CN220543877U - 承载装置及半导体工艺设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种承载装置及半导体工艺设备，涉及半导体装备领域。一种承载装置，应用于半导体工艺设备，所述承载装置包括：底座和承载件，所述承载件具有用于承载晶圆的承载面，所述底座设于所述承载件背离所述承载面的一端；所述承载件设有多个用于通入导热介质的第一空腔，多个所述第一空腔自所述承载件的中心向边缘分布；所述底座设有冷却结构。一种半导体工艺设备，包括上述承载装置。本申请能够解决当前晶圆承载装置无法快速分区控温等问题。

Description

承载装置及半导体工艺设备

技术领域

本申请属于半导体装备技术领域，具体涉及一种承载装置及半导体工艺设备。

背景技术

在集成电路制造设备中，大部分的工艺过程包括沉积、刻蚀、扩散、注入等都受温度的影响，晶圆温度的控制在这些工艺中属于一项重要技术，而托盘作为承载晶圆的载体，在对晶圆温度控制方面起到至关重要的作用。为了保障量产良率，集成电路制造对均匀性有较高要求，通常使用的托盘为单温区设计，对工艺均匀性的没有调控效果，限制了设备的工艺能力。

相关技术中的一些晶圆承载装置，仅能够实现加热控制，无法实现低于腔室温度的晶圆温度控制。为了解决该问题，另一些晶圆承载装置增加了冷却液流道，然而，通过冷却液流道仅能对整个晶圆承载装置进行冷却，无法实现快速分区控温，并且存在冷却速度慢的问题。

实用新型内容

本申请实施例的目的是提供一种承载装置及半导体工艺设备，能够解决当前晶圆承载装置无法快速分区控温，并且存在冷却速度慢等问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

本申请实施例提供了一种承载装置，应用于半导体工艺设备，所述承载装置包括：底座和承载件，所述承载件具有用于承载晶圆的承载面，所述底座设于所述承载件背离所述承载面的一端；

所述承载件设有多个用于通入导热介质的第一空腔，多个所述第一空腔自所述承载件的中心向边缘分布；

所述底座设有冷却结构。

本申请实施例还提供了一种半导体工艺设备，包括上述承载装置。

在本申请实施例中，承载件设有多个自承载件的中心向边缘分布的第一空腔，每个第一空腔分别可以用于通入导热介质，而每个第一空腔内导热介质的通入情况(如，流量、流速、体积等)可以根据实际情况而选定；并且，底座与承载件相连，通过冷却结构可以实现对承载件的冷却作用。基于此，可以通过改变承载件不同区域处的第一空腔内导热介质的通入情况来调节承载件从中心到边缘不同区域处的热导率，从而可以实现对承载件不同区域的温度进行快速控制，以实现对位于承载面的晶圆的温度分布进行快速控制，达到快速分区控温的技术效果，满足工艺需求，并且，本申请实施例通过对承载件进行控温，相比于对整个承载装置进行控温的方式，具有更小的调控温度部位，从而可以实现对温度的快速调控。

附图说明

图1为本申请实施例公开的承载装置的第一结构示意图；

图2为本申请实施例公开的承载装置的第二结构示意图；

图3为本申请实施例公开的承载装置的第三结构示意图；

图4为本申请实施例公开的底座的横截面示意图；

图5为本申请实施例公开的承载件的结构示意图；

图6为本申请实施例公开的供液装置的结构示意图。

附图标记说明：

100-承载件；110-承载面；111-凹陷槽；120-第一空腔；121-柱形空腔；122-环形空腔；130-第一通道；140-流道；

200-底座；210-第二空腔；211-第一螺旋空腔；212-第二螺旋空腔；220-第二通道；

300-密封件；

410-输送管道；420-注入管道；430-回流管道；

500-顶针；

600-供液装置；610-真空泵；620-主管道；630-控压阀；640-存储容器；650-开关阀；660-压力检测元件。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例进行详细地说明。

