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有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺(tái)

閱讀：635發(fā)布：2020-05-13

專利匯可以提供有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺(tái)專利檢索，專利查詢，專利分析的服務(wù)。并且本 發(fā)明 一種有機(jī)金屬 化學(xué)氣相沉積 機(jī)臺(tái)，包括反應(yīng)腔體、上蓋、晶片承載盤、加熱裝置、 機(jī)架 、供氣裝置、以及旋轉(zhuǎn)件，該機(jī)架固定著該晶片承載盤及加熱裝置于反應(yīng)腔體內(nèi)，該供氣裝置安裝于該上蓋處，提供反應(yīng)氣體朝該晶片承載盤表面施放，該旋轉(zhuǎn)件安裝于該上蓋與該晶片承載盤之間，受一驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，將反應(yīng)氣體有效率地導(dǎo)引至該晶片承載盤表面。，下面是有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺(tái)專利的具體信息內(nèi)容。

1.一種有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺(tái)，包括有：
一反應(yīng)腔體；
一上蓋，覆蓋在該反應(yīng)腔體的開口處，能使反應(yīng)腔體內(nèi)形成一封閉空間；
一晶片承載盤，供欲加工的晶片放置其上；
一加熱裝置，安裝于反應(yīng)腔體內(nèi)，位置于該晶片承載盤之下，能對(duì)晶片承載盤加熱；
一機(jī)架，將該晶片承載盤固定于反應(yīng)腔體內(nèi)；
一供氣裝置，安裝于該上蓋處，能提供反應(yīng)氣體朝該晶片承載盤表面施放；
一旋轉(zhuǎn)件，安裝于該供氣裝置與該晶片承載盤之間，受一驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，將反應(yīng)氣體有效率地導(dǎo)引至該晶片承載盤表面。
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(tái)，其中該旋轉(zhuǎn)件旋轉(zhuǎn)一圈所涵蓋的范圍是包括晶片承載盤上所承載晶片的區(qū)域。
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(tái)，其中該旋轉(zhuǎn)件具有至少一導(dǎo)引桿。
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(tái)，其中該旋轉(zhuǎn)件具有數(shù)個(gè)呈放射狀分布的導(dǎo)引桿。
5.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(tái)，其中該旋轉(zhuǎn)件具有至少一葉片。
6.如權(quán)利要求5所述的有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺(tái)，其中該旋轉(zhuǎn)件具有數(shù)個(gè)呈放射分布的葉片。

說明書全文

有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺(tái)

技術(shù)領(lǐng)域

[0001] 本發(fā)明是有關(guān)于一種有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition，簡(jiǎn)稱MOCVD)機(jī)臺(tái)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其指一種反應(yīng)腔體內(nèi)晶片承載盤不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)計(jì)。

背景技術(shù)

