本發(fā)明涉及半導(dǎo)體設(shè)備制造領(lǐng)域，具體地，涉及一種承載裝置以及半導(dǎo)體加工設(shè)備。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體加工設(shè)備通常利用靜電卡盤固定晶片，以及對(duì)晶片的溫度進(jìn)行控制。在進(jìn)行刻蝕工藝的過程中，刻蝕速率的均勻性對(duì)于產(chǎn)品的良率有很大的影響，而制約刻蝕速率均勻性的因素有很多，如靜電卡盤的溫度控制、邊緣環(huán)(focus ring)設(shè)置方式等。針對(duì)目前采用的靜電卡盤的溫控手段，無法滿足刻蝕工藝對(duì)刻蝕均勻性的要求。

圖1為現(xiàn)有的承載裝置的剖視圖。請(qǐng)參閱圖1，承載裝置包括靜電卡盤208和邊緣組件，其中，靜電卡盤208用于承載晶片205。邊緣組件包括由上而下依次設(shè)置的聚焦環(huán)206、基環(huán)207及絕緣環(huán)209。聚焦環(huán)206和基環(huán)207均采用絕緣材料制作，且分別環(huán)繞設(shè)置在靜電卡盤208的外周壁上，用于將靜電卡盤208與外界帶電體隔離，以防止其短路。

上述承載裝置在實(shí)際應(yīng)用中不可避免地存在以下問題：

在進(jìn)行刻蝕工藝時(shí)，離化后的反應(yīng)氣體除了和晶片205上表面發(fā)生反應(yīng)之外，也會(huì)與聚焦環(huán)206的上表面發(fā)生反應(yīng)，同時(shí)釋放大量熱能，這使得聚焦環(huán)206的溫度持續(xù)上升，并明顯高于晶片的溫度，而由于聚焦環(huán)206距離晶片邊緣較近，導(dǎo)致晶片205邊緣的溫度上升，從而造成晶片邊緣的溫度高于中心的溫度，最終造成刻蝕速率的均勻性下降。

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 種承載裝置以及半導(dǎo)體加工設(shè)備，其可以對(duì)聚焦環(huán)的溫度進(jìn)行控制，以使被加工工件邊緣的溫度與中心的溫度趨于一致，從而可以提高工藝均勻性。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的而提供一種承載裝置，包括靜電卡盤和邊緣組件，其中，所述靜電卡盤用于承載被加工工件；所述邊緣組件環(huán)繞在所述靜電卡盤的外周壁上，且包括由上而下依次疊置的聚焦環(huán)、基環(huán)和絕緣環(huán)；在所述基環(huán)內(nèi)、且沿所述靜電卡盤的周向環(huán)繞設(shè)置有熱交換通道，通過向所述熱交換通道內(nèi)通入熱交換媒介，來實(shí)現(xiàn)對(duì)所述聚焦環(huán)的溫度控制。

優(yōu)選的，所述承載裝置還包括輸入接頭和輸出接頭，二者豎直貫穿所述絕緣環(huán)，且所述輸入接頭與輸出接頭各自的上端延伸至所述基環(huán)內(nèi)，并與所述熱交換通道連通；分別在所述輸入接頭與所述絕緣環(huán)之間以及所述輸出接頭與所述絕緣環(huán)之間設(shè)置有密封圈；經(jīng)由所述輸入接頭向所述熱交換通道內(nèi)通入所述熱交換媒介，并經(jīng)由所述輸出接頭將所述熱交換媒介自所述熱交換通道排出。

優(yōu)選的，所述承載裝置還包括熱交換源、輸入管路和輸出管路，其中，所述輸入管路的輸出端與所述輸入接頭連接，所述輸入管路的輸入端與所述熱交換源的輸出端連接；所述輸出管路的輸入端與所述輸出接頭連接，所述輸出管路的輸出端與所述熱交換源的輸入端連接；所述熱交換源用于通過其輸出端向所述輸入管路提供熱交換媒介，并通過其輸入端回收來自所述輸出管路的熱交換媒介。

優(yōu)選的，所述輸入接頭和輸出接頭相對(duì)于所述基環(huán)的軸線對(duì)稱分布。

優(yōu)選的，在所述基環(huán)中設(shè)置有入口和出口，二者各自的一端與所述熱交換通道相連通，二者各自的另一端延伸至所述基環(huán)的下表面；在所述絕緣環(huán)中分別設(shè)置有沿其厚度方向貫穿的第一通孔和第二通孔，其中，所述第一通孔與所述入口相連通；所述第二通孔與所述出口相連通；在所述基環(huán)的下表面與所述絕緣環(huán)的上表面之間，且分別環(huán)繞在所述第一通孔和第二通孔的周圍設(shè)置有密封圈；依次經(jīng)由所述第一通孔和所述入口向所述熱交換通道內(nèi)通入所述熱交換媒介，并 依次經(jīng)由所述出口和所述第二通孔將所述熱交換媒介自所述熱交換通道排出。

