CN104124126B - 一种承载装置及等离子体加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种承载装置及等离子体加工设备，包括托盘和盖板，托盘用于承载多个被加工工件；盖板采用绝缘材料制成，且叠置在托盘的上表面，并且在盖板上设有多个通孔，通孔的数量和位置与置于托盘上的被加工工件的数量和位置一一对应；被加工工件置于托盘的上表面，且位于相应的通孔内；在盖板的下表面上设置有朝向托盘凸出，并环绕所述托盘的外周壁设置的闭合的环形凸部，该环形凸部采用绝缘材料制成，用以使托盘的外周壁与外界电绝缘。本发明提供的承载装置，其即使在托盘与外界之间存在较大的电压差时，也能够保证托盘的整个外表面与外界电绝缘，从而不仅可以提高托盘的使用寿命，而且还可以提高等离子体加工设备的稳定性。

Description

一种承载装置及等离子体加工设备

技术领域

本发明属于微电子加工技术领域，具体涉及一种承载装置及等离子体加工设备。

背景技术

等离子体加工设备是应用比较广泛的加工设备，主要用于对基片等的被加工工件进行镀膜、刻蚀等工艺。

图1为现有的等离子体加工设备的结构示意图。如图1所示，等离子体加工设备包括反应腔室100、射频电源101、静电卡盘103和承载装置。其中，在反应腔室100的顶壁上内嵌有介质窗口102；射频电源101设置在介质窗口102的上方，用以通过介质窗口102将反应腔室100中的工艺气体电离成等离子体104；静电卡盘103设置在反应腔室100内，用以采用静电引力的方式将用于承载被加工工件的承载装置吸附在其上表面上。承载装置包括托盘106和盖板107，其中，托盘106采用导电材料制作，其以静电引力的方式将晶片105吸附在托盘106的上表面上，并且，采用阳极氧化处理或喷涂高阻抗材料的方式在托盘106的整个外表面上设置一层保护层，用以防止带有电压的托盘106与等离子体104导通。盖板107采用陶瓷、石英等抗等离子体腐蚀的绝缘材料制成，且叠置在托盘106的上表面，并且在盖板107上设有与置于托盘106上的晶片105的数量及位置相对应的通孔，每个晶片105置于托盘106的上表面上，且位于与之对应的盖板107的通孔内。借助盖板107，可以防止等离子体104轰击托盘106的未被晶片105覆盖的上表面。

然而，上述等离子体加工设备在实际应用中不可避免地存在以下问题，即：由于上述盖板107仅覆盖了托盘106的上表面，而没有覆盖托盘106的外周壁，并且，虽然设置在托盘106的外周壁上的保护层可以在一定程度上起到阻隔等离子体104的作用，但是，在托盘106与等离子体104之间存在较大的电压差（1000V以上）时，该阻隔作用往往会失效，导致托盘106和等离子体104导通，甚至产生放电现象，这不仅降低了托盘以及反应腔室内的其他部件的使用寿命，而且还降低了等离子体加工设备的稳定性。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题，提供了一种承载装置及等离子体加工设备，其即使在托盘与外界之间存在较大的电压差时，也能够保证托盘的整个外表面与外界电绝缘，从而不仅可以提高托盘的使用寿命，而且还可以提高等离子体加工设备的稳定性。

本发明提供一种承载装置，包括托盘和盖板，所述托盘用于承载多个被加工工件；所述盖板采用绝缘材料制成，且叠置在所述托盘的上表面，并且在所述盖板上设有多个通孔，所述通孔的数量和位置与置于所述托盘上的被加工工件的数量和位置一一对应；所述被加工工件置于所述托盘的上表面，且位于相应的所述通孔内；在所述盖板的边缘设置有朝向所述托盘凸出，并环绕所述托盘的外周壁设置的环形凸部，所述环形凸部采用绝缘材料制成，用以使所述托盘的外周壁与外界电绝缘。

其中，所述环形凸部的下端面与所述托盘的下表面在垂直方向上具有预定间距。

优选地，所述预定间距小于0.5mm。

其中，所述环形凸部的内周壁与所述托盘的外周壁在水平方向上具有间隙。

其中，所述盖板采用螺纹连接或者粘接的方式固定在所述托盘的上表面上。

其中，所述绝缘材料包括陶瓷或者石英。

其中，采用阳极氧化处理或者喷涂阻抗材料的方式在所述托盘的上表面和/或外周壁上设置保护层，用以使所述托盘的上表面和/或外周壁与外界电绝缘。

优选地，所述环形凸部与盖板采用一体成型的方式加工，且所述环形凸部的内周壁与所述盖板的下表面之间的拐角角度为90度，且在所述拐角处加工有圆角结构。

作为另一个技术方案，本发明还提供一种等离子体加工设备，包括反应腔室和承载装置，所述承载装置设置在所述反应腔室内，用以承载被加工工件，并且所述承载装置采用了本发明提供的上述承载装置。

