CN113201727A - 半导体晶圆承载结构及有机金属化学气相沉积装置 - Google Patents

半导体晶圆承载结构及有机金属化学气相沉积装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113201727A
CN113201727A CN202110466495.7A CN202110466495A CN113201727A CN 113201727 A CN113201727 A CN 113201727A CN 202110466495 A CN202110466495 A CN 202110466495A CN 113201727 A CN113201727 A CN 113201727A
Authority
CN
China
Prior art keywords
semiconductor wafer
wafer carrier
carrier structure
patterned coating
protrusion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110466495.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113201727B (zh
Inventor
赖彦霖
吴俊德
陈佶亨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chuangchuang Display Technology Co ltd
Original Assignee
Chuangchuang Display Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chuangchuang Display Technology Co ltd filed Critical Chuangchuang Display Technology Co ltd
Priority to CN202110466495.7A priority Critical patent/CN113201727B/zh
Publication of CN113201727A publication Critical patent/CN113201727A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113201727B publication Critical patent/CN113201727B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/458Chemical 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
    • C23C16/4581Chemical 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 characterised by material of construction or surface finish of the means for supporting the substrate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/04Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/455Chemical 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 introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563Gas nozzles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/46Chemical 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 heating the substrate

Abstract

本发明提供一种半导体晶圆承载结构及有机金属化学气相沉积装置。所述半导体晶圆承载结构,包括:承载本体,其具有表面;保护膜层,覆盖此表面;承载盘,设置于承载本体上;以及图案化镀膜层,形成于承载盘上,其中图案化镀膜层具有两种以上不同的厚度。

Description

半导体晶圆承载结构及有机金属化学气相沉积装置
技术领域
本发明涉及一种半导体制程设备,尤其涉及一种包括图案化镀膜层的半导体晶圆承载结构及有机金属化学气相沉积装置。
背景技术
近年来,发光二极管(Light-emitting diode;LED)的应用领域相当多元,例如照明装置、显示器、行动装置等。发光二极管具有反应速度快、高亮度、体积小、消耗功率低、色彩饱和度高等优点。而为了满足各种使用需求下的性能规格,不同样式或材料组成的发光二极管组件不断挑战相关产业的设计与量产能力。举例来说,应用于显示器的微型发光二极管(micro LED),其磊晶层的物理及化学特性需要达到高度的均匀性,才能使装置的发光波长均匀,并满足所需的显示质量要求。
