(57)【要約】【課題】処理容器内に配置される載置台内部の発熱体と処理容器の外に配置されるヒータ電源とを電気的に繋ぐヒータ給電ライン上にフィルタユニットを設けるにあたり、載置台上の電子密度分布やプロセス特性の面内均一性に与える影響を極力少なくする。【解決手段】このプラズマ処理装置においては、サセプタ１２の内部にもうけられる発熱体５０は、サセプタ１２の中を通る内部導体５１、スペースＳＰを縦断する給電導体５２、フィルタユニット５４および電気ケーブル５６を介して、チャンバ１０の外のヒータ電源５８(IN)に電気的に接続されている。フィルタユニット５４のケーシング１１０は、給電棒４０の周りを囲む円筒形の導体カバー４２に隣接してチャンバ１０の底壁（ベース）１０ａに形成されている開口１１４にチャンバ１０の下から垂直に嵌め込まれ、チャンバ底壁１０ａに物理的かつ電気的に結合されている。【選択図】図２
2014099585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理が行われる処理容器と、
前記処理容器内で板状の導電性ベースの上にスペースを介して配置され、被処理基板を載置して保持する載置台と、
前記載置台に設けられる高周波電極と、
前記高周波電極に一定周波数の高周波を印加するための高周波給電部と、
前記載置台に設けられる発熱体と、
前記発熱体を前記処理容器の外に配置されるヒータ電源に電気的に接続するためのヒータ給電ラインと、
前記発熱体を介して前記ヒータ給電ラインに入ってくる高周波のノイズを減衰させ、または阻止するためのコイルと、このコイルを収容するケーシングとを有するフィルタユニットと
を有し、
前記フィルタユニットは、前記ケーシングの上端を前記載置台の直下で前記ベースの上面と同じ高さにして、または前記ベースの上面より低くして配置され、
前記ベースに、前記ヒータ給電ラインを非接触で通す開口が形成され、
前記ヒータ給電ラインが、前記ベースの前記開口の内側または下方に位置する前記コイルの第１の端子から前記載置台の下面まで前記スペースを通って延びるピン状または棒状の第１の導体を有する、
プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記第１の導体は、前記スペース内または前記開口内で曲がらずに真っ直ぐ延びている、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記第１の導体は、前記スペース内または前記開口内で鉛直方向に真っ直ぐ延びている、請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記第１の導体は絶縁体の棒の中に封入され、前記絶縁体の棒は前記ベースの前記開口の内側面に接触しない、請求項１〜３のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記コイルの第１の端子は、むき出しになっている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記コイルの第１の端子の上面は、前記ベースの上面と同じ高さである、請求項１〜５のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。  
【請求項７】
前記コイルの第１の端子の上面は、遮蔽されずに開放状態で前記スペースに対向している、請求項１〜６のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。  
【請求項８】
前記ヒータ給電ラインが、前記第１の導体の上端部を挿し込むために前記載置台の下面に設けられるソケット端子と、前記ソケット端子と前記発熱体の端子とを電気的に繋ぐために前記載置台の中で延びるピン状、棒状または板状の第２の導体とを有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記コイルの第１の端子および前記ソケット端子は、前記発熱体の端子よりも前記処理容器の中心寄りに位置する、請求項８に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記載置台は、上面が前記高周波電極の下面に接合され、下面が前記スペースに面する導体の背板を有し、
前記第２の導体は、前記背板に埋め込まれた絶縁体の中で水平方向に延びる区間を有する、
請求項８または請求項９に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１１】
前記載置台は、上面が前記高周波電極の下面に接合され、下面が前記スペースに面する絶縁体の背板を有し、
前記第２の導体は、前記高周波電極の下面に形成された溝の中で水平方向に延びる区間を有する、
請求項８または請求項９に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１２】
前記載置台は、下面が前記高周波電極の上面に接合され、上面が前記基板を載置する載置面を形成する誘電体層と、この誘電体層の中に設けられ、前記基板を吸着するために高圧の直流電圧を印加されるＤＣ電極とを有する静電チャックを備える、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１３】
前記発熱体は、前記ＤＣ電極より低い位置で前記絶縁層の中に設けられる、請求項１２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１４】
前記発熱体は、前記絶縁層と前記高周波電極との間に挟まれる絶縁体のシートの中に設けられる、請求項１２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１５】
前記載置台は、誘電体からなる筒状の支持部材を介して前記ベースの上に設けられる、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１６】
前記ベースは、前記処理容器の底壁を形成する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１７】
前記ベースは、前記処理容器の底壁の上方で上下に移動または変位可能に構成され、
前記フィルタユニットは、前記ベースと前記処理容器の底壁との間に配置される、
請求項１〜１５のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１８】
前記ベースは、電気的に接地されている、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１９】
前記フィルタユニットのケーシングは、導体からなり、電気的に接地されている、請求項１〜１８のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項２０】
前記高周波は、主として前記処理容器内で処理ガスのプラズマを生成するのに寄与する、請求項１〜１９のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項２１】
前記高周波は、主として前記プラズマから前記載置台に載置される前記基板へのイオンの引き込みに寄与する、請求項１〜１９のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項２２】
前記フィルタユニットは、前記コイルの第２の端子と接地電位部材との間に電気的に接続されるコンデンサを有する、請求項１〜２１のいずれか一項記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波を用いて被処理基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置に係り、特に処理容器内で被処理基板を載置する載置台に設けられる高周波電極および発熱体を介してヒータ給電ラインに入ってくる高周波ノイズを遮断するためのフィルタを備えるプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマを用いる半導体デバイスあるいはＦＰＤ（Flat Panel Display）の製造のための微細加工においては、被処理基板（半導体ウエハ、ガラス基板等）上のプラズマ密度分布の制御と共に、基板の温度ないし温度分布の制御が非常に重要である。基板の温度制御が適正に行われないと、基板表面反応ひいてはプロセス特性の均一性が確保できなくなり、半導体デバイスあるいは表示デバイスの製造歩留まりが低下する。
【０００３】
一般に、プラズマ処理装置、特に容量結合型のプラズマ処理装置のチャンバ内で被処理基板を載置する載置台またはサセプタは、プラズマ空間に高周波を印加する高周波電極の機能と、基板を静電吸着等で保持する保持部の機能と、基板を伝熱で所定温度に制御する温度制御部の機能とを有している。温度制御機能に関しては、プラズマやチャンバ壁からの輻射熱の不均一性による基板への入熱特性の分布や、基板支持構造による熱分布を適切に補正できることが望まれている。
【０００４】
従来より、サセプタの温度ひいては基板の温度を制御するために、通電により発熱する発熱体をサセプタに組み込んで該発熱体の発生するジュール熱を制御するヒータ方式が多く用いられている。しかしながら、ヒータ方式が採られると、該高周波電源よりサセプタの高周波電極に印加された高周波の一部が発熱体を介してヒータ給電ラインに入り込みやすい。高周波のノイズがヒータ給電ラインを通り抜けてヒータ電源に到達すると、ヒータ電源の動作ないし性能が害されるおそれがある。さらに、ヒータ給電ライン上で高周波の電流が流れると、高周波のパワーが無駄に消費される。このような実情により、サセプタ内蔵の発熱体から入ってくる高周波のノイズを減衰させまたは阻止するためのフィルタをヒータ給電ライン上に設けるのが通例となっている。
