專(zhuān)利名稱(chēng)：襯底支架提升機(jī)械裝置的制作方法
發(fā)明
背景技術(shù)：
領(lǐng)域本發(fā)明的實(shí)施例一般涉及一種用于控制襯底支架在處理室中位置的提升機(jī)械裝置。
背景技術(shù)：
許多半導(dǎo)體處理操作，例如化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積和蝕刻、及其他操作，都是要在真空環(huán)境下進(jìn)行的。通常，襯底是被置于一位于處理室內(nèi)的可移動(dòng)的襯底支架上。襯底支架的提升是由一個(gè)提升機(jī)械裝置控制的，由此使襯底可被安放在處理室中一個(gè)較低的位置上以便進(jìn)行襯底的傳送，及被安放在一個(gè)升高的位置上——這典型地強(qiáng)化了襯底處理。由于在升高位置，處理室的頂部與放置在襯底支架上的襯底之間的間距可能是200密耳或者更近，所以在保持襯底的寬度方向上的處理均勻性及確保各襯底之間的處理可重復(fù)性方面，處理室的頂部與襯底支架之間的平行度是一個(gè)重要因素。例如，如果襯底的一邊比襯底的另一邊更靠近處理室的頂部，則流過(guò)襯底與處理室頂部之間的氣體將傾向于不利地主要從具有最寬間距的間隙部分流過(guò)，導(dǎo)致在襯底的寬度方向上的處理不均勻。此外襯底與處理室頂部之間距離的變化通常會(huì)導(dǎo)致在等離子增強(qiáng)的處理中的處理不均勻。因?yàn)樾纬捎谝r底與處理室頂部之間的等離子體的強(qiáng)度取決于襯底支架與處理室頂部之間的規(guī)定的電場(chǎng)強(qiáng)度，該電場(chǎng)強(qiáng)度又依次取決于襯底支架與處理室頂部之間的距離。如果這個(gè)距離是不均勻的，等離子體在襯底支架的寬度方向上就不會(huì)是均勻的，且促使處理不均勻。此外，在極端的條件下，如果襯底支架的平面未被定向成垂直于處理室的中心線，則被支撐在其上的晶片的平面相便會(huì)相對(duì)于傳送機(jī)械臂(該機(jī)械臂被用來(lái)從處理室來(lái)回傳送襯底)的工作面歪斜。在這樣的情況下，傳送機(jī)械臂的末端執(zhí)行器可能意外碰到襯底，導(dǎo)致特殊情況發(fā)生且可能把襯底從對(duì)準(zhǔn)位置撞開(kāi)。此外，如果頂升桿機(jī)械裝置不是與襯底支架平行的，用來(lái)使襯底從襯底支架脫離的頂升桿就可能不是均勻地伸展穿過(guò)襯底支架的，因此便使得襯底被支撐在一傾斜位置上，而如上所述，這會(huì)在以傳送機(jī)械臂進(jìn)行傳送時(shí)導(dǎo)致?lián)p壞。
通常，大多數(shù)襯底支架是通過(guò)一種機(jī)械結(jié)構(gòu)連接到其提升機(jī)械裝置的，其連接方式使得襯底支架的平面能夠被調(diào)整成垂直于處理室的中心線。然而，許多被用來(lái)對(duì)襯底支架進(jìn)行水平調(diào)節(jié)的調(diào)整裝置都難以固定在所需位置。此外，大多數(shù)調(diào)整裝置在固定過(guò)程中不能防止偏移，這對(duì)于需要精密的平行公差的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是不利的。
圖8說(shuō)明傳統(tǒng)的夾緊裝置800的一實(shí)施例，該裝置通常用在處理室820中，用于使襯底支架810連接到提升機(jī)械裝置816。夾緊裝置800通常有一夾鉗臺(tái)802，在夾鉗臺(tái)中設(shè)置有孔804?？?04容納從支撐襯底支架810的柄808的下部伸出的軸806。因此，當(dāng)調(diào)整軸806在夾鉗臺(tái)806內(nèi)的方向時(shí)，襯底支架的平面的角度也可以關(guān)于軸806的中心線而得到調(diào)整。
這樣一種襯底支架810的缺點(diǎn)在于，被用于繞軸806來(lái)夾緊孔804的螺釘812在軸802上施加了一個(gè)切向力，因此而在襯底支架810上施加了旋轉(zhuǎn)力矩，如圖中箭頭814所示。所以，當(dāng)襯底支架810被夾緊到位時(shí)，沿軸806的切線方向的夾緊力便使得襯底支架810的平行度從預(yù)定的所需位置發(fā)生不利的偏移。
因此，需要一種用來(lái)控制襯底支架的位置的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于在處理室中定位襯底支架的裝置。在一實(shí)施例中，一種用于定位襯底支架的裝置包括一個(gè)萬(wàn)向節(jié)機(jī)械裝置，該萬(wàn)向節(jié)機(jī)械裝置具有徑向上對(duì)準(zhǔn)的夾緊力，在夾緊過(guò)程中，該夾緊力基本上避免了連接到萬(wàn)向節(jié)機(jī)械裝置的襯底支架脫離預(yù)定平面的運(yùn)動(dòng)。在另一實(shí)施例中，一種用于定位襯底支架的裝置包括一放置在處理室中的襯底支架。有一柄與此襯底支架相連，其延伸穿過(guò)處理室且連接到一萬(wàn)向節(jié)裝置。萬(wàn)向節(jié)裝置有一徑向夾緊機(jī)械裝置，其適于關(guān)于多個(gè)軸調(diào)整襯底支架的平面方向，而不會(huì)在夾緊過(guò)程中，在襯底支架上施加旋轉(zhuǎn)力矩。一軸承組件具有第一托架臺(tái)和第二托架臺(tái)，該軸承組件被連接到萬(wàn)向節(jié)裝置。一驅(qū)動(dòng)器被連接到至少一個(gè)托架臺(tái)，且其適于控制襯底支架在處理室中的提升。


以上簡(jiǎn)要概述了本發(fā)明，其更具體的描述是通過(guò)參考其實(shí)施例，及通過(guò)附圖所作的說(shuō)明來(lái)給出的。然而應(yīng)該注意的是，附圖所說(shuō)明的僅僅是本發(fā)明的典型實(shí)施例，且其因此而不能被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明范圍的限定，因?yàn)楸景l(fā)明還能夠用于其他等效的實(shí)施例。
圖1是一個(gè)半導(dǎo)體處理室的簡(jiǎn)化剖視圖，該處理室有具有本發(fā)明的襯底支架提升組件；圖2A-2B是軸承組件的一個(gè)實(shí)施例的剖視圖和主視圖；圖3是萬(wàn)向節(jié)組件的一個(gè)實(shí)施例的分解圖；圖4是一個(gè)萬(wàn)向節(jié)組件的剖視圖，該圖是沿圖3中的剖面線4-4截取的；圖5是一個(gè)萬(wàn)向節(jié)組件的剖視圖，該圖是沿圖3中的剖面線5-5截取的；圖6是一個(gè)頂升桿驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施例的剖視圖；圖7是一個(gè)頂升桿驅(qū)動(dòng)裝置的剖視圖，其是沿圖6中的剖面線7-7截取的；圖8是一個(gè)用于將襯底支架連接到提升機(jī)械裝置的傳統(tǒng)夾緊裝置的剖視圖。
為了便于理解，本文盡可能使用相同的參考編號(hào)來(lái)標(biāo)識(shí)各個(gè)附圖中的相同部件。
具體實(shí)施例方式
