CN110857871B - 冷却水路预警方法及系统、半导体加工设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种冷却水路预警方法及系统、半导体加工设备，在冷却水路上设置有通断阀；冷却水路包括用于控制通断阀的控制单元，冷却水路预警方法包括：在作业设备开启时，分别对作业设备的内部温度、控制单元对通断阀的控制信号以及冷却水路的流量进行监测；根据监测结果判断是否出现冷却水路流量异常、通断阀故障和控制单元故障中的至少一种情况；若是，则发出报警。本发明提供的冷却水路预警方法及系统、半导体加工设备的技术方案，可以提高作业设备的寿命，同时避免因冷却水路的流量不足而造成的作业设备故障，从而避免工艺中断。

Description

冷却水路预警方法及系统、半导体加工设备
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种冷却水路预警方法及系统、半导体加工设备。
背景技术
LED刻蚀机是LED光源生产过程中所需要的非常重要的设备，在生产过程中，利用分子泵对腔室进行抽真空，同时利用摆阀控制排气流量，可以实现对腔室压力进行稳定控制，保证刻蚀机正常进行工艺，因此分子泵的性能对刻蚀机的性能起到至关重要的作用。
为了避免分子泵内部的转子因为温度过高而损坏，分子泵内部内建冷却机构，并通过监测分子泵内部的温度，对冷却机构的通断阀的开闭进行控制，以将分子泵的内部温度稳定在65℃(分子泵正常运行时温度区间是65-68℃)左右。上述温度控制方法是基于厂务冷却水满足要求和分子泵水阀开启正常的情况。当分子泵水阀开启故障时，分子泵水路流量为0；当厂务冷却水含有杂质，造成分子泵水路堵塞，冷却水流量不满足要求时，有可能造成分子泵在工艺过程中由于过温报警停止工艺。
一般情况下，刻蚀机提供冷却水给分子泵，具体的冷却水控制由分子泵自行控制。如图1所示，图1是刻蚀机现在应用的控制流程。一体式分子泵通过对内部温度进行检测，控制水阀开闭，进而使分子泵内部的温度稳定在65℃左右。当分子泵由于水流量不足或通断阀故障，而致使分子泵温度超过73℃时，分子泵会因为温度过高而故障停止，同时发出分子泵过温报警。
但是，上述报警方式在实际应用中不可避免地存在以下问题：
其一，机台端或分子泵对分子泵冷却水路的流量并无监测，当分子泵的通断阀出现异常时，只有在分子泵运行一段时间后，超过分子泵的温度上限73℃时，才会发出报警，从而影响分子泵的寿命。
其二，由于通入冷却水路的冷却水可能会含有杂质，在机台长期使用的情况下，冷却水路可能会被堵塞，造成冷却水路的流量不足。这种情况在未进行工艺时因分子泵散热需求低，而不会被发现，但是，在进行工艺的过程中，由于分子泵散热需求增加，会因冷却水流量不足而温度过高，导致分子泵故障报警并停止工作，工艺也因此而中断，造成严重损失。
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，提出了一种冷却水路预警方法及系统、半导体加工设备，其可以提高作业设备的寿命，同时避免因冷却水路的流量不足而造成的作业设备故障，从而避免工艺中断。
为实现本发明的目的而提供一种冷却水路预警方法，在所述冷却水路上设置有通断阀；所述冷却水路包括用于控制所述通断阀的控制单元，所述冷却水路预警方法包括：
在作业设备开启时，分别对所述作业设备的内部温度、所述控制单元对所述通断阀的控制信号以及所述冷却水路的流量进行监测；
根据监测结果判断是否出现所述冷却水路流量异常、所述通断阀故障和所述控制单元故障中的至少一种情况；
若是，则发出报警。
