一種腔室氣流控制系統的製作方法

2023-04-24 14:16:01

專利名稱：一種腔室氣流控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及半導體製造技術領域，特別涉及一種腔室氣流控制系統。
背景技術：
矽片清洗工藝中，清洗設備腔室內部的氣流均勻性直接影響清洗質量，氣體渦流的存在會造成微小顆粒聚集，增加微小顆粒在矽片表面的沉積機率，汙染矽片。目前，大多數廠商採用風機過濾器對腔室內部的氣體流動進行控制，按照SEMI標準，採用距風機過濾器過濾網下方150_處的氣體流動均勻性衡量腔室內部的層流穩定性，控制層流風按照一定的流速在微環境內垂直流動，消除微小顆粒局部聚集，保持微環境潔淨等級。隨著矽片清洗工藝集成度不斷提高，矽片表面微小顆粒的指標要求更加嚴格，腔室內部微環境質量的控制精度更加準確。同時，多腔室清洗設計成為當前清洗設備的研發主流，為保證矽片在不同腔室內部的清洗質量的統一性，距離矽片不同高度層流狀態的要求一致，穩定。通常情況下，設備整體的微環境氣流質量可通過對某一高度截面上任一點的風速與平均風速的比值比較，控制氣流運動矢量與垂直方向夾角小於14°，誤差在20%內，即表明設備整體微環境保持層流。傳統風機過濾器獨立控制對應腔室氣流，不同腔室之間的層流狀態沒有交互調節功能，特別是工藝過程中，機械手在不同腔室內部運動時對層流的影響得不到很好的控制，直接導致微小顆粒聚集，嚴重影響矽片的清洗效果，最終導致產品質量的下降。
發明內容(一)要解決的技術問題本實用新型要解決的技術問題是:如何提供一種實時控制腔室內氣流的系統，使腔室內的氣流保持在設定狀態。(二)技術方案為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種腔室氣流控制系統，其特徵是，該系統包括:至少一個腔室控制單元，用於根據PCC控制器的控制指令對腔室的氣體壓力進行控制，所述腔室控制單元之間通過網線串聯；和所述腔室控制單元連接的PCC控制器，用於接收所述腔室的數據並向所述腔室控制單元發送控制指令。所述腔室控制單元包括:壓力傳感器，用於測量腔室內外的氣體壓力差值，並將所述氣體壓力差值發送給數據處理單元；風機過濾器，用於根據所述控制指令控制所述風機過濾器的風扇的轉速；和所述風機過濾器連接的狀態檢測單元，用於檢測並發送所述風機過濾器的風扇的轉速數據給數據處理單元；[0014]與所述壓力傳感器、風機過濾器和狀態檢測單元連接的數據處理單元，用於對接收的數據進行預處理並發送給數據傳輸單元；和所述數據處理單元連接的數據傳輸單元，用於將所述數據處理單元輸出的數據和其他數據傳輸單元發來的數據發送給PCC控制器或與該數據傳輸單元連接的下一個數據傳輸單兀。所述PCC控制器和串聯在一起的腔室控制單元的首端的腔室控制單元或尾端的腔室控制單元連接。所述壓力傳感器為Setra265差壓傳感器。所述PCC控制器為貝加萊PCC可編程計算機控制器。所述狀態檢測單元為CS1030通訊模塊。(三)有益效果本實用新型通過壓力傳感器實時採集腔室內外氣體壓力差值信號，能夠對氣壓的變化及時做出反應；PCC控制器根據採集的腔室壓力差值信號發出控制指令，控制風機過濾器實時調整風扇風速，使得腔室內的氣壓穩定在設定值。腔室控制單元之間通過網線串聯在一起，將所有腔室控制單元的信息發送給PCC控制器集中控制，有利於對腔室內氣體壓力的協調控制。本實用新型能夠對腔室內的氣體壓力做出及時調整，抗幹擾能力強，能夠使腔室氣壓穩定在設定值。本實用新型系統能夠根據實際腔室的需要靈活配置。

