TWM413210U - MOCVD processing system to realize automatic substrate transmission - Google Patents

Description

五、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作涉及真空處理系統，尤其涉及一種實現自動化 基片傳輸的金屬有機化合物化學氣相沉積的真空處理系 統。 【先前技術】 MOCVD是金屬有機化合物化學氣相沉積 (Meta卜organic Chemical Vapor Deposition)的英文縮 寫。MOCVD是在氣相外延生長(VPE)的基礎上發展起來的一 種新型氣相外延生長技術。它以m族、Π族元素的有機化 合物和V、VI族元素的氫化物等作為晶體生長源材料，以熱 分解反應方式在襯底上進行氣相外延，生長各種族、 Π-VI族化合物半導體以及它們的多元固溶體的薄層單晶 材料。通常M0CVD系統中的晶體生長都是在常壓或低壓 (10-100T〇rr)下通H2的冷壁石英（不銹鋼）反應室中進行， 襯底溫度為500-1200。(：，用射頻感應加熱石墨基座（襯底基 片在石墨基座上方），H2通過溫度可控的液體源鼓泡攜帶金 屬有機物到生長區。M0CVD技術具有下列優點：⑴適^範圍 廣泛，幾乎可財賊有化合物及合金轉體；⑵非常適 合於生長各種異質結構材料；⑶可以生長超薄外延層，並 能獲得很陡的介©過渡；⑷生長易於控制；⑸可二 純度很高的材料；⑹外延層大面積均勻性良好二 進行大規模生產。 =二工藝的真空處理系統一般包括反應源發 生裝置反應至、乳體控制及混合系統等。其中，反應源 M413210

I I • > 發生裝置分為有機金屬反應源和氣體反應源，反應室是所 有氣體混合及發生反應的地方，氣體控制及混合系統用於 完成反應氣體的傳輸、控制以及混合等。 圖1為現有技術的適用於M0CVD工藝生產的真空處理 系統的佈局示意圖。如圖1所示，整個系統包括橫向並排 • 排列的反應源發生裝置〇1、反應氣體控制及混合系統02 和反應室03。在這種系統架構中，反應源發生裝置〇1、反 應氣體控制及混合系統〇2和反應室03水準排列，反應源 鲁 發生裝置01和反應氣體控制及混合系統02共同服務於一 個反應室03。這種系統架構的缺點是：整個系統架構的設 置不緊湊，在潔淨室中佔用的占地面積非常大，在有限的 潔淨室面積中只能放置少量的幾台這樣的系統。眾所周 知，在半導體製造業中維護潔淨室的成本是非常昂貴的， δ亥系統這樣的佈局勢必會佔用較多的潔淨室空間，造成使 用者生產成本的提高，並且產能也不高；而且整個系統也 不具有延展性，亦即，在該系統的架構基礎上，很難在僅 • 利用反應源發生裝置01和反應氣體控制及混合系統02的 • 基礎上再增加另外的反應室，從而提高產能。 並且，圖1所示的系統也不具有自動的基片傳輸系統， 不能實現自動的基片裝卸和傳輸。該系統的基片裴卸和傳 輸是通過人工作業進行的，工作人員操作時將手伸入手套 箱05，手套箱05與反應室相連通，從而進行人工作業，由 於該工藝過程中的反應氣體和副產物具有毒性，因而有可 能在使用不當或系統發生故障時威脅使用者的身體健康。 【新型内容】 針對背景技術中的上述問題，本創作的目的在於提供 4 M413210 傳輸(_載和卸載=== 相沉積。’善金屬有機物化學氣 化學實Γ動化基片傳輸的金屬有機物 真、置;第有， 一傳輪t置設mi、第—傳輸裝置’所述第 自由旋轉和伸缩的傳i璧可以沿所述傳輪室所在的平面 -個相述=:=封_至少 片盤托架’每個所述載片盤托架 :載 盤，所述載片盤上可以容納多月AKT以放置有一個載片 接所述傳輸室和外界大氣環境^不戶=真空鎖用於連 前提下在外界大“：=== ^ —讀輸’沿所述傳輸室周邊設置的至少一 個反應室與所述奸個密朗中的― : 所述母-個反應室内放置至少—個所述 的多片基片進行金財機物化學氣 、I、上 第-傳輸裝置的傳送臂被mu、積處理，以及所述 反應室之随騎述輯卩ΐ傳騎述^真^鎖和所述多個 的預所述處理系統還包括與所述真空鎖相連接 容納===:基片盒，部 接’另-側與所述真空鎖相連接，所述裝片室内設置有第 5