可选的，所述冷却水路预警方法，具体包括：
S1，在所述作业设备开启时，检测所述作业设备的内部温度；
S2，判断所述作业设备的内部温度是否超出第一阈值，若超出，则进行步骤S3；若未超出，则返回所述步骤S1；
S3，判断所述控制单元是否发出所述通断阀的开启信号；若是，则进行步骤S4；若否，则发出所述控制单元故障的报警；
S4，判断所述冷却水路的流量是否低于正常值，若否，则进行步骤S5；若是，则判断所述冷却水路的流量是否为零，若为零，则发出所述通断阀故障的报警；若不为零，则进行所述步骤S5；
S5，判断所述作业设备的内部温度是否下降至所述第一阈值以下，若是，则进行步骤S6；若否，则进行步骤S7；
S6，判断所述控制单元是否发出所述通断阀的关闭信号，若否，则发出所述控制单元故障的报警；若是，则判断所述冷却水路的流量是否为零，若为零，则返回所述步骤S1；若不为零，则发出所述通断阀故障的报警；
S7，判断所述作业设备的内部温度是否高于第二阈值，若是，则发出所述冷却水路流量异常的报警；若否，则返回所述步骤S1。
可选的，在所述步骤S1之前，还包括：
S0，设置所述冷却水路流量异常的预警频率；所述冷却水路流量异常的预警次数在所述冷却水路维护后第一次开启时设定为零，在所述冷却水路重启时设定为重启前累加值；
在所述步骤S7中，判断所述作业设备的内部温度是否高于第二阈值，若是，则所述冷却水路流量异常的预警次数加1，并判断所述预警次数是否大于所述预警频率，若是，则发出所述冷却水路流量异常的报警；若否，则返回所述步骤S1。
可选的，在所述步骤S4中，判断所述冷却水路的流量是否低于正常值，且低于正常值的时间是否超出设定时间；
若低于正常值，且低于正常值的时间超出设定时间，则判断所述冷却水路的流量是否为零，若为零，则发出所述通断阀故障的报警；若不为零，则进行所述步骤S5；
若未低于正常值；或者低于正常值，但低于正常值的时间未超出设定时间，则进行所述步骤S5。
可选的，所述正常值为3L/min；所述设定时间为3min。
可选的，所述作业设备为分子泵；
所述第一阈值为65℃-68℃。
可选的，所述第二阈值为70℃-73℃。
作为另一个技术方案，本发明还提供一种冷却水路预警系统，在所述冷却水路上设置有通断阀；所述冷却水路包括用于控制所述通断阀的控制单元，所述冷却水路预警系统包括：
流量检测模块，设置在所述冷却水路上，用于检测所述冷却水路的流量；
流量接收模块，用于接收来自所述流量检测模块发送的所述冷却水路的流量；
开关量接收模块，用于接收来自所述控制单元发送的所述通断阀的控制信号；
控制模块，用于接收分别来自作业设备、所述开关量接收模块和所述流量接收模块发送的所述作业设备的内部温度、所述控制单元对所述通断阀的控制信号以及所述冷却水路的流量，并判断是否出现所述冷却水路流量异常、所述通断阀故障和所述控制单元故障中的至少一种情况；若是，则发出报警。
可选的，所述流量接收模块和所述开关量接收模块集成在所述作业设备的微处理器中；
所述控制模块为下位机，且通过DeviceNet与所述开关量接收模块和所述流量接收模块进行数据通信；以及通过串行接口与所述作业设备进行数据通信。
作为另一个技术方案，本发明还提供一种半导体加工设备，包括腔室和用于对所述腔室进行抽真空的分子泵，还包括本发明提供的上述冷却水路预警系统，所述分子泵即为所述作业设备。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的冷却水路预警方法及系统、半导体加工设备的技术方案中，在作业设备开启时，分别对该作业设备的内部温度、控制单元对通断阀的控制信号以及冷却水路的流量进行监测；根据监测结果判断是否出现冷却水路流量异常、通断阀故障和控制单元故障中的至少一种情况，若出现，则发出报警。这样，可以及时发出报警，而不会拖延到作业设备的温度过高并经过一段时间之后才会发出报警，从而可以提高作业设备的寿命；同时，可以避免因冷却水路的流量不足而造成的作业设备故障，从而避免工艺中断，产生损失。
