[发明专利]单晶圆处理装置及其操作方法、传送方法与准直器

说明书

一种单晶圆处理装置，包含转盘、承载盘及齿轮环。转盘可绕中心轴作旋转，且具有偏心开孔，其偏心轴偏离中心轴。承载盘用以承载晶圆，且嵌合于转盘的偏心开孔。齿轮环嵌合于转盘，且具有穿透开孔，其内缘设有多个齿，啮合于承载盘外缘的多个齿。

技术领域

本发明是有关一种单晶圆处理装置，特别是关于一种可使晶圆公转且自转的单晶圆处理装置。

背景技术

气相沉积(vapor deposition)是半导体制造过程常用的一种技术，用以形成薄膜于半导体晶圆的表面。以化学气相沉积(CVD)为例，在半导体制造过程的反应室当中，将晶圆暴露在制造过程气体下，在晶圆的表面发生化学反应或分解以产生沉积的薄膜。

在传统的气相沉积制造过程中，反应室内使用多晶圆(multi-wafer)承载装置以承载多个晶圆。虽然可同时处理多个晶圆以提升产出量(throughput)，然而传统多晶圆系统所形成的薄膜的均匀性(uniformity)却无法提升。鉴于此，因而有单晶圆(single-wafer)系统的提出，其反应室内使用单晶圆承载装置仅承载单一晶圆，特别是大尺寸的晶圆。由于单晶圆系统的体积较多晶圆系统来得小，可增进制造过程条件的控制，不但可大幅提升薄膜的均匀性，且可提高制造过程重现性(reproducibility)。一般来说，单晶圆系统的良率(yield)大于多晶圆系统。

然而，在传统单晶圆系统中，承载装置上的晶圆系绕机台的中心轴作旋转。如果采用喷气头(showerhead)以提供制造过程气体，由于晶圆靠近中心轴的中心区域相对于喷气头的位置没有变化，使得晶圆的中心区域所形成薄膜的均匀性较差于其他区域。

因此亟需提出一种新颖的单晶圆系统，用以改善传统单晶圆系统的缺点，以全面提升所形成薄膜的均匀性。

发明内容

鉴于上述，本发明实施例的目的之一在于提出一种单晶圆处理装置，使得晶圆绕着中心轴作公转运动时，也同时绕着偏心轴作自转运动，因此让制造过程气体可以更均匀的沉积于晶圆的表面，以提高晶圆镀膜的均匀性。

根据本发明实施例之一，单晶圆处理装置包含转盘、承载盘及齿轮环。转盘可绕中心轴作旋转且具有偏心开孔，其偏心轴偏离中心轴。承载盘用以承载晶圆，且嵌合于转盘的偏心开孔。齿轮环嵌合于转盘，且具有穿透开孔，其内缘设有多个齿，啮合于承载盘外缘的多个齿。

前述的单晶圆处理装置，更包含转动体，该转盘固定置放于该转动体之上。

前述的单晶圆处理装置，其中该转盘的外缘设有第一阶梯，作为与该齿轮环嵌合之用。

前述的单晶圆处理装置，其中该转盘在靠近偏心开孔的内缘设有第二阶梯，作为与该承载盘嵌合之用。

前述的单晶圆处理装置，其中该转盘在靠近偏心开孔的内缘设有面上的第一球珠槽，或者该承载盘相应于该第一球珠槽设有面下的第二球珠槽。

前述的单晶圆处理装置，更包含齿轮固定体，用以让该齿轮环固定于该齿轮固定体之上。

前述的单晶圆处理装置，其中该齿轮固定体的上缘具有多个开口，以利机械手进行自动传送。

前述的单晶圆处理装置，更包含转盘盖，用以覆盖该转盘与该齿轮环，但暴露该承载盘。

前述的单晶圆处理装置，其中该齿轮环设有面上的第三球珠槽，或者该转盘盖相应于该第三球珠槽设有面下的第四球珠槽。

在一实施例中，准直器包含板状元件，设于喷气嘴之下。板状元件具有多个孔，相应于喷气嘴的喷气孔。

前述的准直器，其中该板状元件为平板型，底面为平面，其中心厚度等于外径厚度。

前述的准直器，其中该板状元件为中间凸出斜面型，底面为凸面，其中心厚度大于外径厚度。