承載裝置和反應腔室的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及微電子加工設備領域，具體地，涉及一種承載裝置和一種包括該承載裝置的反應腔室。
【背景技術】
[0002]微電子加工設備包括等離子刻蝕設備、物理氣相沉積設備等。這些微電子加工設備的共同特點在于，都包括工藝腔室和設置在工藝腔室中的承載裝置。
[0003]圖1中所示的是一種常見的物理氣相沉積腔室的結(jié)構示意圖，如圖1中所示，所述物料氣相沉積設備的濺射腔室包括具有工藝腔的腔室主體300、設置在腔室主體300的工藝腔內(nèi)的承載裝置100、設置在承載裝置100上方且位于所述工藝腔內(nèi)的濺射靶材400和位于派射革E材400上方的磁控管500。
[0004]在進行物理氣相沉積時，將基片固定在承載裝置100的上表面上，向所述工藝腔內(nèi)通入一定流量的氬氣直至工藝腔內(nèi)氣壓穩(wěn)定，隨后旋轉(zhuǎn)磁控管400，并利用直流電源DC向濺射靶材400上施加一定的功率，以消耗靶材形成等離子，消耗靶材形成的等離子最終沉積在基片200上，并在基片200上形成薄膜。
[0005]由于消耗靶材形成的等離子溫度較高，因此，當?shù)入x子沉積在基片上時會使基片溫度升高。基片溫度過高則容易發(fā)生變形，最終形成次品，所以在物理氣相沉積工藝中，應當將基片溫度控制在一定范圍內(nèi)。例如，在基片上沉積金屬薄膜時，應當將基片的溫度控制在室溫(通常為20±5°C)。因此，承載裝置的基座中通常設置有背吹管道，通過背吹管道向設置在基座表面的基片吹送冷卻氣體，然后利用冷卻氣體帶走基片的部分熱量。
[0006]眾所周知的是，直流電源DC施加在濺射靶材400上的功率越大，獲得的等離子體的能量越高，沉積速率越高。為了提高沉積速率，則需要提高直流電源DC的功率。但是直流電源DC功率越大，也會導致等離子體溫度過高，當?shù)入x子體沉積在基片200上時會提高基片的溫度，嚴重時可能會導致基片變形甚至融化。通過背吹氣體無法將基片的溫度維持在室溫。
[0007]因此，如何將基片的溫度維持在理想的溫度成為本領域亟待解決的技術問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種承載裝置、一種包括所述承載裝置的濺射腔室和一種包括所述濺射腔室的物理氣相沉積設備，在進行工藝時，可以根據(jù)具體的工藝條件調(diào)節(jié)背吹氣體的溫度，以將基片維持在理想的溫度。
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，作為本發(fā)明的一個方面，提供一種承載裝置，該承載裝置包括用于承載基片的基座和用于對所述基片進行冷卻的冷卻機構，所述冷卻機構包括背吹管道，所述基座上設置有沿所述基座的厚度方向貫穿所述基座的通孔，所述背吹管道的出氣端設置在所述通孔中，其中，所述冷卻機構還包括調(diào)節(jié)所述背吹管道內(nèi)的背吹氣體的溫度的輔助冷卻結(jié)構。
[0010]優(yōu)選地，所述輔助冷卻結(jié)構包括冷卻管道，所述冷卻管道中能夠通入用于調(diào)節(jié)所述背吹管道中的背吹氣體的溫度的冷卻液。
[0011]優(yōu)選地，所述冷卻管道固定在所述背吹管道的一部分上，所述背吹管道的直徑在4mm至8mm之間，所述背吹管道上設置所述冷卻管道的部分的長度在300mm至500mm之間。
[0012]優(yōu)選地，所述冷卻管道包括上行管道和下行管道，所述上行管道中的冷卻液的流動方向與所述背吹管道中背吹氣體的流動方向相同，所述下行管道中的冷卻液的流動方向與所述背吹管道中背吹氣體的流動方向相反。
[0013]優(yōu)選地，所述上行管道和所述下行管道均為環(huán)繞所述背吹管道的螺旋管。
[0014]優(yōu)選地，形成所述上行管道的螺旋管的管徑以及形成所述下行管道的螺旋管的管徑均在3mm至1mm之間。
[0015]優(yōu)選地，所述上行管道包括圍成上行冷卻液通道的第一內(nèi)壁、第一外壁和兩個第一連接壁，所述第一內(nèi)壁與所述背吹管道的外表面的一部分貼合，兩個所述第一連接壁分別在所述第一內(nèi)壁的周向方向的兩側(cè)將所述第一內(nèi)壁與所述第一外壁相連，所述下行管道包括圍成下行冷卻液通道的第二內(nèi)壁、第二外壁和兩個第二連接壁，所述第二內(nèi)壁與所述背吹管道的外表面的一部分貼合，兩個所述第二連接壁分別在所述第二內(nèi)壁的周向方向的兩側(cè)將所述第二內(nèi)壁與所述第二外壁相連。
[0016]優(yōu)選地，所述上行管道和所述下行管道共同環(huán)繞所述背吹管道一周。
[0017]作為本發(fā)明的另一方面，提供一種反應腔室，該反應腔室包括形成有工藝腔的腔室主體和設置在所述工藝腔中的承載裝置，其中，所述承載裝置為本發(fā)明所提供的上述承載裝置。
[0018]優(yōu)選地，所述反應腔室包括設置在所述承載裝置上方的濺射靶材和設置在所述濺射靶材上方的磁控管。
