CN109811323B - 一种磁控溅射装置和托盘检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种磁控溅射装置和托盘检测方法，该装置包括：腔室，所述腔室内设有用于承载托盘的基座；传感器，所述传感器能发射和/或接收沿直线路径传播的探测信号，且所述探测信号的路径平行于所述基座的承载表面，以检测所述基座上的托盘；以及控制部件，所述控制部件接收所述传感器的状态信号，根据所述状态信号判断所述基座上托盘的状态。通过上述方案，传感器的检测范围与托盘的厚度相匹配，能够对是否存在托盘和托盘是否破损进行识别；有效解决磁控溅射的腔室中托盘状态无法及时检测的问题。

Description

一种磁控溅射装置和托盘检测方法

技术领域

本发明涉及显示工艺技术领域，尤其涉及一种磁控溅射装置和托盘检测方法。

背景技术

托盘放在基座上、机械手移出基座上方区域后，进一步基座上升，实现AlN薄膜的沉积。

在现有技术中，托盘在传送过程中可能会出现托盘破损的情况，或者托盘因为长期使用，发生热胀冷缩出现托盘破损的情况等等。这些托盘破损的问题，若不能及时发现会造成灯管等配件不可逆的损失，且需要长久的恢复时间影响产能。

基于此，需要一种在磁控溅射时能够检测腔室中托盘状态的技术方案。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种磁控溅射装置和托盘检测方法，以解决在磁控溅射工艺过程中不能够检测腔室中托盘状态的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供一种磁控溅射装置，包括：

腔室，所述腔室内设有用于承载托盘的基座；

传感器，所述传感器能发射和/或接收沿直线路径传播的探测信号，且所述探测信号的路径平行于所述基座的承载表面，以检测所述基座上的托盘；以及

控制部件，所述控制部件接收所述传感器的状态信号，根据所述状态信号判断所述基座上托盘的状态。

进一步地，所述基座上设置用于支持所述托盘的基座支柱；所述基座支柱的支撑端所在的平面形成所述承载表面。

进一步地，所述传感器设置在所述腔室的侧壁上，所述基座从传输位置上升到工艺位置的过程中，所述承载表面能从所述探测信号的下方移动到所述探测信号的上方。

进一步地，所述状态信号包括遮挡时间；所述控制部件将所述遮挡时间与预设检测阈值进行比较，根据比较结果判断所述基座上托盘的状态。

进一步地，所述传感器包括对射型传感器或反射型传感器，所述探测信号为光信号。

进一步地，所述探测信号在垂直于所述承载表面方向的检测范围与所述托盘的厚度相匹配。

第二方面，本发明实施例提供一种磁控溅射装置中托盘检测方法，所述方法包括：

将所述基座从传输位置上升到工艺位置；同时，通过设置的传感器检测所述基座上的托盘；根据所述传感器的状态信号判断所述基座上托盘的状态。

进一步地，所述状态信号包括遮挡时间；所述根据所述传感器的状态信号判断所述基座上托盘的状态，包括：

若所述遮挡时间与预设检测阈值相匹配，则所述托盘水平地位于所述基座的承载表面。

进一步地，还包括：若所述遮挡时间大于所述预设检测阈值，则所述托盘倾斜地相交于所述基座的承载表面。

进一步地，还包括：若所述遮挡时间小于所述预设检测阈值，则所述托盘未位于所述基座的承载表面。

本发明实施例提供的磁控溅射装置，通过在磁控溅射装置的腔室内设置用于承载托盘的基座，并在腔室中设置用于检测基座上托盘状态的传感器，其中，该传感器发射的探测信号的路径平行于基座的承载表面；还包括接收传感器的状态信号的控制部件，以便控制部件根据接收到的状态信号判断托盘状态。需要说明的是，传感器的检测范围与托盘的厚度相匹配，能够对是否存在托盘和托盘是否破损进行识别。通过上述方案，有效解决磁控溅射的腔室中托盘状态无法及时检测的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种磁控溅射装置的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种磁控溅射装置的剖视图；

图3为本发明实施例提供的一种磁控溅射装置的托盘检测方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种托盘位于基座支柱上的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种托盘倾斜在腔室中的示意图；

