CN104425337A - 夹持装置及等离子体加工设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的夹持装置及等离子体加工设备，包括托盘、盖板和紧固单元，紧固单元包括支撑件和多个紧固组件，支撑件采用环形结构，且环绕在盖板的外侧，并与托盘连接；多个紧固组件设置在支撑件上，且沿盖板的周向间隔设置，每个紧固组件包括压块、紧固件和弹性部件，压块通过紧固件可自转地与支撑件连接；压块具有悬臂，且悬臂在压块带动其旋转至第一位置时与盖板的边缘区域相互叠置，在压块带动其旋转至第二位置时与盖板的边缘区域相互分离；紧固件借助弹性部件向压块施加朝向托盘上表面的弹力，以使悬臂在处于第一位置时压紧盖板的边缘区域。本发明提供的夹持装置，其不仅可以节省拆装时间、简化拆装步骤，而且还可以降低盖板出现裂痕的几率。

Description

夹持装置及等离子体加工设备
技术领域
本发明属于半导体设备制造领域，具体涉及一种夹持装置及等离子体加工设备。
背景技术
随着微电子技术的不断发展，相关生产企业的竞争越来越激烈，降低成本、提高生产效率则是提高企业竞争力的常用手段。如LED光源生产企业为提高生产效率、降低生产成本，在图形化蓝宝石衬底（Patterned Sapphire Substrates，以下简称PSS）刻蚀工艺过程中，采用夹持装置同时搬运和刻蚀多个蓝宝石基片，以应对日益增加的市场需求。众所周知，夹持装置的结构对晶片的刻蚀效果以及可利用率具有很大的影响。
图1为现有的夹持装置的立体图。图2为现有的夹持装置的局部剖视图。请一并参阅图1和图2，夹持装置包括托盘1、盖板2以及紧固螺钉4。其中，在托盘1上设置有多个用于放置晶片3的承载位，并且在每个承载位上设置有气孔10，用以向晶片3背面输入冷却气体（如氦气），在承载位中还设置有密封圈11，用以使晶片3与托盘1之间形成一个封闭的空间，从而使输入的冷却气体在该空间内对晶片3的背面进行冷却；盖板2设置有通孔21，该通孔21的位置与托盘1上的承载位的位置相对应，并且盖板2下表面的靠近通孔21周边的边缘部分与托盘1的承载位共同对晶片3进行夹持固定，并通过紧固螺钉4，将盖板2与托盘1固定连接。
在实际应用中，为了保证盖板2的受力均匀，避免盖板2出现崩边或倾斜的问题，通常需要使用数量较多的紧固螺钉4，且沿盖板2的周向排布多圈。例如，如图1所示，在每相邻的两圈承载位之间设置一圈紧固螺钉4，且紧固螺钉4的总数为28个。然而，由于紧固螺钉4的数量较多，这不仅导致夹持装置的拆装时间较长、拆装工序繁琐，从而降低了工艺效率；而且，由于紧固螺钉4的位置靠近通孔21，因而过多的紧固螺钉4会增加盖板2在通孔21处出现裂痕的几率，从而降低了盖板2的使用寿命。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种夹持装置及等离子体加工设备，其不仅可以节省拆装时间、简化拆装步骤，从而可以提高工艺效率，而且还可以降低盖板出现裂痕的几率，从而可以提高夹持装置的使用寿命。
为实现本发明的目的而提供一种夹持装置，包括托盘、盖板和紧固单元，所述盖板与所述托盘相配合以将所述被加工工件夹持在二者之间；所述紧固单元用于将所述托盘与盖板固定连接；其特征在于，所述紧固单元包括支撑件和多个紧固组件，其中所述支撑件采用环形结构，且环绕在所述盖板的外侧，并与所述托盘连接；所述多个紧固组件设置在所述支撑件上，且沿所述盖板的周向间隔设置，每个紧固组件包括压块、紧固件和弹性部件，其中所述压块通过所述紧固件可自转地与所述支撑件连接，所述压块的旋转轴垂直于所述盖板的上表面；并且，所述压块具有悬臂，且所述悬臂在所述压块带动其旋转至第一位置时与所述盖板的边缘区域相互叠置，在所述压块带动其旋转至第二位置时与所述盖板的边缘区域相互分离；并且，所述紧固件借助所述弹性部件向所述压块施加朝向所述托盘上表面的弹力，以使所述悬臂在处于所述第一位置时压紧所述盖板的边缘区域。
