用于高射频功率导体蚀刻系统的锤头tcp线圈支架的制作方法
【专利摘要】本发明提供了用于高射频功率导体蚀刻系统的锤头TCP线圈支架。本发明提供了一种室，所述室具有设置在所述室的天花板上的陶瓷窗口。所述室包括陶瓷支架，所述陶瓷支架具有从中心区延伸到外周的多根辐条，所述辐条中的每根包括在背离辐条的轴的方向上使所述陶瓷支架径向扩展的锤头形状。还包括设置成穿过所述陶瓷支架的多个螺钉孔。所述多个螺钉孔被限定为使螺钉能连接到具有内线圈和外线圈的TCP线圈。外线圈将设置在每根辐条的锤头形状下方，并且径向间隙被限定在每个锤头形状之间。径向间隙绕着外线圈限定不连续的环。多个螺钉设置成穿过螺钉孔，用于连接TCP线圈。
【专利说明】用于高射频功率导体蚀刻系统的锤头TCP线圈支架
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及半导体制造，并且更具体地讲，涉及等离子体室以及在这种室中使用的结构/装置。
【背景技术】
[0002]在半导体制造中，常常且反复进行蚀刻处理。本领域技术人员熟知有两种类型的蚀刻处理:湿法蚀刻和干法刻蚀。一种类型的干法蚀刻是使用感应耦合等离子体蚀刻设备进行的等离子体蚀刻。
[0003]等离子体包含多种类型的自由基以及正离子和负离子。多种自由基、正离子和负离子的化学反应用于蚀刻晶片的特征、表面和材料。在蚀刻处理期间，室的线圈起到类似于变压器的初级线圈的作用，而等离子体起到类似于变压器的次级线圈的作用。
[0004]正是在这种背景下提出了涉及等离子体处理室、设备、零件和操作的实施例。
【发明内容】
[0005]本发明公开了用于在等离子体处理室中使用的装置、系统、室和陶瓷支架。等离子体处理室可以被配置成用于蚀刻晶片/衬底，并且特别是多层电介质或金属材料。提供了在等离子体处理蚀刻室中使用的陶瓷支架。处理蚀刻室是变压器耦合等离子体(TCP)线圈系统，并且陶瓷支架用于支撑TCP线圈。在本文所述的实施例中，陶瓷支架包括在支架的径向延伸部分的锤头形状。锤头设计连同螺钉的放置和无螺纹螺钉的使用起到提供更高效的处理的作用，以及减小了在用于支撑TCP线圈的螺钉之间产生电弧放电的可能性。
[0006]在一个实施例中，提供了包括衬底支架的等离子体处理系统。所述系统包括室，其用于当衬底设置在所述室的衬底支架上时对所述衬底进行等离子体处理。所述室具有定向在所述衬底支架上方的陶瓷窗口。所述系统包括由内线圈和外线圈限定的变压器耦合等离子体(TCP)线圈，所述TCP线圈设置在所述陶瓷窗口上方。所述系统还包括设置在所述TCP线圈上方的陶瓷支架。所述陶瓷支架包括从中心区延伸到外周的多根辐条。所述辐条中的每根包括在背离辐条的轴的方向上使所述陶瓷支架径向扩展的锤头形状。所述系统还包括将TCP线圈连接到所述陶瓷支架的多个螺钉。连接到所述外线圈的至少成对的螺钉在径向上彼此偏置，并且所述成对的螺钉之一设置在所述锤头形状中；所述陶瓷支架使用所述多个螺钉将所述TCP线圈支撑在所述室的所述陶瓷窗口上方。
[0007]在一些实施例中，所述陶瓷支架包括用于接收所述多个螺钉的多个螺钉孔，所述多个螺钉孔无螺纹；并且其中，所述多个螺钉中的每个包括无螺纹部分和螺纹部分，所述无螺纹部分被限定为坐落所述无螺纹的螺钉孔中，并且所述螺纹部分被限定为旋入所述TCP线圈的螺纹中。
[0008]在一些实施例中，所述多根辐条沿着支架轴和终端轴对齐。
[0009]在一些实施例中，所述系统进一步包括弟一终端支架，在沿着所述终端轴对齐的辐条的第一端连接到所述陶瓷支架；以及第二终端支架，在沿着所述终端轴对齐的所述辐条的第二端连接到所述陶瓷支架。
[0010]在一些实施例中，所述第一终端支架和所述第二终端支架分别连接到第一终端主体和第二终端主体，所述第一终端支架和所述第二终端支架保持所述第一终端主体和所述第二终端主体从所述陶瓷支架升高。
[0011]在一些实施例中，所述陶瓷支架包括在沿着所述终端轴对齐的辐条的相对的外端在所述TCP线圈的终端下方的细长通道。
[0012]在一些实施例中，所述径向偏置是从所述陶瓷支架的中心区延伸并且延伸到被限定在所述陶瓷支架的所述外周的螺钉孔的角度。
