(57)【要約】【課題】複数のフィルタユニットの冷却が可能なプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】  一実施形態のプラズマ処理装置では、複数のヒータが載置台に設けられている。複数のヒータは複数のフィルタユニットのフィルタ回路をそれぞれ介してヒータ電源に接続されている。複数のフィルタユニットは、周方向に配列されている。複数のフィルタユニットによって囲まれた領域には、送風機に接続された配管が延びており、当該配管から複数のフィルタユニット内に送風される。【選択図】図４
2016001647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器と、
前記処理容器内に設けられた載置台であり、下部電極及び複数のヒータを含む該載置台と、
前記載置台の前記下部電極に電気的に接続された高周波電源と、
前記複数のヒータに電気的に接続されたヒータ電源と、
前記処理容器の下方において、鉛直方向に延びる軸線の周りに配列された複数のフィルタユニットであり、各々が前記ヒータ電源と前記複数のヒータのうち一つとの間に設けられたフィルタ回路、及び、該フィルタ回路をその内部に収容する筐体を含む、該複数のフィルタユニットと、
前記複数のフィルタユニットを冷却するための送風機構と、
を備え、
前記複数のフィルタユニットの各々の前記筐体は、前記送風機構からの気流を受ける入力ポートを有し、
前記送風機構は、
送風機と、
前記複数のフィルタユニットによって囲まれた空間内において環状に延在する配管であり、前記送風機に結合された入力ポート、及び、各々が前記複数のフィルタユニットのうち対応のフィルタユニットの前記入力ポートに接続される複数の出力ポートを有する、該配管と、
を有する、
プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記複数の出力ポートは、前記配管の前記入力ポートから前記複数の出力ポートまでの該配管内の流路のコンダクタンスよりも高いコンダクタンスを有する、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記複数の出力ポートの各々は、前記配管の管壁に複数の孔が形成されることにより構成されている、請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記複数の孔の直径は、３ｍｍ以下である、請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記送風機はシロッコファンである、請求項１〜４の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記複数のフィルタユニットの各々は、下部領域、及び、該下部領域よりも上方に位置する上部領域を有し、
前記筐体の前記入力ポートは、前記下部領域に設けられており、
前記上部領域において前記筐体には、複数の孔が形成されている、
請求項１〜５の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記フィルタ回路はコンデンサ及びコイルを含み、
前記コンデンサは前記下部領域に設けられており、
前記コイルは前記上部領域に設けられている、
請求項６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記筐体に形成された前記複数の孔の直径は３ｍｍ以下である、請求項６又は７に記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、プラズマ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラズマに被処理体を晒すことによって被処理体を処理するプラズマ処理においては、被処理体の温度の制御が重要である。特に、被処理体の複数の領域各々の温度の制御が重要である。かかる要求を満たすプラズマ処理装置として、その内部に複数のヒータが設けられた載置台を有するプラズマ処理装置が開発されている。このようなプラズマ処理装置は、例えば、特許文献１に記載されている。
【０００３】
具体的に、特許文献１に記載されたプラズマ処理装置は、処理容器、載置台、高周波電源、複数のヒータ電源、及び、複数のフィルタユニットを備えている。載置台は、複数のヒータ及び下部電極を有している。下部電極には高周波電源が電気的に接続されている。複数のヒータには複数のヒータ電源がそれぞれ電気的に接続されている。複数のヒータの各々と対応のヒータ電源との間にはフィルタ回路が設けられており、当該フィルタ回路は高周波電源からの高周波電力の侵入を抑制する。複数のフィルタユニットは、処理容器の下方に設けられており、鉛直方向に延びる軸線中心に周方向に略均等な間隔をもって配列されている。これにより、処理容器内に発生するプラズマの密度分布に対する複数のフィルタユニットによる影響の偏りを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１３５０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、温度制御すべき被処理体の領域の数が増加すると、必然的に載置台に設けられるヒータの個数も増加する。ヒータの個数が増加すると、これに伴いフィルタユニットの個数も増加することとなる。フィルタユニットの個数が増加すると、フィルタユニットの間の間隔は狭くなる。これにより、大気の自然対流による冷却ではフィルタユニットの冷却が不十分となる。その結果、フィルタ回路の誤動作といった機器の誤動作が発生する恐れがある。したがって、複数のフィルタユニットの冷却が可能なプラズマ処理装置が必要となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一側面においては、プラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、処理容器、載置台、高周波電源、複数のフィルタユニット、及び送風機構を有している。載置台は、下部電極及び複数のヒータを含んでおり、処理容器内に設けられている。高周波電源は、載置台の下部電極に電気的に接続されている。ヒータ電源は、複数のヒータに電気的に接続されている。複数のフィルタユニットは、処理容器の下方に設けられている。複数のフィルタユニットは、鉛直方向に延びる軸線の周りに配列されている。例えば、複数のフィルタユニットは、当該軸線を中心とする円に沿って配列されている。複数のフィルタユニットの各々は、フィルタ回路及び筐体を有している。フィルタ回路は、ヒータ電源と複数のヒータのうち一つとの間に設けられている。筐体は、フィルタ回路をその内部に収容している。送風機構は、複数のフィルタユニットを冷却するよう構成されている。複数のフィルタユニットの各々の筐体は、送風機構からの気流を受ける入力ポートを有する。送風機構は、送風機及び配管を有している。配管は、複数のフィルタユニットによって囲まれた空間内において環状に延在している。配管は、入力ポート及び複数の出力ポートを有している。配管の入力ポートは、送風機に結合されている。複数の出力ポートの各々は、複数のフィルタユニットのうち対応のフィルタユニットの入力ポートに接続されている。
