TWI557842B - 晶圓載具 - Google Patents

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TWI557842B
TWI557842B TW102136705A TW102136705A TWI557842B TW I557842 B TWI557842 B TW I557842B TW 102136705 A TW102136705 A TW 102136705A TW 102136705 A TW102136705 A TW 102136705A TW I557842 B TWI557842 B TW I557842B
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張中英
羅雲明
沈圻
曾楹珍
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晶元光電股份有限公司
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    • 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
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    • 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
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Description

晶圓載具
本發明係關於一種晶圓載具，尤其是關於一種具有一承載主體及複數個支撐柱位於承載主體之一周邊的晶圓載具。
在發光二極體的製程中，磊晶層需要成長在一基板上，基板的功能類似於晶圓拉晶時的晶種層。當基板的晶格常數與磊晶層的晶格常數相近，在磊晶層成長時可以減少磊晶層與基板之間晶格的差排、錯位等缺陷。基板的選擇以與磊晶層的材料相近為佳，因為基板與磊晶層的晶格常數等物理特性相近，在磊晶層成長於基板的過程中較不會因為不同的反應爐溫度範圍，而在磊晶層與基板之間產生應力，形成翹曲，影響磊晶層的品質。但是對某些磊晶層材料而言，並無相同於磊晶層材料的基板可供使用，亦無相同於磊晶層晶格常數的材料可以使用。此外，即便有理想的基板材料選擇，其生產成本也可能過高。
綜合上述原因，一旦基板材料與磊晶層材料不同，亦或是磊晶層的組成材料有數種，只要其中一種或一種以上的磊晶層材料與基板的材料不同，或是晶格常數不同、膨脹係數不同、硬 度不同，都將導致磊晶層成長於基板的過程中，因不同的反應爐溫度而在磊晶層與基板之間產生不同的應力，形成不同的翹曲或形變。輕度的應力可能造成磊晶層因受熱不均勻而導致磊晶品質不佳，且磊晶層形變所造成的彎曲也會影響後續的製程。如果所產生的應力過大，則可能導致磊晶層破裂。
一般用於發光二極體磊晶層成長的方式包含氣相磊晶法(VPE)或有機金屬化學氣相沉積法(MOCVD)。其中，有機金屬化學氣相沉積法(MOCVD)是最常用的磊晶技術，通常用來成長GaN、AlGaInP等薄膜。首先，將一基板放置於一載具(carrier)上，然後將位在載具上的基板移至反應爐中成長磊晶層，形成晶圓結構。在磊晶層成長的過程中，反應爐溫度會持續變化。由於磊晶層和基板的晶格常數、熱膨脹係數不同，在不同的溫度區間，晶圓結構會產生不同程度的翹曲和形變。
晶圓結構的翹曲會使晶圓無法與載具完全貼合，造成晶圓結構表面溫度分佈不均勻，如果此時正在成長一發光層，晶圓結構表面溫度分佈不均勻將會影響到晶圓結構上不同區域的發光層發光波長分佈不同。
圖1描述了習知技術中一晶圓載具10，包含一承載主體100具有一凹口102，凹口102之底面103為一平面。一晶圓104包含一成長基板及一成長於成長基板上的磊晶層，其中磊晶層包含一發光層。在磊晶層成長於成長基板的過程中，反應爐溫度會持續變化。因磊晶層和成長基板的晶格常數、熱膨脹係數不同， 在不同的溫度區間，晶圓會產生不同程度的翹曲和形變。如圖1所示，晶圓104的側視圖為一凸面，當成長發光層於成長基板上時，因晶圓104與載具凹口102之底面103頂觸的區域只有晶圓104周圍部分區域，此時用於成長發光層的反應爐溫度設定如果以晶圓104的中心區域為考量，將導致晶圓104周邊的成長溫度與晶圓104中心區域的成長溫度不同。由於成長於成長基板上的發光層因晶圓104上不同的區域有不同的成長溫度，其發光波長亦不同。
