CN104299870B - 一种线圈支撑装置及等离子体加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种线圈支撑装置及等离子体加工设备，其用于支撑位于反应腔室的顶部上方的线圈，其包括屏蔽罩、线圈支架和升降驱动机构，其中，屏蔽罩固定在反应腔室的顶部，线圈及用于固定线圈的线圈支架位于屏蔽罩的内部；升降驱动机构固定在屏蔽罩的顶部上方，用以驱动线圈支架及与之固定连接的线圈相对于反应腔室作升降运动。本发明提供的线圈支撑装置，能够驱动线圈作升降运动而调节线圈相对于反应腔室的高度，从而不仅可以消除线圈可能存在的安装误差和加工误差，而且还可以灵活而准确地调节射频磁场在反应腔室内的分布，进而可以提高工艺的均匀性。

Description

一种线圈支撑装置及等离子体加工设备

技术领域

本发明涉及微电子加工技术领域，具体地，涉及一种线圈支撑装置及等离子体加工设备。

背景技术

目前，在等离子体刻蚀、等离子体增强化学气相沉积等的领域中，人们广泛采用电容耦合、电感耦合以及电子回旋共振等方式来获得等离子体。其中，在电感耦合等离子体设备中，螺旋管状的射频线圈的应用非常广泛，而且，在工艺过程中，该射频线圈与置于反应腔室内的衬底之间的竖直间距以及射频线圈内各匝之间的竖直间距，对在反应腔室内部形成的等离子体的密度及分布具有很大影响，并最终影响刻蚀速率、沉积速率以及工艺均匀性等的工艺性能，因此，在实际的应用中，通常需要对射频线圈与衬底之间的竖直间距以及射频线圈的分布密度进行调整，以获得理想的工艺效果。

图1为现有的等离子体处理装置的结构示意图。如图1所示，公开号为CN102054649A的中国发明专利申请公开了一种等离子体处理装置，其包括反应腔室10、基座12、射频线圈54、高频电源56、校正线圈70和高度调节机构72。其中，基座12设置在反应腔室10内，其用于承载被加工工件；射频线圈54采用螺旋线状或同心圆线状结构，其设置在反应腔室10的顶壁上方，且与高频电源56电气连接，用以在接通高频电源56时在反应腔室10内产生射频磁场，并通过高频放电产生等离子体；校正线圈70设于射频线圈54上方，其可通过电磁感应与射频线圈54进行耦合。高度调节机构72用于驱动校正线圈70作升降运动，以使其能够靠近或远离射频线圈54，从而可以改变射频线圈54的分布密度，进而可以调节射频磁场的分布，以使在反应腔室10内产生的等离子体的分布趋于均匀。

上述高度调节机构72的结构具体为：高度调节机构72包括支撑板74、滚珠丝杠76、步进电机78和导柱82。其中，滚珠丝杠76竖直设置在射频线圈54四周的上方；支撑板74水平设置在射频线圈54的上方，且与滚珠丝杠76相配合；在支撑板74上设置有多个贯穿其厚度的通孔84，导柱82的数量和位置与通孔84的数量和位置一一对应，且每个导柱82的下端穿过与之一一对应的通孔84，并固定在反应腔室10的顶部，并且每个导柱82和与之一一对应的通孔84滑动配合。步进电机78用于驱动滚珠丝杠76顺时针或逆时针旋转，以使滚珠丝杠76带动支撑板74沿导柱82的轴向作升降运动，从而可以调节在反应腔室10内产生的射频磁场的分布，以使在反应腔室10内产生的等离子体的分布趋于均匀。

上述等离子体处理装置在实际应用中不可避免地存在以下问题，即：

由于上述高度调节机构72仅能够驱动校正线圈70靠近或远离射频线圈54，而无法驱动射频线圈54靠近或远离反应腔室10，这不仅会降低等离子体处理装置的灵活度，而且由于上述高度调节机构72无法对射频线圈54相对于反应腔室10的高度进行调节，因而无法消除射频线圈54可能存在的安装误差和加工误差，导致等离子体处理装置的准确度较低。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种线圈支撑装置及等离子体加工设备，其通过驱动线圈作升降运动而调节线圈相对于反应腔室的高度，从而不仅可以消除线圈可能存在的安装误差和加工误差，而且还可以灵活而准确地调节射频磁场在反应腔室内的分布，进而可以提高工艺的均匀性。

