坩埚垫及坩埚总成的制作方法

1.本实用新型涉及晶圆制造技术领域，特别涉及一种坩埚垫及坩埚总成。


背景技术：

2.电子枪是产生电子束的部件，由直线状螺旋钨阴极、栅极和阳极组成。其原理是：阴极和栅极处于相同的负电位，阳极接地电位。阴极由交流供电加热，使之发射电子，电子受栅极电位的影响，在阳极电压加速下形成会聚的电子束。在磁场的作用下，电子束得到进一步聚焦并偏转270
°
或180
°
射入装有源锭的坩埚中，其动能变成热能使源锭材料蒸发沉积于基片上，达到所需膜层的要求。
3.目前源锭通常是直接放置于坩埚中，源锭直接与坩埚底部接触，另外由于源锭的尺寸小于坩埚的内腔尺寸中，源锭直接放置在坩埚的底部，源锭相对坩埚难以精确定位，这容易导致源锭的一侧与坩埚的侧壁产生非正常接触，而源锭的另一侧又与坩埚的侧壁之间具有较大间隙；或者源锭的一侧与坩埚的侧壁间隙较小，而源锭的另一侧又与坩埚的侧壁之间的间隙较大；
4.坩埚中的底部和侧部一般均设置有流道，流道内的循环液体无法完全均匀的覆盖坩埚的底部和侧部，则导致坩埚的底部和侧部本身的温度不均匀，源锭的底部直接与坩埚底部接触，则导致源锭的底部的散热不均，而且源锭与坩埚的侧壁之间的间隙变化，也导致源锭的外周散热不均，会导致源锭由于热胀冷缩不一致导致的局部凸起，引发溅源。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种坩埚垫及坩埚总成，该坩埚垫放置于坩埚底部，坩埚垫本身相对坩埚定位，且坩埚垫上具有定位区域，用于对源锭或坩埚衬套进行定位，一方面使得源锭与坩埚底部隔离，另一方面使得源锭或坩埚衬套的外周与坩埚的内侧壁之间的间隙保持恒定，利于使得源锭的底部和侧部散热较为均匀，改善由于源锭由于热胀冷缩不一致导致局部凸起而引发的溅源现象。
6.为了解决上述技术问题，提供了一种坩埚垫，包括支撑垫，
7.所述支撑垫上具有支撑面，所述支撑面上设置有定位区；
8.所述支撑垫被配置为：所述支撑垫放置于坩埚的内腔底部时，所述支撑垫相对所述坩埚定位；
9.所述定位区被配置为：所述定位区用于放置源锭或坩埚衬套，所述源锭放置于所述定位区时被定位且所述源锭外周与所述坩埚的内侧壁之间的间隙尺寸保持一致，或，所述坩埚衬套放置于所述定位区时被定位且所述坩埚衬套的外周与所述坩埚的内侧壁之间的间隙尺寸保持一致。
10.可选的，所述支撑面上设置有通孔，所述通孔设置于所述定位区并贯通于所述支撑垫上；
11.所述通孔被配置为：所述源锭或坩埚衬套具有底部，所述源锭或坩埚衬套放置于
所述定位区时，所述源锭或所述坩埚衬套的底部位于所述通孔内，且所述源锭或所述坩埚衬套的底部与所述坩埚的底部之间具有设定间隙。
12.可选的，所述定位区为开设于所述支撑面上的凹槽。
13.可选的，所述凹槽呈锥形槽，所述凹槽的大径端与所述支撑面连通。
14.可选的，所述通孔与所述凹槽的小径端连通。
15.可选的，所述通孔的内径与所述凹槽的小径端内径相同，所述通孔与所述凹槽同轴设置。
16.可选的，所述支撑垫放置于坩埚的内腔底部时，所述支撑垫的外周面与所述坩埚的内侧壁适形贴合以使得所述支撑垫相对所述坩埚定位。
17.一种坩埚总成，包括上述所述的支撑垫以及坩埚，所述支撑垫放置于所述坩埚的内腔底部。
18.可选的，所述坩埚总成还包括坩埚衬套，所述坩埚衬套位于所述坩埚内且放置于所述定位区上。
19.可选的，所述坩埚的内腔呈锥形腔，所述锥形腔的大径端作为所述坩埚的开口端，所述坩埚衬套的外周面呈锥形结构，所述坩埚衬套的外周面与所述坩埚的内腔的锥度相同，所述坩埚衬套的小径端放置于所述定位区。
20.综上所述，在本实用新型提供的坩埚垫，包括支撑垫，所述支撑垫上具有支撑面，所述支撑面上设置有定位区；所述支撑垫被配置为：所述支撑垫放置于坩埚的内腔底部时，所述支撑垫相对所述坩埚定位；所述定位区被配置为：所述定位区用于放置源锭或坩埚衬套，所述源锭放置于所述定位区时被定位且所述源锭外周与所述坩埚的内侧壁之间的间隙尺寸保持一致，或，所述坩埚衬套放置于所述定位区时被定位且所述坩埚衬套的外周与所述坩埚的内侧壁之间的间隙尺寸保持一致。
21.如此配置，一方面可以避免坩埚衬套或源锭和坩埚底直接接触，也避免坩埚衬套或源锭和坩埚侧壁的不正常接触，进而减小源锭的热传导效率，使得坩埚内能够保有更多的热能量，最终可以使源锭蒸发所需要的作业功率降低，利于节能，同时也改善高功率导致的溅源现象；另一方面，支撑垫的设置，可改善散热不均匀引起的源锭形变，改善由于源锭局部形变导致的溅源的现象。