【０００５】
本出願人は、特許文献１で、この種フィルタの初段に非常に大きなインダクタンスを有する空芯コイルを設け、この空芯コイルをサセプタの近く（通常は下）に設置される導電性のケーシング内に収容するプラズマ処理装置を開示している。このプラズマ処理装置においては、サセプタ内部の高周波電極に単一の高周波、特に１３．５６ＭＨｚ以下の高周波を印加する場合は、空芯コイルを用いる上記構成のフィルタが有効に機能して、ヒータ給電ライン上で３０Ａ以上の大きなヒータ電流を流しつつ、１３．５６ＭＨｚ以下の高周波ノイズを効率よく安定確実に遮断することができる。
【０００６】
さらに、本出願人は、特許文献２で、プラズマ処理装置において処理容器内のサセプタからヒータ給電ライン上に入ってくる高い周波数の高周波ノイズを遮断するフィルタ性能を改善する技術を開示している。このフィルタ技術は、分布定数線路の規則的な多重並列共振特性を利用することにより、サセプタ内部の高周波電極に低い周波数の高周波はもちろん高い周波数（たとえば２７ＭＨｚ以上）の高周波を印加する場合でも、フィルタのケーシングに収めるコイルを１個の空芯コイルで済ますことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１９８９０２
【特許文献２】特開２０１１−１３５０５２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、サセプタ内部の高周波電極および発熱体を介してヒータ給電ラインに入ってくる高周波のノイズを遮断するためのフィルタを備える従来のプラズマ処理装置においては、サセプタ直下でのフィルタの配置位置やヒータ給電ラインの引き回しが、サセプタ上の電子密度分布やプロセス特性の面内均一性に良くない影響を与え、さらにはフィルタの周波数−インピーダンス特性にも悪い影響を与えることが課題となっている。
【０００９】
本発明は、そのような従来技術の課題を解決するものであり、処理容器内に配置される載置台内部の発熱体と処理容器の外に配置されるヒータ電源とを電気的に繋ぐヒータ給電ライン上にフィルタユニットを設けるにあたり、載置台上の電子密度分布やプロセス特性の面内均一性に与える影響を極力少なくし、かつフィルタユニットにおいて安定した周波数−インピーダンス特性を得るようにしたプラズマ処理装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のプラズマ処理装置は、プラズマ処理が行われる処理容器と、前記処理容器内で板状の導電性ベースの上にスペースを介して配置され、被処理基板を載置して保持する載置台と、前記載置台に設けられる高周波電極と、前記高周波電極に一定周波数の高周波を印加するための高周波給電部と、前記載置台に設けられる発熱体と、前記発熱体を前記処理容器の外に配置されるヒータ電源に電気的に接続するためのヒータ給電ラインと、前記発熱体を介して前記ヒータ給電ラインに入ってくる高周波のノイズを減衰させ、または阻止するためのコイルと、このコイルを収容するケーシングとを有するフィルタユニットとを有し、前記フィルタユニットは、前記ケーシングの上端を前記載置台の直下で前記ベースの上面と同じ高さにして、または前記ベースの上面より低くして配置され、前記ベースに、前記ヒータ給電ラインを非接触で通す開口が形成され、前記ヒータ給電ラインが、前記ベースの前記開口の内側または下方に位置する前記コイルの第１の端子から前記載置台の下面まで前記スペースを通って延びるピン状または棒状の第１の導体を有する。
【００１１】
上記の装置構成においては、フィルタユニットを載置台直下のスペース内に入れない配置構成としている。そして、フィルタユニットのケーシングの上端が載置台の直下でベースの上面と同じ高さにして、またはベースの上面より低くして、ベースの開口に取り付けられることにより、ケーシングに収容されているコイルは、接地電位のベースの上面より低い位置に配置されるので、高周波電極からはベースによって電磁的に遮蔽され、プラズマ生成空間に投影されず、プラズマ密度分布を乱す特異点にはならない。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のプラズマ処理装置によれば、上記のような構成および作用により、処理容器内に配置される載置台内部の発熱体と処理容器の外に配置されるヒータ電源とを電気的に繋ぐヒータ給電ライン上にフィルタユニットを設けるにあたり、載置台上の電子密度分布やプロセス特性の面内均一性に与える影響を極力少なくし、かつフィルタユニットにおいて安定した周波数−インピーダンス特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態におけるプラズマ処理装置の構成を示す断面図である。
【図２】上記プラズマ処理装置のサセプタに設けられる発熱体の構成を示す略平面図である。
【図３】上記サセプタ内の発熱体に電力を供給するためのヒータ給電部の回路構成を示す図である。
【図４】実施形態におけるフィルタユニットの物理的な構造および配置構成を示す断面図である。
【図５】上記フィルタユニットにおいて共通の棒軸に装着される２系統の空芯コイルのコイル巻線の外観構成を示す斜視図である。
【図６】上記フィルタユニットの上端部の構成を示す平面図である。
【図７】セプタ１２の内部および直下におけるヒータ給電ラインの引き回しのレイアウトを示す縦断面図である。
【図８】サセプタの内部および直下におけるヒータ給電ラインの引き回しのレイアウトを示す略平面図である。
【図９】サセプタの内部におけるヒータ給電ラインの引き回しの一変形例を示す縦断面図である。
【図１０Ａ】実施形態におけるフィルタユニットの配置および給電導体の引き回しについて望ましくない一例を示す図である。
【図１０Ｂ】実施形態におけるフィルタユニットの配置および給電導体の引き回しについて望ましくない別の例を示す図である。
【図１１】実施形態において高周波のノイズがヒータ給電ラインを通ってグランドに流れる高周波伝搬路の等価回路を示す図である。
【図１２】上記等価回路におけるフィルタの周波数−インピーダンス特性を示す図である。
【図１３】上記等価回路におけるＬＣ直列回路の周波数−インピーダンス特性を示す図である。
【図１４】上記プラズマ処理装置においてサセプタに絶縁体の背板を用いる構成例を示す断面図である。
【図１５】図１４の装置の要部の構成を示す部分断面図である。
【図１６Ａ】実施形態において発熱体を３分割式にする場合のフィルタユニットの配置およびヒータ給電ラインの引き回しの一例を示す略平面図である。
【図１６Ｂ】発熱体を３分割式にする場合のフィルタユニットの配置およびヒータ給電ラインの引き回しの別の例を示す略平面図である。
【図１７Ａ】発熱体を４分割式にする場合のフィルタユニットの配置およびヒータ給電ラインの引き回しの一例を示す略平面図である。
【図１７Ｂ】発熱体を４分割式にする場合のフィルタユニットの配置およびヒータ給電ラインの引き回しの別の例を示す略平面図である。
【図１７Ｃ】発熱体を４分割式にする場合のフィルタユニットの配置およびヒータ給電ラインの引き回しの他の例を示す略平面図である。
【図１８】上記プラズマ処理装置においてサセプタを上下方向で移動可能にする場合の構成例を示す縦断面図である。
【図１９Ａ】マイクロ波プラズマ処理装置におけるフィルタユニット取付構造の一例を示す断面図である。
【図１９Ｂ】マイクロ波プラズマ処理装置におけるフィルタユニット取付構造の別の例を示す断面図である。
【図１９Ｃ】マイクロ波プラズマ処理装置におけるフィルタユニット取付構造の一例を示す断面図である。
【図１９Ｄ】マイクロ波プラズマ処理装置におけるフィルタユニット取付構造の別の例を示す断面図である。
【図１９Ｅ】マイクロ波プラズマ処理装置におけるフィルタユニット取付構造の別の例を示す断面図である。
【図２０Ａ】マイクロ波漏洩を検証するための電磁界シミュレーションに用いた実施例のフィルタユニット取付構造を示す断面図である。
【図２０Ｂ】マイクロ波漏洩を検証するための電磁界シミュレーションに用いた比較例のフィルタユニット取付構造を示す断面図である。
【図２１Ａ】実施例における電磁界シミュレーションの結果を示す図である。
【図２１Ｂ】比較例における電磁界シミュレーションの結果を示す図である。
【図２２Ａ】図２０Ａのフィルタユニット取付構造においてカバー体とケーシングとの間に口径１３ｍｍの丸穴を設けた場合の電磁界シミュレーションの結果を示す図である。
【図２２Ｂ】図２０Ａのフィルタユニット取付構造において口径１７ｍｍの丸穴を設けた場合の電磁界シミュレーションの結果を示す図である。
【図２２Ｃ】図２０Ａのフィルタユニット取付構造において口径２３ｍｍの丸穴を設けた場合の電磁界シミュレーションの結果を示す図である。
【図２２Ｄ】図２０Ａのフィルタユニット取付構造において口径２７ｍｍの丸穴を設けた場合の電磁界シミュレーションの結果を示す図である。
【図２２Ｅ】図２０Ａのフィルタユニット取付構造において口径３５ｍｍの丸穴を設けた場合の電磁界シミュレーションの結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図を参照して本発明の好適な実施の形態を説明する。
［プラズマ処理装置全体の構成］
【００１５】
