專利名稱：一種干法刻蝕無(wú)機(jī)材料基板等離子體刻蝕機(jī)的傳片系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種干法刻蝕無(wú)機(jī)材料基板等離子體刻蝕機(jī)的傳片系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
刻蝕是半導(dǎo)體制造工藝、微電子IC制造工藝以及微納制造工藝中的一種相當(dāng)重要的工藝步驟，是與光刻相聯(lián)系的圖形化(pattern)處理的一種主要工藝。所謂刻蝕，實(shí)際上狹義理解就是光刻腐蝕，先通過(guò)光刻將光刻膠進(jìn)行光刻曝光處理，然后通過(guò)其它方式實(shí)現(xiàn)腐蝕處理掉所需除去的部分。隨著微制造工藝的發(fā)展；廣義上來(lái)講，刻蝕成了通過(guò)溶液、 反應(yīng)離子或其它機(jī)械方式來(lái)剝離、去除材料的一種統(tǒng)稱，成為微加工制造的一種普適叫法。 刻蝕最簡(jiǎn)單最常用分類是干法刻蝕和濕法刻蝕。干法刻蝕種類很多，包括光揮發(fā)、氣相腐蝕、等離子體腐蝕等。其優(yōu)點(diǎn)是各向異性好，選擇比高，可控性、靈活性、重復(fù)性好，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，無(wú)化學(xué)廢液，處理過(guò)程未引入污染，潔凈度高。缺點(diǎn)是成本高，設(shè)備復(fù)雜。干法刻蝕主要形式有純化學(xué)過(guò)程(如屏蔽式，下游式，桶式)，純物理過(guò)程(如離子銑)，物理化學(xué)過(guò)程， 常用的有反應(yīng)離子刻蝕RIE，離子束輔助自由基刻蝕ICP等。與其它刻蝕技術(shù)相比，ICP刻蝕技術(shù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性價(jià)比高、裝置的環(huán)徑比更大、 裝置更小型化且操作簡(jiǎn)單。同時(shí)ICP源具有至少在直徑20cm范圍內(nèi)的均勻性，可獨(dú)立控制離子密度和離子能量，已成為目前較為理想的等離子體源。ICP反應(yīng)可以得到大于 IO11cm-5的高密度等離子體，用以實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的加工過(guò)程。例如，在常溫下深刻蝕硅片，可以獲得高刻蝕速率，高刻蝕縱寬比和高選擇比，同時(shí)保持側(cè)壁陡直。這種刻蝕工藝被廣泛應(yīng)用于各種深刻蝕，如MEMS的制作中。通過(guò)在鈍化和刻蝕之間加入一個(gè)去鈍化的步驟，或通過(guò)控制聚合薄層的厚度，合理調(diào)節(jié)其它刻蝕參數(shù)，不僅可以刻蝕出各向異性的端面，而且可以使得端面傾角在一定范圍內(nèi)有變化。利用ICP刻蝕技術(shù)刻蝕硅基材料和m-ν族化合物同樣可以獲得良好的刻蝕效果。ICP刻蝕技術(shù)廣泛應(yīng)用于微電子、LED及光伏領(lǐng)域。ICP刻蝕技術(shù)還用于制備 HB-LED的襯底。藍(lán)寶石襯底是LED的底層支撐，在藍(lán)寶石襯底上通過(guò)MOCVD依次生長(zhǎng)GaN低溫成核層、N型摻雜層、多量子阱(MQW)層、P型摻雜層，再制作電極，就可以制成LED。在藍(lán)寶石襯底上通過(guò)光刻和刻蝕做圖形就可以得到圖形化藍(lán)寶石襯底，即Patterned Sapphire Substrate，簡(jiǎn)稱PSS。光刻工藝的目的是用光刻膠將需要刻蝕的藍(lán)寶石顯露，將不需要刻蝕的藍(lán)寶石掩護(hù)；刻蝕的目的是將未被光刻膠保護(hù)的那部分藍(lán)寶石刻蝕，以形成圖形。與藍(lán)寶石襯底相比，圖形化藍(lán)寶石襯底具有顯著優(yōu)勢(shì)。首先，將藍(lán)寶石襯底進(jìn)行圖形化處理后，在襯底表面生長(zhǎng)GaN時(shí)，藍(lán)寶石與GaN的晶格失配會(huì)減小，從而減少由晶格失配引起的螺位錯(cuò)，就能有效地減少光生電子-空穴對(duì)由于螺位錯(cuò)引起的非輻射復(fù)合，提高LED的內(nèi)量子效率，增強(qiáng)LED的亮度；其次，由于從多量子阱產(chǎn)生的光線僅有單一的傳播方向，如果光線經(jīng)過(guò)圖形化處理的藍(lán)寶石襯底能夠增加光線的散射，這就使得光線有多個(gè)傳播方向。從多量子阱產(chǎn)生的光線傳播到空氣-藍(lán)寶石界面時(shí)，如果入射角大于 《—^·(空氣的折
a — 2 ι
