CN117276037A - 一种下电极组件及离子束刻蚀机 - Google Patents

一种下电极组件及离子束刻蚀机 Download PDF

Info

Publication number
CN117276037A
CN117276037A CN202210663404.3A CN202210663404A CN117276037A CN 117276037 A CN117276037 A CN 117276037A CN 202210663404 A CN202210663404 A CN 202210663404A CN 117276037 A CN117276037 A CN 117276037A
Authority
CN
China
Prior art keywords
thimble
lower electrode
ring
electrode assembly
fixed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210663404.3A
Other languages
English (en)
Inventor
刘好好
闫奎呈
陈龙保
石小丽
张亦涛
胡冬冬
许开东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Leuven Instruments Co Ltd
Original Assignee
Jiangsu Leuven Instruments Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Leuven Instruments Co Ltd filed Critical Jiangsu Leuven Instruments Co Ltd
Priority to CN202210663404.3A priority Critical patent/CN117276037A/zh
Publication of CN117276037A publication Critical patent/CN117276037A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/305—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating or etching
    • H01J37/3053—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating or etching for evaporating or etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32733—Means for moving the material to be treated
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68742—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a lifting arrangement, e.g. lift pins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68785—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the mechanical construction of the susceptor, stage or support

Abstract

本发明公开一种下电极组件及离子束刻蚀机，该下电极组件包括多个压环(1)、电极板(2)和固定圈(5)；所述多个压环(1)沿周向间隔设置在所述电极板(2)的上方，每个所述压环(1)通过相应设置的可旋转推杆(3)设置在固定圈(5)上，且所述压环(1)的端部形成与待处理晶圆适配的压抵部；所述压环(1)可由所述可旋转推杆(3)带动转动，以调整其压抵部相对于下电级回转中心的径向距离。应用本方案，可防止机械手在传输的过程中撞击压环的现象；利用每个压环顶点处压边，降低了与晶圆的接触面积，可有效提高晶圆刻蚀的良率；同时可适应不同尺寸晶圆的压紧适配，具有较好的可适应性，在降低了成本的基础上可有效减少操作时间。

