承载装置及工艺腔室制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种承载装置，用于承载且固定被加工工件，承载装置包括导电层、和叠置于导电层上的绝缘层，绝缘层包括中心体、环形边缘体和凹槽体；在中心体的上表面上设置有凹部，凹部用于放置凹槽体；凹槽体上设置有用于与气源相连的气体凹槽；环形边缘体环绕中心体的侧壁设置；环形边缘体的导热率小于中心体的导热率，和/或，中心体的导热率小于凹槽体的导热率。本发明专利技术还提供了一种包括本发明专利技术提供的承载装置的工艺腔室。本发明专利技术的承载装置和工艺腔室可以提高被加工工件的温度均匀性，从而可以提高工艺均匀性(例如，刻蚀均匀性)。

Bearing device and process chamber

The invention provides a bearing device for carrying and fixing a workpiece to be processed. The bearing device comprises a conductive layer and an insulating layer overlapped on the conductive layer, the insulating layer comprises a center body, an annular edge body and a groove body; a groove is arranged on the upper surface of the center body; and the groove is arranged on the groove body; There are gas grooves connected to the gas source; the annular edge body is arranged around the side wall of the center body; the thermal conductivity of the annular edge body is less than that of the center body, and/or the thermal conductivity of the center body is less than that of the groove body. The invention also provides a technological chamber including the bearing device provided by the invention. The bearing device and the process chamber of the invention can improve the temperature uniformity of the workpiece to be processed, thereby improving the process uniformity (for example, the etching uniformity).

