1.本技术属于半导体工艺设备设计技术领域，具体涉及一种承载装置及半导体工艺腔室。
背景技术：2.当前集成电路的制造仍然使用硅基材料，由于硅片(晶圆)在空气中放置后，硅片表面会形成致密的氧化硅薄膜，氧化硅薄膜对晶圆的加工工艺有影响，因此，在进行工艺之前，需要对氧化硅薄膜进行去除，集成电路业界常用干法刻蚀的工艺去除氧化硅薄膜。
3.在干法刻蚀的工艺腔室中，将带有氧化硅薄膜的待加工晶圆放置于承载装置上进行刻蚀工艺，承载装置包括有基座和支撑轴，支撑轴的一端与基座的底部中心连接，支撑轴的另一端延伸到工艺腔室外部且与大气连通，在工艺过程中，基座的底部中心区域与支撑轴连接处会存在热量传递，而基座的边缘区域处于真空环境而热量传递较少，从而导致承载装置的不同区域之间的温差较大，进而导致整个晶圆不同区域有较大温差，而干法刻蚀工艺对温度较为敏感，温度的不均匀分布及较大温差会影响整个晶圆的刻蚀工艺均匀性。
技术实现要素：4.本技术实施例的目的是公开一种承载装置及半导体工艺腔室，能够解决背景技术所述的承载装置中的不同区域之间的温差较大而对晶圆的刻蚀工艺的均匀性产生不良影响的问题。
5.为了解决上述技术问题，本技术是这样实现的：
6.第一方面，本技术实施例公开一种承载装置，用于承载待加工晶圆，所公开的承载装置包括基座和支撑轴，所述基座包括中心区域和外围区域，所述外围区域环绕所述中心区域设置，所述中心区域设有第一冷却介质通道，所述外围区域设有第二冷却介质通道，所述第二冷却介质通道环绕所述第一冷却介质通道设置，所述支撑轴与所述基座的底部中心区域相连，所述支撑轴的内部设有第一进水管道、第一出水管道、第二进水管道和第二出水管道，其中：
7.所述第一冷却介质通道设有第一进口和第一出口，所述第二冷却介质通道设有第二进口和第二出口，所述第一进水管道与所述第一进口连通，所述第一出水管道与所述第一出口连通，所述第二进水管道与所述第二进口连通，所述第二出水管道与所述第二出口连通。
8.第二方面，本技术实施例公开一种半导体工艺腔室，所公开的半导体工艺腔室包括上文中所述的承载装置和腔室本体，所述承载装置设置于所述腔室本体内，且用于承载待加工晶圆。
9.本技术采用的技术方案能够达到以下有益效果：
10.本技术实施例公开的承载装置通过对相关技术中的承载装置的结构进行改进，基座包括有中心区域与外围区域，通过分别在中心区域与外围区域中设有第一冷却介质通道
与第二冷却介质通道，支撑轴中设有第一进水管道、第一出水管道、第二进水管道和第二出水管道，第一进水管道通过第一冷却介质通道与第一出水管道实现连通，第二进水管道通过第二冷却介质通道与第二出水管道实现连通，从而能够分别在第一进水管道与第二进水管道中通入不同温度的循环介质，进而使得不同温度的循环介质能够在第一冷却介质通道与第二冷却介质通道中实现流通循环，进而能够对中心区域与外围区域的温度实现不同程度地调节，以减少中心区域与外围区域的温度差。因此，本技术能够解决承载装置中的不同区域的温差较大而对晶圆的刻蚀工艺的均匀性产生不良影响的问题。
附图说明
11.图1是本技术实施例公开的承载装置的结构示意图；
12.图2至图5是图1的不同局部结构的示意图；
13.图6是图5中沿c-c视角的剖面图；
14.图7是图5中沿f-f视角的剖面图；
15.图8是本技术实施例公开的承载装置的基座的俯视图；
16.图9是本技术实施例公开的承载装置的基座的仰视图；
17.图10是本技术实施例公开的承载装置的支撑轴的仰视图；
18.图11是本技术实施例公开的承载装置的支撑轴的俯视图。
19.附图标记说明：
20.100-基座、110-中心区域、111-第一冷却介质通道、1111-第一进口、1112-第一出口、120-外围区域、121-第二冷却介质通道、1211-第二进口、1212-第二出口、130-第一衔接通道、140-第二衔接通道、150-基座本体、160-底板、170-加强板、180-真空隔热通道；
21.200-支撑轴、210-第一进水管道、220-第一出水管道、230-第二进水管道、240-第二出水管道、250-第一法兰盘、260-第二法兰盘；