为实现本发明的目的而提供一种线圈支撑装置，用于支撑位于反应腔室的顶部上方的线圈，所述线圈支撑装置包括屏蔽罩、线圈支架和升降驱动机构，其中所述屏蔽罩固定在反应腔室的顶部，所述线圈及用于固定所述线圈的线圈支架位于所述屏蔽罩的内部；所述升降驱动机构位于所述屏蔽罩的顶部上方，并与所述线圈支架连接，用以驱动所述线圈支架及与之连接的所述线圈在屏蔽罩内相对于所述反应腔室作升降运动。

其中，所述线圈为多层，且沿竖直方向间隔设置；并且所述线圈支撑装置包括间距调节机构，所述间距调节机构包括驱动单元和可沿竖直方向伸缩的伸缩机构，其中，所述伸缩机构，包括多个伸缩单元，各所述伸缩单元分别与各层线圈连接；所述驱动单元与所述伸缩机构连接，用以驱动所述伸缩机构沿竖直方向伸缩，带动各层线圈彼此靠近或远离。

其中，所述线圈支架包括水平固定板和竖直导向板，其中：所述水平固定板与所述升降驱动机构连接，以驱动所述线圈支架做升降运动；所述竖直导向板的顶端固定在所述水平固定板的下表面上；在所述竖直导向板上间隔设定距离设置有第一竖直导轨，所述第一竖直导轨的数量与所述线圈的层数相对应；所述伸缩单元包括剪叉连杆、滑动部件、水平滑动轴和端部连杆，其中，所述滑动部件和水平滑动轴各自的数量与所述线圈的层数相对应；所述水平滑动轴的一端与对应的第一竖直导轨配合，在所述伸缩单元沿竖直方向伸缩时，沿所述第一竖直导轨滑动；所述水平滑动轴上设置有导向槽，所述滑动部件沿所述导向槽在水平滑动轴上水平移动；所述水平滑动轴上设置有用于固定各层线圈的线圈固定架；所述剪叉连杆分别位于各个相邻的两层线圈之间，且每个所述剪叉连杆由两个交叉设置且彼此铰接的连杆组成，并且，在所述两个连杆中，其中一个连杆的两个自由端分别与位于该连杆上方且相邻的水平滑动轴上的滑动部件，以及位于该连杆下方且相邻的所述水平滑动轴的一个自由端铰接；另一个连杆的两个自由端分别与位于该连杆上方且相邻的所述水平滑动轴的一个自由端，以及位于该连杆下方且相邻的水平滑动轴上的滑动部件铰接；所述端部连杆包括顶端连杆和底端连杆，其中，所述顶端连杆和底端连杆分别由两个长度相同，且在一端彼此铰接的连杆组成，并且，在所述顶端连杆中，其由两个连杆铰接的端部与所述驱动单元球铰接，其中一个连杆的自由端与位于最上层的水平滑动轴上的滑动部件铰接；另一个连杆的自由端与位于最上层的水平滑动轴的自由端铰接；在所述底端连杆中，其由两个连杆铰接的端部固定；其中一个连杆的自由端与位于最下层的所述水平滑动轴上的滑动部件铰接；另一个连杆的自由端与位于最下层的所述水平滑动轴的自由端铰接；当所述驱动单元驱动所述顶端连杆的两个连杆铰接的端部作竖直运动时，所述底端连杆的两个连杆铰接的端部固定不动，且所述剪叉连杆之间的夹角减小或增大，从而所述剪叉连杆在驱动所述水平滑动轴沿所述第一竖直导轨竖直滑动的同时，驱动所述滑动部件沿所述导向槽在水平滑动轴上水平移动，以带动所述水平滑动轴水平移动。

