[发明专利]承载装置及半导体加工设备

说明书

本发明提供的承载装置及半导体加工设备，包括托盘和盖板，二者均采用铝制作；托盘包括用于支撑晶片的承载面，且在该承载面的边缘区域设置有密封圈，用于在承载面与晶片的下表面之间形成密封空间；在盖板上，且与承载面相对应的位置处设置有通孔，并且在通孔内设置有多个压爪，且沿承载面的周向间隔、均匀分布；压爪压住晶片上表面的边缘区域；在承载面的边缘区域，且位于密封圈的内侧和/或外侧设置有环形凸台，环形凸台的高度满足因压爪所造成的电场偏转的补偿要求，同时小于密封空间的高度。本发明提供的承载装置，其不仅可以对压爪所造成的电场偏转进行补偿，而且还可以提高密封圈附近的导热速率，从而可以提高刻蚀均匀性，提高工艺质量。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，具体地，涉及一种承载装置及半导体加工设备。

背景技术

图形化蓝宝石衬底(Patterned Sapphire Substrate，简称PSS)作为普遍采用的一种提高GaN基LED器件出光效率的方法，目前已广泛的应用在LED制备领域中。在PSS刻蚀工艺中，为了提高产能，通常利用托盘同时搬运和刻蚀多个蓝宝石基片。

图1为现有的承载装置的剖视图。请参阅图1，承载装置包括托盘1和盖板2，二者通过多个螺钉5将多个晶片3夹持固定。其中，托盘1上用于放置各个晶片3的表面称为承载面；在盖板2上设置有多个通孔，各个通孔与各个承载面一一对应，且在每个通孔内设置有多个压爪(图中未示出)，用以压住晶片3的上表面的边缘区域，从而实现对晶片3的固定。并且，在托盘1的承载面上设置有密封圈4，用以在晶片3下表面与托盘1的承载面之间形成有密封空间。在托盘1的承载面上设置有多个冷却通道6，用以向该密封空间内输送冷却气体(例如氦气)，从而实现对晶片3的温度控制。

在实际应用中，托盘通常采用铝制作，盖板可以采用石英、陶瓷、碳化硅或者铝等的材料制作。盖板材质的不同，刻蚀结果也存在较大差异。其中，铝盖板因具有硬度高、寿命长、易维护、刻蚀选择比高等优势而成为首选盖板材料。但是，由于铝为良导体，托盘和盖板在刻蚀等离子体气氛中会产生自偏压分量，影响局部位置的刻蚀。通过模拟实验得知，在采用铝盖板时，由于铝盖板与晶片的结构差异，导致在晶片边缘靠近各个压爪的位置处的电场方向朝向晶片中心偏转，从而给PSS刻蚀形貌带来了不良影响。

另外，在进行工艺的过程中，由于盖板及压爪处的温度高于晶片上表面的温度(温差达到10℃以上)，而且由于密封圈的存在，其会对密封空间内冷却气体的密度分布均匀性产生影响，导致靠近密封圈处的导热速率减低，从而造成晶片边缘部分的温度较其他部分的温度偏高，从而造成刻蚀均匀性降低，进而影响工艺质量。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种承载装置及半导体加工设备，其不仅可以对压爪所造成的电场偏转进行补偿，而且还可以提高密封圈附近的导热速率，从而可以提高刻蚀均匀性，提高工艺质量。

为实现本发明的目的而提供一种承载装置，包括托盘和盖板，二者均采用铝制作；所述托盘包括用于支撑晶片的承载面，且在所述承载面的边缘区域设置有密封圈，用于在所述承载面与所述晶片的下表面之间形成密封空间；在所述盖板上，且与所述承载面相对应的位置处设置有通孔，并且在所述通孔内设置有多个压爪，且沿所述承载面的周向间隔、均匀分布；所述压爪压住所述晶片上表面的边缘区域；在所述承载面的边缘区域，且位于所述密封圈的内侧和/或外侧设置有环形凸台，所述环形凸台的高度满足因所述压爪所造成的电场偏转的补偿要求，同时小于所述密封空间的高度。

优选的，所述环形凸台采用闭合的环体结构。

优选的，所述环形凸台由多个弧形凸台组成，所述多个弧形凸台沿所述承载面的周向间隔、均匀分布；所述弧形凸台的数量与所述压爪的数量相对应，且二者的位置一一对应，并且所述弧形凸台的弧长大于所述压爪在所述承载面的周向上的宽度。

优选的，所述弧形凸台的弧长的取值范围在4～5mm。