TWM660356U - 托盤結構及其磊晶生長設備 - Google Patents

Abstract

本創作公開了一種托盤結構及其磊晶生長設備，該托盤結構包含：基座，其可設置於一旋轉座上，所述基座的上表面包含一限位結構，所述限位結構包圍形成一凹陷部；基板支撐件，至少部分地位於所述凹陷部內，用於承載基板，所述基板包括定位區域，所述基板支撐件包括定位結構，所述定位結構與所述基板的定位區域配合，用於防止所述基板與所述基板支撐件之間的相對滑動。其優點是：該托盤結構通過基板支撐件的定位結構與基板的定位區域之間的相互配合，實現了對基板的位置約束，使其無法相對基板支撐件發生滑動，進一步降低了基板飛片的可能性，增加了基板在工藝過程中的穩定性，有助於提高工藝成功率，降低破片的風險。

Description

托盤結構及其磊晶生長設備

本創作涉及半導體設備領域，具體涉及一種托盤結構及其磊晶生長設備。

在半導體元件生產過程中，通常需要進行大量的微加工。目前常採用化學氣相沉積、物理氣相沉積等工藝方式對半導體工藝件或基板進行微加工，例如製造柔性顯示器、平板顯示器、發光二極體、太陽能電池等。微加工製造包含多種不同的工藝和步驟，其中，應用較為廣泛的為化學氣相沉積工藝，該工藝可以沉積多種材料，包括大範圍的絕緣材料、大多數金屬材料和金屬合金材料，例如將諸如矽、碳化矽、氧化鋅等材料沉積在基板或其它表面上。

在基板處理過程中，多種工藝條件都會對基片表面處理質量造成影響，例如在磊晶生長半導體材料的過程中，基板所在基座的轉速、基板的加熱溫度場情況、反應腔內氣體流動情況等，它們直接決定了磊晶生長的質量。在實際應用中，反應腔內的工藝條件往往較為複雜，很難實現各類因素的最優條件協同。例如業內通常採用高轉速以保證基板磊晶生長的均勻性和一致性，並輔以高溫以提升磊晶生長的質量。然而在高溫高速旋轉的環境下，基板會受到一些離心力作用，且基板的上表面與背面所處的空間的壓力會有所不同，多種因素綜合使得基板在工藝進程中的穩定性無法保證，基板在工藝過程中很容易在基板支撐件的容納槽內轉動或發生上下運動的現象。因此，目前的薄膜處理裝置仍無法滿足對薄膜處理質量的要求，需要對其進行改進以滿足相應的生產需求。

可以理解的是，上述陳述僅提供與本創作有關的背景技術，而並不必然地構成習知技術。

本創作的目的在於提供一種托盤結構及其磊晶生長設備，該托盤結構通過基板支撐件的定位結構與基板的定位區域之間的相互配合，實現了對基板的位置約束，使其無法相對基板支撐件發生滑動，進一步降低了基板飛片的可能性，增加了基板在工藝過程中的穩定性，有助於提高工藝成功率，降低破片的風險。

為了達到上述目的，本創作通過以下技術方案實現： 一種用於磊晶生長設備的托盤結構，包含： 基座，其可設置於一旋轉座上，所述基座的上表面包含一限位結構，所述限位結構包圍形成一凹陷部； 基板支撐件，至少部分地位於所述凹陷部內，用於承載基板，所述基板包括定位區域，所述基板支撐件包括定位結構，所述定位結構與所述基板的定位區域配合，用於防止所述基板與所述基板支撐件之間的相對滑動。

可選的，所述基板支撐件包括支撐結構和環繞所述支撐結構的基體環，所述基體環和所述支撐結構一體設置，所述支撐結構用於支撐基板，所述基體環環繞設置在所述基板的外圍。

可選的，所述定位結構設置於所述支撐結構的上表面，為自所述支撐結構的上表面向上延伸的凸起。

可選的，所述定位結構設置於所述基體環的內側壁，為自所述基體環的內側壁向基板方向延伸的凸起。

可選的，所述基座和所述基板支撐件之間設置有限位組件，所述限位組件包含相匹配的第一結構與第二結構，所述基體環和/或支撐結構的下表面、所述基體環的外側壁表面中的任意一個或多個上設置有第一結構，對應地，所述凹陷部的底部表面、所述限位結構的內側壁表面中的任意一個或多個上設置有第二結構。

可選的，所述基板支撐件包含： 承載件，其設置於所述凹陷部內，用於支撐基板； 內環，其設置於所述承載件上方，所述內環環繞設置在所述基板的外圍。

可選的，所述內環包括環繞基板的內側壁和靠近所述限位結構的外側壁，所述外側壁的高度大於所述內側壁的高度； 或，所述內環的下表面為水平面。

可選的，所述定位結構設置於所述內環的內側壁，為自所述內環的內側壁向基板方向延伸的凸起。

可選的，所述定位結構設置於所述承載件的上表面，為自所述承載件的上表面向上延伸的凸起。

可選的，所述基座與所述承載件之間包含限位組件； 和/或，所述內環與所述承載件之間包含限位組件； 和/或，所述內環與所述基座之間包含限位組件。

可選的，所述限位組件包含第一結構和第二結構，所述承載件的底面、所述內環的底面、所述限位結構的內側壁中的任意一個或多個上設置有第一結構，對應地，所述凹陷部底部表面、所述承載件的上表面、所述內環和/或所述承載件的外側壁中的任意一個或多個上設置有第二結構。

可選的，所述定位區域為所述基板的直邊或所述基板上開設的定位槽。

可選的，所述定位結構為片體或柱體或環形柱體或錐體或多面柱體或不規則立方體。

可選的，所述基板支撐件的內側壁包圍形成容納基板的容納槽，所述基板支撐件的內側壁的至少部分區域包括一傾斜側壁，所述傾斜側壁與所述容納槽的底部表面之間的夾角小於90°。

