WO2017148734A1 - Substrathaltevorrichtung mit aus einer ringnut entspringenden tragvorsprüngen - Google Patents

Substrathaltevorrichtung mit aus einer ringnut entspringenden tragvorsprüngen Download PDF

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Daniel Claessens
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Definitions

  • the invention relates to a device for supporting at least one substrate in a process chamber of a CVD or PVD reactor, in the flat top is at least one limited by at least one positioning edge bearing pocket for receiving the at least one substrate, wherein the bearing pocket a storage pocket bottom from which, in the vicinity of its edge adjoining the at least one positioning edge, a supporting projection is formed, which forms a support surface / zone surrounded by a side wall lying in a support plane which extends from a bottom of a groove surrounding the support projection Vertical distance than from the bearing pocket bottom.
  • US 2003/0209326 AI describes a susceptor with storage bags each for receiving a substrate.
  • Each storage bag has a storage bag bottom. The bottom extends all the way to positioning flanks that define the edge of the bearing pocket. In the vicinity of the positioning flank are provided in the bearing pocket bottom at different circumferential positions excavations from which springing spring springs, which form bearing surfaces with an end face on which the bottom of the substrate rests, so that the substrate is hollow in the bearing pocket.
  • a susceptor is previously known in which originate from the bottom of a storage bag parallel to the edge running ribs on which rests the edge of the substrate.
  • the ribs are of the position nierflanke spaced in the radial inward direction of the bearing pocket.
  • the ribs surround a central region, which has a depression, the region of the bottom of the bearing pockets immediately surrounding the ribs extends precisely to such a level that there the distance between the bearing pocket bottom and bottom side of the substrate is minimal.
  • a substrate holder of a CVD apparatus which consists of a flat disk with an upper side and a lower side.
  • the top has pocket-like structures. Each of these structures forms a storage space for a respective circular substrate.
  • Edge portions of pedestals of the upper side form positioning flanks for fixing the position of each of a plurality of substrates arranged on the upper side of the substrate holder.
  • the edge of the substrates rests on isolated Tragvor- jumps, which adjoin the positioning edge.
  • the projecting into the bearing surface of the storage space portion of the support projection is surrounded by a trench.
  • the pedestals are triangular in pitch, spaced apart and capable of positioning the substrates in a hexagonal array.
  • a susceptor in which a trench extends along the positioning flank of a pedestal, from which protrudes a supporting projection. Described there is also a support projection which is surrounded by an annular groove, wherein the annular groove has a rounded cross-section arc, which passes without kinks forming a side wall in a support surface for supporting the substrate.
  • a generic susceptor is used in particular in a CVD reactor where it forms the bottom of a process chamber. The susceptor is heated from below, for example by thermal radiation. By heat conduction, the radiant heat reaches the top of the susceptor, on which the substrates eino in the bearing pockets arranged there.
  • the process chamber Above the top of the susceptor is the process chamber, the ceiling of which is formed by a gas inlet member.
  • the gas outlet surface of the gas inlet member facing the susceptor has a temperature that deviates from the surface temperature of the susceptor.
  • the temperature difference between the gas outlet surface and the upper side of the susceptor can amount to several 100 ° C., so that a very high heat flow from the susceptor to the gas inlet element occurs due to the temperature gradient existing between the susceptor and gas inlet element.
  • a vertical temperature gradient is formed within the susceptor, but also a vertical temperature gradient in the region of the bearing pocket.
  • the heat flow in the region in which the substrate is hollow above the bottom of the bearing pocket and the region in which it rests on the bearing surfaces of the supporting projections is different.
  • the temperature homogeneity on the substrate surface is improved.
  • the difference between a lowest temperature measured on the substrate surface and a highest temperature measured on the same substrate surface is reduced by the measures proposed below in comparison with the prior art.
  • the groove from which springs the support projection, in turn is arranged in a depression.
  • the recess extends at a vertical level below the bottom of the bearing surface but above the bottom of the groove so that the vertical level of the recess lies between the bottom of the groove and the bearing pocket bottom.
  • the storage bag bottom is essentially flat in one plane.
  • the bearing pocket bottom has vertical structures, for example elevated areas relative to a bearing pocket level and areas recessed relative to a bearing pocket level.
  • the supporting projection has a distance from the positioning edge.
  • the groove surrounding the supporting projection has a distance to the positioning flank.
  • the recess may have a first recess portion which fills the clearance space between the groove and the positioning edge. The depression thus adjoins the positioning flank so that the positioning flank extends on the edge of the first depression section.
  • a second recess section may adjoin the first recess section.
  • two second recessed sections adjoin the first recessed section in the circumferential direction of the edge boundary of the storage location, each adjoining the positioning flank.
  • a third depression section may be provided, which corresponds to the first depression section. Section - relative to the support projection - opposite.
  • the first, second and third recessed portions are preferably arranged so that they completely surround the groove, which in turn surrounds the supporting projection.
  • the support projection thus lies together with the groove surrounding it as an island in a relation to the bearing surface level recessed level, which forms the well bottom.
  • the supporting projection is in particular spaced from the positioning flank so that it is completely covered by the edge of the substrate.
  • the contact zone of the support projection is thus a distance from the edge of the substrate in the direction of the center of the substrate spaced surface portion of the underside of the substrate.
