CN1914513A - 射频传感器夹紧组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种使射频传感器与射频载流子电接触的夹紧组件，所述夹紧组件(101)包括楔形元件(103)和与所述第一楔形元件滑动啮合的第二楔形元件(105)，优选地，所述夹紧组件也包括轴环(113)，在其中设置第一和第二楔形元件，所述夹紧组件优选进一步包括例如螺钉等用于连接第一和第二元件的紧固件(111)，在此情形下，所述夹紧组件适于使得，随着螺钉在第一方向上的旋转，所述第一和第二元件中至少一个靠着轴环和/或射频载流子展开。

Description

射频传感器夹紧组件

技术领域：

本发明涉及射频传感器，特别涉及适于用于使这些传感器与射频载流子电接触的夹紧机构。

背景技术：

在过去的二十年中，等离子体蚀刻和沉积工艺已经变成用在半导体制造中的主导图样转印方式。大多数基于等离子体的工艺采用通过施加射频(RF)功率离解原料气的基本原理。

对于所有等离子体负载，等离子体负载的主导特征之一是其非线性性。通过产生普遍的谐波失真，所述负载的非线性性影响输送的射频源的电压和电流正弦波。如用谐波频率的振幅和电流谐波相对于相应的电压谐波的相关相角表示的精确的谐波失真量对于产生谐波失真的等离子体来说是唯一的。更准确地说，包括离子和电子密度和能量、碰撞频率、中性成分(neutral constituent)、及其相应密度的等离子体参数全都以唯一的方式有助于能量输送源施加的基频的特定谐波分量的振幅，以获得想要的离解及随后的工艺结果。

因此显然的是，通过监控输送的射频源中的基频的谐波分量，可获得等离子体沉积和蚀刻工艺的改进的工艺控制。因此，为此目的在本领域中研制出多种传感器。

传统的射频传感器要求载流子被物理中断，并在传感器的终端处重新连接。由于传感器的内导体添加到电流路径，所以这具有添加物理和电长度给载流子的效果。此外，向系统添加传统射频传感器经常要求添加更多的载流子，以允许所述系统部件被重新安排，以便避免射频传感器和其它系统部件之间的干扰，并允许全部部件的适当接地。

尽管载流子的添加可能在一些较低频率的应用中是可容忍的，但是在今天，很多等离子体反应器的都被设计在以兆赫区域中的基频下(这些频率的谐波常常高达300兆赫)工作。在这些频率，即使增加几厘米的载流子以及相应的电长度，对于所增加的电容和所导致的相角移位而言也是显著的。事实上常常有必要在已经安装这些射频传感器后，为射频载流子增加另外的电容，从而相角将根据史密斯图表旋转，从而补偿继续有效。对所述调整的需要使传感器的安装变得过度复杂，并且由于在制造时为传感器确定的校准系数不再精确，所以要求重新校准系统参数。

因此在本领域中需要一种适于与等离子体反应器一起使用但不需要增加射频载流子的电长度的射频传感器。在本领域中也需要将射频传感器整合进射频载流子但不要求中断载流子也不必添加载流子电长度的方法和装置。在本领域中也需要用于测量不显著修改射频电流的属性的射频频率的方法。通过本发明中披露的装置和方法满足这些和其它需要。

