專利名稱：一種腔室氣流控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種腔室氣流控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
硅片清洗工藝中，清洗設(shè)備腔室內(nèi)部的氣流均勻性直接影響清洗質(zhì)量，氣體渦流的存在會(huì)造成微小顆粒聚集，增加微小顆粒在硅片表面的沉積幾率，污染硅片。目前，大多數(shù)廠商采用風(fēng)機(jī)過濾器對(duì)腔室內(nèi)部的氣體流動(dòng)進(jìn)行控制，按照SEMI標(biāo)準(zhǔn)，采用距風(fēng)機(jī)過濾器過濾網(wǎng)下方150_處的氣體流動(dòng)均勻性衡量腔室內(nèi)部的層流穩(wěn)定性，控制層流風(fēng)按照一定的流速在微環(huán)境內(nèi)垂直流動(dòng)，消除微小顆粒局部聚集，保持微環(huán)境潔凈等級(jí)。隨著硅片清洗工藝集成度不斷提高，硅片表面微小顆粒的指標(biāo)要求更加嚴(yán)格，腔室內(nèi)部微環(huán)境質(zhì)量的控制精度更加準(zhǔn)確。同時(shí)，多腔室清洗設(shè)計(jì)成為當(dāng)前清洗設(shè)備的研發(fā)主流，為保證硅片在不同腔室內(nèi)部的清洗質(zhì)量的統(tǒng)一性，距離硅片不同高度層流狀態(tài)的要求一致，穩(wěn)定。通常情況下，設(shè)備整體的微環(huán)境氣流質(zhì)量可通過對(duì)某一高度截面上任一點(diǎn)的風(fēng)速與平均風(fēng)速的比值比較，控制氣流運(yùn)動(dòng)矢量與垂直方向夾角小于14°，誤差在20%內(nèi)，即表明設(shè)備整體微環(huán)境保持層流。傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)過濾器獨(dú)立控制對(duì)應(yīng)腔室氣流，不同腔室之間的層流狀態(tài)沒有交互調(diào)節(jié)功能，特別是工藝過程中，機(jī)械手在不同腔室內(nèi)部運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)層流的影響得不到很好的控制，直接導(dǎo)致微小顆粒聚集，嚴(yán)重影響硅片的清洗效果，最終導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量的下降。
發(fā)明內(nèi)容(一)要解決的技術(shù)問題本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是:如何提供一種實(shí)時(shí)控制腔室內(nèi)氣流的系統(tǒng)，使腔室內(nèi)的氣流保持在設(shè)定狀態(tài)。(二)技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種腔室氣流控制系統(tǒng)，其特征是，該系統(tǒng)包括:至少一個(gè)腔室控制單元，用于根據(jù)PCC控制器的控制指令對(duì)腔室的氣體壓力進(jìn)行控制，所述腔室控制單元之間通過網(wǎng)線串聯(lián)；和所述腔室控制單元連接的PCC控制器，用于接收所述腔室的數(shù)據(jù)并向所述腔室控制單元發(fā)送控制指令。所述腔室控制單元包括:壓力傳感器，用于測(cè)量腔室內(nèi)外的氣體壓力差值，并將所述氣體壓力差值發(fā)送給數(shù)據(jù)處理單元；風(fēng)機(jī)過濾器，用于根據(jù)所述控制指令控制所述風(fēng)機(jī)過濾器的風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速；和所述風(fēng)機(jī)過濾器連接的狀態(tài)檢測(cè)單元，用于檢測(cè)并發(fā)送所述風(fēng)機(jī)過濾器的風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)給數(shù)據(jù)處理單元；[0014]與所述壓力傳感器、風(fēng)機(jī)過濾器和狀態(tài)檢測(cè)單元連接的數(shù)據(jù)處理單元，用于對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理并發(fā)送給數(shù)據(jù)傳輸單元；和所述數(shù)據(jù)處理單元連接的數(shù)據(jù)傳輸單元，用于將所述數(shù)據(jù)處理單元輸出的數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)傳輸單元發(fā)來的數(shù)據(jù)發(fā)送給PCC控制器或與該數(shù)據(jù)傳輸單元連接的下一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸單兀。所述PCC控制器和串聯(lián)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(jì)算機(jī)控制器。所述狀態(tài)檢測(cè)單元為CS1030通訊模塊。(三)有益效果本實(shí)用新型通過壓力傳感器實(shí)時(shí)采集腔室內(nèi)外氣體壓力差值信號(hào)，能夠?qū)鈮旱淖兓皶r(shí)做出反應(yīng)；PCC控制器根據(jù)采集的腔室壓力差值信號(hào)發(fā)出控制指令，控制風(fēng)機(jī)過濾器實(shí)時(shí)調(diào)整風(fēng)扇風(fēng)速，使得腔室內(nèi)的氣壓穩(wěn)定在設(shè)定值。腔室控制單元之間通過網(wǎng)線串聯(lián)在一起，將所有腔室控制單元的信息發(fā)送給PCC控制器集中控制，有利于對(duì)腔室內(nèi)氣體壓力的協(xié)調(diào)控制。本實(shí)用新型能夠?qū)η皇覂?nèi)的氣體壓力做出及時(shí)調(diào)整，抗干擾能力強(qiáng)，能夠使腔室氣壓穩(wěn)定在設(shè)定值。本實(shí)用新型系統(tǒng)能夠根據(jù)實(shí)際腔室的需要靈活配置。

