CN104658844B - 一种托盘支撑装置及等离子体加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种托盘支撑装置及等离子体加工设备；其包括托盘、支撑件、电源和第一检测装置，其中，托盘采用导电材料制成，用于承载被加工工件；支撑件采用导电材料制作，用于支撑托盘，支撑件包括第一支撑件和第二支撑件，第一支撑件与电源电连接，第二支撑件的数量为一个或多个；第一检测装置的数量与第二支撑件的数量相对应，且与其一一对应地电连接，第一检测装置用于检测与之电连接的第二支撑件是否与托盘相接触。上述托盘制成装置可以检测每个支撑件与托盘是否相接触，并进而确定托盘相对于托盘支撑装置是否处于正常位置。

Description

一种托盘支撑装置及等离子体加工设备

技术领域

本发明涉及半导体设备制造领域，具体地，涉及一种托盘支撑装置及等离子体加工设备。

背景技术

图1为现有的磁控溅射设备的结构示意图。请参看图1，磁控溅射设备包括反应腔室1，反应腔室1包括静电卡盘2、靶材3和磁控管4；其中，静电卡盘2设于反应腔室1的底部，其用于承载被加工工件；靶材3设于反应腔室1的顶部；磁控管4设于靶材3的上方。在实际使用中，通常使用上述磁控溅射设备在被加工工件表面沉积薄膜；具体地，在工艺过程中，向反应腔室1内通入工艺气体，并将其激发为等离子体；同时，向靶材3上加载负偏压，可以吸引上述等离子体中的粒子轰击靶材3，使靶材3表面的靶材3原子或分子从靶材3表面上脱离，并沉积至被加工工件表面。

在上述过程中，为使沉积在被加工工件表面上的薄膜中的杂质尽可能地少，靶材3需要具有很高的纯度；但这样会导致靶材3，尤其是在向被加工工件表面沉积金属薄膜的工艺过程中需要使用的金属靶材3在不进行溅射工艺时被氧化，在其表面形成金属氧化物。在实际应用中，一般通过溅射的方法去除靶材3表面的氧化物，即通过粒子轰击靶材3，使靶材3表面的金属氧化物从靶材3上脱离；同时，为避免上述过程中从靶材3上脱离的金属氧化物沉积至位于靶材3下方的静电卡盘2上，导致静电卡盘2无法使用，需要在去除靶材3表面的金属氧化物之前，将托盘5传输至静电卡盘2上方，并由托盘支撑装置将其支撑于该位置，从而使上述托盘5可以在去除靶材3表面的金属氧化物的过程中遮挡静电卡盘2，使从靶材3上脱离的金属氧化物无法沉积在静电卡盘2上。

但在上述去除靶材3表面的金属氧化物的过程中，不可避免地存在下述问题，即：现有托盘支撑装置无法对托盘5相对于静电卡盘2的位置进行检测，从而在托盘5偏离静电卡盘2上方的位置，或者托盘5未被传输至静电卡盘2上方的位置时，托盘5无法有效地遮挡静电卡盘2，从而在通过溅射去除靶材3表面的金属氧化物时，从靶材3上脱离的金属氧化物容易沉积在静电卡盘2上，导致静电卡盘2无法使用。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种托盘支撑装置及等离子体加工设备，其可以在支撑托盘的过程中检测托盘相对于托盘支撑装置是否处于正常位置。

为实现本发明的目的而提供一种托盘支撑装置，其包括托盘、支撑件、电源和第一检测装置，其中，所述托盘采用导电材料制成，用于承载被加工工件；所述支撑件采用导电材料制作，用于支撑所述托盘，所述支撑件包括第一支撑件和第二支撑件，所述第一支撑件与电源电连接，所述第二支撑件的数量为一个或多个；所述第一检测装置的数量与所述第二支撑件的数量相对应，且与其一一对应地电连接，所述第一检测装置用于检测与之电连接的第二支撑件是否与所述托盘相接触；并且连接所述第一支撑件与所述电源的电路和连接所述第二支撑件与相应的第一检测装置的电路之间不导通，且在所述第二支撑件的数量为多个时，各个连接所述第二支撑件与相应的第一检测装置的电路之间不导通；或者，连接所述第一支撑件与所述电源的电路和连接所述第二支撑件与相应的第一检测装置的电路之间导通，且在所述第二支撑件的数量为多个时，各个连接所述第二支撑件与相应的第一检测装置的电路之间相互并联。