相关技术中的一种晶圆加热装置，包括具有同心的多个加热部的加热件，每个加热部的形状均为环状，通过控制不同加热部的加热情况来实现对晶圆不同区域的温度控制。然而，该种装置智能实现加热控制，无法实现对低于晶圆周围的腔室温度的晶圆温度的控制，也即，无法实现降低晶圆温度的效果。

为解决上述问题，相关技术提供了一种晶圆承载装置，包括中心区域和外围区域，在中心区域和外围区域分别使用了两个冷却液流通的通道，通过调整两个通道内的冷却剂温度，实现对承载装置不同区域的温度进行调控，从而实现对晶圆刻蚀工艺的均匀性调控。然而，该种形式的晶圆承载装置，需要额外增加冷却液通道和冷却装置，如果想实现更多的温度分区，需要的冷却装置越多，大幅增加了成本的设备稳定性；与此同时，改变不同温区温度需要调整冷却剂温度，且整个承载装置的温度都需要改变，如此，需要较长时间才能实现温度的改变。

基于上述情况，本申请实施例提供了一种承载装置，以解决上述至少一个问题。

参考图1至图6，本申请实施例公开了一种承载装置，应用于半导体工艺设备，该承载装置可以用于对晶圆进行承载，以便于对晶圆进行工艺处理。所公开的承载装置包括底座200和承载件100。

底座200为承载装置的基础构件，其可以为承载件100等构件提供支撑、安装基础，另外，底座200与承载件100之间还可以进行热量传递，以对承载件100的温度进行调节。示例性地，底座200可以就有良好的导热性能，如，底座200为金属材质等。

承载件100用于承载晶圆，其具有承载面110，晶圆可以放置于承载面110上，并且，底座200设于承载件100背离承载面110的一端，如此，通过底座200可以支撑和固定承载件100，并通过承载件100承载晶圆，以便于对晶圆进行工艺处理。

示例性地，承载件100与底座200之间可以固定连接，如，焊接、粘接、铆接等，以保证承载装置的整体强度；当然，还可以是可拆卸连接，如，螺接、卡接、插接等，以便于拆装维护。另外，承载件100与底座200还可以为一体结构，也即，承载装置为一体结构，此种情况下，同样可以保证承载装置的整体强度。

底座200设有冷却结构，通过冷却结构可以对承载件100进行冷却降温，最终通过承载件100实现对晶圆的冷却降温，以满足晶圆的工艺需求。

考虑到底座200可以对承载件100进行冷却降温，但其冷却降温的区域涉及整个承载件100，通过承载件100可以对整个晶圆进行冷却降温，但无法达到对晶圆的快速分区冷却效果。基于此，本申请实施例中的承载件100设有多个第一空腔120，每个第一空腔120分别用于通入导热介质，且多个第一空腔120自承载件100的中心向边缘分布，如此，可以通过向至少部分第一空腔120中通入导热介质，来改变承载件100的传热情况。

此处需要说明的是，当第一空腔120中未通入导热介质时，该第一空腔120内可以处于一定的真空状态，由于第一空腔120区域处的材质与承载件100其他区域处的材质不同，使得第一空腔120区域的传热情况与承载件100其他区域处的传热情况不同。根据本领域知识可知，真空的传热速度、传热效率等均不及导热介质。基于此，当第一空腔120中未通入导热介质而处于真空状态时，承载面110的与处于真空状态的第一空腔120相对区域处为第一温度，承载面110的与处于真空状态的第一空腔120错位区域处为第二温度，且第一温度与第二温度有所差异，从而可以达到承载面110的不同区域具有不同温度的效果。

当然，导热介质的传热情况与承载件100自身结构的传热情况也可以有所区别，如，导热介质的传热速度小于承载件100自身结构的传热速度，当然，还可以是其他形式，具体可以根据实际工况而选定。在实际工况下，随着底座200对承载件100的冷却，使得第一温度会高于第二温度，最终使承载面110上的不同区域具有不同温度。

