鍵控晶片載體的制作方法

鍵控晶片載體的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種用于化學氣相沉積反應器的裝置(10)，其理想地包括：具有內部區域(26)的反應室，安裝在所述反應室內的主軸(30)，以及可釋放地安裝在所述主軸上以隨之旋轉的晶片載體(40)。所述主軸理想地具有沿著豎直旋轉軸線(32)延伸的傳動軸(36)以及從所述傳動軸向外突出的鍵(80)。所述晶片載體(40)優選地具有限定了頂表面(41)和底表面(44)的主體(40a)以及至少一個構造來保持晶片(50)的晶片保持結構(43)。所述晶片載體(40)理想地還具有從所述底表面(44)延伸進入所述主體的凹部(47)，以及沿著所述橫向軸線(106)從所述凹部的外圍(104)向外突出的鍵槽(48)。所述傳動軸(36)優選地接合在所述凹部(47)中并且所述鍵(80)優選地接合在所述鍵槽(48)中。
【專利說明】鍵控晶片載體
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請是于2012年3月20日提交的美國專利申請N0.13/424，821的在后申請，其全部內容通過引用在此并入本文。

【技術領域】
[0003]本發明涉及晶片處理裝置，用于這種處理裝置的晶片載體，以及處理晶片的方法。

【背景技術】
[0004]許多半導體器件通過在基板上所執行的工藝而形成。該基板典型地為晶體材料的板，通常稱為“晶片”。典型地，晶片是通過生長成大晶體并且將該晶體切成盤狀而形成。一種在這樣的晶片上所執行的常見處理就是磊晶成長。
[0005]例如，由復合半導體，例如II1-V半導體所形成的裝置典型地通過使用金屬有機化學氣相沉積法或者說“M0CVD”來生長復合半導體的連續層而形成。在這種處理中，晶片暴露在組合的氣體中，其典型地包括作為第III主族金屬的源的金屬有機化合物，并且還包括第V主族元素的源，它們在晶片維持在高溫時流過晶片的表面。典型地，金屬有機化合物和第V主族的源與不明顯參加反應的載氣(例如氮)相結合。II1-V半導體的一個例子是氮化鎵，其可以由有機鎵化合物和氨在具有合適的晶格間距的基材(例如藍寶石晶片)上反應而形成。典型地，在氮化鎵和相關化合物的沉積過程中，晶片維持在500至1100°C數量級的溫度。
[0006]可以通過在稍微不同的反應條件下在晶片的表面上連續沉積許多層從而制造復合器件，例如，加入其他第III主族或第V主族元素以改變半導體的晶體結構和能帶隙。例如，在基于氮化鎵的半導體上，可使用不同比例的銦、鋁或者兩者以改變半導體的能帶隙。而且，可添加P-型和η-型摻雜劑以控制每一層的電導率。在形成了所有的半導體層之后，以及典型地，在進行了合適的電接觸之后，將晶片切割成單獨的器件。可以這種方式來制造例如發光二極管(LED)、激光這樣的器件以及其他電子器件和光電器件。
[0007]在典型的化學氣相沉積處理中，多個晶片保持在通常被稱為晶片載體的部件上，使得每個晶片的頂表面暴露在晶片載體的頂表面上。隨后將晶片載體放入反應室，并且在氣體混合物流過晶片載體的表面時晶片載體保持在所需的溫度。在處理期間，在載體上的不同晶片的頂表面上的所有點處維持均勻條件非常重要。反應氣體的組成和晶片表面的溫度的微小變化會導致不需要的所得到半導體器件的性能變化。
[0008]例如，如果沉積了氮化鎵銦層，晶片表面溫度的變化或者反應氣體濃度的變化會導致沉積層的成分和能帶隙的變化。因為銦具有相對高的蒸汽壓，所以在晶片的表面溫度較高的區域中，沉積層中的銦的比例較低并且能帶隙較大。如果沉積層是LED結構的活性發光層，則該晶片所形成的LED的發光波長也會變化。因此，迄今為止在現有技術中，為了維持均勻的條件已經付出了相當大的努力。
[0009]在工業中被廣泛接受的一種類型的CVD裝置使用的大盤狀形式的具有多個晶片保持區域的晶片載體，每個晶片保持區域適于保持一個晶片。晶片載體可釋放地支撐在反應室內的主軸上，使得具有晶片的暴露表面的晶片載體的頂表面向上面向氣體分布元件。當主軸旋轉時，氣體被向下引導到晶片載體的頂表面，并且流經頂表面，流向晶片載體的外圍。使用后的氣體通過排氣口而排出反應室，排出口設置在晶片載體下方并且圍繞著主軸的軸線分布，例如靠近反應室的外圍。
[0010]使用加熱元件來將晶片載體保持在所需的高溫，所述加熱元件典型地為設置在晶片載體的底表面之下的電阻加熱元件。將這些加熱元件的溫度保持在高于所需的晶片表面的溫度，然而氣體分布元件的溫度典型地維持在遠低于所需的反應溫度，從而防止氣體過早反應。因此，熱量從加熱元件傳遞到晶片載體的底表面，并且向上流動經過晶片載體而到單個的晶片。
[0011]如美國專利6，506，252的某些實施例所述，主軸在其頂端可具有錐形的接觸表面，并且晶片載體可具有錐形的接觸面，該接觸面位于從晶片載體的底表面延伸進入晶片載體的凹部內。主軸和晶片載體的錐形接觸面構造成當把晶片載體裝配在主軸上時這兩者之間具有面接觸。主軸的錐形接觸面和晶片載體的錐形接觸面之間的面接觸的幾何中心典型地設置在晶片載體的重心之上，使得當主軸旋轉時晶片載體傾向于保持為位于主軸上。可容易地從主軸上移走晶片載體，并且替換成攜帶有待處理的新晶片的新的晶片載體。
[0012]CVD反應器的部件的設計很難。這樣的部件必須忍受極端的溫度變化(例如在室溫和1000°C之間)，其必須是可替換的，能夠以合理的成本生產，并且不會污染晶片。而且，機器人設備必須能夠相對容易地將晶片載體放置在主軸上。雖然至今為止已經在本領域付出了相當大的努力以最優化這種系統，但是仍然期待進一步的改進。


【發明內容】

[0013]本發明提供了用于化學氣相沉積反應器的裝置和一種處理晶片的方法。本發明的一個方面提供了用于化學氣相沉積反應器的裝置，該裝置包括晶片載體。晶片載體理想地包括:主體，所述主體限定了朝向相反的頂表面和底表面和大體上垂直于所述頂表面和底表面的豎直旋轉軸線；至少一個晶片保持結構；凹部，所述凹部從主體的底表面延伸進入主體；以及鍵槽，所述鍵槽從凹部的外圍沿著第一橫向軸線向外突出而遠離旋轉軸線。該至少一個晶片保持結構可以構造成使得晶片可以保持在其中，同時晶片的表面暴露在主體的頂表面處。
[0014]本發明的另外一個方面提供了一種用于化學氣相沉積反應器的裝置，該裝置包括具有內部區域的反應室以及安裝在反應室內的主軸。所述主軸優選地具有沿著豎直旋轉軸線延伸的傳動軸，該傳動軸具有頂端、從該頂端向下延伸的錐形部分以及位于該錐形部分下方的主要部分。所述傳動軸還優選地具有沿著橫向于豎直旋轉軸線的第一橫向軸線從所述傳動軸的主要部分向外突出的鍵。該傳動軸的錐形部分可以限定圍繞旋轉軸線延伸的錐形接觸表面，并且其直徑可以在遠離頂端向下的方向上逐漸增加。
[0015]而且本發明的另外一個方面提供了一種用于化學氣相沉積反應器的裝置，該裝置包括:具有內部區域的反應室，安裝在反應室內的主軸，以及可釋放地安裝在主軸上以隨其圍繞豎直旋轉軸線旋轉的晶片載體。該主軸理想地具有沿著豎直旋轉軸線延伸的傳動軸以及沿著橫向于豎直旋轉軸線的第一橫向軸線從傳動軸向外突出的鍵。該晶片載體理想地具有限定了朝向相反的頂表面和底表面的主體以及至少一個晶片保持結構，該晶片保持結構構造成使得晶片可以保持在其中，同時晶片的表面暴露在主體的頂表面處。晶片載體優選地具有從主體的底表面延伸進入主體的凹部，以及沿著第一橫向軸線從該凹部的外圍向外突出的鍵槽。該傳動軸優選地接合在凹部內，并且鍵優選地接合在鍵槽內。
[0016]在特定的實施例中，鍵可以具有接合到鍵槽內的尖端部分。該尖端部分可以具有上表面，所述上表面面向主體的位于鍵槽中的暴露的朝下表面并且與其間隔開，使得鍵并不約束主體以阻礙其相對于傳動軸向下移動。在一個實施例中，傳動軸可以具有頂端和錐形接觸表面，所述錐形接觸表面的直徑在遠離該頂端朝下的方向上逐漸增加。在一個示例性的實施例中，傳動軸可以具有位于錐形接觸表面下方的主要部分，并且鍵可以與傳動軸的主要部分相接合。在一個特定的實施例中，晶片載體的主體可以具有朝下的凹部端表面以及位于凹部內的從凹部端表面向下延伸的錐形接觸表面。主體的錐形接觸表面可以至少部分地與傳動軸的錐形接觸表面相接觸。凹部端表面可以與主軸的頂端間隔開。
[0017]在一個實施方式中，主體的錐形接觸表面和傳動軸的錐形接觸表面之間的面接觸的幾何中心可以設置在主體的重心之上。在一個示例性的實施例中，鍵可以是第一鍵并且鍵槽可以是第一鍵槽。主軸還可以包括一個或多個第二鍵，每個第二鍵沿著相應的橫向于豎直旋轉軸線的第二橫向軸線從傳動軸向外突出。晶片載體還可以包括一個或者多個第二鍵槽，每個所述第二鍵槽沿著相應的一個第二橫向軸線從凹部的外圍向外突出。每個第二鍵可以接合在相應的一個第二鍵槽內。