其中，连接所述第一支撑件与所述电源的电路和连接所述第二支撑件与相应的第一检测装置的电路之间不导通，且在所述第二支撑件的数量为多个时，各个连接所述第二支撑件与相应的第一检测装置的电路之间不导通；并且所述第一检测装置通过检测连接其与相应的第二支撑件的电路上电压或电平的变化，而确定该第二支撑件与所述托盘是否相接触。

其中，连接所述第一支撑件与所述电源的电路和连接所述第二支撑件与相应的第一检测装置的电路之间导通，且在所述第二支撑件的数量为多个时，各个连接所述第二支撑件与相应的第一检测装置的电路之间相互并联；并且所述第一检测装置通过检测连接其与相应的第二支撑件之间的电路的电流，而确定该第二支撑件与所述托盘是否相接触。

其中，还包括第二检测装置，所述第一支撑件与所述第二检测装置连接，所述第二检测装置用于检测所述第一支撑件与所述托盘是否相接触。

其中，在连接所述第一支撑件与所述电源的电路，以及连接所述第二支撑件与相对应的第一检测装置的电路上均设置有通断开关，用以接通或断开其所在电路。

其中，所述第一支撑件和第二支撑件的侧表面包覆有绝缘套。

其中，在所述托盘的下表面上设有环形绝缘件和圆形绝缘件，其中所述圆形绝缘件的中心与所述托盘的中心重合；所述环形绝缘件环绕在所述圆形绝缘件的外围，所述环形绝缘件、圆形绝缘件和所述托盘下表面的位于二者之间的部分形成环形凹槽；并且所述托盘上与所述第一支撑件和第二支撑件相对应的位置位于所述环形凹槽内。

其中，所述第一检测装置包括PLC或板卡。

其中，所述支撑件包括顶针或机械爪。

作为另一个技术方案，本发明还提供一种等离子体加工设备，其包括托盘支撑装置，所述托盘支撑装置采用本发明提供的上述托盘支撑装置。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的托盘支撑装置，在其支撑托盘，且托盘相对于托盘支撑装置处于正常位置时，其每个支撑件均与托盘相接触，使第一支撑件和第二支撑件之间通过托盘相导通，并且，与第一支撑件连接的电源使第一支撑件所在电路和第二支撑件所在电路上产生电压或电平的变化，或者在第一支撑件所在电路和第二支撑件所在电路上产生电流；从而，通过每个第二支撑件所对应的第一检测装置是否可以在第二支撑件所在电路上检测到电压或电平的变化，或者检测到电流，本实施例提供的托盘支撑装置可以确定第二支撑件与第一支撑件之间是否相导通，以及每个支撑件与托盘是否相接触，进而可以确定托盘相对于托盘支撑装置是否处于正常位置。

本发明提供的等离子体加工设备，其采用本发明提供的上述托盘支撑装置，可以确定每个支撑件与托盘是否相接触，并进而确定托盘相对于托盘支撑装置是否处于正常位置；从而在托盘偏离正常位置时，可以对其位置及时进行校正。

附图说明

图1为现有的磁控溅射设备的结构示意图；

图2为本发明第一实施例提供的托盘支撑装置的结构示意图；

图3为图2所示托盘支撑装置中支撑件的结构示意图；

图4为图2所示托盘支撑装置中托盘的结构示意图；以及

图5为本发明第二实施例提供的托盘支撑装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的托盘支撑装置及等离子体加工设备进行详细描述。

图2为本发明第一实施例提供的托盘支撑装置的结构示意图。请参看图2，托盘支撑装置包括托盘10、支撑件20、电源30和第一检测装置40。其中，托盘10采用导电材料制成，用于承载被加工工件；支撑件20采用导电材料制作，用于支撑托盘10，具体地，支撑件20包括第一支撑件21和第二支撑件22，第一支撑件21的数量为一个，且其与电源30电连接，第二支撑件22的数量为多个，在本实施例中优选为两个；第一检测装置40的数量与第二支撑件22的数量相对应，且与其一一对应地电连接，第一检测装置40用于检测与之电连接的第二支撑件22是否与托盘10相接触。

具体地，在本实施例中，连接第一支撑件21与电源30的电路和连接第二支撑件22与相应的第一检测装置40的电路之间不导通，各个连接第二支撑件22与相应的第一检测装置40的电路之间不导通，在此情况下，第一检测装置40可以为PLC或板卡，其具体通过检测对应的第二支撑件22所在电路上电压或电平的变化，而确定该第二支撑件22与托盘10是否相接触。