射本》2力藍(lán)寶石的折射率)，光線發(fā)生全反射，返回LED;如果入射角小于β，光線就會(huì)發(fā)
生折射，傳播到空氣中。而LED的設(shè)計(jì)是單向出光的，不希望光線從藍(lán)寶石襯底一側(cè)射出。 做PSS后，藍(lán)寶石襯底上的圖形增加了光線的散射，使得光線有較多的傳播方向，就有更多的光線發(fā)生全反射返回LED，這些光線將從出光面出光，這樣就提高了 LED的光析出率，增強(qiáng)LED的亮度。制作PSS對(duì)提高LED的亮度意義重大，而光刻后的藍(lán)寶石片要經(jīng)過(guò)刻蝕才能形成 PSS,因此，刻蝕是制作PSS工藝中的關(guān)鍵工藝步驟?？涛g的目的在于根據(jù)光刻的情況選擇
性地去除部分藍(lán)寶石襯底材料。即利用處于等離子體狀態(tài)€12和605對(duì)藍(lán)寶石襯底進(jìn)行物
理轟擊和化學(xué)腐蝕，將未被光刻膠覆蓋的藍(lán)寶石襯底刻蝕掉，而被光刻膠覆蓋的那部分藍(lán)寶石襯底不被刻蝕。這樣，經(jīng)過(guò)刻蝕機(jī)處理后，就在藍(lán)寶石襯底上形成圖形，制成藍(lán)寶石襯底。藍(lán)寶石刻蝕機(jī)的刻蝕速率和刻蝕均勻性對(duì)藍(lán)寶石襯底的制作至關(guān)重要。首先，刻蝕速率快，對(duì)于相同的刻蝕深度所需的刻蝕時(shí)間就少，生產(chǎn)效率就能夠得到提高。其次，刻蝕均勻性對(duì)于提高PSS產(chǎn)品的良率有決定性的作用。如果片內(nèi)均勻性好，那么在保證發(fā)光效率統(tǒng)一性的基礎(chǔ)上，在同一片藍(lán)寶石片上就可以分割出較多的LED襯底；如果藍(lán)寶石片片間均勻性較好，那么23片藍(lán)寶石片都可以用作高亮度LED的襯底，不會(huì)出現(xiàn)廢片。對(duì)于批量式ICP刻蝕機(jī)，需要將多片無(wú)機(jī)材料基片放在片盤上，然后用片盤將基片一批一批地送往刻蝕腔，刻蝕完畢后再將片盤從刻蝕腔取出。采用傳片系統(tǒng)將運(yùn)載基片的片盤在刻蝕腔和預(yù)真空腔之間進(jìn)行位置轉(zhuǎn)移?，F(xiàn)有的傳片系統(tǒng)存在很多缺點(diǎn)，首先只能實(shí)現(xiàn)單片轉(zhuǎn)運(yùn)，其次傳片效率較低，可靠性較差。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決現(xiàn)有ICP刻蝕機(jī)的傳片系統(tǒng)存在傳片效率低、可靠性差的問(wèn)題，提供了一種傳片效率高、可靠性好的干法刻蝕無(wú)機(jī)材料基板等離子體刻蝕機(jī)的傳片系統(tǒng)。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種干法刻蝕無(wú)機(jī)材料基板等離子體刻蝕機(jī)的傳片系統(tǒng)，其安裝在預(yù)真空腔內(nèi)， 包括運(yùn)送片盤的機(jī)械手，其特征在于所述機(jī)械手固定連接在帶動(dòng)其運(yùn)動(dòng)的絲桿螺母上，所述絲桿螺母安裝在絲桿上，所述絲桿通過(guò)齒輪副與伺服電機(jī)連接，所述齒輪副包括與伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子連接的主齒輪、與絲桿轉(zhuǎn)子連接的副齒輪，所述主齒輪與副齒輪嚙合連接。進(jìn)一步，所述主齒輪和副齒輪均通過(guò)齒輪水平方向定位系統(tǒng)水平定位，所述齒輪水平方向定位系統(tǒng)包括前定位片和后定位片，所述前定位片與后定位片之間安裝有齒輪， 所述前定位片與轉(zhuǎn)子連接。進(jìn)一步，所述主齒輪的直徑小于副齒輪的直徑。進(jìn)一步，所述伺服電機(jī)通過(guò)伺服電機(jī)定位器固定連接在預(yù)真空腔上。進(jìn)一步，所述絲桿通過(guò)絲桿定位器固定連接在預(yù)真空腔上。
4[0016]進(jìn)一步，所述絲桿螺母與預(yù)真空腔內(nèi)的導(dǎo)軌槽配合移動(dòng)。進(jìn)一步，所述伺服電機(jī)與伺服電機(jī)定位器、所述伺服電機(jī)電位器與預(yù)真空腔、所述絲桿定位器與預(yù)真空腔、所述前定位片與轉(zhuǎn)子、所述前定位片與后定位片、所述機(jī)械手與絲桿螺母均通過(guò)螺釘固定連接。