CN104503497B - 用于刻蚀设备的压力保护系统和压力保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于刻蚀设备的压力保护系统和压力保护方法，所述刻蚀设备包括反应腔、气柜，压力保护系统包括压力传感器、设备主机、压力控制器。压力控制器与压力传感器、设备主机、气柜均相连，压力控制器能够接收压力传感器测得的气压数据并传送给设备主机，设备主机用于判断气压数据是否在预定范围内，并根据判断结果控制气柜是否继续向反应腔内供气。压力控制器能够判断设备主机是否死机，当压力控制器判定设备主机死机时，压力控制器能够判断气压数据是否在预定范围内，并根据判断结果控制气柜是否继续向反应腔内供气。本发明能够避免设备主机死机后反应腔内气压持续增大而导致的特气泄漏，从而避免了由此造成的安全事故。

Description

用于刻蚀设备的压力保护系统和压力保护方法

技术领域

本发明涉及刻蚀设备技术领域，尤其涉及一种用于刻蚀设备的压力保护系统和压力保护方法。

背景技术

图1是现有干刻设备的压力控制结构图。在图1中，反应腔4中的气压由压力传感器5进行测量，并将测量结果发送给设备主机6进行判断。当反应腔4内的气压超过预定值时，设备主机6判断气压超标，切断气柜3中供气的电磁阀2，使特气停止通过管道1向反应腔4内供应。同时，设备主机6控制警报器7发出警报信号以提醒操作者进行处理。

然而，设备主机6通常都是由电脑担任，只要是电脑都存在死机的风险，设备主机6死机后将无法进行压力监控，这时特气会持续不断地流入反应腔4中，最终导致反应腔4内气压过大而特气泄露到产线内，从而发生毒气泄露的安全事故。

图2是现有压力监控过程示意图。设备主机6用于接收气压数据并判断气压是否超标。当设备主机6正常工作时，如果反应腔4内的气压超过设定值，则切断气柜3中供气的电磁阀2，并控制警报器7发出警报信号；当设备主机6死机时，判断气压是否超标的功能消失，电磁阀2依然打开，特气持续释放到反应腔4中导致气压过大，最终导致特气泄露。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于刻蚀设备的压力保护系统和压力保护方法，解决现有技术中设备主机死机后工艺气体持续流入反应腔，导致反应腔内气压过大、特气泄漏的技术问题。

为解决上述技术问题，作为本发明的第一个方面，提供一种用于刻蚀设备的压力保护系统，所述刻蚀设备包括反应腔和用于向所述反应腔提供特气的气柜，所述压力保护系统包括用于测量所述反应腔内气压的压力传感器和设备主机；

所述压力保护系统还包括压力控制器，所述压力控制器分别与所述压力传感器、所述设备主机、以及所述气柜相连，所述压力控制器能够接收所述压力传感器测量得到的气压数据并传送给所述设备主机，所述设备主机用于判断所述气压数据是否在预定范围内，并根据判断结果控制所述气柜是否继续向所述反应腔内供气；

并且，所述压力控制器能够判断所述设备主机是否死机，当所述压力控制器判定所述设备主机死机时，所述压力控制器能够判断所述气压数据是否在预定范围内，并根据判断结果控制所述气柜是否继续向所述反应腔内供气。

优选地，所述设备主机能够在接收到所述压力控制器传送的气压数据后向所述压力控制器发出反馈信号，当所述压力控制器在预定时间段内未接收到所述反馈信号时，判定所述设备主机死机。

优选地，所述气柜的出口处设置有电磁阀，所述压力控制器和所述设备主机通过控制所述电磁阀的打开或者关闭来控制所述气柜是否继续向所述反应腔内供气。

优选地，所述压力控制器包括用于接收所述气压数据的可编程逻辑器件，所述压力保护系统还包括继电器，所述继电器的一端与所述可编程逻辑器件相连，所述继电器的另一端与所述电磁阀相连，所述可编程逻辑器件通过发送不同的控制信号给所述继电器以控制所述电磁阀的打开或者关闭。