圖2描述了習知技術中一晶圓載具20，包含一承載主體200具有一凹口202，凹口202之底面203為一平面。一晶圓204包含成長基板及成長於成長基板上的磊晶層，其中磊晶層包含一發光層。如圖2所示，晶圓204的側視圖為一凹面，當成長發光層於成長基板上時，因晶圓204與載具凹口202之底面203頂觸的區域只有晶圓204中心區域，晶圓204容易晃動。當晶圓載具20高速旋轉時，晶圓204可能飛出。
圖3A所示為另一習知晶圓載具30，包含一承載主體300具有一凹口302，凹口302之底面303為一平面；以及一支撐環305位於承載主體300之周邊。一晶圓304包含一成長基板及一成長於成長基板上的磊晶層，其中磊晶層包含一發光層。
圖3B所示為習知晶圓載具30之上視圖，支撐環305的上視形狀大約為一圓形。支撐環305沿著晶圓304周圍將晶圓304架高，使晶圓304不會因只有晶圓304的中心區域與載具凹口302 之底面303相頂觸而容易晃動。但是，支撐環305與晶圓304外圍直接接觸使晶圓外圍的成長溫度與晶圓中心區域的成長溫度不同。由於成長於成長基板上的發光層因晶圓304外圍與中心區域有不同的成長溫度，其發光波長亦不同。
一晶圓載具，包含一具有一高度以及一凹口之承載主體，其中凹口之底面為一曲面；以及複數個支撐柱位於承載主體之一周邊。本發明另一方面係提供晶圓載具之一製造方法。方法包含於一成長基板上形成一磊晶層以形成一晶圓結構；量測晶圓結構的一翹曲率；以及依據晶圓結構的翹曲率，提供上述的晶圓載具。
10、20、30、40、40b、50、60、60a、701、80‧‧‧晶圓載具
100、200、300、400、500、600‧‧‧承載主體
401、501‧‧‧承載主體高度
102、202、302、402、502‧‧‧承載主體凹口
103、203、303、403、503‧‧‧底面
403a‧‧‧凸面高度
503a‧‧‧凹面深度
104、204、304、404、504、804‧‧‧晶圓
305‧‧‧支撐環
405、505、605、704、601‧‧‧支撐柱
606‧‧‧第一支撐柱
605a‧‧‧第二支撐柱
405a、505a‧‧‧支撐柱高度
702‧‧‧第一側邊
703‧‧‧第二側邊
6062‧‧‧第三側邊
6061‧‧‧第四側邊
803、4041、5041、8041‧‧‧平邊
9‧‧‧承載盤
400s‧‧‧第一上表面
92‧‧‧第一圓心
93‧‧‧內圈
91‧‧‧外圈
906‧‧‧第一支撐部
905‧‧‧第二支撐部
907‧‧‧第三支撐部
10‧‧‧加熱器
102‧‧‧第二上表面
100‧‧‧第二圓心
101‧‧‧內加熱器
105‧‧‧外加熱器
103‧‧‧中間加熱器
圖1係習知之晶圓載具剖面圖。
圖2係習知之晶圓載具剖面圖。
圖3A係習知之晶圓載具剖面圖。
圖3B係習知之晶圓載具上視圖。
圖4A係本發明第一實施例之晶圓載具剖面圖。
圖4B係本發明第一實施例之晶圓上視圖。
圖5A係本發明第二實施例之晶圓載具剖面圖。
圖5B係本發明第二實施例之晶圓上視圖。
圖6係本發明第一、二實施例之晶圓載具上視圖。
圖7係本發明第一、二實施例晶圓載具之各複數個支撐柱上視圖。
圖7A係本發明一實施例之晶圓載具上視圖。
圖8A係本發明第一、二實施例晶圓載具之平邊上視圖。
圖8B係本發明第一、二實施例晶圓及晶圓載具之上視圖。
圖9係本發明一實施例之承載盤上視圖。
圖10係本發明一實施例之加熱器上視圖。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。在圖式或說明中，相似或相同之部份係使用相同之標號，並且在圖式中，元件之形狀或厚度可擴大或縮小。需特別注意的是，圖中未繪示或描述之元件，可以是熟習此技藝之人士所知之形式。
如圖4A所示，依據本發明第一實施例之一晶圓載具40之剖面圖如下：如圖4A所示，本發明第一實施例之晶圓載具40，包含一具有一高度401之承載主體400，承載主體400具有一凹口402，凹口402之底面403為一曲面；以及複數個支撐柱405位於承載主體400之周邊。