22.310-第一密封圈、320-第二密封圈、330-第三密封圈、340-第一密封面、350-第二密封面；
23.410-第一圆孔；420-第二圆孔、430-第三圆孔、440-安装孔；
24.500-测温传感器。
具体实施方式
25.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
26.本技术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，以便本技术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。
27.下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本技术实施例公开的承载装置进行详细地说明。
28.如图1至图11所示，本技术实施例公开一种承载装置，用于承载待加工晶圆，所公开的承载装置包括基座100和支撑轴200。
29.基座100为放置待加工晶圆的构件，支撑轴200对基座100具有支撑作用。基座100包括中心区域110和外围区域120，根据操作可知，待加工晶圆在直径为100毫米范围区域内的工艺的均匀差异性较大，可选的，中心区域110的直径可以为100毫米，外围区域120环绕中心区域110设置，中心区域110设有第一冷却介质通道111，外围区域120设有第二冷却介质通道121，第二冷却介质通道121环绕第一冷却介质通道111设置，支撑轴200与基座100的底部中心区域相连，使得支撑轴200能够较为稳定地实现对基座100地支撑，支撑轴200的内部设有第一进水管道210、第一出水管道220、第二进水管道230和第二出水管道240，其中：第一冷却介质通道111设有第一进口1111和第一出口1112，第二冷却介质通道121设有第二进口1211和第二出口1212，第一进水管道210与第一进口1111连通，第一出水管道220与第一出口1112连通，第二进水管道230与第二进口1211连通，第二出水管道240与第二出口1212连通。
30.也就是说，在本技术中，支撑轴200中的第一进水管道210通过第一进口1111与第一冷却介质通道111连通，第一冷却介质通道111通过第一出口1112与第一出水管道220连通，即第一进水管道210通过第一冷却介质通道111与第一出水管道220连通，从而使得第一进水管道210中通入的具有第一温度的循环介质能够在第一冷却介质通道111中实现循环，并从第一出水管道220流出，进而使得具有第一温度的循环介质能够对中心区域110的温度实现调节。
31.同理，支撑轴200中的第二进水管道230通过第二进口1211与第二冷却介质通道121连通，第二冷却介质通道121通过第二出口1212与第二出水管道240连通，即第二进水管道230通过第二冷却介质通道121与第二出水管道240连通，从而使得第二进水管道230中通入的具有第二温度的循环介质能够在第二冷却介质通道121中实现循环，并从第二出水管道240流出，进而使得具有第二温度的循环介质能够对外围区域120的温度实现调节。第一温度与第二温度可以不相同。本技术不对第一温度与第二温度的具体数值以及两者之间的大小关系进行具体限定。
32.换而言之，本技术中通过在基座100的中心区域110与外围区域120分别设置第一冷却介质通道111和第二冷却介质通道121，进而使得能够通过在第一冷却介质通道111与第二冷却介质通道121中通入不同温度的循环介质用以实现对中心区域110与外围区域120的不同程度的温度调节。支撑轴200与基座100的底部中心区域相连，从而使得支撑轴200与中心区域110相连，支撑轴200对中心区域110的温度进行较大程度地传递，从而使得中心区域110的温度较低，此时，第一冷却介质通道111中可通入的较高温度的循环介质，用以补偿中心区域110中温度的流失。
