一種準(zhǔn)確定位晶圓長(zhǎng)晶曲線的mocvd設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種準(zhǔn)確定位晶圓長(zhǎng)晶曲線的MOCVD設(shè)備，通過(guò)更改載盤(pán)上表面凹槽的形狀及凹槽的排列方式，同時(shí)改變探測(cè)裝置的位置，實(shí)現(xiàn)在不減少晶圓襯底放置量的同時(shí)，找到同圈中長(zhǎng)晶曲線不同于其它長(zhǎng)晶曲線的晶圓位置，并因此推出晶圓長(zhǎng)晶曲線與晶圓襯底的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。
【專利說(shuō)明】
一種準(zhǔn)確定位晶圓長(zhǎng)晶曲線的MOCVD設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種準(zhǔn)確定位晶圓長(zhǎng)晶曲線的MOCVD設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，LED生產(chǎn)廠商尤其是LED外延片和芯片生產(chǎn)廠商針對(duì)LED皇晶新技術(shù)的研發(fā)興趣驟增。在行業(yè)內(nèi)，針對(duì)LED研發(fā)或產(chǎn)品性能優(yōu)化提升階段，以及新型襯底試驗(yàn)端，經(jīng)常會(huì)遇到需要不同襯底混用共鍋生長(zhǎng)外延層的情況。在此過(guò)程中，需要準(zhǔn)確分辨每一外延片在皇晶過(guò)程中的生長(zhǎng)曲線(包括反射率曲線以及實(shí)際溫度曲線)。但是現(xiàn)有的MOCVD機(jī)臺(tái)，尤其是應(yīng)用最廣泛的Veeco機(jī)型，其硬件與配套的軟件系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)精確定位每一外延片在皇晶過(guò)程中的生長(zhǎng)曲線。
[0003]現(xiàn)有外延生長(zhǎng)工藝中，參看附圖1，載盤(pán)3上的凹槽32為圓形，探測(cè)裝置5的光學(xué)探測(cè)端位于凹槽32中心位置，為準(zhǔn)確定位晶圓襯底4與晶圓長(zhǎng)晶曲線的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，通常需要在其中一凹槽32內(nèi)不放入襯底4作為定位凹槽，從而影響機(jī)臺(tái)的產(chǎn)能；同時(shí)，由于晶圓襯底4與凹槽32的形狀不匹配，襯底4平邊與凹槽32邊緣存在空置區(qū)域41，外延生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)形成微型擾流存在，影響晶圓平邊區(qū)域的長(zhǎng)晶質(zhì)量，影響平邊區(qū)域的光電性能。而且，晶圓襯底4在加熱生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)不同程度的翹曲，隨著翹曲和載盤(pán)3的的旋轉(zhuǎn)，晶圓在凹槽32內(nèi)也會(huì)出現(xiàn)漂移現(xiàn)象，導(dǎo)致襯底4受熱不均勻影響波長(zhǎng)均勻性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有MOCVD機(jī)臺(tái)的缺陷，本實(shí)用新型提供一種準(zhǔn)確定位晶圓長(zhǎng)晶曲線的MOCVD設(shè)備，其至少包括:
[0005]—化學(xué)氣相沉積室；
[0006]監(jiān)測(cè)和控制沉積室運(yùn)行的監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)；
[0007]載盤(pán)，所述載盤(pán)上具有尺寸相同的復(fù)數(shù)個(gè)放置晶圓的凹槽，所述凹槽圈狀排列；
[0008]加熱組件，位于化學(xué)氣相沉積室中，并設(shè)置于該載盤(pán)下方，用以輻射加熱該載盤(pán)；
[0009]位于晶圓上方，探測(cè)晶圓的長(zhǎng)晶狀態(tài)的探測(cè)裝置；
[0010]其特征在于:每圈所述凹槽包括一個(gè)定位凹槽和復(fù)數(shù)個(gè)非定位凹槽，所述定位凹槽和非定位凹槽內(nèi)均放置有晶圓，所述探測(cè)裝置探測(cè)到的所述定位凹槽區(qū)域的長(zhǎng)晶狀態(tài)與非定位凹槽區(qū)域不同，所述監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)顯示的所述定位凹槽與所述非定位凹槽的長(zhǎng)晶曲線不同。
[0011]優(yōu)選的，所述探測(cè)裝置探測(cè)所述定位凹槽外緣載盤(pán)表面的長(zhǎng)晶狀態(tài)及非定位凹槽內(nèi)所述晶圓表面的長(zhǎng)晶狀態(tài)，所述載盤(pán)的長(zhǎng)晶狀態(tài)與晶圓的不同。