[0002] 在發(fā)光二極管的工藝過程中，一般是采用有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition，簡(jiǎn)稱MOCVD)機(jī)臺(tái)，其將特殊氣體利用特殊載體氣流送至高溫晶片上，在高溫的反應(yīng)腔室內(nèi)，這些材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并使反應(yīng)物沉積在晶片上，而在晶片上形成半導(dǎo)體結(jié)晶膜，如此就能作成半導(dǎo)體發(fā)光材料。
[0003] 如圖1所示，為現(xiàn)有有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖，該機(jī)臺(tái)1主要包括反應(yīng)腔體11、上蓋12、旋轉(zhuǎn)座13、晶片承載盤14、加熱器15及供氣裝置16。
[0004] 半導(dǎo)體的沉積工藝過程主要于反應(yīng)腔體11內(nèi)進(jìn)行，該上蓋12覆蓋于該反應(yīng)腔體11上，使內(nèi)部形成封閉的空間。當(dāng)該上蓋12開啟后，就能將欲加工的晶片放入該晶片承載盤14處。該晶片承載盤14與加熱器15安裝于反應(yīng)腔體11內(nèi)，該晶片承載盤14用以承托或裝載數(shù)晶片，該加熱器15用以對(duì)該晶片承載盤14進(jìn)行加熱，該旋轉(zhuǎn)座13主要與該晶片承載盤14作連結(jié)，并能帶動(dòng)晶片承載盤14旋轉(zhuǎn)，一般當(dāng)該旋轉(zhuǎn)座13動(dòng)作時(shí)，該加熱器15不會(huì)被轉(zhuǎn)動(dòng)，目的使晶片能均勻受熱。該供氣裝置16安裝于該上蓋12處，具有數(shù)噴管161，該噴管161延伸至反應(yīng)腔體11內(nèi)，能提供反應(yīng)氣體朝該晶片承載盤14表面施放。由此可知，在現(xiàn)有機(jī)臺(tái)1的結(jié)構(gòu)之中，晶片承載盤14能被旋轉(zhuǎn)，讓供氣裝置16所提供的反應(yīng)氣體，在高溫的反應(yīng)腔體11內(nèi)，進(jìn)行相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)及沉積工藝過程。
[0005] 隨著工藝過程技術(shù)的進(jìn)步，生產(chǎn)效率不斷要求提升，單一機(jī)臺(tái)一次欲加工的晶片數(shù)目也隨之增加，或由原本進(jìn)行數(shù)片2時(shí)的藍(lán)光外延基板工藝過程，也希望提升至數(shù)片4時(shí)基板的加工。故如果采用現(xiàn)有有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺(tái)，除非將晶片承載盤尺寸加大，否則就無法克服加工晶片數(shù)量增加的難題，但如果晶片承載盤尺寸加大，伴隨而來旋轉(zhuǎn)座的動(dòng)力及傳動(dòng)方式，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的穩(wěn)定性，又是一題難以克服的問題。
[0006] 于是本發(fā)明人思考設(shè)計(jì)了一機(jī)臺(tái)，將反應(yīng)腔體內(nèi)的晶片承載盤采用固定式，此時(shí)雖晶片承載盤尺寸加大，因無旋轉(zhuǎn)座，其所衍生的問題亦能克服。但實(shí)際沉積工藝過程運(yùn)作中，反應(yīng)腔體內(nèi)于低溫環(huán)境下相關(guān)化學(xué)反應(yīng)仍能順利進(jìn)行，但達(dá)高溫狀態(tài)下，反應(yīng)氣體就無法沉積于晶片之上，探討此原因，如圖2A，本發(fā)明若晶片承載盤21采固定式，相對(duì)地放置其上的晶片22在沉積工藝過程中亦靜止不動(dòng)，雖反應(yīng)氣體23噴向晶片時(shí)具有一定流速，在此時(shí)高溫狀態(tài)(800～1200度)的晶片22，表面所產(chǎn)生的輻射熱，會(huì)令反應(yīng)氣體23未與晶片接觸就蒸氣解離，故就無法于晶片表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使反應(yīng)物沉積在晶片上。如圖2B，現(xiàn)有機(jī)臺(tái)因晶片承載盤25會(huì)被轉(zhuǎn)動(dòng)，晶片26也會(huì)同步旋轉(zhuǎn)，相對(duì)晶片26表面具有一轉(zhuǎn)速，根據(jù)伯努利定律，速度愈快壓力愈小，旋轉(zhuǎn)的晶片26愈接近表面處的壓力愈小，反應(yīng)氣體27送入后，很容易被吸至該晶片26表面處，不受高溫狀態(tài)的影響，順利進(jìn)行相關(guān)化學(xué)反應(yīng)。有鑒于此，本發(fā)明人憑借著多年的經(jīng)驗(yàn)，不斷地研究改良，設(shè)計(jì)了此一種有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺(tái)。