在形成微型发光二极管组件的磊晶层的制造过程中,有机金属化学气相沉积(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition;MOCVD)为较常使用的技术之一。而为了满足磊晶层波长均匀性的要求,制造装置的承载结构的温场分布也是需要考虑的一大问题,若承载结构的温场分布不均匀,会导致后续形成的微型发光二极管组件的发光波长分布不均的问题,并造成组件良率下降、产出成本上升。
尽管现阶段的主流作法为通过机械加工调整承载结构内的承载盘的表面深度以改变承载结构的温场分布,但机械加工有其一定的限制,使用机械加工较难针对细微的温度变化去做修正,故目前的作法仍有所不足。
发明内容
本发明实施例提供一种半导体晶圆承载结构,包括:承载本体,其具有表面;保护膜层,覆盖此表面;承载盘,设置于承载本体上;以及图案化镀膜层,形成于承载盘上,其中图案化镀膜层具有两种以上不同的厚度。
本发明实施例提供一种有机金属化学气相沉积装置,包括:腔室;如前述的半导体晶圆承载结构,容置于腔室中;支撑件,用以支撑承载结构;以及加热器,设置于半导体晶圆承载结构下方,用以加热承载结构。
通过实施本发明,可改善机械加工较难针对承载结构的温场分布进行细微修正的问题,并使后续制造的发光二极管芯片具有一致的发光波长。
附图说明
由以下的详细叙述配合所附附图,可最好地理解本发明实施例。应注意的是,依据在业界的标准做法,各种特征并未按照比例绘制且仅用于说明。事实上,可任意地放大或缩小各种组件的尺寸,以清楚地表现出本发明实施例的特征。
图1是根据本发明实施例,示出半导体制程设备的承载结构的立体示意图。
图2是根据本发明实施例,示出于图1中沿A-A剖线的承载结构的剖面示意图。
图3A是根据本发明实施例,示出形成具有图案化镀膜层的承载盘的俯视示意图。
图3B是根据本发明实施例,示出于图3A中沿3B-3B剖线的承载盘的剖面示意图。
图4A、图4B、图4C是根据本发明实施例,示出于图3A中沿3B-3B剖线的承载盘的剖面示意图。
图5A是根据本发明实施例,示出形成具有图案化镀膜层的承载盘的俯视示意图。
图5B是根据本发明实施例,示出于图5A中沿5B-5B剖线的承载盘的剖面示意图。
图6A是根据本发明实施例,示出使用不具有图案化镀膜层的承载盘所制造的微型发光二极管的发光波长分布图。
图6B是根据本发明实施例,示出使用具有图案化镀膜层的承载盘所制造的微型发光二极管的发光波长分布图。
图7A是根据本发明实施例,示出使用两种以上不同的材质形成具有堆栈膜层的图案化镀膜层的承载盘的剖面示意图。
图7B是根据图7A的图案化镀膜层的另一种实施方式的剖面示意图。
图8A、图8B是根据本发明实施例,示出具有三种厚度的图案化镀膜层的承载盘的俯视示意图。
图8C是根据本发明实施例,示出于图8A、图8B中沿8C-8C剖线的剖面示意图。
图9A是根据本发明实施例,示出具有多个厚度的图案化镀膜层的承载盘的俯视示意图。
图9B是根据本发明实施例,示出于图9A中沿9B-9B剖线的剖面示意图。
图10A是根据本发明实施例,示出具有多个厚度以及不连续图案的图案化镀膜层的承载盘的俯视示意图。
图10B是根据本发明实施例,示出于图10A中沿10B-10B剖线的剖面示意图。
图11A是根据本发明实施例,示出仅形成凹陷部的图案化镀膜层的承载盘的俯视示意图。
图11B是根据本发明实施例,示出于图11A中沿11B-11B剖线的剖面示意图。
图12是根据本发明实施例,示出有机金属化学气相沉积装置的剖面示意图。
图13是根据本发明实施例,示出具有钝化层的承载盘的剖面示意图。
图14是根据本发明实施例,示出有机金属化学气相沉积装置的剖面示意图。
附图标记说明
18:承载结构
20:承载本体
21:圆形凹槽
22:承载盘
26:保护膜层
27:支撑部
28:图案化镀膜层
29:基准面
30:凸出部
31:凹陷部
32:第一凸出部
32a:第一图案
34:第二凸出部
34a:第二图案
34b:第三图案
35:顶表面
36:底表面
38:第一镀膜层
40:第二镀膜层
42:内凹部分
44:多阶状凸出部分
44a:凸出图案
44b:凸出图案
46:多阶状凹陷部分
48:钝化层
200:腔室
210:注气口
212:排气口
214:支撑件
216:加热器
500:有机金属化学气相沉积装置
AH:区域
AL:区域
D1:直径
D2:直径
T1:厚度
W:半导体晶圆
A-A:剖线
3B-3B:剖线
5B-5B:剖线
8C-8C:剖线
9B-9B:剖线
10B-10B:剖线
11B-11B:剖线
具体实施方式
以下公开提供了许多的实施例或范例,用于实施所提供的目标物的不同组件。各组件和其配置的具体范例描述如下,以简化本发明实施例的说明。当然,这些仅仅是范例,并非用以限定本发明实施例。举例而言,叙述中若提及第一组件形成在第二组件之上,可能包含第一和第二组件直接接触的实施例,也可能包含额外的组件形成在第一和第二组件之间,使得它们不直接接触的实施例。此外,本发明实施例可能在各种范例中重复参考数值以和/或字母。如此重复是为了简明和清楚的目的,而非用以表示所讨论的不同实施例和/或配置之间的关系。
