CN116569318A - 在低温下分离电极的系统 - Google Patents

Abstract

公开一种用于减少或消除在腔室内的压力改变的同时起弧的可能性的绝缘系统。所述系统可在低温下操作，使得所述绝缘系统能够适应由于热收缩引起的尺寸变化。包括具有一个或多个孔的壳体的所述绝缘系统设置在要电连接的两个组件之间。可为弹簧加载式的电接触件穿过孔且用于电连接所述两个组件。电接触件的端部由从壳体延伸的绝缘延伸部环绕。在一个实施例中，弹簧加载式活塞被用作绝缘延伸部。此绝缘延伸部补偿由于热收缩引起的尺寸变化，且覆盖电接触件的延伸超过壳体的外表面的部分。

Description

在低温下分离电极的系统

本申请主张2021年1月27日提出申请的序列号为17/159,638的美国专利申请的优先权，所述美国专利申请的公开内容全文并入本文供参考。

技术领域

本公开的实施例涉及用于分离电极的系统，且更具体来说，涉及用于在发生热收缩的温度下分离电极的系统。

背景技术

存在各种其中两个组件(各自在其外表面上具有电接触件或电极)连接在一起以形成电连接的情况。

举例来说，在一些半导体处理系统中，静电卡盘可在其底表面上包括旨在与基座上的对应连接部配接的多个电极。这些电极可被形成为台板的底表面上的平坦导电区。基座可包括多个电极，以便在静电卡盘内容置不同的组件。在某些实施例中，可变长度金属销(也称为“弹簧销(pogo pin)”)可从基座延伸，且可用于电连接到静电卡盘上的电极。

此种连接机制在许多实施例中是有效的。然而，在某些实施例中，基座及静电卡盘可能维持在低温(cryogenic temperatures)。这些极冷的温度会导致热收缩，使得静电卡盘与基座之间的间隙的宽度改变。

此外，随着腔室内的压力改变，起弧(arcing)的概率也改变。如帕邢定律(Paschen’s Law)所阐释的一样，发生电弧时的电压或击穿电压(breakdown voltage)是气体、间隙距离及压力的非线性函数。在接近真空的条件下，由于携带电流的分子很少，因此击穿电压非常高。此外，在更高的压力(例如大气压力)下，击穿电压是高的。然而，在纯真空与大气压力之间存在其中击穿电压为最小值的压力。举例来说，在间隙为1厘米的氩环境中，大气压力及真空下的击穿电压超过10,000V。然而，在1托的压力下，击穿电压可为约200V。

因此，当腔室中的压力改变时，当腔室内部的压力达到其中击穿电压小于所施加电压的压力时，有可能发生电弧。因此，当腔室被排放到大气条件或被抽空到真空条件时，可能发生电弧。

因此，如果存在一种系统来最小化或消除随着压力的改变而起弧的可能性，则此将是有利的。另外，如果系统降低电弧(如果发生电弧的话)的能量，则此将是有益的。如果此种系统可在低温下或在可能发生热收缩的宽广范围的温度内进行操作，则此将是有益的。

发明内容

公开一种用于减少或消除在腔室内的压力改变的同时起弧的可能性的绝缘系统。所述系统可在低温下操作，使得所述绝缘系统能够适应由于热收缩引起的尺寸变化。包括具有一个或多个孔的壳体的所述绝缘系统设置在要电连接的两个组件之间。可为弹簧加载式的电接触件穿过孔且用于电连接所述两个组件。电接触件的端部由从壳体延伸的绝缘延伸部环绕。在一个实施例中，弹簧加载式活塞被用作绝缘延伸部。此绝缘延伸部补偿由于热收缩引起的尺寸变化，且覆盖电接触件的延伸超过壳体的外表面的部分。绝缘延伸部用于增加电弧路径、减少起弧的可能性以及降低电弧能量(如果发生电弧的话)。