圖1是本申請的系統連接圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用於說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的範圍。本實用新型涉及一種均勻氣流裝置的控制方法，具體涉及半導體製造領域內的腔室微環境氣流均勻性控制，目的在於保證微小顆粒在半導體表面的沉積情況的最小化，最大限度降低微小顆粒聚集對矽片表面造成的汙染。本實用新型系統包括:1、腔室控制單元，至少一個腔室控制單元，用於根據PCC控制器的控制指令對腔室的氣體壓力進行控制，所述腔室控制單元之間通過網線串聯，如圖1所示；(I)壓力傳感器，用於測量腔室內外的氣體壓力差值，並將所述氣體壓力差值發送給數據處理單元；壓力傳感器選用Setra265差壓傳感器:Setra公司的Model265Differential Pressure Transducer,具體型號為 2651R25WD2BT1C，壓力檢測範圍0-0.25inch ff.C.(0-62.271Pa)，精度±0.1%。壓力傳感器採集腔室內外的氣體壓力差值信號的周期為500毫秒(2)風機過濾器，用於根據所述控制指令控制所述風機過濾器的風扇的轉速；(3)狀態檢測單元，和所述風機過濾器連接，用於檢測並發送所述風機過濾器的風扇的轉速數據給數據處理單元；狀態檢測單元選用CS1030通訊模塊；(4)數據處理單元，與所述壓力傳感器、風機過濾器和狀態檢測單元連接，用於對接收的數據進行預處理並發送給數據傳輸單元；(5)數據傳輸單元，和所述數據處理單元連接，用於將所述數據處理單元輸出的數據和其他數據傳輸單元發來的數據發送給PCC控制器或與該數據傳輸單元連接的下一個數據傳輸單元。2、PCC控制器，和所述腔室控制單元連接，用於接收所述腔室的數據並向所述腔室控制單元發送控制指令。所述PCC控制器和串聯在一起的腔室控制單元的首端的腔室控制單元或尾端的腔室控制單元連接。PCC控制器選用貝加萊PCC可編程計算機控制器:設計採用B&R公司的X20系列PCC，處理器為X20CP1485-1。本實用新型包括以下步驟:S1:所述壓力傳感器採集腔室內外的氣體壓力差值並將所述氣體壓力差值發送給所述數據處理單元；所述壓力傳感器採集腔室內外的氣體壓力差值的周期為500毫秒。S2:所述狀態檢測單元採集所述風機過濾器的風扇轉速數據，並將所述風扇轉速數據發送給所述數據處理單元；S3:所述數據處理單元對接收的所述氣體壓力值和所述風扇轉速數據進行預處理，將經過預處理後的數據發送給所述數據傳輸單元；S4:所述數據傳輸單元將所述數據處理單元發送的數據和其他數據傳輸單元發來的數據發送給與所述數據傳輸單元連接的下一個數據傳輸單元；當所述數據傳輸單元所在的腔室控制單元是串聯在一起的腔室控制單元的首端的腔室控制單元或尾端的腔室控制單元時，所述數據傳輸單元將所述數據處理單元發送的數據和其他數據傳輸單元發來的數據發送給所述PCC控制器；S5:所述PCC控制器對接收的數據進行處理得到控制指令，具體為:所述PCC控制器接收所述氣體壓力差值，當所述氣體壓力值和腔室壓力設定值的差值大於0.062Pa時，所述PCC控制器根據所述差值和所述風扇轉速數據向所述風機過濾器發出控制指令。所述控制指令通過所述數據傳輸單元和所述數據處理單元發送給所述風機過濾器，控制所述風機過濾器的風扇的轉速。本實用新型的特徵在於將多個腔室控制單元通過網線串行連接，如圖1所示，壓力傳感器反饋腔室內外氣體壓力差值，由PCC控制器集中控制風機過濾器的風扇的風速，實時保持腔室內微環境的整體層流質量。設定腔室控制單元的控制節點，腔室控制單元的節點號由Aircare地址選擇器實現，最多可實現125個腔室控制單元串聯。