專利名稱：薄膜形成用旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種薄膜沉積裝置，特別是涉及一種用于將一或更多薄膜材料沉積于基板上的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
薄膜沉積被廣泛應(yīng)用于各種物品的表面工藝中，例如珠寶、餐具、工具、模制品及半導體組件。通常金屬、合金、陶瓷或半導體表面形成同質(zhì)或異質(zhì)成份的薄膜以改進例如耐磨、耐熱及抗蝕性質(zhì)。薄膜沉積技術(shù)一般被區(qū)分為至少兩類別，即物理氣相沉積與化學氣相沉積。取決于沉積技術(shù)及工藝參數(shù)，沉積的薄膜可具有單晶、多晶或非晶體結(jié)構(gòu)。單晶及/或多晶薄膜通常形成為對于半導體組件及集成電路制造而言十分重要的磊晶層。舉例來說，磊晶層可由半導體層構(gòu)成且在磊晶層形成的同時進行摻雜以在可防止氧及或碳雜質(zhì)污 染的條件(例如真空條件)下形成摻質(zhì)分布。在某些工藝中，金屬有機化學氣相沉積法(MOCVD)形成的磊晶層被用于制造發(fā)光二極管。金屬有機化學氣相沉積法形成的發(fā)光二極管的質(zhì)量受到各種因素的影響，例如，但不限于，反應(yīng)室內(nèi)的氣體流動穩(wěn)定度或均勻度、通過基板表面的氣體流均勻度，及/或溫度控制的精確度。這些參數(shù)的變化可能會降低以金屬有機化學氣相沉積法形成的磊晶層的質(zhì)量，亦即影響以金屬有機化學氣相沉積法形成的發(fā)光二極管的品質(zhì)。因此需要一種可改進以金屬有機化學氣相沉積法形成的磊晶層的技術(shù)的系統(tǒng)與方法。特別是需要改進磊晶層沉積時反應(yīng)室內(nèi)及通過基板表面的氣體流均勻度。

發(fā)明內(nèi)容
在一些實施例中，一種用于形成一或更多材料層于一或更多基板上的系統(tǒng)包含一繞一中央承載座軸旋轉(zhuǎn)的承載座。一或更多位于該承載座上的載臺齒輪可以該中央承載座軸繞該承載座旋轉(zhuǎn)。一與該載臺齒輪嚙合合的中央齒輪可于該載臺齒輪繞該中央承載座軸旋轉(zhuǎn)時，使該載臺齒輪繞個別該載臺齒輪的載臺軸旋轉(zhuǎn)。該承載座與該中央齒輪可各自獨立旋轉(zhuǎn)。在一些實施例中，一形成一或更多材料層于一或更多基板上的方法包含繞一中央承載座軸旋轉(zhuǎn)一或更多位于一或更多位于一承載座上的載臺齒輪的基板。當該載臺齒輪繞該中央承載座軸旋轉(zhuǎn)時，該載臺齒輪繞其各自的載臺軸以及一中央齒輪旋轉(zhuǎn)。該中央齒輪可相對于該承載座獨立地旋轉(zhuǎn)。當該基板繞該中央承載座軸與該載臺軸旋轉(zhuǎn)時，一或更多材料層可形成于一或更多基板上。在某些實施例中，該承載座與一可自由地繞一與該中央齒輪結(jié)合的機軸旋轉(zhuǎn)的可轉(zhuǎn)動組件結(jié)合。在某些實施例中，可轉(zhuǎn)動組件包含一包圍與該中央齒輪結(jié)合的該機軸的襯套，且該襯套可繞該機軸自由地旋轉(zhuǎn)。在某些實施例中，該可轉(zhuǎn)動組件包含一與該承載座結(jié)合的一旋轉(zhuǎn)罩。在某些實施例中，當該承載座繞該中央承載座軸旋轉(zhuǎn)時，該中央齒輪不旋轉(zhuǎn)。在某些實施例中，該中央齒輪與該承載座沿相同方向旋轉(zhuǎn)。在某些實施例中，該中央齒輪與該承載座以相同速度旋轉(zhuǎn)。在某些實施例中，該中央齒輪與該承載座以不同速度旋轉(zhuǎn)。在某些實施例中，該中央齒輪與該承載座沿不同方向旋轉(zhuǎn)。


本發(fā)明的方法與裝置的特征及優(yōu)點經(jīng)以下詳細說明伴隨圖示進行說明后將更易于了解領(lǐng)會，根據(jù)本發(fā)明的實施例伴隨以下圖示進行說明。圖IA與圖IB顯示用于形成一或更多材料于一或更多基板上旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的一實施例。圖2A顯示中央齒輪與載臺齒輪嚙合的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的一實施例。
