CN109854491B - 一种冷泵再生控制方法、装置及半导体加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种冷泵再生控制方法、装置及半导体加工设备。冷泵再生控制方法包括以下步骤：步骤S1，至少一个冷泵接收到冷泵再生指令后开始再生；步骤S2，在冷泵再生时，监控所述冷泵的再生状态，若所述冷泵结束排气，则终止所述冷泵的再生；步骤S3，所述冷泵申请干泵的使用权，所述干泵的数量小于或等于所述冷泵的数量；步骤S4，若所述冷泵获得所述干泵的使用权，则再次开始所述冷泵的再生；步骤S5，监控所述冷泵的再生状态，若所述冷泵开始降温，则释放所述干泵的使用权。该冷泵再生控制方法减少了冷泵再生过程中占用干泵的时间，缩短了半导体加工设备的维护时间，从而间接提高了生产效率。

Description

一种冷泵再生控制方法、装置及半导体加工设备

技术领域

本发明属于半导体制造领域，具体涉及一种冷泵再生控制方法、装置及半导体加工装置。

背景技术

物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，以下简称PVD)技术是半导体工业中最广为使用的一种薄膜加工技术。在使用PVD设备加工薄膜时，对PVD工艺腔室和传输腔室的真空度均有很高的要求。

为了在工艺腔室和传输腔室内获得高真空，首先采用干泵进行粗抽，然后用冷泵进一步提升真空度。图1为冷泵的结构示意图。如图1所示，冷泵包括泵体10，在泵体10内设有一级冷板11和二级冷板12，在二级冷板12上设有活性炭13，一级冷板11和二级冷板12内的冷却通路与压缩机连通，其内充有冷却介质液氮。其中，一级冷板11用于冷凝水蒸气，二级冷板12用于冷凝氮气、氩气、氧气等特定气体。冷泵即是利用活性碳13通过冷凝原理将腔室内的特定气体吸附，以阻止气体返回至腔室，从而提升工艺腔室和传输腔室内的真空度。在使用过程中，冷凝下来的气体不断地在冷泵中积累。当达到冷泵的容积量时，会导致一级冷板11和二级冷板12温度升高，抽气效率下降，此时需要使冷泵再生，即对冷泵进行维护。

冷泵的再生过程由控制模块控制，也可由上位机通过串口指令控制再生过程的启动和终止。图2为当前使用的冷泵的再生过程的流程图。如图2所示，步骤S1是指对一级冷板和二级冷板加热使冷凝的气体蒸发；步骤S2是指向冷泵中充入氮气以确保蒸发后的气体快速、完全地排除；步骤S3是指使用干泵将冷泵的泵体内的压力抽取至本底真空，然后进行压升率测试，若干泵无法抽到本底真空，将对泵体进行吹扫，如果需要，可能需要进行多次循环“吹扫”，以清理泵体内的残气。步骤S4是指当压升率测试合格后，将一级冷板和二级冷板降温到各自的工作温度，步骤S4大约需要花费90分钟。

如图3所示，PVD设备设置有一个传输腔室31和两个工艺腔室32a、32b，传输腔室31和每个工艺腔室32a、32b各配置一个冷泵33A、33B、33C，但仅配置一个干泵34，用以对传输腔室31、工艺腔室32a、32b和冷泵33A、33B、33C进行粗抽。每个冷泵33自带一个排气阀门V_A、V_B、V_C、V_D，其由控制模块控制，用于控制冷泵33A、33B、33C与干泵34之间的通断。在传输腔室31、每个工艺腔室32a、32b与干泵34之间各设置一个抽气阀门V₁、V₂、V₃、V₄，由上位机35控制干泵34与传输腔室31、工艺腔室32a、32b之间的通断。在同一时刻内，排气阀门V_A、V_B、V_C、V_D和抽气阀门V₁、V₂、V₃、V₄中只能有一个处于开启状态，即某一时刻干泵只能为传输腔室31、工艺腔室32a、32b和冷泵33A、33B、33C之一服务。

