CN112673450B - 用于利用等离子体的工件加工的系统 - Google Patents

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Abstract

描述了包括工件保持器组件的热隔离的、用于利用等离子体加工工件的系统、方法和设备。设备包括以下腔室，该腔室至少部分地限定用于生成等离子体的加工空间。该设备包括基部组件，该基部组件至少部分地限定腔室的下端并且具有内周边，该内周边限定基部组件中的开口。该设备进一步包括工件保持器组件，该工件保持器组件至少部分地位于开口内。工件保持器组件包括一个或多个加热元件和本体，该本体具有被构造成接收工件的上表面。在基部组件的内周边和本体的外周边之间限定了间隙。间隙被构造成将基部组件与本体热隔离。

Description

用于利用等离子体的工件加工的系统
对相关申请的交叉引用
该申请要求在2018年7月30日提交的美国临时专利申请第62/712,051号的权益，其公开内容通过引用结合于此。
技术领域
本公开涉及用于工件加工的系统。更具体地，本公开涉及利用等离子体的工件加工。
背景技术
等离子体加工系统通常用于在各种工业应用中修改工件的表面性质。例如，等离子体加工系统例行地用于等离子体处理半导体应用中的集成电路、电子封装和印刷电路板、太阳能面板、氢燃料电池构件、汽车构件和用于平板显示器的矩形玻璃基板的表面。
但是，等离子体处理提出了很多独特的挑战。例如，发热仍然是一个普遍的问题，尤其是在那些要求在处理期间将工件保持在高温下的等离子体处理期间。未受约束的发热可能导致一种工作环境，其中操作者有被烧伤的危险，除非生产设施采取昂贵的措施来解决这种风险，诸如用于等离子体处理系统或装置的防护或屏障。这些安全措施通常还要求用于每个系统或装置的另外的地板空间。由于需要另外的能量来补偿作为不期望的热量损失的能量，因此过多的热量也可能导致操作成本增加。这些和其它缺点在本公开中得到解决。
发明内容
在这里公开了涉及等离子体处理或加工的各种方面的系统、方法和设备。在涉及工件保持器组件的热隔离的示例设备中，该设备包括腔室，该腔室至少部分地限定用于产生等离子体的加工空间，以对工件进行等离子体处理。该设备进一步包括基部组件，该基部组件至少部分地限定腔室的下端。基部组件的内周边在基部组件中限定开口。该设备进一步包括工件保持器组件，该工件保持器组件至少部分地位于基部组件中的开口内。工件保持器组件包括构造有外周边和上表面的工件保持器本体。上表面被构造成接收工件。一个或多个加热元件也形成工件保持器组件，并至少部分地与工件保持器本体接触。基部组件的内周边和工件保持器本体的外周边限定间隙，该间隙至少部分地包围工件保持器本体并将基部组件与工件保持器本体热隔离。
在涉及监视经等离子体处理的工件的冷却的示例方法中，工件被定位在被构造成执行等离子体处理的设备处。当等离子体处理完成时，工件被定位在配备有温度传感器的未加热的冷却站处。经由温度传感器，确定了工件的温度低于阈值。基于确定温度低于阈值，工件被从冷却站移走。
在涉及监视经等离子体处理的工件的冷却的示例系统中，该系统包括输送设备、等离子体处理设备和未加热的冷却站。等离子体处理设备被构造成执行等离子体处理，并且输送设备被构造成接收工件。未加热的冷却站构造有温度传感器。输送设备被构造成将工件定位在等离子体处理设备处，并且当等离子体处理完成时，将工件定位在未加热的冷却站处。输送设备进一步被构造成经由温度传感器确定工件的温度低于阈值。当确定温度低于阈值时，输送设备被构造成接收工件以进一步定位。
在涉及液体冷却等离子体处理设备的基部组件(诸如基部组件的电极或其它等离子体激发源)的示例设备中，该设备包括部分地限定加工空间的腔室。该设备还包括基部组件，该基部组件具有上表面。基部组件的上表面至少部分地限定腔室的下端和基部组件中的开口。加热的工件保持器被定位在基部组件中的开口内，并且被构造成接收工件。该设备进一步包括等离子体激发源，该等离子体激发源可操作以在加工空间中提供等离子体以处理工件。该设备进一步包括液体冷却导管，该液体冷却导管邻近等离子体激发源并且被构造成接收液体以冷却等离子体激发源。
在涉及该设备的腔室中的均匀真空的示例设备中，该设备包括部分地限定用于接收工艺气体的加工空间的腔室。在利用等离子体处理工件期间，该腔室处于真空。该设备进一步包括基部组件，该基部组件限定加工空间的下端。基部组件包括工件保持器，该工件保持器具有周边并且被构造成接收工件。基部组件进一步包括挡板组件，该挡板组件具有周边并且包围工件保持器的周边。基部组件进一步包括腔室基部，该腔室基部包围挡板组件的周边。工件保持器具有上表面，该上表面至少限定加工空间的下端的第二部分。该设备包括在腔室中的工艺气体供应端口，以用于将工艺气体引入到加工空间。该设备包括等离子体激发源，诸如电极，以在加工空间中从工艺气体提供等离子体，以用于处理工件。该设备包括排出开口，该排出开口连续地围绕挡板组件的整个周边延伸，以在利用等离子体处理工件期间排空所述加工空间。
附图说明
结合在本说明书中并构成本说明书一部分的附图示意了实施例，并且与说明书一起用于解释方法和系统的原理：
图1示意了根据本公开的实施例的等离子体加工系统的透视图。
图2示意了根据本公开的实施例的等离子体加工系统的侧视图。
图3示意了根据本公开的实施例的等离子体加工系统的基部组件的至少一些部分的俯视视图。
图4示意了根据本公开的实施例的等离子体加工系统的构件的分解透视图。
图5A示意了根据本公开的实施例的基部组件的一部分的俯视、放大视图。
图5B示意了根据本公开的实施例的基部组件的一部分的透视、放大视图。
图6示意了根据本公开的实施例的电极和基部组件的示例腔室基部的俯视视图。
图7示意了根据本公开的实施例的电极和位于下方的腔室基部的一些部分的俯视视图。
图8示意了根据本公开的实施例的基部组件的构件的分解透视图。
图9示意了根据本公开的实施例的基部组件的透视截面视图。
图10示意了根据本公开的实施例的基部组件的一些部分的透视、放大和截面视图。
图11示意了根据本公开的实施例的基部组件的透视截面视图。
图12示意了根据本公开的实施例的等离子体加工系统。
图13示意了根据本公开的实施例的方法流程图。
具体实施方式
参考图1至图3，等离子体处理系统10包括位于基部组件14上方的盖子组件12。基部组件14包括工件保持器组件20，该工件保持器组件20具有被构造成在其上表面24上支撑工件26的工件保持器或卡盘22。工件26在图2中示出，并且为了在图中可见，该工件26被定位成悬在工件保持器组件20上方。基部组件14进一步包括具有一个或多个堆叠的升降板31的升降机构30，该升降机构30被构造成选择性地将未加工的工件26降低到工件保持器22上，和从工件保持器22升高经加工的工件26。堆叠的升降板31可以是陶瓷的。
基部组件14进一步包括电极40。盖子组件12同样包括对应上电极(未示出)，该上电极与基部组件14的电极40一起引起处理工件26所需的等离子体的产生。基部组件14更进一步包括腔室基部50，该腔室基部50通常支撑基部组件14的各种其它构件，包括前面提到的工件保持器组件20、升降机构30和电极40。腔室基部50包括一个或多个竖直侧壁51，每个竖直侧壁具有上表面52。
基部组件14另外地包括真空板60，该真空板60被附接到腔室基部50的底部并构造有真空空间，未反应的工艺气体、等离子体和等离子体处理的其它副产物经由该真空空间被抽吸到真空泵61。真空泵61可操作以将加工空间中的总压力维持在足够低以促进等离子体的产生的低于大气压的水平。真空导管62在真空板60中的从真空空间引出的端口处被附接到真空板60的底部。真空导管62使得抽吸的工艺气体、等离子体和其它副产物能够从真空空间流动到真空泵61。
