TWM514473U - 用於佈置基材的裝置 - Google Patents

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TWM514473U
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Adam Boyd
Olivier Feron
xiao-jun Chen
Kirsty Louise Green
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Aixtron Se
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Description

用於佈置基材的裝置
本創作涉及一種用於佈置基材的裝置，具有多個佈置在水平面內的、分別被支承圓圍繞的、分別用於圓盤狀基板的支承座，所述裝置還具有多個在相鄰的支承座之間佈置的支架，所述支架空間上相互分隔並且具有定心側面，所述定心側面分別沿著位於水平面內的圓弧線延伸，其中，多個分別位於支承座側面的定心側面各自構成貼靠位置，用於接觸地貼靠所述基板的邊緣的部段，所述定心側面分別配屬於相互不同的支架。
這種各類型的裝置構成用於CVD(化學氣相沉積)反應器的基座，並從文獻DE 10 2007 023 970 A1中已知。
未公開的文獻DE 10 2012 108 986 A1描述了一種具有在水平面內佈置的支承座的基座，其中，支承座被多個定心側面包圍，其中，每個定心側面具有與支承圓相切的直線延伸的側面部段。
文獻DE 10 2011 055 061 A1描述了一種CVD反應器，其中，放置在放置面上的基板的邊緣係以使基板中空地放置在其支承座上方的方式支承。
文獻US 2003/0178145 A1描述了一種CVD反應器，其中，基板利用其邊緣放置在支撑點上。
根據本創作之裝置尤其具有和文獻EP 2 160 759 B1所 述一樣的可應用在CVD反應器中的基座的設計和功能。被設計為基座的裝置由面狀的石墨件構成，該石墨件在其表面上具有相互間隔的支架。基座的表面構成了水平的放置面，該放置面具有多個尤其均勻佈置的支承座。在每個支承座上可以佈置一個圓盤形的基板。已知的裝置具有從放置面伸出的支架，該支架分別構成三個貼靠側面。支架在空間上相互分離。定心側面是貼靠側面並且在弧線上延伸。在現有技術中，弧線位於支承座的圓形的平面輪廓線上。兩個相鄰支承座的由弧線所定義的支承圓在兩個相鄰的支架的間隔空間中接觸。利用支架的六角形佈置，基板可以定位在六角形佈置的放置面上。
此外，由文獻US 2013/065403和文獻WO 2012/050117 還已知用於容納待塗覆的基板的載體。
由此，本創作所要解決的技術問題在於，對所述類型的裝置進行便於使用的改進。
所述技術問題根據本創作通過一種用於佈置基材的裝置而得到解決，所述裝置具有多個佈置在水平面內的、分別被支承圓圍繞的、分別用於圓盤狀基板的支承座，所述裝置還具有多個在相鄰的支承座之間佈置的支架，所述支架空間上相互分隔並且具有定心側面，所述定心側面分別沿著位於水平面內的圓弧線延伸，其中，多個分別位於支承座側面的定心側面各自構成貼靠位置，用於接觸地貼靠所述基板的邊緣的部段，所述定心側面分別配屬於相互不同的支架，其中規定，多個分別位於支承座側面的定心側面沿著相互不同的圓弧線延伸，該圓弧線的半徑分別大於所述支承圓的半徑，並且所述定心 側面僅在相應的貼靠位置上與所述支承圓相切。
