專利名稱：一種工藝腔室排風(fēng)系統(tǒng)及排風(fēng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路制造設(shè)備內(nèi)部微環(huán)境排風(fēng)領(lǐng)域，尤其涉及一種工藝腔室排風(fēng)系統(tǒng)及排風(fēng)方法。
背景技術(shù)：
隨著集成電路制造技術(shù)的高速發(fā)展，當(dāng)前主流工藝已從90nm過(guò)渡到65nm、45nm甚至以下的超精細(xì)集成電路生產(chǎn)制造。這意味著集成電路芯片的特征尺寸已進(jìn)入到深亞微米階段，而造成芯片上超微細(xì)電路失效或損壞的關(guān)鍵顆粒的特征尺寸也隨之大為減小，因而對(duì)集成電路制造設(shè)備內(nèi)部，特別是工藝腔室內(nèi)部微環(huán)境中的氣流場(chǎng)提出了更為嚴(yán)格的要求，以避免工藝過(guò)程中的液滴及產(chǎn)生的顆粒等對(duì)處理晶片造成二次污染。
通常在工藝腔室頂部安裝風(fēng)機(jī)過(guò)濾單元FFU (Fan Filter Unit)以形成自上而下經(jīng)高效過(guò)濾的垂直層流風(fēng)，同時(shí)在工藝腔室的底部設(shè)置排風(fēng)裝置，并與廠務(wù)的主排風(fēng)管道相連，從而建立工藝腔室內(nèi)部的氣流場(chǎng)。但現(xiàn)有的集成電路制造設(shè)備對(duì)工藝腔室底部的排風(fēng)裝置均采用手動(dòng)調(diào)節(jié)，排風(fēng)裝置中閥的開(kāi)度固定，因此不能根據(jù)不同的工藝步驟對(duì)排風(fēng)量進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，不能靈活地改變工藝腔室內(nèi)部的氣流場(chǎng)。發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題
本發(fā)明的目的在于提供一種能根據(jù)不同的工藝步驟對(duì)排風(fēng)量進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，進(jìn)而靈活地改變工藝腔室內(nèi)部氣流場(chǎng)的工藝腔室排風(fēng)系統(tǒng)及排風(fēng)方法。
(二)技術(shù)方案
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種工藝腔室排風(fēng)系統(tǒng)，該排風(fēng)系統(tǒng)包括至少一套排風(fēng)單元、主排風(fēng)管道和控制器；所述排風(fēng)單元包括工藝腔室、排風(fēng)支管、調(diào)節(jié)閥、電機(jī)和差壓計(jì)；所述調(diào)節(jié)閥安裝在排風(fēng)支管內(nèi)；所述控制器與差壓計(jì)、電機(jī)相連接，電機(jī)與調(diào)節(jié)閥相連接；排風(fēng)支管的入口與工藝腔室相連，排風(fēng)支管的出口與主排風(fēng)管道相連。
其中，所述電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)和舵機(jī)中的一種。
其中，所述調(diào)節(jié)閥為蝶閥。
其中，所述控制器為嵌入式控制器。
其中，所述嵌入式控制器包括驅(qū)動(dòng)模塊，所述驅(qū)動(dòng)模塊與電機(jī)之間采用電氣連接。
其中，所述嵌入式控制器包括模擬量輸入模塊，所述模擬量輸入模塊與差壓計(jì)之間采用電氣連接。
其中，所述排風(fēng)單元為8套。
其中，所述差壓計(jì)的一端通入排風(fēng)支管內(nèi)部，另一端通向外部環(huán)境。
本發(fā)明還提供一種工藝腔室排風(fēng)方法，該方法包括以下步驟
SI :將主排風(fēng)管道的壓力值設(shè)為恒定；
S2:控制器根據(jù)不同工藝步驟對(duì)工藝腔室內(nèi)部氣流場(chǎng)的要求設(shè)定排風(fēng)支管內(nèi)部與外部環(huán)境的差壓值，把這個(gè)差壓值作為目標(biāo)值；
S3 :控制器采集每個(gè)排風(fēng)單元的差壓計(jì)的讀數(shù)，把這個(gè)讀數(shù)作為反饋值；
S4:計(jì)算目標(biāo)值與反饋值的差值，采用帶死區(qū)的PID壓力控制算法，計(jì)算出調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，從而計(jì)算出電機(jī)需轉(zhuǎn)動(dòng)的角度；
S5 :通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥工作，進(jìn)而控制調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度大小。
(三)有益效果
本發(fā)明提供的工藝腔室排風(fēng)系統(tǒng)及排風(fēng)方法，根據(jù)不同的工藝步驟，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)排風(fēng)支管內(nèi)的調(diào)節(jié)閥，控制調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度大小，實(shí)現(xiàn)對(duì)排風(fēng)量的自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而調(diào)節(jié)工藝腔室內(nèi)部的氣流場(chǎng)。本發(fā)明提供的工藝腔室排風(fēng)系統(tǒng)能夠靈活地改變工藝腔室內(nèi)部的氣流場(chǎng)，減少工藝過(guò)程中的液滴及產(chǎn)生的顆粒等對(duì)處理晶片造成二次污染，使得晶片的工藝處理效果得到顯著提高。


