CN116892015A - 承载装置和半导体工艺设备 - Google Patents

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CN116892015A CN202311086936.6A CN202311086936A CN116892015A CN 116892015 A CN116892015 A CN 116892015A CN 202311086936 A CN202311086936 A CN 202311086936A CN 116892015 A CN116892015 A CN 116892015A
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田西强
董涛
叶华
刘国杰
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Beijing Naura Microelectronics Equipment Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种承载装置和半导体工艺设备，该装置中，至少一个环形通道围绕承载面的轴线设置；第二匀气通道组环绕于环形通道的外围；多个第一连接通道位于环形通道所围空间中，且相对于承载面的轴线对称分布，每个第一连接通道的一端用作进气口，另一端与环形通道连通；环形通道与第二匀气通道组之间通过多个第二连接通道连通；并且，多个第二连接通道相对于承载面的轴线的周向间隔设置。本方案可以有效提高朝晶圆的边缘部分吹出的吹扫气体在周向上的分布均匀性，从而可以提高工艺均匀性。

Description

承载装置和半导体工艺设备
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种承载装置和半导体工艺设备。
背景技术
原子层沉积（Atomic Layer Deposition，ALD）设备和化学气相沉积（ChemicalVapor Deposition，CVD）广泛应用于当今的集成电路半导体制作工艺中。为避免晶圆（Wafer）有侧镀和背镀，用于承载晶圆的承载装置（例如静电卡盘）配备有边缘吹扫（EdgePurge）功能，用于将晶圆背面和侧面的反应气体吹走，从而避免晶圆有侧镀和背镀。
如图1所示，现有的承载装置中的吹扫通道结构是通过多个水平直通道1将吹扫气体引流至卡盘的边缘处的缓冲腔2中，再通过相应的通道将吹扫气体引流至晶圆的边缘部分，以能够朝晶圆背面和侧面吹出吹扫气体。图1中仅示出了水平直通道1和缓冲腔2。但是，由于多个水平直通道1在周向上排布的数量有限，导致在周向上气流分布均匀性较差，而且水平直通道1很容易受到气源压力或流量产生波动的影响，这也会造成气流均匀性差。此外，当卡盘上的诸如焊料等物质流入水平直通道1中时，会减小通道宽度或深度，导致通道气阻变大、不同通道的气阻出现差异等问题，从而导致到达卡盘边缘处的缓冲腔中的气流分布不均匀，最终导致朝晶圆的边缘部分吹出的吹扫气体在周向上的分布均匀性较差。
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和半导体工艺设备，其可以有效提高朝晶圆的边缘部分吹出的吹扫气体在周向上的分布均匀性，从而可以提高工艺均匀性。
为实现本发明的目的而提供一种承载装置，包括用于承载晶圆的承载面，所述承载装置中设置有用于输送吹扫气体的吹扫通道结构，所述吹扫通道结构包括相互连通的第一匀气通道组和第二匀气通道组，所述第一匀气通道组具有用于与气源连接的进气口；所述第二匀气通道组具有用于朝向置于所述承载面上的晶圆的边缘部分吹出所述吹扫气体的出气口；
所述第一匀气通道组包括至少一个环形通道、多个第一连接通道和多个第二连接通道，其中，所述环形通道围绕所述承载面的轴线设置；所述第二匀气通道组环绕于所述环形通道的外围；
多个所述第一连接通道均位于所述环形通道所围空间中，且相对于所述承载面的轴线对称分布，每个所述第一连接通道的一端用作所述进气口，另一端与所述环形通道连通；