PCC控制器採用貝加萊PCC可編程計算機控制器。狀態檢測單元為CS1030通訊模塊，CS1030通訊模塊解析風機過濾器的狀態信號。檢測腔室內外的氣體壓力差值。壓力傳感器選用Setra265差壓傳感器，由軟管引入Setra265差壓傳感器，當監測點變化大於0.062Pa時，PCC控制器發出控制指令調整風機過濾器的風扇的轉速，調節對應腔室氣體壓力。Setra265差壓傳感器的掃描周期為500毫秒，滿足實時控制要求。不同腔室均有壓力傳感器，統一由PCC控制器檢測分析，實現集中控制。1.本實用新型將多個腔室控制單元串行連接，採用集中控制方法，同時監控多個腔室內風機過濾器的運行參數，協調各個腔室內部整體微環境的層流均勻性，保持腔室之間的氣流流動穩定；[0043]2.不同腔室控制單元由網線連接，方便擴展，具有很強的通用性，彌補了多風機控制器之間缺乏通訊擴展能力的缺陷；3.本實用新型可減小局部電氣布局複雜性，節約電氣走線空間，有利於腔室微環境設計，對於降低微小顆粒對矽片造成的汙染，對腔室內部達到更高的潔淨等級要求有積極意義。以上實施方式僅用於說明本實用新型，而並非對本實用新型的限制，有關技術領域的普通技術人員，在不脫離本實用新型的精神和範圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬於本實用新型的範疇，本實用新型的專利保護範圍應由權利要求限定。
權利要求1.一種腔室氣流控制系統，其特徵是，該系統包括: 至少一個腔室控制單元，用於根據PCC控制器的控制指令對腔室的氣體壓力進行控制，所述腔室控制單元之間通過網線串聯； 和所述腔室控制單元連接的PCC控制器，用於接收所述腔室的數據並向所述腔室控制單元發送控制指令。
2.根據權利要求1所述的系統，其特徵是，所述腔室控制單元包括: 壓力傳感器，用於測量腔室內外的氣體壓力差值，並將所述氣體壓力差值發送給數據處理單元； 風機過濾器，用於根據所述控制指令控制所述風機過濾器的風扇的轉速； 和所述風機過濾器連接的狀態檢測單元，用於檢測並發送所述風機過濾器的風扇的轉速數據給數據處理單元； 與所述壓力傳感器、風機過濾器和狀態檢測單元連接的數據處理單元，用於對接收的數據進行預處理並發送給數據傳輸單元； 和所述數據處理單元連接的數據傳輸單元，用於將所述數據處理單元輸出的數據和其他數據傳輸單元發來的數據發送給PCC控制器或與該數據傳輸單元連接的下一個數據傳輸單元。
3.根據權利要求1所述的系統，其特徵是，所述PCC控制器和串聯在一起的腔室控制單元的首端的腔室控制單元或尾端的腔室控制單元連接。
4.根據權利要求2所述的系統，其特徵是，所述壓力傳感器為Setra265差壓傳感器。
5.根據權利要求1所述的系統，其特徵是，所述PCC控制器為貝加萊PCC可編程計算機控制器。
6.根據權利要求2所述的系統，其特徵是，所述狀態檢測單元為CS1030通訊模塊。
專利摘要本實用新型公開了半導體製造技術領域，特別涉及一種腔室氣流控制系統。本實用新型包括PCC控制器和至少一個腔室控制單元；腔室控制單元包括壓力傳感器、風機過濾器、和所述風機過濾器連接的狀態檢測單元、與所述壓力傳感器、風機過濾器和狀態檢測單元連接的數據處理單元、和所述數據處理單元連接的數據傳輸單元。本實用新型能夠對腔室內的氣體壓力進行實時控制，使得腔室內的氣體壓力維持在設定值。
文檔編號B01D46/46GK203002142SQ20122071029
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月20日 優先權日2012年12月20日
發明者張明, 徐俊成, 馬嘉 申請人:北京七星華創電子股份有限公司