附图说明
22.图1为本实用新型的实施例的坩埚垫的结构示意图；
23.图2为本实用新型的实施例1的坩埚总成的结构示意图；
24.图3为本实用新型的实施例2的坩埚总成的结构示意图；
25.其中，附图标记如下：
26.10-支撑垫；11-支撑面；12-定位区；13-通孔；
27.20-坩埚；
28.30-坩埚衬套；
29.40-源锭。
具体实施方式
30.以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的坩埚垫作进一步详细说明。根据下面说明，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
31.如在本实用新型中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者至少两个该特征。此外，如在本实用新型中所使用的，“安装”、“相连”、“连接”，一元件“设置”于另一元件，应做广义理解，通常仅表示两元件之间存在连接、耦合、配合或传动关系，且两元件之间可以是直接的或通过中间元件间接的连接、耦合、配合或传动，而不能理解为指示或暗示两元件之间的空间位置关系，即一元件可以在另一元件的内部、外部、上方、下方或一侧等任意方位，除非内容另外明确指出外。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，诸如上方、下方、上、下、向上、向下、左、右等的方向术语相对于示例性实施方案如它们在图中所示进行使用，向上或上方向朝向对应附图的顶部，向下或下方向朝向对应附图的底部。
32.本实施例中的坩埚垫，包括支撑垫10，所述支撑垫10上具有支撑面11，所述支撑面11上设置有定位区12；
33.所述支撑垫10被配置为：所述支撑垫10放置于坩埚20的内腔底部时，所述支撑垫10相对所述坩埚20定位；
34.所述定位区12被配置为：所述定位区12用于放置源锭40或坩埚衬套30，所述源锭40放置于所述定位区12时被定位且所述源锭40外周与所述坩埚20的内侧壁之间的间隙尺寸保持一致，或，所述坩埚衬套30放置于所述定位区12时被定位，且所述坩埚衬套30的外周与所述坩埚20的内侧壁之间的间隙尺寸保持一致。
35.支撑垫10优选耐高温的材料制成，此处对支撑垫10的结构形式不做限定，例如支撑垫10可以为片状结构，网格状结构、环状结构或者其他结构；
36.此处对定位区12的结构不做限定，例如定位区12可以为设置于支撑面11上的孔或者槽；
37.坩埚垫放置于坩埚20内时，坩埚垫的一端朝上，其朝上的端面即为支撑面11，结合图1所示，支撑面11即为坩埚垫的上端面，坩埚垫的底部与支撑面11相对；
38.源锭40可直接放置于坩埚20内，那么此时源锭40直接放置于支撑垫10上，此时支撑垫10直接隔离于源锭40与坩埚20的底部之间，那么可改善源锭40底部与坩埚20的底部直接接触导致的受力不均的现象，此时源锭40外周与坩埚20的内侧壁之间的间隙是恒定不变的，可改善源锭40与坩埚20的内侧壁的不正常接触，使得源锭40与坩埚20的内侧壁之间具有厚度恒定的空气隔热层；
39.源锭40也可配合坩埚衬套30时使用，此时源锭40直接放置于坩埚衬套30内，坩埚衬套30放置于坩埚20内，坩埚衬套30通常为碗状结构，那么坩埚衬套30实际上隔离于坩埚
20和源锭40之间，此时支撑垫10直接隔离于坩埚衬套30与坩埚20底部之间，同样可改善坩埚衬套30底部与坩埚20的底部直接接触导致的受力不均的现象，进而改善源锭40底部受力不均的现象，此时坩埚衬套30外周与坩埚20的内侧壁之间的间隙是恒定不变的，使得坩埚衬套30与坩埚20的内侧壁之间具有厚度恒定的空气隔热层；
40.如此配置，一方面可以避免坩埚衬套30或源锭40和坩埚底直接接触，也避免坩埚衬套30或源锭40和坩埚20的侧壁的不正常接触，进而减小源锭40的热传导效率，使得坩埚20内能够保有更多的热能量，最终可以使源锭40蒸发所需要的作业功率降低，利于节能，同时也改善高功率导致的溅源现象；另一方面，支撑垫10的设置，可改善散热不均匀引起的源锭40形变，改善由于源锭40局部形变导致的溅源的现象。
41.进一步的，所述支撑面11上设置有通孔13，所述通孔13设置于所述定位区12并贯通于所述支撑垫10上；
42.所述通孔13被配置为：所述源锭40或坩埚衬套30具有底部，所述源锭40或坩埚衬套30放置于所述定位区12时，所述源锭40或所述坩埚衬套30的底部位于所述通孔13内且所述源锭40或所述坩埚衬套30的底部与所述坩埚的底部之间具有设定间隙。