由于干泵34属于PVD设备的共享资源，而且同一时刻只能为一个申请者使用。当干泵34被占用时，后续的申请者只能依次排队等待。例如，若三个冷泵33A、33B、33C同时申请再生时，只有申请到干泵34使用权的冷泵才能收到上位机35的再生指令，其他冷泵只能加入等待序列，并不会开始再生。

假定冷泵33A占有干泵34的使用权，冷泵33C进入等待序列的首位，等待冷泵33A释放干泵34，冷泵33B进入等待序列的次位，等待冷泵33C释放干泵34。图4为当前使用的PVD设备中三个冷泵的再生流程图。请结合参阅图2至图4，当干泵34被冷泵33A占用时，上位机35向冷泵33A发出再生指令，冷泵33A按照图2所示步骤执行再生步骤。当压升率测试合格时，冷泵33A将干泵34释放。排在等待序列首位的冷泵33C获得干泵34，上位机35将冷泵33C从等待序列中移除，冷泵33B移到等待序列的首位，冷泵33C开始再生。

在每个冷泵的再生过程中，“升温到室温”步骤大约需要花费30-40分钟、“排气”步骤大约需要花费60分钟，“压升率测试/吹扫”步骤大约需要花费20分钟，“降温”步骤大约需要花费90分钟。不难看出，每个冷泵的再生过程均需占用干泵约120分钟。然而，实际上“升温到室温”和“排气”步骤并不需要干泵34工作，即，虽然干泵被正在进行再生的冷泵占用，但干泵并不工作，这浪费了PVD设备的共享资源，增加了PVD设备的维护时间，从而降低了PVD设备的生产效率。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的上述技术问题，提供了一种冷泵再生控制方法、装置及半导体加工设备，其可以减少冷泵再生时占用干泵的时间，提高了共享资源的利用率，缩短了PVD设备的维护时间，从而提高了PVD设备的生产效率。