図１に、本発明の一実施形態におけるプラズマ処理装置の構成を示す。このプラズマ処理装置は、下部２周波印加方式の容量結合型プラズマ処理装置として構成されており、たとえばアルミニウムまたはステンレス鋼等の金属製の円筒型チャンバ（処理容器）１０を有している。チャンバ１０は接地されている。
【００１６】
チャンバ１０の中には、被処理基板としてたとえば半導体ウエハＷを載置する円板形状の載置台またはサセプタ１２が水平に配置されている。このサセプタ１２は、チャンバ１０の底から垂直上方に延びる誘電体たとえばセラミック製の筒状支持部１４により非接地で支持されている。チャンバ１０の底壁（この実施形態ではベース）１０ａと、サセプタ１２の下面と、誘電体筒状支持部１４の内壁との間には、大気空間に通じているスペースＳＰが形成されている。サセプタ１２の下面は凹凸の無い水平な平坦面であり、チャンバ１０の底壁１０ａの上面も後述する開口（１０ｂ，１１４）を除いて凹凸の無い水平な平坦面になっている。
【００１７】
誘電体筒状支持部１４の外周に沿ってチャンバ１０の底壁１０ｂから垂直上方に延びる導電性の筒状支持部１６とチャンバ１０の内壁との間に環状の排気路１８が形成され、この排気路１８の底に排気口２０が設けられている。この排気口２０には排気管２２を介して排気装置２４が接続されている。排気装置２４は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有しており、チャンバ１０内の処理空間を所望の真空度まで減圧することができる。チャンバ１０の側壁には、半導体ウエハＷの搬入出口を開閉するゲートバルブ２６が取り付けられている。
【００１８】
サセプタ１２は、導体たとえばアルミニウムからなる背板２８と、導体たとえばアルミニウムからなる下部高周波電極３０と、ウエハ吸着用の静電チャック３２とを下からこの順序で積層して構成されている。下部高周波電極３０には、第１および第２の高周波電源３４，３６がマッチングユニット３８、給電棒４０および背板２８を介して電気的に接続されている。
【００１９】
第１の高周波電源３４は、主としてプラズマの生成に寄与する一定周波数（通常２７ＭＨｚ以上、好ましくは６０ＭＨｚ以上）の第１高周波ＨＦを出力する。一方、第２の高周波電源３６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一定周波数（通常１３ＭＨｚ以下）の第２高周波ＬＦを出力する。マッチングユニット３８には、第１および第２の高周波電源３４，３６とプラズマ負荷との間でインピーダンスの整合をとるための第１および第２の整合器（図示せず）が収容されている。
【００２０】
給電棒４０は、所定の外径を有する円筒形または円柱形の導体からなり、その上端がサセプタ１２（背板２８）の下面の中心部に接続され、その下端がマッチングユニット３８内の上記第１および第２整合器の高周波出力端子に接続されている。また、チャンバ１０の底壁１０ａとマッチングユニット３８との間には、給電棒４０の周りを囲む円筒形の導体カバー４２が設けられている。より詳細には、チャンバ１０の底壁１０ａに給電棒４０の外径よりも一回り大きな所定の口径を有する円形の開口部１０ｂが形成され、導体カバー４２の上端部がこのチャンバ開口部１０ｂに接続されるとともに、導体カバー４２の下端部が上記整合器の接地（帰線）端子に接続されている。
【００２１】
サセプタ１２は半導体ウエハＷよりも一回り大きな直径または口径を有している。サセプタ１２の上面は、ウエハＷと略同形状（円形）かつ略同サイズの中心領域つまりウエハ載置部と、このウエハ載置部の外側に延在する環状の周辺部とに区画されている。ウエハ載置部の上に、処理対象の半導体ウエハＷが載置される。環状周辺部の上には、半導体ウエハＷの口径よりも大きな内径を有するリング状の板材いわゆるフォーカスリング４４が取り付けられる。このフォーカスリング４４は、半導体ウエハＷの被エッチング材に応じて、たとえばＳi，ＳiＣ，Ｃ，ＳiＯ2の中のいずれかの材質で構成されている。
【００２２】
サセプタ１２の上面に設けられる静電チャック３２は、高周波電極３０の上面に一体形成または一体固着された誘電体層３２ａの中にＤＣ電極３２ｂを封入している。ＤＣ電極３２ｂには、チャンバ１０の外に配置される外付けの直流電源４５がスイッチ４６、高抵抗値の抵抗４７およびＤＣ高圧線４８を介して電気的に接続されている。直流電源４５からの高圧の直流電圧をＤＣ電極３２ｂに印加すると、静電力によって半導体ウエハＷを静電チャック３２上に吸着保持できるようになっている。なお、ＤＣ高圧線４８は、被覆線であり、円筒体の下部給電棒４０の中を通り、サセプタ１２の背板２８および下部高周波電極３０を下から貫通して静電チャック３２のＤＣ電極３２ｂに接続されている。
【００２３】
静電チャック３２の誘電体層３２ａの中には、ＤＣ電極３２ｂと一緒に発熱体５０も封入されている。この発熱体５０は、たとえばスパイラル状の抵抗発熱線からなり、この実施形態では図２に示すようにサセプタ１２の径方向において内側の発熱線５０(IN）と外側の発熱線５０(OUT)とに２分割されている。
【００２４】
このうち、内側発熱線５０(IN）は、サセプタ１２の中を通る内部導体５１(IN)、スペースＳＰを縦断する給電導体５２(IN)、フィルタユニット５４(IN)および電気ケーブル５６(IN)を介して、チャンバ１０の外に配置される専用のヒータ電源５８(IN)に電気的に接続されている。外側発熱線５０(OUT)は、サセプタ１２の中を通る内部導体５１(OUT)、スペースＳＰを縦断する給電導体５２(OUT)、フィルタユニット５４(OUT)および電気ケーブル５６(OUT)を介して、やはりチャンバ１０の外に配置される専用のヒータ電源５８(OUT)に電気的に接続されている。
【００２５】
フィルタユニット５４(IN)，５４(OUT)の配置構成、およびフィルタユニット５４(IN)，５４(OUT)と発熱体５０との間でヒータ給電ラインを引き回す構成は、この実施形態における主要な特徴部分であり、後に詳細に説明する。
【００２６】
サセプタ１２において、下部高周波電極３０の内部にはたとえば円周方向に延びる環状の冷媒通路６０が設けられている。この冷媒通路６０には、チラーユニット（図示せず）より冷媒供給管６２を介して所定温度の冷媒たとえば冷却水ｃｗが循環供給される。冷媒の温度によってサセプタ１２の温度を下げる方向に制御できる。そして、サセプタ１２に半導体ウエハＷを熱的に結合させるために、伝熱ガス供給部（図示せず）からの伝熱ガスたとえばＨeガスが、ガス供給管６２を介して静電チャック３２と半導体ウエハＷとの接触界面に供給されるようになっている。
【００２７】
チャンバ１０の天井には、サセプタ１２と平行に向かい合って上部電極を兼ねるシャワーヘッド６４が設けられている。このシャワーヘッド６４は、サセプタ１２と向かい合う電極板６６と、この電極板６６をその背後（上）から着脱可能に支持する電極支持体６８とを有し、電極支持体６８の内部にガス室７０を設け、このガス室７０からサセプタ１２側に貫通する多数のガス吐出孔７２を電極支持体６８および電極板６６に形成している。電極板６６とサセプタ１２との間の空間がプラズマ生成空間ないし処理空間となる。ガス室７０の上部に設けられるガス導入口７０ａには、処理ガス供給部７４からのガス供給管７６が接続されている。電極板６６はたとえばＳi、ＳiＣあるいはＣからなり、電極支持体６８はたとえばアルマイト処理されたアルミニウムからなる。
【００２８】
このプラズマ処理装置内の各部たとえば排気装置２４、高周波電源３４，３６、直流電源４５のスイッチ４６、ヒータ電源５８(IN)，５８(OUT)、チラーユニット（図示せず）、伝熱ガス供給部（図示せず）および処理ガス供給部７４等の個々の動作および装置全体の動作（シーケンス）は、マイクロコンピュータを含む制御部７５によって制御される。
【００２９】
このプラズマ処理装置において、たとえばエッチングを行なうには、先ずゲートバルブ２６を開状態にして加工対象の半導体ウエハＷをチャンバ１０内に搬入して、静電チャック３２の上に載置する。そして、処理ガス供給部７４よりエッチングガス（単ガスまたは混合ガス）を所定の流量でチャンバ１０内に導入し、排気装置２４によりチャンバ１０内の圧力を設定値にする。さらに、第１および第２の高周波電源３４、３６をオンにして第１高周波ＨＦおよび第２高周波ＬＦをそれぞれ所定のパワーで出力させ、これらの高周波ＨＦ，ＬＦをマッチングユニット３８および給電棒４０を介してサセプタ１２の下部高周波電極３０に印加する。また、伝熱ガス供給部より静電チャック３２と半導体ウエハＷとの間の接触界面に伝熱ガス（Ｈeガス）を供給するとともに、静電チャック用のスイッチ４６をオンにして、静電吸着力により伝熱ガスを上記接触界面に閉じ込める。一方で、ヒータ電源５８(IN)，５８(OUT)をオンにして、内側発熱体５０(IN)および外側発熱体５０(OUT)を各々独立したジュール熱で発熱させ、サセプタ１２上面の温度ないし温度分布を設定値に制御する。シャワーヘッド６４より吐出されたエッチングガスはサセプタ１２とシャワーヘッド６４との間のプラズマ生成空間で高周波の放電によりプラズマ化し、このプラズマで生成されるラジカルやイオンによって半導体ウエハＷ表面の被加工膜が所望のパターンにエッチングされる。
【００３０】
この容量結合型プラズ処理装置は、サセプタ１２内部の下部高周波電極３０にプラズマ生成に適した比較的高い周波数（好ましくは６０ＭＨｚ以上）の第１高周波ＨＦを印加することにより、プラズマを好ましい解離状態で高密度化し、より低圧の条件下でも高密度プラズマを形成することができる。それと同時に、下部高周波電極３０にイオン引き込みに適した比較的低い周波数（１３ＭＨｚ以下）の第２高周波ＬＦを印加することにより、サセプタ１２上の半導体ウエハＷに対して選択性の高い異方性のエッチングを施すことができる。
