TWI804373B - 具有可調式對位裝置的承載機構及其沉積機台 - Google Patents

Abstract

本發明為一種具有可調式對位裝置的承載機構，適用於一沉積機台，主要包括一承載盤及複數個可調式對位裝置。可調式對位裝置位於承載盤的周圍，並包括一座體及一對位銷，其中對位銷用以對位沉積機台的覆蓋環。對位銷經由座體連接承載盤，其中對位銷及座體可相對於承載盤位移，並調整對位銷的位置。此外，可將一對位治具放置在承載盤上，並對位承載盤周圍的可調式對位裝置，以將對位銷調整至預設位置，有利於提高對位銷對位覆蓋環的準確度，並提高沉積製程的穩定度。

Description

具有可調式對位裝置的承載機構及其沉積機台

本發明有關於一種具有可調式對位裝置的承載機構，適用於一沉積機台，有利於提高對位銷對位覆蓋環的準確度，以提高沉積製程的穩定度。

化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)及原子層沉積(ALD)皆是常用的沉積設備，並普遍被使用在積體電路、發光二極體及顯示器等製程中。

沉積的設備主要包括一腔體及一承載盤，其中承載盤位於腔體內，並用以承載至少一晶圓。以物理氣相沉積為例，腔體內需要設置一靶材，其中靶材面對承載盤上的晶圓。

在進行物理氣相沉積時，會透過蓋環(clamp ring)將晶圓固定在承載盤上，並將惰性氣體及/或反應氣體輸送至腔體內，分別對靶材及承載盤施加偏壓，其中承載盤還會加熱承載的晶圓。腔體內的惰性氣體會因為高壓電場的作用，形成離子化的惰性氣體。離子化的惰性氣體會受到靶材上的偏壓吸引而轟擊靶材。從靶材濺出的靶材原子或分子會受到承載盤上的偏壓吸引，並沉積在加熱的晶圓的表面，以在晶圓的表面形成薄膜。

本發明提出一種新穎的具有可調式對位裝置的承載機構，包括複數個可調式對位裝置，在進行沉積製程之前，可先定位及調整各個可調式對位裝置的位置，以避免不同批次生產的承載機構的對位裝置的位置不同，而影響沉積製程的穩定度。

本發明的一目的，在於提出一種具有可調式對位裝置的承載機構，主要包括一承載盤及複數個可調式對位裝置，其中可調式對位裝置位於承載盤的周圍，並可相對於承載盤位移，以利於使用者調整及校正各個可調式對位裝置的位置。

在實際應用時可將同一個或相同規格的定位治具放置在承載盤上，並透過定位治具的定位部分別定位各個可調式對位裝置，而後再將各個可調式對位裝置固定在承載盤上。如此一來將可使得不同的承載機構上的可調式對位裝置都位於相同的位置，有利於提高可調式對位裝置對位覆蓋環的準確度，並可提高沉積製程的穩定度。

為了達到上述的目的，本發明提出一種具有可調式對位裝置的承載機構，適用於一沉積機台，其中沉積機台包括一覆蓋環，用以覆蓋及固定放置在具有可調式對位裝置的承載機構的一晶圓，包括：一承載盤，包括一承載面及至少一定位孔，其中定位孔位於承載面上，而晶圓則用以放置承載面上，並覆蓋承載面上的定位孔；及複數個可調式對位裝置，位於承載盤的承載面周圍，並包括；一座體，連接承載盤；一對位銷，連接座體，用以對位沉積機台的覆蓋環，並隨著座體相對於承載盤的承載面位移；至少一固定單元，經由座體連接承載盤，以將座體固定在承載盤上，並固定對位銷的位置。