圖1是本申請(qǐng)的系統(tǒng)連接圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本實(shí)用新型，但不用來限制本實(shí)用新型的范圍。本實(shí)用新型涉及一種均勻氣流裝置的控制方法，具體涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域內(nèi)的腔室微環(huán)境氣流均勻性控制，目的在于保證微小顆粒在半導(dǎo)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(duì)硅片表面造成的污染。本實(shí)用新型系統(tǒng)包括:1、腔室控制單元，至少一個(gè)腔室控制單元，用于根據(jù)PCC控制器的控制指令對(duì)腔室的氣體壓力進(jìn)行控制，所述腔室控制單元之間通過網(wǎng)線串聯(lián)，如圖1所示；(I)壓力傳感器，用于測(cè)量腔室內(nèi)外的氣體壓力差值，并將所述氣體壓力差值發(fā)送給數(shù)據(jù)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(hào)為 2651R25WD2BT1C，壓力檢測(cè)范圍0-0.25inch ff.C.(0-62.271Pa)，精度±0.1%。壓力傳感器采集腔室內(nèi)外的氣體壓力差值信號(hào)的周期為500毫秒(2)風(fēng)機(jī)過濾器，用于根據(jù)所述控制指令控制所述風(fēng)機(jī)過濾器的風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速；(3)狀態(tài)檢測(cè)單元，和所述風(fēng)機(jī)過濾器連接，用于檢測(cè)并發(fā)送所述風(fēng)機(jī)過濾器的風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)給數(shù)據(jù)處理單元；狀態(tài)檢測(cè)單元選用CS1030通訊模塊；(4)數(shù)據(jù)處理單元，與所述壓力傳感器、風(fēng)機(jī)過濾器和狀態(tài)檢測(cè)單元連接，用于對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理并發(fā)送給數(shù)據(jù)傳輸單元；(5)數(shù)據(jù)傳輸單元，和所述數(shù)據(jù)處理單元連接，用于將所述數(shù)據(jù)處理單元輸出的數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)傳輸單元發(fā)來的數(shù)據(jù)發(fā)送給PCC控制器或與該數(shù)據(jù)傳輸單元連接的下一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸單元。2、PCC控制器，和所述腔室控制單元連接，用于接收所述腔室的數(shù)據(jù)并向所述腔室控制單元發(fā)送控制指令。所述PCC控制器和串聯(lián)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(jì)算機(jī)控制器:設(shè)計(jì)采用B&R公司的X20系列PCC，處理器為X20CP1485-1。本實(shí)用新型包括以下步驟:S1:所述壓力傳感器采集腔室內(nèi)外的氣體壓力差值并將所述氣體壓力差值發(fā)送給所述數(shù)據(jù)處理單元；所述壓力傳感器采集腔室內(nèi)外的氣體壓力差值的周期為500毫秒。S2:所述狀態(tài)檢測(cè)單元采集所述風(fēng)機(jī)過濾器的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，并將所述風(fēng)扇轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)發(fā)送給所述數(shù)據(jù)處理單元；S3:所述數(shù)據(jù)處理單元對(duì)接收的所述氣體壓力值和所述風(fēng)扇轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，將經(jīng)過預(yù)處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送給所述數(shù)據(jù)傳輸單元；S4:所述數(shù)據(jù)傳輸單元將所述數(shù)據(jù)處理單元發(fā)送的數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)傳輸單元發(fā)來的數(shù)據(jù)發(fā)送給與所述數(shù)據(jù)傳輸單元連接的下一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸單元；當(dāng)所述數(shù)據(jù)傳輸單元所在的腔室控制單元是串聯(lián)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(shí)，所述數(shù)據(jù)傳輸單元將所述數(shù)據(jù)處理單元發(fā)送的數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)傳輸單元發(fā)來的數(shù)據(jù)發(fā)送給所述PCC控制器；S5:所述PCC控制器對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)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(dāng)所述氣體壓力值和腔室壓力設(shè)定值的差值大于0.062Pa時(shí)，所述PCC控制器根據(jù)所述差值和所述風(fēng)扇轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)向所述風(fēng)機(jī)過濾器發(fā)出控制指令。所述控制指令通過所述數(shù)據(jù)傳輸單元和所述數(shù)據(jù)處理單元發(fā)送給所述風(fēng)機(jī)過濾器，控制所述風(fēng)機(jī)過濾器的風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。本實(shí)用新型的特征在于將多個(gè)腔室控制單元通過網(wǎng)線串行連接，如圖1所示，壓力傳感器反饋腔室內(nèi)外氣體壓力差值，由PCC控制器集中控制風(fēng)機(jī)過濾器的風(fēng)扇的風(fēng)速，實(shí)時(shí)保持腔室內(nèi)微環(huán)境的整體層流質(zhì)量。