發(fā)明內(nèi)容

[0007] 本發(fā)明的主要目的是提供一種有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺(tái)，該機(jī)臺(tái)的反應(yīng)腔體內(nèi)安裝著一固定不動(dòng)的晶片承載盤，本發(fā)明的設(shè)計(jì)能讓在反應(yīng)腔體于高溫狀態(tài)下，內(nèi)部的晶片亦能順利進(jìn)行相對(duì)的化學(xué)沉積工藝過程。
[0008] 本發(fā)明的次要目的是提供一種產(chǎn)量提升的有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺(tái)，該機(jī)臺(tái)一次能進(jìn)行晶片加工的數(shù)量較現(xiàn)有方式多，能使產(chǎn)量提升，生產(chǎn)效率增加，因而降低生產(chǎn)成本。
[0009] 為達(dá)上述的目的，本發(fā)明主要包括有反應(yīng)腔體、上蓋、晶片承載盤、加熱裝置、機(jī)架、供氣裝置、以及旋轉(zhuǎn)件，該上蓋覆蓋在該反應(yīng)腔體的開口處，使反應(yīng)腔體形成一封閉空間。該機(jī)架將該晶片承載盤與加熱裝置位置固定于反應(yīng)腔體內(nèi)。該晶片承載盤供欲加工的晶片放置其上。該加熱裝置能對(duì)晶片承載盤加熱。該供氣裝置安裝于該上蓋處，能提供反應(yīng)氣體朝該晶片承載盤表面施放。該旋轉(zhuǎn)件安裝于該上蓋與該晶片承載盤之間，受一驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，將反應(yīng)氣體有效率導(dǎo)引至該晶片承載盤表面。
[0010] 本發(fā)明除了將晶片承載盤固定于該反應(yīng)腔體內(nèi)，并于該上蓋與該晶片承載盤之間安裝著一旋轉(zhuǎn)件，讓旋轉(zhuǎn)件在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中能將供氣裝置所提供的反應(yīng)氣體強(qiáng)制引導(dǎo)至晶片表面處，以確實(shí)進(jìn)行相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)，及使反應(yīng)物沉積在晶片上，完成相關(guān)的工藝過程。如此就能使機(jī)臺(tái)確實(shí)進(jìn)行大量的晶片沉積加工作業(yè)。
[0011] 為使審查委員清楚了解本發(fā)明的詳細(xì)流程及技術(shù)內(nèi)容，本發(fā)明人將配合以下的圖式及詳細(xì)的解說，以求審查委員清楚了解本發(fā)明的精神所在：附圖說明
[0012] 圖1為現(xiàn)有有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖2A為反應(yīng)氣體與固定不動(dòng)的晶片承載盤于工藝過程中的氣體流向示意圖；
[0014] 圖2B為反應(yīng)氣體與現(xiàn)有晶片承載盤能轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，于工藝過程中的氣體流向示意圖；
[0015] 圖3為本發(fā)明的有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺(tái)第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖4為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)件的平面示意圖；
[0017] 圖5為本發(fā)明實(shí)際運(yùn)作的氣體流向示意圖；
[0018] 圖6A為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)件的導(dǎo)引桿的第一實(shí)施例圖；
[0019] 圖6B為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)件的導(dǎo)引桿的第二實(shí)施例圖；
[0020] 圖6C為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)件的導(dǎo)引桿的第三實(shí)施例圖；
[0021] 圖7為該旋轉(zhuǎn)件的葉片的實(shí)施例圖；
[0022] 圖8為本發(fā)明的有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺(tái)第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 其中，附圖標(biāo)記說明如下：
[0024] 機(jī)臺(tái) 1；
[0025] 反應(yīng)腔體 11；
[0026] 上蓋 12；
[0027] 旋轉(zhuǎn)座 13；
[0028] 晶片承載盤 14；
[0029] 加熱器 15；
[0030] 供氣裝置 16；
[0031] 噴管 161；
[0032] 晶片承載盤 21；
[0033] 晶片 22；
[0034] 反應(yīng)氣體 23；
[0035] 晶片承載盤 25；
[0036] 晶片 26；
[0037] 反應(yīng)氣體 27；
[0038] 機(jī)臺(tái) 3；
[0039] 反應(yīng)腔體 31；
[0040] 上蓋 32；
[0041] 晶片承載盤 33；
[0042] 加熱裝置 34；
[0043] 機(jī)架 35；
[0044] 供氣裝置 36；
[0045] 噴管 361；
[0046] 旋轉(zhuǎn)件 37；
[0047] 導(dǎo)引桿 371；
[0048] 導(dǎo)引桿 371A；
[0049] 導(dǎo)引桿 371B；
[0050] 導(dǎo)引桿 371C；
[0051] 旋轉(zhuǎn)件 37A；
[0052] 葉片 372；
[0053] 驅(qū)動(dòng)裝置 38；
[0054] 軸 381。

