CN104949808A - 一种漏率检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种漏率检测方法及系统，其包括：S10，使腔室处于密封状态；S20，以设定的流量向腔室通入气体；S30，检测腔室的气压是否在预定时间达到设定值P；S40，在腔室的气压达到设定值P后的一段时间T1内，继续向腔室通入气体；S50，停止向腔室通入气体；S60，在停止向腔室通入气体后的一段时间T2内，检测腔室的气压，若小于设定值P，则记录该气压值P1；S70，经时间T，检测腔室的气压，获得气压值P2；步骤S80，根据公式漏率=（P2-P1）/T，计算腔室的漏率；S90，确定腔室的漏率是否小于设定的漏率报警值。上述漏率检测方法可以减少检测腔室漏率所需的时间，从而可以提高设备的产能。

Description

一种漏率检测方法及系统

技术领域

本发明涉及半导体设备制造领域，具体地，涉及一种漏率检测方法及系统。

背景技术

常压化学气相沉积（Atomspheric Pressure Chemical VaporDeposition，以下简称为APCVD）是一种在大气压下进行的化学气相沉积工艺，其工艺过程简单，反应速度快，一般用于厚膜的介质沉积。图1为一种现有的APCVD设备的示意图。如图1所示，APCVD设备包括片盒10、大气机械手11、加载腔室12、传输腔室13和工艺腔室14；其中，片盒10用于在其内部放置多个被加工工件，大气机械手11用于从片盒10内取出被加工工件，并传输至加载腔室12内，传输腔室13与工艺腔室14连通，其内设有真空机械手15，真空机械手15用于将加载腔室12内的被加工工件传输至工艺腔室14内，进行工艺处理。

在上述APCVD设备中，加载腔室12和传输腔室13不仅用于实现被加工工件由片盒10至工艺腔室14的传输，其还用于将工艺腔室14与外界隔离，防止大气中的水分子和氧气通过加载腔室12和传输腔室13进入到工艺腔室14内，对工艺腔室14处理被加工工件的工艺效果和被加工工件的成品率造成影响；以及防止工艺腔室14内的工艺气体（如H₂等）泄漏，对设备操作人员的安全和厂房周围的环境造成影响。这要求加载腔室12和传输腔室13具有良好的密封性。在实际应用中，通常通过检测加载腔室12和传输腔室13的漏率，确定加载腔室12和传输腔室13的密封性。

具体地，以传输腔室13为例，其气路系统包括进气管路、排气管路和压差计16，如图2所示，进气管路上设有进气阀17和质量流量控制计18；出气管路上设有排气阀19；压差计16用于检测传输腔室13内的气压与大气压之间的差值。在实际使用中，一般通过正压检漏的方式检测传输腔室13的漏率，如图3所示，其具体包括下述步骤：步骤S1，关闭进气管路上的进气阀17和排气管路上的排气阀19；步骤S2，打开进气阀17，向传输腔室13内通入气体（如N2），气体的流量通过质量流量控制计18设定；步骤S3，经过一段时间后，通过压差计16检测传输腔室13内的气压与大气压的差值，确定其是否达到预设值P；步骤S4，若步骤S3中传输腔室13内的气压与大气压之间的差值未到达预设值P，则说明单位时间内从传输腔室13泄漏的气体的流量大于或接近于向传输腔室13内通入的气体的流量，也就是说，传输腔室13的漏率较高，其密封性较差，在此情况下，发出报警信号；若步骤S3中传输腔室13内的气压与大气压之间的差值达到预设值P，则继续向传输腔室13内通入气体，经过一段时间T1后，关闭进气阀17；步骤S5，经过一段时间T2，传输腔室13内的压力保持稳定，在此情况下，压差计16检测传输腔室13内的气压与大气压之间的差值，获得压力值P1；步骤S6，经过一段时间T，压差计16检测传输腔室13内的气压与大气压之间的差值，获得压力值P2；步骤S7，根据公式LeakRate=（P2-P1）/T，计算传输腔室13的漏率；步骤S8，确定计算出的传输腔室13的漏率是否小于设定的漏率报警值；步骤S9，若计算出的传输腔室13的漏率大于设定的漏率报警值，则说明传输腔室13的漏率较大，其密封性较差，在此情况下，发出报警信号；若计算出的传输腔室13的漏率小于设定的漏率报警值，则说明传输腔室13的漏率处于可允许的范围之内，其密封性符合要求。

