TW201207978A - Multi-wafer rotating disc reactor with inertial planetary drive - Google Patents

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TW201207978A
TW201207978A TW100119897A TW100119897A TW201207978A TW 201207978 A TW201207978 A TW 201207978A TW 100119897 A TW100119897 A TW 100119897A TW 100119897 A TW100119897 A TW 100119897A TW 201207978 A TW201207978 A TW 201207978A
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Todd Arthur Luse
Adrian Celaru
Ajit Pramod Paranjpe
Joseph Scandariato
Quinfu Tang
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Veeco Instr Inc
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Description

201207978 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明大體而言係關於真空處理系統及方法，且詳言之 係關於用於改良化學氣相沈積系統及物理氣相沈積系統中 之材料均勻性之機構及方法。 本申請案主張2010年6月7曰申請之美國臨時申請案第 61/351,966號之權利’該案之内容針對所有目的全文以弓丨 用的方式併入本文中。 【先前技術】 歸因於LED及OLED市場之當前成長，存在對有效且高 產出率之製造方法及系統的日益增加之需求。當前高產出 率製造系統使用化學氣相沈積（CVD)來將材料同時沈積於 若干基板晶圓上，且因此最大化其產出率。每晶圓之良率 通常與該晶圓上之沈積之均勻性相關，更均句之沈積得到 更南良率。 在過去及當前之CVD系統中，用於達成改良均 段包括加熱晶圓載體、變化反應腔室之形狀、修改藤射頭 特性以及旋轉日日日圓載體。所有此等方法❹時具有不同成 功度，仍需要更多改良。詳言 ♦ 1*1#日田奴轉含有多個基板晶 圓之晶圓載體時，需要以不同 練益圓之速率旋轉晶圓載 =，藉此產生行星運動。此情形允許對沈積剖面之較大控 制以及沈積均勻性中之各種缺陷的即時校正。 工 用於產生晶圓在晶圓載體上星 包括持續驅動之行星齒輪系 運動的…用方法 在基板下方施加循環氣 156764.doc 201207978
體，及用以引發晶圓之旋轉的晶圓載體之振動。此等系統 中之每一者具有其自身之缺點。典型的持續驅動之行星齒 輪系統由一組齒輪組成’該組齒輪持續驅動複數個晶圓平 台及該晶圓載體。該機構之齒輪由該晶圓載體之質量及複 數個晶圓平台之質量持續地加載。歸因於高操作溫度之熱 應力之添加增加該機構中之機械應力，且引起較低可靠性 及較高顆粒產生。經由施加循環氣體之行星運動將晶圓載 體之操作限於低每分轉速（rpm)範圍以便維持行星運動， 且由於干擾反應氣體且增加加載於系統之泵上之總氣體負 載而使CVD製程效能降級。使用振動來產生行星運動並不 保證晶圓載體上之所有晶圓之相等旋轉幅度，且限制可能 的晶圓載體旋轉速率。 因此，存㈣改良沈積均勻性而無對晶圓載體之維護及 操作—之負面影響的機構之需要。該機構亦必須確保晶 圓載體上所有晶圓之間的相等旋轉幅度。 【發明内容】 在一實施例中 於該腔室内以 該驅動軸之頂 該驅動軸之馬 圓平台、該等 合件，及該驅 旋轉經由晶圓 晶圓平台，藉 沈積系統包括沈積源、反應腔室、安裝 用於在其中繞軸線旋轉之驅動轴，及定位於 部上之晶圓載體。該驅動軸藉由直接耦合至 達而旋轉。該晶圓載體含有壓板、複數個晶 晶圓平台中之每一者與該壓板之間的減摩耦 動軸與該壓板之間的減摩耦合件。