本發明提出另一種沉積機台，包括：一腔體，包括一容置空間；一擋件，位於腔體的容置空間內，其中擋件的一端連接腔體，而擋件的另一端則形成一環形凸起；一覆蓋環，放置在擋件的環形凸起上，並包括一對位凹槽；及一具有可調式對位裝置的承載機構，位於容置空間內，包括：一承載盤，包括一承載面及至少一定位孔，其中定位孔位於承載面上，而晶圓則用以放置承載面上，並覆蓋承載面上的定位孔；複數個可調式對位裝置，位於承載盤的承載面周圍，並包括；一座體，連接承載盤；一對位銷，連接座體，用以對位覆蓋環，並隨著座體相對於承載盤的承載面位移；至少一固定單元，經由座體連接承載盤，以將座體固定在承載盤上，並固定對位銷的位置。

在本發明至少一實施例中，其中承載盤包括複數個凹槽，環繞設置在承載面的周圍，而可調式對位裝置設置在凹槽內。

在本發明至少一實施例中，其中凹槽與可調式對位裝置的座體之間具有一導軌，座體沿著導軌相對於承載盤的承載面位移。

在本發明至少一實施例中，包括一定位治具，用以連接承載盤，並定位可調式對位裝置，定位治具包括：一板體；複數個對位部，設置在板體上，其中對位部包括：一對位銷定位孔，位於板體上； 至少一穿孔，位於板體上，其中定位治具連接承載盤時，各個可調式對位裝置的對位銷會位於各個對位部的對位銷定位孔內，而固定單元則朝向對位部的穿孔；及一定位單元，用以插入承載盤的定位孔，以完成定位治具及承載盤的定位。

在本發明至少一實施例中，其中定位單元為一凸出部，並設置在定位治具的板體上。

在本發明至少一實施例中，其中板體包括一定位穿孔，而定位單元用以穿過板體的定位穿孔，並插入承載盤的定位孔。

在本發明至少一實施例中，其中承載盤包括至少一固定孔，座體上則設置至少一連接穿孔，而固定單元用以穿過座體的連接穿孔，並連接承載盤的固定孔，以將座體固定在承載盤。

在本發明至少一實施例中，其中固定單元包括一桿體及一頭部，固定單元的桿體穿過座體的連接穿孔，並連接承載盤的固定孔，其中座體的連接穿孔的截面積大於固定單元的桿體的截面積。

請參閱圖1及圖2，分別為本發明具有可調式對位裝置的承載機構一實施例的立體示意圖及進行定位的立體示意圖。本發明所述的具有可調式對位裝置的承載機構10適用於圖5所示的沉積機台20，主要包括至少一承載盤11及複數個可調式對位裝置13，其中承載盤11包括一承載面111，用以承載至少一晶圓12，而可調式對位裝置13則位於承載盤11的承載面111周圍。

如圖1所示，承載盤11的承載面111設置至少一定位孔113，當晶圓12放置在承載面111時，會遮蔽承載面111上的定位孔113。在本發明實施例中，承載面111與晶圓12的形狀相近，例如近似圓形，而定位孔113的數量為一個，並設置在承載面111的中心或圓心。在本發明另一實施例中，定位孔113的數量亦可為複數個。

如圖1及圖3所示，可調式對位裝置13包括一座體131、一對位銷133及至少一固定單元135，其中座體131用以連接承載盤11。具體而言，承載盤11的承載面111周圍可環繞設置複數個凹槽115，而各個可調式對位裝置13分別設置於各個凹槽115內，並經由座體131連接承載盤11的凹槽115。

對位銷133連接座體131，並會隨著座體131相對於承載盤11的承載面111位移，例如對位銷133設置於座體131的上表面。在將座體131設置於承載盤11的凹槽115時，對位銷133會沿著平行承載面111的軸向凸起。如圖5所示，當具有可調式對位裝置的承載機構10應用在沉積機台20時，可透過對位銷133對位沉積機台20的覆蓋環25，詳細的構造及對位方式會在後面的實施例中說明。

固定單元135經由座體131連接承載盤11，並用以將座體131固定在承載盤11上，以固定設置在座體131上的對位銷133的位置。固定單元135包括一桿體1351及一頭部1353，其中桿體1351連接頭部1353，且頭部1353的截面積大於桿體1351，例如固定單元135可以是螺絲，其中桿體1351為螺桿。

