CN220887680U - 一种托盘组件及衬底支撑装置及外延生长设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种托盘组件及衬底支撑装置及外延生长设备。该托盘组件包括承载部、衬托、第一定位环及第二定位环，承载部的一侧配置有用于连接支撑筒的第一连接部；承载部远离第一连接部的一侧配置有卡接部。第一定位环，设置在卡接部的内缘，第二定位环设置在卡接部的外缘并于第一定位环连接，衬托设置在第一定位环的下方，第一定位环与衬托部分重叠，衬托的平面高度高于承载部的中部的平面高度，本申请中的托盘组件为分体式结构，方便更换易损部件，同时只需要更换单个损坏部件，可以降低设备使用成本，本申请中的承载部位实心结构，不仅有利于增加承载部的强度，而且提高衬底表面的温度均匀性。

Description

一种托盘组件及衬底支撑装置及外延生长设备

技术领域

本申请涉及CVD设备技术领域，具体地涉及一种托盘组件及衬底支撑装置及外延生长设备。

背景技术

CVD是指反应物质在气态条件下在衬底表面发生化学反应生成薄膜的过程，衬底在生长时，为了方便交接传递以及在生长过程中旋转，衬底并不是直接固定在衬底加热器上，而是通常安装或放置在托盘组件上，进而托盘组件再安装在衬底加热器上，实现生长过程中的衬底加热。

目前使用的托盘组件多为一体式结构，且均为中空环状结构，通过机械手将中空的环状结构的托盘搭接在实心的支撑筒上，实现对衬底的加热与运输；

但本申请的发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题，一体式的托盘组件设计不利于托盘的清洗与更换，如果一个零部件损坏，就需要更换全部的托盘组件，提高了设备的使用成本，而且采用中空环状结构的托盘组件进一步减弱了托盘组件的强度，在高速旋转过程中容易破碎，从而影响衬底表面的温度均匀性。

实用新型内容

为克服上述缺点，本申请的目的在于：提供一种托盘组件，该托盘组件可降低飞盘、飞片、提高衬底温度均匀性以保证外延生长质量。

为了达到以上目的，本申请采用如下技术方案：

一种托盘组件，所述托盘组件包括：

承载部，所述承载部的一侧配置有用于连接支撑筒的第一连接部；所述承载部远离所述第一连接部的一侧配置有卡接部，

第一定位环，设置在所述卡接部的内缘，

第二定位环，设置在所述卡接部的外缘并于第一定位环连接；

及衬托，设置在所述第一定位环的下方，所述第一定位环与所述衬托部分重叠，所述衬托的平面高度高于所述承载部的中部的平面高度。

在一实施方式中，所述衬托的上配置有用于支撑衬底的支撑部。

在一实施方式中，所述支撑部为设置在衬托上的环形凸起，所述环形凸起的截面为矩形或齿形。

在一实施方式中，所述支撑部为数个支撑块，数个所述支撑块均匀的分散在所述衬托的端面上。

在一实施方式中，所述承载部上配置有用于放置衬托的凹槽；

所述第二定位环的内缘径向突出有第一突出部，所述第一突出部的高度小于所述第二定位环的高度，所述第一突出部搭接在所述卡接部上。

在一实施方式中，所述承载部呈圆盘状，其与支撑筒连接后，所述承载部的主体在径向上凸出于所述支撑筒。

在一实施方式中，所述衬托中凸台平面高度与所述承载部的中部平面高度之间的高度差为h，高度差介于0.1-0.2mm。

本申请实施例还提供了一种衬底支撑装置，该支撑装置包括：

支撑筒：所述支撑筒的一侧配置有与第一连接部相适配的第二连接部，所述第二连接部上搭载有如上述的托盘组件。

在一实施方式中，所述支撑筒底部配置有限位槽，所述限位槽用于支撑筒与旋转台固定。

本申请实施例还提供了一种外延生长设备，该外延设备包括：

反应腔，所述反应腔的顶部配置有喷淋组件，所述反应腔底部配置有上述的衬底支撑装置；

转移机构，包括用于运输托盘组件的机械手。

有益效果

本申请中的托盘组件由承载部、衬托、第一定位环及第二定位环四个部件拼接组成，托盘组件采用分体式结构，一方面方便清洗和更换，另一方面在部件损坏时，只需要更换单个损坏部件，可以降低设备使用成本；