驅動軸之 平口與驅動軸之間的耦合件而傳遞至複數個 此展現行星運動。 156764.doc 201207978 在一實施例中’用於旋轉晶®之方法包括以設定旋轉迷 率旋轉驅動轴及將該旋轉經由耦合件傳動至該複數個晶圓 平台。該複數個晶圓平台之旋轉將旋轉傳動至該晶圓裁體 之壓板。一旦該複數個晶圓平台及該壓板克服其初始慣 性’即達到平衡狀態。在該平衡狀態期間，該等晶圓平台 相對於該壓板保持靜止，且驅動機構經歷較低操作負載。 在初始啟動（亦即，自休止位置開始）期間且在達到平衡 狀態之前，可藉由限制驅動軸之加速率來調整晶圓平台之 最大旋轉速率。在關機序列（亦即，返回至休止位置）期 間，亦可藉由限制驅動軸之減速率來控制晶圓平台之最大 旋轉速率。 當達到平衡狀態時，歸因於平台與晶圓平台之間的質量 差，驅動軸之旋轉速率之改變產生自壓板與晶圓平台之間 的平衡狀態的偏離。自平衡狀態之偏離標誌、著平台旋轉循 環之開始。在重新建立平衡狀態之前，該等晶圓平台經歷 相對於該壓板之不同旋轉速率’在此期間，驅動機構經歷 作：載之增加。平衡狀態之重新建立標誌著平台旋轉循 疋成B日圓平台之旋轉速率在所有平台之間為相等 的:且與壓板之旋轉速率之改變成比例。晶圓載體之壓板 △轉速率的改變亦判定在每一平台旋轉循環期間晶圓平 〇之旋轉方向，藉此支持多個操作模式。 曰二一操作模式中，在每-連續平台旋轉循環期間，可使 台在諸如僅料財向或料❹向之僅—個方向 轉。在替代操作模式中，在平台旋轉循環中之每一者 156764.doc 201207978 期間’可使晶圓平台在交替方向上旋轉。另一操作 為此等操作模式之組合。 、因為驅動機構在操作週期之僅小部分上經歷增加之負 • 載，所以驅動機構不為典型操作循環期間顆粒產生之來 源。為了在反應腔室之高溫環境中最佳化機構之效能，諸 ' 如晶圓載體之齒輪、晶圓平台及壓板的組件可包含抗高、、w 材料。在一實施例中，轴承包含陶究材料，而晶圓 $板及晶圓平台包含塗佈sic之石墨材料以最小化操 U間之熱膨脹及熱應力。 以上實施例呈現優於達成行星運動之習知方法的改良， 以及沈積均勻性之改良。不同於先前技術機構，慣性㈣ 機構以受控且同步之方式產生晶圓平台之行星運動。由該 機構達成之行星運動不經歷晶圓載體之高旋轉速率下效能 之顯著降級’不經歷歸因於苛刻操作環境之顯著機械^ 級，且該機構亦不變成反應腔室内部之顆粒產生或反應氣 ◎ ㈣染之顯著來源。機構之機械效能之此等進步藉由提供 基板至沈積源之更一致且平均之暴露而產生沈積均勾 對應改良。 另外’仃星運動機構藉由提供用於自反應腔室移除及主 潔該機構及晶圓載體的若干方式而呈現工具之可服務^ 改良&等方法中之一者為與晶圓平台同時移除晶圓載 平台及晶圓載體兩者㈣合在—起。使所得總 成經受所需清潔程序，在所需清潔程序之後將所得總成放 回至反應腔室中。替代方法涉及使晶圓載體與晶圓平台解 I56764.doc 201207978 耦，且隨後使每一者經受所需清潔程序。在清潔之後，重 新組裝晶圓平台及晶圓載體，且將其放回至反應腔室。 在實施例中，晶圓載體包括具有複數個隔室之壓板及複 數個晶圓平台。該壓板經組態以繞中心軸線旋轉。該等晶 圓平台中之每—者與㈣隔室中之—者相關聯，且:組^ 以相對於該各別隔室旋轉。該壓板及該等晶圓平台以不同 角速度旋轉以在其間產生行星運動。 該晶圓載體可包括驅動軸、複數個第—齒輪，及與該等 第一齒輪中之每一者嚙合之第二齒輪。該等第一齒輪中之 每-者可義至該等日日日BI平台巾之-者。該第三齒輪與該 驅動軸耦合以藉由該驅動軸而旋轉，且將該旋轉傳遞至該 等第一齒輪以引起該等晶圓平台之動力旋轉。 该晶圓載體之該等晶圓平台可包含石墨（例如，級別st_ 81) ’且該晶圓載體可進一步包括由該等晶圓平台中之每 一者承載之複數個螺紋嵌件及用以使用該等嵌件緊固該等 第一齒輪中之一者之複數個扣件。該等螺紋嵌件可包含鉬 或鉬合金，諸如鉬合金3 64。 該晶圓載體之該壓板可由驅動軸驅動以繞第一軸線旋 轉。 該晶圓載體可包括耦合至該壓板之驅動轴及複數個帶式 麵合件。該等帶式_合件中之每—者將該等晶圓平台中之 一者連接至該驅動車由。 