CN103370767B - 用于控制处理系统的方法与设备 - Google Patents
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Abstract
本文提供用于控制处理系统的方法及设备。在一些实施例中，一种控制处理系统的方法可包括以下步骤：以第一基线泵空转速度操作耦接至处理腔室的真空泵，所述第一基线泵空转速度经选择以将所述处理腔室的压力维持在等于第一基线泵空转压力；在以所述第一基线泵空转速度操作所述真空泵时，监控所述处理腔室中的压力；以及确定当以所述第一基线泵空转速度操作所述真空泵时，是否能在所述处理腔室中维持所述第一基线泵空转压力。
Description
领域
本发明的实施例大体而言涉及用于真空处理装备的控制系统，所述装备例如用于制造电子装置。
背景
电子制造设施必须维持处理腔室处于适当的操作压力，以最大化良率、产量、一致性、配件寿命及可操作时间。此外，电子制造设施受到不定期的停工时间、良率损失及与管线堵塞、管线泄漏、由管线泄漏造成的反应性化学事件及泵磨损有关的设备损坏显著影响。在当前制造设施中，在此问题发生之后，与前述问题有关的处理设备的检视及维护才被人工执行。
举例而言，用于管线泄漏检查、管线堵塞检视及泵容量测试(在定期预防性维护检查之间及之后，执行泵容量曲线)的传统的熟知方法(best-knownmethods；BKM)费时、困难、需要高度熟练工且常常不被采用，除非显著事件的模式已发生。
太阳能及发光二极管(LED)设施尤其受到这些问题的影响，因为现有BKM程序在寻找泄漏、定义管线堵塞及/或正常定期更换或检视调度之间的泵磨损等时在线存在困难。
因此，发明人已提供用于真空处理设备的改善的监控及控制系统。
发明内容
本文提供用于控制处理系统的方法及设备。在一些实施例中，一种控制处理系统的方法可包括以下步骤：以第一基线泵空转速度操作耦接至处理腔室的真空泵，所述第一基线泵空转速度经选择以将所述处理腔室的压力维持在等于第一基线泵空转压力；在以所述第一基线泵空转速度操作所述真空泵时，监控所述处理腔室中的压力；以及确定当以所述第一基线泵空转速度操作所述真空泵时，是否能在所述处理腔室中维持所述第一基线泵空转压力。
在一些实施例中，所述方法可包括以下步骤：在监控处理腔室中的压力不同于第一基线泵空转压力之后，将真空泵的泵速度调节至第二泵空转速度，以将所述处理腔室维持在所述第一基线泵空转压力；以及确定所述第二泵空转速度是否在所述第一基线泵空转速度的预定公差内。
在一些实施例中，所述方法可包括以下步骤：当无气体在处理腔室中流动时，空转真空泵；以及在以第一基线泵空转速度空转所述真空泵时，监控所述处理腔室中的压力。
在一些实施例中，所述方法可并入计算机可读取媒体中，所述计算机可读取媒体在执行时使控制处理系统的方法得以执行。
在一些实施例中，处理系统可包括控制器，所述控制器具有一或多个输入，以接收各个输入值，所述各个输入值对应于处理腔室的内部容积中的压力及耦接至所述处理腔室的真空泵的泵速度，其中所述控制器经配置以在所述处理腔室处于空转模式时接收所述各个输入值，且其中所述控制器进一步经配置以确定是否能将所述处理腔室维持处于预定压力，所述预定压力对应于真空泵以基线泵空转速度操作或在基线泵空转速度的预定公差内操作。
以下描述本发明的其它及进一步实施例。
附图简单说明
能通过参阅附图中所图示的本发明的说明性实施例理解以上简要概述及以下更详细地论述的本发明的实施例。然而，应注意，所述附图仅图示本发明的典型实施例，且因此不欲视为本发明的范围的限制，因为本发明可允许其它同等有效的实施例。
图1图示根据本发明的一些实施例，描绘具有控制系统的处理系统的示意图。
图2图示根据本发明的一些实施例，描绘控制处理系统的方法200的流程图。
图3图示根据本发明的一些实施例，描绘控制处理系统的方法300的流程图。
图4图示根据本发明的一些实施例，描绘确定第一基线泵空转速度的方法400的流程图。
图5图示根据本发明的一些实施例，描绘确定第二基线泵空转速度的方法500的流程图。
图6图示根据本发明的一些实施例，描绘控制处理系统的方法600的流程图。
为了促进理解，在可能情况下已使用相同元件符号以指定为诸图所共有的相同元件。诸图未按比例绘制且为清晰起见可予以简化。设想在于，一个实施例的元件及特征结构可有利地并入其它实施例中而无需进一步叙述。
具体描述
本发明的实施例大体而言涉及用于监控及控制泵系统的控制系统及方法，所述泵系统用于真空处理设备，诸如可用于制造电子装置。举例而言，可将这类控制系统及方法有利地用于制造太阳板、硅晶片及硅基半导体器件、液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)及类似物的设备。
