[發(fā)明專利]一種離子束刻蝕機(jī)及其升降旋轉(zhuǎn)臺(tái)裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010926525.3
• 申請(qǐng)日: 2020-09-07
• 公開（公告）號(hào): CN114156196A
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉海洋;劉小波;胡冬冬;程實(shí)然;郭頌;張霄;許開東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇魯汶儀器有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/67
• 分類號(hào): H01L21/67;H01L21/687;H01L21/3065
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 肖鵬

1.一種用于真空刻蝕腔體內(nèi)的升降旋轉(zhuǎn)臺(tái)裝置，其特征在于：包括封閉殼體、轉(zhuǎn)軸（2）、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元和升降驅(qū)動(dòng)單元；

所述封閉殼體包括上部殼體（101）、下部殼體和中部波紋管（103）；所述上部殼體（101）位于下部殼體的上方；所述中部波紋管（103）的上端與上部殼體（101）密封連接；所述中部波紋管（103）的下端與下部殼體密封連接；所述上部殼體（101）的上端設(shè)置有軸孔（101a）；

所述轉(zhuǎn)軸（2）穿過軸孔（101a）布置；所述轉(zhuǎn)軸（2）與軸孔（101a）之間設(shè)置有動(dòng)密封；所述轉(zhuǎn)軸（2）位于封閉殼體外部的上端設(shè)置有用于放置晶圓的載片臺(tái)（204）；所述轉(zhuǎn)軸（2）與上部殼體（101）之間還設(shè)置有第一軸向限位機(jī)構(gòu)；

所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元安裝于上部殼體（101）內(nèi)；所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸（2）沿軸孔（101a）旋轉(zhuǎn)；

所述升降驅(qū)動(dòng)單元安裝于下部殼體內(nèi)；所述升降驅(qū)動(dòng)單元用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸（2）沿軸向升降；且所述轉(zhuǎn)軸（2）與上部殼體（101）通過第一軸向限位機(jī)構(gòu)同步升降，且所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元跟隨上部殼體（101）同步升降。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于真空刻蝕腔體內(nèi)的升降旋轉(zhuǎn)臺(tái)裝置，其特征在于：所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元是中空環(huán)式電機(jī)；所述中空環(huán)式電機(jī)的轉(zhuǎn)子（301）與轉(zhuǎn)軸（2）固定連接；所述中空環(huán)式電機(jī)的定子（302）與上部殼體（101）固定連接；且所述中空環(huán)式電機(jī)作為轉(zhuǎn)軸（2）與上部殼體（101）之間的第一軸向限位機(jī)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于真空刻蝕腔體內(nèi)的升降旋轉(zhuǎn)臺(tái)裝置，其特征在于：所述升降驅(qū)動(dòng)單元包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)（401）、絲桿（402）、螺母滑塊（403）；所述絲桿（402）沿轉(zhuǎn)軸（2）升降方向布置；所述螺母滑塊（403）螺紋連接在絲桿（402）外；所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)（401）安裝在下部殼體，用于驅(qū)動(dòng)絲桿（402）轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)絲桿（402）轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母滑塊（403）沿絲桿（402）升降；所述螺母滑塊（403）與轉(zhuǎn)軸（2）之間設(shè)置有第二軸向限位機(jī)構(gòu)；所述螺母滑塊（403）與轉(zhuǎn)軸（2）通過第二軸向限位機(jī)構(gòu)同步升降。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于真空刻蝕腔體內(nèi)的升降旋轉(zhuǎn)臺(tái)裝置，其特征在于：所述轉(zhuǎn)軸（2）的下端沿軸心開設(shè)有導(dǎo)向圓孔（202）；所述第二軸向限位機(jī)構(gòu)包括滾動(dòng)軸承（203）；所述滾動(dòng)軸承（203）的外環(huán)與導(dǎo)向圓孔（202）內(nèi)壁固定連接；所述滾動(dòng)軸承（203）的內(nèi)環(huán)與轉(zhuǎn)軸（2）固定連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于真空刻蝕腔體內(nèi)的升降旋轉(zhuǎn)臺(tái)裝置，其特征在于：所述升降驅(qū)動(dòng)單元還包括第一導(dǎo)向滑桿（404）；所述第一導(dǎo)向滑桿（404）固定在下部殼體；所述第一導(dǎo)向滑桿（404）沿轉(zhuǎn)軸（2）升降方向布置；所述螺母滑塊（403）滑動(dòng)套裝在第一導(dǎo)向滑桿（404）外。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于真空刻蝕腔體內(nèi)的升降旋轉(zhuǎn)臺(tái)裝置，其特征在于：所述升降驅(qū)動(dòng)單元是直線驅(qū)動(dòng)器；所述直線驅(qū)動(dòng)器的主軸沿轉(zhuǎn)軸（2）升降方向運(yùn)動(dòng)；則所述直線驅(qū)動(dòng)器的主軸連接上部殼體（101）或者主軸，驅(qū)動(dòng)上部殼體（101）、轉(zhuǎn)軸（2）及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元同步升降。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于真空刻蝕腔體內(nèi)的升降旋轉(zhuǎn)臺(tái)裝置，其特征在于：所述封閉殼體還包括若干第二導(dǎo)向滑桿（104）；所述第二導(dǎo)向滑桿（104）固定在下部殼體；所述第二導(dǎo)向滑桿（104）沿轉(zhuǎn)軸（2）升降方向布置；所述上部殼體（101）滑動(dòng)套裝在第二導(dǎo)向滑桿（104）外。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于真空刻蝕腔體內(nèi)的升降旋轉(zhuǎn)臺(tái)裝置，其特征在于：所述動(dòng)密封是磁流體密封結(jié)構(gòu)。

9.一種離子束刻蝕機(jī)，包括真空刻蝕腔體（6）、離子源和柵網(wǎng)（7）；所述離子源產(chǎn)生的離子經(jīng)柵網(wǎng)（7）加速，進(jìn)入真空刻蝕腔體（6）轟擊晶圓；其特征在于：還包括如權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的升降旋轉(zhuǎn)臺(tái)裝置（5）。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的離子束刻蝕機(jī)，其特征在于：所述離子源包括石英筒（801）、射頻線圈（802）和中和器（803）；所述石英筒（801）的一端連通真空刻蝕腔體（6），另一端連通工藝氣體進(jìn)氣；所述柵網(wǎng)（7）位于石英筒（801）的一端與真空刻蝕腔體（6）之間；所述射頻線圈（802）位于石英筒（801）外周；工藝氣體從石英筒（801）的另一端接入，射頻線圈（802）在石英筒（801）內(nèi)激勵(lì)產(chǎn)生正電荷等離子體；正電荷等離子體經(jīng)柵網(wǎng)（7）加速；中和器（803）釋放電子，經(jīng)柵網(wǎng)（7）后的正電荷等離子體與電子中和成中性離子，中性離子轟擊升降旋轉(zhuǎn)臺(tái)裝置（5）上的晶圓。