TWI700968B - 射頻線圈可調式之電漿反應腔體結構 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種射頻線圈可調式之電漿反應腔體結構，其包括：一上支撐件；複數個夾持螺栓，可連續性滑動的結合上夾持部；一下支撐件；複數個連續性滑動夾持件，具有下夾持部及長條狀穿孔；以及一射頻線圈，夾設於上夾持部及下夾持部之間，且形成一環繞結構。藉由本發明之實施，可以快速的完成射頻線圈之調校並達到腔體內電漿場均勻分布之目標。

Description

射頻線圈可調式之電漿反應腔體結構

本發明為一種射頻線圈可調式之電漿反應腔體結構，特別為一種應用蝕刻機之射頻線圈可調式之電漿反應腔體結構。

電漿已廣泛應用於各種領域，如在半導體積體電路製造方面，舉凡不同材料薄膜的成長及電路的蝕刻，皆普遍由電漿技術達成。在電漿技術中電漿源則是系統的關鍵。目前產生電漿的方法以使用的功率源而言有直流放電(DC discharge)，低頻及中頻放電(數KHz到數MHz) ，射頻放電(13.6MHz)，及微波放電(2.45GHz)。

如第1A圖及第1B圖所示，以半導體製程而言，射頻放電被採用的最多，因此經常使用射頻線圈以達成射頻放電，但在使用前，所有的機台都必須經過射頻線圈的調校。習知射頻線圈係使用固定且單一卡槽的下卡件P10，配合由上方頂壓的上壓件P20，依照單格式固定底座的方式，限制射頻線圈50位置，其為一種固定式的設計並無調整機制，此外，使用此種夾持方式，射頻線圈上方易造成變形，也因此造成無法構成圓形的電極形狀，也間接影響電漿分佈與穩定性。

本發明為一種射頻線圈可調式之電漿反應腔體結構，其主要係要解決射頻線圈只依單格式固定，因為是固定式設計並無調整機制，且射頻線圈上方容易變形，造成無法構成圓形射頻線圈之形狀，進而影響電漿分佈與穩定性等問題。

本發明提供一種射頻線圈可調式之電漿反應腔體結構，其包括：一上支撐件；複數個夾持螺栓，其可調整升降高度的結合於上支撐件，又每一夾持螺栓係可連續性滑動的結合一上夾持部；一下支撐件，相對應的形成於上支撐件之下方側；複數個連續性滑動夾持件，每一連續性滑動夾持件具有一下夾持部及一長條狀穿孔，又藉由一鎖固件貫穿長條狀穿孔後，鎖固於下支撐件；以及一射頻線圈，夾設於該些上夾持部及該些下夾持部之間，且形成一環繞結構。

本發明又提供一種射頻線圈可調式之電漿反應腔體結構，其包括：一上支撐件；複數個第一多卡槽螺栓，其係可調整升降高度的結合於上支撐件，又每一第一多卡槽螺栓下方具有一第一多卡槽件；一下支撐件，相對應的形成於上支撐件之下方側；複數第二多卡槽件，鎖固於下支撐件；以及一射頻線圈，夾設於該些第一多卡槽件及該些第二多卡槽件之間，且形成一環繞結構。

本發明又提供一種射頻線圈可調式之電漿反應腔體結構，其包括：一上支撐件；複數個垂直調整模組，每一垂直調整模組包括：一第一馬達，結合於上支撐件且第一馬達具有一第一輸出軸；及一升降桿，結合於一第一輸出軸之一側且隨第一輸出軸之旋轉而上、下移位；複數個水平調整模組，每一水平調整模組包括：一第二馬達，結合於一升降桿上；及一C型夾，結合於一第二馬達之一第二輸出軸上且隨第二輸出軸之旋轉而進行水平移位；以及一射頻線圈，其夾設於該些C型夾間，且形成一環繞結構。

藉由本發明之實施，至少可以達成下列之進步功效： 一、   可連續性的調整使射頻線圈能快速的完成調校。 二、   可階段式的調整使射頻線圈能快速的完成調校。 三、   可以使圓形射頻線圈輕易的完成微調，並能滿足調整出距離圓心些微不同距離之需求。 四、   可以達到腔體內電漿場均勻分布之目標。