  • the contact zone is a nearly punctiform surface. It preferably has a diameter of at most 0.7 mm, 0.5 mm or a maximum of 0.3 mm.
  • the center of the support zone is preferably spaced at least 4 mm from the positioning edge.
  • the support zone can pass without kinks into the side wall of the support projection which is rounded in cross-section.
  • the side wall may extend on a curved surface which extends in cross section on a circular arc line.
  • the cross section of the groove can also run on a circular arc. It forms a ring trench surrounding the supporting projection.
  • the two circular arc lines are curved in opposite directions and merge into each other in the area of a cross-section turning point.
  • the bottom of the groove extends on a crest line of a groove formed by the groove.
  • the radially outer edge of the groove may be rounded or merge into the recess bottom to form a chamfer.
  • the recess bottom preferably extends on a plane which extends parallel to the bearing surface level and parallel to the support plane.
  • the depression edge at which the depression bottom ends is preferably formed by a step. Under formation of this stage, the recess edge merges into the bearing pocket bottom surface.
  • a bearing pocket is preferably surrounded by at least six, preferably spaced, sockets, each forming a positioning edge. The positioning edges can run on a common circular arc line.
  • each positioning edge can also especially in their middle have a rectilinear section.
  • the positioning edge is where it adjoins the recess, straight.
  • the vertical distance of the support plane from the bearing pocket bottom is preferably 400 ⁇ . The distance may be in a range between 300 and 500 ⁇ .
  • the vertical distance of the groove bottom of the support plane may be in a range between 500 and 900 ⁇ .
  • the vertical distance of the support plane from the well bottom is preferably 500 ⁇ , so that the step between recess and bearing pocket bottom is about 100 ⁇ . This distance can be in a range between 300 and 700 ⁇ , so that the stage can also be less than 100 ⁇ , but also greater than 100 ⁇ .
  • Fig. 1 is a plan view of the top of a susceptor 1, a
  • Fig. 4 shows the section along the line IV-IV in Figure 3 and
  • FIG. 5 shows a representation according to FIG. 4, but with substrate 20 resting on supporting projection 8.
  • FIG. 1 shows a circular, flat susceptor 1 made of graphite, molybdenum, quartz or other suitable material.
  • the susceptor 1 has a substantially flat upper surface and a substantially flat lower surface.
  • the upper side is provided with vertical structures, with which storage spaces 2 are formed for each one substrate 20.
  • Vertical structures for influencing the heat conduction can also be provided on the underside.
  • the susceptor 1 is used in a CVD reactor.
  • a CVD reactor with a gas-tight closed to the outside housing shows the DE 10 2011 055 061 AI.
  • the susceptor 1 With this heating heat is generated, which is transmitted in particular by means of thermal radiation to the susceptor 1 arranged above the heater.
  • a process chamber into which a process gas is fed by a gas inlet member.
  • the gas inlet member forms the upper boundary of the process chamber and has gas outlet openings through which the process gas can flow into the process chamber.
  • the gas outlet surface of the gas inlet gate facing the process chamber is preferably cooled, whereas the top side of the susceptor opposite thereto, which supports the substrates 20, is heated to a temperature which is several hundred degrees higher than the surface temperature of the gas inlet. let organes. To maintain this temperature gradient, a very high heat flow from the susceptor 1 to the gas inlet member is required.
  • This heat flow causes a vertical temperature gradient within the susceptor 1.
  • Each storage space 2 is of a total of six approximately triangular, spaced from each other Sockets 4 edged.
  • Each bearing pocket bottom 4 has three positioning flanks 3, which are arranged in a uniform circumferential distribution around the boundary edge of a storage space 2.
  • a depression 11 is located in the direction of the center immediately adjacent to the positioning flank 3.
  • the positioning flank 3 is a vertical surface which has outer curved regions and a central, approximately rectilinear region.
  • a first section 16 of the depression 11 extends along the rectilinearly extending region of the positioning flank 3.
  • the first depression section 16 is located between two second depression sections 17 which, like the first depression section 16, adjoin the positioning flank 3 until directly.
  • An annular groove 5 is located within the depression 11, whose recess bottom 12 extends on a plane. From the cross-sectional illustration in FIG. 4 it can be seen that the groove 5 forms a groove with a rounded cross-section. It is a ring throat, the cross-sectional contour of the radius Ri is determined. A deepest portion of the groove 5 forms a groove bottom 6, which is spaced by a distance D 3 from a support plane E.
  • the groove 5 extends in a circular arc around a center and has a radially outer groove edge 7, in which the groove 5 merges into the recess base 12 to form a rounding or a chamfer 15.
  • the recess base 12 extends parallel to the support plane E and is spaced from the support plane E by a distance D 2 .
  • the support projection 8 has an annular side wall 10 which extends in cross section on a curved line with a radius R 2 .
  • the side wall 10 merges into a support zone 9, which forms the center of the support projection 8 and which extends in the support plane E.
  • the support projection 8 thus forms a dome-shaped bulge of the recess 11, which is surrounded by a groove 5.
  • the groove 5 is completely surrounded by the recess bottom 12 of the recess 11.