在实际应用中，为缩短检测传输腔室13的漏率所需的时间，进而达到使APCVD设备尽快恢复生产的目的，向传输腔室13内通入气体时，气体的流量一般设置的比较大，以使传输腔室13内的气压与大气压之间的差值能够在较短的时间内时达到预设值P。在此情况下，在传输腔室13内的气压与大气压之间的差值达到预设值P后的一段时间T1内，继续以设定的流量向传输腔室13内通入气体，会使传输腔室13内的气压与大气压之间的差值远大于预设值P，从而使传输腔室13的腔室壁需要承受较大的压力，使传输腔室13受到一定的损坏。

同时，在上述过程中，关闭进气阀17，停止向传输腔室13内通入气体后的一段时间内，如图4所示，传输腔室13内的气压会有巨大的扰动，压差计16的检测值会急剧下降。在此情况下，若T2设置的较小，则传输腔室13内的气体处于扰动状态，压力值P1会比较大，导致计算出的传输腔室13的漏率高于实际值；若T2设置的较大，这样可以保证检测的传输腔室13的漏率的准确性，但这样无疑延长了检测传输腔室13的漏率所需的时间，使传输腔室13的维护时间较长，相应的减少了上述APCVD设备进行工艺生产的时间。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种漏率检测方法及系统，其可以缩短检测腔室的漏率所需的时间，从而可以提高设备的产能。

为实现本发明的目的而提供一种漏率检测方法，用于检测腔室的漏率，其包括下述步骤：步骤S10，使腔室处于密封状态；步骤S20，以设定的流量，向腔室内通入气体；步骤S30，检测腔室内的气压是否在预定时间内达到设定值P；若未在预定时间内达到设定值P，则发出报警信号；若在预定时间内达到设定值P，则在达到设定值P后，执行步骤S40；步骤S40，在腔室内的气压达到设定值P后的一段时间T1内，继续向腔室内通入气体；步骤S50，停止向腔室内通入气体；步骤S60，在停止向腔室内通入气体后的一段时间T2内，检测腔室内的气压；确定腔室内的气压是否小于设定值P；若不小于设定值P，则发出报警信号；若小于设定值P，则记录该气压值P1；步骤S70，经过一段时间T，检测腔室内的气压，获得气压值P2；步骤S80，根据公式LeakRate=（P2-P1）/T，计算腔室的漏率；步骤S90，确定腔室的漏率是否小于设定的漏率报警值；若小于设定的漏率报警值，则说明腔室的漏率符合要求；若不小于设定的漏率报警值，则发出报警信号，表示腔室的漏率较高，不符合要求。

其中，所述步骤S40中，通入到腔室内的气体的流量逐步变小。

其中，所述设定值P、气压值P1和气压值P2为以大气压为基准的相对值。

其中，在步骤S30中，通过压差计检测腔室内的气压和大气压的差值，并确定其是否达到设定值P；在步骤S60和S70中，通过压差计检测腔室内的气压与大气压的差值，获得气压值P1和气压值P2。

其中，在T1时间内，向腔室内通入气体的流量线性递减。

其中，在步骤S60中，T2根据腔室内的气压变化曲线确定。

作为另一个技术方案，本发明还提供一种漏率检测系统，其包括进气管路、出气管路、压力检测装置和控制单元，其中，所述进气管路与腔室连通，用于向所述腔室内通入气体，所述进气管路上设有第一通断阀和流量控制装置；所述出气管路与所述腔室连通，用于将所述腔室内的气体排出，其上设有第二通断阀；所述压力检测装置设于所述腔室内部，用于检测所述腔室内的气压；所述控制单元用于根据本发明提供的上述漏率检测方法，开启或关闭第一通断阀和第二通断阀，使进气管路和出气管路处于连通或断开状态；以及，控制通入所述腔室内的气体的流量；以及，控制所述压力检测装置在预设时间检测所述腔室内的气压。

