TWI816792B - 靜電卡盤ｒｆ濾波箱及其電耦接的方法 - Google Patents

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傑瑞米 耶柔米 普爾
戴米恩 馬丁 斯列文
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Abstract

本發明係關於使一靜電卡盤RF濾波箱與一基座升降機電耦接的設備與方法。該RF濾波箱具有一接觸塊以及位於該RF濾波箱之一外配接表面上的至少一對正特徵部。該接觸塊包含自對正電連接器，以及該對正特徵部係設置成將自對正電連接器與該基座升降機之架上的對應電連接器對正，以在該接觸塊被安裝至該基座升降機的該架上時，使該等自對正電連接器與該基座升降機之該架上的該等對應電連接器自動配接。

Description

靜電卡盤RF濾波箱及其電耦接的方法
本揭露內容係關於用於半導體處理的方法與設備。更具體而言，本揭露內容係關於用以從其他信號中過濾RF信號的靜電卡盤濾波箱及安裝架。
用以處理基板(例如半導體晶圓)的半導體處理系統一般包含用以在半導體處理期間固定晶圓的基板支座，例如卡盤。一種卡盤為靜電卡盤(ESC，electrostatic chuck)，其包含具有電極的平台，為了將晶圓固定至平台，以電壓對該等電極施加偏壓而在晶圓與平台之間產生靜電力。一般而言，DC信號係用以控制電壓電源，該等電壓電源係用於控制ESC的箝制與去箝制(de-clamping)功能。
射頻(RF，radio frequency)濾波箱為一機電組件，其係從其他信號(例如靈敏的DC信號(來自ESC箝制電壓)與AC信號(來自ESC加熱器))中過濾RF信號。一般來說，RF濾波箱係與ESC基座升降機電耦接，並且使用手動連接器來個別地產生每一個電連接。必須先將RF濾波箱安裝至基座升降機。接著，可移除RF濾波箱上的面板以獲得這些手動電連接的通路。以手動方式產生這些電連接乃需要連接導線的操作且可能係困難的，並且可能並非總是一致。對於濾 波電路的性能，導線的一致配置乃係關鍵。因此，存在對於ESC RF濾波箱的需求，該RF濾波箱係提供可靠且一致的方式來產生自動的電連接與機械連接。
依照一實施例，提供一種靜電卡盤RF濾波箱，其係安裝在一基座升降機的一架上以產生複數電連接。該RF濾波箱包含至少一接觸塊以及至少一對正特徵部。該接觸塊包含位於該RF濾波箱之一配接表面上的複數自對正(self-aligning)電連接器。該配接表面為該RF濾波箱的一外表面。該對正特徵部係位於該RF濾波箱的該配接表面上，並且設置成將該等自對正電連接器與基座升降機之架上的對應電連接器對正，以在該接觸塊被安裝至該基座升降機的該架時，使該等自對正電連接器與該基座升降機之該架上的該等對應電連接器自動配接。
依照另一實施例，提供一種用以使靜電卡盤RF濾波箱與基座升降機電耦接的方法。提供一靜電卡盤RF濾波箱。該濾波箱包含至少一接觸塊以及至少一對正特徵部。該接觸塊包含位於該RF濾波箱之一外配接表面上的複數自對正電連接器，以及該對正特徵部係位於該RF濾波箱的該外配接表面上。該對正特徵部係設置成將該等自對正電連接器與基座升降機之架上的對應電連接器對正，以在該接觸塊被安裝至該基座升降機的該架時，使該等自對正電連接器與該基座升降機之該架上的該等對應電連接器自動配接。之後藉由使用該至少一對正特徵部來接合該基座升降機之安裝架上的一對應對正特徵部，以使該RF濾波箱的該外配接表面係抵靠著該基座升降機之該安裝架的一配接表面來進行定位。然後將該RF濾波箱固定至該基座升降機的該安裝架，以使該RF濾波箱與 該基座升降機電耦接，於此處，當該RF濾波箱被安裝至該基座升降機時，該RF濾波箱上的該複數電連接器與該基座升降機之該架上的該等對應電連接器自動配接。
100:RF濾波箱
110:外殼
112:安裝架
120:外殼蓋
130:ESC/高頻濾波器風扇組件
140:低頻濾波器風扇組件
150:風扇感測組件
160:AC連接器
162:ESC DC印刷電路板組件
164:低頻RF PCBA
166:高頻RF PCBA
168:RF連接器
169:DC連接器
170:自對正AC連接器
171:自對正電連接器
172:自對正RF連接器
173:接觸塊
174:鍵槽孔
175:彈簧線
176:銷
177A:尼龍支架
177B:尼龍墊片
177C:尼龍帽螺釘
178:架安裝孔
600:安裝架
601:電連接器
602:安裝板
604:鍵槽插件
606:孔
608:架安裝孔
