CN111279464B - 升降销保持器 - Google Patents

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Abstract

此处公开升降销保持器的实施例。在一些实施例中，升降销保持器包括：外壳构件，所述外壳构件具有上部部分及下部部分，其中上部部分包括界定中央空间的环状壁；支撑构件，所述支撑构件至少部分地设置于中央空间内，且具有配置成支撑升降销的底座及向上突出的部分；第一夹持器，所述第一夹持器设置于支撑构件的顶部，且具有从第一夹持器的主体向上突出且配置成夹住升降销的第一多个接脚；及第二夹持器，所述第二夹持器设置于支撑构件的底座顶部，且具有从第二夹持器的主体向上突出且配置成夹住升降销的第二多个接脚，其中第一夹持器设置于第三中央开口内。

Description

升降销保持器
技术领域
本公开文本的实施例总的来说涉及基板处理。
背景技术
在半导体处理中，升降销用以在工艺腔室中将半导体基板抬升及降低至基板支撑件上。通常，机械臂将基板传送至基板放置于升降销上之处的工艺腔室的上部部分中，所述升降销向上延伸通过基板支撑件。升降销接着降低至工艺腔室的下部部分中，以将基板放置在基板支撑件上。此后，机械臂从腔室撤离。
在处理基板之后，升降销向上升起通过基板支撑件中的套管，以通过抵靠基板上推从而抬升基板离开基板支撑件。机械臂接着重新插入基板下方，以从腔室撤离经处理的基板。发明人已发现常规升降销保持器无法足够良好地固定升降销，因此允许升降销倾斜且摩擦基板支撑件中的套管。
当升降销尝试抬升基板离开基板支撑件，并且升降销的动作并非平顺连续的动作反而为磕磕巴巴的动作时，常规升降销组件具有的额外问题产生。发明人已发现磕磕巴巴的动作通过落至升降销保持器中在支撑升降销的基板支撑件下方的碎片造成。磕磕巴巴的动作将造成震动，而将造成由基板的动作产生的粒子落至升降销保持器中。随着升降销上下移动，碎片造成升降销摩擦套管。结果，由于升降销磕磕巴巴的动作，基板可能发生损伤。为了解决磕磕巴巴的问题，已使用清洁方案以清洁升降销保持器。然而，因为清洁无法解决底层问题，所以碎片再次落至升降销保持器中。
因此，发明人提供改进的升降销保持器及包括此的升降销组件。
发明内容
此处公开升降销保持器的实施例。在一些实施例中，升降销保持器包括：外壳构件，所述外壳构件具有上部部分及下部部分，其中上部部分包括界定中央空间的环状壁；支撑构件，所述支撑构件至少部分地设置于中央空间内，且具有配置成支撑升降销的底座及向上突出的部分；第一夹持器，所述第一夹持器设置于支撑构件的顶部，且具有第一多个接脚(prongs)，所述第一多个接脚从第一夹持器的主体向上突出，其中第一夹持器包括设置于第一多个接脚之间且延伸通过第一夹持器的主体的第一中央开口，其中第一多个接脚配置成当延伸至第一中央开口中时夹住升降销，且其中支撑构件的向上突出的部分延伸至第一中央开口中；及第二夹持器，所述第二夹持器设置于支撑构件的底座顶部，且具有第二多个接脚，所述第二多个接脚从第二夹持器的主体向上突出，其中第二夹持器包括设置于第二多个接脚之间的第二中央开口，及延伸通过第二夹持器的主体且对第二中央开口开放的第三中央开口，其中第二多个接脚配置成当延伸至第二中央开口中时夹住升降销，且其中第一夹持器设置于第三中央开口内。
