专利名称：基板处理设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基板处理设备，用于在位于其中的晶片上进行沉积。
背景技术：
通常，半导体器件的制造例如包括在硅晶片上形成电路图案的工艺；和将晶片切割成预定尺寸并用环氧树脂包封来封装基板的封装工艺等。在晶片上形成电路图案需要一系列工艺，包括具有预定厚度的薄膜的沉积、用于将光致抗蚀剂涂覆到所沉积的薄膜上并经由曝光和显影形成光致抗蚀剂图案的光刻、用于使用光致抗蚀剂图案来图案化薄膜的蚀刻 、用于将特定离子注入到晶片的预定区域中的离子注入、和用于去除杂质的清洗。在工艺腔室内执行这些工艺，其中在工艺腔室中产生用于相应工艺的最佳环境。此外，通过在晶片上沉积多个薄膜层并蚀刻所沉积的薄膜层来制造半导体晶片、有机晶片和太阳能电池晶片，以使其具有期望的特性。在前述工艺当中，薄膜沉积可广泛分为使用物理碰撞(physical collision)的物理气相沉积(PVD)(比如溅射)和使用化学反应的化学气相沉积(CVD)。通常，由于和PVD相t匕，CVD具有卓越的厚度均匀性和台阶覆盖能力，因此较常使用CVD。CVD可包括大气压CVD(APCVD)JgSCVD (LPCVD)、等离子体增强 CVD (PECVD)和金属有机 CVD (MOCVD)0在几种CVD当中，MOCVD是使用金属有机化合物的CVD，其中以高压将金属有机化合物流提供至具有反应空间的腔室内的被加热晶片的表面上，从而在晶片表面上形成薄膜。MOCVD的优势在于不会引起对晶片或者结晶表面的损伤以及由于相对较快的沉积速率可实现工艺时间的缩短。所执行的薄膜沉积在经由一个循环获得的薄膜厚度方面存在限制，因此应当重复执行几十次至几百次以获得所需的膜厚度，从而导致工艺速率非常慢。由此，为了提高沉积产率，通常使多个晶片直接位于单个主盘上或者在多个晶片与主盘之间插入多个辅助基座。特别是，关于M0CVD，通常通过在完成沉积之后一个接一个地升降和释放位于单个主盘上的多个晶片、或者通过释放其上设置有每个晶片的每个辅助基座，执行每个晶片的释放。由于晶片数量巨大，因此一个接一个地释放晶片或者辅助基座需要很长的释放时间，导致晶片释放效率严重降低。
发明内容
技术问题本发明的目的在于解决基板处理设备中存在的问题，其中在完成沉积之后，能够将整个主盘释放到腔室外部，该整个主盘容纳在沉积工艺腔室内以支撑位于其上用于沉积的多个晶片。
解决问题的方案可通过提供这样一种基板处理设备实现本发明的目的，该基板处理设备包括具有反应空间的腔室；设置在所述腔室上的盖，所述盖用于选择性地打开或关闭所述反应空间；容纳在所述腔室内的主盘，在所述主盘上放置有至少一个晶片；和驱动装置，所述驱动装置包括用于选择性地旋转所述主盘的驱动轴和用于驱动所述驱动轴的驱动单元，其中所述驱动轴可分离地耦合到所述主盘以传送驱动力，以及当所述盖打开以暴露出所述反应空间时，所述主盘与所述驱动轴分离且在所述晶片放置在所述主盘上的状态下被释放到所述腔室的外部。在释放所述主盘时，所述驱动单元可升高所述驱动轴以升高所述主盘。当所述盖升降以打开所述腔室时，所述盖可夹持所述主盘以与所述主盘一起升降。
所述盖可包括至少一个夹持单元，所述至少一个夹持单元具有用于选择性地夹持所述主盘的夹持臂。所述夹持臂可水平移动以仅在释放所述主盘期间支撑所述主盘的下表面。所述夹持臂可耦合到所述盖的下部位置，或者与所述盖一体地形成。所述腔室的上端高度可低于所述主盘的下表面高度。所述盖可包括用于支撑所述主盘的上表面的支撑单元，在所述主盘的旋转期间该支撑单元与所述主盘一起旋转。所述支撑单元可包括自所述盖向所述主盘的上表面延伸的支撑轴；向所述支撑轴提供弹性力的弹性部件；和放置在所述盖上以支撑所述支撑轴和所述弹性部件的支撑罩。所述支撑单元还可包括用于冷却所述支撑轴或所述弹性部件的冷却部件。在所述驱动轴的上端可设置有驱动齿轮，在所述主盘的下表面中可形成有安置凹陷，所述驱动齿轮安置在所述安置凹陷中，所述安置凹陷在其横向表面形成有齿轮凹槽以与所述驱动齿轮啮合。所述盖可在其下端设置有开口，用于在释放所述主盘时引入机械臂；所述腔室可在其上端设置有与该开口啮合的延伸部分，以在所述盖遮盖所述腔室时关闭该开口。该盖可包括一个或多个夹持单元，每一个夹持单元具有用于选择性地夹持所述主盘的夹持臂，所述夹持单元在除了所述开口之外的所述盖的横向表面上彼此间隔开。根据本发明的另一个方面，提供一种基板处理设备，包括具有用于晶片沉积的反应空间的腔室；可旋转地安装在所述反应空间内的主盘；和可分离地耦合到所述主盘的下表面的驱动轴，所述驱动轴用于选择性地旋转或垂直移动所述主盘，其中所述腔室在释放所述主盘时打开。在晶片沉积期间如果所述主盘的高度低于所述腔室的上端高度，则在释放所述主盘时可升高所述驱动轴以使所述主盘的高度高于所述腔室的上端高度。所述基板处理设备还可包括盖，所述盖设置在所述腔室上用以选择性地打开或关闭所述反应空间，在释放所述主盘时该盖用于将所述主盘拖拉至高于所述腔室的上端的高度。