610:基座升降機
673A:前部分
673B:後部分
900:方法
910:步驟
920:步驟
930:步驟
在隨附圖式的圖中係經由範例而非經由限制之方式來說明本揭露內容，於其中，同樣的參考符號係指相似的元件，並且於其中：圖1係依照一實施例之RF濾波箱之前側的立體圖。
圖2係圖1所示之RF濾波箱的分解圖。
圖3係圖1與2所示之RF濾波箱之後側的立體圖。
圖4係圖1-3所示之RF濾波箱之底側的立體圖。
圖5A係位在RF濾波箱之安裝架中之接觸塊與電插座之一實施例的詳細視圖。
圖5B係圖5A所示之其中一電插座與對應銷的詳細視圖。
圖6係依照一實施例之在基座升降機上的安裝架之配接側的立體圖。
圖7A係依照一實施例之用於RF信號之接觸塊與電插座及銷的詳細分解圖。
圖7B係圖7A所示之用於RF信號之接觸塊與電插座及銷的詳細立體圖。
圖8A係依照一實施例之用於AC信號之接觸塊與電插座及銷的詳細分解圖。
圖8B係圖8A所示之用於AC信號之接觸塊與電插座及銷的詳細立體圖。
圖9係依照一實施例之用以使靜電卡盤RF濾波箱與基座升降機電耦接之方法的流程圖。
現在，本發明將參考如隨附圖式所述之其若干較佳實施例來進行詳細說明。在以下說明中，為了提供本發明之徹底理解而提出許多具體細節。然而，熟習本項技術者將明白，本發明可在不具有其中若干或所有這些具體細節的情況下被加以實施。在其他情況下，為了不對本發明造成非必要的混淆，已不詳述為人所熟知的處理步驟及/或結構。
參考圖1-9，說明RF濾波箱100的實施例。RF濾波箱100為一機電組件，其係安裝在ESC之基座升降機610的架上以產生電連接。依照若干實施例，基座升降機610可進行移動。RF濾波箱100係從其他信號(例如靈敏的DC信號(來自ESC箝制電壓)與AC信號(來自ESC之加熱器))中過濾RF信號。如在此更詳細地說明，依照一實施例，RF濾波箱100的機械部分係使用插座，該等插座被裝配到客製化(custom)接觸塊內。這些插座之後與設置在基座升降機組件之安裝架上的銷配接，以產生RF、AC、以及DC信號的自動電連接。如以下更詳細地討論，RF濾波箱100上的對正銷可用以幫助構成該配接並且使該配接變得可靠。準確且可重複的電連接配置係確保RF、AC、以及DC信號的完整性與可靠性。
圖1-4顯示RF濾波箱100的一實施例，該RF濾波箱係設置成安裝至ESC基座升降機安裝架(圖6)。如圖1-4所示，RF濾波箱100具有外殼110，於其內 儲藏導線與其他構件。如圖1-2所示，在前側，以外殼蓋120關閉外殼110。如圖3所示，濾波箱安裝架112係位在RF濾波箱100的後側。此安裝架112允許RF濾波箱100被安裝至基座升降機610的安裝架600(圖6)。RF濾波箱100的外表面包含外殼110、外殼蓋120、以及安裝架112。在所述實施例中，RF濾波箱100亦包含數個風扇組件，其包含ESC/高頻(HF，high frequency)濾波器風扇組件130、低頻(LF，low frequency)濾波器風扇組件140、以及風扇感測組件150。
如圖1-4所示，AC連接器160係設置在RF濾波箱上，以接收來自加熱器線路的AC信號。圖2係RF濾波箱100的分解圖並且顯示RF濾波箱100內的構件，其包含ESC DC印刷電路板組件(PCBA，printed circuitboard assembly)162、用於低頻輸入的低頻RF PCBA 164、以及用於高頻輸入的高頻RF PCBA 166。圖4顯示具有AC連接器160、RF連接器168、以及DC連接器169之RF濾波箱100的底視圖。
為了使RF濾波箱100與基座升降機610電連接，位在RF濾波箱100之後側(配接表面)上的安裝架112係設置成與基座升降機610上的安裝架600(圖6)對正並且安裝於其上。如圖3所示，幫助對正的特徵部係設置在安裝架112的配接表面上。這些對正特徵部包含用於AC加熱器線路的自對正AC連接器170、用於RF輸入的自對正RF連接器172、安裝鍵槽孔174、安裝對正銷176、以及架安裝孔178。
在所述實施例中，鍵槽插件604係設置成插入到RF濾波箱100之安裝架112上的鍵槽孔174內並且與該鍵槽孔卡在一起。在本實施例中，如圖6所示，亦在基座升降機610的安裝架600中設置孔606，以接納RF濾波箱100之安裝架112上的對應對正銷176。在其他實施例中，安裝架112的配接表面可僅具有一 個對正特徵部，其可為對正銷、孔、鍵槽插件、以及鍵槽孔之其中一者。吾人將理解任何適當的對正特徵部可用來對正兩安裝架112、600。依照其他實施例，安裝架112的配接表面可具有任何數量的此種對正特徵部。對正特徵部可以任何組合方式加以設置，一般而言，一配接表面(安裝架112)上的銷或突部係設置成與另一配接表面(安裝架600)上的對應凹槽或孔配接。這些對正特徵部可為從簡單之圓或圓柱形狀到較複雜之形狀的任何形狀，例如鍵槽孔或類似物。
