TW202243551A - 升舉銷機構 - Google Patents
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Abstract
本文提供了用於基板處理腔室的升舉銷機構的方法和設備。在一些實施例中，升舉銷機構包括升舉銷，升舉銷包括軸，軸具有頂端、底端和位於底端的耦接端；波紋管組件圍繞軸設置。波紋管組件包括上波紋管凸緣，具有開口以便於軸的軸向移動；波紋管，具有第一端耦接到上波紋管凸緣的下表面，使得軸延伸到由波紋管圍繞的中心空間中；和波紋管引導組件，耦接到波紋管的第二端以密封中心空間。軸在耦接端處耦接到波紋管引導組件。波紋管引導組件是軸向可移動的以相對於上波紋管凸緣移動升舉銷。
Description
本揭示的實施例總體上涉及用於處理基板的方法和設備。
諸如電漿處理腔室的半導體處理系統包括具有靜電吸盤的基板支撐件，用於在處理此類基板期間支撐基板。升舉銷孔穿過靜電吸盤形成，容納升舉銷，該升舉銷將基板提升和/或降低到靜電吸盤的支撐表面上。
在電漿處理腔室中，靜電吸盤在基板附近受到高功率射頻（RF）場和高密度電漿的影響。發明人已觀察到，在這樣的電漿處理腔室中，電弧可能發生在升舉銷孔中並穿過升舉銷孔，而損壞基板支撐元件。
因此，發明人已提供了改進的升舉銷組件的實施例。
本文提供了用於基板處理腔室的升舉銷機構的方法和設備。在一些實施例中，升舉銷機構包括：升舉銷，包括細長軸、軸的頂端、軸的底端、和位於軸的底端的耦接端；波紋管組件，設置在軸周圍。波紋管組件包括：上波紋管凸緣，具有開口以便於穿過開口的軸的軸向移動；波紋管，具有第一端耦接到上波紋管凸緣的下表面，使得軸延伸到由波紋管圍繞的中心空間中；和波紋管引導組件，耦接到波紋管的第二端以密封靠近波紋管的第二端的中心空間，其中軸在軸的耦接端處耦接到波紋管引導組件，且其中波紋管引導組件是相對於上波紋管凸緣軸向可移動的，使得波紋管引導組件相對於上波紋管凸緣的軸向運動使升舉銷相對於上波紋管凸緣軸向移動。
在一些實施例中，一種基板支撐件包括：支撐板，經配置以支撐基板；和設置在基板支撐件中的如本文所述的任意實施例所述的複數個升舉銷機構，其中支撐板包括：複數個開口，複數個開口具有可移動地穿過其中設置的升舉銷中的相對應的升舉銷，且其中波紋管組件設置在支撐板內。
在一些實施例中，基板支撐件包括：靜電吸盤；裝配板；射頻（RF）電極，設置在靜電吸盤和裝配板之間；和複數個升舉銷機構，設置在基板支撐件中並經配置以允許相對應的複數個升舉銷穿過靜電吸盤。複數個升舉銷機構中的每一個都可以是如本文所揭示的任何實施例中所述的。在一些實施例中，複數個升舉銷機構中的每一個都可以包括：升舉銷，包括細長軸、軸的頂端、和位於軸的底端的耦接端；和波紋管組件，設置在軸周圍。在一些實施例中，波紋管組件包括：上波紋管凸緣，具有開口以便於穿過該開口的軸的軸向移動；波紋管，具有第一端耦接到上波紋管凸緣的下表面，使得軸延伸到由波紋管圍繞的中心空間中；和波紋管引導組件，耦接到波紋管的第二端以密封靠近波紋管的第二端的中心空間。軸在軸的耦接端處耦接到波紋管引導組件。波紋管引導組件是相對於上波紋管凸緣軸向可移動的，使得波紋管引導組件相對於上波紋管凸緣的軸向運動使升舉銷相對於上波紋管凸緣軸向移動。
在一些實施例中，波紋管引導組件包括：第一波紋管引導件，其界定圓柱形空間，和第二波紋管引導件，耦接到第一波紋管引導件，並耦接到位於波紋管的第二端的端板上。第一波紋管引導件和第二波紋管引導件可沿軸向移動。第一推桿可沿軸向移動，第一推桿包括頂端、具有直徑小於頂端的底端，第一推桿位於裝配板的相對應形狀的開口中，且位於第二波紋管引導件下方，其中第二波紋管引導件的底端的形狀經設置與第一推桿的頂端相配合，且其中第一推桿的向下運動受到裝配板的限制。第二推桿可沿軸向移動，第二推桿包括頂端和底端，第二推桿位於第一推桿下方，其中第一推桿的底端的形狀經設置與第二推桿的頂端相配合。致動器包括耦接至第二推桿的底端的第三推桿，致動器經配置以沿軸向移動第三推桿。
以下描述本文的其他和進一步的實施例。
本文提供了升舉銷機構和結合一或多個升舉銷機構的基板處理腔室的實施例。本文所述的實施例提供了一種包括緊湊型波紋管的緊湊型升舉銷機構，並且該緊湊型升舉銷機構裝配在靜電吸盤基板支撐件內。在操作中，波紋管是射頻熱的，且整個升舉銷機構保持在高壓電勢，這消除了位於靜電吸盤上的基板和地之間穿過升舉銷孔的視線（line of sight）。波紋管將升舉銷軸向向下偏置朝向靜電吸盤，以便在提升後返回。波紋管亦包括一個凸緣，該凸緣具有允許在波紋管內進行壓力控制的端口。
圖1是根據本揭示的至少一些實施例的包括升舉銷機構200的處理腔室100的截面圖。儘管在圖1中僅示出一個升舉銷機構200，可以包括多個升舉銷機構200。處理腔室100是例如電漿處理腔室，適合於實行根據本發明的一或多個電漿處理（例如，蝕刻處理、沉積處理等）。可以適於與本揭示揭露的教示一起使用的合適的電漿處理腔室可從加州聖克拉拉的應用材料公司獲得。其他處理腔室可適於受益於本揭示的一或多種方法。
