专利名称：有机金属化学气相沉积机台的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition ；CVD)机台，且特别是涉及一种有机金属化学气相沉积(Metal-Organic CVD ；M0CVD)机台。
背景技术：
在发光二极管(LED)的制作过程中，由于发光二极管中的半导体材料层的品质与发光二极管的发光品质息息相关，因此各半导体材料层的外延程序是相当重要的步骤。而发光二极管的外延程序中，一般均需要利用晶片承载盘(Wafer Susceptor)来装载晶片。一般，在目前的晶片承载盘技术中，都是单一晶片承载盘仅能装载单一种尺寸的晶片。以现在的发光二极管外延工艺而言，晶片承载盘的设计都是以2英寸晶片承载区来布满整个晶片承载盘。其中，由于这些晶片承载区的尺寸小，因此可以紧密排列方式设置， 进而可获得较大的晶片承载盘利用效率。随着工艺技术的进步，所采用的晶片尺寸也逐渐增加。举例而言，在发光二极管的制作上，蓝光外延基板由原先的2英寸发展至现今的4英寸。基板尺寸的增加一般的目的是用以降低后续管芯工艺的成本。但是，受限于原反应腔体的尺寸，而无法将扩大晶片承载盘的尺寸。此时，晶片承载盘的承载区重新规划调整来装载4英寸晶片后，所能设置的4英寸晶片承载区的数量会大幅缩减至7个。请参照图1，其绘示传统晶片承载盘上二种尺寸的晶片承载区的布局示意图。在此晶片承载盘100上，若设计用以装载2英寸晶片时，可在晶片承载盘100的表面102上设置31个2英寸的晶片承载区104，如图1所示的虚线圆。在此设计下，小尺寸的晶片承载区 104可紧密排列。另一方面，当将晶片承载盘100设计来装载4英寸晶片时，受限于晶片的尺寸的影响，仅能在晶片承载盘100的表面102上设置7个4英寸的晶片承载区106，如图 1所示的实线圆。由图1可看出，设置4英寸的晶片承载区106时，晶片承载盘100的表面102面积的利用率明显低于设置2英寸的晶片承载区104时。如此一来，在相同尺寸有机金属化学气相沉积(Metal-Organic CVD ；M0CVD)机台的反应腔体下，大尺寸晶片的采用虽然可以节省后续管芯工艺的成本，但是在于前段的外延工艺时，不仅没有达到增加元件产出数量的目的，反而降低了元件的产出数量，进而有提高工艺成本的情况产生。
发明内容
因此，本发明的一态样就是在提供一种有机金属化学气相沉积机台，其晶片承载盘设置多尺寸的晶片承载区，如此一来，可更有效地利用晶片承载盘的使用空间。本发明的另一态样是在提供一种有机金属化学气相沉积机台，其晶片承载盘的设计具有高承载空间，因此可大幅提高元件的生产效率，产能可获得提升。本发明的又一态样是在提供一种有机金属化学气相沉积机台，其可兼顾晶片承载盘的空间的利用率与大尺寸晶片的采用，因此可降低生产成本。
根据本发明的上述目的，提出一种有机金属化学气相沉积机台。此有机金属化学气相沉积机台包含反应腔体、旋转座、晶片承载盘、加热器以及喷气头(Shower Head)。反应腔体具有开口。旋转座设于反应腔体中。晶片承载盘设于旋转座上，且旋转座可带动晶片承载盘旋转。其中，晶片承载盘包含至少二不同直径的多个承载区，设于晶片承载盘的表面上，这些承载区适用以对应装载多个晶片。加热器设于晶片承载盘下方，且位于旋转座内。 喷气头覆盖在反应腔体的开口上，以朝晶片承载盘的表面上施放反应气体。依据本发明的实施例，上述的承载区中包含直径相同的多个第一承载区、以及直径相同的多个第二承载区，且第一承载区的直径大于第二承载区的直径。依据本发明的另一实施例，上述的第一承载区的深度大于第二承载区的深度。依据本发明的又一实施例，上述的第一承载区的深度等于第二承载区的深度。依据本发明的再一实施例，上述的承载区的深度小于对应装载的晶片的厚度。通过在晶片承载盘上设置至少二种尺寸的晶片承载区，可更有效地利用晶片承载盘的使用空间，因此不仅可兼顾晶片承载盘的空间的利用率与大尺寸晶片的采用，更可达到提高元件的生产效率与降低生产成本的目的。
