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DE202017107959U1 - Wafer carrier with a 33-pocket configuration - Google Patents

Wafer carrier with a 33-pocket configuration Download PDF

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DE202017107959U1
DE202017107959U1 DE202017107959.7U DE202017107959U DE202017107959U1 DE 202017107959 U1 DE202017107959 U1 DE 202017107959U1 DE 202017107959 U DE202017107959 U DE 202017107959U DE 202017107959 U1 DE202017107959 U1 DE 202017107959U1
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Veeco Instruments Inc
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Abstract

Ein Waferträger, der dazu ausgebildet ist, mit einem Gerät zur chemischen Dampfphasenabscheidung verwendet zu werden, wobei der Waferträger folgende Merkmale aufweist: einen Körper, bei dem eine Oberseitenoberfläche und eine Unterseitenoberfläche einander gegenüberliegend angeordnet sind; eine Mehrzahl von Taschen, die in der Oberseitenoberfläche des Waferträgers definiert sind; wobei die Verbesserung aufweist, dass die Mehrzahl von Taschen aus einer Gesamtzahl von dreiunddreißig Taschen besteht, wobei jede der Taschen entlang eines von einem inneren Kreis, einem mittleren Kreis oder einem äußeren Kreis angeordnet ist, wobei der zentrale Kreis asymmetrisch in Bezug auf den mittleren Kreis und den äußeren Kreis angeordnet ist.A wafer carrier adapted to be used with a chemical vapor deposition apparatus, the wafer carrier comprising: a body having a top surface and a bottom surface opposed to each other; a plurality of pockets defined in the top surface of the wafer carrier; the improvement comprising the plurality of pockets consisting of a total of thirty-three pockets, each of the pockets being disposed along one of an inner circle, a middle circle, or an outer circle, the central circle being asymmetric with respect to the middle circle and the outer circle is arranged.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf die Halbleiterfertigungstechnologie und insbesondere auf die Verarbeitung mit chemischer Gasphasenabscheidung (Chemical Vapor Deposition, CVD) und eine dazugehörige Vorrichtung zum Halten von Halbleiterwafern während der Verarbeitung.The invention relates generally to semiconductor fabrication technology, and more particularly to chemical vapor deposition (CVD) processing and associated apparatus for holding semiconductor wafers during processing.

Hintergrundbackground

Bei der Fertigung von lichtemittierenden Dioden (LEDs) und anderen Hochleistungsbauelementen wie Laserdioden, optischen Detektoren und Feldeffekttransistoren wird typischerweise ein chemischer Gasphasenabscheidungsprozess (CVD) verwendet, um eine Dünnschichtstapelstruktur unter Verwendung von Materialien wie Galliumnitrid über einem Saphir- oder Siliziumsubstrat durch Wachstum auszubilden. Ein CVD-Werkzeug umfasst eine Verarbeitungskammer, die eine verschlossene Umgebung ist, welche es ermöglicht, dass infundierte Gase auf dem Substrat (typischerweise in der Form vom Wafern) reagieren, um die Dünnfilmschichten durch Wachstum auszubilden. Beispiele für aktuelle Produktlinien solcher Herstellungsausrüstungen sind die TurboDisc®- und EPIK®-Familien von Systemen zur metallorganischen chemischen Gasphasenabscheidung (Metal Organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD), die von Veeco Instruments Inc. in Plainview, New York, hergestellt werden.In the fabrication of light emitting diodes (LEDs) and other high performance devices such as laser diodes, optical detectors, and field effect transistors, typically a chemical vapor deposition (CVD) process is used to grow a thin film stack structure using materials such as gallium nitride over a sapphire or silicon substrate. A CVD tool includes a processing chamber that is a sealed environment that allows infused gases to react on the substrate (typically in the form of wafers) to grow through the thin film layers. Examples of current product lines such manufacturing equipments are the Turbo Disc ® - and EPIK ® -families of systems for metal organic chemical vapor deposition (Metal Organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD) that are manufactured by Veeco Instruments Inc. of Plainview, New York.

Eine Reihe von Prozessparametern werden gesteuert, z. B. Temperatur, Druck und Gasströmungsrate, um ein gewünschtes Kristallwachstum zu erreichen. Unterschiedliche Schichten werden unter Verwendung von unterschiedlichen Materialien und Prozessparametern durch Wachstum ausgebildet. Beispielsweise werden Bauelemente, die aus Verbundhalbleitern wie etwa III-V-Halbleitern gebildet werden, typischerweise gebildet, indem aufeinanderfolgende Schichten des Verbundhalbleiters unter Verwendung von MOCVD durch Wachstum ausgebildet werden. Bei diesem Prozess werden die Wafer einer Kombination von Gasen ausgesetzt, typischerweise einschließlich einer metallorganischen Verbindung als Quelle eines Metalls der Gruppe III sowie einschließlich einer Quelle eines Elementes der Gruppe V, die über die Oberfläche des Wafers strömen, während der Wafer bei einer erhöhten Temperatur gehalten wird. In der Regel werden die metallorganische Verbindung und die Quelle der Gruppe V mit einem Trägergas kombiniert, das nicht nennenswert an der Reaktion beteiligt ist, z. B. Stickstoff. Ein Beispiel für einen III-V-Halbleiter ist Galliumnitrid, das durch eine Reaktion einer Organogalliumverbindung und Ammoniak auf einem Substrat mit einem geeigneten Kristallgitterabstand, z. B. einem Saphirwafer, gebildet werden kann. Der Wafer wird normalerweise während der Abscheidung vom Galliumnitrid und verwandten Verbindungen bei einer Temperatur in einer Größenordnung von 1.000 bis 1.100°C gehalten.A number of process parameters are controlled, e.g. Temperature, pressure and gas flow rate to achieve desired crystal growth. Different layers are formed by growth using different materials and process parameters. For example, devices formed from compound semiconductors such as III-V semiconductors are typically formed by growing successive layers of the compound semiconductor using MOCVD. In this process, the wafers are exposed to a combination of gases, typically including an organometallic compound as a Group III metal source and including a group V element source, which flow over the surface of the wafer while the wafer is held at an elevated temperature becomes. In general, the organometallic compound and the source of group V are combined with a carrier gas which does not appreciably participate in the reaction, e.g. Nitrogen. An example of a III-V semiconductor is gallium nitride obtained by a reaction of an organogallium compound and ammonia on a substrate having a suitable crystal lattice spacing, e.g. As a sapphire wafer can be formed. The wafer is normally held at a temperature of the order of 1,000 to 1,100 ° C during deposition of the gallium nitride and related compounds.