在本实施例中，当托盘10支撑于上述托盘支撑装置的支撑件20上，且相对于托盘支撑装置处于正常位置时，第一支撑件21通过该由导电材料制成的托盘10和两个第二支撑件22导通，在此情况下，电源30使第一支撑件21所在电路和两个第二支撑件22所在电路上产生电压和电平的变化；而通过两个第二支撑件22所对应的第一检测装置40，可以检测到两个第二支撑件22所在电路中电压或电平的变化，并确定两个第二支撑件22均与第一支撑件21相导通，由此可以确定第一支撑件21和两个第二支撑件22均与托盘10相接触；从而本实施例提供的托盘支撑装置可以确定托盘10相对于托盘支撑装置处于正常位置。

而在实际应用中，当两个第一检测装置40中的任意一个未检测到其对应的第二支撑件22所在电路上电压或电平的变化时，可以确定在两个第二支撑件22中，该第一检测装置40所对应的第二支撑件22未与第一支撑件21导通，而另一第二支撑件22则与第一支撑件21导通，由此进而确定，该第一检测装置40所对应的第二支撑件22未与托盘10相接触，而另一第一检测装置40所对应的第二支撑件22及第一支撑件21与托盘10相接触，在此情况下，本实施例提供的托盘支撑装置可以确定托盘10相对于托盘支撑装置偏离了正常位置；当两个第一检测装置40均未检测到其对应的第二支撑件22所在电路上电压或电平的变化时，可以确定两个第二支撑件22均未与第一支撑件21导通，由此可以确定，两个第二支撑件22未与托盘10相接触和/或第一支撑件21未与托盘10相接触，在此情况下，本实施例提供的托盘支撑装置可以确定托盘10相对于托盘支撑装置偏离了正常位置或未处于托盘支撑装置上。

根据上述，本实施例提供的托盘支撑装置，在其支撑托盘10，且托盘10相对于托盘支撑装置处于正常位置时，其每个支撑件20均与托盘20相接触，使第一支撑件21和第二支撑件22之间通过托盘10相导通，并且，与第一支撑件21连接的电源30使第一支撑件21所在电路和第二支撑件22所在电路上产生电压或电平的变化；从而，通过每个第二支撑件22所对应的第一检测装置40是否可以在第二支撑件22所在电路上检测到电压或电平的变化，本实施例提供的托盘支撑装置可以确定第二支撑件22与第一支撑件21之间是否相导通，以及每个支撑件20与托盘10是否相接触，并进而确定托盘10相对于托盘支撑装置是否处于正常位置。

在本实施例中，在连接第一支撑件21与电源30的电路，以及连接第二支撑件22与相对应的第一检测装置40的电路上均设置有通断开关，用以接通或断开其所在电路；这样设置可以在检测托盘10是否相对于托盘支撑装置处于正常位置后，断开第一支撑件21和第二支撑件22所在电路，从而防止第一支撑件21和第二支撑件22带上正电势，对工艺过程造成影响；以及防止反应腔室内的射频沿着第一支撑件21和第二支撑件22所在电路干扰外部设备。

在本实施例中，如图3所示，第一支撑件21和第二支撑件22的侧表面包覆有绝缘套23；在此情况下，当托盘10相对于托盘支撑装置未处于正常位置，且与第一支撑件21或第二支撑件22的侧表面接触时，相应的第一检测装置40检测不到其对应的第二支撑件22所在电路上电压或电平的变化，从而本实施例提供的托盘支撑装置可以准确地确定托盘10相对于托盘支撑装置未处于正常位置，而不是作出相反的错误的判断。

在本实施例中，如图4所示，在托盘10的下表面上设有环形绝缘件11和圆形绝缘件12，其中圆形绝缘件12的中心与托盘10的中心重合；环形绝缘件11环绕在圆形绝缘件12的外围，环形绝缘件11、圆形绝缘件12和托盘10下表面的位于二者之间的部分形成环形凹槽；并且托盘10上与第一支撑件21和第二支撑件22相对应的位置位于该环形凹槽内。上述设置可以在托盘10相对于托盘支撑装置偏离正常位置，且托盘10置于每个支撑件20的上方时，使一个或多个支撑件20与环形绝缘件11或圆形绝缘件12接触，而无法穿过环形凹槽与托盘10的下表面接触，以及使相应的支撑件20无法与其他支撑件20导通，从而使本实施例提供的托盘支撑装置可以更准确地确定托盘10相对于托盘支撑装置偏离了正常位置。

