CN115354276B - 一种用于刻蚀及溅射的工件台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于刻蚀及溅射的工件台，包括腔室封板、安装座、第一驱动组件，腔室封板安装于工艺腔室上，第一驱动组件设于腔室封板上并用于驱动安装座旋转，以实现安装座相对水平面倾斜或垂直布置，安装座上设有载片台和用于驱动载片台自传的第二驱动组件，载片台上设有用于压紧基片的压紧组件，工件台还包括用于驱动压紧组件上升或下降的第三驱动组件。该工件台具有能够避免基片在工艺时移位，提高工艺的稳定性，防止基片表面受到污染，提高刻蚀或溅射时的均匀性等优点。

Description

一种用于刻蚀及溅射的工件台
技术领域
本发明涉及半导体设备技术领域，具体涉及一种用于刻蚀及溅射的工件台。
背景技术
离子束刻蚀是利用低能量平行Ar+离子束对基片表面进行轰击，将基片表面未覆盖掩膜的部分溅射出，从而达到选择性刻蚀的目的。离子束溅射镀膜是采用离子源产生离子束轰击靶材，当离子束轰击靶材的能量超过靶材表面材料的原子结合能时，靶材表面材料的原子(或分子)被溅射出来，这些被溅射出来的靶材原子(或分子)逐层沉积在放置于靶材附近的基片上，从而形成薄膜。
为了获得高质量高均匀性的刻蚀或溅射薄膜，同时提高生产效率，现有单腔室、唯一角度的结构已无法满足要求，往往需要配置Loadlock腔室(预抽真空腔)进行自动传片，自动传片目前主要采用水平传片的方式；而为了防止刻蚀和溅射过程中基片表面污染，则要求刻蚀和溅射过程中基片垂直或倾斜放置，同时要求传片后，基片可以实现与工件台压紧，故而对工件台提出了更高的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够压紧基片，避免基片在工艺时移位，提高工艺稳定性的用于刻蚀及溅射的工件台。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种用于刻蚀及溅射的工件台，包括腔室封板、安装座、第一驱动组件，所述腔室封板安装于工艺腔室上，所述第一驱动组件设于所述腔室封板上并用于驱动所述安装座旋转，以实现所述安装座相对水平面倾斜或垂直布置，所述安装座上设有载片台和用于驱动载片台自传的第二驱动组件，所述载片台上设有用于压紧基片的压紧组件，所述工件台还包括用于驱动所述压紧组件上升或下降的第三驱动组件。
作为上述技术方案的进一步改进：所述压紧组件包括上压盘和下压盘，所述上压盘上设有搭接部，所述搭接部搭设于所述载片台上并用于压紧基片，所述下压盘套设于所述载片台外周并与所述上压盘相连，所述第三驱动组件用于驱动所述下压盘上升或下降。
作为上述技术方案的进一步改进：所述载片台上设有导向杆，所述下压盘上设有导向孔，所述导向杆穿设于所述导向孔中。
作为上述技术方案的进一步改进：所述导向孔中设有导向轮，所述导向轮与所述导向杆滚动连接。
作为上述技术方案的进一步改进：所述下压盘上设有多个用于顶升基片的基片顶块。
作为上述技术方案的进一步改进：所述下压盘与所述载片台之间设有多个弹簧。
作为上述技术方案的进一步改进：所述第一驱动组件包括第一驱动电机、转轴和第一同步带，所述第一驱动电机通过所述第一同步带与所述转轴相连，所述转轴贯穿所述腔室封板并与所述安装座相连。
作为上述技术方案的进一步改进：所述第二驱动组件包括第二驱动电机和第二同步带，所述载片台上设有连接轴，所述连接轴贯穿所述安装座并通过所述第二同步带与所述第二驱动电机相连。
作为上述技术方案的进一步改进：所述第三驱动组件包括托环和顶升驱动件，所述安装座上设有轴承座，所述托环的一端与所述轴承座相连，所述顶升驱动件设于所述载片台上并用于驱动所述托环的另一端向上运动，以使所述压紧组件上升。
