TWI642083B - 錘頭變壓耦合電漿線圈支座及使用於該線圈支座之電漿處理系統及腔室 - Google Patents

Abstract

提供一種腔室，具有一陶瓷窗配置在該腔室的頂板之中。包含一陶瓷支座，其具有自一中央區域延伸至外周緣的複數輻條，且該等輻條每一者包括一錘頭形狀部，將該陶瓷支座在背向輻條之軸的方向上徑向擴展。亦包含複數螺孔，配置成穿過該陶瓷支座。該複數螺孔界定成使螺釘能夠連接至具有一內線圈及一外線圈的一TCP線圈。該外線圈係配置在該等輻條每一者的該錘頭形狀部下方，且一徑向間隙係界定在該等錘頭形狀部每一者之間。該徑向間隙界定圍繞該外線圈的一不連續環。複數螺釘係配置成穿過該等螺孔，以固接該TCP線圈。

Description

錘頭變壓耦合電漿線圈支座及使用該線圈支座之電漿處理系 統及腔室

本發明係一般性關於半導體製造，且更特別關於電漿腔室及在此等腔室中使用的結構/元件。

在半導體製造中，蝕刻製程係普遍地且重複地加以執行。如熟習此技藝者所熟知，有兩種類型的蝕刻製程：濕蝕刻及乾蝕刻。乾蝕刻其中一種類型係使用感應耦合電漿蝕刻設備所執行的電漿蝕刻。

電漿含有各種類型的自由基，以及正離子和負離子。各種自由基、正離子、及負離子的化學反應係用以蝕刻晶圓的特徵部、表面、及材料。在蝕刻製程期間，一腔室線圈施行與變壓器之中的初級線圈類似的功能，而電漿施行與變壓器之中的次級線圈類似的功能。

以此背景，產生與電漿處理腔室、設備、部件及操作相關的實施例。

揭露元件、系統、腔室、及陶瓷支座，供電漿處理腔室中使用。該電漿處理腔室可用於蝕刻晶圓/基板，且特別是介電或金屬材料層。提供 一種陶瓷支座，用於電漿處理蝕刻腔室。該處理蝕刻腔室係一變壓耦合電漿(TCP)線圈系統，且該陶瓷支座係用以支撐該TCP線圈。在此處所定義的實施例中，該陶瓷支座包含在該支座的徑向延伸部處的一錘頭形狀部。該錘頭設計，連同螺釘的配置和無螺紋螺釘的使用，係用以在降低用以支承TCP線圈的螺釘之間電弧作用之可能性的狀況下，提供更有效率的處理。

在一個實施例中，提供具有一基板支座的一電漿處理系統。該系統包含一腔室，用於在一基板置放於該腔室的基板支座上時電漿處理該基板。該腔室具有配置在基板支座之上的一陶瓷窗。該系統包含一變壓耦合電漿(TCP)線圈，由一內線圈和一外線圈加以界定，且該TCP線圈配置在該陶瓷窗之上。更包含一陶瓷支座，配置在該TCP線圈之上。該陶瓷支座包含自一中央區域延伸至外周緣的複數輻條。該等輻條每一者包括一錘頭形狀部，其將該陶瓷支座在背向輻條之軸的方向上徑向擴展。該系統亦包含複數螺釘，其將TCP線圈連接至該陶瓷支座。連接至該外線圈的至少一對螺釘係彼此徑向偏移且該對螺釘其中一者係配置在該錘頭形狀部之中。該陶瓷支座，使用該複數螺釘，將該TCP線圈支承於該腔室的該陶瓷窗之上。

在一些實施例中，該陶瓷支座包含複數螺孔，用於容納該複數螺釘，該複數螺孔係無螺紋的；且其中該複數螺釘每一者包含一無螺紋段及一螺紋段，該無螺紋段係定義成安裝在該等無螺紋的螺孔中，且該螺紋段係定義成以螺紋旋入該TCP線圈的一螺紋部。

在一些實施例中，該複數輻條係沿著一支承軸及一端子軸加以對準。

在一些實施例中，該系統更包含：一第一端子支座，在沿著該端子軸對準的一輻條的一第一終端處連接至該陶瓷支座；及一第二端子支座，在沿著該端子軸對準的該輻條的一第二終端處連接至該陶瓷支座。

在一些實施例中，該第一端子支座和該第二端子支座分別連接至一第一端子主體和一第二端子主體，該第一和第二端子主體係藉由該第一和第二端子支座自該陶瓷支座架高。

在一些實施例中，該陶瓷支座包含在沿著該端子軸對準的輻條的相反外終端處的TCP線圈端子下方的細長通道。

在一些實施例中，徑向偏移係一角度，其自該陶瓷支座的一中心區域延伸且延伸至形成在該陶瓷支座的該外周緣之中的螺孔。

在一些實施例中，亦包含複數通道，沿著該端子軸加以界定，該等通道的尺寸係建構成使連接至該TCP線圈的端子能夠與該陶瓷支座保持一間隙而不接觸地通過且配置。

在一些實施例中，在該等輻條其中一者上設置三螺釘，其中一第一螺釘係配置成穿過該錘頭形狀部的一第一側部，一第二螺釘係配置成穿過一輻條區域，且一第三螺釘係配置成穿過該錘頭形狀部的一第二側部，其中該第一側部、該第二側部、及該輻條區域界定該錘頭形狀部。