可選的，所述基板支撐件的內側壁的至少部分區域包括一豎直側壁，所述豎直側壁的一端與所述傾斜側壁相連，其另一端與所述容納槽的底部表面相連。

可選的，所述基板支撐件的內側壁與所述基板支撐件的上表面之間設置一弧形倒角。

可選的，所述基板支撐件包括一傾斜上表面。

可選的，所述基板支撐件的上表面設有若干防飛片件，所述防飛片件的上表面高於所述基板的上表面。

可選的，當所述基板置於所述基板支撐件內時，所述基板支撐件靠近所述基板邊緣的上表面與所述基板的上表面高度差小於或等於2mm。

可選的，當所述基板置於所述基板支撐件內時，所述基板支撐件靠近所述基板邊緣的上表面的高度低於或平於所述基板上表面的高度。

可選的，所述基板支撐件包括環繞基板的內側壁和與其一體設置的靠近所述限位結構的外側壁，所述外側壁的高度大於所述內側壁的高度。

可選的，所述托盤結構的至少兩個相鄰部件之間包含限位組件，所述限位組件用於防止兩相鄰部件之間發生相互滑動。

可選的，所述限位結構的內側壁包括一傾斜側壁，所述傾斜側壁與凹陷部的底部表面之間的夾角小於90°，所述基板支撐件的外側壁的形狀結構與所述限位結構的內側壁的形狀結構相匹配。

可選的，所述限位結構的頂部包括向凹陷部方向橫向延伸的卡接部，所述基板支撐件的外側壁開設有與所述卡接部相匹配的卡接槽，所述卡接部的上表面和/或下表面與所述凹陷部的底部表面平行。

可選的，所述基板支撐件的下表面和所述凹陷部的至少部分上表面之間設置有間隙。

可選的，所述基板支撐件、所述基板支撐件與所述基座之間、所述基座中的任意一個或多個上開設有第一氣體通道，所述第一氣體通道貫通基板背面與基板上表面之間的空間。

可選的，所述基座、所述基座與所述旋轉座之間、所述旋轉座中的任意一個或多個上開設有第二氣體通道，所述第二氣體通道貫通所述旋轉座內部與外部的空間。

可選的，所述基板支撐件的上表面包含應力釋放結構。

可選的，所述基板支撐件包含設置於所述限位結構上方的覆蓋環。

可選的，還包含： 外圈蓋板，其至少部分區域環繞覆蓋所述基座的外周邊緣。

可選的，一種磊晶生長設備，包含： 反應室； 前述的用於承載基板的托盤結構，其設置於所述反應室內。

本創作與習知技術相比具有以下優點： 本創作的一種托盤結構及其磊晶生長設備中，該托盤結構通過基板支撐件的定位結構與基板的定位區域之間的相互配合，實現了對基板的位置約束，使其無法相對基板支撐件發生滑動，進一步降低了基板飛片的可能性，增加了基板在工藝過程中的穩定性，有助於提高工藝成功率，降低破片的風險。

為使本創作實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本創作實施例中的圖式，對本創作實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本創作一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本創作中的實施例，所屬技術領域中具有通常知識者在沒有做出進步性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本創作保護的範圍。

需要說明的是，在本文中，術語「包括」、「包含」、「具有」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者終端設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者終端設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括……」或「包含……」限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者終端設備中還存在另外的要素。

需說明的是，圖式均採用非常簡化的形式且均使用非精準的比率，僅用以方便、明晰地輔助說明本創作實施例的目的。

實施例一 如圖1和圖2所示，為本創作的一種磊晶生長設備示意圖，該設備包含一個反應室100，所述反應室100可用於處理一個或多個基板W，包括將材料沉積在基板W的上表面。所述反應室100包括頂蓋101和腔體102，兩者圍成一處理空間103，在進行工藝處理的過程中反應室100保持真空密封狀態，所述頂蓋101中開設有各種工藝氣體通道及冷卻液通道。所述處理空間103中設置有用於承載基板W的托盤結構110，所述托盤結構110放置於筒狀的旋轉座120上，所述旋轉座120可帶動所述托盤結構110旋轉，所述托盤結構110的下方設置有加熱器130。具體地，所述托盤結構110包括基座111和基板支撐件112。所述基座111設置於所述旋轉座120上，所述基座111的上表面包含一限位結構1111，所述限位結構1111包圍形成一凹陷部；所述基板支撐件112至少部分地位於所述凹陷部內，用於承載所述基板W。可以理解的是，所述限位結構1111可以為連續的環形凸起結構，也可為不連續的凸起結構，只要其可實現相應的功能作用均可，本創作對此不加以限制。

在本實施例中，以SiC磊晶生長工藝為例進行說明。在進行工藝反應時，所述托盤結構110借助其下方的加熱器130加熱至所需的溫度（例如約1000℃），磊晶生長工藝所需的若干種工藝氣體分別經由頂蓋101中的各工藝氣體通道進入反應室100內，並被引導到被加熱的托盤結構110及托盤結構110承載的基板W上。各工藝氣體在托盤結構110及基板W表面均勻地混合及分佈，在高溫條件下進行分解和反應，從而在基板W上沉積形成磊晶層。反應後的氣體（及反應副產物）通過真空泵從反應室100底部的抽氣口排到室外。

由前述可知，在工藝處理過程中，基板W和設備的穩定性以及各工藝條件/環境等因素都直接影響著基板W磊晶生長的質量，尤其是基板W在托盤結構110內的穩定性至關重要。在工藝進程中，所述旋轉座120、基座111、基板支撐件112及其承載的基板W均處於高速旋轉狀態，基板W會受到一些離心力的作用，使得其很容易在基板支撐件112內轉動，影響基板W處理質量，加上基板W上下表面壓力差的影響，很容易導致基板W飛出基板支撐件112，影響工藝進程。

