CN111554610A - 微腔刻蚀基底盛放装置及微腔刻蚀*** - Google Patents

微腔刻蚀基底盛放装置及微腔刻蚀*** Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种微腔刻蚀基底盛放装置及微腔刻蚀***。上述微腔刻蚀基底盛放装置，包括基座、置片架以及旋转控制单元。所述置片架可转动的设置于所述基座，所述置片架开设有置片槽，所述置片槽用于放置基底材料。所述旋转控制单元与所述置片架连接，用于控制所述置片架以预设转速进行旋转。刻蚀使用时，将上述微腔刻蚀基底盛放装置放到刻蚀腔中，并在所述置片槽中放入准备进行氟化氙刻蚀的基底材料，启动所述旋转控制单元，以使得基底材料在置片架的带动下匀速缓慢旋转。基底材料的旋转使得氟化氙气体能较为均匀的接触正在刻蚀的微腔，可有效提升在低湿度、高氟化氙浓度下微腔刻蚀的圆度，从而使环芯微腔有较高的Q值。

Description

微腔刻蚀基底盛放装置及微腔刻蚀***
技术领域
本申请涉及半导体光电子器件技术领域，特别是涉及一种微腔刻蚀基底盛放装置及微腔刻蚀***。
背景技术
环芯型微腔的关键参数品质因子Q受其硅基支撑柱体圆度的影响。在形成硅基支撑柱的过程中，一般使用氟化氙粉末作为干法刻蚀的原料，通过氮气加压，使其均匀弥散在圆形刻蚀腔内，并均匀的和硅基进行接触，从而刻蚀掉部分硅基，形成硅基支撑柱。而在该过程中，硅基支撑柱的圆度会受到两个方面的影响：氟化氙粉末弥散的均匀程度、硅片自身的非对称性；这两者会导致环芯微腔的支撑柱出现方形等非圆形模样，从而影响到微腔的品质因子。
为了能够缓解上述两种不均匀情况带来的后果，常用的方法是通过减少氟化氙的刻蚀量来实现的。一种方式是提高刻蚀腔内的空气湿度，这是由于氟化氙和空气中的水蒸气发生化学反应，生成氟化氢后会失去对硅基的刻蚀能力，如此一来低浓度氟化氙就更容易均匀分布在刻蚀腔内，通过牺牲刻蚀速度就能够实现硅基支撑柱的高圆度。第二种方式是减少刻蚀***喷出的氟化氙粉末量。该种方法缺少一定的稳定性，不能够保证每次刻蚀结果均理想。
发明内容
基于此，本申请提供一微腔刻蚀基底盛放装置及微腔刻蚀***，以使微腔在反应过程中更均匀地刻蚀。
一种微腔刻蚀基底盛放装置，包括：
基座；
置片架，可转动的设置于所述基座，所述置片架开设有置片槽，所述置片槽用于放置基底材料；以及
旋转控制单元，与所述置片架连接，用于控制所述置片架以预设转速进行旋转。
在其中一个实施例中，所述置片架包括：
转轴，可转动的设置于所述基座，一端与所述旋转控制单元可转动连接；以及
旋转台，与所述转轴的另一端固定连接，所述置片槽开设于所述旋转台远离所述基座的一面。
在其中一个实施例中，所述置片槽开设于所述旋转台的中心位置。
在其中一个实施例中，所述置片槽沿所述旋转台的径向，贯穿所述旋转台。
在其中一个实施例中，所述旋转台与所述转轴的另一端固定连接方式为焊接或螺纹连接。
在其中一个实施例中，所述置片架的数量为多个，多个所述置片架等间隔设置于所述基座。
在其中一个实施例中，所述置片架的数量为六个，六个所述置片架的中心的连线为一个正六边形。
在其中一个实施例中，所述旋转控制单元包括：
旋转电机，与所述转轴连接；
电机控制电路，与所述旋转电机电连接，用于控制所述旋转电机以预设转速进行旋转。
在其中一个实施例中，所述基座具有容纳腔，所述旋转控制单元设置于所述容纳腔。
在其中一个实施例中，所述基座为空心柱体，且所述基座的材料为不锈钢。
一种微腔刻蚀***，包括：
上述实施例中任一项所述的微腔刻蚀基底盛放装置；以及
刻蚀装置，具有刻蚀腔，所述微腔刻蚀基底盛放装置置于所述刻蚀腔内。