圖1是一半導(dǎo)體處理室100的簡(jiǎn)化剖視圖，此處理室有一襯底支架提升組件102，用來(lái)控制放置在處理室100中的襯底支架104的提升。適合受益于本發(fā)明處理室的示例包括了WzX和TxZTM金屬制化學(xué)氣相沉積室，這兩種化學(xué)氣相沉積室都可以從位于加州Santa Clara的應(yīng)用材料有限公司獲得。雖然襯底支架提升組件的一個(gè)實(shí)施例被說(shuō)明是連接到化學(xué)氣相沉積室，但是襯底支架提升組件也可用于其他處理室中，如物理氣相沉積室、蝕刻室、離子注入室、快速熱處理室，以及其他需要襯底支架和室蓋的平行度的室。
處理室100典型地包括側(cè)壁106和底部108，其支撐蓋110，從而構(gòu)成處理室的內(nèi)部體積112。處理室100典型地是由單個(gè)鋁塊制成的，或是由不銹鋼鋼板焊接制成的。處理室100的至少一壁108包括一襯底進(jìn)入口114，以便從處理室100中放入和取出襯底。
排氣口146通常是放置在處理室100的側(cè)壁106或者底部108中，且連接到抽吸系統(tǒng)148。抽吸系統(tǒng)148一般包括多種抽吸組件，如節(jié)流閥和渦輪分子泵，以在處理過(guò)程中排空、和將處理室100的內(nèi)部體積112保持在預(yù)定壓力下。
處理室100的蓋110通常是可移動(dòng)的，從而允許進(jìn)入處理室100的內(nèi)部體積112之內(nèi)。噴頭116連接到蓋110的內(nèi)壁118上，且在處理過(guò)程中處于放置在襯底支架上的襯底120的表面上方，以便在處理室中均勻地分配處理氣體。在2000年6月22日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)09/603117中描述適當(dāng)噴頭的一個(gè)示例，本說(shuō)明書(shū)將其全部并入作為參考。
氣體源122典型地被連接到處理室100，以提供處理氣體和其他氣體給內(nèi)部體積112。在一個(gè)實(shí)施例中，蓋110包括入口124，通過(guò)該入口，處理氣體或其他氣體從氣體源122被提供給在噴頭116與蓋110的內(nèi)表面112之間形成的增壓室。增壓室讓處理氣體和其他氣體能夠供應(yīng)到處理室100的內(nèi)部體積112之內(nèi)，而沿著噴頭116的后側(cè)散布開(kāi)，從而提高通過(guò)噴頭116而分布在襯底120上的氣體分配的均勻性。
襯底支架104被設(shè)置于處理室100的內(nèi)部體積112中，且能夠被控制而沿著中心軸150、在一處理位置和一較低的傳送位置之間提升，其中上述處理位置接近于噴頭116，而較低的傳送位置則與進(jìn)入口114對(duì)齊。襯底支架104可以是基座、加熱器、真空吸盤(pán)、靜電吸盤(pán)或其他在處理和傳送時(shí)用于支撐襯底120的平臺(tái)。襯底支架104可以由陶瓷、鋁、不銹鋼或其他適應(yīng)處理溫度和化學(xué)條件的材料制成。能夠由本發(fā)明而受益的襯底支架的兩個(gè)示例描述于2000年6月19日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)09/596854，和2000年1月22日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)10/055634中，在此將其全部并入作為參考。
襯底支架104有一上表面126，其支撐襯底120，還有一對(duì)應(yīng)的下表面128，其面向處理室底部108。多個(gè)孔130(圖1中顯示了一個(gè))被制成為穿過(guò)襯底支架104，且適于容納頂升桿132，頂升桿132被用于襯底傳送過(guò)程中使襯底120與上表面126分隔開(kāi)。頂升桿132通常有向外張開(kāi)的第一端134以及第二端136，上述第一端134與襯底支架104的上表面126齊平或者稍微下凹，第二端136則伸展到襯底支架104的下表面128之外。
頂升桿132的第二端136可以被頂升桿驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置138有選擇地驅(qū)動(dòng)。頂升桿驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置138使頂升桿132的第二端136朝向襯底支架104的下表面128移動(dòng)，導(dǎo)致頂升桿132的向外張開(kāi)的第一端134凸出于上表面126之上，從而將襯底120與襯底支架104分隔開(kāi)。一種適合得益于本發(fā)明的頂升桿驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置描述于2000年10月26日提交的美國(guó)專(zhuān)利序列號(hào)09/698814，在此將其全部并入作為參考。
穿過(guò)開(kāi)口142而設(shè)置柄140，上述開(kāi)口142形成于處理室100的底部108中，且將襯底支架104連接到襯底支架提升機(jī)械裝置102。柄140典型地是空心的或者包含有一在其中形成的通道，以便將電源線、傳感器、控制線、流體管線和其他設(shè)施(圖中未示)從襯底支架104連接到處理室100的外部。柄140典型地被設(shè)置成外接波紋管144，從而提供靈活的密封，其便于控制襯底支架104的提升，而不會(huì)在處理室100的內(nèi)部體積112中造成真空泄漏。
襯底支架提升機(jī)械裝置102被構(gòu)造成讓襯底支架104能夠沿5個(gè)軸進(jìn)行調(diào)整，且通常包括驅(qū)動(dòng)器160、軸承組件162和萬(wàn)向節(jié)組件164。在一實(shí)施例中，軸承組件162被連接到處理室底部108的外側(cè)。萬(wàn)向節(jié)組件164被連接到柄140與軸承組件162之間，并且是被驅(qū)動(dòng)器160驅(qū)動(dòng)的，用于控制襯底104的提升。
圖2A-2B是軸承組件162的一個(gè)實(shí)施例的剖視圖和主視圖。軸承組件162是通過(guò)安裝托架230而被安裝在處理室底部108的。安裝托架230包括基座214，該基座通過(guò)多個(gè)緊固件216連接到處理室底部108。安裝凸緣232從基座214伸出，且通過(guò)多個(gè)緊固件234連接到軸承組件162。
軸承組件162包括一個(gè)矩形構(gòu)架202和至少兩個(gè)托架臺(tái)204、206。矩形構(gòu)架202有第一端208，第一端208適于連接到處理室底部108，而與第二端210被兩個(gè)縱向構(gòu)件212分隔開(kāi)。在兩個(gè)縱向構(gòu)件212之間連接一中央構(gòu)件244，從而形成C形截面。中央構(gòu)件244為兩個(gè)縱向構(gòu)件212提供了幾何穩(wěn)定性。中央構(gòu)件244包含多個(gè)安裝孔242，多個(gè)緊固件234從安裝孔242中穿過(guò)，并擰入形成于安裝托架230的安裝凸緣232之內(nèi)的螺孔238中。