處理腔室100包括包圍內部空間106（例如，處理空間）的腔室主體102和蓋104。腔室主體102通常由鋁、不銹鋼、或其他合適的材料製成。腔室主體102通常包括側壁108和底部110。基板支撐底座進入端口（未示出）通常界定在側壁108中，並且由狹縫閥選擇性地密封，以促進基板103從處理腔室100進入和離開。排氣口126被界定在腔室主體102中，並且將內部空間106耦接至泵系統128。泵系統128通常包括一或多個泵和節流閥，用於排空和調節處理腔室100的內部空間106的壓力。在實施例中，取決於處理需要，泵系統128將內部空間106內的壓力維持在操作壓力下，通常在約1mTorr至約500mTorr之間、在約5 mTorr至約100mTorr之間、或在約5mTorr至50mTorr之間。
在實施例中，蓋104密封地支撐在腔室主體102的側壁108上。蓋104可以被開啟以允許多量到處理腔室100的內部空間106。蓋104包括促進光學處理監控的窗142。在一個實施例中，窗142由石英或其他合適的材料組成，該材料對於由安裝在處理腔室100外的光學監控系統140所利用的信號是可透射的。
光學監控系統140被定位以透過窗142查看腔室主體102的內部空間106和/或定位於基板支撐底座組件148（例如，基板基座和基板支撐件）上的基板103中的至少一者。在一個實施例中，光學監控系統140耦接至蓋104，並促進使用光學計量的整合沉積處理以提供資訊，該資訊使得能進行處理調整以補償進入的基板圖案特徵不一致（例如厚度等），根據需要提供處理狀態監控（例如電漿監控、溫度監控等）。
在實施例中，氣體控制板158耦接至處理腔室100以向內部空間106提供處理和/或清潔氣體。在圖1所示的範例中，入口132’、132''設置在蓋104中，以允許氣體從氣體控制板158輸送到處理腔室100的內部空間106。在實施例中，氣體控制板158適於穿過入口132'，132''並進入處理腔室100的內部空間106中而提供氧氣和惰性氣體，例如氬氣，或氧氣和氦氣處理氣體或氣體混合物。在一個實施例中，從氣體控制板158提供的處理氣體至少包括包含氧化劑（例如氧氣）的處理氣體。在實施例中，包括氧化劑的處理氣體可進一步包括惰性氣體，例如氬氣或氦氣。在一些實施例中，處理氣體包括諸如氫的還原劑，並且可以與諸如氬氣的惰性氣體或諸如氮氣或氦氣的其他氣體混合。在一些實施例中，可單獨提供氯氣，或與氮氣、氦氣、和惰性氣體如氬氣中的至少一種結合提供。含氧氣體的非限制性範例包括CO
2、N
2O、NO
2、O
2、O
3、H
2O等中的一或多種。含氮氣體的非限制性範例包括N
2、NH
3等。含氯氣體的非限制性範例包括Cl
2、CCl
4、HCl等。在實施例中，噴頭組件130耦接至蓋104的內表面114。噴頭組件130包括複數個孔，該複數個孔允許氣體以預定的分佈在整個在處理腔室100中被處理的基板103的表面上從入口132'，132''流過噴頭組件130，進入處理腔室100的內部空間106。
在一些實施例中，處理腔室100可利用電容耦合的RF能量進行電漿處理，或者在一些實施例中，處理腔室100可以利用電感耦合的RF能量進行電漿處理。在一些實施例中，遠端電漿源177可以選擇性地耦接到氣體控制板158，以有助於在進入內部空間106進行處理之前將氣體混合物與遠端電漿解離。在一些實施例中，RF源功率143透過匹配網路141耦接至噴頭組件130。Rf源功率143通常可操作高達約10 kV並且可產生高達約10000 W，例如在約200 W至約5000 W之間，或在1000 W至3000 W之間，或約1500 W並且選擇性地在約50 kHz至約200 MHz的範圍內的可調頻率產生。
噴頭組件130還包括對光學計量信號可透射的區域。光學可透射區域或通路138適合於允許光學監控系統140查看內部空間106和/或定位在基板支撐底座組件148上的基板103。通路138可以是在噴頭組件130中形成或設置的材料、孔、或複數個孔，該材料、孔、或複數個孔基本上可透射由光學監控系統140產生及反射到光學監控系統140的能量的波長。在一個實施例中，通路138包括窗142，以防止氣體穿過通路138洩漏。窗142可以是藍寶石板、石英板、或其他合適的材料。窗142可以替代地設置在蓋104中。
在一個實施例中，噴頭組件130配置有複數個區域，該複數個區域允許分別控制流入處理腔室100的內部空間106的氣體。在圖1所示的範例中，噴頭組件130作為內部區域134和外部區域136，其穿過入口132’、132''單獨地耦接至氣體控制板158。
在一些實施例中，基板支撐底座組件148被佈置在諸如噴頭組件130的氣體分配組件下方的處理腔室100的內部空間106中。基板支撐底座組件148在處理期間保持基板103。基板支撐底座組件148通常包括穿過其中佈置的複數個升舉銷（未示出），該複數個升舉銷被配置成以常規方式從基板支撐底座組件148提升基板103並且便於以機器人（未示出）交換基板103。內襯墊118可以緊密地包圍基板支撐底座組件148的外周。