解决上述技术问题，本发明提供了一种冷泵再生控制方法，包括以下步骤：

步骤S1，至少一个冷泵接收到冷泵再生指令后开始再生；

步骤S2，在所述冷泵再生时，监控所述冷泵的再生状态，若所述冷泵排气结束，则终止所述冷泵的再生；

步骤S3，所述冷泵申请干泵的使用权，所述干泵的数量小于或等于所述冷泵的数量；

步骤S4，若所述冷泵获得所述干泵的使用权，则再次开始所述冷泵的再生；若所述冷泵未获得所述干泵的使用权，则排队等待；

步骤S5，监控所述冷泵的再生状态，若所述冷泵开始降温，则释放所述干泵的使用权。

其中，在执行所述步骤S1之前，根据所述冷泵吸附气体的容量计算出所述冷泵的实际排气时间，所述冷泵按照所述实际排气时间进行排气。

其中，所述实际排气时间是由以下方式确定：

其中，C为当前容量，C_MAX为最大容量，T_MAX为当冷泵容量为C时所需再生的时间，T为排气时间。

其中，在执行所述步骤S1之前，包括步骤：关闭所述冷泵的门阀，所述门阀是设置于所述冷泵的进气口与腔室的排气口之间的阀门，用于隔断所述冷泵与所述腔室。

其中，在执行所述步骤S2时，监控所述冷泵的再生是否超时，若是，则发出报警，并将所述冷泵的排气时间设置为最大排气时间。

其中，在所述步骤S4中，将所述冷泵的排气时间设置为虚拟排气时间，以及将冷泵的升温至室温的时间设置为虚拟升温时间。

其中，所述虚拟排气时间为0.5-3分钟，所述虚拟升温时间为2-5分钟。

其中，在执行所述步骤S3时，监控所述申请干泵的使用权的时间是否超时，若是，则发出报警，并将所述冷泵的排气时间设置为最大排气时间。

其中，在所述步骤S4中，在向所述冷泵发送再生指令前，所述干泵仅与获得其使用权的冷泵保持连通。

其中，在执行所述步骤S5时，监控所述冷泵的再生是否超时，若是，则依次执行以下步骤：

向所述冷泵发送终止再生指令；

释放所述干泵的使用权；

发出报警；

将所述冷泵的排气时间设置为最大排气时间。

其中，在所述步骤S5执行后，执行以下步骤：

等待所述冷泵再生结束；

将所述冷泵的排气时间设置为最大排气时间。

其中，当多个冷泵同时收到所述开始再生指令，则所述多个冷泵同时执行步骤S2和步骤S3。

另外，本发明还提供一种冷泵再生控制装置，其包括上位机、控制单元、通信单元和第一监控单元，其中，

所述上位机用于控制冷泵再生的开始和终止；

所述第一监控单元用于监控冷泵的再生状态，并将监控结果传输至所述控制单元；

所述通信单元用于所述上位机、所述控制单元、所述第一监控单元相互之间信号传输；

所述控制单元用于控制冷泵的再生过程，包括：在接收到所述上位机发出的开始再生指令后启动所述冷泵的再生；当通过所述第一监控单元获得所述冷泵排气结束时终止所述冷泵的再生；向所述上位机申请干泵的使用权，并在获得所述干泵的使用权后再次开始所述冷泵的再生；以及当通过所述第一监控单元获知所述冷泵开始降温时，释放所述干泵的使用权。

其中，包括计算单元，用于根据所述冷泵的吸附气体的容量计算所述冷泵的实际排气时间，所述控制单元依据所述实际排气时间控制所述冷泵进行排气。

其中，所述实际排气时间由以下方式确定：

其中，C为当前容量，C_MAX为最大容量，T_MAX为当冷泵容量为C时所需再生的时间，T为排气时间。

其中，包括冷泵控制模块和门阀，所述门阀设置于所述冷泵的进气口和腔室的排气口之间，所述冷泵控制模块控制所述门阀的开闭，所述冷泵控制模块与所述控制单元连接，并接收来自所述控制单元的信号。

其中，包括第二监控单元，用于监控所述冷泵的再生时间，并将监控结果发送至所述控制单元，若所述冷泵的再生超时，则所述控制单元发出报警信号。

其中，包括报警单元，其与所述控制单元连接，用于执行所述控制单元发出的报警信号。

此外，本发明还提供一种半导体加工设备，包括冷泵和冷泵再生控制装置，所述冷泵再生控制装置用于控制所述冷泵的再生，所述冷泵再生控制装置采用本发明提供的所述冷泵再生控制装置。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的冷泵再生控制方法，在排气结束后申请干泵，并在降温时释放干泵，即仅在压升率测试阶段占用干泵，在冷泵再生过程中减少了占用干泵的时间，从而缩短了半导体加工设备的维护时间，进而间接提高了生产效率。

优选地，在排气前首先根据冷泵吸附气体的容量动态计算实际排气时间，并按照计算得到的实际排气时间进行排气，有效地提高了干泵的排气效率，可以缩短半导体加工设备的维护时间，进而间接提高生产效率。

此外，本发明提供的冷泵再生控制装置，控制单元在排气结束后向上位机申请干泵，并在降温时将干泵释放，即仅在压升率测试阶段占用干泵的使用权，减少了冷泵再生过程中占用干泵的时间，提高了干泵的调度效率，缩短了半导体加工设备的维护时间，从而间接提高了生产效率。

另外，本发明提供的半导体加工设备，通过控制单元对共享资源干泵的管理和协调，在排气结束后向上位机申请干泵，并在降温时将干泵释放，即仅在压升率测试阶段占用干泵的使用权，减少了冷泵再生过程中占用干泵的时间，提高了干泵的调度效率，缩短了半导体加工设备的维护时间，从而间接提高了生产效率。