吾人將理解此種對正特徵部係設置成有助於將安裝架112上的自對正電連接器171與基座升降機610之安裝架600上的對應電連接器601對正，以在安裝架112、600被對正並且其配接表面被推在一起時，使自對正電連接器171與基座升降機610之安裝架600上的對應電連接器601自動配接。這些對正特徵部盡可能自動地並且可重複地在RF濾波箱100與ESC基座升降機610之間產生電連接與機械連接。該等對正特徵部允許電耦接而不需要連接導線的手動操作。對於濾波電路的性能，連接導線的一致配置乃係關鍵。
鍵槽孔174係設置成接納基座升降機安裝架600上的對應鍵槽插件604並且與其卡在一起。同樣地，RF濾波箱100之安裝架112上的銷176係設置成插入到基座升降機610之安裝架600中的對應孔606內。除了這些對正特徵部以外，安裝架112亦設有自對正AC連接器170與自對正RF連接器172。
自對正AC連接器170與自對正RF連接器172之每一者包含接觸塊173，該接觸塊具有安裝於其內的電連接器171。在所述實施例中，電連接器171為安裝在接觸塊173內的插座，並且當RF濾波箱100被安裝至可移動的基座升降機組件時允許自動電連接至基座升降機安裝架600上的銷601。吾人將理解，在 其他實施例中，安裝架上的電連接器171可為銷，而基座升降機安裝架600上的電連接器601可為電插座。
每一個電插座171係設置成接納基座升降機安裝架600上的對應銷601，以在RF濾波箱100與ESC基座升降機610之間產生電連接。合適的推挽式插座銷(push-pull socket-pin)連接器可自ODU USA,Inc.(Camarillo,California)購得。圖5A與5B為此種推挽式插座銷連接器的詳細視圖。圖5A顯示裝配在接觸塊173內的多個電插座171。如圖5B所示，插座171具有彈簧線175，當銷601被插入到插座171內時，該彈簧線係作為用於與銷601接觸之插座171之內表面的襯裡。
安裝架112上的接觸塊173係由絕緣材料所形成。依照一實施例，接觸塊173係由Ultem 1000(UL94 V0)所形成，其係由SABIC(Saudi Basic Industries Corporation)所製造的一種非晶質熱塑性聚醚醯亞胺(PEI，polyetherimide)樹脂。Ultem 1000具有高介電強度與熱阻抗。吾人將理解，絕緣接觸塊173具有電壓隔離的電特性，以及接觸塊173可設計成允許靠近的銷對銷對正並且同時提供用於電隔離的分隔。
在所述實施例中，自對正AC連接器170與自對正RF連接器172允許RF濾波箱100與基座升降機組件之間的3個RF信號及4個AC信號的自動電連接。吾人將理解，在其他實施例中，可存在不同數量的RF與AC信號。
如圖6所示，基座升降機610上的安裝架600係設置成與RF濾波箱100的安裝架112(配接表面)配接。可使用螺釘(未顯示)將RF濾波箱100的安裝架112固定至基座升降機610上的安裝架600，該等螺釘係穿過RF濾波箱100之安裝架112的架安裝孔178與基座升降機安裝架600的對應架安裝孔608。
在所述實施例中，基座升降機安裝架600上的接觸塊673及電銷601被定位，以在兩安裝架112、600被對正時，與RF濾波箱100之安裝架112上的對應接觸塊173及插座171配接。如以上所討論，安裝架上的對正特徵部係有助於對正，以及電插座171係設置成當安裝架112、600在對正後被推在一起時，與對應銷601自動電耦接。
在本實施例中，安裝架600亦設有卡扣式(snap-in)介電安裝板602，其用以將電連接與接地平面及金屬壁隔離。如圖6所示，接觸塊673係安裝在安裝板602中。依照一實施例，安裝板602係由Ultem所形成，以及尼龍(nylon)扣件將安裝板602固定至安裝架600。
圖7A與7B係用於RF信號之接觸塊與電插座及銷之一實施例的詳細視圖，而圖8A與8B係用於AC信號之接觸塊與電插座及銷之一實施例的詳細視圖。圖7B與8B顯示位於配接位置的接觸塊與電連接器。如圖7A-8B所示，在本實施例中，電插座171係安裝在接觸塊173中。