本发明的实施例可在回馈控制回路中使用处理腔室中的真空压力来提供经集成的控制解决方案，以动态地改变泵的泵速度(例如，泵空转速度)来维持腔室压力基线(例如，基线泵空转压力)，并在检测到压力降低的情况下预测对于预防性维护(preventative maintenance；PM)停工时间的需要。在一些实施例中，在腔室处于空转模式时，例如，当腔室中不存在正在执行的工艺及/或不存在流动的处理气体时，可利用本发明。在空转模式中，泵速度可能低于在腔室的生产模式期间的泵速度。
图1图示根据本发明的一些实施例，描绘具有控制系统的处理系统100的示意图。如图1中所示，处理系统可大体包括处理腔室102，所述处理腔室102具有内部处理容积103且具有一或多个气体入口105及出口107，所述一或多个气体入口105耦接至一或多个气源124，所述出口107经由排气线116耦接至真空泵112。
所述一或多个气源124可向处理腔室102提供一或多种气体，诸如，处理气体、清洁气体、净化气体或类似气体。真空泵112通常用以从处理腔室内移除材料，诸如，未使用的处理气体、处理副产物及类似物。真空泵112与设置于排气线116中的阀108(诸如，闸阀、节流阀或类似物)组合可用以控制处理腔室102中的压力。第一压力传感器104(诸如，压力计)可耦接至处理腔室102，以感测处理腔室102内的压力。
控制器106可经耦接以自第一压力传感器104及第二压力传感器110接收信号(以下更详细地论述)。控制器106可为用于工业设定的任何适合的控制器。在一些实施例中，控制器106可为子晶片厂控制器，所述子晶片厂控制器耦接至基板处理系统100的子晶片厂内的各个组件且控制所述组件。在一些实施例中，控制器106可为耦接至处理腔室102的控制器。或者控制器106可为如本文所述配置的单独控制器。
控制器106可包含中央处理单元(CPU)118、存储器120及CPU的支持电路122。控制器106可直接控制处理系统100的每一组件或经由与特定的处理腔室及/或支持系统组件相关联的计算机(或控制器)控制处理系统100的每一组件。控制器106可为可在工业设定中用于控制各种腔室及子处理器的任何形式的通用计算机处理器中的一个。CPU的存储器或计算机可读取媒体可为随时可用存储器中的一或多个存储器，诸如，随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、软盘、硬盘、闪存或本端或远程的任何其它形式的数字储存器。支持电路耦接至CPU，以用传统方式支持处理器。这些电路包括高速缓存、电源、同步脉冲电路、输入/输出电路系统及子系统及类似物。本文所述的发明方法可储存于控制器106的存储器中作为软件例行程序，所述软件例行程序可经执行或调用以用本文所述的方式控制基板处理系统100的操作。举例而言，每一方法步骤可储存作为存储器120的模块或储存于存储器120的模块中。所述软件例行程序也可由第二CPU(未图示)储存及/或执行，所述第二CPU被由控制器106控制的硬件远程设置。
控制器106可耦接至第一压力传感器104、第二压力传感器110及泵控制器114且与所述第一压力传感器104、所述第二压力传感器110及所述泵控制器114通讯。第二压力传感器110可经配置以感测阀108与真空泵112之间的管线116中的压力。第二压力传感器110可位于阀108与真空泵112之间的任何位置处，但所述第二压力传感器110通常设置于接近真空泵入口。或者，第二压力传感器110可设置于真空泵112与用于治理处理腔室废气的治理系统113之间，以使得控制器106可监控治理系统113上的入口压力。泵控制器114耦接至真空泵112且控制真空泵112的速度。泵控制器可为PLC(可程序化逻辑控制器)、微型控制器、或在剥离泵情况下的变频机(variable frequency drive；VFD)及由控制器106控制的输入/输出(IO)模块。举例而言，可将泵控制器114集成至真空泵封装中，且可自控制器106驱动设定点，或所述泵控制器可为自控制器106接收真空泵功率、泵速度、惰性物质流量、冷却剂流量及操作温度命令的独立单元。泵控制器114可视需要将信号发送至泵封装内的阀，以控制惰性泵的净化水平、泵每分钟转数、泵功率使用、泵冷却剂及泵温度。来自泵控制器114的控制信号可控制总的惰性气体添加及冷却水流量，或视需要控制由压缩区域添加的冷却水及惰性气体。