盖子组件12被机械地联接到定位装置16，该定位装置16被构造成相对于基部组件14竖直地升高和降低盖子组件12。在所示实施例中，定位装置16包括一对联接器，每个联接器在一侧上被附接到盖子组件12并且在另一侧上被安装在一对竖直导轨中的一个导轨上。联接器在竖直轨道上的竖直运动引起盖子组件12朝向或远离基部组件14的类似运动。在图1和图2中示意的定位装置16只是一个示例构造，并且其它定位机构可以以类似的效果使用。
如图1和图2中所示，在升高的位置，盖子组件12与基部组件14不接触。在降低(即，关闭)的位置，盖子组件12和基部组件14彼此接触。在所示意的实施例中，盖子组件12包括竖直侧壁18，其中每个侧壁具有下边缘19。当盖子组件12被降低到与基部组件14形成接触时，盖子组件12的侧壁18的下边缘19和腔室基部50的侧壁51的对应的上表面52彼此齐平地接合。盖子组件12的侧壁18和腔室基部50的侧壁51的齐平接合在盖子组件12和基部组件14之间形成密封。盖子组件12的侧壁18和腔室基部的侧壁51的齐平接合仅是用于在盖子组件12和基部组件14之间形成密封的一种示例构造，并且本公开不限于此。
当盖子组件12被降低到与基部组件14齐平接合以在其之间形成密封时，由盖子组件12和基部组件14的内部尺寸限定了腔室。该腔室的顶部可以由盖子组件12的一个或多个构件限定。上电极，特别是上电极的底表面，可以至少部分地限定腔室的顶部。另外，盖子组件12的侧壁18中的一个或多个侧壁的内表面可以进一步至少部分地限定腔室的顶部。
腔室的底部通常可以由基部组件14的一个或多个构件的上表面限定，如在图3的俯视视图中最佳所见。腔室的底部可以至少部分地由工件保持器22的上表面24限定。腔室的底部的第一部分可以至少部分地由工件保持器22的上表面24限定，并且腔室的底部的第二部分可以至少部分地由除了工件保持器22的上表面之外的基部组件14的上表面限定。升降机构30的堆叠的升降板31中的一个或多个堆叠的升降板可以进一步至少部分地限定腔室的底部。例如，该一个或多个堆叠的升降板31的最上面的升降板31的上表面33可以至少部分地限定腔室的底部。在另一个实施例中，挡板70也可以至少部分地限定腔室的底部。另外，基部组件14的电极40也可以至少部分地限定腔室的底部。在所示意的实施例中，电极40被该一个或多个堆叠的升降板31部分地覆盖在电极40的上表面41上。尽管如此，电极40的暴露的外周部的上表面41仍然可以至少部分地限定腔室的底部。此外，腔室基部50可以至少部分地限定腔室的底部，特别是腔室基部50的任何暴露的上表面。
在一些实施例中，升降机构30可以不存在或被另一种类型的升降机构代替。在这样的实施例中，腔室的底部可以至少部分地由基部组件14的否则最顶部的构件限定。例如，具有这种构造的基部组件14可以包括与在这里描述的挡板相同或类似的挡板。在另一个示例中，升降板31可以由固定板或另一种类型的固定构件代替。固定板或其它固定构件可以例如构造有平坦的或基本平坦的上表面。该平坦的或基本平坦的上表面可以至少部分地限定腔室的底部。
当由盖子组件12和基部组件14的密封接合而如此限定时，加工空间适合于定位于其中的工件26进行等离子体加工。在工件26的加工期间，来自电源34的电力被施加在基部组件14的电极40和盖子组件12的上电极之间，并在加工空间中产生电磁场。电磁场将存在于加工空间中的工艺气体(由气源36提供)的原子或分子激发到等离子体状态，在等离子体处理的持续期间，通过从电源34施加电力来维持该等离子体状态。
来自等离子体的成分物质接触并与工件26上的暴露材料相互作用以执行期望的表面改性。等离子体被构造成通过选择诸如工艺气体的化学性质、加工区域内部的压力和施加到电极的电力量和/或频率的参数来执行工件26的期望的表面改性。该加工系统可以包括终点识别系统(未示出)，该终点识别系统自动地识别等离子体工艺(例如，蚀刻工艺)何时达到预定终点，或者，可替代地，等离子体工艺可以基于工艺配方的经验确定的时间来计时。
如所指出地，基部组件14包括工件保持器组件20，该工件保持器组件20包括工件保持器22，该工件保持器22被构造成在等离子体处理期间支撑工件26。例如，工件保持器22的上表面24可以支撑工件26。工件保持器组件20进一步被构造成诸如在工件26的等离子体处理之前和/或期间将热量传递到由工件保持器22支撑的工件26。因此，工件保持器22本身被加热。为此，工件保持器组件20包括一个或多个加热元件，该一个或多个加热元件被定位成邻近于、接触或至少部分地嵌入在工件保持器22内。在一些实施例中，工件保持器22可以不被加热，并且因此可以从工件保持器组件20省略加热元件。
如同样已经指出地，基部组件14可以进一步包括升降机构30，该升降机构30被构造成选择性地将所保持的工件26降低到工件保持器22上，诸如在预期等离子体处理的情况下。升降机构30同样被构造成诸如在等离子体处理完成时从工件保持器22上的工件26的位置选择性地升高工件26。升降机构30可以包括所述一个或多个堆叠的升降板31，所述一个或多个堆叠的升降板具有内周边32(共同地或单独地)。升降板31中的一个或多个升降板可以被形成为两个或更多个节段，每个节段能够分别地移动。例如，图3中所示的顶部升降板31构造有节段31a-31ad。在一个示例中，节段31a、31b和31d可以被升高以从工件保持器22提升工件26，而节段31c保持静止。
升降板31中的一个或多个升降板可以每一个在相应的升降板31中限定中心开口35。开口35根据预期的工件26的尺寸而定尺寸，使得工件26的外周部在升降板31的开口35的内周边32(或其至少一部分)处由升降板31支撑。当移动到升降板31的最低位置时，如图1和图2中所示，至少工件保持器22的上部被定位在一个或多个升降板31的一个或多个开口35内。如果当移动到该最低位置时支撑工件26，则工件26将保留安置在工件保持器22上，以准备进行等离子体处理。在一些实施例中，工件保持器22的上表面24可以与最顶部的升降板31的上表面33齐平。在其它实施例中，工件保持器22可以从最顶部的升降板31的开口35略微突出。为了从工件保持器22移除工件26，升降板31中的一个或多个升降板被从最低位置升高。工件26的边沿被升高的升降板31中的至少一个升降板的开口35的内周边32的至少一部分捕获并升高。基部组件14构造有一个或多个位置传感器17，诸如激光传感器，以当升降板31和/或工件26中的一个或多个升降板和/或工件由升降机构30升高或降低时检测升降板31和/或工件26中的该一个或多个升降板和/或工件的位置。
等离子体处理系统10包括冷却源38，该冷却源38馈送基部组件14的冷却系统，诸如一个或多个冷却导管。该一个或多个冷却导管可以嵌入在基部组件14的一个或多个构件(诸如电极40)中。
在受试工件26的示例等离子体处理操作中，盖子组件12处于升高位置，并且工件26诸如由升降机构30定位在工件保持器22上。盖子组件12被降低以与基部组件14形成接触并在两者之间形成密封。由此形成了提供加工空间的腔室。该腔室由真空泵61保持在真空下。来自气源36的工艺气体经由盖子组件12的工艺气体入口37被提供到腔室的加工空间。盖子组件12的上电极和基部组件14的电极40被电源34激活，从而使得在加工空间中从工艺气体产生等离子体。当工件26的等离子体处理完成时，工艺气体、等离子体和其它等离子体副产物由真空泵61从腔室排空。