Description

一种下电极组件及离子束刻蚀机
技术领域
本发明涉及半导体加工设备技术领域，具体涉及一种多尺寸晶圆共用的下电极组件及离子束刻蚀机。
背景技术
刻蚀是半导体加工、微电子制造、LED生产等领域中非常重要的一步工艺。由于半导体器件的集成度日渐提高，对于生产中尺寸控制的要求也愈发提高，因此对刻蚀精度的要求也越来越高。常见的刻蚀手段主要有干法刻蚀和湿法刻蚀。与湿法刻蚀相比，干法刻蚀具有各向异性好、选择比高、工艺可控、重复性好、无化学废液污染等优点。干法刻蚀可分为光挥发刻蚀、气相刻蚀、等离子体刻蚀、离子束刻蚀等。
离子束刻蚀是利用辉光放电原理将氩气分解为氩离子，氩离子经过阳极电场的加速对样品表面进行物理轰击，以达到刻蚀的作用，可广泛用于刻蚀加工各种金属及其合金，以及非金属、氧化物、氮化物、碳化物、半导体、聚合物、陶瓷、红外和超导等材料。其中，下电极结构是离子束刻蚀的核心结构，起到承载晶圆、冷却晶圆及带动晶圆旋转的作用，下电极组件设计在离子束刻蚀中起到至关重要的作用，并直接影响晶圆的良率。
现有技术将晶圆固定在下电极载片台上，主要包括机械压环和静电卡盘两种方式。静电卡盘相比机械压环可有效提高良率，大大减小碎片率，提高刻蚀均匀性，但其成本较高，后期维护费用也比较高。因此，机械压环的应用仍比较广泛，在加工不同尺寸的晶圆时，需要额外购买机台或更换下电极的方式适应相应尺寸的晶圆。
有鉴于此，亟待针对现有离子束刻蚀机的下电极组件进行结构优化，以适用于不同尺寸的晶圆加工。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种多尺寸共用的下电极组件及离子束刻蚀机，通过对下电极组件的改进优化，得以兼顾应用于不同尺寸晶圆的加工处理，并可有效提高作业效率。
本发明提供的一种下电极组件，用于离子束刻蚀机，包括多个压环、电极板和固定圈；所述多个压环沿周向间隔设置在所述电极板的上方，每个所述压环通过相应设置的可旋转推杆设置在固定圈上，且所述压环的端部形成与待处理晶圆适配的压抵部；所述压环可由所述可旋转推杆带动转动，以调整其压抵部相对于下电级回转中心的径向距离。
可选地，所述可旋转推杆穿过所述电极板与所述固定圈相连。
可选地，所述可旋转推杆包括内外嵌套设置的转轴)和固定轴，所述固定轴为圆筒状且其底部与所述固定圈固定连接，所述压环固定在所述转轴的上端，并通过所述转轴带动所述压环转动。
可选地，还包括驱动部件，所述驱动部件通过传动机构驱动所述转轴转动。
可选地，所述驱动部件包括与多个所述压环相应设置的多个舵机，每个所述舵机的输出端通过皮带与相应的所述转轴传动连接。
可选地，所述转轴上设置有齿轮结构，且所述固定轴的筒壁设置有开口，以便所述皮带通过所述开口与所述转轴上的齿轮结构适配。
可选地，所述可旋转推杆还包括轴套和轴承，所述轴套嵌套设置在所述转轴和所述固定轴之间；所述轴承固定设置在所述固定轴的底部，且位于所述转轴与所述固定轴之间。
可选地，还包括多个周向间隔设置的顶针机构，所述顶针机构包括第一顶针和第二顶针，且所述第二顶针相对于所述第一顶针接近载片台回转中心设置；所述第二顶针和所述第一顶针均通过所述电极板的过孔伸出，并可在所述固定圈带动下上下位移。
可选地，所述第一顶针和所述第二顶针通过过渡板相连，其中，所述第二顶针通过第二顶针压板固定在所述过渡板上，所述第一顶针通过第一顶针压板固定在所述固定圈上。
本发明还提供一种离子束刻蚀机，包括下电极组件，所述下电极组件采用如前所述的下电极组件。
针对现有技术，本发明另辟蹊径针对下电极组件的可适应性提出了结构优化设计，具体地，包括多个独立调节位置的压环，多个压环沿周向间隔设置在电极板的上方，每个压环通过相应设置的可旋转推杆设置在固定圈上，且压环的端部形成与待处理晶圆适配的压抵部，可由相应的可旋转推杆带动转动，以调整其压抵部相对于下电级回转中心的径向距离。相较于传动的圆形压环，本方案将压环功能结构分为周向间隔设置的多个部分，可防止机械手在传输的过程中撞击压环的现象；利用每个压环顶点处压边，有效解决了传统压环压边过多所存在的有效利用率低的缺点，降低了压环与晶圆的接触面积，可有效提高晶圆刻蚀的良率；与此同时，每个压环均相对于电极板转动，以便其顶点处适应不同尺寸晶圆的压紧适配，无需开腔更换下电极或额外购买其他尺寸机台，具有较好的可适应性，极大的降低了成本及减少了相关操作时间。
在本发明的可选方案中，其可旋转推杆包括内外嵌套设置的转轴和固定轴，固定轴为圆筒状且其底部与固定圈固定连接，压环固定在转轴的上端，并通过转轴带动其转动。进一步地，驱动部件包括与多个压环相应设置的多个舵机，每个舵机的输出端通过皮带与相应的转轴传动连接，结构简单可靠，并具良好的可操作性。
在本发明的另一可选方案中，其顶针机构包括第一顶针和第二顶针，且该第二顶针相对于第一顶针接近载片台回转中心设置，也就是说，第二顶针适用于小尺寸晶圆，第一顶针适用于大尺寸晶圆。在实际应用中，对应于小尺寸晶圆，该第二顶针的设置能够提供可靠支撑，满足相应工艺要求；同时，对于大尺寸晶圆出现滑动趋势时，该第二顶针可同步提供支撑作用，可规避晶圆滑动甚至是滑落对工艺结果造成影响。