其中，所述压力检测装置为压差计。

其中，所述流量控制装置为质量流量控制计。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的漏率检测方法，其T2时间的长短根据腔室内的气压变化曲线设定，且T2时间长短的设置使T2时间后，检测腔室内的气压获得的气压值P1小于且接近于设定值P；从而，在满足气压值P1小于设定值P的基础上，可以设置T2时间为尽可能短的值，在工艺过程中，可以减少检测腔室漏率所需的时间，从而可以提高设备的产能。

本发明提供的漏率检测系统，其根据本发明提供的上述漏率检测方法，开启或关闭第一通断阀和第二通断阀，使进气管路和出气管路处于连通或断开状态；以及，控制通入腔室内的气体的流量；以及，控制压力检测装置在预设时间检测腔室内的气压；可以在工艺过程中减少检测腔室漏率所需的时间，从而可以提高设备的产能。

附图说明

图1为一种现有的APCVD设备的示意图；

图2为图1所示APCVD设备中传输腔室的气路系统的示意图；

图3为现有的检测传输腔室的漏率的方法的流程示意图；

图4为按照图3所示检测方法检测传输腔室的漏率时，传输腔室内的气压变化曲线图；

图5为本发明实施例提供的漏率检测方法的流程图；

图6为腔室的气路系统的示意图；

图7为本实施例中腔室内气压变化曲线图；以及

图8为本发明实施例提供的漏率检测系统的示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的漏率检测方法及系统进行详细描述。

图5为本发明实施例提供的漏率检测方法的流程图。图6为腔室的气路系统的示意图。请一并参看图5和图6，本实施例提供的漏率检测方法用于检测腔室20的漏率，其具体包括下述步骤：

步骤S10，使腔室20处于密封状态。具体地，在本步骤中，关闭腔室20的进气管路21和出气管路22。

步骤S20，以设定的流量，向腔室20内通入气体。具体地，通入腔室20的气体为氮气，通过质量流量控制计23设定其通入的流量。

步骤S30，检测腔室20内的气压是否在预定时间内达到设定值P；若未在预定时间内达到设定值P，则发出报警信号；若在预定时间内达到设定值P，则在达到设定值P后，执行步骤S40。具体地，通过压力计等检测装置检测腔室20内的气压的绝对值，并确定其是否在预定时间内达到设定值P；其中，预定时间根据步骤S20中设定的流量确定，若设定的流量小，则设置较长的预定时间；若设定的流量大，则设置较短的预定时间。

步骤S40，在腔室20内的气压达到设定值P后的一段时间T1内，继续向腔室20内通入气体。具体地，在实际应用中，由于在向腔室20内通入气体的过程中，腔室20内会存在气体的扰动，在此情况下，压力计等检测装置检测到的气压值大于腔室20内的实际气压值，因此，在步骤S30中，压力计等检测装置检测到腔室20内的气压达到设置值P时，腔室20内的实际压力值小于设定值P；在本步骤中，通过在T1时间内，继续向腔室20内通入气体，使T1时间内腔室20内的实际压力值始终大于设定值P。

步骤S50，停止向腔室20内通入气体。具体地，在T1时间结束后，关闭腔室20的进气管路21，停止向腔室20通入气体。

步骤S60，在停止向腔室20内通入气体后的一段时间T2内，检测腔室20内的气压；并确定腔室20内的气压是否小于设定值P；若不小于设定值P，则发出报警信号；若小于设定值P，则记录该气压值P1。具体地，在停止向腔室20内通入气体后的一段时间内，腔室20内会产生扰动，在此期间，腔室20内的气压会急剧下降；在本步骤中，根据腔室20内的气压变化曲线确定腔室20内的气压下降幅度趋于稳定的时间，进而设定T2时间的长短，使T2时间后，腔室20内的气压处于稳定下降状态，且使获得的气压值P1小于且接近于设定值P。

步骤S70，经过一段时间T，检测腔室20内的气压，获得气压值P2。具体地，通过压力计等检测装置检测腔室20内气压的绝对值。

步骤S80，根据公式LeakRate=（P2-P1）/T，计算腔室20的漏率。

步骤S90，确定腔室20的漏率是否小于设定的漏率报警值；若小于设定的漏率报警值，则说明腔室20的漏率符合要求；若不小于设定的漏率报警值，则发出报警信号，表示腔室20的漏率较高，不符合要求。