在操作中，控制器106可基于来自压力传感器104的回馈动态地控制真空泵112的泵速度的空转速度设定点。此外，控制器106可检测处理腔室102的排气线116中的劣化或泄漏。举例而言，在一些实施例中，控制器106可自压力传感器104接收与处理腔室102中的真空压力相关的信号，且控制器106可在回馈控制回路中使用那种信号来动态地改变真空泵112的泵速度(例如，泵空转速度)，以维持腔室压力基线(例如，基线泵空转压力)，并若检测到腔室压力降低，则预测对于预防性维护停工时间的需要。
图2描绘根据本发明的一些实施例，用于控制处理系统的方法200的流程图。在一些实施例中，方法200可为控制器的存储器122的模块的实例，且方法200可用以控制本文所述的处理系统。方法200通常开始于210处，在所述210处确定基线泵空转速度。举例而言，基线泵空转速度确定器模块可包括于控制器的存储器122中及/或另一控制器的存储器中，另一控制器诸如用于确定基线泵空转速度的泵控制器114。在一些实施例中，可通过首先确定阀108下游的排气线116的基线泵空转压力，来确定基线泵空转速度。举例而言，在阀108闭合的情况下，可以全速执行泵，且可使用第二压力传感器110测量排气线116内的压力。接下来，在214处，可确定足以维持基线泵空转压力的最低的空转速度。举例而言，可减小泵速度，以达到基线泵空转速度，所述基线泵空转速度定义为足以维持基线泵空转压力的最低的泵速度。真空泵112的基线泵空转速度提供在维持阀108下游的排气线116中的基线泵空转压力时，执行真空泵112的最低能量消耗。
接下来在220处，在以基线泵空转速度操作真空泵时可监控泵速度。举例而言，泵速度监控模块可包括于存储器122中及/或另一控制器的存储器中，另一控制器诸如用于监控泵速度的泵控制器114。在一些实施例中，如222处所示，在无气体流动于处理腔室102中的情况下可开启阀108，且可经由压力传感器104监控腔室压力。当在气体流动于处理腔室中的情况下开启闸阀时，系统应理想地保持密封，且真空泵应能够维持处理腔室102内所要的真空压力。
接下来在230处，确定在真空泵112以基线泵空转速度运行的情况下，系统是否能维持处理腔室102中的真空(例如，基线泵空转速度)。举例而言，维持基线泵空转压力确定器模块可包括于存储器122中及/或另一控制器的存储器中，另一控制器诸如用于确定在以基线泵空转速度操作泵112时，是否能维持压力的泵控制器114。若确定系统能维持处理腔室中的真空压力(例如，基线泵空转速度)，则所述系统能进入执行模式，如232处所示。举例而言，系统执行模块可包括于存储器122中及/或另一控制器的存储器中，以使当维持基线泵空转压力确定器模块确定系统能维持基线泵空转压力时，所述系统进入执行模式，或用于提供指示可进入执行模式的信号。然而，若系统无法维持处理腔室中的真空压力，则可产生系统警报。举例而言，系统警报模块可包括于存储器122中及/或另一控制器的存储器中，另一控制器诸如用于在维持基线泵空转压力确定器模块确定系统无法维持基线泵空转压力时使所述系统产生警报的泵控制器114。系统警报可包括警报信息、灯、可听声音或类似物中的一或更多个。可使用控制器106的操作者界面(例如，人机界面或HMI)上闪动的黄灯及/或信息来显示警报。警报信息可提供关于可能原因的进一步细节，诸如，泵劣化、闸阀后或闸阀前泄漏或腔室中泄漏。警报可连结至处理工具控制器且可防止下次晶片负载。举例而言，控制器106可在屏幕上显示适当的警报信息(例如，泄漏、管线堵塞、泵磨损或类似警报信息)，且控制器106视需要可在(例如)子晶片厂设备状态灯塔上或其它适合位置显示警报灯。控制器106可使警报信息、灯、可听声音等提供于所述控制器106上、处理腔室控制器显示器(未图示)上、工厂控制器显示器(未图示)上或任何其它适合的位置。用户可程序化升级选择可包括联锁的自动关闭或实施，以防止若警报未确认及/或若缺陷未得到解决的基板处理的下一个循环。若产生系统警报，则可关闭所述系统，且可定位并修复沿阀108与处理腔室102之间的排气导管116的任何泄漏。
图3描绘根据本发明的一些实施例，用于控制处理腔室的方法300的流程图。在一些实施例中，方法300可为控制器的存储器122的模块的实例，且方法300可用以控制本文所述的处理系统。在一些实施例中，可在已预先执行方法200之后执行方法300。方法300通常开始于302处，在所述302处，当处理腔室102中无气体流动时可将真空泵112设定成空转模式。举例而言，真空泵空转轮模块可包括于存储器122中及/或另一控制器的存储器中，另一控制器诸如用于使真空泵空转的泵控制器114。举例而言，在处理基板之后或完成许多基板之后，处理腔室可进入空转模式以等待另外的基板、执行维护或类似步骤。当处理腔室处于空转状态、或处于无气体流动于所述处理腔室中的一些其它所要时段时，可减小真空泵112的速度。当真空泵处于减小的速度(例如，基线泵空转速度)时，通常可维持处理腔室102中的所要真空压力(例如，基线泵空转压力)，因为无气体流入所述处理腔室中。
