CN103925795B - 一种氧化炉炉门的开关控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氧化炉炉门的开关控制方法，其包括炉门到达开关动作的预设行程终点，判断对应的接近开关是否被触发；炉门向开关动作的反方向运动，判断该接近开关是否被取消触发；炉门向开关动作的正方向运动，判断该接近开关是否被触发，若是，则判断该接近开关无故障，该炉门开关动作完成。本发明通过接近开关的触发、取消触发和再次触发三步法，来确认接近开关是否有故障，避免了系统错误辨别炉门状态而导致后续发生碰撞的可能性，提高了半导体制造设备的安全性和可靠性。

Description

一种氧化炉炉门的开关控制方法

技术领域

本发明涉及半导体器件制造工艺技术领域，特别涉及一种用于半导体制造的氧化炉炉门的开启和关闭控制方法。

背景技术

半导体器件设计向高密度、高集成度的方向迅速发展，对半导体集成电路新工艺、新技术、新设备提出了越来越高的要求。在所有半导体专用设备中，扩散/氧化炉是集成电路生产线前工序的重要工艺设备之一，其主要用于硅片工艺中的扩散、退火、合金、氧化、薄膜生长等工艺。

一般而言，半导体制造氧化炉炉门的开闭包括升降、旋转等动作，如采用双气缸驱动自动炉门的开闭分别由两个动作的组合实现，炉门的开启依次包括下降和旋转打开，炉门的关闭依次包括旋转关闭和上升。检验炉门是否升降或旋转到位，一般是炉门动作的气缸先运动到位，再通过接近开关来确认，而接近开关一般是利用电磁感应原理。以炉门旋转打开为例，当炉门下降到位后，执行旋转打开的动作，旋转打开动作的气缸运动到达预设的行程终点之后，对应的接近开关若导通了，则认为炉门旋转打开到位了，该动作即执行完毕。

上述现有技术虽然操作简单，但忽略了接近开关失效的特殊情况，尤其是炉门旋转打开的动作执行过程中，接近开关若突然失效而使系统误认为炉门旋转打开动作已经完成到位，实际上炉门并未完全打开，这样就会导致后续的晶舟运动发生碰撞，造成巨大损失。

综上，如何提供一种新的氧化炉炉门开关控制方法，排除上述接近开关失效的情况，正确辨识炉门的动作状态，从而避免后续动作发生碰撞所造成的损失，是本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种氧化炉炉门的开关控制方法，通过多次触发接近开关，排除其可能出现的故障，从而提高设备的安全性和可靠性。

本发明提供一种氧化炉炉门的开关控制方法，该炉门的开关动作包括开启和关闭，该 炉门开启的动作包括下降和旋转打开，炉门关闭的动作包括旋转关闭和上升，该氧化炉在对应每个炉门开关动作的完成位置处均设有接近开关，该炉门开关控制方法包括以下步骤：

步骤S01，控制单元发出开关动作的指令，驱动炉门执行该开关动作，假定炉门到达该开关动作的预设行程终点之后停留T1时间，判断对应的接近开关是否被触发，若是，则接近开关反馈第一到位信号至控制单元，并进入下一步骤；若否，则判断该接近开关故障，炉门开关动作失败；

步骤S02，控制单元驱动炉门向该开关动作的反方向运动T2时间或L1距离，判断该接近开关是否被取消触发，若是，则接近开关反馈未到位信号至控制单元，并进入下一步骤；若否，则判断该接近开关故障，炉门开关动作失败；

步骤S03，控制单元驱动炉门向该开关动作的正方向运动，判断该接近开关是否被触发，若是，则接近开关反馈第二到位信号至控制单元，判断该接近开关无故障，该炉门开关动作完成；若否，判断该接近开关故障，炉门开关动作失败。

进一步地，步骤S01中T1为0-10秒。

进一步地，步骤S02中T2为0.1-10秒，L1为0.1-10cm。

进一步地，步骤S02中炉门运动T2时间或L1距离的过程中，若接近开关被取消触发，则接近开关立即反馈未到位信号至控制单元，由控制单元驱动炉门停止，并进入下一步骤。

进一步地，步骤S03中炉门向该开关动作的正方向运动至该预设行程的终点之后，等待0-10秒并判断该接近开关是否被触发。

进一步地，步骤S03中炉门向该开关动作的正方向运动的过程中，若接近开关被触发，则接近开关立即反馈第二到位信号至控制单元，由控制单元驱动炉门停止，该炉门开关动作完成；若炉门运动至该预设行程的终点并等待0-10秒之后，该接近开关仍未被触发，则判断该接近开关故障，炉门开关动作失败。