縱向構(gòu)件的相對(duì)表面包括軸承面218，托架臺(tái)204、206便處于軸承面218之間。軸承面218可以是縱向構(gòu)件212的一組成部分，或者作為選擇，也可以是軸承的獨(dú)立的外部滾道，其便于托架臺(tái)204和206沿著構(gòu)架202運(yùn)動(dòng)。
對(duì)設(shè)置于在托架臺(tái)204、206與構(gòu)架202之間的多個(gè)軸承(圖中未示)來(lái)說(shuō)，軸承面218和托架臺(tái)204、206構(gòu)成了內(nèi)滾道和外滾道。上述軸承可以是滾珠軸承、滾柱軸承或者錐形軸承，且其通常被用來(lái)環(huán)繞在各個(gè)托架臺(tái)204和206周?chē)Ｍ屑芘_(tái)204、206各自包括多個(gè)安裝孔220，以便將軸承組件162連接到萬(wàn)向節(jié)組件164。在圖2A-2B所示實(shí)施例中，托架臺(tái)204、206各自包括4個(gè)安裝孔220，這些安裝孔有螺紋以容納被用來(lái)固定軸承組件162和萬(wàn)向節(jié)組件164的緊固件246(如圖2A中虛線所示)。
驅(qū)動(dòng)器160通常安裝在構(gòu)架202的第二端210，但是也可以選擇安裝在其他讓驅(qū)動(dòng)器能夠控制托臺(tái)架204、206相對(duì)于構(gòu)架202的位置的結(jié)構(gòu)上。驅(qū)動(dòng)器160可以是電動(dòng)機(jī)、氣馬達(dá)、氣壓缸、水壓缸、螺線管、滾珠絲杠、導(dǎo)螺桿，或適用于控制托架臺(tái)204、206的線性位置的其他運(yùn)動(dòng)部件。驅(qū)動(dòng)器160被連接到控制驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)的控制器222。在圖2B所示實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器160是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或者伺服電動(dòng)機(jī)(server motor)，其驅(qū)動(dòng)導(dǎo)螺桿224。導(dǎo)螺桿224穿過(guò)推力螺母226，推力螺母226被配置或者聯(lián)結(jié)到第二托架臺(tái)206上。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器160可控地旋轉(zhuǎn)導(dǎo)螺桿224時(shí)，導(dǎo)螺桿224便在被固定于第二托架臺(tái)206中的螺母226上施加力，這使得螺母226和托架臺(tái)206沿構(gòu)架202移動(dòng)。
通常將一個(gè)或多個(gè)傳感器228連接到襯底支架提升組件102，用于為控制器222提供表明襯底支架在處理室100中提升的位置反饋。傳感器228可以包括LVDT傳感器、非接觸式傳感器、讀取開(kāi)關(guān)(readswitch)、Halifax開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)、電動(dòng)機(jī)編碼器(motorencoder)等等。在圖2B所示實(shí)施例中，傳感器228包括第一接近開(kāi)關(guān)和第二接近開(kāi)關(guān)，它們連接到軸承組件162的構(gòu)架202。當(dāng)托架臺(tái)204、206在構(gòu)架202的第一端208和第二端210之間運(yùn)動(dòng)時(shí)，托架臺(tái)204、206之中至少有一個(gè)臨近接近開(kāi)關(guān)(例如傳感器228)，從而改變?cè)撻_(kāi)關(guān)的狀態(tài)或者輸出，由此指示襯底支架104到達(dá)預(yù)定位置。傳感器228在構(gòu)架202上的位置是可調(diào)整的，因此襯底支架104的行程可以被設(shè)定在一預(yù)定運(yùn)動(dòng)范圍之內(nèi)，并且可以調(diào)整到處理室100中一預(yù)定提升高度上。通過(guò)構(gòu)架202中兩個(gè)托架臺(tái)202、206的組合，作用在處理室100的內(nèi)部體積112中的襯底支架104上的真空力導(dǎo)致在提升組件上的高扭轉(zhuǎn)(tortional)負(fù)荷分布于較大的承載軸承面上，顯著地使總體機(jī)械偏斜最小化，并因此而有利地保持了襯底支架104與噴頭116的平行度。這種雙托架軸承組件162在橫向偏斜方面提供了優(yōu)于傳統(tǒng)的單托架軸承組件的四重改進(jìn)。
圖3展示出萬(wàn)向節(jié)組件164的一個(gè)實(shí)施例的分解圖。萬(wàn)向節(jié)組件164包括一夾鉗臺(tái)302，一軛形件304和一萬(wàn)向節(jié)底座306。夾鉗臺(tái)302通常是由鋁或其他適當(dāng)?shù)牟牧现瞥傻模野ū挥脕?lái)把萬(wàn)向節(jié)組件164連接到托架臺(tái)204、206上的多個(gè)安裝孔308。在圖3所示實(shí)施例中，每一安裝孔308都包括一個(gè)埋頭孔310，用于容納各緊固件246(圖3顯示了一個(gè))的頭部，緊固件246擰入形成于托架臺(tái)204、206中的一個(gè)相應(yīng)的安裝孔220內(nèi)。
夾鉗臺(tái)302包括一在其內(nèi)部形成的夾緊開(kāi)口314。夾緊開(kāi)口314適用于容納從軛形件304伸出的柱318，以在夾鉗臺(tái)302內(nèi)部確保軛形件304的方向，同時(shí)讓柱318能夠相對(duì)于夾緊開(kāi)口314進(jìn)行軸向調(diào)整和旋轉(zhuǎn)調(diào)整。
圖4是夾鉗臺(tái)302的剖視圖，展示了夾緊開(kāi)口314的一實(shí)施例。夾緊開(kāi)口314通常被構(gòu)造成在基本垂直于襯底支架104的中心軸150的方向上，至少部分穿過(guò)夾鉗臺(tái)302。槽402被構(gòu)造成至少部分穿過(guò)在夾鉗臺(tái)302，與夾緊開(kāi)口314相連通。槽402典型地在徑向上與夾緊開(kāi)口314的中心404對(duì)齊。槽402適用于容納柱塞406，該柱塞可被推動(dòng)而通過(guò)槽406抵靠到軛形件304的柱318上，因此便相對(duì)于夾鉗臺(tái)302固定了軛形件304的位置和旋轉(zhuǎn)方向。可通過(guò)任何適當(dāng)?shù)姆绞?，包括螺桿、電動(dòng)機(jī)、螺線管、中心鉗(center clamp)、夾鉗、靜電力等等，來(lái)使柱塞406被推動(dòng)抵靠到柱318和軛形件304上。