此处需要说明的是，在第一空腔120内处于真空环境时，使得底座200与承载件100之间的热交换较少，而承载件100的温度受腔室整体温度的影响较大，从而使温度更加接近腔室的温度。另外，当承载件100与底座200之间通过密封件200隔开时，会使承载件100与底座200之间的热交换更少。

当第一空腔120中通入一部分导热介质时(未通满导热介质)，第一空腔120内容纳导热介质和部分空间，此种情况下，承载面110上与通入一部分导热介质的第一空腔120相对区域处为第三温度，承载面110上与第一空腔120错位区域处为第二温度，承载面110上与未通入导热介质的第一空腔120相对区域处为第一温度，且第一温度、第二温度和第三温度均有所差异，如此，可以通过调节各第一空腔120内导热介质的通入情况，如导热介质的体积、流量、流速等，来实现对承载面110不同区域处温度的调节。在实际工况下，随着底座200对承载件100的冷却，使得第一温度高于第三温度，第三温度高于第二温度，最终使承载面110上的不同区域具有不同温度。

当第一空腔120内通满导热介质时，承载面110上与通满导热介质的第一空腔120相对区域处为第四温度、承载面110上与通入一部分导热介质的第一空腔120相对区域处为第三温度、承载面110上与第一空腔120错位区域处为第二温度，承载面110上与未通入导热介质的第一空腔120相对区域处为第一温度，且第一温度、第二温度、第三温度和第四温度均有所差异，如此，可以通过调节各第一空腔120内导热介质的情况，如，导热介质的体积、流量、流速等，来实现对承载面110不同区域处的温度进行调节。在实际工况下，随着底座200对承载件100的冷却，使得第一温度高于第三温度，第三温度高于第四温度，第四温度高于第二温度，最终使承载面110上的不同区域具有不同温度。

此处需要说明的是，本申请实施例可以通过控制通入第一腔体内的导热介质的流量、体积、流速等参数，来调节承载面110的与第一空腔120相对区域处的传热效率、传热速度等，从而可以实现对不同区域热导率的调控，以实现对晶圆不同区域温度的调控。

在其他实施例中，还可以向多个第一空腔120内通入不同类型的导热介质，不同导热介质的传热效率不同，从而同样可以使承载件100的与多个第一空腔120相对区域处形成不同的温度，以实现对承载件不同区域的温度控制。

示例性地，可以向每个第一空腔120内通入不同类型的导热介质，当然，还可以向不同区域处的第一空腔120内通入相同类型的导热介质，具体可以根据实际工况而选定，此处对于通入导热介质的类型、数量等不作具体限定。

本申请实施例中，针对不同的工艺过程，晶圆的温度分别也存在差异，此时，可以根据不同的工艺过程来设定晶圆的温度分布情况，并且根据不同的工艺需求，选择向多个第一空腔120内通入导热介质的情况，如，改变导热介质的通入体积、流量、流速等，或者改变导热介质的类型，以此来实现对承载件100快速分区控温，从而使晶圆的温度分布能够满足不同工艺过程的需求。

基于上述设置，本申请实施例可以通过改变承载件100不同区域处的第一空腔120内导热介质的通入情况来调节承载件100从中心到边缘不同区域处的热导率，从而可以实现对承载件100不同区域的温度控制，以实现对位于承载面110的晶圆的温度分布进行控制，达到分区冷却的技术效果，满足工艺需求。

另外，本申请实施例调整温度场分布时只需改变承载件100的温度，相比于改变整个承载装置的温度，本申请实施例中温度调控需进行改变温度的组件更少，形同温度变化的情况下，变化的总体热容更小，可以实现快速的温度调整和响应。根据使用的冷却剂和配套的冷却系统情况，可以适用于需要对晶圆温度控制在0～110℃范围的工艺设备；每个区域可实现的温度调控范围在冷区剂温度和腔室温度之间，两者差异越大，其对晶圆温度分布调控的范围也更宽

