TWI455239B - 凸輪鎖電極夾 - Google Patents

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Description

凸輪鎖電極夾
本發明係關於在半導體、資料儲存器、平板顯示器、及類似或其他產業中所使用之製程裝備之領域。具體而言，本發明係關於用以將電極或其他物質裝設至製程裝備內之支承板的凸輪操作夾。
自從半導體元件在幾十年前首度被引進至今，半導體元件之幾何形狀(即積體電路設計法則)在尺寸上已顯著縮小。積體電路(IC)普遍已遵循『摩爾定律』-意指單一積體電路晶片上可容納的元件數目每隔兩年便會增加一倍。現今的IC製造廠正在量產特徵部尺寸為65奈米(0.065微米)之元件，而未來工廠將很快生產具有更小之特徵部尺寸的元件。
在工廠中所使用之常用且關鍵的製程包含乾電漿蝕刻、活性離子蝕刻、及離子銑削技術(ion milling technique)。這些技術之開發乃為了克服許多與半導體晶圓之化學蝕刻相關的極限。電漿蝕刻特別允許垂直蝕刻速率遠大於相對的水平蝕刻速率，以使被蝕刻之特徵部的最終縱橫比可被適當地控制。
在電漿蝕刻製程期間，藉由在相當低壓之下對氣體加入大量能量、產生離子化氣體，而在晶圓被遮蔽的表面上方形成電漿。藉由調節欲被蝕刻之基板的電位以導引在電漿中之帶電物質實質上垂直地撞擊晶圓，其中在晶圓之未遮蔽區域中的材料會被移除。
可利用會與欲被蝕刻之材料起化學反應之氣體而使蝕刻製程變得更有效率。活性離子蝕刻(RIE)結合電漿之能量蝕刻作用與氣體之化學蝕刻作用。然而，已發現許多化學活性劑會導致電極過度磨損。被磨損的電極需要快速且有效率地置換以維持工廠內的高製程良率。
活性離子蝕刻系統通常由具有上電極(陽極)及下電極(陰極)安置於其中之蝕刻腔室所構成。陰極被施加對於陽極及室壁而言為 負之偏壓。欲被蝕刻之晶圓被合適的遮罩覆蓋且直接置於陰極(例如，通常為靜電夾頭)之上。化學反應氣體(如四氟化碳(CF4 )、三氟甲烷(CHF3 )、氯三氟甲烷(CClF3 )、六氟化硫(SF6 )、或其混合物)結合氧、氮、氦、或氬而被通入蝕刻室中，且其壓力通常維持在毫托範圍內。
上電極通常設有氣孔，其允許輸入氣體通過電極而均勻散佈至腔室中。在陽極與陰極之間建立的電場使反應氣體解離，從而形成電漿。藉由與活性離子之化學互動以及攻擊晶圓未受遮蔽部分之離子動量轉移來蝕刻晶圓表面。由電極所建立之電場將吸引離子至陰極，導致離子主要在垂直方向攻擊晶圓，俾能使製程可製造出定義明確的垂直蝕刻側壁。
參考圖1，使用用於單一晶圓蝕刻機台之典型先前技術噴淋頭電極構件100，在晶圓蝕刻機台中晶圓被支托且在矽電極101下方之相隔一到兩公分之處。藉由矽酮或銦或銦合金焊料將矽電極101之外緣之上表面冶金焊接至石墨支持環109。矽電極101為具有均勻厚度(從中心到邊緣)之平面圓盤。矽電極101亦可為其他形式，如環形圈。在石墨支持環109之上的外凸緣被鋁夾環113夾合至鋁支撐構件105。鋁支撐構件105具有外圍水冷通道111。由Teflon® 支持環107A及環狀Vespel® 嵌入物107B所構成的電漿限制環107包圍住矽電極101之外圍。
