TWI489585B - Metal organic chemical vapor deposition equipment and its chamber components - Google Patents

Description

金屬有機化學氣相沉積設備及其腔室組件

本發明係涉及微電子技術領域，特別關於一種金屬有機化學氣相沉積設備及其腔室組件。

在微電子產品製造領域中，採用金屬有機化學氣相沉積(Metal Organic Chemical Vapor Deposition，以下簡稱MOCVD)設備製備薄膜的操作原理是將Ⅱ或Ⅲ族金屬有機化合物與Ⅳ或Ⅴ族元素的氫化物相混合後通入反應腔室，混合氣體流經加熱的基片表面時，在基片表面發生熱分解反應，並磊晶生長成化合物單晶薄膜。現今，上述MOCVD設備普遍存在單台設備產能較低的問題。為此，為了提高MOCVD設備的單台設備產能，一般在製程腔室內採用具有大尺寸托盤的基片承載裝置，以期能一次性承載更多的基片，並且同時對該等基片進行製程加工。

如圖1所示，為現有技術中MOCVD反應腔室的結構示意圖。在該反應腔室的頂部設有分割式中央噴嘴，其連通兩個中央進氣通道1100a和1100b，用以沿水平方向供氣。在反應腔室的側壁上設有排氣口1200，用以將反應氣體從反應腔室中排出。在反應腔室的內部設有主旋轉托盤1500和疊置於主旋轉托盤1500上的行星托盤1600，行星托盤1600沿主旋轉托盤1500的圓周方向均勻配置。此外，在主旋轉托盤1500的下方還設有加熱裝置1300，用以加熱托盤。在製程進行的過程中，製程氣體自兩個中央進氣通道1100a和1100b分別進入反應腔室中；主旋轉托盤1500進行旋轉運動並帶動行星托盤1600進行公轉，同時行星托盤1600在氣體浮力推動下慢速自轉，藉以帶動行星托盤1600之上的晶片1400轉動。如圖2所示，為現有技術中主旋轉托盤和行星托盤的組合之示意圖。上述反應腔室利用主旋轉托盤1500和行星托盤1600來帶動晶片1400以進行行星方式旋轉，進而可以有效提升均勻性，並可在一定程度上提高腔室內部的有效製程空間，從而提高產能。

然而，在上述托盤結構的基礎上，若要進一步提升單台設備產能，只能通過採用擴大上述主旋轉托盤尺寸的方式而使其承載更多的基片來實現。但是，一方面，由於用以承載晶片的托盤通常係採用石墨表面噴塗SiC塗層加工所製成，因此托盤越大噴塗製程的難度也越大，從而導致托盤的成本越高；另一方面，托盤尺寸的不斷擴大也會影響磊晶製程的均勻性和穩定性。因此，單純依靠擴大托盤的尺寸的方式來提高產能已經變得越來越難以實現。

本發明之主要目的在於解決現有技術中存在的至少一技術問題，而提供一種金屬有機化學氣相沉積設備及其腔室組件。

本發明一方面提供一種腔室組件，包括：腔室本體，所述腔室本體包括一反應腔室，且所述腔室本體更包括用以向所述反應腔室供氣的一進氣通道及用以從所述反應腔室排出氣體的一排氣通道；以及設置於所述反應腔室內的用以承載複數晶片的至少一第一托盤及至少一第二托盤，且所述至少一第一托盤的晶片承載面係與所述至少一第二托盤的晶片承載面相對。

較佳的，本發明的腔室組件更包括：一第一轉軸，所述第一轉軸與所述至少一第一托盤連接，用以帶動所述至少一第一托盤旋轉；以及一第二轉軸，所述第二轉軸與所述至少一第二托盤連接，用以帶動所述至少一第二托盤旋轉。

較佳的，本發明的腔室組件更包括：一第一加熱部件，所述第一加熱部件用以加熱所述至少一第一托盤；以及一第二加熱部件，所述第二加熱部件用以加熱所述至少一第二托盤。

較佳的，所述第一加熱部件和所述第二加熱部件為電阻加熱元件，其中所述第一加熱部件與所述至少一第一托盤的上表面相接觸，且所述第二加熱部件與所述至少一第二托盤的下表面相接觸。

在本發明的一個實施例中，所述第一加熱部件和所述第二加熱部件為感應加熱線圈，且所述第一加熱部件與所述至少一第一托盤的上表面之間具有一預定間隔，且所述第二加熱部件與所述至少一第二托盤的下表面之間具有另一預定間隔，其中，在所述第一加熱部件與所述至少一第一托盤的上表面之間設有一隔離件，且在所述第二加熱部件與所述至少一第二托盤的下表面之間設有另一隔離件。

較佳的，所述隔離件的材料包括石英或陶瓷。

較佳的，本發明的腔室組件更包括：一第三轉軸，所述至少一第一托盤和至少一第二托盤分別套接在所述第三轉軸之上，所述第三轉軸用以帶動所述至少一第一托盤和至少一第二托盤旋轉。