【００３１】
また、この容量結合型プラズマ処理装置においては、サセプタ１２にチラーの冷却とヒータの加熱を同時に与え、しかもヒータの加熱を半径方向の中心部とエッジ部とで独立に制御するので、高速の温度切換または昇降温が可能であるとともに、温度分布のプロファイルを任意または多様に制御することも可能である。
［フィルタユニット内の回路構成］
【００３２】
次に、このプラズマ処理装置におけるフィルタユニット５４(IN)，５４(OUT)内の回路構成を説明する。
【００３３】
図３に、サセプタ１２に内蔵されるウエハ温度制御用の発熱体５０に電力を供給するためのヒータ給電部の回路構成を示す。この実施形態では、発熱体５０の内側発熱線５０(IN)および外側発熱線５０(OUT)のそれぞれに対して実質的に同一の回路構成を有する個別のヒータ給電部を接続し、内側発熱線５０(IN)および外側発熱線５０(OUT)の発熱量または発熱温度を独立に制御するようにしている。以下の説明では、内側発熱線５０(IN)に対するヒータ給電部の構成および作用について述べる。外側発熱線５０(OUT)に対するヒータ給電部の構成および作用も全く同じである。
【００３４】
ヒータ電源５８(IN)は、たとえばＳＳＲを用いてたとえば商用周波数のスイッチング（ＯＮ／ＯＦＦ）動作を行う交流出力型の電源であり、内側発熱線５０(IN)と閉ループの回路で接続されている。より詳しくは、ヒータ電源５８(IN)の一対の出力端子のうち、第１の出力端子は第１のヒータ給電ライン１００(1)を介して内側発熱線５０(IN)の第１の端子ｈ1Aに電気的に接続され、第２の出力端子は第２のヒータ給電ライン１００(2)を介して内側発熱線５０(IN)の第２の端子ｈ2Aに電気的に接続されている。
【００３５】
フィルタユニット５４(IN)は、第１および第２のヒータ給電ライン１００(1)，１００(2)の途中にそれぞれ設けられる第１および第２のフィルタ１０２(1)，１０２(2)を有している。両フィルタ１０２(1)，１０２(2)の回路構成は実質的に同じである。
【００３６】
より詳しくは、両フィルタ１０２(1)，１０２(2)は、単一のコイル１０４(1)，１０４(2)をそれぞれ有している。コイル１０４(1)，１０４(2)の上部端子（第１の端子）またはフィルタ端子Ｔ(1)，Ｔ(2)は、一対の給電導体５２(IN1)，５２(IN2)および一対の内部導体５１(IN1)，５１(IN2)を介して内側発熱線５０(IN)の両端子ｈ1A，ｈ2Aにそれぞれ接続されている。コイル１０４(1)，１０４(2)の下部端子（第２の端子）は、コンデンサ１０６(1)，１０６(2)を介して接地電位の導電性部材（たとえばチャンバ１０）に接続されるとともに、接続点ｎ(1)，ｎ(2)および電気ケーブル（ペアケーブル）５６(IN)を介してヒータ電源５８(IN)の第１および第２の出力端子にそれぞれ接続されている。
【００３７】
かかる構成のヒータ給電部において、ヒータ電源５８(IN)より出力される電流は、正極性のサイクルでは、第１のヒータ給電ライン１００(1)つまり電気ケーブル５６(IN)、コイル１０４(1)、給電導体５２(IN1)および内部導体５１(IN1)を通って一方の発熱線端子ｈ1Aから内側発熱線５０(IN)に入り、内側発熱線５０(IN)の各部で通電によるジュール熱を発生させ、他方の発熱線端子ｈ2Aから出た後は、第２のヒータ給電ライン１００(2)つまり内部導体５１(IN2)、給電導体５２(IN2)、コイル１０４(2)および電気ケーブル５６(IN)を通って帰還する。負極性のサイクルでは、同じ回路を上記と逆方向に電流が流れる。このヒータ交流出力の電流は商用周波数であるため、コイル１０４(1)，１０４(2)のインピーダンスまたはその電圧降下は無視できるほど小さく、またコンデンサ１０６(1)，１０６(2)を通ってアースへ抜ける漏れ電流も無視できるほど少ない。
［フィルタユニットの物理的構造及び配置構成］
【００３８】
図４〜図６に、この実施形態におけるフィルタユニット５４(IN)の物理的な構造および配置構成を示す。フィルタユニット５４(IN)は、図４に示すように、たとえばアルミニウムからなる円筒形の導電性ケーシング１１０の中に第１フィルタ１０２(1)のコイル１０４(1)と第２フィルタ１０２(2)のコイル１０４(2)とを同軸に収容し、フィルタ端子Ｔ(1)，Ｔ(2)の反対側でケーシング１１０の下端に結合されている導電性のコンデンサボックス１１２の中に第１フィルタ１０２(1)側のコンデンサ１０６(1)と第２フィルタ１０２(2)側のコンデンサ１０６(2)（図３）とを一緒に収容している。
【００３９】
ケーシング１１０は、給電棒４０の周りを囲む円筒形の導体カバー４２（図１）に隣接してチャンバ１０の底壁（ベース）１０ａに形成されている開口１１４にチャンバ１０の外側から垂直に嵌め込まれ、チャンバ底壁１０ａに物理的かつ電気的に結合されている。ここで、ケーシング１１０は、フィルタ端子Ｔ(1)，Ｔ(2)の上面がチャンバ底壁１０ａの上面より高くならないように（最も好ましくは同じ高さで面一になるように）、チャンバ底壁１０ａの開口１１４に取り付けられている。この場合、ケーシング１１０の上端も、チャンバ底壁１０ａの上面より高くないのが好ましい。
【００４０】
各々のコイル１０４(1)，１０４(2)は、空芯コイルからなり、ヒータ電源５２(IN)より内側発熱線５０(IN)に十分大きな（たとえば３０Ａ程度の）電流を流す給電線の機能に加えて、発熱（パワーロス）を防ぐ観点からフェライト等の磁芯を持たずに空芯で非常に大きなインダクタンスを得るために、さらには大きな線路長を得るために、太いコイル線と大きなコイルサイズ（たとえば、直径が２２〜４５ｍｍ、長さ１３０〜２８０ｍｍ）を有している。
【００４１】
円筒形のケーシング１１０の中で、両コイル１０４(1)，１０４(2)は、絶縁体たとえば樹脂からなる下部コネクタ１１６の上に垂直に立てられた絶縁体たとえば樹脂からなる円筒または円柱状の棒軸（ボビン）１１８の外周面に沿って軸方向に重なり合って並進しながら等しい巻線間隔およびコイル長さｓで螺旋状に巻かれている。両コイル１０４(1)，１０４(2)のそれぞれのコイル導線は、図５に示すように、好ましくは同一の断面積を有する薄板または平角の銅線からなり、片方の空芯コイル１０４(2)のコイル導線を絶縁体のチューブ１２０で覆っている。なお、両コイル１０４(1)，１０４(2)を接着剤あるいは棒軸１１８以外の支持部材によって一体的に安定に保持できるのであれば、棒軸１１８を省くことができる。
【００４２】
両コイル１０４(1)，１０４(2)の下端は、下部コネクタ１１６の中で接続導体１２２(1)，１２２(2)にそれぞれ電気的に接続されている。これらの接続導体１２２(1)，１２２(2)は、コンデンサボックス１１２内で接続点ｎ(1)，ｎ(2)およびコンデンサ１０６(1)，１０６(2)（図３）にそれぞれ接続されている。
【００４３】
ケーシング１１０の上端に近接する位置で、棒軸１１８の上端には、絶縁体たとえば樹脂からなる上部コネクタ１２４が結合されている。この上部コネクタ１２４の上面には、たとえば銅からなる板片状またはブロック状のフィルタ端子Ｔ(1)，Ｔ(2)がむき出しの状態で突出して設けられている。これらのフィルタ端子Ｔ(1)，Ｔ(2)は、上部コネクタ１２４の中でコイル１０４(1)，１０４(2)の上端にそれぞれ接続されている。
【００４４】
ケーシング１１０の上端は開口している。フィルタ端子Ｔ(1)，Ｔ(2)の上面は、遮蔽されずに、開放状態でサセプタ１２直下のスペースＳＰに対向している。そして、フィルタ端子Ｔ(1)，Ｔ(2)は、絶縁体の支持棒１２６に封入されているピン状または棒状の給電導体５２(IN1)，５２(IN2)の下端にそれぞれ接続されている。
【００４５】
なお、フィルタユニット５４(OUT)は、フィルタユニット５４(IN)と同じ回路構成および物理的構造を有し、フィルタユニット５４(IN)とは給電棒４０の反対側の位置つまり点対称の位置で、チャンバ１０の底壁（ベース）１０ａに取り付けられる（図８）。
［フィルタユニットの電気的機能］
【００４６】
この実施形態のフィルタユニット５４(IN)においては、第１および第２フィルタ１０２(1)，１０２(2)のコイル１０４(1)，１０４(2)と外導体のケーシング１１０との間に分布定数線路１０５が形成される。
【００４７】
一般的に、伝送線路の特性インピーダンスＺoは、無損失の場合には単位長さあたりの静電容量Ｃ、インダクタンスＬを用いて、Ｚo＝√（Ｌ／Ｃ）で与えられる。また、波長λは、次の式（１）で与えられる。
λ＝２π／（ω√（ＬＣ）    ・・・・（１）
【００４８】
一般的な分布定数線路（特に同軸線路）では線路の中心が棒状の円筒導体であるのに対して、このフィルタユニット５４(IN)では円筒状のコイルを中心導体にしている点が異なる。単位長さあたりのインダクタンスＬは主にこの円筒状コイルに起因するインダクタンスが支配的になると考えられる。一方、単位長さあたりの静電容量は、コイル表面と外導体がなすコンデンサの静電容量Ｃで規定される。したがって、このフィルタユニット５４(IN)においても、単位長さあたりのインダクタンスおよび静電容量をそれぞれＬ，Ｃとしたときに、特性インピーダンスＺo＝√（Ｌ／Ｃ）で与えられる分布定数線路が形成されていると考えることができる。
【００４９】