其中，在所述反应腔室内还设置有静电卡盘，用以采用静电引力的方式将所述托盘吸附在其上表面上。

本发明具有下述有益效果：

本发明提供的承载装置，其不仅借助盖板来使托盘的上表面与外界电绝缘，而且通过在盖板的下表面上设置朝向托盘凸出，并环绕托盘的外周壁设置的闭合的环形凸部，并且该环形凸部采用绝缘材料制作，可以使托盘的外周壁与外界电绝缘，这与现有技术中仅借助设置在托盘的外周壁上的保护层来使托盘的外周壁与外界电绝缘相比，可以提高对外界的隔绝效果，从而即使在托盘与外界之间存在较大的电压差时也能够保证托盘的整个外表面与外界电绝缘，进而不仅可以提高托盘的使用寿命，而且还可以提高等离子体加工设备的稳定性。

本发明提供的等离子体加工设备，其通过采用本发明提供的承载装置，不仅可以提高设备的使用寿命，而且还可以提高设备的稳定性。

附图说明

图1为现有的等离子体加工设备的结构示意图；

图2为本发明提供的承载装置的剖视图；以及

图3为图2中承载装置的盖板的仰视图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的承载装置及等离子体加工设备进行详细地描述。

图2为本发明提供的承载装置的剖视图。图3为图2中承载装置的盖板的仰视图。请一并参阅图2和图3，承载装置包括托盘10和盖板11。其中，托盘10用于承载多个被加工工件13，并且，托盘10采用导电金属或石墨等的导电材料制作，用以采用静电引力的方式将被加工工件13吸附在其上表面14上，这与采用机械夹具的固定方式相比，不仅安装简便、稳定性好，而且还可以避免出现因机械夹具占据被加工工件13的上表面而造成被加工工件13的有效加工面积减小，以及因机械夹具损坏被加工工件13而造成等离子体加工设备的使用成本增加等的问题。

盖板11的下表面110与托盘10的上表面14相互叠置，且二者采用螺纹连接或者粘接的方式固定在一起；并且，在盖板11上设有多个通孔12，通孔12的数量和位置与置于托盘10上的被加工工件13的数量和位置一一对应；被加工工件13置于托盘10的上表面14，且位于相应的通孔12内。而且，盖板11采用诸如陶瓷或者石英等的绝缘材料制成，以使托盘10的上表面14与外界电绝缘。

此外，在盖板11的下表面110上设置有朝向托盘10凸出，并环绕托盘10的外周壁16设置的环形凸部111，环形凸部111采用诸如陶瓷或者石英等的绝缘材料制作，用以使托盘10的外周壁16与外界电绝缘，这与现有技术中仅借助设置在托盘的外周壁上的保护层来使托盘的外周壁与外界电绝缘相比，可以提高对外界的隔绝效果，从而即使在托盘与外界之间存在较大的电压差时也能够保证托盘的整个外表面与外界电绝缘，进而不仅可以提高托盘的使用寿命，而且还可以提高等离子体加工设备的稳定性。

在本实施例中，环形凸部111的下端面112与托盘10的下表面15在垂直方向上具有预定间距H，这可以在将托盘10放置在静电卡盘等的用于承载托盘10的载体上时，仅使托盘10的下表面与载体的承载面相接触，而环形凸部111的下端面112不与载体的承载面相接触，从而可以使托盘10平稳地设置在载体上。优选地，预定间距H小于0.5mm。

而且，环形凸部111的内周壁113与托盘10的外周壁16之间在水平方向上具有间隙D，即，环形凸部111的内径大于托盘10的外径。在对被加工工件13进行工艺的过程中，托盘10往往因处于高温环境而发生热膨胀，在这种情况下，借助间隙D，可以允许托盘10在水平方向上发生一定程度的形变，从而可以避免托盘10因发生形变而损坏环形凸部111。在实际应用中，间隙D可以根据托盘10的热膨胀系数等参数设定。