在304处，可维持处理腔室102内的压力。举例而言，压力维持器模块可包括于存储器122中及/或另一控制器的存储器中，另一控制器诸如用于使真空压力维持于处理腔室中的泵控制器114。真空泵112可在维持处理腔室102内压力时，通常保持空转(例如，以等于基线泵空转速度的第一泵空转速度执行，或以小于预定最大泵空转速度的一些其它空转速度执行)。然而，如305处所示，为了维持处理腔室102内所要压力，真空泵112的第一泵空转速度必须增加至第二泵空转速度，以维持所要压力(例如，基线泵空转压力)。举例而言，若控制器106自由第一压力传感器104提供的数据检测处理腔室中的压力增加至高于所要设定点(例如，基线泵空转压力)，则控制器106可将信号发送至泵控制器114，以增加真空泵112的速度，来将处理腔室中的压力维持在所要设定点或接近所要设定点(例如，基线泵空转压力)。例如，归因于沿排气线的泄漏、泵的劣化或类似原因，处理腔室102中的压力会在处于空转状态时增加。
在306处，可将第二泵空转速度与第一泵空转速度相比较。举例而言，空转速度比较器模块可包括于存储器122中及/或另一控制器的存储器中，另一控制器诸如用于将泵空转速度与基线泵空转速度比较的泵控制器114。在一些实施例中，第二泵空转速度可为当前泵速度，且第一泵空转速度可为基线泵空转速度。举例而言，控制器106可将维持处理腔室102中的所要压力(例如，基线泵空转压力)所需要的第二泵空转速度与第一泵空转速度比较。
在308处，确定第二泵空转速度是否可与第一泵空转速度相比较。若第二泵空转速度在第一泵空转速度的预定范围或公差内，则第二泵空转速度设定点可视为可与第一泵空转速度相比较，且腔室可继续正常操作，如310处所示。然而，若第二泵空转速度在第一泵空转速度的预定范围或公差之外，或所述第二泵空转速度超过某一预定最大泵空转速度，则可产生警报，如312处所示。警报可为以上所述警报中的任一种，且所述警报可为相同警报(或警报的组合)、或可为完全不同的警报、或在某种程度上不同的警报。因此，若系统能在真空泵112以预定最大泵空转速度运行或以低于预定最大泵空转速度的速度运行的情况下，维持处理腔室中的所要压力(例如，基线泵空转压力)，则所述腔室可继续正常操作。否则可产生警报。
在一些实施例中，可在以上所述方法中及进一步在以下论述的方法中，确定且利用一或多个基线泵空转速度。举例而言，图4描绘根据本发明的一些实施例，用于确定真空泵的基线泵空转速度的方法400。在一些实施例中，方法400可为控制器的存储器122的模块的实例，且方法400可用以控制本文所述的处理系统。以下根据图1中所示系统100的实施例描述方法400；然而，可利用任何适合的处理系统。
可利用方法400来确定真空泵112的第一基线泵空转速度，其中第一基线泵空转速度可经选择以将处理腔室102维持在第一基线泵空转压力。举例而言，第一基线泵空转压力可为处理腔室102的内部容积103及排气线116的压力。在无气体流动且阀108开启的空转模式期间，可维持系统100中的第一基线泵空转压力。可在系统100启动时、维护后、周期性地或在所述系统100未处于执行模式时的任何所要时间时，执行方法400。举例而言，第一基线泵空转速度确定器模块可包括于存储器122中及/或另一控制器的存储器中，另一控制器诸如用于确定所述第一基线泵空转速度的泵控制器114。
通过开启分离处理腔室102与排气线116的阀108，方法400开始于402处。阀108可开启至最大设定或开启至在系统100的空转模式期间使用的任何适合设定。
在402处，在阀108开启时，确定等于第一基线泵空转压力的处理腔室102中的压力。举例而言，可由第一压力传感器104、第二压力传感器110或第一压力传感器104与第二压力传感器110的组合来测量第一基线泵空转压力。真空泵112的初始泵速度用以确定第一基线泵空转压力，真空泵112的所述初始泵速度可为所述真空泵112的最大泵速度中的一或多个，或为将在系统100的空转模式期间使用的真空泵112的最大泵速度。初始泵速度可用以确定第一基线泵空转压力。在一些实施例中，第一基线泵空转压力可为最低可实现压力，所述最低可实现压力可在阀108开启时在处理腔室102及排气线116中获得。