[0018]在一個實施例中，主軸可以包括沿著第一橫向軸線延伸穿過傳動軸的孔，并且鍵可以包括接合在該孔內的柄。在一個示例性的實施方式中，主軸還可以限定從傳動軸的頂端沿著豎直旋轉軸線延伸的凹部。該主軸還可以包括可拆除地接合在凹部中的叉。該叉可具有一對叉齒。鍵的柄可以接合在叉的叉齒之間。在一個特定的實施例中，鍵的柄可具有位于叉的兩個叉齒之間的中心部分和與該中心部分相鄰的末端部分。該中心部分的寬度小于叉的叉齒之間的間隔距離。每個末端部分的寬度均比該間隔距離大，以便將鍵鎖在兩個叉齒之間并且由叉來保持住以防止其沿著第一橫向軸線相對于傳動軸移動。
[0019]在一個示例性的實施方式中，鍵的中心部分可包括朝向相反的大體上為平面的側表面。每一個側表面均可設置成與叉齒中的一個的表面相鄰，以便鍵被叉旋轉式固定，從而防止其圍繞第一橫向軸線旋轉。在一個特定的實施例中，鍵和叉均可以大體上由第一材料組成，并且傳動軸可以大體上由不同于第一材料的第二材料組成。在一個實施方式中，叉可包括螺紋孔，并且該螺紋孔可暴露在傳動軸的頂端。在一個特定的實施例中，鍵可具有設置在傳動軸的外側的尖端部分。該尖端部分在平行于豎直旋轉軸線的縱向方向上的高度比該孔的直徑大。在一個示例性的實施方式中，鍵的尖端部分可具有面向傳動軸的頂端的圓形上表面。在一個實施方式中，鍵可以是第一鍵，并且主軸還可包括一個或多個第二鍵。每個第二鍵均可沿著相應的橫向于豎直旋轉軸線的橫向軸線從傳動軸向外突出。
[0020]在特定的實施例中，晶片載體的至少一個晶片保持結構可以包括限定在主體的頂表面上的多個口袋。每一個口袋均可以構造成使得晶片可以保持在其中。每一個所述口袋可以具有中心。在一個實施方式中，至少一些口袋可以設置成接近旋轉軸線，并且可以設置成以圓形圖案圍繞旋轉軸線分布，在該圖案中在相鄰口袋的中心之間具有間隔。鍵槽可以與一個所述間隔對準。在一個示例性的實施方式中，至少一部分設置成圓形圖案的口袋可以圍繞豎直旋轉軸線對稱地分布。
[0021]在特定的實施方式中，晶片載體的主體可具有限定在頂表面、底表面或者在主體的頂表面和底表面之間延伸的周面中的至少一個上的參考標記。該參考標記可為對成像裝置可見。該標記在圍繞旋轉軸線的周向方向上可以設置在相對于鍵槽的預定位置上。在一個實施方式中，平行于晶片載體的底表面并且包含第一橫向軸線的平面可以延伸穿過該參考標記。
[0022]在一個示例性的實施例中，該裝置還可以包括:編碼器，所述編碼器與主軸相連接并且設置成提供表示主軸的旋轉方向的信號；自動化視覺系統，其適用于檢測參考標記的旋轉位置；以及機器人控制系統，其設置成旋轉晶片載體和主軸中的至少一個，從而將鍵的旋轉位置和鍵槽的旋轉位置彼此對準。在特定的實施例中，晶片載體大體上可以是盤狀的。在一個示例性的實施例中，鍵槽可以是第一鍵槽，并且晶片載體還可以包括一個或多個第二鍵槽。每個第二鍵槽都可以沿著相應的橫向于豎直旋轉軸線的橫向軸線從凹部的外圍向外突出。
[0023]在一個實施例中，反應室在反應室的壁或者基板上可以具有定位元件。該定位元件可以與固定在反應室上的坐標系具有已知關系。該裝置還可以包括歸位工具，所述歸位工具適用于可移除地與主軸和定位元件相連接。在特定的實施例中，該歸位工具可以具有適于在其中接收鍵的槽。在示例性的實施例中，主軸可以具有限定在傳動軸或者鍵的其中至少一個上的參考標記。該標記可以在圍繞旋轉軸線的周向方向上設置在相對于鍵的預定位置上。該裝置還可以包括適用于檢測參考標記的旋轉位置的非接觸視覺系統，該視覺系統與固定在反應室上的坐標系具有已知關系。
[0024]本發明的其他方面還提供了一種處理晶片的方法。該方法理想地包括這些步驟:將至少一個晶片放置在晶片載體上，可釋放地將晶片載體安裝到位于反應室內的主軸上，從而使其隨主軸圍繞豎直旋轉軸線旋轉；以及，當晶片載體安裝在主軸上時，圍繞旋轉軸線旋轉主軸和晶片載體并且處理所述至少一個晶片中的每一個的頂表面。晶片載體理想地限定了朝向相反的頂表面和底表面，并且該豎直旋轉軸線理想地與頂表面和底表面大體垂直。優選地，將晶片載體可釋放地安裝在主軸上的步驟如此執行，即使得主軸的傳動軸接合到從晶片載體的底表面延伸進入晶片載體的凹部內，并且使得沿著第一橫向軸線從傳動軸的外圍向外突出而遠離旋轉軸線的鍵可釋放地接合在沿著第一橫向軸線從凹部的外圍向外突出而遠離旋轉軸線的鍵槽中。
[0025]在一個實施例中，該方法還可以包括以下步驟:檢測主軸的旋轉方向，檢測晶片載體的旋轉方向，以及在將晶片載體安裝到主軸之前自動地將鍵和鍵槽對準。在特定的實施例中，檢測晶片載體的旋轉方向的步驟可以包括使用自動化視覺系統來檢測晶片載體上的至少一個參考標記的位置。在示例性的實施例中，可以使用與主軸相連接的旋轉編碼器來執行檢測主軸的旋轉方向的步驟。
[0026]在特定的實施例中，該方法還可以包括如下步驟:檢測主軸的旋轉方向；以及將主軸的旋轉方向指定為歸位位置，所述歸位位置與固定在反應室上的坐標系具有已知關系。在一個實施例中，該方法還可以包括，在檢測和指定的步驟之前，將歸位工具可移除地與主軸相連接，旋轉歸位工具，并且將歸位工具可移除地連接到位于反應室的壁或者基板上的定位元件。定位元件可以與固定在反應室上的坐標系具有已知關系。在示例性的實施例中，檢測主軸的旋轉方向的步驟可以包括旋轉主軸并且使用非接觸視覺系統來檢測主軸上的至少一個參考標記的位置。該視覺系統可以與固定到反應室的坐標系具有已知關系。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是描繪根據本發明的一個實施方式的化學氣相沉積裝置的立體剖面圖。
[0028]圖2A是圖1中所示的主軸的側視圖。
[0029]圖2B是圖2A中所示的主軸的2B部分的局部放大側視圖。
[0030]圖2C是圖2A中所示的主軸的2B部分的另一個局部放大側視圖。
[0031]圖2D顯示了叉，其中所述叉設置成可移除地接合在圖2A中的主軸的凹部中。
[0032]圖2E是圖2D中所示的叉的仰視圖。
[0033]圖2F顯示了鍵的側視圖，其中所述鍵構造成可移除地接合在圖2A所示的主軸和圖2D所示的叉之中。
[0034]圖2G是圖2F中所示的鍵的端視圖。
[0035]圖2H是圖2F中所示的鍵的側視圖。
[0036]圖3A是圖1中所示的晶片載體的俯視圖。
[0037]圖3B是圖3A中所示的晶片載體沿著圖3A中的線3B-3B的側面剖視圖。
[0038]圖3C是圖3B中所示的凹部的局部放大側面剖視圖。
[0039]圖3D是圖3C中所示的凹部的局部放大仰視圖。
[0040]圖3E是具有參考標記的晶片載體的一部分的局部放大側面剖視圖。
[0041]圖4是圖1中所示的化學氣相沉積裝置的A部分的局部放大立體剖視圖。
[0042]圖5是歸位工具的立體圖，其中所述歸位工具適于校準圖1中示出的主軸的定向。
[0043]圖6A是圖5中所示的歸位工具的立體圖，其中所述歸位工具與根據本發明的實施方式的化學氣相沉積裝置相接合。
[0044]圖6B是圖6A中的歸位工具和裝置的一部分沿著圖6A中的線6B-6B的局部放大側視剖視圖。
[0045]圖7是具有多個鍵槽的晶片載體的一個實施方式的局部放大仰視圖，其中該晶片載體適合用于圖1中所示的化學氣相沉積裝置。
[0046]圖8A是具有多個鍵的主軸的一個實施方式的立體圖，其中該主軸構造成用于具有多個鍵槽的晶片載體，例如圖7中所示的晶片載體。
[0047]圖SB是具有多個鍵的主軸的另一個實施方式的局部放大立體剖視圖，其中所示主軸與圖7中所示的晶片載體相接合。

【具體實施方式】
[0048]參照圖1，根據本發明的一個實施方式的化學氣相沉積裝置或結構10包括反應室12，反應室12具有設置在反應室12的一個端部上的進氣歧管14。此處將反應室12的具有進氣歧管14的端部稱為反應室12的“頂”端。反應室的該端部典型地、但不是必須地在標準重力參照系中設置在反應室的頂部。因此，本文中所用的向下方向是指遠離進氣歧管14的方向，反之向上方向是指在反應室內朝向進氣歧管14的方向；而無論這些方向與重力的向上方向或向下方向是否一致。同樣地，本文參照反應室12和歧管14的參照系來描述兀件的“頂”表面和“底”表面。
[0049]反應室12具有在位于反應室頂端的頂法蘭22和位于反應室底端的基板24之間延伸的圓柱形壁20。壁20、法蘭22和基板24限定了位于中間的氣密性密封的內部區域26，其可包含從進氣歧管14進入的氣體。雖然所顯示的反應室12是圓柱形，其他的實施方式可包括其他形狀的反應室，例如包括錐形或者其他圍繞中心軸線32繞轉的表面，正方形、六角形、八角形、或者任意其他合適形狀。
[0050]進氣歧管14與用于提供晶片處理工藝中待使用的處理氣體(例如載氣以及反應氣體，諸如金屬有機化合物和第V主族元素的源)的氣體源相連。在典型的化學氣相沉積工藝中，載氣可以是氮氣、氫氣或者氮氣和氫氣的混合物，且因此位于晶片載體的頂表面的處理氣體可以主要包括氮氣和/或氫氣以及一定量的反應氣體組分。設置進氣歧管14來接收不同的氣體，并且大致沿向下方向引導處理氣體流。