  • the first recessed portion 16 is opposed to a third recessed portion 18. Based on the center of the bearing pocket 2, the third recess portion 18 is located radially inwardly of the support projection 8 and the first recess portion 16 radially outwardly of the support projection. 8
  • the diameter of the support zone 9 is 0.2 mm.
  • the contact zone 9 is essentially a flat surface extending in the support plane E.
  • the third recess portion 18 is adjacent to the bearing pocket bottom 4, which extends substantially planar, forming a circular recess edge 13 which extends around the center of the support projection 8.
  • the bearing pocket bottom 4 is spaced from the support plane E by the distance Di.
  • the reference numeral 20 denotes a resting on the support projection 8 substrate.
  • the substrate 20 rests on a supporting projection 8 at a total of six points.
  • the central region of the substrate 20 is at a distance Di hollow over the bearing pocket bottom 4.
  • the underside of the substrate 20 is then in the support plane E.
  • a device which is characterized by second sections 17 of the recess 11 adjoining the first recessed section 16 and adjacent to the positioning flank 3.
  • a device which is characterized in that the first depression section 16 and the two second depression sections 17 together with the third depression section 18 located opposite the first depression section 16 surround the groove 5 without interruption.
  • a device which is characterized in that the supporting projection 8 is completely covered by the edge of the substrate 20.
  • a device which is characterized in that the center of the support zone 9 is spaced at least 4 mm from the positioning edge 3.
  • a device which is characterized in that the support zone 9 is a plane E having a diameter of at most 0.7 mm or a maximum of 0.5 mm, preferably a maximum of 0.3 mm.
  • a device which is characterized in that the side wall 10 which is rounded in cross-section passes without kinks into the support zone 9 and / or that the side walls 10 which are rounded in cross-section are free of kinks from the contact zone 9 to the groove bottom 6 of the groove 5 extends and / or that the groove bottom 6 of a vertex of a rounded throat is formed, which merges with the formation of a chamfer 15 or a rounding in the recess bottom 12.
  • a device which is characterized in that a vertical distance Di between the support zone 9 and the bearing pocket bottom 4 about 400 ⁇ , a vertical distance D 2 between support zone 9 and recess bottom 12 about 500 ⁇ and a vertical distance D 3 between support plane e and groove bottom 6 is about 700 ⁇ .

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Halterung mindestens eines Sub- strates (20) in einer Prozesskammer eines CVD-oder PVD-Reaktors, in dessen flacher Oberseite sich zumindest eine von zumindest einer Positionierflanke (3) begrenzte Lagertasche (2) zur Aufnahme des mindestens einen Substrates (20) befindet, wobei die Lagertasche (2) einen Lagertaschenboden (4) aufweist, aus dem in der Nachbarschaft der Positionierflanke (3) ein Tragvorsprung (8) entspringt, der eine von einer Seitenwand (10) umgebene Auflagezone (9) ausbildet, die in einer Auflageebene (E) liegt, welche von einem Boden (6) einer den Tragvorsprung (8) umgebenen Nut (5) einen größeren Vertikalabstand aufweist als vom Lagertaschenboden (4). Zur Erhöhung der Temperaturhomogenität auf der Oberseite des Substrates ist vorgesehen, dass sich die Nut (5) in einer Vertiefung (11) erstreckt, deren Vertikalniveau zwischen dem Boden (6) der Nut (5) und dem Lagertaschenboden (4) liegt. Der Tragvorsprung (8) und/oder die den Tragvorsprung (8) umgebende Nut (5) besitzen einen horizontalen Abstand von der Positionierflanke (3).

Description

Beschreibung
Substrathaltevorrichtung mit aus einer Ringnut entspringenden Tragvorsprüngen
Gebiet der Technik
[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Halterung mindestens eines Substrates in einer Prozesskammer eines CVD- oder PVD-Reaktors, in dessen flacher Oberseite sich zumindest eine von zumindest einer Positionierflanke begrenzte Lagertasche zur Aufnahme des mindestens einen Substrates befindet, wobei die Lagertasche einen Lagertaschenboden aufweist, aus dem in der Nachbarschaft seines an die mindestens eine Positionierflanke angrenzenden Randes ein Tragvorsprung entspringt, der eine von einer Seitenwand umgebe- ne Auflagefläche/ -zone ausbildet, die in einer Auflageebene liegt, welche von einem Boden einer den Tragvorsprung umgebenen Nut einen größeren Vertikalabstand aufweist als vom Lagertaschenboden.
Stand der Technik
[0002] Die US 2003 / 0209326 AI beschreibt einen Suszeptor mit Lagertaschen jeweils zur Aufnahme eines Substrates. Jede Lagertasche besitzt einen Lagerta- schenboden. Der Boden erstreckt sich bis hin zu Positionierflanken, die den Rand der Lagertasche definieren. In der Nachbarschaft der Positionierflanke sind im Lagertaschenboden an verschiedenen Umfangspositionen Aushebungen vorgesehen, aus denen Tragvorsprünge entspringen, die mit einer Stirnfläche Auflageflächen ausbilden, auf denen die Unterseite des Substrates aufliegt, so dass das Substrat hohl in der Lagertasche liegt.