在一些实施例中，一种升降销组件包括：底座；多个支撑元件，所述多个支撑元件从底座向上延伸；多个升降销保持器，所述多个升降销保持器耦合至多个支撑元件中的相对应的支撑元件的上部部分；及多个升降销，所述多个升降销与多个升降销保持器相对应。多个升降销保持器中的每一个包括：外壳构件，所述外壳构件具有上部部分及下部部分，其中上部部分包括界定中央空间的环状壁，其中外壳构件的下部部分包括凹部，所述凹部配置成容纳相对应的支撑元件，且防止相对应的支撑元件在凹部内的相对旋转；支撑构件，所述支撑构件至少部分地设置于中央空间内，且具有配置成支撑升降销的底座及向上突出的部分；第一夹持器，所述第一夹持器设置于支撑构件的顶部，且具有第一多个接脚，所述第一多个接脚从第一夹持器的主体向上突出，其中第一夹持器包括设置于第一多个接脚之间且延伸通过第一夹持器的主体的第一中央开口，其中第一多个接脚配置成当延伸至第一中央开口中时夹住升降销，且其中支撑构件的向上突出的部分延伸至第一中央开口中；及第二夹持器，所述第二夹持器设置于支撑构件的底座顶部，且具有第二多个接脚，所述第二多个接脚从第二夹持器的主体向上突出，其中第二夹持器包括设置于第二多个接脚之间的第二中央开口，及延伸通过第二夹持器的主体且对第二中央开口开放的第三中央开口，其中第二多个接脚配置成当延伸至第二中央开口中时夹住升降销，且其中第一夹持器设置于第三中央开口内。多个升降销中的每一个升降销的底部部分设置于多个升降销保持器中的相对应的一个内。
在一些实施例中，一种工艺腔室，包括：腔室主体；盖，所述盖设置于腔室主体上方，其中盖及腔室主体界定内部容积；基板支撑件，所述基板支撑件设置于内部容积内；多个升降销套管，所述多个升降销套管设置于基板支撑件内，且配置成允许相对应的多个升降销穿过多个升降销套管；及升降销组件。升降销组件包括：底座；多个支撑元件，所述多个支撑元件从底座向上延伸；多个升降销保持器，所述多个升降销保持器耦合至多个支撑元件中的相对应的支撑元件的上部部分。多个升降销保持器中的每一个包括外壳构件，所述外壳构件具有上部部分及下部部分，其中上部部分包括界定中央空间的环状壁，其中外壳构件的下部部分包括凹部，所述凹部配置成容纳相对应的支撑元件，且防止相对应的支撑元件在凹部内的相对旋转；支撑构件，所述支撑构件至少部分地设置于中央空间内，且具有配置成支撑升降销的底座及向上突出的部分；第一夹持器，所述第一夹持器设置于支撑构件的顶部，且具有第一多个接脚，所述第一多个接脚从第一夹持器的主体向上突出，其中第一夹持器包括设置于第一多个接脚之间且延伸通过第一夹持器的主体的第一中央开口，其中第一多个接脚配置成当延伸至第一中央开口中时夹住升降销，且其中支撑构件的向上突出的部分延伸至第一中央开口中；及第二夹持器，所述第二夹持器设置于支撑构件的底座顶部，且具有第二多个接脚，所述第二多个接脚从第二夹持器的主体向上突出，其中第二夹持器包括设置于第二多个接脚之间的第二中央开口，及延伸通过第二夹持器的主体且对第二中央开口开放的第三中央开口，其中第二多个接脚配置成当延伸至第二中央开口中时夹住升降销，且其中第一夹持器设置于第三中央开口内。
本公开内容的其他及进一步实施例在以下说明。
附图说明
以上简要概述且以下详细论述的本公开内容的实施例可通过参考附图中描绘的本公开内容的说明性实施例来理解。然而，附图仅示出本公开内容的通常实施例，且并非限制其范畴，因为本公开内容可具有其他均等效果的实施例。
图1描绘根据本公开案的一些实施例的其中可使用升降销保持器的说明性工艺腔室的示意性剖面视图。
图2描绘根据本公开案的一些实施例的升降销组件的透视图。
图3A描绘根据本公开案的一些实施例的升降销保持器的等距视图。
图3B描绘沿着图3A的线B-B’截取的升降销保持器的剖面视图。
图4描绘根据本公开案的一些实施例的升降销保持器的底部等距视图。
图5描绘根据本公开案的一些实施例的在升降销保持器中使用的夹持器的等距视图。
为了促进理解，已尽可能地使用相同的元件符号代表附图共通的元件。附图并非按照比例绘制，且可能为了清楚而简化。一个实施例中的元件及特征可有益地并入其他实施例中而无须进一步说明。
具体实施方式