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，附图的说明如下图1绘示传统晶片承载盘上二种尺寸的晶片承载区的布局示意图。图2绘示依照本发明实施方式的一种有机金属化学气相沉积机台的装置示意图。图3绘示依照本发明实施方式的一种晶片承载盘的俯视图。图4绘示依照本发明实施方式的一种晶片承载盘的剖面图。图5绘示依照本发明的另一实施方式的一种晶片承载盘的俯视图。附图标记说明100晶片承载盘102表面
104晶片承载区106晶片承载区
200有机金属化学气相沉积机台202反应腔体
204旋转座206晶片承载盘
208表面210曰t±" 曰曰/T
212承载区214曰t±" 曰曰/T
216承载区218加热器
220喷气头221喷气孔
222排气口224反应气体
226开口228深度
230深度232晶片承载盘
234承载区236承载区
238表面
具体实施方式
请参照图2，其绘示依照本发明实施方式的一种有机金属化学气相沉积机台的装置示意图。在本实施方式中，有机金属化学气相沉积机台200可适用于进行发光二极管的半导体材料层的外延作业。有机金属化学气相沉积机台200可例如包含反应腔体202、旋转座204、晶片承载盘206、加热器218、以及喷气头220。在有机金属化学气相沉积机台200中，反应腔体202 —般具有开口 226，以利于将数个晶片经由开口 2 放置于晶片承载盘206上。此外，根据工艺需求，反应腔体202通常可选择性地包含有至少一排气口 222。排气口 222可例如设置在反应腔体202的下部，以利工艺所产生废气排出反应腔体202。发光二极管等元件的外延作业通常在反应腔体202内进行。旋转座204设置在反应腔体202内。根据工艺需求，旋转座204可在反应腔体202 内原处自转，以进一步带动置放于其上的晶片210与214转动。旋转座204的结构可例如为空心柱体或支架结构。晶片承载盘206用以承托与装载数个晶片210与214，以运送这些晶片210与214 来进行处理。晶片承载盘206设置在旋转座204上，而由旋转座204所支撑。晶片承载盘 206可通过卡固的固定方式，固定在旋转座204之上。当旋转座204旋转时，可带动固定在其上的晶片承载盘206旋转，进而带动晶片承载盘206上的晶片210与214转动。在有机金属化学气相沉积机台200中进行外延工艺时，一定的反应腔体202内经化学反应产生的外延生成物是整面性地沉积在晶片承载盘206表面。因而，沉积于晶片之间间隙位置的外延层，由于无法进行后续工艺而造成无端的浪费。因此，在相同的反应腔体空间内所能处理的元件数量越多，可以降低元件的制作成本。由此可知，晶片承载盘206的设计会影响元件产出数量。请同时参照图3与图4所示，其中图3绘示依照本发明实施方式的一种晶片承载盘的俯视图，图4则绘示图3的晶片承载盘的剖面图。在本实施方式中，晶片承载盘206的表面208上设置有数个承载区212与216。其中，这些承载区212与216凹设在晶片承载盘 206的表面208中的凹陷区域。如此一来，有利晶片承载盘206稳固地承托晶片210与214 于反应腔体202内进行工艺。从图3所示的实施例可知，这些承载区212与216均为圆形。而且，在此实施例中，晶片承载盘206包含两种不同直径的承载区212与216。其中，所有承载区212的直径相同，且承载区216的直径相同，而承载区212的直径大于承载区216的直径。在例子中， 例如在发光二极管的工艺中，承载区212的直径可例如为4英寸，承载区216的直径则可例如为2英寸。在本实施方式中，可先在晶片承载盘206的表面208上设置大尺寸的承载区212， 再于晶片承载盘206的表面208空出来的区域上设置小尺寸的承载区216。如此，不仅可提高晶片承载盘206的表面208的利用率，进而可提升元件的生产效率。值得注意的一点是，虽然本实施方式的晶片承载盘206包含二种不同直径的承载区212与216，但在其他实施方式中，晶片承载盘可包含二种以上的不同直径的承载区。请再次参照图2，在晶片承载盘206中，不同直径的承载区212与216适用以对应装载不同尺寸的晶片210与214。承载区212与216的直径可等于或大于对应装载的晶片 210与214的直径，以利装载晶片210与214。