JP7061511B2 - フィルタ装置及びプラズマ処理装置 - Google Patents

Description

本開示の実施形態は、フィルタ装置及びプラズマ処理装置に関するものである。

電子デバイスの製造においては、プラズマ処理装置が用いられている。プラズマ処理装置は、チャンバ、支持台、及び高周波電源を備えている。支持台は、チャンバの内部空間の中に設けられており、その上に載置される基板を支持するように構成されている。支持台は、下部電極及び静電チャックを含んでいる。下部電極には、高周波電源が接続されている。

プラズマ処理装置において実行されるプラズマ処理では、基板の面内における温度の分布を調整することが必要である。基板の面内における温度の分布を調整するために、複数のヒータが、静電チャックの中に設けられる。複数のヒータの各々は、複数の給電ラインを介してヒータコントローラに接続される。

支持台の下部電極には高周波電源から高周波が供給される。下部電極に供給された高周波は、複数の給電ラインに流入し得る。複数の給電ライン上で高周波を遮断するか又は減衰させるために、複数のフィルタがそれぞれ、複数の給電ライン上に設けられる。特許文献１に記載されているように、複数のフィルタの各々は、コイル及びコンデンサを含む。複数のフィルタはチャンバの外側に配置される。

特開２０１４－９９５８５号公報

プラズマ処理装置では、異なる周波数を有する複数の高周波が下部電極に供給されることがある。複数の高周波が利用される場合には、フィルタ装置には、複数の高周波それぞれを遮断するか又は減衰させることが求められる。そのために、フィルタ装置には、特に複数の高周波のうち一方が有する高い周波数に対するインピーダンスを調整可能であることが求められる。このように、フィルタ装置には、所望の周波数のインピーダンスを調整可能であることが求められる。

一態様においては、フィルタ装置が提供される。フィルタ装置は、複数のコイル、複数のコンデンサ、複数の配線、及びハウジングを備える。複数のコイルは、互いに同軸に設けられている。複数の配線はそれぞれ、複数のコイルの一端に電気的に接続されている。複数のコンデンサはそれぞれ、複数のコイルの他端とグランドとの間に接続されている。ハウジングは、電気的に接地されている。ハウジングは、複数のコイルをその中に収容している。複数の配線の各々は、少なくとも部分的にハウジングの中で延在している。複数の配線の各々は、ハウジングの中でその長さが可変であるように構成されている。

一態様に係るフィルタ装置は、複数のフィルタを有している。各フィルタは、複数のコイルのうち一つのコイルと対応のコンデンサとを含んでいる。各フィルタでは、コイルに接続された配線のハウジングの中での長さの増加に伴い、インピーダンスの周波数特性における高次のピーク周波数が低周波数側にシフトする。これは、配線とハウジングとの間の静電容量及び配線のインダクタンスが、ハウジングの中での配線の長さの変化に応じて変化するからである。一態様に係るフィルタ装置では、ハウジングの中での複数の配線の各々の長さが可変であるので、ハウジングの中での複数の配線の各々の長さを調整して、複数のフィルタの各々の高次のピーク周波数を調整することが可能である。一態様に係るフィルタ装置によれば、複数のフィルタの各々の高次のピーク周波数を調整することにより、複数のフィルタの各々の所望の周波数のインピーダンスを調整することが可能である。

一実施形態では、複数のコイルは、各々が二つ以上のコイルを含む複数のコイル群を構成していてもよい。複数のコイル群の各々において、二つ以上のコイルは、それぞれの巻線部が中心軸線の周りで螺旋状に延在し、且つ、それぞれのターンが中心軸線が延びる軸線方向に沿って順に且つ繰り返し配列されるように、設けられている。複数のコイル群は、中心軸線に対して同軸に設けられている。この実施形態によれば、多数のコイルを狭いスペースの中に配置することができる。

一実施形態において、複数の配線の各々は、第１部分及び第２部分を有していてもよい。第２部分は、複数のコイルの一端のうち対応のコイルの一端に電気的に接続されている。第２部分は、第１部分と第２部分とのオーバーラップ長が可変であるように、第１部分に対して摺動可能に接する。

一実施形態において、第１部分は、筒状に形成されていてもよい。第２部分は、第１部分の中に挿入可能に構成されていてもよい。この実施形態では、オーバーラップ長は、第１部分内への第２部分の挿入長である。

別の態様においては、プラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、チャンバ、支持台、給電体、導体パイプ、高周波電源、及びフィルタ装置を備える。支持台は、チャンバの内部空間の中で基板を支持するように構成されている。支持台は、下部電極及び静電チャックを有する。静電チャックは、下部電極上に設けられている。静電チャックは、その内部に設けられた複数のヒータを有する。給電体は、下部電極に電気的に接続され、下部電極の下側で下方に延在する。導体パイプは、チャンバの外側で給電体を囲むように延在し、接地されている。高周波電源は、給電体に接続されている。フィルタ装置は、上述の態様及び種々の実施形態のうち何れかのフィルタ装置である。フィルタ装置は、複数のヒータからヒータコントローラに高周波が流入することを防止するように構成されている。フィルタ装置の複数の配線は、複数のコイルを複数のヒータにそれぞれ電気的に接続する。

以上説明したように、所望の周波数のインピーダンスを調整可能なフィルタ装置が提供される。

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の支持台の拡大断面図である。 図１に示すプラズマ処理装置の複数のフィルタの回路構成を、複数のヒータ及びヒータコントローラと共に示す図である。 一実施形態に係るフィルタ装置の複数のコイルの斜視図である。 図４に示す複数のコイルの破断斜視図である。 図４に示す複数のコイルの一部を拡大して示す破断斜視図である。 図１に示すプラズマ処理装置においてフィルタ装置の複数のコイルを静電チャックの複数の端子に電気的に接続するための電気的構成を概略的に示す図である。 図１に示すプラズマ処理装置の静電チャックの下面の平面図である。 図１に示すプラズマ処理装置の下部電極の下面の平面図である。 図１に示すプラズマ処理装置においてフィルタ装置の複数のコイルを静電チャックの複数の端子に電気的に接続する複数の部材を示す平面図である。 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１２は、一実施形態に係るフィルタ装置の配線を示す断面図である。 図１３の（ａ）は第１のシミュレーション及び第２のシミュレーションで求めたインピーダンスの周波数特性を示すグラフであり、図１３の（ｂ）は第１のシミュレーション及び第３のシミュレーションで求めたインピーダンスの周波数特性を示すグラフであり、図１３の（ｃ）は第１のシミュレーション及び第４のシミュレーションで求めたインピーダンスの周波数特性を示すグラフである。