此处公开升降销保持器及包括此的升降销组件的实施例。发明的升降销保持器有利地减少或消除常规升降销保持器的问题，此等问题造成升降销保持器由于落入升降销保持器中的碎片而被卡住。发明的升降销保持器消除可与落入升降销保持器中的碎片接触的尖的边缘，因此显著减少升降销保持器的元件被碎片卡住的风险。发明的升降销保持器通过提供额外的支撑以将升降销固定于升降销保持器内，而进一步改善升降销的稳定度。
图1描绘其中可使用根据本公开案的一些实施例的升降销保持器及升降销组件的说明性基板工艺腔室100的示意性剖面视图。可适于与此处所公开的教示一起使用的适合的反应器包括，例如TETRATM I、TETRATM II及TETRATM III光掩模蚀刻系统，此等所有反应器可从加州圣克拉拉市的应用材料公司(Applied Materials，Inc.of Santa Clara，California)取得。此处所示的工艺腔室100的特定实施例为了说明之目的而提供，且不应用以限制本公开案的范围。发明的升降销保持器为了此处所公开的优点而可适合于利用类似的升降销组件的任何工艺腔室。
工艺腔室100通常包括腔室主体，所述腔室主体具有底部103、侧壁104及设置在腔室主体的侧壁104之上的腔室盖106，从而界定处理容积108。工艺腔室100进一步包括基板支撑组件101。工艺腔室100进一步包括设置于处理容积108中的衬垫110，以防止侧壁104被处理化学物和/或处理副产物损伤及污染。狭缝阀门开口112穿过侧壁104及衬垫110形成，以允许基板及设置于系统中的基板传送机构(诸如耦合至工艺腔室100的群集工具)的通过。狭缝阀门114选择性地开启和关闭狭缝阀门开口112。
包括基板支撑件139及连接区域140的基板支撑组件101设置于处理容积108中，且通过(多个)支撑件142被支撑。在一些实施例中，基板支撑件139可为静电吸盘。抬升件116配置成在处理及装载/卸载基板102期间，通过设置于基板支撑件139中的套管185，抬升及降低设置于升降销组件160上的升降销118(如以下关于图2说明)。升降销组件160包括底座161及多个支撑元件162。基板支撑组件101的连接区域140通常不与处理容积108流体连通。在一些实施例中，连接区域140可包括多个电连接，诸如，例如热电偶线、加热器元件线、屏蔽的e吸附电极线等等，以及用于传送流体通过基板支撑组件101的管道。在一些实施例中，连接区域140还可包括(多个)支撑件142、冷却管道144及电连接122。在一些实施例中，电连接122将基板支撑组件101耦合至偏压功率源120，用于产生吸附力以将基板102固定在基板支撑组件101上。诸如电阻加热元件之类的一个或多个加热元件119可嵌入在基板支撑件139中，用于加热并维持基板102到预定温度。一个或多个加热元件119可用以加热基板102至所期望的处理温度。在一些实施例中，连接区域140还可包括冷却管道144，用于流动冷却剂通过基板支撑件139。冷却管道可连接至热交换器146。在一些实施例中，温度测量装置148可耦合至基板支撑组件101。
在一些实施例中，一个或多个处理气体可从气体源124经由入口126被供应至处理容积108。真空泵128与处理容积108流体连通，以抽取处理容积108且通过气室130维持低压的环境。
在一些实施例中，工艺腔室100进一步包括设置于腔室盖106外侧的天线组件132。天线组件132可通过匹配网络136耦合至射频(RF)等离子体功率源134。在处理期间，天线组件132以通过RF等离子体功率源134提供的RF功率通电，来点燃处理容积108内的处理气体，从而形成等离子体且在基板102的处理期间维持等离子体。
