一種托盤緊固裝置及等離子體加工設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種托盤緊固裝置和等離子體加工設(shè)備。托盤緊固裝置用于將被加工工件固定在托盤的承載面以及將托盤固定在支撐臺的上表面，所述托盤緊固裝置包括：緊固件和施力單元，所述緊固件與所述托盤具有相同的形狀，所述緊固件上設(shè)有第一通孔，所述第一通孔的內(nèi)徑小于所述被加工工件的外徑，而且所述第一通孔與托盤上所述被加工工件的位置相對；所述緊固件與所述施力單元連接，在所述施力單元的驅(qū)動下，所述緊固件與所述托盤疊置并擠壓所述托盤，從而將所述托盤固定在所述支撐臺的上表面，同時將所述被加工工件固定在所述托盤與緊固件之間。該緊固裝置可簡化裝片過程，提高裝片的效率。
【專利說明】一種托盤緊固裝置及等離子體加工設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微電子加工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種托盤緊固裝置及等離子體加工設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，圖形化藍寶石襯底(Patterned Sapphire Substrates,以下簡稱PSS)是提高GaN基LED器件出光效率的有效方法，而且，等離子體刻蝕等干法刻蝕技術(shù)是圖形化藍寶石襯底的常用手段。
[0003]在加工藍寶石襯底時，首先需要借助緊固裝置將藍寶石襯底固定在支撐臺的上表面。圖1為目前采用的緊固裝置的結(jié)構(gòu)簡圖，圖2為目前采用的緊固裝置的部分截面圖。請參閱圖1和圖2，緊固裝置包括托盤I’和蓋板2’，在托盤I’上設(shè)有多個內(nèi)徑略大于藍寶石襯底3’外徑且深度小于藍寶石襯底3’厚度的凹部4’，每個凹部4’對應(yīng)放置一個藍寶石襯底3’。在蓋板2’上設(shè)有與凹部4’位置相對的第一通孔5’，而且，第一通孔5’的內(nèi)徑略小于藍寶石襯底3’的外徑。蓋板2’與托盤I’疊置連接后可將藍寶石襯底3’固定在托盤I 的凹部4’。蓋板2’與托盤I’是通過多個緊固螺釘6’連接在一起，即，借助多個緊固螺釘 6’將藍寶石襯底3’固定在托盤I’上。在每個凹部4’的底部均設(shè)有氣孔14’，用以將冷卻氣體引入藍寶石襯底3’的下表以冷卻藍寶石襯底3。
[0004]利用緊固裝置固定藍寶石襯底3’后，再將緊固裝置固定在等離子體加工設(shè)備中進行刻蝕處理。圖3為等離子體加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡圖。請參閱圖3，等離子體加工設(shè)備包括反應(yīng)腔室8’、支撐臺9’、壓環(huán)10’以及驅(qū)動壓環(huán)10’運動的氣缸11’。其中，支撐臺9’設(shè)置在反應(yīng)腔室8’的底部，壓環(huán)10’設(shè)置在支撐臺9’的上方，而且，壓環(huán)10’的內(nèi)徑小于蓋板 2’的外徑。壓環(huán)10’和氣缸11’通過第一連桿7a’和第二連桿7b’連接。使用時，利用機械手將裝載有藍寶石襯底3’的緊固裝置放置在支撐臺9’的承載面后，氣缸11’驅(qū)動壓環(huán) 10’向下運動，借助壓環(huán)10’將緊固裝置固定在支撐臺9’的承載面。
[0005]由上可知，現(xiàn)有固定藍寶石襯底3’的過程繁瑣。更重要的是，藍寶石襯底3’是人工借助多個緊固螺釘6’固定在托盤I’和蓋板2’之間，這嚴(yán)重影響藍寶石襯底3’的裝片效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決上述問題之一，本發(fā)明提出一種托盤緊固裝置及等離子體加工設(shè)備，其裝片過程簡單，裝片效率高。
[0007]為實現(xiàn)本發(fā)明的目的而提供一種托盤緊固裝置，用于將被加工工件固定在托盤的承載面以及將托盤固定在支撐臺的上表面，所述托盤緊固裝置，包括:緊固件和施力單元， 其中:
[0008]所述緊固件與所述托盤具有相同的形狀，所述緊固件上設(shè)有第一通孔，所述第一通孔的內(nèi)徑小于所述被加工工件的外徑，而且所述第一通孔與托盤上所述被加工工件的位置相對；
[0009]所述緊固件與所述施力單元連接，在所述施力單元的驅(qū)動下，所述緊固件與所述托盤疊置并擠壓所述托盤，從而將所述托盤固定在所述支撐臺的上表面，同時將所述被加工工件固定在所述托盤與緊固件之間。
[0010]其中，所述緊固件包括中間部和邊緣部；
[0011]所述第一通孔設(shè)置在所述中間部；
