本发明专利技术提供一种衬底支撑装置，包含：托盘,设置于衬底处理设备的反应腔内，用于支撑衬底；托盘底面设有第一限位部；衬套,其具有筒形结构，所述衬套设置在托盘下方并为托盘提供支撑，衬套侧壁设有与所述第一限位部位置对应的第二限位部，通过第一限位部与对应的所述第二限位部配合，限制衬套与托盘旋转时二者在水平方向的相对移动。本发明专利技术还提供一种衬底处理设备。通过本发明专利技术能够保证托盘与衬套同步旋转，使得托盘均匀受热，保证衬底表面温度的均匀性。性。性。
【技术实现步骤摘要】
一种衬底支撑装置及衬底处理设备
[0001]本专利技术涉及化学气相沉积领域，特别涉及一种衬底支撑装置及衬底处理设备。
技术介绍
[0002]CVD(Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积)，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，CVD设备就是在衬底表面实现化学气相沉积的设备。MOCVD(Metalorganic Chemical Vapor Deposition金属有机化学气相沉积)设备作为一种典型的CVD设备，能够提供在衬底(例如蓝宝石衬底片)表面生长用于发光的晶体结构，例如GaN(氮化镓)时所需的温度、压力、化学气体组分等条件。
[0003]MOCVD设备中设有真空的反应腔，反应腔中设有托盘，衬套设置在托盘下方并为托盘提供支撑。通过驱动衬套绕自身中心轴旋转实现驱动托盘旋转(通过衬套与托盘接触部位的摩擦力)。托盘底部外周与衬套内壁之间存在一个间隙，通过该间隙防止在高温环境下衬套受热膨胀撑破衬套，并减少衬套与托盘的接触面积，降低托盘与衬套之间的热传递造成的热损失。加热灯设置在托盘下方并位于衬套包围的区域内，用于向托盘提供热能并传递至衬底。通过进气装置(例如喷淋头)将反应气体引入反应腔内，并输送到放置在托盘上的多个衬底的表面进行化学反应，从而生长出特定的晶体结构例如GaN结构。
[0004]CVD工艺中，尤其是MOCVD工艺中，为防止衬底上生长出的材料存在质量缺陷，保持衬底表面温度的均匀性是保证工艺效果的一个重要因素。当衬套高速旋转时，由于上述间隙，托盘与衬套之间无法避免的产生水平方向的相对位移，造成托盘与衬套的转动不同心且不同步。不仅容易损坏衬套，还导致托盘受热不均匀，进而影响衬底表面温度的均匀性。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提供一种衬底支撑装置，通过限制衬套与托盘旋转时二者在水平方向的相对移动，实现衬套与托盘同步旋转，使得托盘均匀受热，进而保证了衬底表面温度的均匀性。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提供一种衬底支撑装置，用于衬底处理设备，所述衬底处理设备包含反应腔，所述衬底支撑装置包含：
[0007]托盘,设置于所述反应腔内，用于支撑衬底；托盘底面设有第一限位部；
[0008]衬套,其具有筒形结构；所述衬套设置在托盘下方并为托盘提供支撑；衬套侧壁设有与所述第一限位部位置对应的第二限位部；通过第一限位部与对应的所述第二限位部配合，限制衬套与托盘旋转时二者在水平方向的相对移动。
[0009]可选的，所述第二限位部设置在所述衬套侧壁的外侧。
[0010]可选的，托盘底面中心区域设有均匀导热部，用于将托盘下方的加热器所辐射的热量均匀传递给托盘上放置的衬底；所述衬套的上边缘围绕设置在所述均匀导热部的外周，并位于第一限位部与均匀导热部之间。
[0011]可选的，所述均匀导热部为圆盘形，衬套的内径大于均匀导热部的外径。
[0012]可选的，第一限位部包含设置在托盘底面的多个凸台，所述多个凸台沿托盘的周向方向分布且分别与托盘外边缘的不同位置相对应；第二限位部包含分别与多个凸台对应的多个限位槽；所述凸台嵌入在对应的限位槽内。
[0013]可选的，第二限位部包含设置在衬套侧壁的多个成对限位块，所述成对限位块之间形成所述限位槽。
[0014]可选的，第二限位部包含围绕设置在衬套侧壁的限位环，所述多个限位槽沿限位环的周向方向分布在限位环顶面。
[0015]可选的，第二限位部设置在衬套外侧壁的顶部；所述凸台至少为3个，所述多个凸台均匀分布。
[0016]可选的，凸台与对应限位槽中的至少一者倾斜；从倾斜凸台的顶部至底部，该凸台向内逐渐收缩；倾斜的限位槽具有上宽下窄的结构。
[0017]可选的，第一限位部包含多个限位槽，所述多个限位槽沿托盘的周向方向分布且分别与托盘外边缘的不同位置相对应；第二限位部包含设置在衬套侧壁的多个凸台，所述多个凸台分别嵌入在多个限位槽内。
[0018]可选的，第一限位部包含设置在托盘底面的多个成对限位块，所述成对限位块之间形成所述限位槽。
[0019]可选的，第一限位部包含设置在托盘底面的限位环，所述多个限位槽沿限位环的周向方向分布在限位环底面。
[0020]可选的，凸台与对应限位槽中的至少一者倾斜；从倾斜凸台的底部至顶部，该凸台向内逐渐收缩；倾斜的限位槽具有上窄下宽的结构。