承載盤11可設置至少一固定孔1151，例如固定孔1151可設置在凹槽115內，而座體131上則設置至少一連接穿孔132。在將座體131設置在承載盤11的凹槽115時，可將座體131的連接穿孔132對準凹槽115的固定孔1151。而後將固定單元135的桿體1351穿過座體131的連接穿孔132，並連接凹槽115的固定孔1151。

在本發明一實施例中，座體131的連接穿孔132的截面積可大於固定單元135的桿體1351及凹槽115的固定孔1151的截面積，而固定單元135的頭部1353的截面積則大於座體131的連接穿孔132。例如連接穿孔132的剖面可以是圓形或長條狀，當連接穿孔132的剖面為長條狀時，連接穿孔132的長度方向可沿著承載面111的徑向設置。當固定單元135的桿體1351穿過座體131的連接穿孔132時，座體131仍可相對於固定單元135及承載盤11位移，並調整座體131上的對位銷133位置，以進行對位銷133的對位及調整。

在完成對位銷133的對位後，可進一步鎖緊固定單元135，使得固定單元135的頭部1353壓迫座體131，以將座體131固定在承載盤11的固定位置。在本發明一較佳實施例中，固定單元135、連接穿孔132及固定孔1151的數量可為兩個，並分別位於對位銷133的兩側，有利於將座體131更穩定的固定在承載盤11上。

在本發明一實施例中，座體131及承載盤11的凹槽115之間可設置至少一導軌1153，座體131可沿著導軌1153相對於承載盤11的承載面111位移，例如沿著承載面111的徑向位移。具體而言，導軌1153可設置在凹槽115上，並於座體131上設置對應的導槽1311，例如導軌1153可以是設置在凹槽115的底部或側邊的長條狀凸起，而導槽1311則是設置在座體131底部或側邊的長條狀凹槽。在不同實施例中，亦可將導軌1153設置在座體131上，並將導槽1311設置在承載盤11的凹槽115。

在本發明一實施例中，承載盤11可包括一連接環117，套設置在承載盤11上，其中連接環117環繞在承載盤11的承載面111周圍，並可透過螺絲將連接環117固定在承載盤11上。可調式對位裝置13可設置在連接環117上，並環繞在承載盤11的承載面111周圍。例如可將凹槽115設置在連接環117上，並將可調式對位裝置13設置在連接環117的凹槽115內。

如圖1、圖2及圖4所示，具有可調式對位裝置的承載機構10包括一定位治具15用以連接承載盤11，定位治具15可用以定位承載盤11上各個可調式對位裝置13的位置，並將各個可調式對位裝置13的對位銷133調整至預設的位置。

定位治具15包括一板體151、複數個對位部153及至少一定位單元155，其中對位部153設置在板體151上，例如位於板體151的外圍區域。定位單元155則用以插入承載盤11的定位孔113，以完成定位治具15及承載盤11之間的定位。

在本發明一實施例中，板體151的外觀近似於圓板狀，而定位單元155為桿狀的插銷，並於板體151的中心或圓心上設置一定位穿孔157。此外可進一步在板體151上設置複數個鏤空部152，以減少定位治具15的重量。

在使用定位治具15對位承載盤11上的可調式對位裝置13時，可將板體151的定位穿孔157對準承載盤11上的定位孔113。而後將定位單元155穿過板體151的定位穿孔157，並插入承載盤11的定位孔113，以完成定位治具15與承載盤11之間的定位。

在本發明另一實施例中，定位單元155可以是設置在板體151上的凸出部，例如設置在板體151的下表面，並朝向承載盤11的承載面111。在將定位治具15放置在承載盤11上時，定位治具15的定位單元155可插入承載盤11的定位孔113，並完成定位治具15與承載盤11的定位。此外上述實施例中，定位單元155及/定位穿孔157的數量為一個，在實際應用時定位單元155及/或定位穿孔157的數量亦可為多個。