【０００７】
一側面に係るプラズマ処理装置では、複数のフィルタユニットが狭い間隔で環状に配列されているが、これら複数のフィルタユニットによって囲まれた空間内で環状に延在する配管から各フィルタユニットに送風が行われる。したがって、複数のフィルタユニットに略同様に送風を行うことができ、これらのフィルタユニットの冷却が可能となる。
【０００８】
一実施形態では、複数の出力ポートは、配管の入力ポートから複数の出力ポートまでの配管内の流路のコンダクタンスよりも高いコンダクタンスを有する。この実施形態によれば、複数の出力ポートからの送風量の相違を相当に低減させることが可能である。
【０００９】
一実施形態では、複数の出力ポートの各々は、配管の管壁に複数の孔が形成され得る。これらの孔の直径は３ｍｍ以下であってもよい。これにより、当該孔を介した高周波の電磁波の漏れ出しが抑制される。
【００１０】
一実施形態では、送風機はシロッコファンであってもよい。上述した配管は長い配管長を有している。したがって、高い静圧を確保できるシロッコファンを用いることにより、配管内に十分な送風を行うことができ、また、配管内を高い陽圧状態に保つことができる。なお、送付機は、軸流ファンであってもよい。
【００１１】
一実施形態では、複数のフィルタユニットの各々は、下部領域、及び、該下部領域よりも上方に位置する上部領域を有し、筐体の入力ポートは、下部領域に設けられており、上部領域において前記筐体には、複数の孔が形成されていてもよい。この実施形態によれば、筐体内に供給された気流は、筐体内の下部領域から上方に向かって、筐体の複数の孔から排出される。これにより、筐体内の空間を陽圧に維持することができる。
【００１２】
一実施形態では、フィルタ回路はコンデンサ及びコイルを含み、コンデンサは下部領域に設けられており、コイルは上部領域に設けられていてもよい。この実施形態によれば、特に高い温度になり易いフィルタを効率的に冷却することができる。
【００１３】
一実施形態では、筐体に形成された複数の孔の直径は３ｍｍ以下であってもよい。この実施形態によれば、筐体に形成された複数の孔を介した高周波の電磁波の漏れ出しが抑制される。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、複数のフィルタユニットの冷却が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。
【図２】一実施形態のプラズマ処理装置の載置台を示す断面図である。
【図３】一実施形態に係るプラズマ処理装置の複数のヒータ、複数のフィルタユニット、及びヒータ電源に関連する電気的接続を模式的に示す図である。
【図４】一実施形態に係るフィルタユニット及び送風機構を示す平面図である。
【図５】一実形態に係るフィルタユニット及び処理容器の底壁を一部破断して示す図である。
【図６】一実施形態に係るフィルタユニットのコイルの一部分を拡大して示す斜視図である。
【図７】一実施形態に係るヒータ給電ラインの引き回しに関連する構成を示す断面図である。
【図８】一実施形態に係るヒータ給電ラインの引き回しに関連する構成を示す平面図である。
【図９】処理容器の底壁に対するフィルタユニットの取り付けに関する別の実施形態を示す図である。
【図１０】処理容器の底壁に対するフィルタユニットの取り付けに関する更に別の実施形態を示す図である。
【図１１】処理容器の底壁に対するフィルタユニットの取り付けに関する更に別の実施形態を示す図である。
【図１２】処理容器の底壁に対するフィルタユニットの取り付けに関する更に別の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００１７】
図１は、一実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。図１に示すプラズマ処理装置１０は、容量結合型プラズマ処理装置である。プラズマ処理装置１０は、処理容器１２を備えている。処理容器１２は、略円筒形状を有しており、例えば、アルミニウム又はステンレス鋼製である。処理容器１２は接地されている。処理容器１２の側壁には、被処理体であるウエハＷの搬入及び搬出のための開口が形成されている。また、処理容器１２の側壁には、当該開口を開閉するためのゲートバルブ２６が取り付けられている。
【００１８】
処理容器１２内には、載置台ＰＤが設けられている。載置台ＰＤ上には、ウエハＷが載置されるようになっている。載置台ＰＤは、支持部１４によって支持されている。支持部１４は、略円筒形状を有しており、処理容器１２の底部から上方に延びている。この支持部１４は、セラミックスといった誘電体から構成されている。載置台ＰＤと支持部１４は、処理容器１２内の空間の気密を確保するように結合されている。また、載置台ＰＤの下面と支持部１４の内壁との間には大気空間に通じるスペースＳＰが形成されている。載置台ＰＤの下面は略平坦な水平面であり、処理容器１２の底壁１２ａの上面も略平坦な水平面となっている。
【００１９】
処理容器１２は、支持部１６を提供している。この支持部１６は、処理容器１２の底壁１２ａから、支持部１４の外周に沿って上方に延びている。この支持部１６と処理容器１２の内壁との間には、排気路１８が形成されている。排気路１８には、排気管２０が接続しており、当該排気管２０には排気装置２２が接続している。排気装置２２は、ターボ分子ポンプといった真空ポンプを有しており、処理容器１２内の空間を減圧することができる。
【００２０】
図２は、一実施形態のプラズマ処理装置の載置台を示す断面図である。図１及び図２に示すように、載置台ＰＤは、背板２８、下部電極３０、及び、静電チャック３２を有している。背板２８は、略円盤形状を有しており、一実施形態では、セラミックスといった絶縁体から構成されている。下部電極３０は、背板２８上に設けられている。下部電極３０は、略円盤形状を有しており、アルミニウムといった導体から構成されている。また、静電チャック３２は、ウエハＷを静電力によって吸着するための機構であり、下部電極３０上に設けられている。
【００２１】
図１に示すように、下部電極３０には、第１の高周波電源３４及び第２の高周波電源３６が、マッチングユニット３８及び給電棒４０を介して接続されている。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周波数（例えば、２７ＭＨｚ以上、或いは、６０ＭＨｚ以上）の第１高周波電力を出力する。第２の高周波電源３６は、主としてウエハＷに対するイオンの引き込みに寄与する周波数（例えば、１３ＭＨｚ以下）の第２高周波電力（高周波バイアス電力）を出力する。マッチングユニット３８は、第１の高周波電源３４及び第２の高周波電源３６のそれぞれ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整合器を有している。
【００２２】