只需调控承载件100的温度而无需调控整个承载装置的温度，使得调控温度的部位较小，从而任意实现快速控温的效果。

为形成第一空腔120，承载件100背离承载面110的端面可以设有多个开口槽，而底座200面向承载件100的端面封堵多个开口槽，以形成多个第一空腔120。一些实施例中，多个开口槽可以沿承载件100的中心向边缘分布，以扩大开口槽所覆盖的区域面积，从而可以对更大区域的温度进行调控。示例性地，开口槽可以为长条形槽、环形槽、圆形槽、方形槽等，当然，还可以是其他形状，此处不作具体限定。

通过底座200的端面可以对多个开口槽分别进行封堵，以保证形成的多个第一空腔120各自的密封性，从而防止通入至第一空腔120内的导热介质泄漏。示例性地，底座200的端面与各开口槽的开口端面可以密封连接，如，焊接、粘接等，既可以保证底座200与承载件100之间连接的牢固性，又可以保证第一空腔120的密封性，并且，密封件300还可以起到一定的隔热作用，以隔绝承载件100与底座200之间的热交换。当然，开口槽的开口端面与底座200的端面之间还可以相互抵紧，以保证密封性。

在其他实施例中，多个第一空腔120还可以均开设于承载件100的内部，以便于通入导热介质。示例性地，承载件100可以包括多个组成单元，每个组成单元设有多个凹槽，在多个组成单元拼接在一起时，各自相对应的凹槽相互扣合形成第一空腔120。例如，承载件100包括第一组成单元和第二组成单元，第一组成单元的端面设有多个第一凹槽，第二组成单元的端面设有多个第二凹槽，如此，在第一组成单元与第二组成单元装配在一起时，多个第一凹槽分别与多个第二凹槽扣合，从而可以形成多个第一空腔120，以便于通入导热介质。

为了提高相邻两个第一空腔120之间的密封性，每个开口槽的槽口端与底座200面向承载件100的端面之间设有密封件300，如图1所示，通过密封件300可以对每个开口槽的槽口处进行密封，以将相邻两个第一空腔120完全隔开，从而有效防止相邻两个第一空腔120之间存在导热介质的流动而影响对温度的调控作用，并且密封件300还可以对承载件100和底座200进行部分隔离，以减少承载件100与底座200直接接触而影响热量传递情况。示例性地，密封件300可以为密封垫、密封圈、密封环、密封块等，当然，还可以是其他形式，只要能够与开口槽相适应，并保证密封性即可，具体形式不作限定。

为进一步扩大传热效率，多个第一空腔120可以对承载件100进行大范围覆盖，以便于增加向多个第一空腔120内通入的导热介质的体积、流量等，从而提高传热效率。

参考图1和图2，在一些实施例中，多个第一空腔120可以包括柱形空腔121和多个环形空腔122，其中，柱形空腔121位于承载件100的中心区域，多个环形空腔122分别位于柱形空腔121的外侧，且多个环形空腔122自承载件100的中心向边缘依次分布。通过该种设置，当向柱形空腔121内通入不同体积、流量或流速的导热介质时，会相应地改变承载件100中心区域处的传热情况；当向多个环形空腔122内的各环形空腔122内通入不同体积、流量或流速的导热介质时，会改变与各环形空腔122所对应位置处的传热情况。

基于上述设置，可以根据晶圆各区域所需要的温度情况，对应调节柱形空腔121及多个环形空腔122中的至少一者内导热介质的通入情况，如，调节导热介质的体积、流量或流速等，从而可以对应改变至少一者区域处的传热情况，如，改变传热效率或传热速度等，进而可以对承载面110上与至少一者区域所对应的区域处的温度进行适应性调节，以达到分区控温的技术效果。另外，通过上述柱形空腔121与多个环形空腔122在承载件100上的分布情况，可以覆盖整个承载面110，以便于实现对整个承载面110进行控温，从而可以提高位于承载面110上的晶圆的控温区域范围。

