[发明专利]薄膜沉积装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄膜沉积装置，特别是一种具有一承载盘模块的薄膜沉积装置。

背景技术

薄膜沉积(Thin Film Deposition)可应用于各种物品或组件，例如半导体组件等的表面处理；它是一种在各种材料，例如金属、超硬合金、陶瓷及晶圆基板的表面上，成长一层或多层同质或异质材料薄膜的工艺。

依据沉积过程是否含有化学反应，薄膜沉积可区分为物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，简称PVD)及化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，简称CVD)。

随着沉积技术及沉积参数差异，所沉积薄膜的结构可能是“单晶”、“多晶”、或“非结晶”的结构。单晶薄膜的沉积在集成电路工艺中特别重要，称为“磊晶”(epitaxy)。磊晶成长的半导体薄膜的主要优点是：因为在沉积过程中可直接掺杂施体或受体，因此可精确控制薄膜中的“掺质分布”(dopant profile)，并且不包含氧与碳等杂质。

金属有机化学气相沉积(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition，简称MOCVD)，其原理是利用承载气体(carrier gas)携带气相反应物，或是前驱物进入装有晶圆的腔体中，晶圆下方的承载盘(susceptor)以特定加热方式(例如高周波感应或电阻)加热晶圆及接近晶圆的气体使其温度升高，而高温会触发单一或是数种气体间的化学反应，使通常为气态的反应物被转换为固态的生成物，并沉积在晶圆表面上。

当以金属有机化学气相沉积方法形成各种组件，例如发光二极管时，组件的合格率、产率、质量与工艺息息相关，而工艺的质量取决于反应腔体(reactor chamber)内部气体流场的稳定性、温度控制、气体控制等等因素，其中各因素对于沉积物的均匀性(uniformity)均有重大影响。

承载盘(susceptor)为转动设计以带动晶圆旋转，藉此提高晶圆上方气体浓度均匀性，得到一致的膜厚；藉由旋转晶圆也可以提高受热均匀性，得到优选的薄膜质量。通常，基板旋转装置可以分为主承载盘(susceptor)与卫星承载盘(satellite wafer holder)，其中，卫星承载盘用以承载单一或多个晶圆并进行自转运动，而主承载盘用以承载单一或多个卫星承载盘并进行公转运动。

发明内容

本发明涉及一种薄膜沉积装置，特别是一种具有一承载盘模块的薄膜沉积装置。

本发明一实施例提供一种薄膜沉积装置，包括：一反应腔；位于所述反应腔内的一承载盘模块，该承载盘模块用以承载至少一个晶圆，其中，所述承载盘模块包含一平面式主承载盘(planer type main susceptor)以及一个或多个卫星承载盘，所述主承载盘上方设置有一个或多个所述卫星承载盘，当所述主承载盘旋转时，以离心力带动一个或多个所述卫星承载盘向径向外侧滑行；设置于主承载盘外侧的至少一个定子，当所述主承载盘旋转时，一个或多个所述卫星承载盘被离心力带动向外侧滑行而摩擦所述定子，藉此旋转一个或多个所述卫星承载盘；设置于主承载盘下方的一加热模块，用以加热该晶圆；以及一驱动模块，用以驱动所述主承载盘旋转。

根据本发明实施例，仅使用单一驱动力，即可驱动主承载盘与所有卫星承载盘，同时，还可以提高薄膜沉积的均匀性。

附图说明

图1显示了本发明优选实施例的薄膜沉积装置；

图2显示了根据本发明一实施例的容槽与滑板；

图3A与图3B分别显示了根据本发明一实施例薄膜沉积装置的滑板、卫星承载盘与定子接触前和接触后的情形；

图4A与图4B分别显示了根据本发明另一实施例薄膜沉积装置的滑板、卫星承载盘与定子接触前和接触后的情形；

图5显示了本发明承载盘模块的运作原理示意图；以及

图6显示了根据本发明一实施例的承载盘模块及其驱动模块。

主要组件符号说明

1      承载盘模块

10     主承载盘

11     卫星承载盘

11a    挂耳

12     定子

13     旋转中心

14     容槽

14a    侧壁

14b    侧壁

14c    第一沟槽

15     滑板

15a    第二沟槽

15b    凹槽

15c    凹口