在圖4所示實(shí)施例中，夾鉗臺(tái)302包括第一表面410，該第一表面與第二表面412相對(duì)地布置，且由側(cè)表面414與之分隔開(kāi)。側(cè)表面414典型地被設(shè)計(jì)用于在槽402中引導(dǎo)柱塞406，因此而使第一表面410的中心416被推動(dòng)與柱318在徑向上接合。緊固件418被設(shè)置成穿過(guò)形成于板420中的螺孔422，該板與夾緊開(kāi)口314相對(duì)地限定了槽402的另一端。隨著緊固件418通過(guò)螺紋穿過(guò)板420，緊固件418的一端便與柱318相接觸，推動(dòng)柱塞406抵靠到軛形件304的柱318上，從而牢固地把柱318夾鉗在夾鉗臺(tái)302的開(kāi)口314內(nèi)?？捎面i緊螺母或者等效的固定手段來(lái)防止緊固件418從板420中后退出來(lái)，并避免柱318移動(dòng)。因?yàn)橹?06與孔314和軛形件304的柱318沿著一條假想線426(該假想線由孔314中心定義并穿過(guò)槽402的中心)保持徑向?qū)?zhǔn)，所以?shī)A緊力是在徑向上對(duì)準(zhǔn)的，且在夾緊過(guò)程中避免了扭矩的產(chǎn)生，這有利地防止了軛形件304在夾鉗過(guò)程中相對(duì)于夾鉗臺(tái)302旋轉(zhuǎn)。此外在夾緊期間，軛形件302的角度取向也有利地得到了保持，這保證了反應(yīng)室內(nèi)襯底支架104在夾緊期間相對(duì)于噴頭116的平行度。
為了進(jìn)一步防止在夾緊期間可能導(dǎo)致軛形件304相對(duì)于夾鉗臺(tái)302旋轉(zhuǎn)的扭矩，柱塞406的夾緊面424可以被構(gòu)造成與柱318在兩個(gè)位置接觸。例如，柱塞406的夾緊面424可以包括V形結(jié)構(gòu)、階梯形結(jié)構(gòu)、凹陷、或曲面，其被構(gòu)造成在至少兩個(gè)位置上嚙合柱318，其中這至少兩個(gè)位置是與中心等距的。
返回圖3，軛形件304通常是由鋁或其他適當(dāng)?shù)膭傂圆牧现瞥傻?，且包括一個(gè)從柱318伸出的分叉端330。分叉端330包括一橫向構(gòu)件332，該橫向構(gòu)件以柱318為中心，且被設(shè)置在相對(duì)于柱318的中心軸的基本垂直的方向上。在橫向構(gòu)件332的第一端338上形成有第一安裝凸緣334。在橫向構(gòu)件332的第二端340上形成有第二安裝凸緣336，且第二安裝凸緣336典型地被定向?yàn)榕c柱318的中心軸平行。
安裝凸緣334、336各自包括被面向內(nèi)側(cè)的側(cè)面346分隔開(kāi)的上面342和下面344。在安裝凸緣334、336之間，相鄰的安裝凸緣334、336的側(cè)面346構(gòu)成一空間，允許布設(shè)各種通往柄140外的管道和線路。
在一實(shí)施例中，凸緣334、336各自的上面342是精確加工的，以便于調(diào)整放置在安裝凸緣334、336上的萬(wàn)向節(jié)底座306的方向。在圖3所示實(shí)施例中，上面342的弧形通常相對(duì)于軸348具有約305到約304mm的半徑，軸348被定向?yàn)榛敬怪庇谥?18的中心軸的一平移線。安裝凸緣334、336各自的下面334通常是凸面，且被構(gòu)造成具有根據(jù)軸348來(lái)定義的半徑。
安裝凸緣334、336各自包括由其自身中穿透、在上面342與下面344之間形成的一槽350。槽350被設(shè)置用來(lái)容納從萬(wàn)向節(jié)底座306伸出的緊固件或者柱螺栓352。在安裝柱螺栓352從安裝凸緣334、336的下面344伸出的部分上，通常設(shè)置有壓緊塊354。在每個(gè)柱螺栓352上，擰上且擰緊螺母356，以推動(dòng)萬(wàn)向節(jié)底座306的底面370抵靠到安裝凸緣334、336的上面342。壓緊塊354的接觸面358通常被構(gòu)造成具有與安裝凸緣334、336的下面344相同的半徑，以在柱螺栓352上保持軸向壓力，當(dāng)螺母356被擰緊時(shí)，此軸向壓力基本上消除了柱螺栓352沿安裝凸緣334、336的下面344的橫向偏移。有利的是，將萬(wàn)向節(jié)底座306連接到軛形件304的這種方式，使得襯底支架104的支撐面能夠圍繞垂直于軛形件304中心軸的軸348進(jìn)行調(diào)節(jié)，且固定在該位置，而不會(huì)在柱螺栓上產(chǎn)生任何可能損害襯底支架104與噴頭116的平行度的橫向力。
圖5是軛形件304和萬(wàn)向節(jié)底座306的剖視圖。為進(jìn)一步提高萬(wàn)向節(jié)底座306和軛形件304之間對(duì)準(zhǔn)的精確度，與每個(gè)安裝凸緣334、336的上面342接合的萬(wàn)向節(jié)306的底面370被構(gòu)造成與安裝凸緣334、336的上面342在兩處部位接觸。例如，在圖5所示實(shí)施例中，在底面370中圍繞每個(gè)柱螺栓352形成一階梯狀凹槽534。此階梯狀凹槽534提供了對(duì)稱(chēng)環(huán)繞柱螺栓352的雙重接觸點(diǎn)，因此當(dāng)螺母356被擰緊時(shí)，避免了萬(wàn)向節(jié)底座306在軛形件304上的擺動(dòng)，從而在夾緊期間保持了襯底支架104的所需平面方向。
附帶性地參考圖3，萬(wàn)向節(jié)底座306典型地設(shè)置有一槽或者中心開(kāi)口360，以便于布設(shè)各種接到柄140之外的管道和線路。萬(wàn)向節(jié)底座306還包括多個(gè)在其內(nèi)部形成的安裝孔362，此多個(gè)安裝孔相應(yīng)地容納多個(gè)緊固件364(圖3描述了其中之一)，這些緊固件被擰入形成于柄140的底板320中的螺孔534之內(nèi)，從而將萬(wàn)向節(jié)底座306連接到柄140。安裝孔362包括埋頭孔530，由于有此埋頭孔，緊固件364便得以安放在萬(wàn)向節(jié)底座306的底面370以下。形成于軛形件304中的孔532基本上與埋頭孔530對(duì)齊，且其直徑足以讓緊固件364在軛形件304與進(jìn)入萬(wàn)向節(jié)底座306內(nèi)之間的角度方向的范圍中，穿過(guò)軛形件304而進(jìn)入萬(wàn)向節(jié)底座306之內(nèi)，從而能夠在襯底支架104進(jìn)行角度調(diào)整之后，允許襯底支架104被移開(kāi)?？?32可選擇作為槽350的一部分。因?yàn)槿f(wàn)向節(jié)組件164不易因夾緊機(jī)械裝置在軸向和徑向的負(fù)載而偏移，所以柄140的底板320可以從萬(wàn)向節(jié)底座306上松開(kāi)，以便移走、表面和/或更換襯底支架104，而無(wú)需在重新安裝襯底支架104時(shí)，相對(duì)于蓋110的平面和噴頭116的平面重新調(diào)整襯底支架104。
圖6展示了頂升桿驅(qū)動(dòng)裝置138的一個(gè)實(shí)施例。頂升桿驅(qū)動(dòng)裝置138典型地包括一環(huán)形提升板602，該提升板被置于頂升桿132的第二端136之下，且圍繞柄140。提升板602通常是由鋁制成的，且可包括多個(gè)陶瓷接觸墊604，該接觸墊適于當(dāng)提升板602朝向襯底支架104受到推動(dòng)時(shí)接觸頂升桿134。
