TWI553151B - 鍵入式晶圓載台 - Google Patents

Description

鍵入式晶圓載台

本發明和晶圓處理設備有關，和使用在此種處理設備中的晶圓載台有關，而且和晶圓處理的方法有關。

許多半導體裝置係由在基板上實施的製程所形成。基板通常係一由結晶材料製成的厚板，一般稱為「晶圓」。一般來說，晶圓係藉由成長一大型晶體並且將該晶體裁切成碟片的形狀而形成。在此種晶圓上實施的其中一種常見製程為磊晶成長。

舉例來說，由化合物半導體(例如，III-V半導體)所形成的裝置通常係藉由利用金屬有機化學氣相沉積或是「MOCVD」來成長該化合物半導體之連續層而形成。於此製程中，晶圓會曝露於多種氣體之組合中，其通常包含金屬有機化合物作為III族金屬的來源，並且還包含V族元素的來源，該V族元素的來源會在晶圓保持高溫時流過該晶圓之表面的上方。一般來說，該金屬有機化合物和V族來源會結合一承載氣體，該承載氣體不會顯著參與反應，舉例來說，氮氣。III-V半導體的其中一種範例為氮化鎵，其能夠在具有合宜晶格間隔的基板(舉例來說，藍寶石晶圓)上藉由有機鎵化合物和氨的反應來形成。一般來說，晶圓會在氮化鎵和相關化合物之沉積期間保持在500至1100℃的溫度處。

藉由在略微不同的反應條件下(舉例來說，添加其它III族或V族元素，用以改變晶體結構以及半導體的能隙)於該晶圓的表面上連續沉積許多層便能夠製作合成裝置。舉例來說，在基於氮化鎵的半導體中，銦、鋁、或是兩者能夠以不同的比例被用來改變半導體的能隙。另外，p型或n型摻雜物亦能夠被加入，用以控制每一層的傳導性。在形成所有半導體層之後且通常在套用適當的電接觸之後，該晶圓便會被切割成個別的裝置。依此方式便能夠製作發光二極體(Light-Emitting Diode，LED)、雷射、以及其它電子裝置與光電子裝置之類的裝置。

在典型的化學氣相沉積製程中，許多晶圓會被固定在一般稱為晶圓載台的器件上，使得每一個晶圓的頂端表面裸露在該晶圓載台的頂端表面處。該晶圓載台接著會被置入反應腔室之中並且於氣體混合物流過該晶圓載台之表面上方時保持在所希溫度處。重要的係，在製程期間於該載台上各晶圓的頂端表面之所有點處保持一致的條件。該等反應氣體之成分的輕微變化以及該等晶圓表面之溫度的輕微變化都會造成最終半導體裝置之特性的非所希變化。

舉例來說，倘若沉積氮化鎵銦層的話，晶圓表面溫度的變化或是反應氣體的濃度變化將會造成被沉積層之成分與能隙的變化。因為銦有很高氣相壓力的關係，被沉積層中會有比較低比例的銦，而且在該晶圓之表面溫度較高的區域中會有較大的能隙。倘若被沉積層係LED結構中的主動、發光層的話，那麼，由該晶圓所形成之LED的發光波長也將會不同。因此，本技術到目前為止一直朝著維持一致的條件在努力。

業界中廣泛接受的其中一種類型CVD設備係使用具有許多 晶圓固持區域之大型碟片形式的晶圓載台，每一個晶圓固持區域皆被調適成用以固持一個晶圓。該晶圓載台會以可脫連的方式被支撐在該反應腔室裡面的一轉軸上，俾使得擁有該等晶圓之外露表面的晶圓載台之頂端表面朝上面向一氣體分佈元件。當該轉軸旋轉時，氣體會被向下引導至該晶圓載台的頂端表面上並且跨越該頂端表面朝該晶圓載台的周圍流動。已使用過的氣體會經由被設置在該晶圓載台下方且分佈圍繞該轉軸之軸線的多個排氣埠口(通常接近該腔室周圍)從該反應腔室處被排出。

該晶圓載台會藉由加熱元件(通常係被設置在該晶圓載台之底部表面下方的電阻式加熱元件)而保持在所希的高溫處。此等加熱元件會保持在該等晶圓表面之所希溫度以上的溫度處，而氣體分佈元件則通常保持在所希的反應溫度以下的溫度處，以便防止該等氣體過早反應。所以，熱係從該等加熱元件傳輸至該晶圓載台的底部表面並且向上流過該晶圓載台到達個別晶圓。

如美國專利案第6,506,252號的特定實施例中所述，該轉軸可能在其頂端處有漸細的接觸表面，而該晶圓載台可能在一從該晶圓載台之底部表面延伸至該晶圓載台之中的凹部裡面會有漸細的接觸表面。該轉軸和該晶圓載台的該等漸細接觸表面會被配置成當該晶圓載台被組裝於該轉軸上時在它們之間會有表面接觸。該轉軸的漸細接觸表面和該晶圓載台的漸細接觸表面之間的表面接觸的質心通常位於該晶圓載台之重心的上方，俾使得當該轉軸旋轉時該晶圓載台傾向於維持座落在該轉軸上。該晶圓載台能夠輕易地從該轉軸處移除並且以承載著要被處置之新晶圓的新晶圓載台來更換。

CVD反應器之器件的設計可能很困難。此等器件必須耐受極端溫度變化，舉例來說，介於室溫和1000℃之間，它們必須可置換、必須可以合理成本來製造、而且不會污染晶圓。另外，其還必須讓機器人儀器很容易地將該晶圓載台置放在該轉軸上。本技術到目前為止雖然一直努力進行此等系統的最佳化；不過，仍希望更進一步的改善。

本發明提供用於化學氣相沉積反應器的結構以及晶圓處理的方法。本發明的其中一項觀點提供一種用於化學氣相沉積反應器的結構，該結構包括一晶圓載台。該晶圓載台理想上包含：一主體，用以定義相向的頂端表面與底部表面以及一實質上垂直於該等頂端表面與底部表面的縱向旋轉軸；至少一晶圓固持特徵元件；一凹部，從該主體之底部表面處延伸至該主體之中；以及一鍵槽，其會沿著第一橫截軸從該凹部之周圍處向外突出，遠離該旋轉軸。該至少一晶圓固持特徵元件會被配置成讓晶圓能夠被固持在其中使得該晶圓的一表面裸露在該主體的頂端表面處。

本發明的另一項觀點提供一種用於化學氣相沉積反應器的結構，該結構包括一反應腔室，其具有一內側部以及一安置在該反應腔室之中的轉軸。該轉軸較佳的係有一沿著一縱向旋轉軸延伸的軸桿(shaft)，該軸桿具有一頂端、一從該頂端處向下延伸的漸細部、以及一位於該漸細部下方的主部。該軸桿較佳的係還具有一沿著橫切該縱向旋轉軸的第一橫截軸從該軸桿之主部處向外突出的鍵部。該軸桿的漸細部會定義一延伸圍繞該旋轉軸的漸細接觸表面並且在遠離該頂端的向下方向中會有逐漸遞增的直徑。

本發明的又一項觀點提供一種用於化學氣相沉積反應器的結構，該結構包括一反應腔室，其具有：一內側部；一安置在該反應腔室之中的轉軸；以及一晶圓載台，其係以可脫連的方式被安置在該轉軸上，以便繞著一縱向旋轉軸旋轉。該轉軸理想上會有一沿著該縱向旋轉軸延伸的軸桿以及一沿著橫切該縱向旋轉軸的第一橫截軸從該軸桿處向外突出的鍵部。該晶圓載台理想上具有：一主體，用以定義相向的頂端表面與底部表面；以及至少一晶圓固持特徵元件，其會被配置成讓晶圓能夠被固持在其中使得該晶圓的一表面裸露在該主體的頂端表面處。該晶圓載台較佳的係具有：一凹部，從該主體之底部表面處延伸至該主體之中；以及一鍵槽，其會沿著第一橫截軸從該凹部之周圍處向外突出。該軸桿較佳的係被扣接在該凹部之中，而該鍵部較佳的係被扣接在該鍵槽之中。

於一特殊的實施例中，該鍵部有一被扣接至該鍵槽之中的尖端部。該尖端部有一上表面，其面對裸露在該鍵槽裡面之該主體的面朝下的表面並且與其隔開，俾使得該鍵部不會限制該主體使其無法相對於該軸桿往下移動。於其中一範例中，該軸桿有一頂端以及一漸細接觸表面，該漸細表面在遠離該頂端的向下方向中會有逐漸遞增的直徑。於一示範性實施例中，該軸桿於該漸細接觸表面下方有一主部，而且該鍵部會扣接該軸桿的該主部。於一特殊的範例中，該晶圓載台的主體有一面朝下的凹部末端表面以及一位於該凹部裡面從該凹部末端表面處向下延伸的漸細接觸表面。該主體的該漸細接觸表面會至少部分接觸該軸桿的漸細接觸表面。該凹部末端表面會與該轉軸的頂端隔開。

於其中一實施例中，該主體的漸細接觸表面和該軸桿的漸細 接觸表面之間的表面接觸的質心位於該主體之重心的上方。於一示範性實施例中，該鍵部可能係第一鍵部，而該鍵槽可能係第一鍵槽。該轉軸可能還包含一或多個第二鍵部，每一者皆沿著橫切該縱向旋轉軸的個別第二橫截軸從該軸桿處向外突出。該晶圓載台可能還包含一或多個第二鍵槽，每一者皆沿著該等第二橫截軸中的一個別第二橫截軸從該凹部之周圍處向外突出。每一個第二鍵部皆會被扣接至該等第二鍵槽中的一對應第二鍵槽之中。

於其中一範例中，該轉軸可能有一孔徑，其沿著該第一橫截軸延伸穿過該軸桿，而且該鍵部可能包含一被扣接在該孔徑之中的柄部(shank)。於一示範性實施例中，該轉軸可能還定義一沿著該縱向旋轉軸延伸自該軸桿之頂端處的凹部。該轉軸可能還包含一叉部，其以可移除的方式被扣接在該凹部中。該叉部有一對叉齒。該鍵部的柄部會被扣接在該叉部的該等叉齒之間。於一特殊的範例中，該鍵部的柄部有一位於該叉部之該等兩個叉齒之間的中央部以及與該中央部相鄰的末端部。該中央部的寬度小於該叉部之該等叉齒之間的分隔距離。每一個末端部的寬度皆大於該分隔距離，俾使得該鍵部會被鎖扣在該等兩個叉齒之間並且被該叉部固定，而不會沿著該第一橫截軸相對於該軸桿移動。

