CN110957234A - 半导体制造设备的排气监控系统及排气监控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种半导体制造设备的排气监控系统，该排气监控系统包括排气压力监测装置和数据收集分析装置，该排气压力监测装置由压力表和报警器组成，报警器在实际排气压力值超出预设排气压力上限值或预设排气压力下限值时发出报警信号，提醒操作人员检查，同时该排气压力检测装置还与数据收集分析装置连接，实时上传实际排气压力值至数据收集分析装置。本发明还公开了一种半导体制造设备的排气监控方法，该方法在机台的排气管上安装排气压力监测装置，以实时监测机台的实际排气压力值，并在机台实际排气压力值异常时发出报警信号。本发明的排气监控系统和排气监控方法通过可以实时监控机台排气压力的状况，使得排气异常状况能够及时被发现并修正。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种半导体制造设备的排气监控系统及排气监控方法。
背景技术
半导体制造的很多工序中，都需要排放气体。以半导体刻蚀工序为例，晶圆刻蚀完成后，需停留在净化储存区，进行除气动作，即抽取净化储存区(Purge Storage)内的气体，使得净化储存区获得一定真空度，从而减少晶圆表面残留的气体，避免残留气体在后续工序中发生气体凝结(gas condense)等现象，影响产品良率。
现有的排气系统中，每台机台上均设置有排气管路，机台排出的气体通过排气管路排出，若机台的排气量异常时，会导致晶圆表面气体残留量偏高，影响后续加工工艺，利用良品率测试系统检测产品良品率时，产品良率会降低。若排气系统中设置多台机台，则这些机台的排气管路均与厂务端排气管连接，启动工作后，各机台排出的气体通过总排气管排出，生产时，每台机台上排气管路的额定排气压力(Required Stabile Pressure)在机台启动工作前进行设定。在实际制造过程中，如果启动工作的机台数量较少，则机台的实际排气压力与额定排气压力相等或接近的可能性更高，但如果启动机台数量较多时，由于总排气管排气量受限，引起单台机台的排气量减少的可能非常高，排气区的实际排气压力低于额定排气压力，更导致晶圆表面气体残留量偏高，影响后续加工工艺，后续利用良品率降低产品良率。
目前的排气系统很难及时发现机台是否出现排气量异常的状况，导致排气量减少时，晶圆仍会携带残留气体直接进入后续工序，引起缺陷，影响良品率，造成经济损失；同时也很难判定该缺陷是否因排气量异常所致，导致产品发生异常后无法快速有效的找到发生产品异常的原因。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种半导体制造设备的排气监控系统和排气监控方法，以使排气异常的状况能够被发现，并在缺陷产生后，能够排查该缺陷是否因排气量异常所致。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种半导体制造设备的排气监控系统，包括：
排气压力监测装置，包括压力表，所述排气压力监测装置与需要排气的机台上的排气管路相连，；
数据收集分析装置，与所述排气压力监测装置通讯连接。
可选的，该半导体制造设备的排气监控系统还包括报警器，所述报警器在所述压力表测量的实际排气压力值超出预设排气压力上限值和排气压力下限值之间的范围时发出报警信息。
可选的，所述压力表包括电接点压力表。
可选的，所述排气管路上装有排气调节阀。
可选的，上述半导体制造设备的排气监控系统中，需要排气的机台至少有2台，每台机台的排气管路上均设置有所述排气压力监测装置。
可选的，所述数据收集分析装置还与良品率测试系统通信连接，所述良品率测试系统提供产品良率信息，所述数据收集分析装置通过比对分析实际排气压力值与所述产品良率信息得到最佳排气压力值。
一种半导体制造设备的排气监控方法，包括：
在需要排气的机台的排气管路上安装排气压力监测装置；
将排气压力监测装置与数据收集分析装置通信连接；
实时监测并存储实际排气压力值。
可选的，该半导体制造设备的排气监控方法，包括：
预设排气压力上限值和排气压力下限值；
如果所述实际排气压力值超出预设的排气压力上限值和排气压力下限值的范围后，发出报警信号。