再者,其中可能用到与空间相对用词,例如“在……之下”、“下方”、“较低的”、“上方”、“较高的”等类似用词,是为了便于描述附图中一个(些)部件或特征与另一个(些)部件或特征之间的关系。空间相对用词用以包括使用中或操作中的装置的不同方位,以及附图中所描述的方位。当装置被转向不同方位时(旋转90度或其他方位),其中所使用的空间相对形容词也将依转向后的方位来解释。
此处所使用的用语“约”,表示一给定量的数值可基于目标半导体装置相关的特定技术节点而改变。在一些实施例中,基于特定的技术节点,用语“约”可表示一给定量的数值在例如该数值的10%至30%的范围(例如:数值的±10%、±20%、或±30%)。
除非另外定义,在此使用的全部用语(包含技术及科学用语)具有与本发明所属技术领域中技术人员所理解的相同涵义。应理解的是,这些用语例如在通常使用的字典中定义用语,应被解读成具有与相关技术及本公开的背景或上下文一致的意思,而不应以一理想化或过度正式的方式解读,除非在本公开实施例有特别定义。
相较于使用机械加工来调整承载盘表面深度的现有技术而言,本公开通过形成图案化镀膜层于承载盘上,以达到更精确地在制程中调整承载盘面的温度差异,或是根据晶圆所需的目标波长(例如对应发光二极管芯片的波长)来调整承载盘表面的温度分布或是产生各种模式的温度分布。举例来说,在使用有机金属化学气相沉积形成微型发光二极管芯片的制程中,可通过形成图案化镀膜层于承载盘上以在半导体晶圆承载结构的承载盘表面产生现有技术所无法达成的均匀的温度分布,进而使形成的发光二极管芯片具有均匀的发光波长分布。在其他实施例中,也可通过调整承载盘表面的温度分布,使微型发光二极管芯片具有特定的发光波长分布。
图1示出根据本发明实施例的承载结构18的立体示意图。参照图1,承载结构18包括了承载本体20与至少一个承载盘22,且承载本体20具有至少一个圆形凹槽21用以容置承载盘22。应理解的是,虽然在图1中示出多个圆形凹槽21及承载盘22,但承载本体20可以只具有单一个圆形凹槽21及承载盘22。承载盘22使用的材料可包括碳化硅(SiC)、石墨、或上述的组合。在一特定实施例中,承载盘22使用的材料为碳化硅。
承载结构18可以在有机金属化学气相沉积制程中承载用于进行沉积的晶圆,然而本公开的应用并非限定于有机金属化学气相沉积制程。承载结构18也可以用于其他制程,例如物理气相沉积(physical vapor deposition;PVD)、化学气相沉积(chemical vapordeposition;CVD)、原子层沉积(atomic vapor deposition;ALD)等。
图2示出于图1中沿A-A剖线的承载结构18的剖面示意图,其包括承载本体20以及一个承载盘22。一般而言,承载本体20的表面镀有保护膜层26来保护承载本体20,避免承载本体20与制程气体产生反应。承载盘22具有多个支撑部27,其位于承载盘22的边缘,支撑部27用以支撑晶圆,使晶圆与承载盘22之间为非直接接触,且受热方式为热辐射式加热。为了简化附图,此处的承载盘22并未示出图案化镀膜层。
根据一些实施例,图3A示出形成具有图案化镀膜层28的承载盘22的俯视示意图。在一些实施例中,使用图案化屏蔽(未示出)对承载盘22的表面进行镀膜,以形成图案化镀膜层28于承载盘22上方。在另一些实施例中,亦可全面性形成镀膜层,再使用图案化屏蔽(未示出)对承载盘22表面的镀膜层进行蚀刻,以将镀膜层图案化。通过图案化屏蔽与镀膜(或者蚀刻)的技术来细微调整承载盘22局部的厚度差异。通过形成镀膜层,可于需要升温的区域局部地且精准地增加此区域的厚度。厚度增加则会使此区域的热质量(热来源)上升,进而在制程中达到令此区域温度上升的效果。同样地,对于需要维持原本温度的区域,在镀膜的过程中,则可使用图案化屏蔽覆盖此区域,以确保此区域的厚度不因镀膜制程而增加,并在制程中维持此区域原本温度。在其他实施例中,对于需要降温的区域,亦可使用图案化屏蔽对镀膜层进行蚀刻,以减少特定区域的厚度,令此区域在制程中达到温度降低的效果(提供的热能减少)。图案化镀膜层28使用的材料可包括碳化硅、碳化钽(TaC)、石墨、陶瓷、石英、石墨烯、类钻石膜、或上述的组合。根据本发明实施例,可通过在支撑部27的表面镀上保护膜层使得支撑部27的顶部在承载盘22的厚度方向上高于图案化镀膜层28的顶部,以使图案化镀膜层28不与晶圆直接接触。
参照图3B,图3B示出于图3A中沿3B-3B剖线的承载盘22的剖面示意图。在本发明实施例中,图案化镀膜层28可包含基准面29,以及高于基准面29的凸出部30、低于基准面29的凹陷部31(详见图8C)、或上述的组合。图案化镀膜层28的图案相对承载盘22的中心对称分布。参照图3A以及图3B,凸出部30包括第一凸出部32以及环绕第一凸出部32的第二凸出部34。第一凸出部32覆盖承载盘22的中心,而第二凸出部34在图3A中为环状设置于承载盘22;亦即,第二凸出部34为一连续的环状结构。在这些实施例中,第一凸出部32与第二凸出部34具有等高的顶表面35,但本公开不以此为限。虽然在图3B中,凸出部30的剖面形状为矩形,但本公开不以此为限,在其他实施例中,凸出部30的剖面形状可以为矩形、梯形、弧形、三角形、或上述的组合,如图4A、图4B以及图4C所示出。