图6为本发明实施例提供的一种托盘破损在腔室中的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

另外，下述各方法实施例中的步骤时序仅为一种举例，而非严格限定。

图1为本发明实施例提供的磁控溅射装置的整体结构示意图，该装置包括腔室5、传感器11及控制部件121，所述腔室5内设有用于承载托盘7的基座6。例如，该腔室5用于磁控溅射；在所述腔室5的第一侧壁设置有传片口4，以便将托盘7通过所述传片口4放入所述腔室5中；所述腔室5第二侧壁和/或第三侧壁设置有传感器11；其中，所述第二侧壁与所述第三侧壁相对设置，所述第一侧壁与所述第二侧壁和所述第三侧壁连接。具体来说，传感器11能发射和/或接收沿直线路径传播的探测信号，且所述探测信号的路径平行于所述基座6的承载表面，以检测所述基座上的托盘7。

需要说明的是，控制部件121与传感器11连接，所述控制部件12接收所述传感器11的状态信号，根据所述状态信号判断所述基座6上托盘7的状态。在实际应用中，可以通过安装多个传感器11检测托盘状态，当然，也可以安装一个传感器11，进一步地由控制部件12根据传感器11被遮挡的时间长短，判断托盘7的状态。需要说明的是，这里所说的控制部件12可以是集成于装置中(如图1所示)，也可以是与装置连接的远端计算机或者主机上。

腔室5的下部设置有可升降基台，上部有靶材等；腔室5的四周分别是第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁，其中，第二侧壁与第三侧壁为相对的两个侧壁，第一侧壁和第四侧壁是相对的两个侧壁。在第一侧壁上设置有传片口4，在进行磁控溅射时，可以由机械手将托盘7通过传片口4放入到腔室5中。在第二侧壁和/或第三侧壁设置有传感器11，用于检测托盘7的遮挡厚度，由于是在基座6上升过程中进行检测，因此在控制部件的判断过程中遮挡厚度根据基座6的上升速度转换为遮挡时间，以便根据托盘7的遮挡厚度判断托盘的状态。从而能够有效防止托盘7损坏或者掉落后，继续进行生产作业导致托盘损坏，造成损失。若托盘7损坏，恢复生产需要耗时较长，如增加该能够对托盘7的遮挡厚度进行检测的传感器，能够有效缓解对流水作业效率的影响。

在本发明的一个或者多个实施例中，所述基座6上设置用于支持所述托盘7的基座支柱8；所述基座支柱8的支撑端所在的平面形成所述承载表面。

具体来说，如图2所示，在腔室5中设置有基座6，在基座6上还设置有多个基座支柱8。所述基座支柱8设置在所述基座6上，用于支持所述托盘7；基座支柱8间隔设置在基座6上，可以使得托盘7可以接受到更多的来自于托盘7下方的热光源的照射。其中，相邻的两个所述基座支柱8之间的间距尺寸小于所述托盘7的尺寸。需要说明的是，为了使得托盘7能够尽可能多的接收到热光源的照射，尽量减少基座支柱8的数量，但是还需要注意，要保证这些基座支柱8能够将托盘7稳定托起。在实际应用中，基座支柱8是可拆卸部件，能够根据实际需要拆装；进一步地，还边缘对损坏基座支柱8的更换。

在本发明的一个或者多个实施例中，传感器11设置在所述腔室5的侧壁上，所述基座6从传输位置上升到工艺位置的过程中，所述承载表面能从所述探测信号的下方移动到所述探测信号的上方。

如前文所述可知，由于托盘7是具有一定的厚度的，在基座6支撑托盘7上升到工作位置过程中，托盘7会对传感器11的探测信号产生遮挡。在托盘7处于不同状态时，对探测信号所产生的遮挡时间不同。

在本发明的一个或者多个实施例中，状态信号包括遮挡时间；所述控制部件12将所述遮挡时间与预设检测阈值进行比较，根据比较结果判断所述基座上托盘的状态。

如前文所述可知，不同状态下的托盘7对探测信号的遮挡时间不同，比如，正常状态下的托盘7处于水平放置(与承载表面平行)，遮挡时间为t1；当托盘7发生损坏或者形变，托盘7对探测信号的遮挡时间为t2。假设，预设检测阈值t为正常状态下的托盘7的遮挡时间，则可以推断出：t1等于t，t2大于t。由控制部件12将检测到的遮挡时间与预设检测阈值进行对比，若对比结果发现，遮挡时间为0即小于t，或者遮挡时间大于t，可以判断出托盘7状态为异常。

