專利名稱：應(yīng)用于等離子體加工系統(tǒng)中的線性驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及加工基片的設(shè)備和方法，該基片例如是應(yīng)用于IC制造或面板(如玻璃、塑料或類似物)中的半導(dǎo)體基片，該面板用于平面板顯示用途。更具體地說，本發(fā)明涉及使與加工基片相關(guān)的元件運動的改進(jìn)方法和設(shè)備。
等離子體加工系統(tǒng)已存在一些時間了。這些年來，使用電感耦合的等離子源、電子回旋共振(ECR)源、電容性電源等的等離子體加工系統(tǒng)已不同程度地被引入和應(yīng)用于加工半導(dǎo)體基片和顯示面板。在一種典型的等離子體加工應(yīng)用中，加工源氣體(如蝕刻劑氣體或淀積源氣體)被導(dǎo)入加工室。然后提供能量以在加工源氣體中引燃等離子體。在等離子體被引燃后，持續(xù)添加能量，這可用各種已知的方法與等離子體耦合，例如電容式、電感式、通過微波等方法。然后，等離子體被應(yīng)用于加工任務(wù)，例如有選擇地在基片上蝕刻或淀積一薄膜。
在淀積期間，材料被淀積在基片表面上(例如玻璃板或晶片的表面)、例如各種形式的硅、二氧化硅、氮化硅、金屬等的淀積層可形成于基片的表面上。相反地，蝕刻可用于有選擇地從基片表面上的預(yù)定區(qū)域中除去材料。例如，諸如通孔、接點或槽的蝕刻細(xì)部都可形成于基片層中。
在基片的加工中，工程師們致力于改善的一個最重要參數(shù)是加工均勻度。當(dāng)此處應(yīng)用該術(shù)語時，加工均勻度涉及跨越基片表面的均勻度、在同一加工室中加工的不同基片之間的均勻度，和在不同的加工室中加工的不同基片之間的均勻度。如果加工是高度均勻的，例如，人們期望在基片上不同點的加工率以及在生產(chǎn)運行中不同基片之間的加工率趨于基本相等。有兩種情況都不太可能發(fā)生，即基片的一個區(qū)域?qū)⒈贿^份地過加工同時其它區(qū)域保持加工不足，或者一個基片將被加工成區(qū)別于另一個基片。如可理解的，加工均勻度是產(chǎn)率的重要決定因素，并且因此高水平的加工均勻度往往會轉(zhuǎn)變成制造商的較低成本。
在許多應(yīng)用中，加工均勻度難于保持，因為與加工基片相關(guān)的各種參數(shù)會出現(xiàn)變化。例如，晶片區(qū)域壓力(WAP)，即基片表面周圍的壓力，在基片運動期間可產(chǎn)生波動，因為貼近基片的溫度發(fā)生變化。如技術(shù)人員所熟知的，如一個基片的WAP較高而另一個基片的較低，各基片之間的所需加工性能往往是不均勻的。此外，如果橫跨基片的一個區(qū)域的WAP較高而橫跨基片的另一個區(qū)域的較低，橫跨基片表面的所需加工性能往往是不均勻的。
控制WAP的一種技術(shù)是為加工室內(nèi)部提供一種約束環(huán)。約束環(huán)通常被構(gòu)造成在工作區(qū)域中環(huán)繞著基片，它通常在要加工的基片的上方。以這種方式，使加工更受約束地進(jìn)行，并因此WAP更均勻。對于某些應(yīng)用雖然這一技術(shù)工作良好，但在許多應(yīng)用中希望提供更加受控的加工環(huán)境，該環(huán)境自適應(yīng)地改變以適應(yīng)加工單個基片期間、在一生產(chǎn)過程中加工多個基片期間或在不同室中加工期間WAP方面的變化。
如今，已作出某些努力來提供運動的約束環(huán)，該約束環(huán)能調(diào)節(jié)排出氣體的電導(dǎo)并因此而調(diào)節(jié)WAP。用這種方式，可控制WAP以減小在加工期間可能發(fā)生的變化。一個具體的方法是應(yīng)用凸輪系統(tǒng)來使約束環(huán)在上與下電極之間上下運動。在這種方法中，在其表面上具有變化平面的圓形凸輪垂直地與柱塞/彈簧機(jī)構(gòu)嚙合，該機(jī)構(gòu)和約束環(huán)相連接。當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動時，柱塞根據(jù)凸輪表面上的不同平面而上移或下移，而結(jié)果是約束環(huán)相應(yīng)地移上或移下。因此，凸輪機(jī)構(gòu)能被構(gòu)造成用來控制約束環(huán)與下電極之間的間隙，以便調(diào)節(jié)排出氣體的電導(dǎo)并因此調(diào)節(jié)基片上方工作區(qū)域中的WAP。
雖然這個技術(shù)通常工作良好，一個問題是傳統(tǒng)的凸輪方法僅能提供有限的壓力控制范圍、低靈敏度及低分辨率(即低精度)。例如，凸輪表面的坡度或平面被柱塞/凸輪的接觸面所限制，因為如果坡度太大柱塞會卡住。結(jié)果柱塞移動的總距離受到限制，這導(dǎo)致壓力控制的有限范圍。還有，用傳統(tǒng)的凸輪方法不能達(dá)到加工期間壓力的精確變化。另外還有，柱塞/凸輪接觸面可能磨損而彈簧可能喪失彈性，這兩者往往會減小系統(tǒng)的可靠性。
加工工具的占有成本是對于制造商的重要問題中的一個，這些問題包括例如，獲得和維持系統(tǒng)的成本，為維持合理水平的加工性能所需的加工室清潔(工作)頻率，系統(tǒng)元件的耐久性(壽命)等等。因此所需的加工常常是一個以這種方法在不同的占有成本與加工參數(shù)之間取得正確平衡的問題，這種方法的結(jié)果是在較低成本下的更高質(zhì)量的加工。還有，由于基片上的細(xì)節(jié)變得更小而對加工的要求變得更多(例如較小的極限尺寸，更高的縱橫尺寸比，更快的產(chǎn)出率等)，工程師們持續(xù)地尋找新方法和設(shè)備以實現(xiàn)更高質(zhì)量的加工，該加工導(dǎo)致更低的成本。
從上述來看，需要用于使加工基片的相關(guān)元件(即約束環(huán))運動的改進(jìn)方法和設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在一個實施例中涉及用于加工基片的等離子體加工系統(tǒng)。該等離子體加工系統(tǒng)包含與加工基片相關(guān)的元件。例如，該元件可能是約束環(huán)或電極。該等離子體加工系統(tǒng)還包含使元件在直線方向運動的齒輪驅(qū)動組件。在一些實施例中齒輪驅(qū)動組件被構(gòu)造成用來使約束環(huán)運動以控制基片上方的壓力。在其它的實施例中，齒輪驅(qū)動組件被構(gòu)造成用來使多個元件運動。在優(yōu)先實施例中，齒輪驅(qū)動組件包含第一齒輪、第二齒輪和定位件。第一齒輪被構(gòu)造用來驅(qū)動第二齒輪，而第二齒輪被構(gòu)造成用來使定位件在直線方向運動。定位件還被固定在元件上，使得當(dāng)定位件在直線方向運動時所述元件也在直線方向運動。
