專利名稱：設(shè)有夾頭及匹配箱的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造半導(dǎo)體器件的裝置，特別地涉及到一種支撐基底并控制溫度的夾頭。
半導(dǎo)體器件是一密閉反應(yīng)容器構(gòu)成的腔室內(nèi)，于一基板上依序進(jìn)行沉積及圖案化薄膜過程而形成的大規(guī)模集成電路(LSI)。腔室內(nèi)設(shè)置有一夾頭以固定基板，通常夾頭可分為兩類一類為真空夾頭，利用其中央的真空區(qū)域來(lái)固定基板；另一類為靜電夾頭，利用基板與施加直流電所產(chǎn)生的靜電場(chǎng)間的交互作用來(lái)固定基板。
于半導(dǎo)體工業(yè)中，因基板擴(kuò)大且半導(dǎo)體器件的圖案精細(xì)化，故開始發(fā)展使用等離子體的方法。以誘導(dǎo)耦合等離子體(Induced CoupledPlasma)法為例，借由使用射頻電壓，可于一包含氣態(tài)材料的腔室感應(yīng)產(chǎn)生一時(shí)變(Time-varying)電場(chǎng)，再借由該時(shí)變電場(chǎng)產(chǎn)生的等離子體對(duì)基板進(jìn)行處理。一射頻電極設(shè)于腔室內(nèi)并控制等離子的碰撞能。因基板的溫度控制會(huì)影響所制造出的器件的特性，例如均勻度、臨界尺寸、輪廓及重復(fù)性。一溫控單元包含于腔室內(nèi)以精確控制溫度。此外，可設(shè)置一直流電極于腔室內(nèi)，以利用靜電夾頭固定基板。


圖1為顯示一公知的半導(dǎo)體器件的夾頭的立體示意圖。如圖1所示，夾頭30包含本體30a及支撐物30b。呈板狀的夾頭本體30a，水平置于一載有基板的腔室(未圖示顯示)，管狀的夾頭支撐物30b用以支撐本體30a且貫穿腔室。此外，夾頭本體30a上可設(shè)置射頻電極、溫控單元及直流電極。夾頭本體30a水平結(jié)合夾頭支撐物30b的一端，夾頭支撐物30b的另一端置于腔室外部并覆蓋有一板狀基蓋30c，以避免腔室外的雜質(zhì)或氣態(tài)材料注入腔室。
借由一例如馬達(dá)的外部驅(qū)動(dòng)器件M，夾頭30可貫穿腔室上下地移動(dòng)。設(shè)置于夾頭本體30a的射頻電極、直流電極及溫控單元，分別連接至其外部的驅(qū)動(dòng)器件。因此，連接射頻電極、直流電極及溫控單元的多個(gè)大量端子32由基蓋30c的外表面伸出。多個(gè)大量端子32可依不同用途形成于夾頭支撐物30b的外表面。夾頭本體30a上連接射頻電極的一端子，其連接至外部射頻功率供應(yīng)器76而成為一射頻輸入端子32a。通常會(huì)將一用以調(diào)整射頻電壓的阻抗匹配單元，介設(shè)于射頻輸入端子32a與射頻功率供應(yīng)器76之間。阻抗匹配單元設(shè)于立方形的匹配箱74中，且夾頭30的射頻輸入端子32a經(jīng)由導(dǎo)線78電連接至匹配箱74。
然而，該公知的夾頭30于使用上具有如下缺點(diǎn)。因夾頭30及匹配箱74彼此分隔配置，而夾頭30及匹配箱74間的連接可靠度低；再者，就功率傳輸而言，匹配箱74至射頻輸入端子32a的傳輸路徑過長(zhǎng)，導(dǎo)致射頻功率的損失無(wú)可避免。當(dāng)匹配箱74固定于夾頭30外而與其分開配置，因例如馬達(dá)的外部驅(qū)動(dòng)器件M使夾頭30貫穿腔室上下移動(dòng)，如此夾頭30及匹配箱74間的連接可靠度更會(huì)降低。再者，連接夾頭30的射頻輸入端子32a及匹配箱74的導(dǎo)線78，若能更短則傳輸效率會(huì)較好，然而，導(dǎo)線過短則會(huì)妨礙夾頭30貫穿腔室的上下移動(dòng)，故因?qū)Ь€仍需維持一特定長(zhǎng)度致使射頻功率的損失無(wú)可避免。
為了完成本發(fā)明的發(fā)明目的，本發(fā)明特別涉及一種制造半導(dǎo)體器件的裝置，其包含一腔室；一射頻功率供應(yīng)源，供應(yīng)射頻功率至該腔室；一匹配箱，包含一調(diào)整該射頻功率的阻抗的匹配單元；及一夾頭，貫穿該腔室的表面，且包含將該匹配箱固定至該夾頭的固定器件。