承載盤11上的凹槽115及可調式對位裝置13的數量會與定位治具15上對位部153的數量相同，在將定位治具15放置在承載盤11上時，承載盤11上的各個可調式對位裝置13會分別對準定位治具15上的對位部153。

對位部153可包括一對位銷定位孔1531及至少一穿孔1533，其中對位銷定位孔1531及穿孔1533位於板體151上，例如穿孔1533可貫穿板體151的頂面及底面，而對位銷定位孔1531可貫穿板體151的頂面及底面，亦可以是設置在板體151底面的凹槽。此外，對位銷定位孔1531的數量與可調式對位裝置13的對位銷133的數量相同，而穿孔1533的數量則與固定單元135的數量相同。例如穿孔1533的數量可為兩個，並位於對位銷定位孔1531的兩側。

在本發明一實施例中，對位銷定位孔1531的截面積與對位銷133的截面積或最大的截面積相近。在透過定位治具15定位承載盤11上的可調式對位裝置13時，可先鬆開或卸下可調式對位裝置13的固定單元135，使得可調式對位裝置13的座體131及對位銷133可以相對於承載盤11位移，例如沿著導軌1153相對於承載盤11的承載面111位移。

而後將定位治具15放置在承載盤11，並透過定位單元155進行兩者的對位，如圖2及圖4所示。對位銷133會位於定位治具15的對位銷定位孔1531內，而固定單元135則為朝向對位部153的穿孔1533，或位於穿孔1533內。由於對位銷定位孔1531與對位銷133的截面積相近，使得對位銷定位孔1531會將對位銷133及座體131引導預設位置。

在本發明另一實施例中，對位銷定位孔1531的截面積可略大於對位銷133，在定位對位銷133的過程中，可使得對位銷133緊貼對位銷定位孔1531的內緣，同樣可以完成對位銷133的定位。

完成對位銷133的定位後，可經由定位治具15的穿孔1533，將固定單元135鎖固在座體131及承載盤11的固定孔1151上，例如使得固定單元135的頭部1353緊迫座體131，以將座體131及對位銷133固定在承載盤11上。在本發明一實施例中，固定單元135可為螺絲，而螺絲起子則穿過板體151上的穿孔1533，並將固定單元135鎖固在承載盤11的固定孔1151上。具體而言，板體151上的穿孔1533是鎖固工具鎖固或鬆開固定單元135的作業空間。

在本發明一實施例中，如圖1及圖4所示，承載盤11的承載面111周圍可設置一環形構件17，其中環形構件17可位於承載面111與對位銷133之間。

請參閱圖5，為本發明沉積機台一實施例的剖面示意圖。沉積機台20包括一腔體21、一擋件23、一覆蓋環25及一具有可調式對位裝置的承載機構10，其中腔體21具有一容置空間22，而擋件23、覆蓋環25及具有可調式對位裝置的承載機構10設置在腔體21的容置空間22內。

擋件23的一端連接腔體21，而另一端則在容置空間22內形成一環形凸起231，並於環形凸起231的內側形成一開口232，例如環形凸起231可為空心柱狀體。

覆蓋環25為環狀構造，其中覆蓋環25的直徑大於開口232，並用以放置在擋件23的環形凸起231上。覆蓋環25面對承載盤11的表面上可設置至少一對位凹槽251。

具有可調式對位裝置的承載機構10位於擋件23形成的開口232的垂直投影上，其中具有可調式對位裝置的承載機構10的詳細構造如圖1、圖2、圖3、圖4及上述的描述中。晶圓12可放置在承載盤11的承載面111，並覆蓋承載面111上的定位孔113。