根据一个实施例，公开一种绝缘系统。所述绝缘系统包括：壳体，具有第一表面及第二表面；孔，从所述第一表面朝向所述第二表面延伸，使得所述孔包括位于所述第一表面处的敞开端及靠近所述第二表面的封闭端；开口，设置在所述封闭端中，被配置成使得电接触件可穿过所述开口及所述孔且从所述第二表面延伸并经过所述第一表面；以及绝缘延伸部，从所述第一表面向外延伸且环绕所述电接触件的端部。在某些实施例中，所述壳体包含陶瓷材料或塑料。在一些实施例中，所述绝缘延伸部包括设置在所述孔内且靠近所述第一表面的活塞；其中所述活塞包括所述电接触件从中穿过的中空圆柱体；其中所述活塞包含绝缘材料；并且还包括在所述孔中设置在所述活塞与所述封闭端之间的弹簧，所述弹簧使所述活塞偏置以延伸超过所述第一表面。在某些实施例中，所述绝缘系统包括设置在所述活塞的外表面上的O形环。在一些实施例中，所述活塞的直径使得所述活塞的整体配合在所述孔内。在一些实施例中，所述活塞包括配合在所述孔内的圆柱形部分以及向外突出部，所述向外突出部所具有的直径大于所述孔的直径，使得所述活塞的一部分总是设置在所述壳体的外部。在一些实施例中，设置在所述孔内的所述活塞的外表面包括凹槽，且其中螺钉或销穿过所述壳体且进入所述凹槽，以便保持所述活塞被捕获，使得所述活塞的运动范围受限于所述凹槽的长度。

根据另一实施例，公开一种半导体处理系统。所述半导体处理系统包括：基座，包括一个或多个电接触件；静电卡盘，具有一个或多个卡盘电极；以及绝缘系统，设置在所述基座与所述静电卡盘之间，其中所述绝缘系统包括：壳体，具有第一表面及第二表面，其中所述壳体的所述第二表面靠近所述基座设置；孔，从所述第一表面朝向所述第二表面延伸，使得所述孔包括位于所述第一表面处的敞开端及靠近所述第二表面的封闭端；开口，设置在所述封闭端中，被配置成使得来自所述基座的所述一个或多个电接触件中的一者穿过所述开口及所述孔，从所述第二表面延伸经过所述第一表面且接触所述一个或多个卡盘电极中的一者；以及绝缘延伸部，从所述第一表面向外延伸且环绕所述一个或多个电接触件中的所述一者的端部。在某些实施例中，所述壳体的所述第二表面靠近所述基座设置。在一些实施例中，所述第二表面使用环氧树脂胶合到所述基座。在一些实施例中，所述基座与所述第二表面之间设置有由具有高介电常数的材料构成的片材。在一些实施例中，所述基座与所述第二表面之间设置有O形环。

根据另一实施例，公开一种绝缘系统。所述绝缘系统包括：壳体，具有第一表面及第二表面，具有穿过所述壳体从所述第一表面延伸到所述第二表面的孔，所述壳体被配置成使得电接触件可穿过所述孔；以及绝缘延伸部，靠近所述第一表面及所述第二表面设置且环绕所述电接触件的两个端部，其中所述绝缘延伸部从所述第一表面及所述第二表面中的至少一者向外延伸。在某些实施例中，所述壳体包含陶瓷材料或塑料。在一些实施例中，所述绝缘延伸部包括波纹管(bellow)，所述波纹管穿过所述孔的长度设置且环绕所述电接触件。在一些实施例中，所述绝缘延伸部包括设置在所述孔内的两个活塞；其中第一活塞靠近所述第一表面且第二活塞靠近所述第二表面；其中每一活塞包括所述电接触件从中穿过的中空圆柱体；其中每一活塞包含绝缘材料；并且所述孔中设置有弹簧，所述弹簧使所述第一活塞向外偏置超过所述第一表面且使所述第二活塞向外偏置超过所述第二表面。在某些实施例中，所述绝缘系统包括设置在所述第一活塞的外表面上的O形环及设置在所述第二活塞的外表面上的O形环。在一些实施例中，所述活塞的直径使得所述活塞的整体配合在所述孔内。在某些实施例中，所述活塞各自包括配合在所述孔内的圆柱形部分以及向外突出部，所述向外突出部所具有的直径大于所述孔的直径，使得所述活塞的一部分总是设置在所述壳体的外部。

根据另一实施例，公开一种半导体处理系统。所述半导体处理系统包括：基座，包括一个或多个电接触件；静电卡盘，具有一个或多个卡盘电极；以及绝缘系统，设置在所述基座与所述静电卡盘之间，其中所述绝缘系统包括：壳体，具有第一表面及第二表面，其中所述壳体的所述第二表面靠近所述基座设置；孔，从所述第一表面延伸到所述第二表面，被配置成使得所述一个或多个电接触件中的一者穿过所述孔且接触所述一个或多个卡盘电极中的一者；以及绝缘延伸部，靠近所述第一表面及所述第二表面设置且环绕所述一个或多个电接触件中的所述一者的两个端部，其中所述绝缘延伸部从所述第一表面及所述第二表面中的至少一者向外延伸。在某些实施例中，所述绝缘延伸部包括设置在所述孔内的两个活塞；其中第一活塞靠近所述第一表面且第二活塞靠近所述第二表面；其中每一活塞包括所述一个或多个电接触件中的所述一者从中穿过的中空圆柱体；其中每一活塞包含绝缘材料；并且还包括设置在所述孔中的弹簧，所述弹簧使所述第一活塞及所述第二活塞向外偏置。