在一個實施例中，基板支撐底座組件148包括裝配板162、絕緣板163、設施板164（例如，支撐基座、導電板和/或RF電極）和靜電吸盤166（例如，基板支撐件）。在至少一些實施例中，裝配板162包括圍繞絕緣層的接地板。裝配板162耦接到腔室主體102的底部110並且包括用於將諸如流體、電源線、和感測器引線等的設施引導到設施板164和靜電吸盤166的通路。靜電吸盤166包括電極180（例如，至少一個夾持/吸附電極），其可嵌入陶瓷層中，用於將基板103保持在噴頭組件130下方。靜電吸盤166可由可選的吸附電源182驅動以產生將基板103保持到吸附表面的靜電力，如常規所知。替代地，可透過夾持、真空、或重力將基板103保持到基板支撐底座組件148。
基座164或靜電吸盤166可包括至少一個選擇性的嵌入式加熱器176、至少一個選擇性的嵌入式隔離器174和複數個導管168、170，以控制基板支撐底座組件148的橫向溫度分佈。導管168、170流體地耦接到流體源172，流體源172使溫度調節流體從中循環。加熱器176由電源178調節。導管168、170和加熱器176用於控制設施板164的溫度，加熱和/或冷卻靜電吸盤166，並最終地控制設置在其上的基板103的溫度分佈。可以使用複數個溫度感測器190、192監控靜電吸盤166和設施板164的溫度。靜電吸盤166可進一步包括複數個氣體通路（未示出），例如凹槽，其形成在靜電吸盤166的基板支撐底座支撐表面中並且流體地耦接至傳熱（或背側）氣體的例如氦氣（He）的源。在操作中，將背側氣體以受控的壓力提供到氣體通路中，以增強靜電吸盤166與基板103之間的熱傳遞。在實施例中，基板的溫度可以維持在攝氏-150度至攝氏450度，諸如攝氏-60度至攝氏300度，或攝氏-30度至攝氏250度。
在一個實施例中，基板支撐底座組件148被配置為陰極並且包括電極180和可耦合到複數個RF偏置電源184、186的設施板/RF電極164。RF偏置電源184、186耦接在設置在基板支撐底座組件148中的電極180和設施板/RF電極164和另一個電極之間，例如噴頭組件130或腔室主體102的頂板（例如，蓋104）。RF偏置功率激發並維持由佈置在腔室主體102的處理區域中的氣體形成的電漿放電（例如，正離子） ，並在基板表面上形成陰極鞘（cathode sheath）（例如，負離子）以加速正離子朝向基板表面。
在一些實施例中，雙RF偏置電源184、186透過匹配電路188耦接到電極180和/或設置在基板支撐底座組件148中的設施板/RF電極。由RF偏置電源184、186產生的信號透過匹配電路188透過單個饋電（single feed）（例如，經由被接地屏蔽覆蓋的同軸傳輸線）傳送到基板支撐底座組件148，以離子化提供在諸如處理腔室100的電漿處理腔室中的氣體混合物，從而提供實行蝕刻、沉積、或其他電漿增強的處理所需的離子能量。Rf偏置電源184、186通常能夠產生具有從大約50 kHz到大約200 Mhz的頻率和在大約0 Watts到大約15,000 Watts、1 Watt（W）到大約10,000 W、或約1 W至約3,000 W之間的功率的RF信號。額外的偏壓電源189（例如脈衝DC電壓）可耦接到電極180和/或設施板/RF電極164以控制電漿的特性。
在操作期間，基板103被設置在例如處理腔室100的電漿處理腔室中的基板支撐底座組件148上。處理氣體和/或氣體混合物透過噴頭組件130從氣體控制板158引入腔室主體102中。諸如泵系統128的真空泵系統在去除蝕刻副產物的同時維持腔室主體102內部的壓力。
控制器150耦接到處理腔室100以控制處理腔室100的操作（例如，壓力、溫度、處理氣體供應、排氣等）。控制器150包括CPU（中央處理單元）152、記憶體154（例如，非暫態電腦可讀取儲存媒體）和用於控制處理序列的支持電路156。CPU 152可以是可以在工業設置中使用的任何形式的通用電腦處理器。軟體例程可儲存在記憶體154中，例如隨機存取記憶體、唯讀記憶體、軟碟或硬碟驅動，或其他形式的數位儲存，其當由處理器（例如，CPU 152）執行時作為指令實行本文所述的一或多種方法。支持電路156常規地耦接到CPU 152，並且可包括快取、時鐘電路、輸入/輸出系統、電源等。控制器150與處理腔室100的各個元件之間的雙向通訊透過許多信號電纜進行處理。
此外，控制器150被配置用於使用一或多種控制演算法進行蝕刻控制和沈積控制，這些控制演算法可儲存於記憶體154中。例如，控制器150被配置為發送控制信號以在操作期間控制來自一或多個RF產生器的功率輸出，例如，RF偏置電源184、186、189和RF源功率143。例如，在至少一些實施例中，控制器150被配置為將一或多個RF產生器操作為高峰值功率射頻產生器（high-peak power radio-frequency generators），例如，使用控制邏輯電路。為了說明的目的，控制邏輯電路在本文中被描述為控制器150的元件。替代地或附加地，控制邏輯電路可以是一或多個RF產生器（例如，RF偏置電源184、186、189和RF源功率143）和/或匹配網路（例如，匹配電路188）的元件。