述载片盤放置於所述载J盤:二:以及第三傳輸裝置，所 S於所述基片盒和所述载片盤托架之輸:置設 所述真空鎖之間，用於在片盤托架和 承上述，所述第—傳輪 皿 室所在的平面自由旋轉和伸縮的傳送臂固2沿所述傳輸 ::各自單獨旋轉指向蝴方 第：置==置送臂可，述 面的高度。 調正傳达臂所指向的平 —個^:槽内所放述置有多個基片容柄槽，每 少-=容：===- 其可以沿豎直方向上下移動所述J二=的下表面， 中的載片盤能夠對準設置& _ 4 _二二/使得其 的密封門並能夠通過所述密封門述傳輸室之間 承上述，所述傳輸室包括多個連接面，每 Μ =兩個連介面，所述連介面連接於下列各項的任 承上述，所述傳輸室大體呈四方形，所述真空鎖連接 於所述四方形的一邊，所述四方形的其他邊的位1處分別 連接有所述多個反應室。 進一步地，所述四方形的其他邊的位置處分別各連接 有兩個反應室。 承上述，所述每一個反應室内同時可以容納至少兩個 所述載片盤。 承上述，所述處理系統還包括一個連接於所述傳輪室 的若干個密封門中的至少一個的基片熱處理腔室，用於對 所述基片進行降溫或預加熱處理。 進一步地，所述基片熱處理腔室内進一步設置有一個 測試裝置，所述測試裝置包括一個探頭，所述探頭用於直 接或間接地對位於所述基X熱處理腔室中的所述基片進行 測試。 承上述，所述處理系統還包括一個連接於所述傳輪室 的若干個密封門中的至少一個的測試腔室，其用於對所述 基片進行測試。 【實施方式】 為更好的理解本創作的内容，下面結合附圖進行具體 說明。 本創作提供了-種全自動化基片傳輸（包括基片的農 卸載）的緊凑型多反應室系統，其能夠在整個工藝過 二進行全自動基片傳輸，具有全自動化、安全、傳輸精 二便捷等優點。更進—步地，所述真空處理純佔用潔 吞=占地面積較小，能同時處理多絲片，大大地提高 里（throughput)和節省使用者的生產成本。 下文將結合附圖對本創作真空處理系統的佈局和架構 進行說明。圖2示出了根據本創作的一個具體實施例的真 空處理系統的佈局示意圖。所述真空處理系統1是一個包 含多個反應室的處理系統，其典型地為一 MOCVD真空處理 系統。具體而言，所述MOCVD真空處理系統1包括一個大 致位於其中央位置的真空傳輸室11，傳輸室U大體上呈現 四方形結構’並具有多個連接面20、22、24和26。於傳輸 室11的中央位置設置有一包括一個或多個傳輸臂的第一傳 輸裝置16 ’用於傳輸放置有多片基片的载片盤（容後詳 述）’從而實現基片的全自動化的傳輸。在傳輸室丨丨的多 個連接面22、24和26的位置處可以依實際需要配置多個 反應室。如圖2示例，圖中所示的真空處理系統丨在連接 面22和26處分別配置有兩個反應室丨301和13〇2、12〇1 和1202。所述反應室與傳輸室11之間設置有密封門ι52、 153、154和155。每個反應室内部都放置有一個或多個载 片盤（圖示中僅示例性地晝出一個載片盤，分別為b、c、d、 E)’所述每一個載片盤上都可以放置多片待處理的基片。 在傳輸室11的連接面20的位置處設置有一個或多個真空 鎖（load lock) 14,所述真空鎖14與連接面2〇之間褎= 有密，卩:⑸。所述真空鎖Μ用於連接所述傳輪室u二 界大氣環境，以在不損失所述傳輸室π内的真空的 在外界大氣環境和所述傳輸室U之間對所述载片盤進〜 輸。真空鎖14内部設置有多層的載片盤托架（容後詳^傳 每一載片盤托架上可以放置一個载片盤。如圖2所示a) ’ 示中真空鎖14内的載片盤A上放置有多片基ρ第二值= 裝置16能夠將载有多片基片的戴片盤A、B、c ^輸 空鎖14、多個反應室·、咖、丨謝、咖之^真 以下將結合圖2描述本創作真空處理系統的基片傳輸 過程。具體而言，在本創作的真空處理系統丨中，多片基片 被同時放置在載片盤（比如：A'B'C、D、E)上，傳輸室 11内的第-傳輸裝置16可以將這些載片盤在真空鎖14和 多個反應室1201和1202、1301和13〇2之間來回傳輪，從 而實現-次性地多基片傳輸。並且，在圖2所示的每—個反 應室内都可以容納—個或多個這樣的載片盤（依實際設 Μ ’在工藝處理時’多片基片直接被放置在這些載片盤上 =工藝處理’等工藝處理完畢後，第—傳輸裝置Μ直接 =承载有完成卫藝處理的基片的載片盤取出並放置至真空 中移出的合適的載片盤托架上，進行冷卻或再被從真空鎖14 Λ片圖2 ’假设这樣—種情況，現需要將放置有多片 從真空鎖U取出並送入第-反應室， 盤Β的位置’其具體卫作機制如下： 密封門151、/通職轉、伸料移動方式通過所述第一 夾/吸等方文^真空鎖14，該第—傳輸裝置16以托舉/鉗/ 開所述直办錯Γ片盤A，並由該第一傳輸裝置16帶動離 到達所述;:夂Γ。載片盤托妓通過所述第-密封門⑸ 151 152 封Η 152到遠笛疋轉、伸縮將所述載片盤A通過所述第-密 進行工藝制^。—反應室哪，即載片盤B的位置，以待 ^套，哲 傳輸裝置16通過第—密封門152回到傳輪 至11、，並關閉第一密封門152。 例如，當_D真他反應室的裝載過程。 成工藝處理後^·； 中賴片盤之上的基片完 工藝處理基圖2:示的系統將承載有已完成 ^ 载片^從反應室自動卸載至真空鎖。 而北’圖2所示的滅佈局和架構僅為示例性的 隊疋性的’至於其反應室和真空鎖的個數以及其佈局 都可以f财體4需要進行適舰雜。勤，本領域 技術人員此夠报容易地想到也可以在圖2所述傳輸室η的 連接面24的位置處不設置一個或多個反應室，而是設置一 個或多個真空鎖或系騎f的其他模組/元件/部件。再比 如圖2所示的位於傳輸室η左侧的兩個反應室13〇卜1繼 也可以合併設置成—個具有單—腔室的反應室㈤价 chamber reactor)，但該單一腔室的反應室内部設置有兩 個或更多_處理平臺（pnxessing statiQn)或反應區域 (reaction region)，每一個處理平臺或反應區域上放置一 載片盤，載片盤上放置有多片基片，用以實現對多片基片 的同時工藝處理。可選地，前述多個處理平臺或反應區域 之間可以依工藝的需要設置成相互隔離的（is〇lated)或 相互連通的（communicated)。若多個處理平臺或反應區域 之間被設置成相互隔離的，則每一個處理平臺或反應區域 的工藝處理不會受其他處理平臺的幹擾，因而可以實現對 每一個處理平臺的工藝處理的單獨控制；若多個處理平臺 或反應區域之間被設置成相互連通的，則相互連通的處理 平臺或反應區域的工藝處理環境可以被控制成同一，因而 M413210 i 能保證多個處理平臺的工藝處理結果的同一。 此外，上述MOCVD真空處理系統還可以額外設置一個 連接於傳輸室的腔室/模組，所述腔室可為熱退火腔室 (anneal chamber)、清潔腔室（cleaning chamber)等， 以增加所述真空處理系統的功能。