图2根据此处所公开的实施例，示出升降销组件160的透视图。如图2中所示，升降销组件160包括底座161及多个支撑元件162。底座161可为任何适合的形状，诸如，例如圆形。在一些实施例中，底座161可具有与在工艺腔室100中待处理的基板相同的形状。在一些实施例中，如图2中所示，底座161可为环状。如以下关于图3A至图5所讨论，各个支撑元件162配置成经由升降销保持器来支撑升降销118。升降销118及支撑元件162的数量可基于工艺腔室100的配置而改变。在一些实施例中，升降销组件160包括三个设置于底座161上的支撑元件162，用于支撑三个升降销118。
图3A描绘根据本公开案的一些实施例的升降销保持器300的等距视图。图3B描绘沿着图3A的线B-B’截取的升降销保持器300的剖面视图。在一些实施例中，升降销保持器300包括外壳构件302、支撑构件304、第一夹持器306及第二夹持器308。在一些实施例中，外壳构件302和支撑构件304由不锈钢形成。在这样的实施例中，外壳构件302及支撑构件304的表面可额外地电抛光，以强化外壳构件302及支撑构件304的接触表面的耐久性。在一些实施例中，第一及第二夹持器306、308由工艺兼容塑料形成，诸如，例如有机热塑性聚合物(例如，PEEK)或基于聚酰亚胺的塑料(例如，)。在一些实施例中，支撑构件304的表面光度小于22Ra，以最小化或防止支撑构件304被落入中央空间316中的任何碎片卡住。在一些实施例中，支撑构件304的至少底部边缘370具有介于约.025英寸与约.040英寸之间的半径，以进一步地最小化或防止支撑构件304被落入中央空间316中的任何碎片卡住。在一些实施例中，
外壳构件302具有上部部分310及下部部分312。上部部分310包括界定中央空间316的环状壁314。支撑构件304至少部分地设置于中央空间316内，且具有配置成支撑升降销118的底座318及向上突出的部分320。第一夹持器306(也示于图5中)设置于支撑构件304的顶部。
参照图5，在一些实施例中，第一夹持器306包括第一多个接脚342，第一多个接脚342从主体343向上延伸。第一多个接脚342通过第一多个槽344分开，且围绕着延伸通过第一夹持器306的第一中央开口345。支撑构件304的向上突出的部分320延伸至第一中央开口345中。第一中央开口345的第一内部直径小于升降销118的直径，使得当升降销118插入第一夹持器306中时，第一多个接脚342向外弯曲，以允许升降销118穿过第一中央开口345中。因为第一中央开口345的内部直径小于升降销118的直径，所以第一多个接脚342通过对升降销118施加径向向内引导力来夹住升降销118，以保持升降销118就位。
返回图3A及图3B，第二夹持器308设置于支撑构件304的底座318顶部，且包括第二多个接脚346，第二多个接脚346从第二夹持器308的主体324向上突出。第二夹持器308包括设置于第二多个接脚346之间的第二中央开口326，及延伸通过第二夹持器308的主体且对第二中央开口326开放的第三中央开口322。第二多个接脚346配置成夹住延伸至第二中央开口326的升降销118。第一夹持器306设置于第三中央开口322内。
第二多个接脚346通过第二多个槽348分开。类似于第一中央开口345及第一多个接脚342，第二中央开口326具有小于升降销118的直径的第二直径，使得当升降销118插入第二夹持器308中时，第二多个接脚346向外弯曲，以允许升降销118穿过第二中央开口326中。如此，第二夹持器308有利地在升降销118上提供额外的固持/稳定力。在一些实施例中，外壳构件302、支撑构件304、第一夹持器306及第二夹持器308为同轴的。
在一些实施例中，第一夹持器306包括通过第一夹持器306的相对侧设置的第一组共线孔349(在图5中示出一个，但在图3B的剖面中示出两者)。在这样的实施例中，支撑构件304包括与第一组共线孔349同轴设置的第一通孔328。第一锁定销330通过第一组共线孔349及第一通孔328设置，以相对于支撑构件304固定第一夹持器306的相对位置。