圖2B顯示基板載臺、載臺齒輪及載臺環(huán)處于組合狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的一實施例。圖3顯示用于形成一或更多材料于一或更多基板上作為旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的一部分的基板載臺的一實施例。圖4顯示用于形成一或更多材料于一或更多基板上作為旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的一部分的基板載臺的另一實施例。圖5A與圖5B顯示用于形成一或更多材料于一或更多基板上包含旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的反應(yīng)系統(tǒng)的一實施例。圖6顯示具有載臺齒輪彼此分開圍繞中央齒輪的承載座的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的一實施例的俯視圖。圖7顯示具有載臺齒輪至少部分重迭圍繞中央齒輪的承載座的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的一實施例的俯視圖。圖8顯示載臺齒輪的輪齒與載臺齒輪的輪齒之間至少部份重迭區(qū)域的一實施例的側(cè)視圖。圖9顯示具有一不使用旋轉(zhuǎn)罩的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的一實施例。圖10顯示旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的一實施例其中顯示一中央齒輪與載臺齒輪交互作用。圖11顯示具有朝順時針方向旋轉(zhuǎn)的承載座與朝逆時針方向旋轉(zhuǎn)的中央齒輪的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的一實施例的俯視圖。當然本發(fā)明可有各種修改與替換形式，在此將詳細描述藉由以上圖標的范例表示的本發(fā)明的特定實施例。這些圖示可能不符合比例。必須理解的是圖示與詳細說明不應(yīng)限制本發(fā)明在已揭露的特定形式，相反地是應(yīng)將所有修改、等效與替換形式涵蓋在本發(fā)明申請的精神與范圍內(nèi)。主要組件符號說明100旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)100’旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)110承載座112旋轉(zhuǎn)罩114內(nèi)齒輪116外齒輪118 馬達
120中央齒輪130基板載臺132載臺齒輪132A載臺齒輪132B載臺齒輪134 載臺環(huán)140承載基板150 間距 160 橢圓162A 輪齒162B 輪齒200 襯套202轉(zhuǎn)接器203 扣件204 機軸206 扣件210載臺軸310載臺軸320球軸承410載臺軸420球軸承430 內(nèi)環(huán)1100反應(yīng)系統(tǒng)1101 進氣口1102 進氣口1103 進氣口1104 進氣口1112 表面1114 表面1124加熱組件1126 載臺軸1128承載座軸1140 出氣口1150中央組件1160 反應(yīng)室
具體實施例方式在本發(fā)明的上下文中，用詞“耦接”表示一或更多對象或組件之間的直接連接或非直接連接(例如一或更多介于其中的連接)。
圖IA與圖IB顯示用于形成一或更多材料于一或更多基板上旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)100的一實施例。在一些實施例中，旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)100包含承載座110、旋轉(zhuǎn)罩112、內(nèi)齒輪114、外齒輪116及馬達118。在某些實施例中，旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)100包含中央齒輪120。在一些實施例中，旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)100包含一或更多基板載臺130、一或更多載臺齒輪132及一或更多載臺環(huán)134。在一些實施例中，基板載臺130系用于承載基板140(例如一或更多晶圓)。在某些實施例中，內(nèi)齒輪114與外齒輪116形成一可包含馬達118的驅(qū)動組合。雖然以上利用選擇的組件組合以表示系統(tǒng)100，系統(tǒng)100仍可有其它替代、修改及變化形式。舉例來說，某些組件可被展開及或組合。其它組件可被插入上述提及的組件之間。取決于實施例，組件的安排組合可互換及以其它組件取代。在一些實施例中，旋轉(zhuǎn)罩112底部及支撐部直接或非直接固定于內(nèi)齒輪114，而承載座Iio則位于旋轉(zhuǎn)罩112頂部。在某些實施例中，承載座110固定于旋轉(zhuǎn)罩112頂部。在另一實施例中，內(nèi)齒輪114與外齒輪116嚙合。在又一實施例中，外齒輪116被馬達118驅(qū)動以旋轉(zhuǎn)，使內(nèi)齒輪也旋轉(zhuǎn)。