具有惯性行星传动的多晶片旋转盘反应器制造技术

本发明专利技术涉及晶片载体和用于移动反应器中晶片的方法。晶片载体（220）可以包括具有多个隔间的压板（215）和多个晶片平台（210）。压板（215）配置成围绕第一轴线旋转。每个晶片平台（210）与一个隔间相关联，并且配置成相对于各自的隔间（770）而围绕各自第二轴线旋转。压板（215）和晶片平台（210）以不同的角速度旋转以在其间形成行星运动。该方法可包括围绕第一旋转轴旋转压板（215）。该方法还包括旋转压板（215）上承载的多个晶片平台（210）的每一个晶片平台（210），并且围绕各自第二旋转轴以与压板（215）不同的角速度承载晶片（200），以在其间形成行星运动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求享有2010年6月7日提交的美国临时申请No.61/351，966的优先权，所述文献在此全文引入作为参考。
技术介绍
本专利技术概括地涉及真空处理系统和方法，并且具体涉及用于改进化学蒸汽和物理蒸汽沉积系统中的材料均匀性的机构和方法。由于当前LED和OLED市场的扩大，不断增加地需要有效和高产量的制造方法和系统。当前的高产量制造系统使用化学蒸汽沉积（CVD）以将材料同时沉积在多个基底晶片上，并且因而使其产量最大化。每个晶片的成品率通常涉及其上沉积的均匀性，更均匀的沉积产生更高的成品率。在过去和当前的CVD系统中，用于实现提高的均匀性的手段包括加热晶片载体、改变反应腔的形状、修改喷头特性以及旋转晶片载体。使用的所有这些方法的成功度不同，因而仍然需要改进。尤其当旋转包含多个基底晶片的晶片载体时，需要以不同于晶片的速度进行旋转，由此形成行星运动。这允许更好地控制沉积形状，以及对沉积均匀性的各种缺陷的实时校正。当前可获得的用于晶片在晶片载体上形成行星运动的方法，包括持续受驱动的行星齿轮系统，在基底下施加循环气体，以及振动晶片载体，以引起晶片旋转。这些系统的每一个具有其自身的缺点。典型的持续受驱动行星齿轮系统包括一组齿轮，其持续地驱动多个晶片平台和晶片载体。所述机构的齿轮持续地负荷有晶片载体的质量和多个晶片平台的质量。由于高操作温度引起增加热应力，增加了所述机构中的机械应力，并且导致了更低的可靠性和更高的微粒产生。通过施加循环气体的行星运动将晶片载体的操作限制在低rpm范围中，以便于维持行星运动，并且通过干扰反应气体和增加系统泵上的总气体负荷而降低CVD处理性能。使用振动以形成行星运动不保证对于晶片载体上的所有晶片具有相等的旋转量，并且限制了可能的晶片载体旋转速度。因而，需要一种改进沉积均匀性但对晶片载体的维修和操作rpm不具有负面影响的机构。该机构还必须确保晶片载体上的所有晶片具有相等的旋转量。
技术实现思路
在一个实施例中，沉积系统包括沉积源、反应腔、安装在腔内用于在其中围绕轴线旋转的驱动轴以及定位在所述驱动轴顶端的晶片载体。所述驱动轴由直接耦合至所述驱动轴的马达旋转。所述晶片载体包含压板、多个晶片平台、每个晶片平台和压板之间的减小摩擦的耦合以及所述驱动轴和压板之间的减小摩擦的耦合。通过所述晶片平台和驱动轴之间的耦合，将所述驱动轴的旋转传递至多个晶片平台，由此呈现行星运动。在一个实施例中，一种用于旋转晶片的方法包括以设定的旋转速度旋转驱动轴，并且通过与多个晶片平台的耦合而传递旋转。旋转多个晶片平台，将所述旋转传递至晶片载体的压板。一旦多个晶片平台和压板克服了它们的初始惯性，就达到了平衡状态。在平衡状态期间，所述晶片平台相对于压板保持固定，而所述驱动机构经受了较低的操作负荷。在初始启动（即从静止位置开始）且在达到平衡状态之前的期间，通过限制所述驱动轴的加速度，可以调节所述晶片平台的最大旋转速度。在关闭序列期间（即返回静止位置），通过限制所述驱动轴的减速度，也可以控制所述晶片平台的最大旋转速度。当达到所述平衡状态时，所述驱动轴的旋转速度的改变由于质量差而引起了所述平台和晶片平台之间的平衡状态的偏离。与所述平衡状态的偏离标志着平台旋转周期的开始。在重新形成平衡状态之前，所述晶片平台经历了相对于所述压板不同的旋转速度，在此期间，所述驱动机构增加了操作负荷。所述平衡状态的重新形成标志着平台旋转周期的完成。所述晶片平台的旋转速度在所有平台之间都相等，并且正比于所述压板的旋转速度的改变。在每个平台旋转周期期间，所述晶片载体的压板的旋转速度的改变还确定了所述晶片平台的旋转方向，由此支持多个操作模式。在一个操作模式中，在每个连续的平台旋转周期期间，可以使得所述晶片平台仅在一个方向上旋转，诸如仅顺时针或逆时针。