具体实施方式

现在将详细地谈及本发明的实施例，附图中示出了本发明的一个或多个示例。提供每个示例是为了解释本发明，而不是限制本发明。实际上，对于本领域技术人员而言显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以对本发明做出各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一实施例一起使用以产生又一实施例。因而，本发明旨在涵盖落入所附权利要求及其等效物的范围内的此类修改和变化。

本公开的示例方面涉及等离子体处理设备。等离子体处理设备可以包括处理室。等离子体处理设备可以进一步包括基架组件以支撑位于处理室内的工件(例如，半导体晶片)。基架组件可以包括被构造成支撑工件的静电卡盘。基架组件可以进一步包括多个升降销。多个升降销中的每一个可以在第一方向上移动以将工件从静电卡盘上提起。此外，多个升降销中的每一个可以在与第一方向相反的第二方向上移动以将工件下降到静电卡盘上。

每个升降销延伸穿过由静电卡盘限定的相应开口。然而，经过几个循环，一个或多个升降销会变得与静电卡盘中的相应开口未对准(例如，不平行)。这种未对准会导致一个或多个升降销接触(例如，摩擦)静电卡盘。此外，由于一个或多个升降销接触静电卡盘而产生的摩擦会导致一个或多个升降销剪切(shear)。可替选地或另外地，由于摩擦而产生的颗粒可能积聚在一个或多个升降销上。此外，在一些情况下，摩擦力可能会很大，以致升降销断裂。

本公开的示例方面涉及一种用于等离子体处理设备的升降销的升降销组件。升降销组件可以包括销外壳。销外壳可以限定升降销延伸到其中的开口。升降销组件可以进一步包括销高度调节构件。销高度调节构件可以沿轴线移动以调节被定位在由静电卡盘限定的相应开口内的升降销的量。例如，销高度调节构件可以沿轴线在第一方向上移动，以将升降销移动到由静电卡盘限定的相应开口中以将工件从静电卡盘上提起。相反，销高度调整件可以沿轴线在第二方向上移动，以将升降销拉出由静电卡盘限定的相应开口以将工件下降到静电卡盘上。

销高度调节构件可以被部分地定位在由销外壳限定的开口内。例如，销高度调节构件可以包括被定位在由销外壳限定的开口内的第一部分，和被定位在由销外壳限定的开口外部的第二部分。在一些实施方式中，销高度调节构件的第一部分可以具有第一形状，而销高度调节构件的第二部分可以具有不同于第一形状的第二形状。

升降销组件可以包括被至少部分地定位在由销高度调节构件限定的开口内的销保持器组件。销保持器组件可以被构造成保持升降销，使得升降销与由静电卡盘限定的相应开口对准(例如，平行)。以这种方式，升降销组件可以防止升降销与静电卡盘之间的接触，该接触至少部分是由于升降销与由静电卡盘限定的开口未对准(例如，不平行)引起的。

在一些实施方式中，升降销组件可以包括紧固件，紧固件被构造成一旦升降销处于期望高度就锁定销高度调节构件。例如，期望高度可以相应于将工件从静电卡盘提起所需的第一高度。可替选地，期望高度可以相应于不同于第一高度并且将工件设置在静电卡盘上所需的第二高度。以这种方式，销高度调节构件可以经由紧固件锁定以将升降销保持在期望高度。

根据本公开的示例方面的基架组件可以具有许多技术效果和益处。例如，销保持器组件可以保持升降销，使得升降销与静电卡盘中的相应开口保持对准(例如，平行)。以这种方式，可以避免升降销与静电卡盘之间的接触，该接触是由于升降销与静电卡盘中的相应开口未对准引起的。此外，一旦升降销达到期望高度，紧固件可以锁定销高度调节构件。

出于说明和讨论的目的，参考“衬底”或“晶片”来讨论本公开的各个方面。本领域技术人员使用本文提供的公开内容应理解，本公开的示例方面可以与任何半导体衬底或其他合适的衬底或工件相关联地使用。