附图说明

为更好地理解本公开，参照并入本文中供参考的附图且在附图中：

图1A示出在室温下的两个组件以及绝缘系统的一个实施例。

图1B示出在低温下的图1A所示所述两个组件以及绝缘系统，其中热收缩造成间隙。

图2是根据一个实施例的可设置在所述两个组件之间的绝缘系统。

图3示出图2所示绝缘系统的横截面。

图4示出设置在半导体处理系统中的图3所示绝缘系统。

图5示出可用于将活塞保持置位的持留机构(retention mechanism)。

图6是根据另一实施例的可设置在所述两个组件之间的绝缘系统。

图7是根据第三实施例的可设置在所述两个组件之间的绝缘系统。

具体实施方式

本公开阐述了一种用于使组件上的电极彼此绝缘以防止起弧的系统，其中组件可能经历热膨胀或收缩。

图1A示出两个组件，其中第一组件在其外表面上包括一个或多个电极。第二组件包括从第二组件延伸到第一组件上的电极的电接触件151。在一个实施例中，第一组件可为具有一个或多个卡盘电极101的静电卡盘100。卡盘电极101可为设置在静电卡盘100的底表面上的导电区。

第二组件可为半导体处理系统的基座150。更具体来说，第二组件可为适配器板(adapter plate)。基座150包括从基座150的表面延伸的一个或多个电接触件151。每一电接触件151可用于向静电卡盘100上对应的卡盘电极101供应电压。电接触件151可具有可变长度，且可被称为“弹簧销”。供应到静电卡盘100的电压可变化，且不受本公开的限制。电接触件151之间的间距(spacing)可变化，且尽管其他分隔距离也是可能的，然而其可小至3/8英寸。如上所述，压力、分隔距离及电压的组合决定了电弧的可能性。因此，如果分隔距离小，则电弧可能在相对低的电压下发生。

设置在静电卡盘100与基座150之间的是绝缘系统200。绝缘系统200包括由绝缘材料制成的壳体210。一个或多个孔211穿过壳体210的一部分或整体，且在每一孔211中设置有不大于一个电接触件151。在室温下，绝缘系统200的壳体210的尺寸可被设计成使得绝缘系统200与基座150之间以及绝缘系统200与静电卡盘100之间不存在间隙。通过消除这些间隙，电弧155不可能在两个卡盘电极101之间沿着静电卡盘100的表面行进，或者不可能在两个电接触件151之间沿着基座150的表面行进。

尽管第一组件及第二组件被阐述为静电卡盘100及基座150，然而本公开不限于此实施例。绝缘系统200可用在要电连接的任何两个组件之间，其中所述两个组件之间的距离可变化。此外，尽管图1A到图1B公开从基座150延伸到卡盘电极101的电接触件151，然而应理解，可变更配置，使得电接触件151从卡盘电极延伸到基座电极。作为另外一种选择，电接触件151可与基座150及静电卡盘100分隔开。

图1B示出在低温(例如-100℃或小于-100℃)下的图1A所示所述两个组件以及绝缘系统200。由于极端温度，已发生热收缩，使得绝缘系统200的壳体210的尺寸现在小于基座150与静电卡盘100之间的间隙。在某些实施例中，此间隙可为1/4"或大于1/4"。在不进行修改的情况下，可能存在电弧155可能在相邻的电接触件151之间行进的路径。电弧155可能沿着基座150的表面或在基座150的表面附近行进。作为另外一种选择，电弧155可能沿着静电卡盘100的表面或在静电卡盘100的表面附近行进。

为解决此种潜在的故障，绝缘系统200有利地还包括绝缘延伸部280，绝缘延伸部280从绝缘系统200的壳体210向外延伸以覆盖电接触件151的被暴露出的端部。这些绝缘延伸部280可从孔211延伸，使得电接触件151在其整个长度上由壳体210和/或绝缘延伸部280环绕。

绝缘系统200可以各种各样的方式形成。

图2到图5示出根据一个实施例的绝缘系统200。图2示出绝缘系统200的外部，而图3是绝缘系统200的横截面。图4示出其中绝缘系统200设置在静电卡盘100与基座150之间的横截面。图5示出将活塞230保持置位的持留机构。