工艺气体、等离子体和其它等离子体副产物经由在基部组件14的各个构件之内和/或之间形成的一个或多个通道或流动路径排空。示例流动路径可以包括离散的竖直部分和水平(即，横向)部分。示例流动路径可以在竖直部分和水平部分之间交替。流动路径的竖直部分可以由穿过基部组件14的一个或多个构件的竖直通路限定。流动路径的水平部分可以被限定在基部组件14的两个构件之间。流动路径的水平部分中的一个或多个水平部分的水平长度大于流动路径的竖直部分中的一个或多个竖直部分的竖直高度。流动路径的水平部分中的两个或更多个水平部分的水平长度大于流动路径的竖直部分中的两个或多个竖直部分的两个竖直高度。
盖子组件12被从基部组件14提升，并且经等离子体处理的工件26被移除。然后可以执行等离子体处理操作的进一步迭代。
具有均匀真空的等离子体腔室
参考图4至图8，其中在图中类似的附图标记指代类似的特征，现在将至少部分地描述等离子体处理系统10的涉及在由等离子体处理系统10的构件形成的等离子体腔室内提供的均匀真空的方面。等离子体处理系统10的这些方面的描述不局限于该小节。等离子体处理系统10的涉及在等离子体腔室内提供的均匀真空的相同、另外或可替代的方面可以在本公开通篇中找到。
图4示意了基部组件14的若干个构件的竖直分解透视图，包括升降机构30、挡板70、工件保持器组件20、腔室基部50和真空板60。为了示意清楚，已经从图4排除了各种连接器等。图5A和5B示意了基部组件14的一些部分的放大视图，包括在挡板70和电极40之间限定的一个或多个间隙77。图6示意了电极40和腔室基部50的俯视视图，示出了在电极40和腔室基部50之间的配合。图7示意了电极40连同用阴影在电极40下方示出的腔室基部50的部分的俯视视图。图8示意了挡板70、电极40、腔室基部50和真空板60的竖直分解透视图。图8进一步示意了工艺气体、等离子体和其它等离子体副产物通过前面提到的构件的流动路径。
从腔室基部50开始，腔室基部50的上部通常至少部分地支撑电极40。在腔室基部50和电极40之间的联接可以通过在其间的断热层(thermal break)来限制。一个或多个O形环(例如，第一通道O形环94和第二通道O形环92)或其它类型的密封元件基本上提供了在腔室基部50和电极40之间的接触点，但是在其它情况下允许在其间的空间(即断热层)。真空板60被固定到腔室基部50的下侧。即，真空板60连接到腔室基部50的地板80的底表面82。如已经指出地，腔室基部50包括外侧壁51，每个外侧壁51具有上表面52和内表面53。侧壁51通常在侧面包围腔室基部50的内部构件。
腔室基部50进一步包括通道58，该通道58被构造成容纳源自腔室的加工空间中的等离子体处理的真空抽吸的工艺气体、等离子体和其它等离子体副产物的流。通道58可以被形成为大体封闭的导管，并且被构造成引起腔室基部50内的工艺气体、等离子体和其它等离子体副产物的横向(即，沿着X和Z轴)流动。通道58可以从通道58的顶表面中的一个或多个开口接收工艺气体和等离子体的流。工艺气体和等离子体的流可以经由通道58的底表面中的一个或多个开口离开通道58。通向通道58的至少一个顶部开口可以沿着通道58的圆周从通道58的至少一个底部开口偏移。由于彼此偏移，该至少一个顶部开口和该至少一个底部开口不共享竖直(Y)轴线。例如，通向通道58的顶部开口中的两个或更多个顶部开口可以从通道58的底部开口中的两个或多个底部开口偏移。作为另一个示例，通向通道58的顶部开口中的每一个顶部开口可以从通道58的底部开口中的每一个底部开口偏移。
在至少图4至图8所示实施例中，通道58的侧面由同心圆形结构限定：外部圆形结构56和内部圆形结构55，内部圆形结构55与外部圆形结构56具有隔开的关系。通道58被类似地形成为连续的(在X和Z轴上)圆形通道。通道58的底部至少部分地由腔室基部50的地板80的上表面81限定。通道58的顶部至少部分地由电极40的底表面(未示出)限定。第一通道O形环94和第二通道O形环92分别地位于外部圆形结构56和内部圆形结构55的顶部处。当基部组件14被组装时，第一通道O形环94和第二通道O形环92分别在电极40与外部圆形结构56和内部圆形结构55之间提供密封。
通道58构造有一个或多个面向下的通路54，该通路至少部分地由腔室基部50的地板80限定，并穿过该地板。该一个或多个通路54允许真空抽吸的工艺气体、等离子体和其它等离子体副产物从通道58到由真空板60限定的真空空间64的流动。该一个或多个通路54可以在通道58中的不同位置处形成。例如，该一个或多个通路54可以围绕通道58的圆周均匀地分布。例如，两个通路54可以在通道58中彼此相对地定位。即，该两个通路54可以彼此偏移大约180度。作为另一个示例，三个通路54可以以大约120度的间隔在通道58中定位。可替代地，该一个或多个通路54可以以不规则的间隔围绕通道58定位。在至少图4至图8所示实施例中，通道58构造有以大约90度的间隔围绕通道58定位的四个通路54。通道58进一步构造有围绕通道58的圆周定位的一个或多个间隔器57。间隔器57可以在通道58中的工艺气体、等离子体和其它等离子体副产物的流动中引起湍流，从而促进腔室中的真空的均匀性。
腔室基部50构造有内部空间83，该内部空间83在等离子体处理期间被维持在环境压力下。内部空间83在侧面处由内部圆形结构55的内表面85限定。内部空间83在底部处由地板80的上表面81限定，并且在顶部处主要由工件保持器组件20(例如，图9和图10中所示绝热件104的底表面106)限定并且在较低的程度上由电极40限定。在内部空间83内，腔室基部50的地板80构造有凹口84。该凹口通向在腔室基部50的本体中形成并离开到达周围环境的一对孔96(图6)，从而允许内部空间83被保持在环境压力下。
工件保持器组件20和电极40大体竖直地位于腔室基部50上方。工件保持器组件20被联接到电极40，并且电极40被联接到腔室基部50。通过在电极中的中心开口的内周边49处将工件保持器组件20的凸缘23与电极40联接，工件保持器组件20被联接到电极40，使得凸缘23邻近于(但不接触)电极40的下侧。当被如此联接时，工件保持器22的至少上部突出穿过电极40的中心开口。电极40继而被联接到腔室基部50，使得电极40的侧壁44的外表面47抵靠腔室基部50的侧壁51的内表面53齐平地隔开。当工件保持器组件20被联接到电极40并且电极40被联接到腔室基部50时，工件保持器组件20大体位于腔室基部50的地板80上方，但不与该地板80直接接触，从而限定腔室基部50的内部空间83的上边界。
电极40构造有具有上表面43的凹进的地板42。地板42的外边界至少部分地由电极40的侧壁44的内表面48限定。地板42的外边界进一步至少部分地由对应的角部元件88的凸形边缘89限定。角部元件88的上表面与侧壁44的上表面齐平。角部元件88可以被视为包括侧壁44的一部分。角部元件88中的一个角部元件可以是升降弹簧组件88a。
一个或多个升高的连接器或安装凸台45挨着侧壁44的内表面48被定位在凹进的地板42的周部处。在一些实施例中，升高的连接器45(或类似的升高结构)可以在凹进的地板42上位于别处。通过联接到升高的连接器45，挡板70被联接到电极40。升高的连接器45的高度可以在凹进的地板42和电极40的侧壁44的上表面之间的竖直中途点处。挡板70经由连接器103(图9和图10)在邻近挡板70的内周边75和电极40的内周边49处进一步与电极40联接。电极40的被构造成接收连接器103的部分以与升高的连接器45相同或类似的高度从凹进的地板42升高。由于从凹进的地板42升高，该升高的连接器45可以允许在凹进的地板42的上表面43和挡板70的底表面78(在图4至图8中不完全可见)之间限定内部空间97。内部空间97提供了来自挡板70的外周边74和电极40的侧壁44之间形成的间隙77以及在凹进的地板42中形成的一个或多个通路46的工艺气体、等离子体和其它等离子体副产物的至少部分的横向(沿着X和Z轴)流动。