可选的，该半导体制造设备的排气监控方法，包括：
收集产品良率信息，分析所述产品良率信息与实际排气压力值的关系，以获得最佳排气压力值；
根据所述最佳排气压力值重新预设所述排气压力上限值和排气压力下限值。
可选的，该半导体制造设备的排气监控方法，还包括步骤：
在排气管路上安装排气调节阀，利用所述排气调节阀调整实际排气压力值。
可选的，上述半导体制造设备的排气监控方法中，需排气的机台至少有2台，在每台机台的排气管路上均设置所述排气压力监测装置。
本发明通过在机台的排气管路上安装排气压力监测装置，可以实时监控机台实际排气量的多少，使得排气异常的状况能够被及时发现；并在缺陷产生后，能够通过排查实际排气压力值确定该缺陷是否因排气量异常导致。
附图说明
图1显示为本发明中排气监控系统一示例性的结构示意图。
图2显示为本发明排气压力监测装置一示例性的结构示意图。
图3显示为本发明的排气监控方法示例性的流程图。
零件标号说明
1 机台
2 排气管路
3 厂务端排气管
4 排气压力监测装置
5 数据收集分析装置
6 排气调节阀
11 净化储存区
41 电源开关按钮
42 警报解除按钮
43 电源指示灯
44 蜂鸣器
45 警示灯
46 压力表
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，自始至终相同附图标记表示相同的元件。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的示例性的实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
参见图1，示意了本发明的排气监控系统，该排气监控系统应用于需要排气的半导体制造设备中，该排气监控系统包括排气压力监测装置4和数据收集分析装置5。
其中，排气压力监控装置4包括压力表46，该排气压力监控装置与需要排气的机台1上的排气管路2相连；
其中，数据收集分析装置5与排气压力监控装置4通讯连接，使得排气压力监控装置4将实时监测到的实际排气压力值传输至数据收集分析装置进行存储。在实际实施过程中，数据收集分析装置5与排气压力监控装置4可以是有线通讯连接，也可以是无线通讯连接，能够实现远程监控。具体的，所述机台1跑货时对应产品批次的实际排气压力值被排气压力监控装置4测量，同时上传至数据收集分析装置5。例如，机台1上产品批次A跑货时，排气压力监控装置4测得实际排气压力值为-92Pa，机台1上产品批次B跑货时，排气压力监控装置4测得实际排气压力值为-90Pa，机台1上产品批次C跑货时，排气压力监控装置4测得实际排气压力值为-95Pa，数据收集分析装置5收集存储的A、B和C在机台1上的实际排气压力值分别为-92Pa、-90Pa和-95Pa。
排气时，排出的气体先经排气管路2，再进入厂务端排气管3后被排出，该排气压力装置测得机台1的实际排气压力值，将测得的实际排气压力值传送至数据分析收集装置5，当产品产生缺陷时，可通过数据分析收集装置5收集的实际排气压力值盘判断是否由排气压力异常引起的，由于管径为定值时，排气量与排气压力成正比，排气压力异常也就是排气量异常。例如，机台1上产品批次A跑货时，排气压力监控装置4测得实际排气压力值为-92Pa，机台1上产品批次B跑货时，排气压力监控装置4测得实际排气压力值为-60Pa，通过缺陷检测机台发现B产生缺陷，A没有问题，得出B的排气压力异常导致缺陷的产生。
在实际实施过程中，机台1的数量可以是任意数量，即可以是一台，也可以是两台以上，只要每台机台的排气管路2上均连接有排气压力监测装置即可，每台机台对应的排气压力监测装置的数量不限。当需要排气的机台数量至少为两台时，采用本发明的排气监控系统，不仅能够发现排气异常，并且当缺陷产生时，还能够通过排查存储的实际排气压力值，较快速的判断出是哪一台机台排气异常引起的缺陷。例如，机台X上产品批次A跑货时，排气压力监控装置4测得实际排气压力值为-92Pa，机台Y上产品批次B跑货时，排气压力监控装置4测得实际排气压力值为-60Pa，通过缺陷检测机台发现B产生缺陷，A没有问题，得出机台X的排气压力异常导致缺陷的产生。