所述技術問題根據本創作還通過一種用於佈置基材的 裝置而得到解決，所述裝置具有佈置在水平面內的、分別用於圓盤形基板的支承座，其中，至少一個位於所述裝置的邊緣附近的支承座這樣設計並且尤其具有凹穴，從而在位於所述支承座上的所述基板的下方構成空腔，所述空腔具有邊緣區域，所述邊緣區域的垂直深度朝著支承圓的圓心的方向變大，其特徵在於，所述空腔的邊緣區域具有不同於旋轉對稱結構的延伸走向，其中，在相對於所述支承座的圓心的相等徑向距離處，在朝向所述裝置邊緣的邊緣區域中的垂直高度小於在遠離所述裝置邊緣的邊緣區域中的垂直高度。
根據本創作，弧線(定心側面沿該弧線延伸)的走向與支 承圓的走向(支承圓的走向相當於基板的平面輪廓)不同。
首先根據本創作規定，定心側面僅在貼靠位置與支承圓 相切。定心側面沿著與貼靠位置錯移的周向與支承圓、即也與基板的邊緣保持間距。基板接觸僅發生在接觸點上。定心側面以相對於接觸點的角間距與支承圓保持儘量小的間距，該間距隨著距接觸位置越來越遠而不斷增大。這可以在多個角度上進行。在本創作的製造工藝方面較佳的方案中，定心側面的弧線在半徑比支承圓的半徑更大的圓弧線上延伸。在支撑平面上的定心側面的曲率半徑可以比在支撑平面上的支承圓的曲率半徑大5%至10%。根據本創作的支架可以具有三個或四個定心側面。支架可以具有三邊或四邊對稱結構。每個定心側面鄰接在支承座上。支承座可以例如以六角形佈置分佈在水平面上。定心側面能够以相對於經過貼靠位置的對稱軸徑向對稱佈置的方式延伸，從而使貼靠位置大約位於定心側面的中間。至少與水平面的邊緣間隔 的支承座被支承圓圍繞，所述支承圓與彼此不同的支架的定心側面上的以均勻的角間距相互位錯的位置相切。圓弧線(定心側面沿該圓弧線延伸)與支承圓相切。定心側面所定義的圓弧線的圓心位於經過支承圓的圓心和貼靠位置的直線上。
支承圓的圓心可以位於棋盤形佈置的角點或六角形佈置的角點上。分別被支承圓限定邊界的支承座可以具有凹穴。在此，可以分別是凹腔狀的凹穴。凹穴可以具有光滑壁式的底部。然而底部也可以具有臺階。所述臺階可以繞支承座的圓心在圓弧線上延伸。然而在放置面的邊緣上佈置的支承位置也可以具有其他結構的凹腔。在此尤其規定，至少凹腔的邊緣區域相對於支承位置的圓心非對稱地延伸。凹腔底部在朝向裝置邊緣的側面上比在背離裝置邊緣的側面上更少地下降。由此，在放置在支承座上的基板的下方構成的空腔在其朝向裝置邊緣的側面上具有比在背離裝置邊緣的側面上更小的深度。此外還規定，在支承座上佈置的基板僅在局部、從某種程度上說被點狀地邊緣支承。支承點構成較小的支承面，其形成放置區。局部的放置區較佳係位於接觸位置上。所述放置區大體上僅在定心側面的區域上延伸，所述定心側面的區域與基板的邊緣貼靠接觸。放置區沿支承圓延伸較小的角度、例如3°至10°、較佳5°。根據本創作的佈置較佳係在CVD反應器的基座上實現。在該基座上設有多個用於容納基板的凹槽。支架的作用在於，使凹槽以及置入凹槽中的基板相互分隔，並且在支承座內定心。在此，這種分隔應盡可能節約空間地進行。相鄰佈置的基板的邊緣可以在兩個相鄰的支架之間的區域中接觸。根據本創作，基板的邊緣僅在非常狹窄、幾乎點狀的周向區域內接觸定心側面。基板的沿周向與接觸位置保持間距的邊緣部段相對於定心側面具有間 距。如此構成的貼靠側面可以具有倒稜。通過在上部邊緣區域中的斜面實現了對基板更簡單的定位。這是在配位的最後階段從某種程度上說自動完成的。憑藉根據本創作的定心側面的輪廓走向，在操作時通常在支架側面上產生較少損傷。由此利用本創作的技術方案降低了損傷支架邊緣的風險。基板可以使多個圓心保持約為基板直徑的間距而定位在放置面上。兩個圓心之間的間距大於基板直徑一個安全距離。 每個基板可以通過六個接觸點貼靠在六個不同的支架上。支架以60°相互位錯地佈置。定心側面相對於支承座的圓心以20°至40°、較佳30°的圓弧角延伸。
