CN110690159B - 制造设备及其晶圆承载盘 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种制造设备及其晶圆承载盘，晶圆承载盘包含呈圆形的第一表面、位于第一表面相反侧的第二表面、凹设于第一表面的N个晶圆槽。第一表面界定出以其圆心为顶点且面积相等的N个扇形区域，N为大于1的正整数，N个晶圆槽分别自N个扇形区域所凹设形成。N个晶圆槽是相对于第一表面的圆心以预定角度而呈旋转对称排列，预定角度为360/N度。每个扇形区域包含两直线边与圆弧边，每个晶圆槽的内侧壁包含直线段与圆弧段。在每个扇形区域及其内的晶圆槽中，直线段平行于两个直线边的其中之一，而圆弧段相切于两个直线边的其中另一。据此，通过在晶圆承载盘形成有特定排布方式的N个晶圆槽，以避免位于晶圆槽内的晶圆之外围部位的磊晶厚度过厚。

Description

制造设备及其晶圆承载盘
技术领域
本发明涉及一种承载盘，尤其涉及一种制造设备及其晶圆承载盘。
背景技术
现有的晶圆承载盘能用来承载多个晶圆，用以使上述多个晶圆可以在一制造设备中进行磊晶。其中，为提升上述制造设备的效果，现有晶圆承载盘大都在既定的面积上尽可能地容置最多的晶圆数量。然而，现有晶圆承载盘对于其所承载的晶圆之排布方式容易使晶圆的外围部位所形成的磊晶厚度较厚，进而影响到晶圆的磊晶厚度均匀性。
于是，本发明人认为上述缺陷可改善，乃特潜心研究并配合科学原理的运用，终于提出一种设计合理且有效改善上述缺陷的本发明。
发明内容
本发明实施例在于提供一种制造设备及其晶圆承载盘，其能有效地改善现有晶圆承载盘所可能产生的缺陷。
本发明实施例公开一种晶圆承载盘，包括：一第一表面及一第二表面，所述第二表面位于所述第一表面的相反侧；其中，所述第一表面呈圆形，并且所述第一表面界定出以其圆心为顶点且面积相等的N个扇形区域，并且N为大于1的正整数；以及N个晶圆槽，分别自所述第一表面的N个所述扇形区域所凹设形成，并且N个所述晶圆槽是相对于所述第一表面的圆心、以一预定角度而呈一旋转对称排列设置，并且所述预定角度为360/N度；其中，每个所述扇形区域包含有两个直线边与一圆弧边，而每个所述晶圆槽的内侧壁包含有一直线段与一圆弧段；于每个所述扇形区域及其内的所述晶圆槽中，所述直线段大致平行于两个所述直线边的其中之一，而所述圆弧段则是相切于两个所述直线边的其中另一。
优选地，于所述第一表面的任两个相邻所述扇形区域中，其中一个所述扇形区域的至少一个所述直线边重叠于其中另一个所述扇形区域的至少一个所述直线边。
优选地，于所述第一表面的每个所述扇形区域中，任一个所述直线边的长度不大于所述第一表面的一半径，而任一个所述直线边的长度除以所述半径的比值是介于0.9～0.96。
优选地，于每个所述晶圆槽中，所述直线段的长度除以所述圆弧段的一直径的比值是介于0.36～0.4。
优选地，于每个所述扇形区域及其内的所述晶圆槽中，所述圆弧段相切于所述圆弧边，并且所述圆弧段是与所述第一表面的边缘相隔有一距离，而所述距离介于8毫米～15毫米。
优选地，于每个所述扇形区域及其内的所述晶圆槽中，所述圆弧段的圆心未落在所述扇形区域的角平分线。
优选地，任两个相邻的所述晶圆槽之间呈彼此间隔设置、并且具有介于0.5毫米～2毫米的一间距。
优选地，多个所述直线段的中垂线彼此相连所构成的形状呈一正N边形，而N进一步限定介于3～8。
优选地，所述第一表面的直径为465厘米，而多个扇形区域在所述第一表面上所共同构成的圆形区域之直径为440厘米。
本发明实施例也公开一种制造设备的晶圆承载盘，包括：一设备本体；以及一晶圆承载盘，位于所述设备本体内，并且所述晶圆承载盘包含有：一第一表面及一第二表面，所述第二表面位于所述第一表面的相反侧；其中，所述第一表面呈圆形，并且所述第一表面界定出以其圆心为顶点且面积相等的N个扇形区域，并且N为大于1的正整数；及N个晶圆槽，分别自所述第一表面的N个所述扇形区域所凹设形成，并且N个所述晶圆槽是相对于所述第一表面的圆心、以一预定角度而呈一旋转对称排列设置，并且所述预定角度为360/N度；其中，每个所述扇形区域包含有两个直线边与一圆弧边；于所述第一表面的每个所述扇形区域中，任一个所述直线边的长度不大于所述第一表面的一半径，而任一个所述直线边的长度除以所述半径的比值是介于0.9～0.96；其中，所述晶圆承载盘能以所述第一表面的所述圆心为一转动轴心而相对于所述设备本体自转。