现在参考图1，图1示出了根据本公开的示例实施例的等离子体处理设备100。出于说明和讨论的目的，参考图1中所示的等离子体处理设备100讨论本公开。本领域技术人员使用本文提供的公开内容应理解，本公开的示例方面可以与其他处理工具和/或设备一起使用而不脱离本公开内容的范围，诸如等离子体条带工具，热处理工具等。

等离子体处理设备100包括限定内部空间102的处理室101。基架组件104用于支撑内部空间102内的工件106，诸如半导体晶片。介电窗110位于基架组件104上方，并用作内部空间102的顶板。介电窗110包括相对平坦的中心部分112和成角度的周边部分114。介电窗110包括平坦的中心部分112中的用于喷淋头120的空间，以将处理气体送入内部空间102。

等离子体处理设备100进一步包括多个感应元件，例如主感应元件130和次感应元件140，以在内部空间102中产生感应等离子体。感应元件130、140可以包括线圈或天线元件，当被供以RF功率时，线圈或天线元件在等离子体处理设备100的内部空间102中的处理气体中感应出等离子体。例如，第一RF发生器160可以被配置成通过匹配网络162向主感应元件130提供电磁能。第二RF发生器170可以被配置成通过匹配网络172向次感应元件140提供电磁能。

虽然本公开提到主感应元件和次感应元件，但是本领域技术人员应明白，术语“主”和“次”仅用于方便的目的。次线圈可以独立于主线圈运行。主线圈可以独立于次线圈运行。另外，在一些实施例中，等离子体处理设备可以仅具有单个感应耦合元件。

根据本公开的方面，等离子体处理设备100可以包括围绕次感应元件140布置的金属屏蔽部分152。金属屏蔽部分152将主感应元件130和次感应元件140分开，以减少感应元件130、140之间的串扰。等离子体处理设备100可以进一步包括布置在主感应元件130和介电窗110之间的第一法拉第屏蔽154。第一法拉第屏蔽154可以是开槽金属屏蔽，其减少主感应元件130和处理室101之间的电容耦合。如图所示，第一法拉第屏蔽154可以配合在介电窗110的成角度的部分上。

在一些实施方式中，为了便于制造和其他目的，金属屏蔽部分152和第一法拉第屏蔽154可以形成一体式主体金属屏蔽/法拉第屏蔽150。主感应元件130的多匝线圈可以位于一体式主体金属屏蔽/法拉第屏蔽150的法拉第屏蔽154附近。次感应元件140可以位于金属屏蔽/法拉第屏蔽一体式主体150的金属屏蔽部分152附近，诸如在金属屏蔽部分152和介电窗110之间。

主感应元件130和次感应元件140在金属屏蔽部分152的相对侧上的布置允许主感应元件130和次感应元件140具有不同的结构构造并执行不同的功能。例如，主感应元件130可以包括位于处理室101的周边部分附近的多匝线圈。主感应元件130可以用于在固有瞬态点火阶段期间的基本等离子体产生和可靠启动。主感应元件130可以耦合到强大的RF发生器和昂贵的自动调谐匹配网络，并且可以在更高的RF频率(诸如大约在13.56MHz)工作。

次感应元件140可以用于校正和支持功能以及用于在稳态操作期间提高等离子体的稳定性。由于次感应元件140主要可以用于校正和支持功能以及在稳态操作期间提高等离子体的稳定性，所以次感应元件140不必与主感应元件130一样耦合到强大的RF发生器，并且可以被不同地设计，并具有成本效益以克服与先前设计相关联的困难。如下文详细讨论的，次感应元件140也可以在较低频率工作，诸如大约在2MHz，允许次感应元件140非常紧凑并且配合在介电窗顶部的有限空间中。

主感应元件130和次感应元件140可以在不同的频率工作。频率可以充分不同以减少主感应元件130和次感应元件140之间的等离子体中的串扰。例如，施加到主感应元件130的频率可以是施加到次感应元件140的频率的至少大约1.5倍。在一些实施方式中，施加到主感应元件130的频率可以是大约13.56MHz，而施加到次感应元件140的频率可以在大约1.75MHz至大约2.15MHz的范围内。也可以使用其他合适的频率，诸如大约400kHz、大约4MHz和大约27MHz。虽然本公开是参照主感应元件130以相对于次感应元件140更高的频率进行操作来进行讨论的，但是本领域技术人员使用本文提供的公开内容应理解，次感应元件140可以在更高的频率进行操作，这不偏离本公开的范围。