其中，所述支撑件为闭合的环形结构，且与所述托盘采用一体成型或焊接的方式固定连接。
其中，所述支撑件为由多个沿所述盖板的周向间隔设置的支撑块组成，每个所述支撑块与所述托盘采用一体成型或焊接的方式固定连接；所述支撑块的数量与所述紧固组件的数量一一对应，并且每个紧固组件设置在所述支撑块上。
优选地，所述支撑件在所述托盘的径向上的长度不小于5mm。
其中，所述压块置于所述支撑件上，且具有安装通孔，所述紧固件的下端穿过所述安装通孔与所述支撑件连接；并且，在所述安装通孔的孔壁上设置有第一凸缘，并在所述紧固件的外周壁上，且位于所述第一凸缘的上方设置有第二凸缘；所述弹性部件设置在所述第一凸缘和第二凸缘之间。
其中，所述紧固件的下端与所述支撑件螺纹连接。
其中，所述弹性部件包括压缩弹簧。
其中，所述紧固单元还包括多个紧固螺钉，所述多个紧固螺钉设置在所述支撑件的内侧，用以在所述托盘与盖板的中心区域将二者固定在一起。
优选地，所述多个紧固螺钉分别在所述盖板的不同半径的圆周上均匀分布。
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，包括反应腔室以及设置在所述反应腔室内的卡盘和夹持装置，所述夹持装置固定在所述卡盘上，所述夹持装置采用了本发明提供的上述夹持装置。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的夹持装置，其紧固单元包括多个紧固组件以及将其沿盖板的周向与托盘连接，且位于盖板外侧的支撑件，每个紧固组件包括压块、紧固件和弹性部件，其中，压块具有悬臂，且可围绕垂直于盖板的上表面的旋转轴旋转，并且该悬臂在压块带动其旋转至第一位置时与盖板的边缘区域相互叠置，在压块带动其旋转至第二位置时与盖板的边缘区域相互分离。在装卸被加工工件时，旋转压块以使其悬臂处于第一位置，此时紧固件借助弹性部件向压块施加朝向托盘上表面的弹力，以使悬臂压紧盖板的边缘区域，即可固定托盘与盖板；旋转压块以使其悬臂处于第二位置，此时盖板不受悬臂的约束，即可拆卸托盘与盖板。这与现有技术相比，可以减少用于固定托盘与盖板的紧固螺钉的数量，即，可以使用多个紧固组件和支撑件代替设置在盖板的边缘区域的紧固螺钉，而且由于仅需旋转压块即可完成托盘与盖板的固定和拆卸，而无需重复拆装螺钉，从而可以节省拆装时间、简化拆装步骤，进而可以提高工艺效率。此外，由于紧固螺钉的数量减少，这可以降低盖板在紧固螺钉的安装处出现裂痕的几率，从而可以提高夹持装置的使用寿命，进而可以降低等离子体加工设备的使用成本。
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上述夹持装置，不仅可以节省拆装时间、简化拆装步骤，从而可以提高工艺效率，而且还可以降低盖板出现裂痕的几率，从而可以提高夹持装置的使用寿命，进而可以降低等离子体加工设备的使用成本。
附图说明
图1为现有的夹持装置的立体图；
图2为现有的夹持装置的局部剖视图；
图3A为本发明实施例提供的夹持装置的俯视图；
图3B为图3A的局部剖视图；
图4A为本发明实施例提供的夹持装置在其压块的悬臂处于第一位置时的局部俯视图；以及
图4B为本发明实施例提供的夹持装置在其压块的悬臂处于第二位置时的局部俯视图。
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，下面结合附图来对本发明提供的夹持装置及等离子体加工设备进行详细描述。
图3A为本发明实施例提供的夹持装置的俯视图。图3B为图3A的局部剖视图。请一并参阅图3A和图3B，夹持装置包括托盘31、盖板32和紧固单元。其中，盖板32与托盘31相配合以将被加工工件36夹持在二者之间，在本实施例中，在托盘31上设置有多个用于放置被加工工件36的承载位，该承载位在托盘31的不同半径的圆周上排列，例如图3A中承载位在托盘31上排列内、外两圈（且托盘31的中心设置有一个承载位）；并且，在盖板32上设置有贯穿其厚度的通孔321，该通孔321的位置与托盘31上的承载位的位置相对应，并且盖板32下表面的靠近通孔321周边的边缘部分与托盘31的承载位共同对被加工工件36进行夹持固定。