凹进的地板42限定了穿过电极40的面向下的所述一个或多个通路46。图4至图8中所示实施例包括四个通路46，但是本公开不限于此。例如，凹进的地板42可以限定一个通路46、两个通路46或多于两个通路46。通路46提供了真空抽吸的工艺气体、等离子体和其它等离子体副产物从电极40的内部空间97到腔室基部50的通道58的向下的流动。通路46可以位于凹进的地板42中的各种位置处。例如，通路46可以以规则的间隔围绕在由电极40的内周边49限定的开口处定中的理论圆周定位。该理论圆周的中心可以被视为电极40的中心。作为示例，具有两个通路46的实施例可以使该两个通路46彼此相对地定位(即，彼此成大约180度)。具有三个通路46的实施例可以使该三个通路46围绕理论圆周以大约120度的间隔定位。具有四个通路46的实施例可以使这些通路46围绕理论圆周以大约90度的间隔定位。
如上关于位于腔室基部50的通道58中的通路54所指出的，电极40的通路46被定位成从通路54横向地偏移(例如，没有公共的竖直轴线)。例如，通路46中的至少一个通路可以从通路54中的至少一个通路偏移。作为另一个示例，通路46中的至少两个通路可以从通路54中的至少两个通路偏移。此外，诸如在图4到图8中所示实施例中，电极40的通路46中的每一个通路可以从腔室基部50的所有通路54偏移。
可以通过相对于电极40的中心和/或由腔室基部50的内部圆形结构55或外部圆形结构56限定的圆周的中心(例如，腔室基部50的中心或至少腔室基部50的涉及工艺气体、等离子体和等离子体副产物通过基部组件14的流动的部分)的相对偏移的程度来指示在电极40的通路46和腔室基部50的通路54之间的偏移。例如，如在图4至图8中所示实施例中的情况那样，相对偏移的程度可以是大约45度。作为其它示例，相对偏移的程度可以是至少或大约15度、至少或大约30度、至少或大约60度、至少或大约75度、至少或大约90度、至少或大约120度，或至少或大约180度。相对偏移可以指电极40的至少一个通路46和腔室基部50的最靠近的通路54的相对偏移，反之亦然。相对偏移可以指电极40的至少一个通路46和腔室基部50的两个最靠近的通路54的相对偏移，反之亦然。任一种情况均可以适用于图4至图8中所示实施例。
挡板70可以被联接到电极40的升高的连接器45，以将挡板70大体上与电极40联接。当被与电极40联接时，挡板70的上表面72与电极40的包括升高的角部88的上表面的上表面41齐平。挡板70包括内周边75，该内周边75在挡板70的中心处限定开口71。挡板70的内周边75基本与电极40的内周边49竖直地对准。开口71被构造成容纳工件保持器22。
挡板70的外周边74包括凹形边缘76，该凹形边缘76的形状大体对应于升高的角部88的凸形边缘89。挡板70的外周边74邻近于(但不直接接触)电极40的侧壁44的内表面48(该内表面48可以包括凸形边缘89)。在一些实施例中，整个外周边74邻近于侧壁44的内表面48但不与内表面48直接接触。在其它实施例中，外周边74部分地与侧壁44的内表面48接触并且部分地邻近于侧壁44的内表面48但是不与侧壁44的内表面48直接接触。在另外的其它实施例中，外周边74的大部分邻近于侧壁的内表面48但不与内表面48接触，并且外周边74的小部分与侧壁44的内表面48接触。
在挡板70的外周边74和电极40的侧壁44的内表面48之间的空间关系限定了间隙77，工艺气体、等离子体和其它等离子体副产物从所形成的腔室的加工空间流过该间隙77。间隙77可以沿着挡板70和/或电极40的对应侧面的长度(或其一部分)伸长。
在一些实施例中，在联接的挡板70和电极40的一侧上的间隙77可以在该侧面的基本整个长度上伸长，使得该间隙77与邻接侧的第二间隙77毗连。在联接的挡板70和电极40的侧面中的每一侧上的间隙77可以被如此构造，从而提供间隙77，该间隙77无中断地围绕挡板70的外周边74完全地延伸。在其它实施例中，间隙77沿着联接的挡板70和电极40的一侧的长度的大部分伸长，但不与邻接侧的第二间隙77毗连。因此，间隙77(在此共同地指代联接的挡板70和电极40的每一侧的相应间隙77)可以围绕挡板70的外周边74的大部分延伸，但是可以在间隙77中包括中断。在另外的其它实施例中，对应于联接的挡板70和电极40的一侧的间隙77(共同地称为间隙77的中断系列(broken series of gaps 77))不在不带一个或多个中断的情况下延伸该侧的长度的大部分。但是间隙77(再次共同地称为间隙77的中断系列)仍可以覆盖挡板70的外周边74的大部分。
在图4至图8中所示实施例中，间隙77围绕挡板70的外周边74的大部分形成，但是在联接的挡板70和电极40的角部处中断。特别地，升降机构30(例如，升降板31)的角部位于电极40的升高的角部88之上，从而防止工艺气体和等离子体直接流过在升高的角部88的凸形边缘89和挡板70的凹形边缘76之间的空间并且流入到电极40的内部空间97中。另外，电极40的升高的连接器45中的每一个连接器在间隙77中有效地引起短暂的中断。
当在基部组件14的竖直截面中观察时，间隙77可以被构造为竖直部分77a(见图10)和水平部分77b(也见图10)。间隙77的竖直部分77a由挡板70的外周边74和电极40的侧壁44的内表面48限定。当在图10中的截面中观察时，竖直部分77a沿着Y轴伸长，但是沿着X轴受限。因此，在间隙77的竖直部分77a中促进了工艺气体、等离子体和其它等离子体副产物的竖直流动。但是，在竖直部分77a中的任何水平流动都受到严重限制。间隙的水平部分77b由电极40的凹进的地板42和挡板70的底表面78限定。间隙77的水平部分77b可以基本对应于在电极40和挡板70之间的内部空间97，特别是在从侧壁44的内表面48到电极40的内周边49的向内方向上。与竖直部分77a相反，间隙77的水平部分77b沿着水平X轴(当在图10的截面中观察时)而非竖直Y轴伸长。因此，在间隙77的水平部分77b中的工艺气体、等离子体和其它等离子体副产物的流动沿着水平X轴被促进，但是沿着竖直Y轴受到严重限制。
间隙77的尺寸可以被构造成改变通过基部组件14的工艺气体和等离子体的流动。例如，间隙77的0.5mm(毫米)到2mm的宽度(从挡板70到电极40)可以减小以限制工艺气体、等离子体和其它等离子体副产物的流动，而间隙77的宽度可以增加以增加工艺气体、等离子体和其它等离子体副产物的流动。间隙77的纵向尺寸可以被构造成具有类似的效果。
升降机构30被联接到挡板70和/或电极40，其中最下面的升降板31的底表面与挡板70的上表面72和电极40的升高的角部88的上表面接触。升降机构30的角部覆盖在升高的角部88的凸形边缘89和挡板70的外周边74的凹形边缘76之间限定的空间。中心开口35被限定在升降机构30中，并且被构造成至少部分地容纳工件保持器22。