該晶圓載體可包括具有内轉軸（與該壓板連接）及外轉轴 之驅動軸、減㈣—錄，及與料第—錢中之每— 156764.doc 201207978 者嚙合之第二齒輪。該等第一齒輪中之每一者附接至該等 晶圓平台中之一者。該第二齒輪與該外轉軸連接。該第二 齒輪可由該内轉軸驅動以引起該等第一齒輪之旋轉。該等 第一齒輪可由該外轉軸驅動以引起該等第一齒輪之旋轉。 該晶圓載體可包括複數個減摩軸承。該等減摩軸承中之 一者安置於該等晶圓平台中之每一者與該壓板之間。 該晶圓載體之該壓板及該等晶圓平台經組態而以不同角 速度旋轉。該等隔室可具有在該壓板上之圓形配置。該等 隔室以具有不同直徑之第一及第二同心圓形配置分佈於該 壓板上。 該晶圓載體可進一步包括驅動軸，該驅動轴耦合至該壓 板且經組態而以第一角速度旋轉該壓板。該等晶圓平台可 無與該驅動轴之直接機械連接，且該壓板以該第一角速度 之旋轉可引起每一平台相對於各別隔室以第二角速度自由 旋轉。 在實施例中，提供一種在反應器中移動晶圓之方法。該 方法包括使壓板繞第一旋轉轴線旋轉。該方法進一步包括 使承載於該壓板上之隔室中且承載該等晶圓的複數個晶圓 平台中之每一者繞各別第二旋轉軸線且以與該壓板不同之 角速度旋轉以在其間產生行星運動。 該等晶圓平台之旋轉可由扭矩自驅動轴至該等晶圓平台 中之每一者之傳遞引起。該扭矩傳遞可藉由以下操作產 生：使與該驅動軸連接之第一齒輪以第一角速度自旋以產 生该扭矩，及將該扭矩自該第一齒輪傳遞至附接至該等晶 156764.doc 201207978 圓平台中之每-者的第二齒輪，且藉此引起該等晶圓平台 之旋轉n該扭矩傳遞可藉由以下操作產生：使該驅 動軸以第-角速度自旋以產生該扭矩；及使用帶式轉合件 將該扭矩自該驅動轴傳遞至該等晶圓平台中之每一者，且 藉此引起該等晶圓平台之旋轉。 該壓板繞該第-旋轉軸線之旋轉可包括將扭矩自該驅動 轴傳遞至該壓板以引起以第一角速度繞該第一轴線的旋 轉。該等晶圓平台可無與該驅動軸之直接機械連接，且該 壓板以該第一角速度之旋轉可引起每一晶圓平台相對於該 各別隔室以第二角速度自由旋轉。該驅動軸之角速度可使 用時變曲線來調變以產生該壓板及該等晶圓平台之不同角 速度。 【實施方式】 圖1提供多晶圓旋轉盤反應器之實施例之圖示。反應腔 室110包括晶圓載體220及置放於其中之凸緣100 ^晶圓載 體220包括壓板215及上面置放有複數個晶圓2〇〇之複數個 晶圓平台210。晶圓載體220起到將晶圓2〇〇定位於反應腔 室110内部以及在晶圓傳遞至反應腔室11〇中及傳遞出反應 腔室110期間支撐晶圓200之雙重目的。晶圓載體220之壓 板215設置於由馬達120旋轉之驅動軸140上方。 凸緣100可為與前驅體源耦合之簇射頭，前驅體源經組 態以將一或多種前驅氣體供應至反應腔室。在典型 MOCVD系統中，前驅氣體由金屬有機氣體及化學反應所 需之對應反應物質構成。複數個基板或晶圓200位於反應 156764.doc -10- 201207978
腔室110内部在晶圓平台210上，H 且充當化學反應及隨後磊 晶成長之位點。化學反應所需之熱由加熱元件131供應。 化學反應之副產物為有機氣體，該等有機氣體經由排氣出 口 130釋放》 ' 存在許多類型之可用以供應用於在晶圓200上蒸散之化 #反應之熱的加熱器。在-實施例中，輻射加熱器可接近 於晶圓載體220定位以便將晶圓2〇〇加熱至所要製程溫度。 在另一實施例中，RF感應線圈可接近於晶圓載體22〇定 〇 位’使得來自RF感應線圈之能量加熱晶圓200。在又一實 施例中’化學反應所需之熱可由蜿蜒蛇形加熱元件供應， 蜿蜒蛇形加熱元件可包含（例如）紅外線加熱元件。熟習此 項技術者將瞭解’其他類型之加熱器可用以加熱晶圓 200 »另外，熟習此項技術者將瞭解，一種以上類型之加 熱器可用以加熱晶圓200。 圖2提供供用於本發明之晶圓載體之實施例中的一者的 q 側面透視表示。馬達120(圖1)向驅動轴提供以第一速率（λ) 圍繞驅動轴之令心軸線（α)之初級旋轉。該旋轉經由運動 機構傳動至該複數個晶圓平台210，從而產生以第二速率 ' (丫）之旋轉。晶圓平台210之旋轉引發晶圓載體220之壓板 - 215以第三旋轉速率（β)旋轉。 