附图说明

图1为当前使用的冷泵的结构示意图；

图2为当前使用的冷泵的再生过程的流程图；

图3为当前使用的PVD设备的部分部件的原理框图；

图4为当前使用的PVD设备中三个冷泵的再生流程图；

图5为本发明第一实施例冷泵再生控制方法的流程图；

图6为本发明第二实施例冷泵再生控制方法的流程图；

图7为本发明第三实施例多冷泵再生控制方法流程图；

图8为本发明第四实施例冷泵再生控制装置的原理框图；

附图编号：

10-泵体；11-一级冷板；12-二级冷板；13-活性炭；31-传输腔室；32a、32b-工艺腔室；33A、33B、33C-冷泵；34-干泵；V_A、V_B、V_C、V_D-排气阀门；V₁、V₂、V₃、V₄-抽气阀门；35-上位机；71-上位机；72-控制单元；73-通信单元；74-第一监控单元；81-上位机；82-控制单元；83-通信单元；84-第一监控单元；85-计算单元；86-冷泵控制模块；87-门阀；88-第二监控单元；89-报警单元。

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，下面结合附图对本发明提供冷泵再生控制方法、装置及半导体加工设备进行详细描述。

本发明第一实施例提供一种冷泵再生控制方法，如图5所示，包括以下步骤：

步骤S51，至少一个冷泵接收到冷泵再生指令后开始再生。

上位机发出再生指令，在冷泵接收到上位机发出的再生指令后开始再生。

步骤S52，在冷泵再生时，监控冷泵的再生状态，若冷泵结束排气，则终止冷泵的再生。

在冷泵再生过程中，随时监控冷泵的再生状态。在步骤S52中，冷泵的再生需经过冷泵升温到室温和冷泵排气两个步骤，大约分别需要花费40分钟和60分钟。当监控到冷泵排气结束时，终止冷泵的再生，然后执行步骤S53。

优选地，在冷泵再生之前，根据冷泵吸附气体的容量计算出冷泵的实际排气时间，再按照实际排气时间进行排气，即，排气时间由冷泵吸附气体的容量决定，相对于固定排气时间而言，可缩短冷泵的排气时间。例如，当半导体加工设备断电后重新启动时，此时冷泵吸附气体的容量往往较少，需要的排气时间较短，如果按照固定的排气时间进行排气，那么冷泵的排气时间远大于实际需要的排气时间，显然延长了冷泵的再生时间，增加了半导体加工设备的维护时间。因此，优选根据冷泵吸附气体的容量计算出的实际排气时间进行排气。

步骤S53，冷泵申请干泵的使用权。

当冷泵终止再生后，向上位机申请干泵的使用权。当多个冷泵申请干泵的使用权时，按提出申请的先后顺序或预设的优先次序排序。未申请到干泵使用权的冷泵进入等待序列。

步骤S54，若冷泵获得干泵的使用权，则再次开始冷泵的再生，若冷泵未获得干泵的使用权，则排队等待。

若冷泵获得干泵的使用权，则上位机再次向该冷泵发送再生指令，冷泵重新开始再生。由于冷泵已经在步骤S52中完成了升温至室温和排气过程，在步骤S54中仅需进行一个虚拟过程，冷泵按照虚拟排气时间完成排气，以及按照虚拟升温时间完成升温至室温。虚拟排气时间可以为0.5-3分钟，虚拟升温时间为2-5分钟。

再次开始冷泵的再生之前，关闭与干泵关联的所有抽气阀门V₁、V₂、V₃、V₄，干泵仅与获得其使用权的冷泵保持连通，即仅打开获得其使用权的冷泵对应的排气阀门。步骤S54进行压升率测试，需要干泵配合完成，大约占用干泵20分钟。

步骤S55，监控冷泵的再生状态，若冷泵开始降温，则释放干泵的使用权。

冷泵的降温过程不需要干泵的配合，当压升率测试完成之后，即可将干泵释放。因此，在步骤S55中，要监控冷泵是否进入降温状态，若是，则可释放干泵，冷泵的降温步骤继续进行。

不难理解，单个冷泵的再生过程仅在步骤S54时占用干泵的使用权，时间为压升率测试时间、虚拟升温时间和虚拟排气时间的总和，一般不超过25分钟，大大降低了占用干泵的时间，提高了干泵的调度效率，提高了共享资源的利用率，缩短了半导体加工设备的维护时间，从而间接提高了半导体加工设备的生产效率。