在一些實施例中，該第一螺釘連接至該外線圈的一內部部分，該第二螺釘連接至該外線圈的一中間部分，且該第三螺釘連接至該外線圈的一外部部分。

提供一種在電漿處理系統之中使用的元件。該元件包含一陶瓷支座，具有自一中央區域延伸至外周緣的複數輻條，且該等輻條每一者包括一錘頭形狀部，其將該陶瓷支座在背向輻條之軸的方向上徑向擴展。複數螺孔係配置成穿過該陶瓷支座，且該複數螺孔界定成使螺釘能夠連接至具 有一內線圈及一外線圈的一TCP線圈。該外線圈係配置在該等輻條每一者的該錘頭形狀部下方，且一徑向間隙係界定在該等錘頭形狀部各者之間。該徑向間隙界定圍繞該外線圈的一不連續環。

在一些實施例中，至少一對螺孔係彼此徑向偏移，且該對螺孔其中一者係配置在該錘頭形狀部之中。

在一些實施例中，亦包含複數螺釘，該複數螺釘定義成安裝通過該等螺孔，該等螺釘包含一無螺紋段及一螺紋段，該無螺紋段係建構成配置在該等螺孔之中，且該螺紋段係建構成以螺紋旋入該TCP線圈。

在一些實施例中，該複數輻條包含四條輻條，其中二輻條係沿著一支承軸加以對準且二輻條係沿著一端子軸加以對準。

在一些實施例中，亦包含：一第一端子支座，在沿著該端子軸對準的一輻條的一第一終端處連接至該陶瓷支座；及一第二端子支座，在沿著該端子軸對準的該輻條的一第二終端處連接至該陶瓷支座。

在一些實施例中，該第一端子支座和該第二端子支座分別連接至該TCP線圈的一第一端子主體和一第二端子主體，該第一和第二端子主體係藉由該第一和第二端子支座自該陶瓷支座架高。

在一些實施例中，亦包含一中心陶瓷支座，該中心陶瓷支座定義配置於存在時之該TCP線圈的該內線圈之上的一環路，該中心陶瓷支座定義一結構，該等輻條從該結構延伸出去而至該等錘頭形狀部。

在另一實施例中，提供一腔室。該腔室具有壁且界定用於處理電漿的一容積。該腔室具有配置在該腔室的頂板之中的一陶瓷窗。亦包含一陶瓷支座，具有自一中央區域延伸至外周緣的複數輻條，且該等輻條每一者包括一錘頭形狀部，其將該陶瓷支座在背向輻條之軸的方向上徑向擴展。亦包含複數螺孔，配置成穿過該陶瓷支座。該複數螺孔界定成使螺釘 能夠連接至具有一內線圈及一外線圈的一TCP線圈。該外線圈係配置在該等輻條每一者的該錘頭形狀部下方，且一徑向間隙係界定在該等錘頭形狀部各者之間。該徑向間隙界定圍繞該外線圈的一不連續環。複數螺釘係配置成穿過該等螺孔，以將該TCP線圈固接至該陶瓷支座，且該陶瓷支座將該TCP線圈配置在該陶瓷窗上方。

在一些實施例中，至少一對螺孔係彼此徑向偏移，且該對螺孔其中一者係配置在該錘頭形狀部之中。

在一些實施例中，該等螺釘包含一無螺紋段及一螺紋段，該無螺紋段係建構成配置在該等螺孔之中，且該螺紋段係建構成以螺紋旋入該TCP線圈。

102‧‧‧腔室

104‧‧‧夾頭

106‧‧‧介電(陶瓷)窗

120‧‧‧TCP線圈

122‧‧‧外線圈

123‧‧‧內線圈

124‧‧‧TCCT匹配電路

160‧‧‧偏壓RF產生器

162‧‧‧偏壓匹配件

200‧‧‧陶瓷支座

202a、202b‧‧‧端子

204a、204b‧‧‧端子

206a、206b‧‧‧端子

208a、208b‧‧‧端子

222‧‧‧螺釘

224‧‧‧螺釘

226‧‧‧螺釘對

230‧‧‧破裂

232‧‧‧損傷

250‧‧‧螺釘

252‧‧‧螺釘

254‧‧‧螺釘

256‧‧‧螺釘

300‧‧‧陶瓷支座

320‧‧‧螺釘

322‧‧‧螺釘

324‧‧‧螺釘

332‧‧‧螺釘

334‧‧‧螺釘

336‧‧‧螺釘

360‧‧‧端子軸

370‧‧‧支承軸

380‧‧‧通道

382‧‧‧通道

390‧‧‧端子支座

392‧‧‧延伸部

394‧‧‧途徑(通孔)

