CN104916572B - 一种承载装置及等离子体加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供的承载装置及等离子体加工设备，包括托盘和绝缘环，在托盘上设有承载被加工工件的承载位，环绕承载位还设有环形凹槽；绝缘环用于限制置承载位上的被加工工件水平移动；在绝缘环的外周壁上设有至少一对凸部；环形凹槽包括第一槽段和第二槽段，二者各自的对数与凸部的对数相对应，且第一槽段与第二槽段相间设置，其中，第一槽段被设置为：当旋转绝缘环而使凸部分别与相应的第一槽段相对时，能使绝缘环移入或移出环形凹槽；第二槽段被设置为：当旋转绝缘环而使凸部分别与相应的第二槽段相对时，能阻止绝缘环移出环形凹槽。本发明提供的承载装置，不仅可以降低绝缘环的制造成本，而且还可以降低损害晶片或绝缘环的风险，从而提高生产效率。

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

图形化蓝宝石衬底（Patterned Sapphire Substrate，以下简称PSS）是目前较为主流的提高LED器件出光效率的衬底，通常采用干法刻蚀技术对存在掩膜图形的蓝宝石衬底进行刻蚀，以得到图像化的蓝宝石衬底。在进行PSS刻蚀工艺的过程中，为了提高单次工艺的产能，通常采用承载装置将多个基片传送至反应腔室内的基座上，以能够同时对多个基片进行工艺加工。

如图1和图2所示，现有技术中提供了一种承载装置，包括盖板1和托盘2。其中，在托盘2上设置有多个用于承载被加工工件5的承载位；并且，在托盘2的上表面上设置有环绕在该承载位的外侧的环形凹槽，该环形凹槽的外侧侧壁与底面呈直角，且内侧侧壁与底面呈锐角。而且，在该环形凹槽内还设置有密封圈4和绝缘环3，其中，绝缘环3通过公差配合的方式卡设在该环形凹槽内，即，绝缘环3的外周壁与环形凹槽的外侧侧壁公差配合，以限定绝缘环3在托盘2上的水平位置；并且，绝缘环3的上表面高于托盘2的上表面，且绝缘环3的内径与被加工工件5的外径相等，用以限定被加工工件5在托盘2上的水平位置。此外，密封圈4位于绝缘环3的内环壁与环形凹槽的内侧侧壁之间，用以密封被加工工件5的下表面与承载位之间的间隙。盖板1叠置在托盘2的上表面，用以将被加工工件5固定在托盘2上。

上述承载装置在实际应用中不可避免的存在下述问题：

其一，由于绝缘环3的定位作用是通过其外周壁与环形凹槽的外侧侧壁的公差配合来实现的，并且绝缘环3由陶瓷或石英制成，陶瓷或石英本身硬度较大，很难产生形变，这使得为了能够保证绝缘环3对被加工工件5定位准确，就需要提高对绝缘环3的加工精度的要求，从而导致绝缘环3的制造成本增加。

其二，由于绝缘环3的定位作用是通过其外周壁与环形凹槽的外侧侧壁的公差配合来实现的，绝缘环3在竖直方向上的自由度没有限制，这使得在工艺结束之后需要取出被加工工件5时，往往会出现密封圈4和/或绝缘环3粘在被加工工件5的下表面上一起被取出的情况，从而需要重新将密封圈4和/或绝缘环3放回托盘2上，这不仅会造成工艺效率降低、操作人员的工作量增加，而且还会存在损坏晶片或密封圈和/或绝缘环的风险。