作为上述技术方案的进一步改进：所述安装座上还设有用于工艺前保护所述载片台的保护罩和用于优化刻蚀或溅射均匀性的修正板。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明公开的用于刻蚀及溅射的工件台，将腔室封板安装于工艺腔室上并用于封闭工艺腔室，使安装座位于腔室内；在初始状态时，安装座水平布置，通过第三驱动组件驱动压紧组件上升，使压紧组件与载片台之间产生间隙，基片经此间隙放置于载片台上，便于放片，基片放置到位后，使压紧组件下降以压紧基片，避免基片在工艺时移位，提高工艺的稳定性；通过第一驱动组件驱动安装座相对水平面倾斜或垂直布置，防止基片表面受到污染；通过第二驱动组件驱动载片台自传，提高刻蚀或溅射时的均匀性。
2、本发明公开的用于刻蚀及溅射的工件台，进一步通过上压盘的搭接部压紧基片，避免基片在工艺过程中移位，可靠性高。
3、本发明公开的用于刻蚀及溅射的工件台，进一步通过导向杆与导向孔的配合对下压盘进行导向，提高运动的稳定性，并且当载片台自传时，通过导向杆带动下压盘一起旋转，避免基片与搭接部之间产品相对摩擦而刮伤基片并能够更好的限制基片移位。
4、本发明公开的用于刻蚀及溅射的工件台，进一步通过弹簧使上压盘和下压盘产生向下运动的趋势，从而使搭接部进一步压紧基片。
附图说明
图1为本发明用于刻蚀及溅射的工件台的结构示意图。
图2为本发明第一壳体和第二壳体内的结构示意图。
图3为本发明去掉保护罩和修正板第一视角的结构示意图。
图4为图3中A处的结构示意图。
图5为图3中B处的结构示意图。
图6为本发明去掉保护罩和修正板第二视角的结构示意图。
图7为本发明限位部与顶升杆处的局部结构示意图。
图8为本发明中载片台的结构示意图。
图9为本发明中上压盘的结构示意图。
图10为本发明中下压盘的结构示意图。
图中各标号表示：10、腔室封板；11、第一密封磁流体；20、安装座；21、轴承座；22、保护罩；23、修正板；24、第二密封磁流体；25、第一壳体；26、旋转气缸；27、连接杆；28、第二壳体；30、第一驱动组件；31、第一驱动电机；32、转轴；33、第一同步带；40、载片台；41、导向杆；42、连接轴；43、避让槽；44、第二弹簧座；50、第二驱动组件；51、第二驱动电机；52、第二同步带；60、压紧组件；61、上压盘；611、搭接部；62、下压盘；621、导向孔；622、导向轮；623、基片顶块；624、第一弹簧座；63、弹簧；70、第三驱动组件；71、托环；711、滚珠；712、限位部；72、顶升驱动件；721、顶升杆。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如本公开和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
图1至图10示出了本发明的一种实施例，本实施例的用于刻蚀及溅射的工件台，包括腔室封板10、安装座20、第一驱动组件30，腔室封板10安装于工艺腔室上，第一驱动组件30设于腔室封板10上并用于驱动安装座20旋转，以实现安装座20相对水平面倾斜或垂直布置，安装座20上设有载片台40和用于驱动载片台40自传的第二驱动组件50，载片台40上设有用于压紧基片的压紧组件60，工件台还包括用于驱动压紧组件60上升或下降的第三驱动组件70。
该用于刻蚀及溅射的工件台，将腔室封板10安装于工艺腔室上并用于封闭工艺腔室，使安装座20位于腔室内；在初始状态时，安装座20水平布置，通过第三驱动组件70驱动压紧组件60上升，使压紧组件60与载片台40之间产生间隙，基片经此间隙放置于载片台40上，便于放片，基片放置到位后，使压紧组件60下降以压紧基片，避免基片在工艺时移位，提高工艺的稳定性；通过第一驱动组件30驱动安装座20相对水平面倾斜或垂直布置，防止基片表面受到污染；通过第二驱动组件50驱动载片台40自传，提高刻蚀或溅射时的均匀性。
本实施例中，压紧组件60包括上压盘61和下压盘62，上压盘61上设有搭接部611，搭接部611搭设于载片台40上并用于压紧基片，下压盘62套设于载片台40外周并与上压盘61相连，第三驱动组件70用于驱动下压盘62上升或下降。具体地说，第三驱动组件70设于安装座20上，当第三驱动组件70驱动下压盘62上升的同时，带动上压盘61的搭接部611与载片台40的上表面分离，使搭接部611与载片台40的上表面产生间隙，基片经此间隙放置于载片台40上，基片放置到位后，使下压盘62和上压盘61同时下降，最终使搭接部611压紧基片，进一步避免基片在工艺过程中移位，可靠性高。