—承上述’上述腔室/模組可以設置為一個基片熱處理腔 至’其通過傳輸室的若干個密封門中的其中一個連接於傳 輸室，所述基片熱處理腔室t設置有基片，其用於按照制 程需要對所述基片進行降溫或預加熱處理。 進一步地’所述基片熱處理腔室内設置有一個測試裝 置，所述職錢包括-個探頭，所述探於直接或間 接地對位於所述基片熱處理腔室中的所述基片進行测試。 例如在LED制程中用於測試LED基片的波長。 承上述，上述腔室/還可以設置為—個測試裳置， 其連接於所述傳輸室的若干個密封門中的至少—個，兑

片進行測試。例如在LED制程中用於測試_基片 厂”心丨守侧至6秸夕個連接面，每個連接而π 有=兩個連介面，所述連介面連接於下列各項的任^ 項·反應室，真空鎖，預裝片子系統，熱退火腔的、“ 腔室，基片熱處理腔室，測試裝置。 1 錢 片子H ^可以在真空鎖U的前端進—步地設置有預f 子糸.4，用於將基片自動化地從基片盒中裝 、 片盤上，再將該載片盤一次性地裝载至直介 某載 載片盤托架上。圖4示出了該雜片子系、^的^某-所述縣>；子系統17包括相互連接的基片盒⑺彳^圖’ 11

M413210 I I 173。基片盒m内設置一個或多個基片基座1722，每一個 基片基座1722内放置多片待處理的或已處理好的基片 172卜在本實施例中，所述待處理的基片i72i在基片基座 1722中呈堆疊式排列佈局。裝片室173内部設置