圖2是根據本揭示的至少一些實施例的圖1的升舉銷機構200的處於縮回的升舉銷配置的截面圖。升舉銷機構200設置在基板支撐底座組件148中並且橫跨靜電吸盤166和基板支撐底座組件148的其他板（例如，165、164、162）。圖2所示的這種板的具體配置是非限制性的範例，並且可以存在額外的板或層。儘管僅示出單個升舉銷機構，但諸如升舉銷機構200的多個升舉銷機構設置在基板支撐底座組件148中。在一些實施例中，基板支撐底座組件148包括三個或更多個升舉銷機構200。
升舉銷機構200包括升舉銷210、上引導件220、波紋管組件230和波紋管推動組件260。升舉銷210包括細長軸212、軸212頂部的頭部214和軸212底部的耦接端216（圖3）。軸212是細長的、線性的並具有圓形橫截面。在一些實施例中，軸212具有矩形橫截面或另一種形狀的橫截面。耦接端216是軸212的與頭部214相對的端部，並且耦接端可以被配置為與其他元件耦接。根據一些實施例，耦接端216是帶有螺紋以接收螺紋耦接、具有凹口以接收卡扣配合耦接、或者包括本領域已知的其他耦接機構。
升舉銷210被配置為設置在基板支撐底座組件148中的升舉銷孔224中。升舉銷孔224包括在靜電吸盤166中沿軸向方向的開口、從該開口水平向外延伸的凸耳217、以及從凸耳217朝向靜電吸盤166的上表面垂直向上延伸的側壁。凸耳217與升降銷210的基座218的形狀相符合。開口具有直徑比軸212的直徑大一個間隙226，但比頭部214的直徑小。在一些實施例中，頭部214的直徑為約0.16吋。在一些實施例中，間隙226為約0.002吋。
升舉銷孔224的側壁直徑大於頭部214的直徑，以將頭部214容納於其中並具有間隙。在一些實施例中，間隙為約0.003吋。當升舉銷210插入升舉銷孔224中時，頭部214的基座218置放在凸耳217上。頭部214的側壁高度等於或低於升舉銷孔224的側壁的高度，使得當升舉銷210完全縮回升舉銷孔224時，頭部214的頂表面與靜電吸盤166的頂表面齊平，或低於靜電吸盤166的頂表面。
上引導件220在縱向方向上剛性地設置在基板支撐底座組件148中，並且可以跨越靜電吸盤166的一部分或下方的一或多個板。上引導件220具有開口以允許軸212穿過並促進軸212在上引導件220中的軸向移動。在一些實施例中，上引導件220由聚苯硫醚（PPS）製成。
圖3是根據本揭示的至少一些實施例的圖2的升舉銷機構200的波紋管組件230部分的截面圖。波紋管組件230設置在基板支撐底座組件148的RF熱板內的波紋管腔室235中。波紋管組件230包括具有中心空間301的波紋管302、上波紋管凸緣232，其在上波紋管凸緣232的下表面239處耦接到波紋管302的第一端或頂端303、波紋管引導組件320，其耦接到波紋管302的第二端或底端305、以及在耦接端216耦接到升舉銷210的夾持器組件330。在操作中，波紋管組件230被配置為保持在波紋管302的中心空間301中的真空。在一些實施例中，波紋管302包括在上波紋管凸緣232中的與中心空間301流體連通的泵端口234，以泵出或加壓波紋管302。在一些實施例中，波紋管302是本領域已知的AM350波紋管。上波紋管凸緣232具有開口237，以接收從上引導件220伸出的軸212，並有助於軸212的軸向移動。軸212從上波紋管凸緣232伸出到波紋管302的中心空間301中並且剛性地耦接到夾持器組件330。
波紋管引導組件320可相對於上波紋管凸緣232軸向移動，並且波紋管引導組件320的運動使升舉銷210相對於上波紋管凸緣232軸向移動。夾持器組件330與波紋管引導組件320配合以沿軸向移動升舉銷210。波紋管引導組件320包括第一波紋管引導件304、第二波紋管引導件314、和波紋管302的端板310。端板310剛性耦接到波紋管302的底端305，且端板310包括貫穿其中的開口307。端板310剛性地耦接到第二波紋管引導件314。此外，端板310容納在第二波紋管引導件314的空腔321中。第二波紋管引導件314的空腔321經由開口307與中心空間301相通。第二波紋管引導件314剛性地耦接到第一波紋管引導件304，並且被第一波紋管引導件304圓柱形地包圍。第一波紋管引導件304界定圓柱形空間，用於接收波紋管302的至少一部分並促進波紋管302在圓柱形空間內的軸向移動。第二波紋管引導件314包括底端316，且第一波紋管引導件304在波紋管引導件304的底端具有開口325，包括底端316的第二波紋管引導件314的一部分設置在開口325中。第一波紋管引導件304安置在設施板164的凸耳上，其具有與開口325對齊的開口323，使得底端316可穿過開口323和325接近。