所述环形通道与所述第二匀气通道组之间通过多个所述第二连接通道连通；并且，多个所述第二连接通道相对于所述承载面的轴线的周向间隔设置。
可选地，所述环形通道为多个，且围绕所述承载面的轴线相互间隔设置；
每相邻两个所述环形通道之间，以及最外侧的所述环形通道与所述第二匀气通道组之间均通过多个所述第二连接通道连通；并且，位于同一圆周上的多个所述第二连接通道相对于所述承载面的轴线间隔设置，位于不同圆周上的所述第二连接通道之间相互交错；
多个所述第一连接通道均位于最内侧的所述环形通道所围空间中，所述第一连接通道的另一端与最内侧的所述环形通道连通；所述第二匀气通道组环绕于最外侧的所述环形通道的外围。
可选地，多个所述第二连接通道相对于所述承载面的轴线对称分布。
可选地，最内侧的所述环形通道的径向宽度大于其他所述环形通道的径向宽度；
与最内侧的所述环形通道连通的各所述第二连接通道的宽度大于其他不同圆周上的各所述第二连接通道的宽度。
可选地，除最内侧的所述环形通道之外的其他所述环形通道的径向宽度相同或者由内向外递减。
可选地，除与最内侧的所述环形通道连通的各所述第二连接通道之外的其他不同圆周上的各所述第二连接通道的径向宽度相同或者由内向外递减。
可选地，所述第一连接通道和所述第二连接通道均沿所述承载面的径向延伸设置；
每个所述第一连接通道与最内侧的所述环形通道连通的位置位于与该环形通道连通的其中两个相邻的所述第二连接通道之间的中间位置。
可选地，每个圆周上的所述第二连接通道与外侧相邻的所述环形通道连通的位置位于外侧相邻的圆周上的其中两个相邻的所述第二连接通道之间的中间位置。
可选地，所述第二匀气通道组包括第一缓冲腔、多个第一憋压通道、第二缓冲腔和多个第二憋压通道，其中，
所述第一缓冲腔呈环状，且环绕于最外侧的所述环形通道的外围，且与最外侧的所述环形通道之间通过多个所述第二连接通道连通；
所述第二缓冲腔呈环状，且间隔设置于所述第一缓冲腔的上方，并且所述第二缓冲腔与所述第一缓冲腔之间通过多个所述第一憋压通道连通；
多个所述第二憋压通道的一端均与所述第二缓冲腔连通，多个所述第二憋压通道的另一端均用作所述出气口。
可选地，所述第一缓冲腔的容积小于或等于所述第二缓冲腔的容积。
可选地，多个所述第一憋压通道包括多个竖直设置的第一通孔和多个竖直设置的第二通孔，其中，与所述第一缓冲腔连通的每个所述第二连接通道的两侧均设置有一个所述第一通孔，且位于该第二连接通道两侧的两个所述第一通孔相对于该第二连接通道对称分布；
与所述第一缓冲腔连通的每个所述第二连接通道的两侧均设置一个所述第二通孔，且位于该第二连接通道两侧的两个所述第二通孔相对于该第二连接通道对称分布，并且所述第二通孔位于与之同侧的所述第一通孔远离所述第二连接通道的一侧。
可选地，所述承载装置包括承载主体和边缘环，其中，所述承载主体具有所述承载面，且所述承载面的直径小于所述晶圆的直径，以使所述晶圆的边缘部分能够位于所述承载面之外；所述承载主体的外周面顶部形成有第一环形台阶部，
所述边缘环包括环形主体，在所述环形主体的内周面设置有第一环形凸缘，所述第一环形凸缘间隔设置于所述第一环形台阶部上方，且所述第一环形凸缘的至少一部分位于所述晶圆下方，并且所述第一环形凸缘的下表面和内周面分别与所述第一环形台阶部的上表面和所述承载主体的外周面之间构成所述第二憋压通道；
所述承载主体的外周面且位于所述第一环形台阶部下方形成有第二环形台阶部，所述环形主体的内周面且位于所述第一环形凸缘的下方形成有第二环形凸缘，所述第二环形凸缘的至少一部分叠置于所述第二环形台阶部上，且所述第二环形凸缘的内周面、所述第一环形台阶部的外周面、所述第二环形台阶部的上表面和所述第一环形凸缘的下表面之间构成所述第二缓冲腔。
可选地，所述承载主体包括顶板和叠置于所述顶板的下表面的底板，其中，在所述底板的上表面与所述顶板的下表面之间形成有多个所述环形通道、多个所述第一连接通道、多个所述第二连接通道和所述第一缓冲腔；
所述顶板中贯通形成有多个所述第一憋压通道，且各所述第一憋压通道的出气端均位于所述第二环形台阶部的上表面；