附图说明
图1为具体实施方式中所述下电极组件的整体结构示意图；
图2为图1中所示可旋转推杆的剖视图；
图3为图1中所示旋转接头的结构示意图；
图4为图1中所示磁流体轴的剖面图；
图5为图1中所示真空电极的结构示意图；
图6为图1中所示顶针机构的结构示意图；
图7为基于图1中所示下电极组件的工作流程图。
图中：
压环1、电极板2、可旋转推杆3、转轴301、固定轴302、轴套303、轴承304、开口305、齿轮结构306、顶针4、第一顶针401、第二顶针402、过渡板403、第二顶针压板404、第一顶针压板405、固定圈5、皮带6、舵机7、气缸8、磁流体轴9、圆孔901、通孔902、大摆件10、电机11、旋转接头12、台阶孔1201、真空电极13、陶瓷本体1301、导线接头1302、导线接头1303。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
下电极组件是离子束刻蚀的核心结构，用于承载晶圆、冷却晶圆及带动晶圆旋转。刻蚀加工前，需要将晶圆可靠固定在下电极的载片台上，一种典型方式是采用机械压环的方式，受现有机械压环自身结构的限制，无法适用于不同尺寸的晶圆加工，需要购买不同规格的机台或更换下电极的方式处理相应尺寸的晶圆。
基于此，本申请实施例提供一种多尺寸晶圆共用的下电极组件，该下电极组件采用机械压环的方式压紧晶圆。将传统的圆形压环分为周向间隔设置的多个部分，可防止机械手在传输的过程中撞击压环的现象；利用每个压环顶点处压边，有效解决了传统压环压边过多所存在的有效利用率低的缺点；同时，每个压环均相对于电极板转动，以便其顶点处适应不同尺寸晶圆的压紧适配。
不失一般性，本实施方式以图中所示的多尺寸晶圆共用的下电极组件作为描述基础，其具有三个可相对于电极板转动的压环，并通过各压环端部顶点处形成压抵部，以压紧待处理晶圆。请参见图1，该图为本实施方式中所述多尺寸晶圆共用的下电极组件的整体结构示意图。
如图1所示，该下电极组件主要包括压环1、电极板2、可旋转推杆3、顶针4、固定圈5、皮带6、舵机7、气缸8、磁流体轴9、大摆件10、电机11和旋转接头12。
实际工作状态下，大摆件10上方为真空侧，大摆件10下方为大气侧，整体组装完成后，大摆件10上、下两面均可用密封圈等密封方式密封，实现隔离真空侧与大气侧的功能作用。可以理解的是，基于大摆件10所建立上述密封关系，可以在具体实现中采用不同方式，本文不再赘述。
其中，每个压环1分别配置有提供转动驱动力的舵机7，对于待加工晶圆的实际尺寸，可通过控制舵机7的旋转角度，带动可旋转推杆3内部的转轴旋转，并进一步带动压环1转动，以将压环1的端部顶点调整到位。可以理解的是，随时压环1转动角度的变化，可调整其端部顶点至下电级载片台回转中心的径向距离，以适应不同尺寸的晶圆。调整到位后，开始晶圆处理工作流程。
图中所示的压环1呈圆弧状，以最大限度地降低对晶圆待加工表面的影响。当然，在其他具体实现中，该压环1可以为直段或其他结构形态。
另外，该压环1材质可根据实际需要进行选定，并应当具备耐高温、质量轻、耐离子束轰击等特点，例如但不限于采用铝合金材质的压环。
需要说明的是，本实施方案中各压环1分别由相应的舵机7独立驱动，当然在其他具体应用中，各压环1也可采用一个舵机作为驱动部件进行驱动(图中未示出)，同时配合行星齿轮传动机构即将该驱动力分别传递至各压环1的可旋转推杆3。
其中，可旋转推杆3包括内外嵌套设置的转轴301和固定轴302，转轴301和固定轴302之间设置有轴套303，且该转轴301与皮带6传动连接，并在舵机7驱动带动下相对于固定轴302转动。请一并参见图1和图2，其中，图2为图1中所示可旋转推杆的剖视图。
该可旋转推杆3整体穿过电极板2，其固定轴302底部固定在电极板2下方的固定圈5上，压环1固定在转轴301的上端，以达成支撑压环1及带动压环旋转的作用。如图1所示，固定圈5位于电极板2的下方，并可在气缸8的作用下带动可旋转推杆3及压环1上下位移，实现对待处理晶圆的压紧或放松操作。
当然，在其他具体应用中，可旋转推杆3也可位于电极板2的旁侧，而非局限于图中所示的采用穿过电极板2的装配方式。
如图2所示，转轴301上设置有齿轮结构306，该齿轮结构306用于与皮带6传动连接；固定轴302为圆筒状，相应地，其侧壁上与齿轮结构306径向相对的位置处设置有开口305，以便皮带6通过该开口305与转轴301上的齿轮结构306适配。舵机7输出端上也可以设置与皮带6适配的齿轮结构(图中未示出)，由此建立皮带传动。
在其他具体实现中，转轴301上的齿轮结构也可设置在其轴端，也即转轴301伸出于固定轴302的底端部，这样，固定轴302上无需开设用于通过皮带的开口。另外，转轴301及舵机7输出端上与皮带6建立上述传动连接关系的部位，非局限于设置为齿轮结构，具体可以为光轴或皮带轮的形式，换言之，只要能够经由皮带6将舵机7输出的转动驱动力传递至转轴301，均在本申请请求保护的范围内。
