CN108884565A - 具有自环形槽突出的支承突出部的基材固持设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将至少一个基材(20)固持在CVD或PVD反应器的过程室中的设备，在所述CVD或PVD反应器的平坦的顶侧上具有至少一个被至少一个定位侧边(3)限定的、用于容纳至少一个基材(20)的容纳部，其中，支承料槽(2)具有支承料槽底部(4)，在定位侧边(3)的附近，支承突出部(8)自该支承料槽底部突出，所述支承突出部构成被侧壁(10)围绕的、位于支承平面(E)中的支承区(9)，所述支承区离围绕支承突出部(8)的槽(5)的底部(6)具有比离支承料槽底部(4)更大的垂直距离。为了提高在基材的顶侧上的温度均匀性而规定，槽(5)在凹陷(11)中延伸，所述凹陷的垂直高度位于槽(5)的底部(6)与支承料槽底部(4)之间。支承突出部(8)和/或围绕支承突出部(8)的槽(5)具有离定位侧边(3)的水平距离。

Description

具有自环形槽突出的支承突出部的基材固持设备

技术领域

本发明涉及一种用于将至少一个基材固持在CVD或PVD反应器的过程室中的设备，在所述CVD或PVD反应器的平坦顶侧上具有至少一个被至少一个定位侧边限定的、用于容纳至少一个基材的容纳部，其中，支承料槽具有支承料槽底部，在该支承料槽底部的邻接在至少一个定位侧边上的边缘附近，支承突出部自该支承料槽底部突出，所述支承突出部构成被侧壁包围的、置于支承平面中的支承面/支承区，所述支承面/支承区离围绕支承突出部的槽的底部具有比离支承料槽底部更大的垂直距离。

现有技术

文献US 2003/0209326 A1描述了一种具有分别用于容纳基材的支承料槽的基座。每个支承料槽都具有支承座底部。所述底部一直延伸至定位侧边，所述定位侧边定义支承料槽的边缘。在定位侧边的附近在支承料槽底部中设有在不同的周向位置上的切口，支承突出部自所述切口突出，所述支承突出部利用端面构成支承面，基材的底侧支承在所述支承面上，从而使基材中空地位于支承料槽中。

由文献US 2014/0287142 A1已知一种基座，其中，平行于边缘走向的肋条自支承料槽的底部突出，基材的边缘支承在所述肋条上。所述肋条离支承料槽的径向向内方向的定位侧边保持距离。所述肋条环绕中央区域，所述中央区域具有凹陷，支承料槽的底部的直接围绕肋条的区域平直地在这样的水平上延伸，从而使得在该处在支承料槽底部与基材的底侧之间的距离最小。

由文献US 5,645,647已知一种基座，其中，用于基材的支承空间被定位侧边限定。

文献DE 10 2012 108 986 A1描述了一种CVD设备的基材固持件，所述基材固持件由具有顶侧和底侧的平坦的盘件构成。所述顶侧具有兜孔状的结构。每个该结构都构成用于各一个圆形基材的支承空间。顶侧的底座的边缘部段构成用于对多个布置在基材固持件的顶侧上的基材之一分别进行位置固定的定位侧边。基材的边缘作用在被隔开的支承突出部上，所述支承突出部邻接在定位侧边上。支承突出部的突伸进支承空间的支承面中的部段被沟槽围绕。底座具有三角形的底面形状，所述底座相互间隔并且能够使基材以六角形的布置来定位。

文献DE 20 2015 118 215描述了一种基座，其中，沟槽沿底座的定位侧边延伸，支承突出部从所述沟槽突出。在此还描述了一种支承突出部，所述支承突出部被环形槽环绕，其中，环形槽具有在横截面中为圆形的弓形件，所述弓形件在构成侧壁的情况下无折点地过渡至用于基材支承的支承面。

该类型的基座尤其应用在CVD反应器中，基座在CVD反应器中构成过程室的底部。基座自下、例如通过热辐射被加热。通过热传导使辐射热量达到基座的顶侧，基材在基座上置入在此布置的支承料槽中。基座的顶侧上方具有过程室，所述过程室的顶板由进气机构构成。进气机构的面向基座的排气面具有与基座的表面温度不同的温度。排气面与基座顶侧之间的温度差可以达数百摄氏度，从而基于基座与进气机构之间所形成的温度梯度导致从基座至进气机构的极高的热通量。鉴于该热通量在基座内部构成垂直的温度梯度，然而在支承料槽的区域中也构成垂直的温度梯度。在基材中空地放置在支承料槽上所处的区域中以及在基材支承在支承突出部的支承面上所处的区域中，热通量是不同的。此外，还存在从定位侧边至基材的垂直的热入流。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种技术措施，以便使待涂覆的基材的表面上的水平的温度梯度最小化，此外使得横向的温度分布均匀化。