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。

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においては、一実施形態に係るプラズマ処理装置が、その一部が破断された状態で示されている。図１に示すプラズマ処理装置１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１は、チャンバ１０を備えている。チャンバ１０は、内部空間１０ｓを提供している。チャンバ１０は、チャンバ本体１２を含んでいる。チャンバ本体１２は、略円筒形状を有している。内部空間１０ｓは、チャンバ本体１２の内側に提供されている。チャンバ本体１２は、例えばアルミニウムから形成されている。チャンバ本体１２は、接地されている。チャンバ本体１２の内壁面、即ち、内部空間１０ｓを画成する壁面には、耐プラズマ性を有する膜が形成されている。この膜は、陽極酸化処理によって形成された膜、又は、酸化イットリウムから形成された膜といったセラミック製の膜であり得る。

チャンバ本体１２の側壁には、開口１２ｐが形成されている。基板Ｗは、内部空間１０ｓとチャンバ１０の外部との間で搬送されるときに、開口１２ｐを通過する。開口１２ｐは、ゲートバルブ１２ｇによって開閉可能である。ゲートバルブ１２ｇは、チャンバ本体１２の側壁に沿って設けられている。なお、基板Ｗは、例えばシリコンといった素材から形成された円盤形状の板である。

プラズマ処理装置１は、支持台１４を更に備えている。支持台１４は、内部空間１０ｓの中に設けられている。支持台１４上には、基板Ｗが載置される。支持台１４は、内部空間１０ｓの中で、基板Ｗを支持するように構成されている。支持台１４は、支持部１５上に搭載されており、支持部１５によって支持されている。支持部１５は、チャンバ本体１２の底部から上方に延在している。

支持台１４及び支持部１５の周囲には、部材１６、部材１７、及びバッフル板１８が設けられている。部材１６は、円筒形状を有しており、導体から形成されている。部材１６は、支持部１５の外周面に沿ってチャンバ本体１２の底部から上方に延在している。部材１７は、略環状板形状を有しており、石英といった絶縁体から形成されている。部材１７は、部材１６の上方に設けられている。部材１７上には、支持台１４上に載置された基板Ｗのエッジを囲むようにフォーカスリングＦＲが配置される。

バッフル板１８は、略環状板形状を有している。バッフル板１８は、例えば、アルミニウム製の部材を酸化イットリウム等のセラミックで被覆することにより形成される。バッフル板１８には、多数の貫通孔が形成されている。バッフル板１８の内縁部は、部材１６と部材１７との間に挟持されている。バッフル板１８は、その内縁部からチャンバ本体１２の側壁まで延在している。バッフル板１８の下方では、排気装置２０が、チャンバ本体１２の底部に接続されている。排気装置２０は、自動圧力制御弁といった圧力制御器及びターボ分子ポンプといった真空ポンプを有している。排気装置２０は、内部空間１０ｓを減圧することができる。

プラズマ処理装置１は、上部電極３０を更に備えている。上部電極３０は、支持台１４の上方に設けられている。上部電極３０は、部材３２と共にチャンバ本体１２の上部開口を閉じている。部材３２は、絶縁性を有している。上部電極３０は、部材３２を介してチャンバ本体１２の上部に支持されている。なお、上部電極３０の電位は、後述する第１の高周波電源が支持台１４の下部電極に電気的に接続される場合には、接地電位に設定される。

上部電極３０は、天板３４及び支持体３６を含んでいる。天板３４の下面は、内部空間１０ｓを画成している。天板３４には、複数のガス吐出孔３４ａが設けられている。複数のガス吐出孔３４ａの各々は、天板３４を板厚方向（鉛直方向）に貫通している。この天板３４は、限定されるものではないが、例えばシリコンから形成されている。或いは、天板３４は、アルミニウム製の部材の表面を膜で被覆することにより形成され得る。この膜は、耐プラズマ性を有する。この膜は、陽極酸化処理によって形成された膜、又は、酸化イットリウムから形成された膜といったセラミック製の膜であり得る。

支持体３６は、天板３４を着脱自在に支持するように構成されている。支持体３６は、例えばアルミニウムといった導電性材料から形成される。支持体３６の内部には、ガス拡散室３６ａが設けられている。ガス拡散室３６ａからは、複数のガス孔３６ｂが下方に延びている。複数のガス孔３６ｂは、複数のガス吐出孔３４ａにそれぞれ連通している。支持体３６には、ガス導入口３６ｃが形成されている。ガス導入口３６ｃは、ガス拡散室３６ａに連通している。ガス導入口３６ｃには、バルブ群４１、流量制御器群４２、及びバルブ群４３を介して、ガスソース群４０が接続されている。

ガスソース群４０は、複数のガスソースを含んでいる。バルブ群４１及びバルブ群４３の各々は、複数のバルブを含んでいる。流量制御器群４２は、複数の流量制御器を含んでいる。流量制御器群４２の複数の流量制御器の各々は、マスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器である。ガスソース群４０の複数のガスソースの各々は、バルブ群４１の対応のバルブ、流量制御器群４２の対応の流量制御器、及びバルブ群４３の対応のバルブを介して、ガス導入口３６ｃに接続されている。プラズマ処理装置１は、ガスソース群４０の複数のガスソースのうち選択された一つ以上のガスソースからのガスを、個別に調整された流量で、内部空間１０ｓに供給することが可能である。

プラズマ処理装置１は、制御部ＭＣを更に備えている。制御部ＭＣは、プロセッサ、記憶装置、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータであり、プラズマ処理装置１の各部を制御する。制御部ＭＣの記憶装置には制御プログラム及びレシピデータが記憶されている。制御部ＭＣは、制御プログラムを実行し、レシピデータに基づいてプラズマ処理装置１の各部を制御する。制御部ＭＣによる制御によって、プラズマ処理装置１では、レシピデータによって指定されたプロセスが実行される。