給電棒４０は、円筒形又は円柱形の導体である。給電棒４０の上端は下部電極３０の下面中央に接続されており、給電棒４０の下端はマッチングユニット３８内の整合器に接続されている。また、処理容器１２の底壁１２ａ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、底壁１２ａには、給電棒４０の外径よりも一回り大きな口径を有する開口が形成されており、導体カバー４２の上端部は、この開口を画成する底壁１２ａの縁に接続されている。また、導体カバー４２は、整合器の接地（帰線）端子に接続されている。
【００２３】
図２に示すように、下部電極３０は、下面３０ｃを有している。下面３０ｃは略平坦な面であり、背板２８の上面に対面している。下部電極３０には、下面３０ｃから上方に延びるねじ穴３０ｆ，３０ｇ，３０ｈ，３０ｉが形成されている。また、背板２８には、ねじを通すための貫通孔２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄが、ねじ穴３０ｆ，３０ｇ，３０ｈ，３０ｉにそれぞれ対応する位置に形成されている。貫通孔２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄを通ったねじ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄが、ねじ穴３０ｆ，３０ｇ，３０ｈ，３０ｉに螺合されることにより、下部電極３０は背板２８に固定されるようになっている。このように、下部電極３０の下面側にねじ穴が形成されることにより、下部電極３０の上面側に温度差が生じる部位が生じないようになっており、静電チャック３２といった構成部品が熱応力によって破壊される可能性が低減されている。
【００２４】
また、下部電極３０の内部には、冷媒流路２ｄが形成されている。冷媒流路２ｄには、処理容器１２の外部に設けられたチラーユニットから冷媒が供給されるようになっている。冷媒流路２ｄに供給された流路は再びチラーユニットに戻されるようになっている。なお、載置台ＰＤには、ウエハＷと静電チャック３２との間にＨｅガスといった伝熱ガスを供給するガスラインが設けられていてもよい。
【００２５】
下部電極３０の上面側には、鉛直方向に延びる軸線Ｚを中心にして環状に延在する溝１３が形成されている。この軸線Ｚは、載置台ＰＤの中心を鉛直方向に通過する軸線である。溝１３は、軸線Ｚに対して周方向に連続的に形成されていてもよく、或いは、断続的に形成されていてもよい。溝１３によって、下部電極３０の上部は、軸線Ｚを含む内側部分３０ａと、内側部分３０ａの外側で延在する外側部分３０ｂとに分割されている。内側部分３０ａは平面視では略円形の領域であり、外側部分３０ｂは平面視では略環状の領域である。
【００２６】
内側部分３０ａは略円形の上面３０ｄを提供しており、当該上面３０ｄ上には静電チャック３２が支持されている。また、外側部分３０ｂは、略環状の上面３０ｅを提供しており、当該上面３０ｅ上には、スペーサ部材７を介してフォーカスリング５が支持されている。
【００２７】
上面３０ｄの高さ及び上面３０ｅの高さ、即ち、下面３０ｃと上面３０ｄとの間の距離、及び、下面３０ｃと上面３０ｅとの間の距離は、ウエハＷの厚さ、フォーカスリング５の厚さ、並びに、ウエハＷと内側部分３０ａとの間に介在する材料の厚さ及び物性、フォーカスリング５と外側部分３０ｂとの間に介在する材料の厚さや物性に応じて、ウエハＷへの熱の伝達及びＲＦ電力、並びに、フォーカスリング５への熱の伝達及びＲＦ電力とが一致するように適宜調整される。即ち、図２では、上面３０ｄ及び上面３０ｅの高さが一致しない場合が例示されているが、両者が一致してもよい。
【００２８】
下部電極３０の内部に形成された冷媒流路２ｄは、溝１３よりも下部電極３０の内側に位置する内側の冷媒流路２ｅと、溝１３よりも下部電極３０の外縁に位置する外側の冷媒流路２ｆとを含んでいる。内側の冷媒流路２ｅは、内側部分３０ａの上面３０ｄの下方に形成されている。外側の冷媒流路２ｆは、外側部分３０ｂの上面３０ｅの下方に形成されている。即ち、内側の冷媒流路２ｅは、ウエハＷの下方に位置してウエハＷの熱を吸熱するように機能し、外側の冷媒流路２ｆは、フォーカスリング５の下方に位置してフォーカスリング５の熱を吸熱するように機能する。なお、内側の冷媒流路２ｅと、外側の冷媒流路２ｆとを別個のチラーユニットに接続し、冷媒流路２ｅ及び冷媒流路２ｆのそれぞれに異なる温度の冷媒を流通させてもよい。
【００２９】
下部電極３０は、溝１３を下方から画成する底面１３ａを有している。即ち、下部電極３０の内側部分３０ａと外側部分３０ｂは、溝１３の下方で互いに接続されている。下面３０ｃの高さ位置Ｐを基準とすると、底面１３ａの高さ位置Ｂは、冷媒流路２ｅの上端面及び冷媒流路２ｆの上端面のうち、より上方に位置する上端面の高さと同一位置、又は、冷媒流路２ｅの上端面及び冷媒流路２ｆの上端面のうち、より上方に位置する上端面の高さよりも下方の位置となっている。図２では、冷媒流路２ｅの上端面及び冷媒流路２ｆの上端面の高さが互いに同一の高さＨ１となっている。このため、溝１３の底面１３ａの高さ位置Ｂは、高さＨ１と同一か、高さＨ１よりも下方になればよい。このように、少なくとも冷媒流路２ｅ及び冷媒流路２ｆの上端面まで溝１３が形成されていることで、冷媒流路２ｅ及び冷媒流路２ｆの上方において、内側部分３０ａと外側部分３０ｂとの物理的な連続性を断つことができる。これにより、内側部分３０ａと外側部分３０ｂとの間の水平方向の熱流束を遮断することができる。なお、溝１３は、プラズマ処理中には真空空間となるため、真空断熱が可能である。
【００３０】
静電チャック３２は、内側部分３０ａの上面３０ｄ上に接着材９ｂを介して設けられている。静電チャック３２は、円形の上面である載置面３２ｄを有している。この載置面３２ｄは、ウエハＷの裏面と接触して当該ウエハＷを支持する。静電チャック３２は、略円盤形状の絶縁体３２ｂを有しており、当該絶縁体３２ｂの内層として電極３２ａを有している。この電極３２ａには、図１に示すスイッチ４６を介して電源４５が接続されている。電源４５からの電圧、例えば、直流電圧が電極３２ａに印加されることにより、静電チャック３２は静電力を発生し、当該静電力によりウエハＷを吸着する。図２に示すように、この静電チャック３２の下側部分は、当該静電チャック３２の上側部分よりも径方向外側へ突出したフランジ部３２ｅを有している。
【００３１】
フォーカスリング５は、スペーサ部材７を介して下部電極３０の外側部分３０ｂ上に支持されている。フォーカスリング５は、円環状の部材であり、実施されるプロセスに適した材料、例えば、石英又はシリコンから構成される。フォーカスリング５の内側面は、径方向内側へ突出した凸部５ａを提供している。即ち、フォーカスリング５の内径は、高さ方向の位置に応じて変化している。例えば、凸部５ａが形成されていない箇所において、フォーカスリング５の内径は、ウエハＷの外径及び静電チャック３２のフランジ部３２ｅの外径よりも大きくなっている。一方、凸部５ａが形成された箇所において、フォーカスリング５の内径は、静電チャック３２のフランジ部３２ｅの外径よりも小さく、且つ、フランジ部３２ｅが形成されていない箇所での静電チャック３２の外径よりも大きくなっている。
