[發明專利]承載裝置及半導體加工設備

有效

• 申請號: 201410490306.X
• 申請日: 2014-09-23
• 公開（公告）號: CN105514016B
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 侯玨
• 申請（專利權）人: 北京北方華創微電子裝備有限公司
• 主分類號: H01L21/687
• 分類號: H01L21/687;H01L21/67
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;張天舒

本發明提供的承載裝置及半導體加工設備，其包括用于承載被加工工件的基座，該基座包括中心分體和環繞在中心分體外圍的邊緣分體，二者的上表面形成用于承載被加工工件的承載面；并且邊緣分體與中心分體分別采用具有不同熱導率的材料制作，以使被加工工件邊緣區域和中心區域的溫度一致。本發明提供的承載裝置，其可以提高被加工工件的溫度均勻性，從而可以提高工藝均勻性。

技術領域

本發明屬于半導體設備制造領域，具體涉及一種承載裝置及半導體加工設備。

背景技術

在集成電路的制造過程中，通常采用物理氣相沉積(Physical VaporDeposition，以下簡稱PVD)技術進行在晶片上沉積金屬層等材料的沉積工藝。隨著硅通孔(Through Silicon Via，以下簡稱TSV)技術的廣泛應用，PVD技術主要被應用于在硅通孔內沉積阻擋層和銅籽晶層。典型的PVD技術，例如集成電路銅互連工藝，通常采用靜電卡盤固定晶片，但是對于硅通孔的沉積工藝，由于在硅通孔中沉積的薄膜厚度較大，導致靜電卡盤無法與晶片靜電吸附，而且在進行后道封裝工藝時，在減薄后的晶片背面粘結有玻璃基底，此時靜電卡盤同樣無法與帶有玻璃基底的晶片進行靜電吸附，因此，對于硅通孔的沉積工藝，通常采用機械卡盤固定晶片。

圖1為現有的PVD設備的剖視圖。如圖1所示，PVD設備包括反應腔室10，在反應腔室10內的頂部設置有靶材13，其與激勵電源(圖中未示出)電連接，并且在靶材13的上方設置有磁控管14及驅動該磁控管14旋轉的驅動源15；在反應腔室10內，且位于靶材13的下方設置有用于承載晶片1的機械卡盤，該機械卡盤包括基座4、卡盤驅動機構16、壓環2、內襯3和冷卻氣路5。其中，基座4設置在反應腔室10內，晶片1置于其承載面上；卡盤驅動機構16設置在基座4的底部，用以驅動基座4上升至工藝位置(如圖1中基座4所在的位置)或下降至裝卸位置；壓環2用于在基座4離開工藝位置時，由固定在反應腔室10的側壁上的內襯3支撐，而在基座4位于工藝位置時，壓環2借助自身重力壓住晶片1上表面的邊緣區域，以將晶片1固定在基座4的承載面上。冷卻氣路5設置在基座4內，并且冷卻氣路5的進氣端與冷卻氣源(圖中未示出)連通，冷卻氣路5的出氣端位于基座4的承載面的中心處；而且，在晶片1的下表面與基座4的承載面之間還設置有環形密封件6，用以使晶片1的下表面與基座4的承載面之間形成密封空間。在進行工藝的過程中，由冷卻氣源提供的冷卻氣體(氬氣或氦氣)經由冷卻氣路5流入該密封空間內，并與晶片1進行熱交換，從而實現對晶片1的冷卻，以使其始終保持在較低的溫度。

上述PVD設備在實際應用中不可避免地存在以下問題：壓環2的具體結構如圖2所示，壓環2在其內側設置有沿其周向間隔分布的壓爪21，在基座4位于工藝位置時，壓爪21疊置在晶片1上表面的邊緣區域，用以將晶片1固定在基座4上。在這種情況下，由于壓環2位于相鄰兩個壓爪21之間的部分沒有直接接觸到晶片1，導致該部分對氣體密封的效果不理想，漏氣量較大，從而造成密封空間內靠近晶片1邊緣區域的氣壓低，而靠近晶片1中心區域的氣壓高，這使得晶片1中心區域的冷卻速率高于其邊緣區域的冷卻速率，從而造成晶片溫度分布不均勻。分析某一工藝條件下對晶片測溫的結果發現，晶片的中心區域與邊緣區域之間的溫差可以高達60℃，從而嚴重影響了工藝結果。

發明內容

本發明旨在解決現有技術中存在的技術問題，提供了一種承載裝置及半導體加工設備，其可以提高被加工工件的溫度均勻性，從而可以提高工藝均勻性。

為實現本發明的目的而提供一種承載裝置，包括用于承載被加工工件的基座，所述基座包括中心分體和環繞在所述中心分體外圍的邊緣分體，二者的上表面形成用于承載被加工工件的承載面；并且，所述邊緣分體與所述中心分體分別采用具有不同熱導率的材料制作，以使所述被加工工件邊緣區域和中心區域的溫度一致。

優選的，所述邊緣分體由相互嵌套的多個子邊緣分體組成；所述多個子邊緣分體分別采用具有不同熱導率的材料制作，以使所述被加工工件各個子邊緣區域的溫度一致；所述子邊緣區域為所述被加工工件邊緣區域中與各個子邊緣分體的上表面一一對應的區域。