在406处，可确定真空泵112的足以维持第一基线泵空转压力的最低泵速度。所述最低泵速度可为第一基线泵空转速度。在操作中，一旦确定第一基线泵空转压力，则可通过减小泵速度直至所述泵速度不再足以维持所述第一基线泵空转压力为止，来确定第一基线泵空转速度。
图5描绘根据本发明的一些实施例，用于确定真空泵的基线泵空转速度的方法500。在一些实施例中，方法500可为控制器的存储器122的模块的实例，且方法500可用以控制本文所述的处理系统。以下根据图1中所示系统100的实施例描述方法500；然而，可利用任何适合的处理系统。可在系统100启动时、维护后、周期性地、或在所述系统100未处于生产模式时的任何所要时间时执行方法500。方法500可实质类似于以上所论述的用于确定基线泵空转压力的方法200的步骤210。举例而言，第二基线泵空转速度确定器模块可包括于存储器122中及/或另一控制器的存储器中，另一控制器诸如用于确定所述第二基线泵空转速度的泵控制器114。
通过关闭阀108以将排气线116与处理腔室102隔离，方法500开始于502处。因此，由方法500确定的基线泵空转压力可为排气线116的基线泵空转压力。
在502处，可在阀108关闭时确定等于第二基线泵空转压力的排气线116的压力。举例而言，可由第二压力传感器110来测量第一基线泵空转压力。真空泵112的初始泵速度用以确定第二基线泵空转压力，真空泵112的所述初始泵速度可为所述真空泵112的最大泵速度中的一或多个，或将在系统100的空转模式期间使用的真空泵112的最大泵速度。初始泵速度可用以确定第二基线泵空转压力。在一些实施例中，第二基线泵空转压力可为最低可实现压力，所述最低可实现压力可在阀108关闭时在排气线116中获取。
在506处，可确定真空泵112的足以维持第二基线泵空转压力的最低泵速度。所述最低泵速度可为第二基线泵空转速度。在操作中，一旦确定第二基线泵空转压力，则可通过减小泵速度直至所述泵速度不再足以维持排气线116中的第二基线泵空转压力为止，来确定第二基线泵空转速度。
图6描绘根据本发明的一些实施例，用于控制处理系统的方法600的流程图。在一些实施例中，方法600可为控制器的存储器122的模块的实例，且方法600可用以控制本文所述的处理系统。方法600可实质类似于以上所论述的方法200的步骤220-234及方法300的组合。此外，可在方法400、500及/或方法200的步骤210处确定一或多个基线泵空转压力之后，利用方法600。
藉由以第一基线泵空转速度操作真空泵112，方法600可开始于602处，所述第一基线泵空转速度经选择以将处理腔室102维持在等于第一基线泵空转压力的压力。如以上所论述的，可使用方法400来确定第一基线泵空转压力及第一基线泵空转速度。在602处操作期间，可开启阀108。此外，在602处操作期间，可以空转模式操作系统100，在所述空转模式中真空泵空转且无气体流动于处理腔室102中。举例而言，真空泵操作者模块可包括于存储器122中及/或另一控制器的存储器中，另一控制器诸如用于以所要泵速度操作真空泵的泵控制器114。
在604处，可在以第一基线泵空转速度操作真空泵时，监控处理腔室中的压力。举例而言，可由第一压力传感器104、第二压力传感器110或第一压力传感器104与第二压力传感器110的组合来监控所述压力。处理腔室的监控可在以空转模式操作系统100时发生，在所述空转模式中真空泵112空转且无气体流动于腔室102中，这类气体来自一或多个气源124。举例而言，压力监控器模块可包括于存储器122中及/或另一控制器的存储器中，另一控制器诸如用于在以所要泵速度操作真空泵时监控压力的泵控制器114。
在606处，可进行确定关于在以第一基线泵空转速度操作真空泵112时是否可在处理腔室102中维持第一基线泵空转压力。举例而言，可通过针对与第一基线泵空转压力的偏差，使用第一压力传感器104及第二压力传感器110中的一或多个监控处理腔室102中的压力，来进行606处的确定。可预定偏差，诸如与第一基线泵空转压力的百分比偏差，或可由操作期间的测量来确定偏差，诸如当以空转模式操作系统100时与压力测量的平均值的标准偏差。举例而言，第一基线泵空转压力确定器模块可包括于存储器122中及/或另一控制器的存储器中，另一控制器诸如用于确定是否可在处理腔室中维持第一基线泵空转压力的泵控制器114。
在608处，在监控无偏差存在于第一基线泵空转压力中之后，真空泵112可继续以第一基线泵空转速度操作。
