CN104746034B - Pvd腔室遮挡盘检测装置和pvd腔室 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种PVD腔室遮挡盘检测装置和PVD腔室，包括传感器和观察窗，所述观察窗为一个，所述传感器均为漫反射传感器。本发明的PVD腔室遮挡盘检测装置仅采用一个观察窗，降低了设备造价，并且设备外型简单美观，再者本发明采用了漫反射激光传感器来检测遮挡盘位置，降低了设备成本。

Description

PVD腔室遮挡盘检测装置和PVD腔室

技术领域

本发明涉及半导体设备制造领域，尤其涉及一种用于PVD腔室的遮挡盘检测装置和PVD腔室。

背景技术

物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)技术表示在真空条件下，采用物理方法，将材料源——固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体(或等离子体)过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。物理气相沉积的主要方法有，真空蒸镀、溅射镀膜、电弧等离子体镀、离子镀膜，及分子束外延等。发展到目前，物理气相沉积技术不仅可沉积金属膜、合金膜、还可以沉积化合物、陶瓷、半导体、聚合物

一般地，在PVD腔室中进行两个调节操作以确保工艺性能。第一调节工艺被称为预烧靶材。靶材预烧一般是从靶材的表面清除氧化物和其他杂志，并且通常在腔室已经暴露到大气或者停用了一段时间之后进行。在预烧工艺期间，将辅助晶片或者遮蔽盘布置在衬底支承上，以防止靶材材料沉积在支承上。预烧工艺一般包括室内形成等离子体和使用该等离子体从靶材清除材料表面层。第二调节工艺被称为涂覆。涂覆一般向在传统PVD工艺期间沉积在腔室部件上的材料上施加一层覆盖物。例如，氮化钛的PVD应用通常在PVD腔室表面上产生一层氮化钛。这个氮化钛层通常易碎，并且可能在后续工艺期间剖落。涂覆一般在氮化钛层上施加一层钛。这个钛层主要防止下面的氮化钛剖落或者脱落。通常而言，以预定间隔来涂覆腔室，例如使用传统氮化钛PVD工艺处理每25个衬底之后。如同靶材预烧一样，遮蔽盘被布置在衬底支承上，以防止在涂覆工艺期间靶材材料沉积在衬底支承上。此外，在原地相继施加钛和氮化钛的PVD工艺中，靶材需要在每次钛沉积之前进行清洗，以清除可能从沉积到前一衬底上的氮化钛带到靶材上的氧化物。一般地，靶材的清洗与预烧工艺相似，持续几秒钟，并且包括利用遮蔽盘保护衬底支承。每次预烧、清洗和涂覆工艺完成后，需要将遮挡盘旋转到腔室车库位置，其所处位置不影响腔室内工艺沉积，因此需要检测遮挡盘是否准确到达安全位置。

在现有技术中，PVD腔室车库上下都有观察窗，Shutter Motor1（遮挡盘电机）将DISK2（遮挡盘）通过BLADE3（旋转手臂）旋转至腔室车库，如图1和图2所示，DISK2进入车库后，BladeOuter4（旋转手臂外沿）、BladeInner5（旋转手臂内沿）及DiskInner6（遮挡盘内沿）对射传感器通过上观察窗81和下观察窗82检测到Disk是否到达安全位置，DiskOuter7对射传感器作为限位使用，当BladeOuter4、BladeInner5及DiskInner6传感器发出信号，而DiskOuter7不发出信号时，DISK2到达安全位置，腔室可进行沉积工艺。当进行预烧、清洗和涂覆工艺时，DISK2出库，Shutter Motor1通过BLADE3将DISK2旋转至腔室内，PIN Motor8（顶针升降电机）上升将DISK2顶起，BLADE3回转至PVD腔室车库内，BladeInner5传感器检测BLADE3是否到达安全位置，BladeOuter4传感器作为限位使用，当BladeInner5传感器发出信号，而BladeOuter4传感器不发出信号时，BLADE3到达安全位置，PED Motor（基座升降电机）才允许上升。

BladeOuter4、BladeInner5、DiskInner6及DiskOuter7为型号相同的对射传感器，工作原理为：其分为两部分，分别为传感器发射端及接收端，当发射端发出激光光束能够到达接收端时，传感器不发出信号，当发射端与接收端之间有物体遮住时，接收端无法接收到发射端激光光束时，传感器发出信号。当DISK2进入车库，BladeOuter4、BladeInner5及DiskInner6传感器的接收端都被DISK2遮盖住，此时传感器发出信号，表明DISK2及BLAD3E都已到达安全位置，电机停止旋转，DiskOuter7传感器作为限位传感器，其发射端发出的激光光束能够到达接收端，表明DISK2及BLADE3没有超过限位。