本創作的另一個態樣涉及對靠近裝置邊緣、也即靠近基 座邊緣的支承座的底部的設計方案。在此，較佳涉及緊鄰裝置邊緣的支承座、也即直接鄰接在裝置邊緣區域上的支承座。
支承座具有凹穴，使得在放置於支承座上的基板的下方構成空腔。放置區可以是環形區，基板的邊緣放置在所述放置區上。較佳地，放置區還可以在此由單個局部的放置區構成，所述放置區僅局部、從某種程度上說點狀地支承基板的邊緣。在基板的大體上平面延伸的底側與支承座的底部之間構成空腔。空腔的深度從支承座的邊緣區域開始向著支承座的圓心方向變大。這可以連續地或分級性地進行。這種空腔還在文獻US 2012/0017832、US 5,242,501、US 6,761,771、US 2006/0180086、US 7,591,908和US 2009/0277387中有所描述。
為了局部提高由支承座的被加熱的底部向基板的熱傳遞，在本創作的另一個態樣中規定，空腔的或者支承座或凹穴的邊緣區域具有與旋轉對稱結構不同的延伸走向，其中，在至支承座的圓心的相等的徑向間距處，在朝向裝置邊緣的邊緣區域中的垂直高度小於 背離裝置邊緣的邊緣區域中的垂直高度。從支承座的底部向基板的熱傳遞大體上通過熱輻射或(只要在基板與支承座的底部之間存在具有足够大的導熱係數的氣體)通過熱傳導進行。通過局部減小在支承座的朝向裝置邊緣的區段中的空腔的垂直高度，在此實現了從支承座的底部向基板的更大的熱傳遞。支承座的底部可以從其邊緣處開始階梯狀地降低。在支承座的朝向裝置邊緣的邊緣區域中的階梯數可以大於在徑向對置的邊緣區域中的階梯數。階梯可以具有稜邊，所述稜邊至少大體上在圓弧線上延伸。在邊緣區域的朝向裝置邊緣的區段中，階梯可以相對於圓形支承座割線狀地延伸。割線狀延伸的階梯的臺階面可以齊平地過渡至在圓弧線上延伸的臺階的臺階面。臺階高度在10至30μm的範圍內。
1‧‧‧基座
1’‧‧‧邊緣
2‧‧‧支架
3‧‧‧基板
3’‧‧‧(基板)邊緣
4‧‧‧支承座
5‧‧‧定心側面
6‧‧‧支承圓
7‧‧‧貼靠位置/接觸位置
8‧‧‧圓心/中點
9‧‧‧圓心
10‧‧‧放置區
11‧‧‧凹穴
12‧‧‧支架
13‧‧‧邊緣/臺階
14‧‧‧臺階
15‧‧‧臺階
16‧‧‧臺階
17‧‧‧空腔
18‧‧‧貼靠區
d‧‧‧距離
H‧‧‧高度
R1 ‧‧‧徑向距離
R2 ‧‧‧徑向距離
RP ‧‧‧半徑
RW ‧‧‧半徑
13’‧‧‧臺階面
14’‧‧‧臺階面
15’‧‧‧臺階面/基面
16’‧‧‧臺階面
以下結合附圖對本創作的實施例進行闡述。在附圖中：圖1示出具有多個支承座4的圓形基座的立體俯視圖，所述支承座通過支架2、12相互分隔；圖2示出根據圖1的基座的俯視圖；圖3以放大圖方式示出剖面III-III；圖4示出沿圖3的剖切線II-II剖切所得的剖視圖，其中誇張地示出了臺階13、14的以及放置區10的高度；圖5示出沿圖2的剖切線V-V剖切所得的剖視圖，其中同樣誇張地示出了臺階高度；圖6示出由三個支架2包圍的支承座，在該支承座內放置有基板3；圖7放大示出位於邊緣側的支承座4；圖8示出沿圖7中的剖切線VIII-VIII剖切所得的剖視圖，其中具 有放置在支承座上的基板，其中在此還誇張地示出了臺階13、14、15、16的高度；和圖9示出邊緣側的支承座4的立體圖。