根据本发明的又一个方面，提供一种基板处理设备，包括具有反应空间的腔室，所述腔室在其横向表面设置有开口 ；容纳在所述腔室内的主盘，在所述主盘上放置有至少一个晶片；和驱动装置，所述驱动装置包括用于选择性地旋转所述主盘的驱动轴和用于驱动所述驱动轴的驱动单元，其中所述驱动轴可分离地耦合到所述主盘以传送驱动力，所述主盘与所述驱动轴分离，且在所述晶片放置在所述主盘上的状态下通过所述腔室的开口被释放到所述腔室的外部。所述腔室的开口可通过可滑动地安装到所述腔室的横向表面的罩部件而选择性地打开或关闭。所述基板处理设备还可包括阀组件，所述阀组件包括设置在所述开口处的阀套和安装在所述阀套中用以选择性地打开或关闭所述腔室的开口的叶片。所述阀组件的叶片可包括密封部件。 本发明的有益效果根据本发明的基板处理设备具有在完成沉积之后将整个主盘释放到腔室外部的效果，该整个主盘容纳在沉积工艺腔室内以支撑位于其上用于沉积的多个晶片。而且，与单独释放晶片或者辅助基座相比，根据本发明的基板处理设备能实现显著提高的晶片释放效率。而且，在根据本发明的基板处理设备中，由于同时释放多个晶片，能够使单独释放晶片或辅助基座时导致的各晶片之间的温度偏差最小化，这防止了薄膜质量的恶化。附图简要说明包括附图以提供对本发明的进一步理解，附图示出了本发明的实施方式，且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中图I示出了根据本发明的基板处理设备的一个实施方式。图2示出了根据本发明的基板处理设备的另一操作状态。图3示出了根据本发明的基板处理设备的另一实施方式。图4示出了图3中所示的基板处理设备的另一操作状态。图5示出了根据本发明的基板处理设备的另一实施方式。图6示出了图5中所示的基板处理设备的另一操作状态。图7示出了根据本发明的基板处理设备的另一实施方式。图8示出了图7中所示的基板处理设备的另一操作状态。图9示出了根据本发明的基板处理设备的另一实施方式。
图10示出了图9中所示的基板处理设备的另一操作状态。图11示出了图9中所示的基板处理设备的另一操作状态。图12示出了图9中所示的基板处理设备的另一操作状态。图13示出了根据本发明的基板处理设备的另一实施方式。图14示出了图13中所示的基板处理设备的另一操作状态。图15示出了图13中所示的基板处理设备的另一操作状态。图16示出了图13中所示的基板处理设备的另一操作状态。图17示出了根据本发明的基板处理设备的另一实施方式。图18示出了图17中所示的基板处理设备的另一操作状态。
图19示出了图17中所示的基板处理设备的另一操作状态。图20示出了根据本发明的基板处理设备的另一实施方式。图21示出了图20中所示的基板处理设备的另一操作状态。图22示出了图20中所示的基板处理设备的另一操作状态。图23示出了图20中所示的基板处理设备的另一操作状态。图24示出了根据本发明的基板处理设备的另一实施方式。图25示出了图24中所示的基板处理设备的另一操作状态。图26示出了根据本发明的基板处理设备的另一实施方式。
图27示出了图26中所示的基板处理设备的另一操作状态。图28示出了根据本发明的基板处理设备的另一实施方式。图29示出了图28中所示的基板处理设备的另一操作状态。图30a和30b示出了根据本发明的基板处理设备的驱动轴的实例。实施本发明的最佳模式现在将详细参考本发明的优选实施方式，其中的多个实例在附图中示出。但是，本发明可体现为多种替换形式且不应认为其限于本文中列举的实施方式。而是，提供这些示范性实施方式是为了使本发明的公开内容全面且完整，并且将其范围充分地传达给所属领域技术人员。在整个附图中将使用相同的参考标号表示相同或者相似的部件。图I示出了根据本发明的基板处理设备1000的一个实施方式。基板处理设备1000包括具有反应空间s的腔室400 ;设置在腔室400上以选择性地打开或关闭反应空间s的盖300 ;容纳在腔室400内的主盘500，在主盘500上安置有一个或多个晶片10 ；以及驱动装置600，包括选择性地旋转主盘500的驱动轴610和用于驱动驱动轴610的驱动单元620。驱动轴610可分离地耦合到主盘500以传送驱动力。当盖300打开以暴露出反应空间s时，在晶片10位于主盘500上的状态下将主盘500释放到腔室400外部。基板处理设备1000具有如下特点释放整个主盘500(晶片10或者辅助基座位于整个主盘500上)，而不是像常规基板处理设备那样单独释放晶片10或辅助基座。近来，主盘500的尺寸不断增加。由此，基板处理设备1000包括用于选择性地打开或关闭腔室400的反应空间s的盖300。当盖300打开时，可自腔室400释放主盘500 (晶片10位于主盘500上)。下文将描述用于释放主盘500的具体方法。具有用于晶片沉积的反应空间s的腔室400被配置成在释放主盘500期间打开。气体馈送单元100可设置在盖300处以向主盘500提供工艺气体。具体地，气体馈送单元100将工艺气体馈送到气体注入单元200中以在多个晶片10上方均匀地注入工艺气体。气体馈送单元100和气体注入单元200可经由气体馈送管道150彼此连接。气体注入单元200可耦合到遮盖了腔室400的顶部的盖300。气体注入单元200可具有多个注入孔210。具有多个注入孔210的气体注入单元200能够确保工艺气体的均匀注入。腔室400大致采取在内部限定内部空间的桶状。有效的是，腔室400可为圆柱形或者多边形的桶状。