於一示範性實施例中，該鍵部的中央部可能包含相向的實質平坦側表面。每一個側表面皆會被設置相鄰該等叉齒中其中一者的表面，俾使得該鍵部會被該叉部旋轉固定，而無法繞著該第一橫截軸旋轉。於一特殊的範例中，該鍵部與該叉部可能基本上各由第一材料製成，而該軸桿可能基本上由不同於該第一材料的第二材料製成。於其中一實施例中，該 叉部可能包含一有螺紋的孔徑，而且該有螺紋的孔徑會裸露在該軸桿的頂端處。於一特殊的範例中，該鍵部有一被設置在該軸桿外側的尖端部。該尖端部在平行於該縱向旋轉軸之直向方向中的高度大於該孔徑的直徑。於一示範性實施例中，該鍵部的尖端部有一圓形上表面，其面向該軸桿的頂端。於其中一實施例中，該鍵部可能係第一鍵部，而該轉軸可能還包含一或多個第二鍵部。每一個第二鍵部皆沿著橫切該縱向旋轉軸的個別第二橫截軸從該軸桿處向外突出。

於一特殊的範例中，該晶圓載台的該至少一晶圓固持特徵元件可能包含定義在該主體之頂端表面中的複數個袋部。每一個袋部可能會被配置成讓一晶圓能夠被固持於其中。每一個該袋部皆有一中心。於其中一實施例中，該等袋部中的至少某些袋部會被設置相鄰該旋轉軸並且會被排列在分佈圍繞該旋轉軸的圓形圖樣之中，該圖樣中之相鄰袋部的中心之間會有間隔。該鍵槽會對準其中一個該間隔。於一示範性實施例中，被排列在該圓形圖樣之中的該等袋部中的至少某些袋部會對稱分佈圍繞該縱向旋轉軸。

於一特殊的範例中，該晶圓載台的主體會在該頂端表面、該底部表面、或是延伸在該主體之該等頂端表面與底部表面之間的周圍表面中至少其中一者中定義參考指標。該參考指標可讓一成像裝置看見。該指標會被設置在圍繞該旋轉軸之周長方向中相對於該鍵槽的預設位置處。於其中一實施例中，一平行於該晶圓載台之底部表面並且含有該第一橫截軸的平面會延伸穿過該參考指標。

於一示範性實施例中，該結構可能還包含：一編碼器，其被 連接至該轉軸並且被排列成用以提供一代表該轉軸之旋轉方位的訊號；一自動視覺系統，其被調適成用以偵測該參考指標的旋轉位置；以及一機器人控制系統，其被排列成用以旋轉該晶圓載台與該轉軸中至少其中一者，以便讓該鍵部的旋轉位置與該鍵槽的旋轉位置彼此對準。於一特殊的範例中，該晶圓載台可能實質上為碟片形狀。於一示範性實施例中，該鍵槽可能係第一鍵槽，而該晶圓載台可能還包含一或多個第二鍵槽。每一個第二鍵槽皆沿著橫切該縱向旋轉軸的一個別橫截軸從該凹部之周圍處向外突出。

於其中一範例中，該反應腔室會有一位於該反應腔室之壁部或底板處的定位元件。該定位元件和被固定至該反應腔室的座標系統有已知的關係。該結構可能還包含一返回治具(homing tool)，其會被調適成以可移除的方式被耦合至該轉軸和該定位元件。於一特殊的範例中，該返回治具會有一狹縫，其被調適成用以於其中接收該鍵部。於一示範性實施例中，該轉軸會在該軸桿或該鍵部的至少其中一者之中定義參考指標。該指標會被設置在圍繞該旋轉軸之周長方向中相對於該鍵部的預設位置處。該結構可能還包含一非接觸視覺系統，其會被調適成用以偵測該參考指標的旋轉位置，該視覺系統和被固定至該反應腔室的座標系統有已知的關係。

本發明的再一項觀點提供一種晶圓處理的方法。該方法理想上包含下面步驟：將至少一晶圓放置在晶圓載台上；以可脫連的方式將該晶圓載台安置在位於反應腔室中的轉軸上，以便繞著一縱向旋轉軸旋轉；以及當該晶圓載台被安置在該轉軸上時繞著該旋轉軸旋轉該轉軸與該晶圓載台並且處置該至少一晶圓中每一者的頂端表面。該晶圓載台理想上定義 相向的頂端表面與底部表面，而且該縱向旋轉軸理想上實質垂直於該等頂端表面與底部表面。以可脫連的方式將該晶圓載台安置在該轉軸上的步驟係被實施而使得該轉軸的軸桿扣接至一從該晶圓載台之底部表面處延伸至該晶圓載台之中的凹部之中，並且使得一沿著第一橫截軸從該軸桿之周圍處向外突出遠離該旋轉軸的鍵部以可脫連的方式扣接至一沿著第一橫截軸從該凹部之周圍處向外突出遠離該旋轉軸的鍵槽之中。

於其中一範例中，該方法可能還包含下面步驟：偵測該轉軸的旋轉方位；偵測該晶圓載台的旋轉方位；以及在將該晶圓載台安置於該轉軸上之前先自動對準該鍵部與該鍵槽。於一特殊的實施例中，該偵測該晶圓載台之旋轉方位的步驟可能包含利用一自動視覺系統來偵測該晶圓載台上至少一參考指標的位置。於一示範性實施例中，該偵測該轉軸之旋轉方位的步驟會利用一被連接至該轉軸的旋轉式編碼器來實施。

於一特殊的實施例中，該方法可能還包含下面步驟：偵測該轉軸的旋轉方位並且指派該轉軸的該旋轉方位為起始位置(home position)，該起始位置和被固定至該反應腔室的座標系統有已知的關係。於其中一範例中，該方法可能還包含在該等偵測與指派步驟之前先：以可移除的方式將一返回治具耦合至該轉軸；旋轉該返回治具；以及以可移除的方式將該返回治具耦合至該反應腔室之壁部或底板處的定位元件。該定位元件和被固定至該反應腔室的座標系統有已知的關係。於一示範性實施例中，該偵測該轉軸之旋轉方位的步驟可能包含旋轉該轉軸並且利用一非接觸視覺系統來偵測該轉軸上至少一參考指標的位置。該視覺系統和被固定至該反應腔室的座標系統有已知的關係。

