TW201611086A - 電漿處理裝置、電漿處理裝置之運用方法及供電裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種電漿處理裝置、電漿處理裝置之運用方法、及供電裝置，該電漿處理裝置用於對被處理體施行電漿處理。一實施形態之電漿處理裝置，具備處理容器、載置台、複數之加熱器、及供電裝置。載置台，設置於處理容器內。複數之加熱器，設置於載置台內。供電裝置，對複數之加熱器供給電力。供電裝置，具備複數之變壓器、及複數之零交叉控制型的固態繼電器(SSR)。複數之變壓器，構成為將來自交流電源的電壓降壓。複數之變壓器，各自具備一次線圈及二次線圈。一次線圈與交流電源相連接。複數之SSR，分別設置於複數之加熱器中對應之一個加熱器與複數之變壓器中對應之一個變壓器的二次線圈之間。

Description

電漿處理裝置、電漿處理裝置之運用方法及供電裝置
本發明之實施形態，係關於一種電漿處理裝置、電漿處理裝置之運用方法、及供電裝置。
在用於製造半導體裝置或FPD(Flat Panel Display，平板顯示器)等裝置之微細加工中，對半導體基板或玻璃基板等被處理體施行電漿處理。於電漿處理中，除了被處理體上之電漿密度分布的控制以外，被處理體之溫度或溫度分布的控制亦為重要事項。若未適當施行被處理體的溫度控制，則變得無法確保被處理體之表面中的反應之均一性，使裝置的製造良率降低。
一般而言，電漿處理所使用的電漿處理裝置，於處理容器內具備將被處理體載置於其上方之載置台。載置台具備如下功能：對電漿產生空間施加高頻之高頻電極的功能、藉由靜電吸附等保持被處理體的保持功能、以及藉由熱傳遞而控制被處理體之溫度的溫度控制功能。
此等使用電漿處理裝置之電漿處理，因為來自電漿或構成處理容器之壁部的輻射熱之不均一性，及/或載置台內的熱分布，而可能使對被處理體之熱輸入量特性分布不均。因此，對於載置台之溫度控制功能，要求適當修正被處理體的熱分布。
過去，為了控制載置台之溫度，最終控制被處理體之溫度，而於載置台組裝係電阻發熱體之加熱器，以作為此一溫度控制功能。藉由控制對此加熱器供給之電流，而控制被處理體的溫度。如同上述，對被處理體之熱輸入量特性具有不均一的分布。因而為了解決此等不均一的熱輸入量特性，而開發一種載置台，其係將複數之加熱器，分別配置於在載置台內定義之複數之區段內藉以構成。此外，有依照處理程序，而將成為溫度控制對象之被處理體的區域精細分割之必要，因此，如同專利文獻1所記載地，必須增加在載置台內定義之區段的個數。
為了如此地藉由設置於載置台內的複數之加熱器而個別地進行被處理體之複數之區域的溫度控制，而必須適當地控制對此等加熱器供給之電力。為了此一目的，一般如專利文獻2所記載地，將調整對各加熱器供給之電力的閘流體，設置於各加熱器與電源之間。圖8為顯示閘流體之原理的圖。閘流體，一般係採用位相控制方式，如圖8的(a)所示地，藉由施行ON/OFF的切換，而可控制導通加熱器與電源之期間，亦即，可控制導通角θ。藉此，對加熱器，供給圖8的(b)所示之電流。 【習知技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】日本特許5222850號說明書 【專利文獻2】日本特開2011-187637號公報
【發明所欲解決的問題】
若如同上述地定義於載置台內之複數之區段的個數變多，則此等區段的面積成為不同面積。因此，若使分別設置於複數之區段內的加熱器其每單位面積之電阻值相同，則分別設置在各複數之區段的複數之加熱器，包含電阻值不同的加熱器。藉此，複數之加熱器所進行之溫度控制的解析度可能產生差異。
為了使複數之加熱器之電阻值一致，而須將設置在具有小面積之區段的加熱器其厚度減薄，將該加熱器之電阻值增大。如此地增大電阻值之加熱器，由於電源的限制而無法供給過大的電流，結果而言，溫度控制之動態範圍變得狹窄。因此，不得不接受複數之加熱器之電阻值的差異。
