TWM614087U - 基板承載固定裝置及應用該基板承載固定裝置的薄膜沉積設備 - Google Patents

Abstract

本新型為一種基板承載固定裝置，主要包括一承載盤、一第一蓋環及一第二蓋環，其中承載盤包括一承載面用以承載一基板。第二蓋環連接第一蓋環，並放置在第一蓋環的內側，其中第一蓋環的周長大於第二蓋環，並用以承載第二蓋環。當承載盤朝第一蓋環及第二蓋環位移時，第二蓋環會接觸承載盤上的基板，以將基板固定在承載盤的承載面上，並可對基板進行薄膜沉積製程。

Description

基板承載固定裝置及應用該基板承載固定裝置的薄膜沉積設備

本新型有關於一種基板承載盤固定裝置，尤指一種應用該基板承載盤固定裝置的薄膜沉積設備，用以將基板固定在承載盤上，並對基板進行薄膜沉積製程。

化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)及原子層沉積(ALD)皆是常用的薄膜沉積設備，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基板承載盤，其中基板承載盤位於腔體內，並用以承載至少一基板。以物理氣相沉積為例，腔體內需要設置一靶材，其中靶材面對基板承載盤上的基板。在進行物理氣相沉積時，會透過固定裝置將基板固定在基板承載盤上，並將惰性氣體及/或反應氣體輸送至腔體內，分別對靶材及基板承載盤施加偏壓，其中基板承載盤還會加熱承載的基板。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基板承載盤上的偏壓吸引，並沉積在加熱的基板的表面，以在基板的表面形成薄膜。

一般而言，半導體設備製造商製作的薄膜沉積設備通常只適用於單一種尺寸的基板，若要對不同尺寸的基板進行沉積，往往需要大幅度的更改薄膜沉積設備的構造，或者是添購不同規格的薄膜沉積設備。不僅造成使用上的不便，更會大幅增加製程的成本。

如先前技術所述，習用的薄膜沉積設備通常只能對單一尺寸的基板進行沉積，進而造成使用上的不便，並可能會大幅增加製程的成本。為此本新型提出一種新穎的基板承載固定裝置及應用該基板承載固定裝置的薄膜沉積設備，可用以將兩種以上尺寸的基板固定在承載盤上並進行沉積，有利於提高基板承載固定裝置及薄膜沉積設備的適用範圍，並可降低製程的成本。

本新型的一目的，在於提出一種基板承載固定裝置，主要包括一承載盤、一第一蓋環及一第二蓋環，其中承載盤用以承載至少一基板。第一蓋環用以承載第二蓋環，其中第二蓋環的周長或半徑小於第一蓋環，並放置在第一蓋環的內側。當承載盤帶動承載的基板朝第二蓋環的方向靠近時，第二蓋環將會接觸基板，並將基板固定在承載盤上。

在實際應用時可將第二蓋環由第一蓋環上取下，並以具有較大半徑或周長的第一蓋環將較大尺寸的基板固定在承載盤上。此外將第二蓋環放置在第一蓋環上時，則可以具有較小半徑或周長的第二蓋環將較小尺寸的基板固定在承載盤上，使得基板承載固定裝置適用於固定兩種不同尺寸的基板，並可用以對兩種不同尺寸的基板進行薄膜沉積。此外，第二蓋環的重量小於第一蓋環或第一與第二蓋環的總和，可避免將基板固定在承載盤時造成基板的破損。

本新型的一目的，在於提出一種基板承載固定裝置，主要包括一承載盤及一承載構件，其中承載盤的一承載面用以承載至少一基板，而承載構件則設置在承載盤上，並位於基板的下方。

承載構件連接至少一升降單元，並透過升降單元驅動承載構件相對於承載盤位移。當升降單元驅動承載構件離開承載盤時，承載構件會帶動基板離開承載盤的承載面，以利於透過一機械手臂拿取承載構件上的基板，或者是將基板放置在承載構件上。而後升降單元可驅動承載構件朝承載盤位移，並將基板放置在承載盤的承載面。

為了達到上述的目的，本新型提出一種基板承載固定裝置，用以承載及固定至少一基板，包括：一承載盤，包括一承載面用以承載基板；一第一蓋環，位於承載盤的上方，並包括一第一開口；及一第二蓋環放置在第一蓋環的一內側，其中第一蓋環的周長大於第二蓋環，且第二蓋環大於第一開口，第一蓋環用以承載第二蓋環，當承載盤朝第二蓋環位移時，第二蓋環會接觸基板，以將基板固定在承載盤的承載面。