このような分布定数線路を有するフィルタユニットを端子Ｔ側からみると、反対側が大きな容量（たとえば５０００ｐＦ）を有するコンデンサで疑似的に短絡されているため、一定の周波数間隔で大きなインピーダンスを繰り返すような周波数−インピーダンス特性が得られる。このようなインピーダンス特性は、波長と分布線路長が同等のときに得られる。
【００５０】
このフィルタユニット５４(IN)では、コイル１０４(1)，１０４(2)の巻線長ではなく、軸方向のコイル長さｓ（図４）が分布線路長となる。そして、中心導体にコイル１０４(1)，１０４(2)を用いたことで、棒状の円筒導体の場合に比べてＬをはるかに大きくしてλを小さくすることができるため、比較的短い線路長（コイル長さｓ）でありながら波長と同等以上の実効長を実現することが可能であり、比較的短い周波数間隔で大きなインピーダンスをもつことを繰り返すようなインピーダンス特性を得ることができる。
【００５１】
ここで、コイル１０４(1)，１０４(2)とケーシング（外導体）１１０との間に形成される分布定数線路１０５上では特性インピーダンス（特に単位長さ当たりのインダクタンスおよびキャパシタンス）が一定であるのが望ましい。この点、図示の構成例では、円筒形のケーシング（外導体）１１０の中に円筒形のコイル１０４(1)，１０４(2)が同軸に配置されるので、この特性インピーダンス一定の要件が厳密に満たされている。もっとも、コイル１０４(1)，１０４(2)とケーシング（外導体）１１０との間のギャップ（距離間隔）に多少の凹凸があっても、許容範囲（一般に遮断すべき高周波の波長の１／４以下）内であれば、特性インピーダンス一定の要件は実質的に満たされる。
【００５２】
このように、各々のフィルタ１０２(1)，１０２(2)においては、多重並列共振をなし、かつインピーダンス特性の安定性・再現性に優れたフィルタ特性を得ることができる。
［ヒータ給電ラインの引き回し構成］
【００５３】
図７および図８に、サセプタ１２の内部および直下におけるヒータ給電ライン１００(1)，１００(2)の引き回し構成を示す。図７に示すように、絶縁体の支持棒１２６およびその中に封入されている給電導体５２(IN1)，５２(IN2)は、途中で曲がらずに鉛直方向に真っ直ぐ延びてスペースＳＰを縦断している。そして、給電導体５２(IN1)，５２(IN2)の先端部は、サセプタ１２（背板２８）の下面に電気的に絶縁されて面一に取り付けられているソケット端子１２８に挿入されている。
【００５４】
フィルタ端子Ｔ(1)，Ｔ(2)とソケット端子１２８は、内側発熱線５０(IN)の端子ｈ1A，ｈ2Aよりもチャンバ１０の中心寄りに位置している（図８）。サセプタ１２の背板２８および下部高周波電極３０には、内部導体５１(IN1)，５１(IN2)を通すためのトンネル状の通路１３２（１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃ）が形成されている（図７）。
【００５５】
より詳しくは、背板２８の内部には、ソケット端子１２８から発熱線端子ｈ1A，ｈ2Aの真下まで水平に延びる水平通路１３２ａと、この水平通路１３２ａの終端から背板２８の上面まで垂直上方に延びる垂直通路１３２ｂが形成されている。また、下部高周波電極３０には、背板２８側の垂直通路１３２ｂと重なる位置で垂直方向に延びる貫通孔の垂直通路１３２ｃが形成されている。内部導体５１(IN1)，５１(IN2)は、たとえば導電率の高い金属たとえば銅からなり、たとえば樹脂からなる絶縁体１３４により背板２８および下部高周波電極３０から電気的に絶縁された状態で通路１３２（１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃ）の中を通り、ソケット端子１２８と静電チャック３２内の発熱線端子ｈ1A，ｈ2Aとを電気的に繋ぐ。内部導体５１(IN1)，５１(IN2) は、ピン形状、棒形状または板形状など如何なる形態を採ってもよい。
【００５６】
なお、通路１３２内に設ける絶縁体１３４を最小限に済ますために、図９に示すように、背板２８の水平通路１３２ａ内では内部導体５１(IN1)，５１(IN2)の下にだけ絶縁体１３４を設け（敷き）、背板２８の垂直通路１３２ｂ内および下部高周波電極３０の垂直通路１３２内では絶縁体１３４を全部省いてもよい。
［実施形態における作用］
【００５７】
このプラズマ処理装置は、フィルタユニット５４(IN)， ５４(OUT)の配置およびサセプタ１２回りのヒータ給電ライン１００(1)，１００(2)の引き回しに関して上記のような構成を採ることにより、サセプタ１２上のプラズマ密度分布特性や半導体ウエハＷ上のプロセス特性（たとえばエッチングレート特性）の面内均一性を大きく向上させることができる。
【００５８】
上記したように、サセプタに発熱体を内蔵し、その発熱体に電力を供給するヒータ給電ライン上で高周波ノイズを阻止し、または減衰させるためのフィルタを備える従来のプラズマ処理装置においては、フィルタユニットの配置位置とサセプタ回りのヒータ給電ラインの引き回しが、サセプタ上のプラズマ密度分布特性や半導体ウエハ上のプロセス特性に対して非対称構造の一因になっている。具体的には、高周波電源よりサセプタの下部高周波電極に印加された高周波の一部が発熱体を介してヒータ給電ライン上に漏れることによって、サセプタ直下のスペース内で延びているヒータ給電ラインの近傍でプラズマ密度やエッチングレートが下に引っ張られるように下がる。すなわち、サセプタ直下のスペース内で延びているヒータ給電ラインの平面視的な像が、サセプタ上のプラズマ密度分布を乱す特異点としてプラズマ生成空間に反映または投影される。
【００５９】
本発明者がサセプタ回り（特にその直下）の電位分布および電界分布を電磁界計算によって解析したところ、ヒータ給電ライン上の電位は、サセプタ直下のスペース内では給電棒や下部高周波電極の表面電位と同程度に高く（たとえば数千ボルトほどあり）、フィルタユニットの中に入るとコイルのインピーダンスによってコイル軸方向に沿って段々と降下し、コイルの終端で数十ボルトになることがわかった。
【００６０】
しかるに、従来のプラズマ処理装置においては、サセプタとチャンバの底壁との間のスペース内にフィルタユニットを配置し、しかもそのスペース内ではヒータ給電ライン（給電導体）を横方向に引き回している。この場合、スペース内で横方向に延びているヒータ給電ライン（給電導体）の平面視的な像やフィルタユニットの上面（蓋）の平面視的な像が、サセプタ上のプラズマ密度分布に非対称かつ大きな面積で投影される。
【００６１】
さらに、従来のプラズマ処理装置では、チャンバの径方向においてもフィルタユニット（特に外側発熱体用のフィルタユニット）の配置位置を考慮しておらず、サセプタ周辺部の直下に配置することがある。その場合は、スペース内で引き回されている高電圧のヒータ給電ライン（給電導体）がアンテナになって、そこから周囲の接地電位部材に、たとえば高周波を透過しやすい誘電体の筒状支持部（１４）を介して接地電位の導電性筒状支持部（１６）に高周波の電波を放射することがあり、それによってフィルタの高周波遮断機能が著しく低下する。
【００６２】
この点、本発明は、フィルタユニット５４(IN)， ５４(OUT)をサセプタ１２直下のスペースＳＰ内に入れない配置構成としている。特に、この実施形態では、フィルタユニット５４(IN)のケーシング１１０の上端がサセプタ１２の直下でチャンバ１０の底壁（ベース）１０ａの上面と同じ高さにして、またはチャンバ底壁１０ａの上面より低くして、チャンバ底壁１０ａの開口１１４に取り付けられる。これにより、ケーシング１１０に収容されているコイル１０４(1)，１０４(2)は、接地電位のチャンバ底壁１０ａの上面より低い位置に配置されるので、サセプタ１２からはチャンバ底壁１０ａによって電磁的に遮蔽され、プラズマ生成空間には投影されない。つまり、プラズマ密度分布を乱す特異点にはならない。フィルタユニット５４(OUT)側のコイル１０４(1)，１０４(2)も同様である。
【００６３】
一方、スペースＳＰ内で引き回される給電導体５２(IN1)，５２(IN2)は、サセプタ１２上のプラズマ密度分布に投影されるものの、横に曲がらずに鉛直方向に真っ直ぐに延びているので、その投影面積は可及的に小さい。しかも、チャンバ１０の中心寄りに位置している。このため、サセプタ１２上のプラズマ密度分布に与える影響度は非常に小さい。フィルタユニット５４(OUT)側の給電導体５２(OUT1)，５２(OUT2)も同様である。
【００６４】
また、サセプタ１２の内部で引き回されている内部導体５１(IN1)，５１(IN2) は、導体の背板２８および下部高周波電極３０の通路１３２の中に全部収まっている（隠れている）ので、プラズマ生成空間に影響を与えることはなく、サセプタ１２上のプラズマ密度分布を乱すおそれは全くない。
【００６５】
さらに、この実施形態では、給電導体５２(IN1)，５２(IN2)をチャンバ１０の中心寄りに配置し、誘電体筒状支持部１４から十分離しているので、給電導体５２(IN1)，５２(IN2)から誘電体筒状支持部１４を介して接地電位の導電性筒状支持部１６に高周波の電波が放射されるおそれはない。フィルタユニット５４(OUT)側の給電導体５２(OUT1)，５２(OUT2)も同様である。
【００６６】
また、フィルタユニット５４(IN)においては、ケーシング１１０の上端が開口し、フィルタ端子Ｔ(1)，Ｔ(2)はむき出しで、遮蔽されずに、開放状態でサセプタ１２直下のスペースＳＰに臨んでいる。そして、給電導体５２(IN1)，５２(IN2)はもちろん、それらを封入している絶縁体の支持棒１２６もチャンバ底壁１０ａ（開口１１４の内側面）には接触していない。これによって、後述するように、フィルタ端子Ｔ(1)，Ｔ(2)付近の浮遊容量を十分に小さくして、フィルタ１０２(1)，１０２(2)の周波数−インピーダンス特性を安定化することができる。フィルタユニット５４(OUT) においても同様である。