33.本技术实施例公开的承载装置通过对相关技术中的承载装置的结构进行改进，基座100包括有中心区域110与外围区域120，通过分别在中心区域110与外围区域120中设有第一冷却介质通道111与第二冷却介质通道121，支撑轴200中设有第一进水管道210、第一出水管道220、第二进水管道230和第二出水管道240，第一进水管道210通过第一冷却介质
通道111与第一出水管道220实现连通，第二进水管道230通过第二冷却介质通道121与第二出水管道240实现连通，从而能够分别在第一进水管道210与第二进水管道230中通入不同温度的循环介质，进而使得不同温度的循环介质能够在第一冷却介质通道111与第二冷却介质通道121中实现流通循环，进而能够对中心区域110与外围区域120的温度实现不同程度地调节，以减少中心区域110与外围区域120之间的温度差。因此，本技术能够解决承载装置中的不同区域的温差较大而对刻蚀工艺的均匀性产生不良影响的问题。
34.在本技术实施例公开的承载装置中，基座100可以设有第一衔接通道130和第二衔接通道140，第二进口1211和第二出口1212设于外围区域120，第二进水管道230和第二出水管道240邻近中心区域110，第二进口1211通过第一衔接通道130与第二进水管道230连通，第二出口1212通过第二衔接通道140与第二出水管道240连通。
35.在上述情况下，通过设置第一衔接通道130与第二衔接通道140，能够使得第二进水管道230与第二进口1211之间的间隔距离较远，同样能够使得第二出水管道240与第二出口1212之间的间隔距离较远，也就是说，即使将第二进口1211与第二出口1212设于外围区域120中，由于第一衔接通道130与第二衔接通道140的设置，也能够将第二进水管道230与第二出水管道240较为集中地设置于邻近中心区域110的位置处，从而能够有利于支撑轴200的小型化。
36.在进一步的技术方案中，支撑轴200可以为空心轴，第一进水管道210、第一出水管道220、第二进水管道230和第二出水管道240均至少部分位于空心轴中，空心轴靠近基座100的一端可以设有第一法兰盘250，第一法兰盘250与基座100的底部中心区域固定相连，第一法兰盘250与基座100之间可以设有第一密封圈310，第一密封圈310沿空心轴的周向设置。在此种情况下，第一密封圈310能够对第一法兰盘250与基座100之间实现密封，从而能够对空心轴的内部环境与基座100所处的环境实现隔离。基座100上具有第一密封面340，第一密封圈310在第一密封面340上与第一法兰盘250实现密封配合。
37.可选的，空心轴的另一端可以设有第二法兰盘260，第二法兰盘260用于实现空心轴与设置于工艺腔室底部的波纹管的固定连接，第二法兰盘260与波纹管之间可以设有第三密封圈330，第三密封圈330用于实现波纹管中的真空环境与空心轴内大气环境的隔离密封。第二法兰盘260上可以开设有安装孔440，第二法兰盘260可以通过与安装孔440配合的螺纹件与波纹管实现连接。
38.具体的，支撑轴200、第一进水管道210、第一出水管道220、第二进水管道230、第二出水管道240、第一法兰盘250以及第二法兰盘260可以使用不锈钢材质进行制造，当然，支撑轴200、第一进水管道210、第一出水管道220、第二进水管道230、第二出水管道240、第一法兰盘250以及第二法兰盘260也可以使用其他耐腐蚀的材料制成，本技术不对支撑轴200、第一进水管道210、第一出水管道220、第二进水管道230、第二出水管道240、第一法兰盘250以及第二法兰盘260所使用的材料种类进行具体限制。
39.为避免循环介质的泄露，在一种可选的技术方案中，第一法兰盘250与基座100之间还可以设有多个第二密封圈320，第一进水管道210与第一进口1111的对接处、第一出水管道220与第一出口1112的对接处、第二进水管道230与第一衔接通道130的对接处以及第二出水管道240与第二衔接通道140的对接处均可以环绕设置有第二密封圈320。在此种情况下，通过第二密封圈320对各个进出水管道与各个进出口之间的对接处进行密封，有利于