具體實(shí)施方式

[0055] 如圖3所示，為本發(fā)明有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明的機(jī)臺(tái)3主要包括有反應(yīng)腔體31、上蓋32、晶片承載盤33、加熱裝置34、機(jī)架35、供氣裝置36、以及旋轉(zhuǎn)件37。
[0056] 該反應(yīng)腔體31是提供化學(xué)沉積的反應(yīng)室，該上蓋32覆蓋在該反應(yīng)腔體31的開口處，使反應(yīng)腔體31內(nèi)形成一封閉空間。當(dāng)該上蓋32開啟后，亦能將晶片置放于反應(yīng)腔體31內(nèi)加工。該晶片承載盤33供欲加工的晶片放置。該加熱裝置34則安裝于反應(yīng)腔體31內(nèi)，位置于該晶片承載盤33之下，能對(duì)晶片承載盤33加熱。該供氣裝置36安裝于該上蓋32處，能提供多種不同的反應(yīng)氣體，經(jīng)位于上蓋32底面的噴管361朝該晶片承載盤33表面施放。上述的結(jié)構(gòu)皆與現(xiàn)有的相似，故不再詳加描述，使用者亦能針對(duì)使用型態(tài)的不同而改變結(jié)構(gòu)。
[0057] 本發(fā)明的特殊之處在于，該反應(yīng)腔體31內(nèi)將該晶片承載盤33固定不動(dòng)，故于反應(yīng)腔室31內(nèi)具有機(jī)架35，該機(jī)架35將該晶片承載盤33位置固定于反應(yīng)腔體31內(nèi)，使晶片承載盤33不能被轉(zhuǎn)動(dòng)。在本實(shí)施例中該機(jī)架35亦將該加熱裝置34的位置固定于反應(yīng)腔體31內(nèi)。另外該上蓋32與該晶片承載盤33之間安裝有一旋轉(zhuǎn)件37，該旋轉(zhuǎn)件37受一驅(qū)動(dòng)裝置38帶動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)件37旋轉(zhuǎn)一圈所涵蓋的范圍是包括晶片承載盤33上所承載晶片的區(qū)域，以將反應(yīng)氣體有效率導(dǎo)引至該晶片承載盤33表面。在本實(shí)施例中，該驅(qū)動(dòng)裝置
38可為一馬達(dá)，安裝于該上蓋32處，以一軸381與該旋轉(zhuǎn)件37連接，目的是順利帶動(dòng)該旋轉(zhuǎn)件37轉(zhuǎn)動(dòng)，但該驅(qū)動(dòng)裝置38設(shè)置位置并不以此實(shí)施例為限。該旋轉(zhuǎn)件37處另包括有至少為一的導(dǎo)引桿371，如圖4所示，本實(shí)施例中具有四個(gè)導(dǎo)引桿371，呈等角度分布，該導(dǎo)引桿371為細(xì)長(zhǎng)型，避免阻礙噴管361噴出反應(yīng)氣體至晶片承載盤33的路徑。
[0058] 圖5所示，為本發(fā)明實(shí)際運(yùn)作的氣體流向示意圖。該上蓋32處的供氣裝置36以噴管361朝該晶片承載盤33表面施放反應(yīng)氣體。該晶片承載盤33放置著數(shù)晶片A且固定不動(dòng)。此時(shí)該旋轉(zhuǎn)件37的導(dǎo)引桿371于上蓋36與晶片承載盤33之間旋轉(zhuǎn)時(shí)，部分反應(yīng)氣體會(huì)經(jīng)導(dǎo)引桿371下緣被強(qiáng)制引導(dǎo)至該晶片A表面，不管在高溫狀態(tài)的晶片A，反應(yīng)氣體亦容易至該晶片A表面處，以進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，并使反應(yīng)物沉積在晶片上，讓沉積工藝過程順利進(jìn)行。