在一個(gè)實(shí)施例中，頂升桿驅(qū)動(dòng)裝置138包括被驅(qū)動(dòng)桿606連接到驅(qū)動(dòng)組件608的提升板602。為減小提升板602與桿606之間的偏差，提升板602與桿606的配合面包括多個(gè)相配合的楔形鍵614、616(參看圖7)。鍵614、616通常被設(shè)計(jì)成在處理溫度下伸長(zhǎng)并形成過(guò)盈配合，以此消除提升板602和桿606間與部件配合公差相關(guān)的移動(dòng)。以類(lèi)似方式連接的提升板和桿的一實(shí)施例描述于在2000年10月31日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)09/652727中，在此將其并入本文作為參考。
桿606延伸穿過(guò)形成于處理室100的底部108中的開(kāi)口610，且連接到驅(qū)動(dòng)組件608。通常在桿606的周?chē)O(shè)置一波紋管602，以在處理室100與頂升桿驅(qū)動(dòng)裝置138之間提供柔性密封，從而避免處理室中的泄漏，同時(shí)又便于驅(qū)動(dòng)頂升桿132。
驅(qū)動(dòng)組件608典型地連接于桿606與處理室底部108之間，以控制提升板602和頂升桿132的提升。驅(qū)動(dòng)組件608可包括螺線管、齒輪電動(dòng)機(jī)，或其他適于在軸向方向可控制地對(duì)軸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器。在一實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)組件608類(lèi)似于上文所描述的軸承組件和驅(qū)動(dòng)器。
用一翼梁630來(lái)把桿606連接到驅(qū)動(dòng)組件608。翼梁通常是由鋁或其他適當(dāng)?shù)膭傂圆牧现瞥傻摹Ｒ砹?30包括安裝面632和相對(duì)的下面638，安裝面632和下面638被第一側(cè)面634和第二側(cè)面636分隔開(kāi)。翼梁630的安裝面632被多個(gè)緊固件640連接到桿606。第二側(cè)面636通常連接到驅(qū)動(dòng)組件608的軸承組件644。下面638可包括斜面642，該斜面位于第一側(cè)面634和下面638的接合處。
側(cè)面634、636通常比安裝面632長(zhǎng)，以使驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置138由于真空力作用在安裝于室100中的環(huán)形板602上而產(chǎn)生的偏差減至最小。為進(jìn)一步強(qiáng)化翼梁630，下面638通常從第二側(cè)面636伸出，在斜面642前，超過(guò)桿606的中心線618。因?yàn)橐砹?30的剛性強(qiáng)于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中普遍采用的傳統(tǒng)L形托架，所以頂升桿驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置138的偏差減小，提高了板602與襯底支架104之間的水平度，從而當(dāng)襯底102被頂升桿132(該頂升桿被板602所移動(dòng))從襯底支架104處頂開(kāi)時(shí)，能夠保持其相對(duì)于襯底支架104的平行度。
如上所述，對(duì)于保持處理的均勻性和可重復(fù)性來(lái)說(shuō)，保持蓋110與襯底支架104的上支撐表面126之間的平行度是重要的。本發(fā)明還提高了當(dāng)襯底120被從襯底支架104頂開(kāi)時(shí)，襯底120的平行度，因此使自動(dòng)化晶片更換過(guò)程中的特殊情況的發(fā)生或者晶片的損壞最小化。在本發(fā)明的一方面中，當(dāng)襯底支架104在處理室100內(nèi)暴露在真空下的時(shí)候，襯底支架提升組件102經(jīng)受的扭轉(zhuǎn)偏差減小。在本發(fā)明的另一方面中，當(dāng)襯底支架104在提升和下降位置之間移動(dòng)時(shí)，托架臺(tái)204、206的被分開(kāi)的軸承面保持了襯底支架104和蓋110的平行度。此外，雙托架臺(tái)204、206使提升裝置102的偏差最小化，所以當(dāng)襯底支架受到真空力作用時(shí)，仍能保持襯底支架104的所需平面方向。在本發(fā)明的另一方面，頂升桿驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置138被構(gòu)造成頂升桿驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置138在真空負(fù)載條件下的偏差最小化，從而能夠同時(shí)接觸并基本上相等地移動(dòng)頂升桿，因而當(dāng)襯底支架被頂開(kāi)以便用自動(dòng)化機(jī)械裝置更換晶片時(shí)，襯底和襯底支架的平行度提高，同時(shí)減小了因未對(duì)準(zhǔn)和/或偏差問(wèn)題而產(chǎn)生不利的晶片與機(jī)械臂接觸的可能性。
盡管以上所述集中于本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但不偏離基本范圍便可設(shè)計(jì)出本發(fā)明其他的或者進(jìn)一步的實(shí)施例，而上述范圍是由所述附權(quán)利要求確定的。
權(quán)利要求
1.一種用于定位襯底支架的裝置，包括一軛形件，其具有形成于其內(nèi)部的至少一個(gè)第一槽；一萬(wàn)向節(jié)底座，其具有適于支撐所述襯底支架的第一表面，和一相對(duì)的第二表面；及一第一螺紋部件，其被設(shè)置成穿過(guò)所述第一槽，且軸向推動(dòng)所述軛形件和萬(wàn)向節(jié)底座而使其彼此抵靠對(duì)方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述軛形件和萬(wàn)向節(jié)底座還包括配合精密表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述第一螺紋部件與所述配合曲面徑向?qū)?zhǔn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述萬(wàn)向節(jié)底座的配合曲面還包括一階梯狀凹槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述軛形件還包括一柱；和一連接部件，其連接到所述柱；一第一凸緣，其連接到所述連接部件的第一端，所述第一槽處于支撐所述萬(wàn)向節(jié)底座的第一面和相對(duì)的所述第一凸緣的第二面之間；一第二凸緣，其連接到所述連接部件的第一端；一第二槽，其被設(shè)置于支撐所述萬(wàn)向節(jié)底座的所述第二凸緣的第一面和相對(duì)的第二面之間；和一第二螺紋部件，其被設(shè)置成穿過(guò)第二槽，且軸向推動(dòng)所述軛形件和萬(wàn)向節(jié)底座而使其彼此抵靠對(duì)方。