本發明第一實施例之晶圓載具40的凹口402的上視形狀大約為一圓形，其尺寸為可容置一直徑2~8吋之商用晶圓。如圖8A所示，圖8A為一晶圓載具80之上視圖，如果是為承載4吋或是4吋以上的晶圓，晶圓 載具80凹口的上視形狀更包含一平邊803。一晶圓404包含一成長基板及一成長於成長基板上的磊晶層，其中磊晶層包含一發光層。磊晶層之材料包含一種以上之元素選自鎵(Ga)、鋁(Al)、銦(In)、磷(P)、氮(N)、鋅(Zn)、砷(As)、鎘(Cd)、及硒(Se)所構成之群組。
承載主體400之材料包含複合性材料，例如陶瓷；半導體材料，例如氮化硼、碳化矽；導電性材料，例如石墨或金屬，其中金屬包含鉬、鎢、鈦、鋯或上述之任意合金；非導電性材料，例如石英。
本發明第一實施例中，凹口402的上視形狀大約為圓形，其中凹口的上視形狀包含一側邊及一圓心。凹口402之底面403為曲面，其中曲面包含一凸面自凹口402之側邊向凹口402之圓心凸出一高度403a。在本實施例中，凸面高度403a介於15至1000微米之間。凸面高度403a與晶圓載具40所承載的晶圓404尺寸成一正比關係，其中，晶圓尺寸與凸面高度之間正比比值的範圍介於7至125之間。當晶圓404尺寸越大，在高溫下成長磊晶層時，晶圓404所產生的翹曲亦越大，所以晶圓載具40之承載主體400之凸面高度403a亦需要再增高。當晶圓載具40所承載的晶圓404尺寸為2吋時，承載主體400之凸面高度403a範圍介於15至65微米之間。當晶圓載具40所承載的晶圓404尺寸為4吋時，承載主體400之凸面高度403a範圍介於15至160微米之間。當晶圓載具40所承載的晶圓404尺寸為6吋時，承載主體400之凸面高度403a範圍介於15至400微米之間。當晶圓載具40所承載的晶圓404尺寸為8吋時，承載主體400之凸面高度403a範圍介於15至1000微米之間。
由於磊晶層和成長基板的晶格常數、熱膨脹係數不同，在不同的 溫度區間，晶圓會產生不同程度的翹曲和形變。在本實施例中，如果此時晶圓的翹曲形狀為一凸面，選擇包含凸面的晶圓載具40會使晶圓表面溫度分佈較均勻，晶圓上不同區域的發光層發光波長分佈亦較均勻。
本發明第一實施例之晶圓載具40更包含複數個支撐柱405位於承載主體400之周邊。在本實施例中，複數個支撐柱405的數量為至少三個，且複數個支撐柱405位於承載主體400之周邊。複數個支撐柱405位於承載主體400之周邊的上視圖如圖6或圖7A所示，圖6為一晶圓載具60之上視圖，複數個支撐柱605的數量為至少三個，且複數個支撐柱605位於承載主體之周邊。複數個支撐柱605不規則地排列於晶圓載具60之周邊。具體而言，通過晶圓載具60的一圓心畫一假想線，超過半數的支撐柱605形成於晶圓載具60周邊之一部份，少於半數的支撐柱605形成於晶圓載具60周邊之另一部份。
本發明第一實施例之各複數個支撐柱405的上視圖如圖7所示。圖7為一晶圓載具701之各複數個支撐柱704之上視圖，各複數個支撐柱704之上視圖包含一第一側邊702，其中第一側邊更包含一具有一第一曲率半徑的第一弧面；及複數個第二側邊703，其中各複數個第二側邊更包含一具有一第二曲率半徑的第二弧面，且第二曲率半徑不同於第一曲率半徑。
圖7A係本發明另一實施例之一晶圓載具60a之上視圖。晶圓載具60a包含一承載主體600及複數個支撐柱601位於承載主體600之周邊。複數個支撐柱601包含一第一支撐柱606及一第二支撐柱605a。於本實施例中，圖6所示之一或多個支撐柱605可被第一支撐柱606所取代。第一支撐柱606具有一特徵尺寸大於第 二支撐柱605a之特徵尺寸。特徵尺寸包含一上表面面積。具體而言，第一支撐柱606之上表面面積大於第二支撐柱605a之上表面面積。第二支撐柱605a包含一形狀或尺寸與圖6中所示之支撐柱605或圖7中所示之支撐柱704相同。第一支撐柱606包含一第三側邊6062及一第四側邊6061，其中從晶圓載具60a之上視圖來看，第三側邊6062比第四側邊6061更靠近晶圓載具60a之圓心C。第三側邊6062包含一具有一第三曲率半徑的第三弧面，且第四側邊6061包含一具有一第四曲率半徑的第四弧面。與圖7所示之支撐柱704相比，第三側邊6062具有一特徵尺寸，例如第三曲率半徑，不同於第一側邊702之第一曲率半徑或是第二側邊703之第二曲率半徑。第三側邊6062及第四側邊6061係相連接於兩相對之端點。於一實施例中，此兩相對端點之間的距離L1是晶圓載具60a之直徑的15%~50%。第三弧面與第四弧面之間最大的距離L2是晶圓載具60a之直徑的1%~30%。