優(yōu)選的，所述承載裝置還包括熱交換源、輸入管路和輸出管路，其中，所述輸入管路的輸出端與所述第一通孔連接，所述輸入管路的輸入端與所述熱交換源的輸出端連接；所述輸出管路的輸入端與所述第二通孔連接，所述輸出管路的輸出端與所述熱交換源的輸入端連接；所述熱交換源用于通過其輸出端向所述輸入管路提供熱交換媒介，并通過其輸入端回收來自所述輸出管路的熱交換媒介。

優(yōu)選的，所述入口和出口相對(duì)于所述基環(huán)的軸線對(duì)稱分布。

優(yōu)選的，所述熱交換通道為多個(gè)，多個(gè)所述熱交換通道與所述靜電卡盤的軸線之間的徑向間距不同，且同心設(shè)置。

優(yōu)選的，所述熱交換媒介為液體或氣體。

作為另一個(gè)技術(shù)方案，本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體加工設(shè)備，其包括反應(yīng)腔室和設(shè)置在其內(nèi)的承載裝置，所述承載裝置用于承載所述被加工工件，以及調(diào)節(jié)所述被加工工件的溫度，所述承載裝置采用了本發(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，其通過在基環(huán)內(nèi)、且沿靜電卡盤的周向環(huán)繞設(shè)置熱交換通道，通過向該熱交換通道內(nèi)通入熱交換媒介，可以對(duì)聚焦環(huán)的溫度進(jìn)行控制，以使被加工工件邊緣的溫度與中心的溫度趨于一致，從而可以提高被加工工件的溫度均勻性，進(jìn)而可以提高工藝均勻性。

本發(fā)明提供的半導(dǎo)體加工設(shè)備，其通過采用本發(fā)明提供的上述承載裝置，可以使被加工工件邊緣的溫度與中心的溫度趨于一致，從而可以提高被加工工件的溫度均勻性，進(jìn)而可以提高工藝均勻性。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有的承載裝置的剖視圖；

圖2A為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的承載裝置的剖視圖；以及

圖2B為圖2A中基環(huán)的俯視剖視圖。

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(duì)本發(fā)明提供的承載裝置以及半導(dǎo)體加工設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)描述。

第一實(shí)施例

圖2A為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的承載裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖2B為圖2A中基環(huán)的俯視剖視圖。請(qǐng)一并參閱圖2A和圖2B，承載裝置包括靜電卡盤308和邊緣組件。其中，靜電卡盤308用于采用靜電吸附的方式承載被加工工件305。邊緣組件環(huán)繞在靜電卡盤308的外周壁上，且包括由上而下依次疊置的聚焦環(huán)306、基環(huán)307和絕緣環(huán)309。其中，絕緣環(huán)309通過真空螺釘(圖中未示出)固定在安裝固定組件311上，該安裝固定組件311與反應(yīng)腔室固定連接。絕緣環(huán)309采用絕緣材料制作，例如Al₂O₃陶瓷。靜電卡盤308通過真空螺釘(圖中未示出)與絕緣環(huán)309固定連接。聚焦環(huán)306和基環(huán)307均采用絕緣材料制作，且分別環(huán)繞設(shè)置在靜電卡盤308的外周壁上，用于將靜電卡盤308與外界帶電體隔離，以防止其短路。而且，在基環(huán)307內(nèi)部、且沿靜電卡盤308的周向環(huán)繞設(shè)置有熱交換通道315，通過向熱交換通道315內(nèi)通入熱交換媒介，來實(shí)現(xiàn)對(duì)聚焦環(huán)306的溫度控制，可以使被加工工件305邊緣的溫度與中心的溫度趨于一致，從而可以提高被加工工件305的溫度均勻性，進(jìn)而可以提高工藝均勻性。

在本實(shí)施例中，裝載裝置還包括輸入接頭310和輸出接頭313，二者豎直貫穿絕緣環(huán)309，且輸入接頭310與輸出接頭313各自的上端延伸至基環(huán)307內(nèi)，并與熱交換通道315連通。并且，分別在輸入接頭310與絕緣環(huán)309之間以及輸出接頭313與絕緣環(huán)309之間均設(shè)置有密封圈，用于對(duì)熱交換媒介進(jìn)行密封。經(jīng)由輸入接頭310向熱交換通道315內(nèi)通入熱交換媒介，然后依次經(jīng)由輸出接頭313排出，從而起到了對(duì)聚焦環(huán)306的溫度進(jìn)行控制的作用。

在本實(shí)施例中，承載裝置還包括熱交換源、輸入管路312和輸出管路314，其中，輸入管路312的輸出端與輸入接頭310連接，輸 入管路312的輸入端與熱交換源的輸出端連接。輸出管路314的輸入端與輸出接頭313連接，輸出管路314的輸出端與熱交換源的輸入端連接。熱交換源用于通過其輸出端向輸入管路312提供熱交換媒介，并通過其輸入端回收來自輸出管路314的熱交換媒介，從而實(shí)現(xiàn)熱交換媒介的循環(huán)流動(dòng)。