為了使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易的理解本發明相關之目的及優點，因此將在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點。

如第2A圖至第2E圖所示，第一實施例為一種射頻線圈可調式之電漿反應腔體結構100，其包括：一上支撐件10；複數個夾持螺栓20；一下支撐件30；複數個連續性滑動夾持件40；以及一射頻線圈50。

上支撐件10，其為電漿反應腔體結構之結構支撐構件。

如第2C圖所示，複數個夾持螺栓20，其可調整升降高度的結合於上支撐件10，又為了能更精準、彈性、方便及有效的對射頻線圈50進行調校，每一夾持螺栓20係可連續性滑動的結合一上夾持部210。

本實施例中所稱之連續性，係指不受一階一階的距離限制，可以是任何距離的移動，例如：0.5公分、0.01公分、0.003公分、0.N公分…等，完全沒有距離階層限制的進行移動。

上述之夾持螺栓20，可以包括一升降螺桿220及一結合套筒230。升降螺桿220係可調整升降高度的結合於上支撐件10，又結合套筒230係藉由一內螺牙的螺旋部231與升降螺桿220結合。藉由旋轉升降螺桿220，即可達到調整上夾持部210之高低，進而改變對射頻線圈50夾持時的緊迫程度。

結合套筒230，可以進一步藉由一定位螺栓232，對結合套筒230加以固定，其固定方式，係將定位螺栓232貫穿結合套筒230後，直接鎖固於升降螺桿220上。

為了使上夾持部210達成連續性滑動，夾持螺栓20底部，可以設有一引導塊211，且引導塊211可以任意的旋轉，例如夾持螺栓20的結合套筒230內，設有可任意旋轉之一懸空螺絲212，又懸空螺絲212底部結合有一引導塊211，此時，引導塊211也可以任意旋轉。又上夾持部210可設有一滑槽213，藉由將引導塊211嵌入滑槽213，可以使上夾持部210連續性滑動的與引導塊211相結合。

由於上夾持部210主要是用以夾持射頻線圈50，又因為射頻線圈50為一板狀結構，因此上夾持部210可以設計成具有一板狀夾槽214，藉此可以更穩固的對射頻線圈50進行夾持。

下支撐件30，其同樣的是作為電漿反應腔體結構之結構支撐構件，又下支撐件30是相對應的形成於上支撐件10之下方側。

如第2D圖及第2E圖所示，複數個連續性滑動夾持件40，每一連續性滑動夾持件40具有一下夾持部410及一長條狀穿孔420。下夾持部410同樣是用以夾持射頻線圈50，因此下夾持部410同樣可以設計成具有一板狀夾槽214，藉此也可以更穩固的對射頻線圈50進行夾持。

有關長條狀穿孔420，其主要是要讓下夾持部410達到連續性滑動調整的功效，使用時， 可以藉由螺絲/鎖固件60貫穿長條狀穿孔420並在其內部進行連續性移動，當到達調校定位後，再以螺絲/鎖固件60將下夾持部410鎖固於下支撐件30。

為了使螺絲60能更穩固的對連續性滑動夾持件40進行鎖固，下夾持部410可以進一步具有一長條狀溝槽430，長條狀溝槽430並沒有貫穿連續性滑動夾持件40，長條狀溝槽430係由長條狀穿孔420向外延伸形成，並形成有一螺帽接觸面440。

為了避免射頻電弧( RF Arcing)的產生，上夾持部210或下夾持部410，可以為一聚醚醚酮(PEEK)樹脂之絕緣體。

射頻線圈50，主要用以提供形成電漿的功率，因此將射頻線圈50夾設於該些上夾持部210及該些下夾持部410之間，且形成一環繞結構，如此可以形成一電場。

為了更有的調校，上夾持部210與下夾持部410係以一對一相對應的方式設置，也就是說，上夾持部210與下夾持部410係位於同一垂直線的上、下關係位置，並同時對射頻線圈50進行夾持。

調校時，先將射頻線圈50約略夾持於該些上夾持部210及該些下夾持部410之間，接著可以移動或微調每一連續性滑動夾持件40；當連續性滑動夾持件40被移動時，將帶動射頻線圈50移動，又射頻線圈50移動時，上夾持部210在滑槽213及引導塊211的作用下，也會同步的跟著射頻線圈50進行連續性滑動。

