遮蔽盘组件检测方法和半导体工艺设备与流程

本发明涉及半导体工艺，具体而言，涉及一种遮蔽盘组件检测方法和半导体工艺设备。

背景技术：

1、pvd磁控溅射(physical vapor deposition magnetron sputtering)是pvd技术中最常用的一种方法之一。它利用磁场和离子化气体分子的相互作用，通过加速和引导离子束来沉积薄膜材料。pvd磁控溅射一般需要在pvd腔室中进行，pvd腔室通常由具有高真空性能的材料构成，pvd腔室内部要求密封严密，以确保在沉积过程中维持所需的低压和高纯度的环境。

2、在pvd沉积过程中，靶材和基座通常放置在pvd腔室内。基座作为容纳和支持基底的装置，通常在半导体工艺中选用静电卡盘(e-chuck)，静电卡盘安装有电极，电极可以通过外部电源施加高电压，产生静电场，由于静电吸引力可以将基底紧密地附着在基座上，从而实现固定。靶材通常情况下是紧固到pvd腔室的顶部，在基底和靶材之间供应例如氩气的气体所形成的等离子体，离子在电场力的作用下，加速轰击靶材，靶材会被溅射出来在基底上沉积一层材料薄膜。

3、一般地，在正式的pvd工艺之前会执行预溅射操作。预溅射是pvd过程中的一种技术，用于准备靶材表面以提高薄膜沉积的质量和均匀性。预溅射能够清除靶材表面的氧化物、碳化物和其他污染物，从而使靶材表面变得干净和均匀。在预溅射工艺期间，需要将遮蔽盘(shutter disk)布置在用于承载基底的基座上，以防止靶材材料沉积在基座上。

4、此外，在pvd工艺处理中还有一种工艺——涂覆(pasting)。涂覆一般用于在腔室内的基底上沉积一层覆盖物。例如，氮化钛的pvd工艺应用通常在pvd腔室内的基底表面上产生一层氮化钛。该氮化钛层通常易碎，并且可能在后续工艺期间剖落。因此，涂覆一般在氮化钛层上再施加一层钛。这个钛层主要防止下面的氮化钛剖落或者脱落。在涂覆工艺期间，同样需要将遮蔽盘(shutter disk)布置在用于承载基底的基座上，以防止靶材的材料沉积在基座上。除了在上述的预溅射和涂覆工艺外，在靶材的清洗处理过程中，同样需要利用遮蔽盘来保护基座。

5、每次预溅射、涂覆和清洗工艺完成后，需要将遮蔽盘旋转到车库里，车库即为用于存放遮蔽盘的暂存空间，使其所处位置不会影响腔室内的沉积工艺；因为在pvd工艺过程中，基座会频繁移动来支撑基底的沉积工艺，因此需要检测遮蔽盘和基座的相对位置，以确定遮蔽盘是否处于安全位置，防止遮蔽盘与基座之间发生干涉。

技术实现思路

1、本发明的第一方面的目的在于提供一种半导体工艺腔室，以解决现有遮蔽盘是否被放入遮蔽盘库中难以检测的技术问题。

2、本发明第一方面提供的遮蔽盘组件检测方法，应用于半导体工艺腔室，所述遮蔽盘组件包括支撑臂和遮蔽盘本体，所述检测方法包括：

3、获取所述遮蔽盘组件的图像；

4、基于所述图像，获取所述支撑臂上支撑点的位置；

5、和/或，基于所述图像，获取所述遮蔽盘本体的中心点的位置，所述支撑点用于支撑所述遮蔽盘本体的中心点；

6、基于所述支撑点的位置与第一预设位置之间的第一偏差，所述遮蔽盘本体的中心点的位置与第二预设位置的第二偏差，和/或所述支撑点的位置与所述遮蔽盘本体的中心点的位置之间的第三偏差，确认所述支撑臂是否处于安全位置，所述遮蔽盘本体是否处于安全位置，和/或所述遮蔽盘本体相对于支撑臂是否发生位移。