优选地，所述压力保护系统还包括警报器，所述警报器分别与所述压力控制器和所述设备主机相连，当测量得到的气压数据超出预定范围时，所述压力控制器或者所述设备主机能够发送异常信号给所述警报器，使所述警报器发出警报信号。

优选地，所述预定范围为0-50Torr。

作为本发明的第二个方面，还提供一种使用本发明所提供的上述压力保护系统的压力保护方法，包括以下步骤：

S1、所述压力传感器实时获取所述反应腔内的气压，并将测量得到的气压数据传送给所述压力控制器；

S2、所述压力控制器将所述气压数据传送给所述设备主机，并同时判断所述设备主机是否死机；

当所述压力控制器判定所述设备主机未死机时，所述压力保护方法包括：

S31、所述设备主机判断所述气压数据是否在预定范围内；

S32、当所述气压数据超出预定范围时，所述设备主机控制所述气柜停止向所述反应腔内供气；

当所述压力控制器判定所述设备主机死机时，所述压力保护方法包括：

S41、所述压力控制器判断所述气压数据是否在预定范围内；

S42、当所述气压数据超出预定范围时，所述压力控制器控制所述气柜停止向所述反应腔内供气。

优选地，所述步骤S2包括：

S21、所述压力控制器将所述气压数据传送给所述设备主机；

S22、所述设备主机接收到所述压力控制器传送的气压数据后向所述压力控制器发出反馈信号；

S23、当所述压力控制器在预定时间段内接收到所述反馈信号，则判定所述设备主机未死机；

当所述压力控制器在预定时间段内未接收到所述反馈信号，则判定所述设备主机死机。

优选地，所述气柜的出口处设置有电磁阀，所述压力控制器包括用于接收所述测量数据的可编程逻辑器件，所述压力保护系统还包括继电器，所述继电器的一端与所述可编程逻辑器件相连，所述继电器的另一端与所述电磁阀相连，

在步骤S42中，当所述气压数据超出预定范围时，所述可编程逻辑器件发送相应的控制信号给所述继电器以控制所述电磁阀关闭，使所述气柜停止向所述反应腔内供气。

优选地，所述压力保护系统还包括警报器，

当所述压力控制器判定所述设备主机未死机时，所述压力保护方法还包括在所述步骤S32之后进行的：

S33、所述设备主机发送异常信号给所述警报器；

S34、所述警报器发出警报信号；

当所述压力控制器判定所述设备主机死机时，所述压力保护方法还包括在所述步骤S42之后进行的：

S43、所述压力控制器发送异常信号给所述警报器；

S44、所述警报器发出警报信号。

本发明通过增加闭环控制模式的压力控制器，使得所述压力保护系统在设备主机死机后仍然能够单独接收压力传感器测得的气压数据，并在反应腔中气压超标时控制气柜停止供气。本发明能够避免设备主机死机后反应腔内气压持续增大而导致的特气泄漏，从而避免了由此造成的安全事故。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。

图1是现有干刻设备的压力控制结构图；

图2是现有压力监控过程示意图；

图3是本发明实施例所提供的压力保护系统的结构图；

图4是使用本发明实施例所提供的压力保护系统进行压力监控的过程示意图。

在附图中，1：管道；2：电磁阀；3：气柜；4：反应腔；5：压力传感器；6：设备主机；7：警报器；8：压力控制器；9：继电器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明首先提供一种用于刻蚀设备的压力保护系统，如图3中所示。所述刻蚀设备包括反应腔4和用于向反应腔4提供特气的气柜3，所述压力保护系统包括用于测量反应腔4内气压的压力传感器5、设备主机6、以及压力控制器8。