本發(fā)明在另一個實施例中涉及用于加工基片的等離子體加工系統(tǒng)。該等離子體加工系統(tǒng)包含用于在加工室內(nèi)部產(chǎn)生電場的電極和用于在加工室內(nèi)部約束等離子體的約束環(huán)。該等離子體加工系統(tǒng)還包含用于使約束環(huán)或電極運動的齒輪驅(qū)動組件。該齒輪驅(qū)動組件包含至少一個第一齒輪、一個第二齒輪和一個定位件。第一齒輪被構(gòu)造成用于驅(qū)動第二齒輪，而第二齒輪被構(gòu)造成用于在預(yù)定方向使定位件運動。定位件被固定在約束環(huán)或電極上，致使當(dāng)定位件被第二齒輪作用而運動時，約束環(huán)或電極在預(yù)定方向上運動。
在一些實施例中，約束環(huán)的位置被布置成當(dāng)基片被配置在加工室內(nèi)加工時，在約束環(huán)與基片之間形成間隙。該間隙被構(gòu)造成用于控制排出氣體的傳導(dǎo)。
在一些實施例中，第一齒輪及第二齒輪由加工室可轉(zhuǎn)動地支承。還有，第二齒輪與第一齒輪可操作地嚙合。另外還有，第二齒輪具有一軸線和設(shè)置在該軸線上的第一螺紋表面。此外，定位件具有第二螺紋表面，第二螺紋表面可運動地與第二齒輪的第一螺紋表面連接以提供直線方向上的運動。
在一些實施例中，齒輪驅(qū)動組件包含用于轉(zhuǎn)動第一齒輪的驅(qū)動機(jī)構(gòu)。該驅(qū)動機(jī)構(gòu)包含馬達(dá)和可轉(zhuǎn)動地連接在馬達(dá)上的驅(qū)動齒輪。驅(qū)動齒輪與第一齒輪可操作地嚙合，其中當(dāng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動驅(qū)動齒輪時，驅(qū)動齒輪驅(qū)動第一齒輪轉(zhuǎn)動，第一齒輪驅(qū)動第二齒輪轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的第二齒輪引致定位件在直線方向上運動。
在另一個實施例中，齒輪驅(qū)動組件還包含第三齒輪和第二定位件。第一齒輪被構(gòu)造成用于驅(qū)動第三齒輪。還有，第三齒輪被構(gòu)造成用于使第二定位件在預(yù)定方向上運動。另外還有，第二定位件固定在約束環(huán)或電極上，致使當(dāng)?shù)诙ㄎ患诘谌X輪作用下運動時，約束環(huán)或電極在預(yù)定方向上運動。在相關(guān)的實施例中，齒輪驅(qū)動組件還包含使第二齒輪或第三齒輪與第一齒輪嚙合及脫開嚙合的變換齒輪，其中當(dāng)?shù)诙X輪與變換齒輪嚙合時，第一定位件在預(yù)定方向上運動，并且其中當(dāng)?shù)谌X輪與變換齒輪嚙合時，第二定位件在預(yù)定方向上運動。
在一些實施例中，第一齒輪、第二齒輪、第三齒輪和變換齒輪由加工室可轉(zhuǎn)動地支承。變換齒輪與第一齒輪可操作地嚙合。第二齒輪具有一軸線和配置在該軸線上的第一螺紋表面。第一定位件具有第二螺紋表面，該第二螺紋表面可運動地與第二齒輪的第一螺紋表面連接以便提供直線方向上的運動。第三齒輪具有一軸線和配置在該軸線上的第一螺紋表面。第二定位件具有第二螺紋表面，該第二螺紋表面可運動地與第三齒輪的第一螺紋表面連接以便提供直線方向上的運動。
本發(fā)明在另一個實施例中涉及用于使與加工基片相關(guān)的物體運動的線性驅(qū)動組件。該線性驅(qū)動組件包含第一齒輪和可操作地與第一齒輪嚙合的第二齒輪。該線性驅(qū)動組件還包含具有第一部分及第二部分的定位件。第一部分在直線方向上可運動地與第二齒輪連接，而第二部分固定在物體上。在一些實施例中，定位件包含具有一節(jié)距的外螺紋表面，而第二齒輪包含具有與該外螺紋表面的節(jié)距相等節(jié)距的內(nèi)螺紋表面。定位件的外螺紋表面可轉(zhuǎn)動地裝在第二齒輪的內(nèi)螺紋表面上。在其它的實施例中，定位件是直條的齒輪(例如齒條及齒輪機(jī)構(gòu))。
在一些實施例中，線性驅(qū)動組件包含用于驅(qū)動第一齒輪的馬達(dá)。此外，線性驅(qū)動組件包含多個第二齒輪和多個定位件。第二齒輪與定位件繞第一齒輪的圓周對稱地間隔分布。例如，當(dāng)應(yīng)用外齒輪時，第二齒輪繞第一齒輪的外圓周對稱地間隔分布，而當(dāng)應(yīng)用內(nèi)齒輪(例如行星齒輪)時，第二齒輪繞第一齒輪的內(nèi)圓周對稱地間隔分布。
線性驅(qū)動組件可應(yīng)用于包括電容性耦合的、感應(yīng)耦合的或ECR反應(yīng)器的各種各樣等離子加工系統(tǒng)中。在相關(guān)的實施例中，線性驅(qū)動組件可被構(gòu)造成用來使約束環(huán)在等離子加工系統(tǒng)加工室的內(nèi)部運動。此外，線性驅(qū)動組件可被構(gòu)造成用來使電極在等離子體加工系統(tǒng)加工室的內(nèi)部或外部運動。


本發(fā)明是通過舉例而不是限定的方法由附圖的畫面圖示說明，及其中的相同標(biāo)號指示類似的元件，而其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的等離子體反應(yīng)器的破開的立體視圖。
圖2是圖1的等離子體反應(yīng)器的側(cè)面剖視圖。
圖3是圖1的等離子體反應(yīng)器的俯視剖視圖。
圖4是描繪根據(jù)本發(fā)明的一個實施例在圖1～3的等離子體反應(yīng)器中加工基片的相關(guān)步驟的流程圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的等離子體反應(yīng)器的破開的立體視圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的等離子體反應(yīng)器的破開的立體視圖。
圖7是圖6的等離子體反應(yīng)器的俯視剖視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)將參考如附圖中所圖示的本發(fā)明的幾個優(yōu)選實施例詳細(xì)描述本發(fā)明。在下面說明中，為了提供對本發(fā)明的透徹理解，陳述了許多具體細(xì)節(jié)。但是，顯然對于該領(lǐng)域的技術(shù)人員，可以不使用某些或全部的這些具體細(xì)節(jié)來實施本發(fā)明。在其它情況下，為了不必要地模糊了本發(fā)明，已熟知的加工步驟不作詳細(xì)描述。
