本發明係鑑於上述習知技術之課題所得者，其目的在於提供一種電漿處理裝置以及過濾器單元，可對於從處理容器內之高頻電極及其他電氣構件進入供電線路或訊號線等線路上之有害高頻雜訊，簡便且穩定、確實供應充分大的阻抗，可提高電漿程序之再現性、可靠性。
本發明之第1觀點之電漿處理裝置，具有：處理容器，係進行電漿處理；電氣構件，係設置於該處理容器內；線路，係用以將該電氣構件電氣連接於該處理容器外所配置之外部電路；過濾器，係包含有使得從該電氣構件朝該外部電路而進入該線路的既定頻率之高頻雜訊產生衰減或是加以阻止的線圈；以及線圈電感調整部，係調整該線圈之電感。
上述第1觀點之電漿處理裝置，係在將進行電漿處理之處理容器內所設之電氣構件與電力系統或是訊號系統之外部電路加以連結之線路上，將構成過濾器(用以衰減或是阻止高頻雜訊)之線圈的電感利用線圈電感調整部進行調整，藉此，可簡便且任意地調整過濾器之阻抗、尤其是調整相對於衰減或是阻止對象之高頻雜訊之頻率的阻抗。
此外，本發明之第1觀點之過濾器單元，在進行電漿處理之處理容器內之電氣構件經由線路而電性連接於該處理容器外所配置之外部電路的電漿處理裝置中，為了使得從該電氣構件朝該外部電路進入該線路之既定頻率的高頻雜訊產生衰減或是加以阻止而設置於該線路之中途者；具有：線圈，係構成該線路之一部分；以及線圈電感調整部，係用以調整該線圈之電感。
上述第1觀點之過濾器單元，在將進行電漿處理之處理容器內所設之電氣構件與電力系統或是訊號系統之外部電路加以連結之線路上，將構成線路一部分之線圈的電感利用線圈電感調整部來調整，藉此，可簡便且任意地調整過濾器單元之阻抗、尤其是相對於衰減或是阻止對象之高頻雜訊之頻率的阻抗。
本發明之第2觀點之電漿處理裝置，具有：處理容器，係進行電漿處理；第1電極，係配置於該處理容器內；發熱體，係設置於該第1電極處；供電線路，係用以將該發熱體電性連接於該處理容器外所配置之加熱器電源；過濾器，係包含有使得經由該發熱體而進入該供電線路之既定頻率的高頻雜訊衰減或是加以阻止的線圈；以及線圈電感調整部，係調整該線圈之電感。
上述第2觀點之電漿處理裝置，係在將進行電漿處理之處理容器內所配置之第1電極所設發熱體與處理容器外所配置之加熱器電源加以連結之供電線路上，將構成過濾器(用以衰減或是阻止高頻雜訊)之線圈的電感利用線圈電感調整部進行調整，藉此，可簡便且任意地調整過濾器之阻抗、尤其是調整相對於衰減或是阻止對象之高頻雜訊之頻率的阻抗。
本發明之第2觀點之過濾器單元，在進行電漿處理之處理容器內的第1電極所設之發熱體經由供電線路來電性連接於該處理容器外所配置之加熱器電源的電漿處理裝置中，為了使得從該發熱體朝該加熱器電源進入該供電線路之既定頻率的高頻雜訊產生衰減或是加以阻止而設置於該供電線路之中途者；具有：線圈，係構成該供電線路之一部分；以及線圈電感調整部，係用以調整該線圈之電感。
上述第2觀點之過濾器單元，係在將進行電漿處理之處理容器內所配置之第1電極處所設之發熱體與處理容器外所配置之加熱器電源加以連結之供電線路上，將構成供電線路一部分之線圈的電感利用線圈電感調整部來調整，藉此，可簡便且任意地調整過濾器之阻抗、尤其是調整相對於衰減或是阻止對象之高頻雜訊之頻率的阻抗。
依據本發明之電漿處理裝置或是過濾器單元，藉由上述構成以及作用，可對從處理容器內之高頻電極及其他電氣構件進入供電線路或訊號線等線 路上的有害高頻雜訊來簡便且穩定地確實供應充分大的阻抗，可提高電漿程序之再現性、可靠性。
10‧‧‧腔室
12‧‧‧晶座(下部電極)
24‧‧‧排氣裝置
28‧‧‧(電漿生成用)高頻電源
30‧‧‧(離子拉引用)高頻電源
32‧‧‧匹配單元
40(IN)‧‧‧內側發熱線
40(OUT)‧‧‧外側發熱線
54(IN),54(OUT)‧‧‧過濾器單元
58(IN),58(OUT)‧‧‧加熱器電源
100(1)‧‧‧第1供電線路
100(2)‧‧‧第2供電線路
102(1)‧‧‧第1過濾器
102(2)‧‧‧第2過濾器
104(1),104(2)‧‧‧線圈
106(1),106(2)‧‧‧電容器
110‧‧‧外導體
120(1),120(2)‧‧‧分布常數線路
126‧‧‧承接線圈用構件
132‧‧‧螺進機構
134‧‧‧線圈長度調整部
圖1係顯示本發明之一實施形態中電漿處理裝置構成之截面圖。
圖2係顯示實施形態中用以對晶座之發熱體供給電力之加熱器供電部的電路構成圖。
圖3係顯示實施形態中發熱體之構成例之圖。
圖4係顯示實施形態中過濾器單元構造之縱截面圖。
圖5係顯示實施形態中過濾器單元構造之橫截面圖。
圖6係顯示上述過濾器單元中裝設於共通棒軸的2系統空芯線圈的線圈繞線的外觀構成立體圖。
圖7係顯示上述過濾器單元中之線圈繞線之內部構造的部分截面立體圖。
圖8係顯示上述過濾器單元中承接線圈用構件之構成的立體圖。
圖9係顯示上述過濾器單元中之線圈長度調整部之構成的立體圖。
圖10係顯示上述過濾器單元中當改變線圈縮短量之時的阻抗特性變化之圖。
圖11係顯示上述過濾器單元中，線圈縮短量與過濾器阻抗特性當中之代表性並聯共振頻率之變化量的相關圖。
圖12係顯示第1實施例中以比較基準例所得蝕刻速率分布特性之圖。
圖13係顯示第1實施例中之過濾器單元之配置位置之俯視圖。
圖14係顯示第1實施例中以過濾器單元相對於第2高諧波之阻抗作為參數之情況下的蝕刻速率分布特性圖。
圖15係顯示第2實施例中比較基準例所得蝕刻速率分布特性之圖。
圖16係顯示第2實施例中以過濾器單元相對於第2高諧波之阻抗作為參數之情況下的蝕刻速率分布特性圖。
圖17係顯示一變形例中線圈長度調整部構成之側視圖。
圖18係顯示一變形例中線圈繞線之外觀構成的立體圖。
圖19係顯示圖18之線圈繞線內部構成之部分截面立體圖。
以下，參見所附之圖說明本發明之較佳實施形態。
〔電漿處理裝置全體之構成〕
圖1係顯示本發明之一實施形態中電漿處理裝置之構成。此電漿處理裝置係以下部雙頻施加方式之電容耦合型電漿蝕刻裝置的形式來構成，具有例如鋁或是不鏽鋼等金屬製圓筒型腔室(處理容器)10。腔室10處於接地狀態。
腔室10內，將作為被處理基板之例如半導體晶圓W加以載置之圓板形狀晶座12係作為下部電極而被水平配置著。此晶座12係由例如鋁所構成，藉由從腔室10底部往垂正上方方延伸之例如陶瓷製絕緣性筒狀支撐部14而以非接地方式受到支撐。沿著此絕緣性筒狀支撐部14之外周從腔室10底部往垂正上方方延伸之導電性筒狀支撐部16與腔室10內壁之間形成環狀之排氣流路18，於此排氣流路18底部設有排氣口20。此排氣口20係經由排氣管22而連接著排氣裝置24。排氣裝置24具有渦輪分子泵等真空泵，可將腔室10內之處理空間減壓至所希望之真空度為止。於腔室10側壁安裝有對於半導體晶圓W之搬出入口進行開閉之閘閥26。
