[发明专利]高功率射频螺旋线圈滤波器

说明书

各种实施方式包含一种用于过滤基于等离子体的处理设备中的射频的装置。在各种实施方式中，RF滤波器装置包含以间隔开的布置彼此电耦合并基本平行的多个基本平面的螺旋滤波器。在一个实施方式中，基于接连螺旋的布置，平面螺旋滤波器中的每一个作为内部到内部的电连接或外部到外部的电连接被耦合到平面螺旋滤波器中的一个相邻螺旋滤波器，以便增加总电感值。公开了其他方法、装置、设备和系统。

优先权要求

本申请要求于2018年3月22日提交的美国临时专利申请序列号15/933,213的优先权的权益，该美国临时专利申请要求于2017年12月29日提交的美国临时专利申请序列号62/612,015的优先权的权益，所述美国临时专利申请中的每一个通过引用整体并入本文。

技术领域

本文公开的主题涉及用于在等离子体处理系统中阻挡高功率射频(RF)信号的线圈。

背景技术

传统上，用于低RF频率的线圈采用铁磁芯以减小电感器线圈的长度和体积。但是，本领域普通技术人员认识到，铁磁材料具有频率依赖性的电、磁和热特性。此外，除非结合严格的工程指导准则，否则使用这些铁磁芯设计的线圈已显示出较差的性能可重复性。这些严格的准则增加了线圈生产的成本。此外，如果需要，定制加工的铁磁结构进一步提高了生产成本。作为具有铁磁芯的线圈的替代方案，可以使用具有较大空芯的线圈。但是，空芯线圈通常比基于铁磁芯的等效线圈大得多。因此，空芯线圈传统上只能在空间限制不成问题的情况下使用。

下一代蚀刻工具以及其他处理工具的要求，在与当代蚀刻工具几乎相同的形状因数(form factor)内要求额外的性能特征。因此，传统的空芯线圈由于其增大的物理尺寸而通常不能被证明是合理的。因此，将需要一种也适用于高功率应用的用于RF频率线圈的紧凑解决方案。提供本节中描述的信息是为了向技术人员提供以下公开主题的上下文，并且不应将其视为公认的现有技术。

附图说明

图1示出了基于等离子体的处理室的简化示例，其可以包括具有静电卡盘(ESC)的衬底支撑组件；

图2示出了三维(3D)表示的示例，其示出了图1的基于等离子体的处理系统的几个部件。1；

图3示出了根据所公开的主题的各个实施方式的四个堆叠的螺旋RF滤波器的3D表示的示例；

图4示出了滤波器模型的示例剖面3D表示，其示出了堆叠的螺旋RF滤波器和传统螺线管RF滤波器的使用，该堆叠的螺旋RF滤波器根据图3的示例；以及

图5示出了根据图4的滤波器模型的双频RF滤波器的作为归一化频率的函数的归一化幅度阻抗响应图的示例。

具体实施方式

现在将参考如各个附图中所示的一些一般和特定实施方式来详细描述所公开的主题。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便提供对所公开的主题的透彻理解。然而，对于本领域的技术人员将显而易见的是，可以在没有一些或所有这些具体细节的情况下实践所公开的主题。在其他情况下，公知的处理步骤或结构未进行详细描述，以免使所公开的主题模糊不清。

本文所包含的公开主题描述了一种高功率(例如，约500W至约50kW)感应线圈，其用作RF阻挡滤波器(在本文中替代地称为RF滤波器)。RF滤波器在目标频率下向源侧呈现高阻抗。因此，从负载侧的观点来看，RF滤波器是良好的衰减器。通常，为了在目标频率下实现这些目标，可以使用直径较大的电感器或匝数较多的电感器。为了保持相对紧凑的尺寸，本文描述的RF滤波器包括一个或多个堆叠的，基本上平面的线圈。在实施方式中，RF滤波器主要用于阻挡RF进入AC电路，该AC电路向在处理期间搬运各种衬底类型的静电卡盘(ESC)的加热器供电。如本领域技术人员所理解的，ESC加热器提供了重要的控制以维持过程的温度分布，这最终导致衬底上更好的均匀性和蚀刻速率。