CN106384712A - 一种蓝宝石衬底刻蚀用托盘凸台及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蓝宝石衬底刻蚀用托盘凸台及其控制方法，包括托盘凸台，所述托盘凸台上设有冷却孔，托盘凸台的上端面呈下陷的凹面结构，该凹面结构呈倒锥体状，该倒锥体状的凹面结构的顶点为该凹面结构的最低点，并且该凹面结构的最低点与托盘凸台上端面的水平位置间隔10‑40um。本发明有效改善蓝宝石晶片内各位置的温度，改善了感应耦合等离子体刻蚀蓝宝石衬底的片内均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及蓝宝石衬底刻蚀技术领域，具体地说是一种蓝宝石衬底刻蚀用托盘凸台。
背景技术
图形化衬底就是通过湿法高温腐蚀或感应耦合等离子体刻蚀(ICP)的办法在衬底上形成类似半球形、圆台形、圆锥形、三角锥形、多棱锥形、柱形或不规则图形等微结构。这类微结构对光波具有漫反射作用，可增加光子的逃逸几率，从而提高LED的发光亮度。衬底上有规律的微结构会在衬底生长上有一定的积极作用，提高产品均匀性以及图形化蓝宝石衬底的利用率。现在制作图形化蓝宝石衬底基本采用感应耦合等离子体刻蚀(ICP)方法，由于刻蚀装载工具呈窗口状如图1所示，以及蓝宝石面积较大会产生干法刻蚀过程中片内受到等离子体强度不一致导致刻蚀形貌不均匀的现象，因此可以有目的地改变刻蚀托盘的尺寸形貌，在更有效地提升衬底后端外延生长均匀性以及图形化蓝宝石衬底利用率的前提下，提高图形化蓝宝石衬底片内均匀性成为业界的一个研究方向。
为了提高图形化蓝宝石衬底的片内均匀性，现有的托盘凸台的端面为整齐的平面结构，蓝宝石放置在托盘凸台上后通过盖板压爪固定，蓝宝石晶片与托盘凸台端面之间没有间隔缝隙，因此在通过盖板压爪后会发生轻微形变，导致蓝宝石晶片中心处向上翘曲，至此在ICP反应腔室里面导致蓝宝石晶片内各区域所受等离子体刻蚀强度与蓝宝石晶片各部分温度差异使刻蚀晶片发生片内不均匀现象。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种改善蓝宝石衬底在刻蚀过程中片内均匀性的蓝宝石衬底刻蚀用托盘凸台。
为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：
一种蓝宝石衬底刻蚀用托盘凸台，包括托盘凸台，所述托盘凸台上设有冷却孔，托盘凸台的上端面呈下陷的凹面结构。
所述凹面结构为托盘凸台的上端面整体向下凹陷形成。
所述凹面结构为托盘凸台的上端面部分向下凹陷形成。
所述凹面结构的最低点与托盘凸台上端面的水平位置之间的高度差为10-200um。
所述凹面结构由托盘凸台的上端面的边缘至中心均匀向下凹陷。
所述凹面结构的最低点与托盘凸台上端面之间的间隔距离小于托盘凸台高度的一半。
所述凹面结构的最低点与托盘凸台上端面之间的间隔距离大于托盘凸台高度的一半。
一种蓝宝石衬底刻蚀用托盘凸台的控制方法，包括以下步骤：
将蓝宝石衬底装载在托盘凸台的上端面，该蓝宝石衬底与托盘凸台的上端面之间具有间隙；
将装载好蓝宝石衬底的托盘凸台放入感应耦合等离子体刻蚀腔体中，在刻蚀过程中向托盘凸台与蓝宝石衬底背部之间通入氦气，使得蓝宝石衬底与托盘凸台之间形成温度梯场进而改变蓝宝石各位置的表面温度。
本发明通过对现有技术的改进，将托盘凸台的上端面设计为凹面结构，使得蓝宝石晶片放置在托盘凸台上后该蓝宝石晶片与托盘凸台上端面之间形成有间隙距离，往托盘凸台通入的氦气在蓝宝石衬底与托盘凸台之间的分布不一致，形成一定的温度梯场进而改变蓝宝石晶片内各位置的表面温度，达到改善感应耦合等离子体刻蚀蓝宝石衬底的片内均匀性。
附图说明
附图1为本发明现有技术中的托盘凸台的结构示意图；
附图2为本发明实施例一立体结构示意图；
附图3为附图2的侧视剖面示意图；
附图4为本发明放入反应腔室后的结构示意图；
附图5为本发明实施例二的侧视结构示意图；
附图6为本发明实施例三的侧视结构示意图；
附图7为本发明实施例三的侧视结构示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图对本发明作进一步的描述。
如附图2、3和4所示，本发明揭示了一种蓝宝石衬底刻蚀用托盘凸台，包括托盘凸台1，所述托盘凸台1上设有冷却孔2，托盘凸台1的上端面2呈下陷的凹面结构。蓝宝石晶片8放置在托盘凸台1的上端面2，从而使得蓝宝石晶片8与托盘凸台1的下凹的上端面2之间形成有间隔间隙7。通常设置有多个冷却孔，该冷却孔的入口通常设置在托盘凸台的底面，从该冷却孔中通入氦气，氦气进入到蓝宝石晶片与托盘凸台上端面之间的空间中对该蓝宝石晶片背部进行冷却，保持晶片在刻蚀过程中维持一定的温度。