電漿限制環107之目的及功能為增加反應室室壁與電漿之間的電阻，從而更直接地限制上下電極之間的電漿。藉由被鎖至鋁支撐構件105之多個周圍彼此隔開的不鏽鋼螺栓，將鋁夾環113裝設至鋁支撐構件105。藉由被鎖至鋁夾環113之多個周圍彼此隔開的不鏽鋼螺栓而將電漿限制環107裝設至鋁夾環113。鋁夾環113之徑向向內延伸凸緣與石墨支持環109之外凸緣互相嚙合。因此，無夾持壓力直接施加於矽電極101之暴露表面。
在鋁支撐構件105中，透過中央孔115將處理氣體供給至矽電極101。接著處理氣體透過一個以上垂直隔開之阻流板103散佈且通過在矽電極101中的氣體散佈孔(未顯示)，以均勻地將處理氣 體散佈至反應室中(即，反應室位於矽電極101之正下方)。
為了使石墨支持環109與鋁支撐構件105之間的熱傳導增強，透過第一氣體通孔119供應部分的處理氣體以填滿在鋁支撐構件105中的小環形槽。此外，在電漿限制環107中的第二氣體通孔117容許壓力在反應室中被監控。為了維持處理氣體低於在鋁支撐構件105與石墨支持環109之間的壓力，將第一O型環密封件121設置在石墨支持環109之徑向內表面與鋁支撐構件105之徑向外表面之間，將第二O型環密封件123設置在石墨支持環109之上表面之外部與鋁支撐構件105之下表面之間。
將矽電極101焊接至石墨支持環109之困難且耗時的先前技術製程需要將矽電極101加熱至焊接溫度，其可能因矽電極101及石墨支持環109具有不同的熱膨脹係數而導致電極101彎曲或破裂。此外，晶圓之污染可能起因於來自矽電極101與石墨支持環109之間的焊接或來自環本身的焊料微粒或氣化焊料污染。對於使用於同時期之積體電路設計之次65奈米設計法則而言，這種微粒物質或其他污染之問題會變得更加顯著。
在矽電極101焊接處理中，電極101之溫度甚至高到可熔化焊料且導致任一部分或整個電極101與石墨支持環109分離。然而，即使矽電極101與石墨支持環109變成只有部分分離，石墨支持環109與矽電極101之間電性及熱能傳導之局部變化可能導致在電極101下方的電漿密度不均勻。
因此，需要簡單、強韌、及有成本效益之高效率裝置以將電極裝設至支持或支承環。此外，安裝裝置必須負擔任何因電極與支持構件之間的熱係數差異而引起的應力。
在一例示性實施例中，一凸輪鎖夾係被揭露。凸輪鎖夾包含具有本體部、第一端部、及第二端部之螺栓。第一端部包含具有大於本體部之截面尺寸的第一直徑之前頭區域；第二端部具有大於本體部之截面尺寸的第二直徑，且用以相對於該螺栓而共中心 地支托一個以上之碟型彈簧。套筒係用以共中心地與螺栓及被支托之一個以上的碟型彈簧機械結合，螺栓之前頭區域暴露在套筒最上部之上。套筒係用來被牢固地裝設至消耗材料上。凸輪鎖夾亦包含具有圓柱體的凸輪軸，此圓柱體之直徑大於第一直徑。凸輪軸用以裝設在一支承板之孔徑內且更包含一位於圓柱形凸輪軸本體之中央部份的偏心切口區域。當消耗材料及支承板相鄰時，凸輪軸係用以嚙合及鎖住螺栓之前頭區域。
在另一例示性實施例中，一凸輪鎖夾係被揭露。凸輪鎖夾包含具有本體部、第一端部、及第二端部之螺栓。第一端部包含具有大於本體部之截面尺寸的第一直徑之前頭區域；第二端部具有大於本體部之截面尺寸的第二直徑，且用以相對於該螺栓而共中心地支托一個以上之碟型彈簧。套筒係用以共中心地與螺栓及被支托之一個以上的碟型彈簧機械結合，螺栓之前頭區域暴露在套筒最上部之上。套筒係用來被牢固地裝設至支承板上。凸輪鎖夾亦包含具有圓柱體的凸輪軸，此圓柱體之直徑大於第一直徑。凸輪軸用以裝設在一消耗材料之孔徑內且更包含一位於圓柱形凸輪軸本體之中央部份的偏心切口區域。當支承板及消耗材料相鄰時，凸輪軸係用以嚙合及鎖住螺栓之前頭區域。