附图说明：

为了更完整地理解本发明及其优点，现在参看下面结合附图的简要描述，其中在附图中相同参考标号表示相同部件。

图1是根据本发明中的教导制造的射频检测器的功能框图；

图2-3是根据本发明中的教导制造的射频传感器夹紧组件的第一实施例的透视图；

图4是图2中射频传感器夹紧组件的部件分解侧视图；

图5至7是图2中射频传感器夹紧组件的分解透视图；

图8是根据本发明中的教导制造的射频传感器的透视图，所述射频传感器整合图2的射频传感器夹紧组件；

图9-10是图8的射频传感器的分解透视图；

图11是沿图8的线11-11得到的横截面图；

图12-13是图8的射频传感器的一些部件的透视图；

图14是根据本发明的教导制造的射频传感器夹紧组件的第二实施例的透视图；

图15-17是图14中射频传感器夹紧组件的分解透视图；

图18是根据本发明中的教导制造的射频传感器的透视图，所述射频传感器同图14的射频传感器夹紧组件整合在一起；

图19-20是图18中射频传感器的分解透视图；

图21是可用于本发明中描述的传感器中的信号分析硬件的一个可能的实施例的示意图；

图22、23和25是根据本发明中的教导制造的射频传感器夹紧组件的第二实施例的透视图；

图24是在图22-23和25中描述的射频传感器夹紧组件的分解透视图；

图26是根据本发明中的教导制造的射频传感器的透视图，所述射频传感器整合了图22、23和25的射频传感器夹紧组件；

图27是图26的射频传感器的透视图，其中外壁被移除以示出装置的内部细节；

图28是沿图27中线28-28得到的横截面图；

图29是沿图26中线29-29得到的横截面图；

图30是图26中射频传感器的分解透视图；

图31-32是根据本发明中的教导制造的射频传感器夹紧组件的第三实施例的透视图；

图33-34是图31-32中射频传感器夹紧组件的分解透视图；

图35是根据本发明中的教导制造的射频传感器的透视图，所述射频传感器整合了图31-32中射频传感器夹紧组件，同时外壁被移除，以示出装置的内部细节；

图36是沿图35中线36-36得到的横截面图；

图37是沿图35中线37-37得到的横截面图；

图38是图35的射频传感器的部件分解透视图。

具体实施方式：

这里提供了适于与等离子体反应器一起使用的射频传感器。所述传感器利用使传感器易于被连接至射频载流子的外表面的新型夹紧组件。由于所述传感器仅连接至射频载流子的外表面，所以它没有增加射频载流子的电长度，并且也不要求为了容纳传感器而使载流子中断。因而，所述传感器使得被测量的射频源和载流子的特征(例如，相角、直流电压、射频电压和射频电流)中任何一个没有被显著地修改。因此，使用所述夹紧组件就不再需要在传感器连接至载流子后重新进行校准。

图1是描述根据本发明中的教导制造的射频受控系统的一个非限制性实施例中的射频传感器的放置和整体布局的框图。在所描述的系统10中，呈射频发生器11(射频源)形式的电源利用传输线14通过匹配网络12耦合至处理反应器13。反应器13可以是用于处理多种材料(包括半导体晶片)的多种反应器的任何一种(包括等离子体反应器)。此外，本领域中的技术人员将意识到，这里的教导可应用于利用电能或微波能量(包括射频)源的许多处理系统或这样的系统的组合。并且，尽管匹配网络12的使用是优选的，但是在这里描述的传感器的所有应用中并不一定都需要匹配网络。

如图1中所示，变频器封包(transducer package)15在邻近反应器13的位置连接至传输线14，并且优选设置在匹配网络12后面的某个位置处。优选将变频器封包15尽可能靠近反应器13，从而从变频器封包获得的测量值显示进入反应器13的实际电压和电流值(V值和I值)。V和I值大体上在传输线14上的相同位置处被传感，以确定进入反应器13的功率，并且在某些情形下，也传感V和I之间的相位关系。

适当的宽频带电压变频器16和电流变频器17整合进变频器封包15。这些变频器被设计为分别对输送的射频源的电压和电流分量采样。所述变频器封包进一步包括高速模数转换器(ADC)63、数字信号处理器(DSP)65和(优选为非易失性)存储装置67。变频器封包15保持在位于射频传输线14中的测量位置上。

图1中所示的配置进一步包括位于变频器封包15远端的分析通信封包69。变频器封包15和远程分析通信封包69之间的通信通常包括发送给DSP的对适当操作所必需的建立命令。

包含在变频器封包中的存储装置67存储供系统访问的专用于变频器封包的校准信息。所述装置也可用于存储其它适当的信息，例如序列号和跟踪目的所需要的数据。通常，所述存储装置将为射频传感器中使用的印刷电路板(PCB)的其中之一的内建部件，但是也可使用其它类型的存储装置，包括可插入设置在PCB上的端口内的移动存储芯片。也可利用直接连接至PCB但例如通过无线传输或其它适当的方式与适当的电路通信的存储装置。

图2至7描述了用于同杆状载流子连接的本发明所揭露的射频传感器中的夹紧组件的第一实施例。这样的载流子通常具有0.5″或0.625″的直径。然而，本领域的技术人员将理解，这里描述的装置没有特别限制载流子的任何特定直径，且这些装置的尺寸可被适当修改，以配合具有其它直径和形状的载流子。

再次参看图2至7，夹紧组件101包括第一103和第二105楔形插入物，两个楔形插入物通过紧固件(在本特定实施例中为内六角螺钉111)滑动越过第一107和第二109对侧表面(例如，参看图4)滑动啮合。随着帽螺钉被拧紧(通常通过在顺时针方向上旋转它)，第一103和第二105楔形插入物的组件展开。相反，随着帽螺钉被松开(通常通过在逆时针方向上旋转它)，第一103和第二105楔形插入物的组件收缩或松弛。尽管没有特别示出，帽螺钉优选在它的轴123(参看图4)上具有螺纹表面，其中所述轴123旋转啮合设置在孔119和120(参看图5和6)的表面上的互补螺纹，这两个孔分别设置在楔形插入物103和105中。帽螺钉111也设置有帽124，所述帽124在邻接孔119(例如，参看图5)限定的边缘122时阻止螺钉在轴向旋入。如图7中所示，孔119可延伸穿过楔形插入物103的底部，以允许不时地聚集在孔中的金属刮屑或其它碎片排出。