此外，通常，將各加熱器藉由二條配線與電源電性連接，若如同上述地使區段的個數增多，則用於對複數之加熱器供電之配線的條數增加，載置台內之配線的迴繞可能變得困難。因此，考慮以數個加熱器共有二條配線中之一條配線的構成。此等構成中，共有配線之加熱器對電源並聯，此等加熱器之組合電阻值成為小的電阻值。因此，電源供給強大的電流。即便如此地供給強大的電流，但若將閘流體與複數之加熱器分別連接，則可調整對各加熱器供給之電流的量。
閘流體，如同上述，可藉由ON/OFF的切換而在任意時間點導通電源與加熱器，故能夠實現高的溫度控制解析度。然而，藉由閘流體的切換而產生之電流波形，如圖8的(b)所示地，成為不連續的電流波形，故產生高次諧波成分之雜訊。此一結果，在與1次側(電源供給側)連接之其他負載可能發生故障(相位超前電容器的燒毀等)。
因此，必須控制對複數之加熱器之供電以獲得高的溫度控制解析度，並抑制高次諧波雜訊。 【解決問題之技術手段】
本發明之一態樣，提供一種電漿處理裝置，用於對被處理體施行電漿處理。一態樣之電漿處理裝置，具備處理容器、載置台、複數之加熱器、及供電裝置。載置台，設置於處理容器內。複數之加熱器，設置於載置台內。供電裝置，對複數之加熱器供給電力。供電裝置，具備複數之變壓器、及複數之零交叉控制型的固態繼電器(Solid State Relay)。複數之變壓器，構成為將來自交流電源的電壓降壓。複數之變壓器，各自具備一次線圈及二次線圈。一次線圈與交流電源相連接。複數之零交叉控制型的固態繼電器，係以零電壓附近之電壓控制ON/ OFF的固態繼電器。複數之零交叉控制型的固態繼電器，分別設置於複數之加熱器中對應之一個加熱器與複數之變壓器中對應之一個變壓器的二次線圈之間。
此一電漿處理裝置，藉由零交叉控制型的固態繼電器控制對於加熱器之電流的供給。零交叉控制型的固態繼電器，係以輸出電壓為0V附近之電壓控制ON/ OFF，故可抑制具有高次諧波成分之電流的產生，亦即，抑制高次諧波雜訊的產生。此外，以複數之變壓器將較來自交流電源之電壓更低的電壓往二次側輸出。因此，自複數之變壓器的二次線圈輸出之電流變小。如此地藉由固態繼電器切換所輸出之電流的對加熱器之供給或供給停止，故可提高複數之加熱器之發熱量的解析度。結果而言，可提高被處理體的複數之區域各自之溫度控制的解析度。
一實施形態中，電漿處理裝置，可更具備複數之第1配線及複數之第2配線。複數之第1配線，將複數之加熱器的第1端子與複數之零交叉控制型的固態繼電器個別連接。複數之第2配線，分別將複數之加熱器中對應之二個以上加熱器的第2端子，與複數之變壓器中對應之一個變壓器的二次線圈共通連接。此一實施形態中，對交流電源，將具有複數之加熱器中數個加熱器之加熱器群並聯。並聯的加熱器之組合電阻值較各加熱器之電阻值更小，但因將藉由變壓器降壓之電壓往二次側輸出，故可將對加熱器供給之電流減小。因此，可提高複數之加熱器之發熱量的解析度。結果而言，可提高被處理體的複數之區域各自之溫度控制的解析度。
一實施形態中，與複數之第2配線中共通的第2配線連接之二個以上加熱器，可具有相同的電阻值。若依此一實施形態，則可使並聯的二個以上加熱器之發熱量的解析度均一化。
一實施形態中，供電裝置，亦可更具備複數之切換器，變更複數之變壓器之變壓比。若依此一實施形態，則可調整往二次側輸出之電壓。因此，可調整對加熱器供給之電流的大小。
一實施形態中，電漿處理裝置，可更具備控制複數之切換器的控制部；控制部，可實行第1控制與第2控制：第1控制，控制複數之切換器，設定複數之變壓器之變壓比；第2控制，控制複數之切換器，將複數之變壓器之變壓比，設定為較在第1控制中設定的複數之變壓器之變壓比更高的變壓比。此一實施形態，可於第1控制中往二次側輸出高電壓而對加熱器供給強大的電流，使加熱器急速地發熱。此外，可在使加熱器急速地發熱而接近目標溫度後，於第2控制中往二次側輸出低電壓而對加熱器供給微弱的電流，提高加熱器之發熱量的控制性。