避免循环介质发生泄漏。基座100上具有第二密封面350，多个第二密封圈320在第二密封面350上与第一进水管道210、第一出水管道220、第二进水管道230以及第二出水管道240实现密封配合。
40.在本技术实施例公开的承载装置中，基座100可以包括相互叠置的基座本体150和底板160，且底板160位于基座本体150的下方，基座本体150朝向底板160的一面设有第一冷却介质槽和第二冷却介质槽，底板160设有第一衔接通道130和第二衔接通道140，可选的，底板160与基座本体150可以相连，从而使得底板160能够覆盖第一冷却介质槽和第二冷却介质槽，从而使得底板160能够与第一冷却介质槽和第二冷却介质槽围成第一冷却介质通道111和第二冷却介质通道121。在此种情况下，第一冷却介质通道111与第二冷却介质通道121分别直接由底板160与第一冷却介质槽和第二冷却介质槽围成，从而有利于第一冷却介质通道111与第二冷却介质通道121的制造。
41.在进一步的技术方案中，基座100还可以包括加强板170，加强板170固定于底板160背离基座本体150的表面。在此种情况下，由于第一衔接通道130与第二衔接通道140的开设降低了底板160的结构强度，而设置加强板170能够提高底板160的结构强度，从而有利于提高整个承载装置的结构强度。在本技术中，铝材的热传导率较高，底板160、基座本体150以及加强板170均可以为铝材，且三者之间可以通过真空钎焊实现相邻的两个构件之间的连接。
42.需要说明的是，底板160、基座本体150以及加强板170还可以选用其他种类的金属，三者之间也可以通过其他方式实现连接，本技术不对底板160、基座本体150以及加强板170所使用的材料的种类以及三者之间的连接方式进行具体限制。基座本体150上还可以开设有多个间隔分布的可以设置升降杆的第一圆孔410，具体的，第一圆孔410的数量可以为3个，也可以是4个或是5个，本技术不对第一圆孔410的数量进行具体限制。基座本体150上还可以开设有第三圆孔430，第三圆孔430与后文中所述的第二圆孔420连通，第三圆孔430可用于穿设测温传感器500的线缆。
43.在本技术实施例公开的承载装置中，第一冷却介质通道111的横截面的面积可以大于第二冷却介质通道121的横截面的面积，第一冷却介质通道111的横截面为第一冷却介质通道111垂直于其延伸方向的截面，第二冷却介质通道121的横截面为第二冷却介质通道121垂直于其延伸方向的截面。在此种情况下，第一冷却介质通道111的横截面的面积大于第二冷却介质通道121的横截面的设置，说明在相同长度的第一冷却介质通道111与第二冷却介质通道121中，第一冷却介质通道111中能够盛放的循环介质的体积大于第二冷却介质通道121中能够盛放的循环介质的体积，进而有利于提升中心区域110的温度调节能力。
44.具体的，可以设置第一冷却介质通道111与第二冷却介质通道121的深度不相同，而宽度相同，可选的，可设置第一冷却介质通道111的宽度为10毫米，深度为20毫米，可设置第二冷却介质通道121的宽度为10毫米，深度为10毫米。需要说明的是，第一冷却介质通道111与第二冷却介质通道121的深度方向与垂直于承载装置中放置待加工晶圆的平面的方向一致，在横截面中，与深度方向相垂直的为第一冷却介质通道111与第二冷却介质通道121的宽度方向。
45.在进一步的技术方案中，第一冷却介质槽和第二冷却介质槽均可以为方形槽，第一冷却介质槽的宽度与第二冷却介质槽的宽度相等，第一冷却介质槽的深度大于第二冷却
介质槽的深度。在此种情况下，方形的第一冷却介质槽和第二冷却介质槽的结构较为简单，从而能够方便制造。同时，在第一冷却介质槽的深度大于第二冷却介质槽的深度的情况下，由于第一冷却介质槽与第二冷却介质槽均设于基座本体150上，从而使得相较于第二冷却介质槽的内壁上表面，深度较大的第一冷却介质槽的内壁上表面更为靠近基座100的上表面，从而使得第一冷却介质槽中的循环介质能够更为靠近基座100的上表面，进而有利于实现对设置于中心区域110的基座100的上表面的待加工晶圆的温度实现调节。