如最好地在图4中示出，绝缘系统200设置在所述两个组件之间，例如静电卡盘100与基座150之间。绝缘系统200可为任何所期望的高度，例如在0.25英寸与6英寸之间。在某些实施例中，高度可小于一英寸。

绝缘系统200包括壳体210。壳体210包含高介电强度材料。此外，壳体210的热膨胀系数小于或等于所述两个组件的热膨胀系数。通过此种方式，不管温度如何，壳体210均不会膨胀到大于所述两个组件之间的分隔距离的高度。在某些实施例中，壳体210可由陶瓷材料(例如Al₂O₃或蓝宝石)构造而成。在其他实施例中，壳体210可由塑料(例如聚醚醚酮(polyether ether ketone，PEEK))构造而成。壳体210包括第一表面215及第二表面216。

在从第一表面215延伸且不到达第二表面216的高度方向上穿过壳体210形成有一个或多个孔211。因此，孔211具有敞开端212及封闭端213。孔211用于形成空腔，所述空腔保持用于对基座150及静电卡盘100的电极进行连接及绝缘的元件。孔211的直径小于相邻的电接触件151之间的分隔距离。通过此种方式，用于壳体210的材料也使相邻的空腔分隔开。如最好地在图3中看出，孔211的封闭端213具有电接触件151可从中穿过的开口217。

每一孔211内设置有若干个元件。举例来说，如上所述，孔211内设置有电接触件151。电接触件151用于将基座150上的信号、电源或接地电连接到对应的卡盘电极101。如上所述，电接触件151可为弹簧加载式，其也可称为“弹簧销”。在此实施例中，电接触件151包括导电的多个同心管。弹簧设置在同心管内且用于使弹簧销的端部向外偏置。此使得电接触件151能够在维持与卡盘电极101的物理接触及电接触的同时随着基座150及静电卡盘100的温度改变而膨胀及收缩。电接触件151具有接触第一组件(其可为静电卡盘100)上的电极的第一端部以及从第二组件(其可为半导体处理系统的基座150)向外延伸的第二端部。

活塞230可设置在孔211的敞开端212处，靠近第一表面215。活塞230可由绝缘材料(例如PEEK或其他适合的材料)构造而成。

如最好地在图3中看出，活塞230具有拥有高度及直径的圆柱形部分231。圆柱形部分231的外径可稍微小于孔211的直径。因此，在此实施例中，圆柱形部分231配合在孔211内。圆柱形部分231与孔211之间的间隙不必是气密的。圆柱形部分231上方是向外突出部232。向外突出部232的外径大于孔211的直径，使得向外突出部232总是设置在孔211的外部。向外突出部232具有面对第一表面215的第一表面及面朝静电卡盘100的第二表面。当被完全压缩时，向外突出部232的第一表面可靠在第一表面215上。向外突出部上方是捕获部分(capture portion)233。捕获部分233是活塞230的部分，且具有以锐角与向外突出部232的第二表面相交的向内倾斜壁235。向内倾斜壁235与向外突出部232的第二表面的组合形成可用于捕获及保持O形环250的结构。

中空圆柱体234穿过活塞230的高度设置，使得电接触件151可穿过活塞230。

弹簧240设置在孔211中，并压靠孔211的封闭端213以及活塞230。换句话说，弹簧240设置在封闭端213与活塞230之间。弹簧240用于使活塞230向外偏置。弹簧240可为导电的或非导电的。在某些实施例中，弹簧240可为镍合金。弹簧240可被预加载，以便在活塞230上施加几盎司的向外的力。在某些实施例中，弹簧240可施加小于1磅力的力，例如约0.5磅力。通过此种方式，活塞230能够延伸超过第一表面215。

在某些实施例中，如图5中所示，活塞230被捕获在壳体210内。换句话说，尽管活塞230可延伸超过壳体210的第一表面215，然而活塞230由壳体210持留且可能无法从孔211中掉出。此可通过在活塞230的外表面上(例如沿着圆柱形部分231的外表面)设置凹槽238来实现。可插入穿过壳体210中的孔洞并进入凹槽238中的螺钉或销239。螺钉或销239的插入使活塞230的运动范围受限于凹槽238的长度，从而保持活塞230被捕获。

如上所述，O形环250可设置在活塞230的外部表面上。O形环250可由硅酮或另一种绝缘材料制成。在此实施例中，由于O形环250总是在孔211的外部，因此O形环250的外径可大于孔211的直径。O形环250可在电接触件151的端部周围并抵靠静电卡盘100形成密封，以便防止沿着组件的表面或在组件的表面附近发生起弧。活塞230及O形环250环绕电接触件151，以使电接触件151不暴露在壳体210的外部。在某些实施例中，如上所述，O形环250被捕获到活塞230的外部表面。