圖2示出基座1的俯視圖。基座是面狀的、由塗覆的石墨製成的圓盤，所述圓盤被容納在CVD反應器的水平位置上。基座1從下方借助加熱裝置被加熱，從而使圖1所示的上側達到處理溫度。處理室位於基座1的上方，所處理室具有幾厘米的高度。處理室的蓋子由進氣機構構成，所述進氣機構可以具有噴淋頭的形狀。通過多個均勻分佈在排出面上的排氣孔，由多種反應氣體組成的處理氣進入處理室中。基座1承載多個基板3，所述基板被熱解塗覆，其中，處理氣尤其在基板的表面上反應。
在圖1和圖2中所示的基座1具有圓形的平面輪廓，並且具有水平延伸的放置面，所述放置面通過多個支架2、12被解構成多個支承座4。支承座4分別被多個支架2、12包圍。此外，在基座1的邊緣1’上佈置的支承座4還具有弧形佈置的貼靠區18。
每個支架2、12構成三個或四個定心側面5。支承座4在相鄰的支架2的定心側面5之間延伸。支承座4的邊緣在具有半徑RW 的支承圓6上延伸。支承圓6的半徑RW 等於基板3的直徑的一半，從而使基板的邊緣3’的稜邊可以處在支承圓6上。圖1至圖5所示的裝置不具有放置在支承座4上的基板3。圖6示出在支承座4上定位的基板3的理想化視圖。
由圖3可知，支承圓6與彼此不同的支架2、12’的多個定心側面5接觸。支架2、12構成朝向支承圓6的圓心8的定心側面5， 所述定心側面沿圓弧線延伸。圓弧線在同一個平面上延伸，支承圓6也在該平面內延伸，也即在水平面上延伸。
定心側面5的半徑RP 大於支承圓6的半徑RW 。定心側 面5的曲率半徑的圓心9這樣定位，從而構成接觸位置，定心側面5在該接觸位置上與支承圓6接觸。定心側面5從接觸位置7開始沿周向方向相對於支承圓6具有徑向間距。半徑RW 和RP 的兩個方向箭頭相互重疊地位於接觸位置7上。所有定心側面5的未示出的圓心9位於繞圓心8具有間距d的圓弧上。
由圖3和圖4可知，在接觸位置7的區域中，從水平面 的平面中伸出突出部。該突出部構成用於基板3的邊緣3’的局部的放置區10。放置區10位於支承圓6以內，並且鄰接在定心側面5上。放置區10僅在定心側面5的區域內延伸，基板3的邊緣3’貼靠在該區域上。定心側面5相對於支承圓6的圓心在約為30°的圓弧角上延伸。大致位於弧段中間的放置區10相對於支承圓6在僅約為5°的圓弧角上延伸。
此外，由圖3和圖4還可知，支承座4的從基座的邊緣 的定心側面開始具有圓形的凹穴11。該凹穴由兩個臺階13、14構成，所述臺階繞支承圓的圓心8圓形地延伸。
此外，由圖1和圖2還可知，多個支承座4具有相互間 呈六角形的佈置。在支承座4的六角形的佈置區域中，支架2具有三件式的對稱設計。支架2被相互間隔開，使相鄰的基板3的邊緣3’可以在相鄰的支架2、12之間的區域中接觸。
由元件符號12所標註的支架具有定心側面5。支承座4 的圓心可以位於正方形的角點上。
圖6示出，接觸位置7、支承圓6的圓心8和定心側面 5的圓心9位於一條假想線上。接觸位置7位於鏡像對稱的支架2的鏡像對稱軸上。在該假像的對稱軸上，定心側面5的圓心9比支承圓6的圓心8相對於接觸位置7遠尺寸d。
實現了多個接觸位置7。配屬於支承座4的接觸位置7或者定心側面5的數量最少為3個。