[0012]優(yōu)選的，所述定位凹槽和非定位凹槽與所述晶圓形狀相同，均具有一平邊。
[0013]優(yōu)選的，所述定位凹槽與所述非定位凹槽平邊方向相反。
[0014]優(yōu)選的，所述每個(gè)探測(cè)裝置只能探測(cè)一圈凹槽內(nèi)晶圓的長(zhǎng)晶曲線。
[0015]優(yōu)選的，所述凹槽可排列為一圈或者多圈。
[0016]優(yōu)選的，所述凹槽每圈的排列形狀為圓形或者正多邊形。
[0017]優(yōu)選的，所述探測(cè)裝置的個(gè)數(shù)與所述凹槽的圈數(shù)相同或者不同。
[0018]優(yōu)選的，所述探測(cè)裝置包括光學(xué)探測(cè)端和固定端。
[0019]優(yōu)選的，所述載盤(pán)上表面邊緣處還設(shè)有一標(biāo)記點(diǎn)。
[0020]本實(shí)用新型至少具有以下有益效果:I)在不影響機(jī)臺(tái)稼動(dòng)率的前提下，準(zhǔn)確定位長(zhǎng)晶曲線與晶圓的關(guān)系；2)凹槽與晶圓形狀相同，減小晶圓平邊與凹槽邊緣空置區(qū)域造成的擾流現(xiàn)象，提高晶圓平邊處的芯粒良品率;3)凹槽形狀與襯底形狀相同，防止晶圓在生長(zhǎng)過(guò)程中因翹曲而出現(xiàn)的漂移和旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象。
【附圖說(shuō)明】
[0021]附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與本實(shí)用新型的實(shí)施例一起用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，附圖數(shù)據(jù)是描述概要，不是按比例繪制。
[0022]圖1現(xiàn)有技術(shù)石墨盤(pán)與探測(cè)裝置示意圖；
[0023]圖2本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】之MOCVD設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】之載盤(pán)與加熱組件位置示意圖；
[0025]圖4本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】之凹槽結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖5本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】之加熱組件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]附圖標(biāo)注:1:沉積室；11:旋轉(zhuǎn)軸；12:加熱組件；121:內(nèi)圈加熱組件；122:外圈加熱組件;2:監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng);3:載盤(pán);31:標(biāo)記點(diǎn)；32:凹槽;321:定位凹槽;322:非定位凹槽;323:平邊;324: ;4:襯底;41:空置區(qū)域;5:探測(cè)裝置;51:光學(xué)探測(cè)端;52:固定端。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0029]本實(shí)用新型提供一種準(zhǔn)確定位晶圓長(zhǎng)晶曲線的MOCVD設(shè)備，參看附圖2，其至少包括:化學(xué)氣相沉積室1、監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)2、載盤(pán)3、位于載盤(pán)3下方的加熱組件12及位于載盤(pán)3上方的探測(cè)裝置5，其中，載盤(pán)3上表面具有尺寸相同的復(fù)數(shù)個(gè)放置晶圓的凹槽32，凹槽32在載盤(pán)3表面呈圈狀排列，增大載盤(pán)3的表面利用面積;每圈凹槽32包括一個(gè)定位凹槽321和復(fù)數(shù)個(gè)非定位凹槽322;參看附圖3，載盤(pán)3下方設(shè)置有加熱組件12，其以輻射加熱的方式對(duì)載盤(pán)3加熱，同時(shí)，載盤(pán)3的下表面中心處設(shè)有一容納承載盤(pán)3旋轉(zhuǎn)軸11的通孔，載盤(pán)3隨著旋轉(zhuǎn)軸11旋轉(zhuǎn);探測(cè)裝置5位于晶圓上方，在外延生長(zhǎng)過(guò)程中，定位凹槽321和非定位凹槽322內(nèi)均設(shè)置有晶圓，探測(cè)裝置5探測(cè)到的定位凹槽321區(qū)域的長(zhǎng)晶狀態(tài)與非定位凹槽322區(qū)域的不同，同時(shí)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)2顯示的所述定位凹槽區(qū)域與所述非定位凹槽區(qū)域的長(zhǎng)晶曲線不同。