这些承载区212与216的形状可与其所对应装载的晶片210与214的形状相同。在另一些实施例中，承载区212与216的形状可与其所对应装载的晶片210与214的形状不同。请参照图2与图4，在实施例中，承载区212与216的深度2 与230优选可小于或等于其所对应装载的晶片210与214的厚度。因此，将晶片210与214分别装载在晶片承载盘206的承载区212与216中时，可使晶片210与214的表面与晶片承载盘206的表面208齐平，或者均高于晶片承载盘206的表面208。于是，对晶片承载盘206上的晶片210 与214进行例如外延等沉积步骤时，可避免材料沉积覆盖在凹设于晶片承载盘206中的承载区212与216的侧壁上，进而可避免承载区212与216的侧壁上的沉积物影响后续工艺的进行。由于不同尺寸的晶片具有不同厚度，因此可将晶片承载盘206的承载区212与216 设计成具有不同深度，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，在实施例中，如图4所示，装载大尺寸晶片210的承载区212 的深度2 大于装载小尺寸晶片214的承载区216的深度230。然，在另一些实施例中，装载大尺寸晶片的承载区的深度亦可设计成与装载小尺寸晶片的承载区的深度相等。请再次参照图2，加热器218设置在晶片承载盘206的下方，且位于旋转座204之内，以对晶片承载盘206上的晶片210与214进行加热处理。加热器218的运作优选独立于旋转座204，而使加热器218不会因旋转座204的旋转而转动。通过旋转座204的旋转来带动晶片承载盘206转动，可使晶片承载盘206上的晶片210与214均勻受热，由此使所形成的元件的特性更为相近。喷气头220则设置在反应腔体202上，且覆盖在反应腔体202的开口 2 上。喷气头220的下表面具有多个喷气孔221并与晶片承载盘206上的晶片210与214相面对。 如此一来，进入喷气头220的反应气体224，可透过喷气孔221，而朝晶片承载盘206的表面 208施放在晶片210与214上。由此，可在晶片210与214上进行例如外延等沉积步骤。请参照图5，其绘示依照本发明的另一实施方式的一种晶片承载盘的俯视图。在此实施方式中，晶片承载盘232的表面238上可先设置7个大尺寸的晶片承载区234，再于这些大尺寸承载区234外围设置6个小尺寸晶片承载区236。举例而言，若图1所示的晶片承载盘100与图3所示的晶片承载盘206、和图5所示的晶片承载盘232均为直径380mm的承载盘。其中，在这样的直径尺寸下，传统晶片承载盘100的设计可承载31片2英寸晶片。在现行反应腔体中，使用晶片承载盘100承载31 片2英寸晶片时，单一个外延程序所能生产的小尺寸发光二极管芯片(尺寸为10X23mil2) 数量为433318颗；或者中大尺寸发光二极管芯片(尺寸为20X40mil2)数量为125674颗。 若采用晶片承载盘100承载7片4英寸晶片时，单一个外延程序所能生产的小尺寸发光二极管芯片(尺寸为10X23mil2)数量为391391颗；或者中大尺寸发光二极管芯片(尺寸为 20X40mil2)数量为113505颗。由31片2英寸晶片调整为7片4英寸晶片后，小尺寸发光二极管芯片的产量减少约10. 72%，中大尺寸发光二极管芯片的产量约减少10.71%。另外，若使用图3的晶片承载盘206时，单一个外延程序所能生产的小尺寸发光二极管芯片(尺寸为10X23mil2)数量为405368颗；或者中大尺寸发光二极管芯片(尺寸为 20X40mil2)数量为117560颗。相对于31片2英寸的晶片承载盘，小尺寸发光二极管芯片的产量减少约6. 89%，中大尺寸发光二极管芯片的产量约减少6. 9%。但是，相对于7片4英寸的晶片承载盘，小尺寸发光二极管芯片的产量可提升约3. 57%，中大尺寸发光二极管芯片的产量可提升约3. 57%。此外，若使用图5的晶片承载盘232时，单一个外延程序所能生产的小尺寸发光二极管芯片(尺寸为10X23mil2)数量为475259颗；或者中大尺寸发光二极管芯片(尺寸为 20X40mil2)数量为1378 颗。