上述微腔刻蚀基底盛放装置，包括基座、置片架以及旋转控制单元。所述置片架可转动的设置于所述基座，所述置片架开设有置片槽，所述置片槽用于放置基底材料。所述旋转控制单元与所述置片架连接，用于控制所述置片架以预设转速进行旋转。刻蚀使用时，将上述微腔刻蚀基底盛放装置放到刻蚀腔中，并在所述置片槽中放入准备进行氟化氙刻蚀的基底材料，启动所述旋转控制单元，以使得基底材料在置片架的带动下匀速缓慢旋转。基底材料的旋转使得氟化氙气体能较为均匀的接触正在刻蚀的微腔，可有效提升在低湿度、高氟化氙浓度下微腔刻蚀的圆度，从而使环芯微腔有较高的Q值。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一个实施例提供的微腔刻蚀基底盛放装置结构图；
图2为本申请一个实施例提供的置片架主视图；
图3为本申请一个实施例提供的微腔刻蚀基底盛放装置主视图；
图4为本申请一个实施例提供的微腔刻蚀基底盛放装置俯视图；
图5为本申请一个实施例提供的微腔刻蚀基底盛放装置主视图；
图6为本申请一个实施例提供的微腔刻蚀***结构图。
主要元件附图标号说明
10、微腔刻蚀基底盛放装置；110、基座；111、容纳腔；120、置片架；121、置片槽；122、转轴；123、旋转台；130、旋转控制单元；131、旋转电机；132、电机控制电路；20、微腔刻蚀***；200、刻蚀装置；210、刻蚀腔。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。
可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一获取模块称为第二获取模块，且类似地，可将第二获取模块称为第一获取模块。第一获取模块和第二获取模块两者都是获取模块，但其不是同一个获取模块。
需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
传统方案中对实验室湿度要求较高，需要通过较大功率的加湿器来提高空气湿度到40％左右，并且在刻蚀的过程中，氟化氙会有较多的浪费，而刻蚀机器在高湿度的情况之下运作很容易出现损耗，同时也会导致时间的浪费。并且减少氟化氙粉末量并不能确保硅基支撑柱的圆度，且会花费大量时间成本，不利于大量生产。
基于上述问题，请参见图1，本申请一个实施例提供一种微腔刻蚀基底盛放装置10。所述微腔刻蚀基底盛放装置10包括基座110、置片架120以及旋转控制单元130。
所述置片架120可转动的设置于所述基座110。所述置片架120开设有置片槽121。所述置片槽121用于放置基底材料。所述旋转控制单元130与所述置片架120连接。所述旋转控制单元130用于控制所述置片架120以预设转速进行旋转。
可以理解，所述基座110的形状以及材料不做具体限定，只要所述基座110可以起到支撑作用即可。在一个可选的实施例中，所述基座110的材料为不锈钢。所述基座110的形状为柱体、台体等其他形状。
可以理解，所述置片架120的形状以及材料不做具体限定，只要所述置片架120可以将基底材料固定放置即可。所述置片架120的数量不做具体限定。所述基底材料为用于制备环芯微腔的基底。所述基底材料可以为硅片。在一个可选的实施例中，所述置片架120的形状为圆形、方形或者其他不规则形状。所述置片槽121的位置不做具体限定。在一个可选的实施例中，所述置片槽121位于所述置片架120的中轴线上。在一个可选的实施例中，所述基座110为一个直径150mm高度40mm的钢制空心柱体，所述置片架120的直径为40mm。所述置片槽121的宽为7mm，长为40mm。所述置片架120与所述基座110的可转动的连接方式不做具体限定，只要可以实现所述置片架120在所述基座110上，可以绕置片架120的中轴线进行转动即可。