示例性地，柱形空腔121可以为横截面为圆形的空腔、横截面为多边形的空腔等，另外，环形空腔122可以为圆环形空腔、多边形空腔等。

一种较为具体的实施例中，第一空腔120可以包括自承载件100中心区域向边缘区域依次设置的圆柱形空腔、第一环形空腔、第二环形空腔和第三环形空腔，其中，圆柱形空腔位于承载件100的中心区域，第一环形空腔、第二环形空腔和第三环形空腔依次向外套设，以便于覆盖承载件100自中心区域至边缘区域的全部区域。

其中，承载面110上与圆柱形空腔相对的中心区域处的温度受到圆柱形空腔内导热介质的情况(如，导热介质的体积、流量、流速等)所调控；承载面110上与第一环形空腔相对的第一环形区域处的温度受到第一环形空腔内导热介质的情况所调控；承载面110上与第二环形空腔相对的第二环形区域处的温度受到第二环形空腔内导热介质的情况所调控；承载面110上与第三环形空腔相对的第三环形区域处的温度受到第三环形空腔内导热介质的情况所调控。

为了向多个第一空腔120内通入导热介质，底座200可以设有多个流道140，如图1所示，多个流道140与多个第一空腔120对应连通，以通过多个流道140分别向多个第一空腔120通入导热介质。示例性地，流道140可以沿承载装置的轴线方向延伸，还可以沿承载装置的径向延伸，主要能够向对应的第一空腔120通入导热介质即可，具体分布形式不作限定。

承载装置还可以包括多个输送管道410，多个输送管道410分别与多个流道140对应连接，如此，可以通过多个输送管道410分别向多个流道140内输送导热介质。

进一步地，每个输送管道410可以设有控制阀，通过控制阀可以对输送管道410内导热介质的流量、流速等进行控制，以实现对通入至第一空腔120内的导热介质的流量、体积、流量等参数进行调控。另外，控制阀还可以对输送管道410进行截断，以避免导热介质随意流动而对传热造成影响。

参考图6，另外，多个输送管道410可以与导热介质的供液装置600连接，以通过供液装置600向多个输送管道410分别供应导热介质。其中，供液装置600可以为一组或多组，具体可以根据实际工况而选定。

在一些实施例中，供液装置600可以包括真空泵610、主管道620、控压阀630和至少一种导热介质的存储容器640，其中，主管道620的一端与真空泵610相连，主管道620的另一端连接至存储容器640，输送管道410与主管道620连通，控压阀630设于主管道620，并位于真空泵610与输送管道410之间。

基于上述设置，在真空泵610的作用下，可以根据需要注入的导热介质的类型，使对应存储容器640内的导热介质流入至主管道620内，与此同时，在控压阀630的空压作用下，会使主管道620内的压力高于第一空腔120内的压力，且主管道620内的压力受到控压阀630的控制作用，根据需要注入导热介质的压力大小，当达到目标压力时，开启输送管道上的控制阀，则可以使主管道620内的导热介质经由输送管道410流入流道140，并经由流道140流入第一空腔120，以向第一空腔120内通入导热介质。因此，实现了对需要控制区域导热介质的定量控制。

为实时监控主管道620内的压力，供液装置600还可以包括压力检测元件660，如，压力传感器等，以便于实时监控主管道620内导热介质的压力，从而达到精准控压效果。

此处需要说明的是，控压阀630可以调节自身开度，以通过调节开度来调控主管道620内的压力；另外，压力检测元件660与控压阀630之间可以信号连接，以便于进行联动，从而实现对主管道620内导热介质的压力进行联动调控。

另外，主管道620还设有开关阀650，该开关阀650位于输送管道410与存储容器640之间，以使存储容器640与主管道620之间切断或连通。

当需要对第一空腔120抽真空时，可以将控压阀630开启到最大，开启输送管道410上的控制阀，并关闭开关阀650，此时，在真空泵610的作用下，会将第一空腔120内的导热介质抽出，与此同时，还可以对第一空腔120抽真空，使其具有一定的真空度。

一些实施例中，存储容器640可以为多个，每个存储容器640内存储一种类型的导热介质，而每个存储容器640的开口处分别设有阀门，以便于通过阀门控制相应存储容器640的开关。