继续参照图3A以及图3B。在一些实施例中,承载盘22的直径D1的长度范围为约25毫米至约250毫米,例如150毫米。在一些实施例中,凸出部30的第一凸出部32和/或第二凸出部34在图案化镀膜层28的厚度T1(即相对于基准面29凸出的厚度)的范围为约1微米至约100微米。根据本发明实施例,图案化镀膜层28的厚度T1对承载盘22的直径D1的比例范围为约0.0006%至约0.7%。在一些实施例中,位于承载盘22中心的第一凸出部32的直径D2范围为约1毫米至约50毫米。根据本发明实施例,位于承载盘22中心的第一凸出部32的直径D2对承载盘22的直径D1的比例范围大于0且小于1/3。
参照图5A,图5A为图3A的变化例,在此变化例中,第一凸出部32及第二凸出部34间断分布于承载盘22上。具体来说,第一凸出部32包括多个不连续的第一图案32a,其相对承载盘22的中心对称分布。第二凸出部34包括较接近承载盘22的中心的多个不连续的第二图案34a以及较接近承载盘22的边缘的多个不连续的第三图案34b,两者皆围绕着承载盘22的中心环状排列,且皆相对承载盘22的中心呈对称分布。在图5A中,第一图案32a、第二图案34a以及第三图案34b皆为圆形,在其他实施例中,此些图案亦可为矩形、棱形、梯形、三角形、或上述的组合。图5B示出于图5A中沿5B-5B剖线的承载盘22的剖面示意图。在此变化例中,第一凸出部32的第一图案32a与第二凸出部34的第二图案34a及第三图案34b具有等高的顶表面35,但本公开不以此为限。
通过形成图案化镀膜层28于承载盘22上,可有效改善承载结构18的温场分布。图6A为使用不具有图案化镀膜层28的承载盘22所制造的微型发光二极管的发光波长分布图。于图6A可见发光波长呈现由中心向外放射的梯度形状,故各区域的波长分布较不均匀。图6B为使用具有图案化镀膜层28的承载盘22所制造的微型发光二极管的发光波长分布图。如图6B所示承载盘22上的磊晶层的各梯度(波长)的面积分布增宽,表示晶圆的梯度(波长)变化趋缓,可有效改善微型发光二极管的发光波长的均匀性。
图7A示出图3B的变化例,在此变化例中,使用两种以上不同的材质形成具有堆栈膜层的图案化镀膜层28。如图7A所示出,堆栈膜层的图案化镀膜层28包括未图案化的第一镀膜层38以及第二镀膜层40。第一镀膜层38位于承载盘22上,而第二镀膜层40则位于第一镀膜层38上且其材质与第一镀膜层38的材质相异。第二镀膜层40图案化地分布于承载盘22上,且如图7B所示,第二镀膜层40亦可仅有至少一部份堆栈于第一镀膜层38上。在其他实施例中,第二镀膜层40的其他部分也可以不位于第一镀膜层38上,例如图7B中承载盘22的中央区域,第一镀膜层38也可以为完全贯通,且其贯通的区域以第二镀膜层40取代。这些配置变化是利用不同材料之间热传导系数的不同,产生局部的热质量差异,藉此来控制各区域的散热速度。总体而言,在图7B中,第二镀膜层40若为热传导速度较快/比热较小的材质,则此区域的热质量小、散热快。通过使用不同热传导系数的材料,也可达到令特定区域升温或者降温的效果。
在本发明实施例中,图案化镀膜层28可具有不同厚度。根据一些实施例,图8A、图8B示出具有三种厚度的图案化镀膜层28的承载盘22的俯视示意图。图8C示出示出于图8A、图8B中沿8C-8C剖线的剖面示意图。参照图8A,在一些实施例中,图案化镀膜层28包括凸出部30以及凹陷部31,其中凸出部30包括第一凸出部32以及环绕第一凸出部32的第二凸出部34,凹陷部31位于第一凸出部32与第二凸出部34之间并环绕第一凸出部32,且第二凸出部34与凹陷部31皆为连续的环状图案。在其他实施例中,如图8B所示出,第二凸出部34为不连续的环状片段图案,其不连续处位于支撑部27附近。参照图8C,在剖面示意图中,第一凸出部32与第二凸出部34具有等高的顶表面35,且其高于基准面29;而凹陷部31具有底表面36,且其低于基准面29。因此,本实施例形成具有不同厚度的图案化镀膜层28,可增加需要提高温度的区域AH(如图8A、图8B所示出的凸出部30)的厚度,并减少需要降低温度的区域AL(如图8A、图8B所示出的凹陷部31)的厚度。应理解的是,虽然在图8A、图8B以及图8C中是使用单一材质形成图案化镀膜层28,但图案化镀膜层28也可以参考图7A的实施例,使用多种不同的材质形成。
在本发明实施例中,不同的凸出部也可以具有不同的高度,且每个凸出部/凹陷部都可具有两种以上的厚度变化,并呈多阶梯状,如图9A、图9B所示出。根据一些实施例,图9A示出具有多个厚度的图案化镀膜层28的承载盘22的俯视示意图。图9B示出于图9A中沿9B-9B剖线的剖面示意图。请同时参照图9A与图9B,凸出部30包括第一凸出部32以及环绕第一凸出部32的第二凸出部34;凹陷部31位于第一凸出部32与第二凸出部34之间并环绕第一凸出部32,且第二凸出部34与凹陷部31皆为连续的环状图案。在此些实施例中,第一凸出部32的中心更包含一内凹部分42,第二凸出部34包含多阶状凸出部分44,凹陷部31包含多阶状凹陷部分46。在这些实施例中,凸出部30与凹陷部31的厚度呈阶梯状变化,并通过图案化镀膜层28的多种厚度变化来改变所需要的承载结构18的温场分布。