[0051]進氣歧管14還可以與冷卻系統(未示出)相連，所述冷卻系統設置來使液體循環通過氣體分布元件，以便在操作過程中將元件的溫度維持在所需的溫度。可設置類似的冷卻系統(未示出)來冷卻反應室12的壁。
[0052]反應室12還可以具有通向前室17和/或其他中間的晶片載體傳遞室的進入開口 16，以及用于關閉和打開該進入開口 16的可移動的擋板18。可以按照例如美國專利7，276，124所公開的那樣來構造該擋板18，其公開內容通過引用并入本文。擋板18的形式理想地為圍繞反應室12的圓周延伸的圓環。擋板18可具有內表面19，內表面19限定了反應室12的內表面。
[0053]主軸30設置在反應室內，以圍繞豎直旋轉軸線32旋轉。主軸30的豎直旋轉軸線32在反應室12的上下方向上延伸。主軸通過常規的旋轉式直通機構34安裝到反應室12，所述旋轉式直通機構34包括軸承和密封圈(未示出)，使得主軸可圍繞豎直旋轉軸線32旋轉，同時在反應室12的主軸30和基板24之間保持密封。
[0054]參照圖2A至2C，主軸30具有沿著豎直旋轉軸線32延伸的傳動軸36。該傳動軸具有非常接近進氣歧管14的頂端70、從該頂端向下延伸的錐形部分72以及位于該錐形部分下方的主要部分74。傳動軸36的錐形部分72圍繞旋轉軸線32延伸并且限定了錐形的接觸表面73，接觸表面73圍繞旋轉軸線32延伸并且其直徑在遠離頂端70的向下方向上逐漸增加。例如，錐形的接觸表面73在傳動軸36的頂端70處可具有的第一直徑D1，直徑沿著向下方向增加到位于主要部分74處的大于第一直徑Dl的第二直徑D2。
[0055]主軸30可具有沿著第一橫向軸線33 (圖2C)延伸穿過傳動軸36的孔37，第一橫向軸線33橫向于(即交叉于)包含有豎直旋轉軸線32的平面。在本文中，“橫向”于包含有第二軸線的平面的第一軸線意為第一軸線以任意非零角度與該平面相交，可以是傾斜的或者垂直的。在圖中所示的實施方式中，第一橫向軸線33垂直于豎直旋轉軸線32，但并非必然是這種情況。在特定的實施方式中，孔37能夠以傾斜的角度延伸穿過傳動軸36，使得第一橫向軸線33與豎直旋轉軸線32不相交。
[0056]孔37可以構造成接收鍵80 (圖2F到2H)，鍵80延伸穿過孔37并且沿著第一橫向軸線33從傳動軸36的主要部分74向外突出。在圖中，孔37延伸穿過傳動軸36的主要部分74，但并非必然是這種情況。在一個備選的實施方式中(未示出)，孔37可延伸穿過傳動軸36的錐形部分72，或者孔可延伸穿過傳動軸的錐形部分和主要部分相接的位置。在一些實施方式中，例如圖8A和SB，主軸可以具有或者構造成接收一個或多個不延伸穿過該主軸的鍵，下文將詳細描述。
[0057]鍵80包括設置成接合到主軸30的孔37中的柄82。柄82在柄的軸線81的方向上是狹長的。柄82具有中心部分84和與該中心部分相鄰的末端部分86。中心部分84可包括朝向相反的大體上是平面的側表面85，以便中心部分的寬度Wl比末端部分86的寬度W2小。每個末端部分86可具有圓形的截面。末端部分86中的一個可在其中限定溝槽87,溝槽87設置成在下述的裝配過程中接收螺絲刀的尖端。
[0058]鍵80可具有與柄82相鄰的尖端部分88，該尖端部分在橫向于柄的軸線81的縱向方向L上的高度Hl比傳動軸36的孔37的直徑D3大。如圖所示，尖端部分88的高度Hl可以比柄82的高度H2大。在一個備選的實施方式中(未圖示)，尖端部分88的高度Hl可等于或者小于柄82的高度H2。在一個實施例中，鍵80的尖端部分88可具有在沿著柄的軸線81(圖2G)觀測的端視圖中為圓形的上表面89。
[0059]主軸30還可以限定從傳動軸36的頂端70沿著豎直旋轉軸線32向下延伸的凹部
39。凹部39可構造成接收叉90 (圖2D和2E)，叉90在凹部39中沿著豎直旋轉軸線32延伸。
[0060]叉90包括頂端92、從頂端向下延伸的上部分94和位于該上部分之下的一對叉齒96。叉90可以構造成可移除地接合在凹部39內。叉的上部分94可具有圓形截面，并且每個叉齒96的橫截面可以是圓的一部分，在叉齒之間限定有間隙97。每個叉齒96可具有向內面向間隙97的大體上是平面的側表面98。叉90可以包括暴露在傳動軸36的頂端的螺紋孔99，從而使用者可以通過將螺栓旋入螺紋孔從而將叉從凹部39拆掉，并且拖曳螺栓從而取出叉。
[0061]參照圖4，可以在將晶片載體40安裝到主軸30上之前將鍵80和叉90裝配在傳動軸36上。為了將鍵80裝配到傳動軸36上，鍵的柄82可接合到傳動軸的孔37中，以便鍵的尖端部分88放置在傳動軸的外側并且沿著第一橫向軸線33從傳動軸向外突出。在圖示的實施方式中，當鍵80接合在傳動軸36中時，柄的軸線81與第一橫向軸線33相重合。如圖4所示，孔37延伸穿過傳動軸36的主要部分74，使得鍵80與傳動軸的主要部分相接八口 ο
[0062]在叉90接合在凹部39中之前，鍵80的大體上是平面的側表面85應該定向成平行于傳動軸36的豎直旋轉軸線32。使用者可以通過將螺絲刀的尖端插入溝槽87中并且圍繞柄的軸線81旋轉螺絲刀從而將鍵80旋轉到所需的方向。
[0063]為了將叉90與傳動軸36和鍵80裝配，叉90可以接合在主軸30的凹部39中，使得叉的頂端92位于傳動軸36的頂端70處。叉90可以下降到凹部39內，使得鍵80的柄82接合在叉90的叉齒96之間。鍵80的中心部分84的每個側表面85都設置成與叉齒96的其中一個的大體上是平面的側表面98相鄰，使得鍵被叉90旋轉式固定以防止其圍繞第一橫向軸線33旋轉。
[0064]柄82的中心部分84的寬度Wl (圖2H)小于叉90的叉齒96之間的間隔距離或間隙97 (圖2D)，并且柄的每一個末端部分86的寬度W2 (圖2H)大于叉的叉齒之間的間隔距離，使得鍵鎖在兩個叉齒之間并且被叉保持住，以防止鍵沿著第一橫向軸線33相對于傳動軸36移動。
[0065]在特定的實施方式中，鍵80和叉90均可大致上由第一材料組成，并且傳動軸36大致上可由不同于第一材料的第二材料組成。例如，鍵80和叉90可以由鎢合金、例如WL制成，并且傳動軸36可以由鑰合金、例如TZM制成。鍵80、叉90和傳動軸36的材料使用這種組合，可以防止在高溫下操作裝置10的過程中傳動軸與鍵和/或叉之間的粘合。
[0066]再次參照圖1，主軸30與旋轉驅動機構38 (例如電動機驅動器)相連，其設置成圍繞中心軸線32旋轉主軸。主軸30還可具有在氣體通道內大致沿著主軸的軸線方向延伸的內部冷卻通道。該內部冷卻通道可以與冷卻劑源相連，從而通過所述冷卻劑源來使得流體冷卻劑循環穿過冷卻劑通道并返回冷卻劑源。
[0067]主軸30和/或旋轉驅動機構38可以與編碼器31相連，編碼器31設置成提供表示主軸的圍繞旋轉軸線32的旋轉方向的信號。在特定的實施方式中，編碼器31可以是與旋轉驅動機構38連接的高分辨率的旋轉式編碼器。如果主軸的旋轉方向和晶片載體的旋轉方向之間的關系已知，例如可在裝置10中得到，則這樣的關于主軸30的旋轉方向的信息可以用于決定晶片載體40的旋轉方向。
[0068]晶片載體40的形式大體上可以是盤狀體40a，盤狀體40a具有扁平的、圓形的頂表面41和底表面44，以及大體上垂直于該頂表面和底表面的豎直旋轉軸線42。在圖1所示的操作位置上，晶片載體40安裝在主軸30上，使得晶片載體的豎直旋轉軸線42與主軸的豎直旋轉軸線32重合。晶片載體40設置在反應室12內的進氣歧管14的下方，以便當晶片載體旋轉時，進氣歧管可以朝向晶片載體向下排出氣體。當擋板18處在圖1所示的操作位置上時，擋板的內表面19包圍住晶片載體40。
[0069]晶片載體40可形成為單件式或者為多件的組合。例如美國的公開專利申請20090155028中所公開的，其全部內容通過引用并入本文，晶片載體40可以包括轂，所述轂限定了晶片載體的包圍著中心軸線42的較小區域和限定了盤狀體40a的剩余部分的較大部分。
[0070]晶片載體40可以由不污染CVD處理并且可以經受該處理中所采用的溫度的材料形成。例如，晶片載體40的較大部分可以部分或者全部地由例如石墨、碳化硅、氮化硼、氮化鋁的材料或者其他耐火材料形成。晶片載體40具有大致為平面的上表面和下表面，其大致彼此平行地延伸，并且大致地垂直于晶片載體的豎直旋轉軸線42。在一個實施例中，晶片載體40的直徑可以是約300mm至約700mm。