本实施方案中，转轴301和固定轴302的底部还设置有轴承304，以便在转轴301与固定轴302之间建立良好转动关系，并可通过间隔于转轴301与固定轴302之间的轴套303，减小两者间的磨损并起到润滑作用。
这里，轴承304可以通过焊接或过盈配合等连接方式固定于固定轴302底部，转轴301与轴承304相连接，实现转轴301与固定轴302之间轴向相向对位置的定位。
本实施方案中，旋转接头12设置在大气侧，并通过该旋转接头12将冷却水及背He从导管外输入到电极板2中，可以理解的是，上述对刻蚀过程中的晶圆进行降温的功能结构可基于现有技术实现，故本文不再赘述。具体请一并参见图3，该图为旋转接头的结构示意图。
如图3所示，旋转接头12与磁流体轴9的相对端设置有台阶孔1201，用于放置与磁流体轴9连接的真空电极13，并可以在固定到磁流体轴上时通过台阶孔1201的台阶面将真空电极13压紧，实现密封的作用。请一并参见图4，该图为图1中所示磁流体轴的剖面图。
如国4所示，磁流体轴9与旋转接头12的相对端设置有圆孔901，该圆孔901用于放置与旋转接头12连接的真空电极13，也即，该真空电极13的一部分结构置于旋转接头12的台阶孔1201内，另一部分结构置于磁流体轴9的圆孔901内；同时，该磁流体轴9还具有两个与该圆孔901连通的两个通孔902，两个通孔902分别自圆孔901轴向延伸后再径向延伸形成，引导布置与真空电极13连接的导线，将导线引导至磁流体轴9外侧，也即真空侧，从而实现将导线从大气侧引入真空侧的功能需要。
请一并参见图5，该图示出了图1中所示真空电极13的结构示意图。
如图5所示，真空电极13包括可绝缘的陶瓷本体1301，每个电极的两个导线接头1302、1303分别位于陶瓷本体1301的两侧，其中，导线接头1302对应连接磁流体轴9一侧，导线接头1303对应连接旋转接头一侧，实现将导线从大气侧传输至真空测的旋转电极上。该真空电极13安装与磁流体轴9与旋转接头12中间，通过旋转接头12将真空电极13紧紧压紧至磁流体轴9上，通过密封圈进行密封。
在其他具体实现中，也可以将真空电极13直接焊接于磁流体轴9上，可大大减小漏气风险。使用上述的连接方式，将真空电极13固定于磁流体轴9及旋转接头12之间，可以使磁流体轴9中的导线处于真空中，且该处为静密封，极大的降低了该处漏率过高的概率。
同时，能使舵机7的相关线缆可接在导线接头1301或导线接头1302上，这样，当电机11通过磁流体轴9控制电极板2旋转时，电缆、舵机7、真空电极13、磁流体轴9、旋转接头12同步旋转，从而避免了线缆因与线缆连接部件之间有相对运动而缠绕。
进一步地，为了提高机械手放置晶圆操作的可靠性，本实施方案中的顶针机构4包括第一顶针401和第二顶针402，请一并参见图6，该图示出了图1中所示顶针机构的结构示意图。
如图6所示，第一顶针401和第二顶针402为一体式结构，两者之间通过过渡板403相连，第二顶针402通过第二顶针压板404固定在过渡板403上，整个顶针机构通过第一顶针401上的第一顶针压板405固定在固定圈5上。
其中，第一顶针401和第二顶针402均可经由电极板2上的过孔伸出，以顶抵待处理晶圆的底面。结合图1所示，相对于第一顶针401，第二顶针402位于接近载片台回转中心的一侧，换言之，第二顶针402适用于小尺寸晶圆，例如但不限于200mm晶圆，第一顶针401适用于大尺寸晶圆，例如但不限于150mm及100mm晶圆。
这里，对应于小尺寸晶圆，第二顶针402的设置能够提供可靠支撑，满足相应工艺要求；同时，对于大尺寸晶圆出现滑动趋势时，该第二顶针402可同步提供支撑作用，可规避晶圆滑动甚至是滑落，对工艺结果造成影响。
在具体实现中，顶针机构4的设置数量可根据设备总体设计要求进行确定，例如但不限于至少配置为周向间隔设置的三个顶针机构4，以满足周向均布承载的功能需要。
当然，在其他具体实现中，第一顶针401和第二顶针402也可采用分体结构，并分别独立设置在固定圈5上，同样可以分别适配不同尺寸的待处理晶圆。
下面结合图7简要说明本实施方式所述下电极组件的工作流程。
如图7所示，启动前执行下述准备步骤：
S01，选择对应的晶圆尺寸，具体可由操作交互页面进行操作，输入待加工晶圆的尺寸；
S02，通过控制舵机7的旋转角度，由皮带带动推杆3内部的转轴301旋转，调整压环1至与该尺寸的晶圆适配的位置，以便其顶点处适应不同尺寸晶圆的压紧适配。
然后，正式开始工作流程。具体工艺步骤如下：
S1，机械手载着晶圆进入工艺腔；本实施方案中，将传统圆形压环分为周向间隔设置的多个部分，可防止机械手在传输的过程中撞击压环；
S2，机械手下降，将晶圆放置于顶针4上；这里，对于待处理晶圆与下电极载片台中心的精确对中，可通过程序控制进行微调补偿，无需进行开腔调节，可有效提高作业效率；
S3，机械手退回传输腔；
S4，在气缸8的作用下，固定圈5相对于电极板2下降；
S5，顶针4和压环1在固定圈5的带动下下降，压紧待处理晶圆；本实施方案中，利用每个压环顶点处压边，有效解决了传统压环压边过多所存在的有效利用率低的缺点；
S6，开始处理工艺；
S7，工艺结束后，固定圈5在气缸8的作用下上升；
S8，顶针5和压环1在固定环5的带动下上升，顶起晶圆；