[0021]可选的，第二限位部设置在衬套外侧壁的顶部；所述限位槽至少为3个；多个限位槽均匀分布。
[0022]可选的，凸台与对应的限位槽之间为线接触或面接触。
[0023]可选的，所述倾斜的角度为20
°
～70
°
。
[0024]可选的，衬套顶面与托盘底面密封接触。
[0025]可选的，所述衬底支撑装置还包含驱动装置，用于驱动所述衬套绕自身中心轴旋转。
[0026]可选的，托盘顶面中心区域设有用于容纳衬底的凹陷部，沿所述凹陷部的周向方向，凹陷部内壁设有多个向内伸出的凸起，通过所述凸起的顶面支撑衬底。
[0027]可选的，托盘、衬套的材质为石墨，石英，石墨镀SiC,石墨镀TaC,石墨镀WC，石墨镀NbC,石墨镀MoC，纯BC,BN,SiC,TaC,AlC,AlN,NbC,NbN,Al2O3中的任一种。
[0028]本专利技术还提供一种衬底处理设备，所述衬底处理设备的反应腔内包括：
[0029]如本专利技术所述的衬底支撑装置。
[0030]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0031]1)本专利技术的衬底支撑装置通过设置在托盘底部、衬套侧壁的第一限位部、第二限位部互相配合，限制衬套与托盘旋转时二者在水平方向的相对移动；通过本专利技术实现衬套与托盘同步旋转，使得托盘均匀受热，进而保证了衬底表面温度的均匀性；
[0032]2)本专利技术将第二限位部设置在衬套侧壁，没有改变衬套顶面的结构，且第一限位部也与衬套顶面无干涉，有效保证衬套顶面与托盘底面密封接触，防止反应腔内的工艺气
体进入衬套内，腐蚀衬套内的加热器；同时防止加热器的杂散光从衬套顶面与托盘底面之间进入反应腔，干扰反应腔内的温度；
[0033]3)本专利技术在托盘底面中心区域(与衬底在托盘的放置位置对应)设置一个盘形的均匀导热部，托盘下方的加热器辐射的热量首先被该均匀导热部吸收，由于该均匀导热部具有一个厚度，因而均匀导热部能够将其吸收的热量均匀的辐射给衬底，有效保证衬底表面温度的均匀性；该均匀导热部位于衬套的内侧，在一定温度下，其受热膨胀会接触到衬套内侧壁，对于限制衬套与托盘之间发生相对位移具有辅助作用；
[0034]4)本专利技术的第二限位部设置在外壁，不会干涉衬套内部结构，不需减小均匀导热部的半径，进一步保证衬底表面温度的均一性；
[0035]5)本专利技术的凸台与对应限位槽中的至少一者倾斜，能够实现托盘与衬套自对中；同时使凸台、限位槽之间为线接触，减小了凸台与限位槽之间的摩擦本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种衬底支撑装置，用于衬底处理设备，所述衬底处理设备包含反应腔，其特征在于，所述衬底支撑装置包含：托盘,设置于所述反应腔内，用于支撑衬底；托盘底面设有第一限位部；衬套,其具有筒形结构；所述衬套设置在托盘下方并为托盘提供支撑；衬套侧壁设有与所述第一限位部位置对应的第二限位部；通过第一限位部与对应的所述第二限位部配合，限制衬套与托盘旋转时二者在水平方向的相对移动。2.如权利要求1所述的衬底支撑装置，其特征在于，所述第二限位部设置在所述衬套侧壁的外侧。3.如权利要求1所述的衬底支撑装置，其特征在于，托盘底面中心区域设有均匀导热部，用于将托盘下方的加热器所辐射的热量均匀传递给托盘上放置的衬底；所述衬套的上边缘围绕设置在所述均匀导热部的外周，并位于第一限位部与均匀导热部之间。4.如权利要求3所述的衬底支撑装置，其特征在于，所述均匀导热部为圆盘形，衬套的内径大于均匀导热部的外径。5.如权利要求1所述的衬底支撑装置，其特征在于，第一限位部包含设置在托盘底面的多个凸台，所述多个凸台沿托盘的周向方向分布且分别与托盘外边缘的不同位置相对应；第二限位部包含分别与多个凸台对应的多个限位槽；所述凸台嵌入在对应的限位槽内。6.如权利要求5所述的衬底支撑装置，其特征在于，第二限位部包含设置在衬套侧壁的多个成对限位块，所述成对限位块之间形成所述限位槽。7.如权利要求5所述的衬底支撑装置，其特征在于，第二限位部包含围绕设置在衬套侧壁的限位环，所述多个限位槽沿限位环的周向方向分布在限位环顶面。8.如权利要求5所述的衬底支撑装置，其特征在于，凸台与对应限位槽中的至少一者倾斜；从倾斜凸台的顶部至底部，该凸台向内逐渐收缩；倾斜的限位槽具有上宽下窄的结构。9.如权利要求1所述的衬底支撑装置，其特征在于，第一限位部包含多个限位槽，所述多个限位槽沿托盘的周向方向分布且分别与托盘外边缘的不同位置相对应；第二限位部包含设置在衬套侧壁的多个凸台，所述多个凸台分别嵌入在多个限位槽内。10....
【专利技术属性】
技术研发人员：姜勇，丁伟，
申请(专利权)人：中微半导体设备上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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