當所有調校完成後，接著將每一連續性滑動夾持件40進行鎖固，然後又可調整升降螺桿220，使上夾持部210對射頻線圈50進行緊迫；藉此可以大幅節省機台的調校作業及時間。

如第3A圖至第3D圖所示，第二實施例為一種射頻線圈可調式之電漿反應腔體結構200，其包括：一上支撐件10；複數個第一多卡槽螺栓21；一下支撐件30；複數第二多卡槽件41；以及一射頻線圈50。

上支撐件10，其為電漿反應腔體結構之結構支撐構件。

如第3C圖及第3D圖所示，第一多卡槽螺栓21，其係可調整升降高度的結合於上支撐件10，又每一第一多卡槽螺栓21下方具有一第一多卡槽件215。又第一多卡槽件215，係由多數個平行板所形成之多卡槽，每一卡槽都可以用以卡夾射頻線圈50。

上述之第一多卡槽螺栓21係包括一升降螺桿220及一結合套筒230，升降螺桿220係可調整升降高度的結合於上支撐件10，又結合套筒230係藉由一內螺牙的螺旋部231與升降螺桿220結合。藉由旋轉升降螺桿220，即可達到調整第一多卡槽件215之高低，進而改變對射頻線圈50夾持時的緊迫程度。

結合套筒230，可以進一步藉由一定位螺栓232，對結合套筒230加以固定，其固定方式，係將定位螺栓232貫穿結合套筒230後，直接鎖固於升降螺桿220上。

為了使第一多卡槽件215保持一定的旋轉彈性，可於結合套筒230內設有可任意旋轉之一懸空螺絲212，又懸空螺絲212底部與第一多卡槽件215相結合。此時，第一多卡槽件215也將隨之可任意旋轉。

下支撐件30，其同樣的是作為電漿反應腔體結構之結構支撐構件，又下支撐件30是相對應的形成於上支撐件10之下方側相對應的形成於上支撐件10之下方側。

如第3C圖所示，複數第二多卡槽件41，其係鎖固於下支撐件30。第二多卡槽件41同樣是由多數的平行板所形成之多卡槽，又每一卡槽也都可以用以卡夾射頻線圈50。

為了避免射頻電弧的產生，第一多卡槽件215或第二多卡槽件41，可以為一聚醚醚酮樹脂之絕緣體。

射頻線圈50，主要用以提供形成電漿的功率，因此將射頻線圈50夾設於該些第一多卡槽件215及該些第二多卡槽件41之間，且形成一環繞結構，如此可以形成一電場。

為了更有的調校，第一多卡槽件215與第二多卡槽件41係以一對一相對應的方式設置，也就是說，第一多卡槽件215與第二多卡槽件41係位於同一垂直線的上、下關係位置，並同時對射頻線圈50進行夾持。

調校時，可將射頻線圈50選擇性的設置一卡槽內，然後藉由旋轉升降螺桿220，達到調整第一多卡槽件215之高低，進而改變對射頻線圈50夾持時的緊迫程度。

如第4圖至第4B圖所示，第三實施例為一種射頻線圈可調式之電漿反應腔體結構300，其包括：一上支撐件10；複數個垂直調整模組310；複數個水平調整模組320；以及一射頻線圈50。

上支撐件10，其同樣的是作為電漿反應腔體結構300之結構支撐構件。

複數個垂直調整模組310，每一垂直調整模組310包括：一第一馬達311；及一升降桿312。第一馬達311結合於上支撐件10且具有一第一輸出軸313，藉由一第一馬達311之驅動，使第一輸出軸313進行旋轉；又升降桿312係結合於一第一輸出軸313之一側，並且隨著第一輸出軸313之旋轉而進行上、下移位。

複數個水平調整模組320，每一水平調整模組320包括：一第二馬達321；及一C型夾322。第二馬達321係結合於一升降桿312上，因此第二馬達321將隨著升降桿312而進行上、下位移；又一C型夾322，結合於一第二馬達321之一第二輸出軸323上，當第二輸出軸323旋轉時，將帶動C型夾322進行水平移位。