395‧‧‧螺釘

397‧‧‧螺紋部分

400‧‧‧陶瓷支座

402‧‧‧區域

408‧‧‧端子支座

420‧‧‧螺釘

421‧‧‧螺釘

422‧‧‧螺釘

423‧‧‧螺釘

424‧‧‧螺釘

426‧‧‧螺釘

428‧‧‧螺釘

參照以下說明以及隨附圖式，可最佳地理解本發明及其進一步的優點。

圖1描述根據本發明一個實施例之用於蝕刻操作的電漿處理系統。

圖2A描述配置在TCP線圈的內線圈及外線圈之上的陶瓷支座的一個實施例。

圖2B描述沿著TCP線圈的外線圈的螺孔構造的實例，及螺孔位置與對應螺釘之間的可能電弧作用。

圖2C和2D描述在螺釘之間的電弧作用所造成損傷的例子，該等螺釘係配置成穿過陶瓷支座，以將TCP線圈固持且支承於腔室的陶瓷窗之上。

圖3A描述根據本發明一個實施例之陶瓷支座與螺孔及螺釘配置的實例，該陶瓷支座具有在起始自一中央區域的輻條的外周緣中的一錘頭構 造，且該螺孔及螺釘配置成穿過該陶瓷支座以將該TCP線圈固接、固定、或固持至陶瓷支座。

圖3B描述根據本發明一實施例的沿著該陶瓷支座的一輻條的錘頭形狀部的一部份的例子，顯示在該錘頭形狀部的區域中所配置的螺釘之間的徑向偏移，且顯示該陶瓷支座的徑向擴展區域，其界定在輻條終端或外周緣處的錘頭形狀部。

圖3C描述根據本發明一實施例的陶瓷支座及錘頭形狀部的俯視圖、以及端子軸和支承軸，該陶瓷支座的輻條係沿著該端子軸和支承軸擴展。

圖3D描述根據本發明一實施例的範例，包含：用以支承或連接線圈至陶瓷支座的螺釘；以及安裝在該陶瓷支座孔之中之該螺釘的無螺紋區域或部分；以及連接至線圈之螺紋區域。

圖4A描述根據本發明的一個實施例之陶瓷支座及端子支座的另一範例，該陶瓷支座具有些微調整的構造，使外端子能夠經由細長通道延伸穿過該陶瓷支座，該等端子支座係設置在沿端子軸配置之輻條的外終端處。

圖4B描述圖4A實施例的俯視圖，顯示該錘頭形狀部係相對於一中心區域沿著外周緣加以配置，且提供該等錘頭形狀部之間的空間間隙以防止在外TCP線圈上的連續覆蓋。

圖5A和5B描述根據本發明一個實施例的一範例，其中陶瓷支座係安裝在用於處理半導體元件的一腔室之中，且該陶瓷支座將TCP線圈固持或支承於一介電窗上方，而不允許TCP線圈與介電窗直接接觸(即分隔開)。

揭露用於支援在變壓耦合電漿(TCP)供電腔室中所使用線圈的結構。該等線圈包含內線圈及外線圈。在一個實施例中，該等外線圈係以一陶瓷支承結構加以支承，該陶瓷支承結構包含終端呈錘頭狀的複數輻條。在該等輻條終端處的錘頭形狀部，提供螺釘位置以支承該等線圈。該等螺釘位置較佳是彼此位置間隔開，其中若無間距，則將存在電弧作用的可能性。此等間距使螺釘能夠在高電壓電位差存在而待間隔開之處連接至線圈。在一個實施例中，沿著陶瓷支座之錘頭部的間距係以徑向間距加以提供。

在另一實施例中，若干端子係自陶瓷支座架高，且該陶瓷支座係設有圍繞最外側端子的陶瓷切除部分(通道)。此架高的構造和切除部分協助降低最外側端子周圍的電場。更進一步的，提供實施例，其中使用平滑柄螺釘以將線圈安裝至錘頭陶瓷支座，此配置降低由此陶瓷部分的螺紋所造成的電場集中。

在以下說明中，描述許多特定細節，以提供本發明的完整理解。然而，熟習此技藝者明白，本發明可在沒有若干這些特定細節的情況下加以實施。另一方面，眾所周知的製程操作及實施細節不再詳細描述，以免不必要地混淆本發明。

圖1描述根據本發明一個實施例之用於蝕刻操作的電漿處理系統。該系統包含一腔室102，其包含一夾頭104、一介電窗106及一TCP線圈120(內與外)。夾頭104可為靜電夾頭，用於在基板存在時支承基板。

進一步顯示一偏壓RF產生器160，其可由一個以上產生器加以定義。若設置多個產生器，可使用不同的頻率以達到各種調諧特性。一偏壓匹配件162係連接於RF產生器160與界定夾頭104之組件的導電板之間。夾頭104亦包含靜電電極，用以允許晶圓的夾持和去夾持操作。一般而言，可 設置一濾波器和一DC箝位電源供應器。亦可設置用於將晶圓自夾頭104抬離的其他控制系統。雖未顯示，多個泵係連接至腔室102以能夠在操作性電漿處理期間進行真空控制以及自腔室移除氣體副產物。