腔室界定出一密閉反應(yīng)區(qū)域，且匹配箱系呈立方形。夾頭更包含連接至匹配單元內(nèi)的一射頻電極，且具有位于腔室內(nèi)的一端部及腔室外的另一端部。固定器件形成于夾頭的另一端部，且匹配箱更包含一射頻供應(yīng)端子其電連接至匹配箱且朝夾頭方向伸出。
固定器件包含一連接部，固定于該夾頭并由該夾頭處水平伸出；一射頻輸入端子，電連接至該夾頭的該射頻電極，且由該連接部伸出；一框架，形成于該連接部上，且固定有該匹配箱；及一連接器，電連接該射頻供應(yīng)端子及該射頻輸入端子。射頻供應(yīng)端子及射頻輸入端子系呈針狀，連接部系呈板狀且框架系呈矩形。
金屬塊構(gòu)成的連接器包含一第一表面，包含對(duì)應(yīng)該射頻供應(yīng)端子的一第一開口部，且面向該匹配箱；及一第二表面，包含對(duì)應(yīng)該射頻輸入端子的一第二開口部，且面向該連接部。連接器系由銅材料構(gòu)成且呈L型。
本發(fā)明的制造半導(dǎo)體器件的裝置，還可以包含圍繞金屬塊除第一及二表面外的區(qū)域的一第一罩蓋，及圍繞第一罩蓋的一第二罩蓋。第一罩蓋及第二罩蓋分別由絕緣材料及鋁材料所構(gòu)成，絕緣材料優(yōu)選采用]特氟綸。
上述的概括說明及如下的詳細(xì)說明，可進(jìn)一步理解本發(fā)明。
圖2為本發(fā)明的一實(shí)施例，顯示一包含夾頭及匹配箱的裝置的一立體分解圖。
圖3為顯示本發(fā)明的實(shí)施例其連接器的立體示意圖。
圖4為本發(fā)明的一實(shí)施例，顯示一連接器的立體分解圖。本文組件符號(hào)說明如下30 夾頭30a 夾頭本體30b 夾頭支撐物30c 基蓋32 端子32a 射頻輸入端子74 匹配箱76 射頻功率供應(yīng)器78 導(dǎo)線130 夾頭130a夾頭本體130b夾頭支撐物130c基蓋132 端子174 匹配箱174a射頻供應(yīng)端子176 射頻功率供應(yīng)器200 固定器件201 連接部202 射頻輸入端子204 框架250 連接器250a、250b 連接件251a第一表面251b第二表面252a、252b 開口部260a第一絕緣構(gòu)件260b第二絕緣構(gòu)件270a第一鋁構(gòu)件270b第二鋁構(gòu)件M 驅(qū)動(dòng)器件圖2為本發(fā)明的一實(shí)施例，顯示一包含夾頭及匹配箱的裝置的一立體分解圖。
本發(fā)明的夾頭，具有可將匹配箱固定于其上的一固定裝置。本發(fā)明適用于設(shè)置在界定出一密閉反應(yīng)區(qū)域，且以等離子體方式處理基板的腔室上的各種夾頭。于基板處理過程中，該夾頭支撐基板并可調(diào)整基板溫度。
如圖2所示，夾頭130包含一夾頭本體130a及夾頭支撐物130b。呈板狀的夾頭本體130a，水平置于一腔室(未圖示出)的密閉反應(yīng)區(qū)域。管狀的夾頭支撐物130b用以支撐本體130a且貫穿腔室的表面。夾頭支撐物130b具有位于腔室內(nèi)的一端部及腔室外的另一端部。夾頭本體130a及基蓋130c，分別與夾頭支撐物130b的兩個(gè)端部結(jié)合。此外，控制腔室產(chǎn)生的電漿離子的碰撞能的一射頻電極、一溫控單元及支承基板的一直流(DC)電極可設(shè)置于夾頭本體130a上。夾頭本體130a水平結(jié)合夾頭支撐物130b的一端。各個(gè)電極連接由基蓋130c伸出的各個(gè)端子13。多個(gè)端子132，各個(gè)連接至提供各個(gè)端子所需要素的外部器件。多個(gè)端子132可形成于夾頭支撐物130b的另一端部而成為另一多個(gè)端子132間，一連接射頻電極的射頻輸入端子202，形成于將匹配箱174固定于夾頭130的一固定器件上，射頻功率經(jīng)由射頻輸入端子202施加在腔室上。一射頻功率供應(yīng)器176，經(jīng)由匹配箱174連接至射頻輸入端子202，匹配箱174具有至少一匹配電路。至少一匹配電路最佳化并傳輸射頻功率供應(yīng)器176的射頻功率至射頻電極，舉例而言可為由立方形匹配箱174所保護(hù)的一阻抗匹配電路。一連接至匹配電路的針狀射頻供應(yīng)端子174a，形成于匹配箱174的外表面。