以下、支持台１４、及び、支持台１４に関連するプラズマ処理装置１の構成要素について詳細に説明する。以下、図１と共に、図２を参照する。図２は、図１に示すプラズマ処理装置の支持台の拡大断面図である。図１及び図２に示すように、支持台１４は、下部電極５０及び静電チャック５２を有する。一実施形態において、支持台１４は、導電部材５４を更に有する。

下部電極５０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形成されている。下部電極５０の内部には、流路５０ｆが形成されている。流路５０ｆには、チャンバ１０の外部に設けられたチラーユニットから熱交換媒体（例えば冷媒）が供給される。流路５０ｆに供給された熱交換媒体はチラーユニットに戻される。この下部電極５０は、導電部材５４上に設けられている。

導電部材５４は、導体、例えばアルミニウムから形成されている。導電部材５４は、下部電極５０に電気的に接続されている。導電部材５４は、略環状板形状を有しており、中空状に形成されている。導電部材５４、下部電極５０、及び静電チャック５２は、共通の中心軸線（以下、「軸線ＡＸ」という）を共有している。軸線ＡＸは、チャンバ１０の中心軸線でもある。

図１に示すように、一実施形態において、プラズマ処理装置１は、第１の高周波電源６１及び第２の高周波電源６２を更に備えている。第１の高周波電源６１及び第２の高周波電源６２は、チャンバ１０の外側に設けられている。第１の高周波電源６１及び第２の高周波電源６２は、給電体６５を介して下部電極５０に電気的に接続されている。給電体６５は、円柱形状又は円筒形状を有する。給電体６５は、下部電極５０の下側で下方に延在している。一実施形態では、給電体６５の一端は導電部材５４に結合されており、導電部材５４を介して下部電極５０に電気的に接続されている。

第１の高周波電源６１は、主としてプラズマの生成に寄与する第１の高周波を発生する。第１の高周波の周波数は、例えば４０．６８ＭＨｚ又は１００ＭＨｚである。第１の高周波電源６１は、整合器６３及び給電体６５を介して下部電極５０に電気的に接続されている。整合器６３は、第１の高周波電源６１の出力インピーダンスと負荷側のインピーダンスを整合させるように構成された回路を有している。なお、第１の高周波電源６１は、整合器６３を介して、上部電極３０に接続されていてもよい。

第２の高周波電源６２は、主として基板Ｗに対するイオンの引き込みに寄与する第２の高周波を出力する。第２の高周波の周波数は、第１の高周波の周波数よりも低く、例えば１３．５６ＭＨｚである。第２の高周波電源６２は、整合器６４及び給電体６５を介して下部電極５０に電気的に接続されている。整合器６４は、第２の高周波電源６２の出力インピーダンスと負荷側のインピーダンスを整合させるように構成された回路を有している。

プラズマ処理装置１は、導体パイプ６６を更に備えている。導体パイプ６６は、アルミニウムといった導体から形成されており、略円筒形状を有している。導体パイプ６６は、チャンバ１０の外側で給電体６５を囲むように延在している。導体パイプ６６は、チャンバ本体１２の底部に結合されている。導体パイプ６６は、チャンバ本体１２に電気的に接続されている。したがって、導体パイプ６６は、接地されている。なお、給電体６５及び導体パイプ６６は、それらの中心軸線として軸線ＡＸを共有している。

図１及び図２に示すように、静電チャック５２は、下部電極５０上に設けられている。静電チャック５２は、その上に載置される基板Ｗを保持するように構成されている。静電チャック５２は、略円盤形状を有しており、セラミックスといった絶縁体から形成された層を有している。静電チャック５２は、絶縁体から形成された層の内層として、電極５２ａを更に有している。電極５２ａには、スイッチＳＷを介して電源ＤＣＳが接続されている（図１参照）。電源ＤＣＳからの電圧（例えば直流電圧）が電極５２ａに印加されると、静電チャック５２と基板Ｗとの間で静電引力が発生する。発生した静電引力により、基板Ｗは、静電チャック５２に引き付けられて、静電チャック５２によって保持される。

図２に示すように、静電チャック５２は、中央部５２ｃ及び周縁部５２ｐを含んでいる。中央部５２ｃは、軸線ＡＸに交差する部分である。中央部５２ｃの上面の上には、基板Ｗが載置される。周縁部５２ｐは、中央部５２ｃの外側で周方向に延在している。一実施形態では、周縁部５２ｐの厚みは、中央部５２ｃの厚みよりも薄くなっており、周縁部５２ｐの上面は、中央部５２ｃの上面よりも低い位置で延在している。周縁部５２ｐ及び部材１７上には、基板Ｗのエッジを囲むように、フォーカスリングＦＲが配置される。

静電チャック５２内には、複数のヒータＨＴが設けられている。複数のヒータＨＴの各々は、抵抗発熱体から構成され得る。一例では、静電チャック５２は軸線ＡＸに対して同心の複数の領域を有している。静電チャック５２の当該複数の領域の各々の中には、一つ以上のヒータＨＴが設けられている。支持台１４上に載置される基板Ｗの温度は、複数のヒータＨＴ、及び／又は、流路５０ｆに供給される熱交換媒体によって調整される。なお、支持台１４には、基板Ｗと静電チャック５２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。

一実施形態において、周縁部５２ｐの下面には、複数の端子５２ｔが設けられている。複数の端子５２ｔの各々は、複数のヒータＨＴのうち対応のヒータに電気的に接続されている。複数の端子５２ｔの各々と対応のヒータとは、静電チャック５２内の内部配線を介して接続されている。

複数のヒータＨＴを駆動するための電力は、ヒータコントローラＨＣ（図１参照）から供給される。ヒータコントローラＨＣは、ヒータ電源を含んでおり、複数のヒータＨＴに個別に電力（交流出力）を供給するよう構成されている。ヒータコントローラＨＣからの電力を複数のヒータＨＴに供給するために、プラズマ処理装置１は、複数の給電ライン７０を備える。複数の給電ライン７０はそれぞれ、ヒータコントローラＨＣからの電力を複数のヒータＨＴに供給する。プラズマ処理装置１は、フィルタ装置ＦＤを更に備えている。フィルタ装置ＦＤは、複数の給電ライン７０を介してヒータコントローラＨＣに高周波が流入することを防止するよう構成されている。フィルタ装置ＦＤは、複数のフィルタＦＴを有している。