較佳的，本發明的腔室組件更包括：第三加熱部件，所述第三加熱部件均勻地分佈在所述反應腔室的內周壁上，用以加熱所述至少一第一托盤和至少一第二托盤。於此，所述反應腔室的內周壁係指反應腔室的腔室內壁之側壁，不包括腔室內壁的頂壁或底壁。

較佳的，所述第二轉軸具有一軸向通孔，所述進氣通道穿過所述軸向通孔及所述至少一第二托盤的一中心孔，並且延伸至所述反應腔室的內部的所述至少一第一托盤和至少一第二托盤之間。

較佳的，在所述進氣通道的上部區域設置有複數分配孔，並且所述腔室組件更包括進氣分配部件，所述進氣分配部件包括複數分配盤，該等分配盤位於所述至少一第一托盤和至少一第二托盤之間，且對應設置於所述進氣通道上的該等分配孔，並且該等分配盤係沿所述進氣通道的軸向彼此間隔地設置於所述進氣通道的上部區域。

較佳的，所述排氣通道係為一環形通道，該環形通道係形成於所述反應腔室的腔室內壁和腔室外壁之間形成，並在所述反應腔室的內周壁上沿其圓周方向間隔設有複數排氣孔，用以將所述反應腔室和所述排氣通路連通；並且，在所述反應腔室的腔室外壁上設有通向所述反應腔室的外部的一排氣口。

較佳的，所述複數排氣孔位於所述至少一第一托盤與所述至少一第二托盤之間。

較佳的，本發明的腔室組件更包括一進氣環，所述進氣環內嵌於所述反應腔室的腔室周壁上，並且所述進氣環的外壁面係暴露於所述反應腔室的外部，所述進氣環的內壁面係暴露於所述反應腔室的內部；藉以透過該進氣環形成該進氣通道，所述進氣通道具有與所述反應腔室的外部連通的進氣環進氣孔和與所述反應腔室的內部連通的進氣環出氣孔。

較佳的，所述進氣環出氣孔的端面係與所述反應腔室的內周壁平齊，並且位於所述至少一第一托盤和所述至少一第二托盤之間。

較佳的，所述進氣環包括多個進氣環出氣單元，所述多個進氣環出氣單元沿所述進氣環的圓周方向間隔設置，且每一個進氣環出氣單元包括沿所述進氣環的軸向間隔設置的多個進氣環出氣孔。

較佳的，本發明的腔室組件更包括進氣盤，所述進氣盤設置在所述至少一第一托盤和至少一第二托盤之間，所述進氣盤的外周壁面係暴露於所述反應腔室的外部，所述進氣盤內設有所述進氣通道，所述進氣通道具有與所述反應腔室的外部連通的進氣盤進氣孔，且在所述進氣盤的上表面和下表面上且位於反應腔室內的區域中設置有複數進氣盤出氣孔，用以將所述進氣通道與所述反應腔室的內部連通。

較佳的，所述排氣通道包括設置在所述反應腔室頂部的上排氣通孔和設置在所述反應腔室底部的下排氣通孔。

較佳的，所述第一轉軸和第二轉軸分別從所述上排氣通孔和所述下排氣通孔延伸至所述反應腔室的內部以分別與所述至少一第一托盤和至少一第二托盤連接。

較佳的，該等晶片係以靜電吸附或壓片環的方式固定在所述至少一第一托盤和至少一第二托盤上。

較佳的，該等晶片分別沿所述第一托盤和第二托盤的圓周方向以單圈或多圈配置在所述第一托盤和第二托盤上。

較佳的，所述至少一第一托盤和至少一第二托盤之上分別設有複數行星托盤。

本發明另一方面還提供一種採用上述腔室組件的金屬有機化學氣相沉積設備。

依據本發明，藉由在反應腔室中設置晶片承載面相對的第一托盤及第二托盤，可以承載更多的晶片，從而大幅提高反應腔室之容量和氣體利用率，進而提高製程效率，並且降低製作製作成本。另外，由於托盤係選用對稱的結構，也有利於提高製程的均勻性和穩定性。

本發明的附加方面和優點將在下面的描述中說明，部分將從下面的描述中變得明顯，或可透過實行本發明而瞭解到本發明的附加方面與優點。

以下將詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中各附圖中相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。

為了方便描述，下述各個實施例均是以腔室組件水平放置為例說明本發明的實施方式，因此，在下述實施例中，托盤的上表面和下表面分別是指當腔室組件水平放置時托盤向上的面和托盤向下的面。