於另一態樣中，提供上述實施形態的電漿處理裝置之運用方法。此一運用方法，包含如下步驟：第1步驟，控制複數之切換器，設定複數之變壓器之變壓比；以及第2步驟，控制複數之切換器，將複數之變壓器之變壓比，設定為較在第1步驟中設定的複數之變壓器之變壓比更高的變壓比。若依此一運用方法，則可於第1步驟中往二次側輸出高電壓而對加熱器供給強大的電流，使加熱器急速地發熱。此外，可在使加熱器急速地發熱而接近目標溫度後，於第2步驟中往二次側輸出低電壓而對加熱器供給微弱的電流，提高加熱器之發熱量的控制性。
進一步於另一態樣中，提供一種供電裝置，用於對設置在電漿處理裝置之載置台內的複數之加熱器供給電力。供電裝置，具備複數之變壓器、及複數之零交叉控制型的固態繼電器。複數之變壓器，構成為將來自交流電源的電壓降壓。複數之變壓器，各自具備一次線圈及二次線圈。一次線圈與交流電源相連接。複數之零交叉控制型的固態繼電器，分別設置於複數之加熱器中對應之一個加熱器與複數之變壓器中對應之一個變壓器的二次線圈之間。
一實施形態中，供電裝置，可更具備複數之切換器，變更複數之變壓器之變壓比。 【發明之效果】
如同上述說明，可控制對複數之加熱器之供電以獲得高的溫度控制解析度，並抑制高次諧波雜訊。
以下，參考附圖對各種實施形態詳細地說明。另，對各附圖中相同或相當之部分給予相同符號。
圖1為，概略示意一實施形態之電漿處理裝置的圖。於圖1中，概略示意一實施形態之電漿處理裝置的縱斷面之構造。圖1所示之電漿處理裝置10，為電容耦合型平行平板電漿蝕刻裝置。此一電漿處理裝置10，具備略圓筒狀的處理容器12。處理容器12，例如由鋁構成，對其表面施行陽極氧化處理。
於處理容器12內，設置載置台16。載置台16，具有靜電吸盤18及基台20。基台20，具有略圓盤形狀，例如由鋁等導電性金屬構成。此一基台20，構成下部電極。基台20，為支持部14所支持。支持部14，係自處理容器12之底部起延伸的圓筒狀構件。
於基台20，隔著匹配器MU1而與第1高頻電源HFS電性連接。第1高頻電源HFS，為主要產生電漿產生用的高頻電力之電源，產生27~100MHz的頻率，於一例中為40MHz的高頻電力。匹配器MU1，具備用於匹配第1高頻電源HFS之輸出阻抗與負載側(基台20側)之輸入阻抗的電路。
此外，於基台20，隔著匹配器MU2而與第2高頻電源LFS電性連接。第2高頻電源LFS，主要產生對被處理體(下稱「晶圓W」)之離子導入用的高頻電力(高頻偏壓電力)，將該高頻偏壓電力對基台20供給。高頻偏壓電力的頻率，為400kHz~ 13.56MHz之範圍內的頻率，於一例中為3MHz。匹配器MU2，具備用於匹配第2高頻電源LFS之輸出阻抗與負載側(基台20側)之輸入阻抗的電路。
於基台20上，設置靜電吸盤18。靜電吸盤18，藉由庫侖力等靜電力吸附晶圓W，保持該晶圓W。靜電吸盤18，於陶瓷製之本體部內具備靜電吸附用的電極18a。於電極18a，隔著開關SW1而與直流電源22電性連接。
於靜電吸盤18內內建複數之加熱器HT。複數之加熱器HT，分別為電阻加熱體，藉由供給電流而產生熱。加熱器HT並未限定，但例如可為經圖案化之薄膜加熱器。此外，加熱器HT，可為薄式平面電阻要素，而該薄式平面電阻要素可為金屬。
圖2為，顯示靜電吸盤內之複數之加熱器其配置之一例的俯視圖。如圖2所示地，於靜電吸盤18，在往鉛直方向觀察該靜電吸盤18時，定義複數之區域Z1、Z2、Z3。此等區域Z1~Z3，為同心圓狀的區域。亦即，區域Z1，為包含靜電吸盤18中心之圓形區域；區域Z2為，包圍區域Z1之略環狀的區域；區域Z3為，包圍區域Z2之略環狀的區域。
於區域Z1~Z3內定義複數之區段。亦即，於靜電吸盤18內定義複數之區段。於一例中，如圖2所示地，在區域Z1內，以將該區域Z1於圓周方向分割為L個的方式定義區段，使各個區段為SG11~SG1L。在區域Z2內，以將該區域Z2於圓周方向分割為M個的方式定義區段，使各個區段為SG21~SG2M。在區域Z3內，以將該區域Z3於圓周方向分割為N個的方式定義區段，使各個區段為SG31~SG3 N。於此等複數之區段分別配置複數之加熱器HT。一實施形態中，複數之加熱器HT，係每單位長度之電阻值相同的電阻加熱體。此外，如圖2所示地，複數之區段，包含具有不同面積的區段。因此，複數之加熱器HT，包含電阻值不同的加熱器。對此等複數之加熱器HT，以圖1所示之供電裝置PS供給電力。
