CN105986249A - 一种分区段晶圆片载体 - Google Patents

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方聪
冯钊俊
王雷
靳恺
张露
刘向平
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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
    • H—ELECTRICITY
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    • H01L21/673—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere using specially adapted carriers or holders; Fixing the workpieces on such carriers or holders
    • H01L21/6734—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere using specially adapted carriers or holders; Fixing the workpieces on such carriers or holders specially adapted for supporting large square shaped substrates

Abstract

本发明公开了一种分区段晶圆片载体，主要由多块扇形个体拼装而成，构成一圆盘状的可拆式载体，扇形个体上具有多个与晶圆片直径相近的圆孔，圆孔内侧四周均布有多个突起；载体整体搁置在一托盘上，托盘的上表面凸起有多个圆柱形平台，圆柱形平台的四周形成有多个缺口，圆柱形平台的上表面形成有多个凸台，凸台的上表面相对于托盘上表面的高度大于突起的上表面相对于载体底部的高度，以保证载体放置于托盘上后，晶圆片能够由凸台进行支撑，晶圆片的下表面与圆柱形平台的上表面之间保持有间隙，从而保证托盘被加热时热量能均匀传送到晶圆片上。通过本发明结构，可利用现有的小尺寸搬运机械手即可实现大载体的传输。