其上安置有晶片10的主盘500被可旋转地安装在腔室400的反应空间s内。主盘500通过可分离地耦合到其下表面的驱动轴610而被驱动。用于驱动驱动轴610的驱动单元620连接到驱动轴610的下端。驱动单元620可垂直地移动或者旋转驱动轴610。具体地,驱动单元620可包括用于旋转驱动轴610的马达。基板处理设备1000可包括容纳在腔室400内用以加热位于主盘500上的晶片10的加热器800。在根据图I中所示的本发明的实施方式中，加热器800位于主盘500下方。加热器800可包括多个同心环。加热器800可以是基于高频电流的电磁感应而操作的高频电加热器，或者是红外加热器。如果加热器800是高频电加热器，则加热器800利用高频电流的电磁感应来加热 主盘500。在这种情况下,加热器800可包括螺旋感应线圈(高频电流流经该感应线圈)、向感应线圈施加高频电流的高频电源(未示出)和冷却感应线圈的冷却器(未示出)。通过高频电加热，可在主盘500附近产生均匀的高频磁场。在这种情况下，主盘500的表面温度可根据各圈感应线圈之间的距离和/或感应线圈与主盘500之间的距离而变化。加热器800可位于主盘500下方，以将位于主盘500上的晶片10加热至期望的沉
积温度。主盘500可包括其中安置有一个或多个晶片10的安置区。而且，主盘500可由能够通过高频感应加热(即高频电流的电磁感应)而被加热到至少300°C的材料制成。当然，主盘500优选由能够被加热到最高1400°C的材料制成。在感应加热型加热器800的情况下，冷却器可用于冷却加热器800以防止加热器800过度加热。而且，为了防止由于冷却加热器800导致的热损耗，可将绝缘体700插入到主盘500和加热器800之间。绝缘体700可含有绝缘材料。绝缘体700可采用具有中心通孔的板的形式。驱动轴610的一端可分离地耦合到存在于反应空间s内的主盘500，驱动轴610的另一端自腔室400向外突出。在这种情况下，驱动轴610的另一端穿透腔室400的底部且连接到驱动单元620。由此，可在腔室400的底部穿孔以形成通孔(未示出)。驱动单元620提供用以驱动驱动轴610的驱动力。驱动力可提供用以旋转驱动轴610的旋转力，且也可提供用以升高或降低驱动轴610的垂直移动力。下文将描述驱动单元620提供用以升高或降低驱动轴610的垂直移动力的原因。此外，可在通孔附近提供诸如波纹管之类的密封部件(未示出)，以便即使在驱动驱动轴610期间也能密封腔室400的内部。此处，驱动轴610优选由具有低热传导率的材料制成。由于通过加热器800加热主盘500且驱动轴610的一端耦合到主盘500，因此驱动轴610会引起主盘500的热损耗，由此导致主盘500的温度偏差。这是用具有低热传导率的材料形成驱动轴610的原因。此外，气体排放单元900可设置在腔室400的下表面上以排放在腔室400的反应空间s内剩余的工艺气体。图2示出了根据本发明的基板处理设备1000的另一操作状态。具体地，图2示出了在图I中所示的基板处理设备1000中完成沉积之后且在释放其上安置有所沉积的晶片10的主盘500之前，盖300打开的状态。具有基板处理设备1000的反应空间s的腔室400具有开放的顶部。在完成沉积之后，盖300打开以暴露出反应空间S。为了自基板处理设备1000释放已被完全沉积的晶片10，基板处理设备1000适用于释放整个主盘5000，而不是单独释放晶片10或者其上安置有晶片10的辅助基座。而且，为了释放主盘500，代替向腔室400的横向表面提供槽阀，打开遮盖腔室400的反应空间s的盖300。但是，如图I中所示，腔室400的上端高度h2可高于主盘500的下表面的高度hi。由此，尽管可使用机械臂20来升高和释放主盘500以释放已被完全沉积的晶片10，但是在腔室400和主盘500之间的空间可能不足，可能需要本不必要的大空间以释放主盘500。为此，如图2中所示，在根据本发明的基板处理设备1000中，驱动轴610用于升高主盘500以有助于主盘500的释放。为此，图I和2中所示的基板处理设备1000的驱动单元620需要提供选择性地旋转和同时升高或降低驱动轴610所需的驱动力。具体地，在升高主盘500以使主盘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将机械臂20引入到腔室400中(h2 < h3 < hi),以便释放主盘500。由于驱动单元620升高驱动轴610直到主盘500的位置高于腔室400上端的高度h2,因此当将机械臂20水平地引入到腔室400中时能释放主盘500。驱动轴610在可分离地耦合到主盘500的同时将驱动力传送至主盘500。