本公開(kāi)一般涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)。更具體地，本公開(kāi)涉及一種化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)，其具有多個(gè)被配置成在襯底上外延層的生長(zhǎng)中獨(dú)立操作的反應(yīng)室。

背景技術(shù)：

用于制造半導(dǎo)體的某些工藝可能需要復(fù)雜的工藝以使外延層生長(zhǎng)來(lái)創(chuàng)建多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)以用于制造高性能裝置，如發(fā)光二極管、激光二極管、光檢測(cè)器、電力電子器件和場(chǎng)效應(yīng)晶體管。在該工藝中，外延層是通過(guò)被稱之為化學(xué)氣相沉積(CVD)的一般工藝而生長(zhǎng)的。一種類型的CVD工藝被稱之為金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)。在MOCVD中，將反應(yīng)氣體導(dǎo)入使反應(yīng)氣體沉積在襯底(通常被稱之為晶片)上以生長(zhǎng)薄外延層的受控環(huán)境內(nèi)的密封的反應(yīng)室中。用于這種制造設(shè)備的當(dāng)前的產(chǎn)品線的實(shí)例包括MOCVD系統(tǒng)的家族以及電力GaN MOCVD系統(tǒng)，全部都是由位于紐約普萊恩維尤(Plainview)的維易科儀器有限公司(Veeco Instruments Inc.)所制造的。

在外延層生長(zhǎng)期間，控制若干個(gè)工藝參數(shù)，如溫度、壓力和氣體流量，從而在外延層中實(shí)現(xiàn)所需的質(zhì)量。不同的層使用不同材料和工藝參數(shù)生長(zhǎng)。例如，由化合物半導(dǎo)體，如III-V族半導(dǎo)體制成的裝置通常是通過(guò)使一系列不同的層生長(zhǎng)而形成的。在該工藝中，晶片被暴露于氣體的組合，典型地包括作為III族金屬來(lái)源的金屬有機(jī)化合物且還包括晶片被保持在升高的溫度上時(shí)在晶片上方流動(dòng)的V族元素源。通常，金屬有機(jī)化合物和V族源與不明顯參與反應(yīng)的載氣，例如氮?dú)饣驓錃庀嘟M合。III-V族半導(dǎo)體的一個(gè)實(shí)例是氮化鎵，其可以通過(guò)在具有合適的晶格間距的襯底，例如藍(lán)寶石或硅晶片上的有機(jī)鎵化合物和氨的反應(yīng)而形成。在氮化鎵和/或相關(guān)的化合物的沉積期間，晶片通常被保持在700-1200℃量級(jí)的溫度上。III-V族半導(dǎo)體的另一個(gè)實(shí)例是可通過(guò)銦和磷化氫的反應(yīng)形成的磷化銦(InP)，或可通過(guò)鋁、鎵和胂的反應(yīng)而形成的砷化鋁鎵(AlGa_1-xAs_x)，化合物的反應(yīng)在合適的襯底上形成了半導(dǎo)體層。

通常，III-V族化合物可具有In_XGa_YAl_ZN_AAs_BP_CSb_D的通式，其中X+Y+Z約等于1，A+B+C+D約等于1，且X、Y、Z、A、B、C和D中的每一個(gè)可位于零和1之間。在一些情況下，可使用鉍代替其他III族金屬中的一些或全部。合適的襯底可以是金屬、半導(dǎo)體或絕緣襯底且可包括藍(lán)寶石、氧化鋁、硅(Si)、碳化硅(SiC)、砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)、砷化銦(InAs)、磷化鎵(GaP)、氮化鋁(AlN)、二氧化硅(SiO2)等。

另一種類型的CVD工藝涉及在襯底上的碳化硅層的生長(zhǎng)以形成電力電子器件。碳化硅層是使用作為活性種的硅烷和烴與作為載氣的氫氣的反應(yīng)而生長(zhǎng)的。在沉積期間，晶片通常被保持在800-2000℃量級(jí)的溫度上。

在CVD工藝室中，一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶片被定位在托盤(pán)，通常被稱之為晶片載體內(nèi)以暴露每個(gè)晶片的頂表面，從而使晶片的頂表面均勻暴露于在用于半導(dǎo)體材料沉積的反應(yīng)室內(nèi)的大氣。晶片載體通常按約100至1500RPM或更高量級(jí)的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)。晶片載體通常是從高導(dǎo)熱材料，如石墨機(jī)加工獲得的且通常涂覆有材料，如碳化硅的保護(hù)層。每個(gè)晶片載體具有一組圓形凹口或口袋，并且各個(gè)晶片被置于其頂表面中。在美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2007/0186853和2012/0040097以及美國(guó)專利號(hào)6,492,625；6,506,252；6,902,623；8,021,487；和8,092,599中描述了相關(guān)技術(shù)的一些實(shí)例，其公開(kāi)的內(nèi)容通過(guò)引用并入本文。其他晶片載體具有其中置有單個(gè)晶片的單個(gè)口袋。

在一些情況下，晶片載體被支撐在反應(yīng)室內(nèi)的主軸上以使具有晶片暴露表面的晶片載體的頂表面向上面向氣體分配裝置。當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，氣體被向下引導(dǎo)至晶片載體的頂表面上且流過(guò)頂表面并流向晶片載體的周邊。所使用的氣體可通過(guò)被設(shè)置在晶片載體下面的端口從反應(yīng)室抽出。晶片載體可通過(guò)加熱元件，通常為被設(shè)置在晶片載體底表面下的電阻加熱元件而被保持在所需的升高的溫度上。這些加熱元件被保持在晶片表面所需溫度以上的溫度，其中氣體分配裝置通常被保持在所需反應(yīng)溫度以下的溫度以便防止氣體的過(guò)早反應(yīng)。因此，熱量從加熱元件被轉(zhuǎn)移至晶片載體的底表面且向上流過(guò)晶片載體至一個(gè)或多個(gè)晶片。

在一些情況下，晶片載體可由不需要主軸的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)進(jìn)行支撐和旋轉(zhuǎn)。在美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2015/0075431中描述了這種旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，其內(nèi)容通過(guò)引用并入本文。在其他情況下，晶片載體可面朝下地(倒置地)置于反應(yīng)室中且氣體噴射器被安裝在晶片載體下面，從而使氣體混合物向上流向一個(gè)或多個(gè)晶片。在美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2004/0060518和2004/0175939以及美國(guó)專利號(hào)8,133,322中描述了這種倒置的氣體噴射系統(tǒng)的實(shí)例，其內(nèi)容通過(guò)引用并入本文。

在CVD工藝中，晶片必須被個(gè)別地對(duì)齊并裝載至晶片載體中。隨后，晶片載體必須被小心地置于反應(yīng)室內(nèi)。當(dāng)化學(xué)反應(yīng)完成時(shí)，必須小心地將晶片載體從反應(yīng)室移走。隨后，反應(yīng)室必須裝載有其他一種晶片載體以進(jìn)行加工。對(duì)晶片和晶片載體進(jìn)行的這種處置可使總的MOCVD工藝增加大量的時(shí)間。此外，要求操作者將他或她的手放在反應(yīng)室內(nèi)會(huì)具有風(fēng)險(xiǎn)，特別是在反應(yīng)室正常操作的高溫下。

因此，本公開(kāi)的申請(qǐng)人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到需要某種程度的自動(dòng)化以減少加工時(shí)間且同時(shí)保持在高性能半導(dǎo)體裝置的生產(chǎn)中所需要的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。此外，本公開(kāi)的申請(qǐng)人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到需要一種具有多個(gè)室的化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)以減少加工時(shí)間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開(kāi)的實(shí)施例滿足了對(duì)一種具有多個(gè)反應(yīng)室以在反應(yīng)室中的每一個(gè)內(nèi)在晶片上外延層的生長(zhǎng)中進(jìn)行獨(dú)立操作的化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的需要，以減少加工時(shí)間且同時(shí)保持質(zhì)量。

在本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中，化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)包括自動(dòng)化前端界面、第一裝載鎖定室、第二裝載鎖定室和真空轉(zhuǎn)移模塊。自動(dòng)化前端界面可具有第一輸出和第二輸出，且可包括被配置成容納兩個(gè)以上加工托盤(pán)的加工托盤(pán)殼體、被配置成容納兩個(gè)以上晶片的晶片盒、被配置成將第一晶片對(duì)齊在第一加工托盤(pán)上并將第二晶片對(duì)齊在第二加工托盤(pán)上的對(duì)位器以及界面機(jī)械臂，其被配置成轉(zhuǎn)移：(i)第一晶片和第一加工托盤(pán)至將所述第一晶片對(duì)齊在所述第一加工托盤(pán)上的所述對(duì)位器，(ii)第二晶片和第二加工托盤(pán)至將所述第二晶片對(duì)齊在所述第二加工托盤(pán)上的對(duì)位器，(iii)所對(duì)齊的第一晶片和加工托盤(pán)至第一輸出，以及(iv)所對(duì)齊的第二晶片和加工托盤(pán)至第二輸出。

第一裝載鎖定室可包括能夠保持可控環(huán)境的室。第一裝載鎖定室可具有第一門(mén)和第二門(mén)，其中第一門(mén)與自動(dòng)化前端界面的第一輸出進(jìn)行連通。在一個(gè)實(shí)施例中，第一裝載鎖定室可被配置成通過(guò)第一門(mén)從第一輸出接收所對(duì)齊的第一晶片和加工托盤(pán)。