在使用中，第一103和第二105楔形插入物及帽螺钉111设置在轴环113中(参看图9-13)，并且被放在杆状载流子(未示出)的一侧。背部插入物115(参看图2-8)在在轴环内载流子的对侧表面上(在图8中给出这些元件在轴环内的定位最佳显示)。背部插入物具有同载流子的外表面形状互补的弯曲表面117(在图2、3和8中最佳示出)。类似地，第一103楔形插入物也具有形状同载流子外表面互补的弯曲表面121(参看图3)。随着帽螺钉被拧紧，第一103和第二105楔形插入物展开。由于所述组件和背部插入物由刚性轴环保持在原位，所以所述组件的展开使得夹紧组件牢牢地抓住载流子的表面。

图8至11示出整合图2至7的夹紧组件的完整的射频传感器123的一个可能实施例的不同视图。射频传感器包括经由电力线将传感器的内部电路连接至电源的电缆125。除了电力线外，电缆可包含各种其它部件，例如地线、传感线(例如，用于直流电源供给)、通信线(例如，RS-4S5电缆或类似物)、以及提供电、磁、或热绝缘或屏蔽的层或部分(例如，由铝、玻璃纤维或类似物)。传感器也包括一系列(优选数字)电路板126、127(参看图9至11)，这些电路板执行例如在测量射频电压、射频电流、或直流偏差中涉及的传感器的逻辑功能。电路板通过第一130和第二132组开槽螺钉紧固在电路板托架129内(电路板托架129在图12和13中更详细地示出)，应理解，各种其他紧固装置也可用于此目的。

电路板通常包括执行想要的信号分析所必需的部件。在所描述的特定实施例中，所示出的射频传感器装配有两个电路板。然而，在一些实施例中，射频传感器的电路可压缩到单个电路板内，而在其它实施例中，可使用三个或更多个电路板。在给定实施例中采用的电路板的数量可由下述考虑确定：制造和修理容易、散热、屏蔽及传感器所提供的功能。

第一盖板131被设置将电路板同周围环境分开。各种材料可用于盖板，最终选择通常依赖于例如磁屏蔽、制造容易度、耐用性等考虑。如图8至10中所示，第一盖板131通过第一133和第二135组承窝埋头帽螺钉(socket countersunk head cap serews)紧固至电路板托架129，当然，其它适合的紧固装置也可用于此目的。

夹紧组件101和轴环113设置在聚酰亚胺托架137(在图12和13中更详细地示出)中，所述托架137通过第一139和第二141对承窝埋头帽螺钉(参看图9和10)连接至电路板托架129。第二盖板143(在图12和13中更详细地示出)被设置，并且通过一对承窝埋头帽螺钉145连接至聚酰亚胺托架137。并且，除了埋头帽螺钉139、141和145中任一外，也可使用其它适合的紧固装置，或其它适合的紧固装置也可代替埋头帽螺钉139、141和145中任一使用。

再次参看电路板126和127(参看图9至11)，在一些实施例中，除了执行想要的信号分析外，电路板也可包括存储可用于信号分析中的校准信息的一个或多个存储芯片或内建存储装置。这样的分析通常包括快速傅立叶变换(FFT)信号分析，这可作为固件算法实现。然而，所描述的特定实施例没有依赖于DSP芯片中用于FFT实现的固件算法。相反，它利用伪硬件实现FFT以范例电路形式驻留在电路板上。因此，在本实施例中，存储功能驻留在DSP装置自身中。当然，本领域的技术人员将理解，利用其它FFT实现或近似(包括硬件、软件和固件实现)的各种实施例也是可能的，并且这样的实现或近似的各种组合也是可能的。

上述FFT的伪硬件实现，特别是FFT用硬件不是用软件或固件实现，在高频应用(例如300MHz或更高的应用等)中是特别有利的。在这些频率，由于对采样率的要求，FFT的软件实现变得麻烦或不实际。因此，例如，为了根据需要将300MHz信号中的数字化波形来执行FFT，有必要以最小的600MHz采样。这样的采样率对于用当前可用的技术实现是有挑战的。此外，即使利用这样的采样率，由通常可用的模数转换器(ADC)提供的分辨率(即比特深度)非常差(约2至3比特)，并且所需要的计算资源是相当大的。

此问题的一个可能的解决方法是将外差电路整合进电路板126、127。所述电路使用频率混合器技术来将信号向下移位到低频。多个ADC当前可用，并且以外差电路的输出频率提供充分的分辨率，因此可结合所述电路使用来执行FFT。然而，在优选实施例中，FFT用结合外差电路工作的硬件方案执行。所述硬件方案离散地监控每个频率的振幅和相位，从而避免了在执行FFT之前需要ADC。