次感应元件140可以包括平面线圈142和磁通集中器144。磁通集中器144可以由铁氧体材料制成。使用具有适当线圈的磁通集中器可以为次感应元件140提供高等离子体耦合和良好的能量传输效率，并且可以显著降低其与金属屏蔽150的耦合。在次感应元件140上，使用较低频率，诸如大约2MHz，可以增加表层，这也提高了等离子体加热效率。

根据本公开的各个方面，不同的感应元件130和140可以承载不同的功能。具体地，主感应元件130可以用于在点火期间执行等离子体产生的基本功能并为次感应元件140提供足够的激发(priming)。主感应元件130可以与等离子体和接地屏蔽两者耦合以稳定等离子体电势。与主感应元件130相关联的第一法拉第屏蔽154避免了窗口溅射，并且可以用于提供接地耦合。

附加线圈可以在存在由主感应元件130提供的良好等离子体激发的情况下操作，并因此优选地具有良好的等离子体耦合和良好的等离子体能量转移效率。包括磁通集中器144的次感应元件140提供到等离子体体积的良好磁通量转移，同时提供次感应元件140与周围金属屏蔽150的良好去耦。磁通集中器144的使用和次感应元件140的对称驱动进一步降低了线圈末端和周围接地元件之间的电压幅度。这可以减少圆顶的溅射，但同时为等离子体提供一些小的电容耦合，其可用于辅助点火。在一些实施方式中，第二法拉第屏蔽可以与该次感应元件140结合使用，以减少次感应元件140的电容耦合。

现在参考图2，基架组件104可以包括被构造成支撑工件106的静电卡盘200。在一些实施方式中，静电卡盘200可以包括夹盘(puck)和被构造成支撑夹盘的基板。例如，夹盘可以被布置在基板上。夹盘可以被构造成支撑工件106。在可替选的实施方式中，工件106可以被布置在基板上。

在一些实施方式中，基架组件104可以包括多个升降销210。例如，基架组件104可以包括两个升降销210。在可替选的实施方式中，基架组件104可以包括更多升降销210或更少升降销210。如图所示，多个升降销210中的每一个可以延伸到由静电卡盘200限定的多个开口202的相应开口中。例如，在一些实施方式中，多个开口202可以由静电卡盘200的基板限定。

在一些实施方式中，基架组件104可以包括用于多个升降销210的支撑板220。在这样的实施方式中，基架组件104可以进一步包括马达(例如，电动马达)，马达被配置成在第一方向D1或与第一方向D1相反的第二方向D2上沿着轴线A移动支撑板220。例如，电动马达230可以操作，以在第一方向D1上沿轴线A移动支撑板220，以将支撑板220朝着处理室101的顶板(例如，介电窗110)移动。相反地，电动马达230可以操作以在第二方向D2上沿着轴线A移动支撑板220以将支撑板220朝着处理室101的底部移动。

当支撑板220在第一方向Dl上沿着轴线A(例如，朝着处理室101的顶板)移动时，由支撑板220支撑的每个升降销210在第一方向Dl上沿轴线A移动。更具体地，电动马达230可以被操作以在第一方向D1上沿着轴线A移动支撑板220，直到每个升降销210延伸穿过由静电卡盘200限定的多个开口202中的相应开口为止。以这种方式，可以经由升降销210从静电卡盘200提起工件106。

相反地，当支撑板220在第二方向D2上沿着轴线A(例如，朝着处理室101的底板)移动时，由支撑板220支撑的每个升降销210可以在第二方向D2上移动。更特别地，电动马达230可以被操作以在第二方向D2上沿轴线A移动支撑板220，直到多个升降销210不再延伸穿过由静电卡盘200限定的多个开口202中的相应开口为止。以这种方式，工件106可以经由升降销210下降到静电卡盘200上。