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中，所述第一凸緣的第一面是曲面。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中，所述第一凸緣的第一面具有介于約305到約304mm之間的曲率半徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述第一凸緣的第二面是與所述第一面共心的曲面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括一夾鉗臺(tái)，其有一夾緊開(kāi)口容納從所述軛形件伸展出的柱。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中，所述夾鉗臺(tái)還包括一槽，其被設(shè)置成至少部分穿過(guò)所述夾鉗臺(tái)，且與所述夾緊開(kāi)口相通；和一柱塞，其位于所述槽內(nèi)，且可在與所述夾緊開(kāi)口的中心徑向?qū)?zhǔn)的方向移動(dòng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中，所述柱塞包括一接觸面，當(dāng)該接觸面被推動(dòng)而抵靠所述柱時(shí)，不會(huì)在所述柱上施加轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中，所述架鉗臺(tái)還包括一板，其位于所述槽之上，與所述夾緊開(kāi)口相對(duì)；和部件，其被設(shè)置成穿過(guò)所述板，且與所述夾緊開(kāi)口的中心徑向?qū)?zhǔn)，所述部件適于推動(dòng)所述柱塞抵靠所述柱。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括一軸承組件，其具有第一托架臺(tái)和第二托架臺(tái)，且連接到所述夾鉗臺(tái)；及一驅(qū)動(dòng)器，其連接到至少其中一個(gè)所述托架臺(tái)，且適于控制所述托架臺(tái)沿所述軸承組件的線性位置。
14.一種用于定位襯底支架的裝置，包括一萬(wàn)向節(jié)組件，包括一夾鉗臺(tái)；一軛形件，其連接到所述夾鉗臺(tái)，所述軛形件是相對(duì)于所述夾鉗臺(tái)沿第一軸設(shè)置和繞該第一軸旋轉(zhuǎn)的；及一萬(wàn)向節(jié)底座，其連接到所述軛形件，且適于支撐所述襯底支架，所述萬(wàn)向節(jié)底座可繞垂直于所述第一軸的第二軸運(yùn)動(dòng)；及一軸承組件，其具有第一托架臺(tái)和第二托架臺(tái)，所述軸承組件連接所述夾鉗臺(tái)；及一驅(qū)動(dòng)器，其連接到至少一所述托架臺(tái)，且適于控制所述托架臺(tái)沿著所述軸承組件的線性位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中，所述夾鉗臺(tái)還包括一夾緊開(kāi)口，其為在內(nèi)部形成的，用于容納從所述軛形件伸出的柱。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中，所述夾鉗臺(tái)還包括一槽，其被設(shè)置成至少部分穿過(guò)夾鉗臺(tái)，且與所述夾緊開(kāi)口相通；和一柱塞，其位于所述槽內(nèi)，且可在與所述夾緊開(kāi)口的中心徑向?qū)?zhǔn)的方向移動(dòng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，所述柱塞包括一接觸面，當(dāng)該接觸面被推動(dòng)而抵靠所述柱時(shí)，不會(huì)在所述柱上施加轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，所述架鉗臺(tái)還包括一板，其位于所述槽上，與所述夾緊開(kāi)口相對(duì)；和部件，其被設(shè)置成穿過(guò)所述板，且與所述夾緊開(kāi)口的中心徑向?qū)?zhǔn)，所述部件適于推動(dòng)所述柱塞抵靠所述柱。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，所述軛形件還包括至少一個(gè)凸緣；一槽，其被設(shè)置成穿過(guò)所述凸緣；一萬(wàn)向節(jié)底座，其具有適于支撐所述襯底支架的第一表面，和一相對(duì)的第二表面，該第二表面被設(shè)置成抵靠所述凸緣；和一部件，其被設(shè)置成穿過(guò)所述第一槽，且推動(dòng)所述軛形件，且沿所述部件的軸而與所述萬(wàn)向節(jié)底座彼此抵靠。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述軛形件的第二表面和萬(wàn)向節(jié)底座沿一曲面接觸。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其中，所述部件相對(duì)于所述曲面徑向?qū)?zhǔn)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其中，所述萬(wàn)向節(jié)底座的第二表面具有一在其內(nèi)部形成的階梯狀凹槽。
23.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中，所述軛形件還包括一柱；和一連接部件，其連接到所述柱；一第一凸緣，其連接到所述連接部件的第一端，所述第一槽處于支撐所述萬(wàn)向節(jié)底座的第一面和相對(duì)的所述第一凸緣的第二面之間；一第二凸緣，其連接到所述連接部件的第一端；一第二槽，其被設(shè)置于支撐所述萬(wàn)向節(jié)底座的所述第二凸緣的第一面和相對(duì)的第二面之間；和一第二螺紋部件，其被設(shè)置成穿過(guò)第二槽，且軸向推動(dòng)所述軛形件和萬(wàn)向節(jié)底座而使其彼此抵靠。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中，所述第一凸緣的第一面是與所述第二面共心的曲面。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的裝置還包括；一間隔裝置，其設(shè)置于所述柱螺栓上，且具有第一曲面；和一螺母，其擰在所述柱螺栓上，且推動(dòng)所述間隔裝置的第一曲面，而所述間隔裝置的第一曲面被設(shè)置成抵靠所述第一凸緣的第二面。