Bei einem MOCVD-Prozess, bei dem das Ausbilden durch Wachstum von Kristallen durch eine chemische Reaktion auf der Oberfläche des Substrates erfolgt, müssen die Prozessparameter besonders sorgfältig gesteuert werden, um sicherzustellen, dass die chemische Reaktion unter den erforderlichen Bedingungen abläuft. Schon kleine Abweichungen in den Prozessbedingungen können die Bauelementqualität und die Produktionsausbeute beeinträchtigen. Wird beispielsweise eine Gallium- und Indiumnitridschicht abgeschieden, bewirken Schwankungen der Waferoberflächentemperatur Abweichungen der Zusammensetzung und der Bandlücke der abgeschiedenen Schicht. Da Indium einen relativ hohen Dampfdruck hat, wird die abgeschiedene Schicht einen geringeren Anteil von Indium und eine größere Bandlücke in den Bereichen des Wafers aufweisen, in denen die Oberflächentemperatur höher ist. Ist die abgeschiedene Schicht eine aktive, lichtemittierende Schicht einer LED-Struktur, so variiert auch die Emissionswellenlänge der aus dem Wafer gebildeten LEDs in einem unzulässigen Ausmaß.In an MOCVD process, where formation is by growth of crystals by a chemical reaction on the surface of the substrate, the process parameters must be particularly carefully controlled to ensure that the chemical reaction proceeds under the required conditions. Even small deviations in the process conditions can affect the component quality and the production yield. For example, when a gallium and indium nitride layer is deposited, variations in the wafer surface temperature cause variations in the composition and band gap of the deposited layer. Since indium has a relatively high vapor pressure, the deposited layer will have a lower content of indium and a larger band gap in the regions of the wafer where the surface temperature is higher. If the deposited layer is an active, light-emitting layer of an LED structure, the emission wavelength of the LEDs formed from the wafer also varies to an impermissible extent.

In einer MOCVD-Prozesskammer werden Halbleiterwafer, auf denen Dünnfilmschichten durch Wachstum auszubilden sind, auf sich schnell drehende Karusselle, so genannte Waferträger, platziert, um für die Abscheidung des Halbleitermaterials eine gleichmäßige Aussetzung der Oberflächen derselben im Hinblick auf die Atmosphäre in der Reaktorkammer bereitzustellen. Die Drehzahl liegt in der Größenordnung von 1.000 U/min. Die Waferträger sind typischerweise aus einem hochwärmeleitfähigen Material wie Graphit herausgearbeitet und häufig mit einer Schutzschicht aus einem Material wie Siliziumcarbid beschichtet. Jeder Waferträger weist in seiner Oberseite eine Reihe von kreisförmigen Vertiefungen bzw. Taschen auf, in die einzelne Wafer platziert werden. Typischerweise werden die Wafer in einer beabstandeten Beziehung zu der Unterseitenoberfläche jeder der Taschen gehalten, um die Gasströmung um die Ränder des Wafers herum zu ermöglichen. Einige Beispiele für einschlägige Technologien sind in der US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2012/0040097, in dem US-Patent Nr. 8,092,599 , in dem US-Patent Nr. 8,021,487 , in der US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2007/0186853, in dem US-Patent Nr. 6,902,623 , in dem US-Patent Nr. 6,506,252 und in dem US-Patent Nr. 6,492,625 beschrieben, deren Offenbarungen durch Bezugnahme hierin aufgenommen sind.In an MOCVD process chamber, semiconductor wafers on which thin film layers are to be grown are placed on fast rotating carousels, called wafer carriers, to provide uniform deposition of the semiconductor material's surfaces with respect to the atmosphere in the reactor chamber. The speed is on the order of 1,000 rpm. The wafer carriers are typically machined from a high thermal conductivity material such as graphite and often coated with a protective layer of a material such as silicon carbide. Each wafer carrier has in its top a series of circular pits into which individual wafers are placed. Typically, the wafers are maintained in spaced relation to the underside surface of each of the pockets to facilitate gas flow around the edges of the wafer. Some examples of pertinent technologies are disclosed in US Patent Application Publication No. 2012/0040097, in which U.S. Patent No. 8,092,599 , by doing U.S. Patent No. 8,021,487 in US Patent Application Publication No. 2007/0186853, in which U.S. Patent No. 6,902,623 , by doing U.S. Patent No. 6,506,252 and in that U.S. Patent No. 6,492,625 described, the disclosures of which are incorporated herein by reference.

Der Waferträger wird auf einer Spindel in der Reaktionskammer gehalten, so dass die Oberseitenoberfläche des Waferträgers mit den freigelegten Oberflächen der Wafer nach oben zu einem Gasverteilungsgerät hin gewandt ist. Während die Spindel sich dreht, wird das Gas nach unten auf die Oberseitenoberfläche des Waferträgers geleitet und strömt über die Oberseitenoberfläche hinweg zu der Peripherie des Waferträgers hin. Das verwendete Gas wird aus der Reaktionskammer durch unter dem Waferträger angeordnete Öffnungen ausgeleitet. Der Waferträger wird durch Wärmeelemente, typischerweise elektrische resistive Wärmeelemente, die unter der Unterseitenoberfläche des Waferträgers angeordnet sind, bei der gewünschten erhöhten Temperatur gehalten. Diese Wärmeelemente werden bei einer Temperatur über der gewünschten Temperatur der Waferoberflächen gehalten, wohingegen das Gasverteilungsgerät typischerweise bei einer Temperatur weit unter der gewünschten Reaktionstemperatur gehalten wird, um eine vorzeitige Reaktion der Gase zu verhindern. Daher wird die Wärme von den Wärmelementen auf die Unterseitenoberfläche des Waferträgers übertragen und strömt durch den Waferträger nach oben zu den einzelnen Wafern.The wafer carrier is held on a spindle in the reaction chamber, so that the top surface of the wafer carrier with the exposed Surface of the wafer is turned upwards to a gas distribution device. As the spindle rotates, the gas is directed down onto the top surface of the wafer carrier and flows over the top surface toward the periphery of the wafer carrier. The gas used is discharged from the reaction chamber through openings arranged below the wafer carrier. The wafer carrier is maintained at the desired elevated temperature by thermal elements, typically electrical resistive heating elements, disposed below the underside surface of the wafer carrier. These heat elements are maintained at a temperature above the desired temperature of the wafer surfaces, whereas the gas distribution device is typically maintained at a temperature well below the desired reaction temperature to prevent premature reaction of the gases. Therefore, the heat is transferred from the heating elements to the underside surface of the wafer carrier and flows up through the wafer carrier to the individual wafers.