例如，如果驱动齿轮安装在驱动轴610的上端并且安置凹陷(在其横向表面形成有齿轮凹槽)在主盘500的下表面凹进以便啮合驱动齿轮且传送来自驱动齿轮的旋转驱动力，则当驱动轴610旋转时主盘500可旋转。一旦主盘500的下表面在由机械臂20支撑的同时升高预定高度，则主盘500可与驱动轴610分离且自腔室400释放。图3示出了根据本发明的基板处理设备1000的另一实施方式。将省略与参照图I和2的描述重复的描述。图3中所示的基板处理设备1000具有如下特点在沉积期间腔室400的上端高度低于主盘500的高度。具体地，如果在腔室400的上端位置低于主盘500的状态下盖300打开，则可省略使用驱动轴610升高主盘500以准备释放主盘500的操作。 图4示出了图3中所示的基板处理设备1000的另一操作状态。如图4中所示，当在盖300打开状态下，主盘500的下表面的高度hi高于腔室400的上端高度h2时，在以高度h3 (h2 < h3 < hi)引入机械臂20以释放主盘500时不必升高主盘500。由此，在盖300打开以暴露出反应空间s之后，简单地通过机械臂20释放主盘500。具体地，由于机械臂20的引入高度h3 (h2 < h3 < hi)高于腔室400的上端高度h2，因此在盖300打开之后将机械臂20简单地引入到腔室400中以释放主盘500。图5示出了根据本发明的基板处理设备1000的另一实施方式。图6示出了图5中所示的基板处理设备1000的另一操作状态。将省略与参照图I至4的描述重复的描述。
与上述实施方式不同，图5中示出的实施方式可进一步采用支撑单元101，其支撑主盘500的上表面且在主盘500的旋转期间发生旋转。这用于当在沉积或者释放主盘500期间通过驱动轴610驱动主盘500时，确保主盘500的驱动稳定性。支撑单元101包括支撑主盘500的上表面中心的支撑轴110 ;和设置在支撑轴110上端的弹性部件130，用以在防止损伤主盘500的同时限制由支撑轴110施加给主盘500的支撑力。弹性部件130安装在被固定到盖300上表面的支撑罩140中。支撑轴110的上端连接到弹性部件130。
考虑到支撑轴110可在支撑主盘500的同时与主盘500 —起旋转这一事实，支撑单元101还可包括例如轴承(未示出)和密封部件(未示出)。而且，为了防止过度加热弹性部件130，支撑单元101还可包括冷却部件120。冷却部件120可由高比热材料制成。冷却部件120可在一定程度上防止热量自支撑轴110转移至弹性部件130。即使在图5中示出的实施方式中，腔室400的上端高度h2也高于主盘500的下表面高度hi。如图6中所示，如果盖300升降且打开，则安装到盖300上以支撑主盘500的支撑轴110与盖300 —起升降。而且，驱动轴610升高主盘500以准备释放主盘500。也就是说，在升高主盘500以使主盘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将机械臂20引入到腔室400中(h2 < h3 < hi),以便释放主盘500。与图I和2中所示的实施方式相似，当驱动单元620升高驱动轴610以使主盘500的下表面位置高于腔室400的上端且将机械臂20水平地引入到腔室400中时，可释放主盘500。当盖300打开时，支撑单元101的支撑轴110与主盘500分离且与盖300 —起升降，由此实现主盘500的释放。图7示出了根据本发明的基板处理设备1000的另一实施方式，图8示出了图7中所示的基板处理设备1000的另一操作状态。将省略与参照图I至6的描述重复的描述。与图3和4中所示的实施方式相似，但是与图5和6中所示的实施方式不同，图7和8中所示的实施方式具有如下特点腔室400的上端位置低于主盘500的下表面。相似地，当完成沉积之后盖300升降且打开时，耦合到盖300的支撑轴110与主盘500的上表面分离。由此，如果在腔室400的上端高度h2低于主盘500的下表面高度hi的条件下盖300打开，则可省略使用驱动轴610升高主盘500以准备释放主盘500的操作。如图8中所示，由于在盖300的打开状态下主盘500的下表面高度hi大于腔室400的上端高度h2，因此不必升高主盘500以准备使用机械臂20释放主盘500。由此，在盖300打开以暴露出反应空间s之后，以引入高度h3将机械臂20引入到腔室400中，引入高度h3高于腔室400的上端高度h2且低于主盘500的下表面高度hl(h2 < h3 < hi )，从而实现主盘500的释放。图9示出了根据本发明的基板处理设备1000的另一实施方式。图10示出了图9中所示的基板处理设备1000的另一操作状态，图11示出了图9中所示的基板处理设备1000的另一操作状态，图12示出了图9中所示的基板处理设备1000的另一操作状态。