[0071]參照圖3A至3E，晶片載體40的頂表面41可以包括至少一個晶片保持結構，所述晶片保持結構顯示為口袋43的形式。口袋43可以圍繞晶片載體40周向地設置，該口袋的每一個都構造成可移除地接收盤狀晶片50并且在MOCVD處理期間如下所述地將晶片保持在其中。在一個實施例中，例如當口袋設置成具有一個或多個同心環的結構時，則口袋43的至少一些可以布置成鄰近豎直旋轉軸線42并且可以設置成圍繞豎直旋轉軸線分布的圓形圖案，并且在該圖案中，相鄰口袋的中心46之間具有間距45。在一個特定的實施方式中，設置成圍繞豎直旋轉軸線42分布的圓形圖案的口袋43可以圍繞豎直旋轉軸線對稱分布。雖然圖中所示的口袋43設置成圓形圖案，但是在其他實施方式中，口袋可以設置成其他圖案，例如矩形陣列或者六邊形密堆積結構的一部分。
[0072]每一個晶片50均可以由藍寶石、碳化硅、硅或者其他晶體基體形成。典型地，每一個晶片50的厚度均比其主要表面的尺寸小。例如，直徑約2英寸(50mm)的圓形晶片50的厚度約為430 μ m或者更小。每一個晶片50均可頂表面朝上地設置在晶片載體40上或者與其相鄰，使得晶片的頂表面暴露在晶片載體的主體40a的頂表面41處。晶片50可以與晶片載體40的頂表面41共面或者近似共面。
[0073]晶片載體40可以具有從主體的底表面44延伸進入主體40a內的凹部47。主體40a可以具有朝下的凹部端表面100和從該凹部端表面向下延伸的錐形接觸表面102。凹部端表面100和錐形接觸表面102可以在凹部47內暴露。
[0074]凹部47可以具有沿著橫向于包含有豎直旋轉軸線42的平面的第一橫向軸線106(即第一橫向軸線以任意非零角度與含有豎直旋轉軸線的平面相交，其可以是斜交或者垂直)從該凹部的外圍104向外突出遠離旋轉軸線42的鍵槽48。如圖3C所示，第一橫向軸線106可以與豎直旋轉軸線42相交，但并非必然是這種情況。在一個特定的實施方式中，鍵槽48可以從凹部39的外圍104以傾斜的角度向外突出，從而第一橫向軸線106不與豎直旋轉軸線42相交。如本文中所使用的，當鍵槽48描述為沿著第一橫向軸線106突出時，這意味著第一橫向軸線位于平行于晶片載體40的底表面44的平面中，并且第一橫向軸線定位成與鍵槽的相對側部的鍵接觸表面105等距，鍵接觸表面105在插入邊緣114和朝下表面108之間延伸。
[0075]主體40a可以具有暴露在鍵槽48內的朝下表面108。在一個實施例中，當相鄰的口袋設置成鄰近豎直旋轉軸線42并且設置成圍繞豎直旋轉軸線分布的圓形圖案時，鍵槽48可以與相鄰口袋43的中心46之間的間隔45的其中一個對齊。
[0076]在這樣的實施方式中，鍵槽48與間隔45的其中一個對齊可以將通過鍵槽附近的晶片載體40的熱傳導的熱特性的變化最小化。該效應有時被稱為鍵槽的“熱影”。通過將鍵槽48與間隔45的其中一個對齊，熱影可以盡可能地遠離口袋43。
[0077]在如圖所示的實施方式中，第一橫向軸線106垂直于豎直旋轉軸線42，但并非必然是這種情況。在圖4所示的操作位置中，晶片載體40安裝在主軸30上，使得晶片載體的第一橫向軸線106與主軸的第一橫向軸線33重合。
[0078]晶片載體40的王體40a可以具有參考標記,參考標記的形式是從王體的頂表面41延伸進入主體40a的凹陷110和/或一個或多個記號112。例如一個或多個凹陷110和/或記號112的參考標記可以限定在主體40a的頂表面41、底表面44或在頂表面和底表面之間延伸的周面49中的至少其中一個上。在一個實施方式中，參考標記可對成像裝置可見，所述成像裝置例如下述的自動化視覺系統116。
[0079]凹陷110和/或記號112可以在圍繞豎直旋轉軸線42的周向方向上設置在相對于鍵槽48的預定位置處。例如，平行于底表面44并且包括第一橫向軸線106的平面還可以延伸穿過例如為凹陷110和/或記號112的參考標記，使得第一橫向軸線可以延伸穿過參考標記，或者第一橫向軸線可以延伸穿過直接位于參考標記上方或者下方的位置處。例如可以由使用者或者下述控制系統118來將凹陷110和/或記號112設置在相對于鍵槽48的任意已知位置上，從而可以通過觀察凹陷和/或標記的位置來確定鍵槽的位置。
[0080]參照圖4，晶片載體40可以可移除地安裝在主軸30上從而隨其圍繞豎直旋轉軸線32,42旋轉。在圖中所示的實施方式中，當晶片載體40安裝到主軸30上時，豎直旋轉軸線32和42重合,并且第一橫向軸線33和106重合。
[0081]主軸30的頂端70可以接合在晶片載體40的凹部47中，使得主體40a的錐形接觸表面102至少部分地與傳動軸36的錐形接觸表面73相接觸，并且使得凹部端表面100與主軸的頂端間隔開。凹部端表面100可以與主軸的頂端70間隔開間隙G1。如圖4所示，主體40a的錐形接觸表面102和傳動軸36的錐形接觸表面73之間的面接觸的幾何中心Cl位于主體的重心C2之上。
[0082]鍵80的尖端部分88可以接合在鍵槽48中，使得暴露在鍵槽內的主體40a的朝下表面108面對尖端部分的上表面89且與上表面89間隔開。如圖4所示，主體40a的朝下表面108與鍵80的尖端部分88的上表面89間隔開間隙G2。位于表面108和89之間的這樣的間隙G2可以允許鍵80限制晶片載體40的相對于主軸30的旋轉運動，同時卻不會限制晶片載體的主體40a相對于主軸的傳動軸36的向下運動。在特定的實施例中，鍵80的尖端部分88的上表面89可以具有切角的邊緣，和/或可以將鍵槽48的插入邊緣114切角，當晶片載體安裝在主軸上時，如果晶片載體40與主軸30并非完全地旋轉對齊(例如第一橫向軸線106和33并非完全重合)，則上述做法允許鍵80進行某種自動對齊而到鍵槽內。
[0083]再次參照圖1，在例如MOCVD的許多處理中，加熱晶片載體40以在晶片50的表面提供所需的溫度。為了進行這樣的加熱，加熱元件60安裝在反應室12內并且在傳動軸36的頂端70的下方包圍住主軸30。加熱元件60可以主要通過輻射式傳熱而將熱量傳遞到晶片載體40的底表面44。施加在晶片載體40的底表面的熱量可以向上流動穿過晶片載體的主體40a而到其頂表面41。熱量可以向上傳遞到由晶片載體40所保持的每個晶片50的底表面，并且向上穿過晶片而到晶片的頂表面。熱量可以從晶片50的頂表面輻射到處理反應室12的較冷的元件，例如輻射到處理反應室的壁20和進氣歧管14。熱量還可以從晶片50的頂表面傳遞到經過這些頂表面的處理氣體。
[0084]在特定的實施方式中，加熱元件60可以是多區域加熱元件，由此可以區別性地加熱晶片載體40的不同部分(例如與主軸30的豎直旋轉軸線32相距第一徑向距離的第一圓形部分和與該豎直旋轉軸線相距第二徑向距離的第二圓形部分。)
[0085]反應室12還可以包括外襯墊(未圖示)，其減少滲入到反應室的包含有加熱元件60的區域中的處理氣體。在一個示例性的實施方式中，擋熱板61可以設置在加熱元件60的下方，例如設置成平行于晶片載體40，以幫助引導來自于加熱元件的熱量，使其向上朝向晶片載體，而不是向下朝向位于反應室12的底端的基板24。
[0086]反應室12還配置有排氣系統62，排氣系統62設置成將用過的氣體移出反應室的內部區域26。排氣系統62可以在晶片載體40所占據的位置的下方的位置處與反應室12相連。排氣系統62可以包括位于反應室12的底部或者底部附近的排氣歧管63。排氣歧管63可以與泵65或者其他可構造成將使用過的氣體運出反應室12的真空源相連。
[0087]裝置10還可以包括自動化視覺系統116，所述自動化視覺系統116例如設置在前室17內或者設置在反應室12之外的其他位置處，自動化視覺系統116適于檢測參考標記(例如凹陷110或者記號112)的旋轉位置。裝置10還可以包括設置成旋轉晶片載體40和主軸30中的至少一個的機器人控制系統118。在一個實施例中，來自于自動化視覺系統116和編碼器31的旋轉位置信息可以發送到機器人控制系統118，并且如下所述，該機器人控制系統可以在晶片載體裝載到裝置10內之前或在裝載過程中旋轉晶片載體40和主軸30中的至少一個。
[0088]在特定的變體中，如室17可以包括與固定在反應室12上的坐標系具有已知關系的鍵控部件(未圖示)。在這樣的實施例中，使用者或者自動化視覺系統116可以檢測參考標記110或112的旋轉位置，并且使用者或者該自動化系統可以使用這個旋轉位置信息來將鍵槽48與鍵控部件相對準。一旦建立了這樣的對準，可以在機器人控制系統118將晶片載體40裝載入反應室12之前得知鍵槽48相對于固定在反應室12上的坐標系的旋轉位置，并且機器人控制系統可以使用該旋轉位置以在晶片載體裝載入反應室之前旋轉晶片載體和/或主軸30。
[0089]在操作中，將至少一個晶片50放在晶片載體40上。接著，通過將擋板18降低到打開位置從而打開進入開口 16。隨后，使用者或者自動化視覺系統116(優選地在反應室12之外的位置處，例如前室17中)可以通過檢測參考標記的位置(其與鍵槽48的旋轉位置具有已知關系)來檢測晶片載體40的旋轉方向。而且，編碼器31可以檢測主軸的旋轉方向(其與鍵80的旋轉位置具有已知關系)。