10‧‧‧化學氣相沉積設備

12‧‧‧反應腔室

14‧‧‧進氣歧管

16‧‧‧進入開口

17‧‧‧前腔室

18‧‧‧可移動遮板

19‧‧‧內側表面

20‧‧‧圓柱狀壁部

21‧‧‧上表面

22‧‧‧頂端凸緣

24‧‧‧底板

26‧‧‧內部區域

30‧‧‧轉軸

31‧‧‧編碼器

32‧‧‧垂直旋轉軸

33‧‧‧第一橫截軸

34‧‧‧旋轉貫穿裝置

36‧‧‧軸桿

37‧‧‧孔徑

38‧‧‧旋轉傳動機制

39‧‧‧凹部

40‧‧‧晶圓載台

40a‧‧‧主體

41‧‧‧頂端表面

42‧‧‧垂直旋轉軸

43‧‧‧袋部

44‧‧‧底部表面

45‧‧‧間隔

46‧‧‧中心

47‧‧‧凹部

48‧‧‧鍵槽

49‧‧‧周邊表面

50‧‧‧晶圓

60‧‧‧加熱元件

61‧‧‧熱屏蔽

62‧‧‧排氣系統

63‧‧‧排氣歧管

65‧‧‧唧筒

70‧‧‧頂端

72‧‧‧漸細部

73‧‧‧漸細接觸表面

74‧‧‧主部

80‧‧‧鍵部

81‧‧‧柄部軸

82‧‧‧柄部

84‧‧‧中間部

85‧‧‧側表面

86‧‧‧末端部

87‧‧‧有狹縫的凹部

88‧‧‧尖端部

89‧‧‧上表面

90‧‧‧叉部

92‧‧‧頂端

94‧‧‧上方部

96‧‧‧叉齒

97‧‧‧間隙

98‧‧‧側表面

99‧‧‧有螺紋的孔徑

100‧‧‧凹部末端表面

102‧‧‧漸細接觸表面

104‧‧‧周圍

105‧‧‧鍵部接觸表面

106‧‧‧第一橫截軸

108‧‧‧面朝下的表面

110‧‧‧小凹窩

112‧‧‧標記

114‧‧‧插入緣

116‧‧‧自動視覺系統

118‧‧‧控制系統

120‧‧‧返回治具

121‧‧‧插槽部件

122‧‧‧連結部件

123‧‧‧末端

124‧‧‧開口

125‧‧‧頂端表面

126‧‧‧插槽

127‧‧‧頂端表面

128‧‧‧狹縫

129‧‧‧底部表面

130‧‧‧上表面

132‧‧‧下表面

134‧‧‧軸線

140‧‧‧定位治具

142‧‧‧把手

144‧‧‧定位部

145‧‧‧接觸表面

160‧‧‧定位凹部

165‧‧‧接觸表面

204‧‧‧周圍

206‧‧‧第一橫截軸

207‧‧‧第二橫截軸

208‧‧‧第三橫截軸

209‧‧‧第四橫截軸

216‧‧‧第一橫截軸

217‧‧‧第二橫截軸

218‧‧‧第三橫截軸

219‧‧‧第四橫截軸

230‧‧‧轉軸

232‧‧‧垂直旋轉軸

236‧‧‧軸桿

240‧‧‧晶圓載台

242‧‧‧旋轉軸

247‧‧‧凹部

248a‧‧‧鍵槽

248b‧‧‧鍵槽

248c‧‧‧鍵槽

248d‧‧‧鍵槽

274‧‧‧主部

280a‧‧‧鍵部

280b‧‧‧鍵部

280c‧‧‧鍵部

280d‧‧‧鍵部

316‧‧‧第一橫截軸

318‧‧‧第三橫截軸

330‧‧‧轉軸

332‧‧‧旋轉軸

336‧‧‧軸桿

337a‧‧‧孔徑

337c‧‧‧孔徑

370‧‧‧頂端

374‧‧‧主部

380a‧‧‧鍵部

380c‧‧‧鍵部

388‧‧‧尖端部

圖1所示的係根據本發明其中一實施例的化學氣相沉積設備的透視剖視圖。

圖2A所示的係圖1中所示之轉軸的側視圖。

圖2B所示的係圖2A中所示之轉軸的2B部分的放大片段側視圖。

圖2C所示的係圖2A中所示之轉軸的2B部分的放大片段側視圖。

圖2D所示的係以可移除的方式被扣接至圖2A之轉軸的凹部之中的叉部。

圖2E所示的係圖2D中所示之叉部的仰視平面圖。

圖2F所示的係被配置成以可移除的方式被扣接至圖2A的轉軸之中以及圖2D的叉部之中的鍵部的側視圖。

圖2G所示的係圖2F中所示之鍵部的末端圖。

圖2H所示的係圖2F中所示之鍵部的側視圖。

圖3A所示的係圖1中所示之晶圓載台的俯視平面圖。

圖3B所示的係沿著圖3A之直線3B-3B所取得之圖3A中所示的晶圓載台的側面剖視圖。

圖3C所示的係圖3B中所示之凹部的放大片段側面剖視圖。

圖3D所示的係圖3C中所示之凹部的放大片段仰視平面圖。

圖3E所示的係具有參考指標之晶圓載台的一部分的放大片段側面剖視圖。

圖4所示的係圖1中所示之化學氣相沉積設備的A部分的放大片段透 視剖視圖。

圖5所示的係適合用來對準圖1中所示之轉軸的方位的返回治具的透視圖。

圖6A所示的係圖5中所示之返回治具的透視圖，其已扣接根據本發明實施例的化學氣相沉積設備。

圖6B所示的係沿著圖6A之直線6B-6B所取得之圖6A的返回治具與設備之一部分的放大片段側面剖視圖。

圖7所示的係具有複數個鍵槽之晶圓載台的實施例的放大片段仰視平面圖，該晶圓載台適合使用在圖1中所示的化學氣相沉積設備之中。

圖8A所示的係具有複數個鍵部之轉軸的實施例的透視圖，該轉軸被配置成用於諸如圖7中所示之晶圓載台的具有複數個鍵槽之晶圓載台。

圖8B所示的係具有複數個鍵部之轉軸的另一實施例的放大片段透視剖視圖，圖中所示的轉軸已扣接圖7中所示的晶圓載台。

參考圖1，根據本發明其中一實施例的化學氣相沉積設備10包含一反應腔室12，在該腔室12的其中一端排列著一進氣歧管14。腔室12中具有該進氣歧管14的端在本文中稱為該腔室12的「頂端」。腔室的此端通常，但是未必，在正向重力參考座標系中被設置在該腔室的最上方處。因此，本文中所使用的向下方向係指遠離該進氣歧管14的方向；反之，向上方向則係指在該腔室裡面朝向該進氣歧管14的方向，不論此等方向是否對準重力向上方向與重力向下方向。同樣地，本文中亦參考腔室12和歧管14的參考座標系來說明元件的「頂端表面」與「底部表面」。

腔室12有圓柱狀壁部20，其延伸在該腔室之頂端處的頂端凸緣22和該腔室之底端處的底板24之間。壁部20、凸緣22、以及底板24在它們之間定義一氣密內部區域26，其能夠容納從進氣歧管14處射出的氣體。圖中所示的腔室12雖然係圓柱形；不過，其它實施例可能包含其它形狀的腔室，舉例來說，包含：圓錐形或繞著中心軸線32迴轉的其它表面；正方形；六角形；八角形；或是任何其它適當的形狀。

進氣歧管14會被連接至氣體源，用以供應要被使用在晶圓處置製程中的製程氣體，例如，承載氣體和反應氣體(例如，金屬有機化合物和V族元素的來源)。於典型的化學氣相沉積製程中，承載氣體可能係氮氣、氫氣、或是氮氣和氫氣的混合物，所以，在晶圓載台之頂端表面處的製程氣體主要係由氮氣及/或氫氣配合特定數額的反應氣體成分所組成。進氣歧管14會被排列成用以接收該等各種氣體並且大體上於向下的方向中引導一製程氣體流。

進氣歧管14可能還會被連接至一冷卻劑系統(圖中並未顯示)，其會被排列成用以讓一液體循環經過該氣體分佈元件，以便在操作期間讓該元件的溫度保持在所希的溫度處。雷同的冷卻排列(圖中並未顯示)會被用來冷卻腔室12的壁部。

腔室12可能還具備一位於前腔室17及/或其它中間晶圓載台運送腔室前方的進入開口16，以及一用於閉合與張開該進入開口16的可移動遮板18。舉例來說，遮板18的配置如美國專利案第7,276,124號中的揭示，本文以引用的方式將其揭示內容併入。遮板18理想上有圓形箍圈的形式，延伸圍繞腔室12的周長。遮板18可能有一內側表面19，其定義腔室 12的內側表面。

轉軸30被排列在該腔室裡面，用以繞著一縱向旋轉軸32旋轉。轉軸30的縱向旋轉軸32延伸在反應腔室12的向上方向與向下方向中。該轉軸30藉由一習知的旋轉貫穿裝置34(其併入圖中並未顯示的軸承(bearing)和密封墊(seal))被安置於腔室12，俾使得該轉軸能夠繞著該縱向旋轉軸32旋轉，同時讓密封墊保持在該轉軸30和腔室12的底板24之間。

參考圖2A至2C，轉軸30具有一軸桿36，其沿著該縱向旋轉軸32延伸。該軸桿具有一最靠近進氣歧管14的頂端70、從該頂端處向下延伸的漸細部72、以及一位於該漸細部下方的主部74。軸桿36的漸細部72延伸圍繞該旋轉軸32並且定義一漸細接觸表面73，該漸細接觸表面73延伸圍繞該旋轉軸並且在遠離頂端70的向下方向中會有逐漸遞增的直徑。舉例來說，該漸細接觸表面73在軸桿36的頂端70處可能有第一直徑D1，其會在向下方向中遞增至主部74處之大於第一直徑D1的第二直徑D2。

轉軸30可能具有一孔徑37，其沿著橫切(也就是，交叉)含有縱向旋轉軸32之平面的第一橫截軸33(圖2C)延伸穿過軸桿36。如本文中的用法，「橫切」含有第二軸之平面的第一軸的意義為該第一軸以任何非零角度(其可能為斜向或垂直)和該平面相交。在圖中所示的實施例中，第一橫截軸33雖然垂直於該縱向旋轉軸32，但是情況未必如此。於一特殊的實施例中，孔徑37可能以斜向的角度延伸穿過軸桿36，使得該第一橫截軸33沒有和該縱向旋轉軸32相交。

孔徑37會被配置成用以接收一鍵部80(圖2F至圖2H)，沿著該第一橫截軸33延伸穿過軸桿36的主部74並且從軸桿36的主部74處 向外突出。在圖中，孔徑37雖然延伸穿過軸桿36的主部74，但是情況未必如此。於替代實施例中(圖中並未顯示)，孔徑37可能延伸穿過軸桿36的漸細部72，或者，該孔徑可能延伸穿過該軸桿之漸細部和主部交會的位置。於某些實施例中，舉例來說，圖8A與圖8B，轉軸可能具備或者被配置成用以接收沒有延伸穿過的一或多個鍵部，下面將更詳細說明。

鍵部80包含一柄部82，其被配置成用以扣接在轉軸30的孔徑37之中。柄部82在柄部軸81的方向中為狹長狀。柄部82具有一中間部84以及相鄰於該中間部的末端部86。中間部84可能包含相向的實質平坦側表面85，俾使得中間部的寬度W1小於該等末端部86的寬度W2。該等末端部86各有圓形的剖面。該等末端部86中的其中一者會於其中定義一有狹縫的凹部87，其會被配置成用以在組裝期間接收螺絲起子的尖端，如下面的討論。

鍵部80的尖端部88相鄰於柄部82，該尖端部在橫切柄部軸81的直向方向L中的高度為H1，大於軸桿36之孔徑37的直徑D1。如圖中所示，尖端部88的高度H1可能大於柄部82的高度H2。於一替代實施例中(圖中並未顯示)，尖端部88的高度H1可能等於或小於柄部82的高度H2。於其中一範例中，鍵部80的尖端部88可能會有上表面89，其在沿著柄部軸81的看去的末端視圖中為圓形(圖2G)。

轉軸30會進一步定義一凹部39，其沿著該縱向旋轉軸32從軸桿36的頂端70處向下延伸。該凹部39會被配置成用以接收沿著縱向旋轉軸32延伸其中的叉部90(圖2D與圖2E)。

叉部90包含一頂端92、一從該頂端處向下延伸的上方部 94、以及位於該上方部下方的一對叉齒96。叉部90會被配置成用以可移除的方式被扣接在該凹部39裡面。叉部的上方部94有圓形的剖面；而且該等叉齒96各自的剖面係圓形的一部分，在該等叉齒96之間會定義一間隙97。該等叉齒96中的每一者都具有朝內面向該間隙97的實質上平坦側表面98。叉部90可能包含一有螺紋的孔徑99，其裸露在軸桿36的頂端處，俾使得使用者藉由將一螺栓旋入該有螺紋的孔徑之中並且拉拔該螺栓以抽出該叉部便能夠從凹部39處移處該叉部。

參考圖4，在晶圓載台被安置在轉軸30上之前會先利用軸桿36來組裝該鍵部80和該叉部90。為組裝鍵部80和軸桿36，該鍵部的柄部82會被扣接在該軸桿的孔徑37之中，俾使得該鍵部的尖端部88被設置在該軸桿的外面並且沿著第一橫截軸33從該軸桿處朝外突出。於圖中所示的實施例中，當該鍵部80被扣接在該軸桿36之中時，柄部軸81會和第一橫截軸33一致。如圖4中所示，孔徑37延伸穿過該軸桿36的主部74，俾使得該鍵部80會扣接該軸桿的主部。

在叉部90被扣接在凹部39中之前，鍵部80之該等實質平坦側表面85應該配向成平行於該軸桿36的縱向旋轉軸32。使用者能夠藉由將螺絲起子的尖端插入有狹縫的凹部87之中並且繞著柄部軸81旋轉該螺絲起子而將該鍵部80旋轉至所希的方位。

為組裝具有軸桿36的叉部90和鍵部80，該叉部90會被扣接在轉軸30的凹部39之中，俾使得該叉部的頂端92被放置在該軸桿36的頂端70處。該叉部90會降至該凹部39之中，俾使得該鍵部80的柄部82會被扣接在叉部90的該等叉齒96之間。鍵部80之中間部84的每一個 側表面85會被設置相鄰於該等叉齒96中其中一者的實質平坦側表面98，俾使得該鍵部會被該叉部90旋轉固定而無法繞著該第一橫截軸33旋轉。

柄部82的中間部84的寬度W1(圖2H)小於叉部90之該等叉齒96之間的分隔距離或間隙97(圖2D)，而且該柄部的每一個末端部86的寬度W2(圖2H)大於該叉部之該等叉齒之間的分隔距離，俾使得該鍵部會被鎖扣在該等兩個叉齒之間並且被該叉部固定，而不會沿著該第一橫截軸33相對於該軸桿36移動。

於一特殊的實施例中，該鍵部80與該叉部90可能基本上各由第一材料製成，而該軸桿36可能基本上由不同於該第一材料的第二材料製成。舉例來說，該鍵部80與該叉部90可能由鎢合金(例如，WL)製成，而該軸桿36可能由鉬合金(例如，TZM)製成。鍵部80、叉部90、以及軸桿36中的此種材料組合能夠防止設備10在高溫操作期間於該軸桿和該鍵部及/或該叉部之間發生黏結。