本發明實施例的腔室組件可在一個反應腔室內設置兩個晶片承載面相對的托盤，並將反應氣體引入到兩個托盤之間，從而達到提高製程效率且降低製作成本的目的。

本發明實施例的腔室組件包括腔室本體、設置在腔室本體之中的用以承載晶片的第一托盤和第二托盤，其中，第一托盤的晶片承載面與第二托盤的晶片承載面係相對設置。在本發明的下述實施例中，第一托盤和第二托盤是可轉動的。然而在本發明的其他實施例中，第一托盤和第二托盤也可以是不可轉動的。在本發明的一個實施例中，第一托盤可水平設置在反應腔室內的上部，第二托盤可水平設置在反應腔室內的下部並且設置於與第一托盤對應的位置處。其中，反應腔室中具有用以向反應腔室供氣的進氣通道和用以從反應腔室排出氣體的排氣通道。在本發明的一個實施例中，腔室組件包括腔室外壁和套置在腔室外壁內部的腔室內壁，且反應腔室可由腔室內壁圍繞而成；而在本發明的其他實施例中，反應腔室也可由腔室外壁圍繞而成，即腔室組件僅包括腔室外壁。其中，腔室外壁可為不銹鋼材料、石英或者鋁合金等其他材料，腔室內壁可為不銹鋼材料、石墨或者塗覆有SiC塗層的石墨材料以及石英等材料。

在本發明的一個實施例中，該腔室組件還包括第一轉軸和第二轉軸，其中，第一轉軸與第一托盤連接用以帶動第一托盤旋轉，第二轉軸與第二托盤連接用以帶動第二托盤旋轉。在本發明的一些實施例中，還可將第一轉軸或第二轉軸與進氣通道或排氣通道相結合，進而使得腔室組件的結構更加緊密。

在本發明的一個實施例中，該腔室組件更包括第一加熱部件和第二加熱部件，其中，第一加熱部件用以加熱第一托盤，第二加熱部件用以加熱第二托盤。在本發明的一個實施例中，第一加熱部件和第二加熱部件可為感應線圈或者電阻絲/片。例如，第一加熱部件和第二加熱部件可為電阻加熱元件，其中，第一加熱部件與第一托盤的上表面相接觸，且第二加熱部件與第二托盤的下表面相接觸。再例如，第一加熱部件和第二加熱部件還可為感應加熱線圈，且第一加熱部件與第一托盤的上表面之間以及第二加熱部件與第二托盤的下表面之間分別具有預定間隔，藉由調整預定間隔的大小可對感應加熱線圈所產生的磁場強弱進行控制，從而達到調節腔室溫度的作用；其中，在第一加熱部件與第一托盤的上表面之間以及在第二加熱部件與第二托盤的下表面之間分別設有隔離件，用以達到腔室保溫以及防止線圈被污染的作用。在本發明的一個實施例中，該隔離件包括石英或陶瓷等可隔熱、耐高溫、耐腐蝕的材料。

在本發明的另一個實施例中，第一托盤和第二托盤還可設置在同一個轉軸上，例如該腔室組件包括第三轉軸，其中，第一托盤和第二托盤分別套接在第三轉軸之上，第三轉軸用以帶動第一托盤和第二托盤旋轉。

在本發明的另一個實施例中，為了加熱第一托盤和第二托盤，還可在反應腔室的內周壁上均勻地設置第三加熱部件，以對第一托盤和第二托盤進行加熱。該第三加熱部件例如可以為感應加熱線圈、電阻絲或者紅外燈等。

在本發明的實施例中，為了同時對第一托盤和第二托盤之上的晶片進行加工，需要藉由進氣通道將反應氣體輸送至第一托盤和第二托盤之間，在以下的實施例中將會對進氣通道的設置進行詳細的描述。較佳為，第一托盤和第二托盤分別相對於反應腔室的中心對稱配置，以有利於提高製程的均勻性和穩定性。在本發明的一個實施例中，第一托盤和第二托盤可由石墨或者帶SiC塗層的石墨、金屬鉬及其合金等耐高溫、化學性質穩定的材料製成；並且，晶片可為藍寶石、GaAs、Si、SiC、GaN、ZnO等適合作為磊晶生長基材的材料。

下面結合圖3a、3b和3c詳細說明可用於本發明實施例中複數晶片在托盤上的配置方式。

請一併參閱圖3a和圖3b，其中，圖3a示出晶片在托盤上以單圈的方式配置之情形；圖3b示出晶片在托盤上以兩圈的方式配置之情形。具體的，晶片3200可以沿托盤3100(即，第一托盤和第二托盤)的圓周方向以單圈或多圈的方式均勻地配置在托盤3100上。所謂單圈指的是圍繞托盤3100的中心配置一圈晶片3200；所謂多圈指的是圍繞托盤3100的中心配置多圈晶片3200。其中，晶片3200在第一托盤上的配置方式可以與在第二托盤上的晶片3200的配置方式相同；當然，在其他實施例中，晶片3200在第一托盤上的配置方式與在第二托盤上的晶片3200的配置方式也可以不同。