容易理解，在本实施例中，设定值P高于大气压，从而在检测腔室20漏率的过程中，使腔室20内的气压高于腔室20外的大气压，进而，本实施例提供的漏率检测方法通过检测气体从腔室20内向腔室20外泄漏的速度确定腔室20的漏率。

具体地，若步骤S30中，检测到的腔室20内的气压未在预定时间内达到设定值P，则表示从腔室20内泄漏的气体的流量大于向腔室20内通入气体的流量，或者，虽然小于向腔室20内通入气体的流量，但与通入腔室20的气体的流量较为接近，其漏率较高，密封性较差，在此情况下，直接发出报警信号，提示操作人员对腔室20的密封性进行检修。

具体地，在步骤S60中，T2时间的长短根据腔室20内的气压变化曲线设定，且T2时间长短的设置满足下述要求①：在T2时间后，检测腔室20内的气压获得的气压值P1小于设定值P；以及，要求②：在T2时间后，检测腔室20内的气压获得的气压值P1接近于设定值P。容易理解，根据上述要求①和②设置的T2时间为满足上述要求①的尽可能短的值，在实际应用中，T2时间较短，可以减少检测腔室20漏率所需的时间，从而可以提高设备的产能。此外，根据上述描述可知，在步骤S60中，若T2时间结束后，通过检测腔室20内的气压获得的气压值P1大于设定值P，则可以确定导致该结果的不是由于腔室20的漏率较低，密封性较好的原因，而是设定值P或T2时间设置的不合适；在实际应用中，设定值P或T2时间设置的不合适，会导致在T2时间结束时，腔室20内的气体仍处于扰动状态，从而可能会使T2时间后腔室20内的气压仍大于设定值P，在此情况下，通过发送报警信号，提示操作人员进行检查。

在本实施例中，在T2时间后，腔室20内的气体的扰动结束，其气压下降速度趋于稳定，在此情况下，在T2时间和T时间后，分别检测腔室20内的气压，获得气压值P1和P2，根据公式LeakRate=（P2-P1）/T，可以计算腔室20的漏率；在此基础上，将计算出的腔室20的漏率与预设的漏率报警值进行比较，可以确定腔室20的密封性是否符合要求。

进一步地，在本实施例的步骤S40中，逐步减小向腔室20内通入的气体的流量，这样使腔室20内的气压在T1时间内保持在略大于设定值P的范围内，而不会使腔室20内的气压大幅度的高于设定值P，从而不会使腔室20的腔室壁受到较大的压力；同时，逐步减小向腔室20内通入的气体的流量，可以使腔室20内气体的扰动减小，从而使压力计等检测装置检测到的腔室20内的气压值更趋近于腔室20内的实际气压值，提高检测的准确性。此外，逐步减小向腔室20内通入的气体的流量，还可以在停止向腔室20内通入气体（步骤S50）后，减小气体的扰动幅度，如图7所示，从而使气体的扰动可以在更短的时间内结束，相应地，在步骤S60中，可以设置T2具有较短的时间，从而进一步减少检测腔室20的漏率所需的时间，提高检测漏率的速度，以及，进一步缩短设备维护的时间，提高设备的产能。优选地，在T1时间内，向腔室20内通入气体的流量线性递减。

本实施例提供的漏率检测方法，其T2时间的长短根据腔室20内的气压变化曲线设定，且T2时间长短的设置使T2时间后，检测腔室20内的气压获得的气压值P1小于且接近于设定值P；从而，在满足气压值P1小于设定值P的基础上，可以设置T2时间为尽可能短的值，在工艺过程中，可以减少检测腔室20漏率所需的时间，从而可以提高设备的产能。

需要说明的是，在本实施例的步骤S30、S60和S70中，通过压力计等检测装置检测腔室20内的压力值，在此情况下，设定值P为腔室20内的压力值，但本发明并不限于此，在实际应用中，设定值P、气压值P1和气压值P2还可以是以大气压为基准的相对值，即设定值P、气压值P1和气压值P2为腔室20内的压力与大气压的差值，在此情况下，在步骤S30、S60和S70中，通过压差计等检测装置检测腔室20内的压力与大气压的差值。