[0013]在一些实施例中，还包括沿着所述终端轴限定的多个通道，所述通道的大小适合使终端能连接到所述TCP线圈以通过所述陶瓷支架并且与所述陶瓷支架保持间距来维持不接触。
[0014]在一些实施例中，在所述辐条中的一根上设有三个螺钉，其中，第一螺钉设置成穿过所述锤头形状的第一侧，第二螺钉设置成穿过辐条区，并且第三螺钉设置成穿过所述锤头形状的第二侧，其中，所述第一侧、所述第二侧和所述辐条区限定所述锤头形状。
[0015]在一些实施例中，所述第一螺钉连接到所述外线圈的内部上，所述第二螺钉连接到所述外线圈的中间部上，并且所述第三螺钉连接到所述外线圈的外部上。
[0016]提供了一种在等离子体处理系统中使用的装置。所述装置包括陶瓷支架，所述陶瓷支架具有从中心区延伸到外周的多根辐条，所述辐条中的每根包括在背离辐条的轴的方向上使所述陶瓷支架径向扩展的锤头形状。多个螺钉孔设置成穿过所述陶瓷支架，并且所述多个螺钉孔被限定为使螺钉能连接到具有内线圈和外线圈的TCP线圈。外线圈将设置在每根辐条的锤头形状下方，并且径向间隙被限定在每个锤头形状之间。径向间隙限定绕着外线圈的不连续的环。
[0017]在一些实施例中，至少成对的螺钉孔彼此径向偏置，并且所述成对的螺钉孔之一设置在所述锤头形状中。
[0018]在一些实施例中，还包括多个螺钉，所述多个螺钉被限定为配合穿过所述螺钉孔，所述螺钉包括无螺纹部分和螺纹部分，所述无螺纹部分被配置成坐落在所述螺钉孔中，并且所述螺纹部分被配置成旋入所述TCP线圈中。
[0019]在一些实施例中，所述多根辐条包括四根辐条，其中，两根辐条沿着支架轴对齐，并且两根辐条沿着终端轴对齐。
[0020]在一些实施例中，还包括:弟一终端支架，在沿着所述终端轴对齐的福条的弟一端连接到所述陶瓷支架；以及第二终端支架，在沿着所述终端轴对齐的所述辐条的第二端连接到所述陶瓷支架。
[0021]在一些实施例中，所述第一终端支架和所述第二终端支架分别连接到所述TCP线圈的第一终端主体和第二终端主体，所述第一终端支架和所述第二终端支架保持所述第一终端主体和所述第二终端主体从所述陶瓷支架升高。
[0022]在一些实施例中，还包括中心陶瓷支架，所述中心陶瓷支架在存在所述TCP线圈的内线圈时限定设置在所述内线圈上的环，所述中心陶瓷支架限定所述辐条从结构形式伸出到所述锤头形状这种结构形式。
[0023]在另一个实施例中，提供了室。所述室具有壁并且限定用于处理等离子体的容积。所述室具有设置在室的天花板上的陶瓷窗口。所述室还包括陶瓷支架，所述陶瓷支架具有从中心区延伸到外周的多根辐条，所述辐条中的每根包括在背离辐条的轴的方向上使所述陶瓷支架径向扩展的锤头形状。还包括设置成穿过所述陶瓷支架的多个螺钉孔。所述多个螺钉孔被限定为使螺钉能连接到具有内线圈和外线圈的TCP线圈。外线圈将设置在每根辐条的锤头形状下方，并且径向间隙被限定在每个锤头形状之间。径向间隙限定绕着外线圈的不连续的环。多个螺钉设置成穿过所述螺钉孔，用于将所述TCP线圈连接到所述陶瓷支架，所述陶瓷支架将所述TCP线圈设置在所述陶瓷窗口上方。
[0024]在一些实施例中，至少成对的螺钉孔彼此径向偏置，并且所述成对的螺钉孔之一设置在所述锤头形状中。
[0025]在一些实施例中，所述螺钉包括无螺纹部分和螺纹部分，所述无螺纹部分被配置成坐落在所述螺钉孔中，并且所述螺纹部分被配置成旋入所述TCP线圈中。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]通过结合附图参照以下描述可以最好地理解本发明连同其进一步的优点。
[0027]图1图示了根据本发明的一个实施例的用于蚀刻操作的等离子体处理系统。
[0028]图2A图示了设置在TCP线圈的内线圈和外线圈上方的陶瓷端口的一个实施例。
[0029]图2B图示了沿着TCP线圈的外线圈的螺钉孔配置的实例以及在螺钉孔位置与各个螺钉之间可能的电弧放电的实例。
[0030]图2C和图2D图示了螺钉之间的电弧放电所造成的损坏的实例，所述螺钉设置成穿过陶瓷支架用于在室的陶瓷窗口上方保持并运动TCP线圈。
[0031]图3A图示了根据本发明的一个实施例的在起源于中心区的辐条的外周具有锤头结构的陶瓷支架以及穿过陶瓷支架用于将TCP线圈连接、固定或保持在陶瓷支架上的螺钉孔和螺钉的布置的实例。