【００３２】
フォーカスリング５は、凸部５ａが静電チャック３２のフランジ部３２ｅの上面と離間し、かつ、静電チャック３２の側面からも離間した状態となるようにスペーサ部材７上に配置される。即ち、フォーカスリング５の凸部５ａの下面と静電チャック３２のフランジ部３２ｅの上面との間、フォーカスリング５の凸部５ａの側面とフランジ部３２ｅが形成されていない箇所での静電チャック３２の側面との間には、隙間が形成されている。また、フォーカスリング５の凸部５ａは、溝１３の上方に位置している。即ち、鉛直方向に見ると、凸部５ａは、溝１３と重なる位置に存在し、該溝１３を上方から覆っている。これにより、プラズマが溝１３へ進入することを防止することができる。
【００３３】
スペーサ部材７は、環状の部材であり、下部電極３０の外側部分３０ｂ上に、接着剤９ａを介して設けられている。スペーサ部材７は、例えばセラミック等の絶縁体から構成されている。スペーサ部材７は、上面７ｄにてフォーカスリング５と接触してフォーカスリング５を支持する。
【００３４】
載置台ＰＤは、複数のヒータＨＴ、即ち、抵抗発熱体を有している。複数のヒータＨＴは、一実施形態では、静電チャック３２内に設けられたヒータＨＴ１、ヒータＨＴ２、ヒータＨＴ３、及びヒータＨＴ４と、スペーサ部材７内に設けれたヒータＨＴ５を含んでいる。ヒータＨＴ１は、静電チャック３２の径方向中央の円形の領域内に設けられている。ヒータＨＴ２は、ヒータＨＴ１の径方向外側の環状の領域内で延在している。ヒータＨＴ３は、ヒータＨＴ２の径方向外側の環状の領域内で延在している。また、ヒータＨＴ４は、ヒータＨＴ３の径方向外側の環状の領域内で延在している。さらに、ヒータＨＴ５は、スペーサ部材７内において延在している。即ち、ヒータＨＴ５は、ヒータＨＴ４の径方向外側の環状の領域内で延在している。これらヒータＨＴは、後述する複数のフィルタユニットを介してヒータ電源に接続されている。
【００３５】
再び図１を参照する。処理容器１２の天井部には、シャワーヘッド６４が設けられている。シャワーヘッド６４は、支持部材６５を介して処理容器１２の天井部に支持されている。このシャワーヘッド６４は、載置台ＰＤの上面と略平行に設けられている。また、シャワーヘッド６４は、上部電極を兼ねている。このシャワーヘッド６４と載置台ＰＤの間の空間、即ち、載置台ＰＤの上方の空間は、プラズマが生成される空間、即ち、プラズマ生成空間となる。
【００３６】
シャワーヘッド６４は、電極板６６、及び、電極支持体６８を有している。電極板６６は、略円盤形状を有しており、例えば、Ｓｉ又はＳｉＣから構成されている。電極板６６の下面は、処理容器１２内の空間に面している。電極支持体６８は、電極板６６を当該電極板６６の上方から支持している。電極支持体６８は、例えば、アルマイト処理されたアルミニウムから構成されている。電極支持体６８の内部には、ガス室７０が設けられている。このガス室７０には、電極支持体６８及び電極板６６を貫通する複数のガス吐出孔７２が接続している。また、ガス室７０には、ガス供給管７６が接続している。このガス供給管７６は、ガス供給部７４に接続されている。
【００３７】
また、プラズマ処理装置１０は、制御部７５を備えている。制御部７５は、例えば、マイクロコンピュータを含む。プラズマ処理装置１０の各部、例えば、排気装置２２、第１の高周波電源３４、第２の高周波電源３６、スイッチ４６、ヒータ電源、チラーユニット、ガス供給部７４等は、制御部７５によって制御される。
【００３８】
このプラズマ処理装置１０において、例えば、エッチングを行うときには、まず、ゲートバルブ２６が開状態にされ、ウエハＷが処理容器１２内に搬入されて、当該ウエハＷが静電チャック３２上に載置される。そして、ガス供給部７４からエッチング用のガスが所定の流量で処理容器１２内に供給される。また、排気装置２２に処理容器１２内の圧力が設定値の圧力に減圧される。さらに、第１の高周波電源３４及び第２の高周波電源３６から、第１の高周波電力及び第２の高周波電力が下部電極３０に供給される。また、伝熱ガス供給部から、静電チャック３２とウエハＷとの間の接触界面に伝熱ガス（Ｈｅガス）が供給される。また、下部電極３０内の冷媒流路２ｄに冷媒が供給される。一方で、複数のヒータＨＴにヒータ電源からの電力が供給され、載置台ＰＤ内の温度分布が設定された温度分布となるように調整される。そして、シャワーヘッド６４から吐出されたガスが、処理容器１２内の高周波電界によって励起される。これにより発生した活性種によってウエハＷの膜がエッチングされる。
【００３９】
以下、複数のヒータＨＴ及びヒータ電源、並びに、これらに関連する構成要素、即ち、複数のヒータＨＴに対する給電のための構成について説明する。図３は、一実施形態に係るプラズマ処理装置の複数のヒータ、複数のフィルタユニット、及びヒータ電源に関連する電気的接続を模式的に示す図である。図３に示すように、プラズマ処理装置１０は、複数のフィルタユニットＦＵ、及び複数のヒータ電源ＨＰを更に備えている。
【００４０】
一実施形態では、複数のヒータ電源ＨＰは、ヒータＨＴ１、ヒータＨＴ２、ヒータＨＴ３、ヒータＨＴ４、及びヒータＨＴ５のそれぞれに電力を供給するヒータ電源ＨＰ１、ヒータ電源ＨＰ２、ヒータ電源ＨＰ３、ヒータ電源ＨＰ４、及びヒータ電源ＨＰ５を含んでいる。これらヒータ電源は処理容器１２の外部に設けられている。
【００４１】
また、複数のフィルタユニットＦＵは、フィルタユニットＦＵ１、フィルタユニットＦＵ２、フィルタユニットＦＵ３、フィルタユニットＦＵ４、及びフィルタユニットＦＵ５を含んでいる。フィルタユニットＦＵ１はヒータＨＴ１とヒータ電源ＨＰ１の間に設けられており、フィルタユニットＦＵ２はヒータＨＴ２とヒータ電源ＨＰ２の間に設けられており、フィルタユニットＦＵ３はヒータＨＴ３とヒータ電源ＨＰ３の間に設けられており、フィルタユニットＦＵ４はヒータＨＴ４とヒータ電源ＨＰ４の間に設けられており、フィルタユニットＦＵ５はヒータＨＴ５とヒータ電源ＨＰ５の間に設けられている。これら複数のフィルタユニットＦＵは、第１の高周波電源３４及び第２の高周波電源３６からの高周波電力の侵入を抑制するものであり、処理容器１２の直下に設けられている。
【００４２】
図４に、複数のフィルタユニットＦＵの配置を示す。図４に示すように、複数のフィルタユニットＦＵは、処理容器１２の直下において、軸線Ｚを中心に周方向に配列されている。これは、ヒータ電源ＨＰからヒータＨＴまでのヒータ給電ラインによる、載置台ＰＤの上の空間、即ち、プラズマ生成空間でのプラズマ密度分布に対する影響を抑制するためである。
【００４３】
以下の説明では、まず、図３を参照して、ヒータ給電ラインを介するヒータとヒータ電源の電気的接続関係、及び、フィルタユニットのフィルタ回路の回路構成について説明する。なお、フィルタユニットＦＵ１〜ＦＵ５は同様の構成を有しており、フィルタユニットＦＵ１〜ＦＵ５とヒータ電源ＨＰ１〜ＨＰ５との間の電気的な接続関係についても略同様である。したがって、以下では、参照符号「ＨＴ」で示される一つのヒータ、当該一つのヒータＨＴに電力を供給する一つのヒータ電源ＨＰ、及び、当該一つのヒータＨＴと当該一つのヒータ電源ＨＰとの間に設けられた一つのフィルタユニットＦＵを含むヒータ給電ラインについて説明する。