[0012]所述中間部的尺寸與托盤的外徑相同；
[0013]所述邊緣部的外徑尺寸大于所述托盤的外徑尺寸，所述施力單元與所述邊緣部連接。
[0014]其中，所述邊緣部的厚度大于所述中間部的厚度。
[0015]其中，在所述緊固件的厚度方向上，所述邊緣部和所述中間部逐漸平滑過渡。
[0016]其中，所述施力單元包括第一連桿、第二連桿以及驅(qū)動部件，其中:
[0017]所述第二連桿與所述驅(qū)動部件連接，所述第一連桿的一端與所述第二連桿連接， 所述第一連接桿的另一端與所述邊緣部連接；
[0018]在所述驅(qū)動部件、所述第二連桿、所述第一連桿的作用下，所述緊固件在垂直于所述支撐臺的上表面的方向上往復(fù)運動。
[0019]其中，所述驅(qū)動部件為氣缸或電機。
[0020]其中，所述緊固件采用陶瓷或石英材料制成。
[0021]本發(fā)明還提供一種等離子體加工設(shè)備，包括:支撐臺和托盤，所述托盤用于承載被加工工件，所述托盤放置在所述支撐臺的上表面；所述等離子體加工設(shè)備，還包括:本發(fā)明提供的所述的托盤緊固裝置。
[0022]其中，在所述支撐臺內(nèi)設(shè)有貫穿其厚度的第三通孔，所述施力單元通過所述第三通孔與所述緊固件連接。
[0023]其中，在所述托盤的承載面且與所述第一通孔相對的位置設(shè)有凹部，所述被加工工件放置在所述凹部內(nèi)。
[0024]其中，在所述托盤內(nèi)設(shè)有供冷媒介質(zhì)流通的第二通孔，所述第二通孔貫穿所述托盤的厚度，以將所述冷媒介質(zhì)輸送至所述被加工工件的背面。
[0025]其中，在所述被加工工件與所述托盤之間設(shè)有第一密封圈，用于將所述被加工工件和所述托盤之間縫隙密封。
[0026]其中，在所述凹部的底部設(shè)有沿所述凹部周向設(shè)置的凹槽，所述第一密封圈設(shè)置在所述凹槽內(nèi)。
[0027]其中，在所述托盤與所述支撐臺之間且靠近所述托盤的邊緣位置設(shè)有第二密封圈，所述第二密封圈將所述托盤與所述支撐臺之間的縫隙密封。
[0028]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0029]本發(fā)明提供的一種托盤緊固裝置及等離子體加工設(shè)備中，托盤緊固裝置包括緊固件和施力單元，在所述施力單元的驅(qū)動下，所述緊固件與所述托盤疊置并擠壓所述托盤，從而將所述托盤固定在所述支撐臺的上表面，同時將所述被加工工件固定在所述托盤和緊固件之間，即，通過托盤緊固裝置的一個步驟既固定了被加工工件，又固定了托盤，這不僅簡化了被加工工件的固定步驟，而且簡化了整個裝片過程，從而提高了裝片的效率?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0030]圖1為目前采用的緊固裝置的結(jié)構(gòu)簡圖；
[0031]圖2為目前采用的緊固裝置的部分截面圖；
[0032]圖3為現(xiàn)有等離子體加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡圖；
[0033]圖4為本發(fā)明實施例提供的等離子體加工設(shè)備的截面圖；
[0034]圖5為本發(fā)明實施例提供的緊固件的截面圖；
[0035]圖6為圖4中I位置的局部放大圖；
[0036]圖7為本發(fā)明另一實施例緊固件的立體圖。
【具體實施方式】
[0037]為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖來對本發(fā)明提供的一種托盤緊固裝置及等離子體加工設(shè)備進行詳細描述。
[0038]圖4為本發(fā)明實施例提供的等離子體加工設(shè)備的截面圖。請參閱圖4，等離子體加工設(shè)備包括反應(yīng)腔室20、托盤1、支撐臺9和托盤緊固裝置，支撐臺9設(shè)置在反應(yīng)腔室20內(nèi)的底部，托盤I用于承載晶片3，而且托盤I放置在支撐臺9的上表面。托盤緊固裝置用于將晶片3固定在托盤I的承載面以及將托盤I固定在 支撐臺9的上表面。
[0039]本實施例的托盤緊固裝置包括緊固件2和施力單元，在緊固件2內(nèi)設(shè)有貫穿其厚度的第一通孔5，第一通孔5與晶片的位置相對，第一通孔5的內(nèi)徑略小于晶片3的外徑，以使第一通孔5的周緣能夠壓接晶片3的邊緣，同時盡量降低緊固件2對晶片3的影響。
