用于在CVD或PVD反应器的过程室中固持至少一个基材的设备

申请号 CN201620924056.0 申请日 2016-08-23 公开(公告)号 CN206232802U 公开(公告)日 2017-06-09
申请人 艾克斯特朗欧洲公司; 发明人 J.奥多德; D.克拉本斯; O.菲隆;
摘要 本实用新型涉及一种用于在CVD或PVD反应器的过程室中固持至少一个基材(20)的设备,在所述反应器的平坦的顶侧上具有至少一个被至少一个 定位 边(3)限定的、用于容纳至少一个基材(20)的支承 兜孔 (2),其中,所述支承兜孔(2)具有支承兜孔底部(4),在定位边(3)附近从所述支承兜孔底部突伸出支承凸起(8),所述支承凸起构成被 侧壁 (10)围绕的支承区(9),所述支承区位于支承平面(E)中,所述支承平面相对于围绕支承凸起(8)的槽(5)比相对于支承兜孔底部(4)具有更大的垂直间距。为了提高基材的顶侧上的 温度 均匀度规定,所述槽(5)在凹陷(11)中延伸,所述凹陷的垂直 水 平面位于槽(5)的底部(6)与支承兜孔底部(4)之间。支承凸起(8)和/或包围所述支承凸起(8)的槽(5)相对于定位边(3)具有水平间距。
权利要求

1.一种用于在CVD或PVD反应器的过程室中固持至少一个基材(20)的设备,在所述反应器的平坦的顶侧上具有至少一个被至少一个定位边(3)限定的、用于容纳至少一个基材(20)的支承兜孔(2),其中,所述支承兜孔(2)具有支承兜孔底部(4),在定位边(3)附近从所述支承兜孔底部突伸出支承凸起(8),所述支承凸起构成被侧壁(10)围绕的支承面(9),所述支承面位于支承平面(E)中,所述支承平面相对于围绕支承凸起(8)的槽(5)比相对于支承兜孔底部(4)具有更大的垂直间距,其特征在于,所述槽(5)在凹陷(11)中延伸,所述凹陷的垂直平面位于所述槽(5)的底部(6)与所述支承兜孔底部(4)之间。
2.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,支承凸起(8)和/或围绕支承凸起(8)的槽(5)具有相对于所述定位边(3)的水平间距。
3.根据权利要求2所述的设备,其特征在于,所述槽(5)与定位边(3)之间的水平间距被凹陷(11)的第一区段(16)填充。
4.根据权利要求3所述的设备,其特征在于,设有凹陷(11)的连接在第一凹陷区段(16)上的、邻接定位边(3)的第二区段(17)。
5.根据权利要求4所述的设备,其特征在于,第一凹陷区段(16)和第二凹陷区段(17)连同与第一凹陷区段(16)相对置的第三凹陷区段(18)一起无中断地围绕槽(5)。
6.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,支承凸起(8)被基材(20)的边缘完全覆盖
7.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,支承面(9)的中点相对于定位边(3)间隔至少4mm。
8.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,支承面(9)是直径最大为0.7mm或最大为
0.5mm的平面(E)。
9.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,在横截面中倒圆的侧壁(10)向支承面(9)无曲折点地过渡。
10.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,在横截面中倒圆的侧壁(10)自支承面(9)向槽(5)的槽底部(6)无曲折点地过渡。
11.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,槽底部(6)由倒圆的切口的顶点构成,所述切口在构成倒棱(15)或倒圆的情况下向凹陷底部(12)过渡。
12.根据权利要求11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。
13.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,支承兜孔(2)具有至少六个沿周向在圆弧线上均匀间隔的支承凸起(8)。
14.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,支承面(9)与支承兜孔底部(4)之间的垂直间距(D1)为400μm,支承面(9)与凹陷底部(12)之间的垂直间距(D2)为500μm,并且支承平面(E)与槽底部(6)之间的垂直间距(D3)为700μm。
15.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,支承面(9)是直径最大为0.3mm的平面(E)。