[0059] 為了讓反應(yīng)氣體在導(dǎo)引桿371轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，順利向?qū)б龡U371下緣流動(dòng)，該導(dǎo)引桿371的形成則可為各種不同的形狀。圖6A所示，該導(dǎo)引桿371A剖面是圓柱狀。如圖6B所示，該導(dǎo)引桿371B剖面呈五邊形，該導(dǎo)引桿371B尖端處，面對(duì)旋轉(zhuǎn)的方向，導(dǎo)引桿371B以尖端為界，上半部的斜面，小于下半部，以利導(dǎo)引桿371B旋轉(zhuǎn)時(shí)順利將氣體作向下的引導(dǎo)。另外如圖6C，該導(dǎo)引桿371C剖面呈四邊形，其面對(duì)旋轉(zhuǎn)方向的側(cè)邊呈斜面狀。由此可知，本發(fā)明的導(dǎo)引桿的形狀并不限特定型體，只要該導(dǎo)引桿在旋轉(zhuǎn)時(shí)，能順利將氣體作向下的引導(dǎo)即可。
[0060] 如圖7所示，為本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)件的另一個(gè)實(shí)施例圖，在本實(shí)施例該旋轉(zhuǎn)件37A包括有至少一葉片372，該葉片372的面積及寬度較前述導(dǎo)引桿371大，此目的亦為了使旋轉(zhuǎn)件37A旋轉(zhuǎn)時(shí)，利用葉片372的同步轉(zhuǎn)動(dòng)，更有效率地將反應(yīng)氣體送至該晶片承載盤33的晶片表面處。
[0061] 如圖8所示，為本發(fā)明有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺(tái)第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；此實(shí)施例的大部份結(jié)構(gòu)皆與上述實(shí)施例相同，不同之處在于該旋轉(zhuǎn)件37的驅(qū)動(dòng)裝置38的位置，在本實(shí)施例中，該驅(qū)動(dòng)裝置38位于該晶片承載盤33的下方，位于反應(yīng)腔體31之外，該軸381則為向上延伸與該旋轉(zhuǎn)件37相接，以順利帶動(dòng)該旋轉(zhuǎn)件37轉(zhuǎn)動(dòng)。由此可知，本發(fā)明僅限制該旋轉(zhuǎn)件37須位于該上蓋32與晶片承載盤33之間旋轉(zhuǎn)，而負(fù)責(zé)帶動(dòng)該旋轉(zhuǎn)件37轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置38，其位置并不限制。
[0062] 綜合以上所述，本發(fā)明的有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積機(jī)臺(tái)主要是在反應(yīng)腔體內(nèi)安裝有一固定不動(dòng)的晶片承載盤，再配合設(shè)置于上蓋與晶片承載盤的間的旋轉(zhuǎn)件，在沉積制造中，將反應(yīng)氣體有效率地引導(dǎo)至晶片表面，使相關(guān)化學(xué)反應(yīng)及沉積工藝過程順利完成。也因此能一次進(jìn)行數(shù)目較多的晶片加工，能增加產(chǎn)量，又能降低生產(chǎn)成本，符合專利的申請(qǐng)要件。
[0063] 以上所述者，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用來限定本發(fā)明實(shí)施例的范圍。即凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所作的均等變化及修飾，皆為本發(fā)明的專利范圍所涵蓋。
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