[0040]施力單元包括第一連桿23、第二連桿24以及驅(qū)動部件22，第二連桿24與驅(qū)動部件22連接，第一連桿23的一端與第二連桿24連接，第一連桿23的另一端與緊固件2連接。 在驅(qū)動部件22、第二連桿24、第一連桿23的作用下，緊固件2在垂直于支撐臺9的上表面的方向上往復(fù)運動。在驅(qū)動部件22驅(qū)動緊固件2向下運動時，緊固件2與托盤I疊置并擠壓托盤1，從而將托盤I固定在支撐臺9的上表面，同時將晶片3固定在托盤I和緊固件2 之間。
[0041]圖5為本發(fā)明實施例提供的緊固件的截面圖。如圖5所示，緊固件2包括中間部 2a和邊緣部2b,第一通孔5設(shè)置在中間部2a位置，即晶片3由中間部2a上的第一通孔5 壓接固定。中間部2a的尺寸與托盤I的外徑基本一致。邊緣部2b的外徑尺寸大于托盤I 的外徑尺寸，施力單元22與邊緣部2b連接。
[0042]優(yōu)選地，邊緣部2b的厚度大于中間部2a的厚度，這樣既可以降低中間部2a的厚度，以盡量減少緊固件2對晶片3的加工質(zhì)量的影響；而且可以提高緊固件2的強度，使緊固件2能夠牢固地固定晶片3和托盤I。
[0043]更優(yōu)選地，在緊固件2的厚度方向上，邊緣部2b和中間部2a逐漸平滑過渡，這可以減少等離子體在緊固件2表面的放電現(xiàn)象，提高等離子體的穩(wěn)定性，從而提高等離子體加工設(shè)備運行的穩(wěn)定性。
[0044]在本實施例中，緊固件采用陶瓷或石英等耐腐蝕的材料制成，以在實施工藝的過程中減少污染。托盤I可以采用諸如鋁等金屬材料制成。驅(qū)動部件23可以為氣缸或電機。
[0045]如圖4所示，驅(qū)動部件23設(shè)置在支撐臺9的下方。在支撐臺9內(nèi)設(shè)有貫穿其厚度的第三通孔26，第一連桿23穿過第三通孔26與緊固件2的邊緣部2b連接。
[0046]圖6為圖4中I位置的局部放大圖。如圖6所示，在所述托盤的承載面且與所述第一通孔5相對的位置設(shè)有凹部4，凹部4可以對晶片3準(zhǔn)確地定位，從而提高裝片的效率。 優(yōu)選地，凹部4的深度小于晶片3的厚度，即，在緊固件2的厚度方向上，凹部4的深度小于晶片3的厚度，以確保晶片3的邊緣能夠被緊固件2壓接。
[0047]在本實施例的等離子體加工設(shè)備中還設(shè)有用于調(diào)節(jié)晶片3溫度的冷卻單元。冷卻單元包括在托盤I內(nèi)設(shè)有供冷媒介質(zhì)流通的第二通孔13，第二通孔13貫穿托盤I的厚度， 借助第二通孔13可以將冷媒介質(zhì)輸送至晶片3的背面。冷媒介質(zhì)可以為氦氣、氬氣等氣體。
[0048]在支撐臺9內(nèi)設(shè)有第四通孔25，第四通孔25貫穿支撐臺9的厚度，而且，第四通孔 25的一端與第二通孔13連通，第四通孔25的另一端連接冷媒介質(zhì)源(圖中未示出)，冷媒介質(zhì)源用于儲存冷媒介質(zhì)。冷媒介質(zhì)自冷媒介質(zhì)源依次通過第四通孔25、第二通孔13到達晶片3的背面。
[0049]在晶片3與托盤I之間設(shè)有第一密封圈12，用于將晶片3和托盤I之間縫隙密封， 從而避免冷媒介質(zhì)自晶片3與托盤I之間的縫隙進入反應(yīng)腔室20內(nèi)。
[0050]在凹部4的底部設(shè)有沿凹部周向設(shè)置的凹槽15，凹槽15與第一密封圈12相匹配， 第一密封圈12設(shè)置在凹槽15內(nèi)，以利于第一密封圈12的定位和固定。
[0051]在本實施例中，如圖4所示，在托盤I與支撐臺9之間且靠近托盤I的邊緣位置還設(shè)有第二密封圈27，第二密封圈27將托盤I與支撐臺9之間的縫隙密封，從而可以避免冷媒介質(zhì)自托盤I與支撐臺9之間的縫隙進入反應(yīng)腔室20內(nèi)。
[0052]在另一實施例中，在托盤I的承載面可以設(shè)置多個凹部4，以使托盤I承載多個晶片3，對應(yīng)地，在緊固件2內(nèi)設(shè)有與凹部4數(shù)量相等的第一通孔5，如圖7所示，第一通孔5 均勻地設(shè)置在緊固件2上。
[0053]上述實施例是以晶片作為被加工工件進行介紹。實際上，被加工工件也可以是藍寶石等其它需要加工的工件。
·[0054]本發(fā)明提供的托盤緊固裝置及等離子體加工設(shè)備中，托盤緊固裝置包括緊固件和施力單元，在所述施力單元的驅(qū)動下，所述緊固件與所述托盤疊置并擠壓所述托盤，從而將所述托盤固定在所述支撐臺的上表面，同時將所述被加工工件固定在所述托盤和緊固件之間，即，通過托盤緊固裝置的一個步驟既固定了被加工工件，又固定了托盤，這不僅簡化了整個裝片的過程，而且簡化了被加工工件的固定步驟，從而提高了裝片的效率。