通過晶圓載具60a的一圓心畫一假想線Y-Y'，超過半數的支撐柱601形成於晶圓載具60a周邊之一部份，例如位於線Y-Y'下方之一部份，少於半數的支撐柱601形成於晶圓載具60周邊之另一部份，例如位於線Y-Y'上方之一部份。
如圖4A所示，各複數個支撐柱405具有一高度405a小於承載主體400之高度401，且各複數個支撐柱高度405a大於承載主體400之凸面高度403a。在本實施例中，各複數個支撐柱405之高度405a介於15至1000微米之間。複數個支撐柱405之材料包含複合性材料，例如陶瓷；半導體 材料，例如氮化硼、碳化矽；導電性材料，例如石墨或金屬，其中金屬包含鉬、鎢、鈦、鋯或上述之任意合金；非導電性材料，例如、石英。
圖4B為晶圓404之上視圖，晶圓404包含一平邊4041，如圖4A所示，在本實施例中，晶圓404被複數個支撐柱405架高後，由於晶圓404無法透過直接與晶圓載具40之底面403接觸而受熱，且平邊4041處因加熱不易，影響到晶圓404上發光層的發光波長。此現象隨著晶圓404尺寸加大而更加明顯。當晶圓載具80凹口包含平邊803，如圖8A所示，可減少晶圓平邊8041和晶圓載具平邊803間的空隙803a，而降低晶圓平邊4041和晶圓載具平邊803間的空隙803a所產生受熱不佳的情形，如圖8B所示。故在本實施例中，晶圓載具40係承載4吋或是4吋以上的晶圓，且晶圓載具40凹口的上視形狀更包含一平邊。
依據本發明第二實施例之一晶圓載具50之剖面圖如下：如圖5A所示，本發明第二實施例之晶圓載具50，包含一具有一高度501之承載主體500，承載主體500具有一凹口502，凹口502之底面503為一曲面；以及複數個支撐柱505位於承載主體500之周邊。
本發明第二實施例之晶圓載具50的凹口502的上視形狀大約為一圓形，其尺寸為可容置一直徑2~8吋之商用晶圓。如圖8A所示，圖8A為晶圓載具80之上視圖，如果是為承載4吋或是4吋以上的晶圓，晶圓載具80凹口的上視形狀更包含平邊803。一晶圓504包含一成長基板及一成長於成長基板上的磊晶層，其中磊晶層包含一發光層。磊晶層之材料包含一種以上之元素選自鎵(Ga)、鋁(Al)、銦(In)、磷(P)、氮(N)、鋅(Zn)、砷(As)、鎘(Cd)、及硒(Se)所構成之群組。
承載主體500之材料包含複合性材料，例如陶瓷；半導體材料，例如氮化硼、碳化矽；導電性材料，例如石墨或金屬，其中金屬包含鉬、鎢、鈦、鋯或上述之任意合金；非導電性材料，例如石英。
本發明第二實施例中，凹口502的上視形狀大約為圓形，其中凹口的上視形狀包含一側邊及一圓心。凹口502之底面503為曲面，其中曲面包含一凹面自凹口502之側邊向凹口502之圓心凹陷一深度503a。在本實施例中，凹面深度503a介於15至1000微米之間。凹面深度503a與晶圓載具50所承載的晶圓504尺寸成一正比關係，其中，晶圓尺寸與凹面深度之間正比比值的範圍介於7至125之間。當晶圓504尺寸越大，在高溫下成長磊晶層時，晶圓504所產生的翹曲亦越大，所以晶圓載具50之承載主體500之凹面深度503a亦需要再加深。當晶圓載具50所承載的晶圓504尺寸為2吋時，承載主體500之凹面深度503a範圍介於15至65微米之間。當晶圓載具50所承載的晶圓504尺寸為4吋時，承載主體500之凹面深度503a範圍介於15至160微米之間。當晶圓載具50所承載的晶圓504尺寸為6吋時，承載主體500之凹面深度503a範圍介於15至400微米之間。當晶圓載具50所承載的晶圓504尺寸為8吋時，承載主體500之凹面深度503a範圍介於15至1000微米之間。
由於磊晶層和成長基板的晶格常數、熱膨脹係數不同，在不同的溫度區間，晶圓會產生不同程度的翹曲和形變。在本實施例中，如果此時晶圓的翹曲形狀為一凹面，選擇包含凹面的晶圓載具50會使晶圓表面溫度分佈較均勻，晶圓上不同區域的發光層發光波長分佈亦較均勻。