在本发明的一个或者多个实施例中，所述腔室5中还包括：基座加热灯管9；多个所述基座加热灯管9均匀设置在所述基座6的上表面。

由图2可以看出，在基座6的上表面均匀排列有基座加热灯管9，通过该基座加热灯管9可以实现对托盘7的加热。在实际应用中，基座加热灯管9的功率可设定为固定功率，也可以是自动可调功率，以便能够满足不同的工艺需求。

在图2中，还包括设置在腔室5上部的靶材1、遮挡环(cover ring)2、隔热环3。

在本发明的一个或者多个实施例中，若所述传感器11为对射型传感器，所述传感器11设置在所述第二侧壁和所述第三侧壁。

容易理解，对射型传感器包括一个发射端和一个接收端，需要设置在相对的两个侧壁，即第二侧壁和第三侧壁，具体哪个侧壁安装发射端或接收端，这里不做限定，用户可以根据实际设计和应用需求进行设定。

在本发明的一个或者多个实施例中，若所述传感器为反射型传感器，所述传感器设置在所述第二侧壁或所述第三侧壁。

若传感器11为反射型传感器，只需要在一侧的侧壁安装该传感器即可。当然，为了获得更加精准的检测结果，可以在两侧分别设置该反射型传感器，需要注意两个传感器需要相互错位设置，避免两个传感器相互影响。其中，探测信号可以为光信号。

在本发明的一个或者多个实施例中，所述探测信号在垂直于所述承载表面方向的检测范围与所述托盘的厚度相匹配。

这里所说的相匹配是传感器的检测范围和功能，能够实现对不同厚度的托盘的检测。

需要说明的是，对射型和反射型传感器都需要能够检测出托盘的遮挡厚度。具体来说，可以是通过一个传感器即可检测托盘的遮挡厚度，也可以是通过在不同的高度位置，设置多个传感器。若有一个传感器11，则该传感器11的检测范围位于托盘7上升的起始位置和结束位置之间，以便在基座6带动托盘7上升的过程中进行检测。

基于同样的思路，本发明实施例还提供一种磁控溅射装置汇中托盘检测方法，如图3所示，该方法包括以下步骤：

301：通过腔室的传片口将托盘放入所述腔室中基座的承载表面。

302：将所述基座从传输位置上升到工艺位置；同时在上升过程中，通过设置的传感器检测所述基座上的托盘；根据所述传感器的状态信号判断所述基座上托盘的状态。

由于托盘是具有一定的厚度的，在基座支撑托盘上升到工作位置过程中，托盘会对传感器的探测信号产生遮挡。不同状态下的托盘对探测信号的遮挡时间不同，比如，正常状态下的托盘处于水平放置(与承载表面平行)，遮挡时间为t1；当托盘发生损坏或者形变，托盘对探测信号的遮挡时间为t2。假设，预设检测阈值t为正常状态下的托盘7的遮挡时间，则可以推断出：t1等于t，t2大于t。由控制部件将检测到的遮挡时间与预设检测阈值进行对比，若对比结果发现，遮挡时间为0即小于t，或者遮挡时间大于t，可以判断出托盘状态为异常。

例如，第一侧壁在第二侧壁与第三侧壁之间。在腔室中，还设置有基座以及支撑托盘的基座支柱，将托盘放在基座支柱上。在第二侧壁和/或第三侧壁上设置有传感器，传感器的高度要与托盘生气后的高度相同。

这里所说的检测托盘在腔室中的状态，包括：托盘位于基座支柱上；托盘一侧位于支柱上，另一侧掉落至基座上；托盘损坏后，完全掉落到基座上。

在本发明的一个或者多个实施例中，所述状态信号包括遮挡时间；所述根据所述传感器的状态信号判断所述基座上托盘的状态，可以包括：若所述遮挡时间与预设检测阈值相匹配，即遮挡时间等于t，则所述托盘水平地位于所述基座的承载表面(正常状态)。