本實(shí)用新型的使用過(guò)程1、將片盤放于機(jī)械手上；2、自動(dòng)控制系統(tǒng)給伺服電機(jī)發(fā)出信號(hào)，伺服電機(jī)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)；3、伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)主齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)；4、主齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)副齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)；5、副齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)；6、絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)絲桿上的絲桿螺母向刻蝕腔運(yùn)動(dòng)；7、絲桿上的絲桿螺母的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)機(jī)械手和片盤向刻蝕腔運(yùn)動(dòng)；8、改變伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向便可改變機(jī)械手和片盤的移動(dòng)方向。本實(shí)用新型的有益效果傳片效率高、可靠性好，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理。

圖1是本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的齒輪水平方向定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型的齒輪水平方向定位系統(tǒng)定位齒輪的使用狀態(tài)圖。圖4是本實(shí)用新型安裝在預(yù)真空腔內(nèi)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，但并不將本實(shí)用新型局限于這些具體實(shí)施方式
。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，本實(shí)用新型涵蓋了權(quán)利要求書范圍內(nèi)所可能包括的所有備選方案、改進(jìn)方案和等效方案。參照?qǐng)D1-4，一種干法刻蝕無(wú)機(jī)材料基板等離子體刻蝕機(jī)的傳片系統(tǒng)，其安裝在預(yù)真空腔12內(nèi)，包括運(yùn)送片盤的機(jī)械手3，所述機(jī)械手3固定連接在帶動(dòng)其運(yùn)動(dòng)的絲桿螺母8 上，所述絲桿螺母8安裝在絲桿11上，所述絲桿11通過(guò)齒輪副與伺服電機(jī)1連接，所述齒輪副包括與伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子5連接的主齒輪6、與絲桿轉(zhuǎn)子4連接的副齒輪7，所述主齒輪6 與副齒輪7嚙合連接。所述主齒輪6和副齒輪7均通過(guò)齒輪水平方向定位系統(tǒng)水平定位，所述齒輪水平方向定位系統(tǒng)包括前定位片9和后定位片10，所述前定位片9與后定位片10之間安裝有齒輪，所述前定位片9與轉(zhuǎn)子連接。所述主齒輪6的直徑小于副齒輪7的直徑。所述伺服電機(jī)1通過(guò)伺服電機(jī)定位器2固定連接在預(yù)真空腔12上。所述絲桿11通過(guò)絲桿定位器14固定連接在預(yù)真空腔12上。所述絲桿螺母8與預(yù)真空腔12內(nèi)的導(dǎo)軌槽13配合移動(dòng)。所述伺服電機(jī)1與伺服電機(jī)定位器2、所述伺服電機(jī)電位器2與預(yù)真空腔12、所述絲桿定位器14與預(yù)真空腔12、所述前定位片9與轉(zhuǎn)子、所述前定位片9與后定位片10、所述機(jī)械手3與絲桿螺母8均通過(guò)螺釘固定連接。本實(shí)用新型的使用過(guò)程1、將片盤放于機(jī)械手13上；2、自動(dòng)控制系統(tǒng)給伺服電機(jī)1發(fā)出信號(hào)，伺服電機(jī)1開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)；3、伺服電機(jī)1的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)主齒輪6轉(zhuǎn)動(dòng)；4、主齒輪6的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)副齒輪7轉(zhuǎn)動(dòng)；5、副齒輪7的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)絲桿11轉(zhuǎn)動(dòng)；6、絲桿11的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)絲桿11上的絲桿螺母8向刻蝕腔運(yùn)動(dòng)；7、絲桿11上的絲桿螺母8的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)機(jī)械手13和片盤向刻蝕腔運(yùn)動(dòng)；8、改變伺服電機(jī)1的轉(zhuǎn)動(dòng)方向便可改變機(jī)械手13和片盤的移動(dòng)方向。