[0030]目前通用的化學(xué)氣相沉積室有三種，分別是ThomasSwan公司設(shè)計(jì)的近場(chǎng)噴淋式沉積室1、AIXTR0N公司的行星式沉積室I的設(shè)計(jì)和美國(guó)Veeco公司的“高速轉(zhuǎn)盤(pán)”沉積室I設(shè)計(jì);本實(shí)施例優(yōu)選應(yīng)用最廣泛的美國(guó)Veeco公司生產(chǎn)的K465i沉積室I，參看附圖2，該沉積室I呈長(zhǎng)圓筒狀，反應(yīng)氣體從沉積室I上部高速噴射下來(lái)(如圖中箭頭所述)，底部設(shè)有高速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸11。監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)2位于沉積室I的外部，控制系統(tǒng)控制整個(gè)設(shè)備中的加熱組件12，例如MO源的使用、沉積室I的開(kāi)合，旋轉(zhuǎn)軸11的轉(zhuǎn)速等，從而提供晶圓生長(zhǎng)所需的溫度、氣體流量、濃度、沉積室I壓力等條件。監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和生長(zhǎng)狀態(tài)，一方面為控制系統(tǒng)提供實(shí)測(cè)溫度、壓力、流量等反饋信號(hào)，實(shí)時(shí)反饋控制；另一方面為技術(shù)人員提供生長(zhǎng)速率等實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)，使技術(shù)人員可以更好的調(diào)整工藝，長(zhǎng)出預(yù)期的外延結(jié)構(gòu)和性會(huì)K。
[0031 ]繼續(xù)參看附圖2，載盤(pán)3放置于旋轉(zhuǎn)軸11上，且隨著旋轉(zhuǎn)軸11轉(zhuǎn)動(dòng)，以4寸14片載盤(pán)3為例，根據(jù)凹槽32距離載盤(pán)3中心的遠(yuǎn)近，分為內(nèi)圈和外圈，外圈均勻分布有10個(gè)用于放置晶圓襯底4的凹槽32，內(nèi)圈凹槽32數(shù)則為4個(gè);為便于說(shuō)明，僅圖示中兩個(gè)凹槽32中的晶圓襯底4，其中晶圓襯底4的形狀與凹槽32的形狀相同，包括平邊323及圓邊324，如附圖4，減小晶圓平邊323與凹槽32邊緣空置區(qū)域41造成的擾流現(xiàn)象，同時(shí)也防止晶圓在生長(zhǎng)過(guò)程中因翹曲而出現(xiàn)的漂移和旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象，提高晶圓平邊323處芯粒的良品率；內(nèi)、外圈均設(shè)置有一個(gè)定位凹槽321和復(fù)數(shù)個(gè)非定位凹槽322，定位凹槽321和非定位凹槽322平邊323的方向相反，定位凹槽321的平邊323背離載盤(pán)3中心，而非定位凹槽322朝向載盤(pán)3中心。當(dāng)然也可以為，定位凹槽321的平邊323朝向載盤(pán)3中心，而非定位凹槽322平邊323背離載盤(pán)3中心。
[0032]此外，載盤(pán)3上表面邊緣處還設(shè)有一標(biāo)記點(diǎn)31，以此標(biāo)記點(diǎn)31為起點(diǎn)，順時(shí)針?lè)较驅(qū)λ霭疾?2及位于凹槽32內(nèi)的晶圓襯底4編號(hào)，凹槽32編號(hào)與晶圓襯底4相同，即外圈編號(hào)為1#、2#、3#....10#，內(nèi)圈以距離標(biāo)記點(diǎn)31最近的凹槽32為起點(diǎn)順時(shí)針繼續(xù)編號(hào)11#....14#，當(dāng)然根據(jù)習(xí)慣的不同，對(duì)凹槽32的編號(hào)也可以采用逆時(shí)針?lè)较?。?shí)際操作中，定位凹槽321均為每圈中第一凹槽，外圈定位凹槽321為1#，而內(nèi)圈的定位凹槽321則為11#。外圈1個(gè)凹槽3的中心排列呈圓形，內(nèi)圈凹槽3中心的連線為正方形。
[0033]位于載盤(pán)3下方的加熱組件12可以為單區(qū)加熱，也可以為多區(qū)加熱，參看附圖5，現(xiàn)有K465i沉積室11的加熱組件12以旋轉(zhuǎn)軸11為中心，包含接近該載盤(pán)3外緣的外圈加熱組件122，及位于載盤(pán)3中心區(qū)域的內(nèi)圈加熱組件121;加熱組件12的加熱方式為電阻絲加熱、電阻片加熱或者感應(yīng)器加熱，外圈的加熱組件121主要對(duì)載盤(pán)3外圈加熱，內(nèi)圈的加熱組件121主要對(duì)載盤(pán)3內(nèi)圈加熱，內(nèi)、外圈加熱組件121、122分別連接不同的控制電路(圖中未示出)。