[0090]使用者或者機器人控制系統118可以使用由使用者或者自動化視覺系統116所得到的關于參考標記的旋轉位置的信息和由編碼器31所得到的關于主軸30的旋轉位置的信息，以在將晶片載體40安裝到主軸上時確定鍵80與鍵槽48的旋轉位置是否對準。如果鍵80和鍵槽48并未旋轉對準，使用者或者機器人控制系統118可以旋轉晶片載體40和主軸30中的至少一個，從而在將晶片載體安裝到主軸上之前將鍵和鍵槽的旋轉位置彼此對準。
[0091]當鍵80和鍵槽48旋轉對準時，帶有放置在其上的晶片50的晶片載體40從前室17裝載入反應室12中，并且將晶片載體40可釋放地安裝在主軸30上。晶片載體40安裝在主軸30上，使得傳動軸36的頂端70接合在晶片載體的凹部47內，并且使得鍵接合在鍵槽內，從而將晶片載體放置在圖1所示的操作位置中。
[0092]在這種情況下，晶片50的頂表面面向上方而朝向進氣歧管14。通過將擋板18上升到圖1所示的關閉位置從而關閉進入開口 16。激活加熱元件60，并且旋轉驅動器38進行操作以圍繞中心軸線42轉動主軸30并且因此轉動晶片載體40。典型地，主軸40以約50到1500轉每分鐘的旋轉速度旋轉。
[0093]驅動處理氣體供應單元(未示出)以通過進氣歧管14來提供氣體。氣體向下朝向晶片載體40傳遞，越過晶片載體的頂表面41和晶片50的頂表面，并且圍繞著晶片載體的外圍向下傳遞到排氣系統62的排氣歧管63。因此，晶片載體40的頂表面41和晶片50的頂表面暴露在處理氣體中，處理氣體包括由多種處理氣體供應單元所提供的多種氣體的混合物。最典型地，位于頂表面41處的處理氣體主要包括由載氣供應單元(未示出)所提供的載氣。
[0094]該工序繼續進行，直到完成晶片50的所需處理。一旦該工序完成，通過降低擋板18從而將進入開口 16打開。一旦進入開口 16打開，可以將晶片載體40從主軸30移除，并且替換成用于下次操作循環的新的晶片載體40。
[0095]現在參照圖5、圖6A和圖6B，可以使用歸位工具120來將主軸30的圍繞旋轉軸線32的角取向相對于反應室12對準，使得編碼器31 (例如圖1所示的這種)可以提供表示與固定在反應室上的坐標系具有已知關系的主軸的旋轉方向的信號。
[0096]歸位工具120具有構造成與主軸30的傳動軸36的頂端70相接合的插座元件121以及與插座元件相連的連接元件122，連接元件122構造成在插座元件和反應室12的圓柱形壁20之間提供機械連接。
[0097]插座元件121限定了插口 126，插口 126構造成在其中接受傳動軸36的頂端70。插座元件121還具有槽128，槽128從插座元件的底表面129開始延伸且構造成接受穿過它的鍵80的尖端部分88。優選地，槽128的寬度W3與鍵80的尖端部分88的寬度W2 (圖2H)精密匹配但又比其稍寬，使得歸位工具在任意方向上不能夠圍繞旋轉軸線32相對于主軸30旋轉超過1.5°，使得歸位工具和主軸之間的總旋轉公差不超過3°。
[0098]如圖6A所示，插口 126和槽128可以構造成當主軸30插入到插口內時，傳動軸36的頂端70可以與插口的頂表面125相接觸，但是鍵80的尖端部分88的上表面89能夠與槽的頂表面127間隔開。使得鍵80的尖端部分88的上表面89與槽128的頂表面127間隔開，這樣可以允許歸位工具120的重量主要由傳動軸36來承擔,而不是由鍵來承擔。在特定的實施例中，插口 126可以構造成使得當主軸30插入到插口中時，傳動軸36的頂端70與插口的頂表面125間隔開。使得傳動軸36的頂端70與插口 126的頂表面125間隔開，可以允許歸位工具120的重量主要由圓柱形壁20的上表面21來承擔，而不是由主軸30來承擔。
[0099]連接元件122在接近其端部123處限定了開口 124，該開口在連接元件的相對的上表面130和下表面132之間延伸。開口 124優選地具有沿著連接元件122的軸線134延伸的長尺寸LI和大體上垂直于該長尺寸延伸的短尺寸L2。在特定的實施例中，開口 124可以具有橢圓的形狀，使得長尺寸LI是橢圓的長軸，而短尺寸L2是橢圓的短軸。
[0100]反應室12的圓柱形壁20限定了定位元件，定位元件的形式是從圓柱形壁的上表面21開始在圓柱形壁的內部延伸的定位凹部160，當反應室的頂法蘭22(圖1)從圓柱形壁上撤去后其可以暴露。定位凹部160內具有與固定在反應室上的坐標系具有已知關系的接觸表面165。如圖6A和6B所示，定位凹部160可以設置在反應室12的進入開口 16的中心的上方。但是，在另一些實施方式中，定位凹部160可以設置在固定于反應室12的坐標系中的任意已知位置，包括例如反應室的基板24中的位置。在特定的實施例中，定位凹部160可以具有直徑為D4的圓形的橫截面形狀，并且接觸表面165的形狀可以是作為球形的一部分的球冠形狀，該球形的直徑大于或等于定位凹部的直徑。
[0101]開口 124構造成接受穿過它的定位工具140，該定位工具構造成將歸位工具120連接到定位凹部160。定位工具140具有柄142以及固定在該柄的端部上并且限定了接觸表面145的定位部分144。在一個實施方式中，定位部分144可以為直徑為D5的球形，并且接觸表面145可以是作為限定了定位部分的球形的一部分的球冠。
[0102]在一個實施例中，定位部分144的直徑D5可以比定位凹部160的直徑D4大，使得當定位部分接合到定位凹部中時，定位部分的最寬部分位于定位工具140的開口 124內。在示例性的實施方式中，定位工具140的定位部分144的接觸表面145的曲率可以大約與定位凹部160的接觸表面165的曲率相匹配，使得當定位工具接合在定位凹部中時接觸表面145和165之間具有面接觸。
[0103]如圖6B所示，定位工具140的定位部分144的直徑D5優選地與歸位工具120的開口 124的短尺寸L2精密匹配但是比其稍小，以便當定位工具通過歸位工具的開口接合在定位凹部160中時，歸位工具的端部123在周向方向C上相對于定位工具和定位凹部大體固定。
[0104]此外，定位工具140的定位部分144的直徑D5優選顯著地小于歸位工具120的開口 124的長尺寸LI，使得當定位工具通過歸位工具的開口接合在定位凹部160內時，歸位工具的端部123沿著連接元件122的軸線134相對于定位工具和定位凹部具有一些活動自由。在特定的制造設備中，即使主軸30的旋轉軸線32和沿著連接元件122的軸線的定位凹部160之間的距離在不同的反應室之間變化，例如由于反應室的裝配期間的公差疊加而變化，該沿著軸線134的活動自由可以允許將單獨的歸位工具120用于不同反應室12的主軸30的旋轉對準。
[0105]為了執行主軸歸位步驟，可以將反應室12的頂法蘭22從圓柱形壁20上拆卸掉，由此暴露圓柱形壁的上表面21和定位凹部160。接著，可以對準歸位工具120使得鍵80的尖端部分88面向與槽128相同的方向，并且將歸位工具降低到主軸30上以便傳動軸36的頂端70被接收在插口 126中，并且鍵的尖端部分被接收在槽中。可以將歸位工具120降低到主軸30上，直到連接元件122的下表面132接觸到圓柱形壁20的上表面21。
[0106]然后，歸位工具120可以圍繞主軸30的旋轉軸線32旋轉，直到定位凹部160的至少一部分在周向方向C上與歸位工具的開口 124對準。隨后，定位工具140的定位部分144可以插入到開口 124中和定位凹部160中，使得定位工具的定位部分的接觸表面145與定位凹部的接觸表面165相接合，由此相對于定位凹部來固定主軸30的旋轉方向。最后，編碼器31可以檢測主軸30的旋轉方向，并且控制系統118可以將主軸的當前旋轉方向指定為與固定在反應室12上的坐標系具有已知關系的歸位位置。
[0107]在一個備選實施方式中，可以使用非接觸視覺系統來幫助使用者或者控制系統118以圍繞旋轉軸線32相對于反應室12對準主軸30的角定向，使得編碼器31可以提供表示主軸的旋轉方向的信號，該旋轉方向與固定在反應室上的坐標系具有已知關系。在這樣的實施方式中，主軸30或者鍵80可以具有參考標記,例如在主軸的傳動軸36上的已知位置處的高反射表面。非接觸視覺系統可以是例如與固定在反應室12上的坐標系具有已知關系的基于激光的檢測系統。
[0108]在使用中，使用者或者控制系統118可以旋轉主軸30，直到非接觸視覺系統檢測到主軸上的參考標記。隨后，編碼器31可以檢測主軸30的旋轉方向，并且控制系統118可以將主軸的當前旋轉方向指定為與固定在反應室12上的坐標系具有已知關系的歸位位置。
[0109]圖7顯示了根據另一個實施方式的晶片載體240。該晶片載體240與上述的晶片載體40相同，除了晶片載體240具有多個從凹部247的外圍204向外突出遠離旋轉軸線242的鍵槽248a、248b、248c和248d (統稱為鍵槽248)以外。