[0003] Aus der US 2014/0287142 AI ist ein Suszeptor vorbekannt, bei dem aus dem Boden einer Lagertasche parallel zum Rand laufende Rippen entspringen, auf denen der Rand des Substrates aufliegt. Die Rippen sind von der Positio- nierflanke in Radialeinwärtsrichtung der Lagertasche beabstandet. Die Rippen umgeben einen Zentralbereich, der eine Vertiefung aufweist, der die Rippen unmittelbar umgebende Bereich des Bodens der Lagertaschen verläuft eben auf einen derartigen Niveau, dass dort der Abstand zwischen Lagertaschenboden und Unterseite des Substrates minimal ist.
[0004] Aus der US 5,645,647 ist ein Suszeptor vorbekannt, bei dem ein Lagerplatz für ein Substrat von einer Positionierflanke begrenzt ist.
[0005] Die DE 10 2012 108 986 AI beschreibt einen Substrathalter einer CVD- Vorrichtung, der aus einer flachen Scheibe mit einer Oberseite und einer Unter- seite besteht. Die Oberseite weist taschenartige Strukturen auf. Jede dieser Strukturen bildet einen Lagerplatz für jeweils ein kreisrundes Substrat. Randabschnitte von Sockeln der Oberseite bilden Positionierflanken zur Lagefixierung jeweils eines einer Vielzahl von auf der Oberseite des Substrathalters angeordneten Substraten. Der Rand der Substrate ruht auf vereinzelten Tragvor- Sprüngen, die an die Positionierflanke angrenzen. Der in die Lagerfläche des Lagerplatzes hineinragende Abschnitt des Tragvorsprungs ist von einem Graben umgeben. Die Sockel haben einen dreieckigen Gmndriss, sind voneinander beabstandet und in der Lage, die Substrate in einer hexagonalen Anordnung zu positionieren. [0006] Die DE 20 2015 118 215 beschreibt einen Suszeptor, bei dem sich entlang der Positionierflanke eines Sockels ein Graben erstreckt, aus dem ein Tragvorsprung hervorragt. Beschrieben wird dort auch ein Tragvorsprung, der von einer Ringnut umgeben ist, wobei die Ringnut einen im Querschnitt gerundeten Bogen aufweist, der knickstellenfrei unter Ausbildung einer Seitenwand in eine Auflagefläche zur Auflage des Substrates übergeht. [0007] Ein gattungsgemäßer Suszeptor wird insbesondere in einem CVD- Reaktor verwendet, wo er den Boden einer Prozesskammer ausbildet. Der Suszeptor wird von unten, bspw. durch Wärmestrahlung, aufgeheizt. Durch Wärmeleitung gelangt die Strahlungswärme zur Oberseite des Suszeptors, auf dem die Substrate in den dort angeordneten Lagertaschen einliegen. Oberhalb der Oberseite des Suszeptors befindet sich die Prozesskammer, deren Decke von einem Gaseinlassorgan ausgebildet wird. Die zum Suszeptor weisende Gasaustrittsfläche des Gaseinlassorgans besitzt eine Temperatur, die von der Oberflächentemperatur des Suszeptors abweicht. Der Temperaturunterschied zwischen Gasaustrittsfläche und Suszeptoroberseite kann mehrere 100°C betragen, so dass es aufgrund des zwischen Suszeptor und Gaseinlassorgan bestehenden Temperaturgradienten zu einem sehr hohen Wärmefluss vom Suszeptor zum Gaseinlassorgan kommt. Zufolge dieses Wärmeflusses bildet sich innerhalb des Suszeptors ein vertikaler Temperaturgradient, aber auch im Bereich der Lagertasche ein vertikaler Temperaturgradient aus. Der Wärmefluss in dem Bereich, in dem das Substrat hohl über dem Boden der Lagertasche liegt und dem Bereich, in dem es auf Tragflächen der Tragvorsprünge aufliegt, ist verschieden. Darüber hinaus gibt es einen vertikalen Wärmezufluss von der Positionierflanke in das Substrat.
Zusammenfassung der Erfindung [0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen anzugeben, um den horizontalen Temperaturgradienten auf der Oberfläche eines zu beschichtenden Substrates zu minimieren, mithin das laterale Temperaturprofil zu homogenisieren.
[0009] Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Er- findung. Die Unteransprüche stellen nicht nur vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Erfindung dar. Die Unteransprüche bilden auch eigenständige Lösungen der Aufgabe.