介電窗106可由陶瓷類型材料形成。其他介電材料亦是可能的，只要能夠承受半導體蝕刻腔室的條件。典型上，腔室係運作在約攝氏50度與約攝氏120度之間的升高溫度。該溫度係取決於蝕刻製程操作及特定的配方。腔室102亦操作在介於約1毫托(mT)與約100毫托(mT)之間範圍的真空條件。雖未顯示，當設置在一無塵室或一製造設施之中時，腔室102通常與多個設備連接。此等設備包含管路系統，其提供處理氣體、真空、溫度控制、及環境微粒控制。

當安裝在目標製造設施時，此等設備係連接至腔室102。此外，腔室102可連接至一傳遞腔室，其使機器人能夠利用典型的自動作業將半導體晶圓搬運進/出腔室102。

TCCT匹配電路124能夠動態調整提供至內線圈及外線圈的功率。TCP線圈120係連接至TCCT匹配電路124，其包含與內線圈(IC)123、及外線圈(OC)122的連接部。在一個實施例中，TCCT匹配電路124係建構成調整TCP線圈，以相對於外線圈122提供較多的功率至內線圈123。在另一實施例中，TCCT匹配電路124係建構成調整TCP線圈，以相對於外線圈122提供較少的功率至內線圈123。在另一實施例中，提供至內線圈及外線圈的功率係用以提供功率的均勻分布及/或控制基板(即晶圓，當存在時)上徑向分布的離子密度。在又另一實施例中，在外線圈與內線圈之間的功率調整，將基於針對執行於置放在夾頭104上的半導體晶圓的蝕刻所定義的處理參數而加以調整。

圖2A描述一陶瓷支座200，用以在一TCP蝕刻腔室中支承內線圈123及外線圈122。如上所述，TCP線圈係建構成配置於介電窗106之上，且陶瓷支座200將TCP線圈固持於陶瓷窗106上方，而陶瓷窗106係位於腔室102之上。陶瓷支座200係建構成使用螺釘固接至線圈，該等螺釘係以舉例為目的顯示為222、224及其他者，包含用於支承內線圈123的螺釘組。在一個實施例中，TCP線圈係以銅製成，具有以木纖維(Xylon)(或其他合適塗層)塗佈的表面，並且該等螺釘係不銹鋼螺釘。在圖2A設計中的螺釘係從頭部至終端全螺紋的螺釘。TCP線圈係藉由端子202a、202b、204a、204b、206a、206b及208a、208b連接RF功率。

這些端子直接連接至TCP線圈上的選定位置，以將所欲的功率輸送至腔室，該腔室可能正在執行一製程操作。在此圖示中，陶瓷支座200使用螺釘以在輸送RF功率至線圈期間支承該等線圈。已觀察到此鏍釘的構造將造成支承TCP線圈之選定鄰近螺釘之間不可預期的電弧作用。舉例來說，螺釘對226已被觀察到造成損傷232(顯示於圖2C及2D)。

在圖2B的圖示中，顯示在圖2A中環繞的外線圈222的一切出部分。在此切出部分，顯示電弧作用發生在螺釘對226之間(電弧1)。吾人亦觀察到電弧作用發生在螺釘224及RF端子202a之間。所產生的電弧作用已加以研究，且吾人相信對於彼此鄰近配置的導電元件，當該等導電元件之間存在高電壓電位差且因而增加電場之時，電弧作用係最可能發生。一電弧事件將因而發生在於該等導電元件之間電場達到其空氣擊穿閾值之時。

如所顯示，導電TCP線圈(內線圈和外線圈每一者)盤旋/環繞不只一次。在任一特定位置，若存在多個TCP線圈段(即由於環繞)，例如在圖2B中顯示的位置，配置在TCP線圈的外部部分與內部部分之間的導電元件將具有較大的電壓電位差。因為提供至TCP線圈的電流係保持固定， 在任一特定位置處的電壓降將取決於TCP線圈的匝數。因此，雖然螺釘222與RF端子202a之間的間距小於RF端子202a與螺釘224之間的距離，在螺釘222與RF端子202a之間具有較低的電壓電位差。同樣地，螺釘對226係配置成徑向方向彼此分離，其中螺釘224與螺釘222係實質上徑向對準的。然而，因為螺釘222和螺釘224係連接至RF線圈122，且該線圈至少二匝出現在此位置，故螺釘對226之間的電壓電位差會較大。

參照圖2C及2D，損傷232明顯發生於陶瓷支座200的陶瓷材料上。損傷232係顯示為陶瓷材料的燒焦部分，其亦可造成碎裂、剝離、燃燒、或破裂230、或陶瓷支座200的完全毀壞。在一個實施例中，提供至陶瓷支座的RF功率係設計成上達2kW功率。然而，吾人已觀察到電弧作用確實且能夠發生在此操作功率位準。在一些實施例中，且基於所欲的處理操作，吾人已知曉需要上達3kW和4.5kW功率的較高功率位準。因此，當特定的螺釘對226持續發生電弧且可能在那些位置損傷陶瓷支座200，提供較高功率至RF線圈將陶瓷支座200暴露於額外的損傷。如所指出的，在圖2A中所使用的螺釘，其在線圈銅表面上方及此陶瓷部分之內係全螺紋的，將電場集中的效應增強。電場的增加造成集中，使電弧更易於發生。