本申请实施例中，冷却结构可以为多种形式，只要能够实现对承载件100的冷却效果即可，具体形式不作限定。

一些实施例中，冷却结构可以包括开设于底座200并用于通入冷却介质的第二空腔210。其中，冷却介质可以为冷却水、冷却油等。在第二空腔210内通入冷却介质时，可以通过冷却介质吸收底座200的部分热量，并将热量传输走，以实现对底座200的冷却降温；与此同时，承载件100的热量还可以传递至底座200，从而实现对承载件100的冷却降温，最终通过承载件100实现对晶圆的冷却降温，以满足晶圆的工艺需求。

示例性地，第二空腔210可以开设在底座200的内部，当然，还可以开设在底座200的端面或侧面，只要能够通入冷却介质即可，具体位置不作限定。另外，为提高冷却效果，还可以在底座200的中部区域以及边缘区域分别设置第二空腔210，以便于增大冷却介质与底座200的接触面积，从而提高对底座200的冷却效果。

参考图4，在一些实施例中，第二空腔210可以包括并排设置的第一螺旋空腔211和第二螺旋空腔212，且第一螺旋空腔211和第二螺旋空腔212均自底座200的中心区域螺旋延伸至外围区域。具体地，第一螺旋空腔211自底座200的中心区域向外围区域螺旋回转，从而可以覆盖整个底座200，同样地，第二螺旋空腔212自底座200的中心区域向外围区域螺旋回转，同样可以覆盖整个底座200。基于此，可以提高第一螺旋空腔211和第二螺旋空腔212各自对底座200的覆盖区域面积，从而可以提高对底座200的冷却效果，并且，还可以提高对底座200冷却的均匀性，以降低底座200中心区域与外围区域之间的温度差。

其中，第一螺旋空腔211和第二螺旋空腔212均可以呈平面螺旋分布，还可以呈空间螺旋分布，也即，两者既沿中心区域至外围区域螺旋分布，又沿承载装置的轴线方向螺旋分布，从而可以增大冷却介质与底座200的接触面积，进而可以提高对底座200的冷却效果。

另外，第一螺旋空腔211的第一端与第二螺旋空腔212的第一端连通，而第一螺旋空腔211的第二端用于输入冷却介质，第二螺旋空腔212的第二端用于输出冷却介质。通过该种设置，可以使冷却介质由第一螺旋空腔211的第二端流入，并沿着第一螺旋空腔211流动，而后经由第一螺旋空腔211的第一端流入第二螺旋空腔212的第一端，并沿着第二螺旋空腔212流动，最终由第二螺旋空腔212的第二端流出。在此过程中，冷却介质两次流经底座200的中心区域和外围区域，延长了冷却介质的流动路径，从而可以提高底座200与冷却介质之间的换热效果，进而可以提高对底座200的冷却效率。

示例性地，第一螺旋空腔211的第二端及第二螺旋空腔212的第二端均可以位于底座200的中心区域，而各自的第一端均可以位于底座200的外围区域，如此，可以从底座200的中心区域输入或输出冷却介质，以方便一些管道的布置。

当然，第一螺旋空腔211的第二端及第二螺旋空腔212的第二端还可以均位于底座200的外围区域，相应地，各自的第一端均可以位于底座200的中心区域，此种形式同样可以实现多冷却介质的输入和输出。

在其他实施例中，第二空腔210还可以包括更多组并排设置的螺旋空腔，并使多组螺旋空腔依次导通，以便于进一步延长冷却介质的流动路径，从而提高底座200与冷却介质之间的换热效果。

在另一些实施例中，多组螺旋空腔各自的第一端可以分别用于输入冷却介质，各自的第二端分别用于输出冷却介质，此种形式同样可以保证对底座200的冷却效果。

除上述实施方式之外，冷却结构还可以包括冷却板、冷却块、冷却盘、冷却管等结构，其可以连接于底座200的局部区域，以便于吸收底座200上的热量，间接实现对承载件100的冷却降温效果。