所述底板中贯通设置有多个进气孔，多个所述进气孔的一端与多个所述第一匀气通道组的所述进气口一一对应地连通，多个所述进气孔的另一端用于与所述气源连通。
作为另一个技术方案，本发明还提供一种半导体工艺设备，包括工艺腔室和设置于所述工艺腔室中的承载装置，所述承载装置采用本发明提供的上述承载装置。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的承载装置的技术方案中，吹扫气体从第一匀气通道组的进气口进入时，首先从多个第一连接通道流入环形通道，由于多个第一连接通道相对于承载面的轴线对称分布，这可以使吹扫气体可以自进气口分成多路，并通过多个第一连接通道同时流入环形通道在其周向上的多个不同位置，从而可以使吹扫气体能够在环形通道的周向上快速铺开，实现在周向上分布均匀，进而可以提高气体的匀气效果。然后，环形通道中的吹扫气体通过与该环形通道连通的各第二连接通道流入最外侧的第二匀气通道组，并由该第二匀气通道组输送，最终从其出气口朝向置于承载面上的晶圆的边缘部分吹出，实现对晶圆背面和侧面的吹扫。吹扫气体从各第一连接通道流入环形通道中时，可以在环形通道中快速扩散，实现在周向上分布均匀，从而可以解决现有技术中利用直通道直接将吹扫气体输送至最外侧通道而导致的在周向上气流分布不均匀的问题，而且环形通道的气阻比直通道的气阻更小，不容易在气源压力或流量产生波动时受到影响，进而可以有效提高朝晶圆的边缘部分吹出的吹扫气体在周向上的分布均匀性，从而可以提高工艺均匀性。
本发明提供的半导体工艺设备，其通过采用本发明提供的上述承载装置，可以有效提高朝晶圆的边缘部分吹出的吹扫气体在周向上的分布均匀性，从而可以提高工艺均匀性。
附图说明
图1为相关技术采用的承载装置中的水平直通道和缓冲腔的结构图；
图2为本发明实施例提供的承载装置的剖视图；
图3A为图2中的承载装置的局部放大图；
图3B为图2中的承载装置的局部放大图；
图4为本发明实施例提供的吹扫通道结构中的第一匀气通道组的俯视图；
图5为相关技术中提供的承载装置的关于气体流速与卡盘直径的曲线图；
图6为本发明实施例提供的承载装置关于气体流速与卡盘直径的曲线图；
图7为图5示出的曲线和图6示出的曲线的对比图。
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承载装置和半导体工艺设备进行详细描述。
请一并参阅图2至图4，本发明实施例提供一种承载装置，包括用于承载晶圆4的承载面，该承载装置中设置有用于输送吹扫气体的吹扫通道结构，该吹扫通道结构包括相互连通的第一匀气通道组和第二匀气通道组，第一匀气通道组具有用于与气源连接的进气口，该第一匀气通道组用于将来自气源的吹扫气体输送至第二匀气通道组，同时对吹扫气体进行匀气；第二匀气通道组具有用于朝向置于承载面上的晶圆4的边缘部分4a吹出吹扫气体的出气口94a，该第二匀气通道组用于将经第一匀气通道组匀气后的吹扫气体输送至承载面上的晶圆4边缘处，同时进一步对吹扫气体进行匀气，最终从其出气口94a朝向置于晶圆4的边缘部分吹出，实现对晶圆4背面和侧面的吹扫。
具体地，上述第一匀气通道组包括至少一个环形通道82、多个第一连接通道81和多个第二连接通道83，其中，以环形通道82为多个为例，多个环形通道82均围绕承载面的轴线设置，且相互间隔；第二匀气通道组（图4中示出了该第二匀气通道组中的第一缓冲腔91，在后文中详细描述）环绕于最外侧的环形通道82的外围；多个第一连接通道81均位于最内侧的环形通道82a所围空间中，且相对于承载面的轴线对称分布，每个第一连接通道81的一端用作进气口81a，另一端与最内侧的环形通道82a连通；每相邻两个环形通道82之间，以及最外侧的环形通道82与第二匀气通道组（即，第一缓冲腔91）之间均通过多个第二连接通道83连通。
由气源提供的吹扫气体可以经由进气口81a进入各第一连接通道81，再经由各第一连接通道81输送至最内侧的环形通道82a中，由此完成第一次匀气过程。由于多个第一连接通道81相对于承载面的轴线对称分布，这可以使吹扫气体可以自进气口81a分成多路，并通过多个第一连接通道81同时流入最内侧的环形通道82a在其周向上的多个不同位置，从而可以使吹扫气体能够在最内侧的环形通道82a的周向上快速铺开，实现在周向上分布均匀，进而可以提高气体的匀气效果。