本發(fā)明提供一種線性驅(qū)動組件，它能夠使物體運動，該物體與以高度的運動控制來加工基片相關(guān)。該線性驅(qū)動組件包含可操作地互相嚙合的多個齒輪。該線性驅(qū)動組件還包含多個定位件，它們可運動地與預(yù)定的齒輪組連接并在結(jié)構(gòu)上與可運動物體連接。定位件被構(gòu)造成用來當(dāng)預(yù)定的齒輪組轉(zhuǎn)動時使該物體在直線方向上運動，在一個特定的應(yīng)用中，定位件是具有外螺紋的軸，該外螺紋被構(gòu)造成與預(yù)定的齒輪組的內(nèi)螺紋相匹配。相應(yīng)地，當(dāng)預(yù)定的齒輪組轉(zhuǎn)動時，這些齒輪的轉(zhuǎn)動使內(nèi)螺紋轉(zhuǎn)動，這依次引起軸在直線方向運動。因此，齒輪及螺紋的應(yīng)用提供了對物體直線運動的高度控制。例如，齒輪/螺紋機(jī)構(gòu)可得到具有提高的分辨率、靈敏度及可靠性的更精確運動。
本發(fā)明在一個實施例中涉及等離子體加工系統(tǒng)，該系統(tǒng)能進(jìn)行高度的加工均勻度控制。該等離子體加工系統(tǒng)被構(gòu)造成用于加工基片并含有加工室、下電極、上電極及約束環(huán)，它們用來產(chǎn)生和包容用于加工任務(wù)的等離子體。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，線性驅(qū)動組件的直線運動被構(gòu)造成用來在加工期間控制約束環(huán)與下電極之間的間隙。特別是，線性驅(qū)動組件被布置成用來使約束環(huán)在上電極與下電極之間上下運動，以調(diào)節(jié)排出氣體的電導(dǎo)。通過調(diào)節(jié)排出氣體電導(dǎo)，基片上方工作區(qū)域內(nèi)部的壓力(即WAP)可維持在加工所需的水平。因此，加工期間能以微小變化量控制壓力，以提供提高的加工均勻度，這增加了基片的產(chǎn)出率、減少了裝置故障并提高了被加工的基片的總生產(chǎn)率。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，線性驅(qū)動組件的直線運動被構(gòu)造成用來在加工期間控制上電極與基片之間的間隙。特別是，線性驅(qū)動組件被布置成用來使上電極上下運動，以調(diào)節(jié)基片上方工作區(qū)域的容積。通過調(diào)節(jié)容積，與等離子體加工相關(guān)的各種參數(shù)，例如等離子體的密度及壓力，可維持在加工所需的水平。類似地，加工期間能以微小變化量控制等離子體的密度及壓力，以提供提高的加工均勻度，這增加了基片的產(chǎn)出率、減少了裝置故障并提高了被加工基片的總生產(chǎn)率。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，線性驅(qū)動組件的直線運動被構(gòu)造成用來在加工期間獨立地控制約束環(huán)與下電極之間的間隙和上電極與基片之間的間隙。在這個特定的實施例中，線性驅(qū)動組件被構(gòu)造成含有附加齒輪。例如，線性驅(qū)動組件還含有第二組預(yù)定齒輪和定位件。以這種方式，第一組預(yù)定齒輪及定位件被構(gòu)造成用來使約束環(huán)運動而第二組預(yù)定齒輪及定位件被構(gòu)造成用來使上電極運動。還含有變換齒輪以可操作地使預(yù)定齒輪與第一齒輪嚙合或脫開嚙合。因此因為兩個間隙都受到控制，加工工程師提高了對要加工的基片周圍加工條件的控制。
在一優(yōu)選實施例中，本發(fā)明在一等離子體反應(yīng)器中進(jìn)行了實踐，該反應(yīng)器例如是電容性耦合的等離子體反應(yīng)器，可從Lam ResearchCorporation of Fremont，CA買到它。雖然將圖示和描述電容性耦合的等離子體反應(yīng)器，應(yīng)該指出本發(fā)明可在任何適合于生成等離子體的等離子體反應(yīng)器中進(jìn)行實踐，例如電感性耦合的或ECR反應(yīng)器。
圖1及2圖示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的等離子體反應(yīng)器100的概略圖。等離子體反應(yīng)器100通常含有等離子體加工室102。室102內(nèi)部配置了上電極104和下電極106。上電極104配置在下電極106的上方并經(jīng)配電網(wǎng)(為簡化圖示而未表示)與第一射頻(RF)電源108耦合。第一RF電源108被構(gòu)造成用來向上電極104供應(yīng)RF能量。此外，下電極106與第二RF電源110耦合，它被構(gòu)造成用來向下電極106供應(yīng)RF能量。
再有，上與下電極104、106之間的間隙111通常決定加工期間工作區(qū)域的容積。因此，間隙111的尺寸能被構(gòu)造成用來控制各種參數(shù)，例如壓力和/或等離子體的密度。盡管不希望被理論所限制，但人們相信較小的容積可增大等離子體的密度而較大的容積可減小等離子體的密度。如技術(shù)人員已熟知的，等離子體的密度往往會影響加工的速率，例如蝕刻率。相應(yīng)地，間隙可被構(gòu)造成用來平衡所需的容積并進(jìn)而所需的加工蝕刻率。
另外還有，一般相信間隙111在控制基片上方工作區(qū)域內(nèi)部的壓力方面起重要作用。作為一般規(guī)律，壓力與容積成反比例，當(dāng)容積減小相應(yīng)于增大壓力，而增大容積相應(yīng)于減小壓力。因此，間隙111的尺寸最好被構(gòu)造成用來平衡所需容積與加工所需壓力。
等離子體反應(yīng)器100還包含卡盤112，它被配置在下電極106的頂部表面上?？ūP112被構(gòu)造成用于在加工期間支持基片114。卡盤112可以是例如靜電(ESC)卡盤，它利用靜電力把基片114固定在卡盤的表面。此外，基片114是要加工的工件，它可以是例如要蝕刻的、淀積的或其它加工的半導(dǎo)體基片或者是要加工成平板顯示器的玻璃板。