附图说明
图1为本发明提供的冷却水路预警方法的一个具体实施例的流程框图；
图2为本发明提供的冷却水路预警系统的原理框图。
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冷却水路预警方法及系统、半导体加工设备进行详细描述。
为了避免作业设备因为温度过高而损坏，作业设备内部内建冷却水路，并且，在该冷却水路上设置有通断阀，用于接通或断开冷却水路。此外，冷却水路包括用于控制通断阀的控制单元，用于向通断阀发送开启信号或者关闭信号。
上述作业设备例如为分子泵，当然，也可以是其他需要冷却的设备。
本发明提供的冷却水路预警方法包括：
在作业设备开启时，分别对作业设备的内部温度、控制单元对通断阀的控制信号以及冷却水路的流量进行监测；
根据监测结果判断是否出现冷却水路流量异常、通断阀故障和控制单元故障中的至少一种情况；
若是，则发出报警。
具体地，在作业设备开启时，检测作业设备的内部温度，以根据该温度的大小控制冷却水路的通断阀的通断。在需要通断冷却水路的通断阀时，检测控制单元对通断阀的控制信号，以获知控制单元是否出现故障。在冷却水路的通断阀开启之后，监测冷却水路的流量是否异常，以确定通断阀是否出现故障，以及冷却水路的流量不足的情况。
通过监测作业设备的内部温度，可以根据该温度的大小控制冷却水路的通断阀的通断。通过监测控制单元对通断阀的控制信号，可以获知控制单元是否出现故障。通过监测冷却水路的流量，可以确定通断阀是否出现故障，以及冷却水路的流量不足的情况。由此，可以及时发出报警，而不会拖延到作业设备的温度过高并经过一段时间之后才会发出报警，从而可以提高作业设备的寿命；同时，可以避免因冷却水路的流量不足而造成的作业设备故障，从而避免工艺中断，产生损失。
下面对冷却水路预警方法的具体实施方式进行详细描述，具体地，该冷却水路预警方法包括：
S1，在作业设备开启时，检测作业设备的内部温度；此时冷却水路通断阀处于关闭状态。
S2，判断作业设备的内部温度是否超出第一阈值，若超出，则进行步骤S3；若未超出，则返回步骤S1；
S3，判断控制单元是否发出通断阀的开启信号；若是，则进行步骤S4；若否，则发出控制单元故障的报警；
S4，判断冷却水路的流量是否低于正常值，若否，则进行步骤S5；若是，则判断冷却水路的流量是否为零，若为零，则发出通断阀故障的报警；若不为零，则进行步骤S5；
S5，判断作业设备的内部温度是否下降至第一阈值以下，若是，则进行步骤S6；若否，则进行步骤S7；
S6，判断控制单元是否发出通断阀的关闭信号，若否，则发出控制单元故障的报警；若是，则判断冷却水路的流量是否为零，若为零，则返回步骤S1；若不为零，则发出通断阀故障的报警；
S7，判断作业设备的内部温度是否高于第二阈值，若是，则发出冷却水路流量异常的报警；若否，则返回步骤S1。
可选的，在上述步骤S1之前，还包括：
S0，设置冷却水路流量异常的预警频率T；冷却水路流量异常的预警次数T0在冷却水路维护后第一次开启时设定为零，在冷却水路重启时设定为重启前累加值；
在上述步骤S7中，判断作业设备的内部温度是否高于第二阈值，若是，则冷却水路流量异常的预警次数T0＝T0+1，并判断预警次数T0是否大于预警频率T，若是，则发出冷却水路流量异常的报警；若否，则返回步骤S1。