S9，机械手进入工艺腔；
S10，机械手上升，取走晶圆；
S11，机械手退回传输腔；
S12，取出已完成工艺处理的晶圆，放入新的待处理晶圆。
当需要更换不同尺寸的晶圆时，需要重新返回执行调整晶圆尺寸的步骤S01、S02，调整好压环1的位置后即可执行相应待处理晶圆的相应操作。如此设置，通过软件控制调节压环1的工作位置，不需要开腔更换下电极，在减少设备成本的同时也大大减少了作业时间。
除前述下电极组件外，本实施方式还提供一种离子束刻蚀机，该离子束刻蚀机包括前述下电极组件，以适用于不同尺寸晶圆的处理加工。应当理解，该离子束刻蚀机的其他功能构成非本申请的核心发明点所在，本领域技术人员能够基于现有技术实现，故本文不再赘述。
应用本方案，可对不同尺寸的晶圆进行压紧操作，通过程序进行各压环工作位置的调整和控制，无需开腔更换下电极或额外购买其他尺寸机台，具有较好的可适应性，极大的降低了成本及减少了相关操作时间。同时，本实施方案通过压环的端部顶点处与晶圆表面适配，降低了压环与晶圆的接触面积，可有效提高晶圆刻蚀的良率。
需要说明的是，本实施方式提供的上述实施例具有相适配的旋转接头和磁流体轴，其具体功能实现并非局限于图中所示的结构形式，只要核心构思与本方案一致均在本申请请求保护的范围内。
以上仅是本发明的优选实施方式，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的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种下电极组件，用于离子束刻蚀机，其特征在于，包括多个压环(1)、电极板(2)和固定圈(5)；
所述多个压环(1)沿周向间隔设置在所述电极板(2)的上方，每个所述压环(1)通过相应设置的可旋转推杆(3)设置在固定圈(5)上，且所述压环(1)的端部形成与待处理晶圆适配的压抵部；所述压环(1)可由所述可旋转推杆(3)带动转动，以调整其压抵部相对于下电级回转中心的径向距离。
2.根据权利要求1所述的下电极组件，其特征在于，所述可旋转推杆(3)穿过所述电极板(2)与所述固定圈(5)相连。
3.根据权利要求1或2所述的下电极组件，其特征在于，所述可旋转推杆(3)包括内外嵌套设置的转轴(301)和固定轴(302)，所述固定轴(302)为圆筒状且其底部与所述固定圈(5)固定连接，所述压环(1)固定在所述转轴(301)的上端，并通过所述转轴(301)带动所述压环(1)转动。
4.根据权利要求3所述的下电极组件，其特征在于，还包括驱动部件，所述驱动部件通过传动机构驱动所述转轴(301)转动。
5.根据权利要求4所述的下电极组件，其特征在于，所述驱动部件包括与多个所述压环(1)相应设置的多个舵机(7)，每个所述舵机(7)的输出端通过皮带(6)与相应的所述转轴(301)传动连接。
6.根据权利要求5所述的下电极组件，其特征在于，所述转轴(301)上设置有齿轮结构(306)，且所述固定轴(302)的筒壁设置有开口(305)，以便所述皮带(6)通过所述开口(305)与所述转轴(301)上的齿轮结构(306)适配。
7.根据权利要求3所述的下电极组件，其特征在于，所述可旋转推杆(3)还包括轴套(303)和轴承(304)，所述轴套(303)嵌套设置在所述转轴(301)和所述固定轴(302)之间；所述轴承(304)固定设置在所述固定轴(302)的底部，且位于所述转轴(301)与所述固定轴(302)之间。
8.根据权利要求1或2所述的下电极组件，其特征在于，还包括多个周向间隔设置的顶针机构(4)，所述顶针机构(4)包括第一顶针(401)和第二顶针(402)，且所述第二顶针(402)相对于所述第一顶针(401)接近载片台回转中心设置；所述第二顶针(402)和所述第一顶针(401)均通过所述电极板(2)的过孔伸出，并可在所述固定圈(5)带动下上下位移。
9.根据权利要求8所述的下电极组件，其特征在于，所述第一顶针(401)和所述第二顶针(402)通过过渡板(403)相连，其中，所述第二顶针(402)通过第二顶针压板(404)固定在所述过渡板(403)上，所述第一顶针(401)通过第一顶针压板(405)固定在所述固定圈(5)上。
10.一种离子束刻蚀机，包括下电极组件，其特征在于，所述下电极组件采用权利要求1至9中任一项所述的下电极组件。
CN202210663404.3A 2022-06-13 2022-06-13 一种下电极组件及离子束刻蚀机 Pending CN117276037A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210663404.3A CN117276037A (zh) 2022-06-13 2022-06-13 一种下电极组件及离子束刻蚀机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210663404.3A CN117276037A (zh) 2022-06-13 2022-06-13 一种下电极组件及离子束刻蚀机