再有，在加工室內(nèi)一般設(shè)置有通氣口116，用于釋放氣態(tài)源材料例如蝕刻劑源氣體進(jìn)入上電極與基片之間的工作區(qū)域之中。如圖2所示，通氣口116配置在上電極104的內(nèi)部。此外，用于排出加工期間生成的副產(chǎn)品氣體的排氣口118一般配置在加工室的室壁與下電極106之間。在圖2中，排氣口118與位于室102底部的泵120連接。泵120一般被安排用于維持室102內(nèi)部的恰當(dāng)壓力。在一次實施中應(yīng)用了渦輪分子泵。
舉例來說，為了生成等離子體，加工氣體通過通氣口116輸入加工室內(nèi)。然后電能被供向電極104及106而在上及下電極104及106之間產(chǎn)生大的電場。如技術(shù)上已熟知的，加工氣體的中性氣體分子在受到這些強(qiáng)電場作用時失去了電子，而留下正電荷的離子。結(jié)果，正電荷離子、負(fù)電荷電子及中性氣體分子被容納在等離子體內(nèi)部。此外，一般在基片的上方直接產(chǎn)生一屏蔽電壓，該電壓導(dǎo)致離子加速朝基片運動，由此它們和與中性物質(zhì)相合，啟動了加工反應(yīng)。
為進(jìn)一步圖示該過程，圖4表示了涉及在等離子體反應(yīng)器(例如等離子體反應(yīng)器100)中加工基片的相關(guān)操作的流程圖。在加工前，已完成傳統(tǒng)的預(yù)加工操作，該操作可能包括基片的出入。示范性加工一般采取5個步驟。第一步201涉及使加工室泵至所需的壓力。第二步202涉及使加工氣體流入加工室并使壓力穩(wěn)定。一旦壓力是穩(wěn)定的，第三步204是在加工氣體中引燃等離子體。在引燃等離子體之后，第四步206是使等離子體在加工室內(nèi)部穩(wěn)定至特定壓力。在加工室壓力穩(wěn)定之后，第五步208是加工基片。
回頭參考圖1及2，等離子體加工反應(yīng)器100還包含約束環(huán)130，它通常被構(gòu)造成用來把等離子體約束在基片114上方的區(qū)域。如圖2所示，約束環(huán)130的第一部分位于上電極104外圓周的周圍，而第二部分的位置環(huán)繞上電極104與下電極106之間的間隙111以封閉基片114上方的至少一部分工作區(qū)域。約束環(huán)130也對稱地配置在基片114圓周的周圍以產(chǎn)生更均勻的加工。
如所圖示的，間隙132一般在約束環(huán)130的底部邊緣134與下電極106之間形成。通常間隙132被提供用來控制排出氣體的傳導(dǎo)，同時把等離子體基本約束在由上電極104與約束環(huán)130所構(gòu)成的容積中。最好是約束環(huán)130的底部邊緣與下電極106的頂部表面均勻地分開(例如平行地)，使得在基片114表面處氣體的均勻分布得以維持。
間隙132的尺寸通常決定加工期間排出氣體從工作區(qū)域排除的速率。盡管不希望被理論所限制，但人們相信太小的間隙會阻礙氣體的流動，這會導(dǎo)致非均勻的蝕刻率和沿基片圓周的顆粒污染。還有，人們相信太大的間隙不會使等離子體被恰當(dāng)?shù)丶s束在合適的容積內(nèi)，這也會導(dǎo)致非均勻的蝕刻率(例如非均勻的等離子體)。另外還有，通常相信間隙在控制基片上方工作區(qū)域內(nèi)部的壓力方面起重要的作用。這就是說，壓力與排氣率成反比例，當(dāng)傳導(dǎo)減少時對應(yīng)的是壓力增大，而傳導(dǎo)增加對應(yīng)壓力減小。因此，間隙的尺寸最好被構(gòu)造成用來平衡所需的傳導(dǎo)與所需的壓力。
圖1及圖2也圖示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的線性驅(qū)動組件150，組件150被構(gòu)造成用于使約束環(huán)130在上電極104與下電極106之間運動。通過在加工期間約束環(huán)130的上下運動，蝕刻劑源氣體脫離等離子體加工室102的傳導(dǎo)可增加或減少，以使壓力保持在加工所需的壓力范圍內(nèi)。例如，可調(diào)節(jié)壓力以適應(yīng)基片運轉(zhuǎn)期間發(fā)生的溫度波動，由此維持各基片間的均勻度。再有，線性驅(qū)動組件150可被構(gòu)造成用來使約束環(huán)上下運動，以利于基片114的進(jìn)出。
線性驅(qū)動組件150通常含有第一齒輪152及多個第二齒輪154。第一齒輪152及多個第二齒輪154兩者都由加工室102的蓋156可轉(zhuǎn)動地支承。再有，多個第二齒輪154可操作地與第一齒輪152嚙合。線性驅(qū)動組件150還包含多個定位件158，每個具有第一部分160及第二部分162。每個定位件158彼此平行。每個第一部分160可運動地連接在一個第二齒輪154上以允許定位件158在直線方向166運動。每個第二部分162固定于約束環(huán)130上。如圖1所示，直線方向166垂直于由基片114的頂部表面所生成的平面。此外，密封件175通常設(shè)置在定位件158與蓋156之間以密封接觸面來消除泄漏。
再有，線性驅(qū)動組件含有馬達(dá)161和安裝在馬達(dá)161上的驅(qū)動齒輪163，技術(shù)人員熟知馬達(dá)，因此此處為簡明起見將不予討論。驅(qū)動齒輪163可操作地與第一齒輪152嚙合，并被構(gòu)造成當(dāng)馬達(dá)被啟動時用于驅(qū)動第一齒輪152。實質(zhì)上，馬達(dá)161驅(qū)動驅(qū)動齒輪163，驅(qū)動齒輪163驅(qū)動第一齒輪152，第一齒輪152驅(qū)動多個第二齒輪154，而多個第二齒輪154使相應(yīng)的定位件158在直線方向166運動，結(jié)果這使約束環(huán)130在上電極104與下電極106之間的直線方向166上運動。
定位件158沿直線路徑運動的方向通常由第二齒輪154的轉(zhuǎn)動方向決定。例如，線性驅(qū)動組件150可被構(gòu)造成當(dāng)?shù)诙X輪154順時針轉(zhuǎn)動時使定位件158向上運動，而當(dāng)?shù)诙X輪154逆時針轉(zhuǎn)動時使定位件向下運動。
參考圖2，多個定位件158以螺紋與多個第二齒輪154連接。這就是說，定位件158與第二齒輪154裝配有螺紋，當(dāng)?shù)诙X輪154轉(zhuǎn)動時螺紋使定位件158在直線方向上運動。第二齒輪154通常包含螺母部分170，螺母部分170具有(內(nèi))螺紋表面，而定位件158通常包含具有外螺紋表面的螺紋部分172。每個定位件158的外螺紋表面被構(gòu)造成與相應(yīng)的第二齒輪154的內(nèi)螺紋表面相配合。相應(yīng)地，當(dāng)?shù)诙X輪154轉(zhuǎn)動時，定位件158的螺紋部分172穿越轉(zhuǎn)動的第二齒輪154的螺母部分170。螺紋的一個特殊優(yōu)點是它們穩(wěn)定地嚙合并因此可達(dá)到非常精確的運動。