第1以及第2高頻電源28、30經由匹配單元32以及供電棒34而電性連接於晶座12。此處，第1高頻電源28主要輸出有助於電漿生成之一定頻率(通常為27MHz以上，較佳為60MHz以上)之第1高頻HF。另一方面，第2高頻電源30主要係輸出有助於對於晶座12上之半導體晶圓W進行離子拉引之一定頻率(通常為13MHz以下)之第2高頻LF。匹配單元32收容有第1以及第2匹配器(未圖示)，用以在第1以及第2高頻電源28、30與電漿負荷之間取得阻抗之匹配。
供電棒34係由具有既定外徑之圓筒形或是圓柱形導體所構成，其上端連接於晶座12之下面中心部，其下端係連接於匹配單元32內之上述第1以及第2匹配器之高頻輸出端子。此外，於腔室10底面與匹配單元32之間設有圍繞供電棒34周圍之圓筒形導體蓋35。更詳細來說，於腔室10之 底面(下面)形成有相較於供電棒34之外徑具有大上一圈之既定口徑的圓形開口部，導體蓋35之上端部係連接於此腔室開口部，且導體蓋35之下端部係連接於上述匹配器之接地(回線)端子。
晶座12具有較半導體晶圓W大一圈之直徑或是口徑。晶座12上面被區劃成為：與晶圓W為大致相同形狀(圓形)且大致相同尺寸之中心區域(亦即晶圓載置部)、以及於此晶圓載置部外側延伸之環狀周邊部。於晶圓載置部上載置處理對象之半導體晶圓W。於環狀周邊部上安裝有具有較半導體晶圓W之口徑來得大之內徑之環狀板材亦即所謂的聚焦環36。此聚焦環36係因應於半導體晶圓W之被蝕刻材而以例如Si、SiC、C、SiO2中其中一種材質所構成。
於晶座12上面之晶圓載置部設有晶圓吸附用之靜電夾38以及發熱體40。靜電夾38係在晶座12上面所一體形成或是一體固定之膜狀或是板狀介電質42中封入DC電極44，配置於腔室10外之外設直流電源45經由開關46、高電阻值之電阻48以及DC高壓線50而電性連接於DC電極44。可藉由將來自直流電源45之高壓直流電壓施加於DC電極44上而利用庫倫力讓半導體晶圓W吸附保持於靜電夾38上。此外，DC高壓線50為被覆線，通過圓筒體之下部供電棒34中而從下貫通晶座12來連接於靜電夾38之DC電極44。
發熱體40係由和靜電夾38之DC電極44一起被封入介電質42中之例如螺旋狀電阻發熱線所構成，於此實施形態，如圖3所示般，在晶座12半徑方向上二分割為內側發熱線40(IN)與外側發熱線40(OUT)。當中，內側發熱線40(IN)係經由受到絕緣被覆之供電導體52(IN)、過濾器單元54(IN)以及電纜56(IN)而電性連接於腔室10外所配置之專用加熱器電源58(IN)。外側發熱線40(OUT)係經由受到絕緣被覆之供電導體52(OUT)、過濾器單元54(OUT)以及電纜56(OUT)而電性連接於同樣配置於腔室10外之專用加熱器電源58(OUT)。當中，過濾器單元54(IN)、54(OUT)為此實施形態中主要特徴部分，針對其內部構成以及作用在後面會詳細說明。
於晶座12內部設有例如在圓周方向上延伸之環狀冷媒室或是冷媒通路60。此冷媒室60係從冷凝器單元(未圖示)經由冷媒供給管而被循環供給既 定溫度之冷媒例如冷卻水cw。依據冷媒溫度可朝降低晶座12之溫度的方向進行控制。此外，為了使得半導體晶圓W熱力學性地結合於晶座12，來自熱傳導氣體供給部(未圖示)之熱傳導氣體(例如He氣體)係經由氣體供給管以及晶座12內部之氣體通路62而被供給到靜電夾38與半導體晶圓W之接觸界面處。
於腔室10之天花板係和晶座12平行相向地設有兼作為上部電極之淋灑頭64。此淋灑頭64具有和晶座12相向之電極板66、以及以可將此電極板66從其背後(上)進行裝卸的方式來支撐之電極支撐體68，於電極支撐體68內部設有氣體室70，並使得從此氣體室70朝晶座12側貫通之多數氣體噴出孔72形成於電極支撐體68以及電極板66。於電極板66與晶座12之間的空間SP係成為電漿生成空間乃至於處理空間。於氣體室70上部所設之氣體導入口70a係連接著來自處理氣體供給部74之氣體供給管76。電極板66係例如由Si、SiC或是C所構成，電極支撐體68係由例如經過耐酸鋁處理之鋁所構成。
此電漿蝕刻裝置內之各部例如排氣裝置24、高頻電源28,30、直流電源45之開關46、加熱器電源58(IN),58(OUT)、冷凝器單元(未圖示)、熱傳導氣體供給部(未圖示)以及處理氣體供給部74等之個別動作以及裝置全體之動作(序列)係由包含微電腦之控制部75所控制。
此電漿蝕刻裝置為了進行蝕刻，首先使得閘閥26成為開啟狀態而將加工對象之半導體晶圓W搬入腔室10內，載置於靜電夾38上。然後，從處理氣體供給部74將蝕刻氣體(一般為混合氣體)以既定流量導入腔室10內，利用排氣裝置24使得腔室10內壓力成為設定值。再者，開啟第1以及第2高頻電源28,30使得第1高頻HF以及第2高頻LF分別以既定功率來輸出，將此等高頻HF,LF經由匹配單元32以及供電棒34來施加於晶座(下部電極)12。此外，從熱傳導氣體供給部對靜電夾38與半導體晶圓W之間的接觸界面供給熱傳導氣體(He氣體)，並開啟靜電夾用開關46，利用靜電吸附力將熱傳導氣體封在上述接觸界面。另一方面，開啟加熱器電源58(IN),58(OUT)，使得內側發熱體40(IN)以及外側發熱體40(OUT)分別以獨立之焦耳熱來發熱，將晶座12上面之溫度乃至於溫度分布控制於設定值。 從淋灑頭64所噴出之蝕刻氣體係於兩電極12、64間利用高頻放電來電漿化，藉由此電漿所生成之自由基或離子將半導體晶圓W表面之被加工膜蝕刻成為所希望之圖案。
此電容耦合型電漿蝕刻裝置藉由對晶座12施加適合於電漿生成之相對高頻率(較佳為60MHz以上)之第1高頻HF，可將電漿以所喜好之解離狀態來高密度化，即便於更低壓之條件下亦能形成高密度電漿。與此同時，藉由對晶座12施加適合於離子拉引之相對低頻率(13MHz)之第2高頻LF，可對於晶座12上之半導體晶圓W施以選擇性高之異向性蝕刻。
此外，於此電容耦合型電漿蝕刻裝置，由於對於晶座12同時給予冷凝器之冷卻與加熱器之加熱，並且以半徑方向之中心部與邊緣部來獨立控制加熱器之加熱，而可達成高速之溫度切換或是升降溫，並可任意或是多樣性地控制溫度分布之輪廓。
〔過濾器單元內之電路構成〕
其次，說明此電漿蝕刻裝置中主要特徴部分之過濾器單元54(IN)、54(OUT)內之電路構成。
圖2係顯示用以對設置於晶座12之發熱體40供給電力之加熱器供電部之電路構成。此實施形態係對於發熱體40之內側發熱線40(IN)以及外側發熱線40(OUT)分別連接實質上具有同一電路構成之個別的加熱器供電部，而獨立控制內側發熱線40(IN)以及外側發熱線40(OUT)之發熱量或是發熱溫度。於以下之說明中，就加熱器供電部相對於內側發熱線40(IN)之構成以及作用來描述。加熱器供電部相對於外側發熱線40(OUT)之構成以及作用全部相同。
