[0053] 以基座所在平面为投影面,将旋转轴、传输臂、托盘和检测传感器投影至投影面上。如图5所示,预设旋转轴和基座的中心在投影面上的连线为lo,预设传输臂与lo重合时的位置为第一极限位置,预设在第二极限位置时传输臂与lo的夹角为Ф,传输臂在旋转轴带动下在第一极限位置与第二极限位置之间转动。检测传感器(图5中黑色实心圆所示)与旋转轴的距离L满足以下关系式:R-r
[0054] 本发明实施例只需要在上述位置设置一组检测传感器即可实现托盘位置误差的检测,避免了现有技术中设置两组检测传感器的必要性,可以降低元件及安装成本。
[0055] 在一个示例中,检测传感器为对射式光电传感器,对射式光电传感器的发射端和接收端可以分别设置于托盘所在平面的上方和下方,从而当托盘位于发射端和接收端之间时,能够遮挡光束,实现托盘的位置检测。
[0056] 在一个示例中,磁控溅射腔室还包括电机,电机与旋转轴连接,通过电机驱动旋转轴转动,以带动传输臂在第一极限位置和第二极限位置之间转动。在该实例中,可以通过旋转轴读取旋转角度。
[0057] 在一个示例中,磁控溅射腔室还包括车库,车库设置在腔体的侧壁上,并与腔体连通。传输臂位于第二极限位置时,托盘可处于车库内。
[0058] 本发明实施例还提供一种托盘位置误差检测方法,通过上述的磁控溅射腔室实现,该方法包括以下步骤:
[0059] 步骤1:在误差检测之前,确定托盘相对于传输臂不存在位置误差时,传输臂位于第一基准位置和第二基准位置时对应的转角α和β,其中,第一基准位置是检测传感器首次检测到托盘的位置,第二基准位置是位置传感器最后检测到托盘的位置。
[0060] 该步骤是误差检测之前的标定步骤,通过该步骤标定在托盘相对于传输臂不存在位置误差时,传输臂位于第一基准位置和第二基准位置时对应的转角α和β。托盘相对于传输臂不存在位置误差即当传输臂与旋转轴和基座中心的连线lo重合时,托盘圆心与基座中心重合,在这种情况下,托盘能够沿垂直方向完全遮挡基座,从而避免异物掉落在基座上。如图6所示,第一基准位置是检测传感器(图6中黑色实心圆所示)首次检测到托盘(图中圆盘所示)的位置(位置b),第二基准位置是位置传感器最后检测到托盘的位置(位置c),在第一基准位置与第二基准位置之间,检测传感器一直能够检测到托盘的存在。当检测传感器是对射式光电传感器时,第一基准位置是托盘的边缘刚刚遮挡传感器发出的光束的位置,第二基准位置是托盘的边缘刚好不遮挡该光束的位置,在第一基准位置与第二基准位置之间,传感器发出的光束一直被托盘遮挡。
[0061] 步骤2:在误差检测时,确定传输臂位于第一检测位置和第二检测位置时对应的转角α’和β’,第一检测位置是检测传感器首次检测到托盘的位置,第二检测位置是检测传感器最后检测到托盘的位置。
[0062] 一般在实施溅射工艺之前进行托盘位置误差检测,以确定托盘相对于传输臂不存在位置误差,从而托盘能够沿垂直方向完全遮挡基座,可以防止异物掉落于基座上,可以安全地实施溅射工艺。在误差检测时,确定传输臂位于第一检测位置和第二检测位置时对应的转角α’和β’,第一检测位置是检测传感器(图7中黑色实心圆所示)首次检测到托盘(图7中圆盘所示)的位置(图7中位置b’),第二检测位置是检测传感器最后检测到托盘的位置(图7中位置c’)。
[0063] 步骤3:比较转角α与转角α’,如果α≠α’,则确定托盘相对于传输臂存在位置误差,和/或比较转角β与转角β’,如果β≠β’,则确定托盘相对于传输臂存在位置误差。
[0064] 如果托盘圆心与旋转轴之间的距离为R,但是托盘相对于传输臂发生了角度偏移,那么当传输臂与连线lo重合时,托盘圆心与基座中心不重合,从而导致托盘不能沿垂直方向完全遮挡基座,图7和图8中点划线所示的圆表示此时的托盘位置。