在一些实施例中，第二夹持器308包括通过第二夹持器308的相对侧设置的第二组共线孔332。在这样的实施例中，支撑构件304额外包括与第二组共线孔332同轴设置的第二通孔334。第二锁定销336通过第二组共线孔332及第二通孔334设置，以相对于支撑构件304固定第二夹持器308的相对位置。
在一些实施例中，升降销保持器300进一步包括环状保持环338(例如，卡环)，所述环状保持环338设置于外壳构件302的环状通道340中。环状保持环338配置成防止支撑构件304、第一夹持器306及第二夹持器308从外壳构件302掉出(即，防止离开外壳构件302的垂直运动)。
在一些实施例中，第一夹持器306包括第一多个释放孔350，第一多个释放孔350设置于第一多个槽344的底部且对第一多个槽344开放，以允许第一多个接脚342的热膨胀。类似地，在一些实施例中，第二夹持器308包括第二多个释放孔352，第二多个释放孔352设置于第二多个槽348的底部且对第二多个槽348开放，以允许第二多个接脚346的热膨胀。
在一些实施例中，外壳构件302的下部部分包括凹部354，凹部354配置成容纳升降销组件160的支撑元件162中的一个。凹部354配置成防止支撑元件162在凹部354内的相对旋转。参照图4，在一些实施例中，凹部354可包括一个或多个直的壁402及一个或多个弯的壁404。参照图2，各个支撑元件162的上部部分202可具有相对应的形状，使得当上部部分202插入凹部354中时，有利地防止升降销保持器300相对于支撑元件162的旋转。在一些实施例中，多个释放槽406可额外提供至凹部354，以补偿上部部分202在凹部354内的热膨胀。
在一些实施例中，外壳构件302可额外包括固定元件356，固定元件356延伸穿过外壳构件302的下部部分312中的孔358并延伸至凹部354中。固定元件356配置成将支撑元件162耦合至外壳构件302。例如，固定元件356可为具有螺纹杆部360的螺钉(例如，埋头螺钉)，所述螺钉配置成旋入支撑元件162的上部部分202中的相对应螺纹孔204中。
尽管以上针对本公开内容的实施例，但是可在不背离本公开案的基本范围的情况下，设想到本公开内容的其他及进一步的实施例。

Claims (15)

1.一种升降销保持器，包括：
外壳构件，所述外壳构件具有上部部分和下部部分，其中所述上部部分包括界定中央空间的环状壁；
支撑构件，所述支撑构件至少部分地设置于所述中央空间内，且具有配置成支撑升降销的底座和向上突出的部分；
第一夹持器，所述第一夹持器设置于所述支撑构件的顶部且具有第一多个接脚，所述第一多个接脚从所述第一夹持器的主体向上突出，其中所述第一夹持器包括第一中央开口，所述第一中央开口设置于所述第一多个接脚之间且延伸通过所述第一夹持器的主体，其中所述第一多个接脚配置成当延伸至所述第一中央开口中时夹住所述升降销，并且其中所述支撑构件的所述向上突出的部分延伸至所述第一中央开口中；以及
第二夹持器，所述第二夹持器设置于所述支撑构件的所述底座顶部且具有第二多个接脚，所述第二多个接脚从所述第二夹持器的主体向上突出，其中所述第二夹持器包括第二中央开口和第三中央开口，所述第二中央开口设置于所述第二多个接脚之间，所述第三中央开口延伸通过所述第二夹持器的主体且对所述第二中央开口开放，其中所述第二多个接脚配置成当延伸至所述第二中央开口中时夹住所述升降销，并且其中所述第一夹持器设置于所述第三中央开口内。
2.如权利要求1所述的升降销保持器，进一步包括：
第一锁定销，所述第一锁定销设置为通过所述第一夹持器和所述支撑构件，以将所述第一夹持器固定至所述支撑构件。
3.如权利要求2所述的升降销保持器，进一步包括：