本实施例中，载片台40上设有导向杆41，下压盘62上设有导向孔621，导向杆41穿设于导向孔621中。下压盘62在上升和下降的过程中，通过导向杆41与导向孔621的配合对下压盘62进行导向，提高运动的稳定性，并且当载片台40自传时，通过导向杆41带动下压盘62一起旋转，避免基片与搭接部611之间产品相对摩擦而刮伤基片并能够更好的限制基片移位。
本实施例中，导向孔621中设有导向轮622，导向轮622与导向杆41滚动连接。通过导向轮622减小摩擦，进一步提高运动的稳定性。
本实施例中，下压盘62上设有多个用于顶升基片的基片顶块623，多个基片顶块623沿下压盘62的圆周方向间隔布置，载片台40上设有用于避让基片顶块623的避让槽43。
具体地说，上压盘61和下压盘62的高度位置可实现低位、中位和高位三种状态的改变。以放置基片的过程为例，当第三驱动组件70未顶升时，上压盘61和下压盘62由于重力的作用处于低位状态，此时搭接部611搭接在载片台40上；当第三驱动组件70使搭接部611上升与载片台40分离且基片顶块623未穿过避让槽43时，搭接部611与载片台40产生间隙，可通过机械手等取放部件将基片经此间隙传送至载片台40的正上方，此时上压盘61和下压盘62处于中位状态，便于基片的传送；当第三驱动组件70使下压盘62继续上升时，基片顶块623穿过避让槽43并将基片顶起，使基片与取放部件分离，此时上压盘61和下压盘62处于高位状态，同时取放部件退回原位；最后使上压盘61和下压盘62下降回复至低位状态，基片先落入载片台40上，然后被搭接部611压紧，实现基片的固定。取片的过程参照放片过程，具体不再赘述。
本实施例中，下压盘62与载片台40之间设有多个弹簧63，下压盘62上设有第一弹簧座624，载片台40上设有第二弹簧座44，弹簧63的两端分别设于第一弹簧座624与第二弹簧座44中，避免弹簧63移位。当上压盘61和下压盘62处于低位时，弹簧63的弹力作用于下压盘62上，使上压盘61和下压盘62产生向下运动的趋势，从而使搭接部611进一步压紧基片，提高可靠性。
本实施例中，第一驱动组件30包括第一驱动电机31、转轴32和第一同步带33，第一驱动电机31通过第一同步带33与转轴32相连，转轴32贯穿腔室封板10并与安装座20相连。转轴32与腔室封板10之间设有第一密封磁流体11，便于转轴32旋转，保证腔室的密封性，通过第一驱动电机31驱动转轴32旋转，从而实现安装座20旋转，结构简单，操作方便。
本实施例中，第二驱动组件50包括第二驱动电机51和第二同步带52，载片台40上设有连接轴42，连接轴42贯穿安装座20并通过第二同步带52与第二驱动电机51相连。连接轴42与安装座20之间设有第二密封磁流体24，便于连接轴42旋转，并保证腔室的密封性，通过第二驱动电机51驱动连接轴42旋转，从而实现载片台40自传，结构简单，操作方便。
本实施例中，第三驱动组件70包括托环71和顶升驱动件72，安装座20上设有轴承座21，托环71的一端与轴承座21相连，顶升驱动件72设于载片台40上并用于驱动托环71的另一端向上运动，以使压紧组件60上升。具体地说，顶升驱动件72优选为顶升气缸，顶升气缸固定于安装座20上，托环71靠近下压盘62的一端设有滚珠711，顶升时，顶升气缸的顶升杆721与托环71的中部接触，使托环71绕着轴承座21旋转，从而滚珠711与下压盘62接触并使下压盘62上升，通过滚珠711减少两者间的摩擦阻力。托环71上设有用于限制顶升杆721位置的限位部712，避免顶升杆721缩回至安装座20的下方。