[0032]图3B图示了根据本发明的一个实施例的沿着陶瓷支架的辐条的锤头形状的一个部分的实例，示出了设置在锤头形状的区域中的螺钉之间的径向偏置，并且示出了陶瓷支架的径向扩展区以在辐条的端部或外周限定锤头形状。
[0033]图3C图示了根据本发明的一个实施例的陶瓷端口和锤头形状以及陶瓷支架扩展所沿着的终端轴和支架轴的俯视图。
[0034]图3D图示了根据本发明的一个实施例的用于将线圈支撑或连接到陶瓷支架的螺钉以及坐靠落在陶瓷支架的孔中的螺钉的无螺纹区或螺纹部分和连接到线圈上的螺纹区的实例。
[0035]图4A图示了根据本发明的一个实施例的陶瓷支架的另一个实例，该陶瓷支架具有稍微调整的结构，用于使外终端能经由细长通道扩展穿过陶瓷支架，并且终端支架设置在沿着终端轴布置的辐条的外部或辐条上。
[0036]图4B图示了图4A的实施例的俯视图，示出了相对于中心区沿着外周布置锤头形状，并且在锤头形状之间设置间隔间隙以防止连续覆盖在外TCP线圈上。
[0037]图5A和图5B图示了根据本发明的一个实施例的实例，其中陶瓷支架安装在用于处理半导体器件的室中，并且陶瓷支架将TCP线圈保持或支撑在电介质窗口上方而不允许TCP线圈直接接触(即，间隔开)电介质窗口。
【具体实施方式】
[0038]本发明公开了用于支撑在变压器耦合等离子体(TCP)供电室中使用的线圈的结构。线圈包括内线圈和外线圈。在一个实施例中，外线圈由陶瓷支撑结构支撑，该陶瓷支撑结构包括终端为锤头形状的多根辐条。辐条端部的锤头形状提供用于支撑线圈的螺钉位置。螺钉位置优选地在倘若没有间距可能会产生电弧作用的位置彼此间隔开。间距使连接到存在高电压电位差的线圈的螺钉间隔开。在一个实施例中，由径向间距提供沿着陶瓷支架的锤头部分的间距。
[0039]在另一个实施例中，某些终端从陶瓷支架升高，并且陶瓷支架在最外侧的终端周围设有陶瓷切口(通道)。凸起构造和切口有助于减小最外侧的终端周围的电场(E field)。再者，提供了用平滑柄螺钉将线圈安装在锤头陶瓷支架上的实施例，这减小了螺纹在陶瓷部分中造成的电场集中(concentrat1n)。
[0040]在以下描述中阐述了多个具体细节以便提供对本发明的完全理解。但是，本领域的技术人员应当认识到，在没有某些或全部这些具体细节的情况下可以实施本发明。在其他情况下，没有详细描述熟知的过程操作和实施方式细节，从而避免不必要地模糊本发明。
[0041]图1图示了根据本发明的一个实施例的用于蚀刻操作的等离子体处理系统。该系统包括室102，该室102包括卡盘104、电介质窗口 106和TCP线圈120 (内线圈和外线圈)。卡盘104可以是静电卡盘，当存在衬底时，该静电卡盘可以用于支撑衬底。
[0042]还示出了偏压射频发生器160，该偏压发生器可以被限定为由一个或多个发生器组成。如果设置多个发生器，那么可以使用不同的频率来实现多种调谐特性。偏压匹配电路162耦合在射频发生器160与限定卡盘104的组件的导电板之间。卡盘104还包括静电卡盘以卡紧和松开晶片。广义上讲，可以设置滤波器和直流箝位电源。还可以设置用于使晶片从卡盘104升高的其他控制系统。尽管未示出，泵连接到室102以便在进行等离子体处理期间能够真空控制并且从室去除气体副产物。
[0043]电介质窗口 106可以被限定为是由陶瓷类型的材料形成的。还可以使用其他的电介质材料，只要它们能承受半导体蚀刻室的条件。通常，室在高温下工作，温度范围在约50摄氏度与约120摄氏度之间。温度取决于蚀刻处理操作和具体配方。室102还在真空条件下工作，真空范围在约I毫乇(mT)与约100毫乇(mT)之间。尽管未示出，但是室102在安装在无尘室或制造工厂中时通常连接到设施上。设施包括提供处理气体、真空、温度控制和环境颗粒控制的管件。
[0044]这些实施在安装在目标制造工厂中时连接到室102。另外，室102可以连接到转移室，该转移室使用典型的自动化使机械手能转移半导体晶片到室102中或室102外。