本申请中承载部为实心结构，不仅有利于增加承载部的强度，而且提高衬底表面的温度均匀性；

本申请中衬托的平面高度高于承载部的中部的平面高度，避免衬底直接接触承载部，有利于提高衬底表面的温度均匀性。

附图说明

附图用来提供对本公开技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本公开的实施例一起用于解释本公开的技术方案，并不构成对本公开技术方案的限制。附图中各部件的形状和大小不反映真实比例，目的只是示意说明本申请内容。

图1为本申请实施例提供的外延生长设备结构示意图；

图2为本申请实施例提供的衬底支撑装置结构示意图；

图3为本申请实施例提供的衬底支撑装置剖面示意图；

图4为本申请实施例提供的支撑筒剖面示意图；

图5为本申请实施例提供的托盘组件剖面示意图；

图6为图5中A部分放大结构示意图；

图7为图5中B部分放大结构示意图；

图8为图7中环形凸起另一实施例的局部放大示意图；

图9为本实施例提供的支撑部另一实施例示意图；

图10为本申请实施例提供的承载部结构示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本申请而不限于限制本申请的范围。实施例中采用的实施条件可以如具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

除非另外定义，本公开实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本文中，“电性连接”包括构成要素通过具有某种电作用的元件连接在一起的情况。“具有某种电作用的元件”只要可以进行连接的构成要素间的电信号的授受，就对其没有特别的限制。“具有某种电作用的元件”例如可以是电极或布线，或者是晶体管等开关元件，或者是电阻器、电感器或电容器等其它功能元件等。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本申请中，术语“上”、“下”、“内”、“中”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

本申请公开一种托盘组件及衬底支撑装置及外延生长设备，该托盘组件包括承载部、衬托、第一定位环及第二定位环，承载部的一侧配置有用于连接支撑筒的第一连接部；承载部远离第一连接部的一侧配置有卡接部。第一定位环，设置在卡接部的内缘，第二定位环设置在卡接部的外缘并于第一定位环连接，衬托设置在第一定位环的下方，第一定位环与衬托部分重叠，衬托的平面高度高于承载部的中部的平面高度，申请中托盘组件由承载部、衬托、第一定位环及第二定位环四个部件拼接组成，托盘组件采用分体式结构，一方面方便清洗和更换，另一方面在部件损坏时，只需要更换单个损坏部件，可以降低设备使用成本；承载部为实心结构，不仅有利于增加承载部的强度，而且提高衬底表面的温度均匀性；衬托的平面高度高于承载部的中部的平面高度，避免衬底直接接触承载部，有利于提高衬底表面的温度均匀性。

接下来接合图1来描述本申请所提出的一种外延设备。

该外延设备包括反应腔100，反应腔100的顶部配置有喷淋组件(附图中为示出)，喷淋组件用于向反应腔内注入气体(如，反应气体、掺杂气体、载气或保护气体)，反应腔的底部配置有用于放置衬底的衬底支撑装置200，该反应腔100运行时衬底支撑装置在旋转台300的带动下以一定的速度旋转，该外延设备还包括转移机构，该转移机构包括用于运输托盘组件的机械手400。

接下来接合图2-图4来描述本申请所提出的衬底支撑装置200，该衬底支撑装置200包括：支撑筒20以及设置在支撑筒20上的托盘组件10。

参考图2，该支撑筒20的一侧配置有与第一连接部111相适配的第二连接部22，第二连接部22上搭载有托盘组件10，具体的第一连接部111可以为第一斜面，第二连接部可以为与第一斜面相适配的第二斜面，第一斜面的倾斜角度介于30-60°或者第二倾斜面的倾斜角度介于30-60°，用本申请中通过传输手指将托盘组件移动至支撑筒上时，首先通过第一斜面与第二斜面的配合，使托盘组件滑动进入到支撑筒的中，设置第一斜面和第二斜面起到导向作用，这样设计可以使托盘组件放置每次放置的位置都是一致的。

参考图2，在本实施方式中，支撑筒20底部配置有限位槽21，旋转台300上配置有与限位槽相适配的限位块(附图中未示出)，这样设计使旋转台在高速旋转时，保证支撑筒20和旋转台300之间的位置关系，从而实现旋转台300和支撑筒20之间的同步旋转。