本实施例中，安装座20上还设有用于工艺前保护载片台40的保护罩22和用于优化刻蚀或溅射均匀性的修正板23。安装座20上设有第一壳体25和第二壳体28，第一壳体25位于安装座20的下方，第二壳体28位于安装座20的上方，第二驱动组件50和第三驱动组件70等零部件均设于第一壳体25内，避免受到其他零部件影响，第二壳体28用于保护托环71等零部件。第一壳体25内设有两个旋转气缸26，保护罩22通过连接杆27与其中一个旋转气缸26相连，修正板23通过另一根连接杆27与另一个旋转气缸26相连，当工件台不工作时，旋转气缸26带动保护罩22旋转至载片台40的上方，避免杂质和灰尘落在载片台40上，当工件台工作时，保护罩22旋转避开工艺区间，同时另一个旋转气缸26旋转使修正板23位于载片台40的上方，用于遮挡部分离子束，优化刻蚀或溅射的均匀性。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种用于刻蚀及溅射的工件台，其特征在于：包括腔室封板(10)、安装座(20)、第一驱动组件(30)，所述腔室封板(10)安装于工艺腔室上，所述第一驱动组件(30)设于所述腔室封板(10)上并用于驱动所述安装座(20)旋转，以实现所述安装座(20)相对水平面倾斜或垂直布置，所述安装座(20)上设有载片台(40)和用于驱动载片台(40)自传的第二驱动组件(50)，所述载片台(40)上设有用于压紧基片的压紧组件(60)，所述工件台还包括用于驱动所述压紧组件(60)上升或下降的第三驱动组件(70)；
所述压紧组件(60)包括上压盘(61)和下压盘(62)，所述上压盘(61)上设有搭接部(611)，所述搭接部(611)搭设于所述载片台(40)上并用于压紧基片，所述下压盘(62)套设于所述载片台(40)外周并与所述上压盘(61)相连，所述第三驱动组件(70)用于驱动所述下压盘(62)上升或下降。
2.根据权利要求1所述的用于刻蚀及溅射的工件台，其特征在于：所述载片台(40)上设有导向杆(41)，所述下压盘(62)上设有导向孔(621)，所述导向杆(41)穿设于所述导向孔(621)中。
3.根据权利要求2所述的用于刻蚀及溅射的工件台，其特征在于：所述导向孔(621)中设有导向轮(622)，所述导向轮(622)与所述导向杆(41)滚动连接。
4.根据权利要求1所述的用于刻蚀及溅射的工件台，其特征在于：所述下压盘(62)上设有多个用于顶升基片的基片顶块(623)。
5.根据权利要求1所述的用于刻蚀及溅射的工件台，其特征在于：所述下压盘(62)与所述载片台(40)之间设有多个弹簧(63)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于刻蚀及溅射的工件台，其特征在于：所述第一驱动组件(30)包括第一驱动电机(31)、转轴(32)和第一同步带(33)，所述第一驱动电机(31)通过所述第一同步带(33)与所述转轴(32)相连，所述转轴(32)贯穿所述腔室封板(10)并与所述安装座(20)相连。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的用于刻蚀及溅射的工件台，其特征在于：所述第二驱动组件(50)包括第二驱动电机(51)和第二同步带(52)，所述载片台(40)上设有连接轴(42)，所述连接轴(42)贯穿所述安装座(20)并通过所述第二同步带(52)与所述第二驱动电机(51)相连。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的用于刻蚀及溅射的工件台，其特征在于：所述第三驱动组件(70)包括托环(71)和顶升驱动件(72)，所述安装座(20)上设有轴承座(21)，所述托环(71)的一端与所述轴承座(21)相连，所述顶升驱动件(72)设于所述载片台(40)上并用于驱动所述托环(71)的另一端向上运动，以使所述压紧组件(60)上升。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的用于刻蚀及溅射的工件台，其特征在于：所述安装座(20)上还设有用于工艺前保护所述载片台(40)的保护罩(22)和用于优化刻蚀或溅射均匀性的修正板(23)。
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