另外，在某些实施例中，可形成穿过壳体210并进入孔211中的孔洞，以便使得孔211的内部能够与壳体210的外部连通。此使得空气或其他气体能够从孔211排出，使得孔211内的压力与腔室中的外部环境相同。在某些实施例中，孔洞可成角度，以便增加其长度，从而进一步最小化电弧概率及能量。在其他实施例中，不利用孔洞。

如图4中所示，绝缘系统200设置在静电卡盘100与基座150之间。O形环250接触静电卡盘100。在绝缘系统200的相对侧上，可使用各种技术来为电接触件151提供绝缘。

在一个实施例中，O形环(未示出)可设置在壳体210的第二表面216上，其中电接触件151穿过O形环。O形环可防止沿着基座150的表面在相邻的电接触件151之间发生电弧。

在另一实施例中，由介电材料(例如硅酮)构成的片材可设置在基座150的顶表面上。此种片材可具有与电接触件151对准的孔洞，以使电接触件151自由穿过所述片材。绝缘系统200可然后设置在此种片材上。所述片材可防止沿着基座150的表面在相邻的电接触件151之间发生电弧。

在另一实施例中，绝缘系统200可固定到基座150。举例来说，具有高介电常数的环氧树脂可用于将绝缘系统200固定到基座150。环氧树脂可防止沿着基座150的表面在相邻的电接触件151之间发生电弧。

当然，绝缘系统200可设置在静电卡盘100与基座150之间，使得第一表面靠近基座150。在此实施例中，O形环、环氧树脂或介电材料可靠近静电卡盘设置。

因此，在此实施例中，绝缘系统200包括具有一个或多个孔211的壳体210，所述一个或多个孔211从第一表面215在高度方向上经过且不到达第二表面216，以便形成敞开端212及封闭端213。可在封闭端213中形成开口217，以使电接触件151可进入并穿过孔211。可为活塞230的绝缘延伸部被插入敞开端212中，且可由弹簧240向外偏置。O形环250可设置在活塞230的端部上。穿过活塞230形成中空圆柱体234，以使电接触件151可穿过活塞230。

通过此种方式，电弧行进的路径被显著延长。从一个电接触件151到相邻的电接触件的路径可阐述如下。由于O形环250防止电弧沿着基座150的表面行进到壳体210的外部，因此电压首先沿着电接触件151向上行进。此外，在孔211内，活塞230防止电压发生起弧。因此，电弧必须形成为超过活塞230的圆柱形部分231。因此，较高的圆柱形部分231进一步增加了电弧的路径长度。电弧然后沿着活塞230与孔211之间的空间向下行进，直到其到达壳体210的外部表面为止。电弧然后沿着壳体210的外表面行进到相邻的孔211。电弧然后沿着活塞230与相邻的孔211之间的空间向上行进，经过相邻的活塞230的圆柱形部分231。电弧然后行进到电接触件151。因此，路径长度显著长于先前存在的路径长度，从而最小化或消除电弧的可能性。

图6示出根据另一实施例的绝缘系统600。如上所述，绝缘系统600设置在所述两个组件之间，例如静电卡盘100与基座150之间。绝缘系统200可为任何所期望的高度，例如在1英寸与6英寸之间。

类似于先前的实施例，绝缘系统600包括壳体610。壳体610包含高介电强度材料。此外，壳体610的热膨胀系数小于或等于所述两个组件的热膨胀系数。通过此种方式，不管温度如何，壳体610均不会膨胀到大于所述两个组件之间的分隔距离的高度。在某些实施例中，壳体610可由陶瓷材料(例如Al₂O₃或蓝宝石)构造而成。在其他实施例中，壳体610可由塑料(例如聚醚醚酮(PEEK))构造而成。壳体610包括第一表面615及第二表面616。

在从第一表面615延伸到第二表面616的高度方向上穿过壳体610形成有一个或多个孔611，使得孔611整体地穿过壳体610。孔611用于形成空腔，所述空腔保持用于对基座150及静电卡盘100的电极进行连接及绝缘的元件。孔611的直径小于相邻的电接触件151之间的分隔距离。通过此种方式，用于壳体610的材料也使相邻的空腔分隔开。