基於上述問題，為了對基板W在基板支撐件112中的位置進行約束，本申請對基板支撐件112做出了改進。具體地，所述基板支撐件112包括定位結構1121，所述基板W對應包括定位區域，所述定位結構1121與所述基板W的定位區域配合，用於防止所述基板W與所述基板支撐件112之間的相對滑動。在工藝進程中，即使基座111帶動基板支撐件112及其承載的基板W高速旋轉，使得基板W受到離心力的影響有在基板支撐件112內發生轉動的趨勢，相互配合的基板支撐件112的定位結構1121與基板W的定位區域可防止兩者之間發生相對滑動，實現對基板W的約束，進而使基板W與基板支撐件112同步旋轉，有助於提升基板W表面處理的質量，提升工藝成功率。

如圖2所示，在本實施例中，所述基板支撐件112包括支撐結構1122和環繞所述支撐結構1122的基體環1123，所述基體環1123和所述支撐結構1122一體設置，所述支撐結構1122用於支撐基板W，所述基體環1123環繞設置在所述基板W的外圍，其內側壁環繞包圍形成容納基板W的容納槽，所述定位結構1121設置於所述容納槽內。在工藝進程中，基板W、基板支撐件112以及基座111均處於高速旋轉狀態。旋轉狀態下基板W容易偏離容納槽的中心位置，所述定位結構1121可防止基板W相對於基板支撐件112轉動，同時基體環1123與支撐結構1122一體設置，兩者之間沒有接觸面間隙，可防止基板W在高速旋轉狀態下鑽入基板支撐件112的間隙中導致基板W報廢，雙重作用下可實現對基板W的位置約束，有助於提高基板W加工的良品率，保證基板W加工的進程。另一方面，一體設置的基板支撐件112在實際使用時安裝操作更為方便，一定程度上節省了安裝成本。

如圖2所示，所述基板支撐件112還包含設置於所述限位結構1111上方的覆蓋環1124。在本實施例中，所述覆蓋環1124和與其接觸的基板支撐件112部分一體設置，即所述覆蓋環1124與所述支撐結構1122和所述基體環1123一體設置，以提升支撐基板W的環組件的穩定性，同時也便於基板支撐件112的加工和安裝。

如圖2至圖6所示，在本實施例中，所述定位結構1121設置於所述基體環1123的內側壁，其為自所述基體環1123的內側壁向基板W方向延伸的三角型凸起。所述三角型凸起與基體環1123和支撐結構1122一體設置。對應地，所述基板W的定位區域為其邊緣的一直邊。如圖5和圖6所示，在進行工藝時，所述基板W放置在基板支撐件112的容納槽中，在高溫的作用下受熱膨脹，所述基板W的直邊向三角型凸起的方向膨脹移動，在工藝溫度下，基板W的圓邊接觸到容納槽的弧面側壁，其直邊接觸到三角型凸起，所述容納槽的弧面側壁防止基板W飛出，所述三角型凸起可對基板W的直邊起到限位作用，防止兩者之間發生相對滑動，使基板W與基板支撐件112同步旋轉，進而實現對基板W在容納槽中的精準限位。

需要說明的是，所述定位結構1121不僅限於採用上述方式設置，其還可以採用其他方式，只要可實現相應的功能作用均可，例如所述定位結構1121設置於所述支撐結構1122的上表面，為自所述支撐結構1122的上表面向上延伸的凸起（請參見圖7至圖8）。同理，所述基板W的定位區域也不限為上述直邊結構，其還可以為其他類型的結構，如在基板W上開設的定位槽等，只要可實現與定位結構1121的配合作用均可，本創作對此不加以限制。

進一步的，所述定位結構1121的類型不僅限於上述凸起類型，其還可以為其他結構類型，只要可實現相應作用均可，例如所述定位結構1121為片體或柱體或環形柱體或錐體或多面柱體或不規則立方體。示例地，如圖7至圖8所示，所述定位結構1121為圓柱體結構，其同樣可實現對基板W的限位作用。如圖9和圖10所示，在另一實施例中，其為自基體環1123向基板W方向延伸的板體結構，基板W受熱膨脹時，其定位區域與該板體結構接觸，以實現對基板W的約束。另一方面，本創作對所述基板支撐件112包含的定位結構1121的個數也不做限制，可根據需求進行設置。

由前述可知，在高速轉動產生的離心力以及基板W上下表面壓力差的作用下，基板W很容易跑偏。若基板支撐件112的內側壁全部為豎直結構，該內側壁無法阻止基板W在容納槽內的上下運動，基板W很有可能會跑出容納槽。基於上述，可對基板支撐件112的內側壁即基體環1123的內側壁做出改進，以實現對基板W的位置約束。可選的，所述基板支撐件112的內側壁的至少部分區域包括一傾斜側壁（請參見圖11），所述傾斜側壁與所述容納槽的底部表面之間的夾角小於90°，即其內側壁的至少部分區域是向容納槽方向突出的，以便限制基板W上下移動的自由度。在工藝進程中，由於轉速離心力或者壓力差的作用，可能會使基板W飛起，突出的傾斜側壁會阻擋基板W向上移動，有效地降低了基板W的飛出機率，進一步保證其在工藝過程中的穩定性。進一步的，所述基板支撐件112的內側壁的至少部分區域包括一豎直側壁，所述豎直側壁的一端與所述傾斜側壁相連，其另一端與所述容納槽的底部表面相連，即傾斜側壁區域位於該豎直側壁區域的上方。為進一步保證基板W受熱膨脹時在容納槽底部移動的自由性，該豎直側壁的高度大於基板W受熱膨脹後的高度，定位結構1121的高度小於或等於所述豎直側壁的高度，對基板W的橫向移動進行約束的同時，還可以實現對基板W豎向移動的約束，在雙重作用下實現對基板W位置的精確控制。可選的，為便於將基板W放入容納槽中，所述基板支撐件112的內側壁與所述基板支撐件112的上表面之間設置一弧形倒角。