為了有效的夾持射頻線圈50，因此可以在每一C型夾322之上、下側，分別各自具有一板狀夾槽214，又將射頻線圈50係夾設於該些板狀夾槽214內時，將可穩固的對射頻線圈50進行夾持。又為了避免射頻電弧的產生，C型夾322或板狀夾槽214可以為一聚醚醚酮樹脂之絕緣體。

射頻線圈50，同樣是用以提供形成電漿的功率，射頻線圈50夾設於該些C型夾322間，且形成一環繞結構。當垂直調整模組310及水平調整模組320作動時，射頻線圈50即可進行上、下或水平之位移，進而達成快速調校之目的。

如第5圖所示，為了能達成自動化或者遠端中央控制的目的，每一第一馬達311及/或每一第二馬達321係與一控制模組330進行訊號連接，並可藉由控制模組330控制第一馬達311及/或每一第二馬達321所驅動之位移量；此外，控制模組330又可進一步設有一網路單元331，藉由網路單元331可以與遠端連線，並接收遠端之調校控制訊號。

惟上述各實施例係用以說明本發明之特點，其目的在使熟習該技術者能瞭解本發明之內容並據以實施，而非限定本創作之專利範圍，故凡其他未脫離本發明所揭示之精神而完成之等效修飾或修改，仍應包含在以下所述之申請專利範圍中。

P10............... 下卡件 P20............... 上壓件 100................ 射頻線圈可調式之電漿反應腔體結構第一實施例 200................ 射頻線圈可調式之電漿反應腔體結構第二實施例 300................ 射頻線圈可調式之電漿反應腔體結構第三實施例 10................. 上支撐件 20................. 夾持螺栓 21................. 第一多卡槽螺栓 210................ 上夾持部 211................ 引導塊 212................ 懸空螺絲 213................ 滑槽 214................ 板狀夾槽 215................ 第一多卡槽件 220................ 升降螺桿 230................ 結合套筒 231................ 螺旋部 232................ 定位螺栓 30................. 下支撐件 310................ 垂直調整模組 311................ 第一馬達 312................ 升降桿 313................ 第一輸出軸 320................ 水平調整模組 321................ 第二馬達 322................ C型夾 323................ 第二輸出軸 330................ 控制模組 331................ 網路單元 40................. 連續性滑動夾持件 41................. 第二多卡槽件 410................ 下夾持部 420................ 長條狀穿孔 430................ 長條狀溝槽 440................ 螺帽接觸面 50................. 射頻線圈 60................. 螺絲/鎖固件

[第1A圖]為習知射頻線圈及其固定結構示意圖； [第1B圖]為第1A圖之局部放大圖； [第2A圖]為本發明之一種射頻線圈可調式之電漿反應腔體結構第一實施例圖； [第2B圖] 為第2A圖之局部放大圖； [第2C圖]為第一實施例之夾持螺栓實施例圖； [第2D圖]為第一實施例之連續性滑動夾持件實施例圖； [第2E圖]為第2D圖之剖視實施例圖； [第3A圖]為本發明之一種射頻線圈可調式之電漿反應腔體結構第二實施例圖； [第3B圖]為第二實施例之射頻線圈夾持方式實施例圖； [第3C圖]為第3B圖之局部放大圖； [第3D圖]為第一實施例之多卡槽螺栓實施例圖。 [第4圖]為本發明之一種射頻線圈可調式之電漿反應腔體結構第三實施例圖； [第4A圖]為第4圖第一調整狀態之局部放大圖； [第4B圖] 為第4圖第二調整狀態之局部放大圖；以及 [第5圖]為一種射頻線圈可調式之電漿反應腔體結構控制系統實施例圖。

100................ 射頻線圈可調式之電漿反應腔體結構第一實施例 10................. 上支撐件 20................. 夾持螺栓 210................ 上夾持部 30................. 下支撐件 40................. 連續性滑動夾持件 410................ 下夾持部 420................ 長條狀穿孔 50................. 射頻線圈 60................. 螺絲/鎖固件

Claims (18)