，架=’所述載片盤托架174上放置有一個載片盤175, 夕個基片容納槽1751設置於所述載片盤175之中，每 基片容納槽1751内放置一片基片，所述裝片室173中還包 括-個第二傳輸裝置176和—第三傳輪裝置Μ，並且 所述基片盒171和所述裝片室173之間設置了第四密封門 π?’在所述裝片室173和真空鎖14之間設置了第五 門179。應當理解’前述第二傳輸裝置J76和第三傳輸 L78晉：業内通用的或未來新開發出的各種形式的傳輸 裝置’例如，日本kawasaki _〇1：公5·]，川崎重工業公司 =傳mr生細辦物於上文中提及的

以下將描述預裝片子系統17如何工作。 首先’開啟第四密封門177，第二傳輪裝置176通 =四密1門177伸入基片盒171，並將其中的基片基座 =上待處理的基片1721逐一取出並放置 納槽1751之上。 谷 然後，當所述載片盤175上的所有基片基座1751上均 裝載上基片時，關閉所述第四密封門。 ㈣啟第五密封門179，所述第三傳輸裝置⑺ =該載片盤175通過第五密封門m放置至真㈣14 载片盤托架上。 前述的工作過程為預裝片子系統17將基片從基片盒 12 171裝载到真空鎖14 空鎖内的再通過第—傳輸裝置16將真 u ... 廷至反應室。應當理解，當反庫室裏的某 2=畢’也可，第-傳輸裝置二;= 處理好基片的载片盤取出並放置至直二 到载片盤乾架174上，178㈣片盤放置 理好的美)心 第二傳輸裝置176慢慢地將處 上载片盤上卸載至基片盒171内合適的基片基 片室173及基片盒⑺均工作於 下真^14則可以選擇性地工作於大氣環境下 nn二1 傳輸至11和各個反應室1201、1202、1301、 一僂於:/罢、保持真空的31作環境。例如’當載片盤通過第 、 被開啟，第一密封門151則被關閉， 二鎖14和裝片室173相互連通，並都處於大氣工作 势當f片盤被送至真空鎖14内後’關閉第五密封門 σ -密封Η 15卜對真空鎖14抽真空，等真空鎖14 ，為真空純後’再開啟第—密封門151 (同時維持第五 推封門179關閉不變），使真空鎖14與傳輸室11相連通， 並都處於真空的環境下，接著就可以通過傳輸室11内的第 -傳輸裝置16實現載片盤在真空鎖14與傳輸室u之間的 傳輸’並進一步地實現載片盤在傳輸室11與多個反應室 服二_、_、_之間的傳輸。 心 需要說明的是，本領域技術人員應當知曉，在具體制 f*中T以對基片以及基片基座的排列方式進行適應性調 整，例如，出於節省空間的目的，可以將基片在基片盒中 M41J210 =豎直堆疊式排列（類似上文尹的真空鎖i4 園=變職排列/佈局方式也應涵W本創作的保護範 圖5為根據本創作的一個具體實施例的第一傳 二·。構示意圖。所述第一傳輸裝置包括兩個可以~斤= 臂ΐ所在的Γ面自由旋轉和伸縮的傳送臂，所述兩個傳逆 可以各自單獨旋轉指向不同的方向，以 、 ::放皇進而’所述第一傳輸裝置的兩個;可:二: 械手（响⑷，具體也為一機 述傳輸室•的平面根= 广述第：=下^ =托架，或分別指向不同的兩個的載 或者’-個料臂指向—個真片盤托架； 或放裁片盤，而另一個傳臂a用於向該真空鎖内取 ^里腔室内取或放载片盤;、應；，用於向該 反應室内取或放 ，至，用於分別向兩個 兩個傳送臂可以靈活：創作的第-傳輸裝置的 同時從一個< 仃栽片盤的取放動作，可以 戈夕個真空鎖内裝載或卸載兩個裁片二二 以連續地無等待時間地向一個或多個反應室内完成 的裝載、卸載或交換動作，尤其賴於集成有多個真=盤 或反應室的處理系統，因而整個處理系統的吞、 (throughput)被大大提高。 吐里 因此，本創作的第一傳輸裝置16在載片盤交換 過程中’只需要通過調整第一傳輸裝置16的傳送臂一 ^、 162的豎直位置，真空鎖載片盤乾架與和反應室 奶 托架在豎直位置可以固定’只通過第—傳輸農置 完成承載基片的载片盤交換。 的運動 的：:裝置同樣適用於單個傳輸臂 同的是，該第-傳輪i f盤的傳輪。不 向，完成-次栽=:。在同-時間只能指向-個方 中設ΐτί，’根據本創作的—個優選實施例，1真处錯 基片的_。圖^ 的結構。下面結合圖;:出了其中每-個载片盤 =個__43二==；^14 包 置有-個平坦的 則盤絲143上可以放 於其上的則盤142，多佩片盤托架143支撐放置 片盤之中（如圖谷納槽1421設置於所述载 -片基片。其中不’母—個基片容納槽1421内放置 之間的連接不是固定:載143和所述載片盤142 的疋了脫卸的，使得傳輸室11中的 傳輸震置16可以通般置於所述傳 之間第-密封Η⑸取出載片盤142’進至=述真空鎖 如第一反應室120J。 載片盤送入例 進一步地，如圖7所示，所述真咖 =置144和至少-個载片盤容:箱二至二:

