本发明属于半导体加工技术领域，具体涉及一种承载装置及工艺腔室。
背景技术：
在集成电路(ic)制造工艺过程中，特别是等离子刻蚀(etch)、物理气相沉积(pvd)、化学气相沉积(cvd)等工艺中，往往使用诸如静电卡盘(electrostaticchuck简称esc)的承载装置来固定、支撑及传送被加工工件(wafer)并实现温度控制，以避免在工艺过程中出现移动或错位现象。静电卡盘是采用静电引力的方式来固定被加工工件，包括库仑和johnson-rahbek两种类型，其相对其他固定方式具有以下优点：其一，可避免机械原因对被加工工件造成的不可修复的损伤；其二，可增大被加工工件的有效加工面积；其三，可减少机械碰撞产生的颗粒污染；其四，有力于静电卡盘与被加工工件之间的热传导；其五，克服了真空吸盘固定方式的致命缺陷，可以在高真空反应腔室中使用。
工艺均匀性是评价工艺质量的一个重要因素，与工艺均匀性相关的一个重要因素是被加工工件的温度。诸如静电卡盘的承载装置为控制被加工工件的温度，请参阅图1a-图1c，在静电卡盘1的上表面设置有环形气体凹槽2，环形气体凹槽2与气源相连，用于输送气体在被加工工件和静电卡盘1之间进行热传导，通过调节气体压力来控制被加工工件的温度；并且，静电卡盘1的上表面包括环形边缘区域3和中心区域4，环形边缘区域3用于在被加工工件放置在静电卡盘1的上表面时与被加工工件的下表面密封固定。
在实际应用中，由于环形边缘区域3相对中心区域4与被加工工件的接触更紧密，并且，环形边缘区域3的宽度一般在5mm左右，相对较宽，以保证较好地密封效果，因此，环形边缘区域3的导热性高于中心区域4的导热性；另外，由于环形气体凹槽2所在区域相对中心区域4与被加工工件不接触，并且，环形气体凹槽2的宽度一般在2mm左右，深度在50μm左右，这使得环形气体凹槽2所在区域的导热性低于中心区域4的导热性。
基于以上分析可知：环形边缘区域3的导热性大于中心区域4的导热性，中心区域4的导热性大于环形气体凹槽2所在区域的导热性，因而，现有的承载装置会造成承载的被加工工件的温度均匀性差，从而造成工艺的均匀性差。
技术实现要素：
本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题，提供了一种承载装置及工艺腔室，其可以提高被加工工件的温度均匀性，从而可以提高工艺均匀性(例如，刻蚀均匀性)。
为解决本上述技术问题之一，本发明提供了一种承载装置，用于承载且固定被加工工件，所述承载装置包括导电层、和叠置于所述导电层上的绝缘层，所述绝缘层包括中心体、环形边缘体和凹槽体；在所述中心体的上表面上设置有凹部，所述凹部用于放置所述凹槽体；所述凹槽体上设置有用于与气源相连的气体凹槽；所述环形边缘体环绕所述中心体的侧壁设置；所述环形边缘体的导热率小于所述中心体的导热率，和/或，所述中心体的导热率小于所述凹槽体的导热率。
优选地，所述中心体的周向边缘下凹形成有台阶；所述环形边缘体设置在所述台阶上。
优选地，所述中心体采用al2o3陶瓷制成。
优选地，所述环形边缘体采用cro2陶瓷或y2o3陶瓷制成。
优选地，所述凹槽体采用aln陶瓷制成。
本发明还提供一种工艺腔室，在其内设置有承载装置，用于承载且固定被加工工件，所述承载装置采用本发明上述提供的承载装置。
另外，本发明还提供一种本发明上述承载装置的制备方法，所述绝缘层的制备包括以下步骤：
采用烧结的方式制备所述中心体；
采用喷涂的方式制备所述环形边缘体，并使所述环形边缘体环绕所述中心体的侧壁设置；
采用喷涂的方式制备所述凹槽体，并使所述凹槽体设置在所述中心体的凹部内。
优选地，还包括：
采用研磨方式使所述环形边缘体的上表面的粗糙度小于所述中心体的上表面的粗糙度。
优选地，在所述承载装置为权利要求2所述的承载装置时，所述采用烧结的方式制备所述中心体的步骤，包括：