此外，为了避免因增设环形凸部111而导致装载装置的整体尺寸增大，可以适当减小托盘10和环形凸部111的外径，以保证增设环形凸部111后的托盘10的整体尺寸与未增设环形凸部111的托盘10的整体尺寸大致相同，这不仅可以使增设环形凸部111后的托盘10仍可以与现有的机械手等的装置配合使用，而且还不会对设置在托盘10周边的零部件产生影响。

另外，优选地，采用阳极氧化处理或者喷涂阻抗材料的方式在托盘10的上表面14和/或外周壁16上设置保护层（图中未示出），该保护层可以使托盘10的上表面14和/或外周壁16与外界电绝缘，以进一步提高对外界的隔绝效果。

需要说明的是，在实际应用中，环形凸部111和盖板11的材料可以相同或不同，当二者的材料相同时，可以采用一体成型的方式加工盖板11和环形凸部111，这不仅有利于满足对盖板11和环形凸部111的公差要求，而且还可以提高环形凸部111和盖板11的整体刚性。当二者的材料不同时，可以采用焊接、粘接等方式将盖板11和环形凸部111密封连接。

还需要说明的是，在本实施例中，托盘10采用静电引力的方式将被加工工件13吸附在其上表面上，但是，本发明并不局限于此，在实际应用中，也可以采用机械夹具将被加工工件13固定在其上表面上。例如，可以借助盖板11将被加工工件13压在托盘10的上表面上，具体地，可以使盖板11的通孔12孔径略小于被加工工件13的直径，以使盖板11的下表面且靠近通孔12的区域与被加工工件13的边缘区域相互叠置，即可实现将被加工工件13压在托盘10的上表面上。

作为另一个技术方案，本发明还提供一种等离子体加工设备，其包括反应腔室和承载装置，其中，承载装置设置在反应腔室内，用以承载被加工工件，且该承载装置采用本实施例提供的上述承载装置。

在本实施例中，在反应腔室内还设置有静电卡盘，用于采用静电引力的方式将托盘吸附在其上表面。

本实施例提供的等离子体加工设备，其通过采用本实施例提供的上述承载装置，不仅可以提高设备的使用寿命，而且还可以提高设备的稳定性。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种等离子体加工用的承载装置，包括托盘和盖板，所述托盘用于承载多个被加工工件；所述盖板采用绝缘材料制成，且叠置在所述托盘的上表面，并且在所述盖板上设有多个通孔，所述通孔的数量和位置与置于所述托盘上的被加工工件的数量和位置一一对应；所述被加工工件置于所述托盘的上表面，且位于相应的所述通孔内；其特征在于，

在所述盖板的边缘设置有朝向所述托盘凸出，并环绕所述托盘的外周壁设置的闭合的环形凸部，所述环形凸部采用绝缘材料制成，用以使所述托盘的外周壁与外界电绝缘。

2.根据权利要求1所述的承载装置，其特征在于，所述环形凸部的下端面与所述托盘的下表面在垂直方向上具有预定间距。

3.根据权利要求2所述的承载装置，其特征在于，所述预定间距小于0.5mm。

4.根据权利要求1所述的承载装置，其特征在于，所述环形凸部的内周壁与所述托盘的外周壁在水平方向上具有间隙。

5.根据权利要求1所述的承载装置，其特征在于，所述盖板采用螺纹连接或者粘接的方式固定在所述托盘的上表面上。

6.根据权利要求1所述的承载装置，其特征在于，所述绝缘材料包括陶瓷或者石英。

7.根据权利要求1所述的承载装置，其特征在于，采用阳极氧化处理或者喷涂阻抗材料的方式在所述托盘的上表面和/或外周壁上设置保护层，用以使所述托盘的上表面和/或外周壁与外界电绝缘。

8.根据权利要求1所述的承载装置，其特征在于，所述环形凸部与盖板采用一体成型的方式加工，且所述环形凸部的内周壁与所述盖板的下表面之间的拐角角度为90度，且在所述拐角处加工有圆角结构。

9.一种等离子体加工设备，包括反应腔室和承载装置，所述承载装置设置在所述反应腔室内，用以承载被加工工件，其特征在于，所述承载装置采用权利要求1-8任意一项权利要求所述的承载装置。

10.根据权利要求9所述的等离子体加工设备，其特征在于，在所述反应腔室内还设置有静电卡盘，用以采用静电引力的方式将所述托盘吸附在其上表面上。