参考图1和图4，在一些实施例中，承载装置还可以包括注入管道420和回流管道430，其中，注入管道420与第一螺旋空腔211的第二端连接，回流管道430与第二螺旋空腔212的第二端连接。通过该种设置，可以通过注入管道420经由第二端向第一螺旋空腔211内注入冷却介质，冷却介质沿第一螺旋空腔211流动，而后经由第一端流入第二螺旋空腔212，并沿第二螺旋空腔212流动，而后经由第二螺旋空腔212的第二端流入回流管道430，最终经由回流管道430将换热后的冷却介质排出。本申请实施例中，通过设置注入管道420和回流管道430，可以便于冷却介质流入第二空腔210和流出第二空腔210。

为了将晶圆从承载面110顶起，或者将晶圆放置于承载面110，半导体工艺设备可以包括顶针500和升降机构，顶针500与升降机构连接，通过升降机构可以带动顶针500进行升降，如此，在顶针500起升过程中，可以将承载面110上的晶圆顶起，以便于取走晶圆；在顶针500降落过程中，可以将晶圆放置于承载面110上，以便于放置晶圆。

为了使顶针500能够带动晶圆上升或下降，需要使顶针500穿过承载装置，且顶针500的端部位于承载面110所覆盖的范围之内，从而可以使顶针500的端部能够与晶圆接触，实现晶圆的升降。

基于上述情况，如图1所示，本申请实施例中的承载件100可以设有第一通道130，该第一通道130沿承载装置的轴线方向延伸，并与第一空腔120错位设置，如此，通过第一通道130可以为顶针500穿过承载件100提供避让空间，并且还可以避免顶针500穿过第一空腔120而影响到第一空腔120的密封性。

同样地，底座200可以设有第二通道220，该第二通道220沿承载装置的轴线方向延伸，并与第二空腔210错位设置，如此，通过第二通道220可以为顶针500穿过底座200提供避让空间，并且可以避免顶针500穿过第二空腔210而影响第二空腔210的密封性。

进一步地，第一通道130和第二通道220对应设置，以使顶针500能够依次穿过第一通道130和第二通道220，并用于与升降机构连接。

基于上述设置，一方面，第一通道130和第二通道220的设置可以为顶针500提供避让空间，使顶针500穿过承载装置；另一方面，第一通道130和第二通道220还可以分别对顶针500进行径向限位，以保证顶针500不会随意倾斜，在一定程度上可以提高顶针500的升降精度，进一步保证顶针500所顶持的晶圆的位置精度。

为防止顶针500的顶持端(即，上端部)对晶圆平整放置于承载面110产生干涉，承载面110可以设有凹陷槽111，该凹陷槽111与第一通道130对应设置，用于容纳顶针500的顶持端。具体地，当顶针500处于回缩状态时，顶针500的顶持端位于凹陷槽111内，且顶持端的端面与凹陷槽111的槽口端面齐平或者略低于槽口端面，从而可以避免顶持端凸出于凹陷槽111而将晶圆从承载面110上顶起，进而保证了晶圆能够平整地放置于承载面110上。

在一些实施例中，沿承载装置的轴线方向，承载面110的邻近边缘的区域凸出于远离边缘的区域。示例性地，承载面110可以包括由内向外设置的圆平面和圆环倾斜面，圆平面的外缘与圆环倾斜面的内缘连接，且圆环倾斜面的外缘凸出于圆环倾斜面的内缘，如此，在晶圆放置于承载面110时，通过圆平面对晶圆进行支撑，圆环倾斜面围绕在晶圆的外围，以便于对晶圆进行限位，从而可以有效防止晶圆在承载面110上随意移动的情况发生，进而保证了晶圆在承载面110上的位置精度，并且还可以防止晶圆从承载面110滑落。