下面以单个冷泵的再生为例进一步详细介绍上述冷泵再生控制方法。请结合参阅图3和图6，冷泵再生控制方法包括以下步骤：

步骤S61，关闭冷泵与腔室之间的门阀。

在冷泵再生时，首先要关闭冷泵与腔室之间的门阀(图3中未示出)，该门阀通常是冷泵自带，设置于冷泵的进气口与腔室的排气口之间，用于隔断或连通冷泵与腔室。当打开该门阀时，冷泵与腔室连通；当关闭该门阀时，冷泵与腔室被隔断。

步骤S62，计算实际排气时间。

上位机根据冷泵的吸附气体的容量动态计算实际排气时间。实际排气时间是由以下方式确定：

其中，C为当前容量，C_MAX为最大容量，T_MAX为当冷泵容量为C时所需再生的时间，T为排气时间。

步骤S63，设置冷泵的排气时间。

上位机通过串口指令将冷泵的实际排气时间发送至冷泵的控制单元，由控制单元设置冷泵的排气时间。

步骤S64，控制冷泵开始再生。

上位机通过串口指令向冷泵的控制单元发送再生指令，控制单元接收到再生指令后控制冷泵开始再生。

步骤S65，监控冷泵的再生状态。

再生过程中监控再生的状态，冷泵的再生过程需要依次进行升温到室温、排气、压升率测试和降温步骤。

步骤S66，判断排气是否结束，若是，则执行步骤S67；若否，则执行步骤S661。

步骤S661，判断再生过程是否超时，若是，则执行步骤S662；若否，则返回步骤S65，继续监控冷泵的再生状态。

步骤S662，发出报警，然后执行步骤S617。

步骤S67，终止冷泵的再生。

在步骤S67中，上位机向控制单元发送串口指令以终止冷泵的再生。

步骤S68，设置虚拟升温时间和虚拟排气时间。

在步骤S68中，可以设置虚拟升温时间为2-5分钟，设置虚拟排气时间为0.5-3分钟，如设置虚拟升温时间为3分钟，设置虚拟排气时间为1分钟。

步骤69，申请干泵的使用权。

由于干泵属于共享资源，冷泵需要申请干泵的使用权后才能进行压升率测试。

步骤S610，判断干泵申请是否成功。

在步骤S610中，判断干泵申请是否成功，若是，则执行步骤S611；若否，则执行步骤S6101。

步骤S6101，判断再生过程是否超时，若是，则执行步骤S6102，若否，则返回步骤S69。

步骤S6102，发出报警，然后执行步骤S617。

步骤S611，关闭与干泵关联的所有抽气阀门。

在步骤S611中，关闭与干泵关联的所有抽气阀门V₁、V₂、V₃、V₄，仅使获得使用权的冷泵对应的排气阀门打开，如冷泵33A获得干泵的使用权，则仅打开排气阀门V_A。

步骤S612，控制冷泵开始再生。

冷泵依次进行升温至室温、排气、压升率测试和降温。

步骤S613，监控冷泵的再生状态。

在冷泵再生过程中，监控冷泵的再生状态。

步骤S614，判断冷泵是否开始降温，若是，则执行步骤S615；若否，则执行步骤S6141。

步骤S6141，判断再生过程是否超时，若是，则执行步骤S6142；若否，则返回执行步骤S613。

步骤S6142，发送串口指令控制冷泵终止再生过程。

步骤S6143，释放干泵的使用权。

由于步骤S6142已经终止了冷泵的再生，不需要干泵配合，因此，步骤S6143将干泵的使用权释放。

步骤S6144，发出报警，然后执行步骤S617。

步骤S615，释放干泵的使用权。

当冷泵开始降温时，说明压升率测试已经结束，之后的再生过程不需要干泵配合，可以将干泵的使用权释放。

步骤S616，等待再生结束。

在降温过程开始时，即可释放干泵的使用权，但还需要降温才能完成整个再生过程，降温过程大约90分钟。因此，仍然需要监控冷泵的再生过程，等待降温过程的结束。

步骤S617，设置排气时间为最大排气时间。

降温结束后，冷泵的再生结束。上位机发送串口指令将冷泵的排气时间设置为最大排气时间，以使冷泵保持排气状态，避免冷泵吸附气体，以保证其抽气效率，从而降低冷泵的再生频率。