应理解，当升降销210与由静电卡盘200限定的多个开口202中的相应开口未对准(例如，不平行)时，升降销210可能接触(例如，摩擦)静电卡盘200。由于升降销210接触(例如，摩擦)静电卡盘200导致的摩擦可能引起升降销210剪切。可替选地或另外地，由于摩擦而产生的颗粒可能积聚在升降销210上。如下文将讨论的，本公开的示例方面针对这样的升降销组件：其防止升降销210变得与由静电卡盘200限定的开口202不对准，由此防止升降销210接触静电卡盘200。

现在参考图3至图7，提供了根据本公开的示例实施例的用于升降销210之一的升降销组件300。升降销组件300可以包括销外壳310。销外壳310可以限定开口312。如图所示，升降销210可以延伸到由销外壳310限定的开口312中。此外，销外壳310可以相对于静电卡盘200定位，使得由销外壳310限定的开口312与由静电卡盘200限定的开口202对准。在一些实施方式中，销外壳310的相对端314、316可以分别包括凸缘。应明白，销外壳310可以具有任何合适的形状。例如，在一些实施方式中，销外壳310可以具有圆柱形状。

升降销组件300可以包括销高度调节构件330。销高度调节构件330可以沿轴线A可移动以调节被定位在由静电卡盘200限定的开口202内的升降销210的量。在一些实施方式中，销高度调节构件330可以相对于销外壳310移动。例如，销高度调节构件330可以独立于销外壳310沿着轴线A移动。

销高度调节构件330可以在第一方向Dl上沿轴线A移动以将升降销210移动到由静电卡盘200限定的开口202中。例如，销高度调节构件330可以在第一方向Dl上沿轴线A移动升降销210，以将工件106(图2)从静电卡盘200上提起。相反地，销高度调节构件330可以在第二方向D2上沿轴线A移动，以将升降销210从由静电卡盘200限定的开口202移出。例如，销高度调节构件330可以在第二方向D2上沿着轴线A移动升降销210以将工件106下降到静电卡盘200上。

如图所示，销高度调节构件330可以被部分地定位在由销外壳310限定的开口312内。例如，销高度调节构件330可以包括被定位在由销外壳310限定的开口312内的第一部分332和被定位在由销外壳310限定的开口312外部的第二部分334。在一些实施方式中，销高度调节构件330的第一部分332可以具有第一形状，而销高度调节构件330的第二部分334可以具有不同于第一形状的第二形状。

升降销组件300可以包括销保持器组件340。销保持器组件340可以被构造成保持升降销210，使得升降销210与由静电卡盘200限定的开口202(图2)对准(例如，平行)。以这种方式，升降销组件300可以防止升降销210和静电卡盘200之间的接触，该接触至少部分地由于升降销210与由静电卡盘200限定的开口202不对准(例如，不平行)引起。

如图所示，销保持器组件340可以被至少部分地定位在由销高度调节构件330限定的开口336内。在一些实施方式中，销保持器组件340可以包括被构造成支撑升降销210的基座342。例如，升降销210的端部212可以被定位在基座342上。在一些实施方式中，升降销210的端部212可以是球端。然而，应明白，升降销210的端部可以具有任何合适的形状。

销保持器组件340可以进一步包括夹具344。夹具344可以被构造成在升降销210上施加夹紧力。例如，夹具344可以施加夹紧力，以禁止升降销210独立于销高度调节构件330沿轴线A的移动(例如，平移)。在一些实施方式中，在夹具344在升降销210上施加夹紧力的同时，升降销210仍可以绕轴线A旋转。

在一些实施方式中，销保持器组件340可以包括垫圈346。如图所示，垫圈346可以被定位成使得垫圈346围绕夹具344的周边。更特别地，垫圈346可以压缩夹具344，从而使得夹具344在升降销210上施加夹紧力。在一些实施方式中，垫圈346可以包括O形环。应明白，垫圈346可以包括任何合适的材料。例如，在一些实施方式中，垫圈346可以包括弹性材料。

在一些实施方式中，升降销组件300可以包括锁定器350。锁定器350可以被部分地定位在由销高度调节构件330限定的开口336内。例如，锁定器350的第一部分352可以被定位在由销高度调节构件330限定的开口336内，而锁定器350的第二部分354可以被定位在由销高度调节构件330限定的开口336外部。