Iff下端固定連接於所述真空鎖的下= 所述載片盤職夠對準設置於所述真 =間的第一密封門151並能狗通過所述第-密封門⑸值 ^傳輸室1；1。特別地，所述升舉裝置144進 』 一個硬性的第一柱狀結構1441，苴 L括 =箱145 ’所述第-柱狀結構刚的下方 处Πί狀結構1442 ’其中空結構能夠容納第-柱狀 4 1441，使得所述第一柱狀結構1441能夠通過盘所述第 -柱狀結構咬合的不同程度而能夠在空間佈置上進行上下 移動，從而帶動所述载片盤容納箱145進行上下移動。 例如’如圖9所示，在初始位置（a)，所述升舉裝置 144的第二柱狀結構1441與中空的第二柱狀結構魔咬合 的精的尚度為d3。根據制程需要，升舉裝置144需轉移 至位置（b) ’即所述升舉裝置144的第一柱狀結構與 中二的第一柱狀結構1442咬合的部分的高度為私 ，則在豎 方向所述升舉裝置144向上移動了位置d3_d4。由於載片 盤容=箱145與升舉裝置144的第一柱狀結構1441是硬性 的m定連接’ m此’所述載片盤容納箱145也在空間佈置 1相應了 ，根據工程需要，可以任 柱狀結構1441和第二柱狀結構1442之間 箱145,使i其中上下抬t高或降低所述載片盤容納 較佳你w 、载片盤142能約獲得對準第一密封門的 齡地择得~=於傳輸室U中的第—傳輸裝置16能夠輕 氣地獲仵所述載片盤142。 於本創^ f的疋上述升舉裝置的具體結構和功能適用 人員應實關’㈣#嫩的’本領域技術 下移^二罢&盤在空間佈置上上 的裝置/模組/元件/系統都應適用於本創作。 =地’所述真空鎖14上表面到第一密封門⑸的上 ^長度d^S直輯&大於7科所職4齡納箱的豎 举：二:根據上述實施例的一個變化例，也可以通過調 中的傳難置主轴的高度來調整其傳送臂裝/卸 載片盤的向度，而無需為載片盤容納箱配置專門的升 置:如圖10所示’第-傳輸裝置16’能夠沿其主轴16/ 在暨直方向上下移動，以將在所述真空鎖14，巾登直放置 於不同高度的多個載片盤142,通過設置於所： Μ和傳輸室之_密封門151，傳輸至所述傳輸室:盆 中，升舉裝置144,可以設定為岐硬性的單純募、 ，具體地，所述第-傳輸裝置步地包括^ 16b和傳輸臂16a，，至少其一可以在登直方向進行 移動，例如可以將上文中適用於載片盤容 設置於所述主抽勘，下方(未示出）。 崎舉裝置 特別地，戶斤述密封門151，的高度的大於等於所 片盤容納箱1451高度d2，由此，第一傳輪裝置的傳= 17 M413210 , · 煮，16a可以在空間佈置上到達任何既定的载片 145’中的載片盤142，。 需要說明的是，上文中提及的各種模組/元件/裝置/系 統的具體結構細節、材料、功能細節均在現有技術中有成 熟的支援，為簡明起見，在此不再贅述。

/本創作同時提供了—錄湊型的多反應室·VD處理 系統，其不僅能夠在整個工藝過程中進行全自動基片傳 輸而且整個真空處理系統佔用潔淨室的占地面積較小， 能^同時處理多片基片，大大地提高吞吐# (throughput) 和節省使用者的生產成本。以下將詳述。 ^ ，常，M0CVD真空處理系統的元件可大致分為：反應 至、氣體控制及混合系統、反應源及廢氣處理系統。