在另一例示性實施例中，在半導體製程機台中使用的凸輪鎖夾係被揭露。凸輪鎖夾包含具有本質上為圓柱形之本體部、第一端部、及第二端部之螺栓。第一端部包含具有大於本質上為圓柱形之螺栓本體部之直徑的第一直徑之前頭區域。第二端部具有大於圓柱形螺栓本體部之直徑的第二直徑，且用以相對於螺栓而共中心地支托多個碟型彈簧。套筒係用以共中心地與螺栓及被支托之多個碟型彈簧機械結合，螺栓之前頭區域暴露在套筒最上部之上。套筒係用來被牢固地裝設至位於半導體製程機台內的電極上。具有直徑大於第一直徑之圓柱體的凸輪軸係用以裝設在位於半導體製程機台中之一支承板之孔徑內且更包含位於圓柱形凸輪軸本體之中央部份的偏心切口區域。當電極及支承板相鄰時，凸輪軸係用以嚙合及鎖住螺栓之前頭區域。凸輪鎖夾更包含具有內 徑及外徑之一對凸輪軸軸承。內徑之尺寸使凸輪軸軸承對能夠被裝設在凸輪軸之兩端，而外徑之尺寸大於凸輪軸之直徑。
參考圖2A，本發明之例示性凸輪鎖電極夾之立體視圖包含部分的電極201及支承板203，以向熟悉本技藝者說明凸輪鎖電極夾如何運作。在多種製造相關的儀器中，如介電質蝕刻腔室(未顯示)，電極夾能夠快速、俐落、且準確地將消耗電極201裝設至支承板。電極201可由多種材料所組成，例如，包含：矽(Si)、碳化矽(SiC)、或多晶矽(α-Si)。儘管在本技藝中其他材料為已知，支承板通常由鋁所組成。
螺栓205被安裝在套筒213中以構成電極夾的一部分，螺栓可被碟型彈簧堆疊215(例如，不鏽鋼盤形墊圈(Belleville washer))包圍。接著螺栓205及碟型彈簧堆疊215可經由使用黏著劑或機械扣件，以壓緊契合之方式或其他方式固定至套筒213中。螺栓205及碟型彈簧堆疊215被安置在套筒213中，以使電極201與支承板203之間可允許有限程度之橫向移動。限制橫向移動之程度提供電極201與支承板203之間的緊密配合，如此可確保良好的熱接觸，同時仍提供些許移動以負擔兩部件之間的熱膨脹差異。有限橫向移動特徵之額外細節詳述如下。
在一具體之例示性實施例中，套筒213係由軸承等級之Torlon®所製造。或者，套筒213可由具有某些機械特性(如良好的強度及抗衝擊性)之其他材料所製造，潛變抵抗(creep resistance)、尺寸穩定性、輻射抗性、及化學抗性可輕易被採用。各種材料(如聚醯胺、聚醯亞胺、縮醛(acetal)、及極高分子量聚乙烯材料)皆為合適。高溫特定塑膠及其他相關材料並非形成套筒213所必須，因為230℃為在應用中(如蝕刻腔室)所遭遇之一般最高溫度。一般而言，典型的操作溫度更接近130℃。
電極夾之其他部分係由凸輪軸207所組成，由一對凸輪軸軸承209包圍凸輪軸之每一端。凸輪軸207及凸輪軸軸承構件被裝 設在經由機器加工至支承板203內的支承板孔徑211中。在用於300mm之半導體晶圓的蝕刻腔室(未顯示)之一般應用中，八個以上之電極夾可彼此相間地環繞電極201/支承板203之組合體的周圍。
凸輪軸軸承209可由多種材料(包含Torlon®、Vespel® 、Celcon® 、Delrin® 、Teflon® 、Arlon® )或具有低磨擦係數及低微粒脫落之其他材料(如含氟聚合物(fluropolymer)、縮醛(acetal)、聚醯胺、聚醯亞胺、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene)、及聚二醚酮(PEEK))所加工製成。螺栓205及凸輪軸207可由不鏽鋼(例如，316、316L、17-7等等)或提供良好強度及抗腐蝕性之任何其他材料加工製成。