在腔室基部50下方，真空板60的侧壁66的上表面68被联接到腔室基部50的底表面82。真空空间64由腔室基部50的底表面82、侧壁66的内表面67和真空板60的地板65限定。真空空间64被构造成经由通路54中的一个或多个通路从通道58接收工艺气体、等离子体和其它等离子体副产物。真空板60的地板65构造有端口63(例如，仅单个端口63)，以允许真空空间64中的工艺气体、等离子体和其它等离子体副产物流动到真空泵61。
特别地参考图5A和图5B，示意了基部组件14的角部的放大视图。图5A示意了基本俯视视图，并且图5B示意了透视图。提供图5A和图5B，至少部分地为了清楚地示意在挡板70和限定间隙77的电极40之间的间隔关系。例如，图5A和图5B示出了间隙77的内表面(例如，相对于挡板70的中心)由挡板70的外周边74限定。间隙77的外表面由电极40的侧壁44的内表面48限定。图5A进一步示出了升高的连接器45中的两个连接器，并且其中该特定的升高的连接器45扩大了由升高的角部88引起的间隙77中的中断。电极O形环90或其它类型的密封元件被置于电极40的侧壁44的上表面处。电极O形环90至少部分地与盖子组件12的一个或多个构件创建密封。腔室基部O形环86或其它类型的密封元件被置于腔室基部50的侧壁51的上表面52处。腔室基部O形环86至少部分地与盖子组件12的对应表面产生密封。
特别地参考图6，示意了电极40和腔室基部50的俯视视图。图6至少部分地示意了电极40和腔室基部50的相对定位。电极40的左下角部(如所示意地)用附图标记A标记，并且电极40的右上角部用附图标记B标记。腔室基部50的左下角部(如所示意地)用附图标记A'标记，并且腔室基部50的右上角部用附图标记B'标记。当电极40和腔室基部50被联接时，电极40的标记为A和B的角部分别地与腔室基部50的标记为A'和B'的角部对准。图6进一步示意了孔96，孔96将腔室基部50的内部空间83通向周围环境，从而允许布线。
特别地参考图7，示意了电极40的俯视视图。图7进一步示意了腔室基部50的通道58和通路54，其以阴影示意，以反映腔室基部50被置于基部组件14中的电极40下方。如所示那样，电极40构造有四个通路46，并且腔室基部50类似地构造有四个通路54。通道58被定位成基本对应于在通道58正上方的通路46的位置。因此，在电极40的内部空间97中的真空抽吸的工艺气体、等离子体和其它等离子体副产物向下移动通过通路46并进入到通道58中。一旦处于通道58中，并且借助于在电极40的通路46和腔室基部50的通路54之间的相对偏移，工艺气体、等离子体和其它等离子体副产物便必须在通道58中顺时针和/或逆时针流动(根据腔室基部50的俯视视图)。
图7还示出了电极40的通路46的示例间隔、腔室基部50的通路54的示例间隔，和电极40的通路46和腔室基部50的通路54的示例相对偏移。在这些示例中，电极40的通路46以90度间隔均匀地隔开。腔室基部50的通路54同样以90度间隔均匀地隔开。在电极40的通路46和腔室基部50的通路54之间的相对偏移为四十五度。例如，通路54a和通路54b是最靠近通路46a的通路54。通路54a和54b中的每一个通路从通路46a偏移四十五度。
图8示意了真空板60、腔室基部50、电极40和挡板70的竖直分解透视图。图8进一步示意了真空抽吸的工艺气体、等离子体和其它等离子体副产物通过基部组件14的示例流动路径98。最初，工艺气体和等离子体在所形成腔室的加工空间内。工艺气体、等离子体和其它等离子体副产物从加工空间流动并通过间隙77(在图8中未明确示出)，这里由流动路径98的在挡板70的外周边74处的向下转向表示。工艺气体、等离子体和其它等离子体副产物通过间隙77流动到在凹进的地板42和挡板70的底表面78之间的内部空间97。由于内部空间97的低竖直剖面，流动路径98被强制沿着大体横向方向。在该示例中，工艺气体和等离子体横向地流动到电极40的所指示的通路46，并向下通过通路46流动到腔室基部50的通道58。在通道58中，工艺气体和等离子体可以按顺时针方向、逆时针方向或它们的组合流动。在所示意的示例中，流动路径98的至少一部分逆时针朝向腔室基部50的所指示的通路54移动。在流过通路54时，工艺气体、等离子体和其它等离子体副产物被抽吸到由腔室基部50的底表面82、侧壁66的内表面67和真空板60的地板65限定的真空空间64中。真空空间64中的工艺气体、等离子体和其它等离子体副产物被真空泵61抽吸，首先通过真空板60中的端口63，并且然后通过真空导管62。
基部组件14被至少部分地如此构造，并且通过那里(例如，流动路径98)得到的流动路径可以有助于改进加工空间和/或由聚在一起的盖子组件12和基部组件14形成的腔室的流动特性。例如，改进的流动特性可以包括工艺气体、等离子体和其它等离子体副产物流的改进的均匀性，诸如当工艺气体、等离子体和其它等离子体副产物被从加工空间真空抽吸到基部组件14并且通过该基部组件14时。另外，由于用于排出的单一路径，至少部分地根据本公开构造的基部组件14可以允许比在其它情况下所需的更少的真空密封。此外，至少部分地如此构造的基部组件14可以允许使用单个端口接入口(port access)(例如，端口63)以通过跨越真空板60分布真空来排空真空空间64，从而充当连续歧管。
热隔离的工件保持器
参考图9和图10，其中相同的附图标记指代图中相同的特征，现在将至少部分地描述等离子体处理系统10的涉及绝热的工件保持器组件(例如，卡盘)的各个方面。等离子体处理系统10的这些方面的描述不限于该小节。等离子体处理系统10的涉及绝热的工件保持器组件的相同、另外或可替代的方面可以在本公开通篇中找到。
图9示意了基部组件14的透视、截面视图。图10示意了基部组件14的一部分的透视、放大、截面视图。
工件保持器组件20和基部组件14的邻近构件被单独地和共同地构造成将工件保持器组件20与基部组件14的其它邻近构件热隔离。即，工件保持器组件20和基部组件14的邻近构件被构造成最小化从工件保持器组件20到基部组件14的邻近部分的热传递。例如，工件保持器组件20包括：工件保持器22；一个或多个加热元件25，该一个或多个加热元件25被构造成向工件保持器22提供热量；和绝热件104，该绝热件104被构造成使到基部组件14的除了工件保持器22之外的其它构件的热传递最小化。作为另一个示例，工件保持器组件20和基部组件14的邻近构件被单独地或共同地构造成维持在工件保持器22和基部组件14的邻近构件之间的间隙110。间隙110在工件保持器22和基部组件14的邻近构件之间提供断热层。
例如，加热元件25可以包括一个或多个电阻加热元件。加热元件25可以被安置成与工件保持器22接触并实现到工件保持器22的热传递。在图9和图10中所示的工件保持器组件20中，加热元件被部分地嵌入工件保持器22内，使得加热元件25的底部与绝热件104的顶表面105齐平。通过将加热元件25嵌入工件保持器22内，使得到工件保持器22的热传递被最大化，同时使得到其它构件的热量损失最小化。例如，工件保持器22从加热元件25的三个侧面(内侧、外侧和顶部)直接从加热元件25吸收热量。加热元件25被形成为一系列同心环，但是也可以考虑其它布置。工件保持器22配备有温度传感器102，诸如热电偶，以测量工件保持器22的温度。
绝热件104利用连接器99联接到工件保持器22，该连接器99与圆形加热元件25以交替的布置设置。当被联接时，绝热件104经由绝热件104的顶表面105保持与加热元件25和工件保持器22的底部基本齐平接合。绝热件104还可以用作工件保持器22和加热元件25的底盖。在一些实施例中，工件保持器组件20可以构造有置于绝热件104下方的单独的盖。绝热件104构造有中心开口113，该中心开口113将温度传感器102暴露于在工件保持器组件20和腔室基部50之间的环境压力内部空间83。绝热体可以被构造成承受至少230℃(摄氏度)。绝热件104可以由云母形成，云母具有约0.69W/mK的热导率和大约982℃的最高使用温度。