对于凹面结构，可以是托盘凸台的上端面整体向下凹陷形成。或者是托盘凸台的上端面部分向下凹陷形成。
如附图3所示，该凹面结构呈倒锥体状。或者如附图5所示，该凹面结构为整体向下凹陷，但是中间部分为水平状态。或者如附图6所示，为托盘凸台的两侧向下凹陷，然后中间向上凸起。或者如附图7所示，为托盘下周台的两侧向下凹陷，然后中间向上凸起之后再形成一水平段。除以以上列举的之外，本发明还可以为其他形式的凹面结构，只需要使得托盘凸台的上端面形成的凹凸结构，使得蓝宝石晶片放置在托盘凸驶近上端面后该蓝宝石晶片与托盘凸台上端面之间形成的间隙即可，以上列举并非是限定。
所述凹面结构呈倒锥体状，该倒锥体状的凹面结构的顶点为该凹面结构的最低点，并且该凹面结构由托盘凸台的上端面的边缘至中心均匀向下凹陷。凹面结构的最低点与托盘凸台上端面的水平位置间隔10-200um。
此外，凹面结构的最低点与托盘凸台上端面之间的间隔距离小于托盘凸台高度的一半。或者凹面结构的最低点与托盘凸台上端面之间的间隔距离大于托盘凸台高度的一半。可根据实际需要进行灵活设置。
如附图4所示，在托盘凸台1上装上蓝宝石晶片8，并且在蓝宝石晶片8与托盘凸台1的连接区域设置密封圈6整合形成一个待刻蚀的整体。然后将整个托盘凸台1放入ICP刻蚀反应腔室4内，该ICP刻蚀反应腔室4内具有ICP刻蚀腔体上电极5。在刻蚀过程中，向冷却孔2中引入氦气，氦气经过托盘凸台1进入到蓝宝石晶片8背部与托盘凸台1之间的空隙7中，由于托盘凸台的为凹面结构导致氦气在蓝宝石晶片与托盘凸台之间的分布不一致，形成一定的温度梯场进而改变片内各位置的表面温度，达到改善感应耦合等离子体刻蚀蓝宝石衬底的片内均匀性。
另外，本发明还揭示了一种蓝宝石衬底刻蚀用托盘凸台的控制方法，包括以下步骤：
S1,将蓝宝石衬底装载在托盘凸台的上端面，该蓝宝石衬底与托盘凸台的上端面之间具有间隙。
S2,将装载好蓝宝石衬底的托盘凸台放入感应耦合等离子体刻蚀腔体中，在刻蚀过程中向托盘凸台与蓝宝石衬底背部之间通入氦气，使得蓝宝石衬底与托盘凸台之间形成温度梯场进而改变蓝宝石各位置的表面温度。由于托盘凸台为下凹设计导致氦气在衬底与凸台之间的分布不一致，形成一定的温度梯场进而改变蓝宝石衬底内各位置的表面温度，达到改善感应耦合等离子体刻蚀蓝宝石衬底的片内均匀性，提高蓝宝石的加工品质。
需要说明的是，以上所述并非是对本发明的限定，在不脱离本发明的创造构思的前提下，任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种蓝宝石衬底刻蚀用托盘凸台，包括托盘凸台，其特征在于，所述托盘凸台上设有冷却孔，托盘凸台的上端面呈下陷的凹面结构。
2.根据权利要求1所述的蓝宝石衬底刻蚀用托盘凸台，其特征在于，所述凹面结构为托盘凸台的上端面整体向下凹陷形成。
3.根据权利要求1所述的蓝宝石衬底刻蚀用托盘凸台，其特征在于，所述凹面结构为托盘凸台的上端面部分向下凹陷形成。
4.根据权利要求2所述的蓝宝石衬底刻蚀用托盘凸台，其特征在于，所述凹面结构的最低点与托盘凸台上端面的水平位置之间的高度差为10-200um。
5.根据权利要求4所述的蓝宝石衬底刻蚀用托盘凸台，其特征在于，所述凹面结构呈倒锥体状，该倒锥体状的凹面结构的顶点为该凹面结构的最低点。
6.根据权利要求5所述的蓝宝石衬底刻蚀用托盘凸台，其特征在于，所述凹面结构由托盘凸台的上端面的边缘至中心均匀向下凹陷。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的蓝宝石衬底刻蚀用托盘凸台，其特征在于，所述凹面结构的最低点与托盘凸台上端面之间的间隔距离小于托盘凸台高度的一半。
8.根据权利要求1-6任一项所述的蓝宝石衬底刻蚀用托盘凸台，其特征在于，所述凹面结构的最低点与托盘凸台上端面之间的间隔距离大于托盘凸台高度的一半。
9.一种根据权利要求1-8中任一项所述的蓝宝石衬底刻蚀用托盘凸台的控制方法，包括以下步骤：
将蓝宝石衬底装载在托盘凸台的上端面，该蓝宝石衬底与托盘凸台的上端面之间具有间隙；
将装载好蓝宝石衬底的托盘凸台放入感应耦合等离子体刻蚀腔体中，在刻蚀过程中向托盘凸台与蓝宝石衬底背部之间通入氦气，使得蓝宝石衬底与托盘凸台之间形成温度梯场进而改变蓝宝石各位置的表面温度。
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| JP2010080614A (ja) * | 2008-09-25 | 2010-04-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 基板トレイ及びその基板トレイを備えた気相成長装置 |
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