本新型提供一種薄膜沉積設備，包括：一腔體，包括一容置空間；至少一擋件，位於腔體的容置空間內，其中擋件的一端具有一環形凸緣，並於環形凸緣的內側形成一開口；一基板承載固定裝置，位於容置空間內，並用以承載至少一基板，包括：一承載盤，包括一承載面用以承載基板；一第一蓋環，設置在擋件的環形凸緣上，並包括一第一開口；及一第二蓋環，放置在第一蓋環的一內側，其中第一蓋環的周長大於第二蓋環，且第二蓋環大於第一開口，第一蓋環用以承載第二蓋環；及一支撐件，連接並帶動承載盤相對於擋件位移，其中支撐件帶動承載盤朝擋件位移時，第二蓋環會接觸基板，以將基板固定在承載盤的承載面。

所述的基板承載固定裝置或薄膜沉積設備，包括：一承載構件，設置在承載盤上，並位於基板的下方；及至少一升降單元，連接承載構件，並用以帶動承載構件相對於承載盤位移，其中升降單元帶動承載構件離開承載盤時，承載構件會帶動基板離開承載盤的承載面。

所述的基板承載固定裝置或薄膜沉積設備，其中承載構件包括一第一承載部及一第二承載部，第一承載部包括一缺口，而第二承載部則位於缺口內，升降單元連接並帶動第一承載部及基板相對於承載盤位移。

所述的基板承載固定裝置或薄膜沉積設備，其中第一蓋環包括至少一第一對位部，而第二蓋環則包括至少一第二對位部，第二蓋環連接第一蓋環時，第二對位部會對準第一對位部，以對位第二蓋環及第一蓋環。

所述的基板承載固定裝置或薄膜沉積設備，包括一環形構件連接承載盤，環形構件位於承載盤的承載面的周圍，其中環形構件及第一蓋環包括至少一對應的對位部，用以對位環形構件及第一蓋環。

所述的薄膜沉積設備，其中承載構件包括一第一承載部及一第二承載部，腔體則包括一基板進出口，第一承載部包括一缺口朝向基板進出口，第二承載部位於缺口內，而升降單元連接並帶動第一承載部及基板相對於承載盤位移。

請參閱圖1及圖2，分別為本新型基板承載固定裝置一實施例的立體分解示意圖及部分構造的放大分解示意圖。如圖所示，基板承載固定裝置10用以承載及固定至少一基板12，主要包括至少一承載盤11、一第一蓋環13及一第二蓋環15，其中加第一蓋環13及第二蓋環15位於承載盤11及基板12上方。

承載盤11包括一承載面111，用以承載基板12。第一蓋環13及第二蓋環15的俯視形狀為環形，其中第一蓋環13的最大周長及/或最大半徑大於第二蓋環15的最大周長及/或最大半徑。第二蓋環15位於第一蓋環13的上方，並以第一蓋環13承載第二蓋環15。當承載盤11朝第一蓋環13及/或第二蓋環15位移時，第二蓋環15會接觸承載盤11承載的基板12的邊緣，並將基板12固定在承載盤11的承載面111。

具體而言，第一蓋環13包括一第一開口130，而第二蓋環15包括一第二開口150，其中第一開口130的半徑、周長及/或面積大於第二開口150，且第二蓋環15的最大半徑及/或最大周長大於第一開口130。因此可將第二蓋環15設置或放置在第一蓋環13的內側，其中第二蓋環15放置在第一蓋環13時，部分的第二蓋環15的內側會凸出第一蓋環13的內側，並覆蓋部分的第一開口130，例如部分的第二蓋環15朝第一蓋環13的徑向內側凸出。

第二蓋環15的重量小於第一蓋環13及第一蓋環13與第二蓋環15的總和，其中第二蓋環15施加在基板12上的力較小，可防止基板12承受過大的壓力，而導致破損的情形發生，因此本新型所述的基板承載固定裝置10特別適用於將厚度較薄的基板12固定在承載盤11上。

在本新型一實施例中，第一蓋環13包括至少一第一對位部，而第二蓋環15則包括至少一第二對位部，當第二蓋環15放置在第一蓋環13上時，第二對位部會對準第一對位部，以對位第二蓋環15及第一蓋環13。