然后，吹扫气体经由与最内侧的环形通道82a连通的各第二连接通道83a流入外侧相邻的环形通道82b，在由该环形通道82b在周向上将吹扫气体均匀铺开之后，再由相应的各第二连接通道83b流入下一相邻的环形通道82b，以此类推，直至流入最外侧的第二匀气通道组（即，第一缓冲腔91），由此完成第二次匀气过程。上述第一匀气通道组可以将吹扫气体由承载面的中心向边缘输送，以能够输送至最外侧的第二匀气通道组。另外，通过采用多个第一连接通道81，可以将吹扫气体从靠近承载面的中心位置沿不同方向输送，再经由多个环形通道82和将其连通的多个第二连接通道83，最终可以将吹扫气体输送至第二匀气通道组周向上的不同位置，从而不仅可以缩短吹扫气体的路径，提高吹扫气体的流动速率，而且还可以进一步提高吹扫气体的均匀性。
由于多个环形通道82相互连通，吹扫气体从各第一连接通道81或各第二连接通道83流入相应的环形通道82中时，可以在环形通道82中快速扩散，实现在周向上分布均匀，从而可以解决现有技术中利用直通道直接将吹扫气体输送至最外侧通道而导致的在周向上气流分布不均匀的问题，而且多个连通的环形通道82的气阻比直通道的气阻更小，不容易在气源压力或流量产生波动时受到影响，进而可以有效提高朝晶圆的边缘部分吹出的吹扫气体在周向上的分布均匀性，从而可以提高工艺均匀性。
容易理解的是，环形通道82的数量越多，对吹扫气体的匀气次数就越多，吹扫气体在周向上分布地越均匀。在实际应用中，可以根据具体需要设定环形通道82的数量，当然，在满足具体需要的前提下，环形通道82的数量也可以为一个，在这种情况下，环形通道82围绕承载面的轴线设置；第二匀气通道组环绕于该环形通道82的外围；多个第一连接通道81位于该环形通道82所围空间中；环形通道82与第二匀气通道组（即，第一缓冲腔91）之间通过多个第二连接通道83连通。由气源提供的吹扫气体可以经由进气口81a进入各第一连接通道81，再经由各第一连接通道81输送至环形通道82中，由此完成第一次匀气过程。
在一些可选的实施例中，以环形通道82为多个为例，位于同一圆周上的多个第二连接通道83相对于承载面的轴线间隔设置，位于不同圆周上的第二连接通道83之间相互交错。通过使位于不同圆周上的第二连接通道83之间相互交错，可以提高对气体的匀气效果，保证吹扫气体能够均匀地到达第二匀气通道组。
在一些可选的实施例中，位于同一圆周上的多个第二连接通道83相对于承载面的轴线对称分布，这样可以进一步提高吹扫气体在周向上的分布均匀性。
在一些可选的实施例中，最内侧的环形通道82a的径向宽度大于其他环形通道82b的径向宽度；与最内侧的环形通道82a连通的各第二连接通道83a的宽度大于其他不同圆周上的各第二连接通道（例如第二连接通道83b、83c）的宽度。由于最内侧的环形通道82a的径向宽度较大，其气阻较小，从而可以利用最内侧的环形通道82a将吹扫气体快速在周向上铺开，实现在周向上分布均匀，而且不容易在气源压力或流量产生波动时受到影响；在此基础上，由于除最内侧的环形通道82a之外的其他环形通道82b的宽度较小，气阻较大，从而可以有效起到匀气效果，保证吹扫气体能够均匀地到达第二匀气通道组。进一步可选的，除最内侧的环形通道82a之外的其他环形通道82b的径向宽度相同或者由内向外递减。这同样可以实现上述效果。进一步可选的，除与最内侧的环形通道82a连通的各第二连接通道83a之外的其他不同圆周上的各第二连接通道（例如第二连接通道83b、83c）的宽度相同或者由内向外递减。这同样可以实现上述效果。在本实施例中，最内侧的环形通道82a的径向宽度相对于其他环形通道82b的径向宽度最大，但是，本发明并不局限于此，在实际应用中，径向宽度最大的环形通道82还可以为多个，即靠近承载面中心的至少一个环形通道82的径向宽度大于其他的环形通道82的径向宽度。可以根据具体需要设定径向宽度最大的环形通道82的数量。或者，在环形通道82为一个的情况下，该环形通道82的径向宽度大于各第二连接通道的宽度。这同样可以实现上述效果。