加熱器電源58(IN)為例如使用SSR而進行商用頻率之開關(ON/OFF)動作的交流輸出型電源，和內側發熱體40(IN)係以封閉迴路之電路來連接著。更詳而言之，加熱器電源58(IN)之一對輸出端子當中的第1輸出端子係經由第1供電線路(電源線)100(1)而電性連接於內側發熱線40(IN)之第1端子h1，第2輸出端子係經由第2供電線路(電源線)100(2)而電性連接於內側發熱線40(IN)之第2端子h2。
過濾器單元54(IN)具有分別設置於第1以及第2供電線路100(1)、100(2)中途的第1以及第2過濾器102(1)、102(2)。兩過濾器102(1)、102(2)之電路構成實質相同。
更詳言之，兩過濾器102(1)、102(2)分別具有經由電容器106(1)、106(2)而接地之線圈104(1)、104(2)。線圈104(1)、104(2)之其中一端子或是過濾器端子T(1)、T(2)係經由一對的供電導體52(IN)而分別連接於內側發熱線40(IN)之兩端子h1、h2，於線圈104(1)、104(2)之另一端子與接地電位之導電性構件(例如腔室10)之間則分別連接著電容器106(1)、106(2)。此外，線圈104(1)、104(2)與電容器106(1)、106(2)之間的連接點n(1)、n(2)係經由電纜(成對電纜)56(IN)而分別連接於加熱器電源58(IN)之第1以及第2輸出端子。
相關構成之加熱器供電部，從加熱器電源58(IN)所輸出之電流在正極性之循環下係通過第1供電線路100(1)亦即電纜56(IN)、線圈104(1)以及供電導體52(IN)而從一側的端子h1進入內側發熱線40(IN)，於內側發熱線40(IN)之各部利用通電產生焦耳熱，而從另一側端子h2出來之後，通過第2供電線路100(2)亦即供電導體52(IN)、線圈104(2)以及電纜56(IN)而返回。在負極性之循環下，相同電路係以和上述為相反方向來流通電流。由於此加熱器交流輸出之電流為商用頻率，故線圈104(1)、104(2)之阻抗或是其壓降小到可忽視，且通過電容器106(1)、106(2)逃往地面之漏電流也少到可忽視。
〔過濾器單元內之物理的構成〕
圖4~圖9係顯示此實施形態中過濾器單元54(IN)內之物理性構造。過濾器單元54(IN)係如圖4以及圖5所示般，在例如鋁所構成之圓筒形外導體110中同軸收容第1過濾器102(1)之線圈104(1)與第2過濾器102(2)之線圈104(2)，而於過濾器端子T(1)、T(2)之相反側則於例如鋁所構成之電容器盒112中同時收容第1過濾器102(1)之電容器106(1)與第2過濾器102(2)之電容器106(2)(圖2)。外導體110係以螺絲鎖固的方式連接於接地電位之導電性構件(例如腔室10)。
個別線圈104(1)、104(2)係由空芯線圈所構成，除了有從加熱器電源52(IN)對內側發熱線40(IN)流經充分大(例如30A程度之)電流的供電線之機能外，基於防止發熱(功率損失)之觀點，不具有鐵氧體等磁芯而為空芯，且為了得到非常大之電感進而為了得到足夠的線路長度，乃具有粗的線圈線與大的線圈尺寸(例如直徑為22~45mm，長度為130~280mm)。
於圓筒形外導體110中，兩線圈104(1)、104(2)係以可在電容器盒112上所垂直設立之絕緣體(例如樹脂)所構成之圓筒或是圓柱狀棒軸114上以軸向遊動的方式來裝設著。此處，兩線圈104(1)、104(2)係沿著共通棒軸114之外周面而如圖6所示般在軸向上重疊一邊平行移動一邊以相等繞線間隔d以及線圈長度s捲繞為螺旋狀。兩線圈104(1)、104(2)之個別線圈導線如圖7所示般，較佳為具有同一截面積之薄板或是平角之銅線所構成，而其中一者之空芯線圈104(2)的線圈導線以絕緣體管116所被覆。
此管116不僅具有防止兩線圈104(1)、104(2)間之電氣短路之機能，並可在填塞各線圈104(1)、104(2)之繞線間距的情況下調整繞線間隔d。因此，管116係以彈力性優異之絕緣體例如矽橡膠所構成，形成為厚壁狀態。例如，當兩線圈104(1)、104(2)之線圈導體具有1mm厚度之情況，管116之厚度係選擇1.1mm。於此情況，當線圈104(1)、104(2)為自然長度狀態之時，d=3.2mm(1.1mm+1mm+1.1mm)。為了以管116來填塞線圈104(1)、104(2)之繞線間距之狀態下來調整線圈長度s或是繞線間隔d，係如後述般使得線圈長度s較自然長度的狀態來得減短(縮短)，並調整其縮短量。該情況下，繞線間隔d能以例如約2mm~3.2mm之範圍作調整。
於外導體110之上端開口部處係經由環狀蓋體118而裝設有樹脂製上部連接器120。此上部連接器120處固定有棒軸114之上端，且固定有兩線圈104(1)、104(2)之上端部。此外，兩線圈104(1)、104(2)之上端係以連接器120之內部或是周圍來分別電性連接於過濾器端子T(1)、T(2)。
棒軸114之下端係固定於電容器盒112之上或是配置於其上方之樹脂製下部連接器122處。從此下部連接器122下面分別往下方延伸之一對剛性連接導體124(1)、124(2)係於電容器盒112內分別電性連接於電容器106(1)、106(2)(圖2)，物理上將連接器122固定於一定位置。
用以和兩線圈104(1)、104(2)之下端部做結合於或是卡合之樹脂製承接線圈用構件126以能軸向滑動自如地安裝於棒軸114之下端部。此承接線圈用構件126係如圖8所示般，具有延伸於縱向之身體部126a、以及從此身體部126a之下端部往相互逆向而朝橫向延伸之一對凸緣部126b、126b。於身體部126a形成有縱向貫通其中心部之螺孔(母螺絲)127。如圖9所示般，身體部126a以在棒軸114下端部所形成之切除狀空洞部114a中僅能在軸向上移動(滑動)的方式被嵌入，兩凸緣部126b、126b係突出於棒軸114之外。雖圖示省略，線圈104(1)、104(2)之下端部係通過凸緣部126b、126b中而於下部連接器122之內部或是周圍分別電性連接於連接導體124(1)、124(2)。
如圖4以及圖9所示般，插入棒軸114下端部之螺釘(公螺絲)128係和承接線圈用構件126之身體部126a的螺孔(母螺絲)127螺合。若使得扳手130從過濾器單元54(IN)下經由形成於電容器盒112的工具通過用孔(未圖示)而接觸於螺釘128之頭部(例如6角孔)128a並旋轉螺釘128，則承接線圈用構件126會維持在和兩線圈104(1)、104(2)之下端處於結合於或是卡合的狀態下沿著棒軸114往上方或是下方移動。