如圖2所示，第一蓋環13的第一對位部包括至少一第一凹槽133及/或至少一第一凸部135，其中第一凹槽133及/或第一凸部135設置於第一蓋環13的上表面131。第二蓋環15的第二對位部包括至少一第二凹槽153及/或至少一第二凸部155，其中第二凹槽153及/或第二凸部155設置於第二蓋環15的下表面151。例如第一凹槽133及第二凹槽153為環形凹槽，而第一凸部135及第二凸部155則為環形凸出部。

第一蓋環13的第一凹槽133及/或第一凸部135分別對應第二蓋環15的第二凸部155及/或第二凹槽153，其中第一凹槽133與第二凸部155的剖面形狀相近，而第二凹槽153與第一凸部135的剖面形狀相近，例如第二凹槽153的開口面積大於底部面積，而第一凸部135的底部面積則大於端部面積，其中第一凸部135及第二凹槽153具有至少一傾斜面。在將第二蓋環15放置在第一蓋環13上的時候，第一凹槽133、第一凸部135、第二凸部155及/或第二凹槽153可將第二蓋環15引導至第一蓋環13的固定位置，以完成第一蓋環13與第二蓋環15的連接。

此外第一蓋環13的下表面132可設置至少一凸緣137及至少一第三凸部139，其中凸緣137及第三凸部139可為環形凸出部。在本新型一實施例中，凸緣137連接第一蓋板13的外緣，而第三凸部139則位於凸緣137的內側。

在實際應用時，可將第二蓋環15放置在第一蓋環13上，並透過第二蓋環15將尺寸較小的基板12固定在承載盤11上。此外，亦可將第二蓋環15由第一蓋環13上取下，並透過第一蓋環13將尺寸較大的基板12固定在承載盤11上。在以第一蓋環13將較大尺寸的基板12固定在承載盤11時，有可能需要更換承載盤11或在承載盤11上配置額外的構件。

在本新型一實施例中，基板承載固定裝置10可包括一環形構件17，其中環形構件17連接承載盤11，並位於承載盤11的承載面111及/或基板12的周圍，例如環形構件17可套設在部分的承載盤11上，如圖2所示。

環形構件17及第一蓋環13包括至少一對應的對位部，以對位環形構件17及第一蓋環13。例如環形構件17的上表面可包括至少一第三凹槽171，其中第三凹槽171對應第一蓋環13的第三凸部139，並用以將第一蓋環13及第二蓋環15引導至承載盤11的固定位置，使得第二蓋環15接觸並將基板12固定在承載盤11上。

在本新型一實施例中，基板承載固定裝置10可包括至少一升降單元191及一承載構件193，其中承載構件193設置在承載盤11上，並位於承載盤11承載的基板12下方，例如承載構件193的外觀可為環狀，並位於環形構件17的內側。升降單元191連接承載構件193及承載盤11，並用以帶動承載構件193相對於承載盤11位移，例如升降單元191可相對於承載盤11的承載面111伸長，並帶動承載構件193離開承載盤11，以透過承載構件193帶動基板12離開承載盤11的承載面111。

在本新型另一實施例中，如圖3所示，升降單元191連接承載盤11，並位於承載盤11承載的基板12下方。升降單元191可相對於承載盤11的承載面111伸長，並帶動基板12離開承載盤11的承載面111，如此一來便不需要設置承載構件193。

在實際應用時，如圖2及圖4所示，可將第一蓋環13放置在一擋件27上，其中擋件27的一端可形成一環形凸緣271。擋件27的環形凸緣271位於第一蓋環13的凸緣137及第三凸部139之間，並用以承載第一蓋環13。

承載盤11連接一支撐件23，其中支撐件23用以帶動承載盤11相對於擋件27及其承載的第一蓋環13與第二蓋環15位移，如圖5所示，使得第二蓋環15接觸承載盤11承載的基板12，並將基板12固定在承載盤11上。

在本新型一實施例中，如圖6所示，支撐件23帶動承載盤11離開擋件27、第一蓋環13及第二蓋環15後，可進一步透過升降單元191帶動承載構件193離開承載盤11，使得承載構件193抬起原本位於承載盤11的承載面111上的基板12，並在基板12與承載盤11的承載面111之間形成一間隙1934。一機械手臂(未顯示)可伸入間隙1934內，並位於基板12的下方，以將承載構件193上的基板12取出，或者是將基板12放置到承載構件193上。

當機械手臂將基板12放置在承載構件193後，升降單元191會帶動承載構件193及其承載的基板12朝承載盤11的承載面111位移，以將基板12放置在承載盤11的承載面111上，如圖4所示。