同樣地，銷601係安裝在接觸塊673中。在本實施例中，接觸塊673包含兩部件673A、673B，以允許銷601即使在安裝之後仍可被更換。亦即，將接觸塊673的後部分安裝在基座升降機610的安裝塊600上，並且將銷601插入到後部分673B內。接著，在銷601被適當定位之後，將前部分673A附接至後部分673B。因此，若銷601需要被更換的話，可在不從基座升降機安裝塊600移除整個組件的情況下移除前部分673A。
藉由例如尼龍之絕緣材料所形成的扣件，將接觸塊173、673扣接至安裝架112、600。如圖7A-8B所示，藉由包含尼龍支架(standoff)177A、尼龍墊片177B、以及尼龍帽螺釘(cap screw)177C的複數扣件，將接觸塊173、673扣接 至安裝塊112、600。吾人將理解，接觸塊173、673的自對正允許若干浮動以產生配接側的位差。稍大的孔與支架177A允許接觸塊173、673浮動。
圖9係用以使靜電卡盤RF濾波箱與基座升降機電耦接之方法900的流程圖。在步驟910中，提供ESC RF濾波箱。RF濾波箱包含至少一接觸塊以及在RF濾波箱之外配接表面上的至少一對正特徵部。接觸塊包含在RF濾波箱之外配接表面上的複數自對正電連接器，且至少一對正特徵部係設置成將自對正電連接器與基座升降機之架上的對應電連接器對正，以在接觸塊被安裝至基座升降機的架時，使自對正電連接器與基座升降機之架上的對應電連接器自動配接。在步驟920中，藉由使用至少一對正特徵部來接合基座升降機之安裝架上的對應對正特徵部，以使RF濾波箱的外配接表面係抵靠著基座升降機之安裝架的配接表面來進行定位。在步驟930中，將RF濾波箱固定至基座升降機的安裝架，以使RF濾波箱與基座升降機電耦接，於此處，當RF濾波箱被固定至基座升降機的安裝架時，RF濾波箱上的複數電連接器與基座升降機之架上的對應電連接器自動配接。
100:RF濾波箱
110:外殼
120:外殼蓋
130:ESC/高頻濾波器風扇組件
140:低頻濾波器風扇組件
150:風扇感測組件
160:AC連接器

Claims (27)

  1. 一種靜電卡盤RF濾波箱，安裝在一基座升降機的一架上以產生複數電連接，該靜電卡盤RF濾波箱包含：至少一接觸塊，包含位於該靜電卡盤RF濾波箱之一配接表面上的複數自對正電連接器，其中該配接表面為該靜電卡盤RF濾波箱的一外表面；以及至少一對正特徵部，位於該靜電卡盤RF濾波箱的該配接表面上，其中該至少一對正特徵部係設置成將該等自對正電連接器與該基座升降機之該架上的對應電連接器對正，以在該接觸塊被安裝至該基座升降機的該架時，使該等自對正電連接器與該基座升降機之該架上的該等對應電連接器自動配接。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之靜電卡盤RF濾波箱，包含至少兩接觸塊，其中一第一接觸塊係設置成過濾RF信號，以及一第二接觸塊係設置成過濾AC信號。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之靜電卡盤RF濾波箱，其中該第一接觸塊係設置成過濾至少三個RF信號，以及該第二接觸塊係設置成過濾至少四個AC信號。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之靜電卡盤RF濾波箱，其中該靜電卡盤RF濾波箱過濾低頻與高頻RF信號。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之靜電卡盤RF濾波箱，其中該靜電卡盤RF濾波箱過濾AC加熱器信號。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之靜電卡盤RF濾波箱，其中該靜電卡盤RF濾波箱過濾DC箝制電壓。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之靜電卡盤RF濾波箱，更包含至少一風扇組件。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之靜電卡盤RF濾波箱，包含位於該配接表面上的至少兩對正特徵部。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之靜電卡盤RF濾波箱，其中該至少兩對正特徵部包含一對正銷以及一鍵槽孔。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之靜電卡盤RF濾波箱，其中該至少兩對正特徵部包含至少兩對正銷。