另外，可选的，第一连接通道81的宽度与最内侧的环形通道82a的径向宽度相同，或者多个第一连接通道81的宽度大于最内侧的环形通道82a的径向宽度，这同样可以实现上述效果。
在一些可选的实施例中，第一连接通道81和第二连接通道83均沿承载面的径向延伸设置。可选的，每个第一连接通道81与最内侧的环形通道82连通的位置位于与该环形通道82连通的其中两个相邻的第二连接通道83之间的中间位置。这样，由第一连接通道81流出的吹扫气体可以经过相同的距离到达最近的两个第二连接通道83，从而可以进一步提高气体分布均匀性。
在一些可选的实施例中，每个圆周上的第二连接通道83与外侧相邻的环形通道82连通的位置位于与外侧相邻的圆周上的其中两个相邻的第二连接通道83之间的中间位置。这样，由各第二连接通道83流出的吹扫气体可以经过相同的距离到达外侧相邻的圆周上的最近的两个第二连接通道83，从而可以进一步提高气体分布均匀性。
在一些可选的实施例中，第二匀气通道组包括第一缓冲腔91、多个第一憋压通道92、第二缓冲腔93和多个第二憋压通道94，其中，第一缓冲腔91呈环状，且环绕于最外侧的环形通道82的外围，且与最外侧的环形通道82之间通过多个第二连接通道83c连通；第二缓冲腔93呈环状，且间隔设置于第一缓冲腔91的上方，并且第二缓冲腔93与第一缓冲腔91之间通过多个第一憋压通道92连通；多个第二憋压通道94的一端均与第二缓冲腔93连通，多个第二憋压通道94的另一端均用作上述出气口94a。
最外侧的环形通道82中的吹扫气体经由各第二连接通道83c流入第一缓冲腔91中，进行一次匀流；再经由各第一憋压通道92流入第二缓冲腔93中，进行二次匀流，最后经由各第二憋压通道94的出气口94a朝向置于承载面上的晶圆4的边缘部分4a吹出吹扫气体。由于经由两个缓冲腔对吹扫气体进行二次匀流，同时上述第一憋压通道92和第二憋压通道94可以分别对经第一缓冲腔91和第二缓冲腔93输出的吹扫气体起到增压作用，这使得吹出的吹扫气体更加均匀，从而进一步提高晶圆4边缘吹扫的均匀性，进一步提高晶圆4的工艺均匀性以及提高工艺良率。
在一些可选的实施例中，第一缓冲腔91的容积小于或等于第二缓冲腔93的容积。承载面中的顶板31（在后文中详细描述）通常采用陶瓷材料制作，在第一缓冲腔91形成于该顶板31的情况下，通过采用较小容积的第一缓冲腔91，更方便陶瓷的加工，使得陶瓷在热压烧结过程中不容易碎裂，提高产品成品率。需要说明的是，本申请通过利用环形通道82和各第二连接通道83来实现吹扫气体在周向上分布均匀，即使采用较小的第一缓冲腔91的容积，也可以保证较好的匀气效果。
在一些可选的实施例中，多个第一憋压通道92包括多个竖直设置的第一通孔92a和多个竖直设置的第二通孔92b，其中，与第一缓冲腔91连通的每个第二连接通道83c的两侧均设置有一个第一通孔92a，且位于该第二连接通道83c的两侧的两个第一通孔92a相对于该第二连接通道83c对称分布；与第一缓冲腔91连通的每个第二连接通道83c的两侧均设置有一个第二通孔92b，且位于该第二连接通道83c的两侧的两个第二通孔92b相对于该第二连接通道83c对称分布；并且，第二通孔92b位于与之同侧的第一通孔92a远离第二连接通道83c的一侧。这样，由各第二连接通道83c流出的吹扫气体可以经过相同的距离到达最近的两个第一通孔92a，然后再经过相同的距离扩散至最近的两个第二通孔92b，从而可以进一步提高气体分布均匀性。当然，在实际应用中，根据具体需要也可以省去上述第二通孔92b，即仅在与第一缓冲腔91连通的每个第二连接通道83的两侧均设置有一个第一通孔92a；或者，还可以在与第一缓冲腔91连通的每个第二连接通道83的两侧均设置两个及以上的第二通孔92b，本发明实施例对此没有特别的限制。进一步可选的，多个第一通孔92a和多个第二通孔92b在周向上等距设置。