図３は、図１に示すプラズマ処理装置の複数のフィルタの回路構成を、複数のヒータ及びヒータコントローラと共に示す図である。以下、図１及び図２と共に、図３を参照する。複数のヒータＨＴは、上述したように複数の給電ライン７０を介してヒータコントローラＨＣに接続されている。複数の給電ライン７０は、複数の給電ライン対を含んでいる。図３に示すように、各給電ライン対は、給電ライン７０ａ及び給電ライン７０ｂを含んでいる。複数のヒータＨＴの各々とヒータコントローラＨＣは、一つの給電ライン対、即ち、給電ライン７０ａ及び給電ライン７０ｂを介して電気的に接続されている。

フィルタ装置ＦＤは、チャンバ１０の外側に設けられている。フィルタ装置ＦＤは、複数のコイル８０、複数のコンデンサ８２、複数の配線８３、及びハウジング８４を有している。複数のコイル８０の各々は一端及び他端を有している。複数の配線８３はそれぞれ、複数のコイル８０の一端に電気的に接続されている。複数の配線８３は、複数のコイル８０の各々と複数のヒータＨＴのうち対応のヒータとを互いに電気的に接続している。複数のコイル８０の他端は、ヒータコントローラＨＣに接続されている。複数のコンデンサ８２の一端は、複数のコイル８０の他端にそれぞれ電気的に接続されている。複数のコンデンサ８２の他端は、グランドに電気的に接続されている。

フィルタ装置ＦＤは、複数のフィルタＦＴを有している。複数のフィルタＦＴの各々は、複数のコイル８０のうち一つのコイルと複数のコンデンサ８２のうち対応の一つのコンデンサを含んでいる。複数のコイル８０のうち一つのコイルと、複数の配線８３のうち当該一つのコイルに接続された複数の配線は、複数の給電ライン７０のうち一つの給電ラインの一部を構成している。

複数のコイル８０は、ハウジング８４内に収容されている。複数の配線８３の各々の少なくとも一部もハウジング８４内で延在している。図１及び図２の例では、複数の配線８３は、ハウジング８４内に収容されている。図１及び図２に示すように、複数のコンデンサ８２は、ハウジング８４内において複数のコイル８０の下方に収容されている。

ハウジング８４は、円筒形状を有する容器である。ハウジング８４は、導体から形成されている。ハウジング８４は、接地されている。複数のフィルタＦＴの各々のコイル８０とハウジング８４は、分布定数線路を構成している。即ち、複数のフィルタＦＴの各々は、複数の共振周波数を含むインピーダンスの周波数特性を有している。

ハウジング８４の上端は、チャンバ本体１２の底部に固定されていてもよい。したがって、フィルタ装置ＦＤは、チャンバ１０の直下に設けられていてもよい。一実施形態において、ハウジング８４は、本体８４ａ及び底蓋８４ｂを含んでいる。本体８４ａは、円筒形状を有している。底蓋８４ｂは、本体８４ａの下端に取り付けられており、本体８４ａの下端の開口を閉じている。

以下、複数のコイル８０について詳細に説明する。図４は、一実施形態に係るフィルタ装置の複数のコイルの斜視図である。図５は、図４に示す複数のコイルの破断斜視図である。図６は、図４に示す複数のコイルの一部を拡大して示す破断斜視図である。複数のコイル８０の各々は、空芯コイルであり得る。複数のコイル８０は、中心軸線ＡＸＣの周りで同軸に設けられている。中心軸線ＡＸＣは、鉛直方向に延在している。複数のコイル８０の各々は、導体と当該導体を覆う被膜から構成されている。被膜は、絶縁材料から形成されている。被膜は、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）又はポリアミドイミドといった樹脂から形成され得る。一実施形態では、複数のコイル８０の各々の被膜は、０．１ｍｍ以下の厚みを有し得る。

複数のコイル８０の各々は、引出線８０ａ、引出線８０ｂ、及び巻線部８０ｗを有している。巻線部８０ｗは、中心軸線ＡＸＣの周りで螺旋状に延在しており、複数のターンを有している。引出線８０ａ及び引出線８０ａは、中心軸線ＡＸＣが延びる軸線方向Ｚに沿って延在している。引出線８０ａは、巻線部８０ｗの一端に連続しており、引出線８０ｂは巻線部８０ｗの他端に連続している。巻線部８０ｗの他端は、対応のコンデンサ８２側の巻線部８０ｗの端部である。

複数のコイル８０の集合体は、コイルアセンブリＣＡを構成している。コイルアセンブリＣＡは、複数のコイル群ＣＧを含んでいる。即ち、複数のコイル８０は、複数のコイル群ＣＧを構成している。複数のコイル群ＣＧの個数は、二つ以上の任意の個数であり得る。図４～図６に示す例では、複数のコイル群ＣＧは、コイル群ＣＧ１、コイル群ＣＧ２、コイル群ＣＧ３、コイル群ＣＧ４、及びコイル群ＣＧ５を含んでいる。複数のコイル群ＣＧの各々は、二つ以上のコイル８０を含んでいる。複数のコイル群ＣＧの各々に含まれるコイル８０の個数は、二つ以上の任意の個数であり得る。図４～図６に示す例では、コイル群ＣＧ１，ＣＧ２，ＣＧ３，ＣＧ４，ＣＧ５のコイル８０の個数はそれぞれ、８個、９個、９個、１０個、１１個である。

複数のコイル群ＣＧの各々の二つ以上のコイル８０は、それぞれの巻線部８０ｗが中心軸線ＡＸＣの周りで螺旋状に延在し、且つ、軸線方向Ｚに沿って順に且つ繰り返し配列されるように、設けられている。即ち、複数のコイル群ＣＧの各々の二つ以上のコイル８０の巻線部８０ｗは、軸線方向Ｚに沿って多層状に並べられ、中心軸線ＡＸＣの周りに螺旋状に設けられている。一実施形態において、複数のコイル群ＣＧの各々では、軸線方向Ｚにおいて隣り合うターンの導体間の間隙の軸線方向Ｚにおける距離は、０．２ｍｍ以下であり得る。