夾持器組件330包括剛性耦接到升舉銷210的耦接端216的第一夾持器306、剛性耦接到第一夾持器306的第二夾持器308、和剛性耦接到第二夾持器308的止動件312。止動件312呈倒「T」形結構，具有細長部311和底部313，底部313具有水平延伸的凸緣309。細長部311的頂部插入並耦接到第二夾持器308，且細長部311的其餘部分從第二夾持器308軸向伸出，軸向穿過端板310的開口307，且底部313設置在空腔321內。細長部311的直徑小於開口307的直徑，而凸緣309的直徑大於開口307的直徑，使得凸緣309被限制在空腔321內。細長部311具有長度，使得在升舉銷210的縮回配置中，底部313懸掛在距端板310的間隙318和距第二波紋管引導件314的內基座表面317的間隙319處。在一些實施例中，止動件312包括在凸緣309的中心面向內基座表面317的萬向節（gimbal）315。由於升舉銷210、第一夾持器306、第二夾持器308和止動件312之間的剛性耦接，止動件312的軸向運動轉化為升舉銷210的軸向運動。
如圖2所示，波紋管推動組件260包括第一推桿240、第二推桿252、和具有第三推桿253的致動器250。第一推桿240可在引導通道243內軸向移動，並穿過設施板164中的開口325和323接觸第二波紋管引導件314的底端316。第一推桿240包括肩部246，肩部246配置成與引導通道243中的凸耳247接合，防止第一推桿240穿過開口257向下運動。在縮回的配置中，肩部246安置在凸耳247上，且第一推桿240被懸掛，使得在第一推桿240的底端316和頂端242之間存在間隙241，並且第一推桿240的底端244不延伸穿過開口257。第一推桿240在縮回的配置中與波紋管引導組件320機械分離。
第二推桿252和第三推桿253可在引導通道251內軸向移動，並穿過引導通道243和251之間的開口257。致動器250被配置成將軸向力施加到第三推桿253，使第三推桿253軸向移動。在一些實施例中，致動器250是具有外加絲槓（captive lead screw）例如第三推桿253的馬達。第三推桿253與第二推桿252剛性耦接，使得第三推桿253的軸向運動引起第二推桿252的相應軸向運動。在縮回的配置中，第二推桿252與第一推桿240由間隙259隔開，且第二推桿252與第一推桿240機械分離。第二推桿252具有肩部255並且引導通道251具有凸耳261。在一些實施例中，由致動器250引起的第二推桿252的軸向位移範圍受到控制（例如，透過馬達編碼器），從而防止肩部255和凸耳261彼此接觸。
第一波紋管引導件304可在波紋管腔室235內軸向移動。第二波紋管引導件314和端板310剛性地耦接到第一波紋管引導件304。第二波紋管引導件314的向上軸向運動引起第一波紋管引導件304和端板310的相應軸向運動，從而在波紋管引導組件320朝向上波紋管凸緣232軸向向上移動時壓縮波紋管302。此外，第二波紋管引導件314的向上軸向運動引起內基座表面317沿軸向向上的方向推動止動件312的萬向節315（如果存在）或底部313，這又轉換為升舉銷210的軸向向上運動。
在圖2和3所示的縮回的配置中，波紋管302安裝有彈簧力以將波紋管引導組件320軸向向下偏置。波紋管302的彈簧率大於波紋管302上的向上大氣壓力，從而產生使波紋管引導組件320軸向向下偏置的預加載力。預加載力配置成導致波紋管302伸長，使得波紋管引導組件320停止在界定在設施板164中的波紋管腔室235的基座。在縮回的配置中，止動件312的底部313在與端板310的間隙318以及與內基座表面317的間隙319處懸掛在空腔321中。
運動感測器256例如經由光學通道258光學耦接到波紋管引導組件320。運動感測器256被配置為檢測波紋管302或波紋管引導組件320中的至少一個的位置。諸如控制器150或類似控制器的控制器利用檢測到的位置來判定波紋管302的正確操作。例如，如果波紋管302在啟動縮回的配置時沒有膨脹，則控制器可以產生警示，或以其他方式修改處理腔室100的操作。在一些實施例中，運動感測器256嵌入基板支撐底座組件148的板中之一。
在一些實施例中，升舉銷210包括Al
2O
3，上引導件包括PPS和/或Al
2O
3，第一夾持器306和第二夾持器308包括鋁或不銹鋼，推桿240、252、253中的一或多個包括Torlon®。本文揭示的升舉銷機構的各種其他元件可包括諸如聚醚醚酮（PEEK）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚苯硫醚（PPS）和Vespel®聚亞醯胺之類的材料。在一些實施例中，波紋管是AM350波紋管。