另，於靜電吸盤18內定義之區域及區段，並未限定於圖2所示之形態。例如，亦可定義為於靜電吸盤18以格子狀的邊界劃定之複數之區段，或定義為將靜電吸盤18內的區域同心圓狀地分隔之複數之區段。此外，可定義為較圖2所示之區域的個數更多個數之區域，將各區域中之區段的個數定義為較圖2所示之區段的個數更多或更少皆可。
如圖1所示地，於基台20的頂面上方，且為靜電吸盤18周圍處，設置對焦環。對焦環係為了提高電漿處理之均一性而設置。對焦環由因應應實行之電漿處理所適宜選擇的材料構成，例如可由矽或石英構成。
於基台20之內部，形成冷媒流路24。對冷媒流路24，自設置於處理容器12外部之急冷器單元起通過配管26a而供給冷媒。被供給至冷媒流路24的冷媒，通過配管26b而返回急冷器單元。
於處理容器12內，設置上部電極30。此上部電極30，在載置台16之上方中，與基台20對向配置，而基台20與上部電極30，彼此略平行地設置。
上部電極30，藉由絕緣性遮蔽構件32，而被支持在處理容器12之上部。上部電極30，可具備電極板34及電極支持體36。電極板34，面向處理空間S，提供複數之氣體噴吐孔34a。此一電極板34，可由焦耳熱少的低電阻之導電體或半導體構成。
電極支持體36，以可任意裝卸的方式支持電極板34，例如可由鋁等導電性材料構成。此一電極支持體36，可具備水冷構造。於電極支持體36之內部，設置氣體擴散室36a。自此氣體擴散室36a起，與氣體噴吐孔34a連通的複數之氣體流通孔36b往下方延伸。此外，於電極支持體36形成將處理氣體導入至氣體擴散室36a的氣體導入口36c，將此氣體導入口36c，與氣體供給管38連接。
於氣體供給管38，隔著閥群42及流量控制器群44而與氣體源群40相連接。閥群42具備複數之開閉閥，流量控制器群44具備質量流量控制器等複數之流量控制器。此外，氣體源群40，具備電漿處理所必須之複數之種氣體用的氣體源。氣體源群40的複數之氣體源，隔著對應之開閉閥及對應之質量流量控制器而與氣體供給管38相連接。
電漿處理裝置10，將來自由氣體源群40之複數之氣體源中選擇出的一個以上氣體源之一種以上的氣體，往氣體供給管38供給。供給至氣體供給管38之氣體，到達氣體擴散室36a，通過氣體流通孔36b及氣體噴吐孔34a而對處理空間S噴吐。
此外，如圖1所示地，電漿處理裝置10，可更具備接地導體12a。接地導體12a，為略圓筒狀之接地導體，設置為自處理容器12的側壁起往較上部電極30之高度位置更上方延伸。
此外，電漿處理裝置10，沿著處理容器12之內壁以可任意裝卸的方式設置防沈積遮蔽構件46。此外，防沈積遮蔽構件46，亦設置在支持部14之外周。防沈積遮蔽構件46，能夠防止蝕刻副產物(沉積物)附著於處理容器12，可藉由將Y2 O3 等陶瓷被覆於鋁材而構成。
於處理容器12之底部側中，在支持部14與處理容器12的內壁之間設置排氣板48。排氣板48，例如可藉由將Y2 O3 等陶瓷被覆於鋁材而構成。於此排氣板48之下方中，在處理容器12設置排氣口12e。排氣口12e，藉由排氣管52而與排氣裝置50相連接。排氣裝置50，具備渦輪分子泵等真空泵，可將處理容器12內減壓至期望的真空度為止。此外，於處理容器12的側壁設置晶圓W之搬出入口12g，此一搬出入口12g成為可藉由閘閥54開閉。
此外，電漿處理裝置10，可更具備控制部Cnt。此一控制部Cnt，係具備處理器、記憶部、輸入裝置、顯示裝置等的電腦，控制電漿處理裝置10之各部。此一控制部Cnt中，利用輸入裝置，操作者可為了管理電漿處理裝置10而施行指令之輸入操作等，此外，藉由顯示裝置，可將電漿處理裝置10之運作狀況視覺化顯示。另，於控制部Cnt之記憶部，收納有用於以處理器控制在電漿處理裝置10實行之各種處理的控制程式、用於因應處理條件而使電漿處理裝置10之各構成部實行處理的程式，亦即，收納有處理配方。