示例性的，参见图1，设置例如六台刻蚀机台，每台刻蚀机台对应的净化储存区11设置有例如一根排气管路2，在每根排气管路2上安装例如一台排气压力监测装置4，以实时监测每台机台的实际排气压力值，每台机台的压力监测装置4上均设置有压力表46。
示例性的，参见图2，该半导体制造设备的排气监控系统还包括报警器，当压力表测量的实际排气压力值超出所述预设排气压力上限值和排气压力下限值之间的范围时，该报警器发出报警信息。具体的，所述预设排气压力上限值和排气压力下限值根据工程实验得到。该报警器可以采用警示灯45和/或蜂鸣器44。当排气压力异常时，该报警器能够更及时、更有效的提醒工作人员，减少缺陷，降低经济损失。具体实施过程中，报警器可以设置在排气压力监控装置上，也可以独立设置或设置与其他设备上，在应用过程中，该排气监控系统不仅能应用于刻蚀工序，还能应用于酸排、减排等其他所有需要排气的工序中。当该报警器安装在排气压力监测装置4上时，报警器能够在排气压力异常时更有效的提醒现场工程师，并且该报警器更便于现场工程师判断是哪台机台排气异常。
作为示例，参见图2，排气压力监测装置4还包括电源开关按钮41、警报解除按钮42、电源指示灯43。
示例性的，该压力表46可以是电接点压力表，在实际实施过程中，该压力表还采用数字压力表、电阻压力表或差动压力表等能够将压力数据传输至数据收集分析装置5即可。该压力表采用电接点压力表能够直接在压力表上设置排气压力上限值和排气压力下限值，操作方便，且现场工程师能够更直观的观测到实时排气压力是否超出排气压力上限值和排气压力下限值之间的范围。
示例性的，该数据收集分析装置4还与良品率测试系统通信连接，该数据收集分析装置通过比对分析实际排气压力值与产品良率信息得到最佳排气压力值。具体的，利用大数据分析，根据最佳良率的产品找到该产品在机台上的实际排气压力值，该实际排气压力值即为最佳排气压力值。例如，100个产品中，80个产品的良率在95％之上，所对应的实际排气压力在-92Pa，20个产品的良率在95％之下，所对应的实际排气压力在-100Pa，得到最佳排气压力值为-92Pa。
在生产过程中，若知道最佳排气压力值，则可以将实际排气压力值调节至最佳排气压力值，能够提高产品良率。
示例性的，参见图1，排气管路2上装有排气调节阀6，该排气调节阀6能够调节实际排气压力值，可通过调节该排气调节阀使得实际排气压力值趋近或等于最佳排气压力值，使得缺陷减少，提高产品良率。
参见图1、图3，示意了本发明的半导体制造设备的排气监控方法的流程，该方法包括以下步骤：
在需要排气的机台1的排气管路2上安装排气压力监测装置4；
将排气压力监测装置4与数据收集分析装置5通信连接；
实时监测并存储实际排气压力值。
本发明的半导体制造设备的排气监控方法通过设置该压力监测装置，能够实时获得机台1的实际排气压力值，便于发现排气压力异常，且能够在缺陷或者产品良率异常产生后排查是否与所述实际排气压力异常相关，且当需要排气的机台数量为2台或2两台以上时，能够通过排查存储的实际排气压力值判断是哪一台机台的实际排气压力异常。
示例性的，该半导体制造设备的排气监控方法，包括：
预设排气压力上限值和排气压力下限值，具体的，所述预设排气压力上限值和排气压力下限值来源于工程试验的结果；如果实际排气压力值超出预设的排气压力上限值和排气压力下限值的范围后，发出报警信号。
该报警信号能够在排气压力异常时及时提醒工程师，并且能通过该报警信号的来源及时判断出具体是哪台机台的排气异常。具体实施过程中，该报警信号可以是现场警报器发出的现场警报(如声音警报信号、光警报信号)，也可以是监控中心5的报警信号。
作为示例，每台机台的排气压力上限值可以设置为-95Pa至-105Pa范围内的任一排气压力值,每台机台的排气压力下限值可以设置为-75Pa至-85Pa范围内的任一排气压力值。又例如，可以将每台机台的排气压力上限值设置为-100Pa，可以将每台机台的排气压力下限值设置为-80Pa，则当任一机台的实时排气压力超出-80Pa至-100Pa的范围时，则该报警器发出报警信号，提醒工作人员查找原因。
示例性的，该半导体制造设备的排气监控方法，包括：
收集产品良率信息；