Die Gasströmung über die Wafer variiert in Abhängigkeit von der Radialposition jedes Wafers, wobei die am weitesten außen positionierten Wafer aufgrund ihrer schnelleren Geschwindigkeit während der Drehung höheren Strömungsraten ausgesetzt sind. Selbst auf jedem einzelnen Wafer kann es Temperaturungleichförmigkeiten geben, d. h. kalte Stellen und heiße Stellen. Eine der Variablen, die die Bildung von Temperaturungleichförmigkeiten beeinflussen, ist die Form der Taschen in dem Waferträger. In der Regel bilden Taschenformen eine kreisförmige Form in der Oberfläche des Waferträgers. Bei der Drehung des Waferträgers werden die Wafer an ihrem äußersten Rand (d. h., dem äußersten Rand von der Drehachse) einer erheblichen Zentripetalkraft ausgesetzt, wodurch bewirkt wird, dass der Wafer gegen die Innenwand der jeweiligen Tasche in dem Waferträger drückt. Unter dieser Bedingung besteht ein enger Kontakt zwischen diesen Außenrändern des Wafers und dem Taschenrand. Die erhöhte Wärmeleitung zu diesen äußersten Abschnitten des Wafers führt zu einer größeren Temperaturungleichförmigkeit, was die oben beschriebenen Probleme weiter Verschärft. Es wurden Anstrengungen unternommen, die Temperaturungleichförmigkeiten zu minimieren, indem die Lücke zwischen dem Rand des Wafers und der Innenwand der Tasche erhöht wird, einschließlich des Entwurfes eines Wafers, der auf einem Teil des Randes flach ist (d. h., eines „flachen” Wafers). Dieser flache Abschnitt des Wafers erzeugt eine Lücke und verringert die Kontaktpunkte mit der Innenwand der Tasche, wodurch Temperaturungleichförmigkeiten gemildert werden. Weitere Faktoren, die die Erwärmungsgleichförmigkeit in den durch den Waferträger gehaltenen Wafern beeinflusst, umfassen die Eigenschaften hinsichtlich Wärmeübertragung und Emissionsvermögen des Waferträgers kombiniert mit der Anordnung der Wafertaschen.The gas flow across the wafers varies depending on the radial position of each wafer, with the outermost positioned wafers being exposed to higher flow rates due to their faster velocity during rotation. Even on each individual wafer, there may be temperature non-uniformities, i. H. cold spots and hot spots. One of the variables that affects the formation of temperature nonuniformities is the shape of the pockets in the wafer carrier. As a rule, pocket shapes form a circular shape in the surface of the wafer carrier. As the wafer carrier rotates, the wafers are exposed to significant centripetal force at their outermost edge (i.e., the outermost edge of the axis of rotation), thereby causing the wafer to press against the inner wall of the respective pocket in the wafer carrier. Under this condition, there is close contact between these outer edges of the wafer and the pocket edge. The increased heat conduction to these outermost portions of the wafer results in greater temperature nonuniformity, further aggravating the problems described above. Efforts have been made to minimize temperature nonuniformity by increasing the gap between the edge of the wafer and the inner wall of the pocket, including the design of a wafer that is flat on a portion of the edge (i.e., a "flat" wafer). This flat portion of the wafer creates a gap and reduces the contact points with the inner wall of the pocket, thereby mitigating temperature nonuniformities. Other factors that affect the heating uniformity in the wafers held by the wafer carrier include the heat transfer and emissivity properties of the wafer carrier combined with the location of the wafer pockets.

Unter Berücksichtigung der Anforderungen hinsichtlich der Temperaturgleichförmigkeit ist es eine weitere wünschenswerte Eigenschaft von Waferträgern, den Durchsatz des CVD-Prozesses zu erhöhen. Die Rolle des Waferträgers beim Erhöhen des Prozessdurchsatzes besteht darin, eine größere Menge an einzelnen Wafern zu halten. Die Bereitstellung einer Waferträgerstrukturanordnung mit mehr Wafern beeinflusst das thermische Modell. Beispielsweise sind die Abschnitte des Waferträgers nahe den Rändern aufgrund eines Wärmestrahlungsverlustes von den Waferträgerrändern tendenziell bei einer niedrigeren Temperatur als andere Abschnitte.Taking into account the requirements of temperature uniformity, another desirable property of wafer carriers is to increase the throughput of the CVD process. The role of the wafer carrier in increasing process throughput is to hold a larger amount of individual wafers. The provision of a wafer carrier structure assembly with more wafers affects the thermal model. For example, the portions of the wafer carrier near the edges tend to be at a lower temperature than other portions due to heat radiation loss from the wafer carrier edges.

Dementsprechend wird eine praktische Lösung für Waferträger benötigt, bei der eine Temperaturgleichförmigkeit sowie mechanische Beanspruchungen in Strukturanordnungen mit hoher Dichte berücksichtigt werden.Accordingly, a practical solution for wafer carriers is needed that takes into account temperature uniformity as well as mechanical stresses in high density structural assemblies.

KurzdarstellungSummary

Ein Waferträger umfasst eine neue Anordnung von Taschen. Die hierin beschriebenen Anordnungen erleichtern eine Wärmeübertragung sowie eine hohe Packungsdichte von Taschen für das Ausbilden durch Wachstum von kreisförmigen Wafern.A wafer carrier includes a new array of pockets. The arrangements described herein facilitate heat transfer as well as high packing density of pockets for growth of circular wafers.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die Erfindung kann unter Berücksichtigung der folgenden ausführlichen Beschreibung von mehreren Ausführungsbeispielen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen umfassender verstanden werden. Es zeigen:The invention may be more fully understood in consideration of the following detailed description of several embodiments of the invention taken in conjunction with the accompanying drawings. Show it:

1 eine schematische Ansicht einer MOCVD-Prozesskammer gemäß einem Ausführungsbeispiel. 1 a schematic view of a MOCVD process chamber according to an embodiment.

2 eine Perspektivansicht eines Waferträgers mit einer 33-Taschen-Konfiguration gemäß einem Ausführungsbeispiel. 2 a perspective view of a wafer carrier with a 33-pocket configuration according to an embodiment.

3 eine Oberseitendraufsicht eines Waferträgers mit einer 33-Taschen-Konfiguration gemäß einem Ausführungsbeispiel. 3 a top plan view of a wafer carrier with a 33-pocket configuration according to an embodiment.

4 eine Seitenansicht eines Waferträgers mit einer 33-Taschen-Konfiguration gemäß einem Ausführungsbeispiel. 4 a side view of a wafer carrier with a 33-pocket configuration according to an embodiment.

5 eine Unterseitendraufsicht eines Waferträgers mit einer 33-Taschen-Konfiguration gemäß einem Ausführungsbeispiel. 5 a bottom plan view of a wafer carrier with a 33-pocket configuration according to an embodiment.

6 ist eine detaillierte Ansicht eines Abschnittes eines Waferträgers mit einer 33-Taschen-Konfiguration, die eine einzelne Tasche aus einer Perspektivansicht zeigt, gemäß einem Ausführungsbeispiel. 6 FIG. 12 is a detailed view of a portion of a wafer carrier having a 33-pocket configuration showing a single pocket from a perspective view, according to one embodiment. FIG.

Ausführliche BeschreibungDetailed description

1 veranschaulicht eine Vorrichtung zur chemischen Gasabscheidung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Eine Reaktionskammer 10 definiert einen Prozessumgebungsraum. Das Gasverteilungsgerät 12 ist an einem Ende der Kammer angeordnet. Das Ende mit dem Gasverteilungsgerät 12 wird hier als das „Oberseitenende” der Reaktionskammer 10 bezeichnet. Dieses Ende der Kammer ist typischerweise, aber nicht notwendigerweise, in dem normalen gravitativen Bezugsrahmen an der Oberseite der Kammer angeordnet. Somit bezeichnet die hierin verwendete Abwärtsrichtung die Richtung weg von dem Gasverteilungsgerät 12, wohingegen die Aufwärtsrichtung die Richtung in der Kammer zu dem Gasverteilungsgerät 12 hin bezeichnet, unabhängig davon, ob diese Richtungen zu der gravitativen Aufwärts- und Abwärtsrichtung ausgerichtet sind. Ähnlich dazu werden die „Oberseitenoberfläche” und die „Unterseitenoberfläche” von Elementen hierin unter Bezugnahme auf den Bezugsrahmen der Reaktionskammer 10 und des Gasverteilungsgerätes 12 geschrieben. 1 illustrates an apparatus for chemical vapor deposition according to an embodiment of the invention. A reaction chamber 10 defines a process environment space. The gas distribution device 12 is disposed at one end of the chamber. The end with the gas distribution device 12 is here referred to as the "topside" of the reaction chamber 10 designated. This end of the chamber is typically, but not necessarily, located in the normal gravitational frame of reference at the top of the chamber. Thus, the downward direction used herein refers to the direction away from the gas distribution device 12 whereas the upward direction is the direction in the chamber to the gas distribution device 12 regardless of whether these directions are aligned with the gravitational upward and downward directions. Similarly, the "top surface" and the "bottom surface" of elements will be referred to herein with reference to the reference frame of the reaction chamber 10 and the gas distribution device 12 written.