參考圖2B，電極凸輪夾之剖面圖藉由將電極201拉近至支承板203附近來說明凸輪夾如何運作。螺栓205/碟型彈簧堆疊215/套筒213構件係裝設在電極201中，如圖所示，可利用套筒213上之外部螺紋將此構件鎖至電極201中之具有螺紋的凹穴。然而，熟悉本技藝者將承認套筒亦可藉由黏著劑或其他種類之機械扣件來固定。
在圖3中，螺栓205、碟型彈簧堆疊215、及套筒213之前視圖及組裝圖300提供凸輪鎖電極夾之例示性結構的更多細節。在一具體之例示性實施例中，螺栓/碟型彈簧構件301被壓緊密合至套筒213之中。套筒213具有允許利用輕扭矩(例如，在一具體之例示性實施例中，約為20英吋-磅)而可輕易插入電極201中(見圖2A及2B)之外部螺紋及六角形頂部構件(或任何其他形狀，例如多角形、Torx®、Robertson等等)。如上所指示，套筒213可由各種類型的塑膠加工製成，塑膠之使用使微粒之產生最小化，並容許套筒213無磨損地裝設至電極201之嚙合凹穴(mating pocket)內。
螺栓/套筒構件303闡明在套筒213上部之內徑大於在螺栓205之中間截面部分之外徑。兩部分之間的直徑差異容許在上述之組裝電極夾中之有限橫向移動。當直徑差異容許些許的橫向移動時，螺栓/碟型彈簧構件301在套筒213之基部與套筒213維持剛性接觸(亦見圖2B)。
參考圖4A，凸輪軸207及凸輪軸軸承209之展開圖400亦指示一鎖銷(keying pin)401。首先將具有鎖銷401之凸輪軸207末端插入支承板孔徑211中(見圖2B)。在支承板孔徑211遠端的半月形狹縫(未顯示)提供凸輪軸207進入支承板孔徑211之適當對準。半月形狹縫限制凸輪軸207之旋轉移動，如此可避免損害螺栓205。凸輪軸207之側視圖420明確地指示在凸輪軸207一末端上之六角形開口403及在另一末端上之鎖銷401之可能的配置。
例如，仍舊參考圖4A及2B，電極凸輪夾之組裝係經由將凸輪軸207插入支承板孔徑211中。鎖銷401以一對小嚙合孔中之其一作為介面來限制凸輪軸207在支承板孔徑211中的旋轉移動。凸輪軸首先可利用六角形開口403而被轉向一方向(例如，逆時針方向)，以容許螺栓205進入凸輪軸207，接著被轉向順時針方向以完全地嚙合及鎖住螺栓205。藉由壓縮碟型彈簧堆疊215使其高度小於其原本自由堆疊高度來提供托住電極201緊貼支承板203所需的夾持力。凸輪軸207具有嚙合螺栓205前頭之內部偏心切口。當壓縮碟型彈簧堆疊時，夾持力從碟型彈簧堆疊215中之個別彈簧傳送至套筒213並通過電極201至支承板203。
在一例示性之操作模式中，一旦凸輪軸軸承被裝設至凸輪軸207並被插入支承板孔徑211中，凸輪軸207被逆時針旋轉以達到其充分旋轉移動。接著螺栓/套筒構件303(圖3)被輕輕地轉入電極201，接著螺栓205前頭被插入支承板孔徑211下方的貫通孔(through hole)。電極201頂住支承板203，而凸輪軸207被順時針旋轉直到鎖銷401移動直到其接觸到半月形狹縫(未顯示)之末端或聽到可聽見的卡嗒聲(以下會詳述)為止。可簡易地反向操作此例示性之操作模式，以從支承板203上卸下電極201。