采用直接烧结的方式制备具有台阶的所述中心体，或者
先烧结一用于制备所述中心体的中心体基体，再采用去除工艺制备具有所述台阶的所述中心体。
优选地，所述中心体采用al2o3陶瓷制成；所述环形边缘体采用cro2陶瓷或y2o3陶瓷制成；所述凹槽体采用aln陶瓷制成。
本发明具有下述有益效果：
本发明提供的承载装置，借助环形边缘体的导热率小于中心体的导热率，即，在导热性较好的环形边缘区域设置导热率不好的环形边缘体，在导热性较差的中心区域设置导热率较好的中心体，因此，可以补偿现有技术中环形边缘区域的导热性大于中心区域的导热性的问题；和/或，借助中心体的导热率小于凹槽体的导热率，即，在导热性较好的中心区域设置导热率不好的中心体，在导热性较差的环形气体凹槽区域设置导热率较好的凹槽体，因此，可以补偿现有技术中存在中心区域的导热性大于环形气体凹槽区域的导热性的问题。故，本发明提供的承载装置，可以提高其径向上导热性的均匀性，因而可以提高被加工工件径向上的温度均匀性，从而可以提高工艺均匀性(例如，刻蚀均匀性)。
本发明提供的工艺腔室，由于其采用本发明提供的承载装置，因此，可以提高工艺均匀性。
附图说明
图1a为现有的静电卡盘的俯视图；
图1b为现有的静电卡盘的边缘的局部剖视图；
图1c为现有的静电卡盘的环形气体凹槽附近的局部剖视图；
图2为本发明实施例提供的承载装置的纵向剖视图；
图3为本发明实施例提供的承载装置的横向剖视图；
图4为图2中区域a的局部放大图；
图5为图2中区域b的局部大图。
现有技术的附图标记包括：1，静电卡盘；2，环形气体凹槽；3，环形边缘区域；4，中心区域；
本发明的附图标记包括：10，绝缘层；101，中心体；102，环形边缘体；103，凹槽体；20，导电层；201，冷却通道；1031，气体凹槽。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的承载装置及工艺腔室进行详细描述。
实施例1
图2为本发明实施例提供的承载装置的纵向剖视图；图3为本发明实施例提供的承载装置的横向剖视图；图4为图2中区域a的局部放大图；图5为图2中区域b的局部大图。请一并参阅图2～图5，本发明实施例提供的承载装置，包括用于承载且固定晶片被加工工件，承载装置包括导电层20、和叠置于导电层20上的绝缘层10，绝缘层10包括中心体101、环形边缘体102和凹槽体103。其中，在中心体101的上表面上设置有凹部，放置凹槽体103的；凹槽体103上设置有用于与气源(图中未示出)相连的气体凹槽1031，用于在晶片被加工工件和绝缘层10之间输送气体，以在二者之间进行热交换，气源可以但不限于为氦气(he)源，可通过控制该气体压力开控制晶片被加工工件的温度。
环形边缘体102环绕中心体101的侧壁设置；环形边缘体102的上表面与被加工工件之间密封固定。
环形边缘体102的导热率小于中心体101的导热率，即，在导热性较好的环形边缘区域设置导热率不好的环形边缘体，在导热性较差的中心区域设置导热率较好的中心体，因此，可以补偿现有技术中环形边缘区域的导热性大于中心区域的导热性的问题，使得该二个区域的导热性更加接近。
和/或，中心体101的导热率小于凹槽体103的导热率，即，在导热性较好的中心区域设置导热率不好的中心体，在导热性较差的环形气体凹槽区域设置导热率较好的凹槽体，因此，可以补偿现有技术中存在中心区域的导热性大于环形气体凹槽区域的导热性的问题，使得该二个区域的导热性更加接近。
综上所述，本发明实施例提供的承载装置，可以提高其径向上导热性的均匀性，因而可以提高被加工工件径向上的温度均匀性，从而可以提高工艺均匀性(例如，刻蚀均匀性)。