請參閱圖3c，其中示出晶片在托盤上以行星方式配置的情形。在本發明的實施例中，托盤3100c上的晶片3200c的配置方式也可採用行星方式配置，即在托盤3100c(即，第一托盤和第二托盤)上疊置有沿圓周方向配置的行星托盤3300c，每個行星托盤3300c可承載多個晶片3200c。這些行星托盤3300c可在諸如氣體驅動或機械驅動等傳統驅動方式的驅動下，使行星托盤3300c以一定速度旋轉。

在本發明的實施例中，複數晶片既可以靜電吸附的方式固定在第一托盤和第二托盤上，也可以壓片環的方式固定在第一托盤和第二托盤上。其中，晶片以壓片環的方式固定是指：根據晶片配置的特徵製作相對應的壓片環，每個壓片環疊置在晶片上，且壓片環的圓孔孔徑略小於晶片外徑，使其可藉由圓孔邊緣部分固定晶片。壓片環可透過鉚接或者其他連接方式與第一托盤和第二托盤連接，其材料可以為石墨或者帶SiC塗層的石墨等材料。

本發明的下列實施例係有關於反應腔室及進氣通道和排氣通道的多個實施例，但是需要說明的是下列實施例僅為本發明的較佳方式，並不意味著本發明僅能通過下列實施例實現。事實上，本領域技術人員可根據本發明的上述構想對下列實施例中的進氣通道和/或排氣通道進行等同的修改或替換，這些均應包含在本發明的保護範圍之內。

實施例1

如圖4所示，為本發明實施例1的腔室組件示意圖。該腔室組件4000包括腔室外壁4100和腔室內壁4200，由腔室內壁4200環繞所形成的空間為反應腔室。其中，腔室外壁4100可為不銹鋼材料、石英或者鋁合金等其他材料，腔室內壁4200可為不銹鋼材料、石墨或者塗覆有SiC塗層石墨材料以及石英等材料。在反應腔室內水平設置有第一托盤4520和第二托盤4620，複數晶片4530和複數晶片4630分別放置於第一托盤4520和第二托盤4620的晶片承載面上，且第一托盤4520和第二托盤4620的晶片承載面相對設置，使其能夠同時對複數晶片4530的下表面和複數晶片4630的上表面進行加工。

於本實施例中，腔室組件4000更包括第一轉軸4510、其為對第一托盤4520加熱的第一加熱部件4540，以及第二轉軸4610、其為對第二托盤4620加熱的第二加熱部件4640。其中，第一轉軸4510沿縱軸方向自反應腔室的頂部貫穿並與第一托盤4520連接，用以帶動第一托盤4520旋轉；第二轉軸4610沿縱軸方向自反應腔室的底部貫穿並與第二托盤4620連接，用以帶動第二托盤4620旋轉。

於本實施例中，第一加熱部件4540和第二加熱部件4640為感應加熱線圈，其分別靠近第一托盤4520的上表面和第二托盤4620的下表面而設置，且在第一加熱部件4540與第一托盤4520的上表面之間以及第二加熱部件4640與第二托盤4620的下表面之間分別具有預定間隔，其中，在第一拖盤4520的上表面上覆蓋有一隔離板4550；在第二拖盤4620的下表面上覆蓋有另一隔離板4650。

於本實施例中，反應腔室更包括用以向反應腔室供氣的呈管道狀的進氣通道4300和用以從反應腔室排出氣體的排氣通道4420，其中，藉由在第二轉軸4610中設置軸向通孔4660，使進氣通道4300能夠依序穿過該軸向通孔4660及第二托盤4620的中心孔而延伸至第一托盤4520和第二拖盤4620之間，並且對應於第一托盤4520和第二拖盤4620之間的區域，至少在進氣通道4300的上部區域設置有複數分配孔4710，以將反應氣體引入第一托盤4520和第二托盤4620之間，從而實現同時在複數晶片4530的下表面和複數晶片4630的上表面進行加工的目的。當然，在本發明的其他實施例中，也可將第一轉軸4510設為具有軸向通孔，從而使得進氣通道4300可以依序穿過第一轉軸4510的軸向通孔和第一托盤4520的中心孔而延伸至第一托盤4520和第二托盤4620之間，即，使進氣通道4300自反應腔室的頂部向下延伸至反應腔室內。

本發明實施例中的排氣通道4420為形成在腔室外壁4100和腔室內壁4200之間的環形通道，其包括間隔設置在腔室內周壁上的複數排氣孔4410以及與反應腔室的外部連通的排氣口4430，其中，每個排氣孔4410將反應腔室與排氣通道4420連通。較佳為，複數排氣孔4410位於第一托盤4520與第二托盤4620之間，使其可以將反應後氣體及時排出。