複数のコイル群ＣＧの各々の二つ以上のコイル８０の巻線部８０ｗは、中心軸線ＡＸＣを共有しており、同一の内径及び互いに同一の外径を有している。複数のコイル８０の巻線部８０ｗの断面形状は、例えば平角形状である。

複数のコイル群ＣＧは、中心軸線ＡＸＣを共有するように同軸に設けられている。図４～図６に示す例では、コイル群ＣＧ１～ＣＧ５は、同軸に設けられている。図４～図６に示す例では、コイル群ＣＧ１はコイル群ＣＧ２の内側に設けられており、コイル群ＣＧ２はコイル群ＣＧ３の内側に設けられており、コイル群ＣＧ３はコイル群ＣＧ４の内側に設けられており、コイル群ＣＧ４はコイル群ＣＧ５の内側に設けられている。

中心軸線ＡＸＣに対して放射方向において隣り合う二つのコイル群のうち一方のコイル群の巻線部８０ｗの外径は、他方のコイル群の巻線部８０ｗの内径よりも小さい。図４～図６に示す例では、コイル群ＣＧ１に含まれる二つ以上のコイル８０の各々の巻線部８０ｗの外径は、コイル群ＣＧ２に含まれる二つ以上のコイル８０の各々の巻線部８０ｗの内径よりも小さい。コイル群ＣＧ２に含まれる二つ以上のコイル８０の各々の巻線部８０ｗの外径は、コイル群ＣＧ３に含まれる二つ以上のコイル８０の各々の巻線部８０ｗの内径よりも小さい。コイル群ＣＧ３に含まれる二つ以上のコイル８０の各々の巻線部８０ｗの外径は、コイル群ＣＧ４に含まれる二つ以上のコイル８０の各々の巻線部８０ｗの内径よりも小さい。コイル群ＣＧ４に含まれる二つ以上のコイル８０の各々の巻線部８０ｗの外径は、コイル群ＣＧ５に含まれる二つ以上のコイル８０の各々の巻線部８０ｗの内径よりも小さい。

複数のコイル群ＣＧのうち任意の一つのコイル群の二つ以上のコイル８０の各々のターン間のピッチは、複数のコイル群ＣＧのうち当該一つのコイル群よりも内側に設けられたコイル群の二つ以上のコイル８０の各々のターン間のピッチよりも、大きい。図４～図６に示す例では、コイル群ＣＧ５のコイル８０のターン間のピッチは、コイル群ＣＧ４のコイル８０のターン間のピッチよりも大きい。コイル群ＣＧ４のコイル８０のターン間のピッチは、コイル群ＣＧ３のコイル８０のターン間のピッチよりも大きい。コイル群ＣＧ３のコイル８０のターン間のピッチは、コイル群ＣＧ２のコイル８０のターン間のピッチよりも大きい。コイル群ＣＧ２のコイル８０のターン間のピッチは、コイル群ＣＧ１のコイル８０のターン間のピッチよりも大きい。一実施形態において、複数のコイル８０のターン間のピッチは、当該複数のコイル８０のインダクタンスが互いに略同一となるように設定されている。

単純に複数のコイルが並列化されている場合には、複数のフィルタのインピーダンスは低下するが、フィルタ装置ＦＤでは、複数のコイル８０間の結合により、インピーダンスの低下が抑制される。さらに、外側のコイル群の二つ以上のコイルの各々のターン間のピッチは、それよりも内側に配置されたコイル群の二つ以上のコイルの各々のターン間のピッチよりも大きいので、複数のコイル８０のインダクタンスの差異が低減される。故に、複数のフィルタＦＴのインピーダンスの周波数特性の差異が低減される。

一実施形態において、複数のコイル８０は、略同一のコイル長を有する。コイル長は、複数のコイル８０の各々の巻線部８０ｗの一端と他端との間の軸線方向Ｚにおける長さである。一実施形態において、複数のコイル８０のうち最大のコイル長を有するコイルと最小のコイル長を有するコイルとの間のコイル長の差は、当該最小のコイル長の３％以下である。これらの実施形態によれば、複数のフィルタＦＴのインピーダンスの周波数特性の差異が更に低減される。

一実施形態において、複数のコイル群ＣＧの各々の二つ以上のコイル８０の引出線８０ａは、中心軸線ＡＸＣに対して周方向に、等間隔に設けられている。この実施形態によれば、複数のフィルタＦＴのインピーダンスの周波数特性の差異が更に低減される。

一実施形態において、複数のコイル群ＣＧのうち径方向、即ち、中心軸線ＡＸＣに対して放射方向において隣り合う任意の二つのコイル群の間の間隙の当該径方向における距離は、１．５ｍｍ以下である。この実施形態では、複数のフィルタＦＴのインピーダンスの周波数特性の差異が更に低減される。

一実施形態において、複数のコイル群ＣＧのうち最も外側に設けられたコイル群の二つ以上のコイル８０の内径は、複数のコイル群ＣＧのうち最も内側に設けられたコイル群の二つ以上のコイルの内径の１．８３倍以下である。図４～図６に示す例では、コイル群ＣＧ５の二つ以上のコイル８０の各々の内径は、コイル群ＣＧ１の二つ以上のコイル８０の各々の内径の１．８３倍以下である。この実施形態によれば、複数のフィルタＦＴのインピーダンスの周波数特性の差異が更に低減される。

上述したように、複数のコイル８０を有するフィルタ装置ＦＤは、チャンバ１０の外側に設けられている。一実施形態では、複数のコイル群ＣＧは、チャンバ１０の直下で導体パイプ６６を囲むように中心軸線ＡＸＣに対して同軸に設けられている。なお、チャンバ１０の直下に複数のコイル群ＣＧが配置された状態では、中心軸線ＡＸＣは軸線ＡＸに一致する。