權(quán)利要求1.一種干法刻蝕無(wú)機(jī)材料基板等離子體刻蝕機(jī)的傳片系統(tǒng)，其安裝在預(yù)真空腔內(nèi)，包括運(yùn)送片盤的機(jī)械手，其特征在于所述機(jī)械手固定連接在帶動(dòng)其運(yùn)動(dòng)的絲桿螺母上，所述絲桿螺母安裝在絲桿上，所述絲桿通過(guò)齒輪副與伺服電機(jī)連接，所述齒輪副包括與伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子連接的主齒輪、與絲桿轉(zhuǎn)子連接的副齒輪，所述主齒輪與副齒輪嚙合連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種干法刻蝕無(wú)機(jī)材料基板等離子體刻蝕機(jī)的傳片系統(tǒng)，其特征在于所述主齒輪和副齒輪均通過(guò)齒輪水平方向定位系統(tǒng)水平定位，所述齒輪水平方向定位系統(tǒng)包括前定位片和后定位片，所述前定位片與后定位片之間安裝有齒輪，所述前定位片與轉(zhuǎn)子連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種干法刻蝕無(wú)機(jī)材料基板等離子體刻蝕機(jī)的傳片系統(tǒng)，其特征在于所述主齒輪的直徑小于副齒輪的直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種干法刻蝕無(wú)機(jī)材料基板等離子體刻蝕機(jī)的傳片系統(tǒng)，其特征在于所述伺服電機(jī)通過(guò)伺服電機(jī)定位器固定連接在預(yù)真空腔上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種干法刻蝕無(wú)機(jī)材料基板等離子體刻蝕機(jī)的傳片系統(tǒng)，其特征在于所述絲桿通過(guò)絲桿定位器固定連接在預(yù)真空腔上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種干法刻蝕無(wú)機(jī)材料基板等離子體刻蝕機(jī)的傳片系統(tǒng)，其特征在于所述絲桿螺母與預(yù)真空腔內(nèi)的導(dǎo)軌槽配合移動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種干法刻蝕無(wú)機(jī)材料基板等離子體刻蝕機(jī)的傳片系統(tǒng)，其特征在于所述伺服電機(jī)與伺服電機(jī)定位器、所述伺服電機(jī)電位器與預(yù)真空腔、所述絲桿定位器與預(yù)真空腔、所述前定位片與轉(zhuǎn)子、所述前定位片與后定位片、所述機(jī)械手與絲桿螺母均通過(guò)螺釘固定連接。
專利摘要一種干法刻蝕無(wú)機(jī)材料基板等離子體刻蝕機(jī)的傳片系統(tǒng)，其安裝在預(yù)真空腔內(nèi)，包括運(yùn)送片盤的機(jī)械手，所述機(jī)械手固定連接在帶動(dòng)其運(yùn)動(dòng)的絲桿螺母上，所述絲桿螺母安裝在絲桿上，所述絲桿通過(guò)齒輪副與伺服電機(jī)連接，所述齒輪副包括與伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子連接的主齒輪、與絲桿轉(zhuǎn)子連接的副齒輪，所述主齒輪與副齒輪嚙合連接。本實(shí)用新型的有益效果傳片效率高、可靠性好，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理。
文檔編號(hào)H01J37/32GK202307824SQ20112035273
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月20日
發(fā)明者李超波, 陳波, 饒志鵬, 黃成強(qiáng) 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院嘉興微電子儀器與設(shè)備工程中心