[0019]當利用本發(fā)明所提供的承載裝置進行微電子加工工藝(例如，進行物理氣相沉積工藝)時，利用輔助冷卻結(jié)構對背吹管道內(nèi)的背吹氣體進行溫度調(diào)節(jié)，利用經(jīng)過溫度調(diào)節(jié)后的背吹氣體可以將基座上設置的基片冷卻至所需溫度。
【附圖說明】
[0020]附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0021]圖1是現(xiàn)有的物理氣相沉積設備的結(jié)構不意圖；
[0022]圖2是本發(fā)明所提供的承載裝置的第一種實施方式的結(jié)構示意圖；
[0023]圖3是本發(fā)明所提供的承載裝置的第二種實施方式的結(jié)構示意圖；
[0024]圖4是圖3中所示的承載裝置中的上行冷卻液通道和下行冷卻液管道的安裝狀態(tài)的俯視圖；
圖5是包括圖2中的承載裝置的反應腔室；
圖6是包括圖3中的承載裝置的反應腔室。
[0025]附圖標記說明
[0026]100:承載裝置110:基座
[0027]120:背吹管道121:冷卻管道
[0028]121a:上行管道121b:下行管道
[0029]Ula1:第一內(nèi)壁121a 2:第一外壁
[0030]121a3:第一連接壁121b 1:第二內(nèi)壁
[0031]121132:第二外壁121b 3:第二連接壁
[0032]200:基片300:腔室主體
[0033]400:濺射靶材500:磁控管
[0034]IlOa:冷卻液通道
【具體實施方式】
[0035]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0036]如圖2和圖3所示，作為本發(fā)明的一個方面，提供一種承載裝置100，該承載裝置100包括用于承載基片200的基座110和用于對基片200進行冷卻的冷卻機構，該冷卻機構包括背吹管道120，基座110上設置有沿該基座110的厚度方向貫穿該基座110的通孔，背吹管道120的出氣端設置在所述通孔中，其中，所述冷卻機構還包括調(diào)節(jié)背吹管道120內(nèi)的背吹氣體的溫度的輔助冷卻結(jié)構。
[0037]當利用本發(fā)明所提供的承載裝置100進行微電子加工工藝(例如，進行物理氣相沉積工藝)時，利用輔助冷卻結(jié)構對背吹管道120內(nèi)的背吹氣體進行溫度調(diào)節(jié)，利用經(jīng)過溫度調(diào)節(jié)后的背吹氣體可以將基座110上設置的基片200冷卻至所需溫度。
[0038]在本發(fā)明中，可以根據(jù)具體的工藝條件設定需要將背吹氣體調(diào)節(jié)至的溫度。利用輔助冷卻結(jié)構將背吹氣體調(diào)節(jié)至所需溫度之后，具有所需溫度的背吹氣體可以將設置在基座110上的基片的溫度調(diào)節(jié)至理想的工藝溫度，從而有利于工藝的進行，并提高產(chǎn)品的良率。
[0039]例如，當所述承載裝置用于濺射沉積金屬薄膜的工藝中時，背吹氣體需要將基片冷卻至室溫。當?shù)入x子溫度較高時，可以利用輔助冷卻結(jié)構對背吹管道120內(nèi)的背吹氣體進行進一步的冷卻，從而可以更加快速地將基片冷卻至室溫，避免基片因溫度過高而變形，從而提高了利用產(chǎn)品的良率。
[0040]在本發(fā)明中，對輔助冷卻結(jié)構的具體形式并沒有特殊的限定，只要能夠?qū)Ρ炒倒艿?20內(nèi)的背吹氣體進行溫度調(diào)節(jié)即可。
[0041]例如，作為本發(fā)明的一個方面，所述輔助冷卻結(jié)構可以包括冷卻管道121。冷卻管道121中能夠通入用于調(diào)節(jié)所述背吹管道中的背吹氣體的溫度的冷卻液。
[0042]當包括本發(fā)明所提供的承載裝置的設備運行時，可以向冷卻管道121內(nèi)通入冷卻液，利用冷卻液與背吹管道120中背吹氣體之間的熱交換調(diào)節(jié)背吹管道120中的背吹氣體的溫度。
[0043]例如，在濺射沉積工藝中，如果DC功率過高，可以向冷卻管道121中通入溫度低于背吹氣體的冷卻液，從而可以利用冷卻液對背吹管道120內(nèi)的背吹氣體進行冷卻，以將設置在基座110上的基片200的溫度可靠地降至室溫。
[0044]在本發(fā)明中，可以根據(jù)所需的基片溫度設定通入冷卻管道121中的冷卻液的溫度。通常，通入冷卻管道121中的冷卻液的溫度可以在-20°C至+ 15°C之間。例如，當所述承載裝置用于濺射沉積工藝中時，可以根據(jù)DC功率選擇冷卻液的溫度。當DC功率較高時，可以選擇溫度相對較低的冷卻液，當DC功率較低時，可以選擇溫度相對較高的冷卻液。
[0045]在本發(fā)明中，冷卻管道121的具體結(jié)構也并不做限定。例如，冷卻管道121可以是直徑大于背吹管道120的套管，將冷卻管道121套設在背吹管道120的外部。在進行工藝(例如，物理氣相沉積工藝)時，可以向冷卻管道121中通入冷卻液，使背吹管道120浸在冷卻液中，從而可以利用冷卻液對背吹管道120中的氣體進行溫度調(diào)節(jié)。
[0046]為了便于組裝，可以將冷卻管道固定設置在背吹管道120上。在裝配所述承載裝置之前，首先