所述技术问题通过在权利要求中给出的发明解决。从属权利要求不仅是在独立权利要求中给出的本发明的有利的改进方案。而且从属权利要求还构成该技术问题的创造性的解决方案。

利用在权利要求中给出的且以下所述的技术特征，改进了在基材表面上的温度均匀性。在基材表面上测得的最低温度与在同一基材表面上测得的最高温度的温度差通过以下多种不同的较之于现有技术所建议的措施减小。首先并且主要建议，支承突出部自槽突出，而该槽本身又布置在凹陷中。所述凹陷在支承面的底部以下然而槽的底部以上的垂直高度上延伸，从而使凹陷的垂直高度位于槽的底部与支承料槽底部之间。支承料槽底部在平面中基本上平坦地延伸。然而为了提高在基材表面上的温度均匀性而规定，支承料槽底部具有垂直的结构、例如相对于支承料槽高度提高的区域和相对于支承料槽高度加深的区域。尤其规定，支承突出部具有离定位侧边的距离。还规定，围绕支承突出部的槽具有离定位侧边的距离。所述凹陷可以具有第一凹陷部段，所述第一凹陷部段填充槽与定位侧边之间的间隙。凹陷由此邻接至定位侧边上，从而使定位侧边在第一凹陷部段的边缘上延伸。在第一凹陷部段上可以邻接第二凹陷部段。优选第一凹陷部段在支承空间的边缘界限的周向上邻接有两个第二凹陷部段，所述第二凹陷部段分别邻接在定位侧边上。还可以设置第三凹陷部段，所述第三凹陷部段就支承突出部而言与第一凹陷部段对置。第一、第二和第三凹陷部段优选布置为，使得第一、第二和第三凹陷部段完全环绕槽，所述槽又环绕支承突出部。支承突出部由此连同环绕该支承突出部的槽一起作为孤岛位于相对于支承面高度加深的平面中，所述平面构成凹陷底部。支承突出部尤其与定位侧边间隔，从而使支承突出部被基材的边缘完全覆盖。由此，基材的底侧的与基材的边缘朝基材的中心方向间隔的表面部段支承在支承突出部的支承区上。支承区是几乎点状的表面。支承区优选具有最多0.7mm、0.5mm或最多0.3mm的直径。支承区的中点优选与定位侧边间隔至少4mm。支承区可以无折点地过渡至支承突出部的横截面为圆形的侧壁。侧壁可以在弯曲的表面上延伸，所述表面在横截面中沿圆弧线延伸。而且槽的横截面也可以在圆弧线上延伸。该槽构成环绕支承突出部的环形沟槽。这两个圆弧线反向地弯曲并且在横截面拐点的区域中相互过渡。槽的底部在由槽构成的切口(Kehle)的顶点线上延伸。槽的径向外部边缘可以倒圆角地或者在构成棱角的情况下过渡至凹陷底部。所述凹陷底部优选在平面中延伸，所述平面平行于支承面高度并且平行于支承表面地延伸。凹陷底部结束处的凹陷边缘优选由台阶构成。凹陷边缘在构成该台阶的情况下过渡至支承料槽底面。支承料槽优选被至少六个、优选相互间隔的底座环绕，所述底座分别构成定位侧边。定位侧边能够在共同的圆弧线上延伸。然而每个定位侧边还尤其在其中央具有直线型延伸的部段。定位侧边优选地在其与凹陷邻接的部位处直线型地延伸。优选设有六个分别带有支承面的支承突出部，所述支承突出部在周向上沿圆弧线在支承料槽的优选圆形的界限边缘内部以均匀的角分布布置。支承突出部的所有支承面都位于支承平面中。支承平面离支承料槽的垂直距离优选为400μm。该距离可以在300至500μm之间的区域中。槽底部离支承平面的垂直距离可以在500至900μm之间的区域中。支承平面离凹陷底部的垂直距离优选为500μm，从而使凹陷与支承料槽底部之间的台阶约为100μm。该距离可以在300至700μm之间的区域中，从而使台阶也可以小于100μm，然而也可以大于100μm。

附图说明

以下借助附图对本发明的实施例进行更详尽的阐述。在附图中：

图1示出基座1的顶面的俯视图，所述基座具有大量以六角形的紧密成组布置的用于支承圆形基材的支承料槽2，其中每个未位于边缘上的支承料槽2都被六个底座19环绕，所述底座分别具有定位侧边3。