可以理解，所述旋转控制单元130的位置以及具体结构不做具体限定，只要所述旋转控制单元130可以控制所述置片架120按一定速率进行旋转即可。在一个可选的实施例中，所述旋转控制单元130可以控制所述置片架120以每分钟360度进行旋转。在一个可选的实施例中，为了减小装置的体积，便于携带，所述旋转控制单元130可以设置于所述基座110内。
本实施例中，上述微腔刻蚀基底盛放装置10，包括基座110、置片架120以及旋转控制单元130。所述置片架120可转动的设置于所述基座110，所述置片架120开设有置片槽121，所述置片槽121用于放置基底材料。所述旋转控制单元130与所述置片架120连接，用于控制所述置片架120以预设转速进行旋转。刻蚀使用时，将上述微腔刻蚀基底盛放装置10放到刻蚀腔210中，并在所述置片槽121中放入准备进行氟化氙刻蚀的基底材料，启动所述旋转控制单元130，以使得基底材料在置片架120的带动下匀速缓慢旋转。基底材料的旋转使得氟化氙气体能较为均匀的接触正在刻蚀的微腔，可有效提升在低湿度、高氟化氙浓度下微腔刻蚀的圆度，从而使环芯微腔有较高的Q值。
请参见图2，在其中一个实施例中，所述置片架120包括转轴122和旋转台123。
所述转轴122可转动的设置于所述基座110，一端与所述旋转控制单元130可转动连接。所述旋转台123与所述转轴122的另一端固定连接。所述置片槽121开设于所述旋转台123远离所述基座110的一面。
所述旋转控制单元130可以通过控制所述转轴122转动，进而控制所述置片架120进行转动。所述转轴122与所述旋转台123可以通过焊接、粘接或者螺纹连接等方式进行固定连接。所述旋转台123的形状为圆形、方形或者其他不规则形状。在其中一个可选的实施例中，所述置片槽121开设于所述旋转台123的中心位置。在其中一个可选的实施例中，所述置片槽121沿所述旋转台123的径向，贯穿所述旋转台123。可选的，所述置片槽121的延伸方向穿过所述基座110的中心。本实施例中，通过所述转轴122和所述旋转台123的配合使用可以实现所述基底材料在所述旋转台123的固定。
请参见图3，在其中一个实施例中，所述置片架120的数量为多个，多个所述置片架120等间隔设置于所述基座110。在其中一个可选的实施例中，所述置片架120的数量为六个，所述置片架120的形状为圆形。六个所述置片架120的中心的连线为一个正六边形。请参见图4，可选的，所述基座110的形状为圆柱体。所述置片槽121的延伸方向穿过所述基座110的中心。本实施例中，通过上述装置，可以同时实现多个基底材料的刻蚀，并且确保每一个所述基底材料的圆度。
请参见图5，在其中一个实施例中，所述旋转控制单元130包括旋转电机131和电机控制电路132。
所述旋转电机131与所述转轴122连接。所述电机控制电路132与所述旋转电机131电连接。所述电机控制电路132用于控制所述旋转电机131以预设转速进行旋转。
在其中一个可选的实施例中，所述基座110具有容纳腔111。可选的，所述基座110为空心柱体，且所述基座110的材料为不锈钢。所述旋转控制单元130设置于所述容纳腔111。当所述旋转控制单元130需要设置于所述容纳腔111时，所述旋转电机131可以为微型电机。所述微型电机分别与每一个所述转轴122连接。当开启所述电机控制电路132的电源时，所述旋转电机131驱动每一个置片架120开始匀速缓慢旋转，进而使得基底材料在每一个置片架120开始匀速缓慢旋转。本实施例中，通过将所述旋转控制单元130设置于所述容纳腔111可以节省空间，并且还可以实现对每一个所述转轴122的控制。
请参见图6，本申请一个实施例提供一种微腔刻蚀***20。所述微腔刻蚀***20包括上述实施例中任一项所述的微腔刻蚀基底盛放装置10及刻蚀装置200。