7、本发明遮蔽盘组件检测方法带来的有益效果是：

8、通过视觉采集装置拍摄的遮蔽盘组件的图像，并对图像进行分析以获得遮蔽盘本体的中心点和/或支撑臂上支撑点，无论遮蔽盘本体是否因为热胀冷缩而发生尺寸变化，遮蔽盘本体的尺寸变化多大，都可以由视觉采集装置拍摄到图像，然后对图像进行分析，获得中心点位置和支撑点位置，以便与第一预设位置和/或第二预设位置进行比较，以判断支撑臂和遮蔽盘本体是否处于安全位置，和/或以判断遮蔽盘本体是否与支撑臂发生偏移。

9、可选的技术方案中，所述基于所述图像，获得所述支撑臂支撑点的位置包括：

10、基于所述图像，获得所述支撑臂的特征点的位置；所述特征点为所述支撑臂的两条直线边缘交点；

11、根据所述特征点的位置获得所述支撑臂支撑点的位置。

12、可选的技术方案中，所述根据所述特征点的位置获得所述支撑臂支撑点的位置，包括：

13、基于所述支撑臂的转动中心和所述特征点之间的第一距离、所述支撑臂上的支撑点和所述特征点之间的第二距离、所述转动中心和所述支撑点之间的第三距离以及所述支撑臂转动中心的位置，获得所述支撑点的位置。

14、可选的技术方案中，所述对所述图像分析并获得所述支撑臂的特征点的位置包括：

15、在所述图像上创建矩形卡尺，提取矩形卡尺边缘点；

16、根据矩形卡尺边缘点的点集生成所述支撑臂的边缘拟合直线以及窗口拟合直线，根据边缘拟合直线拟合出特征点相对于窗口拟合直线的坐标，其中，所述窗口开设在所述半导体腔室上，所述图像上包含所述窗口的至少一部分和所述遮蔽盘组件的至少一部分。

17、可选的技术方案中，所述基于所述图像，获取所述遮蔽盘本体的中心点的位置，包括：

18、在所述图像的圆弧上创建多个弧形卡尺，提取每个所述弧形卡尺的弧形卡尺边缘点；

19、根据由弧形卡尺边缘点构成的点集生成轮廓并进行圆拟合，获得所述中心点的位置。

20、可选的技术方案中，所述获得所述中心点的位置，包括：

21、基于所述中心点在图像上的位置，以及该中心点与所述特征点的距离，获得所述中心点的位置。

22、可选的技术方案中，所述基于所述支撑点的位置与第一预设位置之间的第一偏差，所述遮蔽盘本体的中心点的位置与第二预设位置的第二偏差，和/或支撑点的位置与遮蔽盘本体的中心点的位置之间的第三偏差确认所述支撑臂是否处于安全位置，所述遮蔽盘本体是否处于安全位置，和/或所述遮蔽盘本体相对于支撑臂是否发生位移，包括：

23、当第一偏差超出其容差范围时，所述支撑臂未处于安全位置，

24、当第二偏差超出其容差范围时，所述遮蔽盘本体未处于安全位置，和/或，

25、当第三偏差超出其容差范围时，所述遮蔽盘本体相对于所述支撑臂发生位移。

26、可选的技术方案中，所述第一偏差，第二偏差，第三偏差均处于各自的容差范围内。

27、本发明的第二方面的目的在于提供一种半导体工艺设备，以解决遮蔽盘是否被放入遮蔽盘库中难以检测的技术问题。

28、本发明第二方面提供的半导体工艺设备，包括半导体工艺腔室和控制器，所述控制器包括至少一个处理器和至少一个存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时上述任一项的遮蔽盘组件检测方法。

29、通过在半导体工艺设备中设置上述半导体工艺腔室，相应地，该半导体工艺设备具有上述半导体工艺腔室的所有优势，在此不再一一赘述。