在一些实施例中，连接器99可以是夹具，诸如金属夹具。夹具可以由不锈钢制成并且具有低剖面。夹具可以位于绝热件104下方。每个加热元件25可以提供三个夹具，但是可以使用大于一个夹具的任何数目的夹具来固定每个加热元件25。每个夹具也能够跨越一个或多个加热元件25，诸如两个加热元件25。夹具可以改进在加热元件25和工件保持器22之间的介接，从而提高到工件保持器22的热传递效率。这样，加热元件25的能量和温度可以降低以实现工件保持器22的期望温度。
工件保持器22构造有外凸缘23，通过该外凸缘23，工件保持器22被联接到电极40。当被联接时，凸缘23的顶表面109邻近于(但不直接与之接触)电极40的靠近电极40的内周边49的底表面108。通过这种联接提供的在凸缘23的顶表面109和电极40的底表面108之间的空间可以形成在工件保持器22和基部组件14的其它邻近构件之间的间隙110的水平部分。工件保持器22的凸缘23使用一个或多个连接器(诸如螺栓连接器)联接到电极40。在图9和图10中示意的截面处，连接器不可见，但是凸缘23和电极40中的用于所述连接器的开口在图4中示出。
O形环107或其它类型的密封元件被设置在凸缘23的顶表面109和电极40的底表面108之间。O形环107由被配置成使热传递最小化的材料制成。除了连接器之外，O形环107是在工件保持器22和电极40之间的另外的接触点。在图9和图10中所示实施例中，这种接触点仅限于连接器和O形环107。用于在工件保持器22和电极40之间进行热传递的潜在途径(avenues)同样限于连接器和第一通道O形环94。因此，连接器和第一通道O形环94被构造成(在定位、材料、尺寸等方面)使在工件保持器22(和一般的工件保持器组件20)和电极40之间的热传递最小化。例如，O形环107基本上位于凸缘23的外周边处，从而位于距加热元件25最大、几乎最大或其它情况下相当大的距离处。
间隙110包括竖直(或基本竖直)的第一部分110a和水平(或基本水平)的第二部分110b。水平的第二部分110b对应于且由凸缘23的顶表面109和电极40的底表面108限定。间隙110的在水平的第二部分110b中的中断限于由第一通道O形环94和在电极40和凸缘23之间的连接器引起的那些。间隙110的水平的第二部分110b与竖直的第一部分110a毗连。
竖直的第一部分110a大体对应于工件保持器22的侧面112。竖直的第一部分110a在凸缘23和工件保持器22的上表面24之间跨越工件保持器22的侧面112。间隙110的竖直的第一部分110a在内侧上至少部分地由工件保持器22的侧面112限定。竖直的第一部分110a的外侧至少部分地由电极40的内周边49限定。竖直的第一部分110a的外侧进一步至少部分地由挡板70的内周边75限定。竖直的第一部分110a的外侧更进一步至少部分地由升降机构30的升降板31的内周边32限定。
间隙110的竖直的第一部分110a在凸缘23和工件保持器22的上表面24之间在竖直方向上连续并且不中断。间隙110的竖直的第一部分110a围绕工件保持器22的侧面112水平地连续并且不中断。因此，间隙110的竖直的第一部分110a是不中断的，并且在工件保持器22的侧面112和基部组件14的任何其它构件(除了工件保持器组件20本身的其它构件之外)之间不存在接触点。
冷却导管120被嵌入电极40中，并且被构造成使冷却剂通过，从而从电极40的邻近部分和其它构件吸收热量。冷却导管120邻近第一通道O形环94和连接器在凸缘23和电极40之间的定位进一步抑制了从工件保持器22的热传递。
在一个实施例中，等离子体处理系统10与外壳相关联，该外壳限定了用于加工多个工件26的工作空间。该工作空间被保持在大气压下。工件输入设备被构造成从外壳外部例如从机器人接收该多个工件。等离子体处理设备(诸如等离子体处理系统10)位于外壳内，并且被构造成在等离子体处理设备的真空条件下执行等离子体处理。真空条件下的压力小于大气压。输送设备被构造成从工件输入设备接收工件并将工件定位在等离子体处理设备处以进行等离子体处理。尽管当接收工件时外壳处于大气压下，但是外壳的尺寸足够小，使得所施加的真空能够快速地排空外壳，从而有效地维持真空条件。
通过根据本公开的一个或多个方面构造的基部组件14实现了很多益处。例如，通过消除在间隙110的竖直的第一部分110a之上的任何直接接触点，并且因此还有直接的热传递，并且将在间隙110的水平的第二部分11b之上的直接接触点限制于它们的连接器和在第一通道O形环94，实现了工件保持器组件20的优异的热隔离。加热元件25和绝热件104的构造进一步有助于热隔离，以及允许从加热元件25到工件保持器22的更有效的热传递。热隔离可以维持基部组件14的其它构件处于对人的触摸安全的温度下。通过将基部组件14的其它构件维持在触摸安全的温度下，消除或减少了对防护或隔屏障的需求，改进了对工人的安全性，并减少了等离子体处理系统10的占地面积。另外，由于较少的热量损失到基部组件14的其它构件，并且改进了从加热元件25到工件保持器22的热传递，因此要求较少的能量为加热元件25供能，从而降低了操作成本。改进的热隔离和热传递还为等离子体处理系统10提供了减少的加热时间。
用于电极的液体冷却
进一步参考图9和图10并且另外地参考图11，其中相同的附图标记指代图中相同的特征，现在将至少部分地描述等离子体处理系统10的涉及电极液体冷却的各个方面。等离子体处理系统10的这种方面的描述不限于该小节。等离子体处理系统10的涉及电极液体冷却的相同、另外或可替代的方面可以在本公开通篇中找到。
图11示意了基部组件14的透视、截面视图。在图11中示意的基部组件14大致地在电极40处水平地(在XZ平面上)截取截面(cross-sectioned)。因此，图11示出了电极40构造有通向腔室基部50的通道58的通路46。进一步示出了工件保持器22的侧面112和电极40的内周边49。
电极40构造有嵌入电极40内的冷却导管120。冷却导管120大体环绕电极40的周部。冷却导管120在基部组件14中的竖直(Y轴)位置大致对应于间隙110的水平的第二部分110b的竖直位置。冷却导管120的竖直位置另外地大致对应于第一通道O形环94的竖直位置。冷却导管构造有分别地对应于电极40的四个侧面的第一部分120a、第二部分120b、第三部分120c和第四部分120d。
冷却导管120由冷却源38馈送(图2)。例如，水可以用作冷却剂，但是也可以使用其它类型的冷却剂。电极40构造有冷却剂入口122，以从冷却源38接收冷却剂。冷却剂经由冷却剂入口122流到冷却导管120的第一部分120a。冷却剂由此在冷却导管120内流过电极40。当冷却剂流过冷却导管120时，冷却剂从电极40吸收热量，诸如克服了工件保持器组件20的热隔离的任何热量。冷却剂进一步吸收由加工空间中的等离子体产生的和与盖子组件12的电极的导电引起的热量。冷却导管120的位置进一步抑制了靠近O形环107、第一通道O形环94和第二通道O形环92的热传递。
电极40构造有冷却剂出口124，已经通过冷却导管120的冷却剂在此处离开冷却导管120的第四部分120d。加热的冷却剂被返回到冷却源38，该冷却源38配备有一个或多个散热器等以从所接收的冷却剂散发热量。冷却源38可以将冷却剂再循环回到冷却导管120。