若承接線圈用構件126往上方移動，則各線圈104(1)、104(2)之全長s以及繞線間隔d朝變短之方向變化。若承接線圈用構件126往下方移動，則各線圈104(1)、104(2)之全長s以及繞線間隔d朝變長之方向變化。若停止螺釘128之旋轉，則承接線圈用構件126之移動停止，承接線圈用構件126會於該停止之位置藉由螺絲127、128間的螺合而被固定。此外，雖螺釘128之頭部128a在圖4中係從棒軸114之下端突出，但亦可收容於棒軸114之中。
如上述般，於此實施形態，係藉由將承接線圈用構件126之身體部126a以可滑動方式來支撐的棒軸114之切除狀空洞部114a、於承接線圈用構件126之身體部126a所形成之螺孔(母螺絲)127、以及和此螺孔(母螺絲)127做螺合之螺釘(公螺絲)128來構成螺進機構132，以使得承接線圈用構件126沿著棒軸114做上下移動，且可固定於任意位置。此外，藉由以可遊動方式貫通線圈104(1)、104(2)內側的棒體114、以維持在結合於或是卡合於線 圈104(1)、104(2)下端部的狀態下可於線圈軸向進行滑動的方式安裝於棒體114之承接線圈用構件126、以及上述螺進機構132來構成線圈長度調整部134，以調整線圈104(1)、104(2)之長度s或是繞線間隔d。
〔過濾器單元之作用〕
於此實施形態之過濾器單元54(IN)中，第1以及第2過濾器102(1)、102(2)之線圈104(1)、104(2)與外導體110之間形成分布常數線路。
一般而言，傳輸線路之特性阻抗Zo在無損耗的情況下係以每單位長度之靜電容量C、電感L而以Zo=√(L/C)來計算。此外，波長λ係以下式(1)來計算。
λ=2π/(ω√(LC)．．．．(1)
相對於一般分布常數線路(尤其是同軸線路)係線路中心為棒狀之圓筒導體，此過濾器單元54(IN)係以圓筒狀線圈作為中心導體而有所差異。一般認為每單位長度之電感L主要取決於起因於此圓筒狀線圈的電感。另一方面，每單位長度之靜電容量係由線圈表面與外導體所成電容器之靜電容量C所規定。從而，一般認為即便是此過濾器單元54(IN)，當每單位長度之電感以及靜電電容分別為L、C之時，也會形成由特性阻抗Zo=√(L/C)所提供之分布常數線路。
若從端子T側來看具有如此分布常數線路之過濾器單元，由於相反側具有大電容(例如5000pF)之電容器係虛擬性短路，會得到以一定頻率間隔反覆出現大阻抗之頻率-阻抗特性。如此之阻抗特性係在波長與分布線路長同等之時得到。
此過濾器單元54(IN)，並非線圈104(1)、104(2)之繞線長度而是軸向之線圈長度s(圖4)成為分布線路長度。此外，藉由於中心導體使用線圈104(1)、104(2)，相較於棒狀圓筒導體之情況可甚為提高L並減少λ，故即便是相對短的線路長度(線圈長度s)仍可實現與波長為同等以上之實效長度，可得到以相對短的頻率間隔反覆產生大阻抗的阻抗特性。
此處，於線圈104(1)、104(2)與外導體110之間所形成之分布常數線路上的特性阻抗(尤其是每單位長度之電感以及電容)以固定為佳。此點，在圖示之構成例中，由於在圓筒形外導體110中同軸配置著圓筒形線圈104(1)、 104(2)，故嚴格滿足此特性阻抗之一定要件。當然，即便於線圈104(1)、104(2)與外導體110之間的間距(距離間隔)有多少的凹凸，只要在容許範圍(一般乃待遮斷高頻之波長的1/4以下)內即可實質滿足特性阻抗之一定要件。
如此般，於個別過濾器102(1)、102(2)可消除多重並聯共振，且可得到在阻抗特性之穩定性、再現性優異之過濾器特性。
另一方面，於此過濾器單元54(IN)，藉由使用上述線圈長度調整部134來可變式調整各線圈104(1)、104(2)之長度s或是繞線間隔d，可以可變式調整線圈104(1)、104(2)之電感L1、L2。
此處，線圈104(1)、104(2)之電感L1、L2之理論值係以例如次式(2)、(3)來分別計算。
L1=μ0×π×r1 2×n2/(s+k×r1)．．．．(2)
L2=μ0×π×r2 2×n2/(s+k×r2)．．．．(3)
其中，μ0為真空磁導率，n為線圈之捲繞數，r1、r2為線圈半徑，k為長岡係數(例如k=0.9)。
從上述理論式(2)、(3)可知，當線圈104(1)、104(2)之長度s朝縮短方向變化，則線圈104(1)、104(2)之電感L1、L2朝變高方向變化，相反地，當線圈104(1)、104(2)之長度s朝伸長方向變化，則線圈104(1)、104(2)之電感L1、L2朝變低方向變化。
於此實施形態，如上述般，可彈性變形的管116係填塞線圈104(1)、104(2)之繞線間距。藉此，若藉由線圈長度調整部134使得各線圈104(1)、104(2)之長度s朝縮短或是伸長之方向來變化，藉由填塞線圈104(1)、104(2)之繞線間距的管116產生之彈性變形，則線圈104(1)、104(2)之繞線間隔d在各部都是朝大致均勻或是一樣地增加或是減少的方向來變化。如此般可在線圈104(1)、104(2)之各部將繞線間隔d調整為大致均勻或是一樣係對於保證線圈電感調整之精細性、穩定性以及再現性上非常重要者。
本發明者製作了此實施形態中過濾器單元54(IN)之試作品，就藉由線圈長度調整部134將線圈104(1)之壓縮做減弱調整之情況與增強調整之情況分別測定(取得)從過濾器端子T(1)觀看之第1過濾器102(1)之頻率-阻抗特性。圖10顯示其測定結果。
如圖10所示般，可知若加強線圈104(1)之壓縮、亦即增加相對於線圈長度s之自然長度的縮短量，則第1過濾器102(1)之阻抗特性中的並聯多重共振之各共振頻率乃如fi→fi'(i=1、2、3．．)一樣地往變低方向變化。此外，如圖10所示般，若頻率愈高，則第1過濾器102(1)之阻抗變得愈低。此主要乃由於電容器106(1)之阻抗會和頻率成比例地變低之故。
圖11係顯示線圈104(1)之縮短量與第1過濾器102(1)之阻抗特性中代表性的並聯共振頻率(f1、f2、f5、f6、f12、f13)之變化量的相關。如圖示般，於低頻率區域，各並聯共振頻率(f1、f2)相對於線圈104(1)之縮短量的變化率(降低率)小，而頻率愈高則各並聯共振頻率(f5、f6、f12、f13)相對於線圈104(1)之縮短量的變化率(降低率)愈大。