圖4是根據本揭示的至少一些實施例的圖1的升舉銷機構200的處於升舉銷210的提升配置的截面圖。為實現提升配置，第三推桿253將第二推桿252移動到預定高度，使得第二推桿252由於與引導通道251中的凸耳261接合而停止。第二推桿252軸向向上移動，覆蓋間隙259，並推動第一推桿240。第一推桿240繼而軸向向上移動，覆蓋間隙241，並沿軸向向上的方向推動第二波紋管引導件314的底端316。第二波紋管引導件314的向上軸向運動引起波紋管引導組件320的向上軸向運動，如上所述，這導致波紋管302壓縮，並且升舉銷210被提升並從靜電吸盤166中的升舉銷孔224伸出。
圖5是根據本揭示的至少一些實施例的圖4的升舉銷機構200的波紋管組件230部分的截面圖。圖4和圖5示出在提升配置中，升舉銷210的頭部214達到距靜電吸盤166的頂面的高度202。第二推桿252的頂端254與第一推桿240的底端244直接接觸。第一推桿240的頂端242與第二波紋管引導件314的底端316直接接觸。第二推桿252在向上運動中受到凸耳261的約束，並且所有線性元件的尺寸，例如推桿、間隙、止動件、夾持器、和升舉銷，都被配置以達到高度202。
圖6是根據本揭示的至少一些實施例的處於縮回的配置的圖1的升舉銷機構200的一部分的截面圖。升舉銷210的頭部214的基座218安置在靜電吸盤166中的升舉銷孔224的凸耳217上。引導通道226提供開口以促進軸212穿過其中的軸向移動到上引導件220。在上引導件220和靜電吸盤166與板165之間設置有填充物215，且在靜電吸盤166和板165之間設置有填充物213。在縮回的配置中，基座218與凸耳217緊密接觸，凸耳217與填充物213和215一起用作防止或減少升舉銷電弧的屏障。在一些實施例中，基座218和/或凸耳217具有在約4微英寸至約64微英寸之間的表面光度Ra。在一些實施例中，升舉銷機構200被配置為偏置頭部214以在靜電吸盤166上施加至少等於升降銷210和夾持器組件330的重量（例如，大約0.01磅到10磅）的力。
圖7是根據本揭示的至少一些實施例的處於縮回的配置的升舉銷機構700的一部分的截面圖。升舉銷機構700類似於圖6所示的升舉銷機構200，除了升舉銷機構700的升舉銷710與升舉銷機構200的升舉銷210不同。升舉銷710包括插入相應的升舉銷孔724中的軸712。與包括頭部的升舉銷210不同，升舉銷710不包括頭部，並且是直銷，並且相應地，與包括凸耳217的升舉銷孔224不同，升舉銷孔724不包括凸耳。引導通道726提供開口以促進軸712穿過其中的軸向移動到上引導件220。在上引導件220和靜電吸盤166與板165之間設置有填充物715，且在靜電吸盤166和板165之間設置有填充物713。在縮回的配置中，升舉銷710安置於升舉銷孔724中的凹進位置，升舉銷710的頂部低於靜電吸盤的頂表面。填充物713和715用作防止或減少升舉銷電弧的屏障。
圖8是根據本揭示的至少一些實施例的升舉銷機構200的操作的示意圖，其中升舉銷機構200處於縮回的配置，使得升舉銷210完全縮回至靜電吸盤166中。不同於圖3的配置，在圖3的配置中波紋管引導組件320的向下軸向運動由設施板164提供的凸耳或波紋管腔室235中的凸耳所約束，在圖8所示的配置中，波紋管引導組件320不具有限制其向下運動的凸耳。替代地，波紋管引導組件320的向下運動受到升舉銷210的頭部214的約束。特別地，升舉銷210的頭部214的基座218安置在靜電吸盤166中的升舉銷孔的凸耳217上。升舉銷210與夾持器組件330剛性耦接，夾持器組件330透過底部313和端板310的接合而支撐波紋管引導組件320，且因此，頭部214的基座218承受預載。透過配置波紋管302的彈簧力將預載配置為期望值，使得當被大氣壓力的力平衡時，在升舉銷210的基座218上實現期望的預載。
雖然前述內容是針對本文的實施例，但在不脫離本文的基本範疇下，可設想本文的其他和進一步的實施例。
100:處理腔室
102:腔室主體
103:基板
104:蓋
106:內部空間
108:側壁
110:底部
114:內表面
118:內襯墊
126:排氣口
128:泵系統
130:噴頭組件
132':入口
132'':入口
134:內部區域
136:外部區域
138:光學可透射區域或通路
140:光學監控系統
141:匹配網路
142:窗
143:RF源功率
148:基板支撐底座組件
150:控制器
152:CPU
154:記憶體
156:支持電路
158:氣體控制板
162:裝配板
163:絕緣板
164:設施板
165:板
166:靜電吸盤
168:導管
170:導管
172:流體源
174:隔離器
176:加熱器
177:遠端電漿源
180:電極
182:吸附電源
184:RF偏置電源
186:RF偏置電源
188:匹配電路
189:偏壓電源
190:溫度感測器
192:溫度感測器
200:升舉銷機構
202:高度
210:升舉銷
212:軸
213:填充物
214:頭部
215:填充物
216:耦接端
217:凸耳
218:基座
220:上引導件
224:升舉銷孔
226:間隙
229:頂表面
230:波紋管組件
232:上波紋管凸緣
234:泵端口
235:波紋管腔室
237:開口
239:下表面
