一种盖板及承载装置

摘要

本发明提供了一种盖板及承载装置，该盖板用于将多个基片固定在托盘上，且在盖板的表面设置有多个贯穿盖板厚度的通孔，各个通孔与托盘的用于承载各个基片的承载位一一对应，盖板采用可消耗等离子体中仅与掩膜发生反应的自由基的材料制成；并且，盖板上表面包括多个反应区域，各个反应区域为一一对应地位于各个通孔周边的环形区域，并且各个反应区域的面积大小和与之对应的通孔位置处的刻蚀选择比大小成正相关关系。本发明提供的盖板，其可以提高单次工艺的片间刻蚀均匀性，从而可以提高单次工艺的良品率。

权利要求

1.一种盖板，用于将多个基片固定在托盘上，且在所述盖板上表面设置有多个贯穿所述盖板厚度的通孔，各个通孔与所述托盘的用于承载各个基片的承载位一一对应，其特征在于，所述盖板上表面采用可消耗等离子体中仅与掩膜发生反应的自由基的材料制成；并且，所述盖板上表面包括多个反应区域，各个反应区域为一一对应地位于各个通孔周边的环形区域，并且各个反应区域的面积大小和与之对应的通孔位置处的刻蚀选择比大小成正相关关系。

2.根据权利要求1所述的盖板，其特征在于，各个所述反应区域的面积相等。

3.根据权利要求1所述的盖板，其特征在于，所述盖板采用铝材料制成。

4.根据权利要求1所述的盖板，其特征在于，所述基片包括蓝宝石衬底。

5.根据权利要求1所述的盖板，其特征在于，所述多个通孔在所述盖板上从中心向边缘均匀设置，所述盖板周向上且靠近所述盖板边缘的各个通孔对应的反应区域的面积与其他通孔对应的反应区域的面积之间的误差范围在3～5％。

6.根据权利要求5所述的盖板，其特征在于，所述多个通孔中一个通孔设置在所述盖板的中心位置，其他所述通孔设置在以中心位置处通孔的中心为中心的N个圈层内，N为≥2的整数；沿所述盖板由中心向边缘的多个所述圈层依次称之为第n个圈层，1＜n≤N，且n为整数；其中M个所述通孔沿所述盖板的周向间隔且均匀设置在第1个圈层内，M为≥3的整数，M个所述通孔的中心连线形成正M边形；

n*M个通孔沿所述盖板的周向间隔设置在第n个圈层内，该n*M个通孔的中心连线形成正M边形；并且每个通孔和与之相邻的每个通孔之间的中心距相等。

7.根据权利要求6所述的盖板，其特征在于，位于所述盖板的中心位置的所述通孔和位于第1～N-1个圈层内的各个所述通孔对应的反应区域的面积等于正M边形内的盖板上表面积的二分之一；

位于所述第N个圈层内的各个所述通孔对应的反应区域的面积等于与之相邻的各个通孔的中心线形成的图形内的盖板上表面积的二分之一+(盖板的总上表面积－第N个圈层内N*M个通孔的中心线形成的图形内的盖板上表面积)/(N*M)。

8.根据权利要求6或7所述的盖板，其特征在于，N＝2，且M＝6。

9.一种承载装置，包括托盘和盖板，所述托盘用于承载多个基片，所述盖板叠置在所述托盘上，用以将所述基片固定在所述托盘上，其特征在于，所述盖板采用权利要求1-8任意一项所述的盖板。

说明书

一种盖板及承载装置

技术领域

[0001] 本发明属于微电子加工技术领域，具体涉及一种盖板及承载装置。

背景技术

[0002] 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，通常采用将多个基片放置在托盘上再传输至反应腔室内的基座上，在反应腔室内通过盖板叠置在托盘上，以实现将多个基片固定在托盘和盖板之间，从而能够同时对多个基片进行刻蚀工艺加工。

[0003] 图1为现有的盖板和托盘相互固定的俯视图。请参阅图1，具体地，盖板10上设置有与托盘11上承载的基片S一一对应的通孔101，当盖板10叠置在托盘11上时，每个通孔101的靠近其环孔的环形区域叠置在与之对应的基片S的边缘区域，不仅可以实现将基片S固定，还可以使基片S对应该通孔101位于反应腔室的等离子体环境中，以实现后续对基片S进行刻蚀工艺加工；盖板10上的通孔101的设置分布如图1所示，沿盖板10的径向由内向外设置有位于中心区域的1个通孔101、位于内圈区域的7个通孔101以及位于外圈区域的14个通孔101。