将省略与参照图I至8的描述重复的描述。根据本发明的基板处理设备1000还包括设置在腔室400上用以选择性地打开或关闭反应空间s的盖300。盖300可被配置成将主盘500拖拉至高于腔室400的上端的位置，以便释放主盘500。在图9中所示的实施方式中，用于选择性地打开或关闭腔室400内的反应空间s的盖300包括用以选择性地夹持主盘500的下表面的至少一个夹持单元1200。夹持单元1200可包括选择性地朝向主盘500的下表面突出的夹持臂1220 ;和用以支撑且移动夹持臂1220的夹持驱动单元1210。此处，夹持臂1220可仅在主盘500的释放期间选择性地突出以支撑主盘500的下表面，或者夹持臂1220可固定到盖300的下部或与盖300的下部一体地形成。 可在接近腔室400上端的位置处将夹持驱动单元1210安装到盖300的内表面，且夹持驱动单元1210可向夹持臂1220提供自盖300的内表面选择性地突出所需的驱动力。不特别限制夹持驱动单元1210的类型，只要其提供用以选择性地使夹持臂1220突出的驱动力即可。在图9中所示的基板处理设备1000中，由于在沉积期间腔室400的上端高度h2高于主盘500的下表面高度hl，因此在腔室400内必须升高主盘500至预定高度或更高以准备释放主盘500。如图10中所示，在完成沉积之后主盘500的释放准备阶段，当驱动驱动轴610以将其升高时可在反应空间s中升高主盘500。一旦将主盘500升高到高于夹持臂1220的突出高度h4，便可驱动设置在盖300处的夹持臂1220以朝向主盘500的下表面突出。选择性地使夹持臂1220突出的原因是当盖300升降以打开反应空间s时允许主盘500与盖300 —起升降。如图11中所示，当盖300升降且打开时，夹持臂1220支撑主盘500的下表面，允
许主盘500与升降的盖300 —起升降。在通过夹持臂1220与盖300的打开同时地升降主盘500之后，可确定用于释放主盘500的机械臂20的引入高度h3。如果升高主盘500完全取决于驱动轴610，则主盘500可显示出不稳定的升高动作，且可能不能获得足够的升高高度。如图11中所示，允许与盖300的升降同时地通过夹持单元1200升降主盘500，可确保能够以自由确定的高度引入机械臂20。此外，一旦引入了机械臂20以支撑主盘500的下表面，则夹持单元1200可返回至其初始位置。如图11中所示，当引入机械臂20时，可以以与主盘500的下表面充分间隔开的高度h3引入机械臂20，而不会有相互干扰的风险。在这种情况下，机械臂20可向上移动，或者盖300可降低，以允许主盘500位于机械臂20上。图12示出了当采用盖300降低时的实施方式。一旦主盘500位于机械臂20上，则夹持臂1220可收缩至其初始位置。这用于在释放主盘500期间防止干扰。在图9至12中示出的实施方式中，在完成沉积之后，可在朝向图中或自图向外的方向上引入用于释放主盘500的机械臂20。由此，为了使在朝向图中的方向引入的机械臂20能够释放主盘500，盖300可具有在其下部穿孔以具有预定高度的开口 320 (由虚线指定)。开口 320在沉积期间由设置在腔室400上端的延伸部分420 (由虚线指定)关闭且仅当盖300打开时暴露到外部。盖300的开口 320可设置在夹持臂1220不能抵达的位置。假设使用最小数量的夹持臂1220且开口 320的尺寸大于主盘500的尺寸，则主盘500可通过在朝向图中的方向引入的机械臂20释放。图13示出了根据本发明的基板处理设备1000的另一实施方式。图14示出了图13中所示基板处理设备1000的另一操作状态，图15示出了图13中所示的基板处理设备1000的另一操作状态，图16示出了图13中所示基板处理设备1000的另一操作状态。甚至在图13至16中所示的实施方式中，根据本发明的基板处理设备1000还包括 设置在腔室400上以选择性地打开或关闭反应空间s的盖300。盖300可被配置成将主盘500拖拉至高于腔室400上端的位置，以便释放主盘500。用于选择性地打开或关闭腔室400内反应空间s的盖300包括用以选择性地夹持主盘500的下表面的至少一个夹持单元1200。夹持单元1200可包括朝向主盘500的下表面选择性地突出的夹持臂1200’和用以支撑且移动夹持臂1220’的夹持驱动单元1210。夹持臂1220’可仅在主盘500的释放期间选择性地突出以支撑主盘500的下表面。与图9至12中所示的实施方式相似，夹持驱动单元1210可在接近腔室400上端的位置处安装到盖300的内表面，且夹持驱动单元1210可以向夹持臂1220’提供自盖300的内表面选择性地突出所需的驱动力。在图13中所示的基板处理设备1000中，由于在沉积期间腔室400的上端高度h2高于主盘500的下表面高度hl，因此在腔室400内必须升高主盘500至预定高度或更高以准备释放主盘500。如图14中所示，在完成沉积之后主盘500的释放准备阶段，当驱动驱动轴610以将其升高时在反应空间s内可升高主盘500。一旦将主盘500升高到高于夹持臂1220’的突出高度h4，便可驱动设置在盖300处的夹持臂1220’以朝向主盘500的下表面突出。如图15中所示，与上述实施方式相似，当升降且打开盖300时，夹持臂1220’支撑主盘500的下表面，允许主盘500与升降的盖300 —起升降。