如图所示，锁定器350的第一部分352可以限定销保持器组件340的一部分被定位在其中的凹进356。例如，销保持器组件340的基座342可以被定位在凹进356内。此外，在一些实施方式中，垫圈346和夹具344的一部分可以被定位在凹进356内。以这种方式，可以经由锁定器350限制销保持器组件340沿轴线A的移动(例如，平移)。

在一些实施方式中，升降销组件300可以包括紧固件360，紧固件360被构造成一旦升降销210达到期望高度就锁定销高度调节构件330。例如，期望高度可以相应于升降销210将工件106(图2)从静电卡盘200提起所需的第一高度。相反，期望高度可以相应于升降销210将工件106设置在静电卡盘200上所需的第二高度。以这种方式，升降销210可以经由升降销组件300的紧固件360锁定在期望高度(例如，第一高度或第二高度)。

在一些实施方式中，紧固件360可以延伸穿过由销外壳310的端部316限定的开口318。此外，紧固件360可以延伸穿过由销高度调节构件330限定的开口(未示出)。以这种方式，当紧固件360延伸穿过由销外壳310限定的开口318和由销高度调节构件330限定的开口时，可以防止销高度调节构件330的移动(例如，平移)。

在一些实施方式中，由销外壳310限定的开口318和由销高度调节构件330限定的开口均可以带有螺纹。在这样的实施方式中，紧固件360可以包括螺纹紧固件(例如，锁定螺钉)。以这种方式，螺纹紧固件可以与由销外壳310和销高度调节构件330限定的螺纹开口啮合，以锁定销高度调节构件330。更特别地，螺纹紧固件可以与螺纹开口啮合，以防止销高度调节构件330沿轴线A的移动。

现在参考图8至图12，提供了根据本公开的另一示例实施例的用于升降销210之一的升降销组件400。升降销组件400可以包括销外壳410。销外壳410可以限定开口412。如图所示，升降销210可以延伸到开口412中。在一些实施方式中，销外壳410的相对端414、416可以分别包括凸缘。应明白，销外壳410可以具有任何合适的形状。例如，在一些实施方式中，销外壳410可以具有圆柱形状。

升降销组件400可以包括销高度调节构件430。销高度调节构件430可以沿轴线A可移动以调节被定位在由静电卡盘200限定的开口202内的升降销210的量。在一些实施方式中，销高度调节构件430可以相对于销外壳410移动。例如，销高度调节构件430可以独立于销外壳410沿着轴线A移动。

销高度调节构件430可以在第一方向Dl上沿着轴线A移动，以将升降销210移动到由静电卡盘200限定的开口202中。例如，销高度调节构件430可以在第一方向D1上沿着轴线A移动升降销210，以将工件106(图2)从静电卡盘200提起。相反地，销高度调节构件430可以在第二方向D2上沿轴线A移动，以将升降销210移出由静电卡盘200限定的开口。例如，销高度调节构件430可以在第二方向D2上沿着轴线A移动升降销210，以将工件106下降到静电卡盘200上。

如图所示，销高度调节构件430可以被部分地定位在由销外壳410限定的开口412内。例如，销高度调节构件430可以包括被定位在由销外壳410限定的开口412内的第一部分432和被定位在由销外壳410限定的开口412外部的第二部分434。在一些实施方式中，销高度调节构件430的第一部分432可以具有第一形状，而销高度调节构件430的第二部分434可以具有不同于第一形状的第二形状。此外，在一些实施方式中，销高度调节构件430的第一部分432的第一形状可以相应于由销外壳410的内表面420限定的槽口418的形状。以这种方式，销高度调节构件430的第一部分432可以被定位在由销外壳410的内表面420限定的槽口418内。

升降销组件400可以包括销保持器组件440。销保持器组件440可以被构造成保持升降销210，使得升降销210与由静电卡盘200限定的开口202(图2)对准(例如，平行)。以这种方式，升降销组件400可以防止升降销210与静电卡盘200之间的接触，该接触至少部分由升降销210与由静电卡盘200限定的开口202未对准(例如，不平行)引起。