[0004] 然而，采用上述盖板10在实际应用中不可避免地会存在以下问题：盖板的中心区域、内圈区域和外圈区域内各个通孔101位置处的刻蚀选择比不同，且逐渐减小，其中，刻蚀选择比等于基片的PSS刻蚀速率与光刻胶掩膜(PR)刻蚀速率的比值，若刻蚀选择比高，则该通孔位置处的基片的刻蚀深度深，且刻蚀形貌容易出现拐点；若刻蚀选择比低，则该通孔位置处的基片的刻蚀深度低，而基片的刻蚀形貌差和刻蚀深度低均会影响PSS的出光效率，因此，采用现有的盖板会造成刻蚀均匀性差，从而造成单次工艺的良品率低。

发明内容

[0005] 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种盖板及承载装置，其可以提高单次工艺的片间刻蚀均匀性，从而可以提高单次工艺的良品率。

[0006] 为解决上述问题之一，本发明提供了一种盖板，用于将多个基片固定在托盘上，且在所述盖板上表面设置有多个贯穿所述盖板厚度的通孔，各个通孔与所述托盘的用于承载各个基片的承载位一一对应，其特征在于，所述盖板上表面采用可消耗等离子体中仅与掩膜发生反应的自由基的材料制成；并且，所述盖板上表面包括多个反应区域，各个反应区域为一一对应地位于各个通孔周边的环形区域，并且各个反应区域的面积大小和与之对应的通孔位置处的刻蚀选择比大小成正相关关系。

[0007] 其中，各个所述反应区域的面积相等。

[0008] 其中，所述盖板采用铝材料制成。

[0009] 其中，所述基片包括蓝宝石衬底。

[0010] 其中，所述多个通孔在所述盖板上从中心向边缘均匀设置，所述盖板周向上且靠近所述盖板边缘的各个通孔对应的反应区域的面积与其他通孔对应的反应区域的面积之间的误差范围在3～5％。

[0011] 其中，所述多个通孔中一个通孔设置在所述盖板的中心位置，其他所述通孔设置在以中心位置处通孔的中心为中心的N个圈层内，N为≥2的整数；沿所述盖板由中心向边缘的多个所述圈层依次称之为第n个圈层，1＜n≤N，且n为整数；其中M个所述通孔沿所述盖板的周向间隔且均匀设置在第1个圈层内，M为≥3的整数，M个所述通孔的中心连线形成正M边形；n*M个通孔沿所述盖板的周向间隔设置在第n个圈层内，该n*M个通孔的中心连线形成正M边形；并且每个通孔和与之相邻的每个通孔之间的中心距相等。

[0012] 其中，位于所述盖板的中心位置的所述通孔和位于第1～N-1个圈层内的各个所述通孔对应的反应区域的面积等于正M边形内的盖板上表面积的二分之一；位于所述第N个圈层内的各个所述通孔对应的反应区域的面积等于与之相邻的各个通孔的中心线形成的图形内的盖板上表面积的二分之一+(盖板的总上表面积－第N个圈层内N*M个通孔的中心线形成的图形内的盖板上表面积)/(N*M)。

[0013] 其中，N＝2，且M＝6。

[0014] 本发明还提供一种承载装置，包括托盘和盖板，所述托盘用于承载多个基片，所述盖板叠置在所述托盘上，用以将所述基片固定在所述托盘上，所述盖板采用本发明提供的上述盖板。

[0015] 本发明具有以下有益效果：

[0016] 本发明提供的盖板，其借助盖板上表面采用可消耗等离子体中仅与掩膜发生反应的自由基的材料制成，因此会减少与掩膜发生反应的自由基，从而可以降低掩膜的刻蚀速率，但不会影响基片的刻蚀速率，从而可以提高与基片的刻蚀选择比，因此，各个反应区域的面积大小和与之对应的通孔位置处的刻蚀选择比大小成正相关关系。由上可知，本发明提供的盖板，可以根据上述关系设置盖板上多个通孔的位置分布来实现改变各个通孔位置处的刻蚀选择比的大小，以使得多个通孔位置处的刻蚀选择比均匀，从而可以提高单次工艺的多个基片的刻蚀均匀性，即，可以提高单次工艺的片间刻蚀均匀性，进而可以提高单次工艺的良品率。

[0017] 本发明提供的承载装置，其采用本发明提供的盖板，因而可以提高单次工艺的片间刻蚀均匀性，从而可以提高单次工艺的良品率。

附图说明

[0018] 图1为现有的盖板和托盘相互固定的俯视图；

[0019] 图2为本发明实施例提供的盖板的一种结构示意图；

[0020] 图3a为中心位置处通孔对应的反应区域的面积大小的示意图；

[0021] 图3b为第1圈层内各个通孔对应的反应区域的面积大小的示意图；以及[0022] 图3c为第2圈层内各个通孔对应的反应区域的面积大小的示意图。

具体实施方式

[0023] 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实施例提供的盖板及承载装置进行详细描述。

[0024] 本发明实施例提供的盖板，用于将多个基片固定在托盘上，并且，在盖板上设置有多个贯穿盖板厚度的通孔，各个通孔与托盘的用于承载各个基片的承载位一一对应，盖板上表面采用可消耗等离子体中仅与掩膜发生反应的自由基的材料制成；并且，盖板上表面包括多个反应区域，各个反应区域为一一对应地位于各个通孔周边的环形区域，并且各个反应区域的面积大小和与之对应的通孔位置处的刻蚀选择比大小成正相关关系。

