CN104233305A - 一种离子束刻蚀工件台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种半导体设备，具体为一种离子束刻蚀工件台，包括用于安装工件的基片台，该工件台还包括行星传动底座、水平穿过行星传动底座且一端被锁紧而限制其自身转动的固定轴的固定轴、驱动行星传动底座绕固定轴旋转的转动机构、水平穿过行星传动底座并可随行星传动底座转动的一根或多根转动轴，所述基片台安装在转动轴的一端，而转动轴的另一端设有转动齿轮，与转动齿轮对应的固定轴一端安装可与转动齿轮啮合的固定齿轮；所述工件台还设有驱动行星传动底座绕竖直的摆动轴摆动的摆动机构。本发明结构紧凑，在真空腔体中安装易于实现，基片台的公转与自转，改善了离子束刻蚀的均匀性。

Description

一种离子束刻蚀工件台

技术领域

本发明涉及一种半导体设备，具体为一种离子束刻蚀工件台。 

背景技术

离子束刻蚀机是一种高真空刻蚀设备，采用物理刻蚀方式，利用专门的离子源产生离子束，经过加速的离子束对任何材料实现各向异性刻蚀，工件表面有一层掩膜材料，其上有已经光刻好的图形，工件上要去除部分掩膜材料已去除，离子束将未被掩膜材料遮挡的部分轰击掉，主要用于对金（Au）、铂（Pt）、NiCr合金、铜（Cu）等金属薄膜进行干法刻蚀。

由于离子束出口面积大，在整个面积内离子束的均匀性有限，为了保证被刻蚀工件的刻蚀均匀性，往往采用工件转动的方法来弥补离子束不均匀的不足，目前，离子束刻蚀机的刻蚀均匀性的一般要求为：片内±5%，片间±3%。工件在刻蚀前需要进行抛光，在行星传动工件台上直接抛光可减少装夹次数，提高工件台自动化程度和工作效率，这就要求刻蚀工件台能够在0-90°范围内摆动，基片能够转到与离子束垂直位置进行抛光工艺。现有刻蚀工作台不能满足上述要求。 

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种离子束刻蚀工件台，实现基片台的摆动、自身旋转和绕固定轴旋转，加入了基片抛光功能，改善离子束刻蚀机的均匀性，提高设备自动化程度和生产效率。

本发明的技术方案为，一种离子束刻蚀工件台，包括用于安装工件的基片台，该工件台还包括行星传动底座、水平穿过行星传动底座且一端被锁紧而限制其自身转动的固定轴的固定轴、驱动行星传动底座绕固定轴旋转的转动机构、水平穿过行星传动底座并可随行星传动底座转动的一根或多根转动轴，所述基片台安装在转动轴的一端，而转动轴的另一端设有转动齿轮，与转动齿轮对应的固定轴一端安装可与转动齿轮啮合的固定齿轮；所述工件台还设有驱动行星传动底座绕竖直的摆动轴摆动的摆动机构。

固定轴一端被锁紧而不能自转，因此，固定齿轮与固定轴只摆动不转动，转动轴随行星传动底座绕固定轴转动，使基片台绕固定轴公转，转动齿轮绕固定齿轮啮合传动，转动轴在转动齿轮的带动下自身转动，进而带动基片台自转；设置摆动机构可使工件台摆动到与离子束成90°的位置进行抛光，抛光完成后摆动到适宜的角度，工件台在自转与公转的同时进行刻蚀加工。

所述固定轴内连接进水管路和出水管路，进水管路、出水管路要求能够在0-90°范围内摆动，故采用软管形式。

所述摆动机构包括固定底座、摆动电机、用于连接摆动轴与行星传动底座的连接座，所述摆动轴通过第一滚动轴承安装在固定底座内，所述摆动电机的输出轴与摆动轴的一端连接，而摆动轴的另一端与连接座连接，所述连接座通过第二滚动轴承与行星传动底座连接。

所述转动机构包括转动电机、传动齿轮组，所述转动电机的输出轴与传动齿轮组中的一个齿轮连接，所述传动齿轮组中的另一个齿轮套装在行星传动底座外部。所述传动齿轮组包括顺次啮合传动的主动齿轮、传动齿轮和锥齿轮，所述转动电机的输出轴与主动齿轮的中心轴连接，而传动齿轮通过第三滚动轴承套装在固定底座外壁，所述锥齿轮套装在行星传动底座外壁，且锥齿轮与行星传动底座之间采用键连接。

