CN105551926B - 一种采用基座冷却旋转工件的旋转工件台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用基座冷却旋转工件的旋转工件台，包括基座和一个以上安装于基座上的晶片安装台，所述晶片安装台用来安装晶片，所述基座上靠近晶片安装台的一面上设置有冷却液腔，所述冷却液腔内充有用来冷却基座及晶片安装台的冷却液。本发明具有结构简单、工作稳定可靠、能够满足高真空工作要求等优点。

Description

一种采用基座冷却旋转工件的旋转工件台

技术领域

本发明主要涉及到离子束刻蚀设备领域，特指一种采用基座冷却旋转工件的旋转工件台。

背景技术

离子束刻蚀是半导体行业中常用的一种去除材料的工艺。在刻蚀之前，一般会使用光刻胶在晶片表面刻出一定的图案，刻蚀工艺会将没有光刻胶遮掩的部位刻蚀掉，将有光刻胶遮掩的部分留下，从而达到预期的工艺效果。在大剂量离子束刻蚀工艺中，由于离子轰击，晶片表面会产生大量的热，如果散热不好，光刻胶有可能融化，从而导致刻蚀工艺失败。

在刻蚀工艺评价指标中，其最重要的指标之一是刻蚀的均匀性。为了提高刻蚀的均匀性，有从业者提出了一种带公转及自转的行星式工件台，例如中国专利申请201410457200.X所公开的“一种离子束刻蚀工件台”。其中，就公开了一种带水冷的行星式刻蚀工件台。但是，通过长期的实践，在具体实际使用过程中发现，此种结构的工件台存在设计复杂、制造困难、成本高、工作可靠性较低、维护成本高的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、工作稳定可靠、能够满足高真空工作要求的采用基座冷却工件的旋转工件台。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种采用基座冷却旋转工件的旋转工件台，包括基座和一个以上安装于基座上的晶片安装台，所述晶片安装台用来安装晶片，所述基座上靠近晶片安装台的一面上设置有冷却液腔，所述冷却液腔内充有用来冷却基座及晶片安装台的冷却液。

作为本发明的进一步改进：所述基座上远离晶片安装台的一面上设置有冷却液进口和冷却液出口。

作为本发明的进一步改进：所述基座内部的冷却水为单循环的串联水道，即冷却液依次通过每个晶片安装台的背面。

作为本发明的进一步改进：所述基座内部的冷却水为并联水道，即冷却液进入基座后分为n路，每路冷却液经过一个晶片安装台后返回到冷却液的回流管路，其中n为晶片安装台的数量。

作为本发明的进一步改进：所述基座连接于一旋转机构上，并随旋转机构绕轴心进行整体旋转；所述晶片安装台为可以绕自身轴线旋转的安装台。

作为本发明的进一步改进：所述晶片安装台的背面与基座相贴合，当所述晶片安装台为可绕自身轴线旋转的安装台时，在所述晶片安装台的旋转轴尾端处安装弹簧，通过弹簧的弹簧力为两个平面贴合提供压紧力。

作为本发明的进一步改进：所述基座与晶片安装台的背面之间分布有一个使用流体导热材料填充满的腔室，所述腔室为密封腔室。

作为本发明的进一步改进：所述腔室采用迷宫密封来进行密封。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的采用基座冷却旋转工件的旋转工件台，依靠晶片安装台背部与基座之间的直接接触或填充的导热材料进行传热，从而使晶片安装台得到冷却。该旋转工作台通过采用背部冷却的方式将工件温度降到了合适的工艺温度之下，即采用了间接冷却的方式，满足了工艺要求。相对于采用旋转轴通冷却液冷却的方式，该方法机构更加简单、可靠，并且更加适合于高真空条件。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

图2是本发明实施例1中冷却液通道回路的布局示意图。

图3是本发明实施例1中另一个视角的结构示意图。

图4是本发明实施例2的结构示意图。

图例说明：

1、基座；2、晶片安装台；3、冷却液进口；4、冷却液腔；5、冷却液出口；6、旋转轴尾端；7、腔室；8、迷宫密封。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1：如图1、图2和图3所示，本发明的采用基座冷却旋转工件的旋转工件台，包括基座1和一个以上的晶片安装台2，基座1为可旋转基座，它带有驱动基座旋转的机构及支撑结构（图中未示）；晶片安装台2用来安装晶片，它根据实际需要可以为可自旋的、或者是固定的；晶片安装台2的背面与基座1相贴合。基座1上靠近晶片安装台2的一面上设置有冷却液腔4，基座1上远离晶片安装台2的一面上设置有冷却液进口3和冷却液出口5。采用这种结构，通过冷却液腔4可以直接冷却基座1，再通过基座1对用来安装晶片的晶片安装台2进行冷却的旋转工件台。由此可见，在该技术方案中晶片安装台2是依靠背部与基座1之间的直接接触进行传热，从而得到冷却。