图2放大示出图1中局部II，

图3放大示出图2中的局部III，

图4示出根据图3中剖切线IX-IX的剖视图，和

图5示出根据图4的视图，然而其具有支承在支承突出部8上的基材20。

具体实施方式

图1示出圆形的、平坦的、由石墨、钼、石英或其他合适的材料制成的基座1。基座1具有大体上平坦的顶侧和大体上平坦的底侧。顶侧设有凹陷结构，利用所述凹陷结构构成分别用于各个基材20的支承空间2。而且在底侧上还可以设置用于影响热传导的垂直结构。基座1应用在CVD反应器中。具有向外气密封闭的壳体的CVD反应器在文献DE 10 2011 055061 A1中示出。在壳体内部，在下部的高度水平上具有加热器，其中该加热器可以涉及电阻加热器、辐射加热器或感应式加热器。利用所述集热器形成热量，所述热量尤其借助热辐射传递至布置在加热器上方的基座1。在基座的顶侧上方具有过程室，过程气体通过进气机构输入过程室中。进气机构构成过程室的上部界限而且具有排气孔，过程气体能够通过所述排气孔流入过程室中。进气机构的面向过程室的排气面优选被冷却，相反，基座的与该排气面对置的、承载基材20的顶侧则被加热至比进气机构的表面温度高数百摄氏度的温度。为了保持该温度梯度，需要从基座1至进气机构的极高的热通量。该热通量受到基座1内部的垂直的温度梯度的限制。

在基座1的顶侧上具有大量分别用于支承圆盘状的基材20的支承空间2。每个支承空间2由总共六个大致三角形的、相互间隔的底座4包围。每个支承料槽底部4具有三个定位侧边3，所述定位侧边以均匀的周向分布围绕支承空间2的界限边缘布置。

图2示出具有六个定位侧边3的支承空间，所述定位侧边沿周向相互间隔。每个定位侧边3都面向圆形的支承料槽2的中心。朝中心方向具有直接邻接在定位侧边3上的凹陷11。定位侧边3涉及垂直面，所述垂直面具有外部的弯曲区域和中间的大致直线型延伸区域。凹陷11的第一部段16沿定位侧边3的大致直线型延伸区域延伸。第一凹陷部段16位于两个第二凹陷部段17之间，所述第二凹陷部段与第一凹陷部段16一样直接邻接在定位侧边3上。

凹陷11的凹陷底部12在平面中延伸，在凹陷的内部具有环形的槽5。由图4的横截面可知，槽5构成具有圆形的横截面的切口。该切口涉及环形切口，该环形切口的横截面轮廓通过半径R₁确定。槽5的最深的区域构成槽底部6，所述槽底部与支承平面E间隔一个距离D₃。槽5圆弧状地绕中点延伸并且具有径向外部的槽边缘7，槽5在槽边缘中在倒圆部或边棱15的情况下向凹陷底部12过渡。凹陷底部12平行于支承平面E延伸，并且与支承平面E间隔一个距离D₂。

槽5的沿径向面向内部的、在横截面中沿半径R₁延伸的壁在拐点14处过渡至支承突出部8，所述拐点在俯视图中描绘出围绕槽5的中心的圆弧线。支承突出部8具有环形的侧壁10，所述侧壁10在横截面中在具有半径R₂的弧线上延伸。侧壁10过渡至支承区9，所述支承区构成支承突出部8的中心并且在支承平面E中延伸。

支承突出部8由此构成凹陷11的穹窿状拱起，所述拱起被槽5围绕。

槽5完全被凹陷11的凹陷底部12环形围绕。第一凹陷部段16与第三凹陷部段18相对置。就支承料槽2的中心而言，第三凹陷部段18位于支承突出部8的径向内侧，而第一凹陷部段16则位于支承突出部8的径向外侧。

支承区9的直径为0.2mm。支承区9基本上是在支承平面E中延伸的平缓的表面。

第三凹陷部段18在构成圆形的凹陷边缘13的情况下邻接在支承料槽底部14上，所述凹陷边缘围绕支承突出部8的中心延伸，所述支承料槽底部基本上平缓地延伸。支承料槽底部4与支承平面E间隔一个距离D₁。所述距离优选具有以下数值：D₁＝400μm；D₂＝500μm并且D₃＝700μm。

图5示出如图4所示的横截面，然而以附图标记20标注了支承在支承突出部8上的基材。基材20在总共六个点上分别支承在支承突出部8上。基材20的中心区域由此以距离D₁中空地位于支承料槽底部4上。基材20的底侧则位于支承平面E中。