每一孔611内设置有若干个元件。举例来说，孔211内设置有电接触件151。电接触件151用于将基座150中的信号、电源或接地电连接到对应的卡盘电极101。如上所述，电接触件151可为弹簧加载式，其也可称为“弹簧销”。此使得电接触件151能够在维持与卡盘电极101的物理接触及电接触的同时随着静电卡盘及基座150的温度改变而膨胀及收缩。电接触件151具有接触第一组件(其可为静电卡盘100)上的电极的第一端部以及接触第二组件(其可为半导体处理系统的基座150)的第二端部。在某些实施例中，电接触件151可为基座150的组件，且从基座150的表面向外延伸。

两个活塞630可设置在孔611的相对端部上，分别靠近第一表面615及第二表面616。具体来说，第一活塞靠近第一表面615设置，且第二活塞靠近第二表面616设置。在某些实施例中，第一活塞与第二活塞相同。活塞630可由绝缘材料(例如PEEK或其他合适的材料)构造而成。活塞630可为具有高度及直径的圆柱形。活塞630的外径可稍微小于孔611的直径。因此，在此实施例中，整个活塞630配合在孔611内。活塞630与孔611之间的间隙不必是气密的。中空圆柱体633穿过每一活塞630的高度设置，以使电接触件151可穿过活塞630。另外，在某些实施例中，可在活塞630的内部端部上形成沉头孔(counterbore)632，以便形成空间来持留弹簧640的端部。活塞630的保留在位于沉头孔632外部的活塞的内部端部上的部分可称为裙部(skirt)631。如以下更详细阐述，裙部631的高度可变化。

弹簧640设置在两个活塞630的沉头孔632中，用于使活塞630向外偏置。弹簧640可为导电的或非导电的。在某些实施例中，弹簧640可为镍合金。弹簧640可被偏置，以便在活塞630上施加几盎司的向外的力。在某些实施例中，弹簧可施加小于1磅力的力，例如约0.5磅力。通过此种方式，活塞630能够延伸超过第一表面615和/或第二表面616。

在某些实施例中，活塞630被捕获在壳体610内。换句话说，尽管活塞630可延伸超过壳体610的外表面，然而活塞630由壳体210持留且可能无法从孔611中掉出。此可使用以上参照图5阐述的机构来实现。

如图6中所示，O形环650可设置在每一活塞630的外部表面上。O形环650可由硅酮或另一种绝缘材料制成。O形环650可在电接触件151的端部周围并抵靠组件形成密封，以便防止沿着组件的表面或在组件的表面附近发生起弧。活塞630及O形环650环绕电接触件151，以使电接触件151不暴露在壳体210的外部。在某些实施例中，O形环650被捕获到活塞630的外部表面。举例来说，活塞230的外部表面可形成有锯齿状区634，使得O形环650设置并持留在此锯齿状区634中。作为另外一种选择，可使用捕获部分(例如图3中所阐述的捕获部分)。

通过此种方式，电弧行进的路径被显著延长。从一个电接触件151到相邻的电接触件的路径可阐述如下。由于O形环650防止电弧沿着基座150的表面行进到壳体610的外部，因此电压首先沿着电接触件151向上行进。此外，在孔611内，裙部631防止电压发生起弧。因此，电弧必须形成为超过裙部631。因此，较高的裙部631进一步增加了电弧的路径长度。电弧然后沿着活塞630与孔611之间的空间向下行进，直到其到达壳体610的外部表面为止。电弧然后沿着壳体610的外表面行进到相邻的孔611。电弧然后沿着活塞630与相邻的孔611之间的空间向上行进，经过裙部631。电弧然后行进到电接触件151。因此，路径长度显著长于先前存在的路径长度，从而最小化或消除电弧的可能性。

另外，在某些实施例中，可形成穿过壳体610并进入孔611中的孔洞612，以便使得孔611的内部能够与壳体610的外部连通。此使得空气或其他气体能够从孔611排出，使得孔611内的压力与腔室中的外部环境相同。

因此，在此实施例中，绝缘系统200包括具有贯穿其整个高度的孔的壳体610。可为弹簧加载式的电接触件151设置在每一孔611中，且适以接触在绝缘系统600外部的组件上的电极。电接触件151的端部可比壳体610的外表面中的至少一者延伸得更远。因此，为防止起弧，绝缘延伸部也从壳体610的外表面延伸，以覆盖电接触件151的第一端部和/或第二端部。绝缘延伸部也被偏置以从壳体610向外推动。通过此种方式，电接触件151不会暴露在壳体610的外部。在此实施例中，绝缘延伸部包括设置在壳体610及O形环650的每一端部处的两个活塞230。为能够使得绝缘延伸部延伸超过壳体610的外表面，可在孔中设置弹簧640，以使活塞630向外偏置。