第二锁定销，所述第二锁定销设置为通过所述第二夹持器和所述支撑构件，以将所述第二夹持器固定至所述支撑构件。
4.如权利要求1所述的升降销保持器，进一步包括：
环状保持环，所述环状保持环设置于所述外壳构件的环状通道中，并且配置成防止所述支撑构件、所述第一夹持器和所述第二夹持器从所述外壳构件掉出。
5.如权利要求1至4中任一项所述的升降销保持器，其中所述第一多个接脚通过第一多个槽分开，其中所述第一中央开口具有比所述升降销的直径要小的第一内部直径，其中所述第二多个接脚通过第二多个槽分开，并且其中所述第二中央开口具有比所述升降销的所述直径要小的第二内部直径。
6.如权利要求5所述的升降销保持器，其中所述第一夹持器包括第一多个释放孔，所述第一多个释放孔在所述第一多个槽的底部处并对所述第一多个槽开放，并且其中所述第二夹持器包括第二多个释放孔，所述第二多个释放孔在所述第二多个槽的底部处并对所述第二多个槽开放。
7.如权利要求1至4中任一项所述的升降销保持器，其中所述外壳构件的所述下部部分包括凹部，所述凹部配置成容纳升降销组件的支撑元件并防止所述支撑元件在所述凹部内的相对旋转。
8.如权利要求7所述的升降销保持器，其中所述外壳构件包括固定元件，所述固定元件延伸通过在所述外壳构件的所述下部部分中的孔并且进入所述凹部，并且其中所述固定元件配置成将所述支撑元件耦合至所述外壳构件。
9.如权利要求8所述的升降销保持器，其中所述固定元件为螺钉。
10.如权利要求1至4中任一项所述的升降销保持器，其中所述外壳构件以及所述支撑构件由不锈钢形成。
11.如权利要求10所述的升降销保持器，其中所述支撑构件的表面光度小于22Ra。
12.如权利要求1至4中任一项所述的升降销保持器，其中所述第一夹持器和所述第二夹持器由工艺兼容塑料形成。
13.一种升降销组件，包括：
底座；
多个支撑元件，所述多个支撑元件从所述底座向上延伸；
多个升降销保持器，所述多个升降销保持器耦合至所述多个支撑元件中的相对应的支撑元件的上部部分，其中所述多个升降销保持器中的每一个如权利要求1至4中任一项所述；以及
多个升降销，所述多个升降销与所述多个升降销保持器相对应，其中所述多个升降销中的每一个升降销的底部部分设置于所述多个升降销保持器中的相对应的升降销保持器内。
14.如权利要求13所述的升降销组件，其中所述多个升降销保持器包括以下项中的至少一个：
第一多个槽以及第二多个槽，所述第一多个槽设置在所述第一夹持器中并将所述第一多个接脚分开，所述第二多个槽设置在所述第二夹持器上并将所述第二多个接脚个槽分开，其中所述第一中央开口具有比所述升降销的直径要小的第一内部直径，并且其中所述第二中央开口具有比所述升降销的所述直径要小的第二内部直径；或
固定元件，所述固定元件延伸通过在所述外壳构件的所述下部部分中的孔并进入所述外壳构件的所述下部部分的凹部，从而将所述相对应的支撑元件耦合至所述外壳构件。
15.一种工艺腔室，包括：
腔室主体；
盖，所述盖设置于所述腔室主体上方，其中所述盖和所述腔室主体界定内部容积；
基板支撑件，所述基板支撑件设置于所述内部容积内；
多个升降销套管，所述多个升降销套管设置于所述基板支撑件内；
升降销组件，所述升降销组件包括底座、多个支撑元件和多个升降销保持器，所述多个支撑元件从所述底座向上延伸，所述多个升降销保持器耦合至所述多个支撑元件中的相对应的支撑元件的上部部分，其中所述多个升降销保持器中的每一个如权利要求1至4中任一项所述：以及
多个升降销，所述多个升降销与所述多个升降销保持器相对应，其中每个升降销通过所述多个升降销中的相对应的升降销，并且其中所述多个升降销中的每一个升降销的底部部分设置于所述多个升降销保持器中的相对应的升降销保持器内。
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