在一實施例中，內(nèi)齒輪114的旋轉(zhuǎn)帶動旋轉(zhuǎn)罩112與承載座110繞一共同軸旋轉(zhuǎn)(例如一承載座軸)。舉例來說，旋轉(zhuǎn)罩112可藉由一旋轉(zhuǎn)軸承旋轉(zhuǎn)。 在一些實施例中，承載座110上有一或更多基板載臺130、一或更多載臺齒輪132及一或更多載臺環(huán)134。在某些實施例中，基板載臺130、載臺齒輪132及載臺環(huán)134與承載座110 —起繞共同軸旋轉(zhuǎn)。在某些實施例中，每一載臺齒輪132支撐基板載臺130且每一基板載臺130載有一或更多基板140 (例如一或更多晶圓)。在某些實施例中，中央齒輪120與一或更多載臺齒輪132嚙合。在一實施例中，當載臺齒輪132與承載座110 —起繞共同軸旋轉(zhuǎn)時，中央齒輪120為靜止造成載臺齒輪132分別繞各自載臺軸旋轉(zhuǎn)。在另一實施例中，中央齒輪120沿一方向以一角速度繞共同軸旋轉(zhuǎn)時，載臺齒輪132與承載座110 —起沿相同方向但以不同角速度繞共同軸旋轉(zhuǎn)。中央齒輪120的旋轉(zhuǎn)造成載臺齒輪132分別繞各自載臺軸旋轉(zhuǎn)。在一些實施例中，載臺齒輪132分別繞各自載臺軸旋轉(zhuǎn)的角速度取決于中央齒輪120與每一載臺齒輪的齒輪比以及中央齒輪與每一載臺齒輪繞共同軸旋轉(zhuǎn)的角速度比。在又一實施例中，中央齒輪120沿一方向繞共同軸旋轉(zhuǎn)，載臺齒輪132與承載座110 —起沿另一方向繞共同軸旋轉(zhuǎn)，造成一或更多載臺齒輪132分別繞各自載臺軸旋轉(zhuǎn)。在一些實施例中，載臺齒輪132固定于基板載臺130使得基板載臺也分別繞各自載臺軸旋轉(zhuǎn)。在某些實施例中，載臺齒輪132與載臺環(huán)134分別通過一或更多球軸承接觸。在某些實施例中，載臺環(huán)134固定于承載座110使其不與載臺齒輪132 —起繞載臺軸旋轉(zhuǎn)。如圖IA所示，基板載臺130、載臺齒輪132及載臺環(huán)134是以分解狀態(tài)顯示且中央齒輪120是與載臺齒輪分離狀態(tài)顯示以清楚顯示這些組件。圖2A顯示中央齒輪120與載臺齒輪132嚙合之旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)100的一實施例。此外，圖2B顯示基板載臺130、載臺齒輪132及載臺環(huán)134處于組合狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)100的一實施例。如以上所討論及在此進一步強調(diào)的是，圖1A、圖1B、圖2A及圖2B所示僅為范例，不應(yīng)限制本發(fā)明的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員均認知本發(fā)明可有許多其它替代、修改及變化形式。舉例來說，一或更多基板載臺130可被移除使一或更多載臺齒輪132可直接支撐一或更多更多基板140 (例如一或更多晶圓)?；?40可與對應(yīng)載臺齒輪132繞共同軸以及或繞對應(yīng)載臺軸旋轉(zhuǎn)。在另一例子中，一或更多載臺環(huán)134可被移除，如圖4所示。圖3顯示用于形成一或更多材料于一或更多基板上作為旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)100的一部分的基板載臺130的一實施例。如圖3所示，每一載臺齒輪132形成一用來支撐其對應(yīng)基板載臺130的中空環(huán)。在一些實施例中，每一載臺齒輪132及其對應(yīng)的基板載臺130通過球軸承320繞載臺軸310旋轉(zhuǎn)。在另一實施例中，球軸承320系位于載臺齒輪132的一底部溝槽與載臺環(huán)134的一頂部溝槽之間。在又一實施例中，載臺環(huán)134固定于承載座110。圖4顯示用于形成一或更多材料于一或更多基板上作為旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)100的一部分的基板載臺130的另一實施例。如圖4所示，每一載臺齒輪132形成一用來支撐其對應(yīng)基板載臺130的中空環(huán)。在一些實施例中，每一載臺齒輪132及其對應(yīng)的基板載臺130通過球軸承420繞載臺軸410旋轉(zhuǎn)。在另一實施例中，球軸承420系位于內(nèi)環(huán)430與載臺環(huán)134的溝槽之間。在某些實施例中，內(nèi)環(huán)430固定于基板載臺130。圖5A與圖5B顯示用于形成一或更多材料于一或更多基板上包含旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)100的 反應(yīng)系統(tǒng)的一實施例。