紧固单元用于将托盘31与盖板32固定连接，该紧固单元包括多个紧固螺钉37、支撑件311和多个紧固组件30，其中，支撑件311采用环形结构，且环绕在盖板32的外侧，并与托盘31连接；在本实施例中，支撑件311为闭合的环形结构，且与托盘31采用一体成型或焊接的方式固定连接。在实际的加工过程中，可以通过增大托盘31的直径而获得支撑件311，即，支撑件311为在盖板32与托盘31相配合时，托盘31的没有被盖板32遮盖的环形边缘部分。
紧固螺钉37、支撑件311和多个紧固组件30共同实现对托盘31与盖板32的固定。其中，多个紧固螺钉37设置在支撑件311的内侧，用以在托盘31与盖板32的中心区域将二者固定在一起，优选地，多个紧固螺钉37分别在盖板31的不同半径的圆周上均匀分布，以保证盖板31的各个位置能够受力均匀。多个紧固组件30设置在支撑件311上，且沿盖板32的周向间隔设置，用以在盖板32与托盘31的边缘区域将二者固定在一起。优选地，支撑件311在托盘31的径向上的长度不小于5mm，以保证其能够稳定地支撑各个紧固组件30。
下面对紧固组件30进行详细描述。具体地，每个紧固组件30包括压块33、紧固件34和弹性部件35，其中，压块33通过紧固件34可自转地与支撑件311连接，压块33的旋转轴垂直于盖板32的上表面。而且，压块33具有悬臂331，且悬臂331在压块33带动其旋转至第一位置（如图4A中悬臂331的位置）时与盖板32的边缘区域相互叠置，在压块33带动其旋转至第二位置（如图4B中悬臂331的位置）时与盖板32的边缘区域相互分离；并且，紧固件34借助弹性部件35向压块33施加朝向托盘31上表面的弹力，以使悬臂331在处于第一位置时压紧盖板32的边缘区域。
在本实施例中，压块33与紧固件34的连接方式具体为：压块33置于支撑件311上，且具有安装通孔333，紧固件34的下端穿过安装通孔333与支撑件311螺纹连接；并且，在安装通孔333的孔壁上设置有第一凸缘332，并在紧固件34的外周壁上，且位于第一凸缘332的上方设置有第二凸缘341；弹性部件35设置在第一凸缘332和第二凸缘341之间。在实际应用中，弹性部件35可以采用压缩弹簧、压缩弹簧片等，紧固件34可以采用螺钉（此时第二凸缘可以为螺钉的螺钉头部，如图3B所示）。
容易理解，第一凸缘332与第二凸缘341在垂直于盖板32的上表面的方向上的间距应小于弹性部件35的原始长度，以使弹性部件35能够保持在被压缩的状态，从而向压块33施加朝向托盘31上表面的弹力。当然，在实际应用中，压块与紧固件的连接方式以及弹性部件的设置方式并不局限于本发明提供的上述方式，只要压块能够可自转地与支撑件连接，且在其悬臂处于第一位置时能够压紧盖板的边缘区域即可。
在装载被加工工件36时，旋转压块33以使其悬臂331处于第一位置，此时紧固件34借助弹性部件35向压块33施加朝向托盘31上表面的弹力，以使悬臂331压紧盖板32的边缘区域，然后安装所有的紧固螺钉37，从而实现托盘31与盖板32的固定；在卸载被加工工件36时，旋转压块33以使其悬臂331处于第二位置，此时盖板32不受悬臂331的约束，然后拆除所有的紧固螺钉37，从而实现托盘31与盖板32的拆卸。这与现有技术相比，可以减少用于固定托盘与盖板的紧固螺钉的数量，即，可以使用多个紧固组件和支撑件代替设置在盖板的边缘区域的紧固螺钉，而且由于仅需旋转压块即可完成托盘与盖板的固定和拆卸，而无需重复拆装螺钉，从而可以节省拆装时间、简化拆装步骤，进而可以提高工艺效率。此外，由于紧固螺钉的数量减少，这可以降低盖板在紧固螺钉的安装处出现裂痕的几率，从而可以提高夹持装置的使用寿命，进而可以降低等离子体加工设备的使用成本。