[0010] Mit den in den Ansprüchen angegebenen und den im Folgenden beschriebenen technischen Merkmalen wird die Temperaturhomogenität auf der Substratoberfläche verbessert. Die Differenz einer tiefsten auf der Substratoberfläche gemessenen Temperatur von einer höchsten auf derselben Substratoberfläche gemessenen Temperatur wird durch die im Folgenden vorgeschlagenen Maßnahmen gegenüber dem Stand der Technik vermindert. Zunächst und im Wesentlichen wird vorgeschlagen, dass die Nut, aus der der Tragvorsprung entspringt, selbst wiederum in einer Vertiefung angeordnet ist. Die Vertiefung erstreckt sich auf einem Vertikalniveau unterhalb des Bodens der Lagerfläche, aber oberhalb des Bodens der Nut, so dass das Vertikalniveau der Vertiefung zwischen dem Boden der Nut und dem Lagertaschenboden liegt. Der Lagertaschenboden verläuft im Wesentlichen flach in einer Ebene. Zur Erhöhung der Temperaturhomogenität auf der Substratoberfläche ist jedoch auch vorgesehen, dass der Lagertaschenboden vertikale Strukturen, bspw. gegenüber einem Lagertaschenniveau erhöhte Bereiche und gegenüber einem Lagertaschenniveau vertiefte Bereiche aufweist. Es ist insbesondere vorgesehen, dass der Tragvorsprung einen Abstand von der Positionierflanke besitzt. Es ist auch vorgese- hen, dass die den Tragvorsprung umgebende Nut einen Abstand zur Positionierflanke besitzt. Die Vertiefung kann einen ersten Vertiefungsabschnitt besitzen, der den Abstandsraum zwischen der Nut und der Positionierflanke ausfüllt. Die Vertiefung grenzt somit bis an die Positionierflanke, so dass die Positionierflanke auf dem Rand des ersten Vertiefungsabschnittes verläuft. An den ersten Vertiefungsabschnitt kann sich ein zweiter Vertiefungsabschnitt anschließen. Bevorzugt schließen sich an den ersten Vertiefungsabschnitt in Umfangsrichtung der Randbegrenzung des Lagerplatzes zwei zweite Vertiefungsabschnitte an, die jeweils an die Positionierflanke angrenzen. Es kann ein dritter Vertiefungsabschnitt vorgesehen sein, der dem ersten Vertiefungsab- schnitt - bezogen auf den Tragvorsprung - gegenüberliegt. Der erste, zweite und dritte Vertiefungsabschnitt sind bevorzugt so angeordnet, dass sie die Nut, welche wiederum den Tragvorsprung umgibt, vollständig umgeben. Der Tragvorsprung liegt somit mitsamt der ihn umgebenden Nut als Insel in einer gegenüber dem Lagerflächenniveau vertieften Ebene, die den Vertiefungsboden bildet. Der Tragvorsprung ist insbesondere derart von der Positionierflanke beabstandet, dass er vom Rand des Substrates vollständig überdeckt wird. Auf der Auflagezone des Tragvorsprungs liegt somit ein vom Rand des Substrates in Richtung auf das Zentrum des Substrates beabstandeter Flächenabschnitt der Unterseite des Substrates auf. Die Auflagezone ist eine nahezu punktförmige Fläche. Sie hat bevorzugt einen Durchmesser von maximal 0,7 mm, 0,5 mm oder maximal 0,3 mm. Der Mittelpunkt der Auflagezone ist bevorzugt mindestens 4 mm von der Positionierflanke beabstandet. Die Auflagezone kann knick- stellenfrei in die im Querschnitt gerundete Seitenwand des Tragvorsprungs übergehen. Die Seitenwand kann sich auf einer gewölbten Fläche erstrecken, die im Querschnitt auf einer Kreisbogenlinie verläuft. Auch der Querschnitt der Nut kann auf einer Kreisbogenlinie verlaufen. Sie bildet einen den Tragvorsprung umgebenden Ringgraben. Die beiden Kreisbogenlinien sind entgegengesetzt gekrümmt und gehen im Bereich eines Querschnittwendepunktes ineinander über. Der Boden der Nut verläuft auf einer Scheitellinie einer von der Nut ausgebildeten Kehle. Der radial äußere Rand der Nut kann gerundet oder unter Ausbildung einer Fase in den Vertiefungsboden übergehen. Der Vertiefungsboden erstreckt sich bevorzugt auf einer Ebene, die parallel zum Lagerflächenniveau und parallel zur Auflageebene sich erstreckt. Der Vertie- fungsrand, an dem der Vertiefungsboden endet, wird bevorzugt von einer Stufe ausgebildet. Unter Ausbildung dieser Stufe geht der Vertiefungsrand in die Lagertaschen-Bodenfläche über. Eine Lagertasche ist bevorzugt von mindestens sechs, bevorzugt voneinander beabstandeten Sockeln umgeben, die jeweils eine Positionierflanke ausbilden. Die Positionierflanken können auf einer ge- meinsamen Kreisbogenlinie verlaufen. Jede Positionierflanke kann aber auch insbesondere in ihrer Mitte einen geradlinig verlaufenden Abschnitt aufweisen. Bevorzugt verläuft die Positionierflanke dort, wo sie an die Vertiefung angrenzt, geradlinig. Es sind bevorzugt sechs Tragvorsprünge mit jeweils einer Auflagefläche vorgesehen, die in Umfangsrichtung entlang einer Kreisbogenli- nie innerhalb des bevorzugt kreisförmigen Begrenzungsrandes der Lagertasche in gleichmäßiger Winkelverteilung angeordnet sind. Sämtliche Auflageflächen der Tragvorsprünge liegen in der Auflageebene. Der vertikale Abstand der Auflageebene vom Lagertaschenboden beträgt bevorzugt 400 μιτι. Der Abstand kann in einem Bereich zwischen 300 und 500 μιτι liegen. Der vertikale Abstand des Nutbodens von der Auflageebene kann in einem Bereich zwischen 500 und 900 μιη liegen. Der vertikale Abstand der Auflageebene vom Vertiefungsboden beträgt bevorzugt 500 μπι, so dass die Stufe zwischen Vertiefung und Lagertaschenboden etwa 100 μιτι beträgt. Dieser Abstand kann in einem Bereich zwischen 300 und 700 μιτι liegen, so dass die Stufe auch kleiner als 100 μπι, aber auch größer als 100 μιτι sein kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0011] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 die Draufsicht auf die Oberseite eines Suszeptors 1, der eine
Vielzahl von in einer hexagonal dichtesten Packung angeordnete Lagertaschen 2 aufweist jeweils zur Lagerung eines kreisrunden Substrates, wozu jede der nicht am Rand liegenden Lagertaschen 2 von sechs Sockeln 19 umgeben ist, welcher jeweils eine Positionierflanke 3 aufweist,
Fig. 2 vergrößert den Ausschnitt II in Figur 1, Fig. 3 vergrößert den Ausschnitt III in Figur 2,
Fig. 4 den Schnitt gemäß der Linie IV-IV in Figur 3 und
Fig. 5 eine Darstellung gemäß Figur 4, jedoch mit auf dem Tragvorsprung 8 aufliegendem Substrat 20.