示例地，如圖11所示，在一實施例中，所述基板支撐件112的內側壁的部分區域為多段式結構，從下至上依次為豎直側壁、傾斜側壁以及圓弧邊結構。正常工況下基板W處於底部豎直側壁的高度區域內，工藝過程中，基板W受熱膨脹，其圓周範圍大於傾斜側壁的最小圓周範圍（傾斜側壁頂部），即使基板W上下空間的壓力差將基板W吹起，基板W也會受到傾斜側壁的阻擋回到容納槽的底部，進而避免基板W飛出容納槽。相比於內側壁全部為豎直側壁的基板支撐件112，該基板支撐件112可約束基板W的上下運動，對基板W在工藝過程中的約束性更強，提高了基板W在容納槽中的穩定性，有效地降低了基板W飛出機率，更適合應用於半導體工藝中限制基板W的跑偏。

除了選用上述各個特徵實現對基板W的約束外，還可以對基板支撐件112的上表面進行設置來實現對基板W的約束。可選的，所述基板支撐件112的上表面至少部分為傾斜上表面，即所述基板支撐件112的上表面至少部分為具有一定坡度的結構，當基板W被甩到基板支撐件112的上表面時，該坡度可在一定程度上阻擋基板W飛出，同時還可以依靠該坡度使基板W在其自身重力的作用下回到基板支撐件112的容納槽中。所述基板支撐件112包含定位結構1121和傾斜上表面的雙重特徵，不僅可通過定位結構1121實現對基板W的約束，還通過傾斜上表面為防止基板W飛出多了一層保障，即使基板W被甩到基板支撐件112的上表面，還可以依靠基板支撐件112的傾斜上表面及基板W自身重力自動復位。示例地，所述基板支撐件112的整個上表面為外側高、內側低的傾斜結構，該基板支撐件112有助於基板W的自動調心。

除了採用上述方式，還可以在基板支撐件112的上表面設置防飛片件1125來實現對基板W的約束。如圖12所示，所述基板支撐件112的上表面設置有若干個防飛片件1125，所述防飛片件1125的上表面高於所述基板W的上表面。由於防飛片件1125的上表面高於基板W的上表面，即使基板W移動到基板支撐件112的上表面，基板W也難以繞過防飛片件1125被甩出基板支撐件112，進一步降低了工藝進程中發生飛片的機率。可以理解的是，本創作對所述防飛片件1125的數量、形狀結構、分佈方式等不做限制，其可為任意凸起結構，也可為任意數量或分佈方式。可選的，所述防飛片件1125為柱體或環形柱體或錐體或多面柱體或不規則立方體。

為進一步保證基板W的處理質量，可對基板支撐件112至少部分上表面的高度進行設置。可選的，當所述基板W置於所述基板支撐件112內時，所述基板支撐件112靠近基板W邊緣的上表面與所述基板W的上表面高度差（絕對值）小於或等於2mm。即基板支撐件112靠近基板W邊緣的上表面區域的高度與基板W上表面的高度差不多，當工藝氣體的氣流流經基板W邊緣時，氣流是相對平緩的流過去的，不會在此處發生渦流現象，基板W邊緣及其中心區域的磊晶生長情況基本相近，可有效地改善磊晶生長不均勻的問題，進而提升基板W處理質量。當然，兩者之間的高度差不僅限於小於或等於2mm，在其他實施例中，還可以為其他數值範圍，只要可減小該處渦流均可，本創作對此不做限制。

可以理解的是，當所述基板W置於所述基板支撐件112內時，所述基板支撐件112靠近基板W邊緣的上表面的高度可高於、平於或低於基板W上表面的高度，只要兩處的高度差較小均可，在實際應用中可根據需要進行設置，本創作對此不加以限制。當基板支撐件112包含定位結構1121，且其靠近基板W邊緣的上表面的高度低於或平於基板W上表面的高度時，該基板支撐件112不僅可有效地將基板W約束在容納槽中，還可以防止基板W邊緣處產生渦流，基板W邊緣及其中心區域的磊晶生長情況基本相近，可有效地改善磊晶生長不均勻的問題，進而提升基板W處理質量。

由前述可知，在工藝處理過程中，基板W在基板支撐件112中的穩定性至關重要，在實際應用中，基板支撐件112及整個托盤結構110的穩定性同樣需要重點關注。在高溫、高速旋轉、複雜氣流的環境下，基板支撐件112很容易帶動基板W一起飛出基座111，造成設備的可靠性變差，影響工藝進程。

基於上述問題，如圖2所示，在本實施例中，所述支撐結構1122用於支撐基板W，所述基體環1123的內側壁環繞設置在基板W的外圍，所述基體環1123的外側壁靠近所述限位結構1111，該外側壁的高度大於該內側壁的高度。在工藝過程中，所述基板支撐件112的底部放置於所述基座111的凹陷部內，所述基板支撐件112通過基體環1123的外側壁與限位結構1111的內側壁之間的相互作用實現其定位。旋轉過程中，所述旋轉座120帶動基座111及基板支撐件112高速旋轉，基板支撐件112和基座111之間存在離心力，基體環1123的外側壁與所述限位結構1111的內側壁抵靠，並向限位結構1111的內側壁施加壓力，兩者之間產生相互作用力。由於基體環1123的外側壁的高度大於其內側壁的高度，基板支撐件112與限位結構1111的接觸範圍較大，有助於增加兩者之間的相互作用力，進而增加基座111對基板支撐件112的約束，降低基板支撐件112飛出的機率。即基板支撐件112在靠近限位結構1111處包含有擠壓部，該擠壓部與限位結構1111相配合，可避免基板支撐件112在旋轉過程中偏離所述基座111的軸心，同時其定位結構1121還可實現對基板W的有效約束。

在高溫、高速旋轉、複雜氣流的環境下，托盤結構110的穩定性也難以保證，例如基板支撐件112很容易帶動基板W一起飛出基座111，造成設備的可靠性變差，影響工藝進程。基於上述，可選的，所述托盤結構110的至少兩個相鄰部件之間包含限位組件，所述限位組件用於防止兩相鄰部件之間發生相互滑動。所述限位組件可有效地防止托盤結構110的至少兩個相鄰部件之間不會發生相對滑動，有效地保證了設備的穩定性和可靠性。當所述托盤結構110包含多個限位組件時，各個限位組件可沿周向對稱或不對稱地設置。