射頻供應(yīng)端子174a由匹配箱174的外表面伸出，并提供夾頭130與該至少一匹配電路相匹配的射頻功率。匹配箱174借由固定器件200固定于夾頭130的另一端部。固定器件200包含一連接部201、射頻輸入端子202、框架204及連接器250。連接部201固定于夾頭130的另一端部并于該處水平伸出，而針狀的射頻輸入端子202電連接至夾頭本體130a的射頻電極，且由連接部201的背面伸出?？蚣?04形成于連接部201的背面，且匹配箱174固定于框架204上。連接器250電連接射頻供應(yīng)端子174a及射頻輸入端子202。
固定裝置200的連接部201系呈板狀而框架204系呈矩形。連接部201由夾頭本體130a外表面與其實(shí)質(zhì)垂直伸出，且框架204與連接部201的背面結(jié)合，而框架204的尺寸與匹配箱174相符。此外，針狀的射頻輸入端子202，由框架204與夾頭支撐物130b間的連接部201的背面伸出，且射頻輸入端子202電連接至夾頭本體130a的射頻電極。
圖3為顯示本發(fā)明的一實(shí)施例其連接器的立體示意圖。如圖3所示，連接器250為包含第一表面251a及第二表面251b的金屬塊，第一表面251a包含第一開口部252a，其對(duì)應(yīng)射頻供應(yīng)端子174a(如圖2所示)且面向匹配箱174的一側(cè)面(如圖2所示)。第二表面251b包含第二開口部252b，其對(duì)應(yīng)射頻輸入端子202(如圖2所示)且面向連接部201的背面(如圖2所示)。作為連接器250的L形金屬塊，連接匹配箱174的射頻供應(yīng)端子174a及連接部201的射頻輸入端子202(如圖2所示)。射頻供應(yīng)端子174a，插入連接器250其面向匹配箱174側(cè)面的第一表面251a的開口部252a；射頻輸入端子202，插入連接器250其面向連接部201背面的第二表面25 1b的開口部252b。因射頻供應(yīng)端子174a與射頻輸入端子202分別插入第一開口部252a及第二開口部252b，射頻供應(yīng)端子174a與射頻輸入端子202可經(jīng)由連接器250彼此電連接。因此，連接器250須由銅之類的導(dǎo)電材料構(gòu)成。
圖4為依本發(fā)明的一實(shí)施例，顯示一連接器的立體分解圖。如圖4所示，連接器250可借由切開第一及第二開口部252a及252b的第一及第二連接件250a及250b構(gòu)成，以獲得較佳的接合。第一及第二連接件250a及250b相互結(jié)合以構(gòu)成連接器250。再者，可于連接器外表面依序覆蓋一絕緣材料及鋁材，覆蓋連接器外表面使其絕緣的絕緣材料優(yōu)選為特氟綸(Teflon)。因通過連接器250的功率為具有高頻的射頻功率，故將鋁材覆蓋于絕緣材料上，以有效地減少射頻功率損失。絕緣材料及鋁材可覆蓋除第一表面251a及第二表面251b外的區(qū)域。如圖4所示，絕緣材料及鋁材依序與連接器250的外表面結(jié)合，第一絕緣構(gòu)件260a覆蓋第一連接件250a的外表面，且第一鋁構(gòu)件270a覆蓋第一絕緣構(gòu)件260a的外表面。同樣地，第二絕緣構(gòu)件260b覆蓋第二連接件250b的外表面，且第二鋁構(gòu)件270b覆蓋第二絕緣構(gòu)件260b的外表面。第一及第二連接件250a及250b構(gòu)成連接器250，且第一及第二絕緣構(gòu)件260a及260b構(gòu)成連接器250外表面的絕緣罩蓋，而第一及第二鋁構(gòu)件270a及270b構(gòu)成絕緣罩蓋外表面的鋁罩蓋。
