CN105673526B - 一种分子泵及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种分子泵，包括：工艺参数输入单元，用于输入当前制程之工艺参数要求；设备控制分析系统，接受来自工艺参数输入单元的输入信息，并根据分子泵之抽气效率特征曲线选择分子泵之旋转叶片的转速，且生成相应的转速控制指令；分子泵控制器，接受设备控制分析系统输出的转速控制指令，并依靠PID调节器调节输入至叶片旋转驱动装置的功率，进而调整分子泵之旋转叶片的转速；转速反馈单元，实时反馈分子泵之旋转叶片的转速至设备控制分析系统，实现分子泵之抽气效率与当前制程之工艺要求相匹配。本发明不仅可根据当前制程之工艺参数要求，实时调整所述分子泵之旋转叶片的转速，实现抽气效率可控性和均匀性改善，而且减少能源消耗，节能减排。

Description

一种分子泵及其控制方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种分子泵及其控制方法。
背景技术
半导体制造要求在一定的真空环境下进行特定的物理、化学反应过程，较高真空度的获取及维持需要使用分子泵。分子泵凭借其抽气效率高、运行稳定等特点，被广泛应用于半导体制造工艺中。
现有的分子泵工作模式下，叶片转速维持在最高转速条件下，通过调节上级摆阀来实现不同制程条件下的压力控制。明显地，上述分子泵之工作模式下其能耗最高，同时由于不能充分利用分子泵的抽气效率，上级摆阀常处于部分打开的状态，即实际制程所需要的分子泵抽气效率小于分子泵的最大抽气效率，影响了反应腔室内抽气效率的均匀性，进而对产品制造的均一性(Uniformity)造成很大程度的影响。
寻求一种结构简单、使用方便，并可实时调节分子泵之旋转叶片的转速，以进行抽气效率控制的分子泵及其控制方法已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。
故针对现有技术存在的问题，本案设计人凭借从事此行业多年的经验，积极研究改良，于是有了本发明一种分子泵及其控制方法。
发明内容
本发明是针对现有技术中，传统的分子泵之工作模式下其能耗最高，且影响反应腔室内抽气效率的均匀性，进而对产品制造的均一性造成很大程度的影响等缺陷提供一种分子泵。
本发明之第二目的是针对现有技术中，传统的分子泵之工作模式下其能耗最高，且影响反应腔室内抽气效率的均匀性，进而对产品制造的均一性造成很大程度的影响等缺陷提供一种分子泵的控制方法。
为实现本发明之目的，本发明提供一种分子泵，所述分子泵，包括：工艺参数输入单元，用于输入当前制程之工艺参数要求；设备控制分析系统，接受来自所述工艺参数输入单元的输入信息，并根据所述分子泵之抽气效率特征曲线选择分子泵之旋转叶片的转速，且生成相应的转速控制指令；分子泵控制器，接受所述设备控制分析系统输出的转速控制指令，并依靠PID调节器调节输入至叶片旋转驱动装置的功率，进而调整分子泵之旋转叶片的转速；转速反馈单元，实时反馈分子泵之旋转叶片的转速至所述设备控制分析系统，实现分子泵之抽气效率与当前制程之工艺要求相匹配。
可选地，所述叶片旋转驱动装置为马达。
可选地，所述当前工艺为气相物理沉积、气相化学沉积、等离子体增强化学气相沉积的其中之一。
可选地，所述分子泵的抽气真空度范围为10-3～10-9Pa。
为实现本发明之第二目的，本发明提供一种分子泵的控制方法，所述分子泵之控制方法，包括：
执行步骤S1：通过工艺参数输入单元输入当前制程之工艺参数要求；
执行步骤S2：所述设备控制分析系统接受来自所述工艺参数输入单元的输入信息，并根据所述分子泵之抽气效率特征曲线选择分子泵之旋转叶片的转速，且生成相应的转速控制指令；
执行步骤S3：所述分子泵控制器接受所述设备控制分析系统输出的转速控制指令，并依靠PID调节器调节输入至叶片旋转驱动装置的功率，进而调整分子泵之旋转叶片的转速；
