專利名稱：有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化學(xué)氣相沉積(Chemical Vapor Deposition ；CVD)機(jī)臺，且特別是涉及一種有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積(Metal-Organic CVD ；M0CVD)機(jī)臺。
背景技術(shù)：
在發(fā)光二極管(LED)的制作過程中，由于發(fā)光二極管中的半導(dǎo)體材料層的品質(zhì)與發(fā)光二極管的發(fā)光品質(zhì)息息相關(guān)，因此各半導(dǎo)體材料層的外延程序是相當(dāng)重要的步驟。而發(fā)光二極管的外延程序中，一般均需要利用晶片承載盤(Wafer Susceptor)來裝載晶片。一般，在目前的晶片承載盤技術(shù)中，都是單一晶片承載盤僅能裝載單一種尺寸的晶片。以現(xiàn)在的發(fā)光二極管外延工藝而言，晶片承載盤的設(shè)計(jì)都是以2英寸晶片承載區(qū)來布滿整個晶片承載盤。其中，由于這些晶片承載區(qū)的尺寸小，因此可以緊密排列方式設(shè)置， 進(jìn)而可獲得較大的晶片承載盤利用效率。隨著工藝技術(shù)的進(jìn)步，所采用的晶片尺寸也逐漸增加。舉例而言，在發(fā)光二極管的制作上，藍(lán)光外延基板由原先的2英寸發(fā)展至現(xiàn)今的4英寸?；宄叽绲脑黾右话愕哪康氖怯靡越档秃罄m(xù)管芯工藝的成本。但是，受限于原反應(yīng)腔體的尺寸，而無法將擴(kuò)大晶片承載盤的尺寸。此時，晶片承載盤的承載區(qū)重新規(guī)劃調(diào)整來裝載4英寸晶片后，所能設(shè)置的4英寸晶片承載區(qū)的數(shù)量會大幅縮減至7個。請參照圖1，其繪示傳統(tǒng)晶片承載盤上二種尺寸的晶片承載區(qū)的布局示意圖。在此晶片承載盤100上，若設(shè)計(jì)用以裝載2英寸晶片時，可在晶片承載盤100的表面102上設(shè)置31個2英寸的晶片承載區(qū)104，如圖1所示的虛線圓。在此設(shè)計(jì)下，小尺寸的晶片承載區(qū) 104可緊密排列。另一方面，當(dāng)將晶片承載盤100設(shè)計(jì)來裝載4英寸晶片時，受限于晶片的尺寸的影響，僅能在晶片承載盤100的表面102上設(shè)置7個4英寸的晶片承載區(qū)106，如圖 1所示的實(shí)線圓。由圖1可看出，設(shè)置4英寸的晶片承載區(qū)106時，晶片承載盤100的表面102面積的利用率明顯低于設(shè)置2英寸的晶片承載區(qū)104時。如此一來，在相同尺寸有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積(Metal-Organic CVD ；M0CVD)機(jī)臺的反應(yīng)腔體下，大尺寸晶片的采用雖然可以節(jié)省后續(xù)管芯工藝的成本，但是在于前段的外延工藝時，不僅沒有達(dá)到增加元件產(chǎn)出數(shù)量的目的，反而降低了元件的產(chǎn)出數(shù)量，進(jìn)而有提高工藝成本的情況產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一態(tài)樣就是在提供一種有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺，其晶片承載盤設(shè)置多尺寸的晶片承載區(qū)，如此一來，可更有效地利用晶片承載盤的使用空間。本發(fā)明的另一態(tài)樣是在提供一種有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺，其晶片承載盤的設(shè)計(jì)具有高承載空間，因此可大幅提高元件的生產(chǎn)效率，產(chǎn)能可獲得提升。本發(fā)明的又一態(tài)樣是在提供一種有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺，其可兼顧晶片承載盤的空間的利用率與大尺寸晶片的采用，因此可降低生產(chǎn)成本。