在夹持臂的形状和主盘的释放方面，图13至16中所示的实施方式与图9至12中所示的实施方式不同。如图13中所示，夹持臂1220’可被塑形为使上表面的水平宽度大于下表面的水平宽度。通过这种结构，夹持臂1220’可具有倾斜的横向表面。具体地，夹持臂1220’可指向其突出方向。夹持臂1220’的这种形状可具有最小化当主盘500位于用于释放主盘的机械臂20上时导致的震动的效果。与上述实施方式不同，在驱动轴610升高主盘500 (见图14)且夹持臂1220’支撑主盘500的下表面(见图15)的状态下，以预定高度h3引入机械臂20，之后如图16中所示，夹持臂1220’收缩，使主盘500能够沿着夹持臂1220’的倾斜横向表面平滑地移动到机械臂20上。在图13至16中所示的实施方式中，与图9至12中所示实施方式不同，可省略在盖30夹持主盘500的状态下降低盖300以使主盘500位于用于释放主盘500的机械臂20上的操作，从而提高了主盘500的释放效率。图17示出了根据本发明的基板处理设备1000的另一实施方式。图18示出了图17中所示基板处理设备1000的另一操作状态，图19示出了图17中所示基板处理设备1000的另一实施方式。将省略与参照图I至16的描述重复的描述。具体地，在图17中所示的实施方式中，设置在盖300处的夹持臂1220可固定到盖300。夹持臂1220可与盖300 —体地形成，或者可预先与盖300分离地制造、然后与盖300紧固在一起。在本实施方式中，多个夹持臂1220可在盖300的下端表面上以预定距离彼此间隔开。图17中所示的基板处理设备1000与图9至16中所示的基板处理设备1000不同， 可省略通过驱动轴610升高主盘500以准备释放主盘500的操作。如图17中所示，如果通过驱动轴610旋转主盘500，则夹持臂1220与主盘500的下表面间隔开以便不会与主盘500的旋转相互干扰。也就是说，当基板处理设备1000的腔室400的上端位置低于主盘500且将夹持臂1220固定到盖300的下端时，如图18中所示，当盖300升降以打开时主盘500可与盖300
一起升降。如图18中所示，在升降了盖300 (已经通过盖300捕获了主盘500)且机械臂20接入到主盘500的下表面之后，主盘500经由机械臂20的向上移动或者盖300的降低而位于机械臂20的上表面上。之后，如图19中所示，盖300降低至预定高度，这能防止在通过机械臂20释放主盘500时导致的夹持臂1220和主盘500之间的摩擦。图20示出了根据本发明的基板处理设备1000的另一实施方式。图21示出了图20中所示的基板处理设备1000的另一操作状态，图22示出了图20中示出的基板处理设备1000的另一操作状态，图23示出了图20中所示的基板处理设备1000的另一操作状态。在图20中所示的实施方式中，夹持臂1220’可旋转地设置在盖300处。具体地，夹持臂1220’可经由铰链1220h向下可旋转地耦合到盖300。在本实施方式中，多个夹持臂可设置在盖300的下部位置处，例如，设置在盖300的下端表面处。在图20中所示的基板处理设备1000中，如果盖300(已经通过盖300捕获了主盘500)升降以打开反应空间S，如图21中所示，机械臂20可接入到主盘的下表面(见图20)。为了使主盘500能够位于机械臂20上，首先，如图22中所示，夹持臂1220’向下枢转地旋转，使机械臂20与主盘500的下表面之间的距离减小。然后，如图23中所示，一旦夹持臂1220’已经完全向下旋转，就自夹持臂1220’释放主盘500且由此主盘500可位于机械臂20上，而无需向上移动机械臂20或者降低盖30。在图20至23中所示的实施方式中，夹持臂1220’可具有与图13至16中所示相同的形状。具体地，夹持臂1220’被配置成使得上表面的水平宽度小于下表面的水平宽度以使夹持臂1220’具有倾斜的横向表面。这种形状能最小化在主盘500位于机械臂20上时引起的震动或振动。图24示出了根据本发明的基板处理设备1000的另一实施方式。图25示出了图24中所示的基板处理设备1000的另一操作状态。如图24中所示的基板处理设备1000包括具有反应空间s的腔室400 ;容纳在腔室400中的主盘500，在主盘500上放置有一个或多个晶片10 ；以及驱动装置600，驱动装置600包括用于选择性地旋转主盘500的驱动轴610和用于驱动驱动轴610的驱动单元620。驱动轴610可分离地耦合到主盘500以向其传送驱动力。与单独释放晶片10或辅助基座的常规基板处理设备1000不同，如果盖300打开以暴露反应空间S，则将其上放置有晶片10的主盘500释放到腔室400外部。此外，以与上述实施方式相同的方式，在释放主盘500时，打开具有用于晶片沉积的反应空间s的腔室400。但是，在图24中所示的实施方式中，腔室400的横向表面被部分地配置成打开，而不是采用诸如盖等的罩结构来打开腔室400的反应空间S。为了部分地打开腔室400，腔室400可设置有开口 420。