[0045]TCCT匹配电路124使得能动态调谐提供到内线圈和外线圈的功率。TCP线圈120连接到TCCT匹配电路124，TCCT匹配电路124包括连接到内线圈(IC) 123和外线圈(OC) 122的连接件。在一个实施例中，TCCT匹配电路124被配置成调谐TCP线圈以提供比到外线圈122的功率更多的功率到内线圈123。在另一个实施例中，TCCT匹配电路124被配置成调谐TCP线圈以提供比到外线圈122的功率更少的功率到内线圈123。在另一个实施例中，提供到内线圈和外线圈的功率将用于提供均匀的功率分布，和/或控制离子密度在衬底(即，晶片，如果存在的话)上方的径向分布。在另一个实施例中，将根据对卡盘104上设置的半导体晶片执行的蚀刻所限定的处理参数来调节外线圈与内线圈之间的功率调谐。
[0046]图2A图示了 TCP蚀刻室中的陶瓷支架200，该陶瓷支架200用于支撑内线圈123和外线圈122。如上所述，TCP线圈被配置成坐落电介质窗口 106上方，并且陶瓷支架200将坐落在室102上方的TCP线圈保持在陶瓷窗口 106上方。陶瓷支架200被配置成使用螺钉(例如示出为223、222、224及其他)连接到线圈，所述螺钉包括用于支撑内线圈123的螺钉组。在一个实施例中，TCP线圈是由铜制成的，其表面是由木纤维(Xylon)(或其他合适的涂层)制成的，并且螺钉是不锈钢螺钉。图2A的设计中的螺钉是从头到尾的全螺纹螺钉。TCP线圈通过终端202a、202b、204a、204b、206a、206b和208a、208b连接到射频功率源。
[0047]这些终端直接连接到TCP线圈上的选定位置，以便输送期望的功率到室，该室可以执行处理操作。在此图示中，在输送射频功率到线圈期间，陶瓷支架200使用螺钉来支撑线圈。已经观察到螺钉的配置会在保持TCP线圈的选定的相邻螺钉之间产生不期望的电弧放电。例如，已经观察到螺钉对226造成损坏232 (如图2C和图2D所示)。
[0048]在图2B的图示中，示出了在图2A中圈出的外线圈222的剖面。在这个剖面上，示出了在螺钉对226之间产生电弧放电(ARC-1)。还观察到在螺钉224与射频终端202a之间产生电弧放电。已经研究了产生的电弧放电，并且据信，当在导电元件之间存在高压电势差，因而增大电场时，设置成彼此靠近的导电元件最可能发生电弧放电。因此，当电场达到导电元件之间的空气击穿阈值时，会发生电弧放电事件。
[0049]如图所示，导电TCP线圈(每个内线圈和外线圈)环绕/缠绕多于一次。在任何特定位置，如果例如在图2B所示的位置存在TCP线圈的多个部分(S卩，由于匝数)，设置在TCP线圈的外部与内部之间的导电元件会具有更大的电压电势差。因为提供给TCP线圈的电流保持恒定，所以在任何特定位置的电压降会取决于TCP线圈的匝数。为此，尽管螺钉222与射频终端202a之间的间距小于射频终端202a与螺钉224之间的距离，在螺钉222与射频终端202a之间也存在更低的电压电位降。同样地，螺钉对226在径向取向上排列成彼此背离，其中螺钉224和螺钉226基本上径向对齐。然而，因为螺钉222和螺钉224连接到射频线圈122，并且在这个位置至少有两匝线圈，所以螺钉对226之间的电压电位降会更大。
[0050]参见图2C和图2D，这是在陶瓷支架200的陶瓷材料上发生的损坏232的证据。损坏232被图示为陶瓷材料的炭化，这还会导致碎片、剥落、烧坏或破损230或者陶瓷支架200完全损毁。在一个实施例中，提供给陶瓷支架的射频功率被设计成扩展到高达2kW功率。然而，已经观察到在这个工作功率水平下确实发生了电弧放电并且可以发生电弧放电。在一些实施例中，并且基于期望的处理操作，已知需要扩展到高达3kW至4.5kW的更高功率水平。因此，当特定的螺钉对226持续电弧放电时，给射频线圈提供更高的功率会使陶瓷支架202面临额外的损坏，并且可能在那些位置损坏陶瓷200。如文中所述，图2A中使用的在陶瓷部分内并且在线圈的铜表面上方完全是螺纹的螺钉增强了电场(E)的集中效果。电场的增大产生集中，这更容易引起电弧。
[0051]在一个实施例中，图3A示出了具有锤头结构的陶瓷支架300的实例。这种结构指的是锤头结构，因为陶瓷支架300的每个终端包括背离辐条的基本上对称的延伸体。有时候看一根福条像锤头形状，这种延伸体不像双髻S (hammerheadshark)。陶瓷支架300包括四根辐条，每根辐条从中心区延伸。四根辐条沿着终端轴360和支架轴370布置。