圖3為，顯示一實施形態之供電裝置的圖。此外，圖4為，顯示一實施形態之供電裝置的一部分以及SSR 80之構成的圖。供電裝置PS，具備複數之變壓器70、及複數之零交叉控制型的固態繼電器80(以下稱作「SSR 80」)。複數之變壓器70，各自具備一次線圈71及二次線圈72。一次線圈71，與交流電源，例如三相交流電源電性連接。
SSR 80，分別設置於複數之加熱器HT中對應之一個加熱器HT與複數之變壓器70中對應之一個變壓器的二次線圈72之間。複數之加熱器HT之各自的第1端子，藉由第1配線L1而與對應之一個SSR 80相連接。SSR 80，與對應之變壓器70的二次線圈72相連接。圖3所示之實施形態中，九個SSR 80與一個變壓器70的二次線圈72相連接。另，隔著SSR 80與一個變壓器70連接之加熱器HT可任意設定。
如圖4所示地，SSR 80，具備輸入電路80a、光耦合器80b、零交叉電路80c、觸發電路80d、雙向整流器80e、及緩衝電路80f。於輸入電路80a，連接溫度控制單元82。溫度控制單元82，對輸入電路80a給予用於調整導通加熱器HT與變壓器70之期間的控制訊號。溫度控制單元82，接收為了以因應配方之發熱量使加熱器HT發熱而自控制部Cnt發送的訊號，並因應此訊號而產生用於調整導通加熱器HT與變壓器70之期間的控制訊號。此外，溫度控制單元82，接收以電流監視器84量測到的電流值，因應該電流值而產生控制訊號。
輸入電路80a，因應來自溫度控制單元82的控制訊號，而輸出往光耦合器80b之發光元件送出的輸入訊號。此輸入訊號一成為ON，則SSR 80，在零電壓附近成為ON，而導通加熱器HT與變壓器70。另一方面，輸入訊號一成為OFF，則SSR 80，於零電壓附近成為OFF，實質上未對加熱器HT供給電流。
圖5，顯示SSR的藉由ON/OFF控制所產生之電流的波形之一例。圖5中，以實線表示之部分的波形之電流，表示對加熱器HT供給之電流；以虛線表示的波形，表示在SSR 80為OFF之期間中未對加熱器HT供給電流。若依SSR 80，則於零電壓附近，切換加熱器HT與變壓器70之導通狀態。因此，如圖5所示地，在產生之電流的波形中高頻成分受到抑制。因此，若依SSR 80，則可抑制高頻雜訊的產生。此外，SSR 80，可與高速且高頻率之ON/OFF的切換對應，由於其係無接點繼電器故具有無接觸不良、無操作聲音等優點。此外，SSR 80，相較於閘流體，具有便宜等優點。
如圖3所示地，複數之加熱器HT，於具有二個以上加熱器HT之每個群組並聯化。具體而言，構成一個群組之二個以上加熱器HT的第2端子，與一條共通配線，即第2配線L2電性連接。此外，如圖3所示地，一條以上的第2配線L2，與一個變壓器70的二次線圈72相連接。換而言之，則複數之第2配線L2，分別將複數之加熱器HT中對應之二個以上加熱器的第2端子，與複數之變壓器70中對應之變壓器的二次線圈72共通連接。另，圖3所示之實施形態中，與一條第2配線L2共通連接之加熱器HT的個數雖為3個，但與一條第2配線L2共通連接之加熱器HT的個數可任意設定。此外，圖3所示之實施形態中，雖將三條第2配線L2與一個變壓器70的二次線圈72連接，但與一個變壓器70的二次線圈72連接之第2配線L2的條數可任意設定。
複數之變壓器70，分別對二次側，即對二次線圈72，輸出將一次側之電壓降壓的電壓。此處，對供電裝置PS之第1例加以檢討。第1例中，如圖3所示地，將複數之變壓器70，亦即，變壓器701、變壓器702、及變壓器703，分別與九個加熱器HT並聯。此外，使與一個變壓器連接的九個加熱器HT之電阻值，分別為45.5Ω、40.4Ω、22.5Ω、45.5Ω、40.4Ω、22.5Ω、45.5Ω、40.4Ω、22.5Ω。此外，自三相交流電源之R相-S相對變壓器701給予電壓，自三相交流電源之S相-T相對變壓器702給予電壓，自三相交流電源之R相-T相對變壓器703給予電壓。