【００６７】
図１０Ａおよび図１０Ｂに、この実施形態におけるフィルタユニット５４(IN)， ５４(OUT)の配置および給電導体５２(IN1)，５２(IN2)，５２(OUT1)，５２(OUT2)の引き回しについて、望ましくない幾つかの例Ｘ1〜Ｘ5を示す。
【００６８】
たとえば、スペースＳＰ内で給電導体５２(OUT1)，５２(OUT2)を横方向に引き回すこと（図１０ＡのＸ1）は、上述したようにサセプタ１２上のプラズマ密度分布に投影される給電導体５２(OUT1)，５２(OUT2)の平面視的な像が大きくなるので、望ましくない。また、チャンバ底壁１０ａの開口１１４付近で給電導体５２(IN1)，５２(IN2)を横に引き回すこと（図１０ＡのＸ2）は、給電導体５２(IN1)，５２(IN2)がチャンバ底壁１０ａに接近して浮遊容量が大きくなるので、望ましくない。また、フィルタユニット５４(OUT)のケーシング１１０をチャンバ底壁１０ａの上面より高くすること（図１０ＡのＸ3）も、その部分がサセプタ１２上のプラズマ密度分布に投影されるので、望ましくない。
【００６９】
給電導体５２(OUT1)，５２(OUT2)を誘電体筒状支持部１４に近づけること（図１０ＢのＸ4）は、上述したように給電導体５２(OUT1)，５２(OUT2)から誘電体筒状支持部１４を介して接地電位の導電性筒状支持部１６に高周波の電磁波が放射されやすくなるので、望ましくない。たとえば、比誘電率が１０のセラミックからなる誘電体筒状支持部１４の高周波に対する透過性は、その１／１０の厚みのスペースと同等である。つまり、誘電体筒状支持部１４が介在していることによって、給電導体５２(OUT1)，５２(OUT2)は接地電位の導電性筒状支持部１６に一層近づくことになる。
【００７０】
また、チャンバ底壁１０ａの開口１１４にフィルタ端子Ｔ(1)，Ｔ(2)または給電導体５２(IN1)，５２(IN2)の下端部を覆うようなカバー１３６を設けること（図１０ＢのＸ5）は、その材質如何に拘わらず（導体または誘電体のいずれであっても）、それがチャンバ底壁１０ａの上に突出すればサセプタ１２上のプラズマ密度分布に投影されるので望ましくないうえ、フィルタ端子Ｔ(1)，Ｔ(2)付近の浮遊容量が大きくなるので望ましくない。
【００７１】
図示省略するが、サセプタ１２の下面またはチャンバ１０の底面１０ａからスペースＳＰに突出する突起物があることも、サセプタ１２上のプラズマ密度分布に影響するので、望ましくない。
【００７２】
図１１に、この実施形態において高周波電源３４（３６）から第１のヒータ給電ライン１００(1)を通って高周波のノイズがグランドに流れる高周波伝搬路の等価回路を示す。この等価回路において、コンデンサ１４０は、高周波電極３０と内側発熱線５０(IN)ないし内部導体５１(IN1)との間の静電容量である。抵抗１４０は、主に内側発熱線５０(IN)の抵抗である。インダクタ１４４は給電導体５２(IN1)のインダクタンスであり、コンデンサ１４６は給電導体５２(IN1) およびフィルタ端子Ｔ(1)付近の浮遊容量である。なお、フィルタ１０２(1)内の浮遊容量および抵抗分は無視（省略）している。
【００７３】
この等価回路において、サセプタ１２からインダクタ１４４、コンデンサ（浮遊容量）１４６、フィルタ１０２(1)内のコイル１０４(1)およびコンデンサ１０６(1)を介して接地電位に至るまでの高周波伝搬路を見込んだときの周波数−インピーダンス特性ＺA(f)は、たとえば図１２に示すようなものとなる。また、サセプタ１２からインダクタ１４４およびコンデンサ（浮遊容量）１４６を介して接地電位に至るまでの高周波伝搬路を見込んだときの周波数−インピーダンス特性ＺB(f)は、たとえば図１３に示すようになる。
【００７４】
フィルタ１０２(1)の周波数−インピーダンス特性ＺA(f)は、コイル１０４(1)と外導体のケーシング１１０とによって形成される分布定数線路１０５の周波数−インピーダンス特性（多重並列共振特性）と、インダクタ１４４およびコンデンサ（浮遊容量）１４６からなるＬＣ直列回路１５０の周波数−インピーダンス特性ＺB(f)とが合成されたものである。すなわち、分布定数線路１０５の周波数−インピーダンス特性は、その前段に位置するＬＣ直列回路１５０の周波数−インピーダンス特性によって律則され、ＬＣ直列回路１５０の直列共振周波数ｆSRに向かって周波数が高くなるほど多重並列共振特性における並列共振点のピーク値は次第に低くなる。
【００７５】
ここで、ＬＣ直列回路１５０の周波数−インピーダンス特性ＺB(f)においては、キャパシタ１４６の静電容量が大きくなるほど、図１３に示すように、直列共振周波数ｆSRが低い値になり（ｆSR→ｆSR'）、それより低い周波数領域におけるインピーダンスが全体的に低くなる（ＺB(f) →ＺB(f)'）。そうすると、図１２に示すように、フィルタ１０２(1)の周波数−インピーダンス特性ＺA(f)においても、直列共振周波数ｆSRよりも低い全ての並列共振点および周波数領域でインピーダンスが低くなる（ＺA(f) →ＺA(f)'）。
【００７６】
また、プラズマ生成用の第１高周波ＨＦの基本周波数がたとえば１００ＭＨｚの場合、その第２高調波の周波数は２００Ｍｚである。ここで、たとえば図１３に示すように、直列共振周波数ｆSRが低い周波数領域に移って第２高調波の周波数（２００Ｍｚ）に近づくと、ヒータ給電ライン１００(1)上で第２高調波の大電流が流れる。
【００７７】
したがって、フィルタ１０２(1)の高周波遮断機能を安定化させるには、給電導体５２(OUT1) およびフィルタ端子Ｔ(1)回りの浮遊容量１４６を可及的に小さくすることが重要になる。この実施形態では、上記のように、フィルタユニット５４(IN)においては、ケーシング１１０の上端が開口し、フィルタ端子Ｔ(1)はむき出しで、遮蔽されずに開放状態でサセプタ１２直下のスペースＳＰに対向している。そして、給電導体５２(IN1)はもちろん、それを封入している絶縁体の支持棒１２６もチャンバ底壁１０ａ（開口１１４の内側面）には接触していない。これによって、浮遊容量１４６を可及的に小さくして、ＬＣ直列回路１５０の直列共振周波数ｆSRを可及的に高い周波数領域に設定し、フィルタ１０２(1)の周波数−インピーダンス特性（特に多重並列共振特性）を安定化させている。このことは、第２のヒータ給電ライン(2)においても同様である。
【００７８】
なお、この実施形態において、フィルタユニット５４(IN)，５４(OUT)のケーシング１１０をチャンバ底壁１０ａの開口１１４から離してチャンバ底壁１０ａの下に配置するのは可能ではあるが、好ましいことではない。すなわち、チャンバ底壁１０ａの開口１１４が貫通して開放されていると、そこがサセプタ１２上のプラズマ密度分布を上に引き上げる逆方向の特異点になるだけでなく、給電導体５２(IN1)，５２(IN2)がその開口１１４を通過することによって給電導体５２(IN1)，５２(IN2)回りの浮遊容量１４６が大きくなる。また、大気中の埃、塵、水分等が開口１１４を出入りする点でも、望ましくない。したがって、フィルタユニット５４(IN)，５４(OUT)のケーシング１１０は、チャンバ底壁１０ａの開口１１４を塞ぐように取り付けられるのが好ましく、この実施形態のようにフィルタ端子Ｔ(1)，Ｔ(2)の上面がチャンバ底壁１０ａの上面と同じ高さになるように取り付けられるのが最も好ましい。
［他の実施形態または変形例］
【００７９】
以上本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その技術思想の範囲内で種種の変形が可能である。
【００８０】
たとえば、上記実施形態のプラズマ処理装置においては、図１４および図１５に示すように、サセプタ１２に絶縁体の背板１５２を設ける構成も可能である。この背板１５２は、上面が下部高周波電極３０の上面に接合し、下面がスペースＳＰに臨んでいる。
【００８１】
背板１５２の中心部には、給電棒４０を下部高周波電極３０側に通すための貫通孔１５３が形成されている。さらに、背板１５２のフィルタユニット５４(IN)，，５４(OUT)の直上に位置する部位には、給電導体５２(IN1)，５２(IN12)および給電導体５２(OUT1)，５２(OUT2)を下部高周波電極３０側に通すための貫通孔１５４(IN)，１５４(OUT)も形成されている。
【００８２】
下部高周波電極３０の下面には、給電導体５２(IN1)，５２(IN2)の上端を受け入れるソケット端子１５６が設けられる。さらに下部高周波電極３０には、ソケット端子１５６から発熱線端子ｈ1A，ｈ2Aの真下まで水平に延びる溝１５８が下面に形成されるとともに、溝１５８の終端から電極３０の上面まで垂直上方に延びる貫通孔の垂直通路１６０が形成されている。内部導体５１(IN1)，５１(IN2)は、ソケット端子１５６から背板１５２の上面を這うようにして溝１５８の中を通り、溝１５８の終端から垂直通路１６０の中を上がって発熱線端子ｈ1A，ｈ2Aに達している。
【００８３】
このように、サセプタ１２に絶縁体の背板１５２を設ける場合に、下部高周波電極３０の下面に形成された溝１５８の中で内部導体５１(IN1)，５１(IN2)を横方向に這い回す構成を採ることにより、内部導体５１(IN1)，５１(IN2)が下部高周波電極３０の中に隠れるとともに、下部高周波電極３０の下面の平坦性も実質的に確保される。このため、内部導体５１(IN1)，５１(IN2) の引き回しによってサセプタ１２上のプラズマ密度分布が影響を受けることはない。