其中，压力控制器8分别与压力传感器5、设备主机6、以及气柜3相连，压力控制器8能够接收压力传感器5测量得到的气压数据并传送给设备主机6，设备主机6用于判断所述气压数据是否在预定范围内，并根据判断结果控制气柜3是否继续向反应腔4内供气。

并且，压力控制器8能够判断设备主机6是否死机，当压力控制器8判定设备主机6死机时，压力控制器8能够判断所述气压数据是否在预定范围内，并根据判断结果控制气柜3是否继续向反应腔4内供气。

本发明中的特气是指广泛应用于半导体、微电子领域中的薄膜沉积、刻蚀、掺杂、钝化、清洗等工艺中的工艺气体。部分特气为有毒性气体，防止特气泄漏能够杜绝安全隐患。

在现有技术中，主要通过设备主机6对反应腔4中的气压进行监控，然而设备主机6是电脑设备，死机的风险较高。本发明中增加了闭环控制模式的压力控制器8，该压力控制器8采用双通道通信模式，既可以将压力传感器5测得的气压数据反馈给设备主机6又可以单独实现对反应腔4中的气压进行监控。

因此本发明所提供的压力保护系统在设备主机6死机后仍然能够单独接收压力传感器5测得的气压数据，并在反应腔4中的气压超标时控制气柜3停止供气，从而避免设备主机6死机后反应腔4内气压持续增大而导致的特气泄漏，从而避免由此造成的安全事故。

具体地，设备主机6能够在接收到压力控制器8传送的气压数据后向压力控制器8发出反馈信号，如果压力控制器8在预定时间段内未接收到所述反馈信号时，则判定设备主机6死机。

当压力控制器8判定设备主机6死机后，则单独判断所述气压数据是否在预定范围内，如果所述气压数据超标，则由压力控制器8控制气柜3停止向反应腔4内供气，以免造成特气泄漏问题。

优选地，气柜3的出口处设置有电磁阀2，压力控制器8和设备主机6通过控制电磁阀2的打开或者关闭来控制气柜3是否继续向反应腔4内供气。

如图3中所示，气柜3中的特气通过管道1供应到反应腔4中，电磁阀2设置在气柜3的朝向管道1的出口处。电磁阀2是用来控制流体的自动化基础元件，能够调整流体的流动方向、流量、流速等参数，而且能够很方便地与单片机进行连接，价格低廉、易于安装控制。

具体地，压力控制器8包括用于接收所述气压数据的可编程逻辑器件，所述压力保护系统还包括继电器9，继电器9的一端与所述可编程逻辑器件相连，继电器9的另一端与电磁阀2相连，所述可编程逻辑器件通过发送不同的控制信号给继电器9以控制电磁阀2的打开或者关闭。

继电器9是一种电控制器件，当输入的所述控制信号(或称：激励量)达到某个预设值时，能够控制电磁阀2发生打开或者关闭的操作。

与设备主机6相比，压力控制器8的结构相对简单，并且更加稳定可靠，能够减少所述压力保护系统的当机概率，提高设备的稼动率。

进一步地，所述压力保护系统还包括警报器7，警报器7分别与压力控制器8和设备主机6相连，当测量得到的气压数据超出预定范围时，压力控制器8或者设备主机6能够发送异常信号给警报器7，使警报器7发出警报信号。

这里的警报器7可以是蜂鸣器，所述警报信号通常是声音信号，能够引起设备操作者的注意，并提醒设备操作者进行处理，排除故障。

在本发明中，所述预定范围优选为0-50Torr，当反应腔4中的气压超过50Torr时，表示反应腔4内的气压过大，可能发生特气泄漏的危险。此时，设备主机6(未死机时)或者压力控制器8(设备主机6死机时)控制气柜3停止向反应腔4内供气，并控制警报器7发出警报信号，提醒设备操作者进行处理。