Das Gasverteilungsgerät 12 ist mit Quellen 14, 16 und 18 zum Liefern von Prozessgasen verbunden, die in dem Waferbehandlungsprozess zu verwenden sind, z. B. einem Trägergas und Reaktantgasen wie etwa eine metallorganische Verbindung und eine Quelle eines Metalls der Gruppe V. Das Gasverteilungsgerät 12 ist dahingehend angeordnet, die unterschiedlichen Gase zu empfangen und eine Strömung von Prozessgasen im Wesentlichen in die Abwärtsrichtung zu leiten. Die Gasverteilungsvorrichtung 12 ist wünschenswerterweise auch mit einem Kühlmittelsystem 20 verbunden, das dahingehend angeordnet ist, eine Flüssigkeit durch das Gasverteilungsgerät 12 zu zirkulieren, um die Temperatur des Gasverteilungsgerätes während des Betriebes bei einer gewünschten Temperatur zu halten. Eine ähnliche Kühlmittelanordnung (nicht gezeigt) kann zum Kühlen der Wände der Reaktionskammer 10 bereitgestellt sein. Die Reaktionskammer 10 ist außerdem mit einem Abgassystem 22 ausgestattet, das dahingehend angeordnet ist, verbrauchte Gase aus dem Inneren der Kammer 10 durch Öffnungen (nicht gezeigt) an oder in der Nähe der Unterseite der Kammer zu entfernen, um eine durchgehende Gasströmung in der Abwärtsrichtung von dem Gasverteilungsgerät 12 zu ermöglichen.The gas distribution device 12 is with sources 14 . 16 and 18 for supplying process gases to be used in the wafer processing process, e.g. A carrier gas and reactant gases such as an organometallic compound and a source of a Group V metal. The gas distribution apparatus 12 is arranged to receive the different gases and to direct a flow of process gases substantially in the downward direction. The gas distribution device 12 is desirably also with a coolant system 20 arranged to be a liquid through the gas distribution device 12 to circulate to maintain the temperature of the gas distribution device at a desired temperature during operation. A similar coolant arrangement (not shown) may be used to cool the walls of the reaction chamber 10 be provided. The reaction chamber 10 is also with an exhaust system 22 arranged to be exhausted gases from the interior of the chamber 10 through orifices (not shown) at or near the bottom of the chamber to provide a continuous flow of gas in the downward direction from the gas distribution device 12 to enable.

Eine Spindel 24 ist in der Kammer angeordnet, so dass sich die Mittelachse 26 der Spindel 24 in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung erstreckt. Die Spindel 24 ist durch ein herkömmliches Drehdurchführgerät 28, das Lager und Dichtungen (nicht gezeigt) enthält, an der Kammer montiert, so dass sich die Spindel 24 um die Mittelachse 26 drehen kann, während eine Dichtung zwischen der Spindel 24 und der Wand der Reaktionskammer 10 erhalten bleibt. Die Spindel weist an dem Oberseitenende derselben, d. h., an dem Ende der Spindel, das dem Gasverteilungsgerät 12 am nächsten ist, ein Anschlusselement 30 auf. Wie weiter unten weiter ausgeführt ist, ist das Anschlusselement 30 ein Beispiel eines Waferträgerückhaltungsmechanismus, der dazu angepasst ist, einen Waferträger lösbar in Eingriff zu nehmen. Bei dem bestimmten dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Anschlusselement 30 ein im Wesentlichen kegelstumpfförmiges Element, das sich zu dem Oberseitenende der Spindel hin verjüngt und an einer flachen Oberseitenoberfläche endet. Ein kegelstumpfförmiges Element ist ein Element mit der Form eines Kegelstumpfes. Die Spindel 24 ist mit einem Drehantriebsmechanismus 32 verbunden, z. B. einem Elektromotorantrieb, der dahingehend angeordnet ist, die Spindel 24 um die Mittelachse 26 zu drehen.A spindle 24 is arranged in the chamber, so that the central axis 26 the spindle 24 extending in the upward and downward directions. The spindle 24 is through a conventional rotary feedthrough device 28 , which contains bearings and seals (not shown), mounted on the chamber, so that the spindle 24 around the central axis 26 can rotate while a seal between the spindle 24 and the wall of the reaction chamber 10 preserved. The spindle has at the top end thereof, ie, at the end of the spindle, the gas distribution device 12 closest is a connection element 30 on. As further explained below, the connecting element 30 an example of a wafer carrier retention mechanism adapted to releasably engage a wafer carrier. In the particular embodiment shown, the connecting element 30 a substantially frusto-conical member that tapers toward the top end of the spindle and terminates on a flat top surface. A frusto-conical element is an element with the shape of a truncated cone. The spindle 24 is with a rotary drive mechanism 32 connected, z. B. an electric motor drive, which is arranged to the spindle 24 around the central axis 26 to turn.

Das Anschlusselement 30 kann auch eine beliebige Anzahl anderer Konfigurationen sein. Beispielsweise könnte eine Spindel 24, bei der ein Ende als ein Viereck oder ein abgerundetes Viereck, eine Reihe von Pfosten, ein Oval oder eine andere abgerundete Form mit einem Aspektverhältnis außer 1:1, ein Dreieck geformt ist, in ein passendes Anschlusselement 30 eingefügt werden. Es können zahlreiche andere Keil-, Nut- oder Verriegelungsanordnungen zwischen der Spindel 24 und dem Anschlusselement 30 verwendet werden, die eine drehbare Ineingriffnahme zwischen diesen Komponenten erhalten und ein unerwünschtes Verrutschen verhindern. Bei Ausführungsbeispielen können Keil-, Nut- oder Verriegelungsanordnungen verwendet werden, die trotz der zu erwartenden Beträge der Wärmeausdehnung oder -kontraktion einer der beiden Komponenten den gewünschten Grad der drehbaren Ineingriffnahme zwischen dem Anschlusselement 30 und der Spindel 24 erhalten.The connection element 30 can also be any number of other configurations. For example, a spindle could 24 in which one end is shaped as a quadrangle or a rounded quadrangle, a series of posts, an oval or other rounded shape with an aspect ratio other than 1: 1, a triangle, into a mating connecting element 30 be inserted. There may be numerous other wedge, groove or locking arrangements between the spindle 24 and the connection element 30 be used, which receive a rotatable engagement between these components and prevent unwanted slippage. In embodiments wedge, groove or locking arrangements can be used which, despite the expected amounts of thermal expansion or contraction of one of the two components, the desired degree of rotatable engagement between the connection element 30 and the spindle 24 receive.

