载台机构及半导体加工设备的制作方法

本发明涉及半导体制造技术领域，具体地，涉及一种载台机构及半导体加工设备。

背景技术：

等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，以下简称PECVD)设备是是半导体行业较为普遍的一种真空镀膜设备，广泛用于SIO₂、SiNx、SiON等介质膜的沉积。

在LED领域，PECVD设备是芯片工艺中重要的镀膜设备，其通常利用载台承载晶片。图1为现有的载台的俯视图。请参阅图1，载台1通常采用整体式结构，其包括多个片位槽2，用以承载和固定晶片。而且，为了避免操作人员在进行取放片操作划伤晶片，提高取放片效率，在每个片位槽2的边缘处还设置有取片槽3，该取片槽3的深度大于片位槽2的深度，当需要自取片槽3取出晶片时，操作人员可以使用吸笔自取片槽3掀起晶片，从而可以更方便地取出晶片。

但是，由于取片槽3的深度大于片位槽2的深度，在工艺过程中，取片槽3会对晶片边缘的沉积速率产生影响，从而造成沉积在晶片表面上的薄膜厚度不均。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种载台机构及半导体加工设备，其可以减小取片槽对晶片边缘处的沉积速率的影响，从而可以提高薄膜厚度的均匀性。

为实现本发明的目的而提供一种载台机构，用于承载晶片，包括上载台、下载台和旋转轴，其中，所述上载台和下载台相互叠置；在所述上载台上设置有贯穿其厚度的片位槽，所述晶片位于所述片位 槽内，且由所述下载台的上表面承载；并且，在所述上载台上，且位于所述片位槽的边缘处还设置有贯穿其厚度的第一取片槽；在所述下载台的上表面设置有第二取片槽；所述上载台和下载台可围绕所述旋转轴相对旋转，以使所述第二取片槽与所述第一取片槽相重合或者完全错开。

优选的，所述上载台通过相对于所述下载台正转而使所述第二取片槽与所述第一取片槽相重合；所述上载台通过相对于所述下载台反转而使所述第二取片槽与所述第一取片槽完全错开。

优选的，在所述上载台的中心位置处设置有中心通孔，所述旋转轴竖直向下穿过所述中心通孔，并与所述所述下载台固定连接；通过旋转所述上载台，使其与所述下载台相对旋转。

优选的，在所述下载台的中心位置处设置有中心通孔，所述旋转轴竖直向上穿过所述中心通孔，并与所述上载台固定连接；通过旋转所述旋转轴，使所述上载台与所述下载台相对旋转。

优选的，还包括旋转驱动装置，用于驱动所述旋转轴旋转。

优选的，所述片位槽为一个或多个；多个所述片位槽围绕所述旋转轴均匀分布；所述第一取片槽的数量与所述片位槽的数量相对应，且二者一一对应地设置；所述第二取片槽的数量与所述第一取片槽的数量相对应，且二者一一对应地设置。

作为另一个技术方案，本发明还提供一种半导体加工设备，其包括反应腔室，在所述反应腔室内设置有载台机构，用以承载晶片；所述载台机构采用了本发明提供的上述载台机构。

优选的，还包括上电极组件，所述上电极组件包括匀流腔和射频电源，其中，所述匀流腔设置在所述反应腔室的顶部，且在所述匀流腔的顶部设置有进气口，用以向所述匀流腔内输送反应气体；在所述匀流腔的底部设置有多个出气口，所述多个出气口相对于所述载台机构用于承载晶片的表面均匀分布，用以将所述匀流腔内的反应气体输送至所述反应腔室内；所述射频电源与所述匀流腔电连接，用以激发所述反应腔室内的反应气体形成等离子体。

优选的，所述半导体加工设备包括等离子体增强化学气相沉积 设备，用于在所述晶片上沉积SiO₂薄膜、SiNx薄膜或者SiON薄膜。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的载台机构，其采用分体式结构，即由相互叠置的上载台和下载台组成，晶片由下载台的上表面承载，并位于上载台上贯穿其厚度的片位槽内。并且，在上载台上，且位于片位槽的边缘处还设置有贯穿其厚度的第一取片槽，在下载台的上表面设置有第二取片槽，通过使上载台和下载台围绕旋转轴相对旋转，可以使第二取片槽与第一取片槽相重合，此时操作人员可以自第一取片槽中暴露出来的第二取片槽进行取片或放片操作；或者，可以使第二取片槽与第一取片槽完全错开，此时第二取片槽被隐藏在上载台底部，从而可以减小取片槽对晶片边缘处的沉积速率的影响，进而可以提高薄膜厚度的均匀性。

本发明提供的半导体加工设备，其通过采用本发明提供的上述载台机构，可以减小取片槽对晶片边缘处的沉积速率的影响，从而可以提高薄膜厚度的均匀性。

附图说明

图1为现有的载台的俯视图；

图2为本发明实施例提供的载台机构的上载台的俯视图；

图3为本发明实施例提供的载台机构的下载台的俯视图；

图4为本发明实施例提供的载台机构在进行取放片操作时的俯视图；

图5为本发明实施例提供的载台机构在进行工艺时的俯视图；以及

图6为本发明实施例提供的半导体加工设备的剖视图。

具体实施方式

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提供的载台机构及半导体加工设备进行详细描述。

请一并参阅图2-5，载台机构用于承载晶片，其包括上载台11、 下载台21和旋转轴31。其中，上载台11和下载台21相互叠置，二者的形状和外径相同。如图2所示，在上载台11上设置有三个贯穿其厚度的片位槽12，且围绕其轴向中心线均匀分布。晶片(图中未示出)位于片位槽12内，且由下载台21的上表面承载。并且，在上载台11上，且位于各个片位槽12的边缘处还设置有贯穿其厚度的第一取片槽13。