如此般，若使用線圈長度調整部134來調整線圈104(1)之長度s(或是繞線間隔d)，則並聯多重共振之各並聯共振頻率會一樣往變高之方向變化或是一樣往變低之方向變化，且頻率愈高會以愈大之變化率來變化。據此，藉由使用線圈長度調整部134來調整線圈104(1)之長度s(或是繞線間隔d)，可在阻抗相對於電漿處理中所使用之基本波(第1高頻HF以及第2高頻LF)無明顯變化的情況下，使得阻抗相對於特定高諧波(典型上為具有電漿生成用第1高頻HF之2倍頻率的第2高諧波)在一定範圍內做連續性或是階段性調整。從而，例如後述實施例般當電漿生成用第1高頻HF為100MHz之情況，可於第1過濾器102(1)中阻抗相對於第1高頻HF(100MHz)無太大變化之情況下使得阻抗相對於第2高諧波(200MHz)在一定範圍內做連續性或是階段性調整。
此外，即便於第2過濾器102(2)，藉由線圈長度調整部134來調整線圈104(2)之壓縮量或是長度s，可得到和上述第1過濾器102(1)為同樣的作用。
〔實施例1〕
本發明者為了驗證上述實施形態之電漿蝕刻裝置中過濾器單元54(IN)、54(OUT)之作用進行了實驗。此實驗中，係將晶座12內部之發熱體40從加熱器供電部作電性分離，以過濾器單元54(IN)、54(OUT)未配置於腔室10下之情況做為比較基準例，於此比較基準例中選定半導體晶圓W上之蝕刻 速率在方位角方向上成為大致均勻的蝕刻程序、具體而言為有機膜蝕刻。此外，電漿生成用第1高頻HF之頻率定為100MHz，離子拉引用第2高頻LF之頻率定為13MHz。
此有機膜蝕刻中，當腔室10下無過濾器單元54(IN)、54(OUT)之情況，如圖12所示般，得到半導體晶圓W上相正交2方向(X方向以及Y方向)之蝕刻速率分布輪廓大致重疊(從而，視為於方位角方向上之蝕刻速率為大致均勻)之實驗結果。
其次，作為實施例，係如上述實施形態般將過濾器單元54(IN)、54(OUT)配置於腔室10下，將加熱器供電部電性連接於晶座12內部之發熱體40，以過濾器單元54(IN)、54(OUT)分別相對於特定頻率之阻抗為參數，以和比較基準例同一配方來進行有機膜蝕刻。
此實施例中，如圖13所示般，係將過濾器單元54(IN)、54(OUT)配置成為相對於通過半導體晶圓W中心(亦即晶座12中心)的垂直線N為點對稱之X方向的位置X(IN)、X(OUT)(從晶圓邊緣位置離開20~25mm之位置)。進而，藉由過濾器單元54(IN)所具備之線圈長度調整部134來調整過濾器單元54(IN)內之第1以及第2過濾器102(1)、102(2)之線圈104(1)、104(2)之長度s，將兩過濾器102(1)、102(2)相對於第1高頻HF(100MHz)之第2高諧波(200MHz)的阻抗Z(IN)選擇為40Ω、45Ω、50Ω、55Ω、60Ω這5者中之一者。另一方面，藉由過濾器單元54(OUT)所具備之線圈長度調整部134來調整過濾器單元54(OUT)內之第1以及第2過濾器102(1)、102(2)之線圈104(1)、104(2)之長度s，將兩過濾器102(1)、102(1)相對於第2高諧波(200MHz)之阻抗Z(OUT)選為40Ω、45Ω、50Ω、55Ω、60Ω這5者中一者。然後，在〔Z(IN),Z(OUT)〕之組合方面係選擇〔40Ω,40Ω〕、〔40Ω,45Ω〕、〔40Ω,50Ω〕、〔40,60Ω〕、〔45Ω,50Ω〕、〔50Ω,50Ω〕、〔50Ω,55Ω〕、〔50Ω,60Ω〕、〔55Ω,60Ω〕、〔60Ω,60Ω〕之10種，以此等各情況來進行上述配方之有機膜蝕刻而測定(取得)X方向以及Y方向之半導體晶圓W上的蝕刻速率分布。
圖14係顯示此實施例之實驗結果。如圖示般，當〔Z(IN),Z(OUT)〕=〔40Ω,40Ω〕之情況，X方向之左側邊緣附近(過濾器單元54(OUT)之正上 方位置附近)的蝕刻速率係和Y方向之左側邊緣附近的蝕刻速率出現大幅乖離。但是，如〔Z(IN),Z(OUT)〕=〔40Ω,45Ω〕以及〔Z(IN),Z(OUT)〕=〔40Ω,50Ω〕之情況般，若過濾器單元54(OUT)相對於第2高諧波(200MHz)之阻抗Z(OUT)以40Ω→45Ω→50Ω來升高，前述般X方向與Y方向之間的蝕刻速率偏差會降低。
另一方面，〔Z(IN),Z(OUT)〕=〔50Ω,60Ω〕之情況，X方向之右側邊緣附近(過濾器單元54(IN)正上方位置附近)之蝕刻速率與Y方向之右側邊緣附近之蝕刻速率會大幅乖離。但是，如〔Z(IN),Z(OUT)〕=〔55Ω,60Ω〕以及〔Z(IN),Z(OUT)〕=〔60Ω,60Ω〕之情況般，若過濾器單元54(IN)相對於第2高諧波(200MHz)之阻抗Z(IN)以50Ω→55Ω→60Ω來升高，則此種X方向與Y方向之間之蝕刻速率的偏差會降低。
此外，於此實施例中，不論是X方向以及Y方向任一者，兩過濾器單元54(IN)、54(OUT)相對於第2高諧波(200MHz)之阻抗Z(IN)、Z(OUT)愈高，則於〔Z(IN),Z(OUT)〕=〔60Ω,60Ω〕之情況下的蝕刻速率均勻性變成最高。
此外，相較於沒有過濾器單元54(IN)、54(OUT)之比較基準例(圖12)，於配備過濾器單元54(IN)、54(OUT)之實施例(圖14)，蝕刻速率會降低一個程度。此乃由於，若過濾器單元54(IN)、54(OUT)乃至於加熱器供電部連接於晶座12內部之發熱體40，則從高頻電源28、30對晶座12所施加之高頻HF、LF之一部分會經由內側以及外側之發熱體40(IN)、40(OUT)而流入供電線路52(IN)、52(OUT)上，此會減少被消耗在電漿生成以及離子拉引之高頻HF、LF的功率。但是，關於晶圓徑向之蝕刻速率均勻性，實施例絕對優於比較基準例。
〔實施例2〕
本發明者為了驗證上述實施形態之電漿蝕刻裝置中過濾器單元54(IN)、54(OUT)之作用進行了其他實驗。此第2實驗同樣以腔室10下未配置過濾器單元54(IN)、54(OUT)之情況作為比較基準例，而此比較基準例中作為使得半導體晶圓W上之蝕刻速率在方位角方向成為大致均勻的其他蝕刻程序係選擇了乾式潔淨。
於此乾式潔淨中，當無過濾器單元54(IN)、54(OUT)之情況，如圖15所示般，會得到半導體晶圓W上之相正交之X方向以及Y方向的蝕刻速率分布輪廓成為大致重疊的實驗結果。
其次，在實施例方面，除了配方以外係和上述第1實驗之實施例以完全相同條件、亦即以和上述比較基準例同一配方來進行乾式潔淨。
圖16顯示了第2實施例之實驗結果。即便於此第2實施例，雖程度未像上述第1實驗之實施例一樣，但亦確認了兩過濾器單元54(IN)、54(OUT)之阻抗Z(IN)、Z(OUT)愈一致且愈高，則方位角方向之蝕刻速率均勻性獲得改善之效果。
〔其他實施形態或是變形例〕
以上針對本發明之較佳實施形態作了說明，但本發明不限定於上述實施形態，亦可在其技術思想之範圍內進行各種變形。