[0025] 由上可知，由于盖板上表面采用可消耗等离子体中仅与掩膜发生反应的自由基的材料制成，这使得在刻蚀工艺过程中通孔对应的反应区域会消耗掉与该通孔内基片上的掩膜发生反应的自由基，因此会减少与掩膜发生反应的自由基，从而降低掩膜的刻蚀速率，但不会影响与该通孔位置处基片的刻蚀速率，因此，各个反应区域的面积大小和与之对应的通孔位置处的刻蚀选择比大小成正相关关系，具体地，若通孔对应的反应区域的面积越大，消耗掉与该通孔内基片上的掩膜发生反应的自由基越多，则该通孔位置处的刻蚀选择比越高；若通孔对应的反应区域的面积越小，消耗掉与该通孔内基片上的掩膜发生反应的自由基越少，则该通孔位置处的刻蚀选择比越小。因此，本实施例提供的盖板，可以根据上述关系设置盖板上多个通孔的位置分布来实现改变各个通孔位置处的刻蚀选择比的大小，以使得多个通孔位置处的刻蚀选择比均匀，从而可以提高单次工艺的多个基片的刻蚀均匀性，即，可以提高单次工艺的片间刻蚀均匀性，进而可以提高单次工艺的良品率。

[0026] 在本实施例中，盖板采用铝材料制成，或者，盖板上表面上涂覆有铝材料层。Al材料会与等离子体中与基片上的掩膜发生反应的自由基发生反应；并且，基片包括蓝宝石衬底(Al2O3)，刻蚀气体包括主刻蚀气体和辅刻蚀气体，主刻蚀气体包括三氯化硼(BCl3)，辅刻蚀气体包括氯气(Cl2)，其中，掩膜(包括C、H、O)和Al材料会与等离子体中的Cl自由基发生如下反应：

[0027] Al+xCl→AlClx；

[0028] Cl+C→CClx；

[0029] H+Cl→HCl；

[0030] 在刻蚀过程中三氯化硼(BCl3)在辉光放电条件下离化与蓝宝石衬底发生如下反应：

[0031] BCl3+e-→BCl2+Cl+e-；

[0032] BCl3+e-→BCl2++Cl+2e-；

[0033] BCl2+e-→BCl2++2e-；

[0034] BCl3+e-→Cl-+BCl2+；

[0035] BCl3+e-→2Cl-+BCl+；

[0036] 2BClx+Al2O3→Al+2BOClx；

[0037] 而Al材料不会影响等离子体与基片之间的反应。基于该原因，若通孔对应的反应区域的面积越大，则该通孔位置处的刻蚀选择比越大；若通孔对应的反应区域的面积越小，则该通孔位置处的刻蚀选择比越小。也就是说，各个反应区域的面积大小和与之对应的通孔位置处的刻蚀选择比大小成正相关关系。

[0038] 因此，针对现有技术，为实现多个通孔位置处的刻蚀选择比均匀，可以使盖板上的中圈区域和外圈区域内各个通孔靠近盖板的中心区域设置，以增大该各个通孔对应的反应区域的大小，同时可以降低中心区域内通孔的反应区域的大小，这可以补偿盖板外圈区域内各个通孔位置处的刻蚀选择比较低，以及中心区域内通孔位置处刻蚀选择比较高，从而使得各个通孔位置处的刻蚀选择比均匀，进而可以提高单次工艺的良品率。

[0039] 优选地，各个反应区域的面积相等，也就是说，盖板上各个通孔周边的环形盖板上表面的大小相等，这可以在机台刻蚀均匀性好的情况下避免由于盖板上各个通孔对应的反应区域的面积大小不相等而影响片间刻蚀均匀性。

[0040] 在本实施例中，在机台刻蚀均匀性好的情况下，也可以多个通孔在盖板上从中心向边缘均匀设置，盖板周向上且靠近盖板边缘的各个通孔对应的反应区域的面积与其他通孔对应的反应区域的面积之间的误差范围在3～5％。

