TW201515051A - 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
TW201515051A
TW201515051A TW103117835A TW103117835A TW201515051A TW 201515051 A TW201515051 A TW 201515051A TW 103117835 A TW103117835 A TW 103117835A TW 103117835 A TW103117835 A TW 103117835A TW 201515051 A TW201515051 A TW 201515051A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
coil
frequency
hollow core
spiral coil
plasma processing
Prior art date
Application number
TW103117835A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI623961B (zh
Inventor
Naohiko Okunishi
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 TW201515051A publication Critical patent/TW201515051A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI623961B publication Critical patent/TWI623961B/zh

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/38—Impedance-matching networks
    • 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
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334—Etching
    • 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

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Filters And Equalizers (AREA)

Abstract

本發明之課題在於對於來自處理容器內之高頻電極或其他電氣構件而進入供電線路、訊號線等線路上之有害複數頻率之高頻雜訊，能有效率地且穩定確實地給予充分高的阻抗，而可提高電漿程序之再現性、可靠性。 過濾器單元54(IN)在接地狀態之圓筒狀導體所構成之架框82中，從上而下依序配置有空芯螺線線圈AL1、BL1、第1電容器AC1、BC1、環形線圈AL2、BL2以及第2電容器AC2、BC2。於兩空芯螺線線圈AL1、BL1之周圍，與此等空芯螺線線圈之外周面鄰接並和線圈軸向呈平行延伸之棒狀櫛齒構件86係於周旋方向上隔著一定間隔設置複數個。於個別櫛齒構件86之內側面形成有陷入兩螺線線圈AL1、BL1之纏線間的櫛齒M。