[0052]沿着终端轴360，多个终端 202a、202b、204a、204b、206a、206b 和 208a、208b 被设置并且伸展穿过陶瓷支架300，用于连接到内线圈123和外线圈122。多个螺钉被图示为伸展穿过陶瓷支架300并且连接到内线圈123和外线圈122。螺钉的布置可以被限定为以便在相邻螺钉之间提供间距，可能由于电压电位差的增大，这些螺钉可能已经增大了螺钉之间的电场差。如上所述，在包括多圈线的线圈外部与该相同线圈的内部之间存在更大的电压电位差(任何特定位置)。在一个实施例中，陶瓷支架的锤头形状有助于增大螺钉对之间的间距。在另一个实施例中，例如用于终端202a和208b的终端支架被升高。
[0053]以下将会进一步讨论，设置成将TCP线圈保持在陶瓷支架300上的螺钉包括平滑柄螺钉，从而避免在陶瓷支架300的区域通路中存在螺纹，并且仅仅给延伸到TCP线圈用于支撑的部分提供螺纹。具有无螺纹或平滑柄部的优点在于这种结构减小了由螺纹在陶瓷部分内引起的电场集中。据信，螺纹的这种结构会减小在更高功率设置发生电弧放电的可能性。
[0054]图3A还示出了与辐条的锤头部分的位置相关联的多个螺钉的定位。例如，图3B提供了圈出部分的更多细节，示出了螺钉320、322和324。螺钉320位于外线圈122的内部并且连接到外线圈122的内部。螺钉322位于外线圈122的内部并且连接到外线圈122的内部，并且螺钉324连接到外线圈122的外部。
[0055]应该指出的是，提供锤头结构是为了能分开螺钉324和322。尽管螺钉322连接到外线圈122的内部，并且外螺钉324连接到外线圈122的外部(会在连接件之间提供更高的电压电位差的一种条件)，螺钉之间的径向间距避免了电弧放电条件的可能性。
[0056]例如，因为螺钉324和322在径向上彼此分隔开，所以两个螺钉之间的电场不太可能增大。也就是说，两个螺钉之间的电场会发现难以提供达到空气击穿阈值的情况，因此避免在这种位置发生电弧放电。图3还示出了其他螺钉，例如螺钉250、252、254、256，以及将陶瓷支架302保持在内线圈和外线圈上的其他螺钉。参照相邻的辐条，例如包括螺钉332、334和336的辐条，锤头形状允许螺钉交错，使得相邻的螺钉不会设置成这样一种取向:相邻的螺钉遭受更大的电压电位差。
[0057]例如，在内螺钉332和外螺钉336之间存在更大的电压电势差。然而，因为锤头形状允许螺钉彼此在径向上分开，所以减小了电弧放电的可能性。尽管中螺钉334设置成连接到外电极122的中心部分，但是螺钉332与螺钉334之间以及螺钉336与螺钉334之间存在更小的电压电位。
[0058]图3C图示了内线圈和外线圈以及陶瓷支架300的俯视图。图3C图示了每根辐条如何与支架轴370或终端轴366关联。终端轴366被称为“终端轴”是因为这些终端朝着并对齐特定的轴。然而，支架轴370不包括连接到TCP线圈的终端。
[0059]图3B图示了图3A所示结构的辐条中的一根的陶瓷支架300的锤头形状的详细视图。在此实例中，锤头形状允许螺钉322和324之间更大的间距，示为LI。通过允许螺钉324径向地延伸到锤头形状的外部来提供间距LI。图中，径向间距被图示为希腊字母Θ。在同一构造中，螺钉320距离螺钉322设有间距L3。还通过允许螺钉之间存在径向间距的锤头形状来提供间距，被图示为希腊字母Φ。
[0060]在没有锤头形状的情况下，特定螺钉之间的间距延伸的可能性就无法实现。还不希望用实心的圆形陶瓷支架覆盖线圈的整个表面。如果允许陶瓷支架300绕着外线圈122一直延伸(continuous),那么外线圈122产生的热量会损坏陶瓷支架300。因此,通过使锤头能延伸到用于支撑外线圈122的每根辐条，并且在对更高电场敏感的螺钉之间提供间距来提供平衡。
[0061]图3B还示出了通道380和382的位置。通道383和382设置成允许终端202a和202b延伸穿过陶瓷支架300。在一个实施例中，通道380和382在终端之间设有间隙。该间隙是空气间层，使得终端与陶瓷支架300不接触。另外，终端及其支撑结构被配置成避免与陶瓷支架300接触。在一个实施方式中，并且设有终端支架390，该终端支架连接到延伸体 392。