【００４４】
図３に示すように、ヒータＨＴは、載置台ＰＤ内を通る一対の導体５１、スペースＳＰを通る一対の導体５２、及び、フィルタユニットＦＵ、及び一対のケーブル５６を介して、処理容器１２の外部に設けられたヒータ電源ＨＰに電気的に接続されている。一対の導体５１は導体５１ａ及び導体５１ｂを含んでおり、一対の導体５２は導体５１ａ及び導体５１ｂを含んでおり、一対のケーブル５６はケーブル５６ａ及びケーブル５６ｂを含んでいる。
【００４５】
ヒータ電源ＨＰは、交流出力型の電源であり、例えば、ソリッドステートリレーを用いて商用周波数のスイッチング（ＯＮ／ＯＦＦ）動作を行う電源である。ヒータ電源ＨＰは、ヒータＨＴと閉ループの回路で接続されている。より詳細には、ヒータ電源ＨＰの一対の出力端子のうち第１の出力端子は、ヒータ給電ラインＨＬ１を介してヒータＨＴの第１の端子ＥＴ１に電気的に接続され、ヒータ電源ＨＰの一対の出力端子のうち第２の出力端子はヒータ給電ラインＨＬ２を介してヒータＨＴの第２の端子ＥＴ２に電気的に接続されている。
【００４６】
フィルタユニットＦＵはフィルタ回路ＦＣを有しており、当該フィルタ回路ＦＣは第１のフィルタＦＣ１及び第２のフィルタＦＣ２を含んでいる。第１のフィルタＦＣ１はヒータ給電ラインＨＬ１内に設けられており、第２のフィルタＦＣ２はヒータ給電ラインＨＬ２内に設けられている。第１のフィルタＦＣ１及び第２のフィルタＦＣ２の回路構成は同様である。
【００４７】
具体的に、第１のフィルタＦＣ１は、コイルＬ１及びコンデンサＣ１を含んでいる。コイルＬ１の一端はフィルタ端子ＦＴ１に接続されている。フィルタ端子ＦＴ１は、導体５２ａ及び導体５１ａを介して、ヒータＨＴの第１の端子ＥＴ１に接続されている。コイルＬ１の他端は、コンデンサＣ１を介して接地電位に接続されている。コイルＬ１とコンデンサＣ１との間のノードＮ１は、ケーブル５６ａを介して、ヒータ電源ＨＰの第１の出力端子に接続されている。また、第２のフィルタＦＣ２は、コイルＬ２及びコンデンサＣ２を含んでいる。コイルＬ２の一端はフィルタ端子ＦＴ２に接続されている。フィルタ端子ＦＴ２は、導体５２ｂ及び導体５１ｂを介して、ヒータＨＴの第２の端子ＥＴ２に接続されている。コイルＬ２の他端は、コンデンサＣ２を介して接地電位に接続されている。コイルＬ２とコンデンサＣ２との間のノードＮ２は、ケーブル５６ｂを介して、ヒータ電源ＨＰの第２の出力端子に接続されている。
【００４８】
この実施形態では、ヒータ電源ＨＰより出力される電流は、正極のサイクルでは、ヒータ給電ラインＨＬ１、即ち、ケーブル５６ａ、コイルＬ１、導体５２ａ、及び導体５１ａを経由して、第１の端子ＥＴ１からヒータＨＴ内に流れる。これにより、ヒータＨＴはジュール熱を発生する。正極のサイクルにおいてヒータＨＴ内に流された電流は、第２の端子ＥＴ２から出力され、ヒータ給電ラインＨＬ２、即ち、導体５１ｂ、導体５２ｂ、コイルＬ２、及びケーブル５６ｂを経由して帰還する。一方、負極性のサイクルでは、電流は、同じ回路を上記と逆方向に流れる。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Ｌ１及びコイルＬ２のインピーダンス、又は電圧降下は無視できるほど小さく、コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２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。
【００４９】
以下、フィルタユニットＦＵの構造、及び配置に関して説明する。なお、複数のフィルタユニットＦＵの構造は、略同様であるので、参照符号「ＦＵ」で示す一つのフィルタユニットについて説明する。図５は、一実形態に係るフィルタユニット及び処理容器１２の底壁を一部破断して示す図である。図６は、一実施形態に係るフィルタユニットのコイルの一部分を拡大して示す斜視図である。
【００５０】
図５に示すように、フィルタユニットＦＵは、略円筒形状のケースＦＨ１を含んでいる。ケースＦＨ１は、導電性であり、例えば、アルミニウムから構成されている。このケースＦＨ１内には、同軸に設けられたコイルＬ１及びコイルＬ２が収容されている。また、フィルタユニットＦＵは、コンデンサボックスＣＢを有している。コンデンサボックスＣＢは、その内部にコンデンサＣ１及びコンデンサＣ２を収容している。即ち、フィルタユニットＦＵは、筐体ＦＨを有しており、当該筐体ＦＨは、ケースＦＨ１及びコンデンサボックスＣＢを含んでいる。ケースＦＨ１の下端は、コンデンサボックスＣＢに結合されている。この筐体ＦＨ内には、フィルタ回路ＦＣが収容されている。
【００５１】
コイルＬ１及びコイルＬ２は、空芯コイルからなり、ヒータ電源ＨＰからヒータＨＴに十分大きな（例えば、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、更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（例えば、直径が２２〜４５ｍｍ、長さ１３０〜２８０ｍｍ）を有している。
【００５２】
ケースＦＨ１内には、下部コネクタ１１６及び棒軸（ボビン）１１８が収容されている。下部コネクタ１１６は、絶縁体、例えば樹脂から構成されている。コイルＬ１及びコイルＬ２は、下部コネクタ１１６によって支持されており、下部コネクタ１１６から上方に延在している。また、棒軸１１８は、円筒形状又は円柱形状を有している。コイルＬ１及びコイルＬ２は、棒軸１１８に対して螺旋状に巻かれており、等しい巻線間隔及びコイル長さをもって、当該棒軸１１８の外周面に沿って軸方向に軸方向に重なり合って並進している。コイルＬ１及びコイルＬ２のそれぞれのコイル導線は、図６に示すように、一実施形態では同一の断面積を有する薄板又は平角の銅線から構成されている。コイルＬ１及びコイルＬ２のうち一方のコイル導線は、絶縁体のチューブ１２０によって覆われている。なお、コイルＬ１及びコイルＬ２を接着剤又は棒軸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は省略され得る。
【００５３】
コイルＬ１の下端及びＬ２の下端はそれぞれ、下部コネクタ１１６内で接続導体１２２ａ及び接続導体１２２ｂに電気的に接続されている。接続導体１２２ｂ及び接続導体１２２ａはそれぞれ、コンデンサボックスＣＢ内でノードＮ１及びコンデンサＣ１、ノードＮ２及びコンデンサＣ２に接続されている。
【００５４】
また、フィルタユニットＦＵは、上部コネクタ１２４を有している。上部コネクタ１２４は、絶縁体、例えば樹脂から構成されており、ケースＦＨ１の上端に近接する位置に設けられている。上部コネクタ１２４には、棒軸１１８の上端が結合されている。この上部コネクタ１２４の上面の上には、例えば銅からなる板片状又はブロック状のフィルタ端子ＦＴ１及びフィルタ端子ＦＴ２が設けられている。これらのフィルタ端子ＦＴ１及びフィルタ端子ＦＴ２は、上部コネクタ１２４内でコイルＬ１及びコイルＬ２にそれぞれ接続されている。