承載盤11可連接一升降單元24，並透過升降單元24帶動承載盤11及晶圓12相對於擋件23及覆蓋環25位移，例如升降單元24可以是線性致動器。

在實際應用時，升降單元24可驅動位於擋件23及覆蓋環25下方的承載盤11，由下方靠近擋件23及覆蓋環25，例如承載盤11可位於晶圓進出位置211，並透過升降單元24帶動承載盤11及晶圓12由晶圓進出位置211朝擋件23及覆蓋環25的方向位移。

升降單元24可持續帶動承載盤11穿過擋件23形成的開口232，使得可調式對位裝置13的對位銷133接觸覆蓋環25底部的對位凹槽251。對位銷133在接觸對位凹槽251的過程中，會將覆蓋環25引導至承載盤11的預設位置，使得覆蓋環25覆蓋晶圓12的邊緣，並固定放置在承載盤11上的晶圓12。

在本發明一實施例中，對位銷133的頂部具有一傾斜面，使得對位銷133的頂部的截面積小於底部。在對位的過程中，對位銷133頂部的傾斜面會先接觸覆蓋環25的對位凹槽251，並經由對位凹槽251及對位銷133引導覆蓋環25，使得對位銷133進入對位凹槽251內。而後對位凹槽251的垂直面會貼齊對位銷133底部的垂直面，並完成覆蓋環25與承載盤11之間的對位。經過對位的覆蓋環25會覆蓋承載盤11上的晶圓12的邊緣，並覆蓋位於承載面111及對位銷133之間的環形構件17。

然而在實際應用時，往往會因為製作時的誤差，造成不同批次生產及製作的承載盤11上的對位銷133的位置產生差異，使得不同的承載盤11的對位銷133對相同的覆蓋環25的對位位置不同，進而導致沉積製程的條件產生差異。

為了解決上述的問題，本發明提出具有可調式對位裝置的承載機構10，以及應用該具有可調式對位裝置的承載機構10的沉積機台20。如圖1、圖2及圖4所述，使用者可以在進行沉積製程之前，透過相同的定位治具15定位承載盤11上各個對位銷133的位置，使得各個承載盤11上的對位銷133皆位於相同的位置，以避免製作時的公差所衍生的問題。

在本發明一實施例中，沉積機台20可以是物理氣相沉積裝置，並於腔體21內設置一靶材27，其中靶材27面對承載盤11的承載面111及/或晶圓12。

以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

10:具有可調式對位裝置的承載機構 11:承載盤 111:承載面 113:定位孔 115:凹槽 1151:固定孔 1153:導軌 117:連接環 12:晶圓 13:可調式對位裝置 131:座體 1311:導槽 132:連接穿孔 133:對位銷 135:固定單元 1351:桿體 1353:頭部 15:定位治具 151:板體 152:鏤空部 153:對位部 1531:對位銷定位孔 1533:穿孔 155:定位單元 157:定位穿孔 17:環形構件 20:沉積機台 21:腔體 211:晶圓進出位置 22:容置空間 23:擋件 231:環形凸起 232:開口 24:升降單元 25:覆蓋環 251:對位凹槽 27:靶材

[圖1]為本發明具有可調式對位裝置的承載機構一實施例的立體示意圖。

[圖2]為本發明具有可調式對位裝置的承載機構進行定位時一實施例的立體示意圖。

[圖3]為本發明可調式對位裝置一實施例的立體分解示意圖。

[圖4]為本發明具有可調式對位裝置的承載機構進行定位時一實施例的剖面示意圖。

[圖5]為本發明沉積機台一實施例的剖面示意圖。

10:具有可調式對位裝置的承載機構

11:承載盤

111:承載面

113:定位孔

115:凹槽

117:連接環

13:可調式對位裝置

131:座體

133:對位銷

135:固定單元

15:定位治具

151:板體

152:鏤空部

153:對位部

1531:對位銷定位孔

1533:穿孔

155:定位單元

157:定位穿孔

17:環形構件

Claims (8)