圖3提供供用於本發明之運動機構之實施例中的一者的 仰視表示。驅動軸140固定至中心齒輪250，從而使中心齒 輪25 0以第一旋轉速率（λ)旋轉。中心齒輪250經由齒輪齒之 嚙合而連接至平台齒輪240。中心齒輪250與每一晶圓平台 156764.doc -11- 201207978 210之齒輪240之間的齒輪比率產生第二旋轉速率（丫）。該旋 轉速率對應於每個給定時間週期齒輪進行之全轉（c〇mplete revolution)之數目。齒輪之圓周判定在給定時間週期中齒 輪行進之角距離，且因此判定齒輪之對應角速度。若齒輪 耦合至另一物件（諸如晶圓平台21〇),則該物件相對於齒輪 之旋轉速率的角速度以相同方式與其圓周相關。 圖4提供供用於本發明之晶圓載體之晶圓平台的一實施 例的橫載面表示。晶圓平台210以同軸對準之方式定位於 減摩轴承23 0上方。平台齒輪24〇固定至晶圓平台21〇。平 台齒輪240相對於晶圓平台21 〇之直徑可在大小上變化，最 大直控受到晶圓平台210之間的間隔及中心齒輪241之所在 地限制。若平台齒輪240及晶圓平台210之基底材料為Sic 或石墨’則平台齒輪240之直徑可經設計以在接觸點處匹 配晶圓平台210之直徑以促進晶圓平台之容易的安裝及移 除。晶圓平台210及減摩軸承230位於界定於晶圓載體220 中之隔室（未標號但類似於隔室770(圖1 3至圖15))内部。晶 圓平台210經由其重量與晶圓載體22〇之壓板215内之隔室 化之組合而固持於晶圓載體22〇内部之其位置中。每一晶 圓平台21 0經組態以繞旋轉軸線ε旋轉，且壓板2丨5經組態 以繞旋轉軸線α旋轉。在一實施例中，旋轉軸線ε、α可分 別位於盤狀壓板215及晶圓平台210之中心上。 圖5提供供用於本發明之晶圓載體之驅動軸隔室的一實 施例的檢截面表示。中間構件2 6 0定位於驅動轴14 〇上方。 同步銷將驅動軸140之旋轉耦合至中間構件26〇之旋轉。中 156764.doc -12- 201207978 心齒輪241固定至中間構件260，且以相同速率旋轉。減摩 軸承231定位於中間構件260上方且與中間構件260同軸地 對準。晶圓載體220之壓板215定位於減摩軸承231上方。
圖6提供晶圓載體總成之一實施例之橫截面表示，晶圓 載體總成由圖4及圖5中展示且描述之結構之組合構成。驅 動軸140經由由中心齒輪241及平台齒輪240中之一者構成 之各別齒輪麵合而將旋轉傳動至晶圓平台21〇中之一者。 晶圓載體220之壓板21 5經由減摩軸承231定位於驅動軸14〇 上方。晶圓平台210經由各別減摩轴承230定位於晶圓載體 220上方。晶圓平台210繞驅動軸140之内部軸線之旋轉將 旋轉傳動至晶圓載體220之壓板215。 圖7提供根據本發明之運動機構之替代實施例，且其中 相同參考數字指代圖1至圖6中之相同特徵。在此實施例 中，驅動軸140耦合至晶圓載體22〇。晶圓平台21〇不直接 耦合至驅動軸140。驅動軸140之旋轉速率（p)與晶圓載體 220之壓板215之旋轉相同。在晶圓載體之旋轉期間產生之 向心力產生晶®平台210之旋轉，從而產生用於晶圓平台 210中之每一者的旋轉速率以）。 圖8提供根據本發明之運動機構之替代實施例，且1中 相同參考數字指代至圖6中之相同特徵。在此實施例 中’驅動軸140麵合至晶圓載體22〇之壓板215β晶圓平A 別經由與貼附至晶圓平台21G之各別_合之各別帶式二 合件’而麵合至驅動軸140。晶圓載體220之壓板215之旋 轉速率⑻與驅動軸14G之旋轉速率相同。晶圓平台210之旋 156764.doc -13- 201207978 轉速率（τ)經由晶圓平台210與驅動軸14〇之圓周的比率而與 驅動軸140之旋轉速率（β)相關。 圖9提供圖6中之晶圓載體總成之替代實施例，且其中相 同參考數子指代圖1至圖8中之相同特徵。晶圓載體之 壓板215定位於驅動軸丨4〇之内轉軸143上方且固定至驅動 軸140之内轉軸143。中心齒輪241固定至驅動軸14〇之外轉 軸141。減摩構件142使内轉軸143之旋轉與外轉軸ΐ4ι分 離。