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之靜電卡盤RF濾波箱，其中該至少兩對正特徵部包含至少兩鍵槽孔。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之靜電卡盤RF濾波箱，其中該基座升降機為可移動。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之靜電卡盤RF濾波箱，其中該至少一接觸塊係由一絕緣材料所形成。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之靜電卡盤RF濾波箱，其中該至少一接觸塊係藉由絕緣材料所形成的一扣件而扣接至該靜電卡盤RF濾波箱的一外殼。
  15. 一種用以使靜電卡盤RF濾波箱與基座升降機電耦接的方法，該方法包含下列步驟：提供一靜電卡盤RF濾波箱，其中該靜電卡盤RF濾波箱包含：至少一接觸塊，包含位於該靜電卡盤RF濾波箱之一外配接表面上的複數自對正電連接器；以及 至少一對正特徵部，位於該靜電卡盤RF濾波箱的該外配接表面上，其中該至少一對正特徵部係設置成將該等自對正電連接器與一基座升降機之一架上的對應電連接器對正，以在該接觸塊被安裝至該基座升降機的該架時，使該等自對正電連接器與該基座升降機之該架上的該等對應電連接器自動配接；藉由使用該至少一對正特徵部來接合該基座升降機之一安裝架上的一對應對正特徵部，以使該靜電卡盤RF濾波箱的該外配接表面係抵靠著該基座升降機之該安裝架的一配接表面來進行定位；以及將該靜電卡盤RF濾波箱固定至該基座升降機的該安裝架，以使該靜電卡盤RF濾波箱與該基座升降機電耦接，其中，當該靜電卡盤RF濾波箱被固定至該基座升降機的該安裝架時，該靜電卡盤RF濾波箱上的該複數自對正電連接器與該基座升降機之該架上的該等對應電連接器自動配接。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之用以使靜電卡盤RF濾波箱與基座升降機電耦接的方法，其中該靜電卡盤RF濾波箱包含至少兩接觸塊，其中一第一接觸塊係設置成過濾RF信號，以及一第二接觸塊係設置成過濾AC信號。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之用以使靜電卡盤RF濾波箱與基座升降機電耦接的方法，其中該第一接觸塊係設置成過濾至少三個RF信號，以及該第二接觸塊係設置成過濾至少四個AC信號。
  18. 如申請專利範圍第15項所述之用以使靜電卡盤RF濾波箱與基座升降機電耦接的方法，其中該靜電卡盤RF濾波箱過濾低頻與高頻RF信號。
  19. 如申請專利範圍第15項所述之用以使靜電卡盤RF濾波箱與基座升降機電耦接的方法，其中該靜電卡盤RF濾波箱過濾AC加熱器信號。
  20. 如申請專利範圍第15項所述之用以使靜電卡盤RF濾波箱與基座升降機電耦接的方法，其中該靜電卡盤RF濾波箱過濾DC箝制電壓。
  21. 如申請專利範圍第15項所述之用以使靜電卡盤RF濾波箱與基座升降機電耦接的方法，其中該靜電卡盤RF濾波箱包含位於該外配接表面上的至少兩對正特徵部。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之用以使靜電卡盤RF濾波箱與基座升降機電耦接的方法，更包含下列步驟：將該外配接表面上的一對正銷與該基座升降機之該架上的一鍵槽孔對正；以及將該外配接表面上的一鍵槽孔與該基座升降機之該架上的一對正銷對正。
  23. 如申請專利範圍第21項所述之用以使靜電卡盤RF濾波箱與基座升降機電耦接的方法，更包含將至少兩對正銷與該基座升降機之該架上的兩對應鍵槽孔對正。
  24. 如申請專利範圍第21項所述之用以使靜電卡盤RF濾波箱與基座升降機電耦接的方法，更包含將至少兩鍵槽孔與該基座升降機之該架上的兩對應對正銷對正。
  25. 如申請專利範圍第15項所述之用以使靜電卡盤RF濾波箱與基座升降機電耦接的方法，其中該基座升降機為可移動。
  26. 如申請專利範圍第15項所述之用以使靜電卡盤RF濾波箱與基座升降機電耦接的方法，其中該至少一接觸塊係由一絕緣材料所形成。
  27. 如申請專利範圍第15項所述之用以使靜電卡盤RF濾波箱與基座升降機電耦接的方法，其中該至少一接觸塊係藉由絕緣材料所形成的一扣件而扣接至該靜電卡盤RF濾波箱的一外殼。
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