優(yōu)選的，輸入接頭310和輸出接頭313相對(duì)于基環(huán)307的軸線對(duì)稱分布，自輸入接頭310流入熱交換通道315內(nèi)的熱交換媒介分成兩路沿?zé)峤粨Q通道315流動(dòng)，并匯聚在輸出接頭313排出熱交換通道315，熱交換媒介的流動(dòng)方向如圖2B中的箭頭所示，這不僅可以縮短熱交換媒介的流動(dòng)長度，從而有利于提高熱交換的均勻性，而且還可以提高熱交換效率，從而可以提高溫度調(diào)節(jié)的效果。

在實(shí)際應(yīng)用中，上述熱交換媒介可以為液體或氣體。其中，熱交換媒介可以為冷卻液體或冷卻氣體，用以通過基環(huán)307冷卻聚焦環(huán)306，從而間接降低被加工工件305邊緣的溫度，以使其與被加工工件305中心的溫度趨于一致，進(jìn)而提高被加工工件305的溫度均勻性，提高工藝均勻性。

需要說明的是，在本實(shí)施例中，熱交換通道315為一個(gè)，但是本發(fā)明并不局限于此，在實(shí)際應(yīng)用中，熱交換通道315還可以為多個(gè)，多個(gè)熱交換通道315與靜電卡盤308的軸線之間的徑向間距不同，且同心設(shè)置。通過同時(shí)向多個(gè)熱交換通道315內(nèi)通入熱交換媒介，可以提高熱交換效率，從而有利于提高對(duì)聚焦環(huán)306的溫度控制效果。

第二實(shí)施例

本實(shí)施例與上述第一實(shí)施例相比，其區(qū)別在于：省去了輸入接頭310和輸出接頭313，而僅通過分別在基環(huán)和絕緣環(huán)中設(shè)置有可供熱交換媒介流入和流出的通道，來實(shí)現(xiàn)熱交換媒介的循環(huán)流動(dòng)。

具體地，在基環(huán)中設(shè)置有入口和出口，二者各自的一端與熱交換通道相連通，二者各自的另一端延伸至基環(huán)的下表面。在絕緣環(huán)中分別設(shè)置有沿其厚度方向貫穿的第一通孔和第二通孔，其中，第一通孔與入口相連通，第二通孔與出口相連通。在基環(huán)的下表面與絕緣環(huán)的上表面之間，且分別環(huán)繞在第一通孔和第二通孔的周圍設(shè)置有密封 圈，用于對(duì)熱交換媒介進(jìn)行密封。依次經(jīng)由第一通孔和入口向熱交換通道內(nèi)通入熱交換媒介，熱交換媒介沿?zé)峤粨Q通道流動(dòng)，并通過基環(huán)與聚焦環(huán)進(jìn)行熱交換，然后依次經(jīng)由出口和第二通孔排出，從而起到了對(duì)聚焦環(huán)的溫度進(jìn)行控制的作用。

在本實(shí)施例中，承載裝置還包括熱交換源、輸入管路和輸出管路。其中，輸入管路的輸出端與第一通孔連接，輸入管路的輸入端與熱交換源的輸出端連接，輸出管路的輸入端與第二通孔連接，輸出管路的輸出端與熱交換源的輸入端連接。熱交換源用于通過其輸出端向輸入管路提供熱交換媒介，并通過其輸入端回收來自輸出管路的熱交換媒介，從而實(shí)現(xiàn)熱交換媒介的循環(huán)流動(dòng)。

優(yōu)選的，入口和出口相對(duì)于基環(huán)的軸線對(duì)稱分布，自第一通孔與入口流入熱交換通道內(nèi)的熱交換媒介分成兩路沿?zé)峤粨Q通道流動(dòng)，并匯聚在出口，并依次經(jīng)由出口和第二通孔排出熱交換通道，這不僅可以縮短熱交換媒介的流動(dòng)長度，從而有利于提高熱交換的均勻性，而且還可以提高熱交換效率，從而可以提高溫度調(diào)節(jié)的效果。

綜上所述，本發(fā)明提供的承載裝置，其通過在基環(huán)內(nèi)、且沿靜電卡盤的周向環(huán)繞設(shè)置熱交換通道，通過向該熱交換通道內(nèi)通入熱交換媒介，可以對(duì)聚焦環(huán)的溫度進(jìn)行控制，以使被加工工件邊緣的溫度與中心的溫度趨于一致，從而可以提高被加工工件的溫度均勻性，進(jìn)而可以提高工藝均勻性。

作為另一個(gè)技術(shù)方案，本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體加工設(shè)備，其包括反應(yīng)腔室和設(shè)置在其內(nèi)的承載裝置，該承載裝置用于承載被加工工件，以及調(diào)節(jié)被加工工件的溫度。并且，承載裝置采用了本發(fā)明上述各個(gè)實(shí)施例提供的承載裝置。

本發(fā)明提供的半導(dǎo)體加工設(shè)備，其通過采用本發(fā)明提供的上述承載裝置，可以使被加工工件邊緣的溫度與中心的溫度趨于一致，從而可以提高被加工工件的溫度均勻性，進(jìn)而可以提高工藝均勻性。

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(duì)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。