第1例中，與各變壓器連接的九個加熱器HT之組合電阻值為3.7Ω。將200V之交流電源的各相與3.7Ω之組合電阻連接的情況，每1相的相電流，成為200V/3.7 Ω×√3=93.6A。因此，若不具有變壓器，則必須供給93.6A×200V之電力，保護用的斷路器成為必要元件。另一方面，若以變壓器70(701、702、703)將電壓降壓至100V，則最大電流成為46.8A。此外，若以變壓器70(701、702、703)將電壓降壓至50V，則最大電流成為23.4A。因此，藉由採用變壓器70，而可降低最大電流量。
如此地，若藉由變壓器70將電壓降壓則可使電流量降低，可降低對於溫度控制單元82的控制輸出之各加熱器HT的發熱量。因此，可提高溫度控制單元82之控制的解析度，亦即，可對溫度控制單元82的輸出解析度提高各加熱器HT之發熱量的控制解析度。因此，即便如同第1例地將具有不同電阻值之加熱器HT與各變壓器70並聯，仍可提高各加熱器HT所進行之溫度控制的解析度。另，供電裝置PS係以變壓器70及SSR 80構成，故提供便宜且小型之供電裝置PS。此外，在具有分別設置在複數之區段的複數之加熱器HT之構成中，可降低消耗電流。
以下，對供電裝置PS之第2例加以檢討。第2例中，使與一個變壓器並聯的九個加熱器HT具有略相同之電阻值。具體而言，使與變壓器701連接的九個加熱器HT各自之電阻值為45.5Ω。此外，使與變壓器702連接的九個加熱器HT各自之電阻值為40.4Ω。此外，使與變壓器703連接的九個加熱器HT各自之電阻值為25.5 Ω。此外，使設置有與變壓器701連接之各加熱器HT的區段其面積為2800mm2 ，設置有與變壓器702連接之各加熱器HT的區段其面積為2300mm2 ，設置有與變壓器703連接之各加熱器HT的區段其面積為1200mm2 。另，自三相交流電源之R相-S相對變壓器701給予電壓，自三相交流電源之S相-T相對變壓器702給予電壓，自三相交流電源之R相-T相對變壓器703給予電壓。此外，變壓器701將電壓降壓至100V，變壓器702將電壓降壓至75V，變壓器703將電壓降壓至50V。
第2例中，與變壓器701連接的九個加熱器HT之組合電阻值為5.1Ω，與變壓器702連接的九個加熱器HT之組合電阻值為4.5Ω，與變壓器703連接的九個加熱器HT之組合電阻值為2.5Ω。因此，於R相-S相消耗的電流成為19.6A，在R相-S相之發熱量成為1960.8W。此外，於S相-T相消耗的電流成為19.8A，在S相-T相之發熱量成為1253.1W。此外，於R相-T相消耗的電流成為20.0A，在R相-T相之發熱量成為1000W。因此，設置有與變壓器701連接之各加熱器HT的區段其每單位面積之發熱量，即發熱密度，成為0.08W/mm2 。此外，設置有與變壓器702連接之各加熱器HT的區段其發熱密度成為0.06W/mm2 。設置有與變壓器703連接之各加熱器HT的區段其發熱密度成為0.09W/mm2 。如此地，在與一個變壓器並聯之加熱器HT具有略相同的電阻值之情況，若藉由變壓器70將電壓降壓，則可降低複數之區段各自之發熱密度的差異。此外，與第1例同樣地，藉由以變壓器70將電壓降壓而可降低電流量，故可提高各加熱器HT所進行之溫度控制的解析度。
以下，舉第2例之與變壓器701連接的加熱器HT為例，對溫度控制的解析度加以檢討。如同上述，使與變壓器701連接的九個加熱器HT之電阻值為45.5Ω，設置有與各加熱器HT的區段之面積為2800mm2 。此外，使溫度控制單元82之輸出解析度為0.1%。另，溫度控制單元82之輸出解析度，係指能夠以0.1%單位控制對加熱器HT供給之電力。此一例子中，若以變壓器701將電壓降壓至100V，則各加熱器HT之發熱量成為219.8W。因此，發熱量的解析度，成為0.1%×219.8= 0.2198W。將各區段升溫1℃所需要的發熱量，以區段的面積×熱通量計算。熱通量，係以使用之材質的組合電阻計算，此處使其為0.67×10-3 [W/mm2 ]。因此，將各區段升溫1℃所需要的發熱量，成為2800mm2 ×0.67×10-3 [W/mm2 ]=1.876W。由此一發熱量計算，在溫度控制單元82之輸出解析度為0.1%的情況下，獲得0.2198 W/1.876W=0.117℃之升溫量。亦即，可獲得0.117℃之溫度控制的解析度。例如，一般要求之溫度控制的解析度為1℃以下，故若依此一檢討內容，則確認藉由供電裝置PS而可實現高的溫度控制之解析度。此外，藉由提高溫度控制單元82之輸出解析度，例如使其為0.05%，而可獲得更高的溫度控制之解析度。