Description

一种分区段晶圆片载体
技术领域
本发明涉及半导体制造设备MOCVD所用晶圆片载体的技术领域，尤其是指一种分区段晶圆片载体。
背景技术
MOCVD(金属有机气相化学沉积)技术已成为半导体材料制造的主要手段，MOCVD设备将Ⅱ或Ⅲ族金属有机化合物与Ⅵ或Ⅴ族元素的氢化物相混合后通入反应腔，混合气体流经加热的衬底表面，在衬底表面发生热分解反应并进行气相外延。现有成熟的MOCVD反应腔，圆形衬底置于一圆盘状的带有多个圆形凹坑的载体上，载体放置于可旋转的托盘上，托盘被加热装置加热，通过热传导，热量传至衬底上表面。衬底被加热的同时，通过载体上方的进气装置输送反应气体，从而在一定晶向的衬底表面上吸附、化合、成核、生长，沉积成相应材料的膜层。反应完成后，利用一机械手，将装有晶圆片的载体从反应腔取出。如美国VEECO公司的K475、K465i等MOCVD设备，都是采用了这样的反应腔载体和反应方式。
现有MOCVD设备反应腔载体一般为整体的盘状结构，随着MOCVD技术的成熟，出于成本及生长均匀性考虑，晶圆片由传统的2英寸、4英寸逐渐往6英寸甚至8英寸，12英寸发展。为了容纳尽可能多的大尺寸晶圆片，势必需要加大载体的尺寸。而更大的载体因尺寸和重量等原因，抓取载体的机械手需要做得更大，手臂也更长。长的机械手壁和重的载体容易使机械手产生较大的竖直位移变形。影响载体的高效传输，及后续的搬运操作。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺点，提出一种分区段晶圆片载体，通过将大的整体圆盘状的载体分成若干扇形个体，机械手每次只单独抓取扇形个体进行搬运，使得可利用现有的小尺寸传送机械手即可实现大载体的传输，特别适用于6英寸以上晶圆片装载。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种分区段晶圆片载体，主要由多块扇形个体拼装而成，构成一圆盘状的可拆式载体，每块扇形个体上具有多个与晶圆片直径相近的圆孔，圆孔内侧四周均布有多个上表面平整的突起，晶圆片放置在圆孔内，能够由突起支撑；所述可拆式载体整体搁置在一托盘上，所述托盘的上表面凸起有多个与上述圆孔一一对应的圆柱形平台，圆柱形平台的直径尺寸与圆孔的直径尺寸相一致，能够嵌入到圆孔中，每个圆柱形平台的四周形成有多个与圆孔内侧突起一一对应的缺口，缺口能够容纳相应突起，每个圆柱形平台的上表面形成有多个上表面平整的凸台，凸台用于支撑晶圆片的下表面，且所述凸台的上表面相对于托盘上表面的高度大于上述突起的上表面相对于载体底部的高度，以保证载体放置于托盘上后，晶圆片能够由凸台进行支撑，并且，晶圆片的下表面与圆柱形平台的上表面之间保持有间隙，从而保证托盘被加热时热量能均匀传送到晶圆片上。
所述可拆式载体配置有连接搬运机械手的夹具，用于夹持扇形个体进行搬运。
本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
将一整片的圆盘状载体均匀分成了若干块(如3块，4块，6块等)，使得每块重量为原来的1/3，1/4，1/6等。机械手每次只单独抓取扇形个体进行搬运即可。相对于整体的载体，分区段的载体每一扇形个体具有更小的重量和尺寸。因此，可利用现有的小尺寸机械手即可实现大载体的传输，从而避免因载体重量重、尺寸大而导致相应机械手手臂长、承重大而导致的变形过大，定位不准问题。
附图说明
图1为可拆式载体与托盘的分解图。
图2为可拆式载体与托盘配合时的局部示意图。
图3为一块扇形个体的结构示意图。
图4为托盘的局部示意图。
图5为夹具示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1至图4所示，本实施例所述的分区段晶圆片载体，主要由三块形状大小一样的扇形个体1拼装而成，构成一圆盘状的可拆式载体，扇形个体1可由钼金属、石墨、SiC、氮化硼、氮化铝等材料制造，每块扇形个体上1具有四个与晶圆片2直径相近的圆孔3，圆孔3内侧四周均布有四个上表面平整的突起4，晶圆片2放置在圆孔3内，能够由突起4支撑。
所述可拆式载体整体搁置在一托盘5上，所述托盘5安装在MOCVD反应腔内的磁流体旋转轴上，可随轴一起旋转，托盘5下侧具有加热片，可对托盘5进行加热。所述托盘5的上表面凸起有多个与上述圆孔3一一对应的圆柱形平台6，圆柱形平台6的直径尺寸与圆孔3的直径尺寸相一致，能够嵌入到圆孔3中，每个圆柱形平台6的四周形成有多个与圆孔内侧突起4一一对应的缺口7，缺口7能够容纳相应突起4，并且通过缺口7和突起4相配合，能够实现载体准确的定位和稳固安装；每个圆柱形平台6的上表面形成有多个上表面平整的凸台8，凸台8用于支撑晶圆片2的下表面，且所述凸台8的上表面相对于托盘5上表面的高度大于上述突起4的上表面相对于载体底部的高度，以保证载体放置于托盘5上后，晶圆片2的下表面从原来接触突起4的上表面转由接触托盘凸台8的上表面，即晶圆片2由原来载体支撑转由托盘5支撑，并且，晶圆片2的下表面与圆柱形平台6的上表面之间还保持有一定间隙，从而保证托盘5被加热时热量能均匀传送到晶圆片2上。
综上所述，本发明主要将一整片的圆盘状载体均匀分成了若干块(如3块，4块，6块等)扇形个体，使得每块重量为原来的1/3，1/4，6/1等。这样搬运机械手每次只单独抓取扇形个体进行搬运即可，其中，本发明还配置有连接搬运机械手的夹具9(如图5所示)，用于夹持扇形个体进行搬运。这相对于整体的载体，分区段的载体每一扇形个体具有更小的重量和尺寸。因此，采用本发明的载体结构，可利用现有的小尺寸搬运机械手即可实现大载体的传输，从而避免因载体重量重、尺寸大而导致相应搬运机械手手臂长、承重大而导致的变形过大，定位不准问题，值得推广。
以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种分区段晶圆片载体，其特征在于：主要由多块扇形个体拼装而成，构成一圆盘状的可拆式载体，每块扇形个体上具有多个与晶圆片直径相近的圆孔，圆孔内侧四周均布有多个上表面平整的突起，晶圆片放置在圆孔内，能够由突起支撑；所述可拆式载体整体搁置在一托盘上，所述托盘的上表面凸起有多个与上述圆孔一一对应的圆柱形平台，圆柱形平台的直径尺寸与圆孔的直径尺寸相一致，能够嵌入到圆孔中，每个圆柱形平台的四周形成有多个与圆孔内侧突起一一对应的缺口，缺口能够容纳相应突起，每个圆柱形平台的上表面形成有多个上表面平整的凸台，凸台用于支撑晶圆片的下表面，且所述凸台的上表面相对于托盘上表面的高度大于上述突起的上表面相对于载体底部的高度，以保证载体放置于托盘上后，晶圆片能够由凸台进行支撑，并且，晶圆片的下表面与圆柱形平台的上表面之间保持有间隙，从而保证托盘被加热时热量能均匀传送到晶圆片上。
2.根据权利要求1所述的一种分区段晶圆片载体，其特征在于：所述可拆式载体配置有连接搬运机械手的夹具，用于夹持扇形个体进行搬运。
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