盤容納箱 其中，反應室（Reactor Chamber)主要是所有氣體混合 及毛生反應的地方，腔體通常是由不鎮鋼或是石英所打造 而成，而腔體的内壁通常具有由石英或是高溫陶瓷所構成 的内襯。在腔體中會有一個載片盤用來承載基板，這個載 片盤必須能夠有效率地吸收從加熱器所提供的能量而達到 薄膜成長時所需要的溫度，而且還不能與反應氣體發生反 應，所以多半是用石墨所製造而成。加熱器的設置，依照 s史计的不同，有的設置在反應室體之内，也有設置在腔體 之外的，而加熱器的種類則有以紅外線燈管、熱阻絲及微 波等加熱方式。在反應室體内部通常有許多可以讓冷卻水 流通的通道’可以讓冷卻水來避免腔體本身在薄膜成長時 發生過熱的狀況。 氣體控制及混合系統（Gas handling & mixing system) 的工作機制如下：載流氣體從系統的最上游供應端流入系

1S 統，經由流量控制器（MFC, Mass flow controller)的調節 來控制各個管路中的氣體流入反應腔的流量。當這些氣體 流入反應腔之前，必須先經過一組氣體切換路由器 (Run/Vent Swi tch)來決定該管路中的氣體該流入反應腔 (Run)亦或是直接排至反應腔尾端的廢氣管路(Vent)。流入 反應腔體的氣體則可以參與反應而成長薄膜，而直接排入 反應腔尾端的廢氣管路的氣體則是不參與薄膜成長反應 的。 包括泡沫裝置和反應氣體源的反應源供應及傳輸系統 用於提供反應源，其中，反應源可以分成兩種，第一種是 有機金屬反應源，第二種是氫化物（Hydride)氣體反應源。 則反應源供應及傳輸系統包括將液態有機金屬反應源轉換 成蒸汽態的泡沫裝置以及將所述蒸汽態的有機金屬反應源 帶至所述反應室的載流氣體傳輸系統。有機金屬反應源儲 藏在一個具有兩個聯外管路的密封不銹鋼罐（cy丨inder bubbler)内，在使用此金屬反應源時，則是將這兩個聯外 管路各與M0CVD處理系統的管路以vcr接頭緊密接合，載 流氣體可以從其中一端流入，並從另外一端流出時將反應 源的飽和瘵氣帶出，進而能夠流至反應腔。在的過 程中’最重要的是精顧控制氣體、蒸汽及液體。氣體的 控制上較料’只需經由氣體品質流量控制器控制即可； 但在液體方面，由於㈣需先賴成蒸汽，但蒸汽的流量 控制非常不易’目前大多是採用泡泳系統（Bubbler systems)。氫化物氣體則是儲存在氣密鋼瓶内，經由壓力 調節器（Regulator)及流量控制器來控制流入反應腔體的 氣體流量。不論是有機金屬反應源或是氫化物氣體，都是 屬於具有毒性的物質’有機金屬在接觸空氣之後會發生自 然氧化’所以毒性較低，而氫化物氣體則是毒性相當高的 物質’所以在使用時務必要特別注意安全。常用的有機金 屬反應源有：TMGa (Trimethylgallium)、TMA1 (Trimethylaluminum)、TMIn (Trimethylindium)、Cp2Mg (Bi s (eye 1 opentadi eny 1 )magnes i um) 、 DIPTe (Diisopropyltelluride)等等。常用的氫化物氣體則有砷 化氫(AsH3)'磷化氫(PH3)、氮化氫(NH3)及矽乙烷（Si2H6) 等等。 請參閱圖3(a)和圖3(b) ’其示出了根據本創作的一個 具體實施例的真空處理系統的結構剖面圖。圖3(a)和圖3(b) 所示的系統，從左到右’分別包括第一反應室模組UQi、 傳輸室模組11和第二反應室模組1301。 與現有技術的處理系統不同’為了提供一種緊湊型的 多反應室系統，本創作的反應室模組1201、1301被設置成 豐直堆疊式佈局。換言之，本創作將與反應室配套設置的 泡沫裝置、氣體控制及混合系統、反應氣體源、排氣泵等 辅助裝置設置於反應室的下方，並相應地抬高反應室的高 度，使得反應室、泡沫裝置、氣體控制及混合系統、反應 氣體源、排氣泵等輔助裝置整體上呈現豎直堆疊式的緊凑 式佈局。