[发明专利]射频（RF）功率滤波器及含射频功率滤波器的等离子体处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及射频（RF）功率滤波器。尤其是，本发明涉及用于等离子体处理系统的射频功率滤波器。

背景技术

等离子体处理系统，诸如电容耦合等离子体（CCP）系统、电感耦合等离子体（ICP）系统、以及变压器耦合等离子体（TCP）系统，应用于晶片制造设备的各种工业。举例来说，上述各种工业可包括半导体制造业、磁性读/写存储、光学系统、以及微电子机械系统（MEMS）工业。

等离子体处理系统可以在等离子体处理室中生成并维持（sustain）等离子体以执行在晶片上的蚀刻和/或沉积操作，这样的话，设备的特征就可以形成在晶片上。等离子体处理系统包括在一个或多个等离子体处理过程中用于支撑晶片的静电卡盘（ESC）。对温度敏感的等离子体处理过程来说，具有逐区的温度可调能力的静电卡盘是关键的。为了将由ESC传送以及由等离子体处理室泄露的射频功率所引起的电磁兼容性失败、干扰问题以及功率损耗问题最小化，可以将射频功率滤波器应用在等离子体处理系统中。

图1A显示了图解等离子体处理系统100中的多个组件的示意图。等离子体处理系统100可以包括在对晶片进行等离子体处理过程中支撑晶片（本领域公知的且未在图中显示）的静电卡盘108。此外，静电卡盘108还可以作为下电极；静电卡盘108可接收通过射频馈源120供应的射频功率以生成和/或维持在静电卡盘108和上电极（本领域公知的且未在图中显示）之间的等离子体，以便执行等离子体处理。

静电卡盘108可以是可调节的静电卡盘(TESC)，其能够进行两个区域的可调温度控制。可通过将两个电加热元件（本领域公知且未显示在图中）内嵌到静电卡盘108顶部的陶瓷定位盘下来实现静电卡盘108的温度调节能力，两个区域中的每一个设置一个电加热元件。

可通过交流电流来为两个电加热元件提供功率，该交流电流由AC功率源（本领域公知的且未显示在图中）经由AC连接器138、射频功率滤波器102，电缆104以及终端110a,110b,110c和110d来提供。终端110a，110b，110c和110d中的两个可以与两个加热元件中的第一加热元件相耦接从而为第一加热元件提供功率，终端110a，110b，110c和110d中的另外两个可以与两个加热元件中的第二加热元件相耦接从而为第二加热元件提供功率。上述加热元件的温度可由具有零交叉技术的开关方式（a bang-bangfashion）控制。

射频功率滤波器102传送AC功率从而为电加热元件提供功率。射频功率滤波器102同时也最小化或阻挡RF功率从ESC108传送到等离子体处理室主体106之外的其他组件，从而最小化上面提到的电磁兼容性失败问题、干扰问题以及功率损耗问题。

虽然如此，现有的射频功率滤波器的设计也可能产生与等离子体处理系统中的处理均匀性以及性能一致性相关的问题，将参考图1B中的例子讨论。

图1B显示了图解用于等离子体处理系统（如图1A的示例中所图解的等离子体处理系统100）中的示例的现有技术射频功率滤波器102的示意图。如图1B中示例所示，射频功率滤波器102可包括外壳150。射频功率滤波器102也包括配置在外壳150内部的核心构件158。RF功率滤波器102还可以包括由导线166a、导线166b、导线166c和导线166d分别缠绕并且沿着核心构件158的一部分缠绕而形成的电感器组156（其包括4个电感器）。导线166a-166d可通过电缆104（如图1A中所示的示例）与终端110a-110d（如图1A所示示例）连接从而为电加热器提供AC功率。电感器组156（分别由导线166a、166b、166c和166d形成）与接地电容器组154（其包括四个电容器）相连从而形成调谐电路（或谐振电路），进而过滤掉或阻挡从ESC108（如图1A所示的示例）例如通过电缆104（如图1A所示的示例）和导线166a-166d传送来的在60MHz操作频率的RF功率。