本發明第二實施例之晶圓載具50更包含複數個支撐柱505位於 承載主體500之周邊。在本實施例中，複數個支撐柱505的數量為至少三個，且複數個支撐柱505位於承載主體500之周邊。複數個支撐柱505位於承載主體500之周邊的上視圖如圖6或圖7A所示，圖6為晶圓載具60之上視圖，複數個支撐柱605的數量為至少三個，且複數個支撐柱605位於承載主體之周邊。複數個支撐柱605不規則地排列於晶圓載具60之周邊。具體而言，通過晶圓載具60的一圓心畫一假想線，超過半數的支撐柱605形成於晶圓載具60周邊之一部份，少於半數的支撐柱605形成於晶圓載具60周邊之另一部份。
本發明第二實施例之各複數個支撐柱505的上視圖如圖7所示。圖7為晶圓載具701之各複數個支撐柱704之上視圖，各複數個支撐柱704之上視圖包含第一側邊702，其中第一側邊更包含具有第一曲率半徑的第一弧面；及複數個第二側邊703，其中各複數個第二側邊更包含具有第二曲率半徑的第二弧面，且第二曲率半徑不同於第一曲率半徑。
圖7A係本發明另一實施例之一晶圓載具60a之上視圖。晶圓載具60a包含一承載主體600及複數個支撐柱601位於承載主體600之周邊。複數個支撐柱601包含一第一支撐柱606及一第二支撐柱605a。於本實施例中，圖6所示之一或多個支撐柱605可被第一支撐柱606所取代。第一支撐柱606具有一特徵尺寸大於第二支撐柱605a之特徵尺寸。特徵尺寸包含一上表面面積。具體而言，第一支撐柱606之上表面面積大於第二支撐柱605a之上表面面積。第二支撐柱605a包含一形狀或尺寸與圖6中所示之支撐柱605或圖7中所示之支撐柱704相同。第一支撐柱606包含一第三 側邊6062及一第四側邊6061，其中從晶圓載具60a之上視圖來看，第三側邊6062比第四側邊6061更靠近晶圓載具60a之圓心C。第三側邊6062包含一具有一第三曲率半徑的第三弧面，且第四側邊6061包含一具有一第四曲率半徑的第四弧面。與圖7所示之支撐柱704相比，第三側邊6062具有一特徵尺寸，例如第三曲率半徑，不同於第一側邊702之第一曲率半徑或是第二側邊703之第二曲率半徑。第三側邊6062及第四側邊6061係相連接於兩相對之端點。於一實施例中，此兩相對端點之間的距離L1是晶圓載具60a之直徑的15%~50%。第三弧面與第四弧面之間最大的距離L2是晶圓載具60a之直徑的1%~30%。
通過晶圓載具60a的一圓心畫一假想線Y-Y'，超過半數的支撐柱601形成於晶圓載具60a周邊之一部份，例如位於線Y-Y'下方之一部份，少於半數的支撐柱601形成於晶圓載具60周邊之另一部份，例如位於線Y-Y'上方之一部份。
如圖5A所示，各複數個支撐柱505具有一高度505a小於承載主體500之高度501，且各複數個支撐柱高度505a大於承載主體500之凹面深度503a。在本實施例中，各複數個支撐柱505之高度505a介於15至1000微米之間。複數個支撐柱505之材料包含複合性材料，例如陶瓷；半導體材料，例如氮化硼、碳化矽；導電性材料，例如石墨或金屬，其中金屬包含鉬、鎢、鈦、鋯或上述之任意合金；非導電性材料，例如石英。
圖5B為晶圓504之上視圖，晶圓504包含一平邊5041， 如圖5A所示，在本實施例中，晶圓504被複數個支撐柱505架高後，由於晶圓504無法透過直接與晶圓載具50之底面503接觸而受熱，且平邊5041處因加熱不易，影響到晶圓504上發光層的發光波長。此現象隨著晶圓504尺寸加大而更加明顯。當晶圓載具80凹口包含平邊803，如圖8A所示，可減少晶圓平邊5041和晶圓載具平邊803間的空隙803a，而降低晶圓平邊5041和晶圓載具平邊803間的空隙803a所產生受熱不佳的情形，如圖8B所示。故在本實施例中，晶圓載具50係承載4吋或是4吋以上的晶圓，且晶圓載具50凹口的上視形狀更包含一平邊。
本發明另一實施例係提供一種晶圓載具的製造方法，其包含成長一磊晶層於一成長基板以形成一晶圓結構；量測晶圓結構的翹曲率；以及依據晶圓結構的翹曲率，提供一如第一、二實施例所述的晶圓載具，即當晶圓結構的翹曲形狀為一凸面時，提供一包含凸面及複數個支撐柱的晶圓載具；當晶圓結構的翹曲形狀為一凹面時，則提供一包含凹面及複數個支撐柱的晶圓載具，其中凸面包含一凸面高度，凹面包含一凹面深度，凸面高度和凹面深度的範圍如第一、二實施例所述，與晶圓載具所承載的一晶圓尺寸成一正比關係，其中複數個支撐柱的數量為至少三個。其中，磊晶層之材料包含一種以上之元素選自鎵(Ga)、鋁(Al)、銦(In)、磷(P)、氮(N)、鋅(Zn)、鎘(Cd)、及硒(Se)所構成之群組。