图21是上述信号分析硬件251的基本功能的示意图。硬件251包括多个变频器253，每个变频器253都给相应混合器255提供约300MHz的频率。变频器共用在电路板上产生信号f1的本地振荡器257。每个混合器都输出两个信号f±f1。信号f±f1接着经过低通滤波器259，所述低通滤波器259输出信号f-f1，其中f1被选择为充分接近t，使得差f-f1很小(例如，约40KHz)。所述信号接着经过ADC 261，以转换成数字信号。硬件也可包括本领域中已知的其它元件，例如信号放大器和时钟等。输入到硬件的信号是宽频带信号。通过调节本地振荡器和使用低通滤波器，硬件能扫描频率空间来获得任何感兴趣的频率。

再次参看图9至11，在本特定实施例中电路板126为变频器板。所述变频器板通常包括直流偏压变频器、电流变频器、电压变频器、和导线可编程增益放大器。变频器板通常也包括以适当增益输入来自变频器的信号所必需的电路。在本实施例中的电路板127为通常包括混合装置(这些不仅包括混合器，还包括图21中所示的低通滤波器和ADC)、DSP芯片、存储芯片或装置、和设定本地振荡器信号的直接数字频率合成器(DDS)的模拟板。DSP芯片与外界通信(优选经由485接口，当然也可使用其它适当的接口)，同时也控制可编程增益放大器和数字化。DSP芯片也控制DDS，DDS反过来控制本地振荡器。

DSP芯片也通常处理图21中描述的硬件输出的数字信号的校准。具体而言，在所描述的特定实施例中，DSP芯片利用输入到混合器中的频率和从位于模拟电路板127上的存储芯片取回的衰减增益常数校准硬件ADC输出的数字信号。所述被校准的数字信号接着通过(优选为4S5)接口传输。如果使用485接口，则转换器(converter)可被设置，以将所述信号从485转换到以太网。

根据上述讨论可以意识到这里披露的一些装置的一个有益属性是变频器封包与能存储相应于变频器封包的校准系数的存储装置成对。这使得在必须更换变频器封包时不再需要校准。

优选地，变频器封包和存储装置彼此靠近设置，甚至更优选地，这两个元件设置在同一PCB上。然而，情况不是这样的各种实施例也是可能的。例如，存储装置远离变频器封包设置的实施例也是可能的。在这样的实施例中，存储装置通常通过利用无线连接的硬件链路或通过其它适合的装置与信号处理硬件通信。其中本身不存在特定存储装置但是校准系数根据需要被传送给信号处理硬件或软件或以其它方式可被信号处理硬件或软件使用的实施例也是可能的。

图14至17描述了在传感器结合条状载流子使用时在这里披露的射频传感器中使用的夹紧组件的第二实施例。夹紧组件201以第一203和第二205楔形插入物为特征，这两个楔形插入物通过适当的(并且优选为可松开)紧固件(例如承窝头帽螺钉211)越过第一207和第二209对侧表面(例如，参看图15)彼此滑动啮合。随着帽螺钉被拧紧(通常通过在顺时针方向上旋转它)，第一203和第二205楔形插入物的组件展开。相反，随着帽螺钉被松开(通常通过在逆时针方向上旋转它)，第一203和第二205楔形插入物的组件收缩或松弛。

尽管没有特别示出，帽螺钉优选在它的轴223(参看图15至17)上具有螺纹表面，其中所述轴223旋转啮合设置在孔220的表面上的互补螺纹，所述孔220延伸穿过楔形插入物203和205。帽螺钉也设置有帽224，所述帽224在邻接限定在孔220(参看图15)中的凸缘222时阻止螺钉在轴向上前进。如图17中所示，孔220可延伸穿过楔形插入物203的底部，以允许不时地聚集在孔中的金属刮屑或其它碎片出去。

在使用中，夹紧组件201设置在轴环213(参看图19-20)内，并且被放在条状载流子(未示出)的一侧上。随着帽螺钉被拧紧(通常通过在顺时针方向旋转它)，夹紧组件展开，并且将条状载流子压在轴环213上，从而牢牢地抓住载流子的表面，并将它连接到射频传感器。类似地，随着帽螺钉被松开(通常通过在逆时针方向旋转它)，夹紧组件松开或收缩，从而释放载流子。

图18至20示出整合图14至17的夹紧组件的完整的射频传感器223的不同视图。射频传感器223包括将射频传感器连接至电流源的电源线225。电源线225可具有与图8中描述的实施例的电源线相同的特性、属性和功能。传感器也包括执行传感器的逻辑功能的一系列(优选数字)电路板226、227，如在前述实施例中指出的，电路板的数量和功能可根据实施例的不同而改变。