图4是使用本发明实施例所提供的压力保护系统进行压力监控的过程示意图。本发明还提供了一种使用上述压力保护系统的压力保护方法，所述压力保护方法包括以下步骤：

S1、压力传感器5实时获取反应腔4内的气压，并将测量得到的气压数据传送给压力控制器8；

S2、压力控制器8将所述气压数据传送给设备主机6，并同时判断设备主机6是否死机；

当压力控制器8判定设备主机6未死机时，所述压力保护方法包括：

S31、设备主机6判断所述气压数据是否在预定范围内；

S32、当所述气压数据超出预定范围时，设备主机6控制气柜3停止向反应腔4内供气；

当压力控制器8判定设备主机6死机时，所述压力保护方法包括：

S41、压力控制器8判断所述气压数据是否在预定范围内；

S42、当所述气压数据超出预定范围时，压力控制器8控制气柜3停止向反应腔4内供气。

本发明通过增加闭环控制模式的压力控制器，使得所述压力保护系统在设备主机死机后仍然能够单独接收压力传感器测得的气压数据，并在反应腔中气压超标时控制气柜停止供气。本发明能够避免设备主机死机后反应腔内气压持续增大而导致的特气泄漏，从而避免由此造成的安全事故。

具体地，所述步骤S2包括：

S21、压力控制器8将所述气压数据传送给设备主机6；

S22、设备主机6接收到压力控制器8传送的气压数据后向压力控制器8发出反馈信号；

S23、当压力控制器8在预定时间段内接收到所述反馈信号，则判定设备主机6未死机；

当压力控制器8在预定时间段内未接收到所述反馈信号，则判定设备主机6死机。

在本发明中，所述预定范围优选为0-50Torr，所述预定时间段可以根据刻蚀设备的具体情况确定，例如，所述预定时间段可以是几秒或者几分钟。

进一步地，气柜3的出口处设置有电磁阀2，压力控制器8包括用于接收所述测量数据的可编程逻辑器件，所述压力保护系统还包括继电器9，继电器9的一端与所述可编程逻辑器件相连，另一端与电磁阀2相连。

在步骤S42中，当所述气压数据超出预定范围时，压力控制器8中的所述可编程逻辑器件发送相应的控制信号给继电器9以控制电磁阀2关闭，从而使气柜3停止向反应腔4内供气，以避免发生特气泄漏的危险。

进一步地，所述压力保护系统还包括警报器7。

当压力控制器8判定设备主机6未死机时，所述压力保护方法还包括在所述步骤S32之后进行的：

S33、设备主机6发送异常信号给警报器7；

S34、警报器7发出警报信号，提醒操作者进行处理；

当压力控制器8判定设备主机6死机时，所述压力保护方法还包括在所述步骤S42之后进行的：

S43、压力控制器8发送异常信号给警报器7；

S44、警报器7发出警报信号，提醒操作者进行处理。

本发明通过增加闭环控制模式的压力控制器，使得所述压力保护系统在设备主机死机后仍然能够单独接收压力传感器测得的气压数据，并在反应腔中气压超标时控制气柜停止供气，并且向设备操作者发送警报信号，以提醒设备操作者排除故障。

本发明能够避免设备主机死机后反应腔内气压持续增大而导致的特气泄漏，从而避免了由此造成的安全事故。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于刻蚀设备的压力保护系统，所述刻蚀设备包括反应腔和用于向所述反应腔提供特气的气柜，所述压力保护系统包括用于测量所述反应腔内气压的压力传感器和设备主机，其特征在于，

所述压力保护系统还包括压力控制器，所述压力控制器分别与所述压力传感器、所述设备主机、以及所述气柜相连，所述压力控制器能够接收所述压力传感器测量得到的气压数据并传送给所述设备主机，所述设备主机用于判断所述气压数据是否在预定范围内，并根据判断结果控制所述气柜是否继续向所述反应腔内供气，

并且，所述压力控制器采用双通道通信模式，能够判断所述设备主机是否死机，当所述压力控制器判定所述设备主机死机时，所述压力控制器能够判断所述气压数据是否在预定范围内，并根据判断结果控制所述气柜是否继续向所述反应腔内供气。