其中，所述驱动单元包括旋转驱动源、丝杠和丝套，其中在所述丝套的顶端设置有螺纹孔，所述螺纹孔与所述丝杠相配合；在所述丝套的底端设置有球头连接件，所述丝套借助所述球头连接件与所述顶端连杆的两个连杆的铰接处球铰接；所述旋转驱动源固定在所述水平固定板上，且其驱动轴与所述丝杠的顶端固定连接；在所述旋转驱动源的驱动下，所述丝杠顺时针或逆时针旋转，且与所述丝套在竖直方向上产生相对运动，从而带动所述顶端连杆上升或下降。

其中，所述升降驱动机构包括旋转电机和传动组件，其中，所述旋转电机固定在所述屏蔽罩上，用以提供旋转动力；所述传动组件用于将由所述旋转电机提供的旋转动力转换为升降直线运动，并传递至所述线圈支架。

其中，所述传动组件的传动方式包括齿轮齿条传动或丝杠传动。

其中，所述线圈支撑装置还包括导向单元，所述导向单元包括导向套和导向杆，其中：在所述屏蔽罩上设置有贯穿其厚度的导向孔，所述导向套固定在所述屏蔽罩上，且与所述导向孔相对应的位置处；所述导向杆的下端与所述线圈支架固定连接；所述导向杆的上端沿竖直方向穿过所述导向孔和导向套；在所述升降驱动机构驱动所述线圈支架作升降运动时，所述导向杆在导向孔和导向套内沿竖直方向滑动。

其中，所述线圈支撑装置还包括限位单元和控制单元，其中所述限位单元用于检测所述线圈是否移动至预设的最高极限位置或最低极限位置，若是，则向所述控制单元发送检测信号；所述控制单元用于根据来自所述限位单元的检测信号控制所述升降驱动机构停止驱动所述线圈支架继续作升降运动。

其中，所述限位单元包括位置传感器，所述位置传感器设置在所述线圈的升降路径上，且分别对应于所述线圈的最高极限位置和最低极限位置；所述位置传感器用于在检测到所述线圈到达最高极限位置或最低极限位置时，向所述控制单元发送检测信号。

作为另一个技术方案，本发明还提供一种等离子体加工设备，包括反应腔室、线圈和线圈支撑装置，其中，所述线圈支撑装置用于将所述线圈固定在反应腔室的顶部上方，所述线圈支撑装置采用了本发明提供的上述线圈支撑装置。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的线圈支撑装置，其通过借助升降驱动机构驱动线圈支架及与之连接的线圈相对于反应腔室作升降运动，可以对线圈相对于反应腔室的高度进行调节，从而不仅可以实现对反应腔室内的射频磁场的磁场强度进行调节，而且还可以消除线圈可能存在的安装误差和加工误差，进而可以提高等离子体加工设备的准确度。

本发明提供的等离子体加工设备，其通过采用本发明提供的线圈支撑装置，可以对线圈相对于反应腔室的高度进行调节，从而不仅可以实现对反应腔室内的射频磁场的磁场强度进行调节，而且还可以消除线圈可能存在的安装误差和加工误差，进而可以提高等离子体加工设备的准确度。

附图说明

图1为现有的等离子体处理装置的结构示意图；

图2为本发明第一实施例提供的线圈支撑装置的结构示意图；

图3为图2所示线圈支撑装置的局部放大图；

图4为图2所示线圈支撑装置的另一局部放大图；

图5为本发明提供的另一种线圈支撑装置的结构示意图；

图6为本发明提供的再一种线圈支撑装置的结构示意图；

图7为本发明提供的又一种线圈支撑装置的结构示意图；以及

图8为本发明提供的又一种线圈支撑装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的线圈支撑装置及等离子体加工设备进行详细描述。

首先需要说明的是，本发明提供的下述各个实施例中，“沿竖直方向间隔设置的两层线圈”的含义为：一个线圈沿竖直方向缠绕成多匝，每匝线圈即为一层线圈；或者，多个线圈沿竖直方向间隔设置，且每个线圈由沿水平方向缠绕成的一匝或多匝平面线圈组成。