如图所示，销保持器组件440可以被至少部分地定位在由销高度调节构件430限定的开口436内。在一些实施方式中，销保持器组件440可以包括被构造成支撑升降销210的基座442。例如，升降销210的端部212可以被定位在基座442上。在一些实施方式中，基座442可以限定槽口或空腔。此外，在这样的实施方式中，升降销210的端部212可以被定位在由基座442限定的空腔内。

在一些实施方式中，销保持器组件440可以包括内套管444。内套管444可以至少部分地由基座442支撑。例如，在一些实施方式中，内套管444的端部可以被定位在由基座442限定的空腔内。如图所示，内套管444可以限定开口445。以这种方式，升降销210可以被插入开口445中，使得内套管444围绕升降销210的一部分的周边。在一些实施方式中，销保持器组件440可以包括外套管446。例如，外套管446可以相对于内套管444定位，使得外套管446围绕内套管444的一部分(例如，底部)。

在一些实施方式中，基座442可以具有相应于球体的形状。此外，在这样的实施方式中，升降销210的端部212可以被定位在由基座442限定的空腔内。以这种方式，基座442，由于其球形形状，可以用作球接头，其允许升降销210围绕轴线(例如，轴线A)在一个或多个方向上倾斜，以促进升降销210与静电卡盘200中的相应开口202对准，由此减少或消除升降销210与开口202之间的摩擦。

应明白，销保持器组件440的任何两个部件可以彼此组合以减少销保持器组件440的部件的数量。例如，在一些实施方式中，内套管444可以与基座442一体。以这种方式，基座442和内套管444可以是便于将升降销210与静电卡盘200中的开口202对准的一体式部件。

在一些实施方式中，升降销组件400可以包括锁定器组件450。锁定器组件450可以包括锁定器452和一个或多个紧固件454(仅示出一个)。锁定器452可以限定多个凹进456。如图所示，每个凹进456可以具有相应于一个或多个紧固件454的第一部分(例如，下部)形状的形状。以这种方式，一个或多个紧固件454的第一部分可以被定位在由锁定器452限定的凹进456中的相应凹进内。另外，一个或多个紧固件454的第二部分(例如上部)可以具有相应于由销高度调节构件430限定的凹进438的形状的形状。以这种方式，一个或多个紧固件454的第二部分可以被定位在由销高度调节构件430限定的多个凹进438中的相应凹进内，以可移除地将锁定器452联接到销高度调节构件430。例如，在一些实施方式中，锁定器452可以经由一个或多个紧固件454可移除地联接到销高度调节构件430，使得锁定器452限制销保持器组件440沿轴线A的运动。

在一些实施方式中，升降销组件400可以包括紧固件，该紧固件被构造成一旦升降销210达到期望高度就锁定销高度调节构件430。例如，期望高度可以相应于升降销210将工件106(图2)从静电卡盘200提起所需的第一高度。相反地，期望高度可以相应于升降销210将工件106设置在静电卡盘200上的第二高度。以这种方式，升降销210可以经由升降销组件400的紧固件锁定在期望高度(例如，第一高度或第二高度)。

在一些实施方式中，紧固件可以延伸穿过由销外壳410的端部416限定的开口419。此外，紧固件可以延伸穿过由销高度调节构件430限定的开口(未示出)。以这种方式，当紧固件460延伸穿过由销外壳410限定的开口419和由销高度调节构件430限定的开口时，可以防止销高度调节构件430的移动(例如，平移)。

在一些实施方式中，由销外壳410限定的开口419和由销高度调节构件430限定的开口均可以带有螺纹。在这样的实施方式中，紧固件可以包括螺纹紧固件(例如，锁定螺钉)。以这种方式，螺纹紧固件可以与由销外壳410和销高度调节构件430限定的螺纹开口啮合，以锁定销高度调节构件430。更特别地，螺纹紧固件可以与螺纹开口啮合，以防止销高度调节构件430沿轴线A的移动(例如，平移)。

本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明进行这些和其他修改和变化，本发明的精神和范围更具体地在所附权利要求中阐述。另外，应理解，各个实施例的各方面可以全部或部分地互换。此外，本领域技术人员应明白，前述说明仅作为示例，无意限制在这样的所附权利要求中进一步描述的本发明。