[发明专利]承载装置及半导体工艺设备

说明书

本发明提供一种承载装置及半导体工艺设备，其中，承载装置包括：加热盘，用于承载并加热晶圆；冷却盘，用于对加热盘进行降温，冷却盘包括冷却主体部和边缘导热部，其中，冷却主体部与加热盘间隔设置，边缘导热部设置于冷却主体部的边缘且沿冷却主体部的周向延伸一周，边缘导热部与加热盘密封连接，以在冷却盘与加热盘之间形成隔离腔；第一管路，与隔离腔连通，用于选择性地向隔离腔通入第一流体介质，当第一管路向隔离腔通入第一流体介质时，第一流体介质在隔离腔内的流动能够辅助冷却盘对加热盘进行降温。上述承载装置适用于较高的工艺温度范围和较低的工艺温度范围，无需整体拆卸并更换承载装置，节省成本。

技术领域

本发明涉及半导体加工技术领域，具体地，涉及一种承载装置及半导体工艺设备。

背景技术

近年来，随着半导体行业的快速发展，半导体工艺技术也取得长足的进展。半导体工艺技术可分为诸多种类，例如物理气相沉积(PVD)工艺、化学气相沉积(CVD)工艺等。然而，无论采用何种具体工艺，带有加热功能的承载装置均为工艺设备的关键部件，该承载装置用于承载并加热晶圆，以使该晶圆能够在所需工艺温度范围下进行工艺过程。

以物理气相沉积工艺为例，其具体工艺过程如下：将工艺气体(例如惰性气体和反应气体)通入工艺腔室内并被激发成等离子体，等离子体轰击靶材，被轰击溅射下来的靶材粒子沉积在承载装置上的晶圆的表面以形成薄膜。然而，由于等离子体携带有大量的热量，在沉积过程中热量会不断积累在晶圆表面(即出现累温现象)，从而导致晶圆的实际温度不断升高，如果该实际温度超过工艺温度范围，则会导致工艺过程出现异常甚至失败。

为了解决上述问题，现有的承载装置一般通过增加冷却功能来对晶圆进行降温，以此实现减少或消除累温现象对晶圆实际温度的影响，但在此过程中也应避免出现过度冷却以使晶圆实际温度低于工艺温度范围的情况。一般而言，温度越高则对冷却的灵敏度越好(可理解为高温容易被冷却降温)，而温度越低则对冷却的灵敏度越差(可理解为低温不容易被冷却降温)。因此，为了在确保冷却效果的同时避免过度冷却，针对较低的工艺温度范围，需要采用冷却能力较强的承载装置，针对较高的工艺温度范围，则需要采用冷却能力较弱的承载装置。通常情况下，冷却能力不同的承载装置的结构会有所不同，当工艺温度范围发生变化(例如由较低的工艺温度范围变化为较高的工艺温度范围)时，当前承载装置需要整体拆卸并更换为相应冷却能力的承载装置，设备成本较高，且费时费力。

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工艺设备。

第一方面，本发明提供一种承载装置，用于半导体工艺设备，承载装置包括：加热盘，用于承载并加热晶圆；冷却盘，用于对加热盘进行降温，冷却盘包括冷却主体部和边缘导热部，其中，冷却主体部与加热盘间隔设置，边缘导热部设置于冷却主体部的边缘且沿冷却主体部的周向延伸一周，边缘导热部与加热盘密封连接，以在冷却盘与加热盘之间形成隔离腔；第一管路，与隔离腔连通，用于选择性地向隔离腔通入第一流体介质，当第一管路向隔离腔通入第一流体介质时，第一流体介质在隔离腔内的流动能够辅助冷却盘对加热盘进行降温。

进一步地，边缘导热部包括第一导热筒部，第一导热筒部沿加热盘至冷却主体部的方向延伸设置，且第一导热筒部的两端分别与加热盘和冷却主体部连接；承载装置还包括辅助导热结构，辅助导热结构可拆卸地连接于边缘导热部，辅助导热结构包括第二导热筒部，当辅助导热结构连接于边缘导热部时，第二导热筒部套设在第一导热筒部的周向外侧，且第二导热筒部的两端分别与加热盘和冷却主体部相配合并能够进行传热，以使第二导热筒部能够增大由加热盘至冷却主体部的传热面积。

进一步地，边缘导热部还包括第一导热环部，第一导热环部连接在第一导热筒部背离加热盘的一端，且沿第一导热筒部的径向向内凸出，第一导热筒部通过第一导热环部与冷却主体部连接；辅助导热结构还包括第二导热环部，第二导热环部连接在第二导热筒部的一端，且沿第二导热筒部的径向向内凸出，当辅助导热结构连接于边缘导热部时，第二导热环部位于第一导热环部的外侧，且第二导热环部与第一导热环部之间通过紧固件进行连接。