[0062]延伸体392被配置成连接并支撑终端202a。终端支架390和延伸体392共同工作，使得终端202a并不与陶瓷支架300接触，并且终端202a保持与通道380的侧壁分隔开。如图3A所示，终端支架390沿着终端轴360定位。在此实施例中，终端轴360和支架轴370被定向成彼此垂直。在其他实施例中，有可能能够设置额外的辐条，并且可以缩减锤头的大小和形状以适应具体的实施例。
[0063]例如，对于操作并处理比300mm的晶片更大的晶片(例如，450mm以及更大的晶片)的室而言，可以增加辐条的数量，并且可以调整锤头的大小。对于较大晶片的室而言，有可能能够在现有的辐条之间增加额外的辐条，并且可以在这些额外的辐条的端部设置额外的锤头。
[0064]图3D示出了用于将TCP线圈支撑在陶瓷支架300上的螺钉中的一个的实例。示例的螺钉是螺钉395。螺钉395是不锈钢螺钉，该螺钉的一部分被配置成平滑或无螺纹。螺钉的这部分是适配或坐落在陶瓷支架300中限定的通道394内的部分。通道优选地是设置在陶瓷支架300中没有螺纹的螺钉孔。陶瓷支架300还包括在存在通孔394的区域中的立柱特征，使得可以维持线圈与陶瓷支架300顶面之间的间距。立柱因此会充当延伸体，并且沿着陶瓷支架300的通道和立柱优选地是平滑且无螺纹的，就像螺钉395在同一位置没有螺纹一样。
[0065]在此图示中，螺钉395将包括螺纹部分397。螺纹部分397将旋入线圈的被设计成支撑的凹部中。如上所述，据信，螺钉395与陶瓷支架300之间的平滑表面将有助于消除在这些位置的电场集中。
[0066]例如，假设在陶瓷支架300相邻的位置/区域(即，在孔通道中)中没有螺钉395上的螺纹，已示出与全螺纹螺钉相比减小了电场集中并且减少损坏超过30%。这种减少损坏是除了通过提供锤头形状来实现的减少损坏之外的，这种锤头形状允许沿着陶瓷支架的外围(即，绕着外线圈区域)在螺钉位置之间有更多的径向间距。总而言之，可以显著减小或基本消除TCP线圈的功率水平在高达2kW至高达4.5kff的范围内所造成的损坏。测试表明，现在通过目视检查看到过去常常在2kW操作时造成的损坏不明显，并且在4.5kW表现出类似的有益结果。要注意，基于实验测试，可以达到更高的功率水平，并且4.5kff的实例仅供参考。
[0067]图4A和图4B图示了根据本发明的另一个实施例的锤头陶瓷支架400的实例。在这种配置中，陶瓷端口 400在区域402包括稍微修改的结构，该区域是终端202a和208b被设计成适配穿过或延伸穿过的区域。终端202a和208b的主体被设计成稳固地连接到终端支架408上。应该指出的是，在区域402的陶瓷支架400上设有稍大的通道，使得终端的主体可以固定并且滑动穿过锤头形状的端部。
[0068]类似于图3A所示的螺钉的构造和取向，沿着陶瓷支架400的锤头部分取向的螺钉还在对更高功率配置的电弧放电敏感的螺钉之间提供间距。锤头形状允许螺钉的径向间距，所述螺钉可以连接到能产生较高的电压差的线圈部分圈，并且会因此对较高的电场和所造成的损坏敏感。有利地，锤头形状允许螺钉的径向间距，并且避免与电弧放电相关的问题。如图所示，陶瓷支架的锤头部分中的一个部分包括螺钉423、422、421和420。
[0069]螺钉420与421之间的间距由沿着陶瓷支架400的锤头形状的径向间距来提供。螺钉420连接到外线圈122的内部，并且螺钉421连接到外线圈122的外部。如果螺钉在径向上更对准，那么这种构造会造成与电弧放电有关的问题，但是通过提供沿着锤头形状的延伸部分的径向间距，可以避免电弧放电。螺钉424、426和428具有同样的有益效果。
[0070]图5A图示了陶瓷支架400连接到图5B所示的室102的顶部上的实例。顶部包括接近TCP线圈或与TCP线圈相邻的陶瓷窗口 106。图5B所示的室102包括卡盘104 (即，衬底支架)，所述卡盘被设计成接收晶片(未示出)。在一个实施例中，并且对其他处理配置没有限制的情况下，具有锤头陶瓷支架的室102可以用于制造操作以制造磁阻随机存取存储(MRAM)器件。在图5A的实例中，锤头陶瓷支架与空冷法拉第屏蔽件一起使用。