上述实施方式用于阐述全部包含在本申请中的发明，本发明至少通过以下技术特征分别对现有技术进行创造性的改进，也即：

一种设备，其特征在于，槽5在凹陷11中延伸，所述凹陷的垂直高度位于槽5的底部6与支承料槽底部4之间。

一种设备，其特征在于，支承突出部8和/或围绕支承突出部8的槽5具有离定位侧边3的水平距离。

一种设备，其特征在于，槽5与定位侧边3之间的水平距离通过凹陷11的第一部段16填充。

一种设备，其特征在于，设有凹陷11的与第一凹陷部段16相连的、邻接在定位侧边3上的第二部段17。

一种设备，其特征在于，第一凹陷部段16和两个第二凹陷部段17连同与第一凹陷部段16相对置的第三凹陷部段18一起无中断地围绕槽5。

一种设备，其特征在于，支承突出部8被基材20的边缘完全覆盖。

一种设备，其特征在于，支承区9的中点与定位侧边3间隔至少4mm。

一种设备，其特征在于，支承区9是具有最多0.7mm或最多0.5mm、优选最多0.3mm的直径的平面E。

一种设备，其特征在于，在横截面中倒圆的侧壁10无折点地过渡至支承区9，和/或在横截面中倒圆的侧壁10无折点地从支承区9延伸至槽5的槽底部6，和/或槽底部6通过倒圆的切口的顶点构成，所述切口在构成边棱15或倒圆的情况下过渡至凹陷底部12。

一种设备，其特征在于，凹陷底部12是平行于支承面9延伸的平面。

一种设备，其特征在于，支承料槽2具有至少六个尤其在周向上沿圆弧线相同间隔的支承突出部8。

一种设备，其特征在于，支承区9与支承料槽底部4之间的垂直距离D₁约为400μm，支承区9与凹陷底部12之间的垂直距离D₂约为500μm，并且支承平面E与槽底部6之间的垂直距离D₃约为700μm。

所有的公开的技术特征(本身，或者以不同组合方式)都具有创造性。在本申请的公开文件中还将所属/所附优先权文件(在先申请文本)的公开内容全部包含，而且为此目的还将该文件的特征包含在本申请的权利要求中。从属权利要求以其特征表征了现有技术的独有的创造性的改进方案，尤其用于基于该技术特征采取分案申请。

附图标记清单

1 基座

2 支承料槽、支承空间

3 定位侧边

4 支承料槽底部

5 槽

6 槽底部

7 槽边缘

8 支承突出部

9 支承区

10 侧壁

11 凹陷

12 凹陷底部

13 凹陷边缘

14 拐点

15 边棱

16 凹陷部段

17 凹陷部段

18 凹陷部段

19 底座

20 基材

E 支承平面

D₁ 距离

D₂ 距离

D₃ 距离

R₁ 半径

R₂ 半径

Claims (13)

1.一种用于将至少一个基材(20)固持在CVD或PVD反应器的过程室中的设备，在所述CVD或PVD反应器的平坦的顶侧上具有至少一个被至少一个定位侧边(3)限定的、用于容纳至少一个基材(20)的容纳部，其中，支承料槽(2)具有支承料槽底部(4)，在定位侧边(3)的附近，支承突出部(8)自该支承料槽底部突出，所述支承突出部构成被侧壁(10)围绕的、位于支承平面(E)中的支承区(9)，所述支承区离围绕支承突出部(8)的槽(5)的底部(6)具有比离支承料槽底部(4)更大的垂直距离，其特征在于，槽(5)在凹陷(11)中延伸，所述凹陷的垂直高度位于槽(5)的底部(6)与支承料槽底部(4)之间。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，支承突出部(8)和/或围绕支承突出部(8)的槽(5)具有离定位侧边(3)的水平距离。

3.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，槽(5)与定位侧边(3)之间的水平距离通过凹陷(11)的第一部段(16)填充。

4.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，设有凹陷(11)的与第一凹陷部段(16)相连的、邻接在定位侧边(3)上的第二部段(17)。

5.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，第一凹陷部段(16)和两个第二凹陷部段(17)连同与第一凹陷部段(16)相对置的第三凹陷部段(18)一起无中断地围绕槽(5)。

6.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，支承突出部(8)被基材(20)的边缘完全覆盖。

7.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，支承区(9)的中点离定位侧边(3)间隔至少4mm。

8.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，支承区(9)是具有最多0.7mm或最多0.5mm、优选最多0.3mm的直径的平面(E)。

9.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，在横截面中为圆形的侧壁(10)无折点地过渡至支承区(9)，和/或在横截面中为圆形的侧壁(10)无折点地从支承区(9)延伸至槽(5)的槽底部(6)，和/或槽底部(6)通过圆形的切口的顶点构成，所述切口在构成边棱(15)或圆弧的情况下过渡至凹陷底部(12)。

10.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，凹陷底部(12)是平行于支承面(9)延伸的平面。

11.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，支承料槽(2)具有至少六个尤其在周向上沿圆弧线均匀间隔的支承突出部(8)。

12.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，支承区(9)与支承料槽底部(4)之间的垂直距离(D₁)约为400μm，支承区(9)与凹陷底部(12)之间的垂直距离(D₂)约为500μm，并且支承平面(E)与槽底部(6)之间的垂直距离(D₃)约为700μm。

13.一种设备，其特征在于上述权利要求中任一项所述一个或多个特定技术特征。