Beschreibung der Ausführungsformen [0012] Die Figur 1 zeigt einen kreisförmigen, flachen, aus Graphit, Molybdän, Quarz oder einem anderen geeigneten Material bestehenden Suszeptor 1. Der Suszeptor 1 besitzt eine im Wesentlichen flache Oberseite und eine im Wesentlichen flache Unterseite. Die Oberseite ist mit Vertikalstrukturen versehen, mit denen Lagerplätze 2 für jeweils ein Substrat 20 ausgebildet werden. Auch auf der Unterseite können Vertikalstrukturen zur Beeinflussung der Wärmeleitung vorgesehen sein. Der Suszeptor 1 wird in einem CVD-Reaktor verwendet. Einen CVD-Reaktor mit einem nach außen gasdicht geschlossenen Gehäuse zeigt die DE 10 2011 055 061 AI. Innerhalb des Gehäuses befindet sich auf einem unteren Höhenniveau eine Heizung, bei der es sich um eine Widerstandsheizung, eine Strahlungsheizung oder um eine Induktionsheizung handeln kann. Mit dieser Heizung wird Wärme erzeugt, die insbesondere mittels Wärmestrahlung auf den oberhalb der Heizung angeordneten Suszeptor 1 übertragen wird. Oberhalb der Oberseite des Suszeptors befindet sich eine Prozesskammer, in die durch ein Gaseinlassorgan ein Prozessgas eingespeist wird. Das Gasein- lassorgan bildet die obere Begrenzung der Prozesskammer und besitzt Gasaustrittsöffnungen, durch die das Prozessgas in die Prozesskammer einströmen kann. Die zur Prozesskammer weisende Gasaustrittsfläche des Gaseinlassor- ganes ist bevorzugt gekühlt, wohingegen die dieser gegenüberliegende, die Substrate 20 tragende Oberseite des Suszeptors auf eine Temperatur aufgeheizt wird, die mehrere 100°C höher ist, als die Oberflächentemperatur des Gasein- lassorganes. Zur Aufrechterhaltung dieses Temperaturgradienten ist ein sehr hoher Wärmefluss vom Suszeptor 1 zum Gaseinlassorgan erforderlich. Dieser Wärmefluss bedingt einen vertikalen Temperaturgradienten innerhalb des Sus- zeptors 1. [0013] Auf der Oberseite des Suszeptors 1 befindet sich eine Vielzahl von Lagerplätzen 2 jeweils zur Lagerung eines kreisscheibenförmigen Substrates 20. Jeder Lagerplatz 2 wird von insgesamt sechs in etwa dreieckigen, voneinander beabstandeten Sockeln 4 eingefasst. Jeder Lagertaschenboden 4 besitzt drei Positionierflanken 3, die in gleichmäßiger Umfangsverteilung um den Begren- zungsrand eines Lagerplatzes 2 angeordnet sind.
[0014] Die Figur 2 zeigt einen Lagerplatz mit sechs Positionierflanken 3, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind. Jede Positionierflanke 3 weist auf das Zentrum der kreisförmigen Lagertasche 2 hin. In Richtung auf das Zentrum befindet sich unmittelbar angrenzend an die Positionierflanke 3 eine Vertiefung 11. Bei der Positionierflanke 3 handelt es sich um eine Vertikalfläche, die äußere gekrümmte Bereiche und einen mittleren in etwa geradlinig verlaufenden Bereich aufweist. Entlang des geradlinig verlaufenden Bereichs der Positionierflanke 3 erstreckt sich ein erster Abschnitt 16 der Vertiefung 11. Der erste Vertiefungsabschnitt 16 befindet sich zwischen zwei zweiten Vertiefungs- abschnitten 17, die ebenso wie der erste Vertiefungsabschnitt 16 bis unmittelbar an die Positionierflanke 3 angrenzen.
