[发明专利]压环及等离子体加工设备

说明书

技术领域

本发明属于半导体加工技术领域，具体涉及一种压环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蓝光LED出光效率的方法之一，该方法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，以在蓝宝石衬底上制作图形。感应耦合等离子体（Inductively coupled plasma，以下简称ICP）刻蚀设备是一种应用比较广泛的制作PSS衬底的设备，其通常借助压环将用于承载衬底的承载装置固定在反应腔室内进行工艺。

图1为现有的压环的结构俯视图，请参阅图1，压环包括环体11，环体11的环孔110的直径D1小于承载装置10的外径D2，环体11的下表面的靠近环孔110周边的环形区域与承载装置10的上表面的边缘区域相互叠置，用以固定承载装置10。在装载被加工工件的过程中，将承载有被加工工件的承载装置10传入反应腔室内的卡盘上，并使环体11下降直至压住承载装置10，从而实现对承载装置10的固定。

上述固定装置在实际应用中不可避免地存在以下问题，即：由于环体11的下表面的靠近环孔110周边的环形区域叠置在承载装置10的边缘区域，导致到达承载装置10的上表面的工艺气体因受到该上表面上压环的阻挡而发生较大程度的偏转，如图2所示，这使得工艺气体分布在承载装置10上表面的边缘区域的浓度较小，从而造成位于该边缘区域的被加工工件的刻蚀速率较慢，进而降低了工艺均匀性。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题，提供了一种压环及等离子体加工设备，其可以提高承载装置上被加工工件的刻蚀速率的均匀性，进而可以提高工艺的均匀性。

本发明提供一种压环，用于固定被加工工件的承载装置，所述压环包括环体和至少三个压爪，所述至少三个压爪与所述环体固定连接，且沿着所述环体的周向间隔设置，且每个所述压爪的下表面叠置在所述承载装置上表面的边缘区域，并且在所述环体与所述承载装置之间形成有排气口，用以排出流入所述环体的环孔内的工艺气体。

其中，所述环孔的直径大于所述承载装置的外径，且每个所述压爪固定在所述环孔的孔壁上；所述环孔的内周缘与所述承载装置的外周缘之间形成作为所述排气口的间隙，且该间隙具有水平间距。

优选地，所述水平间距在所述环孔的径向上的宽度为10～15mm。

其中，所述环孔的直径大于所述承载装置的外径，且每个所述压爪的上表面与所述压环的下表面相互叠置，且二者固定连接；所述环孔的内周缘与所述承载装置的外周缘之间形成作为所述排气口的间隙，且该间隙具有水平间距，以及所述环体的下表面和所述承载装置的上表面之间形成作为所述排气口的间隙，且该间隙具有竖直间距。

优选地，所述水平间距在所述环孔的径向上的宽度为10～15mm，所述竖直间距在所述环孔的轴向上的宽度为5～10mm。

其中，所述环孔的直径小于或等于所述承载装置的外径，且每个所述压爪的上表面与所述压环的下表面相互叠置，且二者固定连接；所述环体的下表面与所述承载装置的上表面之间形成作为所述排气口的间隙，且该间隙具有竖直间距。

优选地，所述竖直间距在所述环孔的轴向上的宽度为5～10mm。

优选地，所述至少三个压爪沿所述环体的周向均匀分布。

优选地，相邻的两个压爪之间的水平夹角为20°～72°。

其中，每个所述压爪投影在所述承载装置上表面上的径向长度为3～5mm。

其中，每个所述压爪沿所述环孔的周向的宽度为5～10mm。

优选地，所述压爪和所述环体均采用绝缘材料制成，且二者采用一体成型的整体式结构。

其中，所述绝缘材料包括陶瓷或者石英。

其中，所述承载装置包括托盘和盖板，其中

在所述托盘的上表面上设置有多个用于承载被加工工件的承载位；在所述盖板上设置有通孔，所述通孔的数量和位置与所述承载位的数量和位置一一对应，且所述通孔的直径小于所述被加工工件的直径，并且对应于每个通孔，所述盖板下表面的靠近通孔周边的环形区域与置于所述承载位上的被加工工件上表面的边缘区域相互叠置；每个所述压爪的下表面叠置在所述盖板上表面的边缘区域。

本发明还提供一种等离子加工设备，包括反应腔室及设置在其内的卡盘、承载装置和压环，其中，所述承载装置用于承载被加工工件，所述卡盘用于承载所述承载装置；所述压环用于将所述承载装置固定在所述卡盘的上表面上，所述压环采用上述的压环。