在本發明的較佳實施例中，為了使反應氣體在反應腔室內的分佈更加均勻，在本實施例中更包括進氣分配部件4700，例如圖5就示出了本發明實施例1所採用的一種進氣分配部件4700。該進氣分配部件4700包括複數分配盤4720，所述複數分配盤4720位於第一托盤4520與第二托盤4620之間且對應設置於上述進氣通道4300的複數分配孔4710(即，沿進氣通道4300的軸向配置的每一排分配孔4710均被夾在兩個相鄰分配盤4720之間)，並且該等分配盤係沿進氣通道4300的軸向彼此間隔一定距離地設置於進氣通道4300的上部區域，如此一來，反應氣體通過這些分配孔4710進入到相鄰的分配盤4720之間，並沿所述相鄰的分配盤4720所限制的流動方向而進入到第一托盤4520與第二托盤4620之間，使反應氣體在反應腔室內的分佈得以更加均勻。

實施例2

圖6a為本發明實施例二的腔室組件示意圖，圖6b為圖6a所示腔室組件中的進氣環的右視圖，圖6c為圖6a所示腔室組件中的進氣環的剖視圖。

請一併參閱圖6a、6b和6c，本實施例提供的該腔室組件5000包括腔室外壁5100和腔室內壁5200。其中，腔室外壁5100可為不銹鋼材料、石英或者鋁合金等其他材料，腔室內壁5200可為不銹鋼材料、石墨或者塗覆有SiC塗層石墨材料以及石英等材料。該腔室組件5000還包括第一轉軸5510、第一托盤5520、放置在第一托盤5520之上的複數晶片5530、對第一托盤5520加熱的第一加熱部件5540，以及第二轉軸5610、第二托盤5620、放置在第二托盤5620之上的複數晶片5630、對第二托盤5620加熱的第二加熱部件5640。其中，本實施例中的部件的結構及功能類似於實施例1所述之相對應的組件，因而在此便不再贅述。

本實施例與實施例1的區別在於：在本實施例中腔室組件5000的進氣通道和排氣通道與實施例1所述的進氣通道和排氣通道不同。具體為：在本實施例中，進氣通道設計成環形通道的形式，如圖6a、6b和6c所示的進氣環5300。進氣環5300內嵌於反應腔室的腔室周壁上，該進氣環5300的內壁面暴露於反應腔室的內部；該進氣環5300的外壁面暴露於反應腔室的外部，且在進氣環5300的外壁面設置有反應腔室的外部連通的進氣環進氣孔5350。在本發明的實施例中，為了實現反應氣體均勻分佈的目的，沿進氣環5300的外壁面均勻地設置兩處進氣環進氣孔5350，即，這兩處進氣環進氣孔5350相對於進氣環5300的中心對稱設置，例如圖6a中設置在進氣環5300右側方向的外壁面上的第一進氣環進氣孔5310和設置在進氣環5300左側方向的外壁面上的第二進氣環進氣孔5320。當然在本發明的其他實施例中，也可在每處設置一個進氣環進氣孔5350或者更多個進氣環進氣孔5350。此外，進氣通道更具有與反應腔室的內部連通的多個進氣環出氣單元5330。在本發明的實施例中，進氣環5300包括多個進氣環出氣單元5330，每一個進氣環出氣單元5330皆設置於進氣環5300的內壁面上，且其端面係與反應腔室的內周壁平齊，並位於第一托盤5520和第二托盤5620之間。其中，多個進氣環出氣單元5330沿進氣環5300的圓周方向間隔設置在進氣環5300的內壁面上，且每一個進氣環出氣單元5330可包括沿進氣環5300的軸向間隔設置的多個進氣環出氣孔5340，進而使通入反應腔室的反應氣體分佈得更加均勻。例如，圖6c中沿進氣環5300的軸向間隔設置的三個進氣環出氣孔5340即構成一個進氣環出氣單元5330，且多個進氣環出氣單元5330沿進氣環5300的圓周方向間隔設置在進氣環5300的內壁面上。

於本實施例中，排氣通道5410包括貫穿反應腔室頂部的上排氣通孔5420和貫穿反應腔室底部的下排氣通孔5430。其中，上排氣通孔5420將排氣通道5410分別與反應腔室的外部以及反應腔室的內部連通。同樣的，下排氣通孔5430將排氣通道5410分別與反應腔室的外部以及反應腔室的內部連通，如此一來，反應後氣體會沿著上排氣通孔5420和下排氣通孔5430排出。並且，第一轉軸5510和第二轉軸5610分別從上排氣通孔5420和下排氣通孔5430延伸至反應腔室以分別與第一托盤5520和第二托盤5620相連，從而將第一轉軸5510和第二轉軸5610分別與排氣通道5410相結合，進而使得腔室組件的結構更加緊密。