【００５５】
図５に示すように、ケースＦＨ１の上端は開口している。フィルタ端子ＦＴ１及びフィルタ端子ＦＴ２の上面は、スペースＳＰの下方で、遮蔽されずに、開放状態にある。これらフィルタ端子ＦＴ１及びフィルタ端子ＦＴ２は、絶縁体の支持棒１２６内に封入されているピン状又は棒状の導体５２ａ及び導体５２ｂの下端にそれぞれ接続されている。
【００５６】
ケースＦＨ１は、処理容器１２の底壁１２ａに形成されている孔１２ｈを閉じるように、底壁１２ａに取り付けられている。具体的に、ケースＦＨ１は、その上端にフランジＦＬを有しており、当該フランジＦＬの上面が底壁１２ａの下面に密着している。したがって、ケースＦＨ１は、底壁１２ａに電気的に結合している。
【００５７】
孔１２ｈは、その上側と下側で異なるサイズを有している。即ち、孔１２ｈは、下側の大きなサイズの孔１２ｈ１、及び、上側の小さなサイズの孔１２ｈ２を含んでいる。孔１２ｈ１内には、上部コネクタ１２４が収容されている。また、孔１２ｈ２内には、フィルタ端子ＦＴ１及びフィルタ端子ＦＴ２が位置している。なお、これらのフィルタ端子ＦＴ１及びフィルタ端子ＦＴ２は、それらの上端が底壁１２ａの上面よりも上方に位置しないよう、即ち、スペースＳＰ内に入り込まないように、設けられている。なお、フィルタ端子ＦＴ１の上端及びフィルタ端子ＦＴ２の上端は、底壁１２ａの上面と同一水平レベルに位置していてもよく、或いは、底壁１２ａの上面よりも下方に位置していてもよい。
【００５８】
このように、プラズマ処理装置１０では、フィルタユニットＦＵがスペースＳＰ内に位置しないように構成されている。即ち、フィルタユニットＦＵは、底壁１２ａによって電磁的に遮蔽された位置に設けられている。これにより、プラズマ生成空間でのプラズマ密度分布に対するフィルタユニットＦＵによる影響が抑制されている。
【００５９】
また、フィルタユニットＦＵでは、コイルＬ１及びコイルＬ２によって提供される円筒状の中心導体と、ケースＦＨ１によって提供される外導体によって分布定数線路１０５が形成される。分布定数線路１０５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、単位長さあたりのインダクタンスＬを用いて、
Ｚｏ＝√（Ｌ／ｃ）
で与えられる。なお、単位長さあたりのインダクタンスＬは、主としてコイルＬ１及びコイルＬ２のインダクタンスによって規定され、単位長さあたりの静電容量Ｃは、コイルＬ１及びコイルＬ２によって提供される円筒状の中心導体の表面とケースＦＨ１によって提供される外導体がなすコンデンサの静電容量によって規定される。
【００６０】
このような分布定数線路１０５を有するフィルタユニットＦＵを端子（ＦＴ１及びＦＴ２Ｔ）側からみると、反対側が大きな容量を有するコンデンサで疑似的に短絡されているので、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。なお、波長λは、
λ＝２π／（ω√（ＬＣ）
で与えられる。
【００６１】
このフィルタユニットＦＵでは、コイルＬ１及びコイルＬ２の巻線長ではなく、コイルＬ１及びコイルＬ２によって形成される円筒状の中心導体の鉛直方向の長さが分布線路長となる。したがって、フィルタユニットＦＵでは、棒状の円筒導体に比べて単位長さあたりのインピーダンスが相当に大きくなる。また、フィルタユニットＦＵでは、コイルＬ１及びコイルＬ２を用いているので波長λを小さくすることができる。したがって、フィルタユニットＦＵによれば、比較的短い分布線路長でありながら、波長λと同等以上の実効長を実現することが可能なフィルタユニットが提供され、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が得られる。
【００６２】
また、図５に示すように、ケースＦＨ１とコイルＬ１及びＬ２とは、同軸に配置されているので、単位長さあたりの特性インピーダンス、即ち、単位長さあたりのインダクタンス及び静電容量がフィルタユニットＦＵ内において略一定となる。したがって、フィルタユニットＦＵによれば、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。
【００６３】
以下、ヒータ給電ラインＨＬ１及びヒータ給電ラインＨＬ２の引き回しに関連する構成について説明する。図７は、一実施形態に係るヒータ給電ラインの引き回しに関連する構成を示す断面図である。図８は、一実施形態に係るヒータ給電ラインの引き回しに関連する構成を示す平面図である。
【００６４】
図４を参照して上述したように、複数のフィルタユニットＦＵは、軸線Ｚの周りに配列されている。即ち、複数のフィルタユニットＦＵは、軸線Ｚを中心にして周方向に配列されている。また、図８に示すように、複数のフィルタユニットＦＵのフィルタ端子ＦＴ１及びフィルタ端子ＦＴ２は、軸線Ｚを中心とする円（図中、一点鎖線で示す円）に沿って配列されている。一方、各ヒータＨＴの第１の端子ＥＴ１及び第２の端子ＥＴ２は、そのヒータＨＴに付随しているので、対応のフィルタ端子ＦＴ１及びフィルタ端子ＦＴ２からは水平方向において異なる距離で離れている。そのため、プラズマ処理装置１０では、ヒータＨＴの第１の端子ＥＴ１とフィルタ端子ＦＴ１とを接続する導体５２ａ及び導体５１ａ、ヒータＨＴ２の第２の端子ＥＴとフィルタ端子ＦＴ２とを接続する導体５２ｂ及び導体５１ｂが、プラズマ生成空間でのプラズマ密度分布を実質的に乱さないように、引き回されている。
【００６５】
具体的には、図７に示すように支持棒１２６及び導体５２ａ及び導体５２ｂは、途中で曲がらずに鉛直方向に直線状に延びて、スペースＳＰを縦断している。したがって、導体５２ａ及び導体５２ｂが載置台ＰＤの上の空間に投影される平面視的な像の大きさは小さい。故に、プラズマ生成空間のプラズマ密度分布に対する導体５２ａ及び導体５２ｂによる影響が抑制される。
【００６６】
また、載置台ＰＤの背板２８には、鉛直方向に延びて下部電極３０の下面に達する貫通孔１５４が形成されており、当該貫通孔１５４内には支持棒１２６内に封入された導体５２ａ及び５２ｂが通されている。下部電極３０の下面には、導体５２ａ及び導体５２ｂの上端を受け入れるソケット端子１５６が設けられている。さらに、下部電極３０には、ソケット端子１５６からヒータＨＴの第１の端子ＥＴ１及び第２の端子ＥＴ２の真下まで水平に延びる溝１５８が形成されている。また、溝１５８には、第１の端子ＥＴ１及び第２の端子ＥＴ２まで達するように下部電極３０に形成された貫通孔、即ち、垂直通路１６０が接続している。導体５１ａ及び導体５１ｂは、ソケット端子１５６から背板２８の上面に沿って溝１５８の中を通り、更に垂直通路１６０の中を通り、第１の端子ＥＴ１及び第２の端子ＥＴ２に接続している。このように、水平方向に延びる導体５１ａ及び導体５１ｂは、載置台ＰＤの導電性の部材から絶縁され、且つ、当該載置台ＰＤの導電性部材、即ち下部電極３０によって囲まれた空間内で延在している。したがって、プラズマ生成空間のプラズマ密度分布に対する導体５１ａ及び導体５１ｂによる影響が抑制される。
【００６７】