图2为本发明第一实施例提供的线圈支撑装置的结构示意图。图3为图2所示线圈支撑装置的局部放大图。请一并参阅图2和图3，线圈支撑装置用于支撑位于反应腔室的顶部上方的线圈6，在本实施例中，线圈6为沿竖直方向缠绕的多匝线圈；而且，线圈支撑装置包括屏蔽罩7、线圈支架和升降驱动机构，其中，屏蔽罩7固定在反应腔室的顶部，用以屏蔽线圈6产生的磁场干扰外界；线圈6及用于固定线圈6的线圈支架位于屏蔽罩7的内部；线圈支架包括水平固定板3，水平固定板3位于最上层的线圈6上方；升降驱动机构固定在屏蔽罩7的顶部上方，用以驱动水平固定板3及与之固定连接的线圈相对于反应腔室作升降运动。

通过借助升降驱动机构驱动水平固定板3及与之固定连接的线圈6相对于反应腔室作升降运动，可以对线圈6相对于反应腔室的高度进行调节，从而不仅可以实现对反应腔室内的射频磁场的磁场强度进行调节，而且还可以消除线圈可能存在的安装误差和加工误差，进而可以提高等离子体加工设备的准确度。

下面对升降驱动机构进行详细地描述。具体地，升降驱动机构包括旋转电机21和传动组件22，其中，旋转电机21固定在屏蔽罩7上，用以提供旋转动力；传动组件22用于将由旋转电机21提供的旋转动力转换为升降直线运动，并传递至水平固定板3，在本实施例中，传动组件22采用齿轮齿条传动的方式将由旋转电机21提供的旋转动力转换为升降直线运动，具体地，传动组件22包括齿轮221和齿条222，其中，齿轮221的旋转轴与旋转电机21的驱动轴连接；齿条222的底端与水平固定板3固定连接；齿条222的顶端竖直向上延伸，且贯穿屏蔽罩7，并与齿轮221相啮合。在旋转电机21的驱动下，齿轮221作旋转运动，并带动齿条222相对于反应腔室作升降运动，从而带动水平固定板3及与之固定连接的线圈6同时上升或下降。

在本实施例中，线圈支撑装置还包括导向单元23，用以对水平固定板3和线圈6的升降运动进行导向，从而可以提高运动的稳定性。导向单元23的具体结构为：导向单元23包括导向杆231和导向套232，其中，在屏蔽罩7上设置有贯穿其厚度的至少一个导向孔，导向套232的数量与该导向孔的数量相对应，且导向套232固定在屏蔽罩7的上表面上，并与该导向孔相对应的位置处；导向杆231的数量与导向套232的数量相对应，导向杆231的下端与水平固定板3固定连接，导向杆231的上端沿竖直方向依次穿过导向孔和导向套232。在升降驱动机构驱动水平固定板3作升降运动时，导向杆231在导向孔和导向套232内沿竖直方向滑动，从而起到对水平固定板3和线圈6的升降运动进行导向的作用。容易理解，导向杆231的长度应满足线圈6的最大行程。此外，导向套232还可以固定在屏蔽罩7的下表面上，且与导向孔相对应的位置处。导向孔、导向杆和导向套的数量可以根据具体情况设置为一个或多个。

在本实施例中，线圈支撑装置还包括限位单元24和控制单元（图中未示出）。其中，限位单元24用于检测线圈6是否移动至预设的最高极限位置或最低极限位置，若是，则向控制单元发送检测信号；控制单元用于根据来自限位单元24的检测信号控制升降驱动机构停止驱动水平固定板3继续作升降运动。

下面对限位单元24的具体结构进行详细描述。具体地，限位单元24包括位置传感器（241，242），位置传感器（241，242）设置在线圈的升降路径上，且分别对应于线圈6的最高极限位置和最低极限位置，用以检测线圈6是否移动至预设的最高极限位置或最低极限位置，若是，则向控制单元发送检测信号。所谓最高极限位置，是指预设的限定线圈6所能达到的最高位置；所谓最低极限位置，是指预设的限定线圈6所能达到的最低位置。控制单元用于根据来自位置传感器241或位置传感器242的检测信号控制旋转电机21停止驱动水平固定板3继续作升降运动，从而可以防止线圈6超出行程。