需要說明的是，儘管本實施例中係以圓環形狀的進氣環為例對本發明進行說明，但是本發明並不侷限於此，在實際應用中，其亦可以對應於反應腔室的腔室周壁的形狀而相應地設置成其他形狀的環形結構。

實施例3

圖7a為本發明實施例3的腔室組件示意圖，圖7b為圖7a所示腔室組件中的進氣盤右視圖，圖7c為圖7a所示腔室組件中的進氣盤俯視圖。

請一併參閱圖7a、7b和7c，本實施例提供的腔室組件6000包括第一轉軸6510、第一托盤6520、放置在第一托盤6520之上的複數晶片6530、為第一托盤6520加熱的第一加熱部件6540，以及第二轉軸6610、第二托盤6620、放置在第二托盤6620之上的複數晶片6630、為第二托盤6620加熱的第二加熱部件6640。其中，本實施例中的部件的結構及功能類似於實施例1中所述之相對應的組件，因而在此便不再贅述。

本實施例與實施例2的區別在於：在本實施例中，該腔室組件6000僅包括腔室外壁6100，並且在本實施例中，腔室組件6000的進氣通道與實施例2所述的進氣通道不同。

在本實施例中，進氣通道係設計成盤狀形式，並且其上包括進氣盤進氣孔和進氣盤出氣孔，例如圖中設置在第一托盤6520和第二托盤6620之間的進氣盤6300。其中，進氣盤6300的外周壁面位於反應腔室的外部，使進氣盤進氣孔6310能夠將進氣通道與反應腔室的外部連通；並且在進氣盤6300上表面和下表面上且位於反應腔室內的區域中設置有複數進氣盤出氣孔6320，使其能夠以噴灑的方式在第一托盤6520和第二托盤6620之間提供反應氣體。

在本實施例中，排氣通道包括設置在反應腔室的腔室外壁6100頂部的上排氣通孔6410和設置在反應腔室的腔室外壁6100底部的下排氣通孔6420。其中，上排氣通孔6410將排氣通道與反應腔室的外部連通；下排氣通孔6420將排氣通道與反應腔室的外部連通，如此一來，反應後氣體將會沿著上排氣通孔6410和下排氣通孔6420排出。並且，第一轉軸6510和第二轉軸6610分別從上排氣通孔6410和下排氣通孔6420延伸至反應腔室內以分別與第一托盤6520和第二托盤6620相連。

需要說明的是，在上述實施例中雖然以可轉動的第一托盤和第二托盤為例進行描述，但是在本發明並不侷限於此，而是在另一些實施例中也可將第一托盤和第二托盤設置為不可轉動，並且採用以上實施例所述的第一托盤和第二托盤的設置位置以及進氣通道和排氣通道的設置方式。

需要進一步指出的是，儘管前述實施例中的第一托盤和第二托盤係水平設置在反應腔室內，且第一托盤的晶片承載面與第二托盤的晶片承載面彼此相對，但是本發明並不侷限於此，而是也可以根據需要將第一托盤和第二托盤直立地設置在反應腔室內，並使第一托盤的晶片承載面與第二托盤的晶片承載面彼此相對，事實上這種直立式的設置方式類似於將圖4、圖6a和圖7a所示腔室組件旋轉90°，因此，該腔室組件內各個部件的設置位置以及彼此之間的位置關係在此不再贅述。

此外，本發明還提出了一種採用上述腔室組件的金屬有機化學氣相沉積設備。由於該金屬有機化學氣相沉積設備可同時對上下兩個托盤之上的晶片進行處理，進而能夠大幅地提高製程效率。

本發明實施例通過在反應腔中設置晶片承載面相對的兩個托盤，可以大幅地提高反應腔的容量和氣體利用率，進而提高製程效率，並且降低製作成本。另外，由於托盤係採用對稱之結構，也有利於提高製程的均勻性和穩定性。

在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或複數實施例或示例中以合適的方式結合。

儘管已經示出和描述了本發明的實施例，本技術領域中具有通常知識者可以理解：在不脫離本發明的原理和目的的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明所訴請保護之範圍應由各請求項及其等同物限定。