进一步地，该氧化炉炉门为气动炉门，该预设行程为该开关动作对应气缸的行程。

进一步地，该接近开关为电磁感应开关。

进一步地，该控制单元为PLC，其通过电磁阀组和气缸驱动炉门运动。

本发明提供的氧化炉炉门的开关控制方法，通过接近开关的触发、取消触发和再次触发三步法，来确认接近开关是否有故障，以排除接近开关的任一故障，尤其是在炉门开始执行开关动作之后出现的失效情况，这种情况下，将不会取消触发而不会进入第三步，只有当控制单元确认三步法的三个动作全部完成，控制单元全部接收到第一到位信号、未到位信号和第二到位信号，才会判断接近开关无故障，避免了系统错误辨别炉门状态而导致后续发生碰撞的可能性，提高了半导体制造设备的安全性和可靠性。

附图说明

为能更清楚理解本发明的目的、特点和优点，以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细描述，其中：

图1是本发明炉门旋转打开实施例的流程示意图；

图2是本发明炉门开关控制方法的计算机控制示意图。

具体实施方式

本实施例将以氧化炉的气动炉门旋转打开动作为例，并以炉门已下降到位为前提，作为炉门开启的一组动作。炉门的其他开关动作，如上升、下降和旋转关闭，原理与本实施例旋转打开一致，故不再赘述。其中，氧化炉可以是电动炉门也可以是气动炉门，接近开关设于每个开关动作对应的目标位置处，其较佳地为电磁感应开关，采用常开。在实际应用中，接近开关更适用于气动炉门，这样配置也更节约成本，尤其是电磁感应式接近开关。

本实施例中，氧化炉在对应炉门旋转打开的目标位置(行程终点)处设有接近开关，请参阅图1，本开关控制方法具体步骤包括：

步骤S01，PLC发出旋转打开的指令，通过电磁阀组和气缸驱动炉门执行该开关动作，假定炉门到达旋转打开的预设行程终点之后停留5秒，判断对应的接近开关是否被触发(可以是炉门本身或炉门上预设的挡片等机构进入接近开关的触发范围)，若是，则接近开关反馈第一到位信号至PLC，并进入下一步骤；若否，则判断该接近开关故障，炉门开关动作失败；

步骤S02，PLC驱动炉门向旋转关闭的方向运动3秒以确保炉门离开接近开关的触发范围，判断该接近开关是否被取消触发，若是，则接近开关反馈未到位信号至PLC，并进入下一步骤；若否，则判断该接近开关故障，炉门开关动作失败；

步骤S03，PLC驱动炉门向旋转打开的方向运动，判断该接近开关是否被触发，若是，则接近开关反馈第二到位信号至PLC，判断该接近开关无故障，该炉门开关动作完成；若 否，判断该接近开关故障，炉门开关动作失败。

具体地，步骤S01中，炉门以缓慢的速度旋转打开，并预设有一行程，与旋转打开动作的气缸相对应，假定炉门到达该预设行程的终点之后(考虑到实际可能未到达终点或有误差)，停留5秒以给接近开关反应时间，判断该接近开关是否被触发，若被触发了，则接近开关反馈第一到位信号至PLC，并进入下一步骤，若未被触发，则反馈错误信息，认为该接近开关故障(或气缸等机械设备故障等)，炉门开关动作失败，不需要再执行后续步骤。其中，考虑到给予接近开关反应时间或接近开关可能接触不良，在炉门运动至预设行程终点，即接近开关位置处停留一段时间，较为合理的应在0.1-10秒之间。

具体地，步骤S02中，炉门停留5秒钟过后，继续向旋转关闭的方向缓慢运动3秒，当炉门离开接近开关的触发范围/感应范围，接近开关应当发出被取消触发的反馈，说明步骤S01接近开关被触发是真实的，不是误识别，则接近开关反馈未到位信号至PLC，并进入下一步骤；若接近开关未发出被取消触发的反馈，则说明接近开关出现了故障，处于常触发状态，此时可能炉门实际还未被完全打开而接近开关却发出了确认打开的状态，若执行后续动作，可能导致发生碰撞。

其中，判断炉门是否离开接近开关通过给予炉门旋转关闭一预设距离或一预设时间来实现，因为炉门经过步骤S01后停止在离接近开关触发范围不远的地方，原则上炉门只需执行一小段旋转关闭的动作即可离开接近开关的触发范围，因此给予的运动时间较合理的应在0.1-10秒之间，给予的运动距离较合理的应在0.1-10cm之间。若炉门在旋转关闭动作执行了该给定时间或经过了给定距离之后，接近开关仍未作出取消触发的反馈，则由接近开关反馈到位信号，PLC判断接近开关故障，炉门开关动作失败，不需要再执行后续步骤。

其中，本步骤还可采取积极式判断方式，即在炉门向旋转关闭方向运动过程中，一旦接近开关反馈被取消触发，立即由接近开关反馈未到位信号至PLC，由PLC驱动炉门停止，并进入下一步骤，以节省时间；此过程中，消极式判断方式可以按照上述方法，即给予炉门旋转关闭一预设距离或一预设时间，较合理的距离为0.1-10cm，较合理的时间为0.1-10秒。其中，由于炉门运动速度较慢，对炉门动作的精度要求较低，也可以控制其减速停止。