第二实施例更详细的提供了冷泵再生控制方法，在排气前首先根据冷泵吸附气体的容量动态计算实际排气时间，并按照计算得到的实际排气时间进行排气，有效地提高了干泵的排气效率，可以缩短半导体加工设备的维护时间，进而间接提高生产效率。

本发明还提供了第三实施例，第三实施例以三个冷泵为例介绍多冷泵的再生过程。如图7所示，三个冷泵33A、33B、33C同时再生，同时进行升温到室温和排气，花费大约100分钟。当冷泵33A、33B、33C排气结束后，终止再生过程，然后申请干泵。冷泵33A获得了干泵的使用权，并重新开始再生，直到压升率测试结束，释放干泵，这个过程大约花费24分钟。干泵被冷泵33A释放后，冷泵33C获得干泵的使用权，冷泵33C重新开始再生，直到压升率测试结束，释放干泵。在冷泵33C进行压升率测试时，冷泵33A继续其降温过程，直至整个再生过程结束。冷泵33C大约24分钟后结束压升率测试，释放干泵。干泵的使用权被冷泵33B获得，冷泵33B开始压升率测试，直到整个再生过程结束，这个过程大约花费114分钟。在冷泵33B压升率测试时，冷泵33C继续进行降温，直至整个再生过程结束。干泵在冷泵33B压升率测试结束即释放。

由上可知，在第三实施例中，单个冷泵再生占用干泵的时间约114分钟(升温至室温3分钟，排气1分钟，压升率测试20分钟，降温90分钟)，背景技术中提及的现有技术单个冷泵再生占用干泵的时间约210分钟(升温至室温40分钟，排气60分钟，压升率测试20分钟，降温90分钟)，第三实施例单个冷泵再生占用干泵的时间约为现有技术的二分之一。另外，在第三实施例中三个冷泵的再生需要占用干泵时间大约72分钟，而现有技术中三个冷泵的再生需要占用干泵时间大约360分钟，第三实施例占用干泵的时间仅为现有技术的五分之一。不难看出，第三实施例提高了干泵的调度效率，大大减小了占用干泵的时间，从而缩短了半导体加工设备的维护时间，进而间接提高了生产效率。如果冷泵的数量增加，第三实施例提供的冷泵再生控制方法的效率更明显，更能节省半导体加工设备的维护时间。

本发明还提供了第四实施例。第四实施例提供一种半导体加工设备，包括冷泵和冷泵再生控制装置，冷泵再生控制装置用于控制冷泵的再生。如图8所示，冷泵再生控制装置包括上位机81、控制单元82、通信单元83和第一监控单元84，上位机81用于控制冷泵再生的开启和终止；第一监控单元84用于监控冷泵的再生状态，并将监控结果传输至控制单元82和/或上位机81；控制单元82用于控制冷泵的再生过程；通信单元83用于上位机81和控制单元82之间的信号传输。当控制单元82接收到上位机81发出的开始再生指令时启动冷泵的再生；当控制单元82通过第一监控单元84获得冷泵排气结束时终止冷泵的再生；控制单元82向上位机81申请干泵的使用权，并在获得干泵的使用权后再次开始冷泵的再生；以及当控制单元82通过第一监控单元84获知冷泵开始降温时，即冷泵进入降温状态时，释放干泵的使用权。

在第四实施例中，冷泵再生控制装置还包括计算单元85，用于根据冷泵的吸附气体的容量计算冷泵的实际排气时间，控制单元82依据实际排气时间控制冷泵进行排气。由于冷泵的排气时间是根据冷泵吸附气体的容量动态计算获得，相对于固定的排气时间，可以避免排气时间浪费，从而节省半导体加工设备的维护时间。