第二裝載鎖定室可包括能夠保持可控環(huán)境的室。第二裝載鎖定室可具有第一門(mén)和第二門(mén)，其中第一門(mén)與自動(dòng)化前端界面的第二輸出進(jìn)行連通。在一個(gè)實(shí)施例中，第二裝載鎖定室被配置成通過(guò)第一門(mén)從第二輸出接收所對(duì)齊的第二晶片和加工托盤(pán)。

真空轉(zhuǎn)移模塊可與第一和第二裝載鎖定室的第二門(mén)進(jìn)行連通。真空轉(zhuǎn)移模塊可具有雙葉片機(jī)械臂，其被配置成將對(duì)齊的第一晶片和加工托盤(pán)以及對(duì)齊的第二晶片和加工托盤(pán)從各自的第一和第二裝載鎖定室操控至一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)室對(duì)(chamber pairs)。一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)室對(duì)可與真空轉(zhuǎn)移模塊連通。

在本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)施例中，化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)可具有自動(dòng)化前端界面，其具有第一輸出和第二輸出。自動(dòng)化前端界面可包括加工托盤(pán)、晶片盒、對(duì)位器、界面機(jī)械臂、裝載鎖定室和真空轉(zhuǎn)移模塊。

加工托盤(pán)殼體可被配置成容納兩個(gè)以上加工托盤(pán)。晶片盒可被配置成容納兩個(gè)以上晶片。對(duì)位器可被配置成將第一晶片對(duì)齊在第一加工托盤(pán)上并將第二晶片對(duì)齊在第二加工托盤(pán)上。界面機(jī)械臂可被配置成轉(zhuǎn)移晶片和加工托盤(pán)至對(duì)位器、轉(zhuǎn)移所對(duì)齊的第一晶片和加工托盤(pán)至第一輸出以及轉(zhuǎn)移所對(duì)齊的第二晶片和加工托盤(pán)至第二輸出。

裝載鎖定室能夠保持受控環(huán)境并與自動(dòng)化前端界面進(jìn)行連通，具有與第一輸出進(jìn)行連通的第一門(mén)、與第二輸出進(jìn)行連通的第二門(mén)、與第一門(mén)相對(duì)的第三門(mén)以及與第二門(mén)相對(duì)的第四門(mén)。裝載鎖定室可被配置成通過(guò)第一門(mén)從第一輸出接收對(duì)齊的第一晶片和加工托盤(pán)并通過(guò)第二門(mén)從第二輸出接收對(duì)齊的第二晶片和加工托盤(pán)。裝載鎖定室可包括一個(gè)或多個(gè)隔板。

真空轉(zhuǎn)移模塊可與裝載鎖定室的第三和第四門(mén)進(jìn)行連通。真空轉(zhuǎn)移模塊可具有雙葉片機(jī)械臂，其被配置成將對(duì)齊的第一晶片和加工托盤(pán)以及對(duì)齊的第二晶片和加工托盤(pán)從裝載鎖定室操控至與真空轉(zhuǎn)移模塊連通的一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)室對(duì)。

在本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)施例中，化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)可具有自動(dòng)化前端界面、裝載鎖定室和真空轉(zhuǎn)移模塊。自動(dòng)化前端界面可包括第一輸出和第二輸出，其包括加工托盤(pán)殼體、晶片盒、對(duì)位器和界面機(jī)械臂。加工托盤(pán)殼體可被配置成容納兩個(gè)以上加工托盤(pán)。晶片盒可被配置成容納兩個(gè)以上晶片。對(duì)位器可被配置成將第一晶片對(duì)齊在第一加工托盤(pán)上并將第二晶片對(duì)齊在第二加工托盤(pán)上。界面機(jī)械臂可被配置成(1)轉(zhuǎn)移晶片和加工托盤(pán)至對(duì)位器，(2)轉(zhuǎn)移所對(duì)齊的第一晶片和加工托盤(pán)至第一輸出，以及(3)轉(zhuǎn)移所對(duì)齊的第二晶片和加工托盤(pán)至第二輸出。

裝載鎖定室能夠保持受控環(huán)境且與自動(dòng)化前端界面連通，裝載鎖定室具有第一室、第二室、與第一輸出和第二輸出進(jìn)行連通的第一門(mén)以及與第一門(mén)相對(duì)的第二門(mén)，第一室與第一輸出相對(duì)齊且第二室與第二輸出相對(duì)齊，其中裝載鎖定室被配置成通過(guò)第一門(mén)將對(duì)齊的第一晶片和加工托盤(pán)從第一輸出以及將對(duì)齊的第二晶片和加工托盤(pán)從第二輸出接收入各自的第一和第二室中。裝載鎖定室可包括一個(gè)或多個(gè)隔板。

真空轉(zhuǎn)移模塊可與裝載鎖定室的第二門(mén)進(jìn)行連通。真空轉(zhuǎn)移模塊可具有雙葉片機(jī)械臂，其被配置成將對(duì)齊的第一晶片和加工托盤(pán)以及對(duì)齊的第二晶片和加工托盤(pán)從各自的第一和第二室操控至與真空轉(zhuǎn)移模塊連通的一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)室對(duì)。

在本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)施例中，化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)可包括前端界面、裝載鎖定室和真空轉(zhuǎn)移模塊。前端界面可具有第一輸出和第二輸出。第一輸出可被配置成連續(xù)提供裝有晶片的第一加工托盤(pán)和裝有晶片的第三加工托盤(pán)。第二輸出可被配置成連續(xù)提供裝有晶片的第二加工托盤(pán)和裝有晶片的第四加工托盤(pán)。

裝載鎖定室能夠保持受控環(huán)境且與前端界面連通，裝載鎖定室具有第一室、第二室、與第一輸出進(jìn)行連通的第一門(mén)以及與第一門(mén)相對(duì)的第二門(mén)，第一室與第一輸出相對(duì)齊且第二室與第二輸出相對(duì)齊，其中裝載鎖定室被配置成通過(guò)第一門(mén)連續(xù)地將裝有晶片的第一加工托盤(pán)和裝有晶片的第三加工托盤(pán)從第一輸出以及將裝有晶片的第二加工托盤(pán)和裝有晶片的第四加工托盤(pán)從第二輸出接收入各自的第一和第二室中。裝載鎖定室可包括一個(gè)或多個(gè)隔板。

真空轉(zhuǎn)移模塊可與裝載鎖定室的第二門(mén)進(jìn)行連通。真空轉(zhuǎn)移模塊可具有雙葉片機(jī)械臂，其被配置成將裝有晶片的第一加工托盤(pán)和裝有晶片的第二加工托盤(pán)從各自的第一和第二室操控至與真空轉(zhuǎn)移模塊進(jìn)行連通的第一反應(yīng)室對(duì)以及將裝有晶片的第三加工托盤(pán)和裝有晶片的第四加工托盤(pán)從各自的第一和第二室操控至可與真空轉(zhuǎn)移模塊進(jìn)行連通的第二反應(yīng)室對(duì)。

在本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)施例中，化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)可包括前端界面、裝載鎖定室和真空轉(zhuǎn)移模塊。前端界面可具有第一輸出和第二輸出。第一輸出可被配置成連續(xù)提供裝有晶片的第一加工托盤(pán)、裝有晶片的第三加工托盤(pán)和裝有晶片的第五加工托盤(pán)。第二輸出可被配置成連續(xù)提供裝有晶片的第二加工托盤(pán)、裝有晶片的第四加工托盤(pán)和裝有晶片的第六加工托盤(pán)。

裝載鎖定室能夠保持受控環(huán)境且與前端界面連通，裝載鎖定室具有第一室、第二室、與第一輸出和第二輸出進(jìn)行連通的第一門(mén)。第一室可與第一輸出相對(duì)齊且第二室可與第二輸出相對(duì)齊。第二門(mén)可與第一門(mén)相對(duì)，其中裝載鎖定室被配置成通過(guò)第一門(mén)連續(xù)地將裝有晶片的第一加工托盤(pán)、裝有晶片的第三加工托盤(pán)和裝有晶片的第五加工托盤(pán)從第一輸出以及將裝有晶片的第二加工托盤(pán)、裝有晶片的第四加工托盤(pán)和裝有晶片的第六加工托盤(pán)從第二輸出接收入各自的第一和第二室中。裝載鎖定室可包括一個(gè)或多個(gè)隔板。

真空轉(zhuǎn)移模塊可與裝載鎖定室的第二門(mén)進(jìn)行連通。真空轉(zhuǎn)移模塊可具有雙葉片機(jī)械臂，其被配置成將裝有晶片的第一加工托盤(pán)和裝有晶片的第二加工托盤(pán)從各自的第一和第二室操控至與真空轉(zhuǎn)移模塊進(jìn)行連通的第一反應(yīng)室對(duì)，將裝有晶片的第三加工托盤(pán)和裝有晶片的第四加工托盤(pán)從各自的第一和第二室操控至與真空轉(zhuǎn)移模塊進(jìn)行連通的第二反應(yīng)室對(duì)以及將裝有晶片的第五加工托盤(pán)和裝有晶片的第六加工托盤(pán)從各自的第一和第二室操控至與真空轉(zhuǎn)移模塊進(jìn)行連通的第三反應(yīng)室對(duì)。