再次參考圖1，轉軸30會被連接至旋轉傳動機制38，例如，電碼達傳動機，其會被排列成用以繞著中央軸32來旋轉軸30該轉軸。轉軸30可能還具備多條內部冷卻劑通路，其大體上於該轉軸的軸線方向中延伸在氣體通道裡面。該等內部冷卻劑通路會被連接至一冷卻劑來源，俾使得一流體冷卻劑會由該來源循環經過該等冷卻劑通路並且回到該冷卻劑來源。

轉軸30及/或旋轉傳動機制38會被連接至編碼器31，其被排列成用以提供一代表該轉軸繞著旋轉軸32之旋轉方位的訊號。於一特殊的實施例中，編碼器31可能係一高分辨率旋轉編碼器，其會被耦合至該旋 轉傳動機制38。倘若在該轉軸30的旋轉方位及該晶圓載台的旋轉方位之間有已知關係的話，和轉軸有關的旋轉方位資訊便能夠被用來決定晶圓載台40的旋轉方位，例如，設備10之中所能夠達成者。

晶圓載台40可能實質上具有類碟片主體40a的形式，其具有平坦、圓形的頂端表面41和底部表面44以及實質上垂直於該等頂端表面與底部表面的縱向旋轉軸42。在圖1中所示的操作位置中，晶圓載台40被安置在轉軸30上，因此，該晶圓載台的縱向旋轉軸42會和該轉軸的縱向旋轉軸32一致。該晶圓載台40會被放置在該腔室12裡面的進氣歧管14下方，俾使得該進氣歧管能夠在該晶圓載台旋轉時向下朝該晶圓載台排出氣體。當遮板18處於圖1中所示的操作位置中時，該遮板的內側表面19會包圍該晶圓載台40。

晶圓載台40可能會被形成單一部件或是複數部件組成的複合件。舉例來說，如已公開的美國專利申請案第20090155028號中所揭示，本文以引用的方式將其揭示內容併入，該晶圓載台40可能包含：一輪轂(hub)，用以定義該晶圓載台中包為該中央軸42的小區域；以及一較大的部分，用以定義該類碟片主體40a的其餘部分。

晶圓載台40可能係由不會污染該CVD製程並且能夠耐受在該製程中遭遇到之溫度的材料構成。舉例來說，晶圓載台40之較大的部分可能主要或者完全由諸如石墨、碳化矽、氮化硼、氮化鋁的材料或是其它耐火材料所構成。晶圓載台40具有大體上平坦的上表面與下表面，它們大體上彼此平行延伸並且大體上垂直於該晶圓載台的縱向旋轉軸42。於其中一範例中，該晶圓載台40的直徑可能為約300mm至約700mm。

參考圖3A至圖3E，晶圓載台40的頂端表面41可能包含至少一晶圓固持特徵元件，例如，具有圖中所示袋部43之形式的晶圓固持特徵元件。該等袋部43會被排列在晶圓載台40的周長處，每一個此類袋部皆會被配置成以可移除的方式接收一類碟片晶圓50並且在MOCVD製程期間將此晶圓固持於其中，例如下面所述者。於其中一範例中，至少某些該等袋部43會被設置成相鄰於該縱向旋轉軸42並且會被排列在分佈圍繞該縱向旋轉軸的圓形圖樣之中，該圖樣中相鄰袋部的中心46之間有間隔45，例如，當該等袋部被排列在具有一或多個同心環的配置中。於一特殊的實施例中，被排列在分佈圍繞該縱向旋轉軸42的圓形圖樣之中的該等袋部43會以對稱的方式分佈圍繞該縱向旋轉軸。圖中所示的袋部43雖然被排列在圓形圖樣之中；但是，於其它實施例中，該等袋部可能會被排列在其它圖樣之中，例如，矩形陣列的一部分或是六角形緊密封裝配置。

每一個晶圓50可能係由藍寶石、碳化矽、矽、或是其它結晶基板所構成。一般來說，每一個晶圓50都有厚度，相較於其主要表面的維度，該厚度很小。舉例來說，直徑約2英吋(50mm)的圓形晶圓50的厚度可能為約430μm或更小。每一個晶圓50都會被設置在該晶圓載台40上或旁邊，其頂端表面向上，俾使得該晶圓的頂端表面會裸露在該晶圓載台主體40a的頂端表面41。該等晶圓50可能會與該晶圓載台40的頂端表面41共面或是接近共面。

晶圓載台40可能會有一凹部47，從主體40a的底部表面44延伸至該主體之中。該主體40a會有一面朝下的凹部末端表面100以及一從該凹部末端表面處向下延伸的漸細接觸表面102。該凹部末端表面100和該 漸細接觸表面102會裸露在凹部47裡面。

凹部47會有一鍵槽48，其會沿著橫切含有該縱向旋轉軸42之平面的第一橫截軸106(也就是，該第一橫截軸以任何非零角度(其可能為斜向或垂直)和含有該縱向旋轉軸的平面相交)從該凹部之周圍104處向外突出，遠離旋轉軸42。如圖3C中所示，該第一橫截軸106雖然會和該縱向旋轉軸42相交，但是情況未必如此。於一特殊的實施例中，該鍵槽48會以斜向角度從該凹部48之周圍104處向外突出，俾使得該第一橫截軸106不會與該縱向旋轉軸42相交。如本文中的用法，當鍵槽48被描述為沿著該第一橫截軸106突出時，其意謂著該第一橫截軸座落在平行於該晶圓載台40之底部表面44的平面中，而且該第一橫截軸的位置和延伸在插入緣114及面朝下的表面108之間的該鍵槽的兩個反向橫向鍵部接觸表面105等距。

主體40a有一面朝下的表面108，裸露在鍵槽48裡面。於其 中一範例中，當此等相鄰袋部被設置成相鄰於該縱向旋轉軸42並且被排列在分佈圍繞該縱向旋轉軸之圓形圖樣中時，該鍵槽48會對準該等介於相鄰袋部43之中心46之間的間隔45中的其中一者。

於此實施例中，對準該鍵槽48和該等間隔45中其中一者會最小化經由靠近該鍵槽之晶圓載台40所進行之熱傳導的熱特徵變化。此效應有時候稱為鍵槽的「熱陰影(thermal shadow)」。藉由對準該鍵槽48和該等間隔45中其中一者，熱陰影會盡可能遠離該等袋部43。

於圖中所示的實施例中，該第一橫截軸106雖然垂質於該縱向旋轉軸42，但是情況未必如此。在圖4中所示的操作位置中，晶圓載台40被安置在轉軸30上，使得該晶圓載台的第一橫截軸106會與該轉軸的第 一橫截軸33一致。

晶圓載台40的主體40a會有多個參考指標，其形式為從該主體之頂端表面41處延伸至該主體40a之中的一個小凹窩110及/或一或多個標記112。諸如一或多個小凹窩110及/或標記112的參考指標可能被定義在頂端表面41、底部表面44、或是延伸在主體40a之頂端表面和底部表面之間的周邊表面49中的至少其中一者之中。於其中一實施例中，該等參考指標可讓一成像裝置(例如，下面所述的自動視覺系統116)看見。

該小凹窩110及/或該等標記112會在圍繞該縱向旋轉軸42之周長方向中被設置在相對於該鍵槽48的預設位置處。舉例來說，一平行於該底部表面44且含有該第一橫截軸106的平面可能同樣會延伸穿過諸如該小凹窩110及/或該等標記112的參考指標，俾使得該第一橫截軸會延伸穿過該等參考指標或是該第一橫截軸會延伸穿過該等參考指標正上方或正下方的位置。該小凹窩110及/或該等標記112會被設置在相對於該鍵槽48之使用者或是下面所述之控制系統118已知的任何位置處，俾使得該鍵槽的位置可藉由觀察該小凹窩及/或該等標記的位置來決定。

參考圖4，該晶圓載台40會以可脫連的方式被安置在該轉軸30上，以便繞著縱向旋轉軸32、42旋轉。於圖中所示的實施例中，當該晶圓載台40被安置在該轉軸30上時，該等縱向旋轉軸32與42一致而且該等第一橫截軸33與106一致。

轉軸30的頂端70會被扣接在晶圓載台40的凹部47之中，俾使得主體40a的漸細接觸表面102至少部分接觸軸桿36的漸細接觸表面73，並且使得凹部末端表面100會與該轉軸的頂端隔開。凹部末端表面100 會與該轉軸的頂端70隔開間隙G1。如圖4中所示，介於主體40a及軸桿36的漸細接觸表面102、73之間的表面接觸的質心C1係位於該主體之重心C2的上方。

鍵部80的尖端部88會被扣接在鍵槽48中，使得裸露在該鍵槽裡面之主體40a的面朝下表面108會面對該尖端部的上表面89並且與其隔開。如圖4中所示，主體40a的表面108會與鍵部80之尖端部88的上表面89隔開間隙G2。介於表面108與89之間的此間隙G2能夠讓鍵部80限制該晶圓載台40相對於轉軸30的旋轉運動，而不會限制該晶圓載台的主體40a相對於該轉軸之軸桿36的向下移動。於一特殊的範例中，鍵部80之尖端部88的上表面89會有倒角邊緣，及/或鍵槽48的插入緣114會倒角而允許在晶圓載台40被安置在轉軸30上時倘若該晶圓載台沒有完全旋轉對準該轉軸的話(舉例來說，倘若該等第一橫截軸106與33沒有完全一致的話)讓該鍵部80自動對準至該鍵槽之中。

再次參考圖1，在諸如MOCVD的許多製程中，晶圓載台40會被加熱以便在晶圓50的表面處提供所希的溫度。對此加熱來說，一加熱元件60會被安置在腔室12裡面並且包圍在軸桿36之頂端70下方的轉軸30。該加熱元件60會傳輸熱至晶圓載台40的底部表面44，主要藉由輻射熱傳輸來進行。被施加至晶圓載台40之底部表面的熱可能會往上流過該晶圓載台的主體40a至其頂端表面41。熱可能會往上抵達受到該晶圓載台40固持的每一片晶圓50的底部表面，並且往上通過該等晶圓並且抵達它們的頂端表面。熱可能會從該等晶圓50的頂端表面輻射至該製程腔室12中較冷的元件處，舉例來說，該製程腔室的壁部20以及該進氣歧管14。熱可能還 會從該等晶圓50的頂端表面處傳輸至通過此等表面上方的製程氣體。

於一特殊的實施例中，該加熱元件60可能係一多區式加熱元件，以便能夠以不同的方式來加熱該晶圓載台40中不同的部分(舉例來說，位於和轉軸30之縱向旋轉軸32相隔第一徑向距離處的第一環狀部分以及位於和該縱向旋轉軸相隔第二徑向距離處的第二環狀部分)。

腔室12可能還包含一外側襯裡(圖中並未顯示)，其會減少滲入該腔室中含有該加熱元件60的區域之中的製程氣體。於一範例實施例中，熱屏蔽61會被提供在該加熱元件60的下方，舉例來說，被設置成平行於該晶圓載台40，用以幫助將熱從該加熱元件處向上引導至該晶圓載台而不會向下引導至位於腔室12底端的底板24。

腔室12還配備一排氣系統62，其被排列成用以從該腔室之內部區域26處移除已用過的氣體。該排氣系統62可能會在被該晶圓載台40佔用的位置下方的位置處連接至腔室12。該排氣系統62可能包含一位於該腔室12之底部或是附近的排氣歧管63。該排氣歧管63會被連接至唧筒65或是被配置成用以將已用過的氣體攜出該反應腔室12的其它真空源。

設備10可能還包含一自動視覺系統116，位於前腔室17或是腔室12外面的另一位置處，舉例來說，其會被調適成用以偵測諸如一個小凹窩110或是多個標記112的參考指標的旋轉位置。設備10可能進一步包含一機器人控制系統118，其被排列成用以旋轉該晶圓載台40與該轉軸30中至少其中一者。於其中一範例中，來自自動視覺系統116和編碼器31的旋轉位置資訊會被發送至該機器人控制系統118，而且該機器人控制系統會在將該晶圓載台40載入至設備10之中以前或期間旋轉該晶圓載台與該轉 軸30中至少其中一者，如下面所述。

於一特殊的變化例中，前腔室17可能包含一鍵入式器件(圖中並未顯示)，其和被固定至反應腔室12的座標系統有已知的關係。於此範例中，使用者或是自動視覺系統116會偵測參考指標110或112的旋轉位置，而且使用者或是該自動系統會使用此旋轉位置資訊來對準鍵槽48和該鍵入式器件。一旦對準之後，在該機器人控制系統118將該晶圓載台40載入至腔室12之中以前便會先得知鍵槽48相對於被固定至反應腔室12的座標系統的旋轉位置，而且該機器人控制系統會在將晶圓載台載入至反應腔室之中以前先使用此旋轉位置來旋轉該晶圓載台及/或該轉軸30。

操作中，至少一晶圓50會被放置在晶圓載台40上。接著，進入開口16會藉由將遮板18降至張開位置而被打開。接著，使用者或是自動視覺系統116會藉由偵測參考指標的位置(其和鍵槽48之旋轉位置有已知的關係)來偵測該晶圓載台40的旋轉方位，較佳的係，在腔室12外面的位置中(例如，在前腔室17中)。另外，編碼器31會偵測轉軸的旋轉方位(其和鍵部80之旋轉位置有已知的關係)。

使用者或是機器人控制系統118會使用由使用者或是自動視覺系統116所取得之和參考指標之旋轉位置有關的資訊以及由編碼器31所取得之和轉軸30之旋轉位置有關的資訊在晶圓載台40正在被安置於該轉軸上時判斷鍵部80的旋轉位置和鍵槽48的旋轉位置是否對準。倘若鍵部80和鍵槽48在旋轉方面有對準誤差的話，使用者或是機器人控制系統118會在將該晶圓載台40安置在該轉軸30上之前先旋轉該晶圓載台及該轉軸中至少其中一者，以便對準該鍵部的旋轉位置和該鍵槽的旋轉位置。

當鍵部80和鍵槽48在旋轉方面對準的話，其上已裝載晶圓50的晶圓載台40便會從前腔室17處被載入腔室12之中，而且該晶圓載台40會以可脫連的方式被安置在該轉軸30上。晶圓載台40會被安置在轉軸30上，使得軸桿36的頂端70扣接在該晶圓載台的凹部47之中，從而將該晶圓載台放置在圖1中所示的操作位置中。

於此情況中，晶圓50的頂端表面面朝上，朝向進氣歧管14。進入開口16會藉由將遮板18抬升至圖1中所示的閉合位置而閉合。加熱元件60會被啟動，旋轉傳動器38會操作用以轉動轉軸30並且因而繞著中央軸42來旋轉該晶圓載台40。一般來說，轉軸30係以每分鐘約50至1500轉的旋轉速度來旋轉。

製程氣體供應單元(圖中並未顯示)會被啟動用以經由進氣歧管14來供應氣體。該等氣體會向下通往該晶圓載台40，通過該晶圓載台的頂端表面41以及該等晶圓50的頂端表面，並且向下圍繞該晶圓載台的周圍，抵達排氣系統62的排氣歧管63。因此，晶圓載台40的頂端表面41和晶圓50的頂端表面會曝露在包含由各種製程氣體供應單元所供應之各種氣體之混合物的製程氣體中。更一般來說，頂端表面41處的製程氣體主要係由承載氣體供應單元(圖中並未顯示)供應之承載氣體所組成。

製程會持續進行，直到完成晶圓50之所希處置為止。一旦製程已經完成，進入開口16會藉由降低遮板18而被打開。一旦進入開口16張開之後，晶圓載台40便會從轉軸30處被移除並且更換為新的晶圓載台40，以便進行下一個操作循環。

現在參考圖5、6A、以及6B，返回治具120會被用來以反 應腔室12為基準繞著旋轉軸32來對準轉軸30的角度方位，因此，諸如圖1中所示的編碼器31能夠提供代表該轉軸之旋轉方位(其和被固定至該反應腔室的座標系統有已知的關係)的訊號。

返回治具120具有：插槽部件121，被配置成用以扣接轉軸30之軸桿36的頂端70；以及被附接至該插槽部件的連結部件122，被配置成用以在該插槽部件和反應腔室12的圓柱形壁部20之間提供機械耦合。

插槽部件121定義一插槽126，其被配置成用以於其中接收軸桿36的頂端70。插槽部件121還具有一延伸自該插槽部件之底部表面129的狹縫128，其被配置成用以經此接收鍵部80的尖端部88。較佳的係，狹縫128的寬度W3緊密匹配但是略寬於鍵部80的尖端部88的寬度W2(圖2H)，俾使得在旋轉治具和轉軸之間的總旋轉公差不大於3°時，該返回治具無法相對於轉軸30繞著旋轉軸32在任何方向中旋轉超過1.5°。

如圖6A中所示，插槽126和狹縫128會被配置成當轉軸30被插入該插槽之中時，軸桿36的頂端70會接觸該插槽的頂端表面125，但是，鍵部80的尖端部88的上表面89則會與該狹縫的頂端表面127隔開。讓鍵部80的尖端部88的上表面89與狹縫128的頂端表面127隔開可以讓返回治具120的重量大部分由軸桿36來承擔，而並非由鍵部來承擔。於一特殊的範例中，插槽126會被配置成當轉軸30被插入該插槽之中時，軸桿36的頂端70會與該插槽的頂端表面125隔開。讓軸桿36的頂端70與該插槽126的頂端表面125隔開可以讓返回治具120的重量大部分由圓柱形壁部20的上表面21來承擔，而並非由轉軸30來承擔。

連結部件122定義一開口124，相鄰其末端123，該開口延 伸在該連結部件的上下相反表面130、132之間。開口124較佳的係具有一沿著連結部件122之軸線134延伸的長維度L1以及一延伸實質上垂直於該長維度的短維度L2。於一特殊的範例中，開口124會有橢圓形形狀，俾使得長維度L1係該橢圓的長軸，而短維度L2係該橢圓的短軸。

反應腔室12的圓柱形壁部20定義一具有定位凹部160之形式的定位元件，其在該圓柱形壁部裡面沿伸自其上表面21，當從該圓柱形壁部處移除該反應腔室的頂端凸緣22(圖1)便會露出該上表面21。該定位凹部160之中有一接觸表面165，其和被固定至該反應腔室的座標系統有已知的關係。如圖6A與圖6B中所示，該定位凹部160雖然被放置在反應腔室12之進入開口16的中心上方；然而，於其它實施例中，該定位凹部160會被放置在被固定至該反應腔室12之座標系統中的任何已知位置中，舉例來說，其包含該反應腔室之底板24中的某個位置。於一特殊的範例中，該定位凹部160會有直徑D1的圓形剖面形狀；而接觸表面165的形狀則為球蓋體，其係半徑大於等於該定位凹部之直徑的球體的一部分。

開口124會被配置成用以經此接收一定位治具140，其被配置成用以將該返回治具120耦合至該定位凹部160。該定位治具140有一把手142以及一定位部144，該定位部144附加於該把手的一末端並且定義一接觸表面145。於其中一實施例中，該定位部144會有直徑D2的球形形狀；而接觸表面145可能為球蓋體，其係定義該定位部之球體的一部分。

於其中一範例中，定位部144的直徑D2會大於定位凹部160的直徑D1，俾使得當該定位部被扣接在該定位凹部裡面時該定位部的最寬部分會位於該定位治具140的開口124裡面。於一示範性實施例中，該定位 治具140的定位部144的接觸表面145的曲率會近似匹配定位凹部160的接觸表面165的曲率，因此，當該定位治具扣接該定位凹部時，在該等接觸表面145和165之間會有表面接觸。

如圖6B中所示，較佳的係，該定位治具140的定位部144的直徑D1緊密匹配但是略小於該返回治具120的開口124的短維度L2，因此，當該定位治具經由該返回治具的開口被扣接在定位凹部160中時，該返回治具的末端123在相對於該定位治具和該定位凹部的周長方向C中實質上會被固定。

再者，較佳的係，該定位治具140的定位部144的直徑D1會明顯小於該返回治具120的開口124的長維度L1，因此，當該定位治具經由該返回治具的開口被扣接在定位凹部160中時，該返回治具的末端123在連結部件122的軸線134中相對於該定位治具和該定位凹部會有特定的運動自由度。舉例來說，即使不同的反應腔室會因為該等反應腔室之組裝期間的公差累積量(tolerance stack-up)的關係而使得轉軸30之旋轉軸32和定位凹部160之間在連結部件122之該軸線134中有不同的距離，在該軸線134中的運動自由度則允許使用單一返回治具120在特殊的製造設施中達到不同反應腔室12之轉軸30的旋轉對準目的。

為實施轉軸返回程序，反應腔室12的頂端凸緣22會從圓柱形壁部20處移除，從而露出該圓柱形壁部的上表面21以及定位凹部160。然後，該返回治具120會被對準，俾使得鍵部80的尖端部88面向和狹縫128相同的方向；而且該返回治具會下降至該轉軸30上，俾使得軸桿36的頂端70會被接收在插槽126之中而該鍵部的尖端部會被接收在該狹縫之 中。該返回治具120會下降至該轉軸30，直到連結部件122的下表面132接觸該圓柱形壁部20的上表面21為止。

接著，該返回治具120會繞著轉軸30的旋轉軸32旋轉，直到定位凹部160的至少一部分在周長方向C中對準該返回治具的開口124為止。而後，該定位治具140的定位部144會被插入該開口124之中以及該定位凹部160之中，俾使得該定位治具之該定位部的接觸表面145會扣接該定位凹部的接觸表面165，從而以該定位凹部為基準來固定轉軸30的旋轉方位。最後，編碼器31會偵測轉軸30的旋轉方位，而控制系統118會指派轉軸的目前旋轉方位為起始位置，該起始位置和被固定至反應腔室12的座標系統有已知的關係。

於替代實施例中，非接觸視覺系統會被用來幫助使用者或控制系統118以反應腔室12為基準繞著旋轉軸32來對準轉軸30的角度方位，俾使得編碼器31能夠提供代表該轉軸之旋轉方位(其和被固定至該反應腔室的座標系統有已知的關係)的訊號。於此實施例中，轉軸30或鍵部80在該轉軸之軸桿36上的已之位置處會有參考指標，例如，舉例來說，高反射性的表面。舉例來說，該非接觸視覺系統可能係一基於雷射的偵測系統，其和被固定至該反應腔室12的座標系統有已知的關係。

在使用中，使用者或控制系統118會旋轉軸30該轉軸30，直到該非接觸視覺系統偵測該轉軸的參考指標為止。而後，編碼器31會偵測轉軸30的旋轉方位，而控制系統118會指派轉軸的目前旋轉方位為起始位置，該起始位置和被固定至反應腔室12的座標系統有已知的關係。

圖7所示的係根據另一實施例晶圓載台240。晶圓載台240 和上面所述的晶圓載台40相同；不過，晶圓載台240有複數個鍵槽248a、248b、248c、以及248d(通稱為鍵槽248)，它們從凹部247之周圍204處向外突出，遠離旋轉軸242。

如圖7中所示，圖中雖然有四個鍵槽248；但是，於其它實施例中，可能有兩個鍵槽、三個鍵槽、或是任何其它數量的鍵槽從凹部247之周圍204處向外突出。較佳的係，該等鍵槽248中的每一者以規律分隔的間距被設置圍繞凹部247的周圍204。舉例來說，如圖7中所示，該等四個鍵槽248中每一者的中線會繞著凹部247的周圍204分隔90°的間距。於具有三個鍵槽的範例中，較佳的係，該等三個鍵槽中每一者的中線繞著該凹部的周圍分隔120°的間距。於具有兩個鍵槽的範例中，較佳的係，該等兩個鍵槽中每一者的中線繞著該凹部的周圍彼此直接反向分隔(也就是，180°的間距)。

於圖7中所示的實施例中，該等鍵槽248a、248b、248c、以及248d中的每一者沿著個別的第一軸線206、第二軸線207、第三軸線208、以及第四軸線209(各自橫切含有縱向旋轉軸242的平面)從凹部247之周圍204處向外突出，遠離旋轉軸242(也就是，該等第一橫截軸、第二橫截軸、第三橫截軸、以及第四橫截軸各自以任何非零角度(其可能為斜向或垂直)和含有該縱向旋轉軸的平面相交)。如圖7中所示，該等第一橫截軸206、第二橫截軸207、第三橫截軸208、以及第四橫截軸209雖然和該縱向旋轉軸242相交，但是情況未必如此。

於其中一實施例中，該等鍵槽248中的一或多者會以斜向的角度從凹部247之周圍204處向外突出，俾使得該等第一橫截軸206、第二 橫截軸207、第三橫截軸208、以及第四橫截軸209中的一或多者不會和該縱向旋轉軸242相交。於圖7中所示的特殊範例中，其中兩個鍵槽248a和248c沿著單一軸線從凹部247之周圍204處向外突出，俾使得第一橫截軸206和第三橫截軸208為一致；而另外兩個鍵槽248b和248d沿著另外的單一軸線從該凹部之周圍處向外突出，俾使得第二橫截軸207和第四橫截軸209為一致。然而，於其它實施例中，該等鍵槽248中的每一者可能會沿著沒有和其它鍵槽所突出之任何其它橫截軸一致的橫截軸從凹部247之周圍204處向外突出。

圖8A所示的係根據另一實施例的轉軸230。轉軸230和上面所述的轉軸30相同；不過，轉軸230有複數個鍵部280a、280b、280c、以及280d(通稱為鍵部280)，它們從軸桿236之主部274處向外突出，遠離旋轉軸232。

如圖8A中所示，圖中雖然有四個鍵部280；但是，於其它實施例中，可能有兩個鍵部、三個鍵部、或是任何其它數量鍵部的從軸桿236之主部274處向外突出。較佳的係，該等鍵部280中的每一者以規律分隔的間距被設置圍繞軸桿236之主部274。舉例來說，如圖8A中所示，該等四個鍵部280中每一者的中線會繞著軸桿236之主部274分隔90°的間距。於具有或扣接三個鍵部的範例中，較佳的係，該等三個鍵部中每一者的中線繞著該軸桿之主部分隔120°的間距。於具有兩個鍵部的範例中，較佳的係，該等兩個鍵部中每一者的中線繞著該軸桿236之主部274彼此直接反向分隔(也就是，180°的間距)。

於圖8A中所示的實施例中，該等鍵部280a、280b、280c、 以及280d中的每一者沿著個別的第一軸線216、第二軸線217、第三軸線218、以及第四軸線219(各自橫切含有縱向旋轉軸232的平面)從軸桿236之主部274處向外突出，遠離旋轉軸232(也就是，該等第一橫截軸、第二橫截軸、第三橫截軸、以及第四橫截軸各自以任何非零角度(其可能為斜向或垂直)和含有該縱向旋轉軸的平面相交)。如圖8A中所示，該等第一橫截軸216、第二橫截軸217、第三橫截軸218、以及第四橫截軸219雖然和該縱向旋轉軸232相交，但是情況未必如此。

於其中一實施例中，該等鍵部280中的一或多者會以斜向的角度從軸桿236之主部274處向外突出，俾使得該等第一橫截軸216、第二橫截軸217、第三橫截軸218、以及第四橫截軸219中的一或多者不會和該縱向旋轉軸232相交。於圖8A中所示的特殊範例中，其中兩個鍵部280a和280c沿著單一軸線從軸桿236之主部274處向外突出，俾使得第一橫截軸216和第三橫截軸218為一致；而另外兩個鍵部280b和280d沿著另外的單一軸線從該凹部之周圍處向外突出，俾使得第二橫截軸217和第四橫截軸219為一致。然而，於其它實施例中，該等鍵部280中的每一者可能會沿著沒有和其它鍵部所突出之任何其它橫截軸一致的橫截軸從軸桿236之主部274處向外突出。

有複數個鍵部沿伸自軸桿之主部的轉軸有各式各樣的配置方式。舉例來說，有四個鍵部280沿伸自軸桿之主部的轉軸230的配置會被製作成單一單元式鑄件。具有任何其它數量鍵部(例如，一個、兩個、或三個鍵部)的轉軸會被製作成單一單元式鑄件。於另一範例中，有兩個鍵部分部沿伸自軸桿之主部的轉軸可能雷同於圖4與圖6B中所示的配置；不過， 每一個鍵部分部則可能係延伸通過該軸桿之孔徑的單一鍵部的末端部，而且當一晶圓載台和該轉軸進行組裝時，每一個該等末端部會被接收在該晶圓載台的對應鍵槽之中。

圖8B所示的係轉軸330的剖面圖，其係圖8A中所示之轉軸230的替代實施例。轉軸330和上面所述的轉軸230相同；不過，轉軸330有複數個鍵部380a與380c(通稱為鍵部380)，它們從軸桿336之主部374處向外突出，遠離旋轉軸332，該等鍵部380a與380c分開形成並且和該轉軸組裝在一起。在有四個鍵部的轉軸實施例中，在圖8B中所示的剖面圖中看不見另外兩個鍵部380。在圖8B中所示的實施例中，該等鍵部380a與380c中的每一者扣接在部分延伸至軸桿336的主部374之中的對應孔徑337a與337c中。每一個孔徑337a與337c沿著對應的第一橫截軸316或第三橫截軸318突出。

該等鍵部380a與380c中的每一者沿著個別的第一軸線316或第三軸線318(各自以斜向的角度和含有該旋轉軸的平面相交)從軸桿336之主部374處向外突出，遠離旋轉軸332。在圖8B中所示的實施例中，該等第一橫截軸316與第三橫截軸318各自以約75°的角度和含有該旋轉軸332的平面相交。較佳的係，該等第一橫截軸316與第三橫截軸318各自以介於約45°與約85°之間的角度和含有該旋轉軸332的平面相交。該等鍵部380a與380c中每一者的寬度等於或略小於對應孔徑337a或337c的寬度，俾使得該等鍵部中的每一者能夠緊配在對應的孔徑之中。

舉例來說，在圖8B中會看見，具有複數個鍵部280或380的轉軸230或330中的任一者會扣接一晶圓載台，例如，具有複數個鍵槽 248的晶圓載台240。具有複數個鍵部之轉軸和具有複數個鍵槽之晶圓載台的扣接方式雷同於上面參考圖4所述之轉軸30和晶圓載台40的扣接方式。舉例來說，如圖8B中所示，轉軸330的頂端370會被扣接在晶圓載台240的凹部247之中，而該等鍵部380a與380c中每一者的尖端部388則被扣接在個別的鍵槽248a與248c之中。

較佳的係，具有複數個鍵部的轉軸會扣接具有相同數量鍵槽的晶圓載台，但是情況未必如此。於其中一範例中，具有任何數量鍵部的轉軸會扣接具有大於或等於鍵部之數量之任何數量鍵槽的晶圓載台，俾使得每一個鍵槽皆會被一鍵部佔據；或者，一或多個鍵槽會保持空乏(也就是，沒有任何鍵部)。舉例來說，具有兩個鍵部的轉軸會扣接具有兩個、三個、四個、或任何其它數量鍵槽的晶圓載台。

圖8A與圖8B中雖然顯示具有圓形剖面尖端部的鍵部280與380；不過，具有複數個鍵部的此等轉軸230與330亦可能有各式各樣剖面形狀尖端部的鍵部。舉例來說，該等轉軸230與330可能會有非圓形剖面尖端部的一或多個鍵部，例如，圖2F至圖2H中所示之鍵部80的尖端部88。

於一特殊的實施例中，諸如轉軸230與330的轉軸會有各具有第一剖面之尖端部的一或多個鍵部以及各具有形狀不同於該第一剖面之第二剖面之尖端部的一或多個鍵部。舉例來說，具有兩個鍵部的轉軸其中一個鍵部(例如，鍵部280或380中其中一者)會有圓形剖面的尖端部，而另一個鍵部(例如，鍵部80)會有非圓形剖面的尖端部。

相較於習知的旋轉碟片反應器系統與方法，如上面所述之根據本發明的鍵入式晶圓載台系統與方法有數項潛在優點。

在習知的MOCVD反應器中，晶圓載台會被設置在相對於轉軸的隨機旋轉位置處。這讓使用者更難知悉被固持在該晶圓載台上之晶圓的確實旋轉位置。晶圓位置之不確定性可能對監視處置製程的能力造成負面影響。又，能夠經由轉軸與載台的扣接表面傳送的轉矩會受限於該等表面之間的摩擦扣接作用力。緊急時，可能會需要迅速地減速轉軸與晶圓載台的旋轉速度。這便需要傳送大額轉矩至該載台。

相反地，如上面所述之轉軸30的鍵部80扣接在晶圓載台40之鍵槽48中的設備10則改善被固持在該晶圓載台上之晶圓50的確實旋轉位置之確定性。機器人控制系統118會利用來自編碼器31的訊號在該設備之操作期間辨識特殊的晶圓50，而使用者或自動視覺系統116則能夠利用參考指標110或112在該設備之操作之後辨識特殊的晶圓，即使該等袋部43對稱分佈圍繞該縱向旋轉軸42。晶圓辨識資訊會在晶圓處理期間與之後被用來將現場監視資料(舉例來說，反射訊號和溫度訊號)和晶圓載台40上的特殊晶圓產生關聯(舉例來說，以便在成長之後用以進行LED箱化)，舉例來說，其會因為晶圓處理期間更佳的溫度控制的關係而導致更均勻的晶圓處置製程。

在許多MOCVD成長製程中可能需要區分操作高溫計70所測得之載台溫度訊號和晶圓溫度訊號。這可以利用操作高溫計70從該等晶圓50和該晶圓載台40處收到之反射訊號或發射訊號差異來達成。在操作高溫計70無法區分接收自該等晶圓50和該晶圓載台40之反射訊號或發射訊號差異的特殊晶圓成長製程中，上面所述之鍵部80扣接在鍵槽48之中的設備10可達成之決定晶圓載台40的角度方位會有幫助。因為該等袋部43相 對於鍵槽48的確實位置為已知，而且鍵槽48的旋轉方位能夠被編碼器31偵測到，因此，從該編碼器處取得晶圓載台40的角度方位便足以讓控制系統(例如，控制系統118)判斷操作高溫計70是否正在從晶圓上的某個位置或是晶圓載台上的某個位置接收輻射。

另外，設備10還允許經由轉軸30和晶圓載台40的扣接表面73、102傳送較高的轉矩，其不會受限於該等表面之間的摩擦扣接作用力，例如，在該設備正常操作中該晶圓載台的高加速期間，或是在旋轉傳動機制38的緊急停機期間。在習知的MOCVD反應器中，倘若晶圓載台之高加速或是緊急停機所造成的轉矩夠高的話，該晶圓載台可能會相對於該轉軸旋轉滑動，其會導致晶圓載台晃動(也就是，晶圓載台40傾斜而使得該晶圓載台的第一橫截軸106不垂直於轉軸30的旋轉軸32)，其會破壞載台-轉軸介面以及該反應器中位於該載台附近的其它器件。在根據本發明的設備10中，鍵部80扣接在鍵槽48中能夠在晶圓載台之高加速期間或是在緊急停機期間防止晶圓載台40相對於轉軸30滑動，從而允許設備10使用大於可使用在習知MOCVD反應器中的晶圓載台(其具有較大的慣性力矩)來操作，轉軸-載台滑動風險會相同。

再者，在鍵部80之柄部82的末端部86的寬度W2和軸桿36中孔徑37的直徑D1之間緊密配合的設備10的實施例中，晶圓載台40和轉軸30之間的扭轉荷載主要係由該鍵部與該軸桿來承擔，而不是由叉部90來承擔，其僅受到該鍵部制約旋轉運動，而沒有受到該軸桿制約。所以，叉部90不必承擔顯著的扭轉荷載，而且其會因該鍵部80而受到保護，不會遭到破壞。

倘若鍵部80在轉軸30之緊急停機期間因為此等扭轉荷載的關係而變成彎曲或是斷裂的話，舉例來說，叉部90會先從凹部39處被抽出，新的鍵部80會被插入孔徑37之中，再將該叉部重新放回凹部39之中，不必移除或是更換軸桿36。

本發明能夠應用在使用旋轉碟片反應器的各種晶圓處置製程中，舉例來說，晶圓的化學氣相沉積、化學蝕刻、以及類似製程。本文中雖然已經參考特殊實施例說明過本發明；但是，應該理解的係，此等實施例僅係解釋本發明的原理和應用。所以，應該理解的係，可以對該等解釋性實施例進行眾多修正並且可以設計其它排列方式，其並不會脫離隨附申請專利範圍所定義之本發明的精神與範疇。應該明白的係，在本文中提出的各項專利依附項和特徵元件可以和原始專利項中所提出不同的方式進行組合。還應該明白的係，配合個別實施例所述的特徵元件可以和已述實施例中的其它實施例共用。

30‧‧‧轉軸

32‧‧‧垂直旋轉軸

33‧‧‧第一橫截軸

36‧‧‧軸桿

37‧‧‧孔徑

39‧‧‧凹部

40‧‧‧晶圓載台

42‧‧‧垂直旋轉軸

47‧‧‧凹部

48‧‧‧鍵槽

70‧‧‧頂端

73‧‧‧漸細接觸表面

74‧‧‧主部

80‧‧‧鍵部

81‧‧‧柄部軸

82‧‧‧柄部

84‧‧‧中間部

86‧‧‧末端部

88‧‧‧尖端部

89‧‧‧上表面

90‧‧‧叉部

92‧‧‧頂端

96‧‧‧叉齒

100‧‧‧凹部末端表面

102‧‧‧漸細接觸表面

105‧‧‧鍵部接觸表面

106‧‧‧第一橫截軸

108‧‧‧面朝下的表面

114‧‧‧插入緣

Claims (50)

1. 一種用於化學氣相沉積反應器的結構，該結構包括一晶圓載台，該晶圓載台具有：用以定義相向的頂端表面與底部表面的一主體以及實質上垂直於該等頂端表面與底部表面的一縱向旋轉軸；至少一晶圓固持特徵元件，其會被配置成讓晶圓能夠被固持在其中使得該晶圓的一表面裸露在該主體的頂端表面處；一凹部，從該主體之底部表面處延伸至該主體之中，該凹部定義一周圍；以及一鍵槽，其會沿著第一橫截軸從該凹部之該周圍處向外突出，遠離該旋轉軸，其中，該晶圓載台的主體具有會在該頂端表面、該底部表面、或是延伸在該主體之該等頂端表面與底部表面之間的周圍表面中至少其中一者中定義的參考指標，該參考指標可讓一成像裝置看見，該指標會被設置在圍繞該旋轉軸之周長方向中相對於該鍵槽的預設位置處。
2. 根據申請專利範圍第1項的結構，其中，該晶圓載台的該至少一晶圓固持特徵元件包含定義在該主體之頂端表面中的複數個袋部，每一個袋部會被配置成讓一晶圓能夠被固持於其中，每一個該袋部皆有一中心。
3. 根據申請專利範圍第2項的結構，其中，該等袋部中的至少某些袋部會被設置相鄰該旋轉軸並且會被排列在分佈圍繞該旋轉軸的圓形圖樣之中，該圖樣中之相鄰袋部的中心之間會有間隔，且其中，該鍵槽會 對準其中一個該間隔。
4. 根據申請專利範圍第3項的結構，其中，被排列在該圓形圖樣之中的該等袋部中的至少某些袋部會對稱分佈圍繞該縱向旋轉軸。
5. 根據申請專利範圍第1項的結構，其中，一平行於該晶圓載台之底部表面並且含有該第一橫截軸的平面會延伸穿過該參考指標。
6. 根據申請專利範圍第1項的結構，其中，該晶圓載台實質上為碟片形狀。
7. 根據申請專利範圍第1項的結構，其中，該鍵槽係第一鍵槽，而該晶圓載台進一步包括一或多個第二鍵槽，每一個第二鍵槽皆沿著一個別橫截軸從該凹部之周圍處向外突出，遠離該旋轉軸。
8. 根據申請專利範圍第1項的結構，其中，該主體具有面朝下的一凹部末端表面和在該凹部裡面從該凹部末端表面處向下延伸的一漸細接觸表面。
9. 一種用於化學氣相沉積反應器的結構，該結構包括：一反應腔室，其具有一內側部；以及一安置在該反應腔室之中的轉軸，該轉軸具有：一沿著一縱向旋轉軸延伸的軸桿，該軸桿具有一頂端、一從該頂端處向下延伸的漸細部、以及一位於該漸細部下方的主部，該漸細部會定義一延伸圍繞該旋轉軸的漸細接觸表面並且在遠離該頂端的向下方向中會有逐漸遞增的直徑；以及一沿著橫切該縱向旋轉軸的第一橫截軸從該軸桿之主部處向外突出的鍵部。
10. 根據申請專利範圍第9項的結構，其中，該轉軸有一孔徑，其沿著該第一橫截軸延伸穿過該軸桿，而且該鍵部包含一被扣接在該孔徑之中的柄部。
11. 根據申請專利範圍第10項的結構，其中，該轉軸進一步定義一沿著該縱向旋轉軸延伸自該軸桿之頂端處的凹部，其中，該轉軸進一步包含一叉部，其以可移除的方式被扣接在該凹部中，該叉部有一對叉齒，該鍵部的柄部會被扣接在該叉部的該等叉齒之間。
12. 根據申請專利範圍第11項的結構，其中，該鍵部的柄部有一位於該叉部之該等兩個叉齒之間的中央部以及與該中央部相鄰的末端部，該中央部的寬度小於該叉部之該等叉齒之間的分隔距離，每一個末端部的寬度皆大於該分隔距離，俾使得該鍵部會被鎖扣在該等兩個叉齒之間並且被該叉部固定，而不會沿著該第一橫截軸相對於該軸桿移動。
13. 根據申請專利範圍第12項的結構，其中，該鍵部的中央部包含相向的實質平坦側表面，每一個側表面皆會被設置相鄰該等叉齒中其中一者的表面，俾使得該鍵部會被該叉部旋轉固定，而無法繞著該第一橫截軸旋轉。
14. 根據申請專利範圍第11項的結構，其中，該鍵部與該叉部基本上各由第一材料製成，且其中，該軸桿基本上由不同於該第一材料的第二材料製成。
15. 根據申請專利範圍第11項的結構，其中，該叉部包含一有螺紋的孔徑，而且該有螺紋的孔徑會裸露在該軸桿的頂端處。
16. 根據申請專利範圍第10項的結構，其中，該鍵部有一被設置在該軸桿 外側的尖端部，該尖端部在平行於該縱向旋轉軸之直向方向中的高度大於該孔徑的直徑。
17. 根據申請專利範圍第16項的結構，其中，該鍵部的尖端部有一圓形上表面，其面向該軸桿的頂端。
18. 根據申請專利範圍第9項的結構，其中，該鍵部係第一鍵部，而該轉軸進一步包括一或多個第二鍵部，每一個第二鍵部皆沿著橫切該縱向旋轉軸的個別第二橫截軸從該軸桿之主部處向外突出。
19. 根據申請專利範圍第9項的結構，其中，該反應腔室會有一位於該反應腔室之壁部或底板處的定位元件，該定位元件和被固定至該反應腔室的座標系統有已知的關係，該結構進一步包括一返回治具，其會被調適成以可移除的方式被耦合至該轉軸和該定位元件。
20. 根據申請專利範圍第19項的結構，其中，該返回治具會有一狹縫，其被調適成用以於其中接收該鍵部。
21. 根據申請專利範圍第9項的結構，其中，該轉軸會在該軸桿或該鍵部的至少其中一者之中定義參考指標，該指標會被設置在圍繞該旋轉軸之周長方向中相對於該鍵部的預設位置處，該結構進一步包括一非接觸視覺系統，其會被調適成用以偵測該參考指標的旋轉位置，該視覺系統和被固定至該反應腔室的座標系統有已知的關係。
22. 一種用於化學氣相沉積反應器的結構，該結構包括：一反應腔室，其具有一內側部；以及一安置在該反應腔室之中的轉軸，該轉軸具有一沿著一縱向旋轉軸延伸的軸桿以及一沿著橫切該縱向旋轉軸的第一橫截軸從該軸桿處 向外突出的鍵部；以及一晶圓載台，其係以可脫連的方式被安置在該轉軸上，以便繞著該縱向旋轉軸旋轉，該晶圓載台具有一用以定義相向的頂端表面與底部表面的主體以及至少一晶圓固持特徵元件，該至少一晶圓固持特徵元件被配置成讓晶圓能夠被固持在其中使得該晶圓的一表面裸露在該主體的頂端表面處，該晶圓載台具有：一凹部，從該主體之底部表面處延伸至該主體之中；以及一鍵槽，其會沿著該第一橫截軸從該凹部之周圍處向外突出，該軸桿被扣接在該凹部之中，而該鍵部被扣接在該鍵槽之中，其中，該晶圓載台的主體具有會在該頂端表面、該底部表面、或是延伸在該主體之該等頂端表面與底部表面之間的周圍表面中至少其中一者中定義的參考指標，該參考指標可讓一成像裝置看見，該指標會被設置在圍繞該旋轉軸之周長方向中相對於該鍵槽的預設位置處。
23. 根據申請專利範圍第22項的結構，其中，該鍵部有一被扣接至該鍵槽之中的尖端部，該尖端部有一上表面，其面對裸露在該鍵槽裡面之該主體的面朝下的表面並且與其隔開，俾使得該鍵部不會限制該主體使其無法相對於該軸桿往下移動。
24. 根據申請專利範圍第22項的結構，其中，該軸桿有一頂端以及一漸細接觸表面，該漸細表面在遠離該頂端的向下方向中會有逐漸遞增的直徑。
25. 根據申請專利範圍第24項的結構，其中，該軸桿於該漸細接觸表面下方有一主部，而且該鍵部會扣接該軸桿的該主部。
26. 根據申請專利範圍第24項的結構，其中，該主體有一面朝下的凹部末端表面以及一位於該凹部裡面從該凹部末端表面處向下延伸的漸細接觸表面，該主體的該漸細接觸表面會至少部分接觸該軸桿的漸細接觸表面，且其中，該末端表面會與該轉軸的頂端隔開。
27. 根據申請專利範圍第26項的結構，其中，該主體的漸細接觸表面和該軸桿的漸細接觸表面之間的表面接觸的質心位於該主體之重心的上方。
28. 根據申請專利範圍第22項的結構，其中，該鍵部係第一鍵部，而該鍵槽係第一鍵槽，該轉軸進一步包括一或多個第二鍵部，每一者皆沿著橫切該縱向旋轉軸的個別第二橫截軸從該軸桿處向外突出，該晶圓載台進一步包括一或多個第二鍵槽，每一者皆沿著該等第二橫截軸中的一個別第二橫截軸從該凹部之周圍處向外突出，每一個第二鍵部皆會被扣接至該等第二鍵槽中的一對應第二鍵槽之中。
29. 根據申請專利範圍第22項的結構，其中，該轉軸具有一孔徑，其沿著該第一橫截軸延伸穿過該軸桿，而且該鍵部包含一被扣接在該孔徑之中的柄部。
30. 根據申請專利範圍第29項的結構，其中，該轉軸進一步定義一沿著該縱向旋轉軸延伸自該軸桿之頂端處的凹部，其中，該轉軸進一步包括一叉部，其以可移除的方式被扣接在該凹部中，該叉部有一對叉齒，該鍵部的柄部會被扣接在該叉部的該等叉齒之間。
31. 根據申請專利範圍第30項的結構，其中，該鍵部的柄部有一位於該叉部之該等兩個叉齒之間的中央部以及與該中央部相鄰的末端部，該中 央部的寬度小於該叉部之該等叉齒之間的分隔距離，每一個末端部的寬度皆大於該分隔距離，俾使得該鍵部會被鎖扣在該等兩個叉齒之間並且被該叉部固定，而不會沿著該第一橫截軸相對於該軸桿移動。
32. 根據申請專利範圍第31項的結構，其中，該鍵部的中央部包含相向的實質平坦側表面，每一個側表面皆會被設置相鄰該等叉齒中其中一者的表面，俾使得該鍵部會被該叉部旋轉固定，而無法繞著該第一橫截軸旋轉。
33. 根據申請專利範圍第30項的結構，其中，該鍵部與該叉部基本上各由第一材料製成，且其中，該軸桿基本上由不同於該第一材料的第二材料製成。
34. 根據申請專利範圍第30項的結構，其中，該叉部包含一有螺紋的孔徑，而且該有螺紋的孔徑會裸露在該軸桿的頂端處。
35. 根據申請專利範圍第29項的結構，其中，該鍵部有一被設置在該軸桿外側的尖端部，該尖端部在平行於該縱向旋轉軸之直向方向中的高度大於該孔徑的直徑。
36. 根據申請專利範圍第35項的結構，其中，該鍵部的尖端部有一圓形上表面，其面向該軸桿的頂端。
37. 根據申請專利範圍第22項的結構，其中該鍵部係第一鍵部，該轉軸進一步包括一或多個第二鍵部，每一個第二鍵部皆沿著橫切該縱向旋轉軸的個別第二橫截軸從該軸桿處向外突出。
38. 根據申請專利範圍第22項的結構，其中，該晶圓載台的該至少一晶圓固持特徵元件包含定義在該主體之頂端表面中的複數個袋部，每一個 袋部會被配置成讓一晶圓能夠被固持於其中，每一個該袋部皆有一中心。
39. 根據申請專利範圍第38項的結構，其中，該等袋部中的至少某些袋部會被設置相鄰該旋轉軸並且會被排列在分佈圍繞該旋轉軸的圓形圖樣之中，該圖樣中之相鄰袋部的中心之間會有間隔，且其中，該鍵槽會對準其中一個該間隔。
40. 根據申請專利範圍第39項的結構，其中，被排列在該圓形圖樣之中的該等袋部中的至少某些袋部會對稱分佈圍繞該縱向旋轉軸。
41. 根據申請專利範圍第22項的結構，其中，一平行於該晶圓載台之底部表面並且含有該第一橫截軸的平面會延伸穿過該參考指標。
42. 根據申請專利範圍第22項的結構，其進一步包括：一編碼器，其被連接至該轉軸並且被排列成用以提供一代表該轉軸之旋轉方位的訊號；一自動視覺系統，其被調適成用以偵測該參考指標的旋轉位置；以及一機器人控制系統，其被排列成用以旋轉該晶圓載台與該轉軸中至少其中一者，以便讓該鍵部的旋轉位置與該鍵槽的旋轉位置彼此對準。
43. 根據申請專利範圍第22項的結構，其中，該晶圓載台實質上為碟片形狀。
44. 根據申請專利範圍第22項的結構，其中，該鍵槽係第一鍵槽，而該晶圓載台進一步包括一或多個第二鍵槽，每一個第二鍵槽皆沿著橫切該縱向旋轉軸的一個別橫截軸從該凹部之周圍處向外突出。
45. 一種晶圓處理的方法，其包括：將至少一晶圓放置在晶圓載台上，該晶圓載台定義相向的頂端表 面與底部表面以及實質上垂直於該等頂端表面與底部表面的一縱向旋轉軸；以可脫連的方式將該晶圓載台安置在位於反應腔室中的轉軸上，以便繞著該縱向旋轉軸旋轉，使得該轉軸的軸桿扣接至一從該晶圓載台之底部表面處延伸至該晶圓載台之中的凹部之中，並且使得沿著第一橫截軸從該軸桿之周圍處向外突出遠離該旋轉軸的一鍵部以可脫連的方式扣接至沿著該第一橫截軸從該凹部之周圍處向外突出遠離該旋轉軸的一鍵槽之中；以及當該晶圓載台被安置在該轉軸上時繞著該旋轉軸旋轉該轉軸與該晶圓載台並且處置該至少一晶圓中每一者的頂端表面，該方法進一步包括下面步驟：偵測該轉軸的旋轉方位；偵測該晶圓載台的旋轉方位；以及在將該晶圓載台安置於該轉軸上之前先自動對準該鍵部與該鍵槽。
46. 根據申請專利範圍第45項的方法，其中，該偵測該晶圓載台之旋轉方位的步驟包含利用一自動視覺系統來偵測該晶圓載台上至少一參考指標的位置。
47. 根據申請專利範圍第45項的方法，其中，該偵測該轉軸之旋轉方位的步驟會利用一被連接至該轉軸的旋轉式編碼器來實施。
48. 根據申請專利範圍第45項的方法，其進一步包括下面步驟：偵測該轉軸的旋轉方位並且指派該轉軸的該旋轉方位為起始位置，該起始位置和被固定至該反應腔室的座標系統有已知的關係。
49. 根據申請專利範圍第48項的方法，其進一步包括在該等偵測與指派步 驟之前先：以可移除的方式將一返回治具耦合至該轉軸；旋轉該返回治具；以及以可移除的方式將該返回治具耦合至該反應腔室之壁部或底板處的定位元件，該定位元件和被固定至該反應腔室的座標系統有已知的關係。
50. 根據申請專利範圍第48項的方法，其中，該偵測該轉軸之旋轉方位的步驟包含旋轉該轉軸並且利用一非接觸視覺系統來偵測該轉軸上至少一參考指標的位置，該視覺系統和被固定至該反應腔室的座標系統有已知的關係。