分析产品良率信息与实际排气压力值的关系，以获得最佳排气压力值。获得该排气压力值后，能够为生产过程中的各种压力值的设定提供更可靠的依据。具体的，利用大数据分析，根据最佳良率的产品找到该产品在机台上的实际排气压力值，该实际排气压力值即为最佳排气压力值。例如，100个产品中，80个产品的良率在95％之上，所对应的实际排气压力在-92Pa，20个产品的良率在95％之下，所对应的实际排气压力在-100Pa，得到最佳排气压力值为-92Pa。
示例性的，该半导体制造设备的排气监控方法，包括：
根据所述最佳排气压力值重新预设所述排气压力上限值和排气压力下限值。能够使得排气压力预警范围更合理，有利于提高良品率。例如，若某机台在排气压力在-90Pa左右时的良品率最高，则-90Pa作为最佳排气压力，在设定正常排气压力范围时，可以将正常排气压力范围设定为-90±10Pa。
示例性的，该半导体制造设备的排气监控方法，还包括：
在排气管路上安装排气调节阀6；
利用排气调节阀6调整实际排气压力值，使得所述实际排气压力等于或趋近所述最佳排气压力值，能够减少排气异常情况的发生，提高良品率。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (11)
1.一种半导体制造设备的排气监控系统，其特征在于，包括：
排气压力监测装置，包括压力表，所述排气压力监测装置与需要排气的机台上的排气管路相连；
数据收集分析装置，与所述排气压力监测装置通讯连接。
2.根据权利要求1所述的半导体制造设备的排气监控系统，其特征在于：
还包括报警器，所述报警器在所述压力表测量的实际排气压力值超出预设排气压力上限值和排气压力下限值之间的范围时发出报警信息。
3.根据权利要求1所述的半导体制造设备的排气监控系统，其特征在于：
所述压力表包括电接点压力表。
4.根据权利要求1所述的半导体制造设备的排气监控系统，其特征在于：
所述排气管路上装有排气调节阀。
5.根据权利要求1-4任一项所述的半导体制造设备的排气监控系统，其特征在于：
所述需要排气的机台至少有2台，每台机台的排气管路上均设置有所述排气压力监测装置。
6.根据权利要求5所述的半导体制造设备的排气监控系统，其特征在于：
所述数据收集分析装置还与良品率测试系统通信连接，所述良品率测试系统提供产品良率信息，所述数据收集分析装置通过比对分析所述实际排气压力值与所述产品良率信息得到最佳排气压力值。
7.一种半导体制造设备的排气监控方法，其特征在于，包括：
在需要排气的机台的排气管路上安装排气压力监测装置；
将排气压力监测装置与数据收集分析装置通信连接；
实时监测并存储实际排气压力值。
8.根据权利要求7所述的半导体制造设备的排气监控方法，其特征在于，包括：
预设排气压力上限值和排气压力下限值；
如果所述实际排气压力值超出所述预设的排气压力上限值和排气压力下限值的范围后，发出报警信号。
9.根据权利要求7所述的半导体制造设备的排气监控方法，其特征在于，包括：
收集产品良率信息，分析所述产品良率信息与所述实际排气压力值的关系，以获得最佳排气压力值；
根据所述最佳排气压力值重新预设所述排气压力上限值和排气压力下限值。
10.根据权利要求7所述的半导体制造设备的排气监控方法，其特征在于，还包括步骤：
在排气管路上安装排气调节阀，利用所述排气调节阀调整实际排气压力值。
11.根据权利要求7～10任一项所述的半导体制造设备的排气监控方法，其特征在于：
所述需要排气的机台至少有2台，在每台机台的排气管路上均设置所述排气压力监测装置。
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| CN114019038A (zh) * | 2021-10-09 | 2022-02-08 | 长鑫存储技术有限公司 | 监测环境气体有机物的装置及方法 |
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| CN114019038B (zh) * | 2021-10-09 | 2024-01-02 | 长鑫存储技术有限公司 | 监测环境气体有机物的装置及方法 |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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