在一個實施例中，圖3A描述具有錘頭構造的陶瓷支座300的例子。由於陶瓷支座300的各終端包含背向輻條延伸之實質對稱的延伸部，此構造稱為錘頭構造。此延伸部，當同時觀察一輻條時，呈現錘頭形狀，與雙髻鯊有些類似。陶瓷支座300包含四條輻條，其每一者自一中心區域延伸。該四輻條係沿著一端子軸360和一支承軸370加以配置。

複數端子202a、202b、204a、204b、206a、206b、及208a、208b係沿著端子軸360加以設置，且延伸通過陶瓷支座300以連接至內線圈123和外線圈122。顯示複數螺釘延伸穿過陶瓷支座300且連接至內線圈123和外 線圈122。將該等螺釘的配置加以設定，俾以在可能其間具有可能由於增加的電壓電位差所導致之增加電場差的鄰近螺釘之間提供間距。如上所述，在包含複數匝之線圈的外部部分與內部部分之間(任一特定位置)存在較大的電壓電位差。在一個實施例中，陶瓷支座的錘頭形狀部有助於增加螺釘對之間的間距。在另一實施例中，將例如端子202a及208b所使用的端子支座架高。

如以下進一步探討的，用以將TCP線圈固定於陶瓷支座300的螺釘包含平滑柄，以避免在陶瓷支座300的區域途徑之中具有螺紋，且僅在延伸進TCP線圈以提供支持的部分設有螺紋。具有無螺紋或光滑柄的優點，係此構造降低在陶瓷部分之內由螺釘螺紋所造成的電場集中。吾人相信此螺紋構造將降低在較高功率設定下電弧作用的可能性。

圖3A亦顯示與輻條的錘頭部分之位置相關聯的各種不同螺釘的配置。舉例來說，在圖3B中更詳細提供的以輪廓標示部分之中，顯示螺釘320、322、及324。螺釘320係加以配置且連接至外線圈122的內部部分。螺釘322係加以配置且連接至外線圈122的內部部分，且螺釘324係連接至外線圈122的外部部分。

應注意的是，錘頭構造係提供分隔螺釘324及322的能力。雖然螺釘322係連接至外線圈122的內部部分且外螺釘324係連接至外線圈122的外部部分(提供連接部之間較高電壓電位差的條件)，該等螺釘之間的徑向間距避免電弧作用條件的可能性。

舉例來說，因為螺釘324與322彼此徑向分離，在此二個螺釘之間電場較不可能增加。亦即是，二個螺釘之間的電場難以提供達到空氣擊穿閾值的狀況，因此避免在此位置的電弧作用。圖3亦顯示其他螺釘，例如螺釘250、252、254、256、及固定陶瓷支座300與內及外線圈的其他螺釘。參 照一相鄰的輻條，例如包含螺釘332、334、及336的輻條，錘頭形狀容許該等螺釘為交錯的，使得相鄰的螺釘不會配置成相鄰螺釘係暴露於較大電壓電位差的定向。

舉例來說，較大電壓電位差存在於內螺釘332與外螺釘336之間。然而，由於錘頭形狀使該等螺釘能夠彼此徑向分離，電弧作用的可能性降低。雖然中間螺釘334係設置成連接至外線圈122的中間部分，但在螺釘332與334之間以及螺釘336與334之間分別存在較小的電壓電位差。

圖3C描述內及外線圈和陶瓷支座300的俯視圖。圖3C描述該等輻條每一者如何與支持軸370或端子軸360相關聯。端子軸360被稱為「端子軸」，係由於該等端子係沿著那條特定的軸加以定向和對準。然而，支持軸370不包含與TCP線圈連接的端子。

對於圖3A中所顯示結構的輻條其中一者，圖3B描述陶瓷支座300的錘頭形狀部的細節圖。在此例子中，錘頭形狀容許螺釘322與324之間較大的間距，顯示為L1。藉由容許螺釘324徑向延伸至錘頭形狀部的外部部分，提供間距L1。徑向間距係在圖中描述為希臘子母Θ。在相同的結構中，螺釘320與螺釘322之間設有間距L3。此間距亦由錘頭形狀所提供，該錘頭形狀容許該等螺釘之間的一徑向間距，顯示為希臘字母Φ。

沒有錘頭形狀部，不可能延展特定螺釘之間的間距。吾人亦不希望將線圈上整個表面覆蓋實心圓形陶瓷支座。如果允許陶瓷支座300圍繞外線圈122完全連續，由外線圈122所產生的熱將損傷陶瓷支座300。因此，藉由對輻條每一者允許錘頭延伸以支持外線圈122，並在可能易受較高電場(大的電壓電位差)影響的螺釘之間提供間距，加以權衡。