在本新型另一實施例中，承載構件193包括一第一承載部1931及一第二承載部1933，其中第一承載部1931包括一缺口1932，而第二承載部1933則位於缺口1932內。具體而言，承載構件193的外觀可為環狀，第一承載部1931及第二承載部1933為部分環狀構造，當第二承載部1933位於第一承載部1931的缺口1932內時，兩者會形成環狀的承載構件193。

此外升降單元191僅連接第一承載部1931，其中升降單元191可帶動第一承載部1931及基板12離開承載盤11的承載面111，以利於機械手臂經由第一承載部1931的缺口1932拿取基板12，或者是經由缺口1932將基板12放置在第一承載部1931。

請參閱圖7，為本新型薄膜沉積設備一實施例的剖面示意圖。如圖所示，薄膜沉積設備20包括至少一基板承載固定裝置10及一腔體21，其中腔體21包括一容置空間22，而基板承載固定裝置10則位於容置空間22內，並用以承載至少一基板12。

如圖1所示，基板承載固定裝置10主要包括至少一承載盤11、一第一蓋環13及一第二蓋環15，其中第一蓋環13及第二蓋環15位於承載盤11及基板12上方。第一蓋環13及第二蓋環15的俯視形狀為環形，其中第一蓋環13的最大周長及/或最大半徑大於第二蓋環15的最大周長及/或最大半徑。

腔體21的容置空間22內設置至少一擋件27，其中擋件27的一端連接腔體21，而另一端則形成一開口。在本新型一實施例中，擋件27未連接腔體21的一端可形成一環形凸緣271，並於環形凸緣271內側形成開口。擋件27的環形凸緣271用以承載第一蓋環13，而第一蓋環13則用以承載第二蓋環15。

在本新型一實施例中，薄膜沉積裝置20可以是物理氣相沉積裝置，並於腔體21內設置一靶材26，其中靶材26面對承載盤11及/或基板12。腔體21設置至少一進氣口211，其中進氣口211流體連接腔體21的容置空間22，並用以將一製程氣體輸送至容置空間22內，以進行沉積製程，例如製程氣體可以是惰性氣體或反應氣體。此外亦可於腔體21上設置一抽氣口，並透過幫浦經由抽氣口將腔體21內的氣體抽出。

腔體21可包括一進出料口215，並可透過機械手臂經由進出料口215將基板12輸送至腔體21內，或者是經由進出料口125將腔體21內的基板12取出。

在本新型一實施例中，承載盤11連接一支撐件23，其中支撐件23用以帶動承載盤11相對於擋件27、第一蓋環13與第二蓋環15位移，如圖5所示，支撐件23帶動承載盤11朝擋件27位移，使得第二蓋環15接觸承載盤11承載的基板12，以將基板12固定在承載盤11上。

如圖6及圖7所示，支撐件23帶動承載盤11離開擋件27、第一蓋環13及第二蓋環15後，可進一步透過升降單元191帶動承載構件193或第一承載部1931離開承載盤11，使得承載構件193或第一承載部1931抬起原本位於承載盤11的承載面111上的基板12，並在基板12及承載盤11的承載面111之間形成一間隙1934，以利於透過一機械手臂(未顯示)經進出料口125將承載構件193或第一承載部1931承載的基板12取出腔體21，或者是經由進出料口125將基板12放置到承載構件193或第一承載部1931上。

當機械手臂將基板12放置在承載構件193或第一承載部1931後，升降單元191會帶動承載構件193及其承載的基板12朝承載盤11的承載面111位移，以將基板12放置在承載盤11的承載面111上，如圖4所示。

以上所述者，僅為本新型之一較佳實施例而已，並非用來限定本新型實施之範圍，即凡依本新型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，均應包括於本新型之申請專利範圍內。

10:基板承載固定裝置 11:承載盤 111:承載面 12:基板 13:第一蓋環 130:第一開口 131:上表面 132:下表面 133:第一凹槽 135:第一凸部 137:凸緣 139:第三凸部 15:第二蓋環 150:第二開口 151:下表面 153:第二凹槽 155:第二凸部 17:環形構件 171:第三凹槽 191:升降單元 193:承載構件 1931:第一承載部 1932:缺口 1933:第二承載部 1934:間隙 20:薄膜沉積設備 21:腔體 211:進氣口 215:進出料口 22:容置空間 23:支撐件 26:靶材 27:擋件 271:環形凸緣