與現有技術的橫向並排排列的反應源發生裝置、 軋體控制及混合系統和反應室的系統相比，本創作的真空 處理糸統更緊凑、可以配置更多的反應室，並且佔用潔淨 室的占地面積小。 具體而言，在圖3(a)和圖3(b)所示的實施例中，第一 氣體控制及混合系統124設置於第一反應室1201的下方， M413210 • · 第一氫化物氣體反應源供應和傳輸系統126設置於所述氣 體控制及混合系統124的下方，在所述第一氫化物氣體反 應源供應和傳輸系統126的左邊設置了第一泡沫裝置 123。此外，由於該豎直堆疊式佈局設計使得整個反應室的 , 高度增加，為了方便工程師對反應室進行維護和調試，本 創作在第一反應至1201的左下部分設計了多個臺階和第一 扶梯127。所述第一扶梯的高度和臺階的階數可根據工程需 要進行设置。例如，可以將第一臺階的形狀設計為剛好能 Φ 夠谷納第一泡沐裝置123，具體地，第一泡沫裝置eg可以 被設置成正好容納於平面127a和表面127b形成的臺階 内。可選擇地，還可以在所述第一反應室13〇1的上部設置 一第一手套相128 ’在需要的時候，工程師可以將手伸入所 述第一手套箱128對第一反應室1201進行人工作業。 應當理解，圖3(a)和圖3(b)所示的反應室模組1201 僅表示了圖2中所示的第一反應室12〇1以及與其配套設置 的第一泡沫裝置123、第一氣體控制及混合系統124、第一 φ 氫化物氣體反應源供應和傳輸系統126等元件；與第一反 應室1201相鄰設置的第二反應室丨2〇2中也可以類似地設 置與其配套設置的泡沫裝置、氣體控制及混合系統、氫化 物氣體反應源供應和傳輸系統等元件，並且它們也呈現為 豎直堆疊式的緊湊式佈局。 此外，為了使系統設計更加簡潔、緊湊和節省系統成 本，可以使前述第一反應室1201與第二反應室1202共用 一套泡沫裝置、氣體控制及混合系統、反映氣體源等元件， 並且使這些泡沫裝置、氣體控制及混合系統、反應氣體源 等元件有機地合理地配置於第一反應室12〇1與第二反應室 21 M413210 • · • · 1202的下方。當然，也可以依工程需要’第一反應室12〇1 與第一反應至1202可以只共用泡珠装置、氣體控制及混合 系統、反應氣體源等元件中的一部分。 同理，位於傳輸室核組11右侧的第一反應室及 其對應的第一泡沫裝置133、第二氣體控制及混合系統 134、第二氫化物氣體反應源供應和傳輸系統136、第二扶 梯137、第一手套箱138等裝置與左側的反應室模組a 一 樣設置。為了行文簡潔，此處不再贅敘。 • 應當理解，在前述實施例中，上述第一反應室和第二 反應室基本上為鏡面結構，其所配置的部件及其位置都是 一一對應的，但是這並不能用以限定本創作。所有部件在 反應至中的佈局/位置可以根據工藝需要進行調整，只要其 佈局/位置在空間佈置上有堆疊式排列/重疊，則均未超出 本創作的精神範圍。 承上述，所述反應室辅助系統包括廢氣處理系統。 承上述，所述反應室輔助系統包括電源供應系統。 • 承上述，也可以將所述氣體控制及混合系統配置於反 應源供應及傳輸系統的下方。 承上述，也可以將所述氣體控制及混合系統和反應源 供應及傳輸系統呈水準方向並排地位於所述反應室的下 方。 承上述，所述反應室還包括排氣泵，所述排氣泵也可 以設置於所述反應室的下方。 以上對本創作的各個實施例進行了詳細說明。需要說 明的是，上述實施例僅是示範性的，而非對本創作的限制。 任何不背離本創作的精神的技術方案均應落入本創作的保 22 M413210 護範圍之内。此外，不縣權利要求中的任 為限制所涉及的咖絲；“包括，，—詞轉除=權利 要求或說明書中未列出的裴置或步驟；“第一”、“ 等詞語僅用來表示名稱’而並不表示任何特定的順 【圖式簡單說明】 ° 圖1為現有技術的適用於MOCVD工藝生產的真空處^ 統的佈局示意圖； /& 理系