Description

電漿處理裝置及過濾器單元
本發明係關於一種以高頻對被處理基板施行電漿處理之電漿處理裝置，尤其關於一種電漿處理裝置，具備有過濾器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的高頻雜訊予以遮斷。
以電漿來製造半導體元件或是FPD(Flat Panel Display)之微細加工中，對於被處理基板(半導體晶圓、玻璃基板等)上的電漿密度分布進行控制、對基板溫度乃至溫度分布進行控制非常地重要。若未能適切進行基板之溫度控制，則無法確保基板表面反應乃至於程序特性之均一性，會降低半導體元件或是顯示元件之製造良率。
一般，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：對電漿空間施加高頻之高頻電極機能、將基板以靜電吸附等來加以保持之保持部機能、以及將基板以熱傳導來控制在既定溫度之溫度控制部機能。關於溫度控制機能，希望能對於來自電漿、腔室壁之輻射熱的不均一性所致基板上入熱特性之分布、基板支撐構造所致熱分布加以適切補正。
以往為了控制晶座溫度乃至於基板溫度，多採用在晶座加裝因通電而發熱之發熱體來控制該發熱體所產生之焦耳熱的加熱器方式。但是，若採行加熱器方式，從該高頻電源施加於晶座之一部分高頻容易以雜訊的形式從發熱體進入加熱器供電線路內。若高頻雜訊穿過加熱器供電線路到達加熱器電源，恐會損及加熱器電源之動作乃至於性能。再者，若高頻電流流經加熱器供電線路上，則高頻功率會無端被消耗。基於如此之實情，將過濾 器(用以衰減或是阻止從內建於晶座之發熱體而來的高頻雜訊)設置於加熱器供電線路上乃成為通例。通常，此種過濾器係於晶座正下方配置於處理容器外。
本申請人於專利文獻1中揭示了一種技術，用以改善過濾器(將電漿處理裝置中從處理容器內之高頻電極或其他電氣構件進入供電線路、訊號線等線路上的高頻雜訊加以遮斷)之性能。此過濾器技術藉由利用分布常數線路之規則性多重並聯共振特性而以1個空芯線圈來達成收容在過濾器內之線圈。
先前技術文獻
專利文獻1 日本特開2011-135052
電容耦合型電漿處理裝置，為了提升電漿程序中高頻機能及其控制性，常常會對於處理容器內之電極施加不同頻率之複數高頻。例如，下部雙頻施加方式係對於載置被處理基板之晶座(下部電極)重疊施加，具有適合於電漿生成之相對高基本頻率(通常為27MHz以上)之第1高頻HF、以及適合於控制從電漿入射於被處理基板之離子能量的相對低基本頻率(通常為13MHz以下)之第2高頻LF。於此情況，第1以及第2高頻HF、LF之雜訊會經由發熱體(為了進行基板溫度控制而組裝於晶座者)而同時進入加熱器供電線路上。設置於加熱器供電線路上之過濾器必須同時遮斷此等雙頻之高頻雜訊。
上述專利文獻1之過濾器，空芯線圈所要求之電感、亦即線圈尺寸(尤其是軸向之線圈長度)受到遮斷對象頻率當中最低頻率之第2高頻LF的基本頻率所影響，第2高頻LF之基本頻率愈低則線圈長度必須愈長。例如，當第2高頻LF之基本頻率為3.2MHz之情況，線圈長度必須為200mm以上，當第2高頻LF之基本頻率為400kHz之情況，線圈長度必須為750mm以上。但是，空芯線圈之尺寸愈大，則線圈導線之電阻愈高，來自加熱器電源之電流流經時所發生之焦耳熱會增加，造成過濾器內之電力耗損增加。此外， 若空芯線圈之尺寸、亦即過濾器之尺寸變大，則設置於晶座乃至於腔室下的各種使用電力供給系統之佈局設計會變得困難。
再者，上述專利文獻1之過濾器，受到由空芯線圈以及包圍該空芯線圈之筒狀外導體所形成之分布常數線路之並聯多重共振的影響，於過濾器之頻率-阻抗特性中，多數的並聯共振頻率會以大致一定的頻率間隔而出現。但是，也由於並聯共振頻率以規則性頻率間隔出現，會有並聯多重共振難以同時匹配於依程序種類、規格等各種觀點所任意選定之兩高頻HF、LF之頻率的問題。
尤其，上述專利文獻1之過濾器中，若配合將多重並聯共振中最低的並聯共振頻率設定在3.2MHz或400kHz此種較低值之第2高頻LF的基本頻率來進行設計，則不僅會導致上述般空芯線圈之大型化，且共振頻率之間隔會非常地狹窄而成為傾斜(變化率)陡峭之頻率-阻抗特性。因此，一旦過濾器設計出現些微誤差或是變動，則遮斷對象之基本頻率會比並聯共振頻率靠近旁邊的串聯共振頻率，成為相當低的阻抗，而無法發揮過濾器機能。因此，過濾器之設計、製作、調整變得困難，也容易以電漿處理裝置等級發生機器差異。
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及過濾器單元，對於來自處理容器內之高頻電極或其他電氣構件而進入供電線路、訊號線等線路上之有害複數頻率之高頻雜訊，能有效率地且穩定確實地給予充分高的阻抗，而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，具有電力系統或是訊號系統之外部電路而經由線路來電性連接於進行電漿處理之處理容器內的既定電氣構件，從該電氣構件朝該外部電路而進入該線路之不同頻率之複數高頻雜訊係藉由設置於該線路上之過濾器來加以衰減或是阻止；該過濾器具有：空芯螺線線圈，為了將該複數高頻雜訊當中頻率最低之高頻以外的1個或是複數個高頻雜訊加以遮斷，從該電氣構件側觀看設置於初段處；絕緣性櫛齒，係於周旋方向之複數部位處局部性進入該空芯螺線線圈之纏線間；附核心之線圈，為了將該頻率最低之高頻雜訊加以遮斷，而和該空芯螺線線 圈成為串聯；以及筒狀導體，係至少收容或是包圍該空芯螺線線圈，和該空芯螺線線圈組合而形成以複數頻率產生並聯共振之分布常數線路。
此外，本發明之第1觀點之過濾器單元，係於進行電漿處理之處理容器內的電氣構件經由線路而電性連接於配置在該處理容器外之外部電路的電漿處理裝置中，為了將從該電氣構件朝該外部電路而進入該線路之不同頻率之複數高頻雜訊加以衰減或是阻止而設置於該線路之中途者；具有：空芯螺線線圈，為了將該複數高頻雜訊當中頻率最低之高頻以外的1個或是複數個高頻雜訊加以遮斷，從該電氣構件側觀看設置於初段處；絕緣性櫛齒，係於周旋方向之複數部位處局部性進入該空芯螺線線圈之纏線間；附核心之線圈，為了將該頻率最低之高頻雜訊加以遮斷，而和該空芯螺線線圈成為串聯；以及筒狀導體，係至少收容或是包圍該空芯螺線線圈，和該空芯螺線線圈組合而形成以複數頻率產生並聯共振之分布常數線路。
上述第1觀點中，對於電漿處理中從處理容器內之上述電氣構件朝處理容器外之上述外部電路而進入線路上的複數高頻雜訊，過濾器之初段空芯螺線線圈係遮斷頻率較高之高頻雜訊，次段環形線圈則遮斷通過空芯線圈之頻率最低之高頻雜訊。如此般，對頻率較高之高頻雜訊的過濾器遮斷機能以及對頻率較低之高頻雜訊的過濾器遮斷機能分別由空芯螺線線圈以及環形線圈所分擔。
此外，上述第1觀點中，由於空芯螺線線圈的纏線間距由櫛齒間距來正確地對齊於設定值，而可得到再現性高、個體差少的頻率-阻抗特性或是過濾器特性。再者，由於在空芯螺線線圈之纏線間、於櫛齒以外之部分形成有氣隙，故線圈所產生之熱可經由氣隙而被迅速釋放。從而，可高效率地冷卻空芯螺線線圈。
本發明之第2觀點之電漿處理裝置，具有電力系統或是訊號系統之外部電路而經由線路來電性連接於進行電漿處理之處理容器內的既定電氣構件，從該電氣構件朝該外部電路而進入該線路之不同頻率之複數高頻雜訊係藉由設置於該線路上之過濾器來加以衰減或是阻止；該過濾器具有：空芯螺線線圈，為了將該複數高頻雜訊當中頻率最低之高頻以外的1個或是複數個高頻雜訊加以遮斷，從該電氣構件側觀看設置於初段處；絕緣性櫛 齒，係在該空芯螺線線圈之第1區間於周旋方向之複數部位處局部性進入纏線間；線圈管，係在該空芯螺線線圈之第2區間於周旋方向之全區域填塞纏線間；附核心之線圈，為了將該頻率最低之高頻雜訊加以遮斷，而和該空芯螺線線圈成為串聯；以及筒狀導體，係至少收容或是包圍該空芯螺線線圈，和該空芯螺線線圈組合而形成以複數頻率產生並聯共振之分布常數線路。
此外，本發明之第2觀點之過濾器單元，係於進行電漿處理之處理容器內的第1電極處所設發熱體經由供電線路而電性連接於配置在該處理容器外之加熱器電源的電漿處理裝置中，為了將從該發熱體朝該加熱器電源而進入該供電線路之不同頻率之複數高頻雜訊加以衰減或是阻止而設置於該供電線路之中途者；具有：空芯螺線線圈，為了將該複數高頻雜訊當中頻率最低之高頻以外的1個或是複數個高頻雜訊加以遮斷，從該電氣構件側觀看設置於初段處；絕緣性櫛齒，係在該空芯螺線線圈之第1區間於周旋方向之複數部位處局部性進入纏線間；線圈管，係在該空芯螺線線圈之第2區間於周旋方向之全區域填塞纏線間；附核心之線圈，為了將該頻率最低之高頻雜訊加以遮斷，而和該空芯螺線線圈成為串聯；以及筒狀導體，係至少收容或是包圍該空芯螺線線圈，和該空芯螺線線圈組合而形成以複數頻率產生並聯共振之分布常數線路。
上述第2觀點中，對於電漿處理中從處理容器內之上述電氣構件朝處理容器外之上述外部電路而進入線路上的複數高頻雜訊，過濾器之初段空芯螺線線圈係遮斷頻率較高之高頻雜訊，次段環形線圈則遮斷通過空芯線圈之頻率最低之高頻雜訊。如此般，對頻率較高之高頻雜訊的過濾器遮斷機能以及對頻率較低之高頻雜訊的過濾器遮斷機能分別由空芯螺線線圈以及環形線圈所分擔。
此外，上述第2觀點中，在空芯螺線線圈之第1區間，絕緣性第1櫛齒以周旋方向之複數部位進入纏線間，在第2區間，第2線圈管在周旋方向之全區域填塞纏線間，藉此，可將在空芯螺線線圈與筒狀導體之間所形成之分布常數線路或是同軸線路之距離間隔保持於一定，並使得特性阻抗以 區間單位做變化，而可將並聯多重共振之共振頻率之一部分或是全部做平移。
本發明之第3觀點之電漿處理裝置，具有電力系統或是訊號系統之外部電路而經由線路來電性連接於進行電漿處理之處理容器內的既定電氣構件，從該電氣構件朝該外部電路而進入該線路之不同頻率之複數高頻雜訊係藉由設置於該線路上之過濾器來加以衰減或是阻止；該過濾器具有：空芯螺線線圈，為了將該複數高頻雜訊當中頻率最低之高頻以外的1個或是複數個高頻雜訊加以遮斷，從該電氣構件側觀看設置於初段處；具有第1比介電係數之第1線圈管，在該空芯螺線線圈之第2區間於周旋方向之全區域填塞纏線間；具有第2比介電係數之第2線圈管，在該空芯螺線線圈之第2區間於周旋方向之全區域填塞纏線間；附核心之線圈，為了將該頻率最低之高頻雜訊加以遮斷，而和該空芯螺線線圈成為串聯；以及筒狀導體，係至少收容或是包圍該空芯螺線線圈，和該空芯螺線線圈組合而形成以複數頻率產生並聯共振之分布常數線路。
本發明之第3觀點之過濾器單元，係於進行電漿處理之處理容器內的電氣構件經由線路而電性連接於配置在該處理容器外之外部電路的電漿處理裝置中，為了將從該電氣構件朝該外部電路而進入該線路之不同頻率之複數高頻雜訊加以衰減或是阻止而設置於該線路之中途者；具有：空芯螺線線圈，為了將該複數高頻雜訊當中頻率最低之高頻以外的1個或是複數個高頻雜訊加以遮斷，從該電氣構件側觀看設置於初段處；具有第1比介電係數之第1線圈管，在該空芯螺線線圈之第2區間於周旋方向之全區域填塞纏線間；具有第2比介電係數之第2線圈管，在該空芯螺線線圈之第2區間於周旋方向之全區域填塞纏線間；附核心之線圈，為了將該頻率最低之高頻雜訊加以遮斷，而和該空芯螺線線圈成為串聯；以及筒狀導體，係至少收容或是包圍該空芯螺線線圈，和該空芯螺線線圈組合而形成以複數頻率產生並聯共振之分布常數線路。
上述第3觀點中，對於電漿處理中從處理容器內之上述電氣構件朝處理容器外之上述外部電路而進入線路上的複數高頻雜訊，過濾器之初段空芯螺線線圈係遮斷頻率較高之高頻雜訊，次段環形線圈則遮斷通過空芯線圈 之頻率最低之高頻雜訊。如此般，對頻率較高之高頻雜訊的過濾器遮斷機能以及對頻率較低之高頻雜訊的過濾器遮斷機能分別由空芯螺線線圈以及環形線圈所分擔。
再者，上述第3觀點中，在空芯螺線線圈之第1區間，具有第1比介電係數之第1線圈管於周旋方向之全區域填塞纏線間，另一方面，於第2區間，具有第2比介電係數之第2線圈管於周旋方向之全區域填塞纏線間，藉此，可將在空芯螺線線圈與筒狀導體之間所形成之分布常數線路或是同軸線路之距離間隔保持一定，並以區間單位來變化特性阻抗，可將並聯多重共振之共振頻率之一部分或是全部加以平移。
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，對於來自處理容器內之高頻電極或其他電氣構件而進入供電線路、訊號線等線路上之有害複數頻率之高頻雜訊，能有效率地且穩定確實地給予充分高的阻抗，而可提高電漿程序之再現性、可靠性。