43.此处对通孔13的形状和尺寸不做限定，例如通孔13可以为圆形孔、方形孔或者异形孔；
44.以坩埚衬套30放置于支撑垫10为例，请参考图2所示，通孔13区域的大小为热辐射面积，设定间隙的大小决定了坩埚衬套30与坩埚底部之间的热辐射距离，调整通孔13区域的大小进而可调节热辐射面积和热辐射距离，可以依据不同材料的坩埚衬套30调节相应的通孔13区域的大小以及设定间隙的大小，以满足不同材料的坩埚衬套30在坩埚20内散热速度和散热均匀性的需求：通孔13区域越大、设定间隙越小，坩埚衬套30底部的整体散热越快，坩埚衬套30底部的中心位置散热比边缘更快，反之散热减慢，中心位置与边缘散热速度接近；
45.通过设定间隙的设置，实际上也使得所述源锭40或所述坩埚衬套30的底部与所述坩埚20的底部之间具有空气隔热层，进一步减少热量损失，利于降低源锭40蒸发所需要的作业功率。
46.进一步的，所述定位区12为开设于所述支撑面11上的凹槽。
47.该凹槽可适配于源锭40或坩埚衬套30的底部形状，使得源锭40或坩埚衬套30适形安装于凹槽内，则源锭40或坩埚衬套30被相应的定位。
48.进一步的，所述凹槽呈锥形槽，所述凹槽的大径端与所述支撑面11连通。
49.请参考图1和图2所示，凹槽设置为锥形槽适配于现有的源锭40或坩埚衬套30的结构，使得源锭40或坩埚衬套30适形安装于凹槽内，而且锥形槽的设置也利于对源锭40或坩埚衬导向，便于源锭40或坩埚衬套30底部顺利滑入凹槽内。
50.进一步的，所述通孔13与所述凹槽的小径端连通，所述通孔13的内径与所述凹槽的小径端内径相同，所述通孔13与所述凹槽同轴设置。凹槽和通孔13的配合利于适配于现有的坩埚衬套30的结构。
51.进一步的，所述支撑垫10放置于坩埚20的内腔底部时，所述支撑垫10的外周面与所述坩埚20的内侧壁适形贴合以使得所述支撑垫10相对所述坩埚20定位。
52.此处对支撑垫10的外周面的形状不做限定，支撑垫10的外周面只需要与坩埚20的
内腔侧壁适配即可；
53.请参考图1和图2所示，支撑垫10的外周面呈锥形面，通孔13、凹槽以及支撑垫10的外周面均同轴设置，该结构的支撑垫10适配于现有的具有内锥腔的坩埚20，也利于支撑垫10的有效定位。
54.一种坩埚总成，包括上述所述的支撑垫10以及坩埚20，所述支撑垫10放置于所述坩埚20的内腔底部。
55.坩埚20可以设置一个或者设置多个，请参考图2所示，坩埚20为一个独立的结构，请参考图3所示，坩埚20具有多个并集成在一个部件上，具体的，在一个圆盘的铸造件上通过冲压形成若干个内凹的坩埚20，若干个坩埚20绕圆盘的中心线对称分布；
56.其中支撑垫10的形状优选与坩埚20的内腔底部的轮廓形状相同，使得支撑垫10放置于坩埚20内时自适应的定位，支撑垫10直接放置于坩埚20内起到对源锭40隔离和定位的效果。
57.进一步的，所述坩埚总成还包括坩埚衬套30，所述坩埚衬套30位于所述坩埚20内且放置于所述定位区12上。
58.支撑垫10配合坩埚衬套30使用，坩埚衬套30呈碗状结构，源锭40加热时放置于坩埚衬套30内，坩埚衬套30本身起到了源锭40与坩埚20的隔离效果，同时，支撑垫10又隔离于坩埚衬套30与坩埚20底部之间，而且坩埚衬套30与坩埚20内侧壁之间具有厚度恒定的空气隔热层，综合的改善源锭40散热不均的现象，而且利于减少热量损耗，降低源锭40蒸发所需要的作业功率。
59.进一步的，所述坩埚20的内腔呈锥形腔，所述锥形腔的大径端作为所述坩埚20的开口端，所述坩埚衬套30的外周面呈锥形结构，所述坩埚衬套30的外周面与所述坩埚20的内腔的锥度相同，所述坩埚衬套30的小径端放置于所述定位区12。
60.该结构的坩埚20和坩埚衬套30呈上端开口的敞口结构，便于源锭40的放置，以及便于电子束与源锭40的接触，坩埚20和坩埚衬套30的锥度相同，当坩埚衬套30放置于支撑垫10上时，则坩埚20和坩埚衬套30同轴设置，且二者之间具有锥环形的空气隔热层。
61.进一步的，所述支撑垫10由石墨材料制成。坩埚20一般采用纯铜铸造，支撑垫10使用石墨制造，石墨易成型耐高温且便于更换。
62.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
63.上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。