【００８４】
上記した実施形態では、サセプタ１２に内蔵される発熱体５０が、サセプタ１２の径方向において内側の発熱線５０(IN）と外側の発熱線５０(OUT)とに２分割されていた。しかし、発熱体５０を、たとえば径方向において、内側の発熱線５０(IN）と中間の発熱線５０(MI)と外側の発熱線５０(OUT)とに３分割する構成、あるいは内側の発熱線５０(IN）と内寄り中間の発熱線５０(MIin)と外寄り中間の発熱線５０(MIout)と外側の発熱線５０(OUT)とに４分割する構成も可能である。
【００８５】
３分割式においては、図１６Ａに示すように、内側発熱線５０(IN）、中間発熱線５０(MI)および外側発熱線５０(OUT)にそれぞれ対応する３つのフィルタユニット５４(IN)，５４(MI)，５４(OUT)をチャンバ１０の中心部つまり給電棒４０寄りで同心円上に等間隔（１２０°間隔）で配置するのが好ましい。この場合、フィルタユニット５４(IN)は、内側発熱線５０(IN）の端子ｈ1A，ｈ2Aよりも径方向の内側（中心寄り）に配置される。
【００８６】
もっとも、それらのフィルタユニット５４(IN)，５４(MI)，５４(OUT)と誘電体筒状支持部１４との間に十分な距離間隔をとれる場合は、図１６Ｂに示すように、フィルタユニット５４(IN)を内側発熱線５０(IN）の端子ｈ1A，ｈ2Aよりも径方向の外側に配置してもよい。ただし、この場合でも、３つのフィルタユニット５４(IN)，５４(MI)，５４(OUT)は、同心円上に等間隔（１２０°間隔）で配置されることが好ましい。
【００８７】
同様に、４分割式においても、図１７Ａに示すように、内側発熱線５０(IN）、内寄り中間発熱線５０(MIin)、外寄り中間発熱線５０(MIout)および外側発熱線５０(OUT)にそれぞれ対応する４つのフィルタユニット５４(IN)，５４(MIin)，５４(MIout) ，５４(OUT)をチャンバ１０の中心部つまり給電棒４０寄りで同心円上に等間隔（９０°間隔）で配置するのが好ましい。この場合、フィルタユニット５４(IN)は、内側発熱線５０(IN）の端子ｈ1A，ｈ2Aよりも径方向の内側（中心寄り）に配置される。
【００８８】
もっとも、それらのフィルタユニット５４(IN)，５４(MIin)，５４(MIout) ，５４(OUT)と誘電体筒状支持部１４との間に十分な距離間隔をとれる場合は、図１７Ｂに示すように内側発熱線５０(IN）あるいは内寄り中間発熱線５０(MIin)よりも径方向の外側にそれらのフィルタユニットを配置することも可能である。その場合も、図１７Ｃに示すように、４つのフィルタユニット５４(IN)，５４(MIin)，５４(MIout) ，(５４(OUT)は、同心円上に等間隔（９０°間隔）で配置されることが好ましい。
【００８９】
また、本発明においては、フィルタユニット５４の内部の構成についても種種の変形が可能である。たとえば、フィルタユニット５４内に設けられるフィルタ１０２(1)，１０２(2)は、上記の実施形態では単一の空芯コイル１０２(1)，１０２(2)を有するものであったが、複数のコイルを直列接続してなる構成や、芯入りコイル（たとえばトロイダルコイル）を有する構成等も可能である。 
【００９０】
上記実施形態では、サセプタ１２がチャンバ１０の固定された底壁１０ａの上にスペースＳＰを介して一定の高さ位置に配置されていた。しかしながら、図１８に示すように、チャンバ１０内でサセプタ１２を上下に移動または変位可能に構成しているプラズマ処理装置においては、サセプタ１２を誘電体筒状支持部１４を介して支持している昇降可能な可動ベース１６２にフィルタユニット５４(IN)，５４(OUT)を取り付けることができる。ここで、サセプタ１２と誘電体筒状支持部１４と可動ベース１６２との間に大気空間に通じるスペースＳＰが形成されている。
【００９１】
可動ベース１６２とチャンバ１０の底壁１０ａとの間には、筒状のベローズ１６４が設けられている。このベローズ１６４は、バッフル板１６６を介してプラズマ生成空間（処理空間）に連通する排気路１８を下方に延長させるとともに、排気路１８およびプラズマ生成空間（処理空間）を大気空間から隔離または遮断している。
【００９２】
ベローズ１６４によって囲まれた空間内には、上部脚部１６８、環状プレート１７０および下部脚部１７２が縦方向に繋がって設けられている。上部脚部１６８の上端は可動ベース１６２の下面に結合しており、上部脚部１６８の下端は環状プレート１７０の上面に結合している。環状プレート１７０の下面には下部脚部１７２の上端が結合している。下部脚部１７２の下端は、リンク１７４のプレート部１７４ａに結合している。
【００９３】
リンク１７４は、上記プレート部１７４ａおよび２つの柱状部１７４ｂを含んでいる。プレート部１７４ａは、チャンバ１０の下部の下方に設けられている。この構成例では、プレート部１７４ａに下部マッチングユニット３８が取り付けられている。
【００９４】
プレート部１７４ａ、環状プレート１７０および可動ベース１６２には軸線Ｚ方向に延びる貫通孔がそれぞれ形成されており、下部給電棒４０はそれらの貫通孔を通ってサセプタ１２（導体背板２８）の下面まで垂直方向に延びている。
【００９５】
柱状部１７４ｂは、プレート部１７４ａの周縁から上方に延びている。また、柱状１７４ｂは、チャンバ１０の外でチャンバ１０の側壁１０ｄと略平行に延びている。これら柱状部１７４ｂには、たとえばボールネジからなる送り機構が接続されている。具体的には、２つのネジ軸１７６が、チャンバ側壁１０ｄの外側において２つの柱状部１７４ｂと略平行に延びている。これらのネジ軸１７６は、２つのモータ１７８にそれぞれ接続されている。また、これらのネジ軸１７６には、２つのナット１８０がそれぞれ取り付けられている。これらのナット１８０には、２つの柱状部１７４ｂがそれぞれ結合している。
【００９６】
かかる昇降駆動機構によれば、モータ１７８を回転させることにより、ナット１８０が軸線Ｚ方向に移動すなわち上下動する。ナット１８０の上下動に伴って、リンク１７４に可動ベース１６２を介して間接的に支持さているサセプタ１２は軸線Ｚ方向に移動すなわち上下動することができる。また、サセプタ１２の上下動に伴い、ベローズ１６４が伸縮する。その結果、サセプタ１２と上部電極６４との間の距離を可変に調整することができる。
【００９７】
なお、このプラズマ処理装置において、セサプタ１２に内蔵される発熱体５０は、静電チャック３２と高周波電極３０との間に挟んだ絶縁シート１８１の中に設けられている。また、上部電極６４はリング状の絶縁体１８２を介してチャンバ１０の上面に取り付けられている。プラズマ生成用の第１高周波ＨＦを出力する高周波電源３４は、上部マッチングユニット１８４および上部給電棒１８６を介して上部電極６４に電気的に接続されている。また、イオン引き込み用の第２高周波ＬＦを出力する高周波電源３６は、下部マッチングユニット３８内の整合器（図示せず）および下部給電棒４０を介してサセプタ１２に電気的に接続されている。
【００９８】
本発明は、容量結合型のプラズマエッチング装置に限定されず、マイクロ波プラズマエッチング装置や、誘導結合プラズマエッチング装置、ヘリコン波プラズマエッチング装置等にも適用可能であり、さらにはプラズマＣＶＤ、プラズマ酸化、プラズマ窒化、スパッタリングなどの他のプラズマ処理装置にも適用可能である。また、本発明における被処理基板は半導体ウエハに限るものではなく、フラットパネルディスプレイ、有機ＥＬ、太陽電池用の各種基板や、フォトマスク、ＣＤ基板、プリント基板等も可能である。
【００９９】
マイクロ波放電式のプラズマ処理装置、特にプラズマエッチング装置においても、チャンバ内で被処理基板たとえば半導体ウエハを載置する載置台またはサセプタは、容量結合型のプラズマ処理装置と同様に基板保持（チャッキング）機能、バイアス機能および温度制御機能を有する。
【０１００】
特に、温度制御機能のためにサセプタに発熱体が設けられる場合は、やはりチャンバの外に設置されるヒータ電源よりヒータ給電ラインを介してサセプタ内部の発熱体にたとえば交流周波数の電力が供給される。この場合も、サセプタの高周波電極に印加されるバイアス（イオン引き込み）用の高周波の一部が発熱体を介してヒータ給電ラインに入り込みやすい。このため、ヒータ給電ライン上で高周波のノイズを減衰させ、または阻止するためのフィルタが備えられる。したがって、上述した実施形態におけるフィルタユニット５４(IN)，５４(OUT)の構成およびサセプタ１２の内部および直下におけるヒータ給電ライン１００(1)，１００(2)の引き回し構成をマイクロ波プラズマ処理装置にもそのまま適用できる。
【０１０１】
ただし、マイクロ波プラズマ処理装置においては、天井の上のアンテナより誘電体窓を介してチャンバ内に放射されるプラズマ生成用の通常２．４５ＧＨｚのマイクロ波の一部が、プラズマおよびサセプタを通り抜けてフィルタユニット５４(IN)，５４(OUT)に入り込む。ここで、フィルタユニット５４(IN)，５４(OUT)に入り込んだマイクロ波が外へ漏れると、電波雑音の原因になることがある。
【０１０２】
図１９Ａ〜図１９Ｄに、本発明にしたがいマイクロ波プラズマ処理装置においてチャンバ１０の底壁１０ａにフィルタユニット５４(IN)を取り付ける場合にマイクロ波漏洩障害を確実に防止できる構成例を示す。フィルタユニット５４(OUT)も同じ構成である。
【０１０３】