Das Wärmeelement 34 ist in der Kammer montiert und umgibt die Spindel 24 unter dem Anschlusselement 30. Die Reaktionskammer 10 ist außerdem mit einer Eintrittsöffnung 36, die zu einer Vorkammer 38 führt, und einer Tür 40 zum Schließen und Öffnen der Eintrittsöffnung versehen. Die Tür 40 ist in 1 nur schematisch dargestellt und wird als bewegbar zwischen der mit durchgehenden Linien gezeigten verschlossenen Position, bei der die Tür das Innere der Reaktionskammer 10 von der Vorkammer 38 isoliert, und einer bei 40' mit gestrichelten Linien gezeigten offenen Position gezeigt. Die Tür 40 ist mit einem geeigneten Steuer- und Betätigungsmechanismus zum Bewegen derselben zwischen der offenen Position und geschlossenen Positionen ausgestattet. In der Praxis kann die Tür ein Schließelement umfassen, das in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung bewegbar ist, wie beispielsweise in dem US-Patent Nr. 7,276,124 , dessen Offenbarung durch Bezugnahme hierein aufgenommen ist, veranschaulicht ist. Die in 1 dargestellte Vorrichtung kann ferner einen Lademechanismus (nicht gezeigt) umfassen, der in der Lage ist, in dem Betriebszustand einen Waferträger von der Vorkammer 38 in die Kammer zu bewegen und den Waferträger mit der Spindel 24 in Eingriff zu bringen, sowie dazu in der Lage ist, einen Waferträger von der Spindel 24 herunter und in die Vorkammer 38 zu bewegen.The heating element 34 is mounted in the chamber and surrounds the spindle 24 under the connection element 30 , The reaction chamber 10 is also with an entrance opening 36 that became an atrium 38 leads, and a door 40 provided for closing and opening the inlet opening. The door 40 is in 1 shown only schematically and is considered movable between the closed position shown with solid lines, in which the door is the interior of the reaction chamber 10 from the antechamber 38 isolated, and one at 40 ' shown with dashed lines open position. The door 40 is with a suitable control and actuating mechanism for moving the same between the equipped open position and closed positions. In practice, the door may comprise a closing element which is movable in the upward and downward direction, such as in the U.S. Patent No. 7,276,124 , the disclosure of which is incorporated herein by reference. In the 1 The illustrated apparatus may further include a loading mechanism (not shown) capable of, in the operating condition, a wafer carrier from the antechamber 38 to move into the chamber and the wafer carrier with the spindle 24 As well as being able to, a wafer carrier from the spindle 24 down and into the antechamber 38 to move.

Die Vorrichtung umfasst außerdem eine Mehrzahl von Waferträgern. In dem in 1 gezeigten Betriebszustand ist ein erster Waferträger 42 in einem Betriebszustand in der Reaktionskammer 10 angeordnet, wohingegen ein zweiter Waferträger 44 in der Vorkammer 38 angeordnet ist. Jeder Waferträger umfasst einen Körper 46, der im Wesentlichen die Form einer kreisförmigen Scheibe mit einer Mittelachse (siehe 2) aufweist. Der Körper 46 ist symmetrisch um eine Achse gebildet. In dem Betriebszustand ist die Achse des Waferträgerkörpers mit der Mittelachse 26 der Spindel 24 deckungsgleich. Der Körper 46 kann als ein Einzelstück oder als Verbund aus mehreren Stücken gebildet sein. Wie beispielsweise in der US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 20090155028, deren Offenbarung durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist, offenbart ist, kann der Waferträgerkörper eine Nabe, die einen kleinen Bereich des Körpers definiert, der die Mittelachse umgibt, und einen größeren Abschnitt umfassen, der den Rest des scheibenförmigen Körpers definiert. Der Körper 46 ist wünschenswerterweise aus Materialien gebildet, die den Prozess nicht kontaminieren und die den Temperaturen, die bei dem Prozess auftreten, standhalten können. Beispielsweise kann der größere Abschnitt der Scheibe weitgehend oder vollständig aus Materialien wie etwa Graphit, Siliziumcarbid oder anderen feuerfesten Materialien gebildet sein. Der Körper 46 weist im Wesentlichen eine planare Oberseitenoberfläche 48 und eine Unterseitenoberfläche 52 auf, die sich im Wesentlichen parallel zueinander und im Wesentlichen senkrecht zu der Mittelachse der Scheibe erstrecken. Der Körper 46 weist außerdem eines oder eine Mehrzahl von Waferhaltemerkmalen auf, die dazu angepasst sind, eine Mehrzahl von Wafern zu halten.The device also includes a plurality of wafer carriers. In the in 1 shown operating state is a first wafer carrier 42 in an operating condition in the reaction chamber 10 whereas a second wafer carrier 44 in the antechamber 38 is arranged. Each wafer carrier comprises a body 46 , which is essentially the shape of a circular disc with a central axis (see 2 ) having. The body 46 is formed symmetrically about an axis. In the operating state is the axis of the wafer carrier body with the central axis 26 the spindle 24 congruent. The body 46 can be formed as a single piece or as a composite of several pieces. For example, as disclosed in US Patent Application Publication No. 20090155028, the disclosure of which is incorporated herein by reference, the wafer carrier body may include a hub defining a small area of the body surrounding the central axis and a larger portion containing the remainder defined the disc-shaped body. The body 46 is desirably formed from materials which do not contaminate the process and which can withstand the temperatures encountered in the process. For example, the major portion of the disk may be formed largely or wholly from materials such as graphite, silicon carbide, or other refractory materials. The body 46 essentially has a planar top surface 48 and a bottom surface 52 which extend substantially parallel to each other and substantially perpendicular to the central axis of the disc. The body 46 also includes one or a plurality of wafer retention features adapted to hold a plurality of wafers.

Bei Betrieb ist ein Wafer 54, z. B. ein scheibenähnlicher Wafer, der aus Saphir, Siliziumcarbid oder einem anderen kristallinen Substrat gebildet ist, in jeder Tasche 56 jedes Waferträgers angeordnet. Typischerweise weist der Wafer 54 eine Dicke auf, die im Vergleich zu den Abmessungen der Hauptoberflächen desselben klein ist. Beispielsweise kann ein kreisförmiger Wafer mit einem Durchmesser von rund 2 Zoll (50 mm) oder ein kreisförmiger Wafer mit einem Durchmesser von rund 4 Zoll (100 mm) eine Dicke von rund 770 μm oder weniger aufweisen. Wie in 1 veranschaulicht ist, ist der Wafer 54 mit einer nach oben gewandten Oberseitenoberfläche angeordnet, so dass die Oberseitenoberfläche an der Oberseite des Waferträgers freiliegt.In operation is a wafer 54 , z. A wafer-like wafer formed of sapphire, silicon carbide, or other crystalline substrate, in each pocket 56 each wafer carrier arranged. Typically, the wafer has 54 a thickness which is small compared to the dimensions of the main surfaces thereof. For example, a circular wafer having a diameter of about 2 inches (50 mm) or a circular wafer having a diameter of about 4 inches (100 mm) may have a thickness of about 770 μm or less. As in 1 is illustrated is the wafer 54 arranged with an upwardly facing top surface, so that the top surface is exposed at the top of the wafer carrier.