相对于31片2英寸的晶片承载盘，小尺寸发光二极管芯片的产量约增加9. 68%，中大尺寸发光二极管芯片的产量约增加9. 67%。而且，相对于7片 4英寸的晶片承载盘，小尺寸发光二极管芯片的产量更可增加约21. 43%，中大尺寸发光二极管芯片的产量可增加约21. 43%。由上述说明可知，同一承载盘尺寸下，多尺寸承载区设计，确实可兼顾大尺寸晶片的采用以及承载盘使用空间的利用率。因此，采用上述实施方式的具多尺寸承载区的承载盘可有效提升生产效率，极具量产优势。由上述的实施方式可知，本发明的优点为有机金属化学气相沉积机台的晶片承载盘设置有多尺寸的晶片承载区，因此可更有效地利用晶片承载盘的使用空间。由上述的实施方式可知，本发明的另一优点为有机金属化学气相沉积机台的晶片承载盘的设计具有高承载空间，因此可大幅提高元件的生产效率，进一步可使产能获得提升。由上述的实施方式可知，本发明的又一优点为有机金属化学气相沉积机台可兼顾晶片承载盘的空间的利用率与大尺寸晶片的采用，因此可有效降低生产成本。虽然本发明已以实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何在此技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定为准。
权利要求
1.一种有机金属化学气相沉积机台，包含反应腔体，具有开口 ；旋转座，设于该反应腔体中；晶片承载盘，设于该旋转座上，且该旋转座可带动该晶片承载盘旋转，其中该晶片承载盘包含至少二不同直径的多个承载区，设于该晶片承载盘的表面上，该多个承载区适用以对应装载多个晶片；加热器，设于该晶片承载盘下方，且位于该旋转座内；以及喷气头，覆盖在该反应腔体的该开口上，以朝该晶片承载盘的该表面上施放反应气体。
2.如权利要求1所述的有机金属化学气相沉积机台，其中该多个承载区包含多个直径 2英寸的承载区、以及多个直径4英寸的承载区。
3.如权利要求1所述的有机金属化学气相沉积机台，其中该多个承载区中包含直径相同的多个第一承载区、以及直径相同的至少一第二承载区，且该多个第一承载区的直径大于该至少一第二承载区的直径。
4.如权利要求3所述的有机金属化学气相沉积机台，其中该多个第一承载区的深度大于该至少一第二承载区的深度。
5.如权利要求3所述的有机金属化学气相沉积机台，其中该多个第一承载区的深度等于该至少一第二承载区的深度。
6.如权利要求1所述的有机金属化学气相沉积机台，其中该多个承载区的深度小于对应装载的该多个晶片的厚度。
7.如权利要求1所述的有机金属化学气相沉积机台，其中该多个承载区的深度等于对应装载的该多个晶片的厚度。
8.如权利要求1所述的有机金属化学气相沉积机台，其中该多个承载区的形状与对应装载的该多个晶片的形状相同。
9.如权利要求1所述的有机金属化学气相沉积机台，其中该多个承载区的直径等于或大于对应装载的该多个晶片的直径。
10.如权利要求1所述的有机金属化学气相沉积机台，其中该加热器不为该旋转座所带动旋转。
全文摘要
本发明涉及一种有机金属化学气相沉积机台。此有机金属化学气相沉积机台包含反应腔体、旋转座、晶片承载盘、加热器以及喷气头。反应腔体具有开口。旋转座设于反应腔体中。晶片承载盘设于旋转座上，且旋转座可带动晶片承载盘旋转。其中，晶片承载盘包含至少二不同直径的多个承载区，设于晶片承载盘的表面上，这些承载区适用以对应装载多个晶片。加热器设于晶片承载盘下方，且位于旋转座内。喷气头覆盖在反应腔体的开口上，以朝晶片承载盘的表面上施放反应气体。本发明的有机金属化学气相沉积机台可更有效地利用晶片承载盘的使用空间，大幅提高元件的生产效率，提升产能，并可兼顾晶片承载盘的空间的利用率与大尺寸晶片的采用，从而降低生产成本。
文档编号C23C16/54GK102242353SQ201010180970
公开日2011年11月16日 申请日期2010年5月14日 优先权日2010年5月14日
发明者林明宏, 江俊德 申请人:佛山市奇明光电有限公司, 奇力光电科技股份有限公司