[发明专利]等离子体处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及使用高频对被处理体进行等离子体处理的等离子体处 理装置，特别涉及具备用于使不需要的高频的噪声衰减的滤波电路的 等离子体处理装置。

背景技术

在为了使用等离子体制造半导体器件或FPD(Flat Panel Display： 平板显示器)而进行的微细加工中，被处理基板(半导体晶片、玻璃 基板等)上的等离子体密度分布的控制非常重要，基板的温度或温度 分布的控制也非常重要。当基板的温度控制没有被适当地进行时，不 能够确保基板表面上的工艺的均匀性，半导体装置或显示装置的制造 成品率会下降。

一般而言，在等离子体处理装置、特别是在电容耦合型的等离子 体处理装置的腔室内，用于载置被处理基板的载置台或基座具有：向 等离子体空间施加高频的高频电极的功能、通过静电吸附等保持基板 的保持部的功能、和通过传热将基板控制在规定温度的温度控制部的 功能。关于温度控制功能，要求能够适当补正因来自等离子体和腔室 壁的辐射热的不均匀性而产生的输向基板的热量的特性的分布、以及 因基板支撑结构而产生的热分布。

历来，为了控制基座上表面的温度(以及基板的温度)，多使用在 基座或基座支撑台的内部设置流通制冷剂的制冷剂通路、通过制冷装 置在该制冷剂通路中循环供给温度调节后的制冷剂的方式。但是，这 样的制冷方式存在以下问题：因为难以使制冷剂的温度急速变化，温 度控制的响应度较低，所以不能高速地进行温度切换或升温降温。在 最近的工艺例如等离子体蚀刻的领域中，要求不使用以往的多腔室方 式而是改为在单一的腔室内连续加工被处理基板上的多层膜的方式。 为了实现该单腔室方式，需要能够实现载置台的高速升温降温的技术。 因为这样的情况，所以再次考虑在基座上安装通过通电而发热的发热 体、控制该发热体产生的焦耳热并能够高速且精细地控制基座温度甚 至基板温度的加热器方式。

但是，在同时采用下部高频施加方式和上述加热器方式的情况下， 其中，该下部高频施加方式为从等离子体控制的观点出发而在基座上 连接高频电源的下部高频施加方式，该加热器方式为从温度控制的观 点出发而在基座上设置发热体的加热器方式，如果由该高频电源向基 座施加的高频的一部分作为噪声通过发热体和加热器供电线进入加热 器电源，则存在危害加热器电源的动作或性能的问题。特别是，能够 进行高速控制的加热器电源，因为使用SSR(Solid State Relay：固态 继电器)等半导体开关部件进行开关控制或ON/OFF控制，所以当高 频噪声进入时容易引起误动作。因此，通例都是在加热器供电线上设 置用于使不需要的高频充分衰减的滤波电路。

一般而言，这种滤波电路以梯状多段连接由1个线圈(电感器) 和1个电容器构成的LC低通滤波器。例如，当LC低通滤波器每一段 的衰减率为1/10时，用2段连接能够使高频噪声衰减到1/100，用3 段连接能够使其衰减到1/1000。

如上所述，在以往的等离子体处理装置中，设置在加热器供电线 上的滤波电路的功能，从正常保持加热器电源一侧的动作或性能的观 点出发，主要着眼于仅使从高频电源经基座进入的高频的噪声衰减， 因而在滤波电路内的各段LC低通滤波器中使用电感小的线圈和电容 大的电容器。

但是，本发明的发明人在对在基座上同时采用下部高频施加方式 和加热器方式的等离子体处理装置进行开发、评价的过程中，注意到 如上所述的以往的滤波电路在工艺性能的方面存在问题。即，已知从 高频电源施加到基座的高频的电力损失和工艺性能(例如蚀刻速率) 之间存在一定的相关性(RF电力损失越大则工艺性能越低的关系)， 而且知道以往的滤波电路会产生在工艺性能方面不能忽视的大量的RF 电力损失。而且，即使是同样型号的等离子体处理装置，每一台的RF 电力损失量也存在偏差(机械偏差)，可知其会引起工艺性能的机械偏 差。于是，在意识到该问题的情况下反复进行了大量实验和专注研究， 结果完成了本发明。

专利文献1：日本特开2006-286733

发明内容

即，本发明是解决如上所述的以往技术的问题的技术，其目的在 于，在设置有用于使不需要的高频噪声衰减的滤波电路的等离子体处 理装置中，尽量减少滤波电路内的RF电力损失量及其机械偏差(装置 之间的偏差)，提高工艺性能的再现性和可靠性。