10‧‧‧腔室
12‧‧‧晶座(下部電極)
28‧‧‧(電漿生成用)高頻電源
30‧‧‧(離子拉引用)高頻電源
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
80A,80B‧‧‧供電線路
82‧‧‧架框(外導體)
84A,84B‧‧‧過濾器
AL1,BL1‧‧‧空芯螺線線圈
AC1,BC1‧‧‧電容器
AL2,BL2‧‧‧環形線圈
AC2,BC2‧‧‧電容器
86‧‧‧棒狀櫛齒構件
98‧‧‧板狀櫛齒構件
M,M1~M3‧‧‧櫛齒
J‧‧‧線圈管
圖1係顯示本發明之第1實施形態之電漿處理裝置之構成的截面圖。
圖2係顯示上述電漿處理裝置之晶座(下部電極)處所設發熱體之構成的大致俯視圖。
圖3係顯示對上述晶座內之發熱體供給電力之加熱器供電部之電路構成圖。
圖4係顯示第1實施例之過濾器單元全體構造之縱截面圖。
圖5A係顯示上述過濾器單元之主要部構造之橫截面圖。
圖5B係顯示上述過濾器單元之要部構成之部分放大立體圖。
圖6A係顯示上述過濾器單元之空芯螺線線圈周圍之副組件之具體構成例之立體圖。
圖6B係顯示上述副組件之主要部之部分放大立體圖。
圖7係顯示上述副組件之具體構成之一變形例之立體圖。
圖8係顯示上述過濾器單元所設環形線圈之構造之俯視圖。
圖9係顯示上述環形線圈之環形核心之外觀構成之立體圖。
圖10係顯示上述過濾器單元之空芯螺線線圈之標準纏線間距分布之示意顯示圖。
圖11係顯示空芯螺線線圈具有圖10之纏線間距分布情況下之頻率-阻抗特性一例之圖。
圖12係顯示上述環形線圈周圍之等效電路之電路圖。
圖13係顯示上述環形線圈周圍之等效電路之頻率-阻抗特性一例之圖。
圖14係顯示關於上述空芯螺線線圈之纏線間距以及櫛齒之其他實施例之構成之立體圖。
圖15係示意顯示圖14之實施例中關於纏線間距之空芯螺線線圈之分割圖案之圖。
圖16係顯示空芯螺線線圈關於纏線間距具有圖15之分割圖案情況之頻率-阻抗特性一例之圖。
圖17係顯示一變形例中電漿處理裝置之構成的截面圖。
圖18係顯示其他實施例中過濾器單元內的物理構造之縱截面圖。
圖19係顯示圖18之實施例中空芯螺線線圈之主要部(線圈纏線間構造)之部分放大立體圖。
圖20係示意顯示圖18之實施例中關於纏線間距之空芯螺線線圈之分割圖案之圖。
圖21係顯示空芯螺線線圈關於纏線間距具有圖20之分割圖案之情況之頻率-阻抗特性一例之圖。
圖22係顯示其他實施例中要部(線圈纏線間構造)之部分放大立體圖。
圖23係顯示環形核心之一變形例之圖。
以下，參見所附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顯示本發明之第1實施形態之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方式構成，例如具有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，載置例如半導體晶圓W做為被處理基板之圓板形狀晶座12係以下部電極的形式來水平配置。此晶座12係由例如鋁所構成，受到從腔室10之底往垂直上方延伸之例如陶瓷製絕緣性筒狀支撐部14以非接地方式所支撐。沿著此絕緣性筒狀支撐部14之外周從腔室10之底往垂直上方延伸之導電性筒狀支撐部16與腔室10之內壁之間形成有環狀排氣流路18，於此排氣流路18之底設有排氣口20。此排氣口20經由排氣管22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。於腔室10之側壁安裝有用以對半導體晶圓W之搬入出口進行開閉之閘閥26。
第1以及第2高頻電源28、30係經由匹配單元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)之第1高頻HF。另一方面，第2高頻電源30主要輸出有助於對晶座12上半導體晶圓W之離子拉引的一定頻率(通常為13MHz以下)之第2高頻LF。於匹配單元32收容有用以在第1以及第2高頻電源28、30與電漿負荷之間取得阻抗匹配之第1以及第2匹配器(未圖示)。
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處。此外，於腔室10之底面與匹配單元32之間設有包圍供電棒34周圍之圓筒形導體蓋35。更詳細而言，於腔室10之底面(下面)形成有圓形開口部(具有比供電棒34之外徑大一圈之既定口徑)，導體蓋35之上端部連接於此腔室開口部，且導體蓋35之下端部連接於上述匹配器之接地(回線)端子。
晶座12具有比半導體晶圓W大一圈之直徑或是口徑。晶座12之上面被區劃出：晶圓載置部，係和晶圓W為大致相同形狀(圓形)且大致相同尺寸之中心區域；環狀周邊部，係延伸於此晶圓載置部之外側。於晶圓載置部之上載置有處理對象之半導體晶圓W。於環狀周邊部之上安裝有內徑比半導體晶圓W之口徑來得大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之被蝕刻材而由例如Si、SiC、C、SiO2當中任一材質所構成。
於晶座12上面之晶圓載置部設有晶圓吸附用靜電夾38以及發熱體40。靜電夾38係於晶座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之中封入有DC電極44，配置於腔室10之外之外掛式直流電源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。將來自直流電源45之高壓直流電壓施加於DC電極44，以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，通過圓筒體下部供電棒34之中，並從下貫通晶座12而連接於靜電夾38之DC電極44。
發熱體40係由和靜電夾38之DC電極44一起封入介電質42之中之例如螺旋狀電阻發熱線所構成，於此實施形態係如圖2所示般在晶座12之半徑方向2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)經由被絕緣被覆之供電導體52(IN)、過濾器單元54(IN)以及電氣電纜56(IN)而和配置於腔室10之外的專用加熱器電源58(IN)成為電氣連接。外側發熱線40(OUT)經由被絕緣被覆之供電導體52(OUT)、過濾器單元54(OUT)以及電氣電纜56(OUT)同樣地和配置於腔室10之外之專用加熱器電源58(OUT)成為電氣連接。其中，過濾器單元54(IN)、54(OUT)為此實施形態之主要特徵部分，其內部構成以及作用將於後詳細說明。
於晶座12之內部設有例如延伸於周旋方向上之環狀冷媒室或是冷媒通路60。此冷媒室60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)。可藉由冷媒之溫度朝降低晶座12之溫度的方向來控制。此外，為了使得半導體晶圓W熱結合於晶座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而被供給於靜電夾38與半導體晶圓W之接觸界面。
於腔室10之天花板設有和晶座12以平行方式相向之兼作為上部電極的淋灑頭64。此淋灑頭64具有：電極板66，和晶座12相向；以及，電極支撐體68，係可將此電極板66從其背後(上)加以可裝卸地支撐，於電極支撐體68之內部設有氣體室70，並使得從此氣體室70貫通晶座12側之多數氣 體噴出孔72形成於電極支撐體68以及電極板66處。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處理空間。於氣體室70之上部所設之氣體導入口70a處連接著來自處理氣體供給部74之氣體供給管76。電極板66係由例如Si、SiC或是C所構成，電極支撐體68係由例如經耐酸鋁處理過之鋁所構成。
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。
此電漿蝕刻裝置中單片乾式蝕刻之基本動作係以下述方式進行。首先，使閘閥26處於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之上。然後，以處理氣體供給部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將腔室10內之壓力調整為設定值。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分別以既定功率輸出，將此等高頻HF、LF經由匹配單元32以及供電棒34而施加於晶座(下部電極)12。此外，利用熱傳導氣體供給部來對靜電夾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鎖於上述接觸界面。另一方面，開啟加熱器電源58(IN)、58(OUT)，使得內側發熱線40(IN)以及外側發熱線40(OUT)以個別獨立之焦耳熱來發熱，將晶座12上面之溫度乃至溫度分布控制在設定值。從淋灑頭64所噴出之蝕刻氣體係藉由兩電極12、64間之高頻放電而電漿化，藉由此電漿所生成之自由基、離子，半導體晶圓W表面之被加工膜蝕刻成為所希望之圖案。
此電漿蝕刻裝置為陰極耦合型，將具有適合於電漿生成之相對高基本頻率(通常為27MHz以上)之第1高頻HF施加於晶座12，可使得電漿以較佳解離狀態來高密度化，即便為相對低壓條件下也能形成高密度電漿。與此同時，將具有適合於離子拉引之相對低基本頻率(通常為13MHz以下)之第2高頻LF施加於晶座12，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。
尤其，於此實施形態，如後述般，第1高頻HF可無困難地使用更適合於高密度電漿生成之高頻率區域(通常為40MHz以上)，第2高頻LF可無困難地使用更適合於離子能量控制之低頻率區域(通常為3.2MHz以下)。
此外，此電容耦合型電漿蝕刻裝置中，由於晶座12被同時給予冷凝器之冷卻與加熱器之加熱，並且加熱器之加熱係在半徑方向之中心部與邊緣部被獨立控制，而可進行高速之溫度切換或是升降溫，並可任意或是多樣地控制溫度分布之曲線。
此外，此電容耦合型電漿蝕刻裝置在電漿蝕刻之高峰，從高頻電源28、30施加於晶座12之第1以及第2高頻HF、LF之一部分係經由被組裝於晶座12之內側發熱線40(IN)以及外側發熱線40(OUT)而以高頻雜訊的形式進入供電導體52(IN)、52(OUT)。此等雙頻之高頻雜訊任一者進入加熱器電源58(IN)、58(OUT)都有可能損及加熱器電源58(IN)、58(OUT)之動作乃至性能。
關於此點，如上述般，係於將加熱器電源58(IN)、58(OUT)與內側發熱線40(IN)以及外側發熱線40(OUT)加以電性連結之加熱器供電線路上設有過濾器單元54(IN)、54(OUT)。此等過濾器單元54(IN)、54(OUT)如以下所詳述般，即便對於從內側發熱線40(IN)以及外側發熱線40(OUT)進入加熱器供電線路上之第1以及第2高頻HF、LF之雜訊任一者均可以低消耗電力、高效率且安定確實地發揮阻抗充分高之過濾器遮斷機能。藉此，此實施形態之電漿蝕刻裝置可改善加熱器方式之晶圓溫度控制機能，並有效地防止或是降低第1以及第2高頻HF、LF之功率從腔室10經由晶座12內部之發熱體40漏洩到加熱器供電線路上，可提高電漿程序之再現性、可靠性。
〔過濾器單元內之電路構成〕
其次，說明此電漿處理裝置中主要特徵部分亦即過濾器單元54(IN)、54(OUT)內之電路構成。由於兩過濾器單元54(IN)、54(OUT)之構成以及作用相同，故僅就其中一過濾器單元54(IN)來說明。
圖3中顯示用以對設置於晶座12之晶圓溫度控制用發熱體40供給電力之加熱器供電部的電路構成。此實施形態中，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加熱器供電部，以對內側發熱線40(IN)以及外側發熱線40(OUT)之發熱量或是發熱溫度做獨立控制。於以下之說明中係描述對於內側發熱線40(IN)之加熱器供電部之構成以及作用。對於外側發熱線40(OUT)之加熱器供電部之構成以及作用完全相同。