需要说明的是，在本实施例中，支撑件311为闭合的环形结构，但是本发明并不局限于此，在实际应用中，支撑件也可以为由多个沿盖板的周向间隔设置的支撑块组成，每个支撑块与托盘采用一体成型或焊接的方式固定连接；而且，支撑块的数量与紧固组件的数量一一对应，并且每个紧固组件设置在支撑块上。当然，支撑件还可以为其它任意结构，只要其能够支撑多个紧固组件，且使其能够沿盖板的周向将多个紧固组件固定在盖板的外侧即可。
作为另一个技术方案，本发明实施例还提供一种等离子体加工设备，包括反应腔室以及设置在该反应腔室内的卡盘和夹持装置，其中，夹持装置固定在卡盘上，且该夹持装置采用了本发明实施例提供的上述夹持装置。
本发明实施例提供的等离子体加工设备，其通过采用本发明实施例提供的上述夹持装置，不仅可以节省拆装时间、简化拆装步骤，从而可以提高工艺效率，而且还可以降低盖板出现裂痕的几率，从而可以提高夹持装置的使用寿命，进而可以降低等离子体加工设备的使用成本。
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，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，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)

1.一种夹持装置，包括托盘、盖板和紧固单元，所述盖板与所述托盘相配合以将所述被加工工件夹持在二者之间；所述紧固单元用于将所述托盘与盖板固定连接；其特征在于，所述紧固单元包括支撑件和多个紧固组件，其中
所述支撑件采用环形结构，且环绕在所述盖板的外侧，并与所述托盘连接；
所述多个紧固组件设置在所述支撑件上，且沿所述盖板的周向间隔设置，每个紧固组件包括压块、紧固件和弹性部件，其中
所述压块通过所述紧固件可自转地与所述支撑件连接，所述压块的旋转轴垂直于所述盖板的上表面；并且，所述压块具有悬臂，且所述悬臂在所述压块带动其旋转至第一位置时与所述盖板的边缘区域相互叠置，在所述压块带动其旋转至第二位置时与所述盖板的边缘区域相互分离；并且，
所述紧固件借助所述弹性部件向所述压块施加朝向所述托盘上表面的弹力，以使所述悬臂在处于所述第一位置时压紧所述盖板的边缘区域。
2.根据权利要求1所述的夹持装置，其特征在于，所述支撑件为闭合的环形结构，且与所述托盘采用一体成型或焊接的方式固定连接。
3.根据权利要求1所述的夹持装置，其特征在于，所述支撑件为由多个沿所述盖板的周向间隔设置的支撑块组成，每个所述支撑块与所述托盘采用一体成型或焊接的方式固定连接；
所述支撑块的数量与所述紧固组件的数量一一对应，并且每个紧固组件设置在所述支撑块上。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的夹持装置，其特征在于，所述支撑件在所述托盘的径向上的长度不小于5mm。
5.根据权利要求1所述的夹持装置，其特征在于，所述压块置于所述支撑件上，且具有安装通孔，所述紧固件的下端穿过所述安装通孔与所述支撑件连接；并且，
在所述安装通孔的孔壁上设置有第一凸缘，并在所述紧固件的外周壁上，且位于所述第一凸缘的上方设置有第二凸缘；
所述弹性部件设置在所述第一凸缘和第二凸缘之间。
6.根据权利要求5所述的夹持装置，其特征在于，所述紧固件的下端与所述支撑件螺纹连接。
7.根据权利要求1所述的夹持装置，其特征在于，所述弹性部件包括压缩弹簧。
8.根据权利要求1所述的夹持装置，其特征在于，所述紧固单元还包括多个紧固螺钉，所述多个紧固螺钉设置在所述支撑件的内侧，用以在所述托盘与盖板的中心区域将二者固定在一起。
9.根据权利要求8所述的夹持装置，其特征在于，所述多个紧固螺钉分别在所述盖板的不同半径的圆周上均匀分布。
10.一种等离子体加工设备，包括反应腔室以及设置在所述反应腔室内的卡盘和夹持装置，所述夹持装置固定在所述卡盘上，其特征在于，所述夹持装置采用权利要求1-9中任意一项所述的夹持装置。
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