圖5A顯示反應(yīng)系統(tǒng)1100的一側(cè)視圖而圖5B顯示反應(yīng)系統(tǒng)的平面 圖。反應(yīng)系統(tǒng)1100可為，舉例來說，用于形成薄膜于一或更多基板上的一真空系統(tǒng)。在一實施例中，反應(yīng)系統(tǒng)1100為一化學氣相沉積系統(tǒng)(例如一金屬有機化學氣相沉積系統(tǒng))。在一些實施例中，反應(yīng)系統(tǒng)1100包含噴氣組件(showerhead) 1110、承載座110、進氣口 1101、1102、1103與1104、一或更多基板載臺130、一或更多加熱組件1124、一出氣口1140及一中央組件1150。在某些實施例中，中央組件1150、噴氣組件1110、承載座110及一或更多基板載臺130 (例如位于承載座上)構(gòu)成具有進氣口 1101、1102、1103與1104及出氣口 1140的反應(yīng)室1160。在某些實施例中，一或更多基板載臺130的每一基板載臺系用于承載一或更多基板140 (例如一或更多晶圓)。雖然以上利用選擇的組件組合以表示系統(tǒng)1100，系統(tǒng)1100仍可有其它替代、修改及變化形式。舉例來說，某些組件可被展開及或組合。其它組件可被插入上述提及的組件之間。取決于實施例，組件的安排組合可互換及以其它組件取代。在一些實施例中，進氣口 1101系形成于中央組件1150之內(nèi)并沿一與噴氣組件1110的表面1112大致平行的方向提供一或更多種氣體。在某些實施例中，中央組件1150系位于中央齒輪120上方(例如中央齒輪120之上)。在某些實施例中，一或更多種氣體流入(例如向上流)進入反應(yīng)室1160接近反應(yīng)室中央，接著流過進氣口 1101并輻射狀向外遠離反應(yīng)室中央。在一些實施例中，進氣口 1101、1102、1103與1104系形成于噴氣組件1110內(nèi)并沿一與表面1112大致垂直的方向提供一或更多種氣體。在一些實施例中，可提供各種氣體通過進氣口 1101、1102、1103與1104。各種氣體的實例如表一所不。表一
權(quán)利要求
1.一種用于將一或更多材料層形成于一或更多基板上的系統(tǒng)，包含 一承載座，該承載座可繞一中央承載座軸旋轉(zhuǎn)； 位于該承載座上的一或更多載臺齒輪，其中，該載臺齒輪可以所述中央承載座軸繞所述承載座旋轉(zhuǎn) '及 與所述載臺齒輪嚙合的一中央齒輪，其中，該中央齒輪可在所述載臺齒輪所述中央承載座軸旋轉(zhuǎn)時，使所述載臺齒輪繞個別所述載臺齒輪的載臺軸旋轉(zhuǎn)； 其中，所述承載座與所述中央齒輪可各自獨立旋轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求I項所述的系統(tǒng)，其中，所述承載座與一可轉(zhuǎn)動組件結(jié)合以繞與所述中央齒輪結(jié)合的一機軸旋轉(zhuǎn)。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述可轉(zhuǎn)動組件包含包圍與所述中央齒輪結(jié)合的所述機軸的一襯套，且該襯套可繞所述機軸自由地旋轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述承載座通過一轉(zhuǎn)接器與所述襯套結(jié)合。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述轉(zhuǎn)接器包含石英。
6.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述襯套包含至少兩部分。
7.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述可轉(zhuǎn)動組件包含與所述承載座結(jié)合的一旋轉(zhuǎn)罩。
8.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述中央承載座軸與所述載臺軸不同。
9.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述中央承載座軸置于所述中央齒輪中心。
10.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述中央齒輪使用時為固定。
11.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述中央齒輪與所述承載座沿相同方向旋轉(zhuǎn)。
12.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述中央齒輪與所述承載座以相同角速度沿相同方向旋轉(zhuǎn)。