在实际应用中，当托盘位于基座支柱上的状态如图4所示。根据托盘上升速度和托盘厚度，确定预设的检测阈值，例如，上升速度为V，托盘厚度为S，那么托盘遮挡时间为T＝S/V。为了避免错误判断，基于该中心值设定一定的检测范围，比如，正负10％的检测范围。

在本发明的一个或者多个实施例中，还包括：若所述遮挡时间大于所述预设检测阈值，即遮挡时间大于t，则所述托盘倾斜地相交于所述基座的承载表面。

如图5所示，当托盘倾斜位于腔室中，托盘的一侧位于基座支柱上，另一侧位于基座上，导致托盘所遮挡的传感器光线的范围增大，当托盘上升时，遮挡时间更长。当检测到此异常情况后，装置会发出报警提示(比如，声光提示)，通知工作人员检查托盘状态。能够有效避免或减少因托盘损坏对生产造成的影响。

在本发明的一个或者多个实施例中，还包括：若所述遮挡时间小于所述预设检测阈值，即遮挡时间为0，则所述托盘未位于所述基座的承载表面。

如图6所示，当托盘整体或者因损坏掉落至基座上，会导致传感器检测不到托盘的存在，换言之，检测到的托盘的厚度小于预设检测阈值所对应的托盘的厚度范围，当托盘上升时，遮挡时间更短(可能接近于零)。当检测到此异常情况后，装置会发出报警提示(比如，声光提示)，通知工作人员检查托盘状态。能够有效避免或减少因托盘损坏或掉落对生产造成的影响。

基于上述实施例，通过在磁控溅射装置的第二侧壁和/或第三侧壁设置有传感器，在第一侧壁设置有传片口。需要说明的是，传感器的检测范围与托盘的厚度相匹配，能够对是否存在托盘和托盘是否破损进行识别。通过上述方案，有效解决磁控溅射的腔室中托盘状态无法及时检测的问题。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种磁控溅射装置，其特征在于，所述装置包括：腔室，所述腔室内设有用于承载托盘的基座；传感器，所述传感器能发射和/或接收沿直线路径传播的探测信号，且所述探测信号的路径平行于所述基座的承载表面，以检测所述基座上的托盘；以及控制部件，所述控制部件接收所述传感器的状态信号，根据所述状态信号判断所述基座上托盘的状态；所述基座上设置用于支持所述托盘的基座支柱；所述基座支柱的支撑端所在的平面形成所述承载表面；所述基座的上表面均匀排列有基座加热灯管，通过所述基座加热灯管可对所述托盘加热；所述托盘的状态包括：所述托盘位于所述基座支柱上；所述托盘一侧位于所述基座支柱上，另一侧掉落至所述基座上；所述托盘损坏后，完全掉落到所述基座上；

所述传感器设置在所述腔室的侧壁上，所述基座从传输位置上升到工艺位置的过程中，所述承载表面能从所述探测信号的下方移动到所述探测信号的上方。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述状态信号包括遮挡时间；所述控制部件将所述遮挡时间与预设检测阈值进行比较，根据比较结果判断所述基座上托盘的状态。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传感器包括对射型传感器或反射型传感器，所述探测信号为光信号。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述探测信号在垂直于所述承载表面方向的检测范围与所述托盘的厚度相匹配。

5.一种磁控溅射工艺中的托盘检测方法，其特征在于，采用权利要求1-4任一所述的磁控溅射装置，所述方法包括：通过腔室的传片口将托盘传送至所述腔室中基座的承载表面；将所述基座从传输位置上升到工艺位置；同时，通过设置的传感器检测所述基座上的托盘；根据所述传感器的状态信号判断所述基座上托盘的状态。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述状态信号包括遮挡时间；所述根据所述传感器的状态信号判断所述基座上托盘的状态，包括：若所述遮挡时间与预设检测阈值相匹配，则所述托盘水平地位于所述基座的承载表面。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：若所述遮挡时间大于所述预设检测阈值，则所述托盘倾斜地相交于所述基座的承载表面。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：若所述遮挡时间小于所述预设检测阈值，则所述托盘未位于所述基座的承载表面。