46.在本技术实施例公开的承载装置中，基座100可以设有真空隔热通道180，真空隔热通道180围绕第一冷却介质通道111设置，真空隔热通道180位于第一冷却介质通道111与第二冷却介质通道121之间。在此种情况下，真空隔热通道180能够对第一冷却介质通道111与第二冷却介质通道121之间的热量进行隔离，从而能够减少中心区域110与外围区域120之间进行热量传递，进而有利于保持第一冷却介质通道111与第二冷却介质通道121分别对中心区域110与外围区域120进行温度调节后的稳定性。
47.为进一步提升真空隔热通道180对第一冷却介质通道111与第二冷却介质通道121之间的热量进行隔离的隔热性能，可设置真空隔热通道180的深度大于第一冷却介质通道111的深度，可选的，在第一冷却介质通道111的深度为20毫米的情况下，可设置真空隔热通道180的深度为25毫米，从而有利于进一步实现真空隔热通道180对第一冷却介质通道111与第二冷却介质通道121中的热量进行隔离。
48.在另一种可选的技术方案中，可利用真空钎焊的连接方式将真空隔热通道180中设置为真空环境，从而使得真空隔热通道180能够较好地对第一冷却介质通道111与第二冷却介质通道121之间实现热量的隔离。当然，还可在真空隔热通道180的深度大于第一冷却介质通道111的深度的情况下，提升真空隔热通道180的真空度。真空隔热通道180的真空度与具体深度可根据实际需要进行设置，本技术实施例不对真空隔热通道180的具体设置进行限制。
49.在本技术实施例公开的承载装置中，中心区域110中可以设有第二圆孔420，第二圆孔420中可设置用于检测中心区域110温度的测温传感器500。
50.本技术实施例公开一种半导体工艺腔室，所公开的半导体工艺腔室包括上文中所述的任意一项的承载装置和腔室本体，承载装置设置于腔室本体内，且用于承载待加工晶圆。
51.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
52.上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，但是本技术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技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。
技术特征：1.一种承载装置，用于承载待加工晶圆，其特征在于，包括基座(100)和支撑轴(200)，所述基座(100)包括中心区域(110)和外围区域(120)，所述外围区域(120)环绕所述中心区域(110)设置，所述中心区域(110)设有第一冷却介质通道(111)，所述外围区域(120)设有第二冷却介质通道(121)，所述第二冷却介质通道(121)环绕所述第一冷却介质通道(111)设置，所述支撑轴(200)与所述基座(100)的底部中心区域相连，所述支撑轴(200)的内部设有第一进水管道(210)、第一出水管道(220)、第二进水管道(230)和第二出水管道(240)，其中：所述第一冷却介质通道(111)设有第一进口(1111)和第一出口(1112)，所述第二冷却介质通道(121)设有第二进口(1211)和第二出口(1212)，所述第一进水管道(210)与所述第一进口(1111)连通，所述第一出水管道(220)与所述第一出口(1112)连通，所述第二进水管道(230)与所述第二进口(1211)连通，所述第二出水管道(240)与所述第二出口(1212)连通。2.根据权利要求1所述的承载装置，其特征在于，所述基座(100)设有第一衔接通道(130)和第二衔接通道(140)，所述第二进口(1211)和所述第二出口(1212)设于所述外围区域(120)，所述第二进口(1211)通过所述第一衔接通道(130)与所述第二进水管道(230)连通，所述第二出口(1212)通过所述第二衔接通道(140)与所述第二出水管道(240)连通。