[发明专利]托盘原点定位系统及托盘原点定位方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体设备制造领域，具体涉及一种托盘原点定位系统及托盘原点定位方法。

背景技术

化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition，简称CVD）技术是一种利用不同气体在高温下的相互反应在被加工工件的表面上制备外延薄膜层的技术。在工艺过程中，通常借助承载有被加工工件的托盘高速旋转来使工艺气体相对于被加工工件的表面分布均匀，且在工艺完成之后通常采用自动控制的机械手对被加工工件进行装卸载工序，在进行装卸载工序之前需要对托盘进行定位，以保证托盘和机械手之间的相对位置准确，从而保证装卸载的准确性。

目前存在一种托盘原点定位系统，具体地，包括控制单元、驱动单元和检测单元，其中，驱动单元用于驱动托盘旋转；检测单元包括旋转电机码盘，其与驱动单元的驱动轴电连接，用以检测该驱动轴的角位移并将其发送至控制单元；控制单元接收检测单元发送的驱动轴的角位移，并判断该角位移与预设在控制单元内的托盘原点位置对应的角位移是否相等，若相等，则该角位移对应的托盘位置即为托盘原点位置。但是，由于托盘与旋转轴之间为机械配合，这往往使得在高速旋转过程中托盘易相对于旋转轴滑动，造成托盘位置偏移原点位置，导致托盘原点位置定位不准确。

为此，现有技术还提供一种原点定位系统，该原点定位系统与上述原点定位系统不同的是：如图1所示，在托盘10上表面上设置有缺口11，预设托盘的原点位置为托盘10的上表面上与缺口11所在位置存在对应关系的位置处，并且检测单元还包括激光位移传感器，其设置在缺口11位置处的上方，用于在托盘10旋转的过程中向托盘发送检测信号，并接受由托盘上表面反射的信号，且将其发送至控制单元；控制单元根据该反射信号判断检测的托盘10的当前位置是否为缺口11所在位置，若是，根据原点位置与该缺口11所在位置的对应关系确定原点位置，并控制驱动单元驱动托盘10旋转至原地位置，从而实现准确地定位托盘原点位置。

然而，虽然采用上述托盘原点定位系统可以实现准确地定位托盘原点位置，但是，其不可避免地存在以下问题：由于托盘10长时间处于工艺温度变化范围大且温度在1000℃以上的高温环境中，这容易在缺口11的位置处积聚应力，导致在使用一段时间之后托盘10在缺口11的区域出现裂纹，从而造成托盘10的使用寿命短，进而造成工艺成本高。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题，提供了一种托盘原点定位系统及托盘原点定位方法，其无需破坏托盘的表面结构即可准确地定位托盘的原点位置，从而不仅可以提高工艺的准确性，而且可以提高托盘的使用寿命。

本发明提供一种托盘原点定位系统，包括可旋转地托盘、检测单元和控制单元，其中在所述托盘的上表面上形成有沿其周向分布的多个用于承载被加工工件的承载位，各个承载位的上表面的反射率与所述托盘的上表面的反射率不同；并且，至少存在一个位于相邻两个所述承载位之间的部分托盘上表面对应的托盘中心夹角相对标准角度存在角度偏差，且多个角度偏差中至少存在一个与其他不相同；标准角度定义为各个相邻两个所述承载位之间的部分托盘上表面对应的托盘中心夹角相等时任意相邻两个承载位之间的中心夹角；所述检测单元在所述托盘上方的预设检测点处，用以在所述托盘旋转时朝向所述托盘上各个承载位经过的路径发射检测信号，并接收来自该路径上各个位置的反射信号，且将其发送至所述控制单元；所述控制单元用于根据所述反射信号来获得在所述托盘旋转的过程中位于各个相邻两个所述承载位之间的部分托盘上表面经过所述预设检测点的时长，并判断所述时长是否等于预设时长，若是，则确定当前所述托盘所处位置即为所述托盘原点位置；若否，继续寻找满足所述预设时长的托盘位置；当存在一个角度偏差时，所述预设时长定义为该所述角度偏差所在的中心夹角对应的部分托盘上表面经过所述预设检测点所需的时长；当存在多个角度偏差时，预设时长定义为多个角度偏差中与其他不同的任意一个角度偏差所在的中心夹角对应的部分托盘上表面经过所述预设检测点所需的时长。

其中，在所述多个承载位中的其中相邻的两个承载位分别沿所述托盘的周向，且相对其本身朝向远离彼此的方向偏离α°，并且二者之间的中心夹角为A+2α°；所述两个承载位各自分别和与之相邻的承载位之间的中心夹角为A-α°；除此之外，其余的相邻两个承载位之间的中心夹角均为A°。

其中，所述多个承载位中的其中一个承载位沿所述托盘的周向顺时针或逆时针偏离α°，并且所述承载位分别和与之相邻的两个承载位之间的中心夹角为A+α°和A-α°；除此之外，其余的相邻两个承载位之间的中心夹角均为A°。