加熱器電源58(IN)乃例如使用SSR而進行例如商用頻率之切換(ON/OFF)動作的交流輸出型電源，以內側發熱線40(IN)與封閉迴圈之電路來連接著。更詳細來說，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)80A而和內側發熱線40(IN)之第1端子hA做電性連接，第2輸出端子係經由第2供電線路(電源線)80B而和內側發熱線40(IN)之第2端子hB做電性連接。
過濾器單元54(IN)係於接地狀態之圓筒狀導體所構成之架框82之中收容有用以將進入第1以及第2供電線路80A、80B上之高頻雜訊加以遮斷之第1以及第2過濾器84A、84B。兩過濾器84A、84B之電路構成實質相同，兩過濾器間各別對應之電抗元件之特性值也實質相同。
更詳而言之，個別過濾器84A、84B係於供電線路80A、80B上從發熱體40側觀看依照初段線圈AL1、BL1以及次段線圈AL2、BL2之順序將此等加以串聯，於初段線圈AL1、BL1與次段線圈AL2、BL2之間的連接點NA、NB與架框82之間電性連接第1電容器AC1、BC1，於次段線圈AL2、BL2之加熱器電源58(IN)側的端子與架框82之間電性連接著第2電容器AC2、BC2。
於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中係通過第1供電線路80A亦即電氣電纜56(IN)、次段線圈AL2、初段線圈AL1以及供電導體52(IN)而從一側的端子hA進入內側發熱線40(IN)，於內側發熱線40(IN)之各部產生焦耳熱，從另一側之端子hB出去之後，通過第2供電線路80B亦即供電導體52(IN)、初段線圈BL1、次段線圈BL2以及電氣電纜56(IN)而返回。負極性之循環則是以上述之相反方向使得電流流經相同電路。此加熱器交流輸出之電流通常為50Hz~數100Hz，故於各線圈AL1、BL1、AL2、BL2之壓降小到可忽略，通過各電容 器AC1、BC1、AC2、BC2從接地側脫離之漏電流也小到可忽略。於此實施形態，如後述般，初段線圈AL1、BL1係由圓筒狀空芯螺線線圈、亦即空芯螺線線圈所構成，次段線圈AL2、BL2係由環形線圈所構成。
〔過濾器單元內之物理構造〕
圖4顯示此實施形態之過濾器單元54(IN)內之物理構造。圖5A~圖9顯示過濾器單元54(IN)內之主要部之構成。
如圖4所示般，過濾器單元54(IN)係於例如鋁所構成之接地狀態的圓筒狀導體或是架框82之中從上而下依此順序配置著空芯螺線線圈AL1、BL1、第1電容器AC1、BC1、環形線圈AL2、BL2以及第2電容器AC2、BC2。
空芯螺線線圈AL1、BL1除了有從加熱器電源58(IN)對內側發熱線40(IN)流經充分大(例如30A程度之)電流的供電線機能以外，基於防止發熱(功率耗損)之觀點以不具鐵氧體等磁芯之空芯獲得非常大的電感，再者為了得到大的線路長度，而具有較一般螺線線圈來得粗的線圈導體與大的線圈尺寸。
原本，此實施形態中，由於做為空芯螺線線圈AL1、BL1之遮斷對象的高頻雜訊之頻率設定於高頻率區域(40MHz以上)，故空芯螺線線圈AL1、BL1之尺寸無須相對地大，例如直徑D設定於25mm以下、長度S設定於150mm以下即足。
架框82之中，兩空芯螺線線圈AL1、BL1係經由緣體例如樹脂所構成之線圈支撐軸(未圖示)而和架框82成為同軸配置。兩空芯螺線線圈AL1、BL1之線圈導體在未以線圈套筒被覆之實質裸線的狀態下，以可變的纏線間距p分複數階段重疊平移並且捲繞為螺旋狀，具有同一線圈長度S。
於兩空芯螺線線圈AL1、BL1之周圍，鄰接於其等外周面而和線圈軸向成為平行延伸之棒狀櫛齒構件86係於周旋方向上保持一定間隔設有複數根例如4根。個別櫛齒構件86係由具有絕緣體例如PEEK或是PCTFE之硬度、且加工性以及耐熱性優異之樹脂所構成，相對於空芯螺線線圈AL1、BL1獨立出來而固定於過濾器單元54(IN)內。
如圖5A、圖5B所示般，於個別櫛齒構件86之內側面形成有陷入(亦即進入)兩螺線線圈AL1、BL1之纏線間的櫛齒M。以別的觀點來看，兩空芯螺線線圈AL1、BL1之線圈導體係嵌入相鄰接之兩櫛齒M、M之間的狹縫 中。如此一來，兩空芯螺線線圈AL1、BL1之纏線間距p由櫛齒M之間距m所規定。此實施形態中，由於兩空芯螺線線圈AL1、BL1相互平移並捲繞為螺旋狀，故個別空芯螺線線圈AL1、BL1之纏線間距p為櫛齒M之間距m的2倍。
亦即，具有p=2m之關係。此實施例中，兩空芯螺線線圈AL1、BL1之纏線間距p從線圈之端到端為一定(PS)。
於架框82之上端開口部安裝有環狀蓋體88與樹脂製上部連接器90。於上部連接器90固定著上述未圖示之線圈支撐軸以及櫛齒構件66之上端。 此外，兩空芯螺線線圈AL1、BL1之上端係於上部連接器90之內部或是周圍分別電性連接於過濾器端子TA、TB。
圖6A以及圖6B顯示此實施例之中空芯螺線線圈AL1、BL1周圍的具體例之副組件構成。如圖示，複數根(4根)棒狀櫛齒構件86於軸向的複數部位(兩端以及中間3部位)藉由螺釘94結合於圍繞此等之環狀(例如樹脂所構成)之支撐體92處。此外，個別櫛齒構件86係使得形成於其內側面之櫛齒M陷入(置入)兩空芯螺線線圈AL1、BL1之纏線間。藉此，兩空芯螺線線圈AL1、BL1之纏線間距p以p=2m之關係對應於櫛齒M之間距m，且於線圈纏線間排除櫛齒M之部分係形成有相當於櫛齒M厚度之氣隙G(圖6B、圖5B)。
於兩空芯螺線線圈AL1、BL1之內側插入有例如截面十字形之線圈支撐軸96。此線圈支撐軸96於線圈半徑方向係以抵貼於線圈AL1、BL1之內周面的方式延伸為放射狀，於線圈軸向上係以和線圈AL1、BL1成為平行延伸之複數個絕緣體、例如樹脂所構成之板狀構件98所構成。此外，圖6A以及圖6B中，將線圈支撐軸96以及櫛齒構件86等保持於空芯螺線線圈AL1、BL1一端的塊體100係組裝此副組件之際所使用之治具。
圖7顯示一變形例之中空芯螺線線圈AL1、BL1周圍的具體副組件構造。此變形例係於構成上述線圈支撐軸96之板狀構件98之外側端面形成有櫛齒M，板狀構件98之櫛齒M從線圈半徑方向之內側陷入兩空芯螺線線圈AL1、BL1之纏線間，而以p=2m之關係來規定纏線間距p。於此情況，由 於構成線圈支撐軸96之板狀構件98兼做為櫛齒構件，而無須於空芯螺線線圈AL1、BL1之周圍設置上述棒狀的櫛齒構件86。
當然，在其他變形例方面，也可在空芯螺線線圈AL1、BL1之纏線間，使得如圖7般在配置於空芯螺線線圈AL1、BL1之內側的板狀構件98之外側端面以既定間距m形成有櫛齒M、並如圖6A般在內側面以同一間距m形成有櫛齒M之棒狀櫛齒構件86配置於空芯螺線線圈AL1、BL1之周圍，在周旋方向之不同位置從線圈半徑方向之內側以及外側雙方來陷入(置入)櫛齒M。此外，於其他變形例，可於空芯螺線線圈AL1、BL1之內側配置複數個棒狀櫛齒構件86，使得在個別櫛齒構件86之外側面所形成之櫛齒M陷入(置入)線圈AL1、BL1之纏線間。
再次參見圖4，第1電容器AL1、BL1為市售品之2端子型電容器，於空芯螺線線圈AL1、BL1與環形線圈AL2、BL2之間的空間朝橫向成對配置著。第1過濾器84A側之第1電容器AC1，其一端子經由連接導體102A而連接於空芯螺線線圈AL1之下部端子，另一端子則經由連接導體104A而連接於架框82之側壁。第2過濾器84B側之第1電容器BC1，其一端子經由連接導體102B而連接於空芯螺線線圈BL1之下部端子，另一端子則經由連接導體104B而連接於架框82之側壁。
環形線圈AL2、BL2如圖4以及圖8所示般，較佳為在和空芯螺線線圈AL1、BL1成為同軸配置之共通環形核心106處使得個別之線圈導體以各約半周方式捲繞成為螺旋狀。此處，兩環形線圈AL2、BL2之線圈導體係以當兩線圈流經相同相位之高頻電流IA、IB時，於環形核心106內所產生之個別磁通量ΦA、ΦB在周旋方向上成為同向(加成)的方式來反向捲繞著。環形核心106係由比磁導率高的核心材例如Ni-Zn系鐵氧體所構成，形成圓環封閉磁通路徑。
第1過濾器84A側之環形線圈AL2，其一端子(上部端子)係經由連接導體102A而連接於空芯螺線線圈AL1之下部端子，另一端子(下部端子)經由連接導體108A而連接於第2電容器AC2之一端子。第2過濾器84B側之環形線圈BL2，其一端子(上部端子)係經由連接導體102B而連接於空芯螺 線線圈BL1之下部端子，另一端子(下部端子)則經由連接導體108B而連接於第2電容器BC2之一端子。
此實施形態中，為了增加於環形線圈AL2、BL2與架框82之間之線圈纏線每一圈的雜散電容，係將環形核心106之厚度t增大為通常的數倍以上(尤其較佳為4倍以上)。因此，如圖9所示般，使得市售品之單體環形核心TC在軸向(縱向)上重疊複數個(例如4個)。
一般而言，於單體環形核心TC，若內半徑定為a、外半徑定為b、厚度(高度)定為c，則核心身體部之橫寬(b-a)與厚度c大致相等，而成立c≒(b-a)之關係。從而，單體環形核心TC以2段重疊之情況的環形核心86之厚度(高度)t為t=2c，成立t≒2(b-a)之關係。此外，如圖示構成例所示般使得單體環形核心TC以4段重疊之情況的環形核心106之厚度(高度)t為t=4c，成立t≒4(b-a)之關係。於此實施形態，係以成立t≧2(b-a)之關係、尤佳為成立t≧4(b-a)之關係的方式使得環形核心106之厚度t超出常理地大。
此外，通常的環形核心在高頻之頻域始終以集中常數元件的方式發揮作用。此實施形態之環形線圈AL2、BL2也於高頻之頻域、尤其對於第1高頻HF以及第2高頻LF之個別基本頻率發揮集中常數元件的作用。
此外，若核心進入線圈之中，則會因為核心材而發生高頻電力之耗損(亦即鐵損)。核心材之鐵損、尤其磁滯損或渦電流損會隨著頻率增高而增加。此實施形態之過濾器單元54(IN)中，由於頻率高之第1高頻HF的雜訊被初段空芯螺線線圈AL1、BL1所遮斷，故不會進入次段環形線圈AL2、BL2。因此，環形核心106之鐵損少。如此般，由於環形核心106所致耗損少，而可於環形核心106使用比磁導率高的核心材(例如鐵氧體)，以謀求環形線圈AL2、BL2之小型化。
第2電容器AC2、BC2為市售品之2端子型電容器，如圖4所示般，於環形線圈AL2、BL2與架框82之底板110之間的空間以橫向成對配置。第1過濾器84A側之第2電容器AC2，其中一端子係經由連接導體107A而連接於環形線圈AL2之下部端子以及電氣電纜56(IN)之一側，另一端子則經由連接導體109A而連接於架框82之側壁。第2過濾器84B側之第2電容 器BC2，其中一端子係經由連接導體107B而連接於環形線圈BL2之下部端子以及電氣電纜56(IN)之另一側，另一端子則經由連接導體109B而連接於架框82之側壁。
架框82之下端開口部係由例如樹脂製底板110所封閉。此外，架框82之蓋體88以及底板110之一者或是兩者可為導體板。
此外，架框82係例如以衝壓加工方式形成有多數通氣孔(未圖示)，以將收容其中之空芯螺線線圈AL1、BL1以及環形線圈AL2、BL2以空冷方式加以冷卻。
如上述般，此過濾器單元54(IN)係於接地狀態之圓筒狀導體之架框82之中，於最上部(亦即初段)將空芯螺線線圈AL1、BL1和架框82做同軸配置，其下夾著第1電容器AC1、BC1而於次段將環形線圈AL2、BL2和架框82做同軸配置，於最下部配置著第2電容器AC2、BC2。
於過濾器單元54(IN)內之上述佈局中，空芯螺線線圈AL1、BL1係於軸向(縱向)相重疊、平移並以相等纏線間隔來捲繞為螺旋狀，並且線圈長度S並未對等地大，而是成為相對精簡的組件。另一方面，環形線圈AL2、BL2也於共通之環形核心106上每半周捲繞，成為精簡的雙重線圈之組件。此外，環形線圈AL2、BL2如上述般相較於通常的環形線圈在高度(厚度)上倍增，但相較於具有相同電感之棒狀螺線線圈以縱向配置之情況，以小的高度尺寸即已足。
此外，環形線圈AL2、BL2之環形核心106係形成圓環之閉磁通路徑，並且對於位於其上方之空芯螺線線圈AL1、BL1呈同軸配置(從而雙方的磁通量係正交而交叉)，藉此，可避免空芯螺線線圈AL1、BL1與環形線圈AL2、BL2之間的電磁相互影響。從而，於軸向或是縱向上可儘可能地縮小兩線圈〔AL1、BL1〕、〔AL2、BL2〕間的分隔距離或是空間。