1100a．．．中央進氣通道

1100b．．．中央進氣通道

1200．．．排氣口

1300．．．加熱裝置

1400．．．晶片

1500．．．主旋轉托盤

1600．．．行星托盤

3100．．．托盤

3100c．．．托盤

3200．．．晶片

3200c．．．晶片

3300c．．．行星托盤

4000．．．腔室組件

4100．．．腔室外壁

4200．．．腔室內壁

4300．．．進氣通道

4410．．．排氣孔

4420．．．排氣通道

4430．．．排氣口

4510．．．第一轉軸

4520．．．第一托盤

4530．．．晶片

4540．．．第一加熱部件

4550．．．隔離板

4610．．．第二轉軸

4620．．．第二托盤

4630．．．晶片

4640．．．第二加熱部件

4650．．．隔離板

4660．．．軸向通孔

4700．．．進氣分配組件

4710．．．分配孔

4720．．．分配盤

5000．．．腔室組件

5100．．．腔室外壁

5200．．．腔室內壁

5300．．．進氣環

5310．．．第一進氣環進氣孔

5320．．．第二進氣環進氣孔

5330．．．進氣環出氣單元

5340．．．進氣環出氣孔

5350．．．進氣環進氣孔

5410．．．排氣通道

5420．．．上排氣通孔

5430．．．下排氣通孔

5510．．．第一轉軸

5520．．．第一托盤

5530．．．晶片

5540．．．第一加熱部件

5610．．．第二轉軸

5620．．．第二托盤

5630．．．晶片

5640．．．第二加熱部件

6000．．．腔室組件

6100．．．腔室外壁

6300．．．進氣盤

6310．．．進氣盤進氣孔

6320．．．進氣盤出氣孔

6410．．．上排氣通孔

6420．．．下排氣通孔

6510．．．第一轉軸

6520．．．第一托盤

6530．．．晶片

6540．．．第一加熱部件

6610．．．第二轉軸

6620．．．第二托盤

6630．．．晶片

6640．．．第二加熱部件

本發明上述和/或附加的方面和優點，可透過參照下列附圖使本發明之實施例變得更加明顯且容易理解，其中：

圖1為現有技術中MOCVD反應腔室的結構示意圖；

圖2為現有技術中主旋轉托盤和行星托盤的組合之示意圖；

圖3a為本發明實施例晶片在托盤上以單圈的方式配置之示意圖；

圖3b為本發明實施例晶片在托盤上以兩圈的方式配置之示意圖；

圖3c為本發明實施例晶片在托盤上以行星方式配置的示意圖；

圖4為本發明實施例1的腔室組件示意圖；

圖5為本發明實施例1的進氣分配部件示意圖；

圖6a為本發明實施例2的腔室組件示意圖；

圖6b為圖6a所示腔室組件中的進氣環之右視圖；

圖6c為圖6a所示腔室組件中的進氣環之剖視圖

圖7a為本發明實施例3的腔室組件示意圖；

圖7b為圖7a所示腔室組件中的進氣盤右視圖；以及

圖7c為圖7a所示腔室組件中的進氣盤俯視圖。

4000．．．腔室組件

4100．．．腔室外壁

4200．．．腔室內壁

4300．．．進氣通道

4410．．．排氣孔

4420．．．排氣通道

4430．．．排氣口

4510．．．第一轉軸

4520．．．第一托盤

4530．．．晶片

4540．．．第一加熱部件

4550．．．隔離板

4610．．．第二轉軸

4620．．．第二托盤

4630．．．晶片

4640．．．第二加熱部件

4650．．．隔離板

4660．．．軸向通孔

4700．．．進氣分配組件

4710．．．分配孔

Claims (22)