具体地，步骤S03中，炉门继续以缓慢的速度旋转打开，当炉门再次进入接近开关的触发范围，接近开关应当发出被触发的第二到位信号至PLC，说明接近开关无故障，PLC 驱动炉门停止，炉门旋转打开动作完成；若接近开关未发出被触发的反馈，则说明接近开关出现了故障，炉门旋转打开动作失败。

其中，判断炉门是否进入接近开关的触发范围可以让炉门继续运动至该预设行程的终点，等待0-10秒后再判断接近开关是否被触发。也可以采取积极式判断方式，即在炉门向旋转打开方向运动过程中，一旦接近开关反馈被触发了，立即由接近开关反馈第二到位信号至PLC，由PLC驱动炉门停止，并确认炉门旋转打开动作完成，以节省时间；此过程中，消极判断方式可以按照上述方法，即让炉门运动至预设行程的终点并等待0-10秒之后，判断接近开关是否被触发。其中，由于炉门动作精确度要求较低，也可控制其减速停止。

执行完步骤S01至S03之后，控制单元(如PLC)才能判断该接近开关无故障，确认炉门旋转打开动作完成，才能执行后续动作；若任一步骤未完成，即未发出正确的反馈信息，则表示该接近开关出现了某个故障，应当判断炉门旋转打开动作失败，也不会执行后续动作。

请继续参阅图2，从图2中可见，炉门执行旋转打开的过程包括：

炉门接收到旋转打开的命令，并开始向终点位置运动，到达动作的完成位置处后停留t1时间，接近开关被触发(ON)；t1时间后，炉门紧接着执行旋转关闭的动作t2时间；此时炉门离开接近开关的触发范围，使接近开关的状态反馈显示未被触发(OFF)；经过t2时间后，炉门紧接着执行旋转打开的动作，此时由于炉门还未重新进入接近开关的触发范围，因此接近开关的状态仍为未触发；最后，炉门到达预设行程的终点位置，即进入接近开关的触发范围，接近开关的状态反馈再次显示被触发(ON)，确认接近开关无故障，并确认炉门旋转打开动作完成。

Claims (9)

1.一种氧化炉炉门的开关控制方法，该炉门的开关动作包括开启和关闭，该炉门开启的动作包括下降和旋转打开，炉门关闭的动作包括旋转关闭和上升，该氧化炉在对应每个炉门开关动作的完成位置处均设有接近开关，其特征在于：该炉门开关控制方法包括以下步骤：

步骤S01，控制单元发出开关动作的指令，驱动炉门执行该开关动作，假定炉门到达该开关动作的预设行程终点之后停留T1时间，判断对应的接近开关是否被触发，若是，则接近开关反馈第一到位信号至控制单元，并进入下一步骤；若否，则判断该接近开关故障，炉门开关动作失败；

步骤S02，控制单元驱动炉门向该开关动作的反方向运动T2时间或L1距离，判断该接近开关是否被取消触发，若是，则接近开关反馈未到位信号至控制单元，并进入下一步骤；若否，则判断该接近开关故障，炉门开关动作失败；

步骤S03，控制单元驱动炉门向该开关动作的正方向运动，判断该接近开关是否被触发，若是，则接近开关反馈第二到位信号至控制单元，判断该接近开关无故障，该炉门开关动作完成；若否，判断该接近开关故障，炉门开关动作失败。

2.根据权利要求1所述的氧化炉炉门的开关控制方法，其特征在于：步骤S01中T1为0-10秒。

3.根据权利要求1所述的氧化炉炉门的开关控制方法，其特征在于：步骤S02中T2为0.1-10秒，L1为0.1-10cm。

4.根据权利要求3所述的氧化炉炉门的开关控制方法，其特征在于：步骤S02中炉门运动T2时间或L1距离的过程中，若接近开关被取消触发，则接近开关立即反馈未到位信号至控制单元，由控制单元驱动炉门停止，并进入下一步骤。

5.根据权利要求1所述的氧化炉炉门的开关控制方法，其特征在于：步骤S03中炉门向该开关动作的正方向运动至该预设行程的终点之后，等待0-10秒并判断该接近开关是否被触发。

6.根据权利要求1所述的氧化炉炉门的开关控制方法，其特征在于：步骤S03中炉门向该开关动作的正方向运动的过程中，若接近开关被触发，则接近开关立即反馈第二到位信号至控制单元，由控制单元驱动炉门停止，该炉门开关动作完成；若炉门运动至该预设行程的终点并等待0-10秒之后，该接近开关仍未被触发，则判断该接近开关故障，炉门开关动作失败。

7.根据权利要求1至6任一项所述的氧化炉炉门的开关控制方法，其特征在于：该氧化炉炉门为气动炉门，该预设行程为该开关动作对应气缸的行程。

8.根据权利要求7所述的氧化炉炉门的开关控制方法，其特征在于：该接近开关为电磁感应开关。

9.根据权利要求8所述的氧化炉炉门的开关控制方法，其特征在于：该控制单元为PLC，其通过电磁阀组和气缸驱动炉门运动。