可選的，所述限位組件包括設置在基座111上的第一結構1112以及設置在基板支撐件112上的第二結構1126，所述第一結構1112與所述第二結構1126相匹配。所述第一結構1112與所述第二結構1126之間形成卡止防滑作用，即使基座111和基板支撐件112在工藝過程中處於高速旋轉狀態，由於限位組件的作用，兩者之間也不會發生相對滑動。在限位組件和定位結構1121的多重作用下，該托盤結構110不僅可實現在工藝過程中對基板W的有效約束，還可以保證基座111與基板支撐件112之間的穩定性，防止基座111與基板支撐件112發生相對滑動，進而保證基板W的穩定性，有助於提高工藝成功率以及設備的可靠性，降低破片的風險。進一步的可選的，所述基體環1123和/或支撐結構1122的下表面、所述基體環1123的外側壁表面中的任意一個或多個上設置有第一結構1112，對應地，所述凹陷部的底部表面、所述限位結構1111的內側壁表面中的任意一個或多個上設置有第二結構1126。示例地，如圖13和圖14所示，所述第一結構1112為方形凸台結構，所述第二結構1126為方形凹槽結構。可以理解的是，所述第一結構1112和第二結構1126的類型不僅限於上述，其還可以為其他可實現限位作用的結構，本創作對此不加以限制。當托盤結構110包含多個限位組件時，各個限位組件的形狀結構可相同或不相同，本創作對此不做限制。可選的，所述第一結構1112為柱體或環形柱體或錐體或多面柱體或不規則立方體；或，所述第二結構1126為柱體或環形柱體或錐體或多面柱體或不規則立方體。

為進一步保證基座111與基板支撐件112之間的可靠穩定性，所述基座111的限位結構1111的部分內側壁包括一傾斜側壁，所述傾斜側壁與凹陷部的底部表面之間的夾角小於90°，所述基板支撐件112的部分外側壁的形狀結構與所述限位結構1111的內側壁的形狀結構相匹配。如圖15所示，在該實施例中，所述基座111的限位結構1111的部分內側壁向內凹，基板支撐件112的部分外側壁在對應位置處向外凸。高速旋轉時，因受到離心力的作用，基板支撐件112一定向著一邊滑動，最終內凹結構與外凸結構相貼合，從而防止基板支撐件112飛出，進一步保證了托盤結構110的穩定性。進一步的，所述基座111沿周向包含有多處上述傾斜側壁變形，對應地，所述基板支撐件112包含有多處上述傾斜凸起變形，各處變形位置沿周向均勻分佈，且基座111上包含有相應豁口供基板支撐件112的凸起放入凹陷部中（各處豁口大小可不一）。使用時，將基板支撐件112的凸起部分從基座111的豁口處進入凹陷部中，進入後人為手動旋轉一定角度，將基板支撐件112與基座111卡住，以使基板支撐件112在高速旋轉過程中更不易飛出。

可選的，在另一實施例中，所述限位結構1111的頂部包括向凹陷部方向橫向延伸的卡接部1113，所述基板支撐件112的外側壁開設有與所述卡接部1113相匹配的卡接槽1127，所述卡接部1113完全位於所述卡接槽1127內，所述卡接部1113的上表面和/或下表面與所述凹陷部的底部表面平行。如圖16所示，在一實施例中，所述卡接部1113的上表面和下表面均與所述凹陷部的底部表面平行，以實現最佳的卡接效果，使托盤結構110的穩定性更高。當然卡接部1113也可只有上表面或下表面與凹陷部的底部表面平行，本創作對此不做限制。例如在某一實施例中，卡接部1113的下表面與所述凹陷部的底部表面平行，其上表面與所述凹陷部的底部表面之間的夾角小於90°，以便卡接部1113插入。

在工藝進程中，加熱器130會一直對基座111進行加熱，進而使基板W處於工藝溫度下。為進一步使基板W受熱均勻，可在所述基板支撐件112的下表面和所述凹陷部的至少部分上表面之間設置間隙1128。如圖2所示，在一實施例中，該間隙1128位於支撐結構1122下方且其範圍大於支撐結構1122的範圍即該間隙1128的範圍擴展到了基體環1123的下方，以避免支撐結構1122直接與基座111接觸。該間隙1128使得基座111下方的加熱器130產生的熱量到達支撐結構1122之前在間隙1128內充分擴散均勻，進而使得其到達支撐結構1122時各處位置的熱量分佈更為均衡，以使基板W受熱均勻，進一步保證基板W表面處理的質量。

另一方面，由於溫度旋轉座120、基座111、基板支撐件112及其承載的基板W均處於高速旋轉狀態，且基座111下方加熱器130的持續加熱，基板W上下表面的氣體壓力差會越來越大。基於此，如圖2所示，在本實施例中，所述基座111的凹陷部底面與基板支撐件112的基體環1123底部表面之間、限位結構1111的內側壁與基體環1123的外側壁之間以及限位結構1111的頂部表面與覆蓋環1124的底部表面之間開設有凹槽結構形成第一氣體通道113，所述第一氣體通道113貫通基板W背面與基板W上表面之間的空間，以便氣體的相互流動，減小基板W上下表面的壓力差，防止基板W在工藝過程中由於壓力差的作用被頂起甩出，進一步保證了基板W的穩定性。可選的，所述第一氣體通道113與所述間隙1128連通。需要說明的是，所述第一氣體通道113不僅限於以上述方式開設，在其他實施例中，其還可以採用其他方式實現，本創作對此不做限制，示例地，所述第一氣體通道113開設在所述基板支撐件112或所述基座111中，以平衡基板W上下表面之間的壓力差。