当预警次数T0大于预警频率T时，发出冷却水路流量异常的报警，操作人员可以进行相应的维护。
在上述步骤S4中，判断冷却水路的流量是否低于正常值，且低于正常值的时间是否超出设定时间；
若低于正常值，且低于正常值的时间超出设定时间，则判断冷却水路的流量是否为零，若为零，则发出通断阀故障的报警；若不为零，则进行步骤S5；
若未低于正常值；或者低于正常值，但低于正常值的时间未超出设定时间，则进行步骤S5。
可选的，正常值为3L/min；设定时间为3min。当冷却水路的流量低于3L/min，且持续3min时，则可以确定冷却水路的流量异常。在这种情况下，若流量为零，则可以确定是通断阀故障；若流量不为零，则可以确定是流量不足。
可选的，当作业设备为分子泵时，第一阈值为65℃-68℃。在该范围内，可以保证分子泵的正常运行。
可选的，当作业设备为分子泵时，第二阈值为70℃-73℃，当分子泵超过该范围，容易出现故障停止。
作为另一个技术方案，本发明还提供一种冷却水路预警系统，该冷却水路预警系统包括：
流量检测模块3，设置在冷却水路2上，用于检测冷却水路2的流量；该流量检测模块3可以设置在通断阀5的上游或者下游。
流量接收模4块，用于接收来自流量检测模块3发送的冷却水路2的流量；
开关量接收模块6，用于接收来自控制单元7发送的通断阀5的控制信号；
控制模块8，用于接收分别来自作业设备1、开关量接收模块6和流量接收模块4发送的作业设备1的内部温度、控制单元7对通断阀5的控制信号以及冷却水路2的流量，并判断是否出现冷却水路流量异常、通断阀故障和控制单元故障中的至少一种情况；若是，则发出报警。
可选的，上述流量接收模块4和开关量接收模块6集成在作业设备1的微处理器中。该微处理器可以为PLC等。控制模块8为下位机，且通过DeviceNet(现场总线标准)与开关量接收模块6和流量接收模块4进行数据通信；以及通过串行接口与作业设备1进行数据通信。由此，下位机能够读取作业设备1的内部温度、控制单元7对通断阀5的控制信号以及冷却水路2的流量。
本发明提供的冷却水路预警系统，可以及时发出报警，而不会拖延到作业设备的温度过高并经过一段时间之后才会发出报警，从而可以提高作业设备的寿命；同时，可以避免因冷却水路的流量不足而造成的作业设备故障，从而避免工艺中断，产生损失。
作为另一个技术方案，本发明还提供一种半导体加工设备，包括腔室和用于对腔室进行抽真空的分子泵，以及本发明提供的上述冷却水路预警系统，该分子泵即为作业设备。
本发明提供的半导体加工设备，其通过采用本发明提供的上述冷却水路预警系统，可以及时发出报警，而不会拖延到作业设备的温度过高并经过一段时间之后才会发出报警，从而可以提高作业设备的寿命；同时，可以避免因冷却水路的流量不足而造成的作业设备故障，从而避免工艺中断，产生损失。
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)

1.一种半导体加工设备中的冷却水路预警方法，在冷却水路上设置有通断阀；所述冷却水路包括用于控制所述通断阀的控制单元，其特征在于，所述冷却水路预警方法包括：
在作业设备开启时，分别对所述作业设备的内部温度、所述控制单元对所述通断阀的控制信号以及所述冷却水路的流量进行监测；
根据监测结果判断是否出现所述冷却水路流量异常、所述通断阀故障和所述控制单元故障中的至少一种情况；
若是，则发出报警；
所述冷却水路预警方法，具体包括：
S1，在所述作业设备开启时，检测所述作业设备的内部温度；
S2，判断所述作业设备的内部温度是否超出第一阈值，若超出，则进行步骤S3；若未超出，则返回所述步骤S1；