在本实施例中，线圈支架还包括竖直导向板4，竖直导向板4的顶端固定在水平固定板3的下表面上；在竖直导向板4上间隔设定距离设置有第一竖直导轨41，第一竖直导轨41的数量与线圈的匝数相对应。而且，线圈支撑装置还包括间距调节机构，该间距调节机构包括驱动单元10和可沿竖直方向伸缩的伸缩机构，其中，伸缩机构包括多个伸缩单元11，且各伸缩单元11分别与线圈6中的各匝线圈连接。

下面对伸缩单元11的具体结构进行详细描述。具体地，伸缩单元11包括剪叉连杆110、滑动部件112、水平滑动轴113和端部连杆114。其中，滑动部件112和水平滑动轴113各自的数量与线圈6的匝数相对应；水平滑动轴113的一端与对应的第一竖直导轨41配合，在伸缩单元11沿竖直方向伸缩时，水平滑动轴113沿第一竖直导轨41滑动。借助第一竖直导轨41，可以使水平滑动轴113的滑动只能在第一竖直导轨41内进行，从而起到限位的作用。而且，由于相邻的两个第一竖直导轨41之间具有设定的间隔距离，这可以限定相邻的两匝线圈之间的最小竖直间距，以避免在伸缩单元11压缩线圈6时，其中一些相邻两匝线圈的竖直间距过小，从而保证各个相邻两匝线圈的竖直间距相差不大。在实际应用中，第一竖直导轨41的结构可以为与水平滑动轴113的外径相配合的通孔或凹槽。

在水平滑动轴113上设置有导向槽111，滑动部件112沿导向槽111在水平滑动轴113上水平移动；水平滑动轴113上设置有用于固定各层线圈的线圈固定架5；剪叉连杆110分别位于各个相邻的两匝线圈之间，且每个剪叉连杆110由两个交叉设置，且彼此铰接的连杆组成，在本实施例中，剪叉连杆110由两个长度相同，且在彼此的中点位置处铰接的连杆a、b组成，如图3所示；并且，在a、b两个连杆中，其中一个连杆a的两个自由端（即，图3中连杆a的上端和下端）分别与位于连杆a上方且相邻的滑动部件112，以及位于连杆a下方且相邻的水平滑动轴113的一个自由端（即，图3中水平滑动轴113的右端）连接；其中另一个连杆b的两个自由端（即，图3中连杆b的上端和下端）分别与位于连杆b上方且相邻的水平滑动轴113的一个自由端，以及位于连杆b下方且相邻的滑动部件112铰接。

端部连杆114包括顶端连杆和底端连杆，其中，顶端连杆由两个长度相同，且在一端彼此铰接的连杆c、d组成，并且，顶端连杆通过连杆c、d相互铰接的端部（图3中顶端连杆的上端）与驱动单元10球铰接，其中，连杆c的自由端（图3中连杆c的下端）与位于最上层的剪叉连杆110和滑动部件112的铰接处铰接；连杆d的自由端与位于最上层的剪叉连杆110和水平滑动轴113的铰接处铰接；底端连杆由两个长度相同、且在一端彼此铰接的连杆e、f组成，并且，底端连杆由连杆e、f相互铰接的端部固定，即，在伸缩单元11伸缩时，连杆e、f相互铰接的端部固定不动，并且，连杆e的自由端与位于最下个的剪叉连杆110和滑动部件112的铰接处铰接；连杆f的自由端与位于最下个的剪叉连杆110和水平滑动轴113的铰接处铰接。

容易理解，使连杆e、f相互铰接的端部在伸缩单元11伸缩时固定不动的具体方式为：将连杆e、f相互铰接的端部借助连杆等的任意结构的连接件与竖直导向板4、水平固定板3、屏蔽罩7或者反应腔室连接，也就是说，只要连杆e、f相互铰接的端部能够与不随伸缩单元11一起伸缩的任意部件连接即可。

驱动单元10与伸缩机构连接，用以驱动伸缩机构沿竖直方向伸缩，带动各层线圈彼此靠近或远离。具体地，驱动单元10用于驱动顶端连杆的连杆c、d相互铰接的端部作竖直运动，此时底端连杆的连杆e、f相互铰接的端部固定不动，且剪叉连杆110之间的夹角减小或增大，从而剪叉连杆110在驱动水平滑动轴113沿第一竖直导轨41竖直滑动的同时，驱动滑动部件112沿导向槽111在水平滑动轴113上水平移动，以带动水平滑动轴113水平移动。

