本实用新型专利技术提供一种承载装置及半导体反应腔室，用于半导体工艺腔室，包括：静电卡盘，所述静电卡盘包括绝缘层，绝缘层上设有多个凸起支撑部，所述绝缘层设有贯穿其厚度的针孔和气孔，所述针孔用于和顶针装置配合，以升降晶圆，所述气孔用于和气源连通，以向所述绝缘层和所述晶圆之间通入导热气体；密封环，所述密封环设置于所述绝缘层的顶面，且环绕所述针孔设置，所述密封环的顶面位于所述绝缘层的顶面上方，所述密封环的顶面和凸起支撑部的顶面共同支撑所述晶圆；所述绝缘层的顶面上设有环形凹槽，所述环形凹槽环绕所述密封环设置。本实用新型专利技术提供的承载装置能够有效的阻滞密封环附近的热量泄漏，提高密封环附近的晶圆表面的温度均匀性。温度均匀性。温度均匀性。
【技术实现步骤摘要】
承载装置及半导体反应腔室
[0001]本技术涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种承载装置及半导体反应腔室。
技术介绍
[0002]在刻蚀机中，静电卡盘通过静电力将晶圆固定并对晶圆上的温度进行控制。在刻蚀完成后，使用三针机构将晶圆顶起，使其与静电卡盘脱离。在晶圆和静电卡盘之间的缝隙内，一般会填充氦气用于二者之间的传热。
[0003]为了实现晶圆与氦气的隔绝，在陶瓷表面加工出约10微米高的圆环，该圆环称之为三针孔密封环。晶圆与三针孔密封环之间通过静电力压紧，防止氦气泄漏。
[0004]当下电极功率达到500
‑
1000W(瓦)时，意味着晶圆上有相同量级的反应热需要通过氦气层传导到静电卡盘。由于三针孔密封环上顶面与晶圆直接接触，并且材质为陶瓷，陶瓷的导热系数要比周围的氦气高三个量级，所以大量的热量会从密封环直接到达陶瓷层而不经过氦气，这就会导致在晶圆的上表面形成低温区(温差约3.5度左右)，影响晶圆表面温度的均匀性，使得晶圆表面的热量不均匀。
技术实现思路
[0005]本技术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反应腔室，其能够有效的阻滞密封环附近的热量泄漏，提高密封环附近的晶圆表面的温度均匀性。
[0006]根据本技术的第一方面，为实现本技术的目的之一而提供一种承载装置，用于半导体工艺腔室，包括：静电卡盘，所述静电卡盘包括绝缘层，所述绝缘层上设有多个凸起支撑部，所述绝缘层设有贯穿其厚度的针孔和气孔，所述针孔用于和顶针装置配合，以升降晶圆，所述气孔用于和气源连通，以向所述绝缘层和所述晶圆之间通入导热气体；密封环，所述密封环设置于所述绝缘层的顶面，且环绕所述针孔设置，所述密封环的顶面位于所述绝缘层的顶面上方，所述密封环的顶面用于和所述凸起支撑部的顶面共同支撑所述晶圆；所述绝缘层的顶面上设有环形凹槽，所述环形凹槽环绕所述密封环设置。
[0007]可选地，所述环形凹槽的内环壁和所述密封环的外环壁在径向上的间距小于预设距离。
[0008]可选地，所述预设距离大于等于0且小于等于2毫米。
[0009]可选地，所述环形凹槽的中心线与所述密封环的中心线位于同一条直线上。
[0010]可选地，所述环形凹槽的内径与所述密封环的外径相等。
[0011]可选地，所述环形凹槽的中心线与所述密封环的中心线呈平行设置。
[0012]可选地，所述环形凹槽的内壁与所述密封环的外壁之间沿径向呈间隔式设置。
[0013]可选地，所述环形凹槽的深度小于所述绝缘层的厚度。
[0014]可选地，所述环形凹槽的底壁到所述绝缘层的底壁之间的距离大于等于1毫米且小于等于3.8毫米。
[0015]可选地，所述静电卡盘还包括：氦气分布盘，设置在所述绝缘层的下端面；铝基底，设置在所述氦气分布盘的下端面，其中，在所述铝基底内沿径向呈间隔式设有多环冷却通道；在所述绝缘层内分别设有加热部件和直流电极；顶针装置，适于穿过所述针孔并将所述晶圆顶起；真空泵，适于抽吸所述针孔内的空气。
[0016]根据本技术的第二方面，还提供一种半导体反应腔室，包括腔体，还包括设置在所述腔体内的上述所述的承载装置。
[0017]本技术具有以下有益效果：
[0018]本申请通过在绝缘层上并位于该密封环的外周设置该环形凹槽，根据下述公式