[0015] Innerhalb der Vertiefung 11, deren Vertiefungsboden 12 auf einer Ebene sich erstreckt, befindet sich eine ringförmige Nut 5. Aus der Querschnittsdarstellung Figur 4 geht hervor, dass die Nut 5 eine Kehle mit einem gerunde- ten Querschnitt ausbildet. Es handelt sich um eine Ringkehle, deren Querschnittskontur vom Radius Ri bestimmt wird. Ein tiefster Bereich der Nut 5 bildet einen Nutboden 6 aus, der um einen Abstand D3 von einer Auflageebene E beabstandet ist. Die Nut 5 erstreckt sich kreisbogenförmig um einen Mittelpunkt und besitzt einen radial äußeren Nutrand 7, in dem die Nut 5 unter Ausbildung einer Verrundung oder einer Fase 15 in den Vertiefungsboden 12 über- geht. Der Vertiefungsboden 12 verläuft parallel zur Auflageebene E und ist von der Auflageebene E durch einen Abstand D2 beabstandet.
[0016] Die radial nach innen weisende Wand der Nut 5, die im Querschnitt entlang des Radius Ri verläuft, geht in einem Wendepunkt 14, der in der Draufsicht eine Kreisbogenlinie um das Zentrum der Nut 5 beschreibt, in einen Trag- vorsprung 8 über. Der Tragvorsprung 8 besitzt eine ringförmige Seitenwand 10, die im Querschnitt auf einer Bogenlinie mit einem Radius R2 verläuft. Die Seitenwand 10 geht in eine Auflagezone 9 über, die das Zentrum des Tragvorsprungs 8 ausbildet und die in der Auflageebene E verläuft.
[0017] Der Tragvorsprung 8 bildet somit eine kuppeiförmige Auswölbung der Vertiefung 11 aus, die von einer Nut 5 umgeben ist.
[0018] Die Nut 5 ist vollständig von dem Vertiefungsboden 12 der Vertiefung 11 ringsumgeben. Dem ersten Vertiefungsabschnitt 16 liegt ein dritter Vertiefungsabschnitt 18 gegenüber. Bezogen auf den Mittelpunkt der Lagertasche 2, liegt der dritte Vertiefungsabschnitt 18 radial innenseitig des Tragvorsprungs 8 und der erste Vertiefungsabschnitt 16 radial außenseitig des Tragvorsprungs 8.
[0019] Der Durchmesser der Auflagezone 9 beträgt 0,2 mm. Die Auflagezone 9 ist im Wesentlichen eine sich in der Auflageebene E erstreckende ebene Fläche. [0020] Der dritte Vertiefungsabschnitt 18 grenzt unter Ausbildung eines kreisförmigen Vertiefungsrandes 13, der sich um das Zentrum des Tragvorsprungs 8 erstreckt, an den Lagertaschenboden 4, der im Wesentlichen eben verläuft. Der Lagertaschenboden 4 ist um den Abstand Di von der Auflageebene E beab- standet. Bevorzugt haben die Abstände folgende Werte: Di = 400 μπι; D2 = 500 μιτι und D3 = 700 μιτι.
[0021] Die Figur 5 zeigt einen Querschnitt wie die Figur 4, jedoch ist mit der Bezugsziffer 20 ein auf dem Tragvorsprung 8 aufliegendes Substrat bezeichnet. Das Substrat 20 liegt an insgesamt sechs Punkten jeweils auf einem Tragvor- sprung 8 auf. Der Zentralbereich des Substrates 20 liegt mit einem Abstand Di hohl über dem Lagertaschenboden 4. Die Unterseite des Substrates 20 liegt dann in der Auflageebene E.
[0022] Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmeldung insgesamt erfassten Erfindungen, die den Stand der Technik zu- mindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils auch eigenständig weiterbilden, nämlich:
[0023] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sich die Nut 5 in einer Vertiefung 11 erstreckt, deren Vertikalniveau zwischen dem Boden 6 der Nut 5 und dem Lagertaschenboden 4 liegt. [0024] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Tragvorsprung 8 und/ oder die den Tragvorsprung 8 umgebende Nut 5 einen horizontalen Abstand von der Positionierflanke 3 besitzt. [0025] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der horizontale Abstand zwischen Nut 5 und Positionierflanke 3 von einem ersten Abschnitt 16 der Vertiefung 11 ausgefüllt ist.
[0026] Eine Vorrichtung, die gekennzeichnet ist durch sich an den ersten Ver- tiefungsabschnitt 16 anschließende, an die Positionierflanke 3 angrenzende zweite Abschnitte 17 der Vertiefung 11.
[0027] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der erste Vertiefungsabschnitt 16 und die beiden zweiten Vertiefungsabschnitte 17 zusammen mit einem dem ersten Vertiefungsabschnitt 16 gegenüberliegenden dritten Ver- tiefungsabschnitt 18 die Nut 5 unterbrechungsfrei umgeben.
[0028] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Tragvorsprung 8 vom Rand des Substrates 20 vollständig überdeckt wird.
[0029] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Mittelpunkt der Auflagezone 9 mindestens 4 mm von der Positionierflanke 3 beabstandet ist.
[0030] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Auflagezone 9 eine Ebene E mit einem Durchmesser von maximal 0,7 mm oder maximal 0,5 mm, bevorzugt maximal 0,3 mm ist.