In einem typischen MOCVD-Prozess wird der Waferträger 42 mit darauf geladenen Wafern aus der Vorkammer 38 in die Reaktionskammer 10 geladen und in die in 1 gezeigte Betriebsposition platziert. In diesem Zustand sind die Oberseitenoberflächen der Wafer nach oben zu dem Gasverteilungsgerät 12 hin gewandt. Ein Wärmeelement 34 wird betätigt und ein Drehantriebsmechanismus 32 wird dazu betrieben, die Spindel 24 und somit den Waferträger 42 um die Achse 26 zu drehen. Typischerweise wird die Spindel 24 bei einer Drehgeschwindigkeit von rund 50 bis 1.500 Umdrehungen pro Minute gedreht. Die Prozessgasliefereinheiten 14, 16 und 18 werden betätigt, um Gase durch das Gasverteilungsgerät 12 zu liefern. Die Gase verlaufen nach unten zu dem Waferträger 42 hin, über die Oberseitenoberfläche 48 des Waferträgers 42 und die Wafer 54 und nach unten um die Peripherie des Waferträgers zu dem Auslass und dem Abgassystem 22. Somit sind die Oberseitenoberfläche des Waferträgers und die Oberseitenoberflächen des Wafers 54 einem Prozessgas ausgesetzt, das eine Mischung der unterschiedlichen durch die unterschiedlichen Prozessgasliefereinheiten gelieferten Gase umfasst. Am typischsten setzt sich das Prozessgas an der Oberseitenoberfläche überwiegend aus dem durch die Trägergasliefereinheit 16 gelieferten Trägergas zusammen. In einem typischen Prozess der chemischen Gasphasenabscheidung kann das Trägergas Stickstoff sein und somit setzt sich das Prozessgas an der Oberseitenoberfläche des Waferträgers überwiegend aus Stickstoff mit einem Anteil der reaktiven Gaskomponenten zusammen.In a typical MOCVD process, the wafer carrier becomes 42 with loaded wafers from the antechamber 38 in the reaction chamber 10 loaded and in the in 1 placed operating position shown. In this state, the top surfaces of the wafers are up to the gas distribution device 12 turned. A heating element 34 is actuated and a rotary drive mechanism 32 is operated to the spindle 24 and thus the wafer carrier 42 around the axis 26 to turn. Typically, the spindle 24 rotated at a rotational speed of about 50 to 1,500 revolutions per minute. The process gas supply units 14 . 16 and 18 are operated to release gases through the gas distribution device 12 to deliver. The gases run down to the wafer carrier 42 down, over the top surface 48 of the wafer carrier 42 and the wafers 54 and down around the periphery of the wafer carrier to the outlet and the exhaust system 22 , Thus, the top surface of the wafer carrier and the top surfaces of the wafer 54 exposed to a process gas comprising a mixture of the different gases supplied by the different process gas supply units. Most typically, the process gas settles on the top surface predominantly from that through the carrier gas supply unit 16 delivered carrier gas together. In a typical chemical vapor deposition process, the carrier gas may be nitrogen, and thus the process gas at the top surface of the wafer carrier is composed predominantly of nitrogen with a proportion of the reactive gas components.

Die Wärmeelemente 34 übertragen die Wärme im Wesentlichen durch Strahlungswärmeübertragung an die Unterseitenoberfläche 52 des Waferträgers 42. Die auf die Unterseitenoberfläche 52 des Waferträgers 42 ausgeübte Wärme strömt durch den Körper 46 des Waferträgers nach oben zur der Oberseitenoberfläche 48 des Waferträgers. Wärme, die durch den Körper nach oben verläuft, verläuft auch durch Lücken nach oben zu der Unterseitenoberfläche jedes Wafers und durch den Wafer nach oben zu der Oberseitenoberfläche des Wafers 54. Die Wärme wird von der Oberseitenoberfläche 48 des Waferträgers 42 und von den Oberseitenoberflächen des Wafers zu den kälteren Elementen der Prozesskammer abgestrahlt, z. B. zu den Wänden der Prozesskammer und zu dem Gasverteilungsgerät 12. Die Wärme wird außerdem von der Oberseitenoberfläche 48 des Waferträgers 42 und den Oberseitenoberflächen der Wafer zu dem über diese Oberflächen verlaufenden Prozessgas übertragen.The heat elements 34 transmit the heat to the underside surface substantially by radiant heat transfer 52 of the wafer carrier 42 , The on the bottom surface 52 of the wafer carrier 42 applied heat flows through the body 46 of the wafer carrier up to the top surface 48 of the wafer carrier. Heat going up through the body also passes through gaps up to the bottom surface of each wafer and through the wafer up to the top surface of the wafer 54 , The heat is from the top surface 48 of the wafer carrier 42 and radiated from the top surfaces of the wafer to the colder elements of the process chamber, e.g. B. to the walls of the process chamber and to the gas distribution device 12 , The heat is also from the top surface 48 of the wafer carrier 42 and the top surfaces of the Transfer wafer to the process gas passing over these surfaces.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das System eine Reihe von Merkmalen, die dazu entworfen sind, eine Gleichförmigkeit der Erwärmung der Oberflächen jedes Wafers 54 zu beurteilen. Bei diesem Ausführungsbeispiel empfängt ein Temperaturprofilerfassungsystem 58 Temperaturinformationen, die eine Temperatur und Temperaturüberwachungspositionsinformationen von einer Temperaturüberwachungseinrichtung 60 umfassen können. Zusätzlich dazu empfängt das Temperaturprofilerfassungsystem 58 Waferträgerpositionsinformationen, die bei einem Ausführungsbeispiel von dem Drehantriebsmechanismus 32 kommen können. Mit diesen Informationen erstellt das Temperaturprofilerfassungsystem 58 ein Temperaturprofil der Taschen 56 auf dem Waferträger 42. Das Temperaturprofil stellt eine Wärmeverteilung auf der Oberfläche jeder der Taschen 56 oder der darin enthaltenen Wafer 54 dar.In the illustrated embodiment, the system includes a number of features designed to provide uniformity of heating of the surfaces of each wafer 54 to judge. In this embodiment, a temperature profile detection system receives 58 Temperature information representing a temperature and temperature monitoring position information from a temperature monitor 60 may include. In addition, the temperature profile detection system receives 58 Wafer carrier position information, in one embodiment of the rotary drive mechanism 32 can come. This information is used by the temperature profile acquisition system 58 a temperature profile of the pockets 56 on the wafer carrier 42 , The temperature profile provides a heat distribution on the surface of each of the pockets 56 or the wafer contained therein 54 represents.