図３に示すように、プラズマ処理装置１は、複数の配線７２を更に備えている。複数の配線７２はそれぞれ、複数の給電ライン７０を部分的に構成している。複数の配線７２は、複数の配線８３にそれぞれ電気的に接続されている。即ち、複数の配線８３は、チャンバ１０の外側に設けられた複数のコイル８０を複数の配線７２を介して静電チャック５２の複数の端子５２ｔに電気的に接続する。以下、図１及び図２に加えて、図７～図１０を参照して、配線７２について説明する。図７は、図１に示すプラズマ処理装置においてフィルタ装置の複数のコイルを静電チャックの複数の端子に電気的に接続するための電気的構成を概略的に示す図である。図８は、図１に示すプラズマ処理装置の静電チャックの下面の平面図である。図９は、図１に示すプラズマ処理装置の下部電極の下面の平面図である。図１０は、図１に示すプラズマ処理装置においてフィルタ装置の複数のコイルを静電チャックの複数の端子に電気的に接続する複数の部材を示す平面図である。

図８に示すように、一実施形態において、複数の端子５２ｔは、静電チャック５２の周縁部５２ｐに設けられている。複数の端子５２ｔは、周縁部５２ｐの下面に沿って設けられている。複数の端子５２ｔは、複数の端子群５２ｇを構成している。複数の端子群５２ｇの各々は、幾つかの端子５２ｔを含んでいる。複数の端子群５２ｇは、周縁部５２ｐの全周にわたって均等な間隔で配列されている。一例では、図８に示すように、複数の端子５２ｔは、１２個の端子群５２ｇを構成している。１２個の端子群５２ｇの各々は、四つの端子５２ｔを含んでいる。

図９に示すように、下部電極５０は、中央部５０ｃ及び周縁部５０ｐを有している。静電チャック５２の中央部５２ｃは、下部電極５０の中央部５０ｃ上に設けられている。静電チャック５２の周縁部５２ｐは、下部電極５０の周縁部５０ｐ上に設けられている。下部電極５０の周縁部５０ｐには、複数の貫通孔が形成されている。周縁部５０ｐの複数の貫通孔の上端は、複数の端子群５２ｇが形成された周縁部５２ｐ内の複数の領域に対面している。周縁部５０ｐの複数の貫通孔の中には、複数の電気コネクタ７３が設けられている。複数の電気コネクタ７３の各々は、対応の端子群５２ｇに含まれる端子５２ｔの個数と同数の端子を含んでいる。複数の電気コネクタ７３によって提供される複数の端子は、複数の端子５２ｔにそれぞれ接続されている。

図２に示すように、複数の電気コネクタ７３の直下、且つ、導電部材５４の内部には、複数の電気コネクタ７４が設けられている。複数の電気コネクタ７４は、対応の電気コネクタ７３に結合されている。複数の電気コネクタ７４の各々は、対応の電気コネクタ７３の端子の個数の同数の端子を含んでいる。複数の電気コネクタ７４によって提供される複数の端子はそれぞれ、複数の電気コネクタ７３によって提供される複数の端子を介して、複数の端子５２ｔに接続されている。

図２及び図７に示すように、複数のコイル８０の引出線８０ａは、回路基板８５に接続されている。回路基板８５は、複数のコイル８０の上方に設けられている。回路基板８５は、ハウジング８４内に設けられている。回路基板８５は、環状板形状を有し、軸線ＡＸ中心に延在している。回路基板８５には、複数の配線が形成されている。回路基板８５の複数の配線は、複数のコイル８０の引出線８０ａにそれぞれ接続されている。複数の配線８３は、回路基板８５の複数の配線にそれぞれ接続されている。

複数の配線８３は、複数の第１の電気コネクタ８６に接続している。第１の電気コネクタ８６は、回路基板８５に対して上方に設けられている。複数の第１の電気コネクタ８６は、ハウジング８４からチャンバ本体１２の底部の上側まで延びている。複数の第１の電気コネクタ８６は、軸線ＡＸの周りで等間隔に配列されている。一例では、第１の電気コネクタ８６の個数は、六つである。複数の第１の電気コネクタ８６の各々は、幾つかの端子を有している。複数の配線８３は、複数の第１の電気コネクタ８６によって提供される複数の端子にそれぞれ接続している。複数の第１の電気コネクタ８６によって提供される複数の端子の各々は、複数の配線７２のうち対応の配線の一部を構成している。

複数の第１の電気コネクタ８６の直上には、複数の第２の電気コネクタ８７が設けられている。一例では、第２の電気コネクタ８７の個数は、六つである。複数の第２の電気コネクタ８７の各々は、対応の第１の電気コネクタ８６に結合されている。複数の第２の電気コネクタ８７によって提供される複数の端子は、複数の第１の電気コネクタ８６によって提供される複数の端子に接続されている。即ち、複数の第２の電気コネクタ８７によって提供される複数の端子の各々は、複数の配線７２のうち対応の配線の一部を構成している。

複数の第２の電気コネクタ８７はそれぞれ、複数の回路基板８８によって支持されている。複数の回路基板８８はそれぞれ、複数の第２の電気コネクタ８７の上方に設けられている。

複数の第２の電気コネクタ８７からは、複数の可撓性回路基板８９が、静電チャック５２の周縁部５２ｐの下側まで延在している。複数の可撓性回路基板８９の各々は、例えばフレキシブルプリント基板である。複数の可撓性回路基板８９の各々は、上述した複数の電気コネクタ７４のうち一つ以上の電気コネクタ７４を有している。一例では、複数の可撓性回路基板８９の各々は、二つの電気コネクタ７４を有している。複数の可撓性回路基板８９の各々は、幾つかの配線を提供している。複数の可撓性回路基板８９によって提供される複数の配線は、複数の第２の電気コネクタ８７によって提供される複数の端子と複数の電気コネクタ７４によって提供される複数の端子とを接続している。即ち、複数の可撓性回路基板８９によって提供される複数の配線の各々は、複数の配線７２のうち対応の配線の一部を構成している。

上述したように、複数の配線７２の各々は、複数の第１の電気コネクタ８６のうち対応の第１の電気コネクタ、複数の第２の電気コネクタ８７のうち対応の第２の電気コネクタ８７、及び複数の可撓性回路基板８９のうち対応の可撓性回路基板の中で延びている。複数の配線７２は、互いに実質的に同一の長さを有している。