该离子束刻蚀工件台工作的具体工艺流程，在基片台上安装好工件，摆动电机驱动基片台摆动到与离子束呈90°位置进行抛光工艺，抛光完成后基片台摆动到刻蚀工艺所需的最佳位置，转动电机驱动主动齿轮旋转，主动齿轮带动传动齿轮转动，传动齿轮与锥齿轮啮合带动锥齿轮及行星传动底座转动，安装在行星传动底座中的转动轴围绕固定轴进行公转，安装在转动轴上的基片台公转；在转动轴公转时，转动轴上的转动齿轮与固定轴上的固定齿轮啮合传动使转动齿轮进行自转，实现基片台自转。基片台实现公转与自转，离子束进行刻蚀工艺加工。

本发明结构紧凑，在真空腔体中安装易于实现，基片台的公转与自转，改善了离子束刻蚀的均匀性。本发明在提高刻蚀均匀性的基础上加入了基片抛光功能，省去了抛光中工件的安装定位环节，提高了离子束刻蚀机的自动化程度和生产效率。

附图说明

图1为本发明所述工件台的结构示意图；

图2为图1中固定齿轮和转动齿轮的结构示意图。

具体实施方式

    如图1所示，一种离子束刻蚀工件台，包括用于安装工件的基片台11、行星传动底座10、水平穿过行星传动底座10且一端被锁紧而限制其自身转动的固定轴16、驱动行星传动底座10绕固定轴16旋转的转动机构、水平穿过行星传动底座10并可随行星传动底座10转动的3根转动轴14，所述基片台11安装在转动轴14的一端，而转动轴14的另一端设有转动齿轮13，如图2所示，与转动齿轮13对应的固定轴16一端安装可与转动齿轮13啮合的固定齿轮15，固定轴16内连接进水管路18和出水管路17，且进水管路18和出水管路17均为软管；所述工件台还设有驱动行星传动底座10绕竖直的摆动轴8摆动的摆动机构。

摆动机构包括固定底座5、摆动电机4、用于连接摆动轴8与行星传动底座10的连接座9，所述摆动轴8通过第一滚动轴承安装在固定底座5内，所述摆动电机4的输出轴与摆动轴8的一端连接，而摆动轴8的另一端与连接座9连接，所述连接座9通过第二滚动轴承与行星传动底座10连接。

固定底座5安装在真空腔体1顶部，而行星传动底座10置于固定底座5的上方。

转动机构包括转动电机2、传动齿轮组，传动齿轮组包括顺次啮合传动的主动齿轮3、传动齿轮7和锥齿轮12，所述转动电机2的输出轴与主动齿轮3的中心轴连接，而传动齿轮7通过第三滚动轴承6套装在固定底座5外壁，所述锥齿轮12套装在行星传动底座10外壁，且锥齿轮12与行星传动底座10之间采用键连接。 

Claims (5)

1.一种离子束刻蚀工件台，包括用于安装工件的基片台（11），其特征是，该工件台还包括行星传动底座（10）、水平穿过行星传动底座（10）且一端被锁紧而限制其自身转动的固定轴（16）、驱动行星传动底座（10）绕固定轴（16）旋转的转动机构、水平穿过行星传动底座（10）并可随行星传动底座（10）转动的一根或多根转动轴（14），所述基片台（11）安装在转动轴（14）的一端，而转动轴（14）的另一端设有转动齿轮（13），与转动齿轮（13）对应的固定轴（16）一端安装可与转动齿轮（13）啮合的固定齿轮（15）；所述工件台还设有驱动行星传动底座（10）绕竖直的摆动轴（8）摆动的摆动机构。

2.根据权利要求1所述离子束刻蚀工件台，其特征是，所述固定轴（16）内连接进水管路（18）和出水管路（17）。

3.根据权利要求1或2所述离子束刻蚀工件台，其特征是，所述摆动机构包括固定底座（5）、摆动电机（4）、用于连接摆动轴（8）与行星传动底座（10）的连接座（9），所述摆动轴（8）通过第一滚动轴承安装在固定底座（5）内，所述摆动电机（4）的输出轴与摆动轴（8）的一端连接，而摆动轴（8）的另一端与连接座（9）连接，所述连接座（9）通过第二滚动轴承与行星传动底座（10）连接。

4.根据权利要求3所述离子束刻蚀工件台，其特征是，所述转动机构包括转动电机（2）、传动齿轮组，所述转动电机（2）的输出轴与传动齿轮组中的一个齿轮连接，所述传动齿轮组中的另一个齿轮套装在行星传动底座（10）外部。

5.根据权利要求4所述离子束刻蚀工件台，其特征是，所述传动齿轮组包括顺次啮合传动的主动齿轮（3）、传动齿轮（7）和锥齿轮（12），所述转动电机（2）的输出轴与主动齿轮（3）的中心轴连接，而传动齿轮（7）通过第三滚动轴承套装在固定底座（5）外壁，所述锥齿轮（12）套装在行星传动底座（10）外壁，且锥齿轮（12）与行星传动底座（10）之间采用键连接。