根據(jù)本發(fā)明的上述目的，提出一種有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺。此有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺包含反應(yīng)腔體、旋轉(zhuǎn)座、晶片承載盤、加熱器以及噴氣頭(Shower Head)。反應(yīng)腔體具有開口。旋轉(zhuǎn)座設(shè)于反應(yīng)腔體中。晶片承載盤設(shè)于旋轉(zhuǎn)座上，且旋轉(zhuǎn)座可帶動晶片承載盤旋轉(zhuǎn)。其中，晶片承載盤包含至少二不同直徑的多個承載區(qū)，設(shè)于晶片承載盤的表面上，這些承載區(qū)適用以對應(yīng)裝載多個晶片。加熱器設(shè)于晶片承載盤下方，且位于旋轉(zhuǎn)座內(nèi)。 噴氣頭覆蓋在反應(yīng)腔體的開口上，以朝晶片承載盤的表面上施放反應(yīng)氣體。依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，上述的承載區(qū)中包含直徑相同的多個第一承載區(qū)、以及直徑相同的多個第二承載區(qū)，且第一承載區(qū)的直徑大于第二承載區(qū)的直徑。依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，上述的第一承載區(qū)的深度大于第二承載區(qū)的深度。依據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，上述的第一承載區(qū)的深度等于第二承載區(qū)的深度。依據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例，上述的承載區(qū)的深度小于對應(yīng)裝載的晶片的厚度。通過在晶片承載盤上設(shè)置至少二種尺寸的晶片承載區(qū)，可更有效地利用晶片承載盤的使用空間，因此不僅可兼顧晶片承載盤的空間的利用率與大尺寸晶片的采用，更可達(dá)到提高元件的生產(chǎn)效率與降低生產(chǎn)成本的目的。


為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂，附圖的說明如下圖1繪示傳統(tǒng)晶片承載盤上二種尺寸的晶片承載區(qū)的布局示意圖。圖2繪示依照本發(fā)明實(shí)施方式的一種有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺的裝置示意圖。圖3繪示依照本發(fā)明實(shí)施方式的一種晶片承載盤的俯視圖。圖4繪示依照本發(fā)明實(shí)施方式的一種晶片承載盤的剖面圖。圖5繪示依照本發(fā)明的另一實(shí)施方式的一種晶片承載盤的俯視圖。附圖標(biāo)記說明100晶片承載盤102表面
104晶片承載區(qū)106晶片承載區(qū)
200有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺202反應(yīng)腔體
204旋轉(zhuǎn)座206晶片承載盤
208表面210曰t±" 曰曰/T
212承載區(qū)214曰t±" 曰曰/T
216承載區(qū)218加熱器
220噴氣頭221噴氣孔
222排氣口224反應(yīng)氣體
226開口228深度
230深度232晶片承載盤
234承載區(qū)236承載區(qū)
238表面
具體實(shí)施方式
請參照圖2，其繪示依照本發(fā)明實(shí)施方式的一種有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺的裝置示意圖。在本實(shí)施方式中，有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺200可適用于進(jìn)行發(fā)光二極管的半導(dǎo)體材料層的外延作業(yè)。有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺200可例如包含反應(yīng)腔體202、旋轉(zhuǎn)座204、晶片承載盤206、加熱器218、以及噴氣頭220。在有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺200中，反應(yīng)腔體202 —般具有開口 226，以利于將數(shù)個晶片經(jīng)由開口 2 放置于晶片承載盤206上。此外，根據(jù)工藝需求，反應(yīng)腔體202通?？蛇x擇性地包含有至少一排氣口 222。排氣口 222可例如設(shè)置在反應(yīng)腔體202的下部，以利工藝所產(chǎn)生廢氣排出反應(yīng)腔體202。發(fā)光二極管等元件的外延作業(yè)通常在反應(yīng)腔體202內(nèi)進(jìn)行。旋轉(zhuǎn)座204設(shè)置在反應(yīng)腔體202內(nèi)。根據(jù)工藝需求，旋轉(zhuǎn)座204可在反應(yīng)腔體202 內(nèi)原處自轉(zhuǎn)，以進(jìn)一步帶動置放于其上的晶片210與214轉(zhuǎn)動。旋轉(zhuǎn)座204的結(jié)構(gòu)可例如為空心柱體或支架結(jié)構(gòu)。晶片承載盤206用以承托與裝載數(shù)個晶片210與214，以運(yùn)送這些晶片210與214 來進(jìn)行處理。晶片承載盤206設(shè)置在旋轉(zhuǎn)座204上，而由旋轉(zhuǎn)座204所支撐。