图10A示出本公开的另一变化例,其为具有多个厚度以及不连续图案的图案化镀膜层28的承载盘22的俯视示意图。图10B示出于图10A中沿10B-10B剖线的剖面示意图。参照图10A,在此变化例中,第一凸出部32的内凹部分42、第二凸出部34的多阶状凸出部分44(包含凸出图案44a与44b)、以及凹陷部31的多阶状凹陷部分46在俯视示意图中为呈环状排列的不连续图案。第一凸出部32的内凹部分42的图案相对承载盘22的中心对称分布。第二凸出部34的多阶状凸出部分44的凸出图案44a以及凸出图案44b则分别较接近承载盘22的中心以及边缘,两者彼此交错并环绕承载盘22的中心环状排列,且相对承载盘22的中心对称分布。凹陷部31的多阶状凹陷部分46的图案相对承载盘22的中心对称分布。前述的图案可包括矩形、棱形、梯形、圆形、三角形、或上述的组合。参照图10B,与图9B相比,凸出部30与凹陷部31同样具有多阶梯状的厚度变化区域,且前述的凸出图案以及凹陷图案为圆柱状(于剖面示意图中呈矩形)。利用多个不连续图案形成的图案化镀膜层28可针对所需的温场分布进行更细微的调整。
根据一些实施例,图案化镀膜层28也可只形成凹陷部31而不具有凸出部30。图11A示出仅形成凹陷部31的图案化镀膜层28的承载盘22的俯视示意图。图11B示出于图11A中沿11B-11B剖线的剖面示意图。在此些实施例中,承载盘22仅具有需要降低温度的区域AL,因此图案化镀膜层28只具有凹陷部,不具有凸出部。
图12、图14是根据本公开的一些实施例,示出有机金属化学气相沉积装置500的剖面示意图。参照图12,有机金属化学气相沉积装置500包含腔室200。腔室200具有注气口210以及排气口212。注气口210用于将制程气体注入腔室200中,而排气口212用于将剩余制程气体与反应残留物抽离腔室200。腔室200中具有支撑件214与加热器216。支撑件214为可旋转的部件。支撑件214用以支撑承载结构18,而加热器216位于承载结构18下方,用以加热承载结构18。在一些实施例中,承载结构18包括了承载本体20及多个承载盘22。通过间隔物220将各个承载盘22彼此隔离,且这些承载盘22相对承载本体20的中心对称分布。半导体晶圆W承载于承载盘22上。支撑件214带动承载结构18及其上方的半导体晶圆W旋转。参照图13,为了避免在有机金属化学气相沉积制程中,承载盘22受到制程气体的侵蚀,也可以在承载盘22的周侧表面上形成钝化层48以保护承载盘22,且钝化层48可使用不同于图案化镀膜层28的材质,例如二氧化硅(Silicon dioxide)、或随制程气体的特性选择适合的材料。
应理解的是,在其他实施例中,承载本体20可以仅具有单一承载盘22,如图14所示出。参照图14,在其他实施例中,承载结构18包括了承载本体20及单一个承载盘22。承载结构18仅通过下方的支撑件214进行自转。此外,腔室200也可具有多个注气口210,如图14所示出。
因此,此处描述的各种实施例提供数个优点于现有技术领域。应理解的是,并非全部的优点皆已必然在此讨论,也非所有实施例都需要具备特定的优点,且其他实施例可提供不同的优点。相较于利用机械加工来改变承载盘厚度的现有技术而言,在本公开的一些实施例中,通过在承载盘上形成图案化镀膜层,可更精确地微调制程中承载盘面的温度差异,避免在磊晶过程中发生反应温度不均一的问题,并使后续制造的微型发光二极管芯片能具有一致的发光波长。在其他实施例中,也可根据目标晶圆所需的温度调变(例如对应微型发光二极管芯片的波长设计的温度调变)来调整承载盘表面的温度分布或是产生特定模式的温度分布,使得所形成的微型发光二极管芯片具有特定的波长分布。
以上概述数个实施例的部件,以便在本发明所属技术领域中技术人员可更易理解本发明实施例的观点。在本发明所属技术领域中技术人员应理解,他们能以本发明实施例为基础,设计或修改其他制程和结构,以达到与在此介绍的实施例相同的目的和/或优势。在本发明所属技术领域中技术人员也应理解到,此类等效的制程和结构并无悖离本发明的精神与范围,且他们能在不违背本发明的精神和范围之下,做各式各样的改变、取代和替换。

Claims (18)

1.一种半导体晶圆承载结构,包括:
承载本体,具有表面;
保护膜层,覆盖所述表面;
承载盘,设置于所述承载本体上;以及
图案化镀膜层,形成于所述承载盘上,其中所述图案化镀膜层具有两种以上不同的厚度。
2.根据权利要求1的半导体晶圆承载结构,其中所述图案化镀膜层的图案相对所述承载盘的中心对称分布。
3.根据权利要求1的半导体晶圆承载结构,其中形成所述图案化镀膜层的材料包括碳化硅、碳化钽、石墨、陶瓷、石英、石墨烯、类钻石膜、或上述的组合。
4.根据权利要求3的半导体晶圆承载结构,其中所述承载盘的材料包括碳化硅、石墨、或上述的组合。