圖I為本發(fā)明工藝腔室排風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖中，I :工藝腔室；2 :主排風(fēng)管道；3 :排風(fēng)支管；4 :蝶閥；5 :差壓計(jì)；6 :步進(jìn)電機(jī)；7 :嵌入式控制器；8 :卡盤(pán)結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。這些實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制。
在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、 “后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。
此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。
如圖I所示，一種工藝腔室排風(fēng)系統(tǒng)，該工藝腔室排風(fēng)系統(tǒng)包括至少一套排風(fēng)單元、主排風(fēng)管道2和控制器；所述排風(fēng)單元包括工藝腔室I、排風(fēng)支管3、調(diào)節(jié)閥、電機(jī)和差壓計(jì)5 ;所述工藝腔室I內(nèi)設(shè)置卡盤(pán)結(jié)構(gòu)8 ;所述控制器與差壓計(jì)5、電機(jī)相連接，電機(jī)與調(diào)節(jié)閥相連接；
所述調(diào)節(jié)閥為蝶閥4 ;所述電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)6、伺服電機(jī)和舵機(jī)中的一種；所述控制器為嵌入式控制器7 ;所述工藝腔室的卡盤(pán)結(jié)構(gòu)8用于夾持晶片，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)和上升下降運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明提供的工藝腔室排風(fēng)系統(tǒng)，在每個(gè)排風(fēng)單元的排風(fēng)支管3內(nèi)均裝有蝶閥4 ； 所述差壓計(jì)5的一端通入排風(fēng)支管3內(nèi)部，另一端通向外部環(huán)境；排風(fēng)支管3的入口與工藝 腔室1相連，排風(fēng)支管3的出口與主排風(fēng)管道2相連。所述嵌入式控制器7包括驅(qū)動(dòng)模塊、模擬量輸入模塊，其中驅(qū)動(dòng)模塊與電機(jī)之間 采用電氣連接，模擬量輸入模塊與差壓計(jì)5之間也采用電氣連接。本發(fā)明提供的一種工藝 腔室排風(fēng)系統(tǒng)至少有一套排風(fēng)單元。本實(shí)施例采用具有八套排風(fēng)單元的排風(fēng)系統(tǒng)。具體排風(fēng)方法如下將主排風(fēng)管道壓力值設(shè)為恒定，采用一臺(tái)嵌入式控制器7分別采集八套排風(fēng)單元 中差壓計(jì)5的讀數(shù)作為反饋值，并根據(jù)不同工藝腔室所處的工藝步驟設(shè)定排風(fēng)支管3與外 部環(huán)境的差壓值，把這個(gè)差壓值作為目標(biāo)值，通過(guò)計(jì)算目標(biāo)值與反饋值的差值，采用帶死區(qū) 的PID壓力控制算法，計(jì)算出調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，從而計(jì)算出電機(jī)需要轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，通過(guò)電機(jī)的 轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥，進(jìn)而控制調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度大小。上述帶死區(qū)的PID壓力控制算法具體如下所述定義Pd為當(dāng)前工藝步驟排風(fēng)支管3與外部環(huán)境差壓值的目標(biāo)值，Pdi = 1-n)為 第i個(gè)工藝腔室中排風(fēng)單元通過(guò)差壓計(jì)5采集的實(shí)際差壓值，定義當(dāng)前腔室當(dāng)前工藝步驟 的差壓誤差值為eP = Pd-Pi (1-1)定義偏差值
權(quán)利要求
1.一種工藝腔室排風(fēng)系統(tǒng)，該排風(fēng)系統(tǒng)包括，至少一套排風(fēng)單元、主排風(fēng)管道(2)，其特征在于，該排風(fēng)系統(tǒng)還包括控制器；所述排風(fēng)單元包括工藝腔室(I)、排風(fēng)支管(3)、調(diào)節(jié)閥、電機(jī)和差壓計(jì)(5);所述調(diào)節(jié)閥安裝在排風(fēng)支管(3)內(nèi)；所述控制器與差壓計(jì)(5)、電機(jī)相連接，電機(jī)與調(diào)節(jié)閥相連接；排風(fēng)支管(3)的入口與工藝腔室相連，排風(fēng)支管(3)的出口與主排風(fēng)管道(2)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工藝腔室排風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)(6)、伺服電機(jī)和舵機(jī)中的一種。