在本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)施例中，化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)可包括前端界面、裝載鎖定室、真空轉(zhuǎn)移模塊和一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)室對(duì)。前端界面可具有第一輸出和第二輸出。第一輸出可被配置成提供裝有晶片的第一加工托盤(pán)。第二輸出可被配置成提供裝有晶片的第二加工托盤(pán)。

裝載鎖定室能夠保持受控環(huán)境且與前端界面連通，裝載鎖定室具有第一室、第二室、與第一輸出和第二輸出進(jìn)行連通的第一門(mén)以及與第一門(mén)相對(duì)的第二門(mén)，第一室與第一輸出相對(duì)齊且第二室與第二輸出相對(duì)齊，其中裝載鎖定室被配置成通過(guò)第一門(mén)將裝有晶片的第一加工托盤(pán)從第一輸出以及將裝有晶片的第二加工托盤(pán)從第二輸出接收入各自的第一和第二室中。裝載鎖定室可包括一個(gè)或多個(gè)隔板。

真空轉(zhuǎn)移模塊可與裝載鎖定室的第二門(mén)進(jìn)行連通。真空轉(zhuǎn)移模塊可具有雙葉片機(jī)械臂，其被配置成將裝有晶片的第一加工托盤(pán)和裝有晶片的第二加工托盤(pán)從各自的第一和第二室進(jìn)行操控。

一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)室對(duì)可與真空轉(zhuǎn)移模塊進(jìn)行連通。一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)室能夠接收裝有晶片的第一加工托盤(pán)和裝有晶片的第二加工托盤(pán)，其中一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)室可被配置成進(jìn)行選自金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積、化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、等離子體增強(qiáng)氣相沉積、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積、原子層沉積、等離子體增強(qiáng)原子層沉積和原子層外延的工藝。

在本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)施例中，化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)可包括前端界面、裝載鎖定室、真空轉(zhuǎn)移模塊和一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)室對(duì)。前端界面可具有第一輸出和第二輸出。第一輸出可被配置成提供裝有晶片的第一加工托盤(pán)。第二輸出可被配置成提供裝有晶片的第二加工托盤(pán)。

裝載鎖定室能夠保持受控環(huán)境且與前端界面連通，裝載鎖定室具有第一室、第二室、與第一輸出和第二輸出進(jìn)行連通的第一門(mén)以及與第一門(mén)相對(duì)的第二門(mén)，第一室與第一輸出相對(duì)齊且第二室與第二輸出相對(duì)齊，其中裝載鎖定室被配置成通過(guò)第一門(mén)將裝有晶片的第一加工托盤(pán)從第一輸出以及將裝有晶片的第二加工托盤(pán)從第二輸出接收入各自的第一和第二室中。裝載鎖定室可包括一個(gè)或多個(gè)隔板。

真空轉(zhuǎn)移模塊可與裝載鎖定室的第二門(mén)進(jìn)行連通。真空轉(zhuǎn)移模塊可具有雙葉片機(jī)械臂，其被配置成將裝有晶片的第一加工托盤(pán)和裝有晶片的第二加工托盤(pán)從各自的第一和第二室進(jìn)行操控。

一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)室對(duì)可與真空轉(zhuǎn)移模塊進(jìn)行連通且能夠接收裝有晶片的第一加工托盤(pán)和裝有晶片的第二加工托盤(pán)，其中一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)室設(shè)有一個(gè)或多個(gè)計(jì)量工具。

在前述化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的實(shí)施例中的一些中，化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)可包括一對(duì)獨(dú)立操作的反應(yīng)室(兩個(gè)獨(dú)立操作的反應(yīng)室)。在前述化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的實(shí)施例中的一些中，化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)可包括兩對(duì)獨(dú)立操作的反應(yīng)室(四個(gè)獨(dú)立操作的反應(yīng)室)。在前述化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的實(shí)施例中的一些中，化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)可包括三對(duì)獨(dú)立操作的反應(yīng)室(六個(gè)獨(dú)立操作的反應(yīng)室)。

在前述化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的實(shí)施例中的一些中，一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)室可進(jìn)行選自金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積、化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、等離子體增強(qiáng)物理氣相沉積、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積、原子層沉積、等離子體增強(qiáng)原子層沉積和原子層外延的工藝。在前述化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的實(shí)施例中的一些中，一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)室可包括一個(gè)或多個(gè)計(jì)量工具。

在前述化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的實(shí)施例中的一些中，化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)可包括位置鄰近多個(gè)反應(yīng)室中至少一個(gè)的源輸送組件。在前述化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的實(shí)施例中的一些中，源輸送組件可被配置成：為兩個(gè)反應(yīng)室(一對(duì)反應(yīng)室)提供載氣、一種或多種反應(yīng)氣體、冷卻系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)。

在前述化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的實(shí)施例中的一些中，裝載鎖定室可包括一個(gè)或多個(gè)室。在前述化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的實(shí)施例中的一些中，包括第一和/或第二裝載鎖定室的裝載鎖定室可包括至少一個(gè)隔板，從而將裝載鎖定室分成兩個(gè)以上隔間。在前述化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的實(shí)施例中的一些中，一個(gè)或多個(gè)隔間和/或室可以是獨(dú)立受控制的環(huán)境室和/或隔間。在前述化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的實(shí)施例中的一些中，在兩個(gè)以上隔間內(nèi)的可控環(huán)境可被配置成獨(dú)立進(jìn)行調(diào)節(jié)的。在前述化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的實(shí)施例中的一些中，在兩個(gè)以上隔間內(nèi)的可控環(huán)境被配置成為相同的。在前述化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的實(shí)施例中的一些中，在兩個(gè)以上隔間內(nèi)的可控環(huán)境被配置成建立負(fù)壓。在前述化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的實(shí)施例中的一些中，在兩個(gè)以上隔間內(nèi)的可控環(huán)境被配置成建立大氣壓環(huán)境。在前述化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的實(shí)施例中的一些中，在兩個(gè)以上隔間內(nèi)的可控環(huán)境被配置成保持惰性氣體環(huán)境。在前述化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的實(shí)施例中的一些中，在兩個(gè)以上隔間內(nèi)的可控環(huán)境被配置成保持受控濕度環(huán)境。在前述化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的實(shí)施例中的一些中，在兩個(gè)以上隔間內(nèi)的可控環(huán)境被配置成保持含低粒子的環(huán)境。在前述化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的實(shí)施例中的一些中，在兩個(gè)以上隔間內(nèi)的可控環(huán)境被配置成保持受控溫度環(huán)境。

在前述化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的實(shí)施例中的一些中，界面機(jī)械臂可同時(shí)轉(zhuǎn)移第一晶片、第一加工托盤(pán)、第二晶片和第二加工托盤(pán)中的至少任意兩個(gè)。在前述化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的實(shí)施例中的一些中，界面機(jī)械臂可同時(shí)將對(duì)齊的第一晶片和加工托盤(pán)以及對(duì)齊的第二晶片和加工托盤(pán)轉(zhuǎn)移至各自的第一輸出和第二輸出。在前述化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的實(shí)施例中的一些中，自動(dòng)化前端界面可包括兩個(gè)界面機(jī)械臂，其中兩個(gè)界面機(jī)械臂可被配置成彼此獨(dú)立且同時(shí)地進(jìn)行操作。

在前述化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的實(shí)施例中的一些中，真空轉(zhuǎn)移模塊可包括被配置成在真空轉(zhuǎn)移模塊的內(nèi)室和多個(gè)反應(yīng)室之間選擇性地提供接入的多個(gè)門(mén)。在前述化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的實(shí)施例中的一些中，真空轉(zhuǎn)移模塊可包括一個(gè)或多個(gè)隔板。

在前述化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的實(shí)施例中的一些中，每個(gè)加工托盤(pán)可被配置成接收直徑在6和8英寸之間的單個(gè)晶片。在前述化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的實(shí)施例中的一些中，每個(gè)加工托盤(pán)可被配置成接收直徑在8和10英寸之間的單個(gè)晶片。在前述化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的實(shí)施例中的一些中，每個(gè)加工托盤(pán)可被配置成接收直徑在10和12英寸之間的單個(gè)晶片。

在本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)了一種準(zhǔn)備多個(gè)晶片以在多個(gè)反應(yīng)室內(nèi)實(shí)現(xiàn)外延層生長(zhǎng)的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法可包括下列步驟：

提供自動(dòng)化前端界面，其被配置具有(i)被配置成容納兩個(gè)以上晶片的晶片盒，以及(ii)被配置成容納兩個(gè)以上加工托盤(pán)的加工托盤(pán)殼體；

經(jīng)對(duì)位器將來(lái)自晶片盒的第一晶片對(duì)齊在來(lái)自加工托盤(pán)殼體的第一加工托盤(pán)上；

經(jīng)界面機(jī)械臂將對(duì)齊的第一晶片和第一加工托盤(pán)從對(duì)位器轉(zhuǎn)移至第一裝載鎖定室；

經(jīng)對(duì)位器將來(lái)自晶片盒的第二晶片對(duì)齊在來(lái)自加工托盤(pán)殼體的第二加工托盤(pán)上；以及

經(jīng)界面機(jī)械臂將對(duì)齊的第二晶片和第二加工托盤(pán)從對(duì)位器轉(zhuǎn)移至第二裝載鎖定室。

在一些實(shí)施例中，本方法還包括下列步驟：

密封第一裝載鎖定室和第二裝載鎖定室并控制其中的環(huán)境，其中環(huán)境是通過(guò)建立負(fù)壓環(huán)境、保持惰性氣體環(huán)境、保持受控濕度環(huán)境和保持含低粒子環(huán)境中的至少一個(gè)而進(jìn)行控制的；