或者，在610处，在监控偏差存在(诸如，处理腔室中的压力不同于第一基线泵空转压力)之后，可将真空泵112的泵速度调节至第二泵空转速度，以将处理腔室102维持在第一基线泵空转压力。当已确定与第一基线泵空转压力的偏差时，可例如通过第一压力传感器104及第二压力传感器110中的一或多个与真空泵112的泵控制器114之间的回馈回路，在自控制器106接收信号之后，自动确定第二泵空转速度。举例而言，第一基线泵空转速度调节器模块可包括于存储器122中及/或另一控制器的存储器中，另一控制器诸如用于响应于来自第一基线泵空转压力确定器模块的负输出而调节泵空转速度的泵控制器114。
在612处，可进行确定第二泵空转速度是否在第一基线泵空转速度的预定公差内。举例而言，在预定公差内可包括在将在系统100的空转模式期间使用的真空泵112的最大泵速度内、在第一基线泵空转速度的预定范围内、或在第一基线泵空转速度的其它适合公差内。举例而言，第二泵空转速度公差确定器模块可包括于存储器122中及/或另一控制器的存储器中，另一控制器诸如用于确定第二泵空转速度是否在第一基线泵空转速度的预定公差内的泵控制器114。
在614处，在确定第二泵空转速度在第一基线泵空转速度的预定公差内之后，处理系统100可进入执行模式，诸如，生产模式或类似模式。或者，在确定第二泵空转速度在预定公差内之后，系统100可继续以空转模式操作，在所述空转模式中真空泵112可继续以第二基线泵空转速度操作。举例而言，系统执行模块可包括于存储器122中及/或系统的另一控制器的存储器中，以响应于来自第二泵空转速度公差确定器模块的正输出，而使所述系统以执行模式或空转模式操作或允许所述系统以执行模式或空转模式操作。
在616处，在确定第二泵空转速度不在第一基线泵空转速度的预定公差内之后，可产生系统警报。所述系统警报可为本文所论述的任何适合的系统警报。举例而言，系统警报模块可包括于存储器122中及/或另一控制器的存储器中，另一控制器诸如用于响应于来自第二泵空转速度公差确定器模块的负输出而发出系统警报的泵控制器114。
在一些实施例中，当产生系统警报时，可执行诊断例行程序来确定系统警报的原因。举例而言，可以诊断模式执行系统，在所述诊断模式中无气体自一或多个气源124流入处理腔室102中。此外，可利用第二泵空转速度与第二泵空转压力(由方法500或方法200的步骤210确定的第二泵空转压力)之间的关系来将系统警报的原因至少限制于以下论述的系统100的区域。
诊断模式可包括使用第二泵空转速度与第二泵空转压力之间的关系将系统警报的源限制于阀108上方或下方。举例而言，通过在确定第二泵速度不在第一基线泵空转速度的预定公差内之后关闭阀108，所述诊断模式可开始。接下来，可以第二基线泵空转速度操作真空泵112，所述第二基线泵空转速度经选择以将排气线116维持在第二基线泵空转压力。可在以第二基线泵空转速度操作真空泵112时，由第二压力传感器110监控排气线116的压力。可进行确定当真空泵以第二基线泵空转速度操作时，是否可在排气线116中维持第二基线泵空转压力。
举例而言，若在以第二基线泵空转速度操作真空泵112时，排气线116的压力保持在第二基线泵空转压力，则可确定616处系统警报的原因可能为阀108上方系统100的组件，诸如腔室102中的泄漏或类似原因。
或者，在监控排气线116中不同于第二基线泵空转压力的压力之后，可将真空泵112的泵速度调节至第三泵空转速度，以将排气线116维持在第二基线泵空转压力。可进行确定第三泵空转速度是否在第二基线泵空转速度的预定公差内。可以与以上612处论述的类似方式确定预定公差。若第三泵空转速度在第二基线泵空转速度的预定公差内，则可确定616处系统警报的原因可能为阀108上方系统100的组件。
若第三泵空转速度不在第二基线泵空转速度的预定公差内，则可确定616处系统警报的原因可能为阀108下方系统100的组件，诸如排气线116中的泄漏或类似原因。
因此，根据本发明的监控及控制系统的实施例可提供维持腔室操作压力的改善的方法。此外，本发明的实施例可提供迫近停工时间的各种警报，除非执行预防性维护。
通过使用以上所述经集成的控制解决方案、腔室及排气线压力读数、动态地调节真空泵空转速度的能力及控制阀108的位置的能力，本发明的实施例可确保适当的腔室操作压力且此外可预测对于停工时间预防性维护检查的需要。在一些实施例中，在泄漏、管线堵塞或泵磨损的控制器106自动检查程序期间，可视需要由控制器106来管理节流阀或闸阀位置，以更好地区分管线堵塞与泵磨损根源。
以下非限制性实例说明性地描绘根据本发明的一些实施例的控制处理腔室的方法。在一些实施例中，可利用以上所论述的控制处理腔室的方法进行预测性泄漏检测。此实例并非意欲为使用本文所述的方法以预测泄漏的唯一方式。