例如，作為上述實施形態之過濾器單元54(IN)、54(OUT)所設線圈長度調整部134之一變形例，係如圖17所示般，亦可具有下述構成：棒狀螺軸140，係以可遊動的方式貫通線圈104(1)、104(2)之內側；承接線圈用構件142，係維持在結合於或是卡合於線圈104(1)、104(2)之一端的狀態下可朝線圈軸向進行移動地安裝於螺軸140；以及螺帽146，係為了使得此承接線圈用構件142經由墊片144而固定於所希望之位置而螺合於螺軸140者。
此外，即便第1過濾器102(1)之線圈104(1)與第2過濾器102(2)之線圈104(2)係分別配置之情況，也可對於個別之線圈104(1)、104(2)來個別設置上述線圈長度調整部134。此情況，如圖18以及圖19所示般，較佳為個別線圈104(1)、104(2)包覆於上述富有彈力性之管116，成為無間隙之線圈繞線構造。
此外，亦可將設置於晶座12之發熱體40在半徑方向上分割為3系統以上，使得分別與其對應之3以上的過濾器單元在方位角方向上保持適當的距離間隔來配置於腔室10下，此情況亦可於個別的過濾器單元適用上述實施例之構成。不分割發熱體40僅使用1個過濾器單元之情況也同樣。
於上述實施形態係使用線圈長度調整部134來縮短線圈104(1)、104(2)，以改變其縮短量的方式來調整線圈長度s。但是，亦可使用與上述同樣的線 圈長度調整部134，將線圈104(1)、104(2)伸長超過自然長度，藉由改變其伸長量來調整線圈長度s。依據本發明者所進行之實驗，確認了若伸長線圈104(1)、104(2)則過濾器之阻抗特性中並聯多重共振的各共振頻率係一樣地往變高方向變化(位移)、以及線圈伸長量愈大則各共振頻率之變化量(位移量)愈大、以及頻率愈高則變化率愈大。
於上述實施形態，從經由發熱體40而進入供電線路100(1)、100(2)之高頻雜訊來看，係固定線圈104(1)、104(2)之輸入端(上端)，而將線圈長度調整部134安裝於線圈104(1)、104(2)之輸出端(下端)側。但在其他實施形態上，亦可固定線圈104(1)、104(2)之輸出端(下端)，將線圈長度調整部134裝設於線圈104(1)、104(2)之輸入端(上端)側。
依據本發明者所進行之實驗，確認了若固定線圈104(1)、104(2)之輸出端(下端)，藉由線圈長度調整部134從輸入端(上端)側來壓縮線圈104(1)、104(2)則過濾器之阻抗特性中並聯多重共振之各共振頻率係一樣地往變低方向來變化(位移)、以及線圈縮短量愈大則各共振頻率之變化量(位移量)愈大、以及頻率愈低則變化率愈大。從而，當主要係調整過濾器相對於電漿處理所使用之基本波的第1高頻HF或是第2高頻LF之阻抗的情況，可適切使用此實施形態。
亦可併用本發明之技術與專利文獻1所記載之技術。亦即，亦可於本發明之過濾器或是過濾器單元中，設置會對於分布常數線路之特性阻抗在線路中途產生局部變化之特定阻抗局部可變構件。從而，例如於上述實施形態，可將由導體或是絕緣體所構成之環構件同軸設置於線圈104(1)、104(2)與外導體110之間。
上述實施形態係關於對於腔室10內之晶座12重疊施加電漿生成用第1高頻HF與離子拉引用第2高頻RF之下部雙頻施加方式之電容耦合型電漿蝕刻裝置中，用以在將組裝入晶座12之發熱體40與設置於腔室10外之加熱器電源58加以電性連接之一對加熱器供電線路100(1)、線路100(2)上衰減兩頻率雜訊的過濾器。但是，即便是對上部電極64施加電漿生成用第1高頻HF、對晶座12施加離子拉引用第2高頻RF之上下部雙頻施加方式之電容耦合型電漿蝕刻裝置、或是對晶座12施加單一高頻之下部單頻施加方 式之電容耦合型電漿蝕刻裝置，也可直接適用上述實施形態之過濾器或是過濾器單元。
此外，本發明絕非限定於加熱器供電線等之電源線用過濾器，亦可適用於將腔室內所設既定電氣構件與腔室外所設電力系統或是訊號系統的外部電路加以電性連接之一對線路或是單一線路上所設之任意過濾器或是過濾器單元。
本發明不限定於電容耦合型之電漿蝕刻裝置，亦可適用於微波電漿蝕刻裝置或是感應耦合電漿蝕刻裝置、大喇叭波(helicon wave)電漿蝕刻裝置等，再者亦可適用於電漿CVD、電漿氧化、電漿氮化、濺鍍等其他電漿處理裝置。此外，本發明之被處理基板不限於半導體晶圓，亦可為平板顯示器、有機EL、太陽電池用各種基板、光罩、CD基板、印刷基板等。
54(IN)‧‧‧過濾器單元
56(IN)‧‧‧電纜
102(1)‧‧‧第1過濾器
102(2)‧‧‧第2過濾器
104(1)‧‧‧線圈
104(2)‧‧‧線圈
110‧‧‧外導體
112‧‧‧電容器盒
114‧‧‧棒軸
114a‧‧‧空洞部
118‧‧‧蓋體
120(1)‧‧‧分布常數線路
120(2)‧‧‧分布常數線路
122‧‧‧下部連接器
124(1)‧‧‧剛性連接導體
124(2)‧‧‧剛性連接導體
126‧‧‧承接線圈用構件
128a‧‧‧頭部
130‧‧‧扳手
134‧‧‧線圈長度調整部
d‧‧‧繞線間隔
S‧‧‧長度
T(1)‧‧‧過濾器端子
T(2)‧‧‧過濾器端子

Claims (27)

  1. 一種電漿處理裝置，具有：處理容器，係進行電漿處理；電氣構件，係設置於該處理容器內；線路，係用以將該電氣構件電氣連接於該處理容器外所配置之外部電路；過濾器，係包含有使得從該電氣構件朝該外部電路而進入該線路的既定頻率之高頻雜訊產生衰減或是加以阻止的線圈；以及線圈電感調整部，係調整該線圈之電感。
  2. 一種電漿處理裝置，具有：處理容器，係進行電漿處理；第1電極，係配置於該處理容器內；發熱體，係設置於該第1電極處；供電線路，係用以將該發熱體電性連接於該處理容器外所配置之加熱器電源；過濾器，係包含有使得經由該發熱體而進入該供電線路之既定頻率的高頻雜訊衰減或是加以阻止的線圈；以及線圈電感調整部，係調整該線圈之電感。
  3. 如申請專利範圍第2項之電漿處理裝置，係具有高頻電源，用以對該電極施加具有一定頻率之基本波的高頻。
  4. 如申請專利範圍第2或3項之電漿處理裝置，其中該發熱體係並聯設置複數個，與此等複數之該發熱體分別對應之複數該過濾器係於方位角方向上保持均勻距離間隔來配置。
  5. 如申請專利範圍第3或4項之電漿處理裝置，其中該高頻雜訊包含有具該基本波之2倍頻率的2次高諧波。
  6. 如申請專利範圍第2至5項中任一項之電漿處理裝置，其中於該第1電極上載置被處理體。