晶片承載盤 206可通過卡固的固定方式，固定在旋轉(zhuǎn)座204之上。當(dāng)旋轉(zhuǎn)座204旋轉(zhuǎn)時，可帶動固定在其上的晶片承載盤206旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動晶片承載盤206上的晶片210與214轉(zhuǎn)動。在有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺200中進(jìn)行外延工藝時，一定的反應(yīng)腔體202內(nèi)經(jīng)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的外延生成物是整面性地沉積在晶片承載盤206表面。因而，沉積于晶片之間間隙位置的外延層，由于無法進(jìn)行后續(xù)工藝而造成無端的浪費(fèi)。因此，在相同的反應(yīng)腔體空間內(nèi)所能處理的元件數(shù)量越多，可以降低元件的制作成本。由此可知，晶片承載盤206的設(shè)計(jì)會影響元件產(chǎn)出數(shù)量。請同時參照圖3與圖4所示，其中圖3繪示依照本發(fā)明實(shí)施方式的一種晶片承載盤的俯視圖，圖4則繪示圖3的晶片承載盤的剖面圖。在本實(shí)施方式中，晶片承載盤206的表面208上設(shè)置有數(shù)個承載區(qū)212與216。其中，這些承載區(qū)212與216凹設(shè)在晶片承載盤 206的表面208中的凹陷區(qū)域。如此一來，有利晶片承載盤206穩(wěn)固地承托晶片210與214 于反應(yīng)腔體202內(nèi)進(jìn)行工藝。從圖3所示的實(shí)施例可知，這些承載區(qū)212與216均為圓形。而且，在此實(shí)施例中，晶片承載盤206包含兩種不同直徑的承載區(qū)212與216。其中，所有承載區(qū)212的直徑相同，且承載區(qū)216的直徑相同，而承載區(qū)212的直徑大于承載區(qū)216的直徑。在例子中， 例如在發(fā)光二極管的工藝中，承載區(qū)212的直徑可例如為4英寸，承載區(qū)216的直徑則可例如為2英寸。在本實(shí)施方式中，可先在晶片承載盤206的表面208上設(shè)置大尺寸的承載區(qū)212， 再于晶片承載盤206的表面208空出來的區(qū)域上設(shè)置小尺寸的承載區(qū)216。如此，不僅可提高晶片承載盤206的表面208的利用率，進(jìn)而可提升元件的生產(chǎn)效率。值得注意的一點(diǎn)是，雖然本實(shí)施方式的晶片承載盤206包含二種不同直徑的承載區(qū)212與216，但在其他實(shí)施方式中，晶片承載盤可包含二種以上的不同直徑的承載區(qū)。請?jiān)俅螀⒄請D2，在晶片承載盤206中，不同直徑的承載區(qū)212與216適用以對應(yīng)裝載不同尺寸的晶片210與214。承載區(qū)212與216的直徑可等于或大于對應(yīng)裝載的晶片 210與214的直徑，以利裝載晶片210與214。這些承載區(qū)212與216的形狀可與其所對應(yīng)裝載的晶片210與214的形狀相同。在另一些實(shí)施例中，承載區(qū)212與216的形狀可與其所對應(yīng)裝載的晶片210與214的形狀不同。請參照圖2與圖4，在實(shí)施例中，承載區(qū)212與216的深度2 與230優(yōu)選可小于或等于其所對應(yīng)裝載的晶片210與214的厚度。因此，將晶片210與214分別裝載在晶片承載盤206的承載區(qū)212與216中時，可使晶片210與214的表面與晶片承載盤206的表面208齊平，或者均高于晶片承載盤206的表面208。于是，對晶片承載盤206上的晶片210 與214進(jìn)行例如外延等沉積步驟時，可避免材料沉積覆蓋在凹設(shè)于晶片承載盤206中的承載區(qū)212與216的側(cè)壁上，進(jìn)而可避免承載區(qū)212與216的側(cè)壁上的沉積物影響后續(xù)工藝的進(jìn)行。由于不同尺寸的晶片具有不同厚度，因此可將晶片承載盤206的承載區(qū)212與216 設(shè)計(jì)成具有不同深度，以配合各晶片的厚度。一般而言，大尺寸的晶片210的厚度大于小尺寸的晶片214的厚度。因此，在實(shí)施例中，如圖4所示，裝載大尺寸晶片210的承載區(qū)212 的深度2 大于裝載小尺寸晶片214的承載區(qū)216的深度230。然，在另一些實(shí)施例中，裝載大尺寸晶片的承載區(qū)的深度亦可設(shè)計(jì)成與裝載小尺寸晶片的承載區(qū)的深度相等。請?jiān)俅螀⒄請D2，加熱器218設(shè)置在晶片承載盤206的下方，且位于旋轉(zhuǎn)座204之內(nèi)，以對晶片承載盤206上的晶片210與214進(jìn)行加熱處理。