240:第一推桿
241:間隙
242:頂端
243:引導通道
244:底端
246:肩部
247:凸耳
250:致動器
251:引導通道
252:第二推桿
253:第三推桿
254:頂端
255:肩部
256:運動感測器
257:開口
258:光學通道
259:間隙
260:波紋管推動組件
261:凸耳
301:中心空間
302:波紋管
303:頂端
304:第一波紋管引導件
305:底端
306:第一夾持器
307:開口
308:第二夾持器
309:凸緣
310:端板
311:細長部
312:止動件
313:底部
314:第二波紋管引導件
315:萬向節
316:底端
317:內基座表面
318:間隙
319:間隙
320:波紋管引導組件
321:空腔
323:開口
325:開口
330:夾持器組件
700:升舉銷機構
710:升舉銷
712:軸
713:填充物
715:填充物
724:升舉銷孔
726:引導通道
透過參照至隨附圖式中描繪的本文的說明性實施例，可以理解在上文簡要總結並在下文更詳細討論的本文的實施例。然而，隨附圖式僅描繪本揭示的典型實施例，並且因而不被認為是對範疇的限制，因為本文可以允許其他等效實施例。
圖1是根據本揭示的至少一些實施例的包括升舉銷機構的處理腔室的截面圖。
圖2是根據本揭示的至少一些實施例的圖1的升舉銷機構的處於升舉銷下降配置的截面圖。
圖3是根據本揭示的至少一些實施例的圖2的升舉銷機構的一部分的截面圖。
圖4是根據本揭示的至少一些實施例的圖1的升舉銷機構的處於升舉銷上升配置的截面圖。
圖5是根據本揭示的至少一些實施例的圖4的升舉銷機構的一部分的截面圖。
圖6是根據本揭示的至少一些實施例的圖1的升舉銷組件的一部分的截面圖。
圖7是根據本揭示的至少一些實施例的升舉銷組件的一部分的截面圖。
圖8是根據本揭示的至少一些實施例的升舉銷機構的操作的示意圖。
為了便於理解，在可能的情況下，已使用相同的元件符號來表示圖中共同的相同元件。這些圖不是按比例繪製的，並且為了清楚而可能被簡化。一個實施例的元件和特徵可以有益地併入其他實施例中而無需進一步敘述。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
162:裝配板
164:設施板
165:板
166:靜電吸盤
200:升舉銷機構
210:升舉銷
212:軸
214:頭部
217:凸耳
218:基座
220:上引導件
224:升舉銷孔
226:間隙
229:頂表面
230:波紋管組件
232:上波紋管凸緣
234:泵端口
235:波紋管腔室
240:第一推桿
241:間隙
242:頂端
243:引導通道
244:底端
246:肩部
247:凸耳
250:致動器
251:引導通道
252:第二推桿
253:第三推桿
254:頂端
255:肩部
256:運動感測器
257:開口
258:光學通道
259:間隙
260:波紋管推動組件
261:凸耳
302:波紋管
Claims (20)
- 一種升舉銷機構，包括： 一升舉銷，包括一細長軸、該軸的一頂端、該軸的一底端、和位於該軸的該底端的一耦接端； 一波紋管組件，設置在該軸周圍，該波紋管組件包括： 一上波紋管凸緣，具有一開口以便於穿過該開口的該軸的軸向移動； 一波紋管，具有一第一端耦接到該上波紋管凸緣的一下表面，使得該軸延伸到由該波紋管圍繞的一中心空間中；和 一波紋管引導組件，耦接到該波紋管的一第二端以密封靠近該波紋管的該第二端的該中心空間，其中該軸在該軸的該耦接端處耦接到該波紋管引導組件，並且其中該波紋管引導組件是相對於該上波紋管凸緣軸向可移動的，使得該波紋管引導組件相對於該上波紋管凸緣的軸向運動使該升舉銷相對於該上波紋管凸緣軸向移動。
- 如請求項1所述之升舉銷機構，其中該波紋管引導組件包括： 一第一波紋管引導件，其為該波紋管的一部分界定一圓柱形空間；和 一第二波紋管引導件，耦接到該第一波紋管引導件，並耦接到位於該波紋管的該第二端的一端板上，該第一波紋管引導件和該第二波紋管引導件可沿一軸向移動。
- 如請求項2所述之升舉銷機構，進一步包括一波紋管推動組件，包括： 一第一推桿，可沿一軸向移動，該第一推桿包括一頂端、具有一直徑小於該頂端的一底端，該第一推桿位於該第二波紋管引導件下方，其中該第二波紋管引導件的一底端的形狀經設置與該第一推桿的該頂端相配合； 一第二推桿，可沿該軸向移動，該第二推桿包括一頂端和一底端，該第二推桿位於該第一推桿下方，其中該第一推桿的該底端的形狀經設置與該第二推桿的該頂端相配合；和 一致動器，包括與該第二推桿的該底端耦接的一第三推桿，該致動器經配置以沿該軸向移動該第三推桿。
- 如請求項2所述之升舉銷機構，其中該軸與該波紋管的該耦接包括： 一第一夾持器，耦接到該軸的該耦接端； 一第二夾持器，耦接到該第一夾持器； 一止動件，包括： 一頂部，耦接到該第二夾持器； 一細長部，穿過該端板的一中心開口；和 一底部，位於由該端板和該第二波紋管引導件界定的一空腔中，該底部包括： 一凸緣，其具有一直徑大於該端板的該中心開口的一直徑；和 一萬向節（gimbal），位於該凸緣的一中心並面向該第二波紋管引導件。