圖3B亦顯示通道380及382的位置。設置通道380及382，用以使端子202a及202b能夠延伸通過陶瓷支座300。在一個實施例中，通道380及382 係設有該等端子之間的間隙。該間隙係一空間，使得該等端子和陶瓷支座300之間不會接觸。此外，該等端子和其支持結構係建構成避免與陶瓷支座接觸。在一實施方式中，設置端子支座390，其連接至一延伸部392。

延伸部392係建構成連接及支持端子202a。端子支座390及延伸部392共同運作，使得端子202a不接觸陶瓷支座300且端子202a保持與通道380的側壁分隔開。如圖3A所顯示，端子支座390係沿著端子軸360加以配置。在此實施例中，端子軸360與支持軸370係定向成彼此垂直。在其他實施例中，可能可設置另外的輻條，且錘頭的尺寸和形狀可加以削減以配合特定的實施例。

舉例來說，對於操作和處理與300mm晶圓相比較大晶圓(例如450mm晶圓及更大者)的腔室，可增加輻條的數目，且可調整錘頭的尺寸。對於大晶圓腔室可以在現有輻條之間加入額外的輻條，且可在那些額外輻條的終端處配置額外的錘頭。

圖3D描述用以將TCP線圈支承於陶瓷支座300之螺釘其中一者的例子。此例示螺釘係螺釘395。螺釘395係一不銹鋼螺釘，其中該螺釘的一部分係建構為平滑或無螺紋的。螺釘的那個部分係安裝或置放於在陶瓷支座300之中所界定的一途徑394之內。該途徑較佳是配製在陶瓷支座300之中無螺紋的一螺孔。陶瓷支座300在通孔394存在的區域中亦包含一柱特徵部，使得可維持線圈與陶瓷支座300頂部表面之間的間距。該柱因此作為一延伸部，且沿著陶瓷支座300和該柱的途徑較佳為平滑且無螺紋的，就像螺釘395在該相同位置中係無螺紋的。

在此圖示中，螺釘395包含一螺紋部分397。螺紋部分397係螺紋旋入其被設計支承之線圈的凹對應部(female friend)。如上所述，吾人相信 螺釘395與陶瓷支座300之間的平滑表面有助於消除在那些位置的電場集中。

舉例來說，與全螺紋螺釘相比，於螺釘395上在鄰近陶瓷支座300的位置/區域(即在孔渠道中)不設置螺紋，已顯示降低電場集中及降低損傷超過30%。此損傷的降低係附加在提供錘頭形狀部所達成的損傷降低之上，該錘頭形狀部允許沿著陶瓷支座周緣(即圍繞外線圈區域)的螺釘位置之間更大的徑向間距。總而言之，可顯著降低或實質消除與上達2kW及上達約4.5kW範圍之TCP線圈操作功率位準相關之損傷。測試已顯示，從前當操作於2kW時所造成的損傷，如今以目視檢查係不明顯，並且上達4.5kW亦顯示類似的有益功效。要注意到，可達到更高的功率位準，且4.5kW之例子係基於實驗測試僅供參考。

圖4A和4B描述根據本發明另一實施例的錘頭陶瓷支座400的例子。在此構造中，陶瓷支座400包含在區域402之中的一些微修改構造，區域402係端子202a及208b設計安裝穿過或延伸穿過的區域。端子202a及208b的主體係設計成穩定地連接至端子支座408。應注意到，在陶瓷支座400之中於區域402中些微較大的通道係加以設置，使得端子的主體可定位且滑動穿過錘頭形狀部的終端部分。

類似於在圖3A中螺釘的構造和定向，沿著陶瓷支座400的錘頭部分定向的螺釘，亦在較高功率組態下可能受到電弧作用的螺釘之間提供間距。錘頭形狀允許該等螺釘的徑向分離，該等螺釘可連接至可產生較高電壓差的線圈段的匝，且因此易受較高電場及所產生損傷的影響。錘頭形狀有益地允許該等螺釘之間的徑向間距，且避免與電弧相關的問題。如上所述，陶瓷支座的錘頭部分其中一者包含螺釘423、422、421、及420。

介於螺釘420與421之間的間距，係藉由沿著陶瓷支座400的錘頭形狀的徑向間距加以提供。螺釘420係連接至外線圈122的內部部分，且螺釘421係連接至外線圈122的外部部分。若該等螺釘較為徑向對準，此構造會造成電弧問題，但藉由沿著錘頭形狀的延伸部分提供徑向間距，將電弧作用加以避免。相同的益處亦關聯於螺釘424、426、及428。

圖5A描述一例子，其中陶瓷支座400係連接至圖5B所顯示腔室102的頂部。該頂部包含一陶瓷窗106，其接近或鄰近TCP線圈。在圖5B中所顯示的腔室102包含一夾頭104(即基板支座)，其係設計成接收一晶圓(未顯示)。在一個實施例中，且不限定於其他的製程組態，具有錘頭陶瓷支座的腔室102可用於製作磁阻式隨機存取記憶體(MRAM)元件的製造操作。在圖5A的例子中，錘頭陶瓷支座係與氣冷式法拉第屏蔽一起使用。