[0071]应当理解，任何类型的蚀刻处理都可以利用具有支撑的TCP线圈，该线圈具有上述实施例中披露的陶瓷支撑配置。如此前所述，本文所述的实施例可以适用于在设计成用于300mm的晶片的室中处理。应当理解，室还可以被配置为用于其他大小的晶片，例如，450mm的晶片。当在更大配置的室中处理更大的晶片时，相关零件的大小会增大。例如，陶瓷支架300/400的直径还可以增大。
[0072]有可能能够设置额外的辐条，并且对于每种半径可以设置具有额外半径的锤头特征。例如，在300mm的配置中，设置内线圈并且设置外线圈。可以想象到的是，在更大的室中，例如，能处理450mm的晶片的室中，可以设置三个线圈环(组)。因此，可以有内线圈、中线圈和外线圈。在一个实施例中，有可能给内线圈以及外线圈设置锤头形状，同时各根辐条给这些特定区域提供延伸体。在其他实施例中，还有可能沿着不只是一根轴布置终端。也就是说，连接到TCP线圈的终端有可能能够沿着支架轴延伸，而不是仅仅使终端沿着单个轴延伸穿过陶瓷主体。对于更大的室，根据连接到多个线圈的连接部分的布线配置，终端有可能能够延伸穿过多根辐条并且沿着这些辐条延伸。
[0073]在一个实施例中，在没有限制的情况下，本文所述的实施例提供的优点包括:陶瓷支架的锤头形状的特征，该锤头形状增大了螺钉对之间的间距；终端从陶瓷支架升高并且绕着最外侧的终端设有陶瓷切口(通道)以减小绕着最外侧的终端的电场的特征；以及平滑柄螺钉用于将线圈安装在锤头陶瓷支架上的特征(这可以消除或减小由陶瓷部分中的螺纹引起的电场集中)。
[0074]尽管已根据多个实施例描述了本发明，应当认识到，本领域技术人员在阅读前面的说明并且研究附图之后会意识到多种改动、添加、置换及其等同替代方案。因此，意图在于，本发明包括落入本发明的真实主旨和范围内的所有这些改动、添加、置换及其等同替代方案。
【权利要求】
1.一种包括衬底支架的等离子体处理系统，其包括: 室，其用于当衬底设置在所述室的所述衬底支架上时对所述衬底进行等离子体处理，所述室具有定向在所述衬底支架上方的陶瓷窗口； 由内线圈和外线圈限定的变压器耦合等离子体(TCP)线圈，所述变压器耦合等离子体线圈设置在所述陶瓷窗口上方； 设置在所述变压器耦合等离子体线圈上方的陶瓷支架，所述陶瓷支架包括从中心区延伸到外周的多根辐条，所述辐条中的每根包括在背离辐条的轴的方向上使所述陶瓷支架径向扩展的锤头形状；以及 将变压器耦合等离子体线圈连接到所述陶瓷支架的多个螺钉，其中连接到所述外线圈的至少成对的螺钉在径向上彼此偏置，并且所述成对的螺钉之一设置在所述锤头形状中； 其中所述陶瓷支架使用所述多个螺钉将所述变压器耦合等离子体线圈支撑在所述室的所述陶瓷窗口上方。
2.根据权利要求1所述的等离子体处理系统，其中，所述陶瓷支架包括用于接收所述多个螺钉的多个螺钉孔，所述多个螺钉孔无螺纹；以及 其中，所述多个螺钉中的每个包括无螺纹部分和螺纹部分，所述无螺纹部分被限定为坐落在所述无螺纹的螺钉孔中，并且所述螺纹部分被限定为旋入所述变压器耦合等离子体线圈的螺纹中。
3.根据权利要求1所述的等离子体处理系统，其中，所述多根辐条沿着支架轴和终端轴对齐。
4.根据权利要求3所述的等离子体处理系统，其进一步包括: 第一终端支架，在沿着所述终端轴对齐的辐条的第一端连接到所述陶瓷支架；以及 第二终端支架，在沿着所述终端轴对齐的所述辐条的第二端连接到所述陶瓷支架。
5.根据权利要求4所述的等离子体处理系统，其中，所述第一终端支架和所述第二终端支架分别连接到第一终端主体和第二终端主体，所述第一终端支架和所述第二终端支架保持所述第一终端主体和所述第二终端主体从所述陶瓷支架升高。
6.根据权利要求1所述的等离子体处理系统，其中，所述陶瓷支架包括在沿着所述终端轴对齐的辐条的相对的外端在所述变压器耦合等离子体线圈的终端下方的细长通道。
7.根据权利要求1所述的等离子体处理系统，其中，所述径向偏置是从所述陶瓷支架的中心区延伸并且延伸到被限定在所述陶瓷支架的所述外周的螺钉孔的角度。