说明书全文

用于在CVD或PVD反应器的过程室中固持至少一个基材的设备

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种用于在CVD或PVD反应器的过程室中固持至少一个基材的设备,在该反应器的平坦的顶侧上具有至少一个被至少一个定位边限定的支承兜孔,以便容纳至少一个基材,其中,支承兜孔具有支承兜孔底部,从支承兜孔底部开始在其限定了至少一个定位边的边缘附近突伸出支承凸起,支承凸起构成被侧壁围绕的支承面/支承区,支承面/支承区位于支承平面中,支承平面相对于围绕支承凸起的槽的底部比相对于支承兜孔底部具有更大的垂直间距。

背景技术

[0002] 文献US 2003/0209326A1描述了一种基座,其带有分别用于容纳基材的支承兜孔。每个支承兜孔都具有支承兜孔底部。该底部延伸至定位边,定位边定义了支承兜孔的边缘。
在定位边附近在支承兜孔底部的不同周向位置上设置隆起,支承凸起从隆起突伸出来,支承凸起与端面一起构成支承面,基材的底侧支承在支承面上,从而使基材中空地位于支承兜孔中。
[0003] 由文献US 2014/0287142 A1已知一种基座,其中,平行于边缘延伸的肋条突伸出支承兜孔的底部,基材的边缘支承在肋条上。
[0004] 由文献US 5,645,647已知一种基座,其中,由定位边限定出用于基材的支承空间。
[0005] 文献DE 10 2012 108 986A1描述了一种CVD设备的基材固持器,该基材固持器由带有顶侧和底侧的扁平圆盘构成。顶侧具有兜孔状的结构。每个这种结构构成分别用于圆形基材的支承空间。顶侧的支座的边缘区段构成定位边,分别用于大量布置在基材固持器的顶侧上的基材的定位。基材的边缘靠在与定位边相邻的、零散的支承凸起上。支承凸起的伸进支承空间的支承面中的区段被沟槽围绕。支座具有三形的底面轮廓,相互间隔并且能够以六角形的布置方式定位基材。
[0006] 文献DE 20 2015 118 215描述了一种基座,其中,沟槽沿支座的定位边延伸,从沟槽中突伸出支承凸起。该处还描述了被环形槽围绕的支承凸起,其中,环形槽具有横截面倒圆的弧,该弧在构成侧壁的情况下向用于支承基材的支承面无曲折点地过渡。
[0007] 根据本实用新型的基座尤其应用在CVD反应器中,基材在该处构成过程室的底部。基座自下部、例如通过热辐射被加热。通过热传导实现向基座的顶侧的辐射热,在该顶侧上,基材伸入此处布置的支承兜孔中。在基座的顶侧上方具有过程室,该过程室的顶盖由进气机构构成。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为几百摄氏度,从而由于基座与进气机构之间形成的温度梯度产生自基座向进气机构非常高的热流。由于该热流构成基座内部的垂直的温度梯度,然而在支承兜孔的区域中也构成垂直的温度梯度。基材中空地位于支承兜孔的底部上方的区域中的热流和基材贴靠在支承凸起的支承面上的区域中的热流是不同的。此外,还存在自定位边向基材的垂直的热量输入。
实用新型内容
[0008] 本实用新型所要解决的技术问题在于,提供措施,以便使待涂覆的基材的表面上的平温度梯度最小化并且使横向的温度曲线均匀化。