电路板优选包括一个或多个存储芯片，这些存储芯片存储校准信息，并且通过第一230和第二232组开槽止动螺钉或通过其他适合的紧固装置紧固在电路板托架229内。在本实施例中的电路板托架229优选与图12和13中更详细地示出的电路板托架129具有相同设计。第一盖板131被设置以防止电路板接触周围环境。盖板231通过第一233和第二235组承窝埋头帽螺钉紧固至电路板托架229。当然，本领域中的技术人员将理解，其它适合的紧固装置也可用于代替螺钉230、232、233和235的任一或与之结合使用。

夹紧组件201和轴环213设置在聚酰亚胺托架237内。聚酰亚胺托架237优选具有与图12-13中详细示出的聚酰亚胺托架137相同的设计，并且通过第一239和第二241对承窝埋头帽螺钉或通过其他适当的紧固装置连接至电路板托架229。优选与图15-16中详细示出的盖板143具有相同设计的第二盖板243被设置，并且通过一对承窝埋头帽螺钉245或通过其他适当的紧固装置连接至聚酰亚胺托架237。

图22-25描述了在传感器结合条状载流子使用时在这里披露的射频传感器中使用的夹紧组件的第三实施例。夹紧组件301包括第一楔形元件303，所述第一楔形插入物303通过适当的紧固件(在本特定实施例中，承窝头帽螺钉311)滑动啮合第二互补形状的楔形元件305。随着帽螺钉被拧紧(通常通过在顺时针方向上旋转它)，第一303和第二305元件的组件绕导体314(例如，参看图29)收缩，从而将夹紧组件(以及相关的射频传感器)紧固至载流子。相反，随着帽螺钉被松开(通常通过在逆时针方向上旋转它)，第一303和第二305元件的组件绕所述导体松弛，从而允许移除射频传感器。

在使用中，第一303和第二305元件的组件及帽螺钉311设置在轴环313(在图29和30中最佳示出)内，并且条状载流子314(参看图29)被放在它们之间。随着帽螺钉被拧紧，条状载流子被压在夹紧组件的第一303和第二305元件之间，从而牢牢地将载流子抓在原位。当然，本领域中的技术人员将理解，在这里披露的使用轴环的各个实施例中，轴环可具有各种设计和实现方式，想要的效果是轴环限制夹紧组件的至少一个元件展开，使得所述组件夹到载流子上。

图26-30示出整合图22-25的夹紧组件的完整的射频传感器323的不同视图。射频传感器323包括执行传感器的逻辑功能的一系列(优选数字)电路板327(参看图27-28和30)。电路板的数量和设计可改变，但是优选功能上等同于在前面的实施例中描述的电路板。这些电路板的一个或多个优选包括存储校准信息的至少一个存储芯片。在所描述的特定实施例中，电路板紧固在由外托架330和内支撑物332的同心壁(参看图28和29)限定的电路板托架329内。如图28和30中所示，内支撑物332设置有一系列环形凸缘，且电路板置于其上。第一和第二相对端帽333、334被设置以防止电路板接触周围环境，并且使组件结构整合。在此特定实施例中，端帽333、334分别设置有螺纹边335、336(在图27中最佳示出)，每个边都旋转啮合限定在外托架330(参看图28)的内表面上的一组互补螺纹(未示出)。

夹紧组件301和轴环313(参看图29)设置在外托架330内。外托架330已经从图27中的射频传感器被移除，以示出电路板327绕本实施例中的内支撑物332设置。如这里可看出的，电路板为环形，并且以内支撑物332为中心。在许多其他方面，电路板功能上等同于这里描述的其它实施例中描述的电路板。

图31-34描述了在传感器结合杆状载流子使用时在这里披露的射频传感器中使用的夹紧组件的第四实施例。夹紧组件401包括第一楔形元件403，其通过适当的紧固件(在此实例中为承窝头帽螺钉411)滑动啮合第二互补形状的承接元件405。在利用夹紧组件的射频传感器中，两个这样的夹紧组件设置在载流子414的相对侧，并且被保持在套筒413内(参看图36)。随着帽螺钉被拧紧(通常通过在顺时针方向上旋转它)，夹紧组件靠着套筒展开，从而压在导体上。相反，随着帽螺钉被松开(通常通过在逆时针方向上旋转它)，夹紧组件松弛，从而松开它在导体上抓握。

在使用中，这些夹紧组件的其中两个设置在套筒413内，且条状载流子414置于其间(参看图36)。随着夹紧组件上的帽螺钉被拧紧，条状载流子被压在相对的夹紧组件之间，从而牢牢地将它抓在原位。