1. 一種具有可調式對位裝置的承載機構，適用於一沉積機台，其中該沉積機台包括一覆蓋環，用以覆蓋及固定放置在該具有可調式對位裝置的承載機構的一晶圓，包括：一承載盤，包括一承載面及至少一定位孔，其中該定位孔位於該承載面上，而該晶圓則用以放置該承載面上，並覆蓋該承載面上的該定位孔；複數個可調式對位裝置，位於該承載盤的該承載面周圍，並包括；一座體，連接該承載盤；一對位銷，連接該座體，用以對位該沉積機台的該覆蓋環，並隨著該座體相對於該承載盤的該承載面位移；至少一固定單元，經由該座體連接該承載盤，以將該座體固定在該承載盤上，並固定該對位銷的位置；及一定位治具，用以連接該承載盤，並定位該可調式對位裝置，該定位治具包括：一板體；複數個對位部，設置在該板體上，其中該對位部包括：一對位銷定位孔，位於該板體上；至少一穿孔，位於該板體上，其中該定位治具連接該承載盤時，各個該可調式對位裝置的該對位銷會位於各個該對位部的該對位銷定位孔內，而該固定單元則朝向該對位部的該穿孔；及一定位單元，用以插入該承載盤的該定位孔，以定位該定位治具及該承載盤。
2. 如請求項1所述的具有可調式對位裝置的承載機構，其中該承載盤包括複數個凹槽，環繞設置在該承載面的周圍，而該可調式對位裝置設置在該凹槽內。
3. 如請求項2所述的具有可調式對位裝置的承載機構，其中該凹槽與該可調式對位裝置的該座體之間具有一導軌，該座體沿著該導軌相對於該承載盤的該承載面位移。
4. 如請求項1所述的具有可調式對位裝置的承載機構，其中該定位單元為一凸出部，並設置在該定位治具的該板體上。
5. 如請求項1所述的具有可調式對位裝置的承載機構，其中該板體包括一定位穿孔，而該定位單元用以穿過該板體的該定位穿孔，並插入該承載盤的該定位孔。
6. 如請求項2所述的具有可調式對位裝置的承載機構，其中該承載盤包括至少一固定孔，該座體上則設置至少一連接穿孔，而該固定單元用以穿過該座體的該連接穿孔，並連接該承載盤的該固定孔，以將該座體固定在該承載盤。
7. 如請求項6所述的具有可調式對位裝置的承載機構，其中該固定單元包括一桿體及一頭部，該固定單元的該桿體穿過該座體的該連接穿孔，並連接該承載盤的該固定孔，其中該座體的該連接穿孔的截面積大於該固定單元的該桿體的截面積。
8. 一種沉積機台，包括：一腔體，包括一容置空間；一擋件，位於該腔體的該容置空間內，其中該擋件的一端連接該腔體，而該擋件的另一端則形成一環形凸起；一覆蓋環，放置在該擋件的該環形凸起上，並包括一對位凹槽；一具有可調式對位裝置的承載機構，位於該容置空間內，包括： 一承載盤，包括一承載面及至少一定位孔，其中該定位孔位於該承載面上，而一晶圓則用以放置該承載面上，並覆蓋該承載面上的該定位孔；複數個可調式對位裝置，位於該承載盤的該承載面周圍，並包括；一座體，連接該承載盤；一對位銷，連接該座體，用以對位該覆蓋環，並隨著該座體相對於該承載盤的該承載面位移；至少一固定單元，經由該座體連接該承載盤，以將該座體固定在該承載盤上，並固定該對位銷的位置；及一定位治具，用以放置在該承載盤上，該定位治具包括：一板體；複數個對位部，設置在該板體上，其中該對位部包括：一對位銷定位孔，位於該板體上；至少一穿孔，位於該板體上，其中該定位治具連接該承載盤時，各個該可調式對位裝置的該對位銷會位於各個該對位部的該對位銷定位孔內，而該固定單元則朝向各個該對位部的該穿孔；及一定位單元，用以插入該承載盤的該定位孔，以定位該定位治具及該承載盤。

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