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，提出了一种承载装置及等离子体加工设备。

为解决上述问题之一，本发明提供了一种承载装置，其包括托盘和绝缘环，在所述托盘上表面设置有用于承载被加工工件的承载位，并且在所述托盘的上表面上还设置有环绕所述承载位的环形凹槽，用于容纳所述绝缘环；所述绝缘环用于限制置所述承载位上的被加工工件水平移动；在所述绝缘环的外周壁上设置有至少一对凸部，每对凸部关于所述承载位的中心对称；所述环形凹槽包括第一槽段和第二槽段，二者各自的对数与所述凸部的对数相对应，且所述第一槽段与第二槽段相间设置，其中，每对第一槽段关于所述承载位的中心对称，且所述第一槽段被设置为：通过旋转所述绝缘环而使每对凸部分别与相应的一对第一槽段相对时，能够使所述绝缘环移入或移出所述环形凹槽；每对第二槽段关于所述承载位的中心对称，且所述第二槽段被设置为：通过旋转所述绝缘环而使每对凸部分别与相应的一对第二槽段相对时，能够阻止所述绝缘环移出所述环形凹槽。

其中，所述第一槽段包括直槽或者梯形槽。

其中，所述第二槽段包括燕尾槽或者T型槽。

其中，所述凸部的外周壁的形状与所述第二槽段的外侧侧壁的形状相适配。

其中，所述承载装置还包括密封圈，所述密封圈设置在所述环形凹槽内，且位于所述绝缘环的内环壁与所述环形凹槽的内侧侧壁之间；并且，所述密封圈用于密封被加工工件的下表面与所述承载位之间的间隙，以及利用自身弹性向所述绝缘环施加朝向所述环形凹槽的外侧侧壁的压力。

其中，所述绝缘环的上表面高于所述托盘的上表面，且所述绝缘环内周壁的上沿直径与所述被加工工件的直径相对应。

其中，所述承载装置还包括盖板，用于将置于所述承载位上的被加工工件固定在所述托盘上；并且，所述盖板与所述托盘采用螺纹连接的方式固定连接。

其中，对应地分别在所述第一槽段的内侧侧壁和所述绝缘环的内周壁上设置有平边，用于限定被加工工件的水平位置。

其中，所述凸部的对数为一对；在所述绝缘环的径向截面上，每个凸部的中心线与所述平边的中心线之间的中心角为90°。

作为另一个技术方案，本发明还提供了一种等离子体加工设备，包括反应腔室和承载装置，所述承载装置用于将被加工工件传送至所述反应腔室内，所述承载装置采用上述任意一种承载装置。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的承载装置，其包括托盘和绝缘环，托盘上表面设有用于承载被加工工件的承载位，环绕承载位还设置有承载位的环形凹槽，环形凹槽包括第一槽段和第二槽段，第一槽段和第二槽段相间设置；在绝缘环的外周壁上设置有至少一对凸部；通过旋转绝缘环使得每个凸部位于第一槽段时，能够使绝缘环移入或移出环形凹槽，通过旋转绝缘环使得每个凸部位于第二槽段时，能够阻止绝缘环移出环形凹槽。相对于现有技术中通过绝缘环外周壁与环形凹槽的外侧侧壁的公差配合方式，本申请通过机械结构对绝缘环进行定位，从结构上将绝缘环限定在托盘上，从而降低绝缘环的加工精度，甚至无需要求绝缘环的加工精度，就能牢固地将绝缘环卡设在环形凹槽中，进而降低了绝缘环的制造成本。并且，由于本发明通过第二槽段的机械结构来限定绝缘环的轴向位置，这与现有技术中通过公差配合的定位方式相比，避免了因绝缘环的加工精度无法满足要求时造成的粘片现象，降低了损坏晶片或绝缘环的风险，从而提高生产效率。

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承载装置，不仅可以降低制造成本，而且还可以提高生产效率。