但是现有技术中的的腔室车库上下方均需要设置观察窗，而上层观察窗占用空间大、实用性差且用户观感不佳。

因此提供一种新的PVD腔室遮挡盘检测装置是本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

为了克服上述的不足，本发明的目的是提供一种新的PVD腔室遮挡盘检测装置和PVD腔室。

本发明的技术方案如下：

一种PVD腔室遮挡盘检测装置，包括传感器和观察窗，所述观察窗为一个，所述传感器均为漫反射传感器。

其中，所述观察窗设置在所述PVD腔室的腔室车库的下方。

其中，所述传感器的数量为四个，分别为旋转手臂外沿传感器、旋转手臂内沿传感器、遮挡盘内沿传感器和遮挡盘外沿传感器；

所述旋转手臂外沿传感器、旋转手臂内沿传感器、遮挡盘内沿传感器和遮挡盘外沿传感器均设置在所述观察窗的可视范围内。

其中，当检测所述遮挡盘是否到达安全位置时，所述遮挡盘外沿传感器在所述PVD腔室遮挡盘检测装置中作为限位使用；

当检测所述旋转手臂是否到达安全位置时，所述旋转手臂外沿传感器作为限位使用。

其中，所述观察窗设置在所述PVD腔室的腔室车库的侧面。

其中，所述传感器的数量为三个，分别为旋转手臂外沿传感器、旋转手臂内沿传感器和遮挡盘内沿传感器；

所述旋转手臂外沿传感器和遮挡盘内沿传感器设置在所述观察窗的可视范围内。

其中，所述旋转手臂内沿传感器在所述PVD腔室遮挡盘检测装置中作为限位使用。

其中，所述旋转手臂内沿传感器设置在所述观察窗的可视范围外。

其中，所述PVD腔室遮挡盘检测装置还包括外罩，所述外罩罩设在所述旋转手臂外沿传感器和所述遮挡盘内沿传感器的外围，所述外罩与所述腔室车库一体成型。

本发明还提供一种PVD腔室，包括如上所述的PVD腔室遮挡盘检测装置。

本发明的有益效果是：本发明的PVD腔室遮挡盘检测装置仅采用一个观察窗，降低了设备造价，实用性强，用户观感较佳，再者本发明采用了漫反射激光传感器来检测遮挡盘位置，降低了设备成本。

附图说明

为了使本发明的PVD腔室遮挡盘检测装置和PVD腔室的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。

图1为现有技术中PVD腔室的剖视示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明的PVD腔室遮挡盘检测装置的一个实施例的剖视示意图；

图4为图3所示的PVD腔室遮挡盘检测装置的俯视图；

图5为本发明的PVD腔室遮挡盘检测装置的另一实施例的剖视示意图；

图6为图5所示的PVD腔室遮挡盘检测装置的俯视图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明提供了一种PVD腔室遮挡盘检测装置，包括传感器和观察窗，所述观察窗为一个，且所述传感器均为漫反射传感器。

本发明中的漫反射传感器为型号相同的可设距离式漫反射传感器，工作原理为：其检测距离可以设定，传感器对检测距离之外的物体无法检测，只有检测物体进入传感器检测范围内时，传感器才会发出信号。这样PVD腔室中无需设置上下两个观察窗，只需要一个观察窗即可观察，然后结合各传感器是否发出信号判断BLADE或DISK是否到达安全位置。

本发明相对于现有技术最大的改进在于采用漫反射传感器代替对射传感器，采用漫发射器能够降低成本，并且在腔室车库上仅设置一个观察窗，这样不仅方便操作，而且使得整个腔室更加美观。

实施例一

参见图3和图4，所述观察窗100设置在所述PVD腔室的腔室车库的下方。

较佳的，作为一种可实施方式，所述传感器的数量为四个，分别为旋转手臂外沿传感器600、旋转手臂内沿传感器700、遮挡盘内沿传感器500和遮挡盘外沿传感器400；所述旋转手臂外沿传感器600、旋转手臂内沿传感器700、遮挡盘内沿传感器500和遮挡盘外沿传感器400均设置在所述观察窗100的可视范围内。本实施例中，当检测所述遮挡盘200是否到达安全位置时，所述遮挡盘外沿传感器400在所述PVD腔室遮挡盘检测装置中作为限位使用；当检测所述旋转手臂300是否到达安全位置时，所述旋转手臂外沿传感器600作为限位使用。

使用时，遮挡盘电机将遮挡盘200通过旋转手臂300旋转至腔室车库，如图3及图4所示，旋转手臂外沿传感器600、旋转手臂内沿传感器700及遮挡盘内沿传感器500这三个漫反射传感器通过设置在下方的观察窗100检测到遮挡盘200是否到达安全位置，遮挡盘外沿传感器400作为限位使用，当旋转手臂外沿传感器600、旋转手臂内沿传感器700及遮挡盘内沿传感器500发出信号，而遮挡盘外沿传感器400不发出信号时，遮挡盘200到达安全位置，腔室可进行沉积工艺。当进行预烧、清洗和涂覆工艺时，遮挡盘电机通过旋转手臂300将遮挡盘200旋转至腔室内，基座升降电机上升将遮挡盘200顶起，旋转手臂回转至车库内，旋转手臂内沿传感器700检测旋转手臂是否到达安全位置，旋转手臂内沿传感器700作为限位使用，当旋转手臂内沿传感器700发出信号，而旋转手臂内沿传感器700不发出信号时，旋转手臂到达安全位置，顶针升降电机才允许上升。