S3，判断所述控制单元是否发出所述通断阀的开启信号；若是，则进行步骤S4；若否，则发出所述控制单元故障的报警；
S4，判断所述冷却水路的流量是否低于正常值，若否，则进行步骤S5；若是，则判断所述冷却水路的流量是否为零，若为零，则发出所述通断阀故障的报警；若不为零，则进行所述步骤S5；
S5，判断所述作业设备的内部温度是否下降至所述第一阈值以下，若是，则进行步骤S6；若否，则进行步骤S7；
S6，判断所述控制单元是否发出所述通断阀的关闭信号，若否，则发出所述控制单元故障的报警；若是，则判断所述冷却水路的流量是否为零，若为零，则返回所述步骤S1；若不为零，则发出所述通断阀故障的报警；
S7，判断所述作业设备的内部温度是否高于第二阈值，若是，则发出所述冷却水路流量异常的报警；若否，则返回所述步骤S1。
2.根据权利要求1所述的冷却水路预警方法，其特征在于，在所述步骤S1之前，还包括：
S0，设置所述冷却水路流量异常的预警频率；所述冷却水路流量异常的预警次数在所述冷却水路维护后第一次开启时设定为零，在所述冷却水路重启时设定为重启前累加值；
在所述步骤S7中，判断所述作业设备的内部温度是否高于第二阈值，若是，则所述冷却水路流量异常的预警次数加1，并判断所述预警次数是否大于所述预警频率，若是，则发出所述冷却水路流量异常的报警；若否，则返回所述步骤S1。
3.根据权利要求1所述的冷却水路预警方法，其特征在于，在所述步骤S4中，判断所述冷却水路的流量是否低于正常值，且低于正常值的时间是否超出设定时间；
若低于正常值，且低于正常值的时间超出设定时间，则判断所述冷却水路的流量是否为零，若为零，则发出所述通断阀故障的报警；若不为零，则进行所述步骤S5；
若未低于正常值；或者低于正常值，但低于正常值的时间未超出设定时间，则进行所述步骤S5。
4.根据权利要求3所述的冷却水路预警方法，其特征在于，所述正常值为3L/min；所述设定时间为3min。
5.根据权利要求1所述的冷却水路预警方法，其特征在于，所述作业设备为分子泵；
所述第一阈值为65℃-68℃。
6.根据权利要求5所述的冷却水路预警方法，其特征在于，所述第二阈值为70℃-73℃。
7.一种半导体加工设备中的冷却水路预警系统，在所述冷却水路上设置有通断阀；所述冷却水路包括用于控制所述通断阀的控制单元，其特征在于，所述冷却水路预警系统应用于权利要求1-6任意一项所述的冷却水路预警方法，所述冷却水路预警系统包括：
流量检测模块，设置在所述冷却水路上，用于检测所述冷却水路的流量；
流量接收模块，用于接收来自所述流量检测模块发送的所述冷却水路的流量；
开关量接收模块，用于接收来自所述控制单元发送的所述通断阀的控制信号；
控制模块，用于接收分别来自作业设备、所述开关量接收模块和所述流量接收模块发送的所述作业设备的内部温度、所述控制单元对所述通断阀的控制信号以及所述冷却水路的流量，并判断是否出现所述冷却水路流量异常、所述通断阀故障和所述控制单元故障中的至少一种情况；若是，则发出报警。
8.根据权利要求7所述的冷却水路预警系统，其特征在于，所述流量接收模块和所述开关量接收模块集成在所述作业设备的微处理器中；
所述控制模块为下位机，且通过DeviceNet与所述开关量接收模块和所述流量接收模块进行数据通信；以及通过串行接口与所述作业设备进行数据通信。
9.一种半导体加工设备，包括腔室和用于对所述腔室进行抽真空的分子泵，其特征在于，还包括权利要求7或8所述的冷却水路预警系统，所述分子泵即为所述作业设备。
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