圖2為根據本創作的一個具體實施例的真空處理 的結構佈局示意圖； 圖3(a)和圖3(b)為根據本創作的一個具體實施例 空處理系統的結構剖面圖； 叩異 圖4為根據本創作的一個具體實施例的真空處理系衾 的結構佈局示意圖，其中該系統進一步包括—預裝片_ 2 統； 、十系 圖5為根據本創作的一個具體實施例的第一傳輪 的結構不意圖；

圖6為根據本創作的另一具體實施例的第一傳輪聿 的結構示意圖。 圖7為根據本創作的一個具體實施例的真空處理系 的真空鎖的結構示意圖； ' 圖8為根據本創作的一個具體實施例的真空處理系 的載片盤的結構示意圖； 圖9為根據本創作的一個具體實施例的升舉裝置的社 構功能不意圖， 圖10為根據本創作的一個具體實施例的第二密封門和 第一傳輸裝置的結構功能示意圖； 23 M413210 其中，相同或相似的附圖標記表示相同或相似的裝置 (模組） 【主要元件符號說明】 01反應源發生裝置 03反應室 A、B、C、D、E載片盤 dl豎直距離 1真空處理系統 1201、1202反應室 124混合系統 127第一扶梯 127b表面 1301、1302反應室 134混合系統 137第二扶梯 14、14’真空鎖 1421基片容納槽 144、144升舉裝置 1442第二柱狀結構 151 ' 15Γ密封門 152、153、154、ι55 密封門 161、162傳送臂 16a 、161’傳輸臂 17預裝片子系統 1721基片 173裝片室 02反應氣體控制及混合系統 05手套箱 d3、d4、d5 高度 d2豎直長度 11真空傳輸室 123第一泡沫裝置 126傳輸系統 127a平面 128第一手套箱 133第二泡沫裝置 136傳輸系統 138第二手套箱 142'142’載片盤 143載片盤托架 1441第一柱狀結構 145、145’載片盤容納箱 151a上表面 16傳輸裝置 16，第一傳輸裝置 16b’主軸 Π1基片盒 Π22基片基座 174載片盤托架 24 M413210 175載片盤 176第二傳輸裝置 178第三傳輸裝置 20、22、24、26 連接面 1751基片容納槽 177第四密封門 179第五密封門

25

Claims (1)

1. M413210 六、申請專利範圍： 卜種實現自動化基片傳 積處理系統，包括： 的金屬有機物化學氣相沉 具有若干個密封門並保持真 二置有第一傳輸裝置’所述第：置至其内部 可以沿所述傳輪室所在的平面 又置有至少1 與所述若干個密封門中的至少縮的傳送臂； 所述真空鎖内部設置有至少—個载=接的真空鎖， 片，上可以放置有一個載片：片=述載 氣環境和所述傳輸室之間對所述载外界大 沿所述傳輸室周邊設置的至少一個反則、 應室與所述若干個密封門中的一個相二二—個反 應1放置至少一個所述载片盤，並_上3== 行金屬有機物化學氣相沉積處理；以及 土片進 所述第-傳輸裝置的傳送臂被設置 所述多個反應室之間經過所述密封門傳送所迷鎖和 2、 如申請專利範圍第β所述的—種實現自^ 傳輸的金屬有機物化學氣相沉積處理系統，其中， 癦系統還包括與所述真空鎖相連接的預裝片子系統。处 3、 如申請專利範@第2項所述的—種實現自動化 傳輸的金屬有機物化學氣相沉積處理系統，其中，^ 装片子系統包括： /、，述預 基片盒，其内部容納有多片基片；以及 裝片室，其-側與所述基片盒相連接，另—側與所述 26 S相2=:;=設置有第二傳輸裝置、載片 所述裁片之二第::輸f設置™ ^ 第三傳輪褒置設置於所述载取、放基月，所述 用於在二者之間取、放載片盤盤托架和所述真空鎖之間，

   向不5同的方以完成所述各自單獨旋轉指 傳輸的項所述的—種實現自動化基片 -傳輪裝置=;:;==其中，所述第 上下移動如，_送背所指=的-高傳度輪裝置的主軸

   ζιτ^ιι ιζιτ^ιι ^ :述?舉裝置和至少-個载片盤容、：真 所述 =::=:r 下表===: 載片盤痛相’以使得其中的裁片盤能夠對 27 M413210 真空鎖和所述傳輪室之間的密封門並能夠通 過所述欲封門傳輪至傳輪室。 祕專利範圍第1項所述的一種實現自動化基片 冑物化學氣柏沉積處理系統，其中’所述傳 j :個連接面’每個連接面置有兩個連介面，所 面連接於下列各項的卜項：反應室，真空鎖，預 、 糸統熱退火腔室，清潔腔室，基片熱處理腔室。 * 9、如申請專利範圍第1項所述的-種實現自動化基片 ，的金屬有機物化學氣她積處㈣统，其巾，所述傳 ^至大體呈四方形，所述真空鎖連接於所述四方形的一 邊所述四方形的其他邊的位置處分別連接有所述多個反 應室。 10、如中請專利範圍第9項所述的—種實現自動化基 片傳輸的金屬有機物化學氣相沉積處理系統’其巾，所述 四方形職他邊的位置處分別各連財兩個反應室。 U、如中請專利範圍第1項所述的-種實現自動化基 =傳輸的金屬有機物化學氣相沉積處理系統，其中，所= 每一個反應室内同時可以容納至少兩個所述載片盤。“ 12、如申請專利範圍第i項所述的—種實現自動化美 片傳輸的金屬有機物化學氣相沉積處理系統，其中，土 處理系統還包括-個連接於所述傳輪室的若干個 = 的至少-個的基片熱處理戲，用於勒^ 行 或預加熱處理。 W仃降溫 28