【技术实现步骤摘要】
承载装置及工艺腔室
本专利技术属于半导体加工
，具体涉及一种承载装置及工艺腔室。
技术介绍
在集成电路(IC)制造工艺过程中，特别是等离子刻蚀(ETCH)、物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)等工艺中，往往使用诸如静电卡盘(ElectroStaticChuck简称ESC)的承载装置来固定、支撑及传送被加工工件(Wafer)并实现温度控制，以避免在工艺过程中出现移动或错位现象。静电卡盘是采用静电引力的方式来固定被加工工件，包括库仑和Johnson-Rahbek两种类型，其相对其他固定方式具有以下优点：其一，可避免机械原因对被加工工件造成的不可修复的损伤；其二，可增大被加工工件的有效加工面积；其三，可减少机械碰撞产生的颗粒污染；其四，有力于静电卡盘与被加工工件之间的热传导；其五，克服了真空吸盘固定方式的致命缺陷，可以在高真空反应腔室中使用。工艺均匀性是评价工艺质量的一个重要因素，与工艺均匀性相关的一个重要因素是被加工工件的温度。诸如静电卡盘的承载装置为控制被加工工件的温度，请参阅图1a-图1c，在静电卡盘1的上表面设置有环形气体凹槽2，环形气体凹槽2与气源相连，用于输送气体在被加工工件和静电卡盘1之间进行热传导，通过调节气体压力来控制被加工工件的温度；并且，静电卡盘1的上表面包括环形边缘区域3和中心区域4，环形边缘区域3用于在被加工工件放置在静电卡盘1的上表面时与被加工工件的下表面密封固定。在实际应用中，由于环形边缘区域3相对中心区域4与被加工工件的接触更紧密，并且，环形边缘区域3的宽度一般在5mm左右，相对较宽，以保证较好地密封效果，因此，环形边缘区域3的导热性高于中心区域4的导热性；另外，由于环形气体凹槽2所在区域相对中心区域4与被加工工件不接触，并且，环形气体凹槽2的宽度一般在2mm左右，深度在50μm左右，这使得环形气体凹槽2所在区域的导热性低于中心区域4的导热性。基于以上分析可知：环形边缘区域3的导热性大于中心区域4的导热性，中心区域4的导热性大于环形气体凹槽2所在区域的导热性，因而，现有的承载装置会造成承载的被加工工件的温度均匀性差，从而造成工艺的均匀性差。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术中存在的技术问题，提供了一种承载装置及工艺腔室，其可以提高被加工工件的温度均匀性，从而可以提高工艺均匀性(例如，刻蚀均匀性)。为解决本上述技术问题之一，本专利技术提供了一种承载装置，用于承载且固定被加工工件，所述承载装置包括导电层、和叠置于所述导电层上的绝缘层，所述绝缘层包括中心体、环形边缘体和凹槽体；在所述中心体的上表面上设置有凹部，所述凹部用于放置所述凹槽体；所述凹槽体上设置有用于与气源相连的气体凹槽；所述环形边缘体环绕所述中心体的侧壁设置；所述环形边缘体的导热率小于所述中心体的导热率，和/或，所述中心体的导热率小于所述凹槽体的导热率。优选地，所述中心体的周向边缘下凹形成有台阶；所述环形边缘体设置在所述台阶上。优选地，所述中心体采用Al2O3陶瓷制成。优选地，所述环形边缘体采用CrO2陶瓷或Y2O3陶瓷制成。优选地，所述凹槽体采用AlN陶瓷制成。本专利技术还提供一种工艺腔室，在其内设置有承载装置，用于承载且固定被加工工件，所述承载装置采用本专利技术上述提供的承载装置。另外，本专利技术还提供一种本专利技术上述承载装置的制备方法，所述绝缘层的制备包括以下步骤：采用烧结的方式制备所述中心体；采用喷涂的方式制备所述环形边缘体，并使所述环形边缘体环绕所述中心体的侧壁设置；采用喷涂的方式制备所述凹槽体，并使所述凹槽体设置在所述中心体的凹部内。优选地，还包括：采用研磨方式使所述环形边缘体的上表面的粗糙度小于所述中心体的上表面的粗糙度。优选地，在所述承载装置为权利要求2所述的承载装置时，所述采用烧结的方式制备所述中心体的步骤，包括：采用直接烧结的方式制备具有台阶的所述中心体，或者先烧结一用于制备所述中心体的中心体基体，再采用去除工艺制备具有所述台阶的所述中心体。优选地，所述中心体采用Al2O3陶瓷制成；所述环形边缘体采用CrO2陶瓷或Y2O3陶瓷制成；所述凹槽体采用AlN陶瓷制成。本专利技术具有下述有益效果：本专利技术提供的承载装置，借助环形边缘体的导热率小于中心体的导热率，即，在导热性较好的环形边缘区域设置导热率不好的环形边缘体，在导热性较差的中心区域设置导热率较好的中心体，因此，可以补偿现有技术中环形边缘区域的导热性大于中心区域的导热性的问题；和/或，借助中心体的导热率小于凹槽体的导热率，即，在导热性较好的中心区域设置导热率不好的中心体，在导热性较差的环形气体凹槽区域设置导热率较好的凹槽体，因此，可以补偿现有技术中存在中心区域的导热性大于环形气体凹槽区域的导热性的问题。故，本专利技术提供的承载装置，可以提高其径向上导热性的均匀性，因而可以提高被加工工件径向上的温度均匀性，从而可以提高工艺均匀性(例如，刻蚀均匀性)。本专利技术提供的工艺腔室，由于其采用本专利技术提供的承载装置，因此，可以提高工艺均匀性。附图说明图1a为现有的静电卡盘的俯视图；图1b为现有的静电卡盘的边缘的局部剖视图；图1c为现有的静电卡盘的环形气体凹槽附近的局部剖视图；图2为本专利技术实施例提供的承载装置的纵向剖视图；图3为本专利技术实施例提供的承载装置的横向剖视图；图4为图2中区域A的局部放大图；图5为图2中区域B的局部大图。现有技术的附图标记包括：1，静电卡盘；2，环形气体凹槽；3，环形边缘区域；4，中心区域；本专利技术的附图标记包括：10，绝缘层；101，中心体；102，环形边缘体；103，凹槽体；20，导电层；201，冷却通道；1031，气体凹槽。具体实施方式为使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图对本专利技术提供的承载装置及工艺腔室进行详细描述。实施例1图2为本专利技术实施例提供的承载装置的纵向剖视图；图3为本专利技术实施例提供的承载装置的横向剖视图；图4为图2中区域A的局部放大图；图5为图2中区域B的局部大图。请一并参阅图2～图5，本专利技术实施例提供的承载装置，包括用于承载且固定晶片被加工工件，承载装置包括导电层20、和叠置于导电层20上的绝缘层10，绝缘层10包括中心体101、环形边缘体102和凹槽体103。其中，在中心体101的上表面上设置有凹部，放置凹槽体103的；凹槽体103上设置有用于与气源(图中未示出)相连的气体凹槽1031，用于在晶片被加工工件和绝缘层10之间输送气体，以在二者之间进行热交换，气源可以但不限于为氦气(He)源，可通过控制该气体压力开控制晶片被加工工件的温度。环形边缘体102环绕中心体101的侧壁设置；环形边缘体102的上表面与被加工工件之间密封固定。环形边缘体102的导热率小于中心体101的导热率，即，在导热性较好的环形边缘区域设置导热率不好的环形边缘体，在导热性较差的中心区域设置导热率较好的中心体，因此，可以补偿现有技术中环形边缘区域的导热性大于中心区域的导热性的问题，使得该二个区域的导热性更加接近。和/或，中心体101的导热率小于凹槽体103的导热率，即，在导热性较好的中心区域设置导热率不好的中心体，在导热性较差的环形气体凹槽区域设置导热率较好的凹槽体，因此，可以补偿现有技术中存在中心区域的导热性大于环形气体凹槽区域的导热性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种承载装置，用于承载且固定被加工工件，所述承载装置包括导电层、和叠置于所述导电层上的绝缘层，其特征在于，所述绝缘层包括中心体、环形边缘体和凹槽体；在所述中心体的上表面设置有凹部，所述凹部用于放置所述凹槽体；所述凹槽体上设置有用于与气源相连的气体凹槽；所述环形边缘体环绕所述中心体的侧壁设置；所述环形边缘体的导热率小于所述中心体的导热率，和/或，所述中心体的导热率小于所述凹槽体的导热率。

【技术特征摘要】
1.一种承载装置，用于承载且固定被加工工件，所述承载装置包括导电层、和叠置于所述导电层上的绝缘层，其特征在于，所述绝缘层包括中心体、环形边缘体和凹槽体；在所述中心体的上表面设置有凹部，所述凹部用于放置所述凹槽体；所述凹槽体上设置有用于与气源相连的气体凹槽；所述环形边缘体环绕所述中心体的侧壁设置；所述环形边缘体的导热率小于所述中心体的导热率，和/或，所述中心体的导热率小于所述凹槽体的导热率。2.根据权利要求1所述的承载装置，其特征在于，所述中心体的周向边缘下凹形成有台阶；所述环形边缘体设置在所述台阶上。3.根据权利要求1所述的承载装置，其特征在于，所述中心体采用Al2O3陶瓷制成。4.根据权利要求3所述的承载装置，其特征在于，所述环形边缘体采用CrO2陶瓷或Y2O3陶瓷制成。5.根据权利要求3或4所述的承载装置，其特征在于，所述凹槽体采用AlN陶瓷制成。6.一种工艺腔室，在其内设置有承载装置，用于承载且固定被加工工件，其特征在于，所述承载装置采用权利要求1-5任意一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11