2.根据权利要求1所述的压力保护系统，其特征在于，所述设备主机能够在接收到所述压力控制器传送的气压数据后向所述压力控制器发出反馈信号，当所述压力控制器在预定时间段内未接收到所述反馈信号时，判定所述设备主机死机。

3.根据权利要求1所述的压力保护系统，其特征在于，所述气柜的出口处设置有电磁阀，所述压力控制器和所述设备主机通过控制所述电磁阀的打开或者关闭来控制所述气柜是否继续向所述反应腔内供气。

4.根据权利要求3所述的压力保护系统，其特征在于，所述压力控制器包括用于接收所述气压数据的可编程逻辑器件，所述压力保护系统还包括继电器，所述继电器的一端与所述可编程逻辑器件相连，所述继电器的另一端与所述电磁阀相连，所述可编程逻辑器件通过发送不同的控制信号给所述继电器以控制所述电磁阀的打开或者关闭。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的压力保护系统，其特征在于，所述压力保护系统还包括警报器，所述警报器分别与所述压力控制器和所述设备主机相连，当测量得到的气压数据超出预定范围时，所述压力控制器或者所述设备主机能够发送异常信号给所述警报器，使所述警报器发出警报信号。

6.根据权利要求1至4中任意一项所述的压力保护系统，其特征在于，所述预定范围为0-50Torr。

7.一种使用权利要求1至6中任意一项所述的压力保护系统的压力保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、所述压力传感器实时获取所述反应腔内的气压，并将测量得到的气压数据传送给所述压力控制器；

S2、所述压力控制器通过一个通信通道将所述气压数据传送给所述设备主机，并同时判断所述设备主机是否死机；

当所述压力控制器判定所述设备主机未死机时，所述压力保护方法包括：

S31、所述设备主机判断所述气压数据是否在预定范围内；

S32、当所述气压数据超出预定范围时，所述设备主机控制所述气柜停止向所述反应腔内供气；

当所述压力控制器判定所述设备主机死机时，所述压力保护方法包括：

S41、所述压力控制器判断所述气压数据是否在预定范围内；

S42、当所述气压数据超出预定范围时，所述压力控制器通过另一个通信通道控制所述气柜停止向所述反应腔内供气。

8.根据权利要求7所述的压力保护方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

S21、所述压力控制器将所述气压数据传送给所述设备主机；

S22、所述设备主机接收到所述压力控制器传送的气压数据后向所述压力控制器发出反馈信号；

S23、当所述压力控制器在预定时间段内接收到所述反馈信号，则判定所述设备主机未死机；

当所述压力控制器在预定时间段内未接收到所述反馈信号，则判定所述设备主机死机。

9.根据权利要求7所述的压力保护方法，其特征在于，所述气柜的出口处设置有电磁阀，所述压力控制器包括用于接收所述测量数据的可编程逻辑器件，所述压力保护系统还包括继电器，所述继电器的一端与所述可编程逻辑器件相连，所述继电器的另一端与所述电磁阀相连，

在步骤S42中，当所述气压数据超出预定范围时，所述可编程逻辑器件发送相应的控制信号给所述继电器以控制所述电磁阀关闭，使所述气柜停止向所述反应腔内供气。

10.根据权利要求7至9中任意一项所述的压力保护方法，其特征在于，所述压力保护系统还包括警报器，

当所述压力控制器判定所述设备主机未死机时，所述压力保护方法还包括在所述步骤S32之后进行的：

S33、所述设备主机发送异常信号给所述警报器；

S34、所述警报器发出警报信号；

当所述压力控制器判定所述设备主机死机时，所述压力保护方法还包括在所述步骤S42之后进行的：

S43、所述压力控制器发送异常信号给所述警报器；

S44、所述警报器发出警报信号。