在本实施例中，优选地，环形边缘体102的上表面的粗糙度小于中心体101的上表面的粗糙度，即，设置中心体101的上表面较为粗糙，而环形边缘体102的上表面较为平滑，这样，其一，不仅可以减少中心体101与被加工工件的接触面积，因而有利于气体的扩散，降低接触式热传导在整个热传递中所占的比例；其二，上表面较为平滑的环形边缘体102与被加工工件的接触面积较大，因此，有利于二者之间的密封。
具体地，在本实施例中，绝缘层10还内嵌有用于与直流电源相连的直流电极30，用以实现采用静电吸附的方式固定被加工工件。也就是说，绝缘层10采用静电吸附的方式固定被加工工件。但是，本发明并不局限于此，在实际应用中，还可以采用机械方式固定被加工工件。
在本实施例中，优选地，导电层20用于与射频电源相连，以加载射频偏压，借助该射频偏压可以给腔室内等离子体的粒子提供偏压能量，拉动离子朝向被加工工件移动。
进一步优选地，在导电层20内设置有冷却通道201；冷却通道201用于与冷却媒介源(图中未示出)相连，以通过冷却媒介源提供的冷却媒介在冷却通道201内流动进行热交换，因而可以将在工艺过程中产生的热量带走。具体地，冷却媒介源可以但不限于为冷却水源，用于提供冷却水。
在本实施例中，还具体地，中心体101的周向边缘下凹形成有台阶；环形边缘体102设置在台阶上。在此情况下，环形边缘体102可以但不限于在台阶上采用喷涂的方式形成。
具体地，中心体101可以但不限于采用烧结的方式加工形成。进一步具体地，中心体101可以直接烧结形成，也可以先加工成一整体式结构，再采用去除材料的方式去除部分材料以形成上述台阶。
具体地，环形边缘体102和凹槽体103均可以但不限于在凹部内采用喷涂的方式形成。
具体地，中心体101采用al2o3陶瓷制成，不仅成本低，而且便于制备成所需形状。
具体地，环形边缘体102采用cro2陶瓷制成或y2o3陶瓷制成，不仅成本低，而且便于采用喷涂的方式形成。
具体地，凹槽体103采用aln(氮化铝)陶瓷制成，不仅成本低，而且便于采用喷涂的方式形成。
其中，cro2陶瓷和y2o3陶瓷的导热率小于al2o3陶瓷的导热率；al2o3陶瓷的导热率小于aln陶瓷，满足上文中环形边缘体102的导热率小于中心体101的导热率、中心体101的导热率小于凹槽体103的导热率的要求。
具体地，凹槽体103的形状为圆环形，环绕中心体101的周向设置，这样，有利于实现输送到其他均匀扩散，从而有利于被加工工件的温度均匀性。但是，本发明并不局限于此，在实际应用中，在本发明中，并不局限凹槽体103的具体形状。
实施例2
本发明实施例还提供一种工艺腔室，在其内设置有承载装置，用于承载且固定被加工工件，承载装置采用本发明上述实施例1提供的承载装置。
具体地，工艺腔室包括但不限于刻蚀腔室。
本发明实施例提供的工艺腔室，由于其采用本发明实施例1提供的承载装置，因此，可以提高工艺均匀性。
实施例3
本发明实施例还提供一种上述实施例1提供的承载装置的制备方法，绝缘层的制备包括以下步骤：
采用烧结的方式制备所述中心体。
采用喷涂的方式制备所述环形边缘体，并使所述环形边缘体环绕所述中心体的侧壁设置。
采用喷涂的方式制备所述凹槽体，并使所述凹槽体设置在所述中心体的凹部内。
本发明实施例提供的承载装置的制备方法，制备过程简单、易操作。
优选地，还包括：采用研磨方式使所述环形边缘体的上表面的粗糙度小于所述中心体的上表面的粗糙度。
具体地，在承载装置的中心体101的周向边缘下凹形成有台阶时，采用烧结的方式制备中心体的步骤，包括：
采用直接烧结的方式制备具有台阶的所述中心体，或者
先烧结一用于制备中心体的中心体基体，再采用去除工艺制备具有台阶的所述中心体。
优选地，中心体采用al2o3陶瓷制成；环形边缘体采用cro2陶瓷或y2o3陶瓷制成；凹槽体采用aln陶瓷制成，不仅成本较低，而且便于制备。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。