再有，定位件/第二齒輪機(jī)構(gòu)通常這樣安排使得當(dāng)螺母部分170轉(zhuǎn)動了一轉(zhuǎn)時，定位件158移動一個整螺紋。如技術(shù)人員已熟知的，沿螺桿長度測量的相鄰螺紋上對應(yīng)點之間的距離通常稱為節(jié)距。因此，當(dāng)螺母部分170轉(zhuǎn)動一轉(zhuǎn)時，定位件158就移動一個節(jié)距的距離。例如，如果螺桿螺紋被切制成每英寸32個螺紋，則第二齒輪(例如螺母部分170)的一轉(zhuǎn)使定位件158移動1/32英寸。如可理解的，螺紋的切制可被安排成提供提高的分辨率。這就是說，每英寸較多的螺紋數(shù)會使定位件158得到較小的移動增量，這依次獲得更細(xì)微的壓力調(diào)節(jié)。例如，具有每英寸約10至約40個螺紋的螺紋件工作良好。然而應(yīng)當(dāng)指出這不是界限，并且每英寸的螺紋數(shù)量可根據(jù)每個加工室的具體結(jié)構(gòu)而變化。
為了進(jìn)一步討論本發(fā)明的特點，圖3圖示了等離子體反應(yīng)器100的線性驅(qū)動組件的俯視視圖。如已提到的，線性驅(qū)動組件150含有第一齒輪152、多個第二齒輪154、定位件158及驅(qū)動齒輪164。多個第二齒輪154及驅(qū)動齒輪164通常繞第一齒輪152的圓周配置。多半是多個第二齒輪154的運動彼此同步。這就是說，運動的方向(例如順時針或逆時針)以及運動的量(例如轉(zhuǎn)過的齒的數(shù)量)是相同的。
盡管已顯示和描述了應(yīng)用外直齒齒輪的線性驅(qū)動組件，但應(yīng)理解也可應(yīng)用其它的齒輪形狀以適應(yīng)不同的加工室或適應(yīng)為獲得直線運動所需的其它外部因素。例如，內(nèi)齒輪(例如行星齒輪)也可良好地工作。如果應(yīng)用內(nèi)齒輪，多個第二齒輪及驅(qū)動齒輪將繞第一齒輪的內(nèi)圓周配置。
如圖3所示，線性驅(qū)動組件150包含三個第二齒輪154和三個定位件158。如技術(shù)人員已熟知的，三個點構(gòu)成一平面，而因此最好具有三個定位件使約束環(huán)運動。三個定位件158被構(gòu)造成垂直于約束環(huán)130的重心地使其運動，由此使約束環(huán)130保持平衡及水平。如所示，每個第二齒輪/定位件機(jī)構(gòu)都是繞第一齒輪152對稱地布置，并且每個定位件158都是軸向地定位于對應(yīng)的第二齒輪154的中心上。應(yīng)該指出本發(fā)明不局限于三個定位件，而可應(yīng)用任何數(shù)量的定位件，這些定位件適于使約束環(huán)移動同時保持使它平衡。
如該領(lǐng)域技術(shù)人員已熟知，為使所有的齒輪良好地嚙合，即沒有滑動地轉(zhuǎn)動，各齒輪必須被構(gòu)造成具有相似的齒，這些齒約有相同尺寸。另外，一般提供齒輪間的小間隙用于嚙合的齒輪間更平穩(wěn)的和更安靜的運動。齒輪組件的一個特別優(yōu)點是這些齒輪穩(wěn)定地嚙合在一起并因此一般沒有爬行或滑動，因而可獲得非常精確的運動。
決定線性驅(qū)動組件的靈敏度及分辨率的一個重要因素是合適的齒輪尺寸(例如齒)的選擇。通常相信齒數(shù)越多分辨率越高。這就是說，齒數(shù)越多，定位件移動距離的增量變化越小，而因此壓力的變化越小。實質(zhì)上每一個齒輪具有X個齒的分辨率。為了進(jìn)一步詳細(xì)說明，齒的數(shù)量可以描述為齒輪的各部分。例如，如果第二齒輪具有10個齒，則第二齒輪可分解為10個部分。這些部分對應(yīng)于第二齒輪的運動增量。如果只有一個齒轉(zhuǎn)過去了，則第二齒輪只轉(zhuǎn)動了一個部分，并因此第二齒輪只轉(zhuǎn)動了1/10轉(zhuǎn)。由于第二齒輪與定位件之間的連接，定位件相應(yīng)地只移動了1/10節(jié)距。如果節(jié)距是1/32英寸，則定位件將移動1/320英寸。例如，具有約10至約48齒之間的第二齒輪工作良好。但是，應(yīng)當(dāng)指出，這不是界限，第二齒輪上的齒數(shù)可根據(jù)每個加工室的特定結(jié)構(gòu)而變化。
齒輪可由例如金屬及塑料的任何合適材料制成，并可用任何已知的工藝來制造，例如鑄造、鍛造、擠壓、注塑等。然而，如果齒輪或加工室的蓋遇到熱膨脹(例如，如果溫度高)，它們可能需要用具有基本相同的熱膨脹系數(shù)的材料來制作，使得它們將以大約相同的膨脹率膨脹。如果熱膨脹小，這通常就不是要素，因為齒輪之間的間隙通常比熱膨脹量大。再有，也可在齒輪之間使用潤滑劑或油以減小熱膨脹效應(yīng)以及減小相配齒輪之間的磨損。
如已提及的，齒輪由加工室的蓋可轉(zhuǎn)動地支承。在一個實施例中，應(yīng)用了可使齒輪自由轉(zhuǎn)動的軸承齒輪。如圖3所示，第一齒輪152被構(gòu)造成如一具有內(nèi)圓周的同心環(huán)，該內(nèi)圓周與一組軸承180連接。更具體地說，軸承組180配置在第一齒輪152的內(nèi)圓周與蓋156的部分182之間。因此，蓋156的部分182可用作通氣口、傳感器、壓力計等的通路。軸承齒輪是熟知的，并且為簡明起見將不作任何更詳細(xì)的討論。再有，第二齒輪牢固地裝在加工室的蓋上。在一次實施中，使用了推力軸承把第二齒輪固定在加工室的蓋上。
線性驅(qū)動組件(例如150)通常是閉環(huán)控制系統(tǒng)的一部分，它被構(gòu)造用來減小加工室內(nèi)部的壓力波動。例如，等離子體加工設(shè)備可被構(gòu)造成含有壓力傳感器，用于測量基片上方工作區(qū)域內(nèi)部的壓力；和控制器或中央CPU，用于監(jiān)控測得的壓力。線性驅(qū)動組件的馬達(dá)及壓力傳感器兩者可操作地耦合于控制器。壓力傳感器被構(gòu)造用來產(chǎn)生壓力的電信號，該信號對應(yīng)于測得的壓力?？刂破鞅粯?gòu)造用來接收來自壓力傳感器的壓力的電信號并發(fā)送相應(yīng)的電控制信號至馬達(dá)，該電控制信號至少是部分基于接收到的信號。再有，馬達(dá)被構(gòu)造用來接收和實現(xiàn)由控制器發(fā)出的電控制信號。該電控制信號一般涉及馬達(dá)的特定方向及位置方面的增量改變。壓力傳感器、控制器及馬達(dá)都是技術(shù)上熟知的，因此將不詳細(xì)描述。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，線性驅(qū)動組件的直線運動被構(gòu)造成用來控制上電極與基片之間的間隙。在這個特定的實施例中，定位件被固定在上電極上，而不是在約束環(huán)上。相應(yīng)地，線性驅(qū)動組件被安排用來使上電極上、下運動以調(diào)節(jié)基片上方工作區(qū)域的容積。通過調(diào)節(jié)容積，與等離子體加工相關(guān)的各種參數(shù)，例如等離子體密度及壓力可維持在加工所需的水平。