図１９Ａに示すフィルタユニット取付構造は、フィルタユニット５４(IN)のケーシング１１０の上部に導体たとえばアルミニウムからなる鍔状のフランジ２００を一体に形成または結合し、このフランジ２００の上面をベースまたはチャンバ底壁１０ａの下面に密着させている。チャンバ底壁１０ａには、上部コネクタ１２４を収容するざぐり穴２０２と、ピン状の給電導体５２(IN1)，５２(IN2)を封止している絶縁体棒１２６を通す開口２０４が形成されている。なお、ケーシング１１０の側面には、好ましくは３ｍｍ以下の直径を有する空冷用の通気孔１１０ａがパンチング加工によって形成されている。
【０１０４】
この取付構造においては、チャンバ底壁１０ａとフィルタユニット５４(IN)との間にマイクロ波が漏れる隙間が殆ど存在しないので、マイクロ波漏洩障害を確実に防止することができる。なお、ケーシング１１０の通気孔１１０ａの直径は３ｍｍ以下なので、通気孔１１０ａからマイクロ波が漏れることはない。
【０１０５】
図１９Ｂのフィルタユニット取付構造は、チャンバ底壁１０ａに形成されるざぐり穴２０２にフランジ２００を下から嵌め込む。この場合、フランジ２００は、その上面だけでなく側面においてもチャンバ底壁１０ａと密着する。この取付構造においても、チャンバ底壁１０ａとフィルタユニット５４(IN)との間にマイクロ波が漏れる隙間が殆ど存在しないので、マイクロ波漏洩障害を確実に防止することができる。また、この取付構造においては、ケーシング１１０に一体形成または結合されているフランジ２００がチャンバ底壁１０ａのざぐり穴２０２に嵌め込まれることによって、フィルタ端子Ｔ(1)，Ｔ(2)の位置が規定され、ひいては給電導体５２(IN1)，５２(IN2)がサセプタ１２側のソケット端子１２８（１５６）（図７，図１５）に対して位置決めされるようになっている。
【０１０６】
図１９Ｃ〜１９Ｅには、上記のようにマイクロ波漏洩障害を防止するフィルタユニット取付構造において、ケーシング１１０内で分布定数線路１０５の特性インピーダンスを一定に保つ構成例を示す。
【０１０７】
上記のようにフランジ２００の上面をベースまたはチャンバ底壁１０ａの下面に密着させる場合（図１９Ａ）、コイル１０４(1)，１０４(2)の上端部がフランジ２００の上にはみ出ていると、このはみ出たコイル部分に半径方向で対向する外導体はケーシング１１０ではなく、それよりも大きな口径を有するチャンバ底壁１０ａのざぐり穴２０２の内壁であり、それによって分布定数線路（同軸線路）１０５の特性インピーダンスが乱されることがある。
【０１０８】
そこで、図１９Ｃの構成例は、上部コネクタ１２４とフランジ２００とチャンバ底壁１０ａのざぐり穴２０２との間に、中心部が開口している導体たとえばアルミニウムからなるキャップ型のスペーサ２０６を挿入し、このスペーサ２０６の内周面およびフランジ２００の内周面をケーシング１１０の内周面と面一に揃えて、コイル１０４(1)，１０４(2)と外導体との距離間隔ｄを分布定数線路（同軸線路）１０５の端から端まで一定に保つようにしている。さらに、導体スペーサ２０６は、サセプタ１２側のソケット端子１２８（１５８）（図７，図１５）に対してフィルタ端子Ｔ(1)，Ｔ(2)および給電導体５２(IN1)，５２(IN2)の位置合わせを容易かつ正確に行うためのシムとしても機能する。
【０１０９】
図１９Ｄの構成例は、導体スペーサ２０６を備える代わりに、チャンバ底壁１０ａの開口１１４をケーシング１１０の内径と同じ口径に形成し、開口１１４の内壁およびフランジ２００の内周面をケーシング１１０の内周面と面一に揃えて、コイル１０４(1)，１０４(2)と外導体との距離間隔ｄを一定に保つようにしている。また、フィルタ端子Ｔ(1)，Ｔ(2)および給電導体５２(IN1)，５２(IN2)の位置合わせのために、チャンバ底壁１０ａの開口１１４に嵌まる絶縁体からなるリング状または円筒状のフランジ部２０８を上部コネクタ１２４の側面に一体に形成または結合している。
【０１１０】
図１９Ｅの構成例は、チャンバ底壁１０ａの開口１１４またはざぐり穴２０２にケーシング１１０側のフランジ２００を嵌め込む場合に、フランジ２００の内周面がケーシング１１０の内周面と面一に揃ってコイル１０４(1)，１０４(2)の上端部と対向するようにしている。
【０１１１】
本発明者は、フィルタユニット５４(IN)に隙間がある場合のマイクロ波漏洩現象を電磁界計算のシミュレーションで検証した。このシミュレーションでは、チャンバ底壁１０ａの開口１１４の代わりに、アルミニウムからなる円筒状のカバー体２１０をケーシング１１０の上端に接続した。ここで、カバー体２１０の下端とケーシング１１０の上端との間で、図２０Ａに示すように隙間を全く作らない構成を一実施例とし、図２０Ｂに示すように隙間Ｇを作る構成を比較例とした。この隙間Ｇのサイズは縦（高さ）が８ｍｍ、横（幅）が６０ｍｍであった。
【０１１２】
フィルタユニット５４(IN)の中に上方から２．４５ＧＨｚのマイクロ波を入れたときのケーシング１１０の内部および周囲の電界分布を電磁界計算によって求めたところ、実施例（図２０Ａ）においては、図２１Ａに示すようにマイクロ波の漏洩は全く無かった。また、ケーシング１１０の通気孔（パンチングメタル）１１０ａでの漏洩も無かった。一方、比較例（図２０Ｂ）においては、図２１Ｂに示すように上記隙間Ｇからマイクロ波が多量に漏洩することがはっきりと確認できた。
【０１１３】
なお、本発明者は、上記実施例（図２０Ａ）および比較例（図２０Ｂ）のフィルタユニット取付構造において、１００ＭＨｚの高周波についても電磁界の漏洩があるか否かを上記と同様の電磁界計算により求めた。その結果、図示省略するが、上記実施例（図２０Ａ）においてはもちろん、比較例（図２０Ｂ）においても電磁界の漏洩は全くなかった。
【０１１４】
一般に、電磁波（進行波）が導体の開口部分に差し掛かったとき、電磁波の半波長が開口部分の最大開口幅よりも小さければ、電磁波はその開口部分を通り抜けすることができないというのが通説である。上記比較例（図２０Ｂ）の場合、マイクロ波（２．４５ＧＨｚ）の半波長は６１ｍｍであるのに対して、フィルタユニット５４(IN)の上端部に形成されている隙間Ｇのサイズは８ｍｍ×６０ｍｍであるから、上記の通説によれば２．４５ＧＨｚのマイクロ波は隙間Ｇをようやく通り抜けできることになり、上記シミュレーションの結果も大体それと符合する。
【０１１５】
したがって、フィルタユニット５４(IN)側および／またはチャンバ１０側の設計事情から、フィルタユニット５４(IN)とチャンバ１０との間にやむなく隙間が形成される場合は、上記通説にしたがえば、その隙間の最大開口幅をマイクロ波の半波長の約半分以下（約３０ｍｍ以下）に抑えれば、マイクロ波の漏洩を防止できるということになる。
【０１１６】
本発明者は、この点を確認するためのシミュレーションも行った。すなわち、上記比較例（図２０Ｂ）に準じた隙間有りの取付構造として、カバー体２１０とケーシング１１０との間に丸穴（開口）ｇを設け、この丸穴ｇの口径を１３ｍｍ，１７ｍｍ，２３ｍｍ，２７ｍｍ，３５ｍｍの５段階に選んで、各場合についてフィルタユニット５４(IN)の中に上方から２．４５ＧＨｚのマイクロ波を入れたときのケーシング１１０の内部および周囲の電界分布を電磁界計算によって求めた。図２２Ａ〜図２２Ｅに、そのシミュレーション結果を示す。
【０１１７】
図２２Ａに示すように、丸穴ｇの口径が１３ｍｍでも数Ｖ／ｍ程度の漏洩があった。そして、丸穴ｇの口径が１７ｍｍ，２３ｍｍ，２７ｍｍと大きくなるにつれて電界（マイクロ波）の漏洩量は増加し（図２２Ｂ，図２２Ｃ，図２２Ｄ）、３５ｍｍ口径では１００Ｖ／ｍ以上の漏洩が生じることがわかった（図２２Ｅ）。
【０１１８】
上記のシミュレーションから、本発明を適用するマイクロ波プラズマ処理装置においてフィルタユニット５４(IN)取付構造回りでのマイクロ波漏洩防止を確実に保証するためには、フィルタユニット５４(IN)とチャンバ１０との間に形成される隙間は、その最大開口幅がマイクロ波の半波長程度（約６０ｍｍ）ではもちろん、半波長の半分程度（約３０ｍｍ）でもまだ不十分であり、半波長の数十分の１以下（約３ｍｍ以下）にする必要があることがわかった。
【符号の説明】
【０１１９】
１０    チャンバ
１２    サセプタ（下部電極）
１４    誘電体筒状支持部
２８    （導体）背板
３２    静電チャック
３４，３６    高周波電源
４０    給電棒
５０    発熱体
５０(IN)    内側発熱線
５０(OUT)    外側発熱線
５１(IN1)，５１(IN2)，５１(OUT1)，５１(OUT2)    内部導体
５２(IN1)，５２(IN2)，５２(OUT1)，５２(OUT2)    給電導体
５４(IN)，５４(OUT)，５４(MI)，５４(MIin)，５４(MIout)    フィルタユニット
１００(1)，１００(2)    ヒータ給電ライン
１０２(1)，１０２(2)    フィルタ
１０４(1)，１０４(2)    コイル
Ｔ(1)，Ｔ(2)    コイルの第1の端子（フィルタ端子）
１５２    （絶縁体）背板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図１９Ｄ】
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【図１９Ｅ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【図２２Ｄ】
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【図２２Ｅ】
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