执行步骤S4：所述转速反馈单元实时反馈分子泵之旋转叶片的转速至所述设备控制分析系统，实现分子泵之抽气效率与当前制程之工艺要求相匹配。
可选地，所述转速反馈单元实时反馈分子泵之旋转叶片的转速至所述设备控制分析系统，实现分子泵之抽气效率与当前制程之工艺要求相匹配，并藉由上级摆阀之开度调节，改善反应腔室内各处抽气均匀性。
可选地，所述当前制程之工艺参数要求为气体介质成分、工艺压力。
可选地，所述工艺压力范围为10-3～10-9Pa。
综上所述，本发明分子泵通过设置所述设备控制分析系统，接受来自所述工艺参数输入单元的输入信息，并根据所述分子泵之抽气效率特征曲线选择分子泵之旋转叶片的转速，向所述分子泵控制器输出转速控制指令，进而依靠PID调节器调节输入至叶片旋转驱动装置的功率，且通过所述转速反馈单元实时反馈分子泵之旋转叶片的转速至所述设备控制分析系统，以实现分子泵之抽气效率与当前制程之工艺要求相匹配，不仅可根据当前制程之工艺参数要求，实时调整所述分子泵之旋转叶片的转速，实现抽气效率可控性和均匀性改善，而且减少能源消耗，节能减排。
附图说明
图1所示为本发明分子泵之框架结构示意图；
图2所示为本发明分子泵控制方法的流程图。
具体实施方式
为详细说明本发明创造的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。
半导体制造要求在一定的真空环境下进行特定的物理、化学反应过程，较高真空度的获取及维持需要使用分子泵。分子泵凭借其抽气效率高、运行稳定等特点，被广泛应用于半导体制造工艺中。
现有的分子泵工作模式下，叶片转速维持在最高转速条件下，通过调节上级摆阀来实现不同制程条件下的压力控制。明显地，上述分子泵之工作模式下其能耗最高，同时由于不能充分利用分子泵的抽气效率，上级摆阀常处于部分打开的状态，即实际制程所需要的分子泵抽气效率小于分子泵的最大抽气效率，影响了反应腔室内抽气效率的均匀性，进而对产品制造的均一性(Uniformity)造成很大程度的影响。
请参阅图1，图1所示为本发明分子泵之框架结构示意图。所述分子泵1，包括：工艺参数输入单元11，所述工艺参数输入单元11用于输入当前制程之工艺参数要求；设备控制分析系统12，所述设备控制分析系统12接受来自所述工艺参数输入单元11的输入信息，并根据所述分子泵1之抽气效率特征曲线选择分子泵1之旋转叶片的转速，且生成相应的转速控制指令；分子泵控制器13，所述分子泵控制器13接受所述设备控制分析系统12输出的转速控制指令，并依靠PID(Proportion,Integral,Differential Coefficient)调节器14调节输入至叶片旋转驱动装置15的功率，进而调整分子泵1之旋转叶片的转速；转速反馈单元16，所述转速反馈单元16实时反馈分子泵1之旋转叶片的转速至所述设备控制分析系统12，实现分子泵1之抽气效率与当前制程之工艺要求相匹配。
作为本领域技术人员，容易理解地，所述分子泵1不仅可根据当前制程之工艺参数要求，实时调整所述分子泵1之旋转叶片的转速，实现抽气效率可控性和均匀性改善，而且减少能源消耗，节能减排。所述分子泵1的抽气真空度范围为10-3～10-9Pa。所述叶片旋转驱动装置15为马达。所述当前工艺包括但不限于气相物理沉积、气相化学沉积、等离子体增强化学气相沉积等。
为了更直观的揭露本发明之技术方案，凸显本发明之有益效果，现结合具体实施方式，对本发明分子泵的结构和控制方法进行阐述。
请参阅图2，并结合参阅1，图2所示为本发明分子泵控制方法的流程图。所述分子泵控制方法，包括：
执行步骤S1：通过工艺参数输入单元11输入当前制程之工艺参数要求；所述当前制程之工艺参数要求包括但不限于气体介质成分、工艺压力等。非限制性地，所述工艺压力范围为10-3～10-9Pa。
执行步骤S2：所述设备控制分析系统12接受来自所述工艺参数输入单元11的输入信息，并根据所述分子泵1之抽气效率特征曲线选择分子泵之旋转叶片的转速，且生成相应的转速控制指令；