[圖1]為本新型基板承載固定裝置一實施例的立體分解示意圖。

[圖2]為本新型基板承載固定裝置一實施例的部分構造的放大分解示意圖。

[圖3] 為本新型基板承載固定裝置又一實施例的部分構造的放大分解示意圖。

[圖4] 至[圖6]為本新型基板承載固定裝置一實施例的動作流程示意圖。

[圖7]為本新型薄膜沉積設備一實施例的剖面示意圖。

10:基板承載固定裝置

11:承載盤

12:基板

13:第一蓋環

130:第一開口

131:上表面

15:第二蓋環

150:第二開口

Claims (10)

1. 一種基板承載固定裝置，用以承載及固定至少一基板，包括： 一承載盤，包括一承載面用以承載該基板； 一第一蓋環，位於該承載盤的上方，並包括一第一開口；及 一第二蓋環，放置在該第一蓋環上，其中該第一蓋環的周長大於該第二蓋環，且該第二蓋環大於該第一開口，該第一蓋環用以承載該第二蓋環，當該承載盤朝該第二蓋環位移時，該第二蓋環會接觸該基板，以將該基板固定在該承載盤的該承載面。
2. 如請求項1所述的基板承載固定裝置，包括： 一承載構件，設置在該承載盤上，並位於該基板的下方；及 至少一升降單元，連接該承載構件，並用以帶動該承載構件相對於該承載盤位移，其中該升降單元帶動該承載構件離開該承載盤時，該承載構件會帶動該基板離開該承載盤的該承載面。
3. 如請求項2所述的基板承載固定裝置，其中該承載構件包括一第一承載部及一第二承載部，該第一承載部包括一缺口，而該第二承載部則位於該缺口內，該升降單元連接並帶動該第一承載部及該基板相對於該承載盤位移。
4. 如請求項1所述的基板承載固定裝置，其中該第一蓋環包括至少一第一對位部，而該第二蓋環則包括至少一第二對位部，該第二蓋環連接該第一蓋環時，該第二對位部會對準該第一對位部，以對位該第二蓋環及該第一蓋環。
5. 如請求項1所述的基板承載固定裝置，包括一環形構件連接該承載盤，該環形構件位於該承載盤的該承載面的周圍，其中該環形構件及該第一蓋環包括至少一對應的對位部，用以對位該環形構件及該第一蓋環。
6. 一種薄膜沉積設備，包括： 一腔體，包括一容置空間； 至少一擋件，位於該腔體的該容置空間內，其中該擋件的一端具有一環形凸緣，並於該環形凸緣的內側形成一開口； 一基板承載固定裝置，位於該容置空間內，並用以承載至少一基板，包括： 一承載盤，包括一承載面用以承載該基板； 一第一蓋環，設置在該擋件的該環形凸緣上，並包括一第一開口；及 一第二蓋環，放置在該第一蓋環上，其中該第一蓋環的周長大於該第二蓋環，且該第二蓋環大於該第一開口，該第一蓋環用以承載該第二蓋環；及 一支撐件，連接並帶動該承載盤相對於該擋件位移，其中該支撐件帶動該承載盤朝該擋件位移時，該第二蓋環會接觸該基板，以將該基板固定在該承載盤的該承載面。
7. 如請求項6所述的薄膜沉積設備，包括： 一承載構件，設置在該承載盤上，並位於該基板的下方；及 至少一升降單元，連接該承載構件，並用以帶動該承載構件相對於該承載盤位移，其中該升降單元帶動該承載構件離開該承載盤時，該承載構件會帶動該基板離開該承載盤的該承載面。
8. 如請求項7所述的薄膜沉積設備，其中該承載構件包括一第一承載部及一第二承載部，該腔體則包括一基板進出口，該第一承載部包括一缺口朝向該基板進出口，該第二承載部位於該缺口內，而該升降單元連接並帶動該第一承載部及該基板相對於該承載盤位移。
9. 如請求項6所述的薄膜沉積設備，其中該第一蓋環包括至少一第一對位部，而該第二蓋環則包括至少一第二對位部，該第二蓋環連接該第一蓋環時，該第二對位部會對準該第一對位部，以對位該第二蓋環及該第一蓋環。
10. 如請求項6所述的薄膜沉積設備，包括一環形構件連接該承載盤，該環形構件位於該承載盤的該承載面的周圍，其中該環形構件及該第一蓋環包括至少一對應的對位部，用以對位該環形構件及該第一蓋環。

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