周期性地，在非处理腔室方法循环时间期间，控制器106可执行此测试。当阀108接近关闭时，泵每分钟转数可减少，且真空泵112的氮气净化可设定成固定流量。泵入口处的压力将随时间下降，且可与原有的基线压力衰减曲线相比较。接下来，真空泵压力随时间衰减曲线及泵压力随时间衰减曲线的变化，可与基线压力随时间衰减曲线及基线压力随时间衰减曲线的变化相比较。每一促进作用、节流阀及泵安装将产生唯一的压力衰减相对时间曲线。当重新配置设备或水管工程时，将需要确定基线曲线。可在基线定线时，经由使用闸阀处的取样口来模拟小型泄漏、中等泄漏及大型泄漏。统计分析可用以确定可信度，所述可信度将经选择以发送预防性维护警报并在预格式化报告中提供支持数据。
在一些实施例中，可利用控制以上所论述的处理腔室的方法进行预测性堵塞检测。此实例并非意欲为追踪管线堵塞的唯一方式。周期性地，较佳地在非处理腔室方法循环时间期间，控制器106可执行此测试。
当阀108几乎关闭且腔室压力升高时，在真空泵112处于较高每分钟转数输出的情况下，可迅速开启阀108。可观察及/或记录泵处的压力升高相对时间曲线及腔室处的压力下降相对时间曲线。将原有配置的泵压力随时间升高曲线及腔室压力下降相对时间曲线与预防性维护后压力升高及下降曲线相比较，将向排气线电导的Cv值的变化提供数据特征。Cv值的变化及两个关键压力的改变相对时间曲线的变化将指示排气线内腔闭塞的程度。每一系统可为唯一的，且基线性能必须被特征化以用于初始组件，且在压力转换器、泵、节流阀或腔室已改变之后。
在一些实施例中，可利用控制以上所论述的处理腔室的方法进行泵磨损检测。此实例并非意欲为追踪泵磨损的唯一方式。此问题十分重要，因为新工厂使用十分耐用的新泵，且随后使用重建泵，直至所述重建泵如此磨损以致于所述重建泵不再满足最小可靠性阈限规格为止。
在一些实施例中，在阀108处于预定位置，且泵处于最大或特定较高每分钟转数及功率输出的情况下，大量低黏度气体(诸如，氢气或氦气)可流入处理腔室102中。可比较泵压力相对时间与腔室压力相对时间，且这些曲线的改变可与基线泵曲线能力相比较。随着泵磨损，所述泵在泵的随后的压缩阶段中损失低黏度气体的泵容量。此降低的泵效率导致泵维持较低腔室压力的能力降低。此外，具有磨损特征的泵经历最后数个泵压缩阶段的过热，及在任何给定泵每分钟转数下的较高腔室压力。显示磨损特征的泵需要更多功率来维持相同的腔室压力。除测量腔室压力的增加之外，控制器106可比较最终阶段泵温度及初始投产运行的泵能量需求，且控制器106随时间的监控泵曲线及操作参数。随着泵磨损，系统可周期性地执行泵曲线测试来确定泵能力。使用泵随时间(具有每一唯一的促进作用)磨损(泵曲线及最终阶段泵温度)的统计学评估，控制器106可提供以下警报：在由早期泵磨损造成的良率损失及/或显著的功率浪费之前，泵能力接近需要重建或改变。
除警报之外，控制器106还可产生标准报告，所述标准报告包括统计分析、处理能力的变化及/或失效的可信度或未执行建议的预防性维护活动的风险。
尽管上文针对本发明的实施例，但在不脱离本发明的基本范围的情况下可设计本发明的其它及另外的实施例。
Claims (12)
1.一种控制处理系统的方法，所述方法包含以下步骤：
确定处理腔室中的第一基线泵空转压力，同时开启将所述处理腔室与耦接至真空泵的排气线分离的阀；
确定第一基线泵空转速度，其中所述第一基线泵空转速度等于所述真空泵的最低泵速度，所述最低泵速度足以维持所述第一基线泵空转压力；
以第一基线泵空转速度操作真空泵，所述真空泵耦接至处理腔室，所述第一基线泵空转速度经选择以将所述处理腔室的压力维持在等于第一基线泵空转压力；
在以所述第一基线泵空转速度操作所述真空泵时，监控所述处理腔室中的所述压力；
在监控所述处理腔室中的压力不同于所述第一基线泵空转压力之后，将所述真空泵的泵速度调节至第二基线泵空转速度，以将所述处理腔室维持在所述第一基线泵空转压力，其中当分离所述处理腔室与所述排气线的所述阀关闭时，所述真空泵的所述第二基线泵空转速度将位于所述阀与所述真空泵之间的所述排气线的压力维持在等于第二基线泵空转压力；以及
确定所述第二基线泵空转速度是否在所述第一基线泵空转速度的预定公差内。
2.如权利要求1所述的方法，其中操作所述真空泵的步骤进一步包含以下步骤：当无气体流动于所述处理腔室中时，以所述第一基线泵空转速度操作所述真空泵。
3.如权利要求1所述的方法，所述方法进一步包含以下步骤：
在确定所述第二基线泵空转速度在所述第一基线泵空转速度的预定公差内之后，使或允许所述处理系统进入执行模式或产生信号，所述信号指示所述处理系统能进入所述执行模式。