[0110]如圖7所示，有4個鍵槽248，但是在其他實施方式中，可以具有從凹部247的外圍204向外突出的兩個鍵槽、三個鍵槽、或者其他任意數量的鍵槽。優選地，每個鍵槽248以規律地隔開的間隔圍繞凹部247的外圍204沿周向設置。例如如圖7所示，四個鍵槽248中的每一個的中心線都圍繞凹部247的外圍204以90°的間隔間隔開。在示例性的具有三個鍵槽的晶片載體中，優選地該三個鍵槽的每一個的中心線都圍繞凹部的外圍以120°的間隔間隔開。在示例性的具有兩個鍵槽的晶片載體中，優選地該兩個鍵槽的每一個的中心線都圍繞凹部的外圍直接在彼此的對面而間隔開(即為180°的間隔)。
[0111]在圖7所示的實施例中，鍵槽248a、248b、248c和248d的每一個都沿著相應的均橫向于包含有豎直旋轉軸線242的平面的第一軸線206、第二軸線207、第三軸線208和第四軸線209(即該第一、第二、第三和第四橫向軸線均以任意非零角度相交于包含有豎直旋轉軸線的平面，其可以是斜交或者垂直)從凹部247的外圍204向外突出遠離旋轉軸線242。如圖7所不，該第一橫向軸線206、第二橫向軸線207、第三橫向軸線208和第四橫向軸線209可以與豎直旋轉軸線242相交，但并非必然是這種情況。
[0112]在一個實施方式中，一個或多個鍵槽248能夠以傾斜的角度從凹部247的外圍204向外突出，使得第一橫向軸線206、第二橫向軸線207、第三橫向軸線208和第四橫向軸線209中的一個或多個并不與豎直旋轉軸線242相交。在圖7所示的特定實施例中，兩個鍵槽248a和248c可以沿著單一的軸線從凹部247的外圍204向外突出，使得第一橫向軸線206和第三橫向軸線208相重合，并另外兩個鍵槽248b和248d沿著另一條單一軸線從凹部的外圍向外突出，使得第二橫向軸線207和第四橫向軸線209相重合。但是，在其他實施方式中，鍵槽248的每一個可以沿著不與任何其他鍵槽所沿其突出的橫向軸線相重合的橫向軸線從凹部247的外圍204向外突出。
[0113]圖8A顯示了根據另一個實施例的主軸230。該主軸230與上述主軸30相同，除了主軸30具有多個從傳動軸236的主要部分274向外突出遠離旋轉軸線232的鍵280a、280b、280c 和 280d (統稱為鍵 280)。
[0114]如圖8A所示，該圖中具有4個鍵280，但是在其他實施方式中，可以具有從傳動軸236的主要部分274向外突出的兩個鍵、三個鍵或者其他任意數量的鍵。優選地以規律地隔開的間隔圍繞傳動軸236的主要部分274沿周向設置每個鍵280。例如如圖8A所示，四個鍵280的每一個的中心線都以90°的間隔圍繞傳動軸236的主要部分274間隔開。在具有或者接合了三個鍵的示例性的主軸中，該三個鍵的每一個的中心線優選地以120°的間隔圍繞傳動軸的主要部分間隔開。在具有兩個鍵的示例性主軸中，該兩個鍵的每一個的中心線優選地圍繞傳動軸236的主要部分274直接在彼此的對面而間隔開(即為180度的間隔)。
[0115]在圖8A所示的實施例中，鍵280a、280b、280c和280d中的每一個均沿著相應的均橫向于含有豎直旋轉軸線232的平面的第一軸線216、第二軸線217、第三軸線218和第四軸線219 (即第一、第二、第三和第四橫向軸線的每一個均以任意非零角度相交于含有豎直旋轉軸線的平面，其可以是斜交或者垂直)從傳動軸236的主要部分274向外突出遠離旋轉軸線232。如圖8A所示，第一橫向軸線216、第二橫向軸線217、第三橫向軸線218和第四橫向軸線219可以與豎直旋轉軸線232相交，但不必須是這種情況。
[0116]在一個實施方式中，鍵280中的一個或多個能夠以傾斜的角度從傳動軸236的主要部分274向外突出，使得第一橫向軸線216、第二橫向軸線217、第三橫向軸線218和第四橫向軸線219中的一個或多個并不與豎直旋轉軸線232相交。在圖8A所示的特定實施例中，兩個鍵280a和280c沿著單一的軸線從傳動軸236的主要部分274向外突出，使得第一橫向軸線216和第三橫向軸線218重合，并且另外兩個鍵280b和280d沿著另外一條軸線從凹部的外沿向外突出，使得第二橫向軸線217和第四橫向軸線219重合。但是，在其他的實施方式中，鍵280的每一個均可以沿著不與任何其他鍵沿其突出的橫向軸線相重合的橫向軸線從傳動軸236的主要部分274向外突出。
[0117]能夠以不同方式來構造具有多個從傳動軸的主要部分開始延伸的鍵的主軸。例如，具有四個從傳動軸的主要部分開始延伸的鍵280的主軸230的結構可以制造成單一整體鑄件。在其他實施方式中，具有任意其他數量的鍵(例如一個、兩個或者三個鍵)的主軸可以制造成單一整體鑄件。在另一個實施例中，具有兩個從傳動軸的主要部分開始延伸的鍵部分的主軸可以與圖4和圖6B所示的結構類似，除了每一個鍵部分可以是延伸穿過傳動軸的孔的單一鍵的端部分，并且當晶片載體裝配在主軸上時端部分的每一個可以被接收在晶片載體的相應的鍵槽內以外。
[0118]圖8B顯示了為圖8A所示的主軸230的替換實施方式的主軸330的剖面圖。該主軸330與上述的主軸230相同，除了主軸330具有從傳動軸336的主要部分374向外突出遠離旋轉軸線332的多個鍵380a和380c (統稱為鍵380)，其單獨地形成且安裝在主軸上。在具有四個鍵的主軸的實施方式中，在圖8B所示的剖面圖中另外兩個鍵380不可見。在圖8B所示的實施方式中，鍵380a和鍵380c的每一個均接合在相應的孔337a和孔337c中，其部分地延伸進入傳動軸336的主要部分374。孔337a和337c的每一個均沿著相應的第一橫向軸線316和第三橫向軸線318突出。
[0119]鍵380a和380c的每一個沿著相應的以傾斜的角度與含有旋轉軸線的平面相交的第一軸線316和第三軸線318從傳動軸336的主要部分374向外突出遠離旋轉軸線332。在圖SB所示的實施方式中，第一橫向軸線316和第三橫向軸線318的每一個以大約75°的角度與含有旋轉軸線332的平面相交。優選地，第一橫向軸線316和第三橫向軸線318的每一個均以位于約45°到約85°之間的角度與含有旋轉軸線332的平面相交。鍵380a和鍵380c的每一個的寬度均可以等于或稍小于相應的孔337a或337c的寬度，以便可以將鍵的每一個適配地壓入在相應的孔中。
[0120]例如從圖8B中可以看出，任一具有多個鍵280或380的主軸230或330可以與晶片載體、例如具有多個鍵槽248的晶片載體240相接合。具有多個鍵的主軸和具有多個鍵槽的晶片載體的接合可以類似于參照圖4所述的主軸30和晶片載體40的接合。例如如圖8B所示，主軸330的頂端370可以接合在晶片載體240的凹部247中，并且鍵380a和380c的每一個的尖端部分388可以接合在相應的鍵槽248a和248c中。
[0121]優選地，具有多個鍵的主軸與具有相等數量的鍵槽的晶片載體相接合，但并非必然是這種情況。在一個實施例中，具有任意數量的鍵的主軸可以與具有等于或者大于鍵的數量的任意數量的鍵槽的晶片載體相接合，以便每個鍵槽都被鍵占據，或者一個或多個鍵槽可以保持為空的(即沒有鍵)。例如具有兩個鍵的主軸可以與具有兩個、三個、四個或者任意其他數量的鍵槽的晶片載體相接合。
[0122]雖然圖8A和圖8B顯示了其尖端部分具有圓形截面的鍵280和380，這樣的具有多個鍵的主軸230和330可以具有其尖端部分為多種截面形狀的鍵。例如，主軸230和330可以具有其尖端部分為非圓形截面的一個或多個鍵，例如圖2F至2H所示的鍵80的尖端部分88。
[0123]在一個特定的實施方式中，主軸(例如主軸230和330)可以具有其各自的尖端部分為第一截面的一個或多個鍵，以及具有其各自的尖端部分為形狀不同于第一截面的第二截面的一個或多個鍵。例如，具有兩個鍵的主軸可以具有其尖端部分為圓形截面的一個鍵(例如鍵280或380其中之一)，以及其尖端部分為非圓形截面的另一個鍵(例如鍵80)。
[0124]如上所述，根據本發明的鍵控晶片載體系統和方法相比于常規的旋轉盤狀反應器系統和方法可以具有幾個潛在優勢。
[0125]在傳統MOCVD反應器中，晶片載體可以放置在相對于主軸的任意旋轉位置上。這會使得使用者更難以知道保持在晶片載體上的晶片的確切旋轉位置。晶片位置的這種不確定性會對監控處理工藝的能力產生負面影響。而且，可以通過主軸和載體的接合表面傳遞的扭矩被表面之間的摩擦接合力所限制。在緊急情況下，必須迅速地對主軸和晶片載體的旋轉進行減速。這需要將大的扭矩傳遞到晶片載體上。
[0126]相反，上述具有接合在晶片載體40的鍵槽48中的主軸30的鍵80的裝置10可以導致保持在晶片載體上的晶片50的確切旋轉位置的確定性得到提高。即使當口袋43圍繞豎直旋轉軸線42對稱地分布時，機器人控制系統118可以在裝置的操作過程中使用來自編碼器31的信號來識別特定的晶片50，并且使用者或者自動化視覺系統116可以在裝置操作結束后使用參考標記110或112來識別特定的晶片。可以使用晶片識別信息來在晶片處理(例如在生長結束后封裝LED)過程中和結束后將現場監測數據(例如反射率和溫度信號)與晶片載體40上的特定晶片相關聯，這會導致更均勻的晶片處理工藝，例如由于晶片處理過程中的最佳的溫度控制。