在本实施例中，驱动单元10包括旋转驱动源101、丝杠102和丝套103，其中，在丝套103的顶端设置有螺纹孔，该螺纹孔与丝杠102相配合；在丝套103的底端设置有球头连接件，丝套103借助该球头连接件与顶端连杆的两个连杆c、d的铰接处球铰接；旋转驱动源101固定在水平固定板3上，丝杠102的顶端竖直向上贯穿水平固定板3，并与旋转驱动源101的驱动轴固定连接。在旋转驱动源101的驱动下，丝杠102顺时针或逆时针旋转，且与丝套103在竖直方向上产生相对运动，从而带动顶端连杆上升或下降。

如图4所示，当在旋转驱动源101的驱动下，丝套103相对于丝杠102上升时，丝套103带动其与顶端连杆球铰接的铰接处T1上升，此时顶端连杆的两个连杆之间的夹角因丝套103向上拉动而减小，从而带动顶端连杆中的其中一个连杆的自由端与位于最上层的剪叉连杆110和滑动部件112铰接的铰接处T4，以及顶端连杆中的其中另一个连杆的自由端与剪叉连杆110和水平滑动轴113铰接的铰接处T5上升，与此同时，铰接处T4，T5在水平方向上彼此靠近，即，滑动部件112沿导向槽111向右水平滑动，进而带动水平滑动轴113水平移动；由于铰接处T4，T5上升，这使得在最上层的剪叉连杆110中，两个连杆铰接的铰接处T2上升，剪叉连杆110之间的夹角减小，从而剪叉连杆110带动最上层的线圈与位于其下方且相邻的一匝线圈在竖直方向上彼此远离。以此类推，串接在一起的所有剪叉连杆110，以及滑动部件112和水平滑动轴113的运动均和位于最上层的与之名称相同的部件的运动相同，从而实现相邻的两匝线圈之间的竖直间距增大。与之相类似的，当在旋转驱动源101驱动下，丝套103相对于丝杠下降时，伸缩单元11压缩，从而实现相邻的两匝线圈之间的竖直间距减小。

需要说明的是，在实际应用中，多个伸缩单元11可以沿线圈6的周向分布在线圈6的内侧或外侧。而且，可以使驱动单元10的数量与伸缩单元11的数量相对应，且二者一一对应地连接，或者，也可以仅设置一个驱动单元10，其与各个伸缩单元11连接，用以同时驱动伸缩单元11沿竖直方向伸缩；或者，还可以使驱动单元10的数量少于或多于伸缩单元11的数量，即，可以存在多个驱动单元10与一个伸缩单元11连接的情况，或者，也可以同时存在多个驱动单元10与一个伸缩单元11连接，及一个驱动单元10与多个伸缩单元11连接的情况。

而且，在本实施例中，剪叉连杆110中的两个连杆的长度相同，且在二者的中点位置处铰接，但本发明并不限于此，在实际应用中，也可以使剪叉连杆中的两个连杆的长度相同，但两个连杆的铰接处可以在除了二者的中点位置、端部之外的任意位置处，例如，两个连杆可以如图6所示的方式铰接。或者，还可以使剪叉连杆中的两个连杆的长度不同，而且，顶端连杆和底端连杆中各自的两个连杆的长度可以相同，也可以不同，如图7和图8所示。

还需要说明的是，在本实施例中，传动组件22采用齿轮齿条传动的方式，但是本发明并不局限于此，在实际应用中，传动组件还可以采用丝杠传动等的可将旋转动力转换为升降直线运动的其他传动方式。