8.根据权利要求3所述的等离子体处理系统，其进一步包括: 沿着所述终端轴限定的多个通道，所述通道的大小适合使终端能连接到所述变压器耦合等离子体线圈以通过所述陶瓷支架并且与所述陶瓷支架保持间距来维持不接触。
9.根据权利要求1所述的等离子体处理系统，其中，在所述辐条中的一根上设有三个螺钉，其中，第一螺钉设置成穿过所述锤头形状的第一侧，第二螺钉设置成穿过辐条区，并且第三螺钉设置成穿过所述锤头形状的第二侧，其中，所述第一侧、所述第二侧和所述辐条区限定所述锤头形状。
10.根据权利要求9所述的等离子体处理系统，其中，所述第一螺钉连接到所述外线圈的内部，所述第二螺钉连接到所述外线圈的中间部，并且所述第三螺钉连接到所述外线圈的外部。
11.一种在等离子体处理系统中使用的装置，其包括: 陶瓷支架，所述陶瓷支架具有从中心区延伸到外周的多根辐条，所述辐条中的每根包括在背离辐条的轴的方向上使所述陶瓷支架径向扩展的锤头形状；以及 设置成穿过所述陶瓷支架的多个螺钉孔，所述多个螺钉孔被限定为使螺钉能连接到具有内线圈和外线圈的变压器耦合等离子体线圈，其中，所述外线圈设置在所述辐条中的每根的所述锤头形状下方，其中，径向间隙被限定在所述锤头形状中的每个之间，所述径向间隙限定绕着所述外线圈的不连续的环。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，至少成对的螺钉孔彼此径向偏置，并且所述成对的螺钉孔之一设置在所述锤头形状中。
13.根据权利要求11所述的装置，其进一步包括: 多个螺钉，所述多个螺钉被限定为配合穿过所述螺钉孔，所述螺钉包括无螺纹部分和螺纹部分，所述无螺纹部分被配置成坐落在所述螺钉孔中，并且所述螺纹部分被配置成旋入所述变压器耦合等离子体线圈中。
14.根据权利要求11所述的装置，其中，所述多根辐条包括四根辐条，其中，两根辐条沿着支架轴对齐，并且两根辐条沿着终端轴对齐。
15.根据权利要求14所述的装置，其进一步包括: 第一终端支架，其在沿着所述终端轴对齐的辐条的第一端连接到所述陶瓷支架；以及 第二终端支架，其在沿着所述终端轴对齐的所述辐条的第二端连接到所述陶瓷支架。
16.根据权利要求14所述的装置，其中，所述第一终端支架和所述第二终端支架分别连接到所述变压器耦合等离子体线圈的第一终端主体和第二终端主体，所述第一终端支架和所述第二终端支架保持所述第一终端主体和所述第二终端主体从所述陶瓷支架升高。
17.根据权利要求14所述的装置，其进一步包括中心陶瓷支架，所述中心陶瓷支架在存在所述变压器耦合等离子体线圈的内线圈时限定设置在所述内线圈上的环，所述中心陶瓷支架限定所述辐条从结构形式伸出到所述锤头形状的这种结构形式。
18.—种室,其包括: 具有壁并且限定用于处理等离子体的容积的所述室，所述室具有设置在所述室的天花板上的陶瓷窗口； 陶瓷支架，所述陶瓷支架具有从中心区延伸到外周的多根辐条，所述辐条中的每根包括在背离辐条的轴的方向上使所述陶瓷支架径向扩展的锤头形状；以及 设置成穿过所述陶瓷支架的多个螺钉孔，所述多个螺钉孔被限定为使螺钉能连接到具有内线圈和外线圈的变压器耦合等离子体线圈，其中，所述外线圈设置在所述辐条中的每根的所述锤头形状下方，其中，径向间隙被限定在所述锤头形状中的每个之间，所述径向间隙限定绕着所述外线圈的不连续的环；以及 设置成穿过所述螺钉孔的多个螺钉，用于将所述变压器耦合等离子体线圈连接到所述陶瓷支架，所述陶瓷支架将所述变压器耦合等离子体线圈设置在所述陶瓷窗口上方。
19.根据权利要求18所述的室，其中，至少成对的螺钉孔彼此径向偏置，并且所述成对的螺钉孔之一设置在所述锤头形状中。
20.根据权利要求18所述的室，其中，所述螺钉包括无螺纹部分和螺纹部分，所述无螺纹部分被配置成坐落在所述螺钉孔中，并且所述螺纹部分被配置成旋入所述变压器耦合等离子体线圈中。
【文档编号】H01L21/3065GK104241072SQ201410265091
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年6月13日 优先权日:2013年6月13日
【发明者】龙茂林, 亚历克斯·帕特森 申请人:朗姆研究公司