5.根据权利要求1的半导体晶圆承载结构,其中所述图案化镀膜层的剖面形状包括矩形、梯形、弧形、三角形、或上述的组合。
6.根据权利要求1的半导体晶圆承载结构,其中所述图案化镀膜层定义有基准面,且所述图案化镀膜层更包括:高于所述基准面的凸出部、低于所述基准面的凹陷部、或上述的组合。
7.根据权利要求6的半导体晶圆承载结构,其中所述凸出部相对所述基准面凸出1微米至100微米的厚度。
8.根据权利要求6的半导体晶圆承载结构,其中所述凸出部包括第一凸出部以及环绕所述第一凸出部的第二凸出部。
9.根据权利要求8的半导体晶圆承载结构,其中所述第一凸出部覆盖所述承载盘的中心。
10.根据权利要求9的半导体晶圆承载结构,其中所述第二凸出部环状设置于所述承载盘。
11.根据权利要求10的半导体晶圆承载结构,其中所述第二凸出部间断分布于所述承载盘上。
12.根据权利要求1的半导体晶圆承载结构,其中所述图案化镀膜层包括:
第一镀膜层,位于所述承载盘上;以及
第二镀膜层,材质与所述第一镀膜层相异,所述第二镀膜层图案化地分布于所述承载盘上,且至少一部分的所述第二镀膜层堆栈于所述第一镀膜层上。
13.根据权利要求1的半导体晶圆承载结构,其中所述图案化镀膜层为单一材质且具有厚度变化的膜层。
14.根据权利要求13的半导体晶圆承载结构,其中所述图案化镀膜层的厚度呈阶梯状变化。
15.根据权利要求1的半导体晶圆承载结构,其中所述承载盘具有多个支撑部,所述多个支撑部位于所述承载盘的边缘,且所述多个支撑部的顶部在所述承载盘的厚度方向上高于所述图案化镀膜层的顶部。
16.根据权利要求1的半导体晶圆承载结构,其中位于所述承载盘的中心的所述图案化镀膜层的直径对所述承载盘的直径的比例范围大于0且小于1/3。
17.根据权利要求1的半导体晶圆承载结构,其中所述承载盘的一周侧表面上形成钝化层,且所述钝化层的材质与所述图案化镀膜层相异。
18.一种有机金属化学气相沉积装置,包括:
腔室;
如权利要求1的半导体晶圆承载结构,容置于所述腔室中;
支撑件,用以支撑所述承载结构;以及
加热器,设置于所述半导体晶圆承载结构下方,用以加热所述承载结构。
CN202110466495.7A 2021-04-28 2021-04-28 半导体晶圆承载结构及有机金属化学气相沉积装置 Active CN113201727B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110466495.7A CN113201727B (zh) 2021-04-28 2021-04-28 半导体晶圆承载结构及有机金属化学气相沉积装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110466495.7A CN113201727B (zh) 2021-04-28 2021-04-28 半导体晶圆承载结构及有机金属化学气相沉积装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113201727A true CN113201727A (zh) 2021-08-03
CN113201727B CN113201727B (zh) 2023-02-28

Family

ID=77029200

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110466495.7A Active CN113201727B (zh) 2021-04-28 2021-04-28 半导体晶圆承载结构及有机金属化学气相沉积装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113201727B (zh)

Citations (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070186853A1 (en) * 2006-02-10 2007-08-16 Veeco Instruments Inc. System and method for varying wafer surface temperature via wafer-carrier temperature offset
TW200731448A (en) * 2006-02-15 2007-08-16 guo-dong Chen Manufacturing method of protection layer of wafer tray
CN101487138A (zh) * 2008-01-17 2009-07-22 矽延电子实业有限公司 用于外延制程的晶圆承载盘
CN102691052A (zh) * 2011-03-22 2012-09-26 奇力光电科技股份有限公司 晶圆承载盘与化学气相沉积机台
TWM439253U (en) * 2011-12-27 2012-10-11 Epitron Technology Inc Wafer holder construction and apparatus for MOCVD