4.如权利要求1所述的方法，其中确定所述第二基线泵空转速度的步骤进一步包含以下步骤：
在所述阀关闭以将所述排气线与所述处理腔室隔离时确定所述排气线中的所述第二基线泵空转压力；以及
确定所述第二基线泵空转速度，其中所述第二基线泵空转速度等于足以维持所述第二基线泵空转压力的最低泵速度。
5.如权利要求1所述的方法，所述方法进一步包含以下步骤：
在确定所述第二基线泵空转速度不在所述第一基线泵空转速度的预定公差内之后，产生系统警报。
6.如权利要求5所述的方法，所述方法进一步包含以下步骤：
在确定所述第二基线泵空转速度不在所述第一基线泵空转速度的预定公差内之后关闭所述阀；
以所述第二基线泵空转速度操作所述真空泵，所述第二基线泵空转速度经选择以将所述排气线维持在所述第二基线泵空转压力；
在无气体流入所述处理腔室中时，在所述阀关闭的情况下监控所述排气线内的所述压力；以及
确定当以所述第二基线泵空转速度操作所述真空泵时，是否能在所述排气线中维持所述第二基线泵空转压力。
7.如权利要求6所述的方法，所述方法进一步包含以下步骤：
在监控所述排气线中的压力不同于所述第二基线泵空转压力之后，将所述真空泵的所述泵速度调节至第三泵空转速度，以将所述排气线维持在所述第二基线泵空转压力；以及
确定所述第三泵空转速度是否在所述第二基线泵空转速度的预定公差内。
8.一种处理系统，包含：
控制器，所述控制器具有一或多个输入，以接收各个输入值，所述各个输入值对应于处理腔室的内部容积中的压力及耦接至所述处理腔室的真空泵的泵速度，其中所述控制器经编程以：
在所述处理腔室处于空转模式时接收所述各个输入值，确定是否能将所述处理腔室维持在预定第一基线泵空转压力，所述预定第一基线泵空转压力对应于所述真空泵以第一基线泵空转速度操作或在第一基线泵空转速度的预定公差内操作，其中通过开启将所述处理腔室与耦接至所述真空泵的排气线分离的阀并确定足以维持所述预定第一基线泵空转压力的所述真空泵的最低泵速度，来确定所述真空泵的所述第一基线泵空转速度；
在确定所述处理腔室不能维持在对应于所述真空泵以所述第一基线泵空转速度操作或在所述第一基线泵空转速度的预定公差内操作的所述预定第一基线泵空转压力之后，调节所述真空泵的所述泵速度至第二基线泵空转速度，以将所述处理腔室维持在所述第一基线泵空转压力，其中当将所述处理腔室与所述排气线分离的所述阀关闭时，所述真空泵的所述第二基线泵空转速度将位于所述阀与所述真空泵之间的所述排气线的压力维持在等于第二基线泵空转压力；以及
确定所述第二基线泵空转速度是否在所述第一基线泵空转速度的预定公差内。
9.如权利要求8所述的处理系统，其中所述控制器进一步经编程以：
在确定能将所述处理腔室维持在所述预定第一基线泵空转压力之后，使或允许所述处理系统进入执行模式或产生信号，所述信号指示所述处理系统能进入所述执行模式，所述预定第一基线泵空转压力对应于所述真空泵以所述第一基线泵空转速度操作或在所述第一基线泵空转速度的所述预定公差内操作。
10.如权利要求8所述的处理系统，其中所述控制器进一步经编程以在确定无法将所述处理腔室维持在所述预定第一基线泵空转压力之后，产生系统警报，所述预定第一基线泵空转压力对应于所述真空泵以所述第一基线泵空转速度操作或在所述第一基线泵空转速度的所述预定公差内操作。
11.如权利要求10所述的处理系统，其中所述控制器进一步经编程以接收输入值以及确定是否能将排气线维持在所述第二基线泵空转压力，所述输入值对应于所述排气线中的压力，所述排气线设置于所述处理腔室与所述真空泵之间，所述第二基线泵空转压力对应于所述真空泵以所述第二基线泵空转速度操作或在所述第二基线泵空转速度的预定公差内操作。
12.如权利要求11所述的处理系统，所述处理系统进一步包含：
所述处理腔室及所述排气线，所述处理腔室具有内部处理容积，所述排气线耦接至所述内部处理容积；
气源，所述气源耦接至所述内部处理容积，以向所述处理腔室提供一或多种气体；
阀，所述阀设置于所述排气线中；
所述真空泵，所述真空泵耦接至所述阀下游的所述排气线，以使得所述真空泵可经由操作所述阀选择性地耦接至所述处理容积或与所述处理容积隔离；
第一压力传感器，所述第一压力传感器提供所述各个输入值的第一输入值，所述第一输入值对应于所述内部处理容积内的压力；以及
第二压力传感器，所述第二压力传感器提供所述各个输入值的第二输入值，所述第二输入值对应于所述阀与所述真空泵之间的所述排气线内的压力。
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