执行步骤S3：所述分子泵控制器13接受所述设备控制分析系统12输出的转速控制指令，并依靠PID(Proportion,Integral,Differential Coefficient)调节器14调节输入至叶片旋转驱动装置15的功率，进而调整分子泵1之旋转叶片的转速；
执行步骤S4：所述转速反馈单元16实时反馈分子泵1之旋转叶片的转速至所述设备控制分析系统12，实现分子泵1之抽气效率与当前制程之工艺要求相匹配。
作为具体的实施方式，在本发明中，通过所述转速反馈单元16实时反馈分子泵1之旋转叶片的转速至所述设备控制分析系统12，实现分子泵1之抽气效率与当前制程之工艺要求相匹配，并藉由上级摆阀(未图示)之开度调节，达到改善反应腔室内各处抽气均匀性的效果。
综上所述，本发明分子泵通过设置所述设备控制分析系统，接受来自所述工艺参数输入单元的输入信息，并根据所述分子泵之抽气效率特征曲线选择分子泵之旋转叶片的转速，向所述分子泵控制器输出转速控制指令，进而依靠PID调节器调节输入至叶片旋转驱动装置的功率，且通过所述转速反馈单元实时反馈分子泵之旋转叶片的转速至所述设备控制分析系统，以实现分子泵之抽气效率与当前制程之工艺要求相匹配，不仅可根据当前制程之工艺参数要求，实时调整所述分子泵之旋转叶片的转速，实现抽气效率可控性和均匀性改善，而且减少能源消耗，节能减排。
本领域技术人员均应了解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变型。因而，如果任何修改或变型落入所附权利要求书及等同物的保护范围内时，认为本发明涵盖这些修改和变型。

Claims (8)

1.一种分子泵，其特征在于，所述分子泵，包括：
工艺参数输入单元，用于输入当前制程之工艺参数要求；
设备控制分析系统，接受来自所述工艺参数输入单元的输入信息，并根据所述分子泵之抽气效率特征曲线选择分子泵之旋转叶片的转速，且生成相应的转速控制指令；
分子泵控制器，接受所述设备控制分析系统输出的转速控制指令，并依靠PID调节器调节输入至叶片旋转驱动装置的功率，进而调整分子泵之旋转叶片的转速；
转速反馈单元，实时反馈分子泵之旋转叶片的转速至所述设备控制分析系统，实现分子泵之抽气效率与当前制程之工艺要求相匹配。
2.如权利要求1所述的分子泵，其特征在于，所述叶片旋转驱动装置为马达。
3.如权利要求1所述的分子泵，其特征在于，所述当前制程为气相物理沉积、气相化学沉积、等离子体增强化学气相沉积的其中之一。
4.如权利要求1所述的分子泵，其特征在于，所述分子泵的抽气真空度范围为10-3～10- 9Pa。
5.一种如权利要求1所述的分子泵之控制方法，其特征在于，所述分子泵之控制方法，包括：
执行步骤S1：通过工艺参数输入单元输入当前制程之工艺参数要求；
执行步骤S2：所述设备控制分析系统接受来自所述工艺参数输入单元的输入信息，并根据所述分子泵之抽气效率特征曲线选择分子泵之旋转叶片的转速，且生成相应的转速控制指令；
执行步骤S3：所述分子泵控制器接受所述设备控制分析系统输出的转速控制指令，并依靠PID调节器调节输入至叶片旋转驱动装置的功率，进而调整分子泵之旋转叶片的转速；
执行步骤S4：所述转速反馈单元实时反馈分子泵之旋转叶片的转速至所述设备控制分析系统，实现分子泵之抽气效率与当前制程之工艺要求相匹配。
6.如权利要求5所述的分子泵之控制方法，其特征在于，所述转速反馈单元实时反馈分子泵之旋转叶片的转速至所述设备控制分析系统，实现分子泵之抽气效率与当前制程之工艺要求相匹配，并藉由上级摆阀之开度调节，改善反应腔室内各处抽气均匀性。
7.如权利要求5所述的分子泵之控制方法，其特征在于，所述当前制程之工艺参数要求为气体介质成分、工艺压力。
8.如权利要求7所述的分子泵之控制方法，其特征在于，所述工艺压力范围为10-3～10- 9Pa。
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