在一个备选操作模式中，在每个平台旋转周期期间，可以使所述晶片平台在交替的方向上旋转。另一操作模式可以是这些操作模式的组合。由于所述驱动机构仅在一小部分操作阶段中经受增加的负荷，在典型的操作周期期间，所述驱动机构不是产生微粒的源。为了使所述机构在反应腔的高温环境中的机构性能最优，诸如齿轮、晶片平台和晶片载体的压板的部件，可以由抗高温材料构成。在一个实施例中，所述轴承由陶瓷材料构成，而所述晶片载体的压板和晶片平台由涂覆有SiC的石墨材料构成，以使操作期间的热膨胀和热应力最小化。上述实施例示出了对实现行星运动的常规方法的改进以及对沉积均匀性的改进。所述惯性驱动机构与现有技术的机构不同，它以受控和同步方式对晶片平台创建行星运动。由该机构实现的行星运动在所述晶片载体的高旋转速度下不经历性能的显著降低，也不经历由于严苛的操作环境引起的显著机械损伤，所述机构也不成为所述反应腔内产生微粒或反应气体污染的重要源。所述机构的机械性能的这种改进通过将基底更一致和均匀地暴露至沉积源而相应地改进了沉积均匀性。此外，所述行星运动机构通过提供了多种方法以从反应腔中移除和清洁该机构和晶片载体，而提供了工具适用性的改进。一种这样的方法是与所述晶片平台同时移除所述晶片载体，而两者仍然耦合在一起。形成的组件经历了所需的清洁过程，之后将其返回至所述反应腔内。备选方法包括将所述晶片载体与晶片平台分离，并且随后使每个进行所需的清洁过程。在清洁之后，再组装所述晶片平台和晶片载体，并且将其返回至所述反应腔。在一个实施例中，所述晶片载体包括具有多个隔间的压板和多个晶片平台。所述压板配置成围绕中心轴线旋转。每个晶片平台与一个隔间相关联，并且配置成相对于各自的隔间旋转。所述压板和晶片平台以不同的角速度旋转以在其间形成行星运动。所述晶片载体可以包括驱动轴、多个第一齿轮以及与每个第一齿轮啮合的第二齿轮。每个第一齿轮可以连接至一个晶片平台。所述第二齿轮耦合至所述驱动轴以由驱动轴旋转并且将所述旋转传递至所述第一齿轮，以引起所述晶片平台的动力驱动旋转。所述晶片载体的晶片平台可以由石墨（例如ST-81级）构成，而所述晶片载体还可以包括由每个晶片平台携带的多个螺纹插入件以及用于将一个第一齿轮与插入件固定的多个紧固件。所述螺纹插入件可以由钼或其合金构成，诸如钼合金364。可以由所述驱动轴驱动所述晶片载体的压板以使所述晶片载体的压板围绕第一轴线旋转。所述晶片载体可以包括耦合至所述压板的驱动轴和多个皮带联接。每个皮带联接将一个晶片平台连接至所述驱动轴。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.07 US 61/351,966;2011.06.06 US 13/153,6791.一种用于多个晶片的晶片载体，该晶片载体包括：
具有多个隔间的压板，该压板配置以围绕第一轴线旋转；以及
多个晶片平台，每个晶片平台与一个隔间相关联，并且配置成围绕相对于各
个隔间的各自第二轴线而旋转，而压板和晶片平台以不同的角速度旋转以在其间
形成行星运动。
2.根据权利要求1所述的晶片载体，还包括：
驱动轴；
多个第一齿轮，每个第一齿轮连接至一个晶片平台；以及
与每个第一齿轮啮合的第二齿轮，第二齿轮与驱动轴耦合以由驱动轴旋转，
并且将该旋转传递到第一齿轮，以便引起晶片平台的动力旋转。
3.根据权利要求2所述的晶片载体，其中，晶片平台由石墨构成，并且还包
括：
由每个晶片平台承载的多个螺纹插入件；以及
多个紧固件，用于以插入件固定一个第一齿轮。
4.根据权利要求3所述的晶片载体，其中，螺纹插入件由钼或钼合金构成。
5.根据权利要求2所述的晶片载体，其中，压板与驱动轴耦合，从而驱动轴
的旋转引起了压板围绕第一轴线的动力旋转。
6.根据权利要求1所述的晶片载体，还包括：
耦合至压板的驱动轴；以及
多个皮带联接，每个皮带联接将一个晶片平台连接至驱动轴。
7.根据权利要求1所述的晶片载体，还包括：
驱动轴，其具有连接至压板的内心轴和外心轴；
多个第一齿轮，每个第一齿轮连接至一个晶片平台；以及
与每个第一齿轮啮合的第二齿轮，第二齿轮与外心轴连接。
8.根据权利要求7所述的晶片载体，其中，第二齿轮由内心轴驱动以引起第
一齿轮的旋转。
9.根据权利要求7所述的晶片载体，其中，第一齿轮由外心轴驱动以引起第
一齿轮的旋转。
10.根据权利要求1所述的晶片载体，还包括：
多个减小摩擦的轴承，一个减...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·A·卢斯，A·P·帕兰杰佩，A·塞拉鲁，J·斯坎达里亚托，Q·唐，
申请(专利权)人：威科仪器有限公司，
类型：
国别省市：