打開(kāi)在第一裝載鎖定室和第二裝載鎖定室上各自的門(mén)，從而使第一裝載鎖定室和第二裝載鎖定室與真空轉(zhuǎn)移模塊成流體連通；

經(jīng)雙葉片機(jī)械臂同時(shí)將對(duì)齊的第一晶片和第一加工托盤(pán)從第一裝載鎖定室進(jìn)行轉(zhuǎn)移，使其通過(guò)真空轉(zhuǎn)移模塊并進(jìn)入第一反應(yīng)室中，并將對(duì)齊的第二晶片和第二加工托盤(pán)從第二裝載鎖定室進(jìn)行轉(zhuǎn)移，使其通過(guò)真空轉(zhuǎn)移模塊并進(jìn)入第二反應(yīng)室中；

在第一反應(yīng)室中加工所對(duì)齊的第一晶片和第一加工托盤(pán)并在第二反應(yīng)室中加工所對(duì)齊的第二晶片和第二加工托盤(pán)；

同時(shí)經(jīng)雙葉片機(jī)械臂將加工過(guò)的第一晶片和第一加工托盤(pán)從第一反應(yīng)室轉(zhuǎn)移至第一裝載鎖定室并將第二晶片和第二加工托盤(pán)從第二反應(yīng)室轉(zhuǎn)移至第二裝載鎖定室。

在本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)了一種準(zhǔn)備多個(gè)晶片以在多個(gè)反應(yīng)室內(nèi)生長(zhǎng)外延層的方法。在另一個(gè)實(shí)施例中，該方法可包括下列步驟：

提供自動(dòng)化前端界面，其被配置具有(i)被配置成容納兩個(gè)以上晶片的晶片盒，(ii)被配置成容納兩個(gè)以上加工托盤(pán)的加工托盤(pán)殼體，以及(iii)界面機(jī)械臂；

提供與自動(dòng)化前端界面進(jìn)行連通的真空轉(zhuǎn)移室；

經(jīng)界面機(jī)械臂將第一晶片從晶片盒轉(zhuǎn)移至晶片對(duì)位器，晶片對(duì)位器將晶片對(duì)齊；

經(jīng)界面機(jī)械臂將第一加工托盤(pán)從加工托盤(pán)殼體轉(zhuǎn)移至加工托盤(pán)對(duì)位器，加工托盤(pán)對(duì)位器將加工托盤(pán)對(duì)齊；

將對(duì)齊的第一晶片從晶片對(duì)位器轉(zhuǎn)移至對(duì)齊的加工托盤(pán)以將第一晶片對(duì)齊在第一加工托盤(pán)上；

經(jīng)界面機(jī)械臂將對(duì)齊的第一晶片和第一加工托盤(pán)從對(duì)位器轉(zhuǎn)移入裝載鎖定室；

經(jīng)界面機(jī)械臂將第二晶片從晶片盒轉(zhuǎn)移至晶片對(duì)位器，晶片對(duì)位器將晶片對(duì)齊；

經(jīng)界面機(jī)械臂將第二加工托盤(pán)從加工托盤(pán)殼體轉(zhuǎn)移至加工托盤(pán)對(duì)位器，加工托盤(pán)對(duì)位器將加工托盤(pán)對(duì)齊；

將對(duì)齊的第二晶片從晶片對(duì)位器轉(zhuǎn)移至對(duì)齊的加工托盤(pán)以將第二晶片對(duì)齊在第二加工托盤(pán)上；

經(jīng)界面機(jī)械臂將對(duì)齊的第二晶片和第二加工托盤(pán)從對(duì)位器轉(zhuǎn)移入裝載鎖定室；以及

經(jīng)雙葉片機(jī)械臂同時(shí)將對(duì)齊的第一晶片和第一加工托盤(pán)從裝載鎖定室進(jìn)行轉(zhuǎn)移，使其通過(guò)真空轉(zhuǎn)移模塊并進(jìn)入第一反應(yīng)室中，并將對(duì)齊的第二晶片和第二加工托盤(pán)從裝載鎖定室進(jìn)行轉(zhuǎn)移，使其通過(guò)真空轉(zhuǎn)移模塊并進(jìn)入第二反應(yīng)室中。

在本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)了一種準(zhǔn)備多個(gè)晶片以在多個(gè)反應(yīng)室內(nèi)生長(zhǎng)外延層的方法。在另一個(gè)實(shí)施例中，該方法可包括下列步驟：

提供自動(dòng)化前端界面，其被配置具有(i)被配置成容納兩個(gè)以上晶片的晶片盒，以及(ii)被配置成容納兩個(gè)以上加工托盤(pán)的加工托盤(pán)殼體；

提供與自動(dòng)化前端界面進(jìn)行連通的真空轉(zhuǎn)移室；

經(jīng)界面機(jī)械臂將第一晶片從晶片盒轉(zhuǎn)移至晶片對(duì)位器，晶片對(duì)位器將晶片對(duì)齊；

經(jīng)界面機(jī)械臂將第一加工托盤(pán)從加工托盤(pán)殼體轉(zhuǎn)移至加工托盤(pán)對(duì)位器，加工托盤(pán)對(duì)位器將加工托盤(pán)對(duì)齊；

將對(duì)齊的第一晶片從晶片對(duì)位器轉(zhuǎn)移至對(duì)齊的加工托盤(pán)以將第一晶片對(duì)齊在第一加工托盤(pán)上；

經(jīng)界面機(jī)械臂將對(duì)齊的第一晶片和第一加工托盤(pán)從對(duì)位器轉(zhuǎn)移入裝載鎖定室；

經(jīng)界面機(jī)械臂將第二晶片從晶片盒轉(zhuǎn)移至晶片對(duì)位器，晶片對(duì)位器將晶片對(duì)齊；

經(jīng)界面機(jī)械臂將第二加工托盤(pán)從加工托盤(pán)殼體轉(zhuǎn)移至加工托盤(pán)對(duì)位器，加工托盤(pán)對(duì)位器將加工托盤(pán)對(duì)齊；

將對(duì)齊的第二晶片從晶片對(duì)位器轉(zhuǎn)移至對(duì)齊的加工托盤(pán)以將第二晶片對(duì)齊在第二加工托盤(pán)上；以及

經(jīng)界面機(jī)械臂將對(duì)齊的第二晶片和第二加工托盤(pán)從對(duì)位器轉(zhuǎn)移入裝載鎖定室。

上面的概述并不旨在描述本公開(kāi)的每個(gè)所闡明的實(shí)施例或每個(gè)實(shí)施方案。下面的附圖及具體實(shí)施方式更具體地舉例說(shuō)明了這些實(shí)施例。

附圖說(shuō)明

結(jié)合附圖考慮下面有關(guān)本公開(kāi)的各種實(shí)施例的詳細(xì)描述可更完全地理解本公開(kāi)，其中：

圖1為描繪根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的具有六個(gè)反應(yīng)室(三對(duì)反應(yīng)室)的化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的示意圖。

圖2為描繪根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的具有四個(gè)反應(yīng)室(兩對(duì)反應(yīng)室)的化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的示意圖。

圖3為描繪根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的具有兩個(gè)反應(yīng)室(一對(duì)反應(yīng)室)的化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的示意圖。

圖4A為根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的第一和第二裝載鎖定室的等距視圖。

圖4B為根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的第一和第二裝載鎖定室的等距視圖。

圖5為根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的具有包括適于可釋放地接合加工托盤(pán)的配件的主軸的反應(yīng)室的平面圖。

圖6為根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的具有旋轉(zhuǎn)介電支撐的反應(yīng)室的平面圖。

雖然本公開(kāi)的實(shí)施例可被修正成各種修改和替代形式，但是在附圖中以示例方式示出的細(xì)節(jié)仍將進(jìn)行詳細(xì)描述。然而，應(yīng)理解的是本公開(kāi)并不旨在將本公開(kāi)限制為所述的特定實(shí)施例。相反地，本公開(kāi)旨在涵蓋通過(guò)所附權(quán)利要求所限定的落在本公開(kāi)的精神和范圍內(nèi)的所有修改、等同物和替代方案。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1，其示出了根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的一種化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)100?；瘜W(xué)氣相沉積系統(tǒng)100可包括多個(gè)反應(yīng)室102A-F。在一個(gè)實(shí)施例中，反應(yīng)室102A-F可被配置成在每個(gè)反應(yīng)室102A-F內(nèi)晶片上外延層的生長(zhǎng)中獨(dú)立以及同時(shí)進(jìn)行操作以減少晶片處理時(shí)間并同時(shí)保持生產(chǎn)高性能半導(dǎo)體裝置所需的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)100可包括三對(duì)反應(yīng)室(六個(gè)反應(yīng)室102A-F)。在其他實(shí)施例中，系統(tǒng)100可包括另外數(shù)量的反應(yīng)室。例如，系統(tǒng)100可包括兩對(duì)反應(yīng)室(四個(gè)反應(yīng)室102A-D)(如在圖2中所示)或一對(duì)反應(yīng)室(兩個(gè)反應(yīng)室102A-B)(如在圖3中所示)。