本实施例需要预先设定好旋转手臂外沿传感器、旋转手臂内沿传感器、遮挡盘外沿传感器和遮挡盘内沿传感器的检测距离。

实施例二

参见图5和图6，本实施例中，所述观察窗100设置在所述PVD腔室的腔室车库的侧面。

较佳的，作为一种可实施方式，所述传感器的数量为三个，分别为旋转手臂外沿传感器600、旋转手臂内沿传感器700和遮挡盘内沿传感器500；所述旋转手臂外沿传感器600和遮挡盘内沿传感器500设置在所述观察窗100的可视范围内。本实施例中，所述旋转手臂内沿传感器700在所述PVD腔室遮挡盘检测装置中作为限位使用。所述旋转手臂内沿传感器700设置在所述观察窗的可视范围外。

本实施例中，在腔室车库侧面有观察窗100，遮挡盘电机将遮挡盘200通过旋转手臂300旋转至腔室车库，旋转手臂外沿传感器600及遮挡盘内沿传感器500通过观察窗100检测到遮挡盘200是否到达安全位置，旋转手臂内沿传感器700作为限位使用，当旋转手臂外沿传感器600及遮挡盘内沿传感器500发出信号，而旋转手臂内沿传感器700不发出信号时，遮挡盘200到达安全位置，腔室可进行沉积工艺。当进行预烧、清洗和涂覆工艺时，遮挡盘电机通过旋转手臂300将遮挡盘旋转至腔室内，基座升降电机上升将遮挡盘200顶起，旋转手臂300回转至车库内，旋转手臂外沿传感器600及遮挡盘内沿传感器500检测旋转手臂300是否到达安全位置，旋转手臂内沿传感器700作为限位使用，当旋转手臂外沿传感器600发出信号，而旋转手臂内沿传感器700不发出信号时，旋转手臂300到达安全位置，顶针升降电机才允许上升。

本实施例需要预先分别设定好旋转手臂外沿传感器、旋转手臂内沿传感器及遮挡盘内沿传感器的检测距离，当遮挡盘进入车库，到达遮挡盘内沿传感器及旋转手臂外沿传感器的检测范围内时，此时传感器发出信号，表明遮挡盘及旋转手臂都已到达安全位置，电机停止旋转，旋转手臂内沿传感器作为限位传感器，其检测范围内没有检测物体，因此没有信号发出，表明遮挡盘及旋转手臂没有超过限位。

较佳的，作为一种可实施方式，所述PVD腔室遮挡盘检测装置还包括外罩800，所述外罩800罩设在所述旋转手臂外沿传感器600和所述遮挡盘内沿传感器500的外围，所述外罩800与所述腔室车库一体成型。

本发明还提供一种PVD腔室，包括实施例一和实施例二所述的PVD腔室遮挡盘检测装置。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以权利要求为准。

Claims (9)

1.一种PVD腔室遮挡盘检测装置，包括传感器和观察窗，其特征在于，所述观察窗为一个，所述传感器均为漫反射传感器，所述传感器包括旋转手臂外沿传感器、旋转手臂内沿传感器和遮挡盘内沿传感器；所述旋转手臂外沿传感器和所述遮挡盘内沿传感器设置在所述观察窗的可视范围内。

2.根据权利要求1所述的PVD腔室遮挡盘检测装置，其特征在于，所述观察窗设置在所述PVD腔室的腔室车库的下方。

3.根据权利要求2所述的PVD腔室遮挡盘检测装置，其特征在于，所述传感器还包括遮挡盘外沿传感器；所述旋转手臂内沿传感器和所述遮挡盘外沿传感器均设置在所述观察窗的可视范围内。

4.根据权利要求3所述的PVD腔室遮挡盘检测装置，其特征在于，当检测所述遮挡盘是否到达安全位置时，所述遮挡盘外沿传感器在所述PVD腔室遮挡盘检测装置中作为限位使用；当检测所述旋转手臂是否到达安全位置时，所述旋转手臂外沿传感器作为限位使用。

5.根据权利要求1所述的PVD腔室遮挡盘检测装置，其特征在于，所述观察窗设置在所述PVD腔室的腔室车库的侧面。

6.根据权利要求1所述的PVD腔室遮挡盘检测装置，其特征在于，所述旋转手臂内沿传感器在所述PVD腔室遮挡盘检测装置中作为限位使用。

7.根据权利要求6所述的PVD腔室遮挡盘检测装置，其特征在于，所述旋转手臂内沿传感器设置在所述观察窗的可视范围外。

8.根据权利要求5至7任意一项所述的PVD腔室遮挡盘检测装置，其特征在于，所述PVD腔室遮挡盘检测装置还包括外罩，所述外罩罩设在所述旋转手臂外沿传感器和所述遮挡盘内沿传感器的外围，所述外罩与所述腔室车库一体成型。

9.一种PVD腔室，其特征在于，包括权利要求1至8中任意一项所述的PVD腔室遮挡盘检测装置。