[0009] 所述技术问题通过一种用于在CVD或PVD反应器的过程室中固持至少一个基材的设备解决,其中在反应器的平坦的顶侧上具有至少一个被至少一个定位边限定的、用于容纳至少一个基材的支承兜孔,其中,支承兜孔具有支承兜孔底部,在定位边附近从支承兜孔底部突伸出支承凸起,支承凸起构成被侧壁围绕的支承区,支承区位于支承平面中,支承平面相对于围绕支承凸起的槽比相对于支承兜孔底部具有更大的垂直间距。通过按本发明的设备并且在以下所描述的技术特征改进了基材表面上的温度均匀度。通过以下建议的措施相对于现有技术减小基材表面上测得的最低温度与同一基材表面上测得的最高温度的差。首先并且主要建议,槽本身也布置在凹陷中,支承凸起自所述槽中突伸出来。凹陷在支承面的底部下方但在槽的底部上方的垂直水平面上延伸,从而使凹陷的垂直水平面位于槽的底部与支承兜孔底部之间。支承兜孔底部在平面内基本上平坦地延伸。然而为了提高基材表面上的温度均匀度还建议,支承兜孔底部具有垂直的结构,例如相对于支承兜孔水平面提高的区域和相对于支承兜孔水平面下陷的区域。尤其规定,支承凸起具有相对于定位边的间距。还规定,围绕支承兜孔的槽具有相对于定位边的间距。凹陷可以具有第一凹陷区段,所述第一凹陷区段填充槽与定位边之间的间隔空间。该凹陷由此邻接定位边,从而使定位边在第一凹陷区段的边缘上延伸。在第一凹陷区段上可以邻接第二凹陷区段。优选地,沿支承空间的边缘界限的周向在第一凹陷区段上连接有两个第二凹陷区段,这两个第二凹陷区段分别邻接在定位边上。可以设置第三凹陷区段,该第三凹陷区段与第一凹陷区段相对于支承凸起相互对置。第一、第二和第三凹陷区段优选布置成,使得第一、第二和第三凹陷区段完全围绕又围绕支承凸起的槽。支承凸起由此连同围绕该支承凸起的槽一起作为岛位于相对于支承面水平面下陷的构成凹陷底部的平面中。支承凸起尤其相对于定位边保持间隔,从而使支承凸起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保持间隔的面区段支承在支承凸起的支承区上。支承区是几乎点状的面。该支承区优选具有最大0.7mm、0.5mm或最大0.3mm的直径。支承区的中心优选相对于定位边间隔至少
4mm。支承区可以向支承凸起的在横截面中倒圆的侧壁无曲折点地过渡。侧壁可以在弯曲的面上延伸,该弯曲的面在横截面中沿圆弧线延伸。槽的横截面也可以在圆弧线上延伸。槽构成围绕支承凸起的环形沟槽。这两个圆弧线相反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。槽的径向外部的边缘可以倒圆或者在构成倒棱的情况下向凹陷底部过渡。凹陷底部优选在平行于支承面水平面和平行于支承平面上延伸。凹陷边缘(凹陷底部在凹陷边缘处结束)优选由台阶构成。为了构成该台阶,凹陷边缘向支承兜孔底部面过渡。支承兜孔优选被至少六个优选相互间隔的支座包围,该支座分别构成定位边。定位边可以在共同的圆弧线上延伸。然而每个定位边还可以尤其在其中部具有直线延伸的区段。定位边优选在其与凹陷相邻的位置处直线延伸。优选六个支承凸缘分别设有一个支承面,这些支承面在支承兜孔的优选圆形的限界边缘的内部沿圆弧线的周向以均匀的角分布布置。支承凸缘的全部支承面位于支承平面中。支承平面相对于支承兜孔底面的垂直间距优选为400μm。该间距可以在300至500μm的范围内。槽底部相对于支承平面的垂直间距可以在500至900μm的范围内。支承平面相对于凹陷底部的垂直间距优选为500μm,从而使凹陷与支承兜孔底部之间的台阶约为100μm。该间距可以在300至700μm之间的范围内,从而使台阶也可以小于100μm,然而也可以大于100μm。
附图说明
[0010] 以下结合附图对本实用新型的实施例进行阐述。在附图中:
[0011] 图1示出基座1的顶侧的俯视图,该基座具有大量以六角形最紧密堆积体方式布置的支承兜孔2,分别用于支承圆形的基材,为此,每个不处于边缘上的支承兜孔2都被六个分别具有一个定位边3的支座9围绕,
[0012] 图2示出图1的剖切面II的放大图,
[0013] 图3示出图2的剖切面III的放大图,
[0014] 图4示出沿图3的剖切线IV-IV得到的剖视图和
[0015] 图5示出根据图4的视图,然而其带有支承在支承凸起8上的基材20。