1. 一種射頻線圈可調式之電漿反應腔體結構，其包括： 一上支撐件； 複數個夾持螺栓，其可調整升降高度的結合於該上支撐件，又每一該夾持螺栓係可連續性滑動的結合一上夾持部； 一下支撐件，相對應的形成於該上支撐件之下方側； 複數個連續性滑動夾持件，每一該連續性滑動夾持件具有一下夾持部及一長條狀穿孔，又藉由一鎖固件貫穿該長條狀穿孔後，鎖固於該下支撐件；以及 一射頻線圈，夾設於該些上夾持部及該些下夾持部之間，且形成一環繞結構。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電漿反應腔體結構，其中每一該夾持螺栓係包括一升降螺桿及一結合套筒，該結合套筒係藉由一螺旋部與該升降螺桿結合。
3. 如申請專利範圍第2項所述之電漿反應腔體結構，其中該結合套筒內設有一懸空螺絲，又該懸空螺絲底部結合有一引導塊，又該上夾持部藉由一滑槽，可連續性滑動的與該引導塊相結合。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電漿反應腔體結構，其中該上夾持部或該下夾持部為一聚醚醚酮樹脂之絕緣體。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電漿反應腔體結構，其中該上夾持部具有一板狀夾槽。
6. 如申請專利範圍第1項所述之電漿反應腔體結構，其中該下夾持部為一板狀夾槽。
7. 如申請專利範圍第1項所述之電漿反應腔體結構，其中該上夾持部與該下夾持部係以一對一相對應的方式設置。
8. 如申請專利範圍第1項所述之電漿反應腔體結構，其中該下夾持部具有一長條狀溝槽，其係由該長條狀穿孔向外延伸形成。
9. 一種射頻線圈可調式之電漿反應腔體結構，其包括： 一上支撐件； 複數個第一多卡槽螺栓，其係可調整升降高度的結合於該上支撐件，又每一該第一多卡槽螺栓下方具有一第一多卡槽件； 一下支撐件，相對應的形成於該上支撐件之下方側； 複數第二多卡槽件，鎖固於該下支撐件；以及 一射頻線圈，夾設於該些第一多卡槽件及該些第二多卡槽件之間，且形成一環繞結構。
10. 如申請專利範圍第9項所述之電漿反應腔體結構，其中每一該第一多卡槽螺栓係包括一升降螺桿及一結合套筒，該結合套筒係藉由一螺旋部與該升降螺桿結合。
11. 如申請專利範圍第10項所述之電漿反應腔體結構，其中該第一多卡槽件或該第二多卡槽件為一聚醚醚酮樹脂之絕緣體。
12. 如申請專利範圍第10項所述之電漿反應腔體結構，其中該結合套筒內設有一懸空螺絲，又該懸空螺絲底部與該第一多卡槽件相結合。
13. 如申請專利範圍第9項所述之電漿反應腔體結構，其中該第一多卡槽件與該第二多卡槽件係以一對一相對應的方式設置。
14. 一種射頻線圈可調式之電漿反應腔體結構，其包括： 一上支撐件； 複數個垂直調整模組，每一該垂直調整模組包括： 一第一馬達，結合於該上支撐件且該第一馬達具有一第一輸出軸；及 一升降桿，結合於一該第一輸出軸之一側且隨該第一輸出軸之旋轉而上、下移位； 複數個水平調整模組，每一該水平調整模組包括： 一第二馬達，結合於一該升降桿上；及 一C型夾，結合於一該第二馬達之一第二輸出軸上且隨該第二輸出軸之旋轉而進行水平移位；以及 一射頻線圈，其夾設於該些C型夾間，且形成一環繞結構。
15. 如申請專利範圍第14項所述之電漿反應腔體結構，其中該些C型夾為一聚醚醚酮樹脂之絕緣體。
16. 如申請專利範圍第14項所述之電漿反應腔體結構，其中每一該C型夾之上、下側，各具有一板狀夾槽，又該射頻線圈係夾設於該些板狀夾槽內。
17. 如申請專利範圍第14項所述之電漿反應腔體結構，其進一步包括一控制模組，又每一該第一馬達及/或每一該第二馬達係與該控制模組訊號連接。
18. 如申請專利範圍第17項所述之電漿反應腔體結構，其中該控制模組進一步包括一網路單元。

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