通过构造有液体冷却的电极40的等离子体处理系统10实现了很多益处。例如，根据本公开的涉及液体冷却电极40的至少一些方面构造的等离子体处理系统10允许等离子体处理系统10比其它方式可能更紧凑。在不被这样构造的系统中，在加热的工件保持器和系统的构件之间需要更大的空气空间。
工件冷却监视
参考图12和图13，其中相同的附图标记指代图中相同的特征，现在将至少部分地描述工件加工系统200的涉及工件冷却监视的各个方面。工件加工系统200的这些方面的描述不限于该小节。工件加工系统200的涉及工件冷却监视的相同、另外或可替代的方面可以在本公开通篇中找到。
图12示意了被构造成对工件226(例如，关于图1至图10描述的工件26)进行等离子体处理的工件加工系统200。工件加工系统200包括等离子体处理装置220，该等离子体处理装置220被构造成对工件226执行等离子体处理。等离子体处理装置220可以与关于图1至图10描述的等离子体处理系统10相同或类似。
工件加工系统200进一步包括输送装置250，该输送装置250被构造成在装置、站、工件存储或输送容器等之间输送工件226。工件加工系统200进一步包括冷却站230，该冷却站230构造有温度传感器232。冷却站230可以是未加热的冷却站。冷却站230被构造成从输送装置250接收经等离子体处理的工件226(在图11中以阴影示出)，并在工件226冷却时测量工件226的温度。
冷却站230可以被通信地连接到控制器240，因此冷却站230可以向控制器发送关于工件温度的消息。尽管为了示意清楚而未在图11中指示，但是控制器240可以与工件加工系统200的其它构件通信地连接，包括等离子体处理装置220、输送装置250和第二装置260。
控制器可以被实现为通用计算机、专用硬件、其它形式的计算装置、软件或它们的组合。在任何情况下，控制器都配备有处理器和存储器。存储器可以存储指令，该指令在由处理器执行时使控制器实现在这里描述的操作，包括涉及监视工件冷却的那些操作。控制器240可以进一步配备有一个或多个通信接口，包括计算机网络接口。控制器240可以进一步配备有一个或多个输入和/或输出装置以允许与控制器240的人机交互，诸如键盘、指点设备和监视器。
控制器240可以与工件加工系统200的构件中的一个或多个集成。例如，控制器240可以与冷却站230、等离子体处理装置220和/或输送装置250集成。因此，如此构造的冷却站230、等离子体处理装置220和/或输送装置250可以管理和引导工件冷却系统200至少相对于冷却工件226的操作。
控制器240被构造成从冷却站230接收数据，包括描述工件226的温度的温度数据和其它相关方面，诸如所经过的冷却时间。控制器240处理温度数据并且基于温度数据确定工件226是否足够冷却并且准备好继续进行相关联的加工操作。例如，控制器240可以确定工件应被输送到另一个装置、站、容器等。作为示例，控制器240可以确定工件的温度是否低于阈值温度值。如果是这样，则控制器240可以向冷却站230发送消息，该消息指示应该认为工件226的冷却已经完成。或者，如果控制器240确定工件226不低于阈值温度值，则控制器240可以向冷却站230发送消息，该消息指示应将工件226保留在冷却站230处以进一步冷却。
工件加工系统可以进一步包括第二装置260，诸如被构造成实施工件的进一步加工的装置。工件加工系统200包括或在其它情况下与工件容器270相关联，诸如被构造成接收经处理的工件226的前开口通用(或统一)盒(FOUP)或装备前端模块(EFEM)。
图13示意了涉及在诸如冷却站230的冷却站处监视工件冷却的流程图300。在步骤310处，工件(例如，工件226)被定位在被构造成执行等离子体处理过程的设备(例如，等离子体处理装置220)处。由此可以在工件上执行等离子体处理过程。在步骤320处，在等离子体处理过程完成之后，诸如用输送装置250将工件定位在未加热的冷却站处。
在步骤330处，经由与冷却站相关联的温度传感器(例如，温度传感器232)确定工件的温度。例如，冷却站可以包括温度传感器。基于工件的温度，确定工件的温度低于阈值温度值。例如，阈值温度值可以是使得工件可以继续进行进一步加工的最高温度。可以通过与冷却站通信的控制器(例如，控制器240)来执行温度低于阈值温度值的确定。控制器可以向冷却站发送消息，该消息指示工件的温度是否低于阈值温度值。控制器可以另外地或可替代地向输送装置发送消息，该消息指示输送装置从冷却站移除工件。
在步骤340处，基于确定温度已经降至低于阈值温度值，工件从冷却站移走。工件例如可以由输送装置从冷却站移走。然后，工件可以被输送到第二装置(例如，第二装置260)，以进行各种进一步的加工。另外地或可替代地，工件可以被放置在容器(例如，工件容器270)中以进行存储或其它输送。
在这里描述的涉及工件冷却监视的方面提供了很多益处。例如，这些方面提供了更快的并且导致更好质量的经处理的工件的工件加工。例如，使用预定的、固定的冷却时间的冷却站可以允许工件与冷却站一起放置的时间长于所需的时间，从而降低生产效率。使用预定的、固定的冷却时间的冷却站也可能发信号通知工件被从冷却站过早地移动，从而增加了质量不令人满意的经等离子体处理的工件的数目。
如在说明书和所附权利要求书中所使用地，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数对象，除非上下文另外明确指出。范围可以在本文中表示为从“大约”一个特定值和/或到“大约”另一个特定值。当表达这样的范围时，另一个实施例包括从该一个特定值和/或到该另一个特定值。类似地，当通过使用先行词“大约”将值表达为近似值时，将理解的是，特定值形成另一个实施例。将进一步理解的是，范围中的每一个的端点相对于另一个端点以及独立于另一个端点来说都是重要的。
除非在此另外指出，否则本文中数值范围的引用仅旨在独自地指代落入该范围内的每个单独值的速记方法，并且每个单独值都被并入说明书中，如同其在这里被独自地列举一样。除非本文另外指出或与上下文明显矛盾，否则在这里描述的所有方法都可以以任何合适的顺序执行。
“可选的”或“可选地”意味着随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生，并且该描述包括所述事件或情况发生的情况和未发生的情况。
贯穿本说明书的说明书部分和权利要求书，单词“包括(comprise)”和该单词的变体，例如“包括(comprising)”和“包括(comprises)”，意味着“包括但不限于”，并非旨在例如排除其它构件、整数或步骤。“示例性”意味着“…的一个示例”，并且并非传达优选或理想实施例的指示。“诸如”不是在限制性的意义上而是出于解释的目的使用的。
公开了可以用于执行所公开的方法和系统的构件。在这里公开了这些和其它构件，并且应当理解的是，当公开这些构件的组合、子集、交互作用、组等时，尽管可能没有明确公开每个各种单独的和总体的组合和排列的具体参考，但是对于所有方法和系统，每一个都在本文中被特别地考虑并描述了。这适用于本申请的所有方面，包括但不限于所公开的方法中的步骤。因此，如果可以执行多种另外的步骤，则应当理解的是，可以利用所公开方法的任何特定实施例或实施例的组合来执行这些另外的步骤中的每一个。
尽管已经结合优选实施例和特定示例描述了方法和系统，但是这并非旨在将范围限于所阐述的特定实施例，因为本文中的实施例在所有方面都旨在是示例性的而不是限制性的。