[0031] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die im Quer- schnitt gerundete Seitenwand 10 knickstellenfrei in die Auflagezone 9 übergeht und/ oder dass die im Querschnitt gerundete Seiten wand 10 sich knickstellenfrei von der Auflagezone 9 bis hin zum Nutboden 6 der Nut 5 erstreckt und/ oder dass der Nutboden 6 von einem Scheitel einer gerundeten Kehle ausgebildet ist, die unter Ausbildung einer Fase 15 oder einer Verrundung in den Vertiefungsboden 12 übergeht.
[0032] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Vertiefungsboden 12 eine Ebene ist, die parallel zur Auflagefläche 9 verläuft. [0033] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Lagertasche 2 mindestens sechs insbesondere in Umfangsrichtung auf einer Kreisbogenlinie gleich beabstandete Tragvorsprünge 8 aufweist.
[0034] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Vertikalabstand Di zwischen der Auflagezone 9 und dem Lagertaschenboden 4 etwa 400 μπι, ein vertikaler Abstand D2 zwischen Auflagezone 9 und Vertiefungsboden 12 etwa 500 μιτι und ein vertikaler Abstand D3 zwischen Auflageebene E und Nutboden 6 etwa 700 μιη beträgt.
[0035] Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen. Liste der Bezugszeichen
1 Suszeptor E Auflageebene
2 Lagertasche, -platz
3 Positionierflanke
4 Lagertaschenboden
5 Nut Di Abstand
6 Nutboden D2 Abstand
7 Nutrand D3 Abstand
8 Tragvorsprung Ri Radius
9 Auflagefläche R2 Radius
10 Seitenwand
11 Vertiefung
12 Vertiefungsboden
13 Vertiefungsrand
14 Wendepunkt
15 Fase
16 Vertiefungsabschnitt
17 Vertiefungsabschnitt
18 Vertiefungsabschnitt
19 Sockel
20 Substrat

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zur Halterung mindestens eines Substrates (20) in einer Prozesskammer eines CVD- oder PVD-Reaktors, in dessen flacher Oberseite sich zumindest eine von zumindest einer Positionierflanke (3) begrenzte Lagertasche (2) zur Aufnahme des mindestens einen Substrates (20) befin- det, wobei die Lagertasche (2) einen Lagertaschenboden (4) aufweist, aus dem in der Nachbarschaft der Positionierflanke (3) ein Tragvorsprung (8) entspringt, der eine von einer Seitenwand (10) umgebene Auflagezone (9) ausbildet, die in einer Auflageebene (E) liegt, welche von einem Boden (6) einer den Tragvorsprung (8) umgebenen Nut (5) einen größeren Vertikal- abstand aufweist als vom Lagertaschenboden (4), dadurch gekennzeichnet, dass sich die Nut (5) in einer Vertiefung (11) erstreckt, deren Vertikalniveau zwischen dem Boden (6) der Nut (5) und dem Lagertaschenboden (4) liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragvorsprung (8) und/ oder die den Tragvorsprung (8) umgebende Nut (5) einen horizontalen Abstand von der Positionierflanke (3) besitzt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der horizontale Abstand zwischen Nut (5) und Positionierflanke (3) von einem ersten Abschnitt (16) der Vertiefung (11) ausgefüllt ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch sich an den ersten Vertiefungsabschnitt (16) anschließende, an die Positionierflanke (3) angrenzende zweite Abschnitte (17) der Vertiefung (11).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Vertiefungsabschnitt (16) und die beiden zweiten Vertiefungsabschnitte (17) zusammen mit einem dem ersten Vertiefungsabschnitt (16) gegenüberliegenden dritten Vertiefungsabschnitt (18) die Nut (5) unterbrechungsfrei umgeben.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragvorsprung (8) vom Rand des Substrates (20) vollständig überdeckt wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelpunkt der Auflagezone (9) mindestens 4 von der Positionierflanke (3) beabstandet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagezone (9) eine Ebene (E) mit einem Durchmesser von maximal 0,7 mm oder maximal 0,5 mm, bevorzugt maximal 0,3 mm ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im Querschnitt gerundete Seitenwand (10) knick- stellenfrei in die Auflagezone (9) übergeht und/ oder dass die im Querschnitt gerundete Seitenwand (10) sich knickstellenfrei von der Auflagezone (9) bis hin zum Nutboden (6) der Nut (5) erstreckt und/ oder dass der Nutboden (6) von einem Scheitel einer gerundeten Kehle ausgebildet ist, die unter Ausbildung einer Fase (15) oder einer Verrundung in den Vertiefungsboden (12) übergeht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vertiefungsboden (12) eine Ebene ist, die parallel zur Auflagefläche (9) verläuft.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagertasche (2) mindestens sechs insbesondere in Umf angsrichtung auf einer Kreisbogenlinie gleich beabstandete Tragvorsprünge (8) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vertikalabstand (Di) zwischen der Auflagezone (9) und dem Lagertaschenboden (4) etwa 400 μιη, ein vertikaler Abstand (D2) zwischen Auflagezone (9) und Vertiefungsboden (12) etwa 500 μιτι und ein vertikaler Abstand (D3) zwischen Auflageebene (E) und Nutboden (6) etwa 700 μιτι beträgt.
13. Vorrichtung, gekennzeichnet durch eines oder mehrere der kennzeichnenden Merkmale eines der vorhergehenden Ansprüche.
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