在本实施例中，支撑件20包括顶针或机械爪；相应地，托盘支撑装置可以是顶针机构或机械手。具体地，若托盘支撑装置为顶针机构，其设于静电卡盘的下方；在实际应用中，其支撑托盘10，使其高于静电卡盘的上表面，同时，检测托盘10相对于顶针机构是否处于正常位置，即托盘10是否将静电卡盘的上表面遮盖，从而可以在托盘10未处于正常位置时，对托盘10的位置及时校正，进而在通过溅射去除靶材表面的金属氧化物时，使从靶材上脱离的金属氧化物不会沉积至静电卡盘上。若托盘支撑装置为机械手，在其传输托盘10的过程中，其检测托盘10相对于机械手是否处于正常位置，可以在托盘10偏离正常位置时，对托盘10的位置及时校正，从而可以防止托盘10从机械手上脱离。

需要说明的是，在本实施例中，通过与第二支撑件22连接的第一检测装置40来间接确定第一支撑件21是否与托盘10相接触，但本发明并不限于此，在实际应用中，托盘支撑装置还可以包括第二检测装置，并使其与第一支撑件21连接，从而可以通过该第二检测装置检测第一支撑件21所在电路中电压或电平的变化，直接确定第一支撑件21与托盘10是否相接触。

还需要说明的是，在本实施例中，第二支撑件22的数量为多个，但本发明并不限于此，在实际应用中，第二支撑件22的数量还可以为一个，例如机械手，其可以在仅具有一个第一支撑件21和一个第二支撑件22时将托盘10稳定地支撑。

此外，在本实施例中，第一支撑件21的数量为一个，但本发明并不限于此，在实际应用中，第一支撑件21的数量还可以为多个，并且，每个第一支撑件21与一个电源30一一对应地连接，在此情况下，每个连接第一支撑件21和电源30的电路上均需要设置第二检测装置，使任意一个第一支撑件21未与托盘10相接触时，托盘支撑装置可以检测出其所在电路上没有产生电压或电平的变化。

图5为本发明第二实施例提供的托盘支撑装置的结构示意图。请参看图5，本实施例提供的托盘支撑装置同样包括托盘10、支撑件20、电源30和第一检测装置40，由于上述托盘10、支撑件20、电源30和第一检测装置40的结构和功能在上述第一实施例中已有详细描述，在此不再赘述。

下面仅就本实施例与上述第一实施例的不同之处进行详细描述。在本实施例中，连接第一支撑件21与电源30的电路和连接第二支撑件22与相应的第一检测装置40的电路之间导通，各个连接第二支撑件22与相应的第一检测装置40的电路之间相互并联，在此情况下，第一检测装置40可以为电流检测装置，其具体通过检测对应的第二支撑件22所在电路上的电流，而确定该第二支撑件22与托盘10是否相接触。

在本实施例中，当托盘10支撑于上述托盘支撑装置的支撑件20上，且相对于托盘支撑装置处于正常位置时，第一支撑件21通过该由导电材料制成的托盘10和两个第二支撑件22导通，在此情况下，电源30使第一支撑件21所在电路和两个第二支撑件22所在电路上产生电流；而通过两个第二支撑件22所对应的第一检测装置40，可以检测到两个第二支撑件22所在电路中存在电流，并确定两个第二支撑件22均与第一支撑件21相导通，由此可以确定第一支撑件21和两个第二支撑件22与托盘10相接触；从而本实施例提供的托盘支撑装置可以确定托盘10相对于托盘支撑装置处于正常位置。

而在实际应用中，当两个第一检测装置40中的任意一个未检测到其对应的第二支撑件22所在电路上存在电流时，可以确定在两个第二支撑件22中，该第一检测装置40所对应的第二支撑件22未与第一支撑件21导通，而另一第二支撑件22则与第一支撑件21导通，由此可以确定，该第一检测装置40所对应的第二支撑件22未与托盘10相接触，而另一第一检测装置40所对应的第二支撑件22及第一支撑件21与托盘10相接触，在此情况下，本实施例提供的托盘支撑装置可以确定托盘10相对于托盘支撑装置偏离了正常位置；当两个第一检测装置40均未检测到其对应的第二支撑件22所在电路上存在电流时，可以确定两个第二支撑件22均未与第一支撑件21导通，由此可以确定，两个第二支撑件22未与托盘10相接触和/或第一支撑件21未与托盘10相接触，在此情况下，本实施例提供的托盘支撑装置可以确定托盘10相对于托盘支撑装置偏离了正常位置或未处于托盘支撑装置上。