综上所述，本发明实施例所公开的制造设备及其晶圆承载盘，其透过在晶圆承载盘第一表面上形成有特定排布方式的N个晶圆槽，借以减少邻近第一表面边缘的晶圆槽部位(或使每个晶圆槽适度地远离第一表面边缘)，进而避免位于晶圆槽内的晶圆之外围部位的磊晶厚度过厚。
为能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与附图仅用来说明本发明，而非对本发明的保护范围作任何的限制。
附图说明
图1为本发明实施例的晶圆承载盘的示意图。
图2为本发明实施例的制造设备的示意图。
图3为图1的晶圆承载盘于其第一表面定义有多个扇形区域的示意图。
图4为图3的俯视示意图。
图5为图3的局部放大示意图。
图6为本发明晶实施例的圆承载盘另一实施形态的示意图。
图7为本发明晶实施例的圆承载盘又一实施形态的示意图。
图8为图4中的VⅢ部位的局部放大示意图。
图9为本发明实施例的磊晶实验结果示意图。
具体实施方式
请参阅图1至图9，其为本发明的实施例，需先说明的是，本实施例对应附图所提及的相关数量与外型，仅用来具体地说明本发明的实施方式，以便于了解本发明的内容，而非用来局限本发明的保护范围。
如图1所示，本实施例公开一种晶圆承载盘100，其优选是能在一制造设备(如：化学气相沉积仪)中用来承载多个晶圆，以使所述多个晶圆能在上述制造设备中进行磊晶作业，但本发明不受限于此。
换个角度来说，如图2所示，本实施例也公开一种制造设备1000(如：化学气相沉积仪)，包含有一设备本体200及位于所述设备本体200内的一晶圆承载盘100，并且所述晶圆承载盘100能以其中心(如：下述第一表面1的圆心C1)为一转动轴心而相对于所述设备本体200自转。
如图3所示，所述晶圆承载盘100包含有一第一表面1、位于上述第一表面1相反侧的一第二表面2、及凹设于所述第一表面1的N个晶圆槽3。其中，所述第一表面1呈圆形，并且第一表面1界定出以其圆心C1为顶点且面积相等的N个扇形区域11，N为大于1的正整数。再者，所述N个晶圆槽3分别凹设于N个扇形区域11，也就是说，每个扇形区域11凹设有一个晶圆槽3。
其中，所述晶圆承载盘100于本实施例中呈圆盘状构造，也就是说，上述晶圆承载盘100的第一表面1与第二表面2于本实施例中为相同的圆形，但本发明不受于此。举例来说，在本发明未绘示的其他实施例中，上述晶圆承载盘100的第二表面2也可以是非圆形。
进一步地说，如图4和图5所示，上述每个扇形区域11包含有两个直线边111与一圆弧边112，并且所述两个直线边111的一端相交于第一表面1的圆心C1，每个扇形区域11的圆弧边112的半径优选为上述任一个直线边111的长度L111，而每个扇形区域11的圆弧边112的圆心C112则是坐落于第一表面1的圆心C1。再者，于所述第一表面1的任两个相邻扇形区域11中，其中一个扇形区域11的至少一个直线边111重叠于其中另一个扇形区域11的至少一个直线边111。
在所述第一表面1的每个扇形区域11中，任一个直线边111的长度L111不大于所述第一表面1的一半径R1，而任一个直线边111的长度L111除以所述半径R1的比值优选是是介于0.9～0.96(上述比值于本实施例中是以0.946来说明)。换个角度来说，所述第一表面1在其外围部位留有圆环状的一空白区域12，并且任一个晶圆槽3未延伸至上述空白区域12。
所述N个晶圆槽3具有相同的外形并且相对于上述第一表面1的圆心C1是以一预定角度α而呈一旋转对称排列设置，而所述预定角度α限定为360/N度。其中，N于本实施中是以六来说明，所以上述预定角度α为60度，而所述晶圆承载盘100的多个晶圆槽3则是相对于上述第一表面1的圆心C1呈六重旋转对称(6-fold rotational symmetry)，但本发明的N可以依据设计需求而加以调整，并不受限于此。