此過濾器單元54(IN)如後述般，空芯螺線線圈AL1、BL1對於頻率高的第1高頻HF之雜訊具有遮斷機能，另一方面，環形線圈AL2、BL2對於頻率低的第2高頻LF之雜訊具有遮斷機能。如此般，讓對於第1高頻HF之雜訊的過濾器遮斷機能以及對於第2高頻LF之雜訊的過濾器遮斷機能分別由空芯螺線線圈AL1、BL1以及環形線圈AL2、BL2所分擔，則過濾器單元 54(IN)全體之設計、製作、調整變得容易，且不易發生機器差異。此外，可使得過濾器單元54(IN)小型化，故設置於晶座12乃至於腔室10之下的各種使用電力供給系統的佈局設計變得容易。
此外，過濾器單元54(IN)中，更換空芯螺線線圈AL1、BL1與環形線圈AL2、BL2，亦即將環形線圈AL2、BL2以初段配置，而將空芯螺線線圈AL1、BL1以次段配置之佈局非所希望者。亦即，若將環形線圈AL2、BL2以初段配置，雖環形線圈AL2、BL2將從發熱體40(IN)側進入高頻供電線路80A、80B上之第1高頻HF以及第2高頻LF的雜訊當中頻率低者的第2高頻LF之雜訊加以遮斷，但會使得頻率高者之第1高頻HF的雜訊通過。此外，由於第1電容器AC1、BC1之電容如後述般選擇相當小的值，故第2高頻LF之雜訊當然和第1高頻HF之雜訊都無法接地釋放。因此，第1高頻HF之雜訊會闖入環形線圈AL2、BL2，第1高頻HF之電流流經環形線圈AL2、BL2。如此一來，環形核心106內會產生大量鐵損，環形核心106會發熱而成為高溫。此外，若環形核心106之溫度高於居禮溫度以上，則磁導率會急遽降低，對於第2高頻LF之雜訊的遮斷機能無法產生作用。
關於此點，若如此實施形態般，佈局上於初段配置空芯螺線線圈AL1、BL1，而於次段配置環形線圈AL2、BL2，由於空芯螺線線圈AL1、BL1會遮斷頻率高者之第1高頻HF之雜訊，所以第1高頻HF之雜訊不會闖入後段之環形線圈AL2、BL2。從而，頻率高之第1高頻HF之電流幾乎不會流經環形線圈AL2、BL2，環形核心106不會高溫發熱。
〔過濾器單元之作用〕
此實施形態之過濾器單元54(IN)中，於過濾器64A(64B)之空芯螺線線圈AL1(BL1)與外導體之架框82之間形成分布常數線路。
一般而言，傳送線路之特性阻抗Zo在無耗損情況下使用每單位長度之靜電電容C、電感L會以Zo=√(L/C)產生。此外，波長λ會以次式(1)產生。
λ=2π/(ω√(LC)‧‧‧‧(1)
一般而言分布常數線路(尤其是同軸線路)，線路之中心為棒狀圓筒導體，相對於此，此過濾器單元54(IN)在以圓筒狀空芯螺線線圈為中心導體這點上不同。一般認為每單位長度之電感L主要起因於此圓筒狀線圈之電 感成為關鍵性因素。另一方面，每單位長度之靜電電容係由線圈表面與成為外導體之電容器的靜電電容C所規定。從而，即便是此過濾器單元54(IN)，若每單位長度之電感以及靜電電容分別為L、C之時，可認為會形成產生特性阻抗Zo=√(L/C)之分布常數線路。
若從端子T側來觀看具有如此分布常數線路的過濾器單元，由於因相反側具有大電容(例如5000pF)之電容器而形成擬短路，而會得到以一定頻率間隔反覆有大阻抗之頻率-阻抗特性。如此之阻抗特性會在波長與分布線路長度同等之時得到。
此過濾器單元54(IN)並非空芯螺線線圈AL1(BL1)纏線長度而是軸向線圈長度S(圖4)成為分布線路長度。此外，若中心導體使用空芯螺線線圈AL1(BL1)，則相較於棒狀圓筒導體之情況可使得L極端增大而減低λ，故即便是相對短線路長度(線圈長度S)仍可實現和波長同等以上之有效長度。藉此，如圖10所示般，在由具有一定纏線間距ps之空芯螺線線圈AL1(BL1)與第1電容器AC1(BC1)所構成之初段過濾器電路中，可得到例如圖11所示般以規則性頻率間隔反覆形成大阻抗之頻率-阻抗特性。
此實施形態中，空芯螺線線圈AL1(BL1)只要專門以高頻率區域(40MHz以上)之高頻雜訊做為遮斷對象即可，即便減少其線圈尺寸而降低對於低頻率區域(3.2Mz以下)之高頻雜訊的阻抗也毫無問題。
例如，當第1高頻HF之頻率為40MHz之情況，依據圖11之頻率-阻抗特性，會得到數百Ω以上之阻抗，故由空芯螺線線圈AL1(BL1)與第1電容器AC1(BC1)所構成之初段過濾器電路中，可將進入供電線路80A(80B)上之第1高頻HF之雜訊充分遮斷。
圖12顯示環形線圈AL2(BL2)以及第2電容器AC2(BC2)之等效電路。環形線圈AL2(BL2)不僅是提供具有固有自電感的淨感應性元件或是電感器L2，並兼具於其周邊發生之線圈線間電容C2K與發生於架框82之間之接地雜散電容C2F。等效電路中，此等電容C2K、C2F並聯於電感器L2。
此處，環形線圈AL2(BL2)中電感器L2之電感係以次式(1)所表示。
L2=N2×μ×t×ln(b/a)/2π‧‧‧‧(1)
其中，N為圈數，μ為磁導率，t為厚度(高度)，a為內半徑，b為外半徑。
此實施形態中，如上述般環形核心106使用比磁導率高的核心材(例如鐵氧體)。此外，可將環形核心106之厚度(高度)t如上述般增大為通常的2倍以上(較佳為4倍以上)，選擇較多圈數N，以將電感器L2之電感設定為相當高的值(例如100μH以上)。
線圈線間電容C2K之電容取決於線圈AL2(BL2)之纏線間隔(間距)，無關於圈數N。另一方面，接地雜散電容C2F之電容取決於相對於架框82之隔離距離以及面向於架框82之線圈表面的總面積。從而，環形線圈AL2(BL2)中，只要架框82之直徑以及環形核心106之尺寸為一定，則愈增多線圈圈數，電感器L2之電感會變得愈高，且接地雜散電容C2F之電容也會愈大。
尤其，如上述般複數重疊單體環形核心TC之厚度(高度)t的大環形核心106由於每1圈的線圈表面面積大，故接地雜散電容C2F之電容也相當大，成為線圈線間電容C2K的4~5倍以上(例如20pF以上)。
如此般，環形線圈AL2(BL2)中電感器L2之電感低、且接地雜散電容C2F之電容遠大於線圈線間電容C2K之電容乃是將環形線圈AL2(BL2)之自共振頻率、亦即由後述第2並聯共振電路112所供應之第2並聯共振頻率fPL設定在相當低頻率區域上為有利(較佳)者。
上述等效電路(圖12)中，藉由環形線圈AL2(BL2)之電感器L2與線圈線間電容C2K以及接地雜散電容C2F來形成於相當低頻率區域具有並聯共振頻率fPL之並聯共振電路112。此處，此並聯共振頻率fPL亦為環形線圈AL2(BL2)之自共振頻率，以次式(2)表示。
fPL=1/2π√L2(C2K+C2F)‧‧‧‧(2)
圖13中顯示當第2高頻LF之基本頻率為3.2MHz之情況，由環形線圈AL2(BL2)與第2電容器AC2(BC2)所構成之次段過濾器電路所得頻率-阻抗特性之一例。
圖示之頻率-阻抗特性中，使得並聯共振頻率fPL和第2高頻LF之基本頻率(3.2MHz)成為大致一致，此可容易實現。亦即，如上述般，若改變環形線圈AL2(BL2)之圈數N，雖線圈線間電容C2K之電容不改變，但電感器 L2之電感與接地雜散電容C2F之電容會因應於圈數N變化量而在相同方向上變化，第2並聯共振頻率fPL會因上述式(2)而單頻變化。此外，若改變構成環形核心106之單體環形核心TC的積層數，則電感器L2之電感與接地雜散電容C2F之電容會於相同方向以大的步驟變化，並聯共振頻率fPL會因上述式(2)而步驟性變化。從而，當進行大致調整之時若改變構成環形核心106之單體環形核心TC的積層數，則進行精細調整之時可藉由改變環形線圈AL2(BL2)之圈數N而使得並聯共振頻率fPL和第2高頻LF之基本頻率(3.2MHz)成為大致一致。
原本，並聯共振頻率fPL附近之特性即平緩(趨平)，故即使並聯共振頻率fPL相對於第2高頻LF之基本頻率(3.2MHz)些微錯開，仍可對於第2高頻LF之雜訊提供相當高的阻抗。
如上述般，此實施形態之過濾器84A(84B)中，與外導體之架框82組合形成在複數頻率呈現並聯共振之分布常數線路的初段空芯螺線線圈AL1(BL1)對於從晶座12內之發熱體40側進入加熱器供電線路80A(80B)上之頻率高的第1高頻HF之雜訊發揮阻抗相當高之過濾器遮斷機能，而使得和第1高頻HF之雜訊一起進入之頻率低的第2高頻LF之雜訊通過。此外，具有和第2高頻LF之基本頻率為一致或是接近之自(並聯)共振頻率fPL的次段環形線圈AL2(BL2)對於通過初段空芯螺線線圈AL1(BL1)而來的第2高頻LF之雜訊發揮阻抗充分高的過濾器遮斷機能。空芯螺線線圈AL1(BL1)之並聯共振頻率與環形線圈AL2(BL2)之自共振頻率fPL相互獨立，如上述般於個別線圈中可被獨立調整。
此外，此實施例中，於空芯螺線線圈AL1、BL1之周圍或是內側設有和線圈軸向成為平行延伸之櫛齒構件(86、98)，使得所具間距m對應於在櫛齒構件(86、98)之內側面或是外側面所形成之纏線間距p的櫛齒M陷入空芯螺線線圈AL1、BL1之纏線間。
依據相關構成，空芯螺線線圈AL1、BL1之纏線間距p藉由櫛齒間距m而正確地一致於設定值，而可高再現性地得到無個體差的頻率-阻抗特性或是過濾器特性。此外，由於在空芯螺線線圈AL1、BL1之纏線間的櫛齒M 以外部分形成有氣隙G，可使得線圈所產生的熱經由氣隙G而迅速地釋放。從而，也具有高效率冷卻空芯螺線線圈AL1、BL1的優點。
〔關於空芯螺線線圈之其他實施例〕
上述實施形態，在過濾器單元54(IN)中之空芯螺線線圈AL1、BL1之纏線間距p從線圈端到端為一定(ps)(圖4、圖10)，藉此可得到例如圖11所示般以規則性頻率間隔使得阻抗呈角狀上升之並聯多重共振之頻率-阻抗特性。從而，只要在設計上使得經由晶座12乃至發熱體40而進入供電線路80A、80B上之高頻雜訊當中頻率最低的第2高頻LF以外之各高頻(尤其是第1高頻HF)之頻率一致或是近似於並聯多重共振當中之一並聯共振頻率，即可於過濾器單元54(IN)有效地遮斷高頻率區域之高頻雜訊。
但是，上述般空芯螺線線圈AL1、BL1之纏線間距在整個全長S為一定(ps)之過濾器構成中，由於並聯共振頻率係以規則性頻率間隔得到，所以要對於從程序之種類、規格等各種觀點或是條件而任意選定、或是切換之第1高頻HF之頻率，配合並聯多重共振當中其中一並聯共振頻率有其困難。
例如，當第1高頻HF之頻率使用40MHz之情況，在圖11之頻率-阻抗特性中，對於第1高頻HF之雜訊的阻抗止於數百Ω，而不會成為1000Ω以上。此外，當有將第1高頻HF之頻率從40MHz切換為60MHz之必要性或是需要的情況，由於60MMHz附近位於第3個串聯共振頻率fs3故有阻抗顯著降低之可能性，而無法對應於此種第1高頻HF之頻率切換。
為了因應於如此之問題，上述專利文獻1之習知技術所採用之手法，乃於過濾器單元54(IN)藉由在空芯螺線線圈AL1、BL1與架框(外導體)82之間設置環形構件，而局部性地縮窄同軸線路之間距來變化C(單位長度之靜電電容)、甚至局部性地變化特性阻抗Zo=√(L/C)，來平移並聯多重共振之共振頻率之一部分或是全部。
對此，於此實施例，在過濾器單元54(IN)所採行的手法，係取代設置此種環形構件，改使得空芯螺線線圈AL1、BL1在線圈軸向上分割為複數區間K1、K2...，針對各區間Ki(i=1,2...)來獨立地設定或是調整空芯螺線線圈AL1、BL1之纏線間距p，藉此，在不變化同軸線路之間距的情況下以區間單位來變化特性阻抗Zo=√(L/C)，而平移並聯多重共振之共振頻率之一部 分或是全部。於此情況，各區間Ki中，空芯螺線線圈AL1、BL1之纏線間距p愈小，則單位長度之C、L愈大、特性阻抗Zo=√(L/C)愈大。相反地，若空芯螺線線圈AL1、BL1之纏線間距p愈大，則單位長度之C、L愈小、特性阻抗Zo=√(L/C)愈小。
此實施例中，如上述般關於纏線間距將空芯螺線線圈AL1、BL1分割為複數區間K1、K2...之形態(圖案)方面，例如可採用圖14以及圖15所示之分割圖案。
此分割圖案如圖15所示般，空芯螺線線圈AL1、BL1從線圈端子TA、TB側觀看自入口(IN)往出口(OUT)以長度2：1：2之比分割為3個區間K1、K2、K3，此等3個區間K1、K2、K3之纏線間距p1、p2、p3選擇為2：1：2之比。於此情況，相對於未分割之情況(圖10)之纏線間距ps，藉由p1=1.12ps，p2=0.56ps，p3=1.12ps，可使得線圈全體之長度S保持在同一長度。