26.一種用于定位襯底支架的裝置，包括一處理室；一襯底支架，其被設(shè)置于所述室體中；一柄，其連接到所述襯底支架，且延伸而從形成于所述室體中的第一孔穿過(guò)；一萬(wàn)向節(jié)組件，其連接到所述柄，且適于調(diào)整所述襯底支架的平面方向，所述萬(wàn)向節(jié)組件包括a)一軛形件，其具有形成于其內(nèi)部的至少一個(gè)第一槽；b)一萬(wàn)向節(jié)底座，其具有適于支撐所述襯底支架的第一表面，和一相對(duì)的第二表面；及c)一第一螺紋部件，其被設(shè)置成穿過(guò)所述第一槽，且軸向推動(dòng)所述軛形件和萬(wàn)向節(jié)底座而使其彼此抵靠；一軸承組件，其具有第一托架臺(tái)和第二托架臺(tái)，所述軸承組件連接到所述萬(wàn)向節(jié)組件；及一驅(qū)動(dòng)器，其連接到至少其中一個(gè)所述托架臺(tái)，且適于控制所述襯底支架在所述處理室中的提升。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，其中，所述軛形件和萬(wàn)向節(jié)底座沿一曲面相接觸。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置，其中，所述第一螺紋部件是與所述曲面徑向?qū)?zhǔn)的。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置，其中，所述萬(wàn)向節(jié)底座的第二表面具有在其內(nèi)部形成的一階梯狀凹槽。
30.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，其中，所述軛形件還包括；一柱；和一連接部件，其連接到所述柱；一第一凸緣，其連接到所述連接部件的第一端，所述第一槽處于支撐所述萬(wàn)向節(jié)底座的第一面和相對(duì)的所述第一凸緣的第二面之間；一第二凸緣，其連接到所述連接部件的第一端；一第二槽，其被設(shè)置于支撐所述萬(wàn)向節(jié)底座的所述第二凸緣的第一面和相對(duì)的第二面之間；和一第二螺紋部件，其被設(shè)置成穿過(guò)第二槽，且軸向推動(dòng)所述軛形件和萬(wàn)向節(jié)底座而使其彼此抵靠。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置，其中，所述第一凸緣的第一面是與所述第二面共心的曲面。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的裝置，還包括一間隔裝置，其設(shè)置于所述第一螺紋部件上，且具有第一曲面；和一螺母，其擰在所述第一螺紋部件上，且推動(dòng)所述間隔裝置的第一曲面，而所述間隔裝置的第一曲面被設(shè)置成抵靠所述第一凸緣的第二面。
33.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，其中，所述萬(wàn)向節(jié)組件還包括一夾鉗臺(tái)，其連接到所述軛形件，所述軛形件可相對(duì)于所述夾鉗臺(tái)沿第一軸定位及繞該第一軸旋轉(zhuǎn)。
34.一種用于定位襯底支架的裝置，包括一處理室；一襯底支架，其被設(shè)置于所述室體中；多個(gè)頂升桿，其被設(shè)置成穿過(guò)所述襯底支架，且有一端延伸于所述襯底支架的下方；一柄，其連接到所述襯底支架，且延伸而從形成于所述處理室中的第一孔穿過(guò)；一萬(wàn)向節(jié)組件，其連接到所述柄，且適于調(diào)整所述襯底支架的平面方向；一軸承組件，其具有第一托架臺(tái)和第二托架臺(tái)，所述軸承組件連接到所述萬(wàn)向節(jié)組件；一驅(qū)動(dòng)器，其連接到至少一個(gè)所述托架臺(tái)，且適于控制所述襯底支架在所述處理室中的提升；一環(huán)形板，其環(huán)繞所述柄；一桿，其連接所述提升板，且延伸穿過(guò)形成于所述處理室中的第二孔；一頂升桿驅(qū)動(dòng)器組件，其適于推動(dòng)所述板而抵靠并推動(dòng)所述頂升桿；和一翼梁，其將所述桿連接到所述頂升桿驅(qū)動(dòng)器組件，所述翼梁包括一安裝表面，其連接到所述桿；一下表面，其與所述安裝表面相對(duì)配置；及第一側(cè)面和第二側(cè)面，其伸展于所述安裝表面和所述下表面之間，所述第二側(cè)面連接到所述頂升桿驅(qū)動(dòng)器組件，所述側(cè)面的長(zhǎng)度大于安裝表面。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的裝置，其中，所述翼梁的下表面從所述第二側(cè)面伸展而到達(dá)一超過(guò)所述桿的中心線的位置。
36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的裝置，其中，所述桿還包括楔形部件，其與所述板的配合楔形部件相交錯(cuò)。
37.根據(jù)權(quán)利要求34所述的裝置，其中，所述萬(wàn)向節(jié)組件還包括一夾鉗臺(tái)；一軛形件，其連接到所述夾鉗臺(tái)，所述軛形件可相對(duì)于所述夾鉗臺(tái)沿第一軸定位及繞該第一軸旋轉(zhuǎn)；和一萬(wàn)向節(jié)底座，其連接到所述軛形件，且適于支撐所述襯底支架，所述萬(wàn)向節(jié)底座可繞第二軸運(yùn)動(dòng)，該第二軸垂直于所述第一軸；和一第一螺紋部件，其被設(shè)置成穿過(guò)形成于所述軛形件中的一槽，且軸向推動(dòng)所述軛形件和萬(wàn)向節(jié)底座而使其彼此抵靠。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的裝置，其中，所述軛形件和萬(wàn)向節(jié)底座沿一曲面接觸。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的裝置，其中，所述第一螺紋部件是與所述曲面徑向?qū)?zhǔn)的。
40.根據(jù)權(quán)利要求38所述的裝置，其中，所述萬(wàn)向節(jié)底座還包括一階梯形凹槽，該階梯形凹槽形成于與所述軛形件接觸的一表面中。
41.根據(jù)權(quán)利要求37所述的裝置，其中，所述軛形件還包括一柱；一連接部件，其連接到所述柱；一第一凸緣，其連接到所述連接部件的第一端，所述第一槽處于支撐所述萬(wàn)向節(jié)底座的第一面和相對(duì)的所述第一凸緣的第二面之間；一第二凸緣，其連接到所述連接部件的第一端；一第二槽，其被設(shè)置于支撐所述萬(wàn)向節(jié)底座的所述第二凸緣的第一面和相對(duì)的第二面之間；和一第二螺紋部件，其被設(shè)置成穿過(guò)第二槽，且軸向推動(dòng)所述軛形件和萬(wàn)向節(jié)底座而使其彼此抵靠。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的裝置，其中，所述第一凸緣的第一面是曲面。
43.根據(jù)權(quán)利要求39所述的裝置，其中，所述第一曲面具有介于約305到約304mm之間的曲率半徑。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的裝置，其中，所述第一凸緣的第二面是與所述第一面共心的曲面。