3 根據(jù)權(quán)利要求I所述的工藝腔室排風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)節(jié)閥為蝶閥(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工藝腔室排風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器為嵌入式控制器(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工藝腔室排風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于，所述嵌入式控制器(7)包括驅(qū)動(dòng)模塊，所述驅(qū)動(dòng)模塊與電機(jī)之間采用電氣連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工藝腔室排風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于，所述嵌入式控制器(7)包括模擬量輸入模塊，所述模擬量輸入模塊與差壓計(jì)(5)之間采用電氣連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工藝腔室排風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于，所述排風(fēng)單元為8套。
8.根據(jù)權(quán)利要求I一 7任一項(xiàng)所述的工藝腔室排風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于，所述差壓計(jì)(5)的一端通入排風(fēng)支管(3)內(nèi)部,另一端通向外部環(huán)境。
9.一種工藝腔室排風(fēng)方法，其特征在于，包括以下步驟 ·51:將主排風(fēng)管道(2)的壓力值設(shè)為恒定； ·52:控制器根據(jù)不同工藝步驟對(duì)工藝腔室(I)內(nèi)部氣流場(chǎng)的要求設(shè)定排風(fēng)支管(3)內(nèi)部與外部環(huán)境的差壓值，把這個(gè)差壓值作為目標(biāo)值；· · 53:控制器采集每個(gè)排風(fēng)單元的差壓計(jì)(5)的讀數(shù)，把這個(gè)讀數(shù)作為反饋值； ·54:計(jì)算目標(biāo)值與反饋值的差值，采用帶死區(qū)的PID壓力控制算法，計(jì)算出調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，從而計(jì)算出電機(jī)需轉(zhuǎn)動(dòng)的角度； ·55:通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥工作，進(jìn)而控制調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度大小。
全文摘要
本發(fā)明提供一種工藝腔室排風(fēng)系統(tǒng)及排風(fēng)方法,該排風(fēng)系統(tǒng)包括，至少一套排風(fēng)單元、主排風(fēng)管道和控制器；所述排風(fēng)單元包括工藝腔室、排風(fēng)支管、調(diào)節(jié)閥、電機(jī)和差壓計(jì)；所述調(diào)節(jié)閥安裝在排風(fēng)支管內(nèi)；所述控制器與差壓計(jì)、電機(jī)相連接，電機(jī)與調(diào)節(jié)閥相連接；排風(fēng)支管的入口與工藝腔室相連，排風(fēng)支管的出口與主排風(fēng)管道相連。采用上述排風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行排風(fēng)時(shí)，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)排風(fēng)支管內(nèi)的調(diào)節(jié)閥，控制調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度大小，實(shí)現(xiàn)對(duì)排風(fēng)量的自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而調(diào)節(jié)工藝腔室內(nèi)部的氣流場(chǎng)。本發(fā)明提供的工藝腔室排風(fēng)系統(tǒng)能夠靈活地改變工藝腔室內(nèi)部的氣流場(chǎng)，減少工藝過(guò)程中的液滴及產(chǎn)生的顆粒等對(duì)處理晶片造成二次污染，使得晶片的工藝處理效果得到顯著提高。
文檔編號(hào)B08B17/00GK102974588SQ201210365869
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者馬嘉, 吳儀, 王超, 李文杰 申請(qǐng)人:北京七星華創(chuàng)電子股份有限公司