- 如請求項1至請求項4中之任一項所述之升舉銷機構，進一步包括： 一運動感測器，光學耦接到該波紋管引導組件並被配置為檢測該波紋管或該波紋管引導組件中的至少一者的一位置。
- 如請求項1至請求項4中之任一項所述之升舉銷機構，其中該頂端包括一頭部，且其中該頭部的一基座具有介於約4和64微英吋之間的一Ra表面光度。
- 如請求項6所述之升舉銷機構，其中該升舉銷被配置為插入形成在一靜電吸盤中的一升舉銷孔中，該升舉銷孔包括： 用於該升舉銷的該軸的一開口；和 從該軸的該開口向外和選擇性向上延伸的一凸耳； 其中該頭部的該基座的形狀經設置為當該升舉銷處於一縮回的配置時與該凸耳緊密接觸；和 其中當該升舉銷處於該縮回的配置時，該頭部的該頂部與該靜電吸盤的一頂表面齊平。
- 如請求項7所述之升舉銷機構，其中該頂端包括一頭部，且其中該頭部從該軸水平向外延伸，該頭部和該軸形成一「T」形。
- 如請求項7所述之升舉銷機構，其中該升舉銷孔包括從該突耳垂直向上延伸到該靜電吸盤的一上表面的一側壁。
- 如請求項1至請求項4中之任一項所述之升舉銷機構，其中該頂端和該軸形成一直銷。
- 如請求項1至請求項4中之任一項所述之升舉銷機構，進一步包括： 一上引導件，包括一頂端、一底端、和從該頂端延伸到該底端的一第一開口，其中該軸設置為穿過該第一開口並且可軸向移動穿過該第一開口。
- 一種基板支撐件，包括： 一支撐板，經配置以支撐一基板；和 複數個升舉銷機構，設置在該基板支撐件內，每個升舉銷機構包括： 一升舉銷，包括一細長軸、該軸的一頂端、該軸的一底端、和位於該軸的該底端的一耦接端；和 一波紋管組件，設置在該軸周圍，該波紋管組件包括： 一上波紋管凸緣，具有一開口以便於穿過該開口的該軸的軸向移動； 一波紋管，具有一第一端耦接到該上波紋管凸緣的一下表面，使得該軸延伸到由該波紋管圍繞的一中心空間中；和 一波紋管引導組件，耦接到該波紋管的一第二端以密封靠近該波紋管的該第二端的該中心空間，其中該軸在該軸的該耦接端處耦接到該波紋管引導組件，並且其中該波紋管引導組件是相對於該上波紋管凸緣軸向可移動的，使得該波紋管引導組件相對於該上波紋管凸緣的軸向運動使該升舉銷相對於該上波紋管凸緣軸向移動。
- 如請求項12所述之基板支撐件，其中該支撐板包括複數個開口，該複數個開口具有可移動地穿過其中設置的該等升舉銷中的相對應的升舉銷，且其中該波紋管組件設置在該支撐板內。
- 如請求項12所述之基板支撐件，其中該支撐板包括一靜電吸盤。
- 如請求項14所述之基板支撐件，其中該支撐板進一步包括 一裝配板；和 一射頻（RF）電極，設置在該靜電吸盤和該裝配板之間。
- 如請求項15所述之基板支撐件，其中該波紋管引導組件包括： 一第一波紋管引導件，其界定一圓柱形空間，和 一第二波紋管引導件，耦接到該第一波紋管引導件，並耦接到位於該波紋管的該第二端的一端板上，該第一波紋管引導件和該第二波紋管引導件可沿一軸向移動。
- 如請求項16所述之基板支撐件，其中每個升舉銷機構進一步包括： 一第一推桿，可沿一軸向移動，該第一推桿包括一頂端、具有一直徑小於該頂端的一底端，該第一推桿位於該裝配板的相對應形狀的一開口中，並且位於該第二波紋管引導件下方，其中該第二波紋管引導件的一底端的形狀經設置與該第一推桿的該頂端相配合，且其中該第一推桿的一向下運動受到該裝配板的限制； 一第二推桿，可沿該軸向移動，該第二推桿包括一頂端和一底端，該第二推桿位於該第一推桿下方，其中該第一推桿的該底端的形狀經設置與該第二推桿的該頂端相配合；和 一致動器，包括與該第二推桿的該底端耦接的一第三推桿，該致動器經配置以沿一軸向移動該第三推桿。
- 如請求項16所述之基板支撐件，其中該軸與該波紋管的該耦接包括： 一第一夾持器，耦接到該軸的該耦接端； 一第二夾持器，耦接到該第一夾持器；和 一止動件，包括： 一頂部，耦接到該第二夾持器； 一細長部，穿過該端板的一中心開口；和 一底部，位於由該端板和該第二波紋管引導件界定的一空腔中，該底部包括： 一凸緣，其具有一直徑大於該端板的該中心開口的一直徑；和 一萬向節（gimbal），位於該凸緣的一中心並面向該第二波紋管引導件。
- 如請求項12至請求項18中之任一項所述之基板支撐件，其中該支撐板包括一升舉銷孔，該升舉銷經配置以插入該升舉銷孔中，且該升舉銷孔包括： 用於該升舉銷的該軸的一開口；和 從該軸的該開口向外和選擇性向上延伸的一凸耳； 其中該升舉銷的一頭部的一基座的形狀經設置為當該升舉銷處於一縮回的配置時與該凸耳緊密接觸；和 其中，當該升舉銷處於該縮回的配置時，該升舉銷的該頭部的一頂部與該支撐板的一頂表面齊平。
- 如請求項16至請求項18中之任一項所述之基板支撐件，其中該裝配板進一步包括設置在該靜電吸盤下方的一導電板，其中該波紋管引導組件設置在該導電板內。
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