本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種承載裝置及半導(dǎo)體加工設(shè)備。

背景技術(shù)：

圖形化藍(lán)寶石襯底(Patterned Sapphire Substrate，簡稱PSS)作為普遍采用的一種提高GaN基LED器件出光效率的方法，目前已廣泛的應(yīng)用在LED制備領(lǐng)域中。在PSS刻蝕工藝中，為了提高產(chǎn)能，通常利用托盤同時搬運(yùn)和刻蝕多個藍(lán)寶石基片。

圖1為現(xiàn)有的承載裝置的剖視圖。請參閱圖1，承載裝置包括托盤1和蓋板2，二者通過多個螺釘5將多個晶片3夾持固定。其中，托盤1上用于放置各個晶片3的表面稱為承載面；在蓋板2上設(shè)置有多個通孔，各個通孔與各個承載面一一對應(yīng)，且在每個通孔內(nèi)設(shè)置有多個壓爪(圖中未示出)，用以壓住晶片3的上表面的邊緣區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)對晶片3的固定。并且，在托盤1的承載面上設(shè)置有密封圈4，用以在晶片3下表面與托盤1的承載面之間形成有密封空間。在托盤1的承載面上設(shè)置有多個冷卻通道6，用以向該密封空間內(nèi)輸送冷卻氣體(例如氦氣)，從而實(shí)現(xiàn)對晶片3的溫度控制。

在實(shí)際應(yīng)用中，托盤通常采用鋁制作，蓋板可以采用石英、陶瓷、碳化硅或者鋁等的材料制作。蓋板材質(zhì)的不同，刻蝕結(jié)果也存在較大差異。其中，鋁蓋板因具有硬度高、壽命長、易維護(hù)、刻蝕選擇比高等優(yōu)勢而成為首選蓋板材料。但是，由于鋁為良導(dǎo)體，托盤和蓋板在刻蝕等離子體氣氛中會產(chǎn)生自偏壓分量，影響局部位置的刻蝕。通過模擬實(shí)驗(yàn)得知，在采用鋁蓋板時，由于鋁蓋板與晶片的結(jié)構(gòu)差異，導(dǎo)致在晶片邊緣靠近各個壓爪的位置處的電場方向朝向晶片中心偏轉(zhuǎn)，從而給PSS刻蝕形貌帶來了不良影響。

另外，在進(jìn)行工藝的過程中，由于蓋板及壓爪處的溫度高于晶片上表面的溫度(溫差達(dá)到10℃以上)，而且由于密封圈的存在，其會對密封空間內(nèi)冷卻氣體的密度分布均勻性產(chǎn)生影響，導(dǎo)致靠近密封圈處的導(dǎo)熱速率減低，從而造成晶片邊緣部分的溫度較其他部分的溫度偏高，從而造成刻蝕均勻性降低，進(jìn)而影響工藝質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一，提出了一種承載裝置及半導(dǎo)體加工設(shè)備，其不僅可以對壓爪所造成的電場偏轉(zhuǎn)進(jìn)行補(bǔ)償，而且還可以提高密封圈附近的導(dǎo)熱速率，從而可以提高刻蝕均勻性，提高工藝質(zhì)量。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的而提供一種承載裝置，包括托盤和蓋板，二者均采用鋁制作；所述托盤包括用于支撐晶片的承載面，且在所述承載面的邊緣區(qū)域設(shè)置有密封圈，用于在所述承載面與所述晶片的下表面之間形成密封空間；在所述蓋板上，且與所述承載面相對應(yīng)的位置處設(shè)置有通孔，并且在所述通孔內(nèi)設(shè)置有多個壓爪，且沿所述承載面的周向間隔、均勻分布；所述壓爪壓住所述晶片上表面的邊緣區(qū)域；在所述承載面的邊緣區(qū)域，且位于所述密封圈的內(nèi)側(cè)和/或外側(cè)設(shè)置有環(huán)形凸臺，所述環(huán)形凸臺的高度滿足因所述壓爪所造成的電場偏轉(zhuǎn)的補(bǔ)償要求，同時小于所述密封空間的高度。