一裝置可用於沉積一薄膜，裝置包含一承載盤及一加熱器。圖9係本發明一實施例之一承載盤9之上視圖。承載盤9包含一第一上表面400s具有一第一圓心92；以及一實質上平坦的底 表面。圍繞第一圓心92之一第一群組晶圓載具40a以及圍繞第一群組晶圓載具40a之一第二群組晶圓載具40b係位於第一上表面400s上。第一群組晶圓載具40a及第二群組晶圓載具40b實質上係排列成同心圓。具體而言，第一群組晶圓載具40a形成一內圈93，第二群組晶圓載具40b形成一外圈91，內圈93及外圈91係同心圓，且外圈91具有一直徑大於內圈93之直徑。一或多個商用晶圓可放置於晶圓載具40a或是晶圓載具40b上以沉積薄膜。沿著晶圓載具40b之線X-X'或晶圓載具40a之線Z-Z'，晶圓載具40b或晶圓載具40a包含與圖4A或圖5A相同之剖面圖。
第一群組晶圓載具40a之其中之一晶圓載具40a包含一第一支撐部906及一第二支撐部905。於本實施例之一變化例中，第一群組晶圓載具40a之其中之一晶圓載具40a包含複數個第二支撐部905。第一支撐部906包含一上視圖與圖7A所示之支撐柱606相同，第二支撐部905包含一上視圖與圖6所示之支撐柱605或圖7A所示之第二支撐柱605a相同。第一支撐部906具有一特徵尺寸，例如表面積大小，大於第二支撐部905的特徵尺寸。第一支撐部906相較於第二支撐部905，第一支撐部906較接近第一上表面400s的第一圓心92。第一支撐部906係鄰接於第一圓心92。具體而言，第一支撐部906係位於一位置，此位置在第一群組晶圓載具40a之其中之一晶圓載具40a與第一圓心92之間的最小距離上。
第二群組晶圓載具40b之其中之一晶圓載具40b包含複數個第三支撐部907。第三支撐部907包含一上視圖與圖6所示之支撐柱605或圖7A所示之第二支撐柱605a相同。複數個第三支撐部907不規則地排列於晶圓載具40b之周邊上。具體而言，通過晶圓載具40b的圓心劃一假想線，超 過半數的第三支撐部907形成於晶圓載具40b周邊之一部份，少於半數的第三支撐部907形成於晶圓載具40b周邊之另一部份。
第二群組晶圓載具40b之其中之一晶圓載具40b所包含的第三支撐部907之數量大於第一群組晶圓載具40a之其中之一晶圓載具40a所包含的第二支撐部905之數量。
圖10係本發明一實施例之一加熱器10之上視圖。加熱器10包含一具有一第二圓心100之第二上表面102；一內加熱器101；以及一較內加熱器101遠離第二上表面102的第二圓心100之外加熱器105。於本實施例中，加熱器10更包含一中間加熱器103位於內加熱器101及外加熱器105之間。加熱器10之第二圓心100與圖9所示之承載盤9之第一圓心92相對。外加熱器105，中間加熱器103或內加熱器101之形狀接近一圓形。外加熱器105，中間加熱器103以及內加熱器101實質上為同心圓。外加熱器105具有一直徑大於內加熱器101之直徑或中間加熱器103之直徑。當加熱器10為一開啟狀態時，內加熱器101之平均溫度低於中間加熱器103或外加熱器105之平均溫度。
第一群組晶圓載具40a實質上對應於內加熱器101，第二群組晶圓載具40b實質上對應於中間加熱器103或外加熱器105。具體而言，第一群組晶圓載具40a之第一支撐部906實質上對應於內加熱器101。由於內加熱器101之平均溫度低於外加熱器105平均溫度，第一支撐部906具有一較第二支撐部905大之上表面積以助於將熱傳導至位於晶圓載具40a上之晶圓。
用於沉積薄膜之此裝置更包含一連接部(圖未示)，例如一轉軸，以連接圖9之承載盤9和圖10之加熱器10。連接部繞著承載盤9之中心軸(圖未示)以一速度轉動。當此裝置為啟動狀態時，承載盤9可被連接部牽動而順時針轉動或是逆時針轉動。
上述所提及之實施例係使用描述技術內容及發明特徵，而使習知此技藝者可了解本發明之內容並據以實施，其並非用以限制本發明之範圍。亦即，任何人對本發明所作之任何顯而易見之修飾或變更皆不脫離本發明之精神與範圍。例如，電連接方式不限於串聯連接。需了解的是，本發明中上述之實施例在適當的情況下，是可互相組合或替換，而非僅限於所描述之特定實施例。