45.根據(jù)權(quán)利要求37所述的裝置，其中，所述夾鉗臺(tái)還包括一夾緊開(kāi)口，其為在內(nèi)部形成的，用于容納從所述軛形件伸出的柱。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的裝置，其中，所述夾鉗臺(tái)還包括一槽，其被設(shè)置成至少部分穿過(guò)所述夾鉗臺(tái)，且與所述夾緊開(kāi)口相通；和一柱塞，其位于所述槽內(nèi)，且可在與所述夾緊開(kāi)口的中心徑向?qū)?zhǔn)的方向運(yùn)動(dòng)；其中所述柱塞包括一接觸面，當(dāng)該接觸面被推動(dòng)而抵靠所述柱時(shí)，不會(huì)在所述柱上施加轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的裝置，其中，所述夾鉗臺(tái)還包括一板，其位于所述槽上之，與所述夾緊開(kāi)口相對(duì)；和部件，其被設(shè)置成穿過(guò)所述板，且與所述夾緊開(kāi)口的中心徑向?qū)?zhǔn)，所述部件適于推動(dòng)所述柱塞抵靠所述柱。
48.一種用于定位襯底支架的裝置，包括一處理室；一襯底支架，其被設(shè)置于所述室體中；一柄，其連接到所述襯底支架，且延伸而從形成于所述處理室體中的第一孔穿過(guò)；一萬(wàn)向節(jié)組件，其連接到所述柄，且適于繞5個(gè)軸調(diào)整所述襯底支架的平面方向；一軸承組件，其具有第一托架臺(tái)和第二托架臺(tái)，所述軸承組件連接到所述萬(wàn)向節(jié)組件；和一驅(qū)動(dòng)器，其連接到至少其中一個(gè)所述托架臺(tái)，且適于控制所述襯底支架在所述處理室中的提升。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的裝置，其中，所述萬(wàn)向節(jié)組件還包括一軛形件，其具有形成于其內(nèi)部的至少一個(gè)第一槽；一萬(wàn)向節(jié)底座，其具有適于支撐所述襯底支架的第一表面，和一相對(duì)的第二表面；和一第一螺紋部件，其被設(shè)置成穿過(guò)所述第一槽，且軸向推動(dòng)所述軛形件和萬(wàn)向節(jié)底座而使其彼此抵靠；
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的裝置，其中，所述軛形件和萬(wàn)向節(jié)底座沿一曲面接觸。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的裝置，其中，所述第一螺紋部件是與所述曲面徑向?qū)?zhǔn)的。
52.根據(jù)權(quán)利要求50所述的裝置，其中，所述萬(wàn)向節(jié)底座的第二表面有一在其內(nèi)部形成的階梯狀凹槽。
53.根據(jù)權(quán)利要求48所述的裝置，其中，所述軛形件還包括一柱；和一連接部件，其連接到所述柱；一第一凸緣，其連接到所述連接部件的第一端，所述第一槽處于支撐所述萬(wàn)向節(jié)底座的第一面和相對(duì)的所述第一凸緣的第二面之間；一第二凸緣，其連接到所述連接部件的第一端；一第二槽，其被設(shè)置于支撐所述萬(wàn)向節(jié)底座的所述第二凸緣的第一面和相對(duì)的第二面之間；和一第二螺紋部件，其被設(shè)置成穿過(guò)第二槽，且軸向推動(dòng)所述軛形件和萬(wàn)向節(jié)底座而使其彼此抵靠。
54.根據(jù)權(quán)利要求53所述的裝置，其中，所述第一凸緣的第二面是與所述第一面共心的曲面。
55.根據(jù)權(quán)利要求54所述的裝置，還包括一間隔裝置，其設(shè)置于所述第一螺紋部件上，且具有第一曲面；和一螺母，其擰在所述第一螺紋部件上，且推動(dòng)所述間隔裝置的第一曲面，而所述間隔裝置的第一曲面被設(shè)置成抵靠所述第一凸緣的第二面。
56.根據(jù)權(quán)利要求48所述的裝置，其中，所述萬(wàn)向節(jié)組件還包括一夾鉗臺(tái)；一軛形件，其連接到所述夾鉗臺(tái)，所述軛形件可相對(duì)于所述夾鉗臺(tái)沿第一軸定位及繞該第一軸旋轉(zhuǎn)；和一萬(wàn)向節(jié)底座，其連接到所述軛形件，且適于支撐所述襯底支架，所述萬(wàn)向節(jié)底座可繞第二軸運(yùn)動(dòng)，該第二軸垂直于所述第一軸。
57.根據(jù)權(quán)利要求56所述的裝置，其中所述萬(wàn)向節(jié)底座還包括多個(gè)在其內(nèi)部形成的孔，其有一埋頭孔，該埋頭孔基本與形成于所述軛形件中的一通道對(duì)準(zhǔn)。
58.一種用于定位襯底支架的裝置，包括一萬(wàn)向節(jié)組件，其提供繞垂直軸活動(dòng)的自由度；所述萬(wàn)向節(jié)組件包括兩個(gè)夾鉗，每個(gè)都可調(diào)整以避免由于施加在所述軸上的夾緊力而圍繞一個(gè)軸運(yùn)動(dòng)。
59.根據(jù)權(quán)利要求58所述的裝置，其中，所述萬(wàn)向節(jié)組件還包括一夾鉗臺(tái)；一軛形件，其連接到所述夾鉗臺(tái)，所述軛形件可相對(duì)于所述夾鉗臺(tái)沿第一軸定位及繞該第一軸旋轉(zhuǎn)；一萬(wàn)向節(jié)底座，其被連接以支撐所述襯底支架，且可移動(dòng)地安裝在所述軛形件中，以相對(duì)于所述軛形件繞另一所述軸旋轉(zhuǎn)。
60.根據(jù)權(quán)利要求59所述的裝置，其中，通過(guò)由一緊固件保持、穿過(guò)軸施加的夾緊力來(lái)避免圍繞各軸的運(yùn)動(dòng)。
61.根據(jù)權(quán)利要求49所述的裝置，其中，所述萬(wàn)向節(jié)底座還包括多個(gè)在其內(nèi)部形成的孔，其有一埋頭孔，該埋頭孔基本與形成于所述軛形件中的一通道對(duì)準(zhǔn)。
全文摘要
提供了一種用于在處理室中定位襯底支架的裝置。在一實(shí)施例中，用于定位襯底支架的裝置包括萬(wàn)向節(jié)機(jī)械裝置，其有徑向?qū)?zhǔn)的夾緊部件，基本避免了在夾緊時(shí)連接到萬(wàn)向節(jié)機(jī)械裝置的襯底支架脫離預(yù)定平面的移動(dòng)。在另一實(shí)施例中，用于定位襯底支架的裝置包括在處理室中的襯底支架。一柄與襯底支架相連，在處理室中延伸，且連接到萬(wàn)向節(jié)裝置。萬(wàn)向節(jié)裝置有一徑向夾緊機(jī)械裝置，其適于圍繞多軸調(diào)整襯底支架的平面方向，而不在夾緊時(shí)對(duì)襯底支架施加旋轉(zhuǎn)力矩。軸承組件有第一托架臺(tái)和第二托架臺(tái)，連接萬(wàn)向節(jié)裝置。驅(qū)動(dòng)器連接至少一個(gè)托架臺(tái)，且適于在處理室中控制襯底支架的提升。
文檔編號(hào)C23C16/458GK1759466SQ200480006701
公開(kāi)日2006年4月12日 申請(qǐng)日期2004年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月12日
發(fā)明者E·W·施耶夫, D·T·歐, K·K·考伊, R·T·柯里 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料有限公司