さらに、図８に示すように、ヒータＨＴ３、ヒータＨＴ４、及びヒータＨＴ５のように軸線Ｚから比較的遠くに離れて設けられたヒータＨＴ用の導体５１ａ及び導体５１ｂは、対応のフィルタ端子ＦＴ１及びフィルタ端子ＦＴ２に近づくよう、対応の第１の端子ＥＴ１及び対応の第２の端子ＥＴ２の下方から軸線Ｚに近づく方向に延びている。一方、ヒータＨＴ１及びヒータＨ２のように軸線Ｚの比較的近くに設けられたヒータＨＴ用の導体５１ａ及び導体５１ｂは、対応のフィルタ端子ＦＴ１及びフィルタ端子ＦＴ２に近づくよう、軸線Ｚから遠ざかる方向に、対応の第１の端子ＥＴ１及び対応の第２の端子ＥＴ２の下方から延びている。これにより、複数のフィルタユニットＦＵを比較的小さい円に沿って配列することができる。その結果、スペースＳＰで延びる導体５２ａ及び導体５２ｂを、誘電体製の支持部１４から十分に遠ざけることが可能となる。故に、導体５２ａ及び導体５２ｂから誘電体製の支持部１４を介して接地電位の支持部１６に高周波の電波が放射されることが抑制される。
【００６８】
再び図４を参照する。上述したように、プラズマ処理装置１０では、プラズマ生成空間におけるプラズマ密度分布に対する影響を抑制するために、複数のフィルタユニットＦＵは、軸線Ｚに近づけられ、且つ、軸線Ｚを中心に周方向に配列されている。よって、隣接するフィルタユニットＦＵ間の間隔は狭くなり、自然対流のみによっては、十分にフィルタユニットＦＵの回路要素、特にコンデンサＣ１及びコンデンサＣ２を冷却することができなくなる恐れがある。そこで、プラズマ処理装置１０は、複数のフィルタユニットＦＵを冷却するための送風機構８０を備えている。
【００６９】
図４に示すように、送風機構８０は、送風機８２、及び、配管８４を有している。配管８４は、処理容器１２の底壁１２ａの下方に設けられている。また、配管８４は、複数のフィルタユニットＦＵによって囲まれた空間内において、軸線Ｚを中心として環状に延在している。即ち、配管８４は、軸線Ｚを中心に延在する環状の流路を提供している。
【００７０】
配管８４は、入力ポート８４ｉ、及び、複数の出力ポート８４ｅを有している。入力ポート８４ｉには、送風機８２が接続されている。送風機８２は、一実施形態ではシロッコファンである。なお、送風機８２は、軸流ファンであってもよい。
【００７１】
送風機８２から入力ポート８４ｉに送られる気流は、配管８４内の流路を通って、複数の出力ポート８４ｅから出力される。これら出力ポート８４ｅはそれぞれ、対応のフィルタユニットＦＵの筐体ＦＨに接続されている。
【００７２】
図５に示すように、フィルタユニットＦＵの筐体ＦＨには、入力ポートＢＩ、即ち開口が形成されている。一実施形態においては、フィルタユニットＦＵは、下部領域ＲＬ、及び、下部領域ＲＬよりも上方に設けられた上部領域ＲＵを有している。上部領域ＲＵでは、ケースＦＨ１がフィルタユニットＦＵの筐体ＦＨを構成している。即ち、上部領域ＲＵの筐体内には、コイルＬ１及びコイルＬ２が収容されている。また、下部領域ＲＬでは、コンデンサボックスＣＢがフィルタユニットＦＵの筐体ＦＨを構成している。即ち、下部領域ＲＬの筐体内には、コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２が収容されている。一実施形態では、入力ポートＢＩは、下部領域ＲＬの筐体、即ち、コンデンサボックスＣＢの壁、例えば、側壁に形成されている。複数のフィルタユニットＦＵの筐体ＦＨに設けられた入力ポートＢＩにはそれぞれ、配管８４の複数の出力ポート８４ｅのうち対応の出力ポートが接続されている。
【００７３】
また、上部領域ＲＵの筐体、即ち、ケースＦＨ１には、当該ケースＦＨ１を貫通する複数の孔ＢＲ（微小孔）が略全周にわたって形成されている。これら孔ＢＲは、一実施形態では、ケースＦＨ１の下端よりも上端に近い領域に形成されている。また、これら孔ＢＲの直径は、例えば、３ｍｍ以下である。
【００７４】
また、一実施形態では、配管８４の出力ポート８４ｅは、当該配管８４の環状の流路のコンダクタンスよりも高いコンダクタンスを有している。このため、一実施形態では、配管８４の管壁に複数の孔８４ｂ（微小孔）が形成されている。これら複数の孔８４ｂの直径は、例えば、３ｍｍ以下である。一実施形態では、出力ポート８４ｅの開口率、即ちフィルタユニットＦＵの入力ポートＢＩに対面している出力ポート８４ｅの面積に占める複数の孔８４ｂの面積の割合は、５０％以下である。
【００７５】
上述した送風機構８０によれば、複数のフィルタユニットＦＵによって囲まれた空間内に、環状に延在する配管８４を設けることにより、送風機８２からの気流を複数のフィルタユニットＦＵに同様に供給することができる。したがって、複数のフィルタユニットＦＵの冷却が可能となり、複数のフィルタユニットＦＵのフィルタ回路の誤動作を抑制することができ、結果的に、ヒータＨＴの制御精度のバラツキを抑制することができる。ひいては、プラズマ処理装置１０による処理精度を向上させることが可能である。
【００７６】
また、一実施形態では、上述したように、出力ポート８４ｅのコンダクタンスが配管８４の環状の流路のコンダクタンスよりも高められている。したがって、配管８４の入力ポート８４ｉから配管８４の複数の出力ポート８４ｅそれぞれまでの距離は相違しているが、複数の出力ポート８４ｅから複数のフィルタユニットＦＵ内に供給する送風量の相違を低減させることが可能である。このため、一例においては、上述したように、３ｍｍ以下の直径の複数の孔８４ｂが配管８４の管壁に形成されることにより、出力ポート８４ｅが構成されている。また、出力ポート８４ｅの開口率を５０％以下の開口率とすることにより、複数のフィルタユニットＦＵに対する送風量の相違を更に低減することが可能である。また、このように小さな孔８４ｂによれば、高周波の電磁波の漏れ出しを抑制することができる。
【００７７】
また、一実施形態では、配管８４の出力ポート８４ｅのコンダクタンスが配管８４の環状の流路のコンダクタンスよりも高められている。さらに、フィルタユニットＦＵの筐体ＦＨのケースＦＨ１には、送風機８２からの気流の出口となる微小な複数の孔ＢＲが形成されている。即ち、フィルタユニットＦＵの筐体ＦＨ内の空間のコンダクタンスよりも、気流の出口である複数の孔ＢＲのコンダクタンスが高められている。したがって、配管８４の環状の流路内の圧力がフィルタユニットＦＵの筐体ＦＨ内の空間の圧力よりも高く、フィルタユニットＦＵの筐体ＦＨ内の空間の圧力が大気圧よりも高くなる構造が形成される。換言すると、配管８４の環状の流路、フィルタユニットＦＵの筐体ＦＨ内の空間、大気空間の順に、多段に圧力が減少する構造が形成される。したがって、送風機８２から、配管８４内の流路及びフィルタユニットＦＵの筐体ＦＨ内の空間を介して、大気空間へと向かう効率的な気流を生じさせることが可能となり、複数のフィルタユニットＦＵの効率的な冷却が可能となる。
【００７８】
また、一実施形態では、送風機８２としてシロッコファンが用いられている。高い静圧を確保できるシロッコファンを用いることにより、配管８４内に十分な送風を行うことができ、また、配管８４内を更に高い陽圧状態に保つことができる。
【００７９】