[0055]可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種托盤緊固裝置，其特征在于，用于將被加工工件固定在托盤的承載面以及將托盤固定在支撐臺的上表面，所述托盤緊固裝置，包括:緊固件和施力單元，其中:所述緊固件與所述托盤具有相同的形狀，所述緊固件上設(shè)有第一通孔，所述第一通孔的內(nèi)徑小于所述被加工工件的外徑，而且所述第一通孔與托盤上所述被加工工件的位置相對；所述緊固件與所述施力單元連接，在所述施力單元的驅(qū)動下，所述緊固件與所述托盤疊置并擠壓所述托盤，從而將所述托盤固定在所述支撐臺的上表面，同時將所述被加工工件固定在所述托盤與緊固件之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的托盤緊固裝置，其特征在于，所述緊固件包括中間部和邊緣部; 所述第一通孔設(shè)置在所述中間部；所述中間部的尺寸與托盤的外徑相同；所述邊緣部的外徑尺寸大于所述托盤的外徑尺寸，所述施力單元與所述邊緣部連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的托盤緊固裝置，其特征在于，所述邊緣部的厚度大于所述中間部的厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的托盤緊固裝置，其特征在于，在所述緊固件的厚度方向上，所述邊緣部和所述中間部逐漸平滑過渡。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的托盤緊固裝置，其特征在于，所述施力單元包括第一連桿、第二連桿以及驅(qū)動部件，其中:所述第二連桿與所述驅(qū)動部件連接，所述第一連桿的一端與所述第二連桿連接，所述第一連接桿的另一端與所述邊緣部連接；在所述驅(qū)動部件、所述第二連桿、所述第一連桿的作用下，所述緊固件在垂直于所述支撐臺的上表面的方向上往復(fù)運動。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的托盤緊固裝置，其特征在于，所述驅(qū)動部件為氣缸或電機。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的托盤緊固裝置，其特征在于，所述緊固件采用陶瓷或石英材料制成。
8.一種等離子體加工設(shè)備，其特征在于，包括:支撐臺和托盤，所述托盤用于承載被加工工件，所述托盤放置在所述支撐臺的上表面；所述等離子體加工設(shè)備，還包括:根據(jù)權(quán)利要求1-7任意一項所述的托盤緊固裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的等離子體加工設(shè)備，其特征在于，在所述支撐臺內(nèi)設(shè)有貫穿其厚度的第三通孔，所述施力單元通過所述第三通孔與所述緊固件連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的等離子體加工設(shè)備，其特征在于，在所述托盤的承載面且與所述第一通孔相對的位置設(shè)有凹部，所述被加工工件放置在所述凹部內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的等離子體加工設(shè)備，其特征在于，在所述托盤內(nèi)設(shè)有供冷媒介質(zhì)流通的第二通孔，所述第二通孔貫穿所述托盤的厚度，以將所述冷媒介質(zhì)輸送至所述被加工工件的背面。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的等離子體加工設(shè)備，其特征在于，在所述被加工工件與所述托盤之間設(shè)有第一密封圈，用于將所述被加工工件和所述托盤之間縫隙密封。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的等離子體加工設(shè)備，其特征在于，在所述凹部的底部設(shè)有沿所述凹部周向設(shè)置的凹槽，所述第一密封圈設(shè)置在所述凹槽內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的等離子體加工設(shè)備，其特征在于，在所述托盤與所述支撐臺之間且靠近所述托盤的邊緣位置設(shè)有第二密封圈，所述第二密封圈將·所述托盤與所述支撐臺之間的縫隙密封。
【文檔編號】H01L21/3065GK103590114SQ201210298574
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月17日
【發(fā)明者】王偉 申請人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司