在一些可选的实施例中，承载装置包括承载主体3和边缘环33，其中，承载主体3具有上述承载面，且承载面的直径小于晶圆4的直径，以使晶圆4的边缘部分4a能够位于承载面之外；如图3A和图3B所示，承载主体3的外周面顶部形成有第一环形台阶部311。边缘环33包括环形主体331，在环形主体331的内周面设置有第一环形凸缘332，第一环形凸缘332间隔设置于第一环形台阶部311上方，且第一环形凸缘332的至少一部分位于晶圆4下方，并且第一环形凸缘332的下表面和内周面分别与第一环形台阶部311的上表面和顶板31的外周面之间构成上述第二憋压通道94。可选的，第一环形凸缘332的上表面的内周边缘处设置有环形凹槽，该环形凹槽的底面与晶圆4背面的边缘区域相对，且该环形凹槽的底面与晶圆4背面的边缘区域之间具有间隙，以构成上述出气口94a的一部分，使吹扫气体能够吹出，该环形凹槽的环形侧面环绕于晶圆4的周围，用于限定晶圆4的位置。
承载主体3的外周面且位于第一环形台阶部311下方形成有第二环形台阶部312，环形主体331的内周面且位于第一环形凸缘332的下方形成有第二环形凸缘333，第二环形凸缘333的至少一部分叠置于第二环形台阶部312上，且第二环形凸缘333的内周面、第一环形台阶部311的外周面、第二环形台阶部312的上表面和第一环形凸缘332的下表面之间构成上述第二缓冲腔93。
在一些可选的实施例中，承载主体3包括顶板31和底板32，其中，底板32叠置于顶板31的下表面；并且，在底板32的上表面与顶板31的下表面之间形成有多个环形通道82、多个第一连接通道81、多个第二连接通道83和第一缓冲腔91。可选的，可以在底板32的上表面与顶板31的下表面中的至少一者形成相应的凹道，例如可以在底板32的上表面形成相应的凹道，该凹道与顶板31的下表面合围形成多个环形通道82、多个第一连接通道81、多个第二连接通道83和第一缓冲腔。或者，也可以在顶板的下表面形成相应的凹道，该凹道与底板的上表面合围形成多个环形通道82、多个第一连接通道81、多个第二连接通道83和第一缓冲腔。或者，还可以在底板32的上表面与顶板31的下表面对应形成相应的凹道，二者的凹道合围形成多个环形通道82、多个第一连接通道81、多个第二连接通道83和第一缓冲腔91。
顶板31中贯通形成有多个上述第一憋压通道92，且各第一憋压通道92的出气端均位于第二环形台阶部312的上表面。底板32中贯通设置有多个进气孔321，多个进气孔321的一端与多个进气口81a一一对应地连通，多个进气孔321的另一端用于与气源连通。上述承载主体3是由顶板31和底板32构成的分体式结构，结合使用上述边缘环33，该结构简单且易于加工制造，从而大幅降低应用及制造成本。可选的，顶板和底板之间采用焊接的方式密封连接。
在一些可选的实施例中，承载装置还包括支撑轴6，该支撑轴6竖直设置，支撑轴6的上端与底板32在其中心位置例如采用焊接的方式固定连接。底板32中的各进气孔321可通过设置于支撑轴6中的进气通道62与外部的气源连通。该支撑轴6例如是可升降的，在这种情况下，支撑轴6的下端可以自半导体工艺设备的工艺腔室的底部伸出，以能够与外部的升降驱动源连接，此外支撑轴6上套设有波纹管，用以对支撑轴6与工艺腔室之间的间隙进行密封，从而保证工艺腔室的密封性。
在一些可选的实施例中，顶板31可以采用陶瓷材质制成的圆盘形板状结构。底板32可以采用陶瓷材质制成的圆盘形板状结构。
在一些可选的实施例中，顶板31内或底板32内可以设置有加热元件7，该加热元件7例如为加热丝或加热管，用于对晶圆4进行加热，而且可以对应顶板31或底板32内不同区域分别设置加热元件7，例如如图2所示，该加热元件为两个分别为第一加热元件71和第二加热元件72，二者分别与顶板31或底板32的中心区域和边缘区域对应设置，以实现分区控温。
在一些可选的实施例中，为了实现承载装置的真空吸附功能，承载主体3（顶板31和底板32）中还设置有多个贯通承载主体3的吸附孔5，例如图4中示出了四个吸附孔5，且多个吸附孔5沿承载主体3的周向均匀分布，且与进气口81a相互错开。各吸附孔5可通过设置于支撑轴6中的吸附通道61与外部的真空吸附装置连通。