附图说明

图1为现有的一种承载装置的剖面图；

图2为图1中承载装置的细节图；

图3a为本发明第一实施例提供的承载装置的第二槽段的剖面图；

图3b为本发明第一实施例提供的承载装置的第一槽段的剖面图；

图4为图3a、3b中绝缘环的俯视图；以及

图5为本发明第二实施例提供的承载装置的局部剖面图。

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承载装置及等离子体加工设备进行详细描述。

实施例一：

图3a为本发明第一实施例提供的承载装置的第二槽段的剖面图，图3b为第一本发明实施例提供的承载装置的第一槽段的剖面图。如图3a、3b所示，承载装置包括托盘12、盖板11和绝缘环13。其中，托盘12上设置有用于承载被加工工件15的承载位，并且在托盘12的上表面上还设置有环绕承载位的环形凹槽，用于容纳绝缘环13，环形凹槽包括一对第一槽段161和一对第二槽段162，其中，第一槽段161为直槽，第二槽段162为燕尾槽，所谓直槽指的是凹槽的两个侧壁与底面的夹角为直角的凹槽，所谓燕尾槽指的是凹槽的两个侧壁与底面的夹角均为锐角的凹槽，第一槽段161和第二槽段162相间设置，也就是说，第一槽段161和第二槽段162彼此间隔设置，且两个第一槽段161关于承载位的中心对称设置，两个第二槽段162关于承载位的中心对称设置；绝缘环13用于限制置于承载位上的被加工工件15的水平移动，在绝缘环13的外周壁上设置有一对凸部131，两个凸部131关于承载位的中心对称设置；盖板11用以将被加工工件15固定在托盘12的承载位上，盖板11与托盘12之间采用螺纹连接的方式固定连接，而且，盖板11采用诸如陶瓷或者石英等的绝缘材料制成，以使托盘的上表面与外界电绝缘。通过旋转绝缘环13使凸部131与第一槽段161相对应时，绝缘环13能够移入或移出环形凹槽；当旋转绝缘环13使凸部131与第二槽段162相对应时，绝缘环13则无法移出环形凹槽。此外，承载位的数量可以为一个或多个，且承载位的数量与绝缘环13的数量一一对应。

本发明实施例提供的承载装置通过旋转绝缘环13，使凸部131进入环形凹槽的第一槽段161或第二槽段162，利用凸部131与环形凹槽之间的配合来限定被加工工件15的轴向位置，这与现有技术中通过公差配合的定位方式，通过机械结构对绝缘环13进行定位，无需很高的加工精度就能够将绝缘环卡设在环形凹槽中，进而降低了绝缘环的制造成本。并且，由于本发明通过机械结构来限定绝缘环的轴向位置，这与现有技术中通过公差配合的定位方式相比，避免了因绝缘环的加工精度无法满足要求时造成的粘片现象，降低了损坏晶片或绝缘环的风险，从而提高生产效率。

本实施例提供的承载装置还可以包括密封圈14，如图3a和图3b所示，密封圈14设置在环形凹槽内，且位于绝缘环13的内环壁与环形凹槽的内侧侧壁之间；并且，密封圈14用于密封被加工工件15的下表面与承载位之间的间隙，并利用密封圈14自身弹性向绝缘环13施加朝向环形凹槽的外侧侧壁的压力。优选地，密封圈14的上表面高于托盘12的上表面，当将被加工工件15置于承载位上时，被加工工件15先与密封圈14接触，这样可以利用密封圈14自身弹性有效避免被加工工件15的崩边现象，进而可以减少被加工工件15的损害。其中，本文中所述内侧侧壁指的是环形凹槽两个侧壁中距离承载位中心较近的一个侧壁，所述外侧侧壁指的是环形凹槽两个侧壁中距离承载位中心较远的一个侧壁。

容易想到的是，在本实施例中，采用盖板11将被加工工件15固定在托盘12的承载位上，且盖板11与托盘12之间采用螺纹连接的方式固定连接。但是，本发明并不局限于此，在实际应用中，盖板11与托盘12之间也可以采用粘接或其他的方式固定在一起，另外，在实际应用中，也可以采用静电引力的方式将被加工工件吸附在托盘12的上表面上。

