[發明專利]轉盤定位裝置、裝載傳輸系統及等離子體加工設備

有效

• 申請號: 201310406341.4
• 申請日: 2013-09-09
• 公開（公告）號: CN104425331B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 張文;劉菲菲
• 申請（專利權）人: 北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司
• 主分類號: H01L21/68
• 分類號: H01L21/68;H01L21/677;H01L21/67
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司11112
• 代理人: 彭瑞欣,張天舒

技術領域

本發明屬于半導體設備制造領域，具體涉及一種轉盤定位裝置、裝載傳輸系統及等離子體加工設備。

背景技術

隨著微電子技術的不斷發展，相關生產企業的競爭越來越激烈，降低成本、提高生產效率則是提高企業競爭力的常用手段。例如，為了提高生產效率、降低生產成本，在進行工藝的過程中，利用裝載傳輸系統實現對多個基片同時進行不同的工序，以應對日益增加的市場需求。

圖1為現有的一種裝載傳輸系統的示意圖。圖2A為圖1中反應腔室的俯視圖。圖2B為沿圖2A的A-A線的剖視圖。如圖1所示，裝載傳輸系統包括裝卸腔室1、傳輸腔室2和反應腔室3。其中，裝卸腔室1用于裝載或卸載基片；傳輸腔室2設置在裝卸腔室1和反應腔室3之間，且設置有機械手21，用以在裝卸腔室1和反應腔室3之間傳輸基片。

如圖2A和圖2B所示，反應腔室3包括轉盤31、轉盤旋轉機構35、靶材32、頂針33、頂針升降機構36、基座34和基座升降機構37。反應腔室3的主要工作過程為：轉盤旋轉機構35驅動轉盤31旋轉，以使八個工位中的其中一個工位旋轉至用于裝卸基片40的裝卸位置（如圖1中工位1所在位置）；頂針升降機構36驅動設置在轉盤31底部且對應于該裝卸位置的頂針33上升，以使頂針33的頂端貫穿轉盤31并高于其上表面；機械手21將基片40置于頂針33的頂端；頂針升降機構36驅動承載有基片40的頂針33下降，直至頂針33的頂端位于轉盤31的下方，此時基片40落在處于裝卸位置的工位上，從而完成一個基片的裝載；待所有的工位均裝載有基片40之后，轉盤旋轉機構35驅動轉盤31旋轉，以使八個工位中的其中四個工位對應地位于四個靶材32的下方；基座升降機構37驅動位于轉盤31底部，且對應于各個靶材32的四個基座34上升，以使基座34的上表面貫穿轉盤31，并托起相應工位上的基片40，直至到達設置在腔室頂壁上且與靶材32相對應的通孔38的底部，此時靶材32、通孔38與基座34的上表面形成子腔室，四個子腔室用于同時對基片40進行不同的工序；待當次工序完成后，基座升降機構37驅動基座34下降，直至基座34的上表面位于轉盤31的下方，此時基片40落在轉盤31的相應工位上；轉盤旋轉機構35驅動轉盤31旋轉，以使完成當次工序的各個工位旋轉至對應于下一工序的靶材32下方；重復上述“上升基片”、“加工基片”、“下降基片”以及“旋轉基片”的步驟，直至每個基片40完成所有的工序。

在進行上述工作過程之前，還需要借助轉盤定位裝置對轉盤進行原點搜索，以使轉盤能夠自原點位置開始旋轉，從而完成各個工位的轉動定位。圖3為現有的一種轉盤定位裝置的俯視圖。如圖3所示，轉盤定位裝置包括設置在轉盤31的外周壁上的原點凸起41，以及設置在反應腔室3的透明觀察窗42外側的激光漫反射傳感器43。在進行原點搜索時，當激光漫反射傳感器43檢測到原點凸起41時，可認為此時轉盤旋轉機構中的電機處于原點位置，然后控制該電機進行絕對運動，以驅動轉盤31旋轉指定角度。此外，轉盤旋轉機構中的電機通常具有運動控制器，其可以實時檢測電機的旋轉角度，從而根據由該運動控制器提供的反饋信號，可以獲知轉盤31的旋轉角度，進而可以判斷轉盤的工位是否到位。

上述轉盤定位裝置在實際應用中不可避免地存在以下問題，即：

由于上述轉盤定位裝置僅能夠對轉盤進行原點定位，而無法在工藝過程中監測轉盤的工位是否到達預定位置，導致無法及時獲知轉盤的工位出現的位置異常，從而不僅會造成工作過程無法繼續，而且還可能造成機械故障，進而降低了等離子體加工設備的安全性和穩定性。

雖然電機的運動控制器可以通過檢測電機的旋轉角度而間接獲知轉盤的旋轉角度，但是，由于轉盤旋轉機構自身及其與轉盤之間的傳動往往會因機械誤差而造成轉盤的旋轉角度產生偏差，從而導致在工藝過程中出現電機旋轉到位而轉盤的工位卻未到位的情況，或者因轉盤邊緣會將轉盤的角度偏差放大而出現轉盤旋轉機構的角度偏差沒有超出允許范圍，而轉盤邊緣的角度偏差超出允許范圍的情況。在出現上述兩種情況時，電機的運動控制器仍會提供表示轉盤的工位到位的反饋信號，導致對轉盤的工位是否到位判斷錯誤，這同樣會造成機械故障，從而降低了等離子體加工設備的安全性和穩定性。

發明內容

本發明旨在解決現有技術中存在的技術問題，提供了一種轉盤定位裝置、裝載傳輸系統及等離子體加工設備，其可以監測轉盤的工位是否到達預定位置，從而可以及時獲知轉盤的工位出現的位置異常。