进一步地说，本发明的N可以进一步限定介于3～8；举例来说：如图6所示，所述晶圆承载盘100可以在第一表面1凹设形成有三个晶圆槽3，所以上述预定角度α为120度，并且上述三个晶圆槽3相对于上述第一表面1的圆心C1呈三重旋转对称；或者如图7所示，所述晶圆承载盘100可以在第一表面1凹设形成有八个晶圆槽3，所以上述预定角度α为45度，并且上述八个晶圆槽3相对于上述第一表面1的圆心C1呈八重旋转对称。
如图4和图5所示，所述晶圆槽3的外形优选是对应于其所欲容置的晶圆外形，而本实施例的每个晶圆槽3内侧壁包含有一直线段31与一圆弧段32；也就是说，上述晶圆槽3在俯视图中大致呈截圆状，用以容置截圆状的晶圆。其中，上述多个晶圆槽3的直线段31中垂线彼此相连所构成的形状于本实施例中呈一正N边形。更详细地说，在上述每个晶圆槽3中，所述直线段31的长度L31除以上述圆弧段32的一直径D32的比值优选是介于0.36～0.4(上述比值于本实施例中是以0.384来说明)。
在每个扇形区域11及其内的晶圆槽3中，所述直线段31大致平行于两个直线边111的其中之一，而所述圆弧段32则是相切于上述两个直线边111的其中另一，并且所述圆弧段32也相切于所述圆弧边112。换个角度来说，如图4和图8所示，由于每个晶圆槽3的直线段31是大致平行于相对应扇形区域11的其中一个直线边111，所以任两个相邻的晶圆槽3之间呈彼此间隔设置并且具有介于0.5毫米～2毫米的一间距G(上述间距G本实施例中是以1毫米来说明)。
据此，本实施例晶圆承载盘100通过上述多个晶圆槽3的排布方式，使得上述多个晶圆槽3在相对于第一表面1具有较大分布面积的前提下，每个晶圆槽3是以圆弧段32相切于扇形区域11的圆弧边112，因而令直线段31的两个端部远离上述圆弧边112，借以减少邻近第一表面1边缘的晶圆槽3部位，进而避免位于晶圆槽3内的晶圆的外围部位的磊晶厚度过厚。
进一步地说，如图4和图5所示，在每个扇形区域11及其内的晶圆槽3中，所述圆弧段32是与上述第一表面1的边缘相隔有一距离W12(上述距离即为上述空白区域12的宽度W12)，而所述距离W12优选是介于8毫米(mm)～15毫米(上述距离W12于本实施例中是以12.5毫米来说明)。
据此，本实施例的晶圆承载盘100通过在其第一表面1的外围部位设有未形成任何晶圆槽3且具有特定宽度W12的空白区域12，借以使上述每个晶圆槽3能够适度地远离所述第一表面1的边缘，进而避免位于任一个晶圆槽3内的晶圆之外围部位的磊晶厚度过厚。
再者，本实施例通过进行一磊晶实验以证实上述空白区域12的特定宽度W12的技术效果，并且上述磊晶实验是以不同的晶圆承载盘来容置相对应的晶圆，以进行晶圆的磊晶，而上述磊晶实验的结果大致如图9所示。其中，图9的纵轴为晶圆的磊晶厚度，图9的横轴为晶圆相对应于晶圆承载盘的中心的磊晶位置。由此可看出，在晶圆的磊晶位置相较于晶圆承载盘的中心超过0.22米(及相当于晶圆承载盘的直径为440厘米之范围内；如：图4中的多个扇形区域11所共同构成的圆形区域之直径D)时，晶圆的磊晶厚度较为均匀，而上述磊晶实验中所载用的晶圆承载盘直径为465厘米(如：图4中圆形第一表面1的直径D’)，所以可推出空白区域12的宽度W12优选是在8-15厘米上下；换个角度来说，在本实施例中，所述晶圆承载盘100的第一表面1直径为465厘米，而多个扇形区域11在第一表面1上所共同构成的圆形区域之直径为440厘米。
此外，如图5所示，在每个扇形区域11及其内的晶圆槽3中，所述圆弧段32的圆心C32未落在所述扇形区域11的角平分线113上。换言之，本实施例的晶圆承载盘100优选是排除在每个扇形区域11内形成有圆形的晶圆槽3，但本发明不受限于此。
[本发明实施例的技术效果]