図２に戻り、プラズマ処理装置１は、複数の回路基板９０を更に備えている。複数の回路基板９０（別の回路基板）は、ハウジング８４の中、且つ、複数のコイル８０の下方に設けられている。複数の回路基板９０は、軸線方向Ｚに沿って配列されている。複数のコンデンサ８２の各々は、複数の回路基板９０のうち何れかの上に設けられている。複数の回路基板９０は、それらの上面及び下面の上に複数のコンデンサ８２を搭載している。複数の回路基板９０の各々には、対応のコイル８０と対応のコンデンサ８２とを接続する配線パターンが形成されている。複数の回路基板９０を用いることにより、多くのコンデンサ８２をハウジング８４内で支持することが可能である。

以上説明したプラズマ処理装置１では、各々が二つ以上のコイル８０を含む複数のコイル群ＣＧが中心軸線ＡＸＣを共有するように同軸に設けられている。したがって、複数のコイル群ＣＧを構成する複数のコイル８０が占有するスペースは小さい。また、複数のコイル群ＣＧは、導体パイプ６６を囲むように設けられているので、複数のコイル８０の各々の断面積は大きい。したがって、複数のコイル８０の各々のコイル長が短くても必要なインダクタンスが確保される。

一実施形態では、複数の配線７２の各々は、対応の第１の電気コネクタ８６、対応の第２の電気コネクタ８７、及び対応の可撓性回路基板８９の中で延びている。この実施形態では、複数の配線７２を、それらの長さが実質的に同一となるように、複数の可撓性回路基板８９の中で延在させることが可能である。即ち、複数の可撓性回路基板８９の中での配線パターンのレイアウトにより、複数の配線７２の長さを実質的に同一の長さに設定することが可能である。

以下、図１及び図２に加え、図１１及び図１２を参照する。図１１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１１においては、図１に示す状態に対して複数の配線８３が引き延ばされた状態でプラズマ処理装置１が示されている。図１２は、一実施形態に係るフィルタ装置の配線を示す断面図である。

図１及び図１１に示すように、複数の配線８３は、ハウジング８４の中でその長さが可変であるように構成されている。一実施形態において、複数の配線８３の各々は、第１部分８３ａ及び第２部分８３ｂを有する。第１部分８３ａは、鉛直方向（軸線方向Ｚ）に延在している。第１部分８３ａの一端（上端）は、複数のヒータＨＴのうち対応のヒータに電気的に接続されている。一実施形態では、第１部分８３ａの一端は、複数の第１の電気コネクタ８６のうち対応の電気コネクタ内の対応の端子に電気的に接続されている。

第２部分８３ｂは、複数のコイル８０のうち対応のコイルの一端（引出線８０ａ）に電気的に接続されている。一実施形態では、第２部分８３ｂは鉛直方向に延在している。第２部分８３ｂは、第１部分８３ａと第２部分８３ｂとのオーバーラップ長ＯＶＬが可変であるように、第１部分８３ａに対して摺動可能に接する。ハウジング８４の中での複数の配線８３の各々の長さは、Ｌ１＋Ｌ２－ＯＶＬで表される。Ｌ１は第１部分８３ａの長さであり、Ｌ２は第２部分８３ｂの長さである。したがって、複数の配線８３の各々の長さは、オーバーラップ長ＯＶＬを調整することにより調整され得る。

一実施形態においては、図１２に示すように、第１部分８３ａは、筒状に形成されている。第２部分８３ｂは、第１部分８３ａの中に挿入可能に構成されている。第２部分８３ｂは、例えば棒状に形成されている。この実施形態では、オーバーラップ長ＯＶＬは、第１部分８３ａ内への第２部分８３ｂの挿入長である。即ち、複数の配線８３の各々の長さは、第１部分８３ａ内への第２部分８３ｂの挿入長を調整することにより、調整され得る。

フィルタ装置ＦＤの各フィルタＦＴでは、コイル８０に接続された配線８３のハウジング８４の中での長さの増加に伴い、インピーダンスの周波数特性における高次のピーク周波数が低周波数側にシフトする。これは、配線８３とハウジング８４との間の静電容量及び配線８３のインダクタンスが、ハウジング８４の中での配線８３の長さの変化に応じて変化するからである。フィルタ装置ＦＤでは、ハウジング８４の中での複数の配線８３の各々の長さが可変であるので、ハウジングの中での複数の配線８３の各々の長さを調整して、複数のフィルタＦＴの各々の高次のピーク周波数を調整することが可能である。フィルタ装置ＦＤによれば、複数のフィルタＦＴの各々の高次のピーク周波数を調整することにより、複数のフィルタＦＴの各々の所望の周波数のインピーダンスを調整することが可能である。

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、変形態様に係るプラズマ処理装置は、誘導結合型のプラズマ処理装置、マイクロ波といった表面波を用いてプラズマを生成するプラズマ処理装置のように、任意のプラズマ源を有するプラズマ処理装置であってもよい。

また、複数の配線８３のハウジング８４の中での長さは、一括して変更可能であってもよい。或いは、複数のコイル群ＣＧの各々の複数のコイル８０に接続された複数の配線８３の長さが、一括して変更可能であり、且つ、他のコイル群ＣＧの複数のコイル８０に接続された複数の配線８３の長さとは独立して、変更可能であってもよい。また、複数の配線８３は、中心軸線ＡＸＣの近傍の領域で集合するよう、中心軸線ＡＸＣに向けて延び、当該近傍の領域から上方に延在していてもよい。

また、第１部分８３ａの形状及び第２部分８３ｂの形状は、限定されるものではない。例えば、第１部分８３ａが棒状に形成されており、第２部分８３ｂが筒状に形成されていてもよい。

以下、フィルタ装置ＦＤの評価のために行った第１～第４シミュレーションについて説明する。第１～第４のシミュレーションでは、複数の配線８３のハウジング８４の中での長さを異なる長さに設定して、複数のフィルタＦＴの合成インピーダンスを求めた。具体的に、第１～第４のシミュレーションでは、複数の配線８３のハウジング８４の中での長さを０ｍｍ、２００ｍｍ，４００ｍｍ、６００ｍｍにそれぞれ設定した。第１～第４のシミュレーションにおける他の共通設定を以下に示す。