[0034]繼續(xù)參看附圖2，位于晶圓襯底4上方的探測(cè)裝置5，包括固定探測(cè)裝置5的固定端52及探測(cè)實(shí)際長(zhǎng)晶狀況的光學(xué)探測(cè)端51，光學(xué)探測(cè)端51發(fā)出一定波長(zhǎng)的光線(一般為紅外線)，光線根據(jù)晶圓不同生長(zhǎng)時(shí)刻表面的發(fā)射率、反射率(或者吸收率)的不同，監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算擬合出晶圓實(shí)時(shí)長(zhǎng)晶曲線，例如，晶圓的溫度曲線和反射率曲線。監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控溫度曲線與設(shè)定溫度的區(qū)別，控制系統(tǒng)調(diào)整加熱組件12的工作功率使兩者相匹配。
[0035]為了使晶圓的長(zhǎng)晶曲線與晶圓的編號(hào)能一一相對(duì)于，相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)施例將探測(cè)裝置5的位置由凹槽3中心處移向定位凹槽321平邊323處，且定位凹槽321平邊的垂直平分線經(jīng)過(guò)載盤(pán)3中心，載盤(pán)3在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，光學(xué)探測(cè)端51探測(cè)到定位凹槽321外緣載盤(pán)表面的長(zhǎng)晶狀態(tài)，及非定位凹槽內(nèi)晶圓襯底4表面的長(zhǎng)晶狀態(tài)，由于載盤(pán)與晶圓襯底在長(zhǎng)晶過(guò)程中的表面粗糙度及溫度均不相同，因此監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)2所顯示的定位凹槽321區(qū)域與非定位凹槽322區(qū)域的長(zhǎng)晶狀態(tài)不同，以定位凹槽321區(qū)域的長(zhǎng)晶曲線為參考位，實(shí)現(xiàn)非定位凹槽內(nèi)晶圓的長(zhǎng)晶曲線與襯底4的--對(duì)應(yīng)，同時(shí)保證機(jī)臺(tái)的稼動(dòng)率。
[0036]本實(shí)施例以準(zhǔn)確定位4寸14片載盤(pán)3外圈晶圓襯底4與長(zhǎng)晶曲線的關(guān)系為例，其中，外延生長(zhǎng)過(guò)程為金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積過(guò)程，具體方法如下:
[0037]監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)2發(fā)布指令，沉積室11進(jìn)行外延生長(zhǎng)工藝，監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控外延生長(zhǎng)狀況;定義載盤(pán)3外圈距離標(biāo)記點(diǎn)31右側(cè)最近的凹槽32為定位凹槽321，晶圓襯底4順時(shí)針編號(hào)依次為1#_10#，探測(cè)裝置5的光學(xué)探測(cè)端51距離載盤(pán)3中心的距離介于LI與L2之間。載盤(pán)3隨著旋轉(zhuǎn)軸11逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，光學(xué)探測(cè)端51則順時(shí)針?lè)较蛱綔y(cè)晶圓的長(zhǎng)晶曲線，如果監(jiān)控系統(tǒng)顯示在第I?10#晶圓的長(zhǎng)晶曲線中第5條長(zhǎng)晶曲線與其它不同，則判斷第5條長(zhǎng)晶曲線為定位凹槽321區(qū)域(S卩1#晶圓)的長(zhǎng)晶曲線，依次類推，第6條長(zhǎng)晶曲線為2#晶圓襯底4的長(zhǎng)晶曲線……第I條長(zhǎng)晶曲線則是10#晶圓襯底4的長(zhǎng)晶曲線。
[0038]作為本實(shí)施方式的變形實(shí)施方式，所述載盤(pán)3的內(nèi)、夕卜圈可以為多圈，例如2寸45片載盤(pán)3，其內(nèi)、外圈均包含2圈凹槽32，2寸54片載盤(pán)3，其內(nèi)圈則設(shè)有三圈凹槽32，外圈設(shè)有2圈，如需準(zhǔn)確定位載盤(pán)3上全部晶圓的長(zhǎng)晶曲線，則每圈凹槽32上部均應(yīng)設(shè)置一個(gè)探測(cè)裝置5，且每圈凹槽32中設(shè)置一定位凹槽321。技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要，設(shè)定探測(cè)裝置5的個(gè)數(shù)，以滿足實(shí)際工作需要。