為易于討論本發(fā)明的這個方面，圖5顯示等離子體反應(yīng)器100含有線性驅(qū)動組件700，它被構(gòu)造用于使上電極104在加工室102內(nèi)部運動。在這個圖中，線性驅(qū)動組件700是根據(jù)按照圖1～4在上面陳述的本發(fā)明的教導(dǎo)生產(chǎn)的，并因此將僅是簡要地描述。
線性驅(qū)動組件700通常含有第一齒輪702和多個第二個齒輪704。第一齒輪702及多個第二齒輪704兩者都由加工室102的蓋156轉(zhuǎn)動地支承。再有，多個第二齒輪704可操作地與第一齒輪702嚙合。線性驅(qū)動組件700還包含具有第一部分710及第二部分712的多個定位件706。第一部分710在直線方向166可運動地與第二齒輪704連接，而第二部分712固定于上電極104。如所示，直線方向166垂直于由基片114的頂部表面生成的平面。再有，定位件706以螺紋與第二齒輪704連接。如先前已提及的，定位件706與第二齒輪704裝備有螺紋，當(dāng)?shù)谝积X輪702轉(zhuǎn)動時，該螺紋使定位件706在直線方向166運動。
再有，線性驅(qū)動組件700包含馬達(dá)161及驅(qū)動齒輪163，驅(qū)動齒輪163安裝在馬達(dá)161上。驅(qū)動齒輪163可操作地與第一齒輪702嚙合，并被構(gòu)造成當(dāng)馬達(dá)161被啟動時用于驅(qū)動第一齒輪702。實質(zhì)上，馬達(dá)161驅(qū)動驅(qū)動齒輪163，驅(qū)動齒輪163驅(qū)動第一齒輪702，第一齒輪702驅(qū)動多個第二齒輪704，而多個第二齒輪704使對應(yīng)的定位件706在直線方向166運動，結(jié)果這使上電極104在直線方向166上移動。
雖然已表示和描述的線性驅(qū)動組件使約束環(huán)或上電極運動，應(yīng)理解的是也可使其它的元件運動以適應(yīng)不同的加工。例如，可應(yīng)用線性驅(qū)動組件使下電極運動。再有，應(yīng)該指出本發(fā)明不局限于使元件在加工室內(nèi)部運動。例如，可應(yīng)用線性驅(qū)動組件使配置在加工室外部的天線或電極運動。如果使用了這種形式的系統(tǒng)，線性驅(qū)動組件通常連接在等離子體反應(yīng)器的框架上，而不是如所示連接于加工室的蓋上。此外，應(yīng)該懂得線性驅(qū)動組件不局限于使一個元件運動而可用于使多個元件運動。例如，線性驅(qū)動組件可被安排使多個約束環(huán)運動或使例如約束環(huán)與上電極的元件組合運動。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，線性驅(qū)動組件的直線運動被構(gòu)造成用來使約束環(huán)及上電極兩者運動。以這種方式，可達(dá)到提高對與加工相關(guān)的各種參數(shù)的控制。例如，使約束環(huán)及上電極運動可改變基片上方工作區(qū)域內(nèi)部的壓力及等離子體密度。因此，可使這些物體中的任何一個運動以維持基片(對基片)間的均勻度。
為易于討論本發(fā)明的這個方面，圖6及7表示了含有線性驅(qū)動組件800的等離子體反應(yīng)器100，組件800被構(gòu)造成用于使加工室102內(nèi)部的多個物體運動。在這個圖中，線性驅(qū)動組件800是根據(jù)按照圖1～5陳述于上面的本發(fā)明的教導(dǎo)生產(chǎn)的。因此，線性驅(qū)動組件800被構(gòu)造成用于使約束環(huán)130在上及下電極104及106之間運動并用于使上電極104在加工室102內(nèi)部運動(兩者具有提高的運動控制水平)，以控制與加工相關(guān)的各種參數(shù)。
線性驅(qū)動組件800通常包含第一齒輪802及多個第二齒輪804。第一齒輪802及多個第二齒輪804都由加工室102的蓋156可轉(zhuǎn)動地支承。再有，多個第二齒輪804可操作地與第一齒輪802嚙合。線性驅(qū)動組件800還含有多個第三齒輪806和多個第四齒輪808，兩者可轉(zhuǎn)動地和牢固地由加工室102所支承。第一組定位件810可運動地與第三組齒輪806連接而第二組定位件812可運動地與第四組齒輪808連接。兩組定位件810及812在直線方向166上可運動地連接。如圖所示，直線方向166垂直于由基片114的頂部表面生成的平面。另外，第一組定位件810安裝于約束環(huán)130上，而第二組定位件812安裝于上電極102上。
此外，第二齒輪804可運動地與加工室102連接并被構(gòu)造成用于與第三齒輪806及第四齒輪808嚙合或脫開嚙合。尤其是，第二齒輪704在加工室102的蓋上具有至少兩個位置。第一位置(如圖示)引致第二齒輪804可操作地與第三齒輪806嚙合，而第二位置引致第二齒輪804可操作地與第四齒輪808嚙合。在一個實施例中，第齒輪804被構(gòu)造成在配置于蓋156上的槽中的這些位置之間滑動。在這個實施例中，還提供了離合器使第二齒輪在這些位置之間運動，以使第二齒輪與第三及第四齒輪連接(嚙合)及脫開。在一次實施中，該離合器被構(gòu)造成封閉環(huán)加工的一部分，它自動地嚙合第二齒輪804及脫開嚙合。離合器在技術(shù)上是熟知的，并因此為簡明起見將不詳細(xì)描述。