優(yōu)選的，所述環(huán)形凸臺采用閉合的環(huán)體結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述環(huán)形凸臺由多個弧形凸臺組成，所述多個弧形凸臺沿所述承載面的周向間隔、均勻分布；所述弧形凸臺的數(shù)量與所述壓爪的數(shù)量相對應(yīng)，且二者的位置一一對應(yīng)，并且所述弧形凸臺的弧長大于所述壓爪在所述承載面的周向上的寬度。

優(yōu)選的，所述弧形凸臺的弧長的取值范圍在4～5mm。

優(yōu)選的，所述環(huán)形凸臺的高度的取值范圍在30～70um。

優(yōu)選的，所述環(huán)形凸臺的徑向?qū)挾鹊娜≈捣秶?～3mm。

優(yōu)選的，在所述托盤的上表面設(shè)置有承載臺，所述承載臺位于所述通孔內(nèi)，且所述承載臺的上表面用作所述承載面；并且，所述蓋 板的下表面疊置在所述托盤的上表面。

優(yōu)選的，所述承載面為一個或者多個，且多個所述承載面間隔分布。

作為另一個技術(shù)方案，本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體加工設(shè)備，其包括承載裝置，所述承載裝置用于承載晶片，所述承載裝置采用本發(fā)明提供的上述承載裝置。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明提供的承載裝置，其通過在承載面的邊緣區(qū)域，且位于密封圈的內(nèi)側(cè)和/或外側(cè)設(shè)置環(huán)形凸臺，該環(huán)形凸臺的高度滿足因壓爪所造成的電場偏轉(zhuǎn)的補(bǔ)償要求，同時小于密封空間的高度，可以對壓爪所造成的電場偏轉(zhuǎn)進(jìn)行補(bǔ)償，使得晶片邊緣區(qū)域的帶電粒子基本朝豎直向下的方向運(yùn)動，從而可以避免因壓爪所造成的電場偏轉(zhuǎn)對PSS刻蝕形貌帶來的不良影響。而且，借助上述環(huán)形凸臺，可以減小承載面與晶片下表面在密封圈附近的豎直間距，從而可以提高密封圈附近的導(dǎo)熱速率，進(jìn)而可以提高刻蝕均勻性，提高工藝質(zhì)量。

本發(fā)明提供的半導(dǎo)體加工設(shè)備，其通過采用本發(fā)明提供的承載裝置，不僅可以對壓爪所造成的電場偏轉(zhuǎn)進(jìn)行補(bǔ)償，而且還可以提高密封圈附近的導(dǎo)熱速率，從而可以提高刻蝕均勻性，提高工藝質(zhì)量。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有的承載裝置的剖視圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的承載裝置的局部剖視圖；

圖3A為本實(shí)施例中壓爪與環(huán)形凸臺各自的電場示意圖；

圖3B為本實(shí)施例中壓爪與環(huán)形凸臺合成的電場示意圖；

圖4為本實(shí)施例采用的環(huán)形凸臺的俯視圖。

具體實(shí)施方式

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)明提供的承載裝置及半導(dǎo)體加工設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)描述。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的承載裝置的局部剖視圖。請參閱圖 2，承載裝置包括托盤11和蓋板12，二者均采用鋁制作，用于夾持固定晶片15。其中，在托盤11的上表面110設(shè)置有承載臺14，該承載臺14的上表面140用作用于支撐晶片15的承載面，且在該承載面的邊緣區(qū)域設(shè)置有密封圈13，用于在承載面與晶片15的下表面之間形成密封空間16，通過向該密封空間16內(nèi)輸送冷卻氣體(例如氦氣)，可以實(shí)現(xiàn)對晶片15的溫度控制。在蓋板12上，且與承載面相對應(yīng)的位置處設(shè)置有通孔122，承載臺14位于該通孔122內(nèi)，并且在該通孔122內(nèi)設(shè)置有多個壓爪121，多個壓爪121沿承載面的周向間隔、均勻分布，并且每個壓爪121壓住晶片15上表面的邊緣區(qū)域，從而將晶片15固定在托盤11上。