[0019][0020]其中，Q为泄漏的热量；λ为固定系数；S为换热面积；ΔT为沿密封环方向的温度差，本申请通过在该绝缘层的顶面上设有环形凹槽，该环形凹槽环绕该密封环设置，这样，就相当于延长了晶圆上的热量的导热路径，即，在换热面积不变的情况下，导热路径延长、沿密封环的高度方向上的温度差增加的同时，泄漏的热量也会减少，由此，便增大了密封环的上表面和晶圆的上表面的温度，减慢了晶圆的温度散热，提高了晶圆表面温度的均匀性。
附图说明
[0021]图1为本申请的实施例一的承载装置的正视结构示意图；
[0022]图2为本申请的实施例一的承载装置的俯视结构示意图；
[0023]图3为本申请的实施例二的承载装置的正视结构示意图；
[0024]图4为图3中的密封环、环形凹槽的俯视结构示意图；
[0025]图5为现有技术的承载装置中的密封环周围的温度分布示意图；
[0026]图6为现有技术的承载装置中的晶圆热负载为1000W时晶圆的温度分布示意图；
[0027]图7为本申请的实施例的承载装置中的密封环周围的温度分布示意图；
[0028]图8为本申请的实施例的承载装置中的晶圆热负载为1000W时晶圆的温度分布示意图。
具体实施方式
[0029]为使本领域的技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合附图来对本技术提供的温度控制装置及应用其的反应腔室进行详细描述。
[0030]在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0031]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术
语在本技术中的具体含义。
[0032]此外，下面所描述的本技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0033]随着刻蚀技术的发展，对下电极功率的需求越来越高，为了更好的固定晶圆并控制晶圆的温度，需要提高氦气压力和静电电极电压，但在静电卡盘的三针孔(在静电卡盘上，共有三个针孔，所以称之为三针孔)内，由于填充了氦气并存在较大的电势差，为了避免三针孔内出现打火现象，目前通用的做法是使用密封环将氦气层和三针孔的空间隔开，并使用真空泵在三针孔内维持真空状态，刻蚀机的下电极主要部件从下向上依次由接口盘、绝缘盘、铝基底、氦气分布盘以及陶瓷层组成，其中，铝基底与陶瓷层构成静电卡盘的主体。陶瓷层内埋入的加热丝为静电卡盘提供热源，铝基底内的冷却通道可以带走静电卡盘上多余的热量，二者配合可以实现对静电卡盘的温控。同时，陶瓷层内还埋有直流电极，在陶瓷层和晶圆之间提供静电力。为了将刻蚀过程中产生的热量带走，在陶瓷层和晶圆之间还填充有高导热率的氦气。可升降的针伸入到静电卡盘上的针孔内并到达晶圆的底部，针孔的下部连接真空泵，使针孔内保持真空状态，避免静电卡盘的各层间因存在本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种承载装置，用于半导体工艺腔室，其特征在于，包括：静电卡盘，所述静电卡盘包括绝缘层，所述绝缘层上设有多个凸起支撑部，所述绝缘层设有贯穿其厚度的针孔和气孔，所述针孔用于和顶针装置配合，以升降晶圆，所述气孔用于和气源连通，以向所述绝缘层和所述晶圆之间通入导热气体；密封环，所述密封环设置于所述绝缘层的顶面，且环绕所述针孔设置，所述密封环的顶面位于所述绝缘层的顶面上方，所述密封环的顶面用于和所述凸起支撑部的顶面共同支撑所述晶圆；所述绝缘层的顶面上设有环形凹槽，所述环形凹槽环绕所述密封环设置。2.根据权利要求1所述的承载装置，其特征在于，所述环形凹槽的内环壁和所述密封环的外环壁在径向上的间距小于预设距离。3.根据权利要求2所述的承载装置，其特征在于，所述预设距离大于等于0且小于等于2毫米。4.根据权利要求1所述的承载装置，其特征在于，所述环形凹槽的中心线与所述密封环的中心线位于同一条直线上。5.根据权利要求1所述的承载装置，其特征在于，所述环形凹槽的内径与所述密封环...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵晋荣，陈星，韦刚，张照，吴东煜，刘建，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：新型
国别省市：
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