下面对环形凹槽进行详细描述。在本实施例中，第一槽段161为直槽，第二槽段162为燕尾槽。但是本发明并不局限于此，在实际应用中，第一槽段161还可以为梯形槽，只要第一槽段161的外周壁的上沿直径不小于外周壁的下沿直径，当绝缘环13的凸部131位于第一槽段161时，能够使得绝缘环13进入或移出环形凹槽即可；第二槽段162还可以为T型槽，只要第二槽段162的外周壁的上沿直径小于外周壁的下沿直径，当绝缘环13的凸部131位于第二槽段162时，能够使绝缘环13无法移出环形凹槽即可。

需要说明的是，环形凹槽的内圈可以采用燕尾槽，即环形凹槽的内圈与环形凹槽的底面之间呈锐角设置。特别在承载装置还包括密封圈14时，可以利用环形凹槽内圈的燕尾槽更好地将密封圈14卡设在环形凹槽内，避免在工艺完成卸载被加工工件15时密封圈14粘在被加工工件15的下表面一同被取出的现象。当然，环形凹槽的内圈还可以采用T型槽，只要环形凹槽的内周壁的上沿直径大于环形凹槽的内周壁的下沿直径即可。

在本实施例中，第一槽段161的数量为两个，第二槽段162的数量为两个，第一槽段161与第二槽段162相间设置。但是本发明并不局限于此，第一槽段161和第二槽段162的数量可以为两个或两个以上，并且，第一槽段161的数目与第二槽段162的数目相对应，优选地，多个第一槽段161/第二槽段162沿着承载位的周向均匀分布。

下面对绝缘环13进行详细描述。图4为图3a、3b中绝缘环的俯视图。如图4所示，绝缘环13可以采用石英或玻璃等的绝缘材料制作。在绝缘环13的外周壁上设置有一对凸部131，凸部131的外周壁的形状与第二槽段162的外侧侧壁的形状相适配；并且，绝缘环13的上表面高于托盘12的上表面，绝缘环13内周壁的上沿直径与被加工工件15的直径相对应，用于限制被加工工件15水平移动。

在本实施例中，凸部131的数量为两个。但是本发明并不局限于此，在实际应用中，凸部131的数量可以为两个或两个以上，并且，凸部131的数量与环形凹槽的第一槽段161/第二槽段162的数量相对应，凸部131与环形凹槽的第二槽段162的位置一一对应。

需要说明的是，在实际应用中，绝缘环13与凸部131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绝缘环13和凸部131，这可以提高绝缘环13和凸部131的整体刚性。当二者的材料不同时，可以采用焊接、粘接等方式将绝缘环13和凸部131密封连接。

在环形凹槽的第一槽段161的内侧侧壁和绝缘环13的内周壁上设置有平边132，使得环形凹槽的内侧侧壁的形状和绝缘环13的内周壁的形状分别与被加工工件的形状相适配，用于限定被加工工件的水平位置。优选地，当凸部131的数量为一对时，在绝缘环13的径向截面上，每个凸部131的中心线与平边132的中心线之间的夹角为90°。

在装载被加工工件的过程中，首先，现将绝缘环13的凸部131对准环形凹槽的第一槽段161，并将绝缘环13压入环形凹槽内；其次，旋转绝缘环13，使凸部131进入环形凹槽的第二槽段162内，并使绝缘环13内周壁上的平边与环形凹槽内侧侧壁的平边对准；此时，绝缘环13在凸部131与第二槽段162的配合下无法进行水平移动和竖直移动，从而实现对绝缘环13的定位作用；然后，将密封圈14塞入绝缘环13内环比与环形凹槽的内侧侧壁之间；而后，将待加工的被加工工件放置于绝缘环13与承载位之间形成的空间内，并使得被加工工件的平边与绝缘环13的平边132对准，从而可以限定被加工工件的水平移动；最后，将盖板1通过螺纹连接的方式固定连接于托盘12上，从而将被加工工件固定在托盘12上。

卸载被加工工件的过程与上述装载过程相类似，而仅是拆卸顺序与装卸顺序相反，在此不再详细描述。

实施例二：

图5为本发明第二实施例提供的承载装置的局部剖面图。请参见图5，本实施例提供的承载装置与上述第一实施例相比，同样包括托盘12、盖板11和绝缘环13，由于托盘12、盖板11和绝缘环的结构关系和功能在上述第一实施例中已有了详细的描述，在此不再赘述。