存在包含以下各者的用於此實施例之若干操作模式： 僅内轉軸143驅動、僅外轉軸141驅動、内轉軸驅動及外轉 軸驅動兩者。在使用内轉轴143驅動之模式中，將旋轉傳 動至晶圓載體220之壓板215，且接著將該旋轉傳動至晶圓 平台210且隨後傳動至外轉軸141。在使用外轉軸141驅動 之模式中’將旋轉傳動至晶圓平台21 〇，且接著將該旋轉 傳動至晶圓載體220之壓板21 5且隨後傳動至内轉軸143。 替代搡作模式由内轉軸143驅動晶圓載體220之壓板215且 外轉轴141驅動晶圓平台210組成。 轉轴141、143可由具有一致地操作之兩個驅動轴的共同 馬達驅動。或者’經修改耦合可准許雙軸組態使用於單軸 慣性驅動模式。 圖1 〇提供圖1中之晶圓載體總成之替代實施例，且其中 相同參考數字指代圖1至圖9中之相同特徵。在此實施例 中，包括複數個内晶圓平台2 11及複數個外晶圓平台212， 且晶圓200圍繞晶圓載體220之内轴線環狀地定位。内圓環 601位於内晶圓平台211之中心。外圓環6〇〇位於外晶圓平 156764.doc • 14· 201207978 台212之中心。内晶圓平台211及外晶圓平台212可圍繞驅 動軸140之旋轉轴線同心地配置。 圖10A及圖10B提供圖1〇中之晶圓載體總成的仰視圖。 圖10A提供位於外圓環600上之外晶圓平台212之平台齒輪 240及對應驅動機構的仰視圖。驅動軸140耦合至大中心齒 輪246 ’大中心齒輪246又藉由齒唾合搞合至平台齒輪 240。來自驅動軸140之旋轉經由大中心齒輪246傳動至附 接至外晶圓平台212之平台齒輪240。圖10B提供位於内圓 環601上之内晶圓平台211之平台齒輪240及對應驅動機構 的仰視圖。驅動軸140耦合至大中心齒輪245，大中心齒輪 245又藉由齒嚙合耦合至附接至内晶圓平台211之平台齒輪 240。來自驅動轴140之旋轉經由較小中心齒輪245傳動至 平台齒輪240。 圖10C提供圖10中之晶圓平台總成之橫載面圖。晶圓載 體220之壓板215同軸地定位於減摩軸承231之頂部上。減 摩軸承23 1同軸地定位於中間構件260之頂部上。中間構件 260同軸地定位於驅動轴140上方。較小中心齒輪245及較 大中心齒輪246耗合至驅動軸140。該兩個中心齒輪245、 246可作為耦合在一起之兩個分離部分或作為單一部分之 兩個不同特徵存在。較小中心齒輪245藉由貼附或附接耗 合至位於内圓環601上之每一平台齒輪240。内圓環6〇1上 之每一平台齒輪240耦合至晶圓平台211中之一者。較大中 心齒輪246耗合至位於外圓環600上之平台齒輪240。平台 齒輪240貼附至外圓環600上之外晶圓平台212。外晶圓平 156764.doc -15- 201207978 台212中之每一者位於同軸地定位於減摩軸承23 〇之頂部上 的晶圓載體220之晶圓平台切口或隔室中。減摩軸承23〇與 對應晶圓平台之切口同轴地定位於晶圓載體22〇之壓板215 内部’且允許每一晶圓平台212獨立於晶圓載體22〇之壓板 215而旋轉。内晶圓平台211以與外晶圓平台212相同之方 式定位於晶圓載體220之壓板215之隔室内部，只是在徑向 位置上之所在地對應於内圓環6(Η。 結果’行星運動延伸至行星齒輪平台之多個環。作為實 例，外圓環及内圓環可呈12吋χ4吋或14吋χ4吋之組態。用 於實施多個行星齒輪環之實施例可為步進式太陽齒輪，其 具有驅動内行星齒輪平台之太陽齒輪上之上層（亦即，較 小中心齒輪245)及驅動外行星齒輪平台之下層（亦即，中心 齒輪246)。用於實施多個行星齒輪環之替代實施例為使太 陽齒輪驅動内行星齒輪平台，且使内行星齒輪平台之間的 傳遞齒輪及外行星齒輪中之_或多者上之齒輪使外行星齒 輪自旋。在此狀況下，外行星齒輪可彼此麵合，且旋轉方 向對於每一對仃星齒輪將不同，且需要偶數個外行星齒 輪。 A i杈供操作模式 θ π今、，丨、u此萌猓圖描； 輪轂（亦即，驅動軸）、晶圓載體之壓板（亦即，載體）及 星齒輪(亦即’晶圓平台)之角速度，著輪較自〇職 :至職’行星齒輪及載體經歷其角速度之對應i 二= 輪轂之速度保持怪定，行星齒輪減速至接近 、、度’而载體繼續加速直至其速度達到輪轂之』 156764.doc 16 201207978 度。輪轂之角速度中之後續正弦式振盪引起載體及行星齒 輪之角速度之振盪。行星齒輪之角速度等於輪轂與載體之 角速度之間的差。 或者，可替代慣性驅動模式中之正弦曲線使用其他類型 之基於時間之曲線（諸如鋸齒驅動曲線）。基於時間之曲線 之每一週期由加速/減速微動組成，加速/減速微動使每一 行星齒輪在給定方向上自旋旋轉之小部分以達成行星齒輪 之單向旋轉。