以下，對另一實施形態加以說明。圖6為，顯示另一實施形態的供電裝置之一部分的圖。如圖6所示地，供電裝置PS，在各變壓器70與SSR 80之間具備切換器90。亦即，另一實施形態之供電裝置PS，將複數之切換器90與複數之變壓器分別連接。切換器90，藉由變更對應之變壓器70的變壓比，而調整該變壓器70之二次側的輸出電壓。於一例中，切換器90，選擇變壓器70之複數之分接頭中的任一個，而可構成為與所選擇之分接頭連接的繼電器電路。此一例子中，切換器90，藉由上述控制部Cnt所進行之控制，而可切換選擇的分接頭。
圖7為，顯示具備圖6所示之供電裝置的電漿處理裝置10之運用方法的一實施形態之流程圖。圖7所示之運用方法，包含第1步驟ST1及第2步驟ST2。第1步驟ST1，控制與複數之變壓器70分別連接的複數之切換器90，設定此等變壓器70之變壓比。第1步驟ST1中之複數之切換器90的控制，可藉由控制部Cnt所進行之第1控制而實行。
接續的第2步驟ST2，控制複數之切換器90，將此等變壓器70之變壓比，設定為較第1步驟ST1中設定的複數之變壓器70之變壓比更高的變壓比。第2步驟ST2中之複數之切換器90的控制，可藉由控制部Cnt所進行之第2控制而實行。藉由此第2步驟ST2，對變壓器70之二次側輸出較第1步驟ST2的二次側之電壓更低的電壓。因此，往與變壓器70連接的對應之加熱器HT供給的電流量降低。此一結果，第2步驟ST2，可提高溫度控制的解析度。另一方面，第1步驟ST1，能夠對加熱器HT供給強大電流，故可急速加熱。
圖7所示之運用方法，例如，在利用電漿處理裝置10施行第1處理，接著施行第2處理的狀況中，必須使第2處理中的晶圓W之溫度較第1處理中的晶圓W之溫度更為急速地升溫時，可使用此方法。此一例子中，藉由將連接對象切換為可獲得低的變壓比之分接頭，而可提高變壓器70之二次側的輸出電壓，增加對加熱器HT供給之電流量，以加熱器HT使載置台16及晶圓W急速地升溫。如此地急速使載置台16及晶圓W升溫後，藉由將連接對象切換為可獲得高的變壓比之分接頭，而可降低變壓器70之二次側的輸出電壓，降低對加熱器HT供給之電流量，高精度地控制加熱器HT所進行的載置台16及晶圓W之溫度控制。
以上，雖對各種實施形態進行說明，但並未限定於上述實施形態，可構成各種變形態樣。例如，上述實施形態之電漿處理裝置雖為電容耦合型之電漿處理裝置，但電漿處理裝置亦可為任意方式之電漿處理裝置。例如，電漿處理裝置，可為電感耦合型之電漿處理裝置，亦可為將微波等表面波作為電漿源使用之電漿處理裝置。
10‧‧‧電漿處理裝置
12‧‧‧處理容器
12a‧‧‧接地導體
12e‧‧‧排氣口
12g‧‧‧搬出入口
14‧‧‧支持部
16‧‧‧載置台
18‧‧‧靜電吸盤
18a‧‧‧電極
20‧‧‧基台
22‧‧‧直流電源
24‧‧‧冷媒流路
26a‧‧‧配管
26b‧‧‧配管
30‧‧‧上部電極
32‧‧‧絕緣性遮蔽構件
34‧‧‧電極板
34a‧‧‧氣體噴吐孔
36‧‧‧電極支持體
36a‧‧‧氣體擴散室
36b‧‧‧氣體流通孔
36c‧‧‧氣體導入口
38‧‧‧氣體供給管
40‧‧‧氣體源群
42‧‧‧閥群
44‧‧‧流量控制器群
46‧‧‧防沈積遮蔽構件
48‧‧‧排氣板
50‧‧‧排氣裝置
52‧‧‧排氣管
54‧‧‧閘閥
70、701、702、703‧‧‧變壓器
71‧‧‧一次線圈
72‧‧‧二次線圈
80‧‧‧固態繼電器
80a‧‧‧輸入電路
80b‧‧‧光耦合器
80c‧‧‧零交叉電路