在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)100可以是模塊化的，從而可根據(jù)需要添加偶數(shù)個(gè)反應(yīng)室102。反應(yīng)室102A-F中的每一個(gè)可相互隔離。當(dāng)在系統(tǒng)100上安裝有小于全部數(shù)量的反應(yīng)室102的情況下，例如可在一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)室對(duì)102A/102B的位置上添加緩沖區(qū)104。在一個(gè)實(shí)施例中，緩沖區(qū)104可包括被保持在大致等于多個(gè)反應(yīng)室102的壓力的負(fù)壓下的室和/或集中央真空轉(zhuǎn)移模塊108。緩沖區(qū)104可包括一個(gè)或多個(gè)基架，一個(gè)或多個(gè)加工托盤(pán)可被定位在基架上。基架可具有冷卻功能。

在一些實(shí)施例中，反應(yīng)室102A-F可操作性地被聯(lián)接至一個(gè)或多個(gè)源輸送組件106A-C。每個(gè)源輸送組件106A-C可包括一種或多種反應(yīng)氣體、冷卻系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)反應(yīng)室，例如反應(yīng)室102A-B可被聯(lián)接至單個(gè)源輸送組件106A，從而使源輸送組件106A提供反應(yīng)室102A-B所需的一種或多種反應(yīng)氣體、冷卻系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)。

多個(gè)反應(yīng)室102A-F可操作性地通過(guò)真空轉(zhuǎn)移模塊108被聯(lián)接在一起。真空轉(zhuǎn)移模塊108可包括限定室112的內(nèi)壁110。內(nèi)壁110可包括多個(gè)門(mén)114A-F，其被配置成選擇性地提供在真空轉(zhuǎn)移模塊108的室112和反應(yīng)室102A-F中的一個(gè)或多個(gè)的內(nèi)部之間的接入。多個(gè)門(mén)114A-D可被配置成當(dāng)根據(jù)需要在室112和一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)室對(duì)102A/B、102C/102D和/或102E/F的內(nèi)部之間進(jìn)行接入時(shí)打開(kāi)，例如，當(dāng)一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)室對(duì)102A/B、102C/102D和/或102E/F進(jìn)行裝載或卸載時(shí)。多個(gè)門(mén)114A-D可被配置成當(dāng)不再需要接入時(shí)關(guān)閉在室112和一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)室對(duì)102A/102B、102C/102D和/或102E/F的內(nèi)部之間的接入，例如，在一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)室對(duì)102A/102B、102C/102D和/或102E/F中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)過(guò)程期間。

在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)門(mén)114A-F為被配置成關(guān)閉在內(nèi)壁110上限定的孔的滑動(dòng)或滾動(dòng)構(gòu)件。真空轉(zhuǎn)移模塊108的內(nèi)壁110可進(jìn)一步地包括第一裝載鎖定室接入116A和第二裝載鎖定室接入116B，其被配置成使得能夠從真空轉(zhuǎn)移模塊108的外部接入至室112內(nèi)。在其他實(shí)施例中，內(nèi)壁110可包括多個(gè)裝載鎖定室接入，其被配置成使得能夠從真空轉(zhuǎn)移模塊108的外部接入至室112內(nèi)。

真空轉(zhuǎn)移模塊108可包括轉(zhuǎn)移模塊機(jī)械臂118。在一個(gè)實(shí)施例中，轉(zhuǎn)移模塊機(jī)械臂118可包括可樞轉(zhuǎn)肩部、第一臂段、可樞轉(zhuǎn)肘部、第二臂段、可樞轉(zhuǎn)腕部和一個(gè)或多個(gè)夾持部。在一個(gè)實(shí)施例中，轉(zhuǎn)移模塊機(jī)械臂118是雙葉片的，這表示其可額外地包括第二可樞轉(zhuǎn)肩部、第二第一臂段、第二可樞轉(zhuǎn)肘部、第二第二臂段、第二可樞轉(zhuǎn)腕部和第二一個(gè)或多個(gè)夾持部中的至少一個(gè)。轉(zhuǎn)移模塊機(jī)械臂118可大致位于室112內(nèi)的中央且可被配置成在室112內(nèi)以及通過(guò)門(mén)114A-F和裝載鎖定室接入門(mén)116A-B操控加工托盤(pán)和晶片。

在一個(gè)實(shí)施例中，第一裝載鎖定室120可在裝載鎖定室接入門(mén)116A處可操作性地被聯(lián)接至真空轉(zhuǎn)移模塊108，且第二裝載鎖定室130可在裝載鎖定室接入門(mén)116B處可操作性地被聯(lián)接至真空轉(zhuǎn)移模塊108。第一裝載鎖定室120和第二裝載鎖定室130可各自包括第一門(mén)122、132、室124、134和第二門(mén)128、138。第一和第二裝載鎖定室120、130的每一個(gè)可被配置成接收加工托盤(pán)和晶片通過(guò)其各自的第一門(mén)122、132并進(jìn)入室124、134中。第一門(mén)122、132可被配置成關(guān)閉，從而在室124、134內(nèi)提供受控的環(huán)境。例如，壓力調(diào)節(jié)器(未示出)可被連接至室124、134以創(chuàng)建壓力密封的環(huán)境。壓力調(diào)節(jié)器可隨后排空在室124、134內(nèi)的氣體以創(chuàng)建相對(duì)于大氣壓的負(fù)壓。第二門(mén)128、138可隨后打開(kāi)以選擇性地提供至真空轉(zhuǎn)移模塊108的室112的接入，從而允許從內(nèi)壁110外的區(qū)域接入真空轉(zhuǎn)移模塊108，且同時(shí)在真空轉(zhuǎn)移模塊108內(nèi)保持恒定的壓力?？煽丨h(huán)境還可包括對(duì)大氣環(huán)境、惰性氣體環(huán)境、受控濕度環(huán)境、含低粒子環(huán)境、溫度環(huán)境等中的至少一種或多種的控制。

同樣地，第一和第二裝載鎖定室120、130可被配置成接收加工托盤(pán)和晶片通過(guò)第二門(mén)128、138并進(jìn)入室124、134中。壓力調(diào)節(jié)器可隨后用氣體部分地填充室124、134以使室124、134內(nèi)的壓力大致等于大氣壓。第一門(mén)122、132可隨后被打開(kāi)以選擇性地提供從室124、134內(nèi)接入，從而允許從真空轉(zhuǎn)移模塊108內(nèi)接入內(nèi)壁110外的區(qū)域，且同時(shí)在真空轉(zhuǎn)移模塊108內(nèi)保持恒定的壓力。

在一個(gè)實(shí)施例中，第一和第二裝載鎖定室120、130中的每一個(gè)可包括至少一個(gè)隔板，從而將第一和第二裝載鎖定室120、130分成兩個(gè)以上隔間。在一個(gè)實(shí)施例中，在兩個(gè)以上隔間內(nèi)的壓力被配置成獨(dú)立地進(jìn)行調(diào)節(jié)。在另一個(gè)實(shí)施例中，在第一裝載鎖定室120中的一個(gè)隔間，例如，其頂部隔間以及在第二裝載鎖定室130中的一個(gè)隔間，例如，其頂部隔間被進(jìn)行配置以使壓力和大氣壓可進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而在卸載和裝載動(dòng)作期間使壓力和/或大氣壓是相同的。在其他實(shí)施例中，在兩個(gè)以上隔間內(nèi)的環(huán)境可包括對(duì)負(fù)壓環(huán)境、大氣環(huán)境、惰性氣體環(huán)境、受控濕度環(huán)境、含低粒子環(huán)境、溫度環(huán)境(包括加熱和/或冷卻)等中至少一種或多種的控制。

參照?qǐng)D4A，其示出了第一和第二裝載鎖定室120、130的一種配置。在該實(shí)施例中，第二裝載鎖定室130可位于鄰近第一裝載鎖定室120處，其是通過(guò)壁(在頂部的壁部分171和在底部的壁部分172)所進(jìn)行分離的。隔斷173可被用于將第一裝載鎖定室120分成兩個(gè)單獨(dú)的隔間或室124A和124B。隔斷174可被用于將第二裝載鎖定室130分成兩個(gè)單獨(dú)的隔間或室134A和134B。在一些實(shí)施例中，在所有隔間上有單獨(dú)的門(mén)，從而使各室124A/B和134A/B可單獨(dú)地進(jìn)行接入和密封。在一個(gè)實(shí)施例中，在兩個(gè)以上隔間內(nèi)的壓力被配置成獨(dú)立地進(jìn)行調(diào)節(jié)。在另一個(gè)實(shí)施例中，在兩個(gè)以上隔間內(nèi)的壓力可一起進(jìn)行調(diào)節(jié)，例如，室124A和124B或134A和134B。

參照?qǐng)D4B，其示出了用于第一和第二裝載鎖定室120、130的另一種配置。在該實(shí)施例中，第二裝載鎖定室130可被定位在第一裝載鎖定室120的頂部。隔斷121可被用于將第一裝載鎖定室120分成兩個(gè)單獨(dú)的隔間或室120A和120B。隔斷131可被用于將第二裝載鎖定室130分成兩個(gè)單獨(dú)的隔間或室130A和130B。在一些實(shí)施例中，在所有隔間上有單獨(dú)的門(mén)，從而使各室124A/B和134A/B可單獨(dú)地進(jìn)行接入和密封。在一個(gè)實(shí)施例中，在兩個(gè)以上隔間內(nèi)的壓力被配置成獨(dú)立地進(jìn)行調(diào)節(jié)。在另一個(gè)實(shí)施例中，在兩個(gè)以上隔間內(nèi)的壓力可一起進(jìn)行調(diào)節(jié)，例如，室124A和124B，134A和134B。隔間還可具有可控環(huán)境，如大氣環(huán)境、惰性氣體環(huán)境、受控濕度環(huán)境、含低粒子環(huán)境、溫度環(huán)境等。

在另一個(gè)實(shí)施例中，可以有坐落在裝載鎖定室120和130所占位置上的單個(gè)裝載鎖定室。單個(gè)裝載鎖定室可具有各個(gè)室，其具有一個(gè)或多個(gè)隔板、與第一門(mén)122和132相關(guān)聯(lián)的第一門(mén)(其可以是單個(gè)門(mén)或兩個(gè)獨(dú)立門(mén))以及與第二門(mén)128和138相關(guān)聯(lián)的第二門(mén)(其可以是單個(gè)門(mén)或兩個(gè)獨(dú)立門(mén))。單個(gè)裝載鎖定室還可具有一個(gè)或多個(gè)壓力調(diào)節(jié)器，其類似于對(duì)裝載鎖定室120和130所描述的那些。單個(gè)裝載鎖定室的第一門(mén)或第二門(mén)的操作可類似于裝載鎖定室120和裝載鎖定室130的第一門(mén)122和132以及裝載鎖定室120和裝載鎖定室130的第二門(mén)128和138的操作。單個(gè)裝載鎖定室還可具有可控環(huán)境，如大氣環(huán)境、惰性氣體環(huán)境、受控濕度環(huán)境、含低粒子環(huán)境、溫度環(huán)境等。

在具有多個(gè)裝載鎖定室和/或隔間的實(shí)施例中，某些室和/或隔間可被指定用于接收未加工的晶片和加工托盤(pán)，而其他室和/或隔間則可被指定用于接收加工過(guò)的晶片和加工托盤(pán)，從而使晶片僅沿指定的方向通過(guò)某些室和/或隔間。

在另一個(gè)實(shí)施例中，某些室和/或隔間可始終向真空轉(zhuǎn)移模塊108開(kāi)放，從而充當(dāng)緩沖區(qū)。在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)緩沖區(qū)可被保持在大致等于中央真空轉(zhuǎn)移模塊108的壓力的負(fù)壓下且可包括基架，在其上可定位有一個(gè)或多個(gè)晶片。在一個(gè)實(shí)施例中，基架可具有冷卻功能以對(duì)定位在其上的加工晶片產(chǎn)生受控的冷卻效果。一個(gè)或多個(gè)緩沖區(qū)104也可位于裝載鎖定室120和130、自動(dòng)化前端界面140或手動(dòng)前端界面中的一個(gè)或多個(gè)中。

在一個(gè)實(shí)施例中，裝載鎖定室120、130的每個(gè)室或隔間可配置有基架，在其上面可定位有對(duì)齊的晶片和加工托盤(pán)。在一些實(shí)施例中，基架可具有冷卻功能。

在一個(gè)實(shí)施例中，自動(dòng)化前端界面140可操作地被聯(lián)接至第一裝載鎖定室120或第二裝載鎖定室130中的至少一個(gè)。自動(dòng)化前端界面140可包括一個(gè)或多個(gè)加工托盤(pán)殼體142、一個(gè)或多個(gè)晶片盒144、對(duì)位器146和一個(gè)或多個(gè)界面機(jī)械臂148。

在一個(gè)實(shí)施例中，加工托盤(pán)殼體142A可被配置成在用于化學(xué)氣相沉積工藝前容納一個(gè)或多個(gè)加工托盤(pán)，同時(shí)加工托盤(pán)142B可被配置成在用于化學(xué)氣相沉積工藝后容納一個(gè)或多個(gè)加工托盤(pán)。加工托盤(pán)殼體142可被配置成根據(jù)需要從自動(dòng)化前端界面140進(jìn)行移除并用其他加工托盤(pán)殼體142進(jìn)行替換，例如，用于補(bǔ)充對(duì)未使用加工托盤(pán)的供給或移除已使用的加工托盤(pán)。

在一個(gè)實(shí)施例中，晶片盒144A可被配置成在化學(xué)氣相沉積工藝加工前容納一個(gè)或多個(gè)晶片，同時(shí)晶片盒144B可被配置成在化學(xué)氣相沉積工藝加工后容納一個(gè)或多個(gè)晶片。替代地，在化學(xué)氣相沉積工藝后，加工晶片可被置于其原始的晶片盒中。晶片盒144可被配置成根據(jù)需要從自動(dòng)化前端界面進(jìn)行移除并用其他晶片盒144進(jìn)行替換。

界面機(jī)械臂148可被配置成從晶片盒144抓住一個(gè)或多個(gè)晶片并將其置于晶片對(duì)位器152上。在一個(gè)實(shí)施例中，晶片包含在其外徑上的凹口或扁平部分且晶片對(duì)位器152使晶片旋轉(zhuǎn)直到凹口或扁平部分到達(dá)某個(gè)位置為止。界面機(jī)械臂148可被配置成從加工托盤(pán)殼體142抓住一個(gè)或多個(gè)加工托盤(pán)(有時(shí)被稱為晶片載體)并將其置于加工托盤(pán)對(duì)位器152上，從而可對(duì)加工托盤(pán)進(jìn)行合適地定向。

界面機(jī)械臂148可被配置成從晶片對(duì)位器152抓住一個(gè)或多個(gè)晶片并將其置于對(duì)位器146上。界面機(jī)械臂148可被配置成從加工托盤(pán)對(duì)位器152抓住一個(gè)或多個(gè)加工托盤(pán)并將其置于對(duì)位器146上。對(duì)位器146可被配置成有助于在一個(gè)或多個(gè)加工托盤(pán)上進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)晶片的對(duì)位。

在一些實(shí)施例中，界面機(jī)械臂148被用于進(jìn)行至少一部分的對(duì)位。界面機(jī)械臂148可被配置成抓住對(duì)齊的晶片和加工托盤(pán)以轉(zhuǎn)移通過(guò)自動(dòng)化前端界面140的第一輸出154或第二輸出156并進(jìn)入第一或第二裝載鎖定室120、130。在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)界面機(jī)械臂148A/B(如在圖3中所示)可被配置成抓住所對(duì)齊的晶片和加工托盤(pán)以進(jìn)行獨(dú)立和/或同時(shí)轉(zhuǎn)移，使其通過(guò)自動(dòng)化前端界面140的第一和/或第二輸出154，156并進(jìn)入第一和/或第二裝載鎖定室120、130中。例如，前端界面140可包括兩個(gè)界面機(jī)械臂148，其中一個(gè)界面機(jī)械臂148A被配置成在裝載鎖定室120、130內(nèi)裝載和卸載第一室或第一組室且第二界面機(jī)械臂148B被配置成在裝載鎖定室120、130內(nèi)裝載和卸載第二室或第二組室。

在一個(gè)實(shí)施例中，第一裝載鎖定室120可操作性地被聯(lián)接至第一輸出154，同時(shí)第二裝載鎖定室130可操作性地被聯(lián)接至第二輸出156。在第一和/或第二裝載鎖定室120、130被分成多個(gè)隔間的實(shí)施例中，每個(gè)隔間可具有與各個(gè)第一輸出154和第二輸出156進(jìn)行連通的單獨(dú)的門(mén)。額外地，界面機(jī)械臂148可被配置成抓住晶片和加工托盤(pán)以通過(guò)各自的第一和第二輸出154、156從第一或第二裝載鎖定室120、130轉(zhuǎn)移至自動(dòng)化前端界面140中。

參照?qǐng)D5，其示出了根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)實(shí)例反應(yīng)室102。反應(yīng)室102限定了加工環(huán)境空間，其中氣體分配裝置202可被布置在環(huán)境空間的一端上。氣體分配裝置202可被連接至源204A-C以供給要用于晶片加工工藝中的加工氣體，如載氣和反應(yīng)氣體，如金屬有機(jī)化合物和V族典型來(lái)源，所有的這些均可被并入源輸送組件106中(在圖1-3中所示)。氣體分配裝置202可進(jìn)行布置以接收各種氣體和引導(dǎo)組合的加工氣體的流動(dòng)。氣體分配裝置202也可被連接至冷卻劑系統(tǒng)206，其被配置成使液體通過(guò)氣體分配裝置202循環(huán)，從而在操作期間將氣體分配裝置202的溫度保持在所需的溫度。可提供類似的冷卻劑布置(未示出)以冷卻反應(yīng)室102的壁。

反應(yīng)室102也可設(shè)有排氣系統(tǒng)208。排氣系統(tǒng)208可被配置成通過(guò)在通常位于氣體分配裝置202遠(yuǎn)側(cè)區(qū)域中的加工環(huán)境空間內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)端口(未示出)從加工環(huán)境空間移除廢氣。

主軸210可被布置在反應(yīng)室102內(nèi)，從而使主軸210能圍繞中心接入旋轉(zhuǎn)。主軸210可包括適于可釋放地接合加工托盤(pán)214的配件。加熱元件216可被安裝在反應(yīng)室102內(nèi)位于加工托盤(pán)214的下面。在一些實(shí)施例中，提供溫度監(jiān)控器218以監(jiān)控在反應(yīng)室102內(nèi)的環(huán)境空間的溫度。

參照?qǐng)D6，其示出了根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)實(shí)例反應(yīng)室102。在該實(shí)施例中，轉(zhuǎn)盤(pán)222被定位在反應(yīng)室102的冷卻區(qū)中。轉(zhuǎn)盤(pán)222的底部可包括能進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的軸承或?qū)л喯到y(tǒng)?？梢允侵锌?qǐng)A筒的旋轉(zhuǎn)介電支撐224可被聯(lián)接至轉(zhuǎn)盤(pán)222的頂部。加工托盤(pán)214可被定位在旋轉(zhuǎn)介電支撐224的頂部上。加工托盤(pán)214可被機(jī)械性地附接至旋轉(zhuǎn)介電支撐224或可被自由地定位在旋轉(zhuǎn)介電支撐224的頂面上并通過(guò)摩擦而保持在位。

可替代地被稱為晶片載體的加工托盤(pán)214可具有大致為關(guān)于中心接入對(duì)稱形成的圓盤(pán)形式的本體。本體可包括用于保持晶片220的一個(gè)或多個(gè)口袋。在一些實(shí)施例中，加工托盤(pán)214可包括被配置成保持單個(gè)晶片220的單個(gè)口袋。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，加工托盤(pán)214可被配置成接收具有直徑在6和12英寸之間的單個(gè)晶片220。

單個(gè)襯底加工托盤(pán)214可提供許多加工優(yōu)勢(shì)。例如，單個(gè)襯底加工托盤(pán)214可提供在晶片上更大的溫度均勻性，其能夠提供更高的吞吐量和對(duì)關(guān)鍵組件的針對(duì)反應(yīng)過(guò)程的化學(xué)作用的更大的保護(hù)，其能夠提供改善的氣體效率，其能夠允許多晶片加工托盤(pán)具有更少的接觸點(diǎn)，其能夠用更短的時(shí)間段實(shí)現(xiàn)所需的旋轉(zhuǎn)速度且其比生產(chǎn)多晶片加工托盤(pán)更加便宜。

在操作中，一個(gè)或多個(gè)加工托盤(pán)殼體142和一個(gè)或多個(gè)晶片盒144被裝載至自動(dòng)化前端界面140上。一個(gè)或多個(gè)加工托盤(pán)殼體142A/B和晶片盒144A/B可通過(guò)用戶進(jìn)行裝載，隨后用戶則可映射其各個(gè)位置。在一些實(shí)施例中可具有末端執(zhí)行器的界面機(jī)械臂148可轉(zhuǎn)移一個(gè)或多個(gè)晶片220，例如從晶片盒144A至晶片對(duì)位器150。晶片對(duì)位器150可被配置成對(duì)齊并暫時(shí)容納晶片220。界面機(jī)械臂148可額外地轉(zhuǎn)移一個(gè)或多個(gè)加工托盤(pán)214，例如從加工托盤(pán)殼體142A至加工托盤(pán)對(duì)位器152。加工托盤(pán)對(duì)位器152可被配置成對(duì)齊并暫時(shí)容納加工托盤(pán)214。

界面機(jī)械臂148可將晶片220從晶片對(duì)位器154移除并將晶片220轉(zhuǎn)移至對(duì)位器146。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)位器146具有非接觸型末端執(zhí)行器以及加工托盤(pán)定心環(huán)。在一個(gè)實(shí)施例中，界面機(jī)械臂148可將晶片220定位在對(duì)位器146中，從而使非接觸型末端執(zhí)行器將晶片220從界面機(jī)械臂148的末端執(zhí)行器移除并將晶片220固定到位。界面機(jī)械臂148可隨后將加工托盤(pán)214從加工托盤(pán)對(duì)位器152轉(zhuǎn)移至對(duì)位器146，在該對(duì)位器146上，定心環(huán)可將加工托盤(pán)214與晶片220對(duì)齊。界面機(jī)械臂148可隨后從對(duì)位器146轉(zhuǎn)移對(duì)齊的加工托盤(pán)214和晶片220以使其通過(guò)第一輸出154并進(jìn)入第一裝載鎖定室120。在一些實(shí)施例中，重復(fù)該過(guò)程以將第二晶片220對(duì)齊到第二加工托盤(pán)214上，其隨后可經(jīng)界面機(jī)械臂148被轉(zhuǎn)移通過(guò)第二輸出156并進(jìn)入第二裝載鎖定室130。

一旦晶片220和加工托盤(pán)214位于第一和第二裝載鎖定室120、130的各室124、134內(nèi)且界面機(jī)械臂150已撤出室124、134，第一門(mén)122、132則能關(guān)閉，從而在室124、134內(nèi)創(chuàng)建隔離的可控環(huán)境，例如，壓力環(huán)境。隨著第一門(mén)122、132和第二門(mén)128、138都關(guān)閉，壓力調(diào)節(jié)器可排空在室124、134內(nèi)的一部分氣體以創(chuàng)建大致等于在真空轉(zhuǎn)移模塊108內(nèi)的操作壓力的負(fù)壓。一旦已在室124、134內(nèi)建立所需壓力，則可打開(kāi)第二門(mén)128、138。在一個(gè)實(shí)施例中，第一裝載鎖定室120和第二裝載鎖定室130是完全獨(dú)立于彼此而進(jìn)行操作的。室124和134的環(huán)境也可通過(guò)其他調(diào)節(jié)器(未示出)進(jìn)行控制以具有惰性環(huán)境(例如，氮?dú)饣驓鍤?、低的或以其他方式受控的濕度等。

在真空轉(zhuǎn)移模塊108內(nèi)的轉(zhuǎn)移模塊機(jī)械臂118可隨后從各自的第一和第二裝載鎖定室124、134抓住晶片220和加工托盤(pán)214并將其轉(zhuǎn)移至，例如，反應(yīng)室102A和102B中以進(jìn)行加工。在一個(gè)實(shí)施例中，轉(zhuǎn)移模塊機(jī)械臂118是雙葉片的，從而獨(dú)立和同時(shí)轉(zhuǎn)移兩組晶片220和加工托盤(pán)214。門(mén)114A和114B可相應(yīng)地打開(kāi)和關(guān)閉以使晶片220和加工托盤(pán)214從其通過(guò)并進(jìn)入反應(yīng)室102A和102B中。

在反應(yīng)室102A和102B內(nèi)已發(fā)生所需加工后，門(mén)114A和114B可被打開(kāi)且晶片220和加工托盤(pán)214可通過(guò)轉(zhuǎn)移模塊機(jī)械臂118從反應(yīng)室102A和102B移除且被轉(zhuǎn)移至第一或第二裝載鎖定室120、130。

一旦晶片220和加工托盤(pán)214位于第一和第二裝載鎖定室120、130的各室124、134內(nèi)且轉(zhuǎn)移模塊機(jī)械臂118已撤出室124、134，第二門(mén)128、138則能關(guān)閉，從而在室124、134內(nèi)創(chuàng)建隔離的受控環(huán)境，例如，壓力環(huán)境。隨著第一門(mén)122、132和第二門(mén)128、138的關(guān)閉，壓力調(diào)節(jié)器可使室124、134內(nèi)的壓力均衡以創(chuàng)建大致等于大氣壓的壓力。一旦已建立在室124、134內(nèi)的所需壓力，則可打開(kāi)第一門(mén)122、132且可移除晶片220和加工托盤(pán)214。

晶片220可隨后通過(guò)界面機(jī)械臂148被轉(zhuǎn)移至最終的晶片盒144B或晶片220可被轉(zhuǎn)移至其最初位于的晶片盒144A。加工托盤(pán)214可通過(guò)界面機(jī)械臂148轉(zhuǎn)移至加工托盤(pán)殼體142B或142A。

用于化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)100的MOCVD的反應(yīng)室102A-F中的一個(gè)或多個(gè)可用其他類型的加工室進(jìn)行替換。在外延晶片加工側(cè)上，反應(yīng)室102A-F中的一個(gè)或多個(gè)可以是用于外延生長(zhǎng)紅色、橙色和黃色(ROY)發(fā)光二極管(例如，砷化鎵、磷砷化鎵、磷化鋁鎵銦和砷化鋁鎵基器件)的CVD反應(yīng)器、等離子體增強(qiáng)CVD反應(yīng)器(PECVD)、分子束外延(MBE)沉積室、原子層沉積(ALD)反應(yīng)器、低壓CVD反應(yīng)器(LPCVD)、物理氣相沉積(PVD)反應(yīng)器、等離子體增強(qiáng)物理氣相沉積(PEPVD)室、熱退火器、摻雜室、等離子體增強(qiáng)ALD反應(yīng)器(PEALD)、等離子體增強(qiáng)ALE反應(yīng)器(PEALE)、高密度等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(HDPECVD)、原子層外延(ALE)室或蝕刻室。使用不同類型的反應(yīng)室可增加化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)100的效率和產(chǎn)率。

一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)室對(duì)102A/102B、102C/102D和/或102E/102F、裝載鎖定室120和130、真空轉(zhuǎn)移室108和/或自動(dòng)化前端界面/手動(dòng)前端界面140中的每一個(gè)可設(shè)有被安裝在這種室的內(nèi)部或外部的計(jì)量工具；例如，在反應(yīng)室102A-F中的一個(gè)或多個(gè)的視口上。計(jì)量工具的實(shí)例包括現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫儀/反射計(jì)、多點(diǎn)測(cè)溫儀、撓度計(jì)和/或反射計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫儀/撓度計(jì)/反射計(jì)、橢圓偏光儀、光致發(fā)光光譜儀、電致發(fā)光光譜儀、表面聲波發(fā)生器、攝像頭、用于測(cè)量薄膜厚度的傳感器、電阻率/摻雜傳感器、晶片級(jí)的電氣特征以及表面缺陷，如粒子、裂縫、滑移、外延生長(zhǎng)缺陷等。在LED外延過(guò)程期間這種計(jì)量工具可被用于，例如，測(cè)試LED波長(zhǎng)。

除了上面提及的外延晶片加工室，反應(yīng)室102A-F中的一個(gè)或多個(gè)可由晶片清洗加工室或晶片預(yù)清洗或晶片清洗室替換。晶片預(yù)清洗或晶片清洗室可被用于在反應(yīng)室102A-F中進(jìn)行外延沉積工藝前從晶片220表面移除天然氧化物(例如，氧化硅)、離子、金屬、有機(jī)物(例如，碳)、油脂和其它雜質(zhì)(例如，硅、藍(lán)寶石、碳化硅等)。預(yù)清洗室可替換化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)100的反應(yīng)室102A-F中的一個(gè)或可與自動(dòng)化前端界面/設(shè)備前端模塊/手動(dòng)前端界面140進(jìn)行連通。

在清洗期間，晶片可從晶片盒144進(jìn)行移動(dòng)并被送至預(yù)清洗室102。清洗氣體，如氯氣(Cl2)、氯化氫(HCl)、三氟化氮(NF3)或優(yōu)選地氟化氫(HF)用惰性載氣，如氫氣(H2)、氮?dú)?N2)、氦氣或氬氣進(jìn)行稀釋以形成工藝清洗氣體。工藝清洗氣體被導(dǎo)入預(yù)清洗室以接觸要被清洗的晶片220的表面。蝕刻劑化學(xué)組成物與天然氧化物和其他雜質(zhì)在晶片220的表面上起反應(yīng)，形成揮發(fā)性副產(chǎn)物，如四氟化硅(SiF4)和水蒸汽。副產(chǎn)物可與任何剩余的工藝清洗氣體一起從預(yù)清洗室102A-F排出。清洗工藝可通過(guò)將工藝清洗氣體加熱至從約20至500℃的范圍中的溫度來(lái)實(shí)施。加熱器也可被置于預(yù)清洗室中以調(diào)整清洗工藝的溫度。在清洗后，清洗后的晶片220可被移動(dòng)至干凈晶片盒114以等候其要進(jìn)行外延生長(zhǎng)工藝的序列或被移至化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)100的反應(yīng)室102以進(jìn)行外延生長(zhǎng)工藝。

本系統(tǒng)的另一組件可以是加工托盤(pán)清洗室。在外延生長(zhǎng)工藝期間，外延反應(yīng)材料(例如，AlGaN、GaN、Mg等)和其他材料可被沉積在加工托盤(pán)214(也被稱之為晶片載體)上。當(dāng)把新的晶片220裝載至加工托盤(pán)214上以進(jìn)行新一輪的外延生長(zhǎng)工藝時(shí)未移除這些材料，則有更大的可能性減少化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)100的產(chǎn)率和性能。在一些情況下，使晶片載體清洗加工室被附至工藝系統(tǒng)將加速整個(gè)外延過(guò)程，這是因?yàn)榍逑吹募庸ね斜P(pán)214將無(wú)需被手動(dòng)或機(jī)械地帶至加工托盤(pán)清洗系統(tǒng)所位于的受控環(huán)境(工廠)中。例如，代替加工托盤(pán)殼體142A或除其以外，晶片載體清洗室可被附至自動(dòng)化前端界面/設(shè)備前端模塊/手動(dòng)前端界面140。

在外延加工后，加工的晶片220通常位于加工托盤(pán)214上，且加工后的晶片220可手動(dòng)移除或通過(guò)界面機(jī)械臂148移除并被裝載至晶片盒114中。該晶片盒114可在工廠內(nèi)移動(dòng)以被進(jìn)一步加工成最終的半導(dǎo)體裝置。一旦從加工托盤(pán)214移除外延加工晶片220，則可將加工托盤(pán)214移動(dòng)至晶片載體清洗加工室142。一個(gè)或多個(gè)加工托盤(pán)214可被置于晶片載體清洗加工室142中。一旦室142A裝載有一個(gè)或多個(gè)加工托盤(pán)214，則向室142A施加真空，將室內(nèi)部加熱至從約400至1800℃的范圍中的溫度，并將干燥氣體，例如氯化氫、氯氣、氫氣、氮?dú)饧捌浠旌衔飳?dǎo)入室中以蝕刻來(lái)自加工托盤(pán)214的外延反應(yīng)材料。一旦從加工托盤(pán)214移除外延材料，清洗過(guò)的加工托盤(pán)214則可隨后被置于晶片載體殼體142B中以在化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)100中連續(xù)使用或被返回至自動(dòng)化前端界面140并被安裝在晶片對(duì)位器152上，從而可將新的晶片220置于其上以在化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)100中進(jìn)行外延生長(zhǎng)。

在一個(gè)實(shí)施例中，晶片載體清洗加工室可替換化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)100的反應(yīng)室102A-F中的一個(gè)，而不是將其附至自動(dòng)化前端界面/設(shè)備前端模塊/手動(dòng)前端界面140。其他類型的清洗加工托盤(pán)的方法是眾所周知的，包括在升高的溫度下使用酸洗液(例如，硫酸、檸檬酸、氫氟酸、鹽酸)或其它類型的清洗流體(例如，過(guò)氧化氫、氨/水)以及上述物質(zhì)的混合物。

在化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)100的其他實(shí)施例中，可將額外的側(cè)/面添加至室108中，從而至外延晶片加工室和/或晶片清洗加工室和/或晶片載體清洗加工室。

在一些情況下，自動(dòng)化前端界面140可被手動(dòng)前端界面取代。在這種情況下，晶片220可被手動(dòng)裝載或卸載至加工托盤(pán)214上。手動(dòng)前端界面可以是具有：具備用于移除粒子的合適的過(guò)濾器的向下流動(dòng)單元的機(jī)柜。機(jī)柜可與裝載鎖定室120和130進(jìn)行連通并使用升降系統(tǒng)通過(guò)裝載鎖定室120、130中的每一個(gè)的門(mén)122、132放置裝載有晶片220的加工托盤(pán)214并將其定位在裝載鎖定室120、130中的每一個(gè)內(nèi)的基架上。在真空轉(zhuǎn)移模塊108內(nèi)的轉(zhuǎn)移模塊機(jī)械臂118可隨后接載裝載有晶片220的加工托盤(pán)214并將其裝載至反應(yīng)室102A-F中?？筛鶕?jù)裝載鎖定室120/130是正裝載有要加工的晶片220還是移除了已被加工過(guò)的晶片220而打開(kāi)或關(guān)閉裝載鎖定室120、130的門(mén)122、128、132、138。可在手動(dòng)前端界面中設(shè)有晶片220和加工托盤(pán)214存儲(chǔ)器且手動(dòng)或機(jī)器人推車可被用于將晶片220和/或加工托盤(pán)214移至化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)100內(nèi)的各個(gè)工具。

相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到實(shí)施例可包括比在上述任何個(gè)別的實(shí)施例中所示特性更少的特征。本文所公開(kāi)的實(shí)施例不意味著是其中可組合各種特征的方式的詳盡介紹。因此，如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所理解的，實(shí)施例并不是相互排斥的特征組合；相反地，實(shí)施例可包括從不同的個(gè)別實(shí)施例所選的不同的個(gè)別特征的組合。此外，即使當(dāng)未在這種實(shí)施例中進(jìn)行描述時(shí)，關(guān)于一個(gè)實(shí)施例所描述的元件也可在其他實(shí)施例中實(shí)施，除非另有說(shuō)明外。雖然從屬權(quán)利要求可能在權(quán)利要求中參照了與一個(gè)或多個(gè)其他權(quán)利要求的特定組合，但其他實(shí)施例也可包括從屬權(quán)利要求與每一個(gè)其他從屬權(quán)利要求的主題的組合或一個(gè)或多個(gè)特征與其他從屬或獨(dú)立權(quán)利要求的組合。在本文中提出了這樣的組合，除非指出本公開(kāi)不意指特定的組合外。此外，本公開(kāi)還旨在包括在任何其他獨(dú)立權(quán)利要求中的權(quán)利要求的特征，即使該權(quán)利要求并不直接從屬于該獨(dú)立權(quán)利要求。

通過(guò)上述文獻(xiàn)引用所進(jìn)行的任何并入是受到限制的，從而使與本文所公開(kāi)內(nèi)容的明確表示相反的主題不會(huì)并入本文。通過(guò)上述文獻(xiàn)引用所進(jìn)行的任何并入是進(jìn)一步受到限制的，從而不會(huì)通過(guò)引用將包括在文獻(xiàn)中的權(quán)利要求并入本文。通過(guò)上述文獻(xiàn)引用所進(jìn)行的任何并入仍是進(jìn)一步受到限制的，從而不會(huì)通過(guò)引用將文獻(xiàn)中提供的任何定義并入本文，除非在本文中明確包括的以外。

應(yīng)理解的是可按任何順序和/或同時(shí)進(jìn)行在根據(jù)本教義的方法中所使用的各個(gè)步驟，只要教義保持是可操作的即可。此外，應(yīng)理解的是根據(jù)本教義的器械和方法可包括任何數(shù)量或全部所述的實(shí)施例，只要教義保持是可操作的即可。