在具体应用实例中，基座1可以连接于一旋转机构上，能够随旋转机构绕某一轴心进行整体旋转。晶片安装台2为可以绕自身轴线旋转的安装台。

晶片安装台2的背面与基座1相贴合，当晶片安装台2为可以绕自身轴线旋转的安装台时，本发明进一步可在晶片安装台2的旋转轴尾端6处安装弹簧，利用弹簧力为两个平面贴合提供压紧力，以保证贴合效果。

在具体应用实例中，基座1内部的冷却水为单循环的串联水道，即冷却液依次通过每个晶片安装台2的背面，实现对晶片安装台2背面的冷却，再通过接触热扩散，实现晶片安装台2的冷却。

可以理解，也可以根据实际需要，将基座1内部的冷却水设计为并联水道，即冷却液进入基座1后分为n路（n为晶片安装台2的数量），每路冷却液经过一个晶片安装台2后返回到冷却液的回流管路。此种冷却液通道分布方式能够使经过各晶片安装台2的背面冷却腔的冷却液温度相同，能使所有的晶片安装台2的温度相差更小。

由上可知，本发明的旋转工件台是通过采用间接冷却的方式将晶片温度降到合适的工艺温度之下，使其能够满足工艺要求。相对于传统方式中采用晶片安装台2的旋转轴通冷却液直接冷却晶片安装台2的方式，本发明的机构更加简单、可靠，并且更加适合于高真空条件。

实施例2：如图4所示，本实施例的结构与实施例1基本一致，不同之处就在于：基座1与晶片安装台2的背面之间并不是采用紧贴的连接方式，而是在两个面之间分布有一个使用流体导热材料填充满的腔室7，该腔室7为密封腔室。在具体实例中可以采用迷宫密封8来进行密封。这样的话，利用腔室7内的流体导热材料，能够大大提高导热效率，从而能使晶片安装台2得到更好的冷却。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种采用基座冷却旋转工件的旋转工件台，包括基座（1）和一个以上安装于基座（1）上的晶片安装台（2），所述晶片安装台（2）用来安装晶片，其特征在于，所述晶片安装台（2）背部与所述基座（1）之间直接接触，所述基座（1）上靠近晶片安装台（2）的一面上设置有冷却液腔（4），所述冷却液腔（4）内充有用来冷却基座（1）及晶片安装台（2）的冷却液。

2.根据权利要求1所述的采用基座冷却旋转工件的旋转工件台，其特征在于，所述基座（1）上远离晶片安装台（2）的一面上设置有冷却液进口（3）和冷却液出口（5）。

3.根据权利要求1所述的采用基座冷却旋转工件的旋转工件台，其特征在于，所述基座（1）内部的冷却液为单循环的串联冷却液道，即冷却液依次通过每个晶片安装台（2）的背面。

4.根据权利要求1所述的采用基座冷却旋转工件的旋转工件台，其特征在于，所述基座（1）内部的冷却液为并联冷却液道，即冷却液进入基座（1）后分为n路，每路冷却液经过一个晶片安装台（2）后返回到冷却液的回流管路，其中n为晶片安装台（2）的数量。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的采用基座冷却旋转工件的旋转工件台，其特征在于，所述基座（1）连接于一旋转机构上，并随旋转机构绕轴心进行整体旋转；所述晶片安装台（2）为可以绕自身轴线旋转的安装台。

6.根据权利要求5所述的采用基座冷却旋转工件的旋转工件台，其特征在于，所述晶片安装台（2）的背面与基座（1）相贴合，当所述晶片安装台（2）为可绕自身轴线旋转的安装台时，在所述晶片安装台（2）的旋转轴尾端（6）处安装弹簧，通过弹簧的弹簧力为两个平面贴合提供压紧力。

7.一种采用基座冷却旋转工件的旋转工件台，包括基座（1）和一个以上安装于基座（1）上的晶片安装台（2），所述晶片安装台（2）用来安装晶片，其特征在于，所述基座（1）上靠近晶片安装台（2）的一面上设置有冷却液腔（4），所述冷却液腔（4）内充有用来冷却基座（1）及晶片安装台（2）的冷却液，所述基座（1）与晶片安装台（2）的背面之间分布有一个使用流体导热材料填充满的腔室（7），所述腔室（7）为密封腔室。

8.根据权利要求7所述的采用基座冷却旋转工件的旋转工件台，其特征在于，所述腔室（7）采用迷宫密封（8）来进行密封。

9.根据权利要求7或8所述的采用基座冷却旋转工件的旋转工件台，其特征在于，所述基座（1）上远离晶片安装台（2）的一面上设置有冷却液进口（3）和冷却液出口（5）。

10.根据权利要求7或8所述的采用基座冷却旋转工件的旋转工件台，其特征在于，所述基座（1）内部的冷却液为单循环的串联冷却液道，即冷却液依次通过每个晶片安装台（2）的背面。

11.根据权利要求7或8所述的采用基座冷却旋转工件的旋转工件台，其特征在于，所述基座（1）内部的冷却液为并联冷却液道，即冷却液进入基座（1）后分为n路，每路冷却液经过一个晶片安装台（2）后返回到冷却液的回流管路，其中n为晶片安装台（2）的数量。