综上所述，本发明实施例所公开的制造设备1000及其晶圆承载盘100，其通过在晶圆承载盘100第一表面1上形成有特定排布方式的N个晶圆槽3，借以减少邻近第一表面1边缘的晶圆槽3部位(或使每个晶圆槽3适度地远离第一表面1边缘)，进而避免位于晶圆槽3内的晶圆的外围部位的磊晶厚度过厚。
以上所述仅为本发明的优选可行实施例，并非用来局限本发明的保护范围，凡依本发明专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种晶圆承载盘，其特征在于，所述晶圆承载盘包括：
一第一表面及一第二表面，所述第二表面位于所述第一表面的相反侧；其中，所述第一表面呈圆形，并且所述第一表面界定出以所述第一表面的圆心为顶点且面积相等的N个扇形区域，并且N为大于1的正整数；以及
N个晶圆槽，分别自所述第一表面的N个所述扇形区域所凹设形成，并且N个所述晶圆槽相对于所述第一表面的圆心以一预定角度而呈一旋转对称排列设置，并且所述预定角度为360/N度；
其中，每个所述扇形区域包含有两个直线边与一圆弧边，而每个所述晶圆槽的内侧壁包含有一直线段与一圆弧段；在每个所述扇形区域及所述扇形区域内的所述晶圆槽中，所述直线段平行于两个所述直线边的其中一个直线边，而所述圆弧段则相切于两个所述直线边的其中另一直线边，所述圆弧段相切于所述圆弧边。
2.根据权利要求1所述的晶圆承载盘，其特征在于，在所述第一表面的任两个相邻所述扇形区域中，其中一个所述扇形区域的至少一个所述直线边重叠于其中另一个所述扇形区域的至少一个所述直线边。
3.根据权利要求1所述的晶圆承载盘，其特征在于，在所述第一表面的每个所述扇形区域中，任一个所述直线边的长度不大于所述第一表面的一半径，而任一个所述直线边的长度除以所述半径的比值是介于0.9～0.96之间。
4.根据权利要求1所述的晶圆承载盘，其特征在于，在每个所述晶圆槽中，所述直线段的长度除以所述圆弧段的一直径的比值是介于0.36～0.4之间。
5.根据权利要求1所述的晶圆承载盘，其特征在于，在每个所述扇形区域及所述扇形区域内的所述晶圆槽中，所述圆弧段与所述第一表面的边缘相隔有一距离，而所述距离介于8毫米～15毫米之间。
6.根据权利要求1所述的晶圆承载盘，其特征在于，在每个所述扇形区域及所述扇形区域内的所述晶圆槽中，所述圆弧段的圆心未落在所述扇形区域的角平分线。
7.根据权利要求1所述的晶圆承载盘，其特征在于，任两个相邻的所述晶圆槽之间呈彼此间隔设置并且具有介于0.5毫米～2毫米之间的一间距。
8.根据权利要求1所述的晶圆承载盘，其特征在于，多个所述直线段的中垂线彼此相连所构成的形状呈一正N边形，而N进一步限定介于3～8之间。
9.根据权利要求1所述的晶圆承载盘，其特征在于，所述第一表面的直径为465厘米，而多个扇形区域在所述第一表面上所共同构成的圆形区域之直径为440厘米。
10.一种制造设备，其特征在于，所述制造设备包括：
一设备本体；以及
一晶圆承载盘，位于所述设备本体内，并且所述晶圆承载盘包含有：
一第一表面及一第二表面，所述第二表面位于所述第一表面的相反侧；其中，所述第一表面呈圆形，并且所述第一表面界定出以所述第一表面的圆心为顶点且面积相等的N个扇形区域，并且N为大于1的正整数；及
N个晶圆槽，分别自所述第一表面的N个所述扇形区域所凹设形成，并且N个所述晶圆槽相对于所述第一表面的圆心以一预定角度而呈一旋转对称排列设置，并且所述预定角度为360/N度；
其中，每个所述扇形区域包含有两个直线边与一圆弧边；在所述第一表面的每个所述扇形区域中，任一个所述直线边的长度不大于所述第一表面的一半径，而任一个所述直线边的长度除以所述半径的比值是介于0.9～0.96之间；其中，每个所述晶圆槽的内侧壁包含有一直线段与一圆弧段；在每个所述扇形区域及所述扇形区域内的所述晶圆槽中，所述直线段平行于两个所述直线边的其中一个直线边，而所述圆弧段则相切于两个所述直线边的其中另一直线边，所述圆弧段相切于所述圆弧边；
其中，所述晶圆承载盘能以所述第一表面的所述圆心为一转动轴心而相对于所述设备本体自转。
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