加熱器218的運(yùn)作優(yōu)選獨(dú)立于旋轉(zhuǎn)座204，而使加熱器218不會因旋轉(zhuǎn)座204的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動。通過旋轉(zhuǎn)座204的旋轉(zhuǎn)來帶動晶片承載盤206轉(zhuǎn)動，可使晶片承載盤206上的晶片210與214均勻受熱，由此使所形成的元件的特性更為相近。噴氣頭220則設(shè)置在反應(yīng)腔體202上，且覆蓋在反應(yīng)腔體202的開口 2 上。噴氣頭220的下表面具有多個噴氣孔221并與晶片承載盤206上的晶片210與214相面對。 如此一來，進(jìn)入噴氣頭220的反應(yīng)氣體224，可透過噴氣孔221，而朝晶片承載盤206的表面 208施放在晶片210與214上。由此，可在晶片210與214上進(jìn)行例如外延等沉積步驟。請參照圖5，其繪示依照本發(fā)明的另一實(shí)施方式的一種晶片承載盤的俯視圖。在此實(shí)施方式中，晶片承載盤232的表面238上可先設(shè)置7個大尺寸的晶片承載區(qū)234，再于這些大尺寸承載區(qū)234外圍設(shè)置6個小尺寸晶片承載區(qū)236。舉例而言，若圖1所示的晶片承載盤100與圖3所示的晶片承載盤206、和圖5所示的晶片承載盤232均為直徑380mm的承載盤。其中，在這樣的直徑尺寸下，傳統(tǒng)晶片承載盤100的設(shè)計(jì)可承載31片2英寸晶片。在現(xiàn)行反應(yīng)腔體中，使用晶片承載盤100承載31 片2英寸晶片時，單一個外延程序所能生產(chǎn)的小尺寸發(fā)光二極管芯片(尺寸為10X23mil2) 數(shù)量為433318顆；或者中大尺寸發(fā)光二極管芯片(尺寸為20X40mil2)數(shù)量為125674顆。 若采用晶片承載盤100承載7片4英寸晶片時，單一個外延程序所能生產(chǎn)的小尺寸發(fā)光二極管芯片(尺寸為10X23mil2)數(shù)量為391391顆；或者中大尺寸發(fā)光二極管芯片(尺寸為 20X40mil2)數(shù)量為113505顆。由31片2英寸晶片調(diào)整為7片4英寸晶片后，小尺寸發(fā)光二極管芯片的產(chǎn)量減少約10. 72%，中大尺寸發(fā)光二極管芯片的產(chǎn)量約減少10.71%。另外，若使用圖3的晶片承載盤206時，單一個外延程序所能生產(chǎn)的小尺寸發(fā)光二極管芯片(尺寸為10X23mil2)數(shù)量為405368顆；或者中大尺寸發(fā)光二極管芯片(尺寸為 20X40mil2)數(shù)量為117560顆。相對于31片2英寸的晶片承載盤，小尺寸發(fā)光二極管芯片的產(chǎn)量減少約6. 89%，中大尺寸發(fā)光二極管芯片的產(chǎn)量約減少6. 9%。但是，相對于7片4英寸的晶片承載盤，小尺寸發(fā)光二極管芯片的產(chǎn)量可提升約3. 57%，中大尺寸發(fā)光二極管芯片的產(chǎn)量可提升約3. 57%。此外，若使用圖5的晶片承載盤232時，單一個外延程序所能生產(chǎn)的小尺寸發(fā)光二極管芯片(尺寸為10X23mil2)數(shù)量為475259顆；或者中大尺寸發(fā)光二極管芯片(尺寸為 20X40mil2)數(shù)量為1378 顆。相對于31片2英寸的晶片承載盤，小尺寸發(fā)光二極管芯片的產(chǎn)量約增加9. 68%，中大尺寸發(fā)光二極管芯片的產(chǎn)量約增加9. 67%。而且，相對于7片 4英寸的晶片承載盤，小尺寸發(fā)光二極管芯片的產(chǎn)量更可增加約21. 43%，中大尺寸發(fā)光二極管芯片的產(chǎn)量可增加約21. 43%。由上述說明可知，同一承載盤尺寸下，多尺寸承載區(qū)設(shè)計(jì)，確實(shí)可兼顧大尺寸晶片的采用以及承載盤使用空間的利用率。因此，采用上述實(shí)施方式的具多尺寸承載區(qū)的承載盤可有效提升生產(chǎn)效率，極具量產(chǎn)優(yōu)勢。由上述的實(shí)施方式可知，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺的晶片承載盤設(shè)置有多尺寸的晶片承載區(qū)，因此可更有效地利用晶片承載盤的使用空間。由上述的實(shí)施方式可知，本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)為有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺的晶片承載盤的設(shè)計(jì)具有高承載空間，因此可大幅提高元件的生產(chǎn)效率，進(jìn)一步可使產(chǎn)能獲得提升。由上述的實(shí)施方式可知，本發(fā)明的又一優(yōu)點(diǎn)為有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺可兼顧晶片承載盤的空間的利用率與大尺寸晶片的采用，因此可有效降低生產(chǎn)成本。