此外，線性驅(qū)動組件含有馬達(dá)161及安裝在馬達(dá)161上的驅(qū)動齒輪163。驅(qū)動齒輪163可操作地與第一齒輪802嚙合，并被構(gòu)造成當(dāng)馬達(dá)161被啟動時用于驅(qū)動第一齒輪702。當(dāng)?shù)诙X輪804與第三齒輪806嚙合時，馬達(dá)161驅(qū)動驅(qū)動齒輪163，驅(qū)動齒輪163驅(qū)動第一齒輪802，第一齒輪802驅(qū)動多個第二齒輪804，而多個第二齒輪804驅(qū)動多個第三齒輪806，該第三齒輪相應(yīng)地使對應(yīng)的定位件810在直線方向166運動，結(jié)果這使約束環(huán)130在直線方向166上在上電極104與下電極106之間運動。當(dāng)?shù)诙X輪804與第四齒輪808嚙合時，馬達(dá)161驅(qū)動驅(qū)動齒輪163，驅(qū)動齒輪163驅(qū)動第一齒輪802，第一齒輪802驅(qū)動多個第二齒輪804，而多個第二齒輪804驅(qū)動多個第四齒輪808，第四齒輪808相應(yīng)地使對應(yīng)的定位件812在直線方向166上運動，結(jié)果這使上電極102在直線方向166運動。
為了進(jìn)一步詳細(xì)說明，第一組定位件810以螺紋與第三齒輪806連接，而第二組定位件812以螺紋與第四齒輪808連接。如先前已指出的，定位件與對應(yīng)的齒輪裝備有螺紋，當(dāng)對應(yīng)的齒輪轉(zhuǎn)動時螺紋使定位件在直線方向運動。
再有，多個第二齒輪804及驅(qū)動齒輪163通常繞第一齒輪802的圓周配置。因此，各個第二齒輪的運動彼此同步。這就是說，運動的方向(例如順時針或逆時針)和運動的量值(例如轉(zhuǎn)過的齒數(shù))是相同的。另外還有，第三組齒輪806通常配置于接近第二齒輪804并在約束環(huán)130上方，而第四組齒輪808通常配置于接近第二齒輪804并在上電極102上方。如圖所示，每個第三齒輪/定位件機(jī)構(gòu)及第四齒輪/定位件機(jī)構(gòu)都是圍繞第一齒輪對稱地分布，而每個定位件都是軸向地定位于對應(yīng)齒輪的中心。
正如圖1～5中所描述的線性驅(qū)動組件的情況，通過調(diào)節(jié)齒輪的齒數(shù)及定位件的節(jié)距，圖6及7描述的線性驅(qū)動組件可被構(gòu)造成具有高分辨率。再有，如先前已描述的，圖6及7的線性驅(qū)動組件也可以是控制環(huán)系統(tǒng)的一部分。
如從上述可見，本發(fā)明提供了超過先有技術(shù)的許多優(yōu)點。不同的實施例或?qū)嵺`具有一個或多個下列優(yōu)點。
本發(fā)明的一個優(yōu)點是線性驅(qū)動組件提供了具有高分辨率、高靈敏度及提高的可靠性的精確運動。結(jié)果是諸如約束環(huán)及上電極元件可具有較大控制范圍的運動。因此，可控制諸如晶片區(qū)域壓力及等離子體密度參數(shù)，以提供提高的加工均勻性(即跨越基片表面的均勻度和各基片間的均勻度)，這增加了基片的產(chǎn)出量，減少了裝置故障和提高了所加工的基片的總生產(chǎn)率。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是成本有效。例如，只應(yīng)用單個馬達(dá)的本發(fā)明可被構(gòu)造成用于使加工室內(nèi)的多個物體運動。另外，本發(fā)明減少了消耗品(例如磨損件)的數(shù)量。結(jié)果是獲得及維持系統(tǒng)的成本降低了。本發(fā)明另一個特殊優(yōu)點為控制是實時的，即在單個基片加工期間實現(xiàn)直線運動。
雖然本發(fā)明已通過若干優(yōu)選實施例加以描述，仍會有替代物、變換物及等效物，它們都落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，雖然只是描述和顯示了直齒齒輪，但應(yīng)明白可應(yīng)用其它的齒輪形狀，例如螺旋齒輪、人字齒輪、蝸輪、斜齒輪、扇形齒輪，皮帶和/或鏈條。此外，定位件/第二齒輪機(jī)構(gòu)可被構(gòu)造成為齒條及齒輪，它們被構(gòu)造用來在直線方向上運動。另外，雖然圖示和描述的只是帶有驅(qū)動齒輪的馬達(dá)，但應(yīng)指出也可應(yīng)用其它的驅(qū)動機(jī)構(gòu)。例如，馬達(dá)可直接耦合在第一齒輪上，或者直接耦合在帶有皮帶或鏈條的第一齒輪上。
應(yīng)當(dāng)指出有許多實現(xiàn)本發(fā)明的方法及設(shè)備的更替途徑。例如，雖然描述了線性驅(qū)動組件被安排用來使約束環(huán)及上電極運動，但應(yīng)理解它也可被構(gòu)造成用來使其它物體運動，例如下電極。另外，直線方向也可被應(yīng)用于物體在非垂直于基片方向的運動。例如，線性驅(qū)動組件可用于使物體平行于基片表面而運動。
此外，預(yù)期本發(fā)明也可應(yīng)用于任何適合蝕刻或淀積的反應(yīng)器。例如，本發(fā)明可應(yīng)用于一些合適的及已知的淀積加工，包括化學(xué)蒸氣淀積(CVD)；等離子體增強(qiáng)的化學(xué)蒸氣淀積(PECVD)；及物理蒸氣淀積(PVD)，例如濺射。此外，本發(fā)明可應(yīng)用于任何一些合適的及已知的蝕刻加工，包括那些適用于干蝕刻、等離子體蝕刻、活性離子蝕刻(RIE)、磁性增強(qiáng)的活性離子蝕刻(MBRIE)、電子回旋共振(ECR)等等的蝕刻加工。
因此我們的意圖是下面附錄的權(quán)利要求書如同包含的所有替代物、變換物及等效物一樣落入本發(fā)明的實質(zhì)精神及目標(biāo)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于加工基片的等離子體加工系統(tǒng)包括一與加工所述基片相關(guān)的元件；以及一用于使所述元件在直線方向上運動的齒輪驅(qū)動組件。
2.如權(quán)利要求1所述的等離子體加工系統(tǒng)，其特征在于，所述元件是用于把等離子體約束在加工室內(nèi)部的約束環(huán)。
3.如權(quán)利要求2所述的等離子體加工系統(tǒng)，其特征在于，所述齒輪驅(qū)動組件被構(gòu)造成使所述約束環(huán)運動，以控制所述基片上方的壓力。
4.如權(quán)利要求1所述的等離子體加工系統(tǒng)，其特征在于，所述元件是用于在加工室內(nèi)部產(chǎn)生電場的電極。
5.如權(quán)利要求4所述的等離子體加工系統(tǒng)，其特征在于，所述電極配置在所述加工室內(nèi)部。
6.如權(quán)利要求1所述的等離子體加工系統(tǒng)，其特征在于，所述齒輪驅(qū)動組件被構(gòu)造成用于使多個元件運動。