壳体610的放置可决定第一活塞是否延伸超过第一表面215，第二活塞是否延伸超过第二表面216，或者两个活塞是否均延伸超过其相应的表面。

当然，其他实施例也是可能的。举例来说，图6示出活塞630设置在孔611的两个端部上的对称配置，其中活塞630整体地配合在孔611内。在另一实施例中，相似于图2到图5中所示实施例，图6的实施例可被修改成包括设置在第一表面附近的仅一个活塞630。

另外，相似于图6中所示实施例，图2到图5中所示实施例(其中活塞230包括向外突出部232，使得活塞的仅一部分配合在孔211内)可被修改成包括两个活塞。

图7示出绝缘系统700的第三实施例。在此实施例中，图6的绝缘延伸部被波纹管760替换。波纹管760可包括硅酮或另一种适合的绝缘材料。波纹管760可为单片硅酮。波纹管760被配置成使得：当被包含在壳体710内时，其处于压缩状态。通过此种方式，波纹管760被偏置，以便延伸超过壳体710。由于波纹管是柔韧的，因此其在电接触件151的端部周围并抵靠组件形成密封，从而防止沿着组件的表面发生起弧。

因此，在此实施例中，绝缘延伸部是波纹管760。此外，在此实施例中，波纹管760在其整个长度上环绕电接触件151。

尽管以上公开内容将相邻的组件阐述为基座150与静电卡盘100，然而应理解，本文中所阐述的绝缘系统可用于电连接任何两个组件。因此，本绝缘系统对于其中压力改变、电极被用于提供高电压以及系统在引起热收缩或膨胀的温度范围内操作的任何配置来说是有益的。

本文中所阐述的系统具有许多优点。在某些实施例中，半导体处理系统可包括与静电卡盘配接的基座或适配器板。在大气压力下，不存在起弧。然而，在低温下，基座及卡盘收缩，从而在这些组件之间造成更大的间隙。此外，随着压力随腔室被抽空而降低，可能存在其中击穿电压小于所施加电压的压力。在此种压力下，目前存在其中在所述组件中的一者上的相邻的电极之间造成电弧的情形。此可能会损坏且可能会毁坏组件。通过并入本文中所阐述的绝缘系统，起弧的可能性显著降低而没有不利后果。此外，由于绝缘延伸部能够移动以便总是环绕电接触件，从而最小化电弧的可能性，因此热收缩不会抑制绝缘系统的操作。此外，绝缘系统可在不对那些组件进行修改的情况下容易地并入现有系统中。

本公开的范围不受本文中所阐述的具体实施例限制。实际上，通过阅读前述说明及附图，对所属领域中的普通技术人员来说，除本文中所阐述的实施例及修改以外，本公开的其他各种实施例及对本公开的各种修改也将显而易见。因此，此种其他实施例及修改旨在落于本公开的范围内。此外，尽管在本文中已出于特定目的而在特定环境中在特定实施方案的上下文中阐述了本公开，然而所属领域中的普通技术人员将认识到，本公开的效用并不仅限于此且可出于任何数目的目的而在任何数目的环境中有益地实施本公开。因此，应考虑到本文中所阐述的本公开的全部范畴及精神来理解以上所述的权利要求。

Claims (20)

1.一种绝缘系统，包括：

壳体，具有第一表面及第二表面；

孔，从所述第一表面朝向所述第二表面延伸，使得所述孔包括位于所述第一表面处的敞开端及靠近所述第二表面的封闭端；

开口，设置在所述封闭端中，被配置成使得电接触件能够穿过所述开口及所述孔且从所述第二表面延伸并经过所述第一表面；以及

绝缘延伸部，从所述第一表面向外延伸且环绕所述电接触件的端部。

2.根据权利要求1所述的绝缘系统，其中所述壳体包含陶瓷材料或塑料。

3.根据权利要求1所述的绝缘系统，其中所述绝缘延伸部包括设置在所述孔内且靠近所述第一表面的活塞；

其中所述活塞包括所述电接触件从中穿过的中空圆柱体；

其中所述活塞包含绝缘材料；并且还包括在所述孔中设置在所述活塞与所述封闭端之间的弹簧，所述弹簧使所述活塞偏置以延伸超过所述第一表面。

4.根据权利要求3所述的绝缘系统，还包括设置在所述活塞的外表面上的O形环。

5.根据权利要求3所述的绝缘系统，其中所述活塞的直径使得所述活塞的整体配合在所述孔内。

6.根据权利要求3所述的绝缘系统，其中所述活塞包括配合在所述孔内的圆柱形部分以及向外突出部，所述向外突出部所具有的直径大于所述孔的直径，使得所述活塞的一部分总是设置在所述壳体的外部。