參考圖4B，圖4A之凸輪軸207的側視圖420之剖面圖A-A指示切割路徑邊緣440，藉由切割路徑邊緣可使螺栓205前頭被完全固定。在一具體之例示性實施例中，挑選兩半徑R1 及R2 ，以使螺栓205前頭發出上述之可聽見的卡嗒聲以指示何時螺栓205被完全固定。
本發明參照具體的實施例說明如上。然而，對於熟悉本技藝者，本發明可在不離開本發明之精神及基本特徵下作各種特定的例示，且本發明之範圍為由隨附之申請專利範圍所限定而並非由上述說明所限制。例如，特定的實施例說明若干材料類型以及電極凸輪夾之不同元件的位置。熟悉本技藝者將承認這些材料及特定元件為可變通，且顯示於此僅為了充分闡明夾具之新穎性的例示性目的。此外，熟悉本技藝者將更承認各種安裝結構皆有可能，如藉由將螺栓構件安裝至支承板內以及將凸輪軸安裝至支承板內以翻轉此夾具之位置。再者，夾具可在工廠中之各種製程、量測、及分析工具上之各種不同物質中使用。此外，術語『半導體』應被解釋為包含資料儲存器、平板顯示器，及類似或其他產業。這些及各種其他的實施例皆在本發明之範疇內。因此說明及附圖應被視為舉例性而非限制性。
100‧‧‧噴淋頭電極構件
101‧‧‧矽電極
103‧‧‧阻流板
105‧‧‧鋁支撐構件
107‧‧‧電漿限制環
107A‧‧‧Teflon® 支持環
107B‧‧‧環狀Vespel® 嵌入物
109‧‧‧石墨支持環
111‧‧‧外圍水冷通道
113‧‧‧鋁夾環
115‧‧‧中央孔
117‧‧‧第二氣體通孔
119‧‧‧第一氣體通孔
121‧‧‧第一O型環密封件
123‧‧‧第二O型環密封件
201‧‧‧電極
203‧‧‧支承板
205‧‧‧螺栓
207‧‧‧凸輪軸
209‧‧‧凸輪軸軸承
211‧‧‧支承板孔徑
213‧‧‧套筒
215‧‧‧碟型彈簧堆疊
300‧‧‧前視圖及組裝圖
301‧‧‧螺栓/碟型彈簧構件
303‧‧‧螺栓/套筒構件
400‧‧‧展開圖
401‧‧‧鎖銷
403‧‧‧六角形開口
420‧‧‧側視圖
440‧‧‧切割路徑邊緣
R1 ‧‧‧半徑
R2 ‧‧‧半徑
附圖說明本發明之例示性實施例而並非限制其範疇。
圖1為先前技術之電漿噴淋頭的剖面圖。
圖2A為依據本發明之例示性凸輪鎖電極夾之立體視圖。
圖2B為圖2A之例示性凸輪鎖電極夾的剖面圖。
圖3顯示用於圖2A及2B之凸輪鎖電極夾之例示性螺栓的側視圖及組裝圖。
圖4A顯示用於圖2A及2B之凸輪鎖電極夾之例示性凸輪軸的側視圖及組裝圖。
圖4B顯示圖4A之凸輪軸之一部分的例示性切割路徑邊緣的剖面圖。
201‧‧‧電極
203‧‧‧支承板
205‧‧‧螺栓
207‧‧‧凸輪軸
209‧‧‧凸輪軸軸承
211‧‧‧支承板孔徑
213‧‧‧套筒
215‧‧‧碟型彈簧堆疊

Claims (20)

  1. 一種凸輪鎖夾，其包含：一碟型彈簧堆疊，其包含複數碟型彈簧；一螺栓，其具有本體部、第一端部、及第二端部，該第一端部包含具有大於該本體部之截面尺寸的第一直徑之前頭區域，該第二端部具有大於該本體部之該截面尺寸的第二直徑且用以相對於該螺栓而共中心地支托該碟型彈簧堆疊，該螺栓係配置成非旋轉式固定至半導體電漿處理環境中的消耗電極；一套筒，用以共中心地與該螺栓及該被支托之碟型彈簧堆疊機械結合，該螺栓之該前頭區域暴露在該套筒最上部之上，該套筒用以被