具体实施方式

[0016] 图1示出圆形的、扁平的由石墨、钼、石英或其他合适材料制成的基座1。所述基座1具有大体上平坦的顶侧和大体上平坦的底侧。顶侧设有垂直结构,利用该垂直结构构成分别用于基材20的支承空间2。而且在底侧上也设有用于影响热传导的垂直结构。基座1应用在CVD反应器中。在DE 10 2011 055 061 A1中示出带有向外气密封闭的壳体的CVD反应器。在壳体内部在下部的高度水平面上具有加热装置,其中,该加热装置可以是电阻加热器、辐射加热器或电感加热器。利用该加热装置产生热量,该热量尤其借助热辐射传递到布置在加热装置上方的基座1上。在基座的顶侧上方具有过程室,过程气体通过进气机构输送至过程室中。进气机构构成过程室的上方界限并且具有排气孔,过程气体可以通过该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,基座的与该排气面相对置的、承载基材20的顶面被加热到一个高于几百度的温度。为了保持该温度梯度,需要自基座
1向进气机构的极高的热流。该热流导致基座1内部的垂直的温度梯度。
[0017] 在基座1的顶侧上具有大量分别用于支承圆盘形的基材20的支承空间2。每个支承空间2被总共六个大致上三角形的、相互间隔的支座19包围。每个支承兜孔底部4具有三个定位边3,这三个定位边以均匀的周向分布绕支承空间2的限界边缘布置。
[0018] 图2示出带有六个定位边3的支承空间,该定位边沿周向相互间隔地布置。每个定位边3面向圆形的支承空间2的中心。朝该中心的方向紧邻在定位边3上具有凹陷11。定位边3是垂直面,该垂直面具有外部的弯曲的区域和中部大致为直线延伸的区域。凹陷11的第一区段16沿定位边3的直线延伸的区域延伸。第一凹陷区段16位于两个第二凹陷区段17之间,这两个第二凹陷区段与第一凹陷区段一样紧邻在定位边3上。
[0019] 在凹陷11内部(所述凹陷的凹陷底部12在平面内延伸)具有环形的槽5。由图4的横截面可以看出,槽5构成带有倒圆的横截面的切口。该切口是横截面轮廓由半径R1确定的环形切口。槽5的最低的区域构成槽底部6,该槽底部相对于支承平面E间隔一个间距D3。槽5绕中点圆弧状地延伸并且具有径向外部的槽边缘7,在槽边缘7内,槽5在构成倒圆或倒棱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延伸并且相对于支承平面E以间距D2保持间隔。
[0020] 槽5的面向径向内部的壁在拐点14处向支承凸起8过渡,该壁在横截面中沿半径R1延伸,该拐点14在俯视图中描绘为围绕槽5的中心的圆弧线。支承凸起8具有环形的侧壁10,该侧壁在横截面中在半径为R2的弧线上延伸。侧壁10向支承区9过渡,该支承区9构成支承凸起8的中心并且在支承平面E内延伸。
[0021] 支承凸起8由此构成凹陷11的拱顶状隆起,该拱顶状隆起被槽5围绕。
[0022] 槽5完全被凹陷11的凹陷底部12环形围绕。第三凹陷区段18与第一凹陷区段16相对置。基于支承兜孔2的中点,第三凹陷区段18位于支承凸起8的径向内侧,并且第一凹陷区段16位于支承凸起8的径向外侧。
[0023] 支承区9的直径为0.2mm。支承区9是大体上在支承平面E中延伸的平坦的面。
[0024] 第三凹陷区段18在构成圆形凹陷边缘13的情况下邻接大体上平坦延伸的支承兜孔底部4,该圆形凹陷边缘13围绕支承凸起8的中心延伸。支承兜孔底部4相对于支承平面E以间距D1保持间隔。优选的间距为以下数值:D1=400μm;D2=500μm并且D3=700μm。
[0025] 图5示出如图4的横截面,然而其利用附图标记20标注支承在支承凸起8上的基材。基材20以总共六个点分别支承在相应的支承凸起8上。基材20的中间区域以间距D1中空地位于支承兜孔底部4上方。基材20的底侧则位于支承平面E中。