除非另有明确说明，否则决非旨在将本文阐述的任何方法解释为要求其步骤以特定顺序执行。因此，在方法权利要求没有实际叙述其步骤要遵循的顺序的情况下，或者在权利要求书或说明书中没有以其它方式具体说明步骤应限于特定的顺序的情况下，绝非旨在从任何方面推断顺序。这适用于任何可能的非表达的解释基础，包括：有关步骤安排或操作流程的逻辑问题；源自语法组织或标点符号的简单含义；在说明书中描述的实施例的数目或类型。
对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离范围或精神的情况下可以进行各种改型和变型。通过考虑在这里公开的说明书和实践，其它实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。说明书和示例旨在仅被认为是示例性的，真实的范围和精神由所附权利要求指示。

Claims (22)

1.一种用于利用等离子体处理工件的设备，所述设备包括：
腔室，所述腔室部分地限定用于接收工艺气体的加工空间，其中，在利用等离子体处理所述工件期间，所述腔室处于真空下；
基部组件，所述基部组件限定所述加工空间的下端，其中，所述基部组件包括工件保持器、挡板、电极和腔室基部，所述工件保持器具有周边并且被构造成接收所述工件，所述挡板具有外周边，所述电极联接到所述挡板并且具有侧壁，所述腔室基部包围所述电极的侧壁的外表面，并且其中所述挡板的外周边的大部分邻近于但不直接接触所述电极的侧壁的内表面；
工艺气体供应端口，所述工艺气体供应端口在所述腔室中以用于将所述工艺气体引入所述加工空间；和
等离子体激发源，所述等离子体激发源包括所述电极，所述等离子体激发源可操作以在所述加工空间中从所述工艺气体提供等离子体，以用于处理所述工件，
所述挡板的外周边的大部分和所述电极的侧壁的内表面被布置成限定间隙以在利用等离子体处理所述工件期间排空所述加工空间，其中，所述电极和所述挡板彼此相对固定。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述基部组件限定流动路径，所述加工空间经由所述流动路径被从所述基部组件排空。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述流动路径包括第一竖直部分，所述第一竖直部分从第二竖直部分竖直地偏移。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述第一竖直部分由第一竖直通路限定，并且所述第二竖直部分由第二竖直通路限定，所述第二竖直通路从所述第一竖直通路竖直地偏移。
5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述电极竖直地位于所述基部组件中的所述腔室基部和所述挡板之间，并且所述第一竖直通路由所述电极限定，并且所述第二竖直通路由所述腔室基部限定。
6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述挡板和所述电极被联接并且限定在所述挡板和所述电极之间的内部空间，其中，在所述挡板和所述电极之间的所述内部空间在排空所述加工空间之后立即限定所述流动路径的一部分。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，由在所述挡板和所述电极之间的所述内部空间限定的所述流动路径的所述一部分包括第一侧部，所述第一侧部在由所述电极限定的所述第一竖直通路之前。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述电极被联接到所述腔室基部，并且所述第一竖直通路行进到所述腔室基部。
9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述腔室基部限定圆形通道，所述圆形通道被构造成在所述第一竖直通路之后限定所述流动路径的第二侧部。
10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述流动路径的所述第一侧部的横向方向和所述流动路径的所述第二侧部的横向方向彼此相反。
11.根据权利要求9所述的设备，其中，所述第二竖直通路由所述腔室基部的圆形通道的地板限定。
12.根据权利要求11所述的设备，其中，真空板被联接到所述腔室基部的底端，所联接的腔室基部和所述真空板限定真空空间，所述真空空间被构造有连接到真空源的真空端口。
13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述真空空间限定所述流动路径的第三侧部，其中所述流动路径的所述第三侧部从所述真空空间和所述真空端口的周部横向地延伸。
14.根据权利要求5所述的设备，其中，所述电极限定两个或更多个竖直通路，并且所述腔室基部限定两个或更多个竖直通路，由所述电极限定的所述两个或更多个竖直通路从由所述腔室基部限定的所述两个或更多个竖直通路中的每一个竖直通路竖直地偏移。
15.根据权利要求14所述的设备，其中，由所述电极限定的所述两个或更多个竖直通路包括四个竖直通路，并且由所述腔室基部限定的所述两个或更多个竖直通路包括四个竖直通路，由所述电极限定的所述四个竖直通路相对于所述电极和所述腔室基部中的至少一个的中心，从由所述腔室基部限定的所述四个竖直通路中的每一个竖直通路竖直地偏移至少30度。
16.根据权利要求15所述的设备，其中，由所述电极限定的所述四个竖直通路相对于所述电极和所述腔室基部中的至少一个的中心，从由所述腔室基部限定的所述四个竖直通路中的每一个竖直通路竖直地偏移45度。
17.根据权利要求2所述的设备，其中，所述流动路径的第一部分由所述间隙限定，并且所述流动路径的第二部分包括水平部分，所述水平部分紧接在所述流动路径的第一部分之后。
18.根据权利要求17所述的设备，其中，所述流动路径的水平部分被限定在所述挡板的至少一部分和所述电极的至少一部分之间。
19.根据权利要求17所述的设备，其中，所述流动路径的第三竖直部分由真空导管限定，所述真空导管从所述基部组件中的真空空间引出。
20.根据权利要求1所述的设备，进一步包括：
位于所述基部组件的上方的盖子组件，其中，所述电极和所述挡板彼此联接，从而当所述盖子组件和所述基部组件处于打开状态时限定了所述间隙，并且
其中，所述挡板的外周边的全部邻近于但不直接接触所述电极的侧壁的内表面。
21.根据权利要求1所述的设备，还包括：
升降机构，所述升降机构被构造成选择性地朝向所述挡板和所述电极在第一方向上降低所述工件，以及选择性地离开所述挡板和所述电极在第二方向上升高所述工件，并且
其中，所述电极和所述挡板联接到一起，使得所述电极和所述挡板彼此直接接触，其中，一个或多个升高的连接器或安装凸台被定位在所述电极的凹进的地板处，从而在所述凹进的地板的上表面和所述挡板的底表面之间限定内部空间，该内部空间提供了从所述间隙到在所述凹进的地板中形成的一个或多个通路的横向流动。
22.根据权利要求1所述的设备，还包括：
位于所述基部组件的上方的盖子组件，其中，当所述盖子组件和所述基部组件处于打开状态时，所述盖子组件处于升高的位置，从而所述盖子组件和所述基部组件不接触，并且
其中，所述电极和所述挡板彼此联接，从而当所述盖子组件和所述基部组件处于关闭状态时限定了所述间隙，从而所述盖子组件被降低到与所述基部组件形成齐平地接合以便在所述盖子组件和所述基部组件之间形成密封，所述腔室由所述盖子组件和所述基部组件的内部尺寸限定。
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