13.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述中央齒輪與所述承載座沿不同方向旋轉(zhuǎn)。
14.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述一或更多載臺齒輪用于承載一或更多基板。
15.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述一或更多載臺齒輪包含基板載臺。
16.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，還包含與所述載臺齒輪結(jié)合的一或更多基板載臺。
17.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，還包含一位于該承載座上方的噴氣組件。
18.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，還包含位于所述載臺齒輪下方的一或更多加熱組件。
19.一種將一或更多材料層形成于一或更多基板上的方法，包含 繞一中央承載座軸來旋轉(zhuǎn)位于一承載座上的載臺齒輪的一或更多基板； 當該載臺齒輪繞所述中央承載座軸旋轉(zhuǎn)時，使所述載臺齒輪繞其各自的載臺軸以及一中央齒輪旋轉(zhuǎn)，其中所述中央齒輪相對于所述承載座獨立地旋轉(zhuǎn)；及 當所述基板繞所述中央承載座軸與所述載臺軸旋轉(zhuǎn)時，形成一或更多材料層于一或更多基板上。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，還包含以化學氣相沉積法形成一或更多材料層于一或更多基板上。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述一或更多載臺齒輪包含基板載臺。
22.如權(quán)利要求19所述的方法，還包含將一或更多基板置于與所述一或更多載臺齒輪結(jié)合的一或更多基板載臺。
23.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述承載座與可自由地繞與該中央齒輪結(jié)合的機軸旋轉(zhuǎn)的可轉(zhuǎn)動組件結(jié)合。
24.如權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述可轉(zhuǎn)動組件包含包圍與所述中央齒輪結(jié)合的機軸的一襯套，且該襯套可繞所述機軸自由地旋轉(zhuǎn)。
25.如權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述可轉(zhuǎn)動組件包含與所述承載座結(jié)合的一旋轉(zhuǎn)罩。
26.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，當所述承載座繞所述中央承載座軸旋轉(zhuǎn)時，所述中央齒輪不旋轉(zhuǎn)。
27.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述中央齒輪與所述承載座沿相同方向旋轉(zhuǎn)。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述中央齒輪與所述承載座以相同速度旋轉(zhuǎn)。
29.如權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述中央齒輪與所述承載座以不同速度旋轉(zhuǎn)。
30.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述中央齒輪與所述承載座沿不同方向旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明揭露一種用于形成一或更多材料層于一或更多基板上的系統(tǒng)。此系統(tǒng)包含一可繞一中央承載座軸旋轉(zhuǎn)的承載座(susceptor)。一或更多載臺齒輪(holder gear)位于承載座上。載臺齒輪可以中央承載座軸繞承載座旋轉(zhuǎn)。當載臺齒輪繞中央承載座軸旋轉(zhuǎn)，一與載臺齒輪接合的中央齒輪可使載臺齒輪繞個別載臺齒輪的載臺軸轉(zhuǎn)動。承載座與中央齒輪可各自獨立旋轉(zhuǎn)。
文檔編號C23C16/458GK102828171SQ20121005848
公開日2012年12月19日 申請日期2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月16日
發(fā)明者方政加, 楊成杰 申請人:綠種子材料科技股份有限公司