下面详细地对本实施例与第一实施例之间的不同点进行详细地描述。本实施例与上述第一实施例的不同点仅在于：凸部131的外周壁的形状与第二槽段162的外侧侧壁的形状不适配，具体地，在本实施例中，环形凹槽的第二槽段162的为T型槽，绝缘环13的凸部131的外周壁与底面周壁之间呈锐角，且凸部131的外周壁与环形凹槽的第二槽段162的外侧侧壁相接触，使得当凸部131位于第二槽段162时能够限制绝缘环13的轴向位置。

作为另外一个技术方案，本实施例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，承载装置用于将被加工工件传送至反应腔室内，其中，承载装置采用本发明实施例提供的承载装置。

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上述承载装置，不仅可以降低制造成本，而且还可以提高生产效率。

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)

1.一种承载装置，其包括托盘和绝缘环，在所述托盘上表面设置有用于承载被加工工件的承载位，并且在所述托盘的上表面上还设置有环绕所述承载位的环形凹槽，用于容纳所述绝缘环；所述绝缘环用于限制所述承载位上的被加工工件水平移动；其特征在于，在所述绝缘环的外周壁上设置有至少一对凸部，每对凸部关于所述承载位的中心对称；所述环形凹槽包括第一槽段和第二槽段，二者各自的对数与所述凸部的对数相对应，且所述第一槽段与第二槽段相间设置，其中，

每对第一槽段关于所述承载位的中心对称，且所述第一槽段被设置为：通过旋转所述绝缘环而使每对凸部分别与相应的一对第一槽段相对时，能够使所述绝缘环移入或移出所述环形凹槽；

每对第二槽段关于所述承载位的中心对称，且所述第二槽段被设置为：通过旋转所述绝缘环而使每对凸部分别与相应的一对第二槽段相对时，能够阻止所述绝缘环移出所述环形凹槽。

2.根据权利要求1所述的承载装置，其特征在于，所述第一槽段包括直槽或者梯形槽。

3.根据权利要求1所述的承载装置，其特征在于，所述第二槽段包括燕尾槽或者T型槽。

4.根据权利要求1所述的承载装置，其特征在于，所述凸部的外周壁的形状与所述第二槽段的外侧侧壁的形状相适配。

5.根据权利要求1所述的承载装置，其特征在于，所述承载装置还包括密封圈，所述密封圈设置在所述环形凹槽内，且位于所述绝缘环的内环壁与所述环形凹槽的内侧侧壁之间；并且

所述密封圈用于密封被加工工件的下表面与所述承载位之间的间隙，以及利用自身弹性向所述绝缘环施加朝向所述环形凹槽的外侧侧壁的压力。

6.根据权利要求1所述的承载装置，其特征在于，所述绝缘环的上表面高于所述托盘的上表面，且所述绝缘环内周壁的上沿直径与所述被加工工件的直径相对应。

7.根据权利要求1所述的承载装置，其特征在于，所述承载装置还包括盖板，用于将置于所述承载位上的被加工工件固定在所述托盘上；并且

所述盖板与所述托盘采用螺纹连接的方式固定连接。

8.根据权利要求1所述的承载装置，其特征在于，对应地分别在所述第一槽段的内侧侧壁和所述绝缘环的内周壁上设置有平边，用于限定被加工工件的水平位置。

9.根据权利要求8所述的承载装置，其特征在于，所述凸部的对数为一对；

在所述绝缘环的径向截面上，每个凸部的中心线与所述平边的中心线之间的夹角为90°。

10.一种等离子体加工设备，包括反应腔室和承载装置，所述承载装置用于将被加工工件传送至所述反应腔室内，其特征在于，所述承载装置采用权利要求1-9任意一项所述的承载装置。