應理解的是，任何類型的蝕刻製程可利用具有上述實施例所揭露的陶瓷支座構造的一支持TCP線圈。如先前指出的，此處所述實施例可適用於在設計用於300mm晶圓的腔室之中的處理。應理解的是，腔室亦可建構用於其他尺寸，例如450mm晶圓。當較大的晶圓係處理於較大構造的腔室之中時，相關部件的尺寸可能增加。舉例來說，陶瓷支座300/400的直徑亦可增加。

可以設置額外的輻條，且可提供錘頭特徵部額外的半徑。舉例來說，在300mm構造中，設置一內線圈且設置一外線圈。吾人設想在較大的腔室中，例如處理450mm晶圓者，將設置三個線圈環(組)。因此，將有一內線圈、一中間線圈、及一外線圈。在一個實施例中，可能可對於內線圈以及外線圈設置錘頭形狀部，其中各自輻條提供對於那些特定區域的延伸部。在其他實施例中，亦可能沿著不只一軸配置端子。亦即是，取代僅具有沿著單一軸延伸穿過陶瓷主體的端子，連接至TCP線圈的端子可能可 沿著支持軸延伸。對於較大的腔室，取決於用於連接各種線圈的路線配置，可能端子可沿著多條輻條延伸。

在一個實施例中，在不具限定性的情況下，此處所述實施例提供的優點包含：陶瓷支座的錘頭形狀之特徵，其增加螺釘對之間的間距；端子係自陶瓷支座架高且設有圍繞最外側端子的陶瓷切除部分(通道)以降低最外側端子周圍的電場之特徵；及使用平滑柄螺釘以安裝線圈至錘頭陶瓷支座的特徵(其消除或降低由在陶瓷部分之中的螺釘螺紋所造成的電場集中)。

雖然本發明已就一些實施例加以說明，吾人明瞭熟習此技藝者，在研讀前述說明書且研習圖式之後將明白其各種變化、附加、置換、及均等者。因此，本發明應包含落入本發明精神和範圍之內的所有此等變化、附加、置換、及均等者。

Claims (20)