因此，因匹配箱的固定裝置形成于夾頭上，故可縮短射頻功率的傳輸路徑而獲得較高的射頻功率傳輸效率。再者，固定裝置于夾頭支撐物上構(gòu)成，因此不會(huì)妨礙到夾頭的上下運(yùn)動(dòng)，該匹配箱連接夾頭而與其一起作上下運(yùn)動(dòng)，故匹配箱及連接端子間的連接可靠度較高。又，由匹配箱伸出的射頻供應(yīng)端子及由固定裝置伸出的射頻輸入端子，經(jīng)由連接器彼此電連接，使射頻功率的傳輸更有效率。連接器由銅之類的導(dǎo)電材料構(gòu)成，且于連接器外表面依序覆蓋一絕緣材料及鋁材，因此，可改善半導(dǎo)體器件的步驟。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)能理解，對(duì)本發(fā)明制造及應(yīng)用上所作的不同修改及變化，皆不脫離本發(fā)明的精神及范圍。因此，本發(fā)明的范圍涵蓋專利要求的范圍之內(nèi)及其等同物所有可能的修改及變化。
權(quán)利要求
1.一種制造半導(dǎo)體器件的裝置，其特征在于包含一腔室；一射頻(RF)功率供應(yīng)源，供應(yīng)射頻功率至該腔室；一匹配箱，包含一調(diào)整該射頻功率的阻抗的匹配單元；及一夾頭，貫穿該腔室的表面，且包含將該匹配箱固定至該夾頭的一固定裝置。
2.如權(quán)利要求1的制造半導(dǎo)體器件的裝置，其特征在于該腔室界定出一密閉反應(yīng)區(qū)域。
3.如權(quán)利要求1的制造半導(dǎo)體器件的裝置，其特征在于該匹配箱呈立方形。
4.如權(quán)利要求1的制造半導(dǎo)體器件的裝置，其特征在于該夾頭更包含連接至該匹配單元內(nèi)的一射頻電極。
5.如權(quán)利要求4的制造半導(dǎo)體器件的裝置，其特征在于該夾頭具有位于該腔室內(nèi)的一端部及該腔室外的另一端部。
6.如權(quán)利要求5的制造半導(dǎo)體器件的裝置，其特征在于該固定器件形成于該夾頭的該另一端部。
7.如權(quán)利要求6的制造半導(dǎo)體器件的裝置，其特征在于該匹配箱更包含一射頻供應(yīng)端子，該射頻供應(yīng)端子電連接至該匹配箱且朝該夾頭方向伸出。
8.如權(quán)利要求7的制造半導(dǎo)體器件的裝置，其特征在于該固定器件包含一連接部，固定于該夾頭并由該夾頭處水平伸出；一射頻輸入端子，電連接至該射頻電極，且由該連接部伸出；一框架，形成于該連接部上并固定該匹配箱；及一連接器，電連接該射頻供應(yīng)端子及該射頻輸入端子。
9.如權(quán)利要求8的制造半導(dǎo)體器件的裝置，其特征在于該射頻供應(yīng)端子及該射頻輸入端子系呈針狀，該連接部呈板狀且該框架系呈矩形。
10.如權(quán)利要求8的制造半導(dǎo)體器件的裝置，其特征在于由金屬塊構(gòu)成的該連接器包含一第一表面，包含對(duì)應(yīng)該射頻供應(yīng)端子的一第一開口部，且面向該匹配箱；及一第二表面，包含對(duì)應(yīng)該射頻輸入端子的一第二開口部，且面向該連接部。
11.如權(quán)利要求10的制造半導(dǎo)體器件的裝置，其特征在于該連接器由銅材料構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求10的制造半導(dǎo)體器件的裝置，其特征在于該連接器呈L型。
13.如權(quán)利要求10的制造半導(dǎo)體器件的裝置，其特征在于還包含圍繞該金屬塊除該第一及該二表面外的區(qū)域的一第一罩蓋，及圍繞該第一罩蓋的一第二罩蓋。
14.如權(quán)利要求13的制造半導(dǎo)體器件的裝置，其特征在于該第一罩蓋及該第二罩蓋分別由絕緣材料及鋁材料所構(gòu)成。
15.如權(quán)利要求14的制造半導(dǎo)體器件的裝置，其特征在于該絕緣材料為特氟綸。
全文摘要
一種制造半導(dǎo)體器件的裝置，包含一腔室、一供應(yīng)射頻功率至腔室的射頻(RF)功率供應(yīng)源、一包含調(diào)整射頻功率的阻抗的匹配單元的匹配箱及一夾頭。該夾頭貫穿腔室的表面，且具有將匹配箱固定至夾頭的固定器件。
文檔編號(hào)H01J37/32GK1437218SQ0310197
公開日2003年8月20日 申請(qǐng)日期2003年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月5日
發(fā)明者全昌燁 申請(qǐng)人:周星工程股份有限公司