7.根据权利要求3所述的绝缘系统，其中设置在所述孔内的所述活塞的外表面包括凹槽，且其中螺钉或销穿过所述壳体且进入所述凹槽，以便保持所述活塞被捕获，使得所述活塞的运动范围受限于所述凹槽的长度。

8.一种半导体处理系统，包括：

基座，包括一个或多个电接触件；

静电卡盘，具有一个或多个卡盘电极；以及

绝缘系统，设置在所述基座与所述静电卡盘之间，其中所述绝缘系统包括：

壳体，具有第一表面及第二表面，其中所述壳体的所述第二表面靠近所述基座设置；

孔，从所述第一表面朝向所述第二表面延伸，使得所述孔包括位于所述第一表面处的敞开端及靠近所述第二表面的封闭端；

开口，设置在所述封闭端中，被配置成使得来自所述基座的所述一个或多个电接触件中的一者穿过所述开口及所述孔，从所述第二表面延伸经过所述第一表面且接触所述一个或多个卡盘电极中的一者；以及

绝缘延伸部，从所述第一表面向外延伸且环绕所述一个或多个电接触件中的所述一者的端部。

9.根据权利要求8所述的半导体处理系统，其中所述第二表面使用环氧树脂胶合到所述基座。

10.根据权利要求8所述的半导体处理系统，其中所述基座与所述第二表面之间设置有由具有高介电常数的材料构成的片材。

11.根据权利要求8所述的半导体处理系统，其中所述基座与所述第二表面之间设置有O形环。

12.一种绝缘系统，包括：

壳体，具有第一表面及第二表面，具有穿过所述壳体从所述第一表面延伸到所述第二表面的孔，所述壳体被配置成使得电接触件能够穿过所述孔；以及

绝缘延伸部，靠近所述第一表面及所述第二表面设置且环绕所述电接触件的两个端部，其中所述绝缘延伸部从所述第一表面及所述第二表面中的至少一者向外延伸。

13.根据权利要求12所述的绝缘系统，其中所述壳体包含陶瓷材料或塑料。

14.根据权利要求12所述的绝缘系统，其中所述绝缘延伸部包括波纹管，所述波纹管穿过所述孔的长度设置且环绕所述电接触件。

15.根据权利要求12所述的绝缘系统，其中所述绝缘延伸部包括设置在所述孔内的两个活塞；

其中第一活塞靠近所述第一表面且第二活塞靠近所述第二表面；

其中每一活塞包括所述电接触件从中穿过的中空圆柱体；

其中每一活塞包含绝缘材料；并且还包括设置在所述孔中的弹簧，所述弹簧使所述第一活塞及所述第二活塞向外偏置。

16.根据权利要求15所述的绝缘系统，还包括设置在所述第一活塞的外表面上的O形环及设置在所述第二活塞的外表面上的O形环。

17.根据权利要求15所述的绝缘系统，其中所述活塞的直径使得所述活塞的整体配合在所述孔内。

18.根据权利要求15所述的绝缘系统，其中所述活塞各自包括配合在所述孔内的圆柱形部分以及向外突出部，所述向外突出部所具有的直径大于所述孔的直径，使得所述活塞的一部分总是设置在所述壳体的外部。

19.一种半导体处理系统，包括：

基座，包括一个或多个电接触件；

静电卡盘，具有一个或多个卡盘电极；以及

绝缘系统，设置在所述基座与所述静电卡盘之间，其中所述绝缘系统包括：

壳体，具有第一表面及第二表面，其中所述壳体的所述第二表面靠近所述基座设置；

孔，从所述第一表面延伸到所述第二表面，被配置成使得所述一个或多个电接触件中的一者穿过所述孔且接触所述一个或多个卡盘电极中的一者；以及

绝缘延伸部，靠近所述第一表面及所述第二表面设置且环绕所述一个或多个电接触件中的所述一者的两个端部，其中所述绝缘延伸部从所述第一表面及所述第二表面中的至少一者向外延伸。

20.根据权利要求19所述的半导体处理系统，其中所述绝缘延伸部包括设置在所述孔内的两个活塞；

其中第一活塞靠近所述第一表面且第二活塞靠近所述第二表面；

其中每一活塞包括所述一个或多个电接触件中的所述一者从中穿过的中空圆柱体；

其中每一活塞包含绝缘材料；并且还包括设置在所述孔中的弹簧，所述弹簧使所述第一活塞及所述第二活塞向外偏置。