控制器可用以將驅動曲線提供至馬達，從而引起驅動軸 之旋轉運動。控制器可包含經組態以基於一或多個使用者 輸入控制一或多個變數的任何電控制裝置。彼等使用者輸 入可由使用者經由使用者介面提供，使用者介面可為（例 如）鍵盤、滑鼠及顯示器，或觸控式螢幕。控制器可使用 選自以下各者之至少-處理器實施：微處理器、微控制 器、微電腦、數位信號處理器、中央處理單元、場可程式 化閘陣列、可程式化邏輯器#、狀態機、邏輯電路、類:匕 電路、數位電路，及/或基於儲存於記憶體中之操作指令 操縱信號（類比及/或數位）之任何其他器件。記憶體可 -記憶體器件或複數個記憶體器件，#包括(但不限於)隨 機存取記憶體(RAM)、揮發性記憶體、非揮發性記憶體、 靜態隨機存取記憶體(SRAM)、％態隨機存取記憶體 (舰M)、快閃記憶體、快取記憶體，及/或能夠儲存數位 貧訊之任何其他器件。控制器可具有大容量儲存器件，大 容量儲存器件可包括—或多個硬碟機、軟碟機或其他可移 156764.doc •17· 201207978 除式磁碟機、直接存取儲存器件（DASD)、光碟機（例如， CD機、DVD機等等）及/或磁帶機，以及其他儲存器件。 控制器之處理器在作業系統之控制下操作，且執行或以 其他方式依賴於以各種電腦軟體應用程式、組件、程式、 物件、模組、資料結構等體現之電腦程式碼。駐留於2憶 體中且儲存於大容量儲存器件中之電腦程式碼亦包括在於 處理器上執行時將控制信號作為電流脈衝提供至馬達以提 供驅動曲線之控制程式碼。電腦程式碼通常包含在各個時 間駐留於記憶體中，且在由處理器讀取且執行時使控制器 執仃執行體現本發明之各種實施例及態樣之步驟或 必要的步驟的一或多個指令。 ” 本文中描述之各種程式碼可基於應用程式來識別，在應 用程式内各種程式碼實施於本發明之特定實施例中。然 而應瞭解，僅為了方便而使用以下任何特定程式術語， 且因此本發明不應限於僅在由此術語識別及/或暗示之任 何特疋應用中使用·^此外，給定電腦程式可組織成常式、 程序、方法、模組、物件及其類似者之通常無窮數目個方 式以及程式功能性可在駐留於典型電腦内之各種軟體層 (例如’作業系統、程式庫、Αρι、應用程式、小應用程式 (pplet)等）之間分配的各種方式，應瞭解，本發明不限於 本文中描述之程式功能性之特定組織及分配。 圖12提供圖11中展示之操作模式的替代圖解表示。此曲 線圖展不基於轉軸（亦稱作驅動軸）及載體角速度中之振盪 的行星齒輪執行之迴轉數。 156764.doc -18- 201207978 參看圖13至圖15，其中相同參考數字指代圖1至圖12中 之相同特徵且根據本發明之替代實施例，晶圓載體72〇包 括壓板715、圍繞壓板715周邊配置之晶圓平台71〇、中心 齒輪750 ’及平台齒輪740。每一晶圓平台710經組態以支 撐晶圓200(圖1)。晶圓載體720之壓板715設置於由馬達 120(圖1)旋轉之驅動軸140上方且騎坐於減摩軸承755上。 中心齒輪750之齒經由齒輪齒之嚙合與平台齒輪740連接。 隨著驅動轴140自旋，中心齒輪750旋轉且引起平台齒輪 740旋轉，使得每一個別晶圓平台710繞其中心軸線自旋。 具體而吕，中心齒輪750將驅動軸140之旋轉作為動力旋轉 運動傳動至平台齒輪740。結果，經附接之晶圓平台71〇中 之每一者在與壓板715之旋轉方向相反或相對之方向上旋 轉。在平衡狀態中，每一晶圓平台710對於中心齒輪75〇之 每一迴轉進行單一迴轉。平台齒輪740中之每一者具有與 中心齒輪750之面朝外且圓周地分佈之齒嚙合的面朝外且 圓周地分佈之齒。 b曰圓平台710在壓板715上具有位置或所在地之圓形配 置。具體而言’與晶圓平台710中之每一者相關聯的參考 點可配置於以壓板715之中心作為中心之參考圓的圓周 上。