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117276037A true CN117276037A (zh) 2023-12-22

Family

ID=89214703

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210663404.3A Pending CN117276037A (zh) 2022-06-13 2022-06-13 一种下电极组件及离子束刻蚀机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117276037A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109192696B (zh) 升降针系统、真空反应腔室以及半导体加工设备
JP5759177B2 (ja) プラズマ処理装置、半導体基板を処理する方法、および軸直角変位ベローズユニット
KR100297358B1 (ko) 플라즈마에칭장치
CN1759466B (zh) 衬底支架提升机械装置
KR101241570B1 (ko) 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
CN111508805B (zh) 半导体设备中的晶片升降结构及半导体设备
CN1466770A (zh) 批量离子注入系统中的晶片背面气体冷却装置
CN114156196A (zh) 一种离子束刻蚀机及其升降旋转台装置
WO1991004569A1 (en) Disk scanning apparatus for batch ion implanters
CN117276037A (zh) 一种下电极组件及离子束刻蚀机
CN110205592B (zh) 磁控管驱动机构、磁控源和磁控溅射设备
CN115692301B (zh) 工艺腔室和晶圆加工方法
KR102168255B1 (ko) 다른 크기의 워크피스를 취급하기 위한 장치 및 방법
CN111063652B (zh) 一种基板夹持承载台
WO2023202119A1 (zh) 一种晶圆载台装置
WO2021173498A1 (en) Semiconductor processing chamber with dual-lift mechanism for edge ring elevation management
KR100616301B1 (ko) 전자빔 처리장치용 피가공물 공급장치
CN105390430B (zh) 一种压环压紧机构
KR101058810B1 (ko) 진공처리장치의 리프트 핀 구동장치
JP3688243B2 (ja) 半導体製造装置
CN112542414A (zh) 一种基板夹持承载台
JP2000178743A (ja) Ｃｖｄコーティング方法及びｃｖｄ装置
CN103426807A (zh) 一种配置取放装置和调节工件的位置的半导体刻蚀装置
KR200236672Y1 (ko) 유기ｅｌ디스플레이의 제조장치
TWI824722B (zh) 聚焦環及半導體晶圓加工方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination