CN213951334U - 一种晶片承载机构及半导体工艺设备 - Google Patents

一种晶片承载机构及半导体工艺设备 Download PDF

Info

Publication number
CN213951334U
CN213951334U CN202022404539.7U CN202022404539U CN213951334U CN 213951334 U CN213951334 U CN 213951334U CN 202022404539 U CN202022404539 U CN 202022404539U CN 213951334 U CN213951334 U CN 213951334U
Authority
CN
China
Prior art keywords
heater
cooling structure
wafer
distance
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202022404539.7U
Other languages
English (en)
Inventor
于斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Naura Microelectronics Equipment Co Ltd
Original Assignee
Beijing Naura Microelectronics Equipment Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Naura Microelectronics Equipment Co Ltd filed Critical Beijing Naura Microelectronics Equipment Co Ltd
Priority to CN202022404539.7U priority Critical patent/CN213951334U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN213951334U publication Critical patent/CN213951334U/zh
Priority to PCT/CN2021/125692 priority patent/WO2022089320A1/zh
Priority to TW110212495U priority patent/TWM630904U/zh
Priority to EP21885047.7A priority patent/EP4234757A4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/50—Substrate holders
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/54—Controlling or regulating the coating process
    • C23C14/541—Heating or cooling of the substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • H01J37/32724—Temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68785—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the mechanical construction of the susceptor, stage or support

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

本实用新型提供了一种晶片承载机构及半导体工艺设备，涉及等离子体设备领域，为解决现有半导体工艺设备很难满足多种不同高温工艺的需要的问题而设计。该晶片承载机构用于半导体工艺设备，包括安装支架、承载盘、加热器和冷却结构，其中，安装支架固定设置在工艺腔室中，加热器设置于安装支架上，且加热器与安装支架之间形成容纳空间；冷却结构位于容纳空间内，且通过调距组件安装于安装支架，调距组件用于调节冷却结构与加热器的间距；承载盘设置在加热器上，且承载盘与加热器贴合。该半导体工艺设备包括上述晶片承载机构。本实用新型提供的晶片承载机构及半导体工艺设备能够满足多种不同高温工艺的需要。

Description

一种晶片承载机构及半导体工艺设备
技术领域
本实用新型涉及等离子体设备领域，具体而言，涉及一种晶片承载机构及半导体工艺设备。
背景技术
在物理气相沉积高温工艺中，需要使用承载盘将晶片加热至一定的工艺温度，并要求承载盘在高温状态下具有调节晶片温度的能力，即：既可以加热晶片，需要时也能够冷却晶片。对于不同的高温工艺，对承载盘的冷却能力要求不同，例如：有的工艺只需要承载盘加热晶片，有的工艺却要求承载盘具有较强的冷却能力以冷却晶片。通常，使用一种承载盘很难满足多种不同高温工艺的需要。
实用新型内容
本实用新型的第一个目的在于提供一种晶片承载机构，以解决现有晶片承载机构很难满足多种不同高温工艺的需要的技术问题。
本实用新型提供的晶片承载机构，用于半导体工艺设备，所述晶片承载机构设置在所述半导体工艺设备的工艺腔室中，所述晶片承载机构包括安装支架、承载盘、加热器和冷却结构，其中，所述安装支架固定设置在所述工艺腔室中，所述加热器设置于所述安装支架上，且所述加热器与所述安装支架之间形成容纳空间；所述冷却结构位于所述容纳空间内，且通过调距组件安装于所述安装支架，所述调距组件用于调节所述冷却结构与所述加热器的间距；所述承载盘设置在所述加热器上，且所述承载盘与所述加热器贴合。
进一步地，所述安装支架包括法兰盘和支撑盘，所述法兰盘与所述加热器连接，且所述法兰盘具有中心通孔，所述支撑盘设置于所述中心通孔处，且与所述法兰盘连接；所述调距组件包括第一调距件和/或第二调距件，所述冷却结构通过所述第一调距件安装于所述支撑盘，和/或，所述支撑盘通过所述第二调距件与所述法兰盘连接。
进一步地，所述第一调距件包括螺纹杆、螺母以及一个或多个垫片，所述螺纹杆与所述冷却结构连接，所述支撑盘上与所述螺纹杆对应的位置处开设有第一光孔，所述螺纹杆穿过所述第一光孔，并由所述螺母锁紧，所述一个或多个垫片设置在所述冷却结构与所述支撑盘之间，用于调节所述冷却结构与所述支撑盘的间距。
进一步地，所述第二调距件包括螺栓，所述法兰盘的内壁向所述中心通孔的方向延伸形成连接位，所述连接位处开设有螺孔，所述支撑盘上与所述螺孔对应的位置处开设有第二光孔，所述螺栓穿过所述第二光孔旋接固定于所述螺孔中。
进一步地，所述法兰盘的外周设置有朝所述加热器的方向延伸的连接壁，所述连接壁与所述加热器焊接。
进一步地，还包括压环，所述承载盘通过所述压环设置在所述加热器上，所述压环包括环绕所述承载盘的环状本体和设置于所述环状本体的压齿，所述环状本体与所述加热器连接，所述压齿弹性搭置于所述承载盘上，用于将所述承载盘压紧于所述加热器。
进一步地，所述冷却结构与所述加热器的间距为0.5-4mm。
进一步地，所述加热器包括加热器本体和嵌设于所述加热器本体的电热丝。
进一步地，所述冷却结构包括互相连接的冷却屏和冷却盘，所述冷却盘中开设有流道，所述流道用于冷却液流动，所述冷却屏的径向尺寸大于等于所述承载盘的径向尺寸。
本实用新型晶片承载机构带来的有益效果是：
该晶片承载机构在使用时，安装支架固定设置在半导体工艺设备的工艺腔室中，加热器设置在安装支架上且二者之间形成容纳空间，冷却结构位于上述容纳空间内，且冷却结构与安装支架之间连接有调距组件，冷却结构与加热器之间的距离可通过调距组件进行调节，承载盘贴合设置在加热器上，用于承载晶片。
对于具有不同高温工艺需要的晶片，可以对冷却结构与加热器之间的距离进行调节，通过改变冷却结构与加热器的间距，来改变气体热传导的效率，实现冷却能力的调节，从而满足不同高温工艺的需要。
此外，还可以通过对冷却结构与加热器之间的距离进行调整，使冷却结构与加热器处于非直接接触状态，如此，在该晶片承载机构的使用过程中，能够避免加热器因冷却结构骤冷而导致承载盘出现碎盘风险，因此，承载盘能够在高温状态下一直处于被冷却的状态，从而使得该晶片承载机构在高温工艺中更有优势。
本实用新型的第二个目的在于提供一种半导体工艺设备，以解决现有半导体工艺设备很难满足多种不同高温工艺的需要的技术问题。
本实用新型提供的半导体工艺设备，包括工艺腔室和上述晶片承载机构，所述晶片承载机构设置于所述工艺腔室内。
本实用新型半导体工艺设备带来的有益效果是：
通过在半导体工艺设备的工艺腔室内设置上述晶片承载机构，相应地，该半导体工艺设备具有上述晶片承载机构的所有优势，在此不再一一赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的晶片承载机构承载有晶片时的结构剖视图；
图2为本实用新型实施例提供的晶片承载机构的压环与承载盘连接的俯视结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的晶片承载机构的压环与承载盘连接的局部结构放大图；
图4为本实用新型实施例提供的晶片承载机构的局部结构剖视图；
图5为本实用新型实施例提供的晶片承载机构的支撑盘的俯视结构示意图；
图6为图1所示结构的局部结构放大图；
图7为本实用新型实施例提供的晶片承载机构的局部结构图。
附图标记说明：
100-安装支架；200-承载盘；300-加热器；400-冷却结构；500-第一调距件；600-第二调距件；700-压环；800-紧固螺钉；900-晶片；
110-法兰盘；111-连接位；112-连接壁；120-支撑盘；121-第一光孔；122-第二光孔；123-走线孔；
310-加热器本体；320-电热丝；
410-冷却屏；411-工艺孔；420-冷却盘；430-冷却液管；
510-螺纹杆；520-螺母；530-垫片；
710-环状本体；720-压齿。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
图1为本实施例提供的晶片承载机构承载有晶片时的结构剖视图。如图1所示，本实施例提供了一种晶片承载机构，用于半导体工艺设备，具体地，晶片承载机构设置在半导体工艺设备的工艺腔室中，晶片承载机构包括安装支架100、承载盘200、加热器300和冷却结构400，其中，安装支架100固定设置在工艺腔室中，加热器300设置于安装支架100上，且加热器300与安装支架100之间形成容纳空间；冷却结构400位于容纳空间内，且通过调距组件安装于安装支架100，调距组件用于调节冷却结构400与加热器300的间距；承载盘200设置在加热器300上，且承载盘200与加热器300贴合。
在晶片承载机构的使用过程中，加热器300加热产生的热量可以直接传递至承载盘200，以提供晶片900在当前高温工艺下所需的温度；冷却结构400作为承载盘200的冷源，但冷却结构400的直接作用对象是加热器300。其中，通过改变加热器300的加热功率，可以实现与冷却结构400的冷却功率之间的平衡，从而使得设置于承载盘200的晶片900能够始终维持在所需的工艺温度。
当需要对承载盘200进行冷却时，只需要将加热器300的加热功率降低，加热器300便会被冷却结构400冷却，使得加热器300的温度降低，直至加热器300的温度低于承载盘200的温度，此时，热量将从承载盘200向加热器300传递，加热器300的热量则进一步传递至冷却结构400，实现冷却结构400对承载盘200的间接冷却。
对于具有不同高温工艺需要的晶片900，可以对冷却结构400与加热器300之间的距离进行调节，通过改变冷却结构400与加热器300的间距，来改变气体热传导的效率，实现冷却能力的调节，从而满足不同高温工艺的需要。
此外，还可以通过对冷却结构400与加热器300之间的距离进行调整，使冷却结构400与加热器300处于非直接接触状态，如此，在该晶片承载机构的使用过程中，能够避免加热器300因冷却结构400骤冷而导致承载盘200出现碎盘风险，因此，承载盘200能够在高温状态下一直处于被冷却的状态，从而使得该晶片承载机构在高温工艺中更有优势。
由热传导的公式
Figure BDA0002743426610000061
其中，Q为热传导的热流量，λ为空气导热系数，A为热传导面积，T1为加热器300的温度，T2为冷却结构400的温度，Δx为加热器300与冷却结构400之间的距离，可知，距离越小热传导越强，距离越远热传导越弱，因此，通过调节冷却结构400与加热器300之间的距离，即可实现热传导距离的调节，从而得到不同的热传导效果。
本实施例中，承载盘200为静电卡盘。静电卡盘具有高的晶片利用率、少的颗粒和均匀的边缘刻蚀和沉积速率，利用静电卡盘来承载晶片900，能够避免晶片900在工艺过程中出现移动或错位，并能够为晶片900提供射频偏压和控制晶片900表面的温度。具体地，承载盘200可以由AL203陶瓷、ALN陶瓷等介电材料制作，其内部含有DC电极，通过在DC电极施加DC电压，产生静电吸附力来吸附晶片900。
请继续参照图1，本实施例中，加热器300可以包括加热器本体310和嵌设于加热器本体310的电热丝320。其中，电热丝320与电源相连。在晶片承载机构工作过程中，向电热丝320通电，电热丝320将向产生热量并传递至加热器本体310，使加热器本体310的温度升高，温度升高的加热器本体310将热量传递至承载盘200，从而实现对承载盘200的加热。
图2为本实施例提供的晶片承载机构的压环700与承载盘200连接时的俯视结构示意图，图3为本实施例提供的晶片承载机构的压环700与承载盘200连接的局部结构放大图。请继续参照图1，并结合图2和图3，本实施例中，该晶片承载机构还包括压环700，其中，承载盘200通过压环700设置在加热器300上。具体地，压环700包括环绕承载盘200的环状本体710和设置于环状本体710的压齿720，环状本体710与加热器300连接，压齿720弹性搭置于承载盘200上，用于将承载盘200压紧于加热器300。
压环700的设置，实现了承载盘200在加热器300上的固定。而且，在晶片承载机构工作过程中，承载盘200与加热器300之间因为热膨胀系数不同会产生膨胀量差异，加热器本体310热膨胀系数大、膨胀量多，承载盘200热膨胀系数小、膨胀量少，会导致压环700相对于承载盘200的距离A变大，由于压齿720弹性搭置于承载盘200，因此，将通过压齿720的弹性变形来适应距离A的增大，即角度B会相应变形，从而使压环700的压齿720能够始终压紧在承载盘200，避免承载盘200发生错位。
具体地，本实施例中，压齿720的厚度为0.5mm。如此设置，一方面，能够保证压齿720向承载盘200施加足够的压紧力，保证承载盘200固定的可靠性，另一方面，还能够避免因压紧力过大而对承载盘200造成损伤。
请继续参照图2，本实施例中，压环700的环状本体710通过多个紧固螺钉800固定连接于加热器300的加热器本体310上。当需要对压环700进行维护时，如此设置，可以直接将压环700从加热器300上取下，完成维护后，再将压环700装回，方便快捷。
请继续参照图1，本实施例中，安装支架100包括法兰盘110和支撑盘120，其中，法兰盘110与加热器300连接，且法兰盘110具有中心通孔，支撑盘120设置于中心通孔处，且与法兰盘110连接。具体地，调距组件包括第一调距件500和/或第二调距件600，冷却结构400通过第一调距件500安装于支撑盘120，和/或，支撑盘120通过第二调距件600与法兰盘110连接。
该晶片承载机构中，当调距组件只包括第一调距件500时，可以利用第一调距件500对冷却结构400与支撑盘120的间距进行调节，从而达到调节冷却结构400与加热器300间距的目的；当调距组件只包括第二调距件600时，可以利用第二调距件600对支撑盘120与法兰盘110的间距进行调节，在对支撑盘120与法兰盘110二者间距进行调节的过程中，冷却结构400的位置随之变化，从而达到调节冷却结构400与加热器300间距的目的；当调距组件既包括第一调距件500又包括第二调距件600时，可以利用第一调距件500或者第二调距件600或者同时利用第一调距件500和第二调距件600，实现对冷却结构400与加热器300间距调节的目的。
该晶片承载机构可选择性地使用第一调距件500和第二调距件600，以实现对冷却结构400与加热器300间距的调节，而且，通过在安装支架100中设置法兰盘110，还能够实现与工艺腔室中部件的连接，从而实现本实施例晶片承载机构在工艺腔室中的固定。
图4为本实施例提供的晶片承载机构的局部结构剖视图，图5为本实施例提供的晶片承载机构的支撑盘120的俯视结构示意图。请继续参照图1，并结合图4和图5，本实施例中，第一调距件500包括螺纹杆510、螺母520以及一个或多个垫片530，具体地，螺纹杆510与冷却结构400连接，支撑盘120上与螺纹杆510对应的位置处开设有第一光孔121，螺纹杆510穿过第一光孔121，并由螺母520锁紧，一个或多个垫片530设置在冷却结构400与支撑盘120之间，用于调节冷却结构400与支撑盘120的间距。
当需要使用第一调距件500对冷却结构400与加热器300之间的距离进行调节时，可以根据所需间距在冷却结构400与支撑盘120之间堆叠合适数量的垫片530，通过改变垫片530的数量得到不同的垫片530厚度，从而实现冷却结构400与加热器300之间距离的调节。
这种第一调距件500的结构形式，冷却结构400与加热器300之间的距离范围可通过改变垫片530的数量实现，调节方便。而且，其还能够实现冷却结构400在支撑盘120上的固定，防止冷却结构400在晶片承载机构工作过程中发生移动错位，从而保证了冷却结构400对承载盘200的冷却可靠性。
具体地，本实施例中，第一调距件500设置有五组，多组第一调距件500沿中心通孔的周向分散排布。如此设置，一方面，能够保证冷却结构400沿周向各位置处升高或下降的平稳性，避免因冷却结构400局部受力不均而导致的偏斜情形，另一方面，还能够保证冷却结构400与支撑盘120的连接可靠性。
可以理解的是，在其他实施例中，第一调距件500也可以设置为其他组数，如：四组、六组或八组等。
请继续参照图1，本实施例中，垫片530可以套设在螺纹杆510上。如此设置，能够利用螺纹杆510实现对垫片530的限位，从而保证垫片530对冷却结构400的稳定支撑。
请继续参照图4，本实施例中，螺纹杆510与冷却结构400为一体结构，具体地，二者通过焊接的方式成为一体。
请继续参照图1和图5，本实施例中，第二调距件600包括螺栓，法兰盘110的内壁向中心通孔的方向延伸形成连接位111，连接位111处开设有螺孔，支撑盘120上与螺孔对应的位置处开设有第二光孔122，螺栓穿过第二光孔122旋接固定于螺孔中。
当需要使用第二调距件600对冷却结构400与加热器300之间的距离进行调节时，具体地，如图1所示，当需要增大冷却结构400与加热器300之间的距离时，可以旋动螺栓，使螺栓朝着远离螺孔的方向移动，此时，支撑盘120向下移动，并始终抵靠于螺栓的螺帽，如此，实现冷却结构400与加热器300间距的增大；当需要减小冷却结构400与加热器300之间的距离时，可以沿与上述螺栓旋动方向相反的方向旋动螺栓，使螺栓朝着靠近螺孔的方向移动，此时，支撑盘120将在螺栓的螺帽的支撑作用下，向上移动，使冷却结构400靠近加热器300，从而实现冷却结构400与加热器300间距的减小。
这种第二调距件600的设置形式，结构简单，易于实现。
具体地，本实施例中，第二调距件600设置有六组，多组第二调距件600沿中心通孔的周向分散排布。如此设置，能够保证支撑盘120沿周向各位置处升高或下降的平稳性，避免因支撑盘120局部受力不均而导致的冷却结构400偏斜。
可以理解的是，在其他实施例中，第二调距件600也可以设置为其他组数，如：四组、五组或八组等。
优选地，本实施例中，冷却结构400与加热器300的间距为0.5-4mm，也就是说，调距组件对冷却结构400与加热器300的调距范围在0.5-4mm之间。如此设置，既能够满足不同高温工艺的需求，还能够减少晶片承载机构的整体厚度，有利于本实施例晶片承载机构的紧凑化设计。
图6为图1所示结构的局部结构放大图。请继续参照图1，并结合图6，本实施例中，法兰盘110的外周设置有朝加热器300的方向延伸的连接壁112，其中，连接壁112与加热器300焊接。具体地，连接壁112与加热器300的加热器本体310焊接，也就是说，容纳空间的侧壁由连接壁112形成。
在高温状态下，加热器本体310与法兰盘110之间会产生温差，膨胀量差异会产生内应力，通过在法兰盘110的外周设置朝加热器300的方向延伸的连接壁112，并使连接壁112与加热器本体310焊接，连接壁112相对较薄，使得高温状态下，连接壁112产生变形，以缓解由于温差产生的内应力。而且，这种利用连接壁112与加热器本体310焊接实现法兰盘110与加热器本体310连接的形式，连接可靠。
具体地，本实施例中，连接壁112的厚度为1mm或更小。
请继续参照图4，本实施例中，冷却结构400包括相互连接的冷却屏410和冷却盘420，具体地，冷却盘420中开设有流道，流道用于冷却液流动，冷却屏410的径向尺寸大于等于承载盘200的径向尺寸。
该晶片承载机构中，冷却屏410最大外径范围以内的范围为最佳冷却范围，冷却屏410最大外径范围以内冷却效率高，最大外径范围以外冷却效率低，通过将冷却屏410的径向尺寸设置为大于等于承载盘200的径向尺寸，使得该冷却结构400能够实现对承载盘200的整盘冷却，不仅冷却效率较高，且冷却均匀性好。
具体地，该晶片承载机构的辐射热流量为Q，热流量Q的计算公式为：Q＝5.67×10-8εA(T14-T24)，其中，温度为100K的绝对黑体表面辐射的能量通量密度为5.67W/m2，ε为平均辐射率，A为辐射面积，T1为加热器300的温度，T2为冷却结构400的温度。由此可以看出，辐射面积越大，辐射传热效率越高，因此，增大冷却屏410的冷却面积，可有效调高辐射传热量，实现承载盘200的高效冷却。
图7为本实施例提供的晶片承载机构的局部结构图。请继续参照图4，并结合图7，本实施例中，冷却结构400还可以包括冷却液管430，冷却液管430与开设于冷却盘420的流道连通，用于向流道中输入冷却液。
请继续参照图7，本实施例中，冷却结构400上还可以开设工艺孔，以满足相应的工艺需要。并且，支撑盘120的中间部位还可以设置走线孔123，走线孔123能够使冷却液管430以及晶片承载机构的其他线缆穿过，保证晶片承载机构的结构紧凑性以及外部的整洁性。
此外，本实施例还提供了一种半导体工艺设备，该半导体工艺设备包括工艺腔室和上述晶片承载机构，具体地，晶片承载机构设置于工艺腔室内。
通过在半导体工艺设备的工艺腔室内设置上述晶片承载机构，相应地，该半导体工艺设备具有上述晶片承载机构的所有优势，在此不再一一赘述。
虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
上述实施例中，诸如“上”、“下”等方位的描述，均基于附图所示。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种晶片承载机构，其特征在于，用于半导体工艺设备，所述晶片承载机构设置在所述半导体工艺设备的工艺腔室中，所述晶片承载机构包括安装支架(100)、承载盘(200)、加热器(300)和冷却结构(400)，其中，所述安装支架(100)固定设置在所述工艺腔室中，所述加热器(300)设置于所述安装支架(100)上，且所述加热器(300)与所述安装支架(100)之间形成容纳空间；所述冷却结构(400)位于所述容纳空间内，且通过调距组件安装于所述安装支架(100)，所述调距组件用于调节所述冷却结构(400)与所述加热器(300)的间距；所述承载盘(200)设置在所述加热器(300)上，且所述承载盘(200)与所述加热器(300)贴合。
2.根据权利要求1所述的晶片承载机构，其特征在于，所述安装支架(100)包括法兰盘(110)和支撑盘(120)，所述法兰盘(110)与所述加热器(300)连接，且所述法兰盘(110)具有中心通孔，所述支撑盘(120)设置于所述中心通孔处，且与所述法兰盘(110)连接；所述调距组件包括第一调距件(500)和/或第二调距件(600)，所述冷却结构(400)通过所述第一调距件(500)安装于所述支撑盘(120)，和/或，所述支撑盘(120)通过所述第二调距件(600)与所述法兰盘(110)连接。
3.根据权利要求2所述的晶片承载机构，其特征在于，所述第一调距件(500)包括螺纹杆(510)、螺母(520)以及一个或多个垫片(530)，所述螺纹杆(510)与所述冷却结构(400)连接，所述支撑盘(120)上与所述螺纹杆(510)对应的位置处开设有第一光孔(121)，所述螺纹杆(510)穿过所述第一光孔(121)，并由所述螺母(520)锁紧，所述一个或多个垫片(530)设置在所述冷却结构(400)与所述支撑盘(120)之间，用于调节所述冷却结构(400)与所述支撑盘(120)的间距。
4.根据权利要求2所述的晶片承载机构，其特征在于，所述第二调距件(600)包括螺栓，所述法兰盘(110)的内壁向所述中心通孔的方向延伸形成连接位(111)，所述连接位(111)处开设有螺孔，所述支撑盘(120)上与所述螺孔对应的位置处开设有第二光孔(122)，所述螺栓穿过所述第二光孔(122)旋接固定于所述螺孔中。
5.根据权利要求2所述的晶片承载机构，其特征在于，所述法兰盘(110)的外周设置有朝所述加热器(300)的方向延伸的连接壁(112)，所述连接壁(112)与所述加热器(300)焊接。
6.根据权利要求1-5任一项所述的晶片承载机构，其特征在于，还包括压环(700)，所述承载盘(200)通过所述压环(700)设置在所述加热器(300)上，所述压环(700)包括环绕所述承载盘(200)的环状本体(710)和设置于所述环状本体(710)的压齿(720)，所述环状本体(710)与所述加热器(300)连接，所述压齿(720)弹性搭置于所述承载盘(200)上，用于将所述承载盘(200)压紧于所述加热器(300)。
7.根据权利要求1-5任一项所述的晶片承载机构，其特征在于，所述冷却结构(400)与所述加热器(300)的间距为0.5-4mm。
8.根据权利要求1-5任一项所述的晶片承载机构，其特征在于，所述加热器(300)包括加热器本体(310)和嵌设于所述加热器本体(310)的电热丝(320)。
9.根据权利要求1-5任一项所述的晶片承载机构，其特征在于，所述冷却结构(400)包括互相连接的冷却屏(410)和冷却盘(420)，所述冷却盘(420)中开设有流道，所述流道用于冷却液流动，所述冷却屏(410)的径向尺寸大于等于所述承载盘(200)的径向尺寸。
10.一种半导体工艺设备，其特征在于，包括工艺腔室和权利要求1-9任一项所述的晶片承载机构，所述晶片承载机构设置于所述工艺腔室内。
CN202022404539.7U 2020-10-26 2020-10-26 一种晶片承载机构及半导体工艺设备 Active CN213951334U (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202022404539.7U CN213951334U (zh) 2020-10-26 2020-10-26 一种晶片承载机构及半导体工艺设备
PCT/CN2021/125692 WO2022089320A1 (zh) 2020-10-26 2021-10-22 晶圆承载机构及半导体工艺设备
TW110212495U TWM630904U (zh) 2020-10-26 2021-10-22 晶圓承載機構及半導體製程設備
EP21885047.7A EP4234757A4 (en) 2020-10-26 2021-10-22 WAFER SUPPORT MECHANISM AND SEMICONDUCTOR PROCESSING APPARATUS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202022404539.7U CN213951334U (zh) 2020-10-26 2020-10-26 一种晶片承载机构及半导体工艺设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN213951334U true CN213951334U (zh) 2021-08-13

Family

ID=77205186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202022404539.7U Active CN213951334U (zh) 2020-10-26 2020-10-26 一种晶片承载机构及半导体工艺设备

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4234757A4 (zh)
CN (1) CN213951334U (zh)
TW (1) TWM630904U (zh)
WO (1) WO2022089320A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022089320A1 (zh) * 2020-10-26 2022-05-05 北京北方华创微电子装备有限公司 晶圆承载机构及半导体工艺设备

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115142048B (zh) * 2022-06-30 2023-07-07 北海惠科半导体科技有限公司 晶圆载具及氮化硅介质膜的制备方法
CN115305452B (zh) * 2022-07-06 2023-09-08 北京北方华创微电子装备有限公司 反应腔室
CN115233303B (zh) * 2022-07-22 2023-08-18 北京北方华创微电子装备有限公司 半导体工艺腔室
CN115410978B (zh) * 2022-08-29 2023-08-18 北京北方华创微电子装备有限公司 静电卡盘和半导体工艺设备
CN115478263B (zh) * 2022-09-20 2023-06-30 材料科学姑苏实验室 一种气相生长装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7429718B2 (en) * 2005-08-02 2008-09-30 Applied Materials, Inc. Heating and cooling of substrate support
JP5989593B2 (ja) * 2012-04-27 2016-09-07 日本碍子株式会社 半導体製造装置用部材
CN103794538B (zh) * 2012-10-31 2016-06-08 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 静电卡盘以及等离子体加工设备
WO2014199538A1 (ja) * 2013-06-11 2014-12-18 キヤノンアネルバ株式会社 真空処理装置
CN104862660B (zh) * 2014-02-24 2017-10-13 北京北方华创微电子装备有限公司 承载装置及等离子体加工设备
US10008404B2 (en) * 2014-10-17 2018-06-26 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck assembly for high temperature processes
CN206907749U (zh) * 2017-06-05 2018-01-19 北京北方华创微电子装备有限公司 一种承载装置及半导体加工设备
JP7279156B2 (ja) * 2018-10-11 2023-05-22 北京北方華創微電子装備有限公司 静電チャックおよび反応チャンバ
CN111477569B (zh) * 2020-04-10 2024-02-27 北京北方华创微电子装备有限公司 一种半导体设备中的加热装置及半导体设备
CN213951334U (zh) * 2020-10-26 2021-08-13 北京北方华创微电子装备有限公司 一种晶片承载机构及半导体工艺设备

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022089320A1 (zh) * 2020-10-26 2022-05-05 北京北方华创微电子装备有限公司 晶圆承载机构及半导体工艺设备

Also Published As

Publication number Publication date
EP4234757A1 (en) 2023-08-30
TWM630904U (zh) 2022-08-21
EP4234757A4 (en) 2024-04-17
WO2022089320A1 (zh) 2022-05-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN213951334U (zh) 一种晶片承载机构及半导体工艺设备
JP6223333B2 (ja) 静電チャックアセンブリ
US9337067B2 (en) High temperature electrostatic chuck with radial thermal chokes
CN102105253B (zh) 高温静电卡盘和使用方法
CN101095212B (zh) 用于对基片上的温度进行空间和时间控制的装置
CN100440422C (zh) 具有动态温度控制的基片支架
TWI533399B (zh) Electrostatic chuck and plasma processing equipment
JP2011523229A (ja) プラズマ処理装置のためのシャワーヘッド電極アセンブリ
CN212991072U (zh) 半导体工艺设备及其承载装置
WO2010019218A2 (en) Electrical contacts for use with vacuum deposition sources
CN103526186A (zh) 一种用于mocvd反应器的晶片载盘及mocvd反应器
WO2003041132A2 (en) Gas-assisted rapid thermal processing
EP3787387A1 (en) Inverter and heat dissipation device thereof
CN208923079U (zh) 静电卡盘及反应腔室
CN217903062U (zh) 半导体工艺设备及承载装置
WO2019155808A1 (ja) 基板載置台及びこれを備えたプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
CN110556319A (zh) 加热器、半导体加工腔室及加工设备
CN109671686B (zh) 一种压接型igbt的封装结构
CN111161995A (zh) 一种等离子刻蚀机用全封闭式云母加热基座
CN211879329U (zh) 一种等离子刻蚀机用全封闭式云母加热基座
TWI768281B (zh) 電漿處理器以及用於電漿處理器的上電極組件
CN216192680U (zh) 一种高精度基片加热盘
CN219772326U (zh) 一种薄膜生长设备
KR200177834Y1 (ko) 할로겐 히터 조립구조
CN115410978B (zh) 静电卡盘和半导体工艺设备

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant