專利名稱：基板處理設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種基板處理設備，用于在位于其中的晶片上進行沉積。
背景技術：
通常，半導體器件的制造例如包括在硅晶片上形成電路圖案的工藝；和將晶片切割成預定尺寸并用環(huán)氧樹脂包封來封裝基板的封裝工藝等。在晶片上形成電路圖案需要一系列工藝，包括具有預定厚度的薄膜的沉積、用于將光致抗蝕劑涂覆到所沉積的薄膜上并經(jīng)由曝光和顯影形成光致抗蝕劑圖案的光刻、用于使用光致抗蝕劑圖案來圖案化薄膜的蝕刻 、用于將特定離子注入到晶片的預定區(qū)域中的離子注入、和用于去除雜質的清洗。在工藝腔室內(nèi)執(zhí)行這些工藝，其中在工藝腔室中產(chǎn)生用于相應工藝的最佳環(huán)境。此外，通過在晶片上沉積多個薄膜層并蝕刻所沉積的薄膜層來制造半導體晶片、有機晶片和太陽能電池晶片，以使其具有期望的特性。在前述工藝當中，薄膜沉積可廣泛分為使用物理碰撞(physical collision)的物理氣相沉積(PVD)(比如濺射)和使用化學反應的化學氣相沉積(CVD)。通常，由于和PVD相t匕，CVD具有卓越的厚度均勻性和臺階覆蓋能力，因此較常使用CVD。CVD可包括大氣壓CVD(APCVD)JgSCVD (LPCVD)、等離子體增強 CVD (PECVD)和金屬有機 CVD (MOCVD)0在幾種CVD當中，MOCVD是使用金屬有機化合物的CVD，其中以高壓將金屬有機化合物流提供至具有反應空間的腔室內(nèi)的被加熱晶片的表面上，從而在晶片表面上形成薄膜。MOCVD的優(yōu)勢在于不會引起對晶片或者結晶表面的損傷以及由于相對較快的沉積速率可實現(xiàn)工藝時間的縮短。所執(zhí)行的薄膜沉積在經(jīng)由一個循環(huán)獲得的薄膜厚度方面存在限制，因此應當重復執(zhí)行幾十次至幾百次以獲得所需的膜厚度，從而導致工藝速率非常慢。由此，為了提高沉積產(chǎn)率，通常使多個晶片直接位于單個主盤上或者在多個晶片與主盤之間插入多個輔助基座。特別是，關于M0CVD，通常通過在完成沉積之后一個接一個地升降和釋放位于單個主盤上的多個晶片、或者通過釋放其上設置有每個晶片的每個輔助基座，執(zhí)行每個晶片的釋放。由于晶片數(shù)量巨大，因此一個接一個地釋放晶片或者輔助基座需要很長的釋放時間，導致晶片釋放效率嚴重降低。

發(fā)明內(nèi)容
技術問題本發(fā)明的目的在于解決基板處理設備中存在的問題，其中在完成沉積之后，能夠將整個主盤釋放到腔室外部，該整個主盤容納在沉積工藝腔室內(nèi)以支撐位于其上用于沉積的多個晶片。
解決問題的方案可通過提供這樣一種基板處理設備實現(xiàn)本發(fā)明的目的，該基板處理設備包括具有反應空間的腔室；設置在所述腔室上的蓋，所述蓋用于選擇性地打開或關閉所述反應空間；容納在所述腔室內(nèi)的主盤，在所述主盤上放置有至少一個晶片；和驅動裝置，所述驅動裝置包括用于選擇性地旋轉所述主盤的驅動軸和用于驅動所述驅動軸的驅動單元，其中所述驅動軸可分離地耦合到所述主盤以傳送驅動力，以及當所述蓋打開以暴露出所述反應空間時，所述主盤與所述驅動軸分離且在所述晶片放置在所述主盤上的狀態(tài)下被釋放到所述腔室的外部。在釋放所述主盤時，所述驅動單元可升高所述驅動軸以升高所述主盤。當所述蓋升降以打開所述腔室時，所述蓋可夾持所述主盤以與所述主盤一起升降。
所述蓋可包括至少一個夾持單元，所述至少一個夾持單元具有用于選擇性地夾持所述主盤的夾持臂。所述夾持臂可水平移動以僅在釋放所述主盤期間支撐所述主盤的下表面。所述夾持臂可耦合到所述蓋的下部位置，或者與所述蓋一體地形成。所述腔室的上端高度可低于所述主盤的下表面高度。所述蓋可包括用于支撐所述主盤的上表面的支撐單元，在所述主盤的旋轉期間該支撐單元與所述主盤一起旋轉。所述支撐單元可包括自所述蓋向所述主盤的上表面延伸的支撐軸；向所述支撐軸提供彈性力的彈性部件；和放置在所述蓋上以支撐所述支撐軸和所述彈性部件的支撐罩。所述支撐單元還可包括用于冷卻所述支撐軸或所述彈性部件的冷卻部件。在所述驅動軸的上端可設置有驅動齒輪，在所述主盤的下表面中可形成有安置凹陷，所述驅動齒輪安置在所述安置凹陷中，所述安置凹陷在其橫向表面形成有齒輪凹槽以與所述驅動齒輪嚙合。所述蓋可在其下端設置有開口，用于在釋放所述主盤時引入機械臂；所述腔室可在其上端設置有與該開口嚙合的延伸部分，以在所述蓋遮蓋所述腔室時關閉該開口。該蓋可包括一個或多個夾持單元，每一個夾持單元具有用于選擇性地夾持所述主盤的夾持臂，所述夾持單元在除了所述開口之外的所述蓋的橫向表面上彼此間隔開。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種基板處理設備，包括具有用于晶片沉積的反應空間的腔室；可旋轉地安裝在所述反應空間內(nèi)的主盤；和可分離地耦合到所述主盤的下表面的驅動軸，所述驅動軸用于選擇性地旋轉或垂直移動所述主盤，其中所述腔室在釋放所述主盤時打開。在晶片沉積期間如果所述主盤的高度低于所述腔室的上端高度，則在釋放所述主盤時可升高所述驅動軸以使所述主盤的高度高于所述腔室的上端高度。所述基板處理設備還可包括蓋，所述蓋設置在所述腔室上用以選擇性地打開或關閉所述反應空間，在釋放所述主盤時該蓋用于將所述主盤拖拉至高于所述腔室的上端的高度。根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供一種基板處理設備，包括具有反應空間的腔室，所述腔室在其橫向表面設置有開口 ；容納在所述腔室內(nèi)的主盤，在所述主盤上放置有至少一個晶片；和驅動裝置，所述驅動裝置包括用于選擇性地旋轉所述主盤的驅動軸和用于驅動所述驅動軸的驅動單元，其中所述驅動軸可分離地耦合到所述主盤以傳送驅動力，所述主盤與所述驅動軸分離，且在所述晶片放置在所述主盤上的狀態(tài)下通過所述腔室的開口被釋放到所述腔室的外部。所述腔室的開口可通過可滑動地安裝到所述腔室的橫向表面的罩部件而選擇性地打開或關閉。所述基板處理設備還可包括閥組件，所述閥組件包括設置在所述開口處的閥套和安裝在所述閥套中用以選擇性地打開或關閉所述腔室的開口的葉片。所述閥組件的葉片可包括密封部件。 本發(fā)明的有益效果根據(jù)本發(fā)明的基板處理設備具有在完成沉積之后將整個主盤釋放到腔室外部的效果，該整個主盤容納在沉積工藝腔室內(nèi)以支撐位于其上用于沉積的多個晶片。而且，與單獨釋放晶片或者輔助基座相比，根據(jù)本發(fā)明的基板處理設備能實現(xiàn)顯著提高的晶片釋放效率。而且，在根據(jù)本發(fā)明的基板處理設備中，由于同時釋放多個晶片，能夠使單獨釋放晶片或輔助基座時導致的各晶片之間的溫度偏差最小化，這防止了薄膜質量的惡化。附圖簡要說明包括附圖以提供對本發(fā)明的進一步理解，附圖示出了本發(fā)明的實施方式，且與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的基板處理設備的一個實施方式。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的基板處理設備的另一操作狀態(tài)。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的基板處理設備的另一實施方式。圖4示出了圖3中所示的基板處理設備的另一操作狀態(tài)。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的基板處理設備的另一實施方式。圖6示出了圖5中所示的基板處理設備的另一操作狀態(tài)。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的基板處理設備的另一實施方式。圖8示出了圖7中所示的基板處理設備的另一操作狀態(tài)。圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的基板處理設備的另一實施方式。

圖10示出了圖9中所示的基板處理設備的另一操作狀態(tài)。圖11示出了圖9中所示的基板處理設備的另一操作狀態(tài)。圖12示出了圖9中所示的基板處理設備的另一操作狀態(tài)。圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的基板處理設備的另一實施方式。圖14示出了圖13中所示的基板處理設備的另一操作狀態(tài)。圖15示出了圖13中所示的基板處理設備的另一操作狀態(tài)。圖16示出了圖13中所示的基板處理設備的另一操作狀態(tài)。圖17示出了根據(jù)本發(fā)明的基板處理設備的另一實施方式。圖18示出了圖17中所示的基板處理設備的另一操作狀態(tài)。
圖19示出了圖17中所示的基板處理設備的另一操作狀態(tài)。圖20示出了根據(jù)本發(fā)明的基板處理設備的另一實施方式。圖21示出了圖20中所示的基板處理設備的另一操作狀態(tài)。圖22示出了圖20中所示的基板處理設備的另一操作狀態(tài)。圖23示出了圖20中所示的基板處理設備的另一操作狀態(tài)。圖24示出了根據(jù)本發(fā)明的基板處理設備的另一實施方式。圖25示出了圖24中所示的基板處理設備的另一操作狀態(tài)。圖26示出了根據(jù)本發(fā)明的基板處理設備的另一實施方式。
圖27示出了圖26中所示的基板處理設備的另一操作狀態(tài)。圖28示出了根據(jù)本發(fā)明的基板處理設備的另一實施方式。圖29示出了圖28中所示的基板處理設備的另一操作狀態(tài)。圖30a和30b示出了根據(jù)本發(fā)明的基板處理設備的驅動軸的實例。實施本發(fā)明的最佳模式現(xiàn)在將詳細參考本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，其中的多個實例在附圖中示出。但是，本發(fā)明可體現(xiàn)為多種替換形式且不應認為其限于本文中列舉的實施方式。而是，提供這些示范性實施方式是為了使本發(fā)明的公開內(nèi)容全面且完整，并且將其范圍充分地傳達給所屬領域技術人員。在整個附圖中將使用相同的參考標號表示相同或者相似的部件。圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的基板處理設備1000的一個實施方式。基板處理設備1000包括具有反應空間s的腔室400 ;設置在腔室400上以選擇性地打開或關閉反應空間s的蓋300 ;容納在腔室400內(nèi)的主盤500，在主盤500上安置有一個或多個晶片10 ；以及驅動裝置600，包括選擇性地旋轉主盤500的驅動軸610和用于驅動驅動軸610的驅動單元620。驅動軸610可分離地耦合到主盤500以傳送驅動力。當蓋300打開以暴露出反應空間s時，在晶片10位于主盤500上的狀態(tài)下將主盤500釋放到腔室400外部?；逄幚碓O備1000具有如下特點釋放整個主盤500(晶片10或者輔助基座位于整個主盤500上)，而不是像常規(guī)基板處理設備那樣單獨釋放晶片10或輔助基座。近來，主盤500的尺寸不斷增加。由此，基板處理設備1000包括用于選擇性地打開或關閉腔室400的反應空間s的蓋300。當蓋300打開時，可自腔室400釋放主盤500 (晶片10位于主盤500上)。下文將描述用于釋放主盤500的具體方法。具有用于晶片沉積的反應空間s的腔室400被配置成在釋放主盤500期間打開。氣體饋送單元100可設置在蓋300處以向主盤500提供工藝氣體。具體地，氣體饋送單元100將工藝氣體饋送到氣體注入單元200中以在多個晶片10上方均勻地注入工藝氣體。氣體饋送單元100和氣體注入單元200可經(jīng)由氣體饋送管道150彼此連接。氣體注入單元200可耦合到遮蓋了腔室400的頂部的蓋300。氣體注入單元200可具有多個注入孔210。具有多個注入孔210的氣體注入單元200能夠確保工藝氣體的均勻注入。腔室400大致采取在內(nèi)部限定內(nèi)部空間的桶狀。有效的是，腔室400可為圓柱形或者多邊形的桶狀。
其上安置有晶片10的主盤500被可旋轉地安裝在腔室400的反應空間s內(nèi)。主盤500通過可分離地耦合到其下表面的驅動軸610而被驅動。用于驅動驅動軸610的驅動單元620連接到驅動軸610的下端。驅動單元620可垂直地移動或者旋轉驅動軸610。具體地,驅動單元620可包括用于旋轉驅動軸610的馬達?；逄幚碓O備1000可包括容納在腔室400內(nèi)用以加熱位于主盤500上的晶片10的加熱器800。在根據(jù)圖I中所示的本發(fā)明的實施方式中，加熱器800位于主盤500下方。加熱器800可包括多個同心環(huán)。加熱器800可以是基于高頻電流的電磁感應而操作的高頻電加熱器，或者是紅外加熱器。如果加熱器800是高頻電加熱器，則加熱器800利用高頻電流的電磁感應來加熱 主盤500。在這種情況下,加熱器800可包括螺旋感應線圈(高頻電流流經(jīng)該感應線圈)、向感應線圈施加高頻電流的高頻電源(未示出)和冷卻感應線圈的冷卻器(未示出)。通過高頻電加熱，可在主盤500附近產(chǎn)生均勻的高頻磁場。在這種情況下，主盤500的表面溫度可根據(jù)各圈感應線圈之間的距離和/或感應線圈與主盤500之間的距離而變化。加熱器800可位于主盤500下方，以將位于主盤500上的晶片10加熱至期望的沉
積溫度。主盤500可包括其中安置有一個或多個晶片10的安置區(qū)。而且，主盤500可由能夠通過高頻感應加熱(即高頻電流的電磁感應)而被加熱到至少300°C的材料制成。當然，主盤500優(yōu)選由能夠被加熱到最高1400°C的材料制成。在感應加熱型加熱器800的情況下，冷卻器可用于冷卻加熱器800以防止加熱器800過度加熱。而且，為了防止由于冷卻加熱器800導致的熱損耗，可將絕緣體700插入到主盤500和加熱器800之間。絕緣體700可含有絕緣材料。絕緣體700可采用具有中心通孔的板的形式。驅動軸610的一端可分離地耦合到存在于反應空間s內(nèi)的主盤500，驅動軸610的另一端自腔室400向外突出。在這種情況下，驅動軸610的另一端穿透腔室400的底部且連接到驅動單元620。由此，可在腔室400的底部穿孔以形成通孔(未示出)。驅動單元620提供用以驅動驅動軸610的驅動力。驅動力可提供用以旋轉驅動軸610的旋轉力，且也可提供用以升高或降低驅動軸610的垂直移動力。下文將描述驅動單元620提供用以升高或降低驅動軸610的垂直移動力的原因。此外，可在通孔附近提供諸如波紋管之類的密封部件(未示出)，以便即使在驅動驅動軸610期間也能密封腔室400的內(nèi)部。此處，驅動軸610優(yōu)選由具有低熱傳導率的材料制成。由于通過加熱器800加熱主盤500且驅動軸610的一端耦合到主盤500，因此驅動軸610會引起主盤500的熱損耗，由此導致主盤500的溫度偏差。這是用具有低熱傳導率的材料形成驅動軸610的原因。此外，氣體排放單元900可設置在腔室400的下表面上以排放在腔室400的反應空間s內(nèi)剩余的工藝氣體。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的基板處理設備1000的另一操作狀態(tài)。具體地，圖2示出了在圖I中所示的基板處理設備1000中完成沉積之后且在釋放其上安置有所沉積的晶片10的主盤500之前，蓋300打開的狀態(tài)。具有基板處理設備1000的反應空間s的腔室400具有開放的頂部。在完成沉積之后，蓋300打開以暴露出反應空間S。為了自基板處理設備1000釋放已被完全沉積的晶片10，基板處理設備1000適用于釋放整個主盤5000，而不是單獨釋放晶片10或者其上安置有晶片10的輔助基座。而且，為了釋放主盤500，代替向腔室400的橫向表面提供槽閥，打開遮蓋腔室400的反應空間s的蓋300。但是，如圖I中所示，腔室400的上端高度h2可高于主盤500的下表面的高度hi。由此，盡管可使用機械臂20來升高和釋放主盤500以釋放已被完全沉積的晶片10，但是在腔室400和主盤500之間的空間可能不足，可能需要本不必要的大空間以釋放主盤500。為此，如圖2中所示，在根據(jù)本發(fā)明的基板處理設備1000中，驅動軸610用于升高主盤500以有助于主盤500的釋放。為此，圖I和2中所示的基板處理設備1000的驅動單元620需要提供選擇性地旋轉和同時升高或降低驅動軸610所需的驅動力。具體地，在升高主盤500以使主盤500的下表面的高度hi高于腔室400的上端的高度h2之后，以高度h3將機械臂20引入到腔室400中(h2 < h3 < hi),以便釋放主盤500。由于驅動單元620升高驅動軸610直到主盤500的位置高于腔室400上端的高度h2,因此當將機械臂20水平地引入到腔室400中時能釋放主盤500。驅動軸610在可分離地耦合到主盤500的同時將驅動力傳送至主盤500。例如，如果驅動齒輪安裝在驅動軸610的上端并且安置凹陷(在其橫向表面形成有齒輪凹槽)在主盤500的下表面凹進以便嚙合驅動齒輪且傳送來自驅動齒輪的旋轉驅動力，則當驅動軸610旋轉時主盤500可旋轉。一旦主盤500的下表面在由機械臂20支撐的同時升高預定高度，則主盤500可與驅動軸610分離且自腔室400釋放。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的基板處理設備1000的另一實施方式。將省略與參照圖I和2的描述重復的描述。圖3中所示的基板處理設備1000具有如下特點在沉積期間腔室400的上端高度低于主盤500的高度。具體地，如果在腔室400的上端位置低于主盤500的狀態(tài)下蓋300打開，則可省略使用驅動軸610升高主盤500以準備釋放主盤500的操作。 圖4示出了圖3中所示的基板處理設備1000的另一操作狀態(tài)。如圖4中所示，當在蓋300打開狀態(tài)下，主盤500的下表面的高度hi高于腔室400的上端高度h2時，在以高度h3 (h2 < h3 < hi)引入機械臂20以釋放主盤500時不必升高主盤500。由此，在蓋300打開以暴露出反應空間s之后，簡單地通過機械臂20釋放主盤500。具體地，由于機械臂20的引入高度h3 (h2 < h3 < hi)高于腔室400的上端高度h2，因此在蓋300打開之后將機械臂20簡單地引入到腔室400中以釋放主盤500。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的基板處理設備1000的另一實施方式。圖6示出了圖5中所示的基板處理設備1000的另一操作狀態(tài)。將省略與參照圖I至4的描述重復的描述。
與上述實施方式不同，圖5中示出的實施方式可進一步采用支撐單元101，其支撐主盤500的上表面且在主盤500的旋轉期間發(fā)生旋轉。這用于當在沉積或者釋放主盤500期間通過驅動軸610驅動主盤500時，確保主盤500的驅動穩(wěn)定性。支撐單元101包括支撐主盤500的上表面中心的支撐軸110 ;和設置在支撐軸110上端的彈性部件130，用以在防止損傷主盤500的同時限制由支撐軸110施加給主盤500的支撐力。彈性部件130安裝在被固定到蓋300上表面的支撐罩140中。支撐軸110的上端連接到彈性部件130。
考慮到支撐軸110可在支撐主盤500的同時與主盤500 —起旋轉這一事實，支撐單元101還可包括例如軸承(未示出)和密封部件(未示出)。而且，為了防止過度加熱彈性部件130，支撐單元101還可包括冷卻部件120。冷卻部件120可由高比熱材料制成。冷卻部件120可在一定程度上防止熱量自支撐軸110轉移至彈性部件130。即使在圖5中示出的實施方式中，腔室400的上端高度h2也高于主盤500的下表面高度hi。如圖6中所示，如果蓋300升降且打開，則安裝到蓋300上以支撐主盤500的支撐軸110與蓋300 —起升降。而且，驅動軸610升高主盤500以準備釋放主盤500。也就是說，在升高主盤500以使主盤500的下表面高度hi高于腔室40的上端高度h2之后，以引入高度h3將機械臂20引入到腔室400中(h2 < h3 < hi),以便釋放主盤500。與圖I和2中所示的實施方式相似，當驅動單元620升高驅動軸610以使主盤500的下表面位置高于腔室400的上端且將機械臂20水平地引入到腔室400中時，可釋放主盤500。當蓋300打開時，支撐單元101的支撐軸110與主盤500分離且與蓋300 —起升降，由此實現(xiàn)主盤500的釋放。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的基板處理設備1000的另一實施方式，圖8示出了圖7中所示的基板處理設備1000的另一操作狀態(tài)。將省略與參照圖I至6的描述重復的描述。與圖3和4中所示的實施方式相似，但是與圖5和6中所示的實施方式不同，圖7和8中所示的實施方式具有如下特點腔室400的上端位置低于主盤500的下表面。相似地，當完成沉積之后蓋300升降且打開時，耦合到蓋300的支撐軸110與主盤500的上表面分離。由此，如果在腔室400的上端高度h2低于主盤500的下表面高度hi的條件下蓋300打開，則可省略使用驅動軸610升高主盤500以準備釋放主盤500的操作。如圖8中所示，由于在蓋300的打開狀態(tài)下主盤500的下表面高度hi大于腔室400的上端高度h2，因此不必升高主盤500以準備使用機械臂20釋放主盤500。由此，在蓋300打開以暴露出反應空間s之后，以引入高度h3將機械臂20引入到腔室400中，引入高度h3高于腔室400的上端高度h2且低于主盤500的下表面高度hl(h2 < h3 < hi )，從而實現(xiàn)主盤500的釋放。圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的基板處理設備1000的另一實施方式。圖10示出了圖9中所示的基板處理設備1000的另一操作狀態(tài)，圖11示出了圖9中所示的基板處理設備1000的另一操作狀態(tài)，圖12示出了圖9中所示的基板處理設備1000的另一操作狀態(tài)。
將省略與參照圖I至8的描述重復的描述。根據(jù)本發(fā)明的基板處理設備1000還包括設置在腔室400上用以選擇性地打開或關閉反應空間s的蓋300。蓋300可被配置成將主盤500拖拉至高于腔室400的上端的位置，以便釋放主盤500。在圖9中所示的實施方式中，用于選擇性地打開或關閉腔室400內(nèi)的反應空間s的蓋300包括用以選擇性地夾持主盤500的下表面的至少一個夾持單元1200。夾持單元1200可包括選擇性地朝向主盤500的下表面突出的夾持臂1220 ;和用以支撐且移動夾持臂1220的夾持驅動單元1210。此處，夾持臂1220可僅在主盤500的釋放期間選擇性地突出以支撐主盤500的下表面，或者夾持臂1220可固定到蓋300的下部或與蓋300的下部一體地形成。 可在接近腔室400上端的位置處將夾持驅動單元1210安裝到蓋300的內(nèi)表面，且夾持驅動單元1210可向夾持臂1220提供自蓋300的內(nèi)表面選擇性地突出所需的驅動力。不特別限制夾持驅動單元1210的類型，只要其提供用以選擇性地使夾持臂1220突出的驅動力即可。在圖9中所示的基板處理設備1000中，由于在沉積期間腔室400的上端高度h2高于主盤500的下表面高度hl，因此在腔室400內(nèi)必須升高主盤500至預定高度或更高以準備釋放主盤500。如圖10中所示，在完成沉積之后主盤500的釋放準備階段，當驅動驅動軸610以將其升高時可在反應空間s中升高主盤500。一旦將主盤500升高到高于夾持臂1220的突出高度h4，便可驅動設置在蓋300處的夾持臂1220以朝向主盤500的下表面突出。選擇性地使夾持臂1220突出的原因是當蓋300升降以打開反應空間s時允許主盤500與蓋300 —起升降。如圖11中所示，當蓋300升降且打開時，夾持臂1220支撐主盤500的下表面，允
許主盤500與升降的蓋300 —起升降。在通過夾持臂1220與蓋300的打開同時地升降主盤500之后，可確定用于釋放主盤500的機械臂20的引入高度h3。如果升高主盤500完全取決于驅動軸610，則主盤500可顯示出不穩(wěn)定的升高動作，且可能不能獲得足夠的升高高度。如圖11中所示，允許與蓋300的升降同時地通過夾持單元1200升降主盤500，可確保能夠以自由確定的高度引入機械臂20。此外，一旦引入了機械臂20以支撐主盤500的下表面，則夾持單元1200可返回至其初始位置。如圖11中所示，當引入機械臂20時，可以以與主盤500的下表面充分間隔開的高度h3引入機械臂20，而不會有相互干擾的風險。在這種情況下，機械臂20可向上移動，或者蓋300可降低，以允許主盤500位于機械臂20上。圖12示出了當采用蓋300降低時的實施方式。一旦主盤500位于機械臂20上，則夾持臂1220可收縮至其初始位置。這用于在釋放主盤500期間防止干擾。在圖9至12中示出的實施方式中，在完成沉積之后，可在朝向圖中或自圖向外的方向上引入用于釋放主盤500的機械臂20。由此，為了使在朝向圖中的方向引入的機械臂20能夠釋放主盤500，蓋300可具有在其下部穿孔以具有預定高度的開口 320 (由虛線指定)。開口 320在沉積期間由設置在腔室400上端的延伸部分420 (由虛線指定)關閉且僅當蓋300打開時暴露到外部。蓋300的開口 320可設置在夾持臂1220不能抵達的位置。假設使用最小數(shù)量的夾持臂1220且開口 320的尺寸大于主盤500的尺寸，則主盤500可通過在朝向圖中的方向引入的機械臂20釋放。圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的基板處理設備1000的另一實施方式。圖14示出了圖13中所示基板處理設備1000的另一操作狀態(tài)，圖15示出了圖13中所示的基板處理設備1000的另一操作狀態(tài)，圖16示出了圖13中所示基板處理設備1000的另一操作狀態(tài)。甚至在圖13至16中所示的實施方式中，根據(jù)本發(fā)明的基板處理設備1000還包括 設置在腔室400上以選擇性地打開或關閉反應空間s的蓋300。蓋300可被配置成將主盤500拖拉至高于腔室400上端的位置，以便釋放主盤500。用于選擇性地打開或關閉腔室400內(nèi)反應空間s的蓋300包括用以選擇性地夾持主盤500的下表面的至少一個夾持單元1200。夾持單元1200可包括朝向主盤500的下表面選擇性地突出的夾持臂1200’和用以支撐且移動夾持臂1220’的夾持驅動單元1210。夾持臂1220’可僅在主盤500的釋放期間選擇性地突出以支撐主盤500的下表面。與圖9至12中所示的實施方式相似，夾持驅動單元1210可在接近腔室400上端的位置處安裝到蓋300的內(nèi)表面，且夾持驅動單元1210可以向夾持臂1220’提供自蓋300的內(nèi)表面選擇性地突出所需的驅動力。在圖13中所示的基板處理設備1000中，由于在沉積期間腔室400的上端高度h2高于主盤500的下表面高度hl，因此在腔室400內(nèi)必須升高主盤500至預定高度或更高以準備釋放主盤500。如圖14中所示，在完成沉積之后主盤500的釋放準備階段，當驅動驅動軸610以將其升高時在反應空間s內(nèi)可升高主盤500。一旦將主盤500升高到高于夾持臂1220’的突出高度h4，便可驅動設置在蓋300處的夾持臂1220’以朝向主盤500的下表面突出。如圖15中所示，與上述實施方式相似，當升降且打開蓋300時，夾持臂1220’支撐主盤500的下表面，允許主盤500與升降的蓋300 —起升降。在夾持臂的形狀和主盤的釋放方面，圖13至16中所示的實施方式與圖9至12中所示的實施方式不同。如圖13中所示，夾持臂1220’可被塑形為使上表面的水平寬度大于下表面的水平寬度。通過這種結構，夾持臂1220’可具有傾斜的橫向表面。具體地，夾持臂1220’可指向其突出方向。夾持臂1220’的這種形狀可具有最小化當主盤500位于用于釋放主盤的機械臂20上時導致的震動的效果。與上述實施方式不同，在驅動軸610升高主盤500 (見圖14)且夾持臂1220’支撐主盤500的下表面(見圖15)的狀態(tài)下，以預定高度h3引入機械臂20，之后如圖16中所示，夾持臂1220’收縮，使主盤500能夠沿著夾持臂1220’的傾斜橫向表面平滑地移動到機械臂20上。在圖13至16中所示的實施方式中，與圖9至12中所示實施方式不同，可省略在蓋30夾持主盤500的狀態(tài)下降低蓋300以使主盤500位于用于釋放主盤500的機械臂20上的操作，從而提高了主盤500的釋放效率。圖17示出了根據(jù)本發(fā)明的基板處理設備1000的另一實施方式。圖18示出了圖17中所示基板處理設備1000的另一操作狀態(tài)，圖19示出了圖17中所示基板處理設備1000的另一實施方式。將省略與參照圖I至16的描述重復的描述。具體地，在圖17中所示的實施方式中，設置在蓋300處的夾持臂1220可固定到蓋300。夾持臂1220可與蓋300 —體地形成，或者可預先與蓋300分離地制造、然后與蓋300緊固在一起。在本實施方式中，多個夾持臂1220可在蓋300的下端表面上以預定距離彼此間隔開。圖17中所示的基板處理設備1000與圖9至16中所示的基板處理設備1000不同， 可省略通過驅動軸610升高主盤500以準備釋放主盤500的操作。如圖17中所示，如果通過驅動軸610旋轉主盤500，則夾持臂1220與主盤500的下表面間隔開以便不會與主盤500的旋轉相互干擾。也就是說，當基板處理設備1000的腔室400的上端位置低于主盤500且將夾持臂1220固定到蓋300的下端時，如圖18中所示，當蓋300升降以打開時主盤500可與蓋300
一起升降。如圖18中所示，在升降了蓋300 (已經(jīng)通過蓋300捕獲了主盤500)且機械臂20接入到主盤500的下表面之后，主盤500經(jīng)由機械臂20的向上移動或者蓋300的降低而位于機械臂20的上表面上。之后，如圖19中所示，蓋300降低至預定高度，這能防止在通過機械臂20釋放主盤500時導致的夾持臂1220和主盤500之間的摩擦。圖20示出了根據(jù)本發(fā)明的基板處理設備1000的另一實施方式。圖21示出了圖20中所示的基板處理設備1000的另一操作狀態(tài)，圖22示出了圖20中示出的基板處理設備1000的另一操作狀態(tài)，圖23示出了圖20中所示的基板處理設備1000的另一操作狀態(tài)。在圖20中所示的實施方式中，夾持臂1220’可旋轉地設置在蓋300處。具體地，夾持臂1220’可經(jīng)由鉸鏈1220h向下可旋轉地耦合到蓋300。在本實施方式中，多個夾持臂可設置在蓋300的下部位置處，例如，設置在蓋300的下端表面處。在圖20中所示的基板處理設備1000中，如果蓋300(已經(jīng)通過蓋300捕獲了主盤500)升降以打開反應空間S，如圖21中所示，機械臂20可接入到主盤的下表面(見圖20)。為了使主盤500能夠位于機械臂20上，首先，如圖22中所示，夾持臂1220’向下樞轉地旋轉，使機械臂20與主盤500的下表面之間的距離減小。然后，如圖23中所示，一旦夾持臂1220’已經(jīng)完全向下旋轉，就自夾持臂1220’釋放主盤500且由此主盤500可位于機械臂20上，而無需向上移動機械臂20或者降低蓋30。在圖20至23中所示的實施方式中，夾持臂1220’可具有與圖13至16中所示相同的形狀。具體地，夾持臂1220’被配置成使得上表面的水平寬度小于下表面的水平寬度以使夾持臂1220’具有傾斜的橫向表面。這種形狀能最小化在主盤500位于機械臂20上時引起的震動或振動。圖24示出了根據(jù)本發(fā)明的基板處理設備1000的另一實施方式。圖25示出了圖24中所示的基板處理設備1000的另一操作狀態(tài)。如圖24中所示的基板處理設備1000包括具有反應空間s的腔室400 ;容納在腔室400中的主盤500，在主盤500上放置有一個或多個晶片10 ；以及驅動裝置600，驅動裝置600包括用于選擇性地旋轉主盤500的驅動軸610和用于驅動驅動軸610的驅動單元620。驅動軸610可分離地耦合到主盤500以向其傳送驅動力。與單獨釋放晶片10或輔助基座的常規(guī)基板處理設備1000不同，如果蓋300打開以暴露反應空間S，則將其上放置有晶片10的主盤500釋放到腔室400外部。此外，以與上述實施方式相同的方式，在釋放主盤500時，打開具有用于晶片沉積的反應空間s的腔室400。但是，在圖24中所示的實施方式中，腔室400的橫向表面被部分地配置成打開，而不是采用諸如蓋等的罩結構來打開腔室400的反應空間S。為了部分地打開腔室400，腔室400可設置有開口 420。為了選擇性地打開或關閉腔室400的開口 420，可將罩部件300’設置在腔室400的外表面。 罩部件300’可滑動地耦合到腔室400的外表面。罩部件300’設置有密封部件310’以防止在薄膜沉積期間反應氣體泄漏。如圖25中所示，在完成沉積之后，驅動軸610將主盤610升高至與開口 420齊平的高度，罩部件300’滑動以打開開口 420，從而允許以預定高度h3將機械臂20引入到腔室400中。以這種方式，可以釋放主盤500。圖26示出了根據(jù)本發(fā)明的基板處理設備1000的另一實施方式，圖27示出了圖26中所示的基板處理設備1000的另一操作狀態(tài)。與圖24和25中所示的基板處理設備1000相似，圖26中示出的基板處理設備1000被配置成使得腔室400的橫向表面被部分打開，而不是采用諸如蓋之類的罩結構來打開腔室400內(nèi)的反應空間S。腔室400可設置有開口 420以部分地打開腔室400的橫向表面。腔室400可在其外表面上設置用以選擇性地打開或關閉開口 420的閥組件1100。設置閥組件1100來選擇性地關閉腔室400的開口 420。閥組件1100包括閥套1100 ;和可移動地設置在閥套1110中的葉片1130，用以打開或關閉在閥套1110中穿孔的開口 1120。此處，開口 1120用作主盤500的入口 /出口?？煽紤]主盤500和機械臂20的尺寸來確定開口 1120的尺寸。將閥驅動單元1140設置在閥套1110下方以驅動葉片1130。閥驅動單元1140的驅動軸1145穿透閥套1110并連接到葉片1130。葉片1130的垂直高度高于開口 1120的垂直高度。在這種情況下，術語“垂直”是指平行于葉片1130移動方向的方向。葉片1130在其表面上設置有與閥套1110接觸的密封部件1135。密封部件1135可被配置成圍繞開口 1120的外圍。在這種情況下，密封部件1135可為O型環(huán)，且可附加地提供導電的O型環(huán)。圖27示出了通過閥驅動單元1140降低葉片1130以打開開口 1120的狀態(tài)。盡管圖26示出了在閥套1110的相對壁中穿孔的兩個開口 1120，但葉片1130可設置在僅一個開口 1120處。這是由于真空腔室的位置向著通過葉片1130關閉的一個開口 1120，未設置有葉片1130的另一開口 1120用作機械臂20的進入通道，如下文將描述的。
如果反應腔室和真空腔室分別位于閥組件的相反側，則閥組件可包括分別設置在其相反方向上的兩個葉片。具體地，在圖27中所示的機械臂20進入到分離的反應或者真空腔室中的情況下，葉片1130可設置在閥套1110的兩個開口 1120處。通過這種結構，盡管設置開口以選擇性地釋放主盤500，但是腔室400可被更有效地安置。圖28示出了根據(jù)本發(fā)明的基板處理設備1000的另一實施方式，圖29示出了圖28中所示的基板處理設備1000的另一操作狀態(tài)。將省略與參照圖26和27的描述重復的描述。圖28和29中所示的實施方式基本上對應于圖26和27中所示的實施方式，將省略其重復描述。在圖28和29中示出的實施方式中，腔室400的開口 420設置有向外突出部分421。向外突出部分421被插入到閥組件1100的開口 1120中且通過葉片1130關閉。通過為開口 420設置向外突出部分421，可實現(xiàn)閥組件1100的改善的組件效率以及由于緊密嚙合帶來的卓越的密封性能。由此，圖28和29中示出的實施方式具有如下特點葉片1130具有不同于圖26和27中所示實施方式中的尺寸。具體地，在本實施方式中，葉片1130的垂直高度可對應于在閥套1100中形成的開口 1120的垂直高度。葉片1130在其表面設置有與開口 1120接觸的密封部件1135，以完全密封開口1120?？稍谒椒较蛞约霸诖怪狈较蛏向寗尤~片1130。這使得葉片1130能夠壓縮開口1120，實現(xiàn)加強的密封。圖30a和30b示出了根據(jù)本發(fā)明的基板處理設備1000的驅動軸610的實例。根據(jù)本發(fā)明的基板處理設備1000具有如下特點在完成沉積之后釋放整個主盤500。這是基于在釋放了主盤500時用于驅動主盤500的驅動軸610與主盤500分離的假設。由此，驅動軸160需要可分離地耦合到主盤500的下表面，從而在旋轉或垂直移動驅動軸610時向主盤500傳送驅動力，并且在釋放主盤500時與主盤500分離。圖30a中所示的驅動軸610在其上端設置有驅動齒輪630。在這種情況下，主盤500的下表面可設置有凹進部分，該凹進部分的形狀與驅動齒輪630的形狀相對應以能夠實現(xiàn)它們之間的嚙合。驅動齒輪630可傳送旋轉驅動力至主盤500。如果主盤500升高，則驅動齒輪630與凹進部分相脫尚，使得驅動軸610與主盤500分尚?？商鎿Q地，圖30b中所示的驅動軸610可在其上端具有十字形驅動桿。在這種情況下，主盤500的下表面可設置有安置凹陷，該安置凹陷的形狀與驅動桿的形狀相對應以用于它們之間的哨合。本發(fā)明的模式在實施本發(fā)明的最佳模式中已經(jīng)描述了各個實施方式。工業(yè)實用性
本發(fā)明提供了一種能夠將整個主盤釋放到沉積工藝腔室外部的基板處理設備。
對于所屬領域技術人員來說很明顯的是，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下可對本發(fā)明作出各種修改和變化。因此，本發(fā)明意在覆蓋落入所附權利要求書范圍及其等效范圍內(nèi)的對本發(fā)明的各種修改和變化。
權利要求
1.一種基板處理設備，包括 具有反應空間的腔室； 設置在所述腔室上的蓋，所述蓋用于選擇性地打開或關閉所述反應空間； 容納在所述腔室內(nèi)的主盤，在所述主盤上放置有至少一個晶片；和 驅動裝置，所述驅動裝置包括用于選擇性地旋轉所述主盤的驅動軸和用于驅動所述驅動軸的驅動單元， 其中所述驅動軸可分離地耦合到所述主盤以傳送驅動力，以及 其中當所述蓋打開以暴露出所述反應空間時，所述主盤與所述驅動軸分離且在所述晶片放置在所述主盤上的狀態(tài)下被釋放到所述腔室的外部。
2.如權利要求I所述的設備，其中在釋放所述主盤時，所述驅動單元升高所述驅動軸以升高所述主盤。
3.如權利要求I所述的設備，其中當所述蓋升降以打開所述腔室時，所述蓋夾持所述主盤以與所述主盤一起升降。
4.如權利要求3所述的設備，其中所述蓋包括至少一個夾持單元，所述至少一個夾持單元具有用于選擇性地夾持所述主盤的夾持臂。
5.如權利要求4所述的設備，其中所述夾持臂可旋轉或者可水平移動以支撐所述主盤的下表面。
6.如權利要求4所述的設備，其中所述夾持臂耦合到所述蓋的下部位置，或者與所述蓋一體地形成。
7.如權利要求I所述的設備，其中所述腔室的上端高度低于所述主盤的下表面高度。
8.如權利要求I所述的設備，其中所述蓋包括用于支撐所述主盤的上表面的支撐單元，在所述主盤的旋轉期間該支撐單元與所述主盤一起旋轉。
9.如權利要求8所述的設備，其中所述支撐單元包括自所述蓋向所述主盤的上表面延伸的支撐軸；向所述支撐軸提供彈性力的彈性部件；和放置在所述蓋上以支撐所述支撐軸和所述彈性部件的支撐罩。
10.如權利要求9所述的設備，其中所述支撐單元還包括用于冷卻所述支撐軸或所述彈性部件的冷卻部件。
11.如權利要求I所述的設備，其中在所述驅動軸的上端設置有驅動齒輪，在所述主盤的下表面中形成有安置凹陷，所述驅動齒輪安置在所述安置凹陷中，所述安置凹陷在其橫向表面形成有齒輪凹槽以與所述驅動齒輪嚙合。
12.如權利要求I所述的設備，其中所述蓋在其下端設置有開口，用于在釋放所述主盤時引入機械臂；所述腔室在其上端設置有與該開口嚙合的延伸部分，以在所述蓋遮蓋所述腔室時關閉該開口。
13.如權利要求12所述的設備，其中該蓋包括一個或多個夾持單元，每一個夾持單元具有用于選擇性地夾持所述主盤的夾持臂，所述夾持單元在除了所述開口之外的所述蓋的橫向表面上彼此間隔開。
14.一種基板處理設備,包括 具有用于晶片沉積的反應空間的腔室； 可旋轉地安裝在所述反應空間內(nèi)的主盤；和可分離地耦合到所述主盤的下表面的驅動軸，所述驅動軸用于選擇性地旋轉或垂直移動所述主盤， 其中所述腔室在釋放所述主盤時打開。
15.如權利要求14所述的設備，其中在晶片沉積期間如果所述主盤的高度低于所述腔室的上端高度，則在釋放所述主盤時升高所述驅動軸以使所述主盤的高度高于所述腔室的上端高度。
16.如權利要求14所述的設備，還包括蓋，所述蓋設置在所述腔室上用以選擇性地打開或關閉所述反應空間，在釋放所述主盤時該蓋用于將所述主盤拖拉至高于所述腔室的上端的高度。
17.—種基板處理設備,包括 具有反應空間的腔室，所述腔室在其橫向表面設置有開口 ； 容納在所述腔室內(nèi)的主盤，在所述主盤上放置有至少一個晶片；和 驅動裝置，所述驅動裝置包括用于選擇性地旋轉所述主盤的驅動軸和用于驅動所述驅動軸的驅動單元， 其中所述驅動軸可分離地耦合到所述主盤以傳送驅動力，以及 其中所述主盤與所述驅動軸分離，且在所述晶片放置在所述主盤上的狀態(tài)下通過所述腔室的開口被釋放到所述腔室的外部。
18.如權利要求17所述的設備，其中所述腔室的開口通過可滑動地安裝到所述腔室的橫向表面的罩部件而選擇性地打開或關閉。
19.如權利要求17所述的設備，還包括閥組件，所述閥組件包括設置在所述開口處的閥套和安裝在所述閥套中用以選擇性地打開或關閉所述腔室的開口的葉片。
20.如權利要求19所述的設備，其中所述閥組件的葉片包括密封部件。
全文摘要
公開了一種基板處理設備，用于在位于其中的晶片上進行沉積。該基板處理設備包括具有反應空間的腔室；設置在所述腔室上的蓋，所述蓋用于選擇性地打開或關閉所述反應空間；容納在所述腔室內(nèi)的主盤，在所述主盤上放置有至少一個晶片；和驅動裝置，所述驅動裝置包括用于選擇性地旋轉所述主盤的驅動軸和用于驅動所述驅動軸的驅動單元。所述驅動軸可分離地耦合到所述主盤以傳送驅動力。當所述蓋打開以暴露出所述反應空間時，所述主盤與所述驅動軸分離且在所述晶片放置在所述主盤上的狀態(tài)下被釋放到所述腔室的外部。
文檔編號H01L21/205GK102870194SQ201180019675
公開日2013年1月9日 申請日期2011年4月14日 優(yōu)先權日2010年4月19日
發(fā)明者崔善弘, 高光滿, 李昇憲, 李丞浩, 李浩喆 申請人:周星工程股份有限公司