[0041] 为实现多个通孔在盖板上从中心向边缘均匀设置。具体地，多个通孔中一个通孔201设置在盖板20的中心位置，其他通孔设置在以中心位置处通孔201的中心为中心的N个圈层内，N为≥2的整数，如图2所示，N＝2；沿盖板20由中心向边缘的多个圈层依次称之为第n个圈层，1＜n≤N，且n为整数；其中，M个通孔沿盖板20的周向间隔且均匀设置在第1个圈层内，M为≥3的整数，M个通孔的中心连线形成正M边形，如图2所示，M＝6；n*M个通孔沿盖板20的周向间隔设置在第n个圈层内，该n*M个通孔的中心连线形成正M边形；并且，每个通孔和与之相邻的每个通孔之间的中心距L相等。在这种情况下，盖板周向上且靠近盖板边缘的各个通孔为第N圈层内的各个通孔，也就是，如图2中所示的第2圈层内的各个通孔203。

[0042] 在本实施例中，位于盖板20的中心位置的通孔201和位于第1～N-1个圈层内的各个通孔对应的反应区域的面积等于正M边形内的盖板上表面积的二分之一；位于第N个圈层内的各个通孔对应的反应区域的面积等于与之相邻的各个通孔的中心线形成的图形内的盖板上表面积的二分之一+(盖板的总上表面积－第N个圈层内N*M个通孔的中心线形成的图形内的盖板上表面积)/(N*M)。

[0043] 下面结合图3a-图3c详细描述本实施例提供的盖板各个通孔一一对应的反应区域的面积大小的计算方式。具体地，位于第1圈层内的6个通孔202的中心连线形成正六边形，如图2所示的虚线所示，在这种情况下，位于中心位置的通孔201对应的反应区域的面积等于第1圈层内各个通孔202形成的正六边形内的盖板上表面积的二分之一，也就是，图3a中所示的阴影面积的二分之一。位于第1圈层内的各个通孔202对应的反应区域的面积等于与之相邻的各个通孔的中心连线形成的正六边形内的盖板上表面积的二分之一，也就是，图3b中所示的阴影面积的二分之一，因此，中心位置的通孔201和第1圈层内各个通孔对应的反应区域的面积大小相等。位于第2圈层内的各个通孔203对应的反应区域的面积等于与之相邻的3个通孔的中心连线的形成的图形内的盖板上表面积的二分之一+十二分之一的(盖板总上表面积－第2圈层内各个通孔的中心连线形成的正六边形内的盖板上表面积)，也就是，图3c中的阴影面积A的二分之一+阴影面积的B的十二分之一，在实际应用中，可以使得第2圈层内的各个通孔对应的反应区域的面积与中心位置和第1圈层内各个通孔的面积的误差范围在3～5％。

[0044] 可以理解，盖板上通孔的设置数量与相邻两个通孔的中心距L成反比，因此，在实际应用中，应在保证各个通孔位置处的刻蚀选择比趋于均匀的前提下，尽可能地减小相邻两个通孔的中心距L的取值，以尽可能地提高通孔的设置数量，从而可以提高单次工艺的工艺数量。

[0045] 需要说明的是，本发明并不局限于上述计算各个通孔对应的反应区域面积大小的方法，在实际应用中，可以采用其他计算方法进行计算各个通孔反应区域的面积大小。例如，可以采用如下计算方法：计算如图3a所示的阴影面积为中心位置的通孔201对应的反应区域的面积，而图3b所示的阴影面积为第1圈层的各个通孔202对应的反应区域的面积，而第2圈层的各个通孔203对应的反应区域的面积为阴影面积A和十二分之一的阴影面积B之和。

[0046] 还需要说明的是，在本实施例中，在机台刻蚀均匀性好的情况下，盖板上多个通孔采用如图2所示的方式设置分布。但是，本发明并不局限于此，在实际应用中，也可以在机台刻蚀均匀性好的情况下，该板上多个通孔采用其他方式来实现各个通孔对应的反应区域的面积大小区域相等，在此不一一列举。

[0047] 另外需要说明的是，在实际应用中，若机台设备的刻蚀均匀性差，即存在偏心的情况下，同样可以采用本发明实施例提供的盖板，根据与通孔一一对应的各个反应区域的面积大小和与之对应的通孔位置处的刻蚀选择比大小成正相关关系，设置盖板上多个通孔的位置分布来实现改变各个通孔位置处的刻蚀选择比的大小，以改善甚至消除上述刻蚀机台设备的偏心问题，从而提高片间刻蚀选择比的均匀性。

[0048] 作为另外一个技术方案，本实施例还提供一种承载装置，该承载装置包括托盘和盖板，托盘用于承载多个基片，盖板采用本发明上述实施例提供的盖板。

[0049] 本实施例提供的承载装置，其通过采用本实施例提供上述盖板，可以单次工艺的片间刻蚀均匀性，从而可以提高单次工艺的良品率。

[0050] 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。