而且，在承載面的邊緣區(qū)域，且位于密封圈13的內(nèi)側(cè)設(shè)置有環(huán)形凸臺17，該環(huán)形凸臺17的高度，即，環(huán)形凸臺17的上表面與承載臺14的上表面140之間的豎直間距，滿足因壓爪121所造成的電場偏轉(zhuǎn)的補(bǔ)償要求，同時小于密封空間16的高度(即，承載臺14的上表面140與晶片15的下表面之間的豎直間距)。圖3A為本實(shí)施例中壓爪與環(huán)形凸臺各自的電場示意圖。圖3B為本實(shí)施例中壓爪與環(huán)形凸臺合成的電場示意圖。請一并參閱圖3A和圖3B，由于鋁為良導(dǎo)體，蓋板12在刻蝕等離子體氣氛中會產(chǎn)生自偏壓分量，影響局部位置的刻蝕，具體來說，由于蓋板12與晶片15的結(jié)構(gòu)差異(例如壓爪121相對于晶片上表面凸起等原因)，導(dǎo)致在壓爪121附近產(chǎn)生的電場E1的方向朝向壓爪121的頂部斜面偏轉(zhuǎn)，在這種情況下，借助上述環(huán)形凸臺17，可以在壓爪121附近產(chǎn)生電場E2，該電場E2朝向晶片15的中心偏轉(zhuǎn)，即對壓爪121所造成的電場偏轉(zhuǎn)進(jìn)行補(bǔ)償，這樣，由電場E1和電場E2合成的總電場方向接近豎直方向，從而使得晶片15邊緣區(qū)域(即壓爪121附近)的帶電粒子基本朝豎直向下的方向運(yùn)動，進(jìn)而可以避免因壓爪121所造成的電場偏轉(zhuǎn)對PSS刻蝕形貌帶來的不良影響。而且，借助上述環(huán)形凸臺17，可以減小承載面與晶片15下表面在密封圈13附近的豎直間距，從而可以提高密封圈15附近的導(dǎo)熱速率，進(jìn)而可以提高刻蝕均勻性，提高工藝質(zhì)量。

圖4為本實(shí)施例采用的環(huán)形凸臺的俯視圖。請參閱圖4，環(huán)形凸臺17由多個弧形凸臺171組成，多個弧形凸臺171沿承載面的周向間隔、均勻分布；并且，弧形凸臺171的數(shù)量與壓爪121的數(shù)量相對應(yīng)，且二者的位置一一對應(yīng)，并且弧形凸臺171的弧長L2大于壓爪121在承載面的周向上的寬度L1。這樣，可以保證每個壓爪121的附近的電場偏轉(zhuǎn)均能夠得到補(bǔ)償，且通過使弧形凸臺171的弧長L2大于壓爪121在承載面的周向上的寬度L1，可以保證弧形凸臺171的作用范圍能夠覆蓋與之相對應(yīng)的壓爪121所在位置。優(yōu)選的，弧形凸臺171的弧長的取值范圍在4～5mm。當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用中，環(huán)形凸臺17還可以采用閉合的環(huán)體結(jié)構(gòu)，即為一個完整的圓環(huán)。

在設(shè)計(jì)環(huán)形凸臺17的高度時，需要滿足因壓爪121所造成的電場偏轉(zhuǎn)的補(bǔ)償要求，同時應(yīng)小于密封空間16的高度，以避免干擾密封圈13與晶片15的貼合度，影響密封效果。優(yōu)選的，環(huán)形凸臺的高度的取值范圍在30～70um。在該范圍內(nèi)，環(huán)形凸臺17既能夠起到補(bǔ)償因壓爪121所造成的電場偏轉(zhuǎn)的作用，又能夠保證密封圈13的密封有效。

在設(shè)計(jì)環(huán)形凸臺17的徑向?qū)挾菵，即，環(huán)形凸臺17的外徑與內(nèi)徑的差值時，應(yīng)考慮環(huán)形凸臺17的作用范圍能夠覆蓋壓爪121所在位置，以有效起到補(bǔ)償因壓爪121所造成的電場偏轉(zhuǎn)的作用。優(yōu)選的，環(huán)形凸臺17的徑向?qū)挾菵的取值范圍在1～3mm。