[0039]應(yīng)當(dāng)理解的是，上述具體實(shí)施方案為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，本實(shí)用新型的范圍不限于該實(shí)施例，在不背離本實(shí)用新型的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)這些實(shí)施方式所做的任何變更，皆屬本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種準(zhǔn)確定位晶圓長(zhǎng)晶曲線的MOCVD設(shè)備，其至少包括: 一化學(xué)氣相沉積室； 監(jiān)測(cè)和控制沉積室運(yùn)行的監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)； 載盤(pán)，所述載盤(pán)上表面具有尺寸相同的復(fù)數(shù)個(gè)放置晶圓的凹槽，所述凹槽圈狀排列； 加熱組件，位于化學(xué)氣相沉積室中，并設(shè)置于所述載盤(pán)下方，用以輻射加熱該載盤(pán)； 位于晶圓上方，探測(cè)晶圓長(zhǎng)晶狀態(tài)的探測(cè)裝置； 其特征在于:每圈所述凹槽包括一個(gè)定位凹槽和復(fù)數(shù)個(gè)非定位凹槽，所述定位凹槽和非定位凹槽內(nèi)均放置有晶圓，所述探測(cè)裝置探測(cè)到的所述定位凹槽區(qū)域的長(zhǎng)晶狀態(tài)與非定位凹槽區(qū)域不同，所述監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)顯示的所述定位凹槽區(qū)域與所述非定位凹槽區(qū)域的長(zhǎng)晶曲線不同。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種準(zhǔn)確定位晶圓長(zhǎng)晶曲線的MOCVD設(shè)備，其特征在于:所述探測(cè)裝置探測(cè)所述定位凹槽外緣載盤(pán)表面的長(zhǎng)晶狀態(tài)及非定位凹槽內(nèi)所述晶圓表面的長(zhǎng)晶狀態(tài)，所述載盤(pán)的長(zhǎng)晶狀態(tài)與晶圓的不同。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種準(zhǔn)確定位晶圓長(zhǎng)晶曲線的MOCVD設(shè)備，其特征在于:所述定位凹槽和非定位凹槽與所述晶圓形狀相同，均具有一平邊。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種準(zhǔn)確定位晶圓長(zhǎng)晶曲線的MOCVD設(shè)備，其特征在于:所述定位凹槽與所述非定位凹槽平邊方向相反。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種準(zhǔn)確定位晶圓長(zhǎng)晶曲線的MOCVD設(shè)備，其特征在于:所述凹槽可排列為一圈或者多圈。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種準(zhǔn)確定位晶圓長(zhǎng)晶曲線的MOCVD設(shè)備，其特征在于:所述每個(gè)探測(cè)裝置只能探測(cè)一圈凹槽內(nèi)晶圓的長(zhǎng)晶曲線。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種準(zhǔn)確定位晶圓長(zhǎng)晶曲線的MOCVD設(shè)備，其特征在于:所述凹槽每圈的排列形狀為圓形或者正多邊形。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種準(zhǔn)確定位晶圓長(zhǎng)晶曲線的MOCVD設(shè)備，其特征在于:所述探測(cè)裝置的個(gè)數(shù)與所述凹槽的圈數(shù)相同或者不同。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種準(zhǔn)確定位晶圓長(zhǎng)晶曲線的MOCVD設(shè)備，其特征在于:所述探測(cè)裝置包括光學(xué)探測(cè)端和固定端。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種準(zhǔn)確定位晶圓長(zhǎng)晶曲線的MOCVD設(shè)備，其特征在于:所述載盤(pán)上表面邊緣處還設(shè)有一標(biāo)記點(diǎn)。
【文檔編號(hào)】C30B25/16GK205443507SQ201620234119
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月24日
【發(fā)明人】江漢, 藍(lán)永凌, 黃文賓, 林兓兓, 張家宏
【申請(qǐng)人】安徽三安光電有限公司