2 ist eine Perspektivansicht eines Waferträgers 142 gemäß einem Ausführungsbeispiel. 3 ist eine Oberseitendraufsicht desselben Waferträgers 142. Der Waferträger 142 weist einen Körper 146 mit einer Oberseitenoberfläche 148 sowie dreiunddreißig darin definierten Taschen 162 auf. Bei dem in 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Taschen 162 in drei Kreisen angeordnet. Der äußerste Kreis ist konzentrisch zu dem mittleren Kreis angeordnet. Der zentrale Kreis von fünf Taschen ist asymmetrisch zu dem äußeren und dem mittleren Kreis angeordnet. Die asymmetrische Anordnung erleichtert eine engere Packung aller dreiunddreißig Taschen 162. In dem radial innersten Kreis sind vier Taschen 162 azimutal gleichmäßig beabstandet. Ebenso sind in dem radial mittleren Kreis zehn Taschen 162 azimutal gleichmäßig beabstandet. In dem radial äußersten Kreis sind siebzehn Taschen 162 azimutal gleichmäßig beabstandet. Jede der Taschen 162 ist eine im Körper 146 gebildete Apertur, die sich im Wesentlichen senkrecht zu der Ebene erstreckt, entlang der die Oberseitenfläche 148 angeordnet ist. 2 is a perspective view of a wafer carrier 142 according to an embodiment. 3 is a top plan view of the same wafer carrier 142 , The wafer carrier 142 has a body 146 with a top surface 148 as well as thirty-three pockets defined therein 162 on. At the in 2 and 3 embodiment shown are the pockets 162 arranged in three circles. The outermost circle is arranged concentrically to the middle circle. The central circle of five pockets is arranged asymmetrically to the outer and the middle circle. The asymmetric arrangement facilitates tighter packing of all thirty-three pockets 162 , In the radially innermost circle are four pockets 162 azimuthal evenly spaced. Likewise, ten pockets are in the radially middle circle 162 azimuthal evenly spaced. In the radially outermost circle are seventeen pockets 162 azimuthal evenly spaced. Each of the bags 162 is one in the body 146 formed aperture, which extends substantially perpendicular to the plane along which the top surface 148 is arranged.

Die in 2 und 3 gezeigte Anordnung von Taschen ist insofern von Vorteil, als dass dieselbe einen gewünschten Grad von Wärmegleichförmigkeit bereitstellt, wobei gleichzeitig eine relativ hohe Dichte von Taschen 162 auf der Oberseitenoberfläche 148 beibehalten wird. Bei Ausführungsbeispielen kann die Oberseitenoberfläche 148 einen Durchmesser von rund 675 mm sowie einen Durchmesser von rund 695 mm, 705 mm, 716 mm und rund 720 mm aufweisen. Die Taschen 162 sind dann so dimensioniert, dass dieselben in diesen Bereich passen. Zum Beispiel können die Taschen 162 bei Ausführungsbeispielen einen Durchmesser von rund 50 mm oder einen Durchmesser von rund 100 mm aufweisen.In the 2 and 3 The arrangement of pockets shown is advantageous in that it provides a desired degree of heat uniformity while providing a relatively high density of pockets 162 on the top surface 148 is maintained. In embodiments, the top surface may be 148 have a diameter of about 675 mm and a diameter of about 695 mm, 705 mm, 716 mm and about 720 mm. The bags 162 are then dimensioned so that they fit into this area. For example, the bags 162 in embodiments have a diameter of about 50 mm or a diameter of about 100 mm.

3 stellt ferner die repräsentativen Kreise dar, um die herum die Taschen 162 angeordnet sind. Bei den in 3 gezeigten Ausführungsbeispielen gibt es drei Kreise: R1, R2 und R3, die jeweils einen unterschiedlichen Radius aufweisen, die konzentrisch in Bezug zueinander und zu dem kreisförmigen Profil der Oberseitenoberfläche 148 angeordnet sind. 3 also represents the representative circles around which the pockets 162 are arranged. At the in 3 In the embodiments shown, there are three circles: R1, R2 and R3, each having a different radius, concentric with each other and with the circular profile of the top surface 148 are arranged.

4 ist eine Seitenansicht des Waferträgers 142 aus 2 und 3, der in einer Seitenansicht gezeigt ist. In der in 4 gezeigten Ansicht kann der relative Größenunterschied zwischen der Oberseitenoberfläche 148 und der Unterseitenoberfläche 152 gesehen werden. Insbesondere erstreckt sich die Oberseitenoberfläche weiter zu der Oberseite und der Unterseite der Seite, wie in 4 gezeigt ist, oder weiter radial in den in 2 und 3 gezeigten Ansichten. Jede der zuvor in 2 und 3 abgebildeten Taschen 162 erstreckt sich von der Oberseitenoberfläche 148 zu der Unterseitenoberfläche 152 hin. Die Unterseitenoberfläche 152 stellt eine feste Basis bereit, auf der Wafer in dem Waferträger 142 durch Wachstum ausgebildet werden können. 4 is a side view of the wafer carrier 142 out 2 and 3 which is shown in a side view. In the in 4 As shown, the relative size difference between the top surface 148 and the bottom surface 152 be seen. In particular, the top surface extends farther to the top and bottom of the page, as in FIG 4 is shown, or further radially in the in 2 and 3 shown views. Each of the previously in 2 and 3 pictured bags 162 extends from the top surface 148 to the bottom surface 152 out. The underside surface 152 provides a solid base on the wafer in the wafer carrier 142 can be formed through growth.

5 ist eine Unterseitendraufsicht auf den zuvor in Bezug auf 24 beschriebenen Waferträger 142. Wie in 5 gezeigt ist, umfasst der Waferträger 142 ein Verriegelungsmerkmal 164 in der Mitte der Unterseitenfläche 152. Das Verriegelungsmerkmal 164 ist dazu ausgebildet, eine andere Komponente in Eingriff zu nehmen, z. B. das Anschlusselement 30 der zuvor in 1 dargestellten Spindel 24. Bei unterschiedlichen Ausführungsbeispielen kann das Verriegelungsmerkmal 164 beispielsweise ein Nut-, ein Spann- oder ein Keilanschlusselement aufweisen. Ein Fachmann wird erkennen, dass eine Vielzahl von Mechanismen dazu in der Lage sind, dem Waferträger 142 von der benachbarten Komponente einen Drehimpuls zu verleihen. 5 is a bottom plan view on the previously with respect to 2 - 4 described wafer carrier 142 , As in 5 is shown, the wafer carrier comprises 142 a locking feature 164 in the middle of the bottom surface 152 , The locking feature 164 is adapted to engage another component, e.g. B. the connection element 30 the previously in 1 shown spindle 24 , In different embodiments, the locking feature 164 For example, have a groove, a clamping or a wedge connection element. One skilled in the art will recognize that a variety of mechanisms are capable of this, the wafer carrier 142 to impart an angular momentum from the neighboring component.

Die Unterseitenfläche 152 kann aus einem beliebigen Material bestehen und ist bei Ausführungsbeispielen dazu entworfen, eine Wärmeübertragung zu erleichtern. Wie zuvor beschrieben wurde, ist es bei Ausführungsbeispielen wünschenswert, Wärme von einem nahegelegenen Wärmeelement (z. B. die in 1 gezeigten Wärmeelemente 34) zu der Unterseitenfläche 152 zu übertragen. So kann die Unterseitenfläche 152 aus einem relativ reflexionsarmen Material bestehen oder kann mit einer derartigen Substanz beschichtet sein.The bottom surface 152 can be made of any material and is designed in embodiments to facilitate heat transfer. As previously described, in embodiments, it is desirable to collect heat from a nearby thermal element (eg, those in FIG 1 shown heat elements 34 ) to the bottom surface 152 transferred to. So can the bottom surface 152 consist of a relatively low-reflection material or may be coated with such a substance.

Der Waferträger 142 kann bei Ausführungsbeispielen aus einem beliebigen Material gefertigt sein, das für ein epitaktisches Ausbilden durch Wachstum darauf geeignet ist, z. B. Graphit oder ein Graphit-beschichtetes Material. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann das Material, aus dem sich der Waferträger 142 zusammensetzt, ausgewählt sein, zu einer gewünschten Kristallgitteranordnung oder -größe zu passen. Ebenso können in Abhängigkeit von den Wafern, die durch Wachstum auszubilden sind, unterschiedliche Größen der Taschen 162 verwendet werden.The wafer carrier 142 In embodiments, it may be made of any material suitable for epitaxial growth growth, e.g. As graphite or a graphite-coated material. For others Embodiments may be the material from which the wafer carrier 142 be selected to match a desired crystal lattice arrangement or size. Also, depending on the wafers to be formed by growth, different sizes of the pockets 162 be used.