在其他实施例中，承载面110的边缘还可以设有凸起结构，以通过凸起结构对晶圆进行限位。

基于上述设置，本申请实施例还公开了一种半导体工艺设备，所公开的半导体工艺设备包括上述承载装置。

综上所述，本申请实施例可以有效调控晶圆的温度，提高工艺结果的均匀性；通过采用调控不同区域热导率的方式调控温度，不需要使用多个冷却系统就能够实现多个区域的温度调控，可以有效降低成本，并且，在调整温度场分布时，只需要改变承载件100的温度，而无需改变整个承载装置的温度，使得改变温度的部位较小，从而可以实现对温度的快速调控。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (12)

1.一种承载装置，应用于半导体工艺设备，其特征在于，所述承载装置包括：底座(200)和承载件(100)，所述承载件(100)具有用于承载晶圆的承载面(110)，所述底座(200)设于所述承载件(100)背离所述承载面(110)的一端；

所述承载件(100)设有多个用于通入导热介质的第一空腔(120)，多个所述第一空腔(120)自所述承载件(100)的中心向边缘分布；

所述底座(200)设有冷却结构。

2.根据权利要求1所述的承载装置，其特征在于，所述承载件(100)背离所述承载面(110)的端面设有多个开口槽，所述底座(200)面向所述承载件(100)的端面封堵多个所述开口槽，以形成多个所述第一空腔(120)。

3.根据权利要求2所述的承载装置，其特征在于，每个所述开口槽的槽口端与所述底座(200)面向所述承载件(100)的端面之间设有密封件(300)。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的承载装置，其特征在于，多个所述第一空腔(120)包括柱形空腔(121)和多个环形空腔(122)；

所述柱形空腔(121)位于所述承载件(100)的中心区域，多个所述环形空腔(122)分别位于所述柱形空腔(121)的外侧，且多个所述环形空腔(122)自所述承载件(100)的中心向边缘依次分布。

5.根据权利要求1所述的承载装置，其特征在于，所述底座(200)设有多个流道(140)，多个所述流道(140)与多个所述第一空腔(120)对应连通；

所述承载装置还包括多个输送管道(410)，多个所述输送管道(410)分别与多个所述流道(140)对应连接。

6.根据权利要求1所述的承载装置，其特征在于，所述冷却结构包括开设于所述底座(200)并用于通入冷却介质的第二空腔(210)。

7.根据权利要求6所述的承载装置，其特征在于，所述第二空腔(210)包括并排设置的第一螺旋空腔(211)和第二螺旋空腔(212)，所述第一螺旋空腔(211)和所述第二螺旋空腔(212)均自所述底座(200)的中心区域螺旋延伸至外围区域；

所述第一螺旋空腔(211)的第一端与所述第二螺旋空腔(212)的第一端连通，所述第一螺旋空腔(211)的第二端用于输入冷却介质，所述第二螺旋空腔(212)的第二端用于输出冷却介质。

8.根据权利要求7所述的承载装置，其特征在于，所述承载装置还包括注入管道(420)和回流管道(430)，所述注入管道(420)与所述第一螺旋空腔(211)的第二端连接，所述回流管道(430)与所述第二螺旋空腔(212)的第二端连接。

9.根据权利要求6所述的承载装置，其特征在于，所述承载件(100)设有第一通道(130)，所述第一通道(130)沿所述承载装置的轴线方向延伸，并与所述第一空腔(120)错位设置；

所述底座(200)设有第二通道(220)，所述第二通道(220)沿所述轴线方向延伸，并与所述第二空腔(210)错位设置；

所述第一通道(130)和所述第二通道(220)对应设置，用于穿设顶针(500)。

10.根据权利要求9所述的承载装置，其特征在于，所述承载面(110)设有凹陷槽(111)，所述凹陷槽(111)与所述第一通道(130)对应设置，用于容纳所述顶针(500)的顶持端。

11.根据权利要求1所述的承载装置，其特征在于，沿所述承载装置的轴线方向，所述承载面(110)的邻近边缘的区域凸出于远离边缘的区域。

12.一种半导体工艺设备，其特征在于，包括权利要求1至11中任意一项所述的承载装置。