[0065] 在这种情况下,所确定的转角α’与在步骤1中确定的转角α不相等,转角β’与在步骤1中确定的转角β’也不相等,因此通过比较角α与转角α’和/或比较转角β与转角β’,即可确定托盘相对于传输臂是否存在位置误差,并可确定误差角度δ=α’-α,或者δ=β’-β。
[0066] 如果托盘相对于传输臂没有角度偏移,但是托盘圆心与旋转轴之间的距离不为R,即托盘相对于传输臂发生了径向偏移,那么当传输臂与连线lo重合时,托盘圆心与基座中心不重合,从而导致托盘不能沿垂直方向完全遮挡基座。图7和图8中由实线表示的圆表示托盘相对于传输臂发生了径向偏移时,位于第一检测位置(即位置b’)的托盘与位于第二检测位置(即位置c’)的托盘。
[0067] 在这种情况下,所确定的转角α’与在步骤1中确定的转角α不相等,转角β’与在步骤1中确定的转角β’也不相等,因此通过比较转角α与转角α’和/或比较转角β与转角β’,即可确定托盘相对于传输臂是否存在位置误差。
[0068] 因此,通过比较第一检测位置与第一基准位置所对应的转角,或者通过比较第二检测位置与第二基准位置所对应的转角,即可方便地确定托盘相对于传输臂是否存在位置误差。一般情况下,传输臂由伺服电机驱动,可以通过电机编码值读取传输臂对应的转角。
[0069] 在一个示例中,还可以比较托盘圆心与旋转轴之间的距离R’与所述距离R,如果R’≠R,则确定托盘相对于传输臂存在位置误差。在托盘相对于传输臂仅存在径向偏移时,通过计算距离R’,还可以准确地确定托盘相对于传输臂的径向偏移。
[0070] 根据检测传感器的不同设置位置,采用不同的方法来计算距离R’。更具体来说,当L*cosγ'≤R’时,通过以下公式计算所述距离R’:
[0071] R’=L*cosγ'+(r2-h'2)1/2
[0072] 其中:
[0073] h’=L*sinγ'
[0074]
[0075] 当L*cosγ'≥R’时,通过以下公式计算所述距离R’:
[0076] R’=L*cosγ'-(r2-h'2)1/2
[0077] 其中:
[0078] h’=L*sinγ'
[0079]
[0080] 图7和图8分别显示了以上两种情况,并显示了以上两组公式中各参数对应的含义。在上述两组公式中,检测传感器与旋转轴的距离L、托盘的半径r均为已知量,转角α’和β’是在误差检测时获得的测量值,因此可以计算距离R’。如果R’≠R,则可以进一步确定托盘相对于传输臂存在位置误差。
[0081] 当托盘相对于传输臂仅存在径向偏差时,该径向偏移的值ε=R’-R,检测位置相对于基准位置的误差角度δ’=γ’-γ,其中
[0082] 在实际操作中,托盘相对于传输臂可能同时存在角度偏移和径向偏移,即使在这两种偏移耦合的情况下,也可以通过比较转角α与转角α’、转角β与转角β’、距离R’与距离R来检测托盘相对于传输臂是否存在位置误差,从而提高位置误差检测精度。
[0083] 但是在进行实际误差检测时,在没有确定距离R’的情况下,难以比较L*cosγ'与距离R’的大小,因此难以确定选用上述两组公式中的哪一组来计算距离R’。考虑到在实际应用时托盘相对于传输臂的径向误差一般不会太大,为了简化误差检测过程,按照以下方法来计算距离R’:
[0084] 当L*cosγ'≤R时,通过以下公式计算所述距离R’:
[0085] R’=L*cosγ'+(r2-h'2)1/2
[0086] 其中:
[0087] h’=L*sinγ'
[0088]
[0089] 当L*cosγ'≥R时,通过以下公式计算所述距离R’:
[0090] R’=L*cosγ'-(r2-h'2)1/2
[0091] 其中:
[0092] h’=L*sinγ'
[0093]
[0094] 以上已经描述了本发明的实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择,旨在最好地解释实施例的原理和实际应用,或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的实施例。