另外，优选地，导向杆、导向套、传动组件22、水平固定板3和竖直导向板4等的位于屏蔽罩7内的部件采用绝缘材料制作，以防止产生打火、放电或发热现象。

进一步需要说明的是，在本实施例中，限位单元24通过位置传感器（241，242）来判断线圈6是否移动至预设的最高极限位置或最低极限位置，但本发明并不限于此，在实际应用中，如图5所示，限位单元24还可以在线圈升降路径上设置位移传感器243，位移传感器243在检测到线圈6的位移达到最高行程或最低行程时，向控制单元发送检测信号；控制单元根据该检测信号控制升降驱动机构停止驱动水平固定板3继续作升降运动。

进一步需要说明的是，在本实施例中，升降驱动机构固定在屏蔽罩7的顶部上方，但是本发明并不局限于此，在实际应用中，也可以采用其他任意结构的部件代替屏蔽罩7，只要其能够将升降驱动机构固定在反应腔室的顶部上方即可。

综上所述，本发明上述实施例提供的线圈支撑装置，其通过借助升降驱动机构驱动线圈支架及与之固定连接的线圈相对于反应腔室作升降运动，可以对线圈相对于反应腔室的高度进行调节，从而不仅可以实现对反应腔室内的射频磁场的磁场强度进行调节，而且还可以消除线圈可能存在的安装误差和加工误差，进而可以提高等离子体加工设备的准确度。

作为另一个技术方案，本发明还提供一种等离子体加工设备，包括反应腔室、线圈和线圈支撑装置，其中，线圈支撑装置用于将线圈6固定在反应腔室的顶部上方，并且，线圈支撑装置采用上述实施例中提供的线圈支撑装置。

本实施例提供的等离子体加工设备，其通过采用上述实施例提供的线圈支撑装置，可以对线圈相对于反应腔室的高度进行调节，从而不仅可以实现对反应腔室内的射频磁场的磁场强度进行调节，而且还可以消除线圈可能存在的安装误差和加工误差，进而可以提高等离子体加工设备的准确度。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种线圈支撑装置，用于支撑位于反应腔室的顶部上方的线圈，其特征在于，所述线圈支撑装置包括屏蔽罩、线圈支架和升降驱动机构，其中

所述屏蔽罩固定在反应腔室的顶部，所述线圈及用于固定所述线圈的线圈支架位于所述屏蔽罩的内部；

所述升降驱动机构位于所述屏蔽罩的顶部上方，并与所述线圈支架连接，用以驱动所述线圈支架及与之连接的所述线圈在屏蔽罩内相对于所述反应腔室作升降运动；

所述线圈支架包括水平固定板和竖直导向板，其中：

所述水平固定板与所述升降驱动机构连接，以驱动所述线圈支架做升降运动；

所述竖直导向板的顶端固定在所述水平固定板的下表面上；

所述线圈为多层，且沿竖直方向间隔设置；并且

所述线圈支撑装置包括间距调节机构，所述间距调节机构包括驱动单元和可沿竖直方向伸缩的伸缩机构，其中，

所述伸缩机构，包括多个伸缩单元，各所述伸缩单元分别与各层线圈连接；

所述驱动单元与所述伸缩机构连接，用以驱动所述伸缩机构沿竖直方向伸缩，带动各层线圈彼此靠近或远离；

在所述竖直导向板上间隔设定距离设置有第一竖直导轨，所述第一竖直导轨的数量与所述线圈的层数相对应；

所述伸缩单元包括剪叉连杆、滑动部件、水平滑动轴和端部连杆，其中，

所述滑动部件和水平滑动轴各自的数量与所述线圈的层数相对应；所述水平滑动轴的一端与对应的第一竖直导轨配合，在所述伸缩单元沿竖直方向伸缩时，沿所述第一竖直导轨滑动；所述水平滑动轴上设置有导向槽，所述滑动部件沿所述导向槽在水平滑动轴上水平移动；所述水平滑动轴上设置有用于固定各层线圈的线圈固定架；

所述剪叉连杆分别位于各个相邻的两层线圈之间，且每个所述剪叉连杆由两个交叉设置且彼此铰接的连杆组成，并且，在所述两个连杆中，其中一个连杆的两个自由端分别与位于该连杆上方且相邻的水平滑动轴上的滑动部件，以及位于该连杆下方且相邻的所述水平滑动轴的一个自由端铰接；另一个连杆的两个自由端分别与位于该连杆上方且相邻的所述水平滑动轴的一个自由端，以及位于该连杆下方且相邻的水平滑动轴上的滑动部件铰接；