7.如權(quán)利要求1所述的等離子體加工系統(tǒng)，其特征在于，所述齒輪驅(qū)動組件包含第一齒輪、第二齒輪及定位件，所述第一齒輪被構(gòu)造成用于啟動所述第二齒輪，而所述第二齒輪被構(gòu)造成用于使所述定位件在所述直線方向上運動，所述定位件固定在所述元件上，使得當(dāng)所述定位件在所述直線方向上運動時所述元件在所述直線方向運動。
8.一種用于加工基片的等離子體加工系統(tǒng)包括一用于在加工室內(nèi)部產(chǎn)生電場的電極；一用于把等離子體約束在所述加工室內(nèi)部的約束環(huán)；以及一用于使所述約束環(huán)或所述電極運動的齒輪驅(qū)動組件，所述齒輪驅(qū)動組件至少包含第一齒輪、第二齒輪和第一定位件，所述第一齒輪被構(gòu)造成用于驅(qū)動所述第二齒輪，而所述第二齒輪被構(gòu)造成用于使所述第一定位件在預(yù)定方向上運動，所述第一定位件固定在所述約束環(huán)或所述電極上，使得當(dāng)所述第一定位件由所述第二齒輪運動時所述約束環(huán)或所述電極在所述預(yù)定方向上運動。
9.如權(quán)利要求8所述的等離子體加工系統(tǒng)，其特征在于，所述約束環(huán)的位置被布置成當(dāng)所述基片配置在所述加工室內(nèi)加工時，在所述約束環(huán)與所述基片之間形成間隙，所述間隙被構(gòu)造成用于控制排出氣體的傳導(dǎo)性。
10.如權(quán)利要求8所述的等離子體加工系統(tǒng)，其特征在于，所述第一齒輪及所述第二齒輪由所述加工室可轉(zhuǎn)動地支承，所述第二齒輪可操作地與所述第一齒輪嚙合，所述第二齒輪具有一軸線而第一螺紋表面配置在所述軸線上，所述第一定位件具有第二螺紋表面，該第二螺紋表面與所述第二齒輪的所述第一螺紋表面可運動地連接，以提供直線方向上的運動。
11.如權(quán)利要求10所述的等離子體加工系統(tǒng)，其特征在于，所述齒輪驅(qū)動組件還包含使所述第一齒輪轉(zhuǎn)動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)含有馬達(dá)及驅(qū)動齒輪，該驅(qū)動齒輪可轉(zhuǎn)動地裝在所述馬達(dá)上。所述驅(qū)動齒輪可操作地與所述第一齒輪嚙合，其中當(dāng)所述馬達(dá)轉(zhuǎn)動所述驅(qū)動齒輪時，所述驅(qū)動齒輪驅(qū)動所述第一齒輪轉(zhuǎn)動，所述第一齒輪驅(qū)動所述第二齒輪轉(zhuǎn)動，所述轉(zhuǎn)動的第二齒輪引致所述定位件在所述直線方向上運動。
12.如權(quán)利要求8所述的等離子體加工系統(tǒng)，其特征在于，所述齒輪驅(qū)動組件還包含第三齒輪及第二定位件，所述第一齒輪被構(gòu)造成用于驅(qū)動所述第三齒輪，所述第三齒輪被構(gòu)造成用于使所述第二定位件在預(yù)定方向上運動，所述第二定位件固定于所述約束環(huán)或所述電極，使得當(dāng)所述第二定位件被所述第三齒輪驅(qū)動而運動所述約束環(huán)或所述電極在所述預(yù)定方向上運動。
13.如權(quán)利要求12所述的等離子體加工系統(tǒng)，其特征在于，所述齒輪驅(qū)動組件還包含用于使所述第二齒輪或所述第三齒輪與所述第一齒輪嚙合或脫開嚙合的變換齒輪，其中當(dāng)所述第二齒輪與所述變換齒輪嚙合時，所述第一定位件在所述預(yù)定方向上運動，而其中當(dāng)所述第三齒輪與所述變換齒輪嚙合時，所述第二定位件在所述預(yù)定方向上運動。
14.如權(quán)利要求13所述的等離子體加工系統(tǒng)，其特征在于，所述第一齒輪、所述第二齒輪、所述第三齒輪及所述變換齒輪都由所述加工室可轉(zhuǎn)動地支承，所述變換齒輪可操作地與所述第一齒輪嚙合，所述第二齒輪具有一軸線而第一螺紋表面配置在所述軸線上，所述第一定位件具有第二螺紋表面，該第二螺紋表面與所述第二齒輪的所述第一螺紋表面可運動地連接以提供直線方向上的運動，所述第三齒輪具有一軸線而第一螺紋表面配置在所述軸線上，所述第二定位件具有第二螺紋表面，該第二螺紋表面與所述第二齒輪的所述第一螺紋表面可運動地連接以提供直線方向上的運動。
15.用于使與加工基片相關(guān)的物體運動的線性驅(qū)動組件，所述線性驅(qū)動組件包括一第一齒輪；一可操作地與所述第一齒輪嚙合的第二齒輪；以及一具有第一部分及第二部分的定位件，所述第一部分與所述第二齒輪在直線方向上可運動地連接，所述第二部分固定于所述物體上。
16.如權(quán)利要求15所述的線性驅(qū)動組件，其特征在于，所述定位件以螺紋與所述第二齒輪連接。
17.如權(quán)利要求16所述的線性驅(qū)動組件，其特征在于，所述定位件包含具有一節(jié)距的外螺紋表面而所述第二齒輪含有與所述外螺紋表面的節(jié)距相等的節(jié)距的內(nèi)螺紋表面，所述定位件的所述外螺紋表面可轉(zhuǎn)動地裝在所述第二齒輪的所述內(nèi)螺紋表面上。
18.如權(quán)利要求15所述的線性驅(qū)動組件，其特征在于，所述定位件的所述第一部分是直條的齒輪。
19.如權(quán)利要求15所述的線性驅(qū)動組件還包含用于驅(qū)動所述第一齒輪的馬達(dá)。
20.如權(quán)利要求15所述的線性驅(qū)動組件還包含多個第二齒輪及多個定位件，所述第二齒輪及所述定位件繞所述第一齒輪的圓周對稱地間隔分布。
21.如權(quán)利要求15所述的線性驅(qū)動組件，其特征在于，所述線性驅(qū)動組件被應(yīng)用于用來加工基片的等離子體加工系統(tǒng)中。
22.如權(quán)利要求15所述的線性驅(qū)動組件，其特征在于，所述物體是約束環(huán)。
23.如權(quán)利要求15所述的線性驅(qū)動組件，其特征在于，所述物體是電極。
全文摘要
本文公開了使與加工基片相關(guān)的物體運動的一種線性驅(qū)動組件。該線性驅(qū)動組件包含第一齒輪(152)及可操作地與第一齒輪嚙合的第二齒輪(154)。該線性驅(qū)動組件還包含具有第一部分(160)及第二部分(162)的定位件(158)。該第一部分在直線方向上可運動地與第二齒輪連接，而該第二部分固定在與加工基片相關(guān)的元件上。
文檔編號C23C16/509GK1429398SQ01805898
公開日2003年7月9日 申請日期2001年1月2日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月30日
發(fā)明者F·郝, K·道森 申請人:蘭姆研究有限公司