進一步的，如圖2所示，所述基座111在其與旋轉座120的接觸面上開設有凹槽結構以形成第二氣體通道114，所述第二氣體通道114貫通所述旋轉座120內部與外部的空間，所述旋轉座120所圍成的內部空間與外部空間之間的氣體可相互流動，以平衡內部空間與其外部空間的壓力，進而保證基座111在旋轉座120上的穩定性。當所述基座111上開設有通孔使基板W背面與旋轉座120所圍成的內部空間連通時，所述第二氣體通道114進一步減小了基板W內外表面的壓力差，有助於保證基板W在工藝進程中的穩定性。可以理解的是，所述第二氣體通道114不僅限於以上述方式開設，在其他實施例中，其還可以採用其他方式實現，本創作對此不做限制，示例地，所述第二氣體通道114開設在所述基座111或所述旋轉座120中，以減少內外空間之間的壓力差，進一步保證基座111和基板支撐件112的穩定性。

另一方面，如圖2所示，為進一步保證反應室100內環境的潔淨度，所述托盤結構110還包含外圈蓋板115，所述外圈蓋板115至少部分區域環繞覆蓋所述基座111的外周邊緣，以防止高溫下裸露的基座111上表面粉化揮揚在腔室中（基座111一般由石墨材料製成），污染磊晶生長。

在實際使用中，經常會遇到磊晶生長膜層與基板支撐件112材料不同的問題，例如在本實施例中，所述基板支撐件112採用石墨材料製備，其加工成本低廉，有助於減小經濟成本。在SiC磊晶生長過程中，石墨製備的基板支撐件112的上表面會沉積SiC膜層，由於兩者熱膨脹係數不同，在溫度變化的情況下，基板支撐件112的上表面會存在應力集中而導致變形，從而影響工藝效果，同時其還會造成機台零件損耗加大，使設備的使用成本增加。基於此，所述基板支撐件112的上表面包含應力釋放結構1129（請參見圖17），所述應力釋放結構可降低基板支撐件112上表面所承受的應力，使該處應力得到釋放、減少變形，進而解決其應力變形問題，有助於提升所述基板支撐件112的使用壽命。可選的，所述應力釋放結構可設置於所述覆蓋環1124和/或基體環1123的上表面。可選的，所述應力釋放結構包含凹槽結構和/或凸起結構；所述應力釋放結構呈放射狀和/或環形。本創作對應力釋放結構的環形層數或放射線數量等不做限制，可根據需要進行設置。

需要說明的是，本創作的托盤結構110不僅限於適用上述磊晶生長設備，在其他實施例中，其還可以應用於其他腔體結構的設備中，本創作對此不加以限制。進一步的，上述各個技術特徵可單獨設置也可以任意組合搭配設置，本創作對此不加以限制。

實施例二 基於實施例一的磊晶生長設備的結構特性，本實施例對其托盤結構部分做出了一些改變。如圖18所示，為本實施例的磊晶生長設備的托盤結構部分示意圖。

在本實施例中，所述基板支撐件212為分體式結構。具體地，如圖18所示，在本實施例中，所述基板支撐件212包含承載件2122和內環2123。所述承載件2122設置於基座211的限位結構2111所圍成的凹陷部內，該承載件2122用於支撐基板W；所述內環2123設置於所述承載件2122上方，所述內環2123包括環繞基板W的內側壁和靠近所述限位結構2111的外側壁，所述外側壁的高度大於所述內側壁的高度，所述內環2123的內側壁包圍形成容納基板W的容納槽，所述容納槽內包含定位結構2121。

磊晶生長過程中，基板W通過承載件2122放置在基座211上，基座211轉動並通過承載件2122帶動基板支撐件212及基板W旋轉。旋轉過程中，內環2123通過其內側壁限制基板W的位置，防止基板W在複雜氣流、高溫、旋轉的工藝條件下飛出；其外側壁至少部分地與所述限位結構2111的內側壁抵靠。所述內環2123的外側壁高度大於其內側壁的高度，內環2123受到離心力的作用向限位結構2111施加作用力的接觸面較大，限位結構2111對內環2123的阻擋作用更強，可有效地防止內環2123飛出凹陷部；同時該基板支撐件212的容納槽中包含定位結構2121，可有效地防止基板W相對基板支撐件212發生滑動，進一步保證了基板W在工藝過程中的穩定性。因此，該基板支撐件212不僅可防飛片，還可進一步提升托盤結構的穩定性，有助於提升基板W磊晶生長的良品率。

如圖18所示，在本實施例中，所述內環2123的底部包含一下沉部，以使其外側壁的高度大於內側壁的高度。進一步的，在本實施例中，所述內環2123由碳化矽材料製備，所述承載件2122由石墨材料製備，當然，它們也可由其他材料製備，本創作對此不做限制。

如圖19所示，在本實施例中，所述定位結構2121設置於所述承載件2122的上表面，其為自所述承載件2122的上表面向上延伸的凸起。具體地，該凸起為月牙型凸起結構。該基板支撐件212可有效地防止基板W相對基板支撐件212轉動，使基板W與基板支撐件212同步旋轉，有助於提升基板W表面處理的質量。

可以理解的是，所述定位結構2121不僅限於採用上述方式設置，其還可以採用其他方式，只要可實現相應的功能作用均可，示例地，所述定位結構2121設置於所述內環2123的內側壁，為自所述內環2123的內側壁向基板W方向延伸的凸起。與實施例一相似或相同，所述定位結構2121的結構類型不僅限於上述，其還可以為其他可實現相同功能的結構，在此不再加以贅述。

與實施例一相似，在本實施例中，托盤結構的至少兩個相鄰部件之間包含限位組件，所述限位組件用於防止兩相鄰部件之間發生相互滑動。可選的，所述基座211與所述承載件2122之間包含限位組件；和/或，所述內環2123與所述承載件2122之間包含限位組件；和/或，所述內環2123與所述基座211之間包含限位組件。