晶圓平台710中之每一者安置於壓板715中具有類似尺 寸之隔室770中且騎坐於減摩轴承755上。晶圓平台71〇為 具有圓形形狀之盤，且壓板715同樣為具有比晶圓平台71〇 之直徑大之直徑的圓盤。 壓板715及晶圓平台710可包含石墨。可包含陶吏材料之 156764.doc •19 201207978 扣件785可用以將中心齒輪？5〇緊固至壓板7is且將每一平 台齒輪740緊固至其各別晶圓平台71〇。歸因於石墨作為結 構材料之相對柔軟度及脆度，可採取在扣件785之扣件附 接點處加強壓板71 5以及每一晶圓平台71〇的措施。為此， 螺紋嵌件790可緊固於壓板715及每一晶时台7ι〇中具類 似尺寸之空腔内。螺紋嵌件79〇可包含鉬，其可加工以形 成具有具比石墨螺紋高之機械強度之螺紋的螺紋開口。該 開口之螺紋經加工以匹配扣件785之螺紋。 本文中所使用之術語僅出於描述特定實施例之目的，且 並不意欲限制本發明。如本文中所使用，單數形式「一」 及「該」意欲亦包括複數形式，除非上下文地另有清楚指 不。應進—步理解，術語「包含」在用於本說明書中時指 定所陳述之特徵、整體、步驟、操作、元件及/或組件之 存在，但不排除—或多個其他特徵、㈣ '步驟、操作、 元件、組件及/或其群組之存在或添加。此外，就實施方 式或申請專利範圍中使用㈣「包括」、「具有」、「由…… 構成」或其變型而έ，此等術語意欲以類似於術語「包 含」之方式而為包括性的。 雖然已藉由對各種實施例之描述而說明本發明，且雖然 已相當詳細地描述此等實施例，Μ請者並不意欲將隨附 申請專利範圍之範，限定或以任何方式限制於此細節。額 外優點及修改將容易地呈現給熟習此項技術者。因此，本 發明以其較廣泛態樣不限於所展示及描述之特定細節、代 表性方法及說明性實例。因^在並不脫離申請人之一般 156764.doc •20· 201207978 發明概念之精神或範疇的情況下可偏離此等細節。 【圖式簡單說明】 圖1為本發明之多晶圓旋轉盤反應器的實施例中之一者 的簡圖。 圖2為供用於本發明之晶圓載體之實施例的透視圖。 圖3為圖2中之晶圓載體的仰視圖。 圖4為供用於本發明之實施例的晶圓平台中之一者及晶 圓載體之壓板中之隔室的實施例之橫截面圖。 圖5為供用於本發明之實施例的晶圓載體之驅動軸隔室 的實施例之橫截面圖。 圖6為晶圓載體總成之實施例之橫截面圖，其包括圖4、 圖5之壓板及晶圓平台之總成。 圖7為圖3中之晶圓載體之替代實施例的仰視圖。 圖8為圖3中之晶圓載體之替代實施例的仰視圖。 圖9為圖6中之晶圓載體總成之替代實施例的橫截面圖。 圖1 〇為晶圓載體總成之替代實施例的俯視圖。 圖10A及圖10B為圖1〇中之晶圓載體總成的仰視圖。 圖10C為圖1〇中之晶圓載體總成之橫截面圖。 圖11為操作模式中之一者的圖解表示。 圖12為圖11之替代圖解表示。 圖13為根據本發明之實施例之晶圓載體的仰視圖。 圖14為沿著圖13之線14_14截取之橫截面圖。 圖15為展示晶圓載體之晶圓平台的圖13之部分的放大 圖。 156764.doc •21· 201207978 【主要元件符號說明】 100 凸緣 110 反應腔室 120 馬達 130 排氣出口 131 加熱元件 140 驅動軸 141 外轉軸 142 減摩構件 143 内轉軸 200 晶圓 210 晶圓平台 211 内晶圓平台 212 外晶圓平台 215 壓板 220 晶圓載體 230 減摩軸承 231 減摩軸承 240 平台齒輪 241 中心齒輪 245 大中心齒輪/較小中心齒輪 246 大中心齒輪/較大中心齒輪 250 中心齒輪 260 中間構件 156764.doc -22- 201207978 280 帶式耦合件 600 外圓環 601 内圓環 710 晶圓平台 715 壓板 720 晶圓載體 740 平台齒輪 750 中心齒輪 755 減摩軸承 770 隔室 785 扣件 790 螺紋嵌件
156764.doc

Claims (1)