支承座4的直徑約為50cm，從而使每個支承座可以容納2英寸的基片。支架2、12源於在水平面上延伸的基面15’，放置區10沿垂直方向從該基面凸起。放置區10的垂直高度約為5至30μm。每個支承座都具有凹穴11，所述凹穴具有約在20至60μm範圍內的深度。
位於內部的支承座4具有旋轉對稱的凹穴11。
沿徑向位於外部的支承座4要麽直接鄰接在基座1的邊緣1’上，要麽沿徑向方向緊鄰基座1的邊緣1’，這些支承座4具有凹穴，所述凹穴具有非旋轉對稱的設計。基座1具有邊緣1’，該邊緣1’的外部稜邊繞基座1的圓心沿圓弧線延伸。
凹穴11具有邊緣區域，該邊緣區域在朝向基座1的圓心的側面上具有沿圓弧線延伸的臺階13、14，利用所述臺階使凹穴從其邊緣向其圓心下降。凹穴11的朝向基座1的邊緣1’的邊緣區域構成了臺階13、14，該臺階的稜邊沿相互平行延伸的割線延伸。基座1的邊緣1’可以被彎曲。支承座4可以一直延伸到基座1的彎曲的邊緣1’上。
圖8示出了剖切邊緣側的凹穴11的剖視圖。在相關的支承座上具有基板3。徑向距離R1 和R2 (圖中以箭頭表示其方向)的端 點表示凹穴11內部的兩個點，所述點具有相對於支承座的圓心8相同的距離。凹穴11在徑向距離R2 的端點上的深度H、也即支承座的底部相對於基板3的底面的距離比在徑向距離R1 的端點上的深度要小。 徑向距離R2 表示相對於基座1沿徑向向外。而徑向距離R1 表示相對於基座1的徑向朝向圓心。
在放置在支承座4上的基板3的下方構成了空腔17，該 空腔的在凹穴的邊緣區域(該邊緣區域與基座1的邊緣1’相鄰)中的垂直高度比在支承槽的徑向對置的側面上的垂直高度要小。與對置的、凹穴11的朝向圓形基座1的圓心的邊緣區域相比，凹穴11的與基座邊緣1’相鄰的邊緣區域可以程度較小地下降。
構成支承座4的支承槽的朝向基座邊緣1’的邊緣區域還 可以在基面15’的上方具有臺階15、16，然而所述臺階的高度小於放置區10，基板3的邊緣放置在所述臺階上。臺階15、16具有平行於臺階13、14延伸的稜邊。臺階面16’、14’、13’平行於基面15’延伸。這是水平面。
上述實施方式用於闡釋包含在本申請內的創作，該創作 至少通過以下特徵組合分別對現有技術進行創造性的改進，也即：一種裝置，其特徵在於，定心側面5僅在貼靠位置7上與支承圓6相切並且定心側面5與支承圓6的圓心8的間距隨著距貼靠位置7越來越遠而不斷增大。
一種裝置，其特徵在於，定心側面5沿弧線延伸，該弧 線是圓弧線，圓弧線的半徑RP 大於支承圓6的半徑RW ，其中尤其規定，定心側面5的半徑RP 比支承圓6的半徑RW 大5%至10%，和/或定心側面5繞著支承圓6的圓心在最多20°至40°的圓弧角上延伸。
一種裝置，其特徵在於，支承座4具有凹穴11，所述凹穴11的最大深度尤其在20μm至60μm之間。
一種裝置，其特徵在於，在貼靠位置7上在支承圓6以內佈置有局部放置區10，用於點狀地在邊緣支承基板3，所述放置區10尤其直接佈置在支承圓6的邊緣上，並且尤其繞支承圓6的圓心在3°至10°的圓弧角上延伸。
一種裝置，其特徵在於，所述凹穴11具有至少一個圓形的邊緣13，所述圓形的邊緣13繞支承圓6的圓心沿圓弧線延伸，和/或所述凹穴11具有多個臺階。
一種裝置，其特徵在於，支架2、12具有三個或四個定心側面5並且具有三邊或四邊的對稱結構。
一種裝置，其特徵在於，空腔17的邊緣區域具有不同於旋轉對稱結構的延伸走向，其中，在相對於支承座4的圓心8的相等徑向距離R1 、R2 處，在朝向裝置的邊緣1’的邊緣區域中的垂直高度H小於在遠離裝置的邊緣1’的邊緣區域中的垂直高度H。
一種裝置，其特徵在於，支承座4的底部從其邊緣處開始階梯狀地下降。
一種裝置，其特徵在於，支承座4的底部從其邊緣處開始階梯狀地下降。
一種裝置，其特徵在於，支承座4的底部在遠離裝置的邊緣1’的邊緣區域中由臺階13、14構成，所述臺階的稜邊繞支承座4的圓心8沿圓弧線延伸，並且臺階的臺階面13’、14’、15’齊平地過渡至配屬於朝向裝置的邊緣1’的邊緣區域且其稜邊沿割線延伸的臺階13、14的臺階面13’、14’、15’。
一種裝置，其特徵在於，水平面具有基面15’，從基面開始，放置區10垂直向上延伸，而凹穴11垂直向下延伸，其中，至少一個位於裝置的邊緣1’附近的支承座4在其朝向裝置的邊緣1’的側面上構成臺階15、16，所述臺階15、16位於基面15’的垂直上方但位於放置區10的垂直下方。
所有公開的特徵(本身及其相互組合)都有創作意義或創作價值。在本申請的公開文件中，所屬/附屬的優先權文本(在先申請文件)的公開內容也被完全包括在內，為此也將該優先權文本中的特徵納入本申請的申請專利範圍中。附屬請求項的特徵都是對於現有技術有獨立創作意義或價值的改進設計，尤其可以這些附屬請求項為基礎提出分案申請。
2‧‧‧支架
4‧‧‧支承座
5‧‧‧定心側面
6‧‧‧支承圓
7‧‧‧貼靠位置/接觸位置
8‧‧‧圓心/中點
9‧‧‧圓心
10‧‧‧放置區
11‧‧‧凹穴
12‧‧‧支架
13‧‧‧邊緣/臺階
13’‧‧‧臺階面
14‧‧‧臺階
14’‧‧‧臺階面
d‧‧‧距離
RP ‧‧‧半徑
RW ‧‧‧半徑

Claims (4)

  1. 一種用於佈置基材的裝置，具有佈置在水平面內的、分別用於圓盤形基板(3)的支承座(4)，其中，至少一個位於所述裝置的邊緣附近的支承座(4)這樣設計並且尤其具有凹穴(11)，從而在位於所述支承座(4)上的所述基板(3)的下方構成空腔(17)，所述空腔(17)具有邊緣區域，所述邊緣區域的垂直深度朝著支承圓的圓心的方向變大，其特徵在於：所述空腔(17)的邊緣區域具有不同於旋轉對稱結構的延伸走向，其中，在相對於所述支承座(4)的圓心(8)的相等徑向距離(R1 、R2 )處，在朝向所述裝置的邊緣(1’)的邊緣區域中的垂直高度(H)小於在遠離所述裝置的邊緣(1’)的邊緣區域中的垂直高度(H)。
  2. 如申請專利範圍第1項之用於佈置基材的裝置，其中，所述支承座(4)的底部從其邊緣處開始階梯狀地下降。
  3. 如申請專利範圍第1項之用於佈置基材的裝置，其中，所述支承座(4)的底部在遠離所述裝置的邊緣(1’)的邊緣區域中由臺階(13、14)構成，所述臺階的稜邊繞所述支承座(4)的圓心(8)沿圓弧線延伸，並且所述臺階的臺階面(13’、14’、15’)齊平地過渡至配屬於朝向所述裝置的邊緣(1’)的邊緣區域且其稜邊沿割線延伸的臺階(13、14)的臺階面(13’、14’、15’)。
  4. 如申請專利範圍第1項之用於佈置基材的裝置，其中，水平面具有基面(15’)，從基面開始，放置區(10)垂直向上延伸，而所述凹穴(11)垂直向下延伸，其中，至少一個位於所述裝置的邊緣(1’)附近的支承座(4)在其朝向所述裝置的邊緣(1’)的側面上構成臺階(15、16)，所述臺階(15、16)位於所述基面(15’)的垂直上方但位於所述放置區(10)的垂直下方。
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