6 ist eine Teilperspektivansicht, die eine der Taschen 162 zeigt. Die Taschen 162 umfassen jeweils eine Seitenwand 166, die im Wesentlichen eine zylindrische Form aufweist. Die Unterseite des Zylinders, der durch die Seitenwand 166 gebildet ist, ist ein Substrat 168. Bei Ausführungsbeispielen kann die Seitenwand 166 eine Tiefe von rund 430 μm aufweisen. 6 is a partial perspective view of one of the bags 162 shows. The bags 162 each include a side wall 166 which has a substantially cylindrical shape. The bottom of the cylinder, passing through the side wall 166 is formed, is a substrate 168 , In embodiments, the side wall 166 have a depth of about 430 microns.

Die Ausführungsbeispiele sollen illustrativ und nicht einschränkend sein. Weitere Ausführungsbeispiele sind in den Ansprüchen enthalten. Zusätzlich dazu wird ein Fachmann erkennen, dass Änderungen hinsichtlich Form und Detail vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, wie durch die Ansprüche definiert ist, obwohl Aspekte der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf bestimmte Ausführungsbeispiele beschrieben wurden.The embodiments are intended to be illustrative and not restrictive. Further embodiments are included in the claims. In addition, one skilled in the art will recognize that changes may be made in form and detail without departing from the scope of the invention as defined by the claims, although aspects of the present invention have been described with reference to particular embodiments.

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  • US 7276124 [0022] US 7276124 [0022]

Claims (15)

Ein Waferträger, der dazu ausgebildet ist, mit einem Gerät zur chemischen Dampfphasenabscheidung verwendet zu werden, wobei der Waferträger folgende Merkmale aufweist: einen Körper, bei dem eine Oberseitenoberfläche und eine Unterseitenoberfläche einander gegenüberliegend angeordnet sind; eine Mehrzahl von Taschen, die in der Oberseitenoberfläche des Waferträgers definiert sind; wobei die Verbesserung aufweist, dass die Mehrzahl von Taschen aus einer Gesamtzahl von dreiunddreißig Taschen besteht, wobei jede der Taschen entlang eines von einem inneren Kreis, einem mittleren Kreis oder einem äußeren Kreis angeordnet ist, wobei der zentrale Kreis asymmetrisch in Bezug auf den mittleren Kreis und den äußeren Kreis angeordnet ist.A wafer carrier adapted to be used with a chemical vapor deposition apparatus, the wafer carrier having: a body in which a top surface and a bottom surface are opposed to each other; a plurality of pockets defined in the top surface of the wafer carrier; the improvement comprising the plurality of pockets consisting of a total of thirty-three pockets, each of the pockets being disposed along one of an inner circle, a middle circle, or an outer circle, the central circle being asymmetric with respect to the middle circle and the outer circle is arranged. Der Waferträger gemäß Anspruch 1, bei dem: fünf der Mehrzahl von Taschen um einen ersten der drei Kreise angeordnet sind; elf der Mehrzahl von Taschen um einen zweiten der drei Kreise angeordnet sind; und siebzehn der Mehrzahl von Taschen um einen dritten der drei Kreise angeordnet sind.The wafer carrier of claim 1, wherein: five of the plurality of pockets are arranged around a first of the three circles; eleven of the plurality of pockets are arranged around a second of the three circles; and seventeen of the plurality of pockets are arranged around a third of the three circles. Der Waferträger gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der erste Kreis von dem zweiten Kreis umgeben ist und bei dem der zweite Kreis von dem dritten Kreis umgeben ist.The wafer carrier according to one of the preceding claims, wherein the first circle is surrounded by the second circle and wherein the second circle is surrounded by the third circle. Der Waferträger gemäß Anspruch 1, bei dem die Oberseitenoberfläche einen Durchmesser von rund 675 mm aufweist.The wafer carrier of claim 1, wherein the top surface has a diameter of about 675 mm. Der Waferträger gemäß Anspruch 1, bei dem die Oberseitenoberfläche einen Durchmesser von rund 695 mm aufweist.The wafer carrier of claim 1, wherein the top surface has a diameter of about 695 mm. Der Waferträger gemäß Anspruch 1, bei dem die Oberseitenoberfläche einen Durchmesser von rund 705 mm aufweist.The wafer carrier of claim 1, wherein the top surface has a diameter of about 705 mm. Der Waferträger gemäß Anspruch 1, bei dem die Oberseitenoberfläche einen Durchmesser von rund 716 mm aufweist.The wafer carrier of claim 1, wherein the top surface has a diameter of about 716 mm. Der Waferträger gemäß Anspruch 1, bei dem die Oberseitenoberfläche einen Durchmesser von rund 720 mm aufweist.The wafer carrier of claim 1, wherein the top surface has a diameter of about 720 mm. Der Waferträger gemäß den Ansprüchen 1 bis 8, bei dem die Mehrzahl von Taschen jeweils einen Taschendurchmesser von rund 100 mm aufweisen.The wafer carrier according to claims 1 to 8, wherein the plurality of pockets each have a pocket diameter of about 100 mm. Der Waferträger gemäß den Ansprüchen 1 bis 8, bei dem die Mehrzahl von Taschen jeweils eine Radialwand mit einer Tiefe von rund 760 μm aufweisen.The wafer carrier according to claims 1 to 8, wherein the plurality of pockets each have a radial wall with a depth of about 760 μm. Der Waferträger gemäß Anspruch 1, der ferner ein Verriegelungsmerkmal aufweist, das auf der Unterseitenoberfläche angeordnet ist.The wafer carrier of claim 1, further comprising a locking feature disposed on the underside surface. Der Waferträger gemäß Anspruch 11, bei dem das Verriegelungsmerkmal in der geometrischen Mitte der Unterseitenoberfläche angeordnet ist.The wafer carrier of claim 11, wherein the interlocking feature is located in the geometric center of the underside surface. Der Waferträger gemäß Anspruch 12, bei dem das Verriegelungsmerkmal ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus einem Nut-, Spann- oder Keilanschlusselement besteht.The wafer carrier according to claim 12, wherein the interlocking feature is selected from the group consisting of a groove, tension or wedge connection element. Der Waferträger gemäß Anspruch 1, bei dem die Oberseitenoberfläche und die Unterseitenoberfläche jeweils einen Durchmesser aufweisen und der Durchmesser der Oberseitenoberfläche größer ist als der Durchmesser der Unterseitenoberfläche.The wafer carrier according to claim 1, wherein the top surface and the bottom surface each have a diameter and the diameter of the top surface is larger than the diameter of the bottom surface. Der Waferträger gemäß Anspruch 1, wobei der Waferträger zur Verwendung in einem System zur chemischen Metalloxidgasphasenabscheidung ausgebildet ist.The wafer carrier of claim 1, wherein the wafer carrier is adapted for use in a metal oxide vapor deposition chemical system.
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