於此情況，如圖14所示般，由於空芯螺線線圈AL1、BL1關於纏線間距p係分割為3個區間K1、K2、K3，故於空芯螺線線圈AL1、BL1之周圍或是內側設置和線圈軸向呈平行延伸之櫛齒構件86(98)，針對於櫛齒構件86(98)之內側面或是外側面所形成之各區間Ki，讓具有對應於纏線間距pi之間距mi的櫛齒Mi陷入空芯螺線線圈AL1、BL1之纏線間。
圖16中對比顯示了採取上述分割圖案(圖15)之情況下以電磁場計算所取得之初段過濾器電路之頻率-阻抗特性與當纏線間距一定之情況所取得之頻率-阻抗特性(圖11)。如圖示般，第2個以及第4個串聯共振頻率以及並聯共振頻率分別往高頻率區域側平移(fs2<f's2)、(fp2<f'p2)、(fs4<f's4)、(fp4<f'p4)，第3個以及第5個串聯共振頻率以及並聯共振頻率分別往低頻率區域側平移(fs3>f's3)、(fp3>f'p3)、(fs5>f's5)、(fp5>f'p5)。
藉由如此之共振頻率之平移，能於40MHz得到1000Ω以上之高阻抗，即便是60MHz也能得到數百Ω以上之高阻抗。藉此，於上述實施形態之電漿處理裝置，當第1高頻HF之頻率使用40MHz之情況，可更為提高過濾器84A(84B)對於第1高頻HF之雜訊的遮斷性能，並能對應於將第1高頻HF之頻率在40MHz與60MHz之間做切換之應用。
此外，上述分割圖案(圖15)為一例，關於分割區間之數量、纏線間距分布形態等可做各種選擇或是變形。
當然，為了使得過濾器84A(84B)之並聯多重共振特性中一部分的共振頻率能如上述般選擇性平移，必須在空芯螺線線圈AL1(BL1)上所設定之複數區間K1、K2...間將區間長度比以及纏線間距p1、p2...之比選定於適度值。例如，圖15之分割圖案中，當第1區間K1為例如S/100以下此種極端短的情況，將難以得到圖16所示部分共振頻率之平移效果，而當第1區間K1之纏線間距p1相較於第2區間K2之纏線間距p2例如僅差數%之情況也同樣。
依據本發明者進行過之電磁場計算，第1區間K1之長度以第2區間K2之長度的1/5以上~5倍以下為佳。此外，第1區間K1之纏線間距p1以第2區間K2之纏線間距p2之2倍以上或是1/2以下為佳。
〔關於電漿處理裝置之其他實施例〕
圖17顯示一變形例中電漿處理裝置之構成。圖中，和上述實施形態之電漿處理裝置(圖1)具有同樣構成或是機能的部分係賦予同一符號。
此電漿處理裝置係以下部雙頻/上部單頻施加方式的電容耦合型電漿蝕刻裝置來構成。此電漿處理裝置中，和上述實施形態之電漿處理裝置(圖1)主要差異之處在於將電漿生成用第1高頻HF施加於上部電極64，且為了對於入射至半導體晶圓W之離子能量(偏壓)以更大自由度來進行多樣控制而將不同頻率之第2以及第3高頻LF、MF重疊施加於晶座12。此處，第3高頻MF之頻率選擇較第2高頻LF之頻率(例如3.2MHz)來得高之值(例如12.88MHz)。
此電漿處理裝置中，上部電極64經由環狀絕緣體130安裝於腔室10之上面。輸出電漿生成用第1高頻HF之第1高頻電源28係經由匹配單元132以及上部供電棒134而電性連接於上部電極64。此外，分別輸出離子拉引用第2以及第3高頻LF、MF之第2以及第3高頻電源30、136係經由匹配單元32內之匹配器(未圖示)以及下部供電棒34而電性連接於晶座12。控制部75因應於蝕刻加工之規格、條件或是配方而對於從高頻電源30、136所輸出之第2以及第3高頻LF、MF之總功率以及功率比進行控制。
即便是此電漿處理裝置，也可將和上述實施形態之電漿處理裝置(圖1)具有相同構成以及機能之過濾器單元54(IN)、54(OUT)設置於加熱器供電線路上。尤其，當關於纏線間距p將空芯螺線線圈AL1(BL1)以圖15之分割圖案分割為3個區間K1、K2、K3，而得到圖16之頻率-阻抗特性的情況，藉由和上述實施例同樣具備有單一空芯螺線線圈AL1(BL1)與單一環形線圈AL2(BL2)之過濾器構成，則可針對從晶座12內之發熱體40側進入加熱器供電線路80A，80B上之第1、第2以及第3高頻HF、LF、MF之任一雜訊以充分高的阻抗來對應。
亦即，和外導體之架框82組合而形成以複數頻率產生並聯共振之分布常數線路的初段空芯螺線線圈AL1(BL1)對於第3高頻MF(12.88MHz)之雜訊能以第1個並聯共振頻率f'p1附近的高阻抗來發揮安定確實的過濾器遮斷機能，而對於第1高頻HF(40MHz或是60MHz)之雜訊能以第2個並聯共振頻率f'p2附近或是第3個並聯共振頻率f'p3附近的充分高阻抗來發揮安定確實的過濾器遮斷機能。此外，次段環形線圈AL2(BL2)對於通過初段空芯螺線線圈線圈AL1(BL1)而來的第2高頻LF(3.2MHz)之雜訊能以自共振頻率fPL附近之充分高阻抗來發揮安定確實的過濾器遮斷機能。
〔其他實施形態或是變形例〕
圖18顯示其他實施例中過濾器單元54(IN)內的物理構造。此實施例中，空芯螺線線圈AL1、BL1在線圈軸向上分割為複數區間K1、K2...，於一個區間例如K2中係將纏線間以線圈管J在周旋方向之全區域做填塞，於其他區間例如K1、K3則和上述實施例同樣地將櫛齒構件86(98)之櫛齒m在周旋方向上局部性地陷入纏線間。其他和上述第1實施例者大致相同。
於此情況，使用線圈管J之區間K2，如圖19所示般，通常採用僅使得單方之空芯螺線線圈BL1之線圈導體通過線圈管J之構成。即便另一方之螺線線圈AL1之線圈導體未通過線圈管J，仍可於兩線圈AL1、BL1間確保一定的纏線間距p與電氣絕緣性。當然，也可採用兩線圈AL1、BL1之線圈導體分別通過線圈管J之構成。
此實施例也和上述實施例同樣地，於過濾器單元54(IN)，取代於空芯螺線線圈AL1、BL1與外導體之架框82之間設置環形構件，改為針對線圈軸 向上所分割之複數區間各別獨立地設定或是調整會影響同軸線路之C以及/或是L之螺線線圈AL1、BL1之物理特性，而在不改變同軸線路之間距的情況下以區間單位來變化特性阻抗Zo=√(L/C)，以平移並聯多重共振之共振頻率之一部分或是全部。
更詳細而言，如上述般，將空芯螺線線圈AL1、BL1關於纏線間構造分割為複數區間K1、K2...，使得櫛齒M陷入纏線間之區間和線圈管J填塞於纏線間之區間混存，讓同軸線路之C、L在區間單位變化、進而使得特性阻抗Zo=√(L/C)在區間單位變化，以平移並聯多重共振之共振頻率之一部分或是全部。
例如圖18之分割圖案之情況，櫛齒M陷入纏線間之區間K1、K3，此等之纏線間距p愈小，則單位長度之C、L愈大、特性阻抗Zo=√(LC)愈大。相反地，若纏線間距p愈大，則單位長度之C、L愈小、特性阻抗Zo=√(LC)愈小。此外，纏線間以線圈管J填塞之區間K2中，當其纏線間距p為一定之情況，線圈管J之比介電係數ε愈大，則單位長度之C愈大，特性阻抗Zo=√(LC)愈大。相反地，當線圈管J之比介電係數ε愈小，則單位長度之C愈小、特性阻抗Zo=√(LC)愈小。
本發明者關於空芯螺線線圈AL1係藉由電磁場計算來取得具有圖18以及圖20所示分割圖案的第1過濾器84(1)之頻率-阻抗特性，來和纏線間距固定在一定值ps而不進行區間分割時櫛齒M從線圈之端到端為止陷入(置入)纏線間之構成(圖10)所取得之頻率-阻抗特性進行對比。此電磁場計算，線圈管J之比介電係數選擇4。例如，若線圈管J之材質選用PEEK，可得到此比介電係數之值(4)。如圖21所示般，確認了第3個以後的串聯共振頻率以及並聯共振頻率分別往低頻率區域側平移(fs3>f's3)、(fp3>f'p3)~(fs6>f's6)、(fp6>f'p6)。
即便於此實施例，關於分割區間之數量、櫛齒M陷入纏線間之區間與纏線間以線圈管J填塞之區間的混存形態等可進行各種選擇或是變形。
此外，關於其他實施例，亦可如圖22所示般，將空芯螺線線圈AL1、BL1關於纏線間構造分割為複數區間K1、K2...，使得纏線間在周旋方向之全區域以具有第1比介電係數之第1線圈管J1來填塞之區間(例如K1)與纏 線間在周旋方向之全區域以具有第2比介電係數之第2線圈管J2來填塞之區間(例如K2)混存。做為一例，第1線圈管J1之材質可使用比介電係數1之鐵氟龍(註冊商標)，第2線圈管J2之材質可使用比介電係數4之PEEK。
上述實施形態中，在1個外導體(架框)82之中使得分別構成第1過濾器84A之螺線線圈AL1以及第2過濾器84B之螺線線圈BL1的線圈導體相重疊並平移捲繞為螺旋狀。相關線圈纏線構造，在兩空芯螺線線圈AL1、BL1之間可使得自電感彼此相等且可得到最大相互電感。藉此，具有降低過濾器單元54(IN)中之RF電力耗損、進而降低RF功率耗損之機器差異的優點。當然，雖圖示省略，但亦可將第1過濾器84A之空芯螺線線圈AL1與第2過濾器84B之空芯螺線線圈BL1收容於個別外導體(架框)82內。該情況下，當具備上述櫛齒構件86、98之情況，則纏線間距p與櫛齒間距m為相同，成立p=m之關係。
此外，上述實施形態之環形線圈AL2(BL2)係於由單體環形核心TC複數重疊而成之1個環形核心106捲繞線圈導體。此形式之環形線圈亦可不夾持電容器而是將複數個串聯者當作1個或是1組環形線圈。
此外，如圖23所示般，也可使用於單體環形核心TC捲繞線圈導體而成之單體環形線圈TR經複數個(圖示例為3個)串聯所得之複合型環形線圈AL。此外，圖16中僅顯示第1供電線路80A上之環形線圈AL，而省略圖示第2供電線路80B上之環形線圈BL。
上述實施形態中，過濾器84A(84B)所包含之電容器AC1(BC1)、AC2(BC2)收容於架框82之中。但是，也可將此等電容器之一部分或是全部配置於架框82之外。此外，也可對此等電容器使用架框82以外之接地電位構件。此外，環形線圈AL2、BL2與空芯螺線線圈AL1、BL1可收容於個別的架框82中。此外，環形線圈AL2、BL2也可取代為其他附核心線圈(例如附核心之螺線線圈)。
上述實施形態，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LF之下部雙頻施加方式的電容耦合型電漿蝕刻裝置中，係關於將組裝於晶座12之發熱體40與設置於腔室10之外的加熱器電源58加以電性連接之一對的加熱器供電線路80A、80B上使得兩頻率 之雜訊衰減之過濾器。但是，即使是對上部電極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LF之上下部雙頻施加方式的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的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，也可利用由空芯螺線線圈AL1(BL1)與外導體之架框82所形成之分布常數線路之並聯多重共振，對於從電漿處理用之高頻HF、LF所衍生之高諧波(尤其第1高頻HF之第2高諧波)之雜訊進行遮斷。
此外，本發明絕非限定於加熱器供電線等電源線用過濾器，也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做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。
此外，本發明不限定於電容耦合型電漿蝕刻裝置，也可適用於微波電漿蝕刻裝置、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，也可適用於電漿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，也可為平板顯示器、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)‧‧‧電氣電纜
82‧‧‧架框(外導體)
84A,84B‧‧‧過濾器
86‧‧‧棒狀櫛齒構件
88‧‧‧環狀蓋體
90‧‧‧上部連接器
102A,102B‧‧‧連接導體
104A,104B‧‧‧連接導體
106‧‧‧共通環形核心
107A,107B‧‧‧連接導體
109A,109B‧‧‧連接導體
110‧‧‧底板
AL1,BL1‧‧‧空芯螺線線圈
AC1,BC1‧‧‧電容器
AL2,BL2‧‧‧環形線圈
AC2,BC2‧‧‧電容器
TA,TB‧‧‧線圈端子
M‧‧‧櫛齒