所述端部连杆包括顶端连杆和底端连杆，其中，所述顶端连杆和底端连杆分别由两个长度相同，且在一端彼此铰接的连杆组成，并且，在所述顶端连杆中，其由两个连杆铰接的端部与所述驱动单元球铰接，其中一个连杆的自由端与位于最上层的水平滑动轴上的滑动部件铰接；另一个连杆的自由端与位于最上层的水平滑动轴的自由端铰接；

在所述底端连杆中，其由两个连杆铰接的端部固定；其中一个连杆的自由端与位于最下层的所述水平滑动轴上的滑动部件铰接；另一个连杆的自由端与位于最下层的所述水平滑动轴的自由端铰接；

当所述驱动单元驱动所述顶端连杆的两个连杆铰接的端部作竖直运动时，所述底端连杆的两个连杆铰接的端部固定不动，且所述剪叉连杆之间的夹角减小或增大，从而所述剪叉连杆在驱动所述水平滑动轴沿所述第一竖直导轨竖直滑动的同时，驱动所述滑动部件沿所述导向槽在水平滑动轴上水平移动，以带动所述水平滑动轴水平移动。

2.根据权利要求1所述的线圈支撑装置，其特征在于，所述驱动单元包括旋转驱动源、丝杠和丝套，其中

在所述丝套的顶端设置有螺纹孔，所述螺纹孔与所述丝杠相配合；在所述丝套的底端设置有球头连接件，所述丝套借助所述球头连接件与所述顶端连杆的两个连杆的铰接处球铰接；

所述旋转驱动源固定在所述水平固定板上，且其驱动轴与所述丝杠的顶端固定连接；在所述旋转驱动源的驱动下，所述丝杠顺时针或逆时针旋转，且与所述丝套在竖直方向上产生相对运动，从而带动所述顶端连杆上升或下降。

3.根据权利要求1所述的线圈支撑装置，其特征在于，所述升降驱动机构包括旋转电机和传动组件，其中，

所述旋转电机固定在所述屏蔽罩上，用以提供旋转动力；

所述传动组件用于将由所述旋转电机提供的旋转动力转换为升降直线运动，并传递至所述线圈支架。

4.根据权利要求3所述的线圈支撑装置，其特征在于，所述传动组件的传动方式包括齿轮齿条传动或丝杠传动。

5.根据权利要求1所述的线圈支撑装置，其特征在于，所述线圈支撑装置还包括导向单元，所述导向单元包括导向套和导向杆，其中：

在所述屏蔽罩上设置有贯穿其厚度的导向孔，所述导向套固定在所述屏蔽罩上，且与所述导向孔相对应的位置处；

所述导向杆的下端与所述线圈支架固定连接；所述导向杆的上端沿竖直方向穿过所述导向孔和导向套；

在所述升降驱动机构驱动所述线圈支架作升降运动时，所述导向杆在导向孔和导向套内沿竖直方向滑动。

6.根据权利要求1所述的线圈支撑装置，其特征在于，所述线圈支撑装置还包括限位单元和控制单元，其中

所述限位单元用于检测所述线圈是否移动至预设的最高极限位置或最低极限位置，若是，则向所述控制单元发送检测信号；

所述控制单元用于根据来自所述限位单元的检测信号控制所述升降驱动机构停止驱动所述线圈支架继续作升降运动。

7.根据权利要求6所述的线圈支撑装置，其特征在于，所述限位单元包括位置传感器，所述位置传感器设置在所述线圈的升降路径上，且分别对应于所述线圈的最高极限位置和最低极限位置；

所述位置传感器用于在检测到所述线圈到达最高极限位置或最低极限位置时，向所述控制单元发送检测信号。

8.一种等离子体加工设备，包括反应腔室、线圈和线圈支撑装置，其中，所述线圈支撑装置用于将所述线圈固定在反应腔室的顶部上方，其特征在于，所述线圈支撑装置采用权利要求1-7中任意一项所述的线圈支撑装置。