具體地，所述限位組件包含第一結構和第二結構，所述承載件2122的底面、所述內環2123的底面、所述限位結構2111的內側壁中的任意一個或多個上設置有第一結構，對應地，所述凹陷部底部表面、所述承載件2122的上表面、所述內環2123和/或所述承載件2122的外側壁中的任意一個或多個上設置有第二結構。可以理解的是，所述限位組件的第一結構和第二結構的構造類型可與實施例一中的限位組件各部分的構造類型相似或相同，在此不再加以贅述。示例地，如圖20至圖22所示，在一實施例中，所述基座211的上表面沿周向設置有四個第一凸台結構2112，所述限位結構2111上沿周向開設有四個第一凹槽結構2113，所述承載件2122的底面對應第一凸台結構2112開設有四個第二凹槽結構2124，所述內環2123的下表面對應第一凹槽結構2113開設有四個第二凸台結構2125。所述第一凸台結構2112和第二凹槽結構2124組成基座211和承載件2122之間的限位組件，所述第一凹槽結構2113和第二凸台結構2125組成內環2123和基座211之間的限位組件。

進一步的，本實施例的其他結構及各組件的連接、作用方式，如還包括外圈蓋板等均可與實施例一相似或相同，在此不再加以贅述和限制。

實施例三 基於實施例一的磊晶生長設備的結構特性，本實施例對其托盤結構部分做出了一些改變。如圖23所示，為本實施例的磊晶生長設備的托盤結構部分示意圖。

在本實施例中，所述基板支撐件312為分體式結構。具體地，在本實施例中，所述基板支撐件312包含承載件3122和內環3123。所述承載件3122設置於基座311的限位結構3111所圍成的凹陷部內，該承載件3122用於支撐基板W；所述內環3123設置於所述承載件3122上方，所述內環3123的下表面為水平面，所述內環3123環繞設置在所述基板W外圍，其內側壁包圍形成容納基板W的容納槽，所述容納槽內包含定位結構3121。在工藝過程中，所述基板支撐件312通過容納槽的圓面側壁限制基板W飛出，同時通過定位結構3121約束基板W不會相對基板支撐件312發生轉動，有效地防止了基板W在複雜氣流、高溫、旋轉的工藝條件下飛出。

進一步的，本實施例的其他結構及各組件的連接、作用方式，如還包括外圈蓋板等均可與實施例一相似或相同，在此不再加以贅述和限制。

綜上所述，本創作的一種托盤結構110及其磊晶生長設備中，該托盤結構110通過基板支撐件112的定位結構與基板W的定位區域之間的相互配合，實現了對基板W的位置約束，使其無法相對基板支撐件112發生滑動，進一步降低了基板W飛片的可能性，增加了基板W在工藝過程中的穩定性，有助於提高工藝成功率，降低破片的風險。

儘管本創作的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本創作的限制。在所屬技術領域中具有通常知識者閱讀了上述內容後，對於本創作的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本創作的保護範圍應由所附的申請專利範圍來限定。

100:反應室 101:頂蓋 102:腔體 103:處理空間 110:托盤結構 111:基座 1111:限位結構 1112:第一結構 1113:卡接部 112:基板支撐件 1121:定位結構 1122:支撐結構 1123:基體環 1124:覆蓋環 1125:防飛片件 1126:第二結構 1127:卡接槽 1128:間隙 1129:應力釋放結構 113:第一氣體通道 114:第二氣體通道 115:外圈蓋板 120:旋轉座 130:加熱器 211:基座 2111:限位結構 2112:第一凸台結構 2113:第一凹槽結構 212:基板支撐件 2121:定位結構 2122:承載件 2123:內環 2124:第二凹槽結構 2125:第二凸台結構 311:基座 3111:限位結構 312:基板支撐件 3121:定位結構 3122:承載件 3123:內環 W:基板

圖1為本創作的一種磊晶生長設備示意圖； 圖2為圖1中托盤結構的局部示意圖； 圖3為本創作的一種托盤結構的俯視圖； 圖4為圖3中A處的放大示意圖； 圖5為圖3中基板受熱膨脹前的托盤結構示意圖； 圖6為圖3中基板受熱膨脹後的托盤結構示意圖； 圖7為本創作的另一種托盤結構的俯視圖； 圖8為圖7的托盤結構截面示意圖； 圖9為本創作的又一種托盤結構的俯視圖； 圖10為圖9的托盤結構的截面示意圖； 圖11為本創作的一種基板支撐件截面示意圖； 圖12為本創作的一種帶防飛片件的基板支撐件示意圖； 圖13為本創作的一種基座上表面示意圖； 圖14為本創作的一種基板支撐件的底部表面示意圖； 圖15為本創作的一種托盤結構的局部截面示意圖； 圖16為本創作的另一種托盤結構的局部截面示意圖； 圖17為本創作的一種包含應力釋放結構的基板支撐件示意圖； 圖18為本創作的又一種托盤結構的局部示意圖； 圖19為圖12中托盤結構截面示意圖； 圖20為本創作的一種基座結構示意圖； 圖21為本創作的一種承載件結構示意圖； 圖22為本創作的一種內環結構示意圖； 圖23為本創作的再一種托盤結構的局部示意圖。

100:反應室

101:頂蓋

102:腔體

103:處理空間

110:托盤結構

120:旋轉座

130:加熱器

W:基板

Claims (31)