[0026] 上述实施例用于阐述全部包含在本申请中的实用新型,这些实用新型至少通过以下技术特征组合分别对现有技术进行独立地改进,也即:
[0027] 一种设备,其特征在于,所述槽5在凹陷11中延伸,该凹陷的垂直水平面位于槽5的底部6与支承兜孔底部4之间。
[0028] 一种设备,其特征在于,支承凸起8和/或围绕支承凸起8的槽5具有相对于定位边3的水平间距。
[0029] 一种设备,其特征在于,槽5与定位边3之间的水平间距被凹陷11的第一区段16填充。
[0030] 一种设备,其特征在于,设有凹陷11的连接在第一凹陷区段16上的、邻接定位边3的第二区段17。
[0031] 一种设备,其特征在于,第一凹陷区段16和第二凹陷区段17连同与第一凹陷区段16相对置的第三凹陷区段18一起无中断地围绕槽5。
[0032] 一种设备,其特征在于,支承凸起8被基材20的边缘完全覆盖。
[0033] 一种设备,其特征在于,支承区9的中点相对于定位边3间隔至少4mm。
[0034] 一种设备,其特征在于,支承区9是直径最大为0.7mm或最大为0.5mm、优选最大为0.3mm的平面E。
[0035] 一种设备,其特征在于,在横截面中倒圆的侧壁10向支承区9无曲折点地过渡,和/或在横截面中倒圆的侧壁10自支承区9向槽5的槽底部6无曲折点地过渡,和/或槽底部6由倒圆的切口的顶点构成,该倒圆的切口在构成倒棱15或倒圆的情况下向凹陷底部12过渡。
[0036] 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。
[0037] 一种设备,其特征在于,支承兜孔2具有至少六个尤其沿周向在圆弧线上均匀间隔的支承凸起8。
[0038] 一种设备,其特征在于,支承区9与支承兜孔底部4之间的垂直间距D1约为400μm,支承区9与凹陷底部12之间的垂直间距D2约为500μm,并且支承平面E与槽底部6之间的垂直间距D3约为700μm。
[0039] 所有公开的技术特征本身,然而也以相互组合的方式对于本实用新型都是非常重要的。还将所述/所附优先权文本在先申请文本的公开内容完全包含在本申请的公开内容中,出于此目的,还将优先权文本的技术特征也包含在本申请的权利要求中。从属权利要求以其技术特征表征对现有技术的独特、有创造性的改进,尤其能够基于这些从属权利要求进行分案申请。
[0040] 附图标记清单
[0041] 1        基座
[0042] 2        支承兜孔、支承空间
[0043] 3        定位边
[0044] 4        支承兜孔底部
[0045] 5        槽
[0046] 6        槽底部
[0047] 7        槽边缘
[0048] 8        支承凸起
[0049] 9        支承面
[0050] 10       侧壁
[0051] 11       凹陷
[0052] 12       凹陷底部
[0053] 13       凹陷边缘
[0054] 14       拐点
[0055] 15       倒棱
[0056] 16       凹陷区段
[0057] 17       凹陷区段
[0058] 18       凹陷区段
[0059] 19       支座
[0060] 20       基材
[0061] E        支承平面
[0062] D1       间距
[0063] D2       间距
[0064] D3       间距
[0065] R1       半径
[0066] R2       半径
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