另外，在本實(shí)施例中，蓋板12的下表面疊置在托盤11的上表面110。也就是說，當(dāng)將蓋板12安裝在托盤11上時，蓋板12的下表面與托盤11的上表面110相貼合，同時壓爪121的下表面與晶片15上表面的邊緣區(qū)域相貼合，這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)勢在于：由于壓爪121的下表面與蓋板12的下表面之間的豎直間距、承載臺14的高度以及晶片15的高度均是恒定的，因此，密封空間16的高度必然是恒定的。也就是說，當(dāng)前三者的尺寸確定以后，密封空間16的高度的大小也隨之確定，從而可以獲得均勻的密封空間，有利于冷卻氣體的流動和分布均勻性的提高。密封空間16的高度的取值范圍通常在70～90μm。另外，由于蓋板12的下表面疊置在托盤11的上表面110，即，蓋板 12與托盤11直接接觸，可以避免蓋板12出現(xiàn)變形、破碎的情況，從而可以提高承載裝置的使用壽命。當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用中，也可以在托盤和蓋板之間具有豎直間隙，二者通過多個螺釘固定連接，以將多個晶片夾持固定在其中。在這種情況下，可以省去上述承載臺14，即托盤11的上表面110用作承載晶片的承載面。

需要說明的是，在實(shí)際應(yīng)用中，承載面的數(shù)量，即，承載臺14的數(shù)量可以為一個；或者，也可以為多個，且多個承載面間隔分布，從而可以承載多個晶片。在多個承載面的情況下，蓋板12上的通孔122的數(shù)量與承載臺14的數(shù)量相對應(yīng)，且各個承載臺14一一對應(yīng)地位于各個通孔122內(nèi)。

還需要說明的是，在本實(shí)施例中，環(huán)形凸臺17位于密封圈13的內(nèi)側(cè)，但是本發(fā)明并不局限于此，在實(shí)際應(yīng)用中，環(huán)形凸臺也可以設(shè)置在承載面的邊緣區(qū)域，且位于密封圈的外側(cè)，或者，還可以分別在密封圈的外側(cè)和內(nèi)側(cè)設(shè)置環(huán)形凸臺。容易理解，若環(huán)形凸臺位于密封圈的內(nèi)側(cè)，其提高密封圈附近的導(dǎo)熱速率的效果更明顯；若環(huán)形凸臺位于密封圈的外側(cè)，其更靠近壓爪，從而補(bǔ)償對壓爪所造成的電場偏轉(zhuǎn)的效果更明顯，因此，可以根據(jù)不同的情況有針對性地選擇環(huán)形凸臺的位置。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供的承載裝置，其通過在用于承載晶片的承載面的邊緣區(qū)域，且位于密封圈的內(nèi)側(cè)和/或外側(cè)設(shè)置環(huán)形凸臺，該環(huán)形凸臺的高度滿足因壓爪所造成的電場偏轉(zhuǎn)的補(bǔ)償要求，同時小于密封空間的高度，可以對壓爪所造成的電場偏轉(zhuǎn)進(jìn)行補(bǔ)償，使得晶片邊緣區(qū)域的帶電粒子基本朝豎直向下的方向運(yùn)動，從而可以避免因壓爪所造成的電場偏轉(zhuǎn)對PSS刻蝕形貌帶來的不良影響。而且，借助上述環(huán)形凸臺，可以減小承載面與晶片下表面在密封圈附近的豎直間距，從而可以提高密封圈附近的導(dǎo)熱速率，進(jìn)而可以提高刻蝕均勻性，提高工藝質(zhì)量。

作為另一個技術(shù)方案，本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體加工設(shè)備，其包括承載裝置，該承載裝置用于承載晶片，并采用了本發(fā)明提供的上述承載裝置。

本發(fā)明提供的半導(dǎo)體加工設(shè)備，其通過采用本發(fā)明提供的承載裝置，不僅可以對壓爪所造成的電場偏轉(zhuǎn)進(jìn)行補(bǔ)償，而且還可以提高密封圈附近的導(dǎo)熱速率，從而可以提高刻蝕均勻性，提高工藝質(zhì)量。

可以理解的是，以上實(shí)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(shí)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(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。