牢固地裝設至該消耗電極上，該碟型彈簧堆疊係設置在該套筒內，以限制該螺栓在實質上垂直於該螺栓之縱軸的方向上的橫向移動，該碟型彈簧堆疊及該螺栓係設置成在該套筒之基部處與該套筒剛性接觸；及一凸輪軸，其具有直徑大於該前頭區域之該第一直徑之本質上為圓柱形的本體，該凸輪軸用以裝設在一支承板之孔徑內且更包含一位於圓柱形凸輪軸本體之中央部份的偏心切口區域，當該消耗電極及該支承板彼此相鄰時，該凸輪軸更用以旋轉嚙合及鎖住該螺栓之該前頭區域，在該凸輪軸與該螺栓旋轉嚙合後，該螺栓之縱軸便實質上垂直於該凸輪軸之縱軸。
  2. 如申請專利範圍第1項之凸輪鎖夾，其中該凸輪軸更包含第一端及第二端，該第一端具有用以與該支承板中之狹縫嚙合的鎖銷，該第二端具有開口，該開口用以旋轉該凸輪軸以完全與該螺栓之該前頭區域嚙合，藉此將該消耗電極夾合至該支承板。
  3. 如申請專利範圍第1項之凸輪鎖夾，更包含具有內徑及外徑之凸輪軸軸承對，該內徑之尺寸使該凸輪軸軸承對可被裝設在該凸輪軸之兩端，該外徑之尺寸大於該凸輪軸之直徑且小於該支承板之孔徑。
  4. 如申請專利範圍第3項之凸輪鎖夾，其中該凸輪軸軸承由本質上無微粒脫落之材料所構成。
  5. 如申請專利範圍第1項之凸輪鎖夾，其中該凸輪軸之該偏心切口區域更包含由具有第一及第二半徑之切割路徑邊緣所定義之剖面區域，當該凸輪軸被旋轉時，該第一半徑用以將該螺栓之該前頭區域緊緊地拉向該支承板，而當該凸輪軸被附加旋轉時，該第二半徑用以鎖住該螺栓之該前頭區域以緊貼該支承板，該第二半徑更用以提供可聽見的卡嗒聲以指示該螺栓何時被完全固定。
  6. 如申請專利範圍第1項之凸輪鎖夾，其中該消耗電極係配置成安裝在蝕刻室內。
  7. 如申請專利範圍第1項之凸輪鎖夾，其中該螺栓、該套筒、及該凸輪軸各由能夠承受230℃之環境的材料所構成。
  8. 如申請專利範圍第1項之凸輪鎖夾，其中該套筒具有外部螺紋。
  9. 一種凸輪鎖夾，其包含：一碟型彈簧堆疊，其包含複數碟型彈簧；一螺栓，其具有本體部、第一端部、及第二端部，該第一端部包含具有大於該本體部之截面尺寸的第一直徑之前頭區域，該第二端部具有大於該本體部之該截面尺寸的第二直徑且用以相對於該螺栓而共中心地支托該碟型彈簧堆疊，該螺栓係配置成非旋轉式固定至一電漿蝕刻系統中的消耗電極；一套筒，用以共中心地與該螺栓及該被支托之一個以上的碟型彈簧機械結合，該螺栓之該前頭區域暴露在該套筒最上部之上，該套筒用以被牢固地裝設至該消耗電極上，該碟型彈簧堆疊及該螺栓係設置成在該套筒之基部處與該套筒剛性接觸；及 一凸輪軸，其具有直徑大於該前頭區域之該第一直徑之本質上為圓柱形的本體，該凸輪軸用以裝設在一支承板之孔徑內且更包含一位於圓柱形凸輪軸本體之中央部份的偏心切口區域，當該消耗電極及該支承板彼此相鄰時，該凸輪軸更用以旋轉嚙合及鎖住該螺栓之該前頭區域，在該凸輪軸與該螺栓旋轉嚙合後，該螺栓之縱軸便實質上垂直於該凸輪軸之縱軸。
  10. 如申請專利範圍第9項之凸輪鎖夾，其中該凸輪軸更包含第一端及第二端，該第一端具有用以與該支承板中之狹縫嚙合的鎖銷，該第二端具有開口，該開口用以旋轉該凸輪軸以完全與該螺栓之該前頭區域嚙合，藉此將該支承板夾合至該消耗電極。
  11. 如申請專利範圍第9項之凸輪鎖夾，更包含具有內徑及外徑之凸輪軸軸承對，該內徑之尺寸使該凸輪軸軸承對可被裝設在該凸輪軸之兩端，該外徑之尺寸大於該凸輪軸之直徑且小於該支承板之孔徑。