图35-38示出整合图31-34的夹紧组件的完整的射频传感器423的不同视图。传感器423包括执行传感器的逻辑功能的一系列(优选数字)电路板427。电路板优选包括一个或多个存储校准信息的存储芯片，并且被紧固在由外托架430和内支撑物432的同心壁限定的电路板托架429内。第一和第二相对端帽433、434被设置以防止电路板接触周围环境。端帽433、434分别设置有螺纹边435、436(在图35和37中最佳示出)，每个边都旋转啮合限定在外托架430的内表面上的一组互补螺纹(未示出)。

夹紧组件401和套筒413(参看图38)设置在外托架430内。外托架430已经从图35中被移除，以示出电路板427绕内支撑物432的设置。

上述射频传感器提供了至射频载流子的直接硬接触，从而在允许通过电容耦合装置测量射频电压的同时，可获得精确的直流电压和感应电流。这样的直接硬接触的提供在高频(即，在谐波高达300MHz或更大的兆赫区域中的频率)应用中是特别重要的，因为这些应用中的大量电流在载流子表面或载流子表面附近流动。相反，在较低频率(例如，在60Hz)，电流或多或少不均匀地流经载流子体积。从而，尽管松散配合的夹紧组件适于用在低频应用中，但这样的组件通常不适于用在高频应用中。

此外，如上所述，这里描述的夹紧组件没有增加载流子的电长度，因此它们的使用不要求重新调整射频传感器的校准系数。也已发现，与现有技术装置相比，这里描述的夹紧组件的使用明显减少寄生电容。这里描述的实施例示出这里披露的原理应用于设计为结合杆状或条状射频载流子使用的射频传感器。然而，本领域中的技术人员将理解，所述的多个实施例可被适当修改，使得它们可结合其它类型的载流子使用。例如，如果载流子为同轴电缆，则射频传感器可装配有与条或杆状导体电连通的同轴端子。同轴端子举例来说可被设置在电路板托架或传感器基座的外表面上。导体接着可以这里描述的方式与射频传感器电连通。

这里描述的夹紧组件可结合各种装置使用，且对射频传感器的改进在于2003年9月23日提交的名称为“用于过程控制的变频器封包”的序列号No.10/66S,398美国专利申请被描述，其全部内容结合于此作为参考。因此，例如，在该申请中描述的屏蔽机构可用于保护射频传感器的电路板。此外，尽管这里披露的射频传感器被描述为主要用于等离子体蚀刻反应器，但本领域中的技术人员将理解，这些装置可用于监控或确定射频电源的属性是重要的各种其它应用中。

这里引用的所有参考，包括出版物、专利申请和专利，被结合于此作为参考，好像每个都分别专门作为参考被整合，并且在这里全部做了阐述。

除非这里另外指出或与上下文明确矛盾，否则本披露物中词“一个”、“所述”和类似对象的使用(特别在所附权利要求书的上下文中)应理解为覆盖单个或多个。除非另外指出，否则词“包括”、“具有”和“包含”应被理解为开放词(即，是指“包括但不限于”)。除非这里另外指出，否则这里对值的范围的列举仅用作单独引用落在所述范围内的每个单独的词的速记方法，且每个单独的词被整合进说明书，好像它们在这里被单独列举出似的。除非这里另外指出或与上下文明确矛盾，否则这里描述的所有方法可以任何适当的顺序被执行。除非另外主张，否则这里提供的任意或全部实例或示范性语言(例如，“例如”)的使用仅是为了更好地说明这里披露的主题，而不对本披露物的范围造成限制。本说明书中的语言都不应被理解为表示对与这里的教导的实施或实现所必需的任何未主张的元件。

这里披露了本披露物的优选实施例，包括本发明人知道的用于执行这里的教导的最佳方式。在本领域的技术人员阅读前面的描述后，这些优选实施例的变化将对于该技术人员来说变得显然。本发明人希望熟练的技工能在适当时候利用这样的变化，且本发明人希望本发明不用这里具体描述的方式也可实施。因此，本披露物包括适用的法律所允许的所附权利要求书中列举的主题的所有修改和等同物。此外，除非这里另外指出或与上下文明确矛盾，否则在本发明的所有可能的改变中的上述元件的任何组合由本披露物涵盖。

Claims (69)