接下来接合图5-图10来描述本申请所提出的托盘组件10，该托盘组件10包括：

承载部11，承载部11的一侧端面配置有用于连接支撑筒的第一连接部111，承载部11远离第一连接部111的一侧配置有卡接部112；

第一定位环13，设置在卡接部112的内缘，

第二定位环14，设置在卡接部112的外缘并于第一定位环13连接；

及衬托12，设置在第一定位环13的下方，第一定位环13与衬托12部分重叠，衬托12的平面高度高于承载部11的中部的平面高度

参考图7-9，在本实施方式中，衬托12的上配置有用于支撑衬底的支撑部121，通过设置支撑部121减少衬底与衬托12的接触面积，减小由衬托12直接传输的热量，进而减小衬底表面的温度差，支撑部121为设置在衬托上的环形凸起，该环形凸起可以为截面为矩形的环形凸起121a，为了进一步减少环形凸起与衬底的接触面接，该环形凸起可以为截面为齿形的环形凸起121b。

参考图8，作为上述实施方式的变形，支撑部121为数个支撑块121c，数个支撑块121c均匀的分散在衬底的端面上，这样设计相较于环形凸起，进一步减少支撑部与衬底的接触面积，具体的在衬底的端面周向设置六个支撑块121c，该支撑块121c与衬底接触面为弧面结构，具体的该支撑块可以为半球状或求状。

参考图10，在本实施方式中，本申请中承载部的中部为实心结构，承载部11配置有容纳衬托12的凹槽113，本实施例中衬托拼接在该凹槽113中，通过配置凹槽113，对衬托12的安放位置进一步的限定，为了进一步提高衬底表面温场的均匀性，减少由直接向衬底传输的热量，可以进一步减少承载部向衬托传输的热量，故可以考虑在凹槽113中配置数个腰型凹槽，第一定位环13设置在卡接部112的内缘并有部分搭接在衬托12上，第二定位环14的内缘径向突出有第一突出部141，第一突出部141的高度小于第二定位环14的高度，第一突出部141搭接在卡接部112上并于第一定位环连接，这样设计对第一定位环13和第二定位环14的位置进一步限定，避免在旋转过程中移动。

在本实施方式中，承载部11呈圆盘状，其与支撑筒20连接后，承载部11的主体在径向上凸出于支撑筒20,这样设计方便机械手400将托盘组件10从在支撑筒20上取出。

参考图7，在本实施方式中，衬托12中凸台122平面高度与承载部11的中部平面高度之间的高度差为h，h为0.1-0.2mm，由于热量从承载部11的中心向四周扩散，这样设计使衬底与承载部11之间由加热间隙，衬底不会直接接触承载部11，有利于提高衬底表面温场的均匀性。

上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡如本申请精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种托盘组件，其特征在于，包括：

承载部，所述承载部的一侧配置有用于连接支撑筒的第一连接部；所述承载部远离所述第一连接部的一侧配置有卡接部，

第一定位环，设置在所述卡接部的内缘，

第二定位环，设置在所述卡接部的外缘并于第一定位环连接；

及衬托，设置在所述第一定位环的下方，所述第一定位环与所述衬托部分重叠，所述衬托的平面高度高于所述承载部的中部的平面高度。

2.根据权利要求1所述的一种托盘组件，其特征在于，

所述衬托的上配置有用于支撑衬底的支撑部。

3.根据权利要求2所述的一种托盘组件，其特征在于，

所述支撑部为设置在衬托上的环形凸起，所述环形凸起的截面为矩形或齿形。

4.根据权利要求2所述的一种托盘组件，其特征在于，

所述支撑部为数个支撑块，数个所述支撑块均匀的分散在所述衬托的端面上。

5.根据权利要求1所述的一种托盘组件，其特征在于，

所述承载部上配置有用于放置衬托的凹槽；

所述第二定位环的内缘径向突出有第一突出部，所述第一突出部的高度小于所述第二定位环的高度，所述第一突出部搭接在所述卡接部上。

6.根据权利要求1所述的一种托盘组件，其特征在于，

所述承载部呈圆盘状，其与支撑筒连接后，所述承载部的主体在径向上凸出于所述支撑筒。

7.根据权利要求6所述的一种托盘组件，其特征在于，

所述衬托中凸台平面高度与所述承载部的中部平面高度之间的高度差为h，所述高度差介于0.1-0.2mm。

8.一种衬底支撑装置，其特征在于，包括：

支撑筒：所述支撑筒的一侧配置有与第一连接部相适配的第二连接部，所述第二连接部上搭载有如上述权利要求1-7任意一项所述的托盘组件。

9.根据权利要求8所述的一种衬底支撑装置，其特征在于，

所述支撑筒底部配置有限位槽，所述限位槽用于支撑筒与旋转台固定。

10.一种外延生长设备，其特征在于，包括：

反应腔，所述反应腔的顶部配置有喷淋组件，所述反应腔底部配置有如权利要求8或9所述的衬底支撑装置；

转移机构，包括用于运输托盘组件的机械手。