Claims (20)

  1. 一種電漿處理裝置，具有電力系統或是訊號系統之外部電路而經由線路來電性連接於進行電漿處理之處理容器內的既定電氣構件，從該電氣構件朝該外部電路而進入該線路之不同頻率之複數高頻雜訊係藉由設置於該線路上之過濾器來加以衰減或是阻止；該過濾器具有：空芯螺線線圈，為了將該複數高頻雜訊當中頻率最低之高頻以外的1個或是複數個高頻雜訊加以遮斷，從該電氣構件側觀看設置於初段處；絕緣性櫛齒，係於周旋方向之複數部位處局部性進入該空芯螺線線圈之纏線間；附核心之線圈，為了將該頻率最低之高頻雜訊加以遮斷，而和該空芯螺線線圈成為串聯；以及筒狀導體，係至少收容或是包圍該空芯螺線線圈，和該空芯螺線線圈組合而形成以複數頻率產生並聯共振之分布常數線路。
  2. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中該空芯螺線線圈在軸向上具有纏線間距不同的第1以及第2區間；該櫛齒具有分別規定該第1以及第2區間之纏線間距的第1以及第2櫛齒間距。
  3. 如申請專利範圍第2項之電漿處理裝置，其中該第1區間之纏線間距為該第2區間之纏線間距的2倍以上或是1/2以下。
  4. 如申請專利範圍第2或3項之電漿處理裝置，其中該第1區間之長度為該第2區間之長度的1/5以上、5倍以下。
  5. 一種電漿處理裝置，具有電力系統或是訊號系統之外部電路而經由線路來電性連接於進行電漿處理之處理容器內的既定電氣構件，從該電氣構件朝該外部電路而進入該線路之不同頻率之複數高頻雜訊係藉由設置於該線路上之過濾器來加以衰減或是阻止；該過濾器具有：空芯螺線線圈，為了將該複數高頻雜訊當中頻率最低之高頻以外的1個或是複數個高頻雜訊加以遮斷，從該電氣構件側觀看設置於初段處； 絕緣性櫛齒，係在該空芯螺線線圈之第1區間於周旋方向之複數部位處局部性進入纏線間；線圈管，係在該空芯螺線線圈之第2區間於周旋方向之全區域填塞纏線間；附核心之線圈，為了將該頻率最低之高頻雜訊加以遮斷，而和該空芯螺線線圈成為串聯；以及筒狀導體，係至少收容或是包圍該空芯螺線線圈，和該空芯螺線線圈組合而形成以複數頻率產生並聯共振之分布常數線路。
  6. 如申請專利範圍第5項之電漿處理裝置，其中該櫛齒係形成於棒狀構件的內側面，該棒狀構件係由鄰接設置於該空芯螺線線圈之外周面、並在線圈軸向上和該空芯螺線線圈呈平行延伸之複數根絕緣體所構成。
  7. 如申請專利範圍第5項之電漿處理裝置，其中該櫛齒係形成於棒狀構件的外側面，該棒狀構件係由鄰接設置於該空芯螺線線圈之內周面、並在線圈軸向上和該空芯螺線線圈呈平行延伸之複數根絕緣體所構成。
  8. 如申請專利範圍第5項之電漿處理裝置，其中該櫛齒係形成於板狀構件的外側端面，該板狀構件係由設置於該空芯螺線線圈之中、在線圈半徑方向上以抵貼於該空芯螺線線圈之內周面的方式呈放射狀延伸、在線圈軸向上和該空芯螺線線圈呈平行延伸之複數片絕緣體所構成。
  9. 一種電漿處理裝置，具有電力系統或是訊號系統之外部電路而經由線路來電性連接於進行電漿處理之處理容器內的既定電氣構件，從該電氣構件朝該外部電路而進入該線路之不同頻率之複數高頻雜訊係藉由設置於該線路上之過濾器來加以衰減或是阻止；該過濾器具有：空芯螺線線圈，為了將該複數高頻雜訊當中頻率最低之高頻以外的1個或是複數個高頻雜訊加以遮斷，從該電氣構件側觀看設置於初段處；具有第1比介電係數之第1線圈管，在該空芯螺線線圈之第2區間於周旋方向之全區域填塞纏線間； 具有第2比介電係數之第2線圈管，在該空芯螺線線圈之第2區間於周旋方向之全區域填塞纏線間；附核心之線圈，為了將該頻率最低之高頻雜訊加以遮斷，而和該空芯螺線線圈成為串聯；以及筒狀導體，係至少收容或是包圍該空芯螺線線圈，和該空芯螺線線圈組合而形成以複數頻率產生並聯共振之分布常數線路。
  10. 如申請專利範圍第9項之電漿處理裝置，其中該第1比介電係數為該第2比介電係數之2倍以上或是1/2以下。
  11. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之電漿處理裝置，係具有於該空芯螺線線圈與該附核心之線圈之間的連接點和該筒狀導體之間形成電性連接之第1電容器。
  12. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之電漿處理裝置，係具有於該附核心之線圈之該外部電路側的端子和該筒狀導體之間形成電性連接之第2電容器。
  13. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之電漿處理裝置，其中該附核心之線圈為環形線圈。
  14. 如申請專利範圍第13項之電漿處理裝置，其中該環形線圈中，當環形核心之內半徑為a、外半徑為b、厚度為t時，成為t≧2(b-a)。
  15. 如申請專利範圍第13項之電漿處理裝置，其中該環形線圈之環形核心係具有一定內半徑、外半徑以及厚度之單體環形核心經複數個重疊而得者。
  16. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之電漿處理裝置，其中該電氣構件係設置於高頻電極之發熱體，該高頻電極係施加該電漿處理用之單一高頻或是不同頻率之複數高頻；該外部電路係用以對該發熱體供給發熱用電力之加熱器電源；該線路係將該加熱器電源與該發熱體做電性連接之供電線路。
  17. 一種過濾器單元，係於進行電漿處理之處理容器內的電氣構件經由線路而電性連接於配置在該處理容器外之外部電路的電漿處理裝置中，為了將從該電氣構件朝該外部電路而進入該線路之不同頻率之複數高 頻雜訊加以衰減或是阻止而設置於該線路之中途者；具有：空芯螺線線圈，為了將該複數高頻雜訊當中頻率最低之高頻以外的1個或是複數個高頻雜訊加以遮斷，從該電氣構件側觀看設置於初段處；絕緣性櫛齒，係於周旋方向之複數部位處局部性進入該空芯螺線線圈之纏線間；附核心之線圈，為了將該頻率最低之高頻雜訊加以遮斷，而和該空芯螺線線圈成為串聯；以及筒狀導體，係至少收容或是包圍該空芯螺線線圈，和該空芯螺線線圈組合而形成以複數頻率產生並聯共振之分布常數線路。
  18. 一種過濾器單元，係於進行電漿處理之處理容器內的第1電極處所設發熱體經由供電線路而電性連接於配置在該處理容器外之加熱器電源的電漿處理裝置中，為了將從該發熱體朝該加熱器電源而進入該供電線路之不同頻率之複數高頻雜訊加以衰減或是阻止而設置於該供電線路之中途者；具有：空芯螺線線圈，為了將該複數高頻雜訊當中頻率最低之高頻以外的1個或是複數個高頻雜訊加以遮斷，從該電氣構件側觀看設置於初段處；絕緣性櫛齒，係在該空芯螺線線圈之第1區間於周旋方向之複數部位處局部性進入纏線間；線圈管，係在該空芯螺線線圈之第2區間於周旋方向之全區域填塞纏線間；附核心之線圈，為了將該頻率最低之高頻雜訊加以遮斷，而和該空芯螺線線圈成為串聯；以及筒狀導體，係至少收容或是包圍該空芯螺線線圈，和該空芯螺線線圈組合而形成以複數頻率產生並聯共振之分布常數線路。
  19. 一種過濾器單元，係於進行電漿處理之處理容器內的電氣構件經由線路而電性連接於配置在該處理容器外之外部電路的電漿處理裝置中，為了將從該電氣構件朝該外部電路而進入該線路之不同頻率之複數高頻雜訊加以衰減或是阻止而設置於該線路之中途者；具有：空芯螺線線圈，為了將該複數高頻雜訊當中頻率最低之高頻以外的1 個或是複數個高頻雜訊加以遮斷，從該電氣構件側觀看設置於初段處；具有第1比介電係數之第1線圈管，在該空芯螺線線圈之第2區間於周旋方向之全區域填塞纏線間；具有第2比介電係數之第2線圈管，在該空芯螺線線圈之第2區間於周旋方向之全區域填塞纏線間；附核心之線圈，為了將該頻率最低之高頻雜訊加以遮斷，而和該空芯螺線線圈成為串聯；以及筒狀導體，係至少收容或是包圍該空芯螺線線圈，和該空芯螺線線圈組合而形成以複數頻率產生並聯共振之分布常數線路。
  20. 如申請專利範圍第17至19項中任一項之電漿處理裝置，其中該電氣構件係設置於高頻電極之發熱體，該高頻電極係施加該電漿處理用之單一高頻或是不同頻率之複數高頻；該外部電路係用以對該發熱體供給發熱用電力之加熱器電源；該線路係將該加熱器電源與該發熱體做電性連接之供電線路。
TW103117835A 2013-05-24 2014-05-22 Plasma processing device and filter unit TWI623961B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013110201A JP6050722B2 (ja) 2013-05-24 2013-05-24 プラズマ処理装置及びフィルタユニット