TW201310574A (zh) * 2011-07-15 2013-03-01 Asm Japan 晶圓支撐裝置及其製造方法
CN103074611A (zh) * 2012-12-20 2013-05-01 光达光电设备科技(嘉兴)有限公司 衬底承载装置及金属有机化学气相沉积设备
CN203096168U (zh) * 2012-12-20 2013-07-31 光达光电设备科技(嘉兴)有限公司 金属有机化学气相沉积设备
CN103730395A (zh) * 2012-10-11 2014-04-16 晶元光电股份有限公司 晶片载具
CN104051316A (zh) * 2014-06-23 2014-09-17 厦门市三安光电科技有限公司 可调控局域温场的石墨承载盘
US20140261698A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Veeco Instruments Inc. Wafer carrier with temperature distribution control
US20150187620A1 (en) * 2013-12-26 2015-07-02 Veeco Instruments Inc. Water Carrier Having Thermal Cover for Chemical Vapor Deposition Systems
JP2016100414A (ja) * 2014-11-19 2016-05-30 キヤノン株式会社 保持装置、真空装置、リソグラフィ装置、及び物品の製造方法
CN106381480A (zh) * 2016-08-31 2017-02-08 江苏实为半导体科技有限公司 一种提高mocvd加热均匀性的晶片载盘制备方法
CN107799390A (zh) * 2016-08-31 2018-03-13 朗姆研究公司 用于半导体图案化应用的高干法蚀刻速率材料
TW201907050A (zh) * 2017-05-12 2019-02-16 日商東洋炭素股份有限公司 承載盤、磊晶基板的製造方法及磊晶基板
JP2019071349A (ja) * 2017-10-10 2019-05-09 住友電気工業株式会社 ウエハ加熱用ヒータユニット
CN209194060U (zh) * 2018-10-19 2019-08-02 长鑫存储技术有限公司 加热装置及化学气相沉积设备
CN111074242A (zh) * 2018-10-19 2020-04-28 长鑫存储技术有限公司 加热装置的调节方法、加热装置及化学气相沉积设备
CN111463146A (zh) * 2019-01-18 2020-07-28 应用材料公司 用于改进的热传递和温度均匀性的加热的基座设计
CN112708865A (zh) * 2021-03-29 2021-04-27 上海陛通半导体能源科技股份有限公司 用于改善薄膜均匀性的镀膜设备

Patent Citations (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070186853A1 (en) * 2006-02-10 2007-08-16 Veeco Instruments Inc. System and method for varying wafer surface temperature via wafer-carrier temperature offset
TW200731448A (en) * 2006-02-15 2007-08-16 guo-dong Chen Manufacturing method of protection layer of wafer tray
CN101487138A (zh) * 2008-01-17 2009-07-22 矽延电子实业有限公司 用于外延制程的晶圆承载盘
CN102691052A (zh) * 2011-03-22 2012-09-26 奇力光电科技股份有限公司 晶圆承载盘与化学气相沉积机台
TW201310574A (zh) * 2011-07-15 2013-03-01 Asm Japan 晶圓支撐裝置及其製造方法
TWM439253U (en) * 2011-12-27 2012-10-11 Epitron Technology Inc Wafer holder construction and apparatus for MOCVD
CN103730395A (zh) * 2012-10-11 2014-04-16 晶元光电股份有限公司 晶片载具
CN103074611A (zh) * 2012-12-20 2013-05-01 光达光电设备科技(嘉兴)有限公司 衬底承载装置及金属有机化学气相沉积设备
CN203096168U (zh) * 2012-12-20 2013-07-31 光达光电设备科技(嘉兴)有限公司 金属有机化学气相沉积设备