为了选择性地打开或关闭腔室400的开口 420，可将罩部件300’设置在腔室400的外表面。 罩部件300’可滑动地耦合到腔室400的外表面。罩部件300’设置有密封部件310’以防止在薄膜沉积期间反应气体泄漏。如图25中所示，在完成沉积之后，驱动轴610将主盘610升高至与开口 420齐平的高度，罩部件300’滑动以打开开口 420，从而允许以预定高度h3将机械臂20引入到腔室400中。以这种方式，可以释放主盘500。图26示出了根据本发明的基板处理设备1000的另一实施方式，图27示出了图26中所示的基板处理设备1000的另一操作状态。与图24和25中所示的基板处理设备1000相似，图26中示出的基板处理设备1000被配置成使得腔室400的横向表面被部分打开，而不是采用诸如盖之类的罩结构来打开腔室400内的反应空间S。腔室400可设置有开口 420以部分地打开腔室400的横向表面。腔室400可在其外表面上设置用以选择性地打开或关闭开口 420的阀组件1100。设置阀组件1100来选择性地关闭腔室400的开口 420。阀组件1100包括阀套1100 ;和可移动地设置在阀套1110中的叶片1130，用以打开或关闭在阀套1110中穿孔的开口 1120。此处，开口 1120用作主盘500的入口 /出口。可考虑主盘500和机械臂20的尺寸来确定开口 1120的尺寸。将阀驱动单元1140设置在阀套1110下方以驱动叶片1130。阀驱动单元1140的驱动轴1145穿透阀套1110并连接到叶片1130。叶片1130的垂直高度高于开口 1120的垂直高度。在这种情况下，术语“垂直”是指平行于叶片1130移动方向的方向。叶片1130在其表面上设置有与阀套1110接触的密封部件1135。密封部件1135可被配置成围绕开口 1120的外围。在这种情况下，密封部件1135可为O型环，且可附加地提供导电的O型环。图27示出了通过阀驱动单元1140降低叶片1130以打开开口 1120的状态。尽管图26示出了在阀套1110的相对壁中穿孔的两个开口 1120，但叶片1130可设置在仅一个开口 1120处。这是由于真空腔室的位置向着通过叶片1130关闭的一个开口 1120，未设置有叶片1130的另一开口 1120用作机械臂20的进入通道，如下文将描述的。
如果反应腔室和真空腔室分别位于阀组件的相反侧，则阀组件可包括分别设置在其相反方向上的两个叶片。具体地，在图27中所示的机械臂20进入到分离的反应或者真空腔室中的情况下，叶片1130可设置在阀套1110的两个开口 1120处。通过这种结构，尽管设置开口以选择性地释放主盘500，但是腔室400可被更有效地安置。图28示出了根据本发明的基板处理设备1000的另一实施方式，图29示出了图28中所示的基板处理设备1000的另一操作状态。将省略与参照图26和27的描述重复的描述。图28和29中所示的实施方式基本上对应于图26和27中所示的实施方式，将省略其重复描述。在图28和29中示出的实施方式中，腔室400的开口 420设置有向外突出部分421。向外突出部分421被插入到阀组件1100的开口 1120中且通过叶片1130关闭。通过为开口 420设置向外突出部分421，可实现阀组件1100的改善的组件效率以及由于紧密啮合带来的卓越的密封性能。由此，图28和29中示出的实施方式具有如下特点叶片1130具有不同于图26和27中所示实施方式中的尺寸。具体地，在本实施方式中，叶片1130的垂直高度可对应于在阀套1100中形成的开口 1120的垂直高度。叶片1130在其表面设置有与开口 1120接触的密封部件1135，以完全密封开口1120。可在水平方向以及在垂直方向上驱动叶片1130。这使得叶片1130能够压缩开口1120，实现加强的密封。图30a和30b示出了根据本发明的基板处理设备1000的驱动轴610的实例。根据本发明的基板处理设备1000具有如下特点在完成沉积之后释放整个主盘500。这是基于在释放了主盘500时用于驱动主盘500的驱动轴610与主盘500分离的假设。由此，驱动轴160需要可分离地耦合到主盘500的下表面，从而在旋转或垂直移动驱动轴610时向主盘500传送驱动力，并且在释放主盘500时与主盘500分离。图30a中所示的驱动轴610在其上端设置有驱动齿轮630。在这种情况下，主盘500的下表面可设置有凹进部分，该凹进部分的形状与驱动齿轮630的形状相对应以能够实现它们之间的啮合。驱动齿轮630可传送旋转驱动力至主盘500。如果主盘500升高，则驱动齿轮630与凹进部分相脱尚，使得驱动轴610与主盘500分尚。可替换地，图30b中所示的驱动轴610可在其上端具有十字形驱动杆。在这种情况下，主盘500的下表面可设置有安置凹陷，该安置凹陷的形状与驱动杆的形状相对应以用于它们之间的哨合。本发明的模式在实施本发明的最佳模式中已经描述了各个实施方式。工业实用性
本发明提供了一种能够将整个主盘释放到沉积工艺腔室外部的基板处理设备。