作为另一个技术方案，本发明实施例还提供一种漏率检测系统，如图8所示，漏率检测系统包括进气管路201、出气管路202、压力检测装置（图中未示出）和控制单元（图中未示出），其中，进气管路201与腔室200连通，用于向腔室200内通入气体，进气管路201上设有第一通断阀和流量控制装置；出气管路202与腔室200连通，用于将腔室200内的气体排出，其上设有第二通断阀；压力检测装置设于腔室200内部，用于检测腔室200内的气压；控制单元用于根据本发明上述实施例所述的漏率检测方法，开启或关闭第一通断阀和第二通断阀，使进气管路201和出气管路202处于连通或断开状态；以及，控制通入腔室200内的气体的流量；以及，控制压力检测装置在预设时间检测腔室200内的气压；其具体过程在本发明上述实施例中已有详细描述，在此不再赘述。

在本实施例中，优选地，压力检测装置为压差计。流量控制装置为质量流量控制计。

本发明实施例提供的漏率检测系统，其根据本发明上述实施例所述的漏率检测方法，开启或关闭第一通断阀和第二通断阀，使进气管路201和出气管路202处于连通或断开状态；以及，控制通入腔室200内的气体的流量；以及，控制压力检测装置在预设时间检测腔室200内的气压；可以在工艺过程中减少检测腔室200漏率所需的时间，从而可以提高设备的产能。

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 (9)

1.一种漏率检测方法，用于检测腔室的漏率，其特征在于，包括下述步骤：

步骤S10，使腔室处于密封状态；

步骤S20，以设定的流量，向腔室内通入气体；

步骤S30，检测腔室内的气压是否在预定时间内达到设定值P；若未在预定时间内达到设定值P，则发出报警信号；若在预定时间内达到设定值P，则在达到设定值P后，执行步骤S40；

步骤S40，在腔室内的气压达到设定值P后的一段时间T1内，继续向腔室内通入气体；

步骤S50，停止向腔室内通入气体；

步骤S60，在停止向腔室内通入气体后的一段时间T2内，检测腔室内的气压；确定腔室内的气压是否小于设定值P；若不小于设定值P，则发出报警信号；若小于设定值P，则记录该气压值P1；

步骤S70，经过一段时间T，检测腔室内的气压，获得气压值P2；

步骤S80，根据公式LeakRate=（P2-P1）/T，计算腔室的漏率；

步骤S90，确定腔室的漏率是否小于设定的漏率报警值；若小于设定的漏率报警值，则说明腔室的漏率符合要求；若不小于设定的漏率报警值，则发出报警信号，表示腔室的漏率较高，不符合要求。

2.根据权利要求1所述的漏率检测方法，其特征在于，所述步骤S40中，通入到腔室内的气体的流量逐步变小。

3.根据权利要求1所述的漏率检测方法，其特征在于，所述设定值P、气压值P1和气压值P2为以大气压为基准的相对值。

4.根据权利要求3所述的漏率检测方法，其特征在于，在步骤S30中，通过压差计检测腔室内的气压和大气压的差值，并确定其是否达到设定值P；

在步骤S60和S70中，通过压差计检测腔室内的气压与大气压的差值，获得气压值P1和气压值P2。

5.根据权利要求1所述的漏率检测方法，其特征在于，在T1时间内，向腔室内通入气体的流量线性递减。

6.根据权利要求1所述的漏率检测方法，其特征在于，在步骤S60中，T2根据腔室内的气压变化曲线确定。

7.一种漏率检测系统，其特征在于，包括进气管路、出气管路、压力检测装置和控制单元，其中，所述进气管路与腔室连通，用于向所述腔室内通入气体，所述进气管路上设有第一通断阀和流量控制装置；

所述出气管路与所述腔室连通，用于将所述腔室内的气体排出，其上设有第二通断阀；

所述压力检测装置设于所述腔室内部，用于检测所述腔室内的气压；

所述控制单元用于根据权利要求1-6任意一项所述的漏率检测方法，开启或关闭第一通断阀和第二通断阀，使进气管路和出气管路处于连通或断开状态；以及，控制通入所述腔室内的气体的流量；以及，控制所述压力检测装置在预设时间检测所述腔室内的气压。

8.根据权利要求7所述的漏率检测系统，其特征在于，所述压力检测装置为压差计。

9.根据权利要求7所述的漏率检测系统，其特征在于，所述流量控制装置为质量流量控制计。