所述刻蚀装置200具有刻蚀腔210。所述微腔刻蚀基底盛放装置10置于所述刻蚀腔210内。所述微腔刻蚀基底盛放装置10包括上述实施例中任一项所述的基座110、置片架120以及旋转控制单元130，此处不再赘述。将上述微腔刻蚀基底盛放装置10放到刻蚀腔210中，并在所述置片槽121内放入准备进行氟化氙刻蚀的硅片，开启旋转控制单元130的控制电路电源，让硅片在每个置片槽121中匀速缓慢旋转。将刻蚀腔210抽至真空，尽量减少内部水蒸气的存在，然后通入氟化氙，即可实现均匀刻蚀。
本实施例中，上述微腔刻蚀***20，包括上述实施例中任一项所述的微腔刻蚀基底盛放装置10及刻蚀装置200。所述置片架120可转动的设置于所述基座110，所述置片架120开设有置片槽121，所述置片槽121用于放置基底材料。所述旋转控制单元130与所述置片架120连接，用于控制所述置片架120以预设转速进行旋转。刻蚀使用时，将上述微腔刻蚀基底盛放装置10放到刻蚀腔210中，并在所述置片槽121中放入准备进行氟化氙刻蚀的基底材料，启动所述旋转控制单元130，以使得基底材料在置片架120的带动下匀速缓慢旋转。基底材料的旋转使得氟化氙气体能较为均匀的接触正在刻蚀的微腔，可有效提升在低湿度、高氟化氙浓度下微腔刻蚀的圆度，从而使环芯微腔有较高的Q值。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种微腔刻蚀基底盛放装置，其特征在于，包括：
基座(110)；
置片架(120)，可转动的设置于所述基座(110)，所述置片架(120)开设有置片槽(121)，所述置片槽(121)用于放置基底材料；以及
旋转控制单元(130)，与所述置片架(120)连接，用于控制所述置片架(120)以预设转速进行旋转。
2.根据权利要求1所述的微腔刻蚀基底盛放装置，其特征在于，所述置片架(120)包括：
转轴(122)，可转动的设置于所述基座(110)，一端与所述旋转控制单元(130)可转动连接；以及
旋转台(123)，与所述转轴(122)的另一端固定连接，所述置片槽(121)开设于所述旋转台(123)远离所述基座(110)的一面。
3.根据权利要求2所述的微腔刻蚀基底盛放装置，其特征在于，所述置片槽(121)开设于所述旋转台(123)的中心位置。
4.根据权利要求3所述的微腔刻蚀基底盛放装置，其特征在于，所述置片槽(121)沿所述旋转台(123)的径向，贯穿所述旋转台(123)。
5.根据权利要求4所述的微腔刻蚀基底盛放装置，其特征在于，所述旋转台(123)与所述转轴(122)的另一端固定连接方式为焊接或螺纹连接。
6.根据权利要求5所述的微腔刻蚀基底盛放装置，其特征在于，所述置片架(120)的数量为多个，多个所述置片架(120)等间隔设置于所述基座(110)。
7.根据权利要求6所述的微腔刻蚀基底盛放装置，其特征在于，所述置片架(120)的数量为六个，六个所述置片架(120)的中心的连线为一个正六边形。
8.根据权利要求7所述的微腔刻蚀基底盛放装置，其特征在于，所述旋转控制单元(130)包括：
旋转电机(131)，与所述转轴(122)连接；以及
电机控制电路(132)，与所述旋转电机(131)电连接，用于控制所述旋转电机(131)以预设转速进行旋转。
9.根据权利要求8所述的微腔刻蚀基底盛放装置，其特征在于，所述基座(110)具有容纳腔(111)，所述旋转控制单元(130)设置于所述容纳腔(111)。
10.根据权利要求9所述的微腔刻蚀基底盛放装置，其特征在于，所述基座(110)为空心柱体，且所述基座(110)的材料为不锈钢。
11.一种微腔刻蚀***，其特征在于，包括：
上述权利要求1-10中任一项所述的微腔刻蚀基底盛放装置(10)；以及
刻蚀装置(200)，具有刻蚀腔(210)，所述微腔刻蚀基底盛放装置(10)置于所述刻蚀腔(210)内。
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