1. 一種金屬有機化學氣相沉積設備的腔室組件，其包括：一腔室本體，該腔室本體包括一反應腔室，且該反應腔室內設置有用以承載複數晶片的至少一第一托盤和至少一第二托盤，且該至少一第一托盤的晶片承載面係與該至少一第二托盤的晶片承載面相對；該腔室本體還包括用以向該反應腔室供氣的一進氣通道及用以從該反應腔室排出氣體的一排氣通道。
2. 如請求項1所述之金屬有機化學氣相沉積設備的腔室組件，其更包括：一第一轉軸，該第一轉軸與該至少一第一托盤連接，用以帶動該至少一第一托盤旋轉；以及一第二轉軸，該第二轉軸與該至少一第二托盤連接，用以帶動該至少一第二托盤旋轉。
3. 如請求項1所述之金屬有機化學氣相沉積設備的腔室組件，其更包括：一第一加熱部件，該第一加熱部件用以加熱該至少一第一托盤；以及一第二加熱部件，該第二加熱部件用以加熱該至少一第二托盤。
4. 如請求項3所述之金屬有機化學氣相沉積設備的腔室組件，其中該第一加熱部件和該第二加熱部件為一電阻加熱元件，其中，該第一加熱部件與該至少一第一托盤的上表面相接觸，且該第二加熱部件與該至少一第二托盤的 下表面相接觸。
5. 如請求項3所述之金屬有機化學氣相沉積設備的腔室組件，其中該第一加熱部件和該第二加熱部件為感應加熱線圈，且該第一加熱部件與該至少一第一托盤的上表面之間具有一預定間隔，且該第二加熱部件與該至少一第二托盤的下表面之間具有一預定間隔，其中，在該第一加熱部件與該至少一第一托盤的上表面之間設有一隔離件，且在該第二加熱部件與該至少一第二托盤的下表面之間設有另一隔離件。
6. 如請求項5所述之金屬有機化學氣相沉積設備的腔室組件，其中該隔離件的材料包括石英或陶瓷。
7. 如請求項1所述之金屬有機化學氣相沉積設備的腔室組件，其更包括：一第三轉軸，該至少一第一托盤和該至少一第二托盤分別套接在該第三轉軸之上，該第三轉軸係用以帶動該至少一第一托盤及該至少一第二托盤旋轉。
8. 如請求項1所述之金屬有機化學氣相沉積設備的腔室組件，其更包括：一第三加熱部件，該第三加熱部件係均勻地分佈在該反應腔室的內周壁上，用以加熱該至少一第一托盤及該至少一第二托盤。
9. 如請求項2所述之金屬有機化學氣相沉積設備的腔室組件，其中該第二轉軸具有一軸向通孔，該進氣通道穿過該軸向通孔及該第二托盤的一中心孔，並且延伸至設置於該反應腔室的內部的該至少一第一托盤及該至少一第二 托盤之間。
10. 如請求項9所述之金屬有機化學氣相沉積設備的腔室組件，其中在該進氣通道的上部區域設置有複數分配孔，並且該腔室組件更包括一進氣分配部件，該進氣分配部件包括複數分配盤，該等分配盤位於該至少一第一托盤和第二托盤之間且對應設置於該進氣通道上的該等分配孔，並且該等分配盤係沿該進氣通道的軸向彼此間隔地設置於該進氣通道的上部區域。
11. 如請求項9或10所述之金屬有機化學氣相沉積設備的腔室組件，其中該排氣通道係為一環形通道，該環形通道係形成於該反應腔室的腔室內壁及腔室外壁之間，並在該反應腔室的內周壁上沿其圓周方向間隔設有複數排氣孔，用以將該反應腔室和該排氣通道連通；並且，在該反應腔室的腔室外壁上係設有通向該反應腔室的外部的一排氣口。
12. 如請求項11所述之金屬有機化學氣相沉積設備的腔室組件，其中該等排氣孔位於該至少一第一托盤與該至少一第二托盤之間。
13. 如請求項2所述之金屬有機化學氣相沉積設備的腔室組件，其更包括：一進氣環，該進氣環內嵌於該反應腔室的腔室周壁上，並且該進氣環的外壁面係暴露於該反應腔室的外部，該進氣環的內壁面係暴露於該反應腔室的內部，藉以透過該進氣環形成該進氣通道；以及該進氣通道具有與該反應 腔室的外部連通的一進氣環進氣孔及與該反應腔室的內部連通的一進氣環出氣孔。
14. 如請求項13所述之金屬有機化學氣相沉積設備的腔室組件，其中該進氣環出氣孔的端面係與所述反應腔室的內周壁平齊，並且位於該至少一第一托盤和該至少一第二托盤之間。
15. 如請求項14所述之金屬有機化學氣相沉積設備的腔室組件，其中該進氣環包括多個進氣環出氣單元，所述多個進氣環出氣單元沿該進氣環的圓周方向間隔設置，且每一個進氣環出氣單元包括沿該進氣環的軸向間隔設置的多個進氣環出氣孔。
16. 如請求項2所述之金屬有機化學氣相沉積設備的腔室組件，其更包括：一進氣盤，該進氣盤設置在該至少一第一托盤及該至少一第二托盤之間，該進氣盤的外周壁面係暴露於該反應腔室的外部，該進氣盤內設有該進氣通道，該進氣通道具有與該反應腔室的外部連通的一進氣盤進氣孔，且在該進氣盤的上表面和下表面上且位於該反應腔室內的區域中設置有複數進氣盤出氣孔，用以將該進氣通道與該反應腔室的內部連通。
17. 如請求項13至16中任一項所述之金屬有機化學氣相沉積設備的腔室組件，其中該排氣通道包括設置在該反應腔室頂部的一上排氣通孔和設置在該反應腔室之底部的一下排氣通孔。
18. 如請求項17所述之金屬有機化學氣相沉積設備的 腔室組件，其中該第一轉軸和第二轉軸分別從該上排氣通孔和該下排氣通孔延伸至該反應腔室的內部，以分別與該至少一第一托盤和該至少一第二托盤連接。
19. 如請求項1所述之金屬有機化學氣相沉積設備的腔室組件，其中該等晶片係以靜電吸附或壓片環的方式固定在該至少一第一托盤和該至少一第二托盤上。
20. 如請求項1所述之金屬有機化學氣相沉積設備的腔室組件，其中該等晶片分別沿該至少一第一托盤和該至少一第二托盤的圓周方向以單圈或多圈配置在該至少一第一托盤及該至少一第二托盤上。
21. 如請求項1所述之金屬有機化學氣相沉積設備的腔室組件，其中在該第一托盤及該第二托盤上分別設有複數行星托盤。
22. 一種金屬有機化學氣相沉積設備，其中包括如請求項1至21中任一項所述之腔室組件。