1. 一種用於磊晶生長設備的托盤結構，其特徵在於，包含： 基座，其可設置於一旋轉座上，所述基座的上表面包含一限位結構，所述限位結構包圍形成一凹陷部； 基板支撐件，至少部分地位於所述凹陷部內，用於承載基板，所述基板包括定位區域，所述基板支撐件包括定位結構，所述定位結構與所述基板的定位區域配合，用於防止所述基板與所述基板支撐件之間的相對滑動。
2. 如請求項1所述的托盤結構，其中， 所述基板支撐件包括支撐結構和環繞所述支撐結構的基體環，所述基體環和所述支撐結構一體設置，所述支撐結構用於支撐基板，所述基體環環繞設置在所述基板的外圍。
3. 如請求項2所述的托盤結構，其中： 所述定位結構設置於所述支撐結構的上表面，為自所述支撐結構的上表面向上延伸的凸起。
4. 如請求項2所述的托盤結構，其中： 所述定位結構設置於所述基體環的內側壁，為自所述基體環的內側壁向基板方向延伸的凸起。
5. 如請求項2所述的托盤結構，其中： 所述基座和所述基板支撐件之間設置有限位組件，所述限位組件包含相匹配的第一結構與第二結構，所述基體環和/或支撐結構的下表面、所述基體環的外側壁表面中的任意一個或多個上設置有第一結構，對應地，所述凹陷部的底部表面、所述限位結構的內側壁表面中的任意一個或多個上設置有第二結構。
6. 如請求項1所述的托盤結構，其中，所述基板支撐件包含： 承載件，其設置於所述凹陷部內，用於支撐基板； 內環，其設置於所述承載件上方，所述內環環繞設置在所述基板的外圍。
7. 如請求項6所述的托盤結構，其中， 所述內環包括環繞基板的內側壁和靠近所述限位結構的外側壁，所述外側壁的高度大於所述內側壁的高度； 或，所述內環的下表面為水平面。
8. 如請求項6所述的托盤結構，其中， 所述定位結構設置於所述內環的內側壁，為自所述內環的內側壁向基板方向延伸的凸起。
9. 如請求項6所述的托盤結構，其中： 所述定位結構設置於所述承載件的上表面，為自所述承載件的上表面向上延伸的凸起。
10. 如請求項6所述的托盤結構，其中， 所述基座與所述承載件之間包含限位組件； 和/或，所述內環與所述承載件之間包含限位組件； 和/或，所述內環與所述基座之間包含限位組件。
11. 如請求項10所述的托盤結構，其中， 所述限位組件包含第一結構和第二結構，所述承載件的底面、所述內環的底面、所述限位結構的內側壁中的任意一個或多個上設置有第一結構，對應地，所述凹陷部底部表面、所述承載件的上表面、所述內環和/或所述承載件的外側壁中的任意一個或多個上設置有第二結構。
12. 如請求項1所述的托盤結構，其中， 所述定位區域為所述基板的直邊或所述基板上開設的定位槽。
13. 如請求項1所述的托盤結構，其中， 所述定位結構為片體或柱體或環形柱體或錐體或多面柱體或不規則立方體。
14. 如請求項1所述的托盤結構，其中， 所述基板支撐件的內側壁包圍形成容納基板的容納槽，所述基板支撐件的內側壁的至少部分區域包括一傾斜側壁，所述傾斜側壁與所述容納槽的底部表面之間的夾角小於90°。
15. 如請求項14所述的托盤結構，其中， 所述基板支撐件的內側壁的至少部分區域包括一豎直側壁，所述豎直側壁的一端與所述傾斜側壁相連，其另一端與所述容納槽的底部表面相連。
16. 如請求項1所述的托盤結構，其中， 所述基板支撐件的內側壁與所述基板支撐件的上表面之間設置一弧形倒角。
17. 如請求項1所述的托盤結構，其中， 所述基板支撐件包括一傾斜上表面。
18. 如請求項1所述的托盤結構，其中， 所述基板支撐件的上表面設有防飛片件，所述防飛片件的上表面高於所述基板的上表面。
19. 如請求項1所述的托盤結構，其中， 當所述基板置於所述基板支撐件內時，所述基板支撐件靠近所述基板邊緣的上表面與所述基板的上表面高度差小於或等於2mm。
20. 如請求項1所述的托盤結構，其中， 當所述基板置於所述基板支撐件內時，所述基板支撐件靠近所述基板邊緣的上表面的高度低於或平於所述基板上表面的高度。
21. 如請求項1所述的托盤結構，其中， 所述基板支撐件包括環繞基板的內側壁和與其一體設置的靠近所述限位結構的外側壁，所述外側壁的高度大於所述內側壁的高度。
22. 如請求項1所述的托盤結構，其中， 所述托盤結構的至少兩個相鄰部件之間包含限位組件，所述限位組件用於防止兩相鄰部件之間發生相互滑動。
23. 如請求項1所述的托盤結構，其中， 所述限位結構的內側壁包括一傾斜側壁，所述傾斜側壁與凹陷部的底部表面之間的夾角小於90°，所述基板支撐件的外側壁的形狀結構與所述限位結構的內側壁的形狀結構相匹配。
24. 如請求項1所述的托盤結構，其中， 所述限位結構的頂部包括向凹陷部方向橫向延伸的卡接部，所述基板支撐件的外側壁開設有與所述卡接部相匹配的卡接槽，所述卡接部的上表面和/或下表面與所述凹陷部的底部表面平行。
25. 如請求項1所述的托盤結構，其中， 所述基板支撐件的下表面和所述凹陷部的至少部分上表面之間設置有間隙。
26. 如請求項1或25所述的托盤結構，其中， 所述基板支撐件、所述基板支撐件與所述基座之間、所述基座中的任意一個或多個上開設有第一氣體通道，所述第一氣體通道貫通基板背面與基板上表面之間的空間。
27. 如請求項1所述的托盤結構，其中， 所述基座、所述基座與所述旋轉座之間、所述旋轉座中的任意一個或多個上開設有第二氣體通道，所述第二氣體通道貫通所述旋轉座內部與外部的空間。
28. 如請求項1所述的托盤結構，其中， 所述基板支撐件的上表面包含應力釋放結構。
29. 如請求項1所述的托盤結構，其中， 所述基板支撐件包含設置於所述限位結構上方的覆蓋環。
30. 如請求項1所述的托盤結構，其中，還包含： 外圈蓋板，其至少部分區域環繞覆蓋所述基座的外周邊緣。
31. 一種磊晶生長設備，其特徵在於，包含： 反應室； 如請求項1~30中任一項所述的托盤結構，其設置於所述反應室內。