設(shè)定腔室控制單元的控制節(jié)點(diǎn)，腔室控制單元的節(jié)點(diǎn)號(hào)由Aircare地址選擇器實(shí)現(xiàn)，最多可實(shí)現(xiàn)125個(gè)腔室控制單元串聯(lián)。PCC控制器采用貝加萊PCC可編程計(jì)算機(jī)控制器。狀態(tài)檢測(cè)單元為CS1030通訊模塊，CS1030通訊模塊解析風(fēng)機(jī)過濾器的狀態(tài)信號(hào)。檢測(cè)腔室內(nèi)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(dāng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)變化大于0.062Pa時(shí)，PCC控制器發(fā)出控制指令調(diào)整風(fēng)機(jī)過濾器的風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)腔室氣體壓力。Setra265差壓傳感器的掃描周期為500毫秒，滿足實(shí)時(shí)控制要求。不同腔室均有壓力傳感器，統(tǒng)一由PCC控制器檢測(cè)分析，實(shí)現(xiàn)集中控制。1.本實(shí)用新型將多個(gè)腔室控制單元串行連接，采用集中控制方法，同時(shí)監(jiān)控多個(gè)腔室內(nèi)風(fēng)機(jī)過濾器的運(yùn)行參數(shù)，協(xié)調(diào)各個(gè)腔室內(nèi)部整體微環(huán)境的層流均勻性，保持腔室之間的氣流流動(dòng)穩(wěn)定；[0043]2.不同腔室控制單元由網(wǎng)線連接，方便擴(kuò)展，具有很強(qiáng)的通用性，彌補(bǔ)了多風(fēng)機(jī)控制器之間缺乏通訊擴(kuò)展能力的缺陷；3.本實(shí)用新型可減小局部電氣布局復(fù)雜性，節(jié)約電氣走線空間，有利于腔室微環(huán)境設(shè)計(jì)，對(duì)于降低微小顆粒對(duì)硅片造成的污染，對(duì)腔室內(nèi)部達(dá)到更高的潔凈等級(jí)要求有積極意義。以上實(shí)施方式僅用于說明本實(shí)用新型，而并非對(duì)本實(shí)用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本實(shí)用新型的范疇，本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求1.一種腔室氣流控制系統(tǒng)，其特征是，該系統(tǒng)包括: 至少一個(gè)腔室控制單元，用于根據(jù)PCC控制器的控制指令對(duì)腔室的氣體壓力進(jìn)行控制，所述腔室控制單元之間通過網(wǎng)線串聯(lián)； 和所述腔室控制單元連接的PCC控制器，用于接收所述腔室的數(shù)據(jù)并向所述腔室控制單元發(fā)送控制指令。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，所述腔室控制單元包括: 壓力傳感器，用于測(cè)量腔室內(nèi)外的氣體壓力差值，并將所述氣體壓力差值發(fā)送給數(shù)據(jù)處理單元； 風(fēng)機(jī)過濾器，用于根據(jù)所述控制指令控制所述風(fēng)機(jī)過濾器的風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速； 和所述風(fēng)機(jī)過濾器連接的狀態(tài)檢測(cè)單元，用于檢測(cè)并發(fā)送所述風(fēng)機(jī)過濾器的風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)給數(shù)據(jù)處理單元； 與所述壓力傳感器、風(fēng)機(jī)過濾器和狀態(tài)檢測(cè)單元連接的數(shù)據(jù)處理單元，用于對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理并發(fā)送給數(shù)據(jù)傳輸單元； 和所述數(shù)據(jù)處理單元連接的數(shù)據(jù)傳輸單元，用于將所述數(shù)據(jù)處理單元輸出的數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)傳輸單元發(fā)來的數(shù)據(jù)發(fā)送給PCC控制器或與該數(shù)據(jù)傳輸單元連接的下一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，所述PCC控制器和串聯(lián)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(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征是，所述壓力傳感器為Setra265差壓傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，所述PCC控制器為貝加萊PCC可編程計(jì)算機(jī)控制器。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征是，所述狀態(tài)檢測(cè)單元為CS1030通訊模塊。
專利摘要本實(shí)用新型公開了半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種腔室氣流控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型包括PCC控制器和至少一個(gè)腔室控制單元；腔室控制單元包括壓力傳感器、風(fēng)機(jī)過濾器、和所述風(fēng)機(jī)過濾器連接的狀態(tài)檢測(cè)單元、與所述壓力傳感器、風(fēng)機(jī)過濾器和狀態(tài)檢測(cè)單元連接的數(shù)據(jù)處理單元、和所述數(shù)據(jù)處理單元連接的數(shù)據(jù)傳輸單元。本實(shí)用新型能夠?qū)η皇覂?nèi)的氣體壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，使得腔室內(nèi)的氣體壓力維持在設(shè)定值。
文檔編號(hào)B01D46/46GK203002142SQ20122071029
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者張明, 徐俊成, 馬嘉 申請(qǐng)人:北京七星華創(chuàng)電子股份有限公司