  7. 如申請專利範圍第2至6項中任一項之電漿處理裝置，其中該供電線路係具有分別連接至該發熱體兩端的第1以及第2供電導線； 該線圈包含有構成該第1供電導線之一部分的第1線圈單體、以及構成該第2供電導線之一部分的第2線圈單體；分別構成該第1以及第2線圈單體之第1以及第2線圈導線係一邊平移一邊以相等繞線長度捲成螺旋狀。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之電漿處理裝置，其中該線圈電感調整部係具有線圈長度調整部，以調整該線圈之長度或是繞線間隔。
  9. 如申請專利範圍第8項之電漿處理裝置，其中該線圈長度調整部具有：棒軸，係以可遊動方式貫通該線圈之內側；承接線圈用構件，係維持在結合於或是卡合於該線圈之一端的狀態下，在該線圈軸向上以可滑動方式安裝於該棒軸；以及螺進機構，係使得該承接線圈用構件移動於該棒軸上且固定於所希望之位置處。
  10. 如申請專利範圍第8項之電漿處理裝置，其中該線圈長度調整部具有：棒狀螺軸，係以可遊動方式貫通於該線圈之內側；承接線圈用構件，係維持在結合於或是卡合於該線圈之一端的狀態下，在該線圈軸向上以可移動方式安裝於該螺軸；以及螺帽，係為了將該承接線圈用構件固定於所希望之位置處而螺合於該螺軸。
  11. 如申請專利範圍第9或10項之電漿處理裝置，其中該線圈長度調整部係將位於該處理容器側之該線圈的一端加以固定，而將位於與該處理容器成為相反側之該線圈之另一端結合於或是卡合於該承接線圈用構件。
  12. 如申請專利範圍第1至11項中任一項之電漿處理裝置，其中該線圈之繞線間係以具有彈力性之絕緣體來填塞。
  13. 如申請專利範圍第12項之電漿處理裝置，其中該絕緣體係包覆該線圈之管。
  14. 如申請專利範圍第1至13項中任一項之電漿處理裝置，其中該線圈為空芯線圈。
  15. 如申請專利範圍第1至14項中任一項之電漿處理裝置，其中該過濾器具有將該線圈加以收容或是包圍之筒形外導體，形成特性阻抗為一定之分布常數線路。
  16. 如申請專利範圍第15項之電漿處理裝置，其中該外導體係處於電性接地狀態。
  17. 如申請專利範圍第1至16項中任一項之電漿處理裝置，其中該過濾器從該處理容器內之處理空間側觀看係配置於該高頻電極之背後。
  18. 如申請專利範圍第1至17項中任一項之電漿處理裝置，其中從該處理容器側觀看，該線圈係設置於該過濾器之初段，該線圈之相反側的端子係經由電容器而電性連接於接地電位之導電性構件。
  19. 一種過濾器單元，在進行電漿處理之處理容器內之電氣構件經由線路而電性連接於該處理容器外所配置之外部電路的電漿處理裝置中，為了使得從該電氣構件朝該外部電路進入該線路之既定頻率的高頻雜訊產生衰減或是加以阻止而設置於該線路之中途者；具有：線圈，係構成該線路之一部分；以及線圈電感調整部，係用以調整該線圈之電感。
  20. 一種過濾器單元，在進行電漿處理之處理容器內的第1電極所設之發熱體經由供電線路來電性連接於該處理容器外所配置之加熱器電源的電漿處理裝置中，為了使得從該發熱體朝該加熱器電源進入該供電線路之既定頻率的高頻雜訊產生衰減或是加以阻止而設置於該供電線路之中途者；具有：線圈，係構成該供電線路之一部分；以及線圈電感調整部，係用以調整該線圈之電感。
  21. 如申請專利範圍第19或20項之過濾器單元，其中該線圈電感調整部係具有線圈長度調整部，以調整該線圈之長度或是繞線間隔。
  22. 如申請專利範圍第21項之過濾器單元，其中該線圈長度調整部係具有： 棒軸，係以可遊動方式貫通該線圈之內側；承接線圈用構件，係維持在結合於或是卡合於該線圈之一端的狀態下，在該線圈軸向上以可滑動方式安裝於該棒軸；以及螺進機構，係使得該承接線圈用構件移動於該棒軸上且固定於所希望之位置處。
  23. 如申請專利範圍第21項之過濾器單元，其中該線圈長度調整部具有：棒狀螺軸，係以可遊動方式貫通於該線圈之內側；承接線圈用構件，係維持在結合於或是卡合於該線圈之一端的狀態下，在該線圈軸向上以可移動方式安裝於該螺軸；以及螺帽，係為了固定該承接線圈用構件而螺合於該螺軸。
  24. 如申請專利範圍第22或23項之過濾器單元，其中該線圈長度調整部係將位於該處理容器側之該線圈的一端加以固定，而將位於與該處理容器成為相反側之該線圈之另一端結合於或是卡合於該承接線圈用構件。
  25. 如申請專利範圍第19至24項中任一項之過濾器單元，其中該線圈之繞線間係以具有彈力性之絕緣體所填塞。
  26. 如申請專利範圍第25項之過濾器單元，其中該絕緣體係包覆該線圈之管。
  27. 如申請專利範圍第19至26項中任一項之過濾器單元，其中該線圈為空芯線圈。
TW102121459A 2012-06-19 2013-06-18 電漿處理裝置及過濾器單元 TW201414361A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012137958A JP6001932B2 (ja) 2012-06-19 2012-06-19 プラズマ処理装置及びフィルタユニット

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201414361A true TW201414361A (zh) 2014-04-01
TWI562684B TWI562684B (zh) 2016-12-11

Family

ID=49768420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102121459A TW201414361A (zh) 2012-06-19 2013-06-18 電漿處理裝置及過濾器單元

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6001932B2 (zh)
KR (1) KR102070471B1 (zh)
TW (1) TW201414361A (zh)
WO (1) WO2013190805A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112992481A (zh) * 2021-02-04 2021-06-18 广州市蓝粉网络科技有限公司 一种片式绕线共模电感器

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6135775B2 (ja) 2014-01-10 2017-05-31 日産自動車株式会社 電動車両の制御装置および電動車両の制御方法