また、一実施形態では、コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２が設けられているコンデンサボックスＣＢに入力ポートＢＩが形成されており、送風機構８０からの気流は、フィルタユニットＦＵにおいて特に発熱し易いコンデンサＣ１及びコンデンサＣ２に最初に与えられる。これにより、効率良くフィルタユニットＦＵ内の回路要素を冷却することが可能となる。このようにフィルタユニットＦＵの筐体ＦＨ内に送られた気流は、筐体ＦＨ内の空間を経由して、上部領域ＲＵにおいて筐体ＦＨ、即ちケースＦＨ１に形成された孔ＢＲから排出される。これらの孔ＢＲにより、筐体ＦＨ内の空間を陽圧に維持することができる。
【００８０】
また、フィルタユニットＦＵの筐体ＦＨに形成された孔ＢＲの直径は、一例においては、上述したように３ｍｍ以下である。このようなサイズの孔ＢＲは、高周波の電磁波の漏れを抑制することができる。
【００８１】
以下、別の実施形態において説明する。上述したプラズマ処理装置１０は、容量結合型のプラズマ処理装置であった。しかしながら、別の実施形態においては、プラズマ処理装置１０は、マイクロ波をプラズマ源とするプラズマ処理装置であってもよい。マイクロ波をプラズマ源とするプラズマ処理装置では、処理容器１２の天井に設けられたアンテナから処理容器１２内にマイクロ波が導入される。マイクロ波の周波数は、例えば、２．４５ＧＨｚであってもよい。マイクロ波は、載置台ＰＤの誘電体又は絶縁体を介して漏れ出すことがあるが、上述したようにフィルタユニットＦＵと処理容器１２の底壁１２ａとの間には、マイクロ波が漏れ出す間隙が殆ど存在しない。また、僅かにマイクロ波が漏れ出したとしても、上述したフィルタユニットＦＵの筐体ＦＨに形成された孔ＢＲ、及び、送風機構８０の配管８４の出力ポート８４ｅに形成された孔８４ｂは、これらの孔からのマイクロ波の漏れ出しを抑制することが可能である。
【００８２】
図９は、処理容器の底壁に対するフィルタユニットの取り付けに関する別の実施形態を示す図である。別の実施形態においては、図９に示すように、孔１２ｈに連続する孔１２ｈ３が底壁１２ａに形成されており、当該孔１２ｈ３にフィルタユニットＦＵのフランジＦＬが嵌め込まれている。この実施形態では、フランジＦＬは、その上面だけでなく、側面においても処理容器１２の底壁１２ａと密着する。したがって、この実施形態では、高周波又はマイクロ波も漏れを生じる間隙が殆ど存在しないようになっている。また、この実施形態では、孔１２ｈ３にフランジＦＬが嵌め込まれることにより、フィルタ端子ＦＴ１及びフィルタ端子ＦＴ２の位置が規定され、さらに、導体５２ａ及び導体５２ｂがソケット端子１５６（図７参照）に対して位置決めされるようになっている。
【００８３】
図１０、図１１、及び図１２は、処理容器の底壁に対するフィルタユニットの取り付けに関する更に別の実施形態を示す図である。これらの図に示された実施形態は、フィルタユニットＦＵの分布定数線路（同軸線路）１０５の特性インピーダンスを一定に保つための形態である。
【００８４】
図１０に示す実施形態では、上部コネクタ１２４及びフランジＦＬと、底壁１２ａの孔１２ｈ１との間に、キャップ型のスペーサ２０６が挿入されている。このスペーサ２０６は、導体、例えばアルミニウムから構成されており、その中心部は開口されている。スペーサ２０６の内周面及びフランジＦＬの内周面は、ケースＦＨ１の内周面と連続するように揃えられている。即ち、コイルＬ１及びコイルＬ２からスペーサ２０６の内周面、フランジＦＬの内周面、及びケースＦＨ１の内周面までの距離ｄは、分布定数線路１０５の一端から他端まで一定に保たれている。さらに、スペーサ２０６は、フィルタ端子ＦＴ１及びフィルタ端子ＦＴ２、並びに、導体５２ａ及び導体５２ｂを、ソケット端子１５６に対して容易且つ正確に位置合わせ可能とするためのシムとしても機能する。
【００８５】
図１１に示す実施形態では、底壁１２ａの孔１２ｈの口径がケースＦＨ１の内径と同一となるように、孔１２ｈが形成されている。そして、孔１２ｈを画成する底壁１２ａの内壁面、及びフランジＦＬの内周面、及び、ケースＦＨ１の内周面が連続するように揃えられている。即ちコイルＬ１及びコイルＬ２から孔１２ｈを画成する底壁１２ａの内壁面、フランジＦＬの内周面、及びケースＦＨ１の内周面までの距離ｄは、一定に保たれている。また、フィルタ端子ＦＴ１及びフィルタ端子ＦＴ２、並びに、導体５２ａ及び５２ｂの位置合わせのために、底壁１２ａの孔１２ｈに嵌まる絶縁体からなるリング状又は円筒状のフランジ部２０８が上部コネクタ１２４の側面に一体に形成又は結合されている。
【００８６】
図１２の実施形態では、底壁１２ａの孔１２ｈ２にフランジＦＬが嵌め込まれており、また、フランジＦＬの内周面がケースＦＨ１の内周面と連続するように揃えられており、さらに、フランジＦＬの内周面がコイルＬ１及びコイルＬ２の上端部と対向するように延在している。これら図１０、図１１、及び図１２に示した実施形態によれば、フィルタユニットＦＵの分布定数線路１０５の特性インピーダンスを一定に保つことが可能となる。
【００８７】
以上、種々の実施形態について説明してきたが、上述した実施形態に限定されることなく種々の変形態様を構成可能である。例えば、プラズマ処理装置１０では、ヒータＨＴの個数は５個であった。しかしながら、フィルタの個数は任意であり、５個より多くても少なくてもよい。また、プラズマ処理装置１０は、容量結合型のプラズマ処理装置、及び、マイクロ波をプラズマ源とするプラズマ処理装置に限定されるものではなく、誘導結合型のプラズマ処理装置といった任意のプラズマ処理装置であってもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１０…プラズマ処理装置、１２…処理容器、１２ａ…底壁、１２ｈ…孔、２２…排気装置、ＰＤ…載置台、２８…背板、３０…下部電極、３２…静電チャック、３２ａ…電極、３２ｂ…絶縁体、５…フォーカスリング、７…スペーサ部材、ＨＴ，ＨＴ１，ＨＴ２，ＨＴ３，ＨＴ４，ＨＴ５…ヒータ、ＥＴ１…第１の端子、ＥＴ２…第２の端子、３４…第１の高周波電源、３６…第２の高周波電源、６４…シャワーヘッド、７４…ガス供給部、ＨＰ，ＨＰ１，ＨＰ２，ＨＰ３，ＨＰ４，ＨＰ５…ヒータ電源、ＦＵ，ＦＵ１，ＦＵ２，ＦＵ３，ＦＵ４，ＦＵ５…フィルタユニット、ＦＣ…フィルタ回路、ＦＣ１…第１のフィルタ、ＦＣ２…第２のフィルタ、Ｌ１…コイル、Ｌ２…コイル、Ｃ１…コンデンサ、Ｃ２…コンデンサ、ＦＴ１…フィルタ端子、ＦＴ２…フィルタ端子、ＦＨ…筐体、ＦＨ１…ケース、ＣＢ…コンデンサボックス、ＦＬ…フランジ、ＲＬ…下部領域、ＲＵ…上部領域、ＢＲ…孔、ＢＩ…入力ポート、ＨＬ１…ヒータ給電ライン、ＨＬ２…ヒータ給電ライン、５１，５１ａ，５１ｂ…導体、５２，５２ａ，５２ｂ…導体、５６，５６ａ，５６ｂ…ケーブル、８０…送風機構、８２…送風機、８４…配管、８４ｉ…入力ポート、８４ｅ…出力ポート、８４ｂ…孔。
【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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