  12. 如申請專利範圍第11項之凸輪鎖夾，其中該凸輪軸軸承由本質上無微粒脫落之材料所構成。
  13. 如申請專利範圍第9項之凸輪鎖夾，其中該凸輪軸之該偏心切口區域更包含由具有第一及第二半徑之切割路徑邊緣所定義之剖面區域，當該凸輪軸被旋轉時，該第一半徑用以將該螺栓之該前頭區域緊緊地拉向該支承板，而當該凸輪軸被附加旋轉時，該第二半徑用以鎖住該螺栓之該前頭區域以緊貼該支承板，該第二半徑更用以提供可聽見的卡嗒聲以指示該螺栓何時被完全固定。
  14. 如申請專利範圍第9項之凸輪鎖夾，其中該套筒具有外部螺紋。
  15. 一種在半導體電漿蝕刻機台中使用的凸輪鎖夾，該凸輪鎖夾包 含：一碟型彈簧堆疊，其包含複數碟型彈簧；一螺栓，其具有本質上為圓柱形之本體部、第一端部、及第二端部，該第一端部包含具有大於本質上為圓柱形之螺栓本體部直徑之第一直徑的前頭區域，該第二端部具有大於該圓柱形之螺栓本體部之直徑的第二直徑且用以相對於該螺栓而共中心地支托該碟型彈簧堆疊，該螺栓係配置成非旋轉式固定至一支承板；一套筒，用以共中心地與該螺栓及該被支托之碟型彈簧堆疊機械結合，該螺栓之該前頭區域暴露在該套筒最上部之上，該套筒用以被牢固地裝設至位於該半導體電漿蝕刻機台內的一消耗電極上，該碟型彈簧堆疊係設置在該套筒內，以限制該螺栓在實質上垂直於該螺栓之縱軸的方向上的橫向移動，該碟型彈簧堆疊及該螺栓係設置成在該套筒之基部處與該套筒剛性接觸；一凸輪軸，其具有直徑大於該前頭區域之該第一直徑之本質上為圓柱形的本體，該凸輪軸用以裝設在位於該半導體電漿蝕刻機台中之一支承板的孔徑內且更包含位於圓柱形凸輪軸本體之中央部份的偏心切口區域，當該消耗電極及該支承板彼此相鄰時，該凸輪軸更用以旋轉嚙合及鎖住該螺栓之該前頭區域，在該凸輪軸與該螺栓旋轉嚙合後，該螺栓之縱軸便實質上垂直於該凸輪軸之縱軸；及凸輪軸軸承對，其具有內徑及外徑，該內徑之尺寸使該凸輪軸軸承對能夠被裝設在該凸輪軸之兩端，而該外徑之尺寸大於該凸輪軸之直徑且小於該支承板之孔徑。
  16. 如申請專利範圍第15項之在半導體電漿蝕刻機台中使用的凸輪鎖夾，其中該凸輪軸更包含第一端及第二端，該第一端具有用以與被加工至該支承板中之狹縫嚙合的鎖銷，該第二端具有開口，該開口用以旋轉該凸輪軸以完全與該螺栓之該前頭區域嚙合，藉此將該消耗電極夾合至該支承板。
  17. 如申請專利範圍第15項之在半導體電漿蝕刻機台中使用的凸輪鎖夾，其中該凸輪軸軸承由本質上無微粒脫落之材料所構成。
  18. 如申請專利範圍第15項之在半導體電漿蝕刻機台中使用的凸輪鎖夾，其中該凸輪軸之該偏心切口區域更包含由具有第一及第二半徑之切割路徑邊緣所定義之剖面區域，當該凸輪軸被旋轉時，該第一半徑用以將該螺栓之該前頭區域緊緊地拉向該支承板，而當該凸輪軸被附加旋轉時，該第二半徑用以鎖住該螺栓之該前頭區域以緊貼該支承板，該第二半徑更用以提供可聽見的卡嗒聲以指示該螺栓何時被完全固定。
  19. 如申請專利範圍第15項之在半導體電漿蝕刻機台中使用的凸輪鎖夾，其中該螺栓、該套筒、該凸輪軸、及該凸輪軸軸承各由能夠承受230℃之環境的材料所構成。
  20. 如申請專利範圍第15項之在半導體電漿蝕刻機台中使用的凸輪鎖夾，其中該套筒具有外部螺紋。
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