80d‧‧‧觸發電路
80e‧‧‧雙向整流器
80f‧‧‧緩衝電路
82‧‧‧溫度控制單元
84‧‧‧電流監視器
90‧‧‧切換器
Cnt‧‧‧控制部
FR‧‧‧對焦環
HFS‧‧‧第1高頻電源
HT‧‧‧加熱器
L1‧‧‧第1配線
L2‧‧‧第2配線
MU1‧‧‧匹配器
MU2‧‧‧匹配器
LFS‧‧‧第2高頻電源
PS‧‧‧供電裝置
S‧‧‧處理空間
SG11~SG1L、SG21~SG2M、SG31~SG3N‧‧‧區段
ST1~ST2‧‧‧步驟
SW1‧‧‧開關
W‧‧‧晶圓
Z1~Z3‧‧‧區域
【圖1】係概略示意一實施形態之電漿處理裝置的圖。 【圖2】係顯示靜電吸盤內之複數之加熱器其配置之一例的俯視圖。 【圖3】係顯示一實施形態之供電裝置的圖。 【圖4】係顯示一實施形態之供電裝置的一部分以及固態繼電器之構成的圖。 【圖5】係顯示以零交叉控制型的固態繼電器產生之電流的波形之一例的圖。 【圖6】係顯示另一實施形態的供電裝置之一部分的圖。 【圖7】係顯示具備圖6所示之供電裝置的電漿處理裝置之運用方法的一實施形態之流程圖。 【圖8】(a)、(b)係顯示閘流體之原理的圖。
70、701、702、703‧‧‧變壓器
71‧‧‧一次線圈
72‧‧‧二次線圈
80‧‧‧固態繼電器
HT‧‧‧加熱器
L1‧‧‧第1配線
L2‧‧‧第2配線
PS‧‧‧供電裝置

Claims (8)

  1. 一種電漿處理裝置，用於對被處理體施行電漿處理，具備； 處理容器； 載置台，設置於該處理容器內； 複數之加熱器，設置於該載置台內；以及 供電裝置，對該複數之加熱器供給電力； 該供電裝置，具備： 複數之變壓器，將來自交流電源的電壓降壓，其各自具有與該交流電源連接之一次線圈、及二次線圈；以及 複數之零交叉控制型的固態繼電器，分別設置於該複數之加熱器中對應之一個加熱器與該複數之變壓器中對應之一個變壓器的二次線圈之間。
  2. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中， 更具備： 複數之第1配線，將該複數之加熱器的第1端子與該複數之零交叉控制型的固態繼電器個別連接；以及 複數之第2配線，分別將該複數之加熱器中對應之二個以上加熱器的第2端子，與該複數之變壓器中對應之一個變壓器的二次線圈共通連接。
  3. 如申請專利範圍第2項之電漿處理裝置，其中， 與該複數之第2配線中共通的第2配線連接之二個以上加熱器，具有相同的電阻值。
  4. 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， 該供電裝置，更具備複數之切換器，用來變更該複數之變壓器之變壓比。
  5. 如申請專利範圍第4項之電漿處理裝置，其中， 更具備控制部，用來控制該複數之切換器； 該控制部，實行第1控制與第2控制： 該第1控制，控制該複數之切換器，設定該複數之變壓器之變壓比； 該第2控制，控制該複數之切換器，將該複數之變壓器之變壓比，設定為較在該第1控制中設定的該複數之變壓器之變壓比更高的變壓比。
  6. 一種電漿處理裝置之運用方法，運用如申請專利範圍第4項之電漿處理裝置，包含如下步驟： 第1步驟，控制該複數之切換器，設定該複數之變壓器之變壓比；以及 第2步驟，控制該複數之切換器，將該複數之變壓器之變壓比，設定為較在該第1步驟中設定的該複數之變壓器之變壓比更高的變壓比。
  7. 一種供電裝置，用於對設置在電漿處理裝置之載置台內的複數之加熱器供給電力，具備： 複數之變壓器，構成為將來自交流電源的電壓降壓，其各自具有與該交流電源連接之一次線圈、及二次線圈；以及 複數之零交叉控制型的固態繼電器，分別設置於該複數之加熱器中對應之一個加熱器與該複數之變壓器中對應之一個變壓器的二次線圈之間。
  8. 如申請專利範圍第7項之供電裝置，其中， 更具備複數之切換器，用來變更該複數之變壓器之變壓比。
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