＜第１～４のシミュレーションの共通設定＞
コイル群ＣＧ１の設定
コイル数：８
各コイルの形状：３ｍｍ×０．８ｍｍの平角形状
各コイルの内径：１３１ｍｍ
各コイルのターン数：１１．３３
各コイルのターン間のピッチ：１０．２ｍｍ
各コイルのコイル長：１１５．５ｍｍ
隣り合うコイルのターン間の間隙の距離：２．２ｍｍ
コイル群ＣＧ１の各コイルに接続されたコンデンサの静電容量：２７００ｐＦ
コイル群ＣＧ２の設定
コイル数：９
各コイルの形状：３ｍｍ×０．８ｍｍの平角形状
各コイルの内径：１４０ｍｍ
各コイルのターン数：１０．６６
各コイルのターン間のピッチ：１０．７ｍｍ
各コイルのコイル長：１１４．１ｍｍ
隣り合うコイルのターン間の間隙の距離：１．７ｍｍ
コイル群ＣＧ２の各コイルに接続されたコンデンサの静電容量：２７００ｐＦ
コイル群ＣＧ３の設定
コイル数：９
各コイルの形状：３ｍｍ×０．８ｍｍの平角形状
各コイルの内径：１４９ｍｍ
各コイルのターン数：１０．１６
各コイルのターン間のピッチ：１１．３ｍｍ
各コイルのコイル長：１１４．８ｍｍ
隣り合うコイルのターン間の間隙の距離：２．３ｍｍ
コイル群ＣＧ３の各コイルに接続されたコンデンサの静電容量：２７００ｐＦ
コイル群ＣＧ４の設定
コイル数：１０
各コイルの形状：３ｍｍ×０．８ｍｍの平角形状
各コイルの内径：１５８ｍｍ
各コイルのターン数：９．６６
各コイルのターン間のピッチ：１１．８ｍｍ
各コイルのコイル長：１１３．９ｍｍ
隣り合うコイルのターン間の間隙の距離：１．８ｍｍ
コイル群ＣＧ４の各コイルに接続されたコンデンサの静電容量：２７００ｐＦ
コイル群ＣＧ５の設定
コイル数：１１
各コイルの形状：３ｍｍ×０．８ｍｍの平角形状
各コイルの内径：１６７ｍｍ
各コイルのターン数：９．３３
各コイルのターン間のピッチ：１２．５ｍｍ
各コイルのコイル長：１１６．６ｍｍ
隣り合うコイルのターン間の間隙の距離：１．５ｍｍ
コイル群ＣＧ５の各コイルに接続されたコンデンサの静電容量：２７００ｐＦ

図１３の（ａ）は、第１のシミュレーション及び第２のシミュレーションで求めたインピーダンスの周波数特性を示すグラフである。図１３の（ｂ）は、第１のシミュレーション及び第３のシミュレーションで求めたインピーダンスの周波数特性を示すグラフである。図１３の（ｃ）は、第１のシミュレーション及び第４のシミュレーションで求めたインピーダンスの周波数特性を示すグラフである。図１３の（ａ）、図１３の（ｂ）、及び図１３の（ｃ）において、横軸は周波数を示しており、縦軸は複数のフィルタＦＴの合成インピーダンスを示している。図１３の（ａ）、図１３の（ｂ）、及び図１３の（ｃ）に示すように、複数の配線８３のハウジング８４の中での長さが増加すると、高次のピーク周波数が低周波数側にシフトすることが確認された。したがって、複数の配線８３のハウジング８４の中での長さを調整することにより、複数のフィルタＦＴの各々の所望の周波数のインピーダンスを調整することが可能であることが確認された。

１…プラズマ処理装置、１０…チャンバ、１０ｓ…内部空間、１４…支持台、５０…下部電極、５２…静電チャック、ＨＴ…ヒータ、６１…第１の高周波電源、６２…第２の高周波電源、ＨＣ…ヒータコントローラ、ＦＤ…フィルタ装置、８０…コイル、８２…コンデンサ、８３…配線、８４…ハウジング。

Claims (4)

1. 互いに同軸に設けられた複数のコイルと、
   前記複数のコイルの一端にそれぞれ電気的に接続された複数の配線と、
   前記複数のコイルの他端とグランドとの間にそれぞれ接続された複数のコンデンサと、
   電気的に接地されており、前記複数のコイルをその中に収容したハウジングと、
   を備え、
   前記複数の配線の各々は、少なくとも部分的に前記ハウジングの中で延在しており、前記ハウジングの中でその長さが可変であるように構成されており、
   前記複数のコイルは、各々が二つ以上のコイルを含む複数のコイル群を構成し、
   前記複数のコイル群の各々において、前記二つ以上のコイルは、それぞれの巻線部が中心軸線の周りで螺旋状に延在し、且つ、それぞれのターンが該中心軸線が延びる軸線方向に沿って順に且つ繰り返し配列されるように、設けられており、
   前記複数のコイル群は、前記中心軸線に対して同軸に設けられている、
   フィルタ装置。
2. 前記複数の配線の各々は、
   第１部分と、
   前記複数のコイルの前記一端のうち対応のコイルの一端に電気的に接続された第２部分であり、前記第１部分と前記第２部分とのオーバーラップ長が可変であるように、前記第１部分に対して摺動可能に接する、該第２部分と、
   を含む、請求項１に記載のフィルタ装置。
3. 前記第１部分は、筒状に形成されており、
   前記第２部分は、前記第１部分の中に挿入可能に構成されており、
   前記オーバーラップ長は、前記第１部分内への前記第２部分の挿入長である、
   請求項２に記載のフィルタ装置。
4. チャンバと、
   前記チャンバの内部空間の中で基板を支持するように構成された支持台であり、
   下部電極と、
   前記下部電極上に設けられており、その内部に設けられた複数のヒータを有する静電チャックと、
   を有する該支持台と、
   前記下部電極に電気的に接続され、前記下部電極の下側で下方に延在する給電体と、
   前記チャンバの外側で前記給電体を囲むように延在し、接地された導体パイプと、
   前記給電体に電気的に接続された高周波電源と、
   前記複数のヒータからヒータコントローラに高周波が流入することを防止するように構成された、請求項１～３の何れか一項に記載のフィルタ装置と、
   を備え、
   前記フィルタ装置の前記複数の配線は、前記複数のコイルを前記複数のヒータにそれぞれ電気的に接続する、
   プラズマ処理装置。

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