  1. 201207978 七、申請專利範圍： 1 · 一種用於複數個晶圓之晶圓載體，該晶圓載體包含： 壓板，該壓板具有複數個隔室，該壓板經組態以繞第 一軸線旋轉；及 複數個晶圓平台’ S亥等晶圓平台中之每一者與該等隔 室中之一者相關聯且經組態以相對於該各別隔室繞各別 第二軸線旋轉，且該壓板及該等晶圓平台以不同角速度 旋轉以在其間產生行星運動。 2. 如請求項1之晶圓載體，其進一步包含： 驅動軸； 複數個第一齒輪，該等第-齒輪中之每-者附接至該 等晶圓平台中之一者；及 第二齒輪，該第二齒輪與該等第一齒輪中之每一者喃 合，該第二齒輪與該驅動轴耗合以藉由該驅動軸而旋轉 Ο 且將該旋轉傳遞至該等第—齒輪以引起該等晶圓平台之 動力旋轉。 口 3. 如請求項2之晶圓載體，其中 甲这等日日圓平台包含石墨， 且該晶圓載體進一步包含： 複數個螺紋嵌件，該複數 數個螺紋嵌件由該等晶圓平台 中之母一者承載；及 複數個扣件’該複數個 等第一齒輪中之一者。件用以使用該等嵌件緊固該 4. 如請求項3之晶圓載體，Α 合金。 圓載體其中該等螺紋嵌件包含翻或翻 156764.doc 201207978 5.如請求項2之晶圓載體，其中該壓板與該驅動轴耦合， 使得該驅動軸之旋轉引起該壓板繞該第一轴線之動力旋 轉。 6.如請求項1之晶圓載體，其進一步包含： 驅動軸，該驅動轴耦合至該壓板；及 複數個帶式耦合件，該等帶式耦合件中之每一者將該 等晶圓平台中之一者連接至該驅動轴。 7·如晴求項1之晶圓載體，其進一步包含： 驅動軸，該驅動軸具有内轉軸及外轉轴，該内轉軸與 該壓板連接； 齒輪中之每一者附接至該 複數個第一齒輪，該等第 等晶圓平台中之一者；及 合，該第二齒輪與該外轉軸連接 第二齒輪，該第二齒輪與該等第一齒輪中之每一者响 8. 如請求項7之晶圓載體， 六τ4弟一齒輪由該内轉軸驅 動以引起該等第一齒輪之旋轉。 9. 如請求項7之晶圓載體，其中 丹甲4寻第一齒輪由該外轉轴 驅動以弓丨起該等第一齒輪之旋轉。 1〇.如請求項1之晶圓載體，其進一步包含： 複數個減摩軸承，該等減麾 曰 子减厚軸承中之一者安置於該等 曰曰因平台中之每-者與該壓板之間。 11. 如請求項】之晶圓载體， 、τ σ亥壓板及该#晶圓平台經 組態而以不同角速度旋轉。 . 12. 如請求之晶圓載體， 丹褒寺隔室具有在該壓板上 156764.doc 201207978 之圓形配置。 13. 如請求項1之晶圓載體’其中該等隔室以具有不同直徑 之第一及第二同心圓形配置分佈於該壓板上。 14. 如請求項1之晶圓載體，其進一步包含： 驅動轴，該驅動軸耦合至該壓板，且經組態以使該壓 板以第一角速度旋轉， 其中該等晶圓平台無與該驅動軸之直接機械連接，且 該壓板以該第一角速度之旋轉引起每一晶圓平台相對於 該各別隔室以第二角速度自由旋轉。 15. —種在反應器中移動晶圓之方法，該方法包含： 使壓板繞第一旋轉轴線旋轉；及 使承載於該壓板上之隔室中且承載該等晶圓的複數個 晶圓平台中之每一者繞各別第二旋轉軸線且以與該壓板 不同之角速度旋轉以在其間產生行星運動。 16·如晴求項15之方法，其中旋轉該等晶圓平台中之每—者 包含： 將扭矩自驅動轴傳遞至該等晶圓平台中之每一者。 17.如請求項16之方法，其中該傳遞扭矩包含： 使與該駆動軸連接之第一齒輪以第一角速度自旋以產 生該扭矩；及 台中 之旋 將該扭矩自該第一齒輪傳遞至附接至該等晶圓平 之每-者的第二齒輪，且藉此引起該等晶圓平台 轉。 18·如睛求項16之方法 其中該傳遞扭矩包含： 156764.doc 201207978 使該驅動轴以第一角速度自旋以產生該扭矩；及 使用帶式耦合件將該扭矩自該驅動軸傳遞至該等晶圓 平台中之每一者’且藉此引起該等晶圓平台之旋轉。 19. 20. 如清求項16之方法，其中使該壓板繞該第一旋轉軸線旋 轉包含： 將扭矩自該驅動軸傳遞至該壓板以引起以第一角速度 繞該第一轴線之旋轉， 其中该等晶圓平台無與該驅動轴之直接機械連接，且 °亥壓板以該第一角速度之旋轉引起每一晶圓平台相對於 該各別隔室以第二角速度自由旋轉。 如凊求項16之方法，其進一步包含： 針對3亥壓板及該等晶圓平台之該等不同角速度，使用 時變曲線調變該驅動軸之角速度。 156764.doc
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