在第四实施例中，实际排气时间由以下方式确定：

其中，C为当前容量，C_MAX为最大容量，T_MAX为当冷泵容量为C时所需再生的时间，T为排气时间。

冷泵再生控制装置还包括冷泵控制模块86和门阀87，门阀87设置于冷泵的进气口和腔室的排气口之间，冷泵控制模块86用于控制门阀87的开闭，冷泵控制模块86与控制单元82连接，并接收来自控制单元82的信号。

冷泵再生控制装置还包括第二监控单元88和报警单元89，第二监控单元88用于监控冷泵的再生时间，并将监控结果发送至控制单元82。若冷泵的再生超时，则控制单元82发出报警信号。报警单元89与控制单元82连接，用于执行控制单元82发出的报警信号。若冷泵的再生超时，控制单元82将排气时间重设为最大排气时间。

下面简述第四实施例提供的冷泵再生控制装置控制冷泵再生过程：控制单元82指令冷泵控制模块86关闭门阀87，计算单元85根据冷泵的吸附气体的容量计算冷泵的实际排气时间，控制单元82设定冷泵的排气时间为实际排气时间。当控制单元82收到上位机81的再生指令后开始再生，第一监控单元84监控冷泵的再生状态。当第一监控单元84监控到冷泵排气结束后，控制单元82终止冷泵的再生。由控制单元82向上位机81申请干泵的使用权，当冷泵获得干泵的使用权时，上位机81再次向控制单元82发送开始冷泵的再生指令，控制单元82将冷泵的排气时间设置为虚拟排气时间，以及将冷泵的升温至室温的时间设置为虚拟升温时间，然后控制冷泵开始再生，第一监控单元84监控冷泵的再生状态，当冷泵开始降温时，控制单元82释放干泵的使用权，同时降温过程继续。在冷泵再生的过程中，第二监控单元88监控冷泵的再生时间，并将监控结果发送控制单元81，若冷泵的再生时间超时，则控制单元82发出报警信号，报警单元89发出报警。

在第四实施例提供半导体加工设备中，由于冷泵再生控制装置在排气结束后申请干泵，并在降温时释放干泵，即仅在压升率测试阶段占用干泵，提高了干泵的调度效率，大大缩短了冷泵再生过程中占用干泵的时间，缩短了半导体加工设备的维护时间，从而间接提高了半导体加工设备的生产效率。而且，该冷泵再生控制装置提高了半导体加工设备的自动化程度，操作更便捷。

该半导体加工设备有效地提高了共享资源干泵的管理、协调能力，大大降低了冷泵再生过程中占用干泵的时间，缩短了半导体加工设备的维护时间，从而间接提高了半导体加工设备的生产效率。

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 (19)

1.一种冷泵再生控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，至少一个冷泵接收到冷泵再生指令后开始再生；

步骤S2，在所述冷泵再生时，监控所述冷泵的再生状态，若所述冷泵排气结束，则终止所述冷泵的再生；

步骤S3，在所述冷泵排气结束后申请干泵的使用权，所述干泵的数量小于或等于所述冷泵的数量；

步骤S4，若所述冷泵获得所述干泵的使用权，则再次开始所述冷泵的再生；若所述冷泵未获得所述干泵的使用权，则排队等待；

步骤S5，监控所述冷泵的再生状态，若所述冷泵开始降温，则释放所述干泵的使用权。

2.根据权利要求1所述的冷泵再生控制方法，其特征在于，在执行所述步骤S1之前，根据所述冷泵吸附气体的容量计算出所述冷泵的实际排气时间，所述冷泵按照所述实际排气时间进行排气。

3.根据权利要求2所述的冷泵再生控制方法，其特征在于，所述实际排气时间是由以下方式确定：

其中，C为当前容量，C_MAX为最大容量，T_MAX为当冷泵容量为C时所需再生的时间，T为排气时间。

4.根据权利要求1所述的冷泵再生控制方法，其特征在于，在执行所述步骤S1之前，包括步骤：关闭所述冷泵的门阀，所述门阀是设置于所述冷泵的进气口与腔室的排气口之间的阀门，用于隔断所述冷泵与所述腔室。