根据上述，本实施例提供的托盘支撑装置，在其支撑托盘10，且托盘10相对于托盘支撑装置处于正常位置时，其每个支撑件20均与托盘20相接触，使第一支撑件21和第二支撑件22之间通过托盘10相导通，并且，与第一支撑件21连接的电源30使第一支撑件21所在电路和第二支撑件22所在电路上产生电流；从而，通过每个第二支撑件22所对应的第一检测装置40是否可以在第二支撑件22所在电路上检测到电流，本实施例提供的托盘支撑装置可以确定第二支撑件22与第一支撑件21之间是否相导通，以及每个支撑件20与托盘10是否相接触，并进而确定托盘10相对于托盘支撑装置是否处于正常位置。

作为另一个技术方案，本发明实施例还提供一种等离子体加工设备，其包括托盘支撑装置，并且，该托盘支撑装置采用本发明上述实施例提供的托盘支撑装置。

本发明实施例提供的等离子体加工设备，其采用本发明上述实施例提供的托盘支撑装置，可以确定每个支撑件与托盘是否相接触，并进而确定托盘相对于托盘支撑装置是否处于正常位置；从而在托盘偏离正常位置时，可以对其位置及时进行校正。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种托盘支撑装置，其特征在于，包括托盘、支撑件、电源和第一检测装置，其中，

所述托盘采用导电材料制成，用于承载被加工工件；

所述支撑件采用导电材料制作，用于支撑所述托盘，所述支撑件包括第一支撑件和第二支撑件，所述第一支撑件与电源电连接，所述第二支撑件的数量为一个或多个；

所述第一检测装置的数量与所述第二支撑件的数量相对应，且与其一一对应地电连接，所述第一检测装置用于检测与之电连接的第二支撑件是否与所述托盘相接触；并且

连接所述第一支撑件与所述电源的电路和连接所述第二支撑件与相应的第一检测装置的电路之间不导通，且在所述第二支撑件的数量为多个时，各个连接所述第二支撑件与相应的第一检测装置的电路之间不导通；或者，连接所述第一支撑件与所述电源的电路和连接所述第二支撑件与相应的第一检测装置的电路之间导通，且在所述第二支撑件的数量为多个时，各个连接所述第二支撑件与相应的第一检测装置的电路之间相互并联；

在所述托盘的下表面上设有环形绝缘件和圆形绝缘件，其中

所述圆形绝缘件的中心与所述托盘的中心重合；

所述环形绝缘件环绕在所述圆形绝缘件的外围，所述环形绝缘件、圆形绝缘件和所述托盘下表面的位于二者之间的部分形成环形凹槽；并且

所述托盘上与所述第一支撑件和第二支撑件相对应的位置位于所述环形凹槽内。

2.根据权利要求1所述的托盘支撑装置，其特征在于，连接所述第一支撑件与所述电源的电路和连接所述第二支撑件与相应的第一检测装置的电路之间不导通，且在所述第二支撑件的数量为多个时，各个连接所述第二支撑件与相应的第一检测装置的电路之间不导通；并且

所述第一检测装置通过检测连接其与相应的第二支撑件的电路上电压或电平的变化，而确定该第二支撑件与所述托盘是否相接触。

3.根据权利要求1所述的托盘支撑装置，其特征在于，连接所述第一支撑件与所述电源的电路和连接所述第二支撑件与相应的第一检测装置的电路之间导通，且在所述第二支撑件的数量为多个时，各个连接所述第二支撑件与相应的第一检测装置的电路之间相互并联；并且

所述第一检测装置通过检测连接其与相应的第二支撑件之间的电路的电流，而确定该第二支撑件与所述托盘是否相接触。

4.根据权利要求1所述的托盘支撑装置，其特征在于，还包括第二检测装置，所述第一支撑件与所述第二检测装置连接，所述第二检测装置用于检测所述第一支撑件与所述托盘是否相接触。

5.根据权利要求1所述的托盘支撑装置，其特征在于，在连接所述第一支撑件与所述电源的电路，以及连接所述第二支撑件与相对应的第一检测装置的电路上均设置有通断开关，用以接通或断开其所在电路。

6.根据权利要求1所述的托盘支撑装置，其特征在于，所述第一支撑件和第二支撑件的侧表面包覆有绝缘套。

7.根据权利要求2所述的托盘支撑装置，其特征在于，所述第一检测装置包括PLC或板卡。

8.根据权利要求1所述的托盘支撑装置，其特征在于，所述支撑件包括顶针或机械爪。

9.一种等离子体加工设备，包括托盘支撑装置，其特征在于，所述托盘支撑装置采用权利要求1-8任意一项所述的托盘支撑装置。