1、一种适于分析连接至射频载流子的射频电源的至少一个属性的射频传感器，所述传感器包括适于将所述射频传感器连接至所述射频载流子的外表面的夹紧组件。

2、根据权利要求1所述的射频传感器，其中所述夹紧组件适于将所述射频传感器连接至所述射频载流子外表面，而不要求中断所述载流子。

3、根据权利要求1所述的射频传感器，其中所述夹紧组件适于将所述射频传感器可移除地连接至所述射频载流子外表面。

4、根据权利要求1所述的射频传感器，其中所述夹紧组件包括滑动啮合第二元件从而施加压力在所述载流子上的第一元件。

5、根据权利要求4所述的射频传感器，其中所述第一元件为楔形。

6、根据权利要求5所述的射频传感器，其中所述第一和第二元件分别啮合穿过第一和第二对侧表面，且其中所述第一表面通过紧固件穿过所述第二表面。

7、根据权利要求5所述的射频传感器，其中所述紧固件为螺纹紧固件。

8、根据权利要求6所述的射频传感器，其中当所述第一表面通过所述紧固件穿过所述第二表面时，所述第一和第二元件的组合展开。

9、根据权利要求8所述的射频传感器，其中所述第一和第二元件设置在刚性轴环内。

10、根据权利要求4所述的射频传感器，其中所述第一和第二元件为楔形。

11、根据权利要求10所述的射频传感器，其中所述第一和第二元件中至少一个具有凹面。

12、根据权利要求11所述的射频传感器，其中所述夹紧组件进一步包括也具有凹面的第三元件。

13、根据权利要求1所述的射频传感器，进一步包括适于分析所述射频源的所述至少一个属性的电路，且其中所述电路与所述夹紧组件电接触。

14、根据权利要求1所述的射频传感器，其中所述夹紧组件包括第一元件，所述第一元件响应紧固件的旋转滑动啮合第二元件，从而将所述第一和第二紧固件中至少一个压在所述载流子上。

15、根据权利要求14所述的射频传感器，其中所述夹紧组件设置在托架内，且其中所述导体延伸穿过所述托架。

16、根据权利要求15所述的射频传感器，其中所述托架为环形。

17、一种适于将射频传感器和射频载流子电接触的夹紧组件，所述夹紧组件包括：紧固件；第一元件，其响应紧固件的旋转滑动啮合第二元件，从而将所述第一和第二紧固件中至少一个压在所述载流子上。