5.根据权利要求1所述的冷泵再生控制方法，其特征在于，在执行所述步骤S2时，监控所述冷泵的再生是否超时，若是，则发出报警，并将所述冷泵的排气时间设置为最大排气时间。

6.根据权利要求1所述的冷泵再生控制方法，其特征在于，在所述步骤S4中，将所述冷泵的排气时间设置为虚拟排气时间，以及将冷泵的升温至室温的时间设置为虚拟升温时间。

7.根据权利要求6所述的冷泵再生控制方法，其特征在于，所述虚拟排气时间为0.5-3分钟，所述虚拟升温时间为2-5分钟。

8.根据权利要求1所述的冷泵再生控制方法，其特征在于，在执行所述步骤S3时，监控所述申请干泵的使用权的时间是否超时，若是，则发出报警，并将所述冷泵的排气时间设置为最大排气时间。

9.根据权利要求1所述的冷泵再生控制方法，其特征在于，在所述步骤S4中，在向所述冷泵发送再生指令前，所述干泵仅与获得其使用权的冷泵保持连通。

10.根据权利要求1所述的冷泵再生控制方法，其特征在于，在执行所述步骤S5时，监控所述冷泵的再生是否超时，若是，则依次执行以下步骤：

向所述冷泵发送终止再生指令；

释放所述干泵的使用权；

发出报警；

将所述冷泵的排气时间设置为最大排气时间。

11.根据权利要求1所述的冷泵再生控制方法，其特征在于，在所述步骤S5执行后，执行以下步骤：

等待所述冷泵再生结束；

将所述冷泵的排气时间设置为最大排气时间。

12.根据权利要求1所述的冷泵再生控制方法，其特征在于，当多个冷泵同时收到所述开始再生指令，则所述多个冷泵同时执行步骤S2和步骤S3。

13.一种冷泵再生控制装置，其特征在于，包括上位机、控制单元、通信单元和第一监控单元，其中，

所述上位机用于控制冷泵再生的开始和终止；

所述第一监控单元用于监控冷泵的再生状态，并将监控结果传输至所述控制单元；

所述通信单元用于所述上位机、所述控制单元、所述第一监控单元相互之间信号传输；

所述控制单元用于控制冷泵的再生过程，包括：在接收到所述上位机发出的开始再生指令后启动所述冷泵的再生；当通过所述第一监控单元获得所述冷泵排气结束时终止所述冷泵的再生；在所述冷泵排气结束后向所述上位机申请干泵的使用权，并在获得所述干泵的使用权后再次开始所述冷泵的再生；以及当通过所述第一监控单元获知所述冷泵开始降温时，释放所述干泵的使用权。

14.根据权利要求13所述的冷泵再生控制装置，其特征在于，包括计算单元，用于根据所述冷泵的吸附气体的容量计算所述冷泵的实际排气时间，所述控制单元依据所述实际排气时间控制所述冷泵进行排气。

15.根据权利要求14所述的冷泵再生控制装置，其特征在于，所述实际排气时间由以下方式确定：

其中，C为当前容量，C_MAX为最大容量，T_MAX为当冷泵容量为C时所需再生的时间，T为排气时间。

16.根据权利要求13所述的冷泵再生控制装置，其特征在于，包括冷泵控制模块和门阀，所述门阀设置于所述冷泵的进气口和腔室的排气口之间，所述冷泵控制模块控制所述门阀的开闭，所述冷泵控制模块与所述控制单元连接，并接收来自所述控制单元的信号。

17.根据权利要求13所述的冷泵再生控制装置，其特征在于，包括第二监控单元，用于监控所述冷泵的再生时间，并将监控结果发送至所述控制单元，若所述冷泵的再生超时，则所述控制单元发出报警信号。

18.根据权利要求17所述的冷泵再生控制装置，其特征在于，包括报警单元，其与所述控制单元连接，用于执行所述控制单元发出的报警信号。

19.一种半导体加工设备，包括冷泵和冷泵再生控制装置，所述冷泵再生控制装置用于控制所述冷泵的再生，其特征在于，所述冷泵再生控制装置采用权利要求13-18任意一项所述的冷泵再生控制装置。

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