[发明专利]一种基片承载装置及应用该装置的基片处理设备

说明书

技术领域

本发明涉及微电子生产技术领域，具体地，涉及一种基片承载装置及应用该基片承载装置的基片处理设备。

背景技术

在微电子产品制造领域中，金属有机化合物化学气相淀积技术(Metal Organic Chemical Vapor Deposition，以下简称MOCVD)作为一种生长III-V族、II-VI族化合物及合金等的薄层单晶的主要方法，具有对组分层厚界面控制精确、维护费用低、易于规模化生产等的优点。因此，该技术被广泛应用于砷化镓、磷化铟、氮化镓等光电子材料的生产工艺中。

请参阅图1，为一种MOCVD设备的系统原理图。该设备通常包括工艺腔室、供气系统、尾气处理系统、传输系统等几大组成部分。现阶段，上述MOCVD设备普遍存在单台设备产能和工艺气体利用率较低的问题，因而在光电子材料的生产成本中，设备折旧及运行成本占有很高的比重。因此，如何在保证产品良率的同时进一步提高MOCVD设备产能并降低运行成本(提高气体利用率，减少气体消耗)一直是亟需本领域技术人员解决的重要课题。

请一并参阅图2A和图2B，为一种已知的用于MOCVD外延反应的工艺腔室结构。该工艺腔室中设用一种行星式分布的基片承载装置结构，具体为，在一个大托盘4的圆周上均匀设置多个小托盘3，大托盘4绕其中心轴旋转，小托盘3在随大托盘4公转的同时发生自转。在工艺过程中，基片被水平放置在各个小托盘3上随之同步旋转，中央喷嘴沿大托盘4水平方向均匀供气，工艺气体在腔室内发生反应并沉积在基片表面以形成所需的外延膜层。

上述MOCVD设备利用大托盘和小托盘的行星式旋转可有效提升均匀性，并可在一定程度上提高腔室内部的有效工艺空间，从而提高产能。但是，上述基片承载装置结构不可避免地存在下述缺点：

首先，在上述基片承载装置结构的基础上，若要进一步增大设备产能，则只能通过增大上述大托盘尺寸的方式而使其承载更多的基片来实现；但是，对于由石墨材质制成的托盘而言，要使其尺寸在现有基础上进一步增大，必将导致托盘加工难度及加工成本的急剧增加，从而将造成设备成本及运行成本随之增加。

而且，大托盘的尺寸增大之后，还将致使工艺过程中对气流场、温度场的设计和控制难度随之增大，从而带来对外延工艺稳定性、均匀性等参数控制的不利影响。最终，将使企业面临设备成本和工艺质量的两难选择。

并且，在工艺过程中，工艺气体由工艺腔室的供气装置进入腔室内并充满整个腔室空间，从而在基片表面形成所需膜层；而由于现有的托盘结构仅能在其一面承载基片，因此，流经托盘另一面的工艺气体被作为废气而直接排出工艺腔室，从而造成工艺气体的严重浪费，进而在无形当中增加了不必要的生产成本。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种基片承载装置，其能够在保证生产良率的同时，有效提高单台MOCVD设备的产能及工艺气体的利用率。

为解决上述问题，本发明还提供一种基片处理设备，其在保证生产良率的同时，可有效提高产能及工艺气体的利用率。

为此，本发明提供一种基片承载装置，用于承载基片，其包括至少一个托盘，所述托盘具有两个相反的用于承载基片的盘面。

其中，所述盘面上设置有多个用于放置基片的装片位。

其中，所述装片位包括与基片形状相适配的凹槽或凸台或与盘面相平齐的平面。

其中，所述托盘以静电吸附的方式将基片固定在装片位上。

其中，在凹槽与盘面相交的边缘处设置有凸爪和/或凸缘，借助凸爪和/或凸缘而将基片限定在凹槽中。

其中，所述托盘包括可分离地贴合在一起的第一托盘和第二托盘，在第一托盘和/或第二托盘的贴合面上设置有与凹槽连通的装片通道；在装/卸基片时，通过该装片通道而将基片放入凹槽中或从凹槽中取出。

其中，在托盘上的与盘面相邻的侧面设置有与凹槽相连通的装片通道；在装/卸基片时，通过该装片通道而将基片放入凹槽中或从凹槽中取出。

其中，所述凸爪和/或凸缘分布于凹槽的部分边缘处，凹槽的未被凸爪和/或凸缘覆盖的区域面积足以使基片通过；在装/卸基片时，使基片通过凹槽中未被凸爪和/或凸缘覆盖的区域进入凹槽内部，然后将基片移动至凸爪和/或凸缘所在位置处，以借助凸爪和/或凸缘将基片限定于凹槽内。其中，凸缘为半圆环状。

其中，所述托盘还包括支撑片，支撑片可分离地贴合在盘面上，并且在支撑片上设置有与凹槽相对应的通孔，该通孔的至少部分边缘将基片限定在凹槽内。

其中，位于同一托盘的两个盘面上的装片位对称或错位设置。