JP6218650B2 (ja) * 2014-03-11 2017-10-25 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP6483533B2 (ja) * 2015-06-03 2019-03-13 京セラ株式会社 試料保持具およびこれを用いたプラズマエッチング装置
JP6637846B2 (ja) * 2016-06-23 2020-01-29 東京エレクトロン株式会社 フィルタを設計する方法
JP6698502B2 (ja) 2016-11-21 2020-05-27 東京エレクトロン株式会社 載置台及びプラズマ処理装置
JP6832800B2 (ja) * 2017-06-21 2021-02-24 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US10812033B2 (en) * 2017-12-29 2020-10-20 Lam Research Corporation High-power radio-frequency spiral-coil filter
JP7094856B2 (ja) * 2018-10-19 2022-07-04 東京エレクトロン株式会社 フィルタユニットの調整方法およびプラズマ処理装置
JP7125058B2 (ja) * 2018-12-06 2022-08-24 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置、及び、プラズマ処理方法
JP7516198B2 (ja) * 2020-05-01 2024-07-16 東京エレクトロン株式会社 エッチング装置及びエッチング方法
TW202234461A (zh) * 2020-05-01 2022-09-01 日商東京威力科創股份有限公司 蝕刻裝置及蝕刻方法
KR20220061617A (ko) * 2020-11-06 2022-05-13 세메스 주식회사 기판 처리 장치
JP7534235B2 (ja) 2021-02-01 2024-08-14 東京エレクトロン株式会社 フィルタ回路及びプラズマ処理装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6011418U (ja) * 1983-07-05 1985-01-25 パイオニア株式会社 可変インダクタンス装置
JPS62213216A (ja) * 1986-03-14 1987-09-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 可変インダクタ−
JP3843887B2 (ja) * 2002-05-24 2006-11-08 松下電器産業株式会社 高周波解凍装置
TWI278877B (en) * 2003-09-17 2007-04-11 Pulse Eng Inc Controlled inductance device and method
US7777152B2 (en) * 2006-06-13 2010-08-17 Applied Materials, Inc. High AC current high RF power AC-RF decoupling filter for plasma reactor heated electrostatic chuck
JP5042661B2 (ja) * 2007-02-15 2012-10-03 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
JP4903610B2 (ja) * 2007-03-27 2012-03-28 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP5301812B2 (ja) * 2007-11-14 2013-09-25 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP2010283273A (ja) * 2009-06-08 2010-12-16 Hitachi Kokusai Electric Inc インダクタンス微調整装置
JP5643062B2 (ja) * 2009-11-24 2014-12-17 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112992481A (zh) * 2021-02-04 2021-06-18 广州市蓝粉网络科技有限公司 一种片式绕线共模电感器

Also Published As

Publication number Publication date
KR102070471B1 (ko) 2020-01-29
JP6001932B2 (ja) 2016-10-05
WO2013190805A1 (ja) 2013-12-27
KR20150024303A (ko) 2015-03-06
JP2014003179A (ja) 2014-01-09
TWI562684B (zh) 2016-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201414361A (zh) 電漿處理裝置及過濾器單元
KR102580823B1 (ko) 플라즈마 처리 장치
TWI472267B (zh) Plasma processing device
TWI674615B (zh) 電漿處理裝置
JP6027374B2 (ja) プラズマ処理装置及びフィルタユニット
TWI621172B (zh) 電漿處理裝置
KR101687566B1 (ko) 플라즈마 처리 장치
US9530619B2 (en) Plasma processing apparatus and filter unit
TWI538093B (zh) 有著對稱供給結構之基板支架
TWI506949B (zh) 射頻功率濾波器及包含該射頻功率濾波器的電漿處理系統
TWI616947B (zh) Plasma processing device
JP7094856B2 (ja) フィルタユニットの調整方法およびプラズマ処理装置
TW201342508A (zh) 用於靜電吸盤的射頻濾波器
KR100864111B1 (ko) 유도 결합 플라즈마 반응기
KR101058832B1 (ko) 플라즈마를 이용한 기판처리장치의 안테나 구조
KR100753869B1 (ko) 복합형 플라즈마 반응기