18、根据权利要求17所述的夹紧组件，其中所述第一和第二元件为楔形，并且设置在轴环内。

19、根据权利要求18所述的夹紧组件，其中，随着所述紧固件在第一方向上的旋转，所述第一和第二元件中至少一个压在所述轴环上。

20、根据权利要求19所述的夹紧组件，其中所述轴环包括导电材料。

21、根据权利要求20所述的夹紧组件，其中所述轴环设置在射频传感器内，并且与所述传感器的电路电接触。

22、根据权利要求18所述的夹紧组件，其中所述轴环为矩形。

23、根据权利要求17所述的夹紧组件与射频载流子组合，其中所述第一和第二元件中至少一个具有同所述载流子的外表面互补的表面。

24、一种将射频传感器连接至射频载流子的方法，包括以下步骤：

配置射频载流子；

配置包括夹紧组件的射频传感器，其中所述夹紧组件包括响应紧固件的旋转滑动啮合第二元件的第一元件；

将所述射频载流子置于所述夹紧组件内；

旋转所述紧固件，直到所述第一和第二元件中至少一个牢牢压在所述载流子上。

25、一种用于监控射频电源的方法，包括以下步骤：

配置可移除地连接至载流子的射频传感器；

将所述射频传感器可移除地连接至与射频电源电连接的载流子，其中所述射频传感器连接至所述载流子，而不增加所述载流子的电长度；

监控所述射频电源的至少一个特征。

26、根据权利要求25所述的方法，其中所述射频电源与等离子体反应器电连通。

27、根据权利要求25所述的方法，其中所述射频传感器包括夹紧组件，其中所述夹紧组件包括响应于紧固件的旋转滑动啮合第二元件的第一元件。

28、根据权利要求25所述的方法，其中监控所述射频电源的至少一个特征的步骤包括测量所述射频电源的电流和电压的步骤。

29、一种用于处理半导体器件的装置，包括：

等离子体反应器；

通过导体与所述等离子体反应器电连通的电源；

及可移除地连接至所述导体的外表面的射频传感器。

30、根据权利要求29所述的装置，其中所述射频传感器通过夹紧机构可移除地连接至所述导体的外表面。

31、根据权利要求30所述的装置，其中所述导体横截面大体为椭圆形，且其中所述夹紧机构至少有一个内表面的形状同所述导体的外表面互补。

32、根据权利要求31所述的装置，其中所述导体横截面大体为圆形。

33、根据权利要求30所述的装置，其中所述导体横截面大体为矩形，且其中所述夹紧机构至少有一个内表面的形状同所述导体外表面互补。

34、根据权利要求30所述的装置，其中所述导体横截面大体为带形，且其中所述夹紧机构至少有一个内表面的形状同所述导体外表面互补。

35、根据权利要求29所述的装置，其中所述导体为同轴电缆，且其中所述射频传感器装配有与所述射频传感器的内部电路电连通的同轴端子。

36、根据权利要求30所述的装置，其中所述导体大体为带形，且其中所述夹紧机构至少有一个内表面的形状同所述导体的外表面互补。

37、根据权利要求30所述的装置，其中所述夹紧机构包括刚性轴环和设置在所述轴环内的第一夹紧元件，且其中所述第一夹紧元件具有同所述轴环的内表面形状互补的外表面。

38、根据权利要求37所述的装置，其中所述夹紧机构进一步包括设置在所述轴环内的第二夹紧元件，且其中所述第二夹紧元件具有同所述轴环的内表面形状互补的外表面。

39、根据权利要求38所述的装置，其中所述第一和第二夹紧元件分别装配有同所述导体的外表面形状互补的表面。

40、根据权利要求39所述的装置，其中所述第一和第二夹紧元件设置在所述导体的相对侧上。

41、根据权利要求38所述的装置，其中所述轴环内表面大体为矩形。

42、根据权利要求37所述的装置，其中所述第一夹紧元件可展开。

43、根据权利要求42所述的装置，其中所述第一夹紧元件装配有螺纹紧固件，并且通过所述紧固件的旋转可展开。

44、根据权利要求43所述的装置，其中所述第一夹紧元件包括借助于所述紧固件越过对侧表面彼此连接的第一和第二部分。

45、根据权利要求44所述的装置，其中所述第一和第二夹紧元件中至少一个为楔形。

46、根据权利要求45所述的装置，其中随着所述紧固件的旋转，所述第一部分穿过所述第二部分。

47、根据权利要求43所述的装置，其中所述紧固件为螺钉。

48、根据权利要求44所述的装置，其中所述紧固件旋转啮合至少部分延伸通过所述第一和第二部分的螺纹孔。

49、根据权利要求44所述的装置，其中所述紧固件旋转啮合延伸通过所述第一和第二部分的螺纹孔。

50、根据权利要求44所述的装置，其中所述轴环的内表面大体为矩形，其中所述第一和第二部分的外表面合在一起横截面大体为矩形，且其中所述导体具有至少一个平坦表面。

51、根据权利要求49所述的装置，其中所述导体横截面大体为矩形。

52、根据权利要求44所述的装置，其中所述轴环的内表面大体为圆形，且其中所述第一和第二部分的外表面合在一起横截面大体为矩形。

53、根据权利要求52所述的装置，其中所述导体具有至少一个平坦表面，且其中所述第一和第二元件中至少一个具有同所述导体的外表面形状互补的内表面。

54、根据权利要求30所述的装置，其中所述夹紧机构包括第一和第二夹紧元件，且其中所述第一夹紧元件为插入所述第二夹紧元件中的孔内的楔形元件。

55、根据权利要求30所述的装置，其中所述电源供应以至少150MHz的射频频率为特征的射频电流给所述导体。

56、根据权利要求30所述的装置，其中所述电源供应以至少250MHz的射频频率为特征的射频电流给所述导体。

57、根据权利要求30所述的装置，其中所述电源供应以至少300MHz的射频频率为特征的射频电流给所述导体。

58、一种射频传感器，包括：

底盘；

设置在所述底盘内的夹紧机构，所述夹紧机构可移除地连接至射频载流子；

及设置在所述底盘内的至少一个电路板，所述电路板与所述夹紧机构电连通。

59、根据权利要求58所述的射频传感器，其中所述底盘包括容纳所述至少一个电路板的第一部分和容纳所述夹紧机构的第二部分。

60、根据权利要求59所述的射频传感器，其中所述第一部分可移除地连接至所述第二部分。

61、根据权利要求59所述的射频传感器，其中所述夹紧机构包括设置在所述底盘的所述第二部分内的刚性金属轴环。

62、根据权利要求61所述的射频传感器，其中所述夹紧机构包括设置在所述刚性轴环内的至少一个可展开夹紧元件。

63、根据权利要求62所述的射频传感器，其中所述可展开夹紧元件适于将所述载流子压在所述刚性轴环上。

64、根据权利要求62所述的射频传感器，其中所述可展开夹紧元件适于将所述载流子压在也设置在所述刚性轴环内的第二夹紧元件上。

65、根据权利要求64所述的射频传感器，其中所述第一和第二夹紧元件包括导电材料。

66、根据权利要求58所述的射频传感器，其中所述至少一个电路板包含信号处理电路。

67、根据权利要求66所述的射频传感器，其中所述信号处理电路包括本地振荡器、低通滤波器和模数转换器。

68、根据权利要求58所述的射频传感器，可移除地连接至射频载流子，其中所述射频载流子与具有至少250MHz的频率的射频电源电接触。

69、根据权利要求58所述的射频传感器，可移除地连接至射频载流子，其中所述射频载流子与具有至少300MHz的频率的射频电源电接触。

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