可理解的是，對於熟習此項技藝者，不同修飾或變更皆可應用於本發明中且不脫離本發明之精神與範圍。前述之描述，目的在於涵蓋本發明之修飾或變更的揭露皆落於本發明之專利範圍內且與其均等。
40‧‧‧晶圓載具
400‧‧‧承載主體
401‧‧‧承載主體高度
402‧‧‧承載主體凹口
403‧‧‧底面
403a‧‧‧凸面高度
404‧‧‧晶圓
405‧‧‧支撐柱
405a‧‧‧支撐柱高度

Claims (10)

  1. 一種用於沉積薄膜的裝置，包含：一承載盤，包含：一具有一第一圓心的第一上表面；一第一群組之晶圓載具圍繞該第一圓心；以及一第二群組之晶圓載具圍繞該第一群組之晶圓載具，其中該第一群組之晶圓載具之其中之一包含一周邊，一第一支撐部以及一第二支撐部，該第一支撐部具有一特徵尺寸大於該第二支撐部之一特徵尺寸，或該第一支撐部具有一形狀不同於該第二支撐部之一形狀，其中該第一支撐部以及該第二支撐部分別與該第一群組之晶圓載具之該其中之一的該周邊相連接。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中該第一群組之晶圓載具之該其中之一包含一底面，該第一支撐部以及該第二支撐部係凸出於該底面。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中該承載盤包含一實質上平坦的底表面積。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中該第一支撐部較該第二支撐部接近該第一上表面之該第一圓心，或該第一支撐部係緊鄰於該第一圓心。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中該第一群組之晶圓載具之其中之一或該第二群組之晶圓載具之其中之一包含一底 面為一曲面之凹口，該凹口的上視形狀包含一側邊及一圓心，該曲面包含一凸面自該凹口之該側邊向該凹口之該圓心凸出一高度或一凹面自該凹口之該側邊向該凹口之該圓心凹陷一深度。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，更包含一具有一第二圓心的第二上表面之一加熱器，其中該加熱器包含一內加熱器以及一較該內加熱器遠離該第二上表面的該第二圓心之外加熱器，該內加熱器以及該外加熱器實質上係排列成一同心圓，該第二圓心與該第一圓心相對，該外加熱器具有一直徑大於該內加熱器之一直徑，該第一群組之晶圓載具實質上對應於該內加熱器，且該第二群組之晶圓載具實質上對應於該外加熱器。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中至少一該第二支撐部包含一第一側邊及一第二側邊，其中該第一側邊包含一具有一第一曲率半徑的第一面，且該第二側邊包含一具有一不同於該第一曲率半徑之第二曲率半徑的第二面。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中該第一群組之晶圓載具之其中之一包含複數個第二支撐部，該第二群組之晶圓載具之其中之一包含複數個第三支撐部，其中該複數個第三支撐部之數量大於該複數個第二支撐部之數量，其中該複數個第三支撐部係沿著一周邊而不規則地排列。
  9. 如申請專利範圍第6項所述的裝置，其中當該裝置為啟動狀態時，該內加熱器之一平均溫度低於該外加熱器之一平均溫度。
  10. 如申請專利範圍第6項所述的裝置，更包含一連接部連 接該承載盤和該加熱器，其中當該裝置為啟動狀態時，該承載盤係被該連接部牽動而轉動。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI654666B (zh) * 2014-01-27 2019-03-21 Veeco Instruments, Inc. 用於化學氣相沉積系統之具有複合半徑容置腔的晶圓載具
CN104047051A (zh) * 2014-06-23 2014-09-17 厦门市三安光电科技有限公司 用于led外延晶圆制程的石墨承载盘
CN105632984B (zh) * 2014-11-24 2018-10-16 中微半导体设备(上海)有限公司 一种晶圆载盘