3.根据权利要求2所述的承载装置，其特征在于，所述支撑轴(200)为空心轴，所述第一进水管道(210)、所述第一出水管道(220)、所述第二进水管道(230)和所述第二出水管道(240)均至少部分位于所述空心轴中，所述空心轴靠近所述基座(100)的一端设有第一法兰盘(250)，所述第一法兰盘(250)与所述基座(100)的底部中心区域固定相连，所述第一法兰盘(250)与所述基座(100)之间设有第一密封圈(310)，所述第一密封圈(310)沿所述空心轴的周向设置。4.根据权利要求3所述的承载装置，其特征在于，所述第一法兰盘(250)与所述基座(100)之间还设有多个第二密封圈(320)，所述第一进水管道(210)与所述第一进口(1111)的对接处、所述第一出水管道(220)与所述第一出口(1112)的对接处、所述第二进水管道(230)与所述第一衔接通道(130)的对接处以及所述第二出水管道(240)与所述第二衔接通道(140)的对接处均设置有所述第二密封圈(320)。5.根据权利要求2所述的承载装置，其特征在于，所述基座(100)包括相互叠置的基座本体(150)和底板(160)，且所述底板(160)位于所述基座本体(150)的下方，所述基座本体(150)面向所述底板(160)的一面设有第一冷却介质槽和第二冷却介质槽，所述底板(160)设有所述第一衔接通道(130)和所述第二衔接通道(140)，所述底板(160)与所述第一冷却介质槽和所述第二冷却介质槽围成所述第一冷却介质通道(111)和所述第二冷却介质通道(121)。6.根据权利要求5所述的承载装置，其特征在于，所述基座(100)还包括加强板(170)，所述加强板(170)固定于所述底板(160)背离所述基座本体(150)的表面。7.根据权利要求5所述的承载装置，其特征在于，所述第一冷却介质通道(111)的横截面的面积大于所述第二冷却介质通道(121)的横截面的面积，所述第一冷却介质通道(111)的横截面为所述第一冷却介质通道(111)垂直于其延伸方向的截面，所述第二冷却介质通道(121)的横截面为所述第二冷却介质通道(121)垂直于其延伸方向的截面。
8.根据权利要求7所述的承载装置，其特征在于，所述第一冷却介质槽和所述第二冷却介质槽均为方形槽，所述第一冷却介质槽的宽度与所述第二冷却介质槽的宽度相等，所述第一冷却介质槽的深度大于所述第二冷却介质槽的深度。9.根据权利要求1所述的承载装置，其特征在于，所述基座(100)设有真空隔热通道(180)，所述真空隔热通道(180)围绕所述第一冷却介质通道(111)设置，所述真空隔热通道(180)位于所述第一冷却介质通道(111)与所述第二冷却介质通道(121)之间。10.一种半导体工艺腔室，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的承载装置和腔室本体，所述承载装置设置于所述腔室本体内，且用于承载待加工晶圆。
技术总结本申请公开一种承载装置和半导体工艺腔室，所公开的承载装置用于承载待加工晶圆，基座包括中心区域和外围区域，中心区域设有第一冷却介质通道，外围区域设有第二冷却介质通道，第二冷却介质通道环绕第一冷却介质通道设置，支撑轴与基座的底部中心区域相连，支撑轴的内部设有第一进水管道、第一出水管道、第二进水管道和第二出水管道，第一冷却介质通道设有第一进口和第一出口，第二冷却介质通道设有第二进口和第二出口，第一进水管道与第一进口连通，第一出水管道与第一出口连通，第二进水管道与第二进口连通，第二出水管道与第二出口连通。上述方案能够解决承载装置中的不同区域之间的温差较大而对晶圆的刻蚀工艺的均匀性产生不良影响的问题。产生不良影响的问题。产生不良影响的问题。
技术研发人员：徐刚 朱磊 张军 佘清 赵可可
受保护的技术使用者：北京北方华创微电子装备有限公司
技术研发日：2022.07.19
技术公布日：2022/11/1