在一个具体的实施例中，在顶板31的下表面形成相应的凹道，该凹道与底板31的上表面合围形成多个环形通道82、多个第一连接通道81、多个第二连接通道83和第一缓冲腔91。其中，环形通道82为三个，且等间距设置；最内侧的环形通道82a的径向宽度大于另外两个环形通道82b的径向宽度，另外两个环形通道82b的径向宽度相同。第一连接通道81为两个，第一连接通道81的宽度与最内侧的环形通道82a的径向宽度相同，例如为6mm。与最内侧的环形通道82a连通的各第二连接通道83a的宽度大于其他不同圆周上的各第二连接通道（例如第二连接通道83b、83c）的宽度；其他不同圆周上的各第二连接通道（例如第二连接通道83b、83c）的宽度相同，例如为3mm。与最内侧的环形通道82a连通的第二连接通道83a的数量为4个，且不同圆周上的第二连接通道（例如第二连接通道83b、83c）的数量由内而外递增，且增幅为2倍。多个第一憋压通道92包括多个竖直设置的第一通孔92a和多个竖直设置的第二通孔92b，多个第一通孔92a和多个第二通孔92b的总数为48个，其中，第一通孔92a为32个，第二通孔92b为16个。上述环形通道82、第一连接通道81和第二连接通道83的深度相同，例如为2mm。
图5为相关技术中提供的承载装置的关于气体流速与卡盘直径的曲线图。图6为本发明实施例提供的承载装置关于气体流速与卡盘直径的曲线图。图7为图5示出的曲线和图6示出的曲线的对比图。图1示出的相关技术中提供的承载装置，其采用的吹扫通道结构如图1所示，具体是通过多个水平直通道1将吹扫气体引流至卡盘的边缘处的缓冲腔2中，再通过相应的通道将吹扫气体引流至晶圆4的边缘部分，以能够朝晶圆4背面和侧面吹出吹扫气体。图6和图7示出的曲线均是采用相同的仿真条件进行仿真计算得到的，仿真条件为：气源提供的吹扫气体为氩气(Ar)，进气流量为800sccm，进气温度为室温；承载装置中的加热元件的温度为400℃；工艺腔室的腔室壁温度为120℃。通过对比可知，吹扫气体在本发明实施例提供的承载装置中的气体流动波动较小，气流均匀性更好。
作为另一个技术方案，本发明实施例还提供一种半导体工艺设备，包括工艺腔室和设置于工艺腔室中的承载装置，承载装置采用本发明实施例提供的上述承载装置。
本发明实施例提供的半导体工艺设备，其通过采用本发明实施例提供的上述承载装置，可以有效提高朝晶圆的边缘部分吹出的吹扫气体在周向上的分布均匀性，从而可以提高工艺均匀性。
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。

Claims (14)

1.一种承载装置，包括用于承载晶圆的承载面，其特征在于，所述承载装置中设置有用于输送吹扫气体的吹扫通道结构，所述吹扫通道结构包括相互连通的第一匀气通道组和第二匀气通道组，所述第一匀气通道组具有用于与气源连接的进气口；所述第二匀气通道组具有用于朝向置于所述承载面上的晶圆的边缘部分吹出所述吹扫气体的出气口；
所述第一匀气通道组包括至少一个环形通道、多个第一连接通道和多个第二连接通道，其中，所述环形通道围绕所述承载面的轴线设置；所述第二匀气通道组环绕于所述环形通道的外围；
多个所述第一连接通道均位于所述环形通道所围空间中，且相对于所述承载面的轴线对称分布，每个所述第一连接通道的一端用作所述进气口，另一端与所述环形通道连通；
所述环形通道与所述第二匀气通道组之间通过多个所述第二连接通道连通；并且，多个所述第二连接通道相对于所述承载面的轴线的周向间隔设置。
2.根据权利要求1所述的承载装置，其特征在于，所述环形通道为多个，且围绕所述承载面的轴线相互间隔设置；
每相邻两个所述环形通道之间，以及最外侧的所述环形通道与所述第二匀气通道组之间均通过多个所述第二连接通道连通；并且，位于同一圆周上的多个所述第二连接通道相对于所述承载面的轴线间隔设置，位于不同圆周上的所述第二连接通道之间相互交错；
多个所述第一连接通道均位于最内侧的所述环形通道所围空间中，所述第一连接通道的另一端与最内侧的所述环形通道连通；所述第二匀气通道组环绕于最外侧的所述环形通道的外围。
3.根据权利要求1所述的承载装置，其特征在于，多个所述第二连接通道相对于所述承载面的轴线对称分布。
4.根据权利要求2所述的承载装置，其特征在于，最内侧的所述环形通道的径向宽度大于其他所述环形通道的径向宽度；