CN106149049A (zh) * 2015-04-13 2016-11-23 聿光科技有限公司 晶圆的磊晶反应器及其中央星盘
TWI619198B (zh) * 2016-03-14 2018-03-21 Wafer carrier
US20170353994A1 (en) * 2016-06-06 2017-12-07 Applied Materials, Inc. Self-centering pedestal heater
CN106381480B (zh) * 2016-08-31 2019-04-19 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
CN109003884A (zh) * 2018-07-04 2018-12-14 上海晶盟硅材料有限公司 无背面硅单晶的外延片的制备方法、外延片和半导体器件
CN111088483B (zh) * 2019-10-31 2022-03-18 华灿光电(苏州）有限公司 外延石墨基座
CN114761615A (zh) * 2019-12-20 2022-07-15 苏州晶湛半导体有限公司 一种晶圆承载盘及化学气相淀积设备
CN111863700A (zh) * 2020-07-21 2020-10-30 北京北方华创微电子装备有限公司 半导体加工设备的托盘及半导体加工设备
CN113201727B (zh) * 2021-04-28 2023-02-28 錼创显示科技股份有限公司 半导体晶圆承载结构及有机金属化学气相沉积装置
CN113442099A (zh) * 2021-06-29 2021-09-28 Tcl华星光电技术有限公司 一种基板加工载台
CN113699586B (zh) * 2021-08-27 2022-07-26 江苏第三代半导体研究院有限公司 一种带空气桥结构的托盘及外延生长方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3783822A (en) * 1972-05-10 1974-01-08 J Wollam Apparatus for use in deposition of films from a vapor phase
US20110049779A1 (en) * 2009-08-28 2011-03-03 Applied Materials, Inc. Substrate carrier design for improved photoluminescence uniformity

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1311107A (zh) * 2000-02-29 2001-09-05 陈思聪 自来水毛笔
DE10261362B8 (de) * 2002-12-30 2008-08-28 Osram Opto Semiconductors Gmbh Substrat-Halter
EP2562290A3 (en) * 2008-08-29 2016-10-19 Veeco Instruments Inc. Wafer carrier with varying thermal resistance
US8562746B2 (en) * 2010-12-15 2013-10-22 Veeco Instruments Inc. Sectional wafer carrier

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3783822A (en) * 1972-05-10 1974-01-08 J Wollam Apparatus for use in deposition of films from a vapor phase
US20110049779A1 (en) * 2009-08-28 2011-03-03 Applied Materials, Inc. Substrate carrier design for improved photoluminescence uniformity

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