[0127]在許多MOCVD生長處理中，有必要區分操作測溫儀70所測量的載體和晶片的溫度信號。這可以使用操作測溫儀70所接收的來自晶片50和晶片載體40的反射或者發射信號的差異來完成。使用上述裝置10將鍵80接合在鍵槽48中，從而完成的晶片載體40的角定向的確定，這特別地在晶片生長過程中會有幫助，此時操作測溫儀70不會區分所得到的來自于晶片50和晶片載體40的反射信號或者發射信號的差異。因為口袋43相對于鍵槽48的確切位置已知，并且可以使用編碼器31來檢測鍵槽48的旋轉方向，所以從編碼器得到晶片載體40的角定向對于控制系統、例如控制系統118來說可足以確定操作測溫儀70是從晶片上的位置接收輻射還是從晶片載體上的位置接收輻射。
[0128]而且，例如在裝置的正常操作中的晶片載體的高加速度期間，或者在旋轉驅動機構38的緊急關機期間，裝置10可以允許通過主軸30和晶片載體40的接合表面73、102來傳遞更高的扭矩，該扭矩未受到表面之間的摩擦接合力限制。在傳統的MOCVD反應器中，如果晶片載體的高加速度或者緊急關閉所導致的扭矩足夠大，晶片載體可以相對于主軸旋轉滑動，這會導致晶片載體的擺對(即晶片載體40傾斜，使得晶片載體的第一橫向軸線106不垂直于主軸30的旋轉軸線32)，這會損傷載體-主軸界面和載體附近的反應器的其他部件。在根據本發明的裝置10中，鍵80接合在鍵槽48內可以防止在晶片載體的高加速過程中或者在緊急關機過程中晶片載體40相對于主軸30的旋轉滑動，由此允許裝置10能夠在同等的主軸-載體的滑動風險下使用相比傳統的MOCVD反應器中使用的晶片載體更大的晶片載體(具有更大的慣性力矩)來進行操作。
[0129]此外，在裝置10的一個實施方式中，其中鍵80的柄82的末端部分86的寬度W2和傳動軸36的孔37的直徑D3之間緊密匹配，而晶片載體40和主軸30之間的扭轉負載可以主要由鍵和傳動軸來承擔，而不是由叉90來承擔，叉90僅僅由鍵來限制其旋轉移動，而不是由傳動軸來限制。因此，叉90不必承擔重大的扭轉負載，而且鍵80可以保護叉90免受損傷。
[0130]如果鍵80在主軸30的緊急關機過程中因為這種扭轉負載而彎曲或折斷，可以將叉90從凹部39取出，可以將新的鍵插入孔37中，并且可以將叉再次裝入凹部39中，而不必移除或者替換傳動軸36。
[0131]可將本發明應用在使用旋轉盤狀反應器的多種晶片處理工藝中，例如晶片的化學氣相沉積、化學蝕刻等。雖然在本文中參照了特定的實施方式來描述本發明，但是應該理解的是，這些實施例僅僅是本發明的原理和應用的示例。因此應該理解的是，可以對示例性的實施例進行許多修改，并且可以設計出其他的布置，只要不偏離所附權利要求所限定的本發明的精神和范圍。應該理解的是，可以通過不同于原始權利要求所描述的方式來結合不同的從屬權利要求和本文中所述的特征。還可以理解的是，結合單獨實施例所描述的特征可以使用在其他所述實施例中。
[0132]工業應用
[0133]本發明得到了廣泛的工業應用，包括但不限于用于化學氣相沉積反應器的結構以及用于處理晶片的方法。
【權利要求】
1.一種用于化學氣相沉積反應器的裝置，所述裝置包括晶片載體，晶片載體具有: 主體，其限定了朝向相反的頂表面和底表面，以及大體上垂直于所述頂表面和底表面的豎直旋轉軸線； 至少一個晶片保持結構，其構造成使得晶片能夠保持在其中，同時晶片的表面暴露在主體的頂表面； 凹部，其從所述主體的底表面延伸進入主體，所述凹部限定了外圍；以及 鍵槽，其沿著第一橫向軸線從所述凹部的外圍向外突出遠離旋轉軸線。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述晶片載體的所述至少一個晶片保持結構包括限定在所述主體的頂表面上的多個口袋，每個口袋構造成使得晶片能夠保持在其中，每個所述口袋均具有中心。
3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，至少一部分所述口袋設置成接近所述旋轉軸線并且設置成圍繞所述旋轉軸線分布的圓形圖案，在所述圖案中相鄰口袋的中心之間具有間隔，并且其中所述鍵槽與一個所述間隔對準。
4.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于，至少一部分設置成圓形圖案的所述口袋圍繞著所述豎直旋轉軸線對稱分布。
5.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述晶片載體的所述主體具有參考標記，所述參考標記限定在所述頂表面、所述底表面或在所述主體的所述頂表面和所述底表面之間延伸的周面的至少其中一個上，所述參考標記對于成像機構可見，所述參考標記在圍繞所述旋轉軸線的周向方向上設置在相對于所述鍵槽的預定位置上。
6.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，平行于所述晶片載體的底表面并且含有第一橫向軸線的平面延伸穿過所述參考標記。
7.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述晶片載體大體上是盤狀的。
8.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述鍵槽是第一鍵槽，所述晶片載體還包括一個或多個第二鍵槽，每個所述第二鍵槽均沿著相應的橫向軸線從所述凹部的外圍向外突出遠離所述旋轉軸線。
9.一種用于化學氣相沉積反應器的裝置，所述裝置包括: 反應室，其具有內部區域；和 主軸，其安裝在所述反應室內，所述主軸具有: 沿著豎直旋轉軸線延伸的傳動軸，所述傳動軸具有頂端、從所述頂端向下延伸的錐形部分和位于所述錐形部分下方的主要部分，所述錐形部分限定了圍繞所述旋轉軸線延伸并且具有在遠離所述頂端的向下方向上逐漸增加的直徑的錐形接觸表面；以及 沿著橫向于所述豎直旋轉軸線的第一橫向軸線從所述傳動軸的所述主要部分向外突出的鍵。
10.根據權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述主軸具有沿著所述第一橫向軸線延伸穿過所述傳動軸的孔，并且所述鍵包括接合在所述孔內的柄。
11.根據權利要求10所述的裝置，其特征在于，所述主軸還限定了沿著所述豎直旋轉軸線從所述傳動軸的頂端延伸的凹部，其中所述主軸還包括可拆卸地接合在所述凹部中的叉，所述叉具有成對的叉齒，所述鍵的所述柄接合在所述叉的叉齒之間。
12.根據權利要求11所述的裝置，其特征在于，所述鍵的所述柄具有位于所述叉的兩個叉齒之間的中心部分和與所述中心部分相鄰的末端部分，所述中心部分的寬度比所述叉的叉齒之間的間隔距離小，每個末端部分的寬度比所述間隔距離大，以便將所述鍵鎖在兩個叉齒之間并且通過所述叉來保持所述鍵以防止其相對于所述傳動軸沿著所述第一橫向軸線移動。
13.根據權利要求12所述的裝置，其特征在于，所述鍵的所述中心部分包括朝向相反的大體上為平面的側表面，每個所述側表面設置成接近所述叉齒的其中一個的表面，以便所述鍵通過所述叉旋轉固定以防止其圍繞所述第一橫向軸線旋轉。
14.根據權利要求11所述的裝置，其特征在于，所述鍵和所述叉均大致上由第一材料組成，并且其中所述傳動軸大致上由不同于所述第一材料的第二材料組成。
15.根據權利要求11所述的裝置，其特征在于，所述叉包括螺紋孔，并且所述螺紋孔暴露在所述傳動軸的頂端。
16.根據權利要求10所述的裝置，其特征在于，所述鍵具有設置在所述傳動軸的外側的尖端部分，所述尖端部分在平行于所述豎直旋轉軸線的縱向方向上的高度比所述孔的直徑大。
17.根據權利要求16所述的裝置，其特征在于，所述鍵的所述尖端部分具有面向所述傳動軸的頂端的圓形上表面。
18.根據權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述鍵是第一鍵，所述主軸還包括一個或多個第二鍵，每個所述第二鍵沿著相應的橫向于所述豎直旋轉軸線的橫向軸線從所述傳動軸的所述主要部分向外突出。
19.根據權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述反應室在反應室的壁或者基板上具有定位元件，所述定位元件與固定在所述反應室上的坐標系具有已知關系，所述裝置還包括適于可移除地與所述主軸和所述定位元件相連接的歸位工具。
20.根據權利要求19所述的裝置，其特征在于，所述歸位工具具有適于在其中接收所述鍵的槽。