与最内侧的所述环形通道连通的各所述第二连接通道的宽度大于其他不同圆周上的各所述第二连接通道的宽度。
5.根据权利要求4所述的承载装置，其特征在于，除最内侧的所述环形通道之外的其他所述环形通道的径向宽度相同或者由内向外递减。
6.根据权利要求4所述的承载装置，其特征在于，除与最内侧的所述环形通道连通的各所述第二连接通道之外的其他不同圆周上的各所述第二连接通道的径向宽度相同或者由内向外递减。
7.根据权利要求2所述的承载装置，其特征在于，所述第一连接通道和所述第二连接通道均沿所述承载面的径向延伸设置；
每个所述第一连接通道与最内侧的所述环形通道连通的位置位于与该环形通道连通的其中两个相邻的所述第二连接通道之间的中间位置。
8.根据权利要求7所述的承载装置，其特征在于，每个圆周上的所述第二连接通道与外侧相邻的所述环形通道连通的位置位于外侧相邻的圆周上的其中两个相邻的所述第二连接通道之间的中间位置。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的承载装置，其特征在于，所述第二匀气通道组包括第一缓冲腔、多个第一憋压通道、第二缓冲腔和多个第二憋压通道，其中，
所述第一缓冲腔呈环状，且环绕于最外侧的所述环形通道的外围，且与最外侧的所述环形通道之间通过多个所述第二连接通道连通；
所述第二缓冲腔呈环状，且间隔设置于所述第一缓冲腔的上方，并且所述第二缓冲腔与所述第一缓冲腔之间通过多个所述第一憋压通道连通；
多个所述第二憋压通道的一端均与所述第二缓冲腔连通，多个所述第二憋压通道的另一端均用作所述出气口。
10.根据权利要求9所述的承载装置，其特征在于，所述第一缓冲腔的容积小于或等于所述第二缓冲腔的容积。
11.根据权利要求9所述的承载装置，其特征在于，多个所述第一憋压通道包括多个竖直设置的第一通孔和多个竖直设置的第二通孔，其中，与所述第一缓冲腔连通的每个所述第二连接通道的两侧均设置有一个所述第一通孔，且位于该第二连接通道两侧的两个所述第一通孔相对于该第二连接通道对称分布；
与所述第一缓冲腔连通的每个所述第二连接通道的两侧均设置一个所述第二通孔，且位于该第二连接通道两侧的两个所述第二通孔相对于该第二连接通道对称分布，并且所述第二通孔位于与之同侧的所述第一通孔远离所述第二连接通道的一侧。
12.根据权利要求9所述的承载装置，其特征在于，所述承载装置包括承载主体和边缘环，其中，所述承载主体具有所述承载面，且所述承载面的直径小于所述晶圆的直径，以使所述晶圆的边缘部分能够位于所述承载面之外；所述承载主体的外周面顶部形成有第一环形台阶部，
所述边缘环包括环形主体，在所述环形主体的内周面设置有第一环形凸缘，所述第一环形凸缘间隔设置于所述第一环形台阶部上方，且所述第一环形凸缘的至少一部分位于所述晶圆下方，并且所述第一环形凸缘的下表面和内周面分别与所述第一环形台阶部的上表面和所述承载主体的外周面之间构成所述第二憋压通道；
所述承载主体的外周面且位于所述第一环形台阶部下方形成有第二环形台阶部，所述环形主体的内周面且位于所述第一环形凸缘的下方形成有第二环形凸缘，所述第二环形凸缘的至少一部分叠置于所述第二环形台阶部上，且所述第二环形凸缘的内周面、所述第一环形台阶部的外周面、所述第二环形台阶部的上表面和所述第一环形凸缘的下表面之间构成所述第二缓冲腔。
13.根据权利要求12所述的承载装置，其特征在于，所述承载主体包括顶板和叠置于所述顶板的下表面的底板，其中，在所述底板的上表面与所述顶板的下表面之间形成有多个所述环形通道、多个所述第一连接通道、多个所述第二连接通道和所述第一缓冲腔；
所述顶板中贯通形成有多个所述第一憋压通道，且各所述第一憋压通道的出气端均位于所述第二环形台阶部的上表面；
所述底板中贯通设置有多个进气孔，多个所述进气孔的一端与多个所述第一匀气通道组的所述进气口一一对应地连通，多个所述进气孔的另一端用于与所述气源连通。
14.一种半导体工艺设备，包括工艺腔室和设置于所述工艺腔室中的承载装置，其特征在于，所述承载装置采用权利要求1-13中任意一项所述的承载装置。
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