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201515051A true TW201515051A (zh) 2015-04-16
TWI623961B TWI623961B (zh) 2018-05-11

Family

ID=51933263

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103117835A TWI623961B (zh) 2013-05-24 2014-05-22 Plasma processing device and filter unit

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9530619B2 (zh)
JP (1) JP6050722B2 (zh)
KR (1) KR102177576B1 (zh)
TW (1) TWI623961B (zh)
WO (1) WO2014188696A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI596647B (zh) * 2015-11-17 2017-08-21 Advanced Micro-Fabrication Equipment Inc Induction-coupled plasma processing apparatus

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
WO2017127163A1 (en) * 2016-01-22 2017-07-27 Applied Materials, Inc. Ceramic showerhead with embedded conductive layers
US10345802B2 (en) * 2016-02-17 2019-07-09 Lam Research Corporation Common terminal heater for ceramic pedestals used in semiconductor fabrication
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
JP7029340B2 (ja) * 2017-04-25 2022-03-03 東京エレクトロン株式会社 フィルタ装置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
JP6865128B2 (ja) * 2017-07-19 2021-04-28 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US11837446B2 (en) 2017-07-31 2023-12-05 Lam Research Corporation High power cable for heated components in RF environment
US10812033B2 (en) * 2017-12-29 2020-10-20 Lam Research Corporation High-power radio-frequency spiral-coil filter
US11456160B2 (en) * 2018-03-26 2022-09-27 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus
KR20210076154A (ko) 2018-11-09 2021-06-23 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 프로세싱 챔버를 위한 라디오 주파수 필터 시스템
KR102278082B1 (ko) * 2019-05-22 2021-07-19 세메스 주식회사 필터 유닛과 그를 포함하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR102593142B1 (ko) * 2020-05-19 2023-10-25 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 그의 페라이트 코어 온도 제어 방법
CN113823582A (zh) * 2020-06-21 2021-12-21 拓荆科技股份有限公司 用于处理站阻抗调节的装置、系统和方法
TW202226897A (zh) 2020-11-06 2022-07-01 日商東京威力科創股份有限公司 濾波器電路
JP2022117669A (ja) * 2021-02-01 2022-08-12 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
WO2022202702A1 (ja) * 2021-03-24 2022-09-29 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
JP2023012988A (ja) * 2021-07-15 2023-01-26 東京エレクトロン株式会社 フィルタ回路およびプラズマ処理装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0517854Y2 (zh) * 1989-04-24 1993-05-13
JP3003067B2 (ja) * 1993-05-26 2000-01-24 日本電信電話株式会社 多線条平衡通信線用ｅｍｃフィルタ
JPH07221033A (ja) * 1994-02-07 1995-08-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd プラズマ処理装置
KR0122876Y1 (ko) * 1995-03-30 1999-02-18 문정환 반도체 장치의 플라즈마 식각장치
JPH10284429A (ja) * 1997-03-31 1998-10-23 Sumitomo Sitix Corp ウェーハ支持装置
JP3719946B2 (ja) * 2001-04-16 2005-11-24 シャープ株式会社 Ｉｆトランス
JP4129855B2 (ja) * 2001-12-13 2008-08-06 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
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
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
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
JP6027374B2 (ja) * 2012-09-12 2016-11-16 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

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI596647B (zh) * 2015-11-17 2017-08-21 Advanced Micro-Fabrication Equipment Inc Induction-coupled plasma processing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
US20160079038A1 (en) 2016-03-17
TWI623961B (zh) 2018-05-11
KR102177576B1 (ko) 2020-11-11
JP6050722B2 (ja) 2016-12-21
US9530619B2 (en) 2016-12-27
JP2014229565A (ja) 2014-12-08
KR20160012118A (ko) 2016-02-02
WO2014188696A1 (ja) 2014-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI623961B (zh) Plasma processing device and filter unit
JP6027374B2 (ja) プラズマ処理装置及びフィルタユニット
TWI472267B (zh) Plasma processing device
JP6832800B2 (ja) プラズマ処理装置
TWI674615B (zh) 電漿處理裝置
JP5643062B2 (ja) プラズマ処理装置
JP5042661B2 (ja) プラズマ処理装置及びフィルタユニット
KR20070118959A (ko) 플라즈마 반응기 가열 정전기 척을 위한 고ａｃ전류고ｒｆ전력용 ａｃ-ｒｆ 디커플링 필터
TWI616947B (zh) Plasma processing device
JP2014003179A (ja) プラズマ処理装置及びフィルタユニット
KR102610976B1 (ko) 고전력 rf 나선 코일 필터
KR101522894B1 (ko) 필터 및 그를 포함하는 기판 처리 장치
JP5734353B2 (ja) プラズマ処理装置