21.根據權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述主軸具有限定在所述傳動軸或者所述鍵的至少一個上的參考標記，所述參考標記在圍繞所述旋轉軸線的周向方向上設置在相對于所述鍵的預定位置上，所述裝置還包括適于檢測所述參考標記的旋轉位置的非接觸視覺系統，所述視覺系統與固定在所述反應室上的坐標系具有已知關系。
22.一種用于化學氣相沉積反應器的裝置，所述裝置包括: 反應室，其具有內部區域，和 主軸，其安裝在所述反應室內，所述主軸具有沿著豎直旋轉軸線延伸的傳動軸以及沿著橫向于所述豎直旋轉軸線的第一橫向軸線從所述傳動軸向外突出的鍵；以及 晶片載體，其可釋放地安裝在所述主軸上以隨其圍繞所述豎直旋轉軸線旋轉，所述晶片載體具有限定了朝向相反的頂表面和底表面的主體和至少一個晶片保持結構，所述晶片保持結構構造成使得晶片能夠保持在其中，同時晶片的表面暴露在所述主體的頂表面，所述晶片載體具有從所述主體的底表面延伸進入所述主體的凹部以及沿著所述第一橫向軸線從所述凹部的外圍向外突出的鍵，所述傳動軸接合在所述凹部內并且所述鍵接合在所述鍵槽內。
23.根據權利要求22所述的裝置，其特征在于，所述鍵具有接合在所述鍵槽內的尖端部分，所述尖端部分具有面對暴露在所述鍵槽內的所述主體的朝下的表面并且與其間隔開的上表面，使得所述鍵不約束所述主體而不會防止其相對于傳動軸向下移動。
24.根據權利要求22所述的裝置，其特征在于，所述傳動軸具有頂端以及直徑在遠離所述頂端的向下方向上逐漸增加的錐形接觸表面。
25.根據權利要求24所述的裝置，其特征在于，所述傳動軸具有位于所述錐形接觸表面的下方的主要部分，并且所述鍵與所述傳動軸的所述主要部分相接合。
26.根據權利要求24所述的裝置，其特征在于，所述主體具有朝下的凹部端表面，以及在所述凹部內從所述凹部端表面向下延伸的錐形接觸表面，所述主體的錐形接觸表面至少部分地與所述傳動軸的所述錐形接觸表面相接觸，并且其中所述凹部端表面與所述主軸的頂端間隔開。
27.根據權利要求26所述的裝置，其特征在于，所述主體的錐形接觸表面和所述傳動軸的錐形接觸表面之間的面接觸的幾何中心在所述主體的重心之上。
28.根據權利要求22所述的裝置，其特征在于，所述鍵是第一鍵并且所述鍵槽是第一鍵槽，所述主軸還包括一個或多個第二鍵，每個所述第二鍵均沿著相應的橫向于所述豎直旋轉軸線的第二橫向軸線從所述傳動軸向外突出，所述晶片載體還包括一個或多個第二鍵槽，每個所述第二鍵槽均沿著相應的所述第二橫向軸線其中之一從所述凹部的外圍向外突出，每個第二鍵接合在相應的一個第二鍵槽中。
29.根據權利要求22所述的裝置，其特征在于，所述主軸具有沿著所述第一橫向軸線延伸穿過所述傳動軸的孔，并且所述鍵包括接合在所述孔內的柄。
30.根據權利要求29所述的裝置，其特征在于，所述主軸還限定了沿著所述豎直旋轉軸線從所述傳動軸的端部開始延伸的凹部，其中所述主軸還包括可移除地接合在所述凹部內的叉，所述叉具有成對的叉齒，所述鍵的所述柄接合在所述叉的叉齒之間。
31.根據權利要求30所述的裝置，其特征在于，所述鍵的所述柄具有位于所述叉的兩個叉齒之間的中心部分和與所述中心部分相鄰的末端部分，所述中心部分的寬度比所述叉的叉齒之間的間隔距離小，每個所述末端部分的寬度均比所述間隔距離大，使得所述鍵鎖在兩個叉齒之間并且被所述叉保持以防止其相對于所述傳動軸沿著所述第一橫向軸線移動。
32.根據權利要求31所述的裝置，其特征在于，所述鍵的中心部分包括朝向相反的大體為平面的側表面，每個所述側表面均設置成接近所述叉齒的其中一個的表面，使得所述叉將所述鍵旋轉固定以防止其圍繞所述第一橫向軸線旋轉。
33.根據權利要求30所述的裝置，其特征在于，所述鍵和所述叉大體上均由第一材料形成，并且其中所述傳動軸大體上由不同于所述第一材料的第二材料形成。
34.根據權利要求30所述的裝置，其特征在于，所述叉包括螺紋孔，并且所述螺紋孔暴露在所述傳動軸的頂端。
35.根據權利要求29所述的裝置，其特征在于，所述鍵具有處在所述傳動軸外側的尖端部分，所述尖端部分在平行于所述豎直旋轉軸線的縱向方向上的高度大于所述孔的直徑。
36.根據權利要求35所述的裝置，其特征在于，所述鍵的尖端部分具有面向所述傳動軸的頂端的圓形上表面。
37.根據權利要求22所述的裝置，其特征在于，所述鍵是第一鍵，所述主軸還包括一個或多個第二鍵，每個所述第二鍵均沿著相應的橫向于所述豎直旋轉軸線的橫向軸線從所述傳動軸向外突出。
38.根據權利要求22所述的裝置，其特征在于，所述晶片載體的所述至少一個晶片保持結構包括限定在所述主體的頂表面上的多個口袋，每個口袋均構造成能夠在其中保持晶片，每個所述口袋均具有中心。
39.根據權利要求38所述的裝置，其特征在于，至少一部分所述口袋布置成接近所述旋轉軸線并且設置成圍繞所述旋轉軸線分布的圓形圖案，并且在所述圖案中相鄰口袋的中心之間具有間隔，并且其中所述鍵槽與一個所述間隔對準。
40.根據權利要求39所述的裝置，其特征在于，至少部分設置成圓形圖案的所述口袋圍繞所述豎直旋轉軸線對稱分布。
41.根據權利要求22所述的裝置，其特征在于，所述晶片載體的主體具有參考標記，所述參考標記限定在頂表面、底表面或者在所述主體的頂表面和底表面之間延伸的周面中的至少一個上，所述參考標記對成像裝置可見，所述參考標記在圍繞所述旋轉軸線的周向方向上設置在相對于所述鍵槽的預定位置處。
42.根據權利要求41所述的裝置，其特征在于，平行于所述晶片載體的底表面并且包含第一橫向軸線的平面延伸穿過所述參考標記。
43.根據權利要求41所述的裝置，其特征在于，還包括與所述主軸相連并且設置成提供表示所述主軸的旋轉方向的信號的編碼器、適于檢測所述參考標記的旋轉位置的自動化視覺系統以及設置成旋轉所述晶片載體和所述主軸中的至少一個以將所述鍵和所述鍵槽的旋轉位置彼此對準的機器人控制系統。
44.根據權利要求22所述的裝置，其特征在于，所述晶片載體大體上是盤狀的。
45.根據權利要求22所述的裝置，其特征在于，所述鍵槽是第一鍵槽，所述晶片載體還包括一個或多個第二鍵槽，每個第二鍵槽均沿著相應的橫向于所述豎直旋轉軸線的橫向軸線從所述凹部的外圍向外突出。
46.一種用于處理晶片的方法，包括: 將至少一個晶片放置在限定了朝向相反的頂表面和底表面以及大致垂直于所述頂表面和底表面的豎直旋轉軸線的晶片載體上； 可釋放地將所述晶片載體安裝在位于反應室內的主軸上，以使其隨主軸圍繞所述豎直旋轉軸線旋轉，使得所述主軸的傳動軸接合在從所述晶片載體的底表面延伸進入所述晶片載體的凹部中，并且使得沿著第一橫向軸線從所述傳動軸的外圍向外突出遠離所述旋轉軸線的鍵可釋放地接合在沿著所述第一橫向軸線從所述凹部的外圍向外突出遠離所述旋轉軸線的鍵槽中；并且 當所述晶片載體安裝在所述主軸上時，圍繞所述旋轉軸線旋轉所述主軸和所述晶片載體并且處理所述至少一個晶片的每一個的頂表面。
47.根據權利要求46所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟:檢測所述主軸的旋轉方向，檢測所述晶片載體的旋轉方向，并且在所述晶片載體安裝在所述主軸上之前自動地將所述鍵和所述鍵槽對準。
48.根據權利要求47所述的方法，其特征在于，所述檢測所述晶片載體的旋轉方向的步驟包括使用自動化視覺系統來檢測在所述晶片載體上的至少一個參考標記的位置。
49.根據權利要求47所述的方法，其特征在于，使用與所述主軸相連的旋轉式編碼器來進行所述檢測所述主軸的旋轉方向的步驟。
50.根據權利要求46所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟:檢測所述主軸的旋轉方向，并且將所述主軸的旋轉方向指定為與固定在所述反應室上的坐標系具有已知關系的歸位位置。
51.根據權利要求50所述的方法，其特征在于，還包括在所述檢測步驟和指定步驟之前，可移除地將歸位工具與所述主軸相連接，旋轉所述歸位工具，并且可移除地將所述歸位工具與位于所述反應室的壁或者基板處的定位元件相連接，所述定位元件與固定在所述反應室上的坐標系具有已知關系。
52.根據權利要求50所述的方法，其特征在于，所述檢測所述主軸的旋轉方向的步驟包括旋轉所述主軸并且使用非接觸視覺系統來檢測在所述主軸上的至少一個參考標記的位置，所述視覺系統與固定在所述反應室上的坐標系具有已知關系。
【文檔編號】C23C16/458GK104321859SQ201380026257
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2013年3月1日 優先權日:2012年3月20日
【發明者】桑迪普·克里希南, 耿莫伊, 亞歷山大·I·古拉里, 馬修·金, 瓦迪姆·博古斯拉夫斯基, 史蒂文·克羅門霍伊克 申請人:維易科儀器公司