对于所属领域技术人员来说很明显的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下可对本发明作出各种修改和变化。因此，本发明意在覆盖落入所附权利要求书范围及其等效范围内的对本发明的各种修改和变化。
权利要求
1.一种基板处理设备，包括 具有反应空间的腔室； 设置在所述腔室上的盖，所述盖用于选择性地打开或关闭所述反应空间； 容纳在所述腔室内的主盘，在所述主盘上放置有至少一个晶片；和 驱动装置，所述驱动装置包括用于选择性地旋转所述主盘的驱动轴和用于驱动所述驱动轴的驱动单元， 其中所述驱动轴可分离地耦合到所述主盘以传送驱动力，以及 其中当所述盖打开以暴露出所述反应空间时，所述主盘与所述驱动轴分离且在所述晶片放置在所述主盘上的状态下被释放到所述腔室的外部。
2.如权利要求I所述的设备，其中在释放所述主盘时，所述驱动单元升高所述驱动轴以升高所述主盘。
3.如权利要求I所述的设备，其中当所述盖升降以打开所述腔室时，所述盖夹持所述主盘以与所述主盘一起升降。
4.如权利要求3所述的设备，其中所述盖包括至少一个夹持单元，所述至少一个夹持单元具有用于选择性地夹持所述主盘的夹持臂。
5.如权利要求4所述的设备，其中所述夹持臂可旋转或者可水平移动以支撑所述主盘的下表面。
6.如权利要求4所述的设备，其中所述夹持臂耦合到所述盖的下部位置，或者与所述盖一体地形成。
7.如权利要求I所述的设备，其中所述腔室的上端高度低于所述主盘的下表面高度。
8.如权利要求I所述的设备，其中所述盖包括用于支撑所述主盘的上表面的支撑单元，在所述主盘的旋转期间该支撑单元与所述主盘一起旋转。
9.如权利要求8所述的设备，其中所述支撑单元包括自所述盖向所述主盘的上表面延伸的支撑轴；向所述支撑轴提供弹性力的弹性部件；和放置在所述盖上以支撑所述支撑轴和所述弹性部件的支撑罩。
10.如权利要求9所述的设备，其中所述支撑单元还包括用于冷却所述支撑轴或所述弹性部件的冷却部件。
11.如权利要求I所述的设备，其中在所述驱动轴的上端设置有驱动齿轮，在所述主盘的下表面中形成有安置凹陷，所述驱动齿轮安置在所述安置凹陷中，所述安置凹陷在其横向表面形成有齿轮凹槽以与所述驱动齿轮啮合。
12.如权利要求I所述的设备，其中所述盖在其下端设置有开口，用于在释放所述主盘时引入机械臂；所述腔室在其上端设置有与该开口啮合的延伸部分，以在所述盖遮盖所述腔室时关闭该开口。
13.如权利要求12所述的设备，其中该盖包括一个或多个夹持单元，每一个夹持单元具有用于选择性地夹持所述主盘的夹持臂，所述夹持单元在除了所述开口之外的所述盖的横向表面上彼此间隔开。
14.一种基板处理设备,包括 具有用于晶片沉积的反应空间的腔室； 可旋转地安装在所述反应空间内的主盘；和可分离地耦合到所述主盘的下表面的驱动轴，所述驱动轴用于选择性地旋转或垂直移动所述主盘， 其中所述腔室在释放所述主盘时打开。
15.如权利要求14所述的设备，其中在晶片沉积期间如果所述主盘的高度低于所述腔室的上端高度，则在释放所述主盘时升高所述驱动轴以使所述主盘的高度高于所述腔室的上端高度。
16.如权利要求14所述的设备，还包括盖，所述盖设置在所述腔室上用以选择性地打开或关闭所述反应空间，在释放所述主盘时该盖用于将所述主盘拖拉至高于所述腔室的上端的高度。
17.—种基板处理设备,包括 具有反应空间的腔室，所述腔室在其横向表面设置有开口 ； 容纳在所述腔室内的主盘，在所述主盘上放置有至少一个晶片；和 驱动装置，所述驱动装置包括用于选择性地旋转所述主盘的驱动轴和用于驱动所述驱动轴的驱动单元， 其中所述驱动轴可分离地耦合到所述主盘以传送驱动力，以及 其中所述主盘与所述驱动轴分离，且在所述晶片放置在所述主盘上的状态下通过所述腔室的开口被释放到所述腔室的外部。
18.如权利要求17所述的设备，其中所述腔室的开口通过可滑动地安装到所述腔室的横向表面的罩部件而选择性地打开或关闭。
19.如权利要求17所述的设备，还包括阀组件，所述阀组件包括设置在所述开口处的阀套和安装在所述阀套中用以选择性地打开或关闭所述腔室的开口的叶片。
20.如权利要求19所述的设备，其中所述阀组件的叶片包括密封部件。
全文摘要
公开了一种基板处理设备，用于在位于其中的晶片上进行沉积。该基板处理设备包括具有反应空间的腔室；设置在所述腔室上的盖，所述盖用于选择性地打开或关闭所述反应空间；容纳在所述腔室内的主盘，在所述主盘上放置有至少一个晶片；和驱动装置，所述驱动装置包括用于选择性地旋转所述主盘的驱动轴和用于驱动所述驱动轴的驱动单元。所述驱动轴可分离地耦合到所述主盘以传送驱动力。当所述盖打开以暴露出所述反应空间时，所述主盘与所述驱动轴分离且在所述晶片放置在所述主盘上的状态下被释放到所述腔室的外部。
文档编号H01L21/205GK102870194SQ201180019675
公开日2013年1月9日 申请日期2011年4月14日 优先权日2010年4月19日
发明者崔善弘, 高光满, 李昇宪, 李丞浩, 李浩喆 申请人:周星工程股份有限公司