1. 一種使用錘頭變壓耦合電漿線圈支座之電漿處理系統，具有一基板支座，該電漿處理系統包含：一腔室，用於在一基板置放於該腔室的該基板支座上時電漿處理該基板，該腔室具有配置在該基板支座之上的一陶瓷窗；一變壓耦合電漿(TCP)線圈，由一內線圈和一外線圈加以界定，該TCP線圈配置在該陶瓷窗之上；一陶瓷支座，配置在該TCP線圈之上，該陶瓷支座包含自一中央區域延伸至外周緣的複數輻條，該等輻條每一者包括一錘頭形狀部，其將該陶瓷支座在背向輻條之軸的方向上徑向擴展；及複數螺釘，將TCP線圈連接至該陶瓷支座，其中連接至該外線圈的至少一對螺釘係彼此徑向偏移且該對螺釘其中一者係配置在該錘頭形狀部之中；其中該陶瓷支座，使用該複數螺釘，將該TCP線圈支承於該腔室的該陶瓷窗之上。
2. 如申請專利範圍第1項的使用錘頭變壓耦合電漿線圈支座之電漿處理系統，其中該陶瓷支座包含複數螺孔，用於容納該複數螺釘，該複數螺孔係無螺紋的；且其中該複數螺釘每一者包含一無螺紋段及一螺紋段，該無螺紋段係定義成安裝在該等無螺紋的螺孔中，且該螺紋段係定義成以螺紋旋入該TCP線圈的一螺紋部。
3. 如申請專利範圍第1項的使用錘頭變壓耦合電漿線圈支座之電漿處理系統，其中該複數輻條係沿著一支承軸及一端子軸加以對準。
4. 如申請專利範圍第3項的使用錘頭變壓耦合電漿線圈支座之電漿處理系統，更包含：一第一端子支座，在沿著該端子軸對準的一輻條的一第一終端處連接至該陶瓷支座；及一第二端子支座，在沿著該端子軸對準的該輻條的一第二終端處連接至該陶瓷支座。
5. 如申請專利範圍第4項的使用錘頭變壓耦合電漿線圈支座之電漿處理系統，其中該第一端子支座和該第二端子支座分別連接至一第一端子主體和一第二端子主體，該第一和第二端子主體係藉由該第一和第二端子支座自該陶瓷支座架高。
6. 如申請專利範圍第3項的使用錘頭變壓耦合電漿線圈支座之電漿處理系統，其中該陶瓷支座包含細長通道，於沿著該端子軸對準的輻條的相反外終端處位在TCP線圈端子下方。
7. 如申請專利範圍第1項的使用錘頭變壓耦合電漿線圈支座之電漿處理系統，其中徑向偏移係一角度，其自該陶瓷支座的一中心區域延伸且延伸至形成在該陶瓷支座的外周緣之中的螺孔。
8. 如申請專利範圍第3項的使用錘頭變壓耦合電漿線圈支座之電漿處理系統，更包含：複數通道，沿著該端子軸加以界定，該等通道的尺寸係建構成使連接至該TCP線圈的端子能夠與該陶瓷支座保持一間隙而不接觸地通過且配置。
9. 如申請專利範圍第1項的使用錘頭變壓耦合電漿線圈支座之電漿處理系統，其中在該等輻條其中一者上設置三螺釘，其中一第一螺釘係配置成 穿過該錘頭形狀部的一第一側部，一第二螺釘係配置成穿過一輻條區域，且一第三螺釘係配置成穿過該錘頭形狀部的一第二側部，其中該第一側部、該第二側部、及該輻條區域界定該錘頭形狀部。
10. 如申請專利範圍第9項的使用錘頭變壓耦合電漿線圈支座之電漿處理系統，其中該第一螺釘連接至該外線圈的一內部部分，該第二螺釘連接至該外線圈的一中間部分，且該第三螺釘連接至該外線圈的一外部部分。
11. 一種錘頭變壓耦合電漿線圈支座，使用在電漿處理系統之中，該錘頭變壓耦合電漿線圈支座包含：一陶瓷支座，具有自一中央區域延伸至外周緣的複數輻條，該等輻條每一者包括一錘頭形狀部，其將該陶瓷支座在背向輻條之軸的方向上徑向擴展；及複數螺孔，配置成穿過該陶瓷支座，該複數螺孔界定成使螺釘能夠連接至具有一內線圈及一外線圈的一TCP線圈，其中該外線圈係配置在該等輻條每一者的該錘頭形狀部下方，其中一徑向間隙係界定在該等錘頭形狀部各者之間，該徑向間隙界定圍繞該外線圈的一不連續環。
12. 如申請專利範圍第11項的錘頭變壓耦合電漿線圈支座，其中至少一對螺孔係彼此徑向偏移，且該對螺孔其中一者係配置在該錘頭形狀部之中。
13. 如申請專利範圍第11項的錘頭變壓耦合電漿線圈支座，更包含：複數螺釘，該複數螺釘定義成安裝通過該等螺孔，該等螺釘包含一無螺紋段及一螺紋段，該無螺紋段係建構成配置在該等螺孔之中，且該螺紋段係建構成以螺紋旋入該TCP線圈。
14. 如申請專利範圍第11項的錘頭變壓耦合電漿線圈支座，其中該複數輻條包含四條輻條，其中二輻條係沿著一支承軸加以對準且二輻條係沿著一端子軸加以對準。
15. 如申請專利範圍第14項的錘頭變壓耦合電漿線圈支座，更包含：一第一端子支座，在沿著該端子軸對準的一輻條的一第一終端處連接至該陶瓷支座；及一第二端子支座，在沿著該端子軸對準的該輻條的一第二終端處連接至該陶瓷支座。
16. 如申請專利範圍第15項的錘頭變壓耦合電漿線圈支座，其中該第一端子支座和該第二端子支座分別連接至該TCP線圈的一第一端子主體和一第二端子主體，該第一和第二端子主體係藉由該第一和第二端子支座自該陶瓷支座架高。
17. 如申請專利範圍第14項的錘頭變壓耦合電漿線圈支座，更包含一中心陶瓷支座，該中心陶瓷支座定義配置於存在時之該TCP線圈的該內線圈之上的一環路，該中心陶瓷支座定義一結構，該等輻條從該結構延伸出去而至該等錘頭形狀部。
18. 一種使用錘頭變壓耦合電漿線圈支座之電漿處理腔室，該電漿處理腔室包含：該電漿處理腔室具有壁且界定用於處理電漿的一容積，該電漿處理腔室具有配置在該電漿處理腔室的頂板之中的一陶瓷窗； 一陶瓷支座，具有自一中央區域延伸至外周緣的複數輻條，該等輻條每一者包括一錘頭形狀部，其將該陶瓷支座在背向輻條之軸的方向上徑向擴展；及複數螺孔，配置成穿過該陶瓷支座，該複數螺孔界定成使螺釘能夠連接至具有一內線圈及一外線圈的一TCP線圈，其中該外線圈係配置在該等輻條每一者的該錘頭形狀部下方，其中一徑向間隙係界定在該等錘頭形狀部各者之間，該徑向間隙界定圍繞該外線圈的一不連續環；及複數螺釘，配置成穿過該等螺孔，以將該TCP線圈固接至該陶瓷支座，該陶瓷支座將該TCP線圈配置在該陶瓷窗上方。
19. 如申請專利範圍第18項的使用錘頭變壓耦合電漿線圈支座之電漿處理腔室，其中至少一對螺孔係彼此徑向偏移，且該對螺孔其中一者係配置在該錘頭形狀部之中。
20. 如申請專利範圍第18項的使用錘頭變壓耦合電漿線圈支座之電漿處理腔室，其中該等螺釘包含一無螺紋段及一螺紋段，該無螺紋段係建構成配置在該等螺孔之中，且該螺紋段係建構成以螺紋旋入該TCP線圈。