如图3所示，在下载台21的上表面设置有第二取片槽22，通过使上载台11和下载台21围绕旋转轴31相对旋转，可以使第二取片槽22与第一取片槽13相重合，如图4所示，此时操作人员可以自第一取片槽13中暴露出来的第二取片槽22进行取片或放片操作。或者，可以使第二取片槽22与第一取片槽13完全错开，此时第二取片槽22被隐藏在上载台11或者晶片底部，从而可以减小取片槽对晶片边缘处的沉积速率的影响，进而可以提高薄膜厚度的均匀性。

优选的，上载台11通过相对于下载台21正转而使第二取片槽22与第一取片槽13相重合；上载台11通过相对于下载台21反转而使第二取片槽22与第一取片槽13完全错开。这种旋转方式需要旋转的角度较小，效率较高。需要说明的是，所谓正转是指上载台11相对于下载台21围绕旋转轴31沿顺时针或逆时针的方向旋转，而反转与正转的方向相反。也就是说，若正转是上载台11相对于下载台21顺时针旋转，则反转是上载台11相对于下载台21逆时针旋转；反之，若正转是上载台11相对于下载台21逆时针旋转，则反转是上载台11相对于下载台21顺时针旋转。

当然，在实际应用中，上载台11还可以采用始终相对于下载台21正转或反转的方式来实现第二取片槽22与第一取片槽13的重合和完全错开。容易理解，当上载台11相对于下载台21沿一个方向(顺时针或逆时针)旋转指定角度时，第二取片槽22与第一取片槽13相互重合；当上载台11继续沿该方向旋转一定的角度时，第二取片槽22与第一取片槽13完全错开。

在本实施例中，在上载台11的中心位置处设置有中心通孔，即，该中心通孔的轴线与上载台11的轴向中心线重合。旋转轴31竖直向 下穿过该中心通孔，并与下载台21固定连接。在这种情况下，可以通过旋转上载台11，使其与下载台21相对旋转。也就是说，上载台11相对于旋转轴31具有相对旋转运动，而下载台21相对于旋转轴31固定不动。

当需要进行取放片操作时，通过使上载台11围绕旋转轴31旋转，直至第二取片槽22与第一取片槽13相重合，即，第二取片槽22可以自第一取片槽13暴露出来，第二取片槽22的位置如图4中的阴影所示。此时操作人员可以使用吸笔自第二取片槽22取出晶片，或者将晶片放入片位槽12内。在进行工艺之前，通过使上载台11围绕旋转轴31旋转(可以与之前的旋转方向相反或者沿之前的旋转方向继续旋转)，直至第二取片槽22与第一取片槽13完全错开，即，第二取片槽22被隐藏在上载台11或者晶片底部，第二取片槽22的位置如图5中的虚线所示，从而可以减小第二取片槽22对晶片边缘处的沉积速率的影响，进而可以提高薄膜厚度的均匀性。

需要说明的是，在实际应用中，还可以在下载台21的中心位置处设置有中心通孔，并且旋转轴31竖直向上穿过该中心通孔，并与上载台11固定连接。在这种情况下，可以通过旋转旋转轴31，使上载台11与下载台21相对旋转。也就是说，通过驱动旋转轴31旋转，来带动上载台11相对于下载台21旋转，而下载台21相对于旋转轴31固定不动。优选的，还可以将旋转轴31与旋转驱动装置连接，在旋转驱动装置的驱动下，旋转轴31带动上载台11旋转，从而可以实现自动控制。

还需要说明的是，在本实施例中，旋转轴31位于上载台11的中心位置处，但是本发明并不局限于此，在实际应用中，旋转轴31还可以位于上载台11的其他任意位置，即，旋转轴31与上载台11的轴向中心线不相重合，只要上载台11和下载台21之间具有相对旋转运动，而使第二取片槽22能够暴露或者隐藏即可。

进一步需要说明的是，在本实施例中，片位槽为三个，但是本发明并不局限于此，在实际应用中，片位槽还可以为一个、两个或四个以上，且两个以上的片位槽围绕旋转轴均匀分布。并且，第一取片 槽的数量与片位槽的数量相对应，且二者一一对应地设置；第二取片槽的数量与第一取片槽的数量相对应，且二者一一对应地设置。

作为另一个技术方案，图6为本发明实施例提供的半导体加工设备的剖视图。请参阅图6，半导体加工设备包括反应腔室100和上电极组件。其中，在该反应腔室100内设置有载台机构101，用以承载晶片102，该载台机构101采用了本发明实施例提供的上述载台机构。

上电极组件包括匀流腔103和射频电源104，其中，匀流腔103设置在反应腔室100的顶部，且在该匀流腔103的顶部设置有进气口105，用以向匀流腔103内输送反应气体。在匀流腔103的底部设置有多个出气口106，多个出气口106相对于载台机构101用于承载晶片102的表面均匀分布，用以将匀流腔103内的反应气体均匀地输送至反应腔室100内。射频电源104与匀流腔103电连接，用以激发反应腔室100内的反应气体形成等离子体，反应气体发生分解后的生成物沉积到晶片102的表面形成薄膜。

在实际应用中，上述半导体加工设备可以采用等离子体增强化学气相沉积设备，用于在晶片102上沉积SiO₂薄膜、SiNx薄膜或者SiON薄膜等等。

本发明实施例提供的半导体加工设备，其通过采用本发明实施例提供的上述载台机构，可以减小取片槽对晶片边缘处的沉积速率的影响，从而可以提高薄膜厚度的均匀性。

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。