雖然本發(fā)明已以實(shí)施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何在此技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求所界定為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺，包含反應(yīng)腔體，具有開口 ；旋轉(zhuǎn)座，設(shè)于該反應(yīng)腔體中；晶片承載盤，設(shè)于該旋轉(zhuǎn)座上，且該旋轉(zhuǎn)座可帶動該晶片承載盤旋轉(zhuǎn)，其中該晶片承載盤包含至少二不同直徑的多個承載區(qū)，設(shè)于該晶片承載盤的表面上，該多個承載區(qū)適用以對應(yīng)裝載多個晶片；加熱器，設(shè)于該晶片承載盤下方，且位于該旋轉(zhuǎn)座內(nèi)；以及噴氣頭，覆蓋在該反應(yīng)腔體的該開口上，以朝該晶片承載盤的該表面上施放反應(yīng)氣體。
2.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺，其中該多個承載區(qū)包含多個直徑 2英寸的承載區(qū)、以及多個直徑4英寸的承載區(qū)。
3.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺，其中該多個承載區(qū)中包含直徑相同的多個第一承載區(qū)、以及直徑相同的至少一第二承載區(qū)，且該多個第一承載區(qū)的直徑大于該至少一第二承載區(qū)的直徑。
4.如權(quán)利要求3所述的有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺，其中該多個第一承載區(qū)的深度大于該至少一第二承載區(qū)的深度。
5.如權(quán)利要求3所述的有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺，其中該多個第一承載區(qū)的深度等于該至少一第二承載區(qū)的深度。
6.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺，其中該多個承載區(qū)的深度小于對應(yīng)裝載的該多個晶片的厚度。
7.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺，其中該多個承載區(qū)的深度等于對應(yīng)裝載的該多個晶片的厚度。
8.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺，其中該多個承載區(qū)的形狀與對應(yīng)裝載的該多個晶片的形狀相同。
9.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺，其中該多個承載區(qū)的直徑等于或大于對應(yīng)裝載的該多個晶片的直徑。
10.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺，其中該加熱器不為該旋轉(zhuǎn)座所帶動旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺。此有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺包含反應(yīng)腔體、旋轉(zhuǎn)座、晶片承載盤、加熱器以及噴氣頭。反應(yīng)腔體具有開口。旋轉(zhuǎn)座設(shè)于反應(yīng)腔體中。晶片承載盤設(shè)于旋轉(zhuǎn)座上，且旋轉(zhuǎn)座可帶動晶片承載盤旋轉(zhuǎn)。其中，晶片承載盤包含至少二不同直徑的多個承載區(qū)，設(shè)于晶片承載盤的表面上，這些承載區(qū)適用以對應(yīng)裝載多個晶片。加熱器設(shè)于晶片承載盤下方，且位于旋轉(zhuǎn)座內(nèi)。噴氣頭覆蓋在反應(yīng)腔體的開口上，以朝晶片承載盤的表面上施放反應(yīng)氣體。本發(fā)明的有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺可更有效地利用晶片承載盤的使用空間，大幅提高元件的生產(chǎn)效率，提升產(chǎn)能，并可兼顧晶片承載盤的空間的利用率與大尺寸晶片的采用，從而降低生產(chǎn)成本。
文檔編號C23C16/54GK102242353SQ201010180970
公開日2011年11月16日 申請日期2010年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月14日
發(fā)明者林明宏, 江俊德 申請人:佛山市奇明光電有限公司, 奇力光電科技股份有限公司