US20140261698A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Veeco Instruments Inc. Wafer carrier with temperature distribution control
US20150187620A1 (en) * 2013-12-26 2015-07-02 Veeco Instruments Inc. Water Carrier Having Thermal Cover for Chemical Vapor Deposition Systems
CN104051316A (zh) * 2014-06-23 2014-09-17 厦门市三安光电科技有限公司 可调控局域温场的石墨承载盘
JP2016100414A (ja) * 2014-11-19 2016-05-30 キヤノン株式会社 保持装置、真空装置、リソグラフィ装置、及び物品の製造方法
CN106381480A (zh) * 2016-08-31 2017-02-08 江苏实为半导体科技有限公司 一种提高mocvd加热均匀性的晶片载盘制备方法
CN107799390A (zh) * 2016-08-31 2018-03-13 朗姆研究公司 用于半导体图案化应用的高干法蚀刻速率材料
TW201907050A (zh) * 2017-05-12 2019-02-16 日商東洋炭素股份有限公司 承載盤、磊晶基板的製造方法及磊晶基板
JP2019071349A (ja) * 2017-10-10 2019-05-09 住友電気工業株式会社 ウエハ加熱用ヒータユニット
CN209194060U (zh) * 2018-10-19 2019-08-02 长鑫存储技术有限公司 加热装置及化学气相沉积设备
CN111074242A (zh) * 2018-10-19 2020-04-28 长鑫存储技术有限公司 加热装置的调节方法、加热装置及化学气相沉积设备
CN111463146A (zh) * 2019-01-18 2020-07-28 应用材料公司 用于改进的热传递和温度均匀性的加热的基座设计
CN112708865A (zh) * 2021-03-29 2021-04-27 上海陛通半导体能源科技股份有限公司 用于改善薄膜均匀性的镀膜设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN113201727B (zh) 2023-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6368450B2 (en) Processing apparatus
JP3162880U (ja) センタリング機能を備えるシャワーヘッド電極
US20180130653A1 (en) Optics for controlling light transmitted through a conical quartz dome
TWI584405B (zh) Wafer tray
CN105810625B (zh) 晶圆托盘
KR20090068283A (ko) 석영 가드 링
KR20030097861A (ko) 열 분산 플레이트 및 에지 지지대를 구비하는 어셈블리
CN114959658A (zh) 一种加热装置及化学气相沉积设备
JP5301965B2 (ja) 気相成長装置
US11063181B2 (en) Patterned epitaxial substrate and semiconductor structure
CN113201727B (zh) 半导体晶圆承载结构及有机金属化学气相沉积装置
KR20130043443A (ko) 서셉터 및 이를 구비하는 화학 기상 증착 장치
TWI772005B (zh) 半導體晶圓承載結構及有機金屬化學氣相沉積裝置
CN113201728B (zh) 半导体晶圆承载结构及金属有机化学气相沉积装置
TWI751078B (zh) 半導體晶圓承載結構及金屬有機化學氣相沉積裝置
TWM545140U (zh) 用於在cvd或pvd反應器之製程室中固持基板之裝置
US20150259827A1 (en) Susceptor
JP2013004593A (ja) 基板支持装置及び気相成長装置
US20180096867A1 (en) Heating apparatus with controlled thermal contact
CN111490002B (zh) 载盘结构
KR20120038287A (ko) 서셉터
KR20130035616A (ko) 서셉터 및 이를 구비하는 화학기상증착 장치
CN220579388U (zh) 一种托盘结构及其外延生长设备
KR20200079830A (ko) 박막 증착용 진공 증발원
US20210327746A1 (en) Tray structure

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant