CN114200879A - 气体泄露监测方法及装置、计算机存储介质 - Google Patents

气体泄露监测方法及装置、计算机存储介质 Download PDF

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CN114200879A CN202111492028.8A CN202111492028A CN114200879A CN 114200879 A CN114200879 A CN 114200879A CN 202111492028 A CN202111492028 A CN 202111492028A CN 114200879 A CN114200879 A CN 114200879A
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杨海峰
朱明森
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Abstract

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种气体泄露监测方法及装置。所述气体泄露监测方法包括如下步骤：建立移动时间窗，所述移动时间窗包括多个气压数据、以及与多个所述气压数据一一对应的多个时间点；计算所述移动时间窗内的气压变化斜率；判断所述气压变化斜率是否超出阈值范围，若是，则确认发生气体泄露事件。本发明一方面，提高了气体泄露事件检测的准确度和可靠性；另一方面，缩短了检测到气体泄露事件的时间，提高了气体泄露事件检测的实时性。

Description

气体泄露监测方法及装置、计算机存储介质
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种气体泄露监测方法及装置、计算机存储介质。
背景技术
随着平面型闪存存储器的发展，半导体的生产工艺取得了巨大的进步。但是最近几年，平面型闪存的发展遇到了各种挑战：物理极限、现有显影技术极限以及存储电子密度极限等。在此背景下，为解决平面闪存遇到的困难以及追求更低的单位存储单元的生产成本，各种不同的三维(3D)闪存存储器结构应运而生，例如3D NOR(3D或非)闪存和3D NAND(3D与非)闪存。
3D NAND存储器是一种从二维到三维通过堆叠技术而形成的存储器。随着集成电路生成工艺的成熟化，3D NAND存储器对各层生成工艺的成本和工艺性能要求越来越高。随着对3D NAND存储器更高的存储功能的需求，其堆叠的层数在不断的增加。
在3D NAND存储器等半导体器件的制造过程中，对气体泄露事件的监测，是确保半导体制造工序正常进行的重要步骤。但是，当前在监测气体泄露方面存在检测结果准确度低、报警不及时等缺陷。
因此，如何提高气体泄露监测的准确度和可靠性，确保半导体制造工序的顺利进行，同时减少安全隐患，是当前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种气体泄露监测方法及装置、计算机存储介质，用于解决现有的气体泄露监测方法准确度较低的问题，以提高气体泄露事件监测的准确度和可靠性，确保半导体制造工序的顺利进行，同时减少半导体制程过程中的安全隐患。
为了解决上述问题，本发明提供了一种气体泄露监测方法，包括如下步骤：
建立移动时间窗，所述移动时间窗包括多个气压数据、以及与多个所述气压数据一一对应的多个时间点；
计算所述移动时间窗内的气压变化斜率；
判断所述气压变化斜率是否超出阈值范围，若是，则确认发生气体泄露事件。
可选的，计算所述移动时间窗的气压变化斜的具体步骤包括：
拟合所述移动时间窗内的所有所述气压数据，得到所述移动时间窗的气压变化斜率。
可选的，计算所述移动时间窗内的气压变化斜的具体步骤包括：
划分所述移动时间窗为多个子移动时间窗，每个所述子移动时间窗包括多个所述气压数据、以及与多个所述气压数据一一对应的多个所述时间点；
计算每一所述子移动时间窗内的子气压变化斜率；
根据多个所述子气压变化斜率计算所述移动时间窗内的气压变化斜率。
可选的，划分所述移动时间窗为多个子移动时间窗的具体步骤包括：
以等时间间隔的方式将所述移动时间窗划分为多个子移动时间窗。
可选的，多个所述子移动时间窗按照所述时间点的先后顺序依次排列；
相邻两个所述子移动时间窗内的部分所述时间点重叠；或者，相邻两个所述子移动时间窗内的所述时间点不重叠。
可选的，计算每一所述子移动时间窗内的子气压变化斜率的具体步骤包括：
拟合所述子移动时间窗内的所有所述气压数据，得到所述子移动时间窗的子气压变化斜率。
可选的，根据多个所述子气压变化斜率计算所述移动时间窗内的气压变化斜率的具体步骤包括：
计算多个所述子气压变化斜率的平均值，并以所述平均值作为所述移动时间窗内的气压变化斜率。
可选的，计算所述移动时间窗内的气压变化斜率的具体步骤包括：
采用线性回归拟合的方式计算所述移动时间窗内的气压变化斜率。
可选的，还包括如下步骤：
在确认发生气体泄露事件之后发出报警信号。
为了解决上述问题，本发明还提供了一种气体泄露监测装置，包括：
存储器，用于存储移动时间窗，所述移动时间窗包括多个气压数据、以及与多个所述气压数据一一对应的多个时间点；
计算器，用于计算所述移动时间窗内的气压变化斜率；
控制器，用于判断所述气压变化斜率是否超出阈值范围，若是，则确认发生气体泄露事件。
可选的，所述计算器用于拟合所述移动时间窗内的所有所述气压数据，得到所述移动时间窗的气压变化斜率。
可选的，所述计算器包括：
提取电路，用于划分所述移动时间窗为多个子移动时间窗，每个所述子移动时间窗包括多个所述气压数据、以及与多个所述气压数据一一对应的多个所述时间点；
第一计算电路，用于计算每一所述子移动时间窗内的子气压变化斜率；
第二计算电路，用于根据多个所述子气压变化斜率计算所述移动时间窗内的气压变化斜率。
可选的，所述提取电路用于以等时间间隔的方式将所述移动时间窗划分为多个子移动时间窗。
可选的，多个所述子移动时间窗按照所述时间点的先后顺序依次排列；
相邻两个所述子移动时间窗内的部分所述时间点重叠；或者，相邻两个所述子移动时间窗内的所述时间点不重叠。
可选的，所述第一计算电路用于拟合所述子移动时间窗内的所有所述气压数据，得到所述子移动时间窗的子气压变化斜率。
可选的，所述第二计算电路计算多个所述子气压变化斜率的平均值，并将所述平均值作为所述移动时间窗内的气压变化斜率输出。
可选的，所述计算器用于采用线性回归拟合的方式计算所述移动时间窗内的气压变化斜率。
可选的，还包括：
报警器，用于在确认发生气体泄露事件之后发出报警信号。
为了解决上述问题，本发明还提供了一种计算机存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上述任一项所述的气体泄露监测方法。
本发明提供的气体泄露监测方法及装置、计算机存储介质，通过引入移动时间窗，并计算移动时间窗内的气压变化斜率来判断是否发生气体泄露事件，即根据气压变化的快慢来判断是否发生气体泄露事件，一方面，提高了气体泄露事件检测的准确度和可靠性；另一方面，缩短了检测到气体泄露事件的时间，提高了气体泄露事件检测的实时性，从而能够及时的对气体泄露事件进行处理，减少了甚至是避免了半导体制程过程中的安全隐患。
附图说明
附图1是本发明具体实施方式中气体泄露监测方法的流程图；
附图2是本发明具体实施方式中计算移动时间窗内的气压变化斜率的一示意图；
附图3A是本发明具体实施方式中第一时间段内气压变化斜率与时间的关系图；
附图3B是第一时间段内的气压随时间的波动图；
附图4A是本发明具体实施方式中第二时间段内气压变化斜率与时间的关系图；
附图4B是第二时间段内的气压随时间的波动图；
附图5A是本发明具体实施方式中第三时间段内气压变化斜率与时间的关系图；
附图5B是第三时间段气压随时间的波动图；
附图6是本发明具体实施方式中气体泄露监测装置的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的气体泄露监测方法及装置、计算机存储介质的具体实施方式做详细说明。
当前在对气体泄露事件进行监测时，主要是通过监测系统采集气压数据，然后通过判断气压数据是否超过预设范围来确认是否发生气体泄露事件。但是，当前基于气压数据的监测手段至少存在如下两个方面的问题：一方面，由于气体压力不稳定，所以经常出现超过所述预设范围的情形，然而有些超出所述预设范围的情形属于气压的正常波动、并非发生气体泄露事件，这就导致监测结果的可靠性较低；另一方面，从气体泄露事件发生到所述监测系统监测到气压数据超过所述预设范围(即所述气压数据降至所述预设范围之外)所需的时间较长，从而使得工作人员无法在第一时间得知气体泄露事件，故而无法及时处理气体泄露事件，埋下了较大的安全隐患。
为了提高气体泄露事件监测的可靠性和及时性，本具体实施方式提供了一种气体泄露监测方法，附图1是本发明具体实施方式中气体泄露监测方法的流程图。如图1所示，所述气体泄露监测方法，包括如下步骤：
步骤S11，建立移动时间窗，所述移动时间窗包括多个气压数据、以及与多个所述气压数据一一对应的多个时间点。
具体来说，可以通过压力传感器等结构采集反应腔室内的气压数据，从而建立包括多个所述气压数据、以及与多个所述气压数据一一对应的多个时间点的所述移动时间窗。所述时间点为压力传感器采集与其对应的所述气压数据的时刻。所述移动时间窗内的所述气压数据的具体数量，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。本具体实施方式中所述的多个是指两个以上。
步骤S12，计算所述移动时间窗内的气压变化斜率。
在本具体实施方式中，可以采用但不限于采用拟合的方式计算所述移动时间窗内的气压变化斜率。可选的，计算所述移动时间窗内的气压变化斜率的具体步骤包括：
采用线性回归拟合的方式计算所述移动时间窗内的气压变化斜率。
在其他具体实施方式中，也可以采用其他拟合方式计算所述移动时间窗内的气压变化斜率。
在一实施例中，可选的，计算所述移动时间窗的气压变化斜的具体步骤包括：
拟合所述移动时间窗内的所有所述气压数据，得到所述移动时间窗的气压变化斜率。
具体来说，当所述移动时间窗内的所述气压数据较少时(例如所述移动时间窗内的气压数据少于5个时)，可以采用线性回归拟合所述移动时间窗内的所有的所述气压数据，通过一次拟合即可得到所述移动时间窗内的所述气压变化斜率，拟合速度较快，从而能进一步缩短了检测到气体泄露事件的时间，提高了气体泄露事件检测的实时性。
在其他实施例中，可选的，计算所述移动时间窗内的气压变化斜的具体步骤包括：
划分所述移动时间窗为多个子移动时间窗，每个所述子移动时间窗包括多个所述气压数据、以及与多个所述气压数据一一对应的多个所述时间点；
计算每一所述子移动时间窗内的子气压变化斜率；
根据多个所述子气压变化斜率计算所述移动时间窗内的气压变化斜率。
具体来说，当所述移动时间窗内的所述气压数据较多时(例如所述移动时间窗内的所述气压数据大于或者等于5个时)，可以将所述移动时间窗划分为多个所述子移动时间窗，多个所述子移动时间窗的并集为所述移动时间窗。通过将所述移动时间窗进行分解，并计算每一个所述子移动时间窗的所述子气压变化斜率，且根据多个所述子气压变化斜率计算所述移动时间窗内的气压变化斜率，能够减少通过线性拟合或者其他拟合方式计算所述子气压变化斜率时的数据量，从而提高拟合精度，提高所述子气压变化斜率的准确度，最终提高所述移动时间窗内的所述气压变化斜率的准确度和可靠性。
可选的，划分所述移动时间窗为多个子移动时间窗的具体步骤包括：
以等时间间隔的方式将所述移动时间窗划分为多个子移动时间窗。
可选的，多个所述子移动时间窗按照所述时间点的先后顺序依次排列；
相邻两个所述子移动时间窗内的部分所述时间点重叠；或者，相邻两个所述子移动时间窗内的所述时间点不重叠。
可选的，计算每一所述子移动时间窗内的子气压变化斜率的具体步骤包括：
拟合所述子移动时间窗内的所有所述气压数据，得到所述子移动时间窗的子气压变化斜率。
附图2是本发明具体实施方式中计算移动时间窗内的气压变化斜率的一示意图。举例来说，如图2所示，所述移动时间窗包括第一时间点t1以及与所述第一时间点t1对应的第一气压数据vt1、第二时间点t2以及与第二时间点t2对应的第二气压数据vt2、……、第n时间点tn以及与第n时间点tn对应的第n气压数据vtn，其中，n为大于或者等于3的正整数。所述移动时间窗内的多个所述时间点按时间先后顺序排列，且相邻的所述时间点之间的时间间隔相等。将所述移动时间窗划分为m个子移动时间窗(其中，m为大于或者等于3的正整数)，即第一子移动时间窗、第二子移动时间窗、……、第m子移动时间窗，所述第一子移动时间窗包括第一气压数据vt1、第二气压数据vt2、……、第k气压数据vtk(其中，k为大于或者等于3的正整数)，所述第二子移动时间窗包括第二气压数据vt2、第三气压数据vt3、……、第k+1气压数据vt(k+1)，……，第m子移动时间窗包括第m气压数据vtm、第m+1气压数据vt(m+1)、……、第m+k-1气压数据vt(m+k-1)。多个所述子移动时间窗按时间点的先后顺序排列，且相邻的所述子移动时间窗之间的时间间隔相等(例如间隔时间均为两个时间点之间的时间差)。采用线性回归等拟合方式，分别计算得到所述第一子移动时间窗内的第一子气压变化斜率slope1、所述第二子移动时间窗内的第二子气压变化斜率slope2、……、所述第m子移动时间窗内的第一子气压变化斜率slopem。
本具体实施方式是以相邻两个所述子移动时间窗内的部分所述时间点重叠为例进行说明。在其他具体实施方式中，也可以使得任意两个所述子移动时间窗内都不存在重合的所述时间点。
可选的，根据多个所述子气压变化斜率计算所述移动时间窗内的气压变化斜率的具体步骤包括：
计算多个所述子气压变化斜率的平均值，并以所述平均值作为所述移动时间窗内的气压变化斜率。
具体来说，如图2所示，计算所述第一子气压变化斜率slope1、所述第二子气压变化斜率slope2、……、第一子气压变化斜率slopem的平均值，并以所述平均值作为所述移动时间窗内的气压变化斜率，以提高所述移动时间窗内气压变化斜率计算的准确度和可靠性。
步骤S13，判断所述气压变化斜率是否超出阈值范围，若是，则确认发生气体泄露事件。
可选的，所述气体泄露监测方法还包括如下步骤：
在确认发生气体泄露事件之后发出报警信号。
具体来说，在所述移动时间窗的所述气压变化斜率超出所述阈值范围后，则确认发生气体泄露事件，并发出报警信号，从而使得工作人员能够及时、快速的知晓气体泄露事件，以便于第一时间采取措施，避免安全隐患的发生。
在监测过程中，通过按照时间的先后顺序，连续建立多个所述移动时间窗，从而可以得到气压变化斜率与时间的关系图。附图3A是本发明具体实施方式中第一时间段内气压变化斜率与时间的关系图，附图3B是第一时间段内的气压随时间的波动图，图3A中的横坐标为时间段、纵坐标为气压变化斜率，图3B中的横坐标为时间点、纵坐标为气压。如图3A和图3B所示，即时在气压发生较大波动的时候，采用本具体实施方式中的气压变化斜率作为监测气体泄露事件的指标具有极强的稳定性，从而能够有效的降低误报警的概率，有效提高了监测结果的准确度和可靠性。
附图4A是本发明具体实施方式中第二时间段内气压变化斜率与时间的关系图，附图4B是第二时间段内的气压随时间的波动图，图4A中的横坐标为时间段、纵坐标为气压变化斜率，图4B中的横坐标为时间点、纵坐标为气压。图4A和图4B中的虚直线均表示阈值线。如图4A和图4B所示，采用本具体实施方式中的气压变化斜率作为监测气体泄露事件的指标具有极强的稳定性，只有在发生气体泄露事件时才会触及阈值线，有效提高了监测结果的准确度和可靠性。
附图5A是本发明具体实施方式中第三时间段内气压变化斜率与时间的关系图，附图5B是第三时间段气压随时间的波动图，图5A中的横坐标为时间段、纵坐标为气压变化斜率，图5B中的横坐标为时间点、纵坐标为气压。图4A和图4B中的平行于横轴方向的虚直线均表示阈值线，图4A和图4B中的平行于纵轴方向的虚直线表示发生气体泄露事件的时间。如图5A和图5B所示，在发生气体泄露事件后，采用本具体实施方式中的气压变化斜率作为监测气体泄露事件的指标的方法能够更快的触及阈值线，从而缩短了检测到气体泄露事件的时间，提高了气体泄露事件检测的实时性，从而能够及时的对气体泄露事件进行处理，减少了甚至是避免了半导体制程过程中的安全隐患。
不仅如此，本具体实施方式还提供了一种气体泄露监测装置。附图6是本发明具体实施方式中气体泄露监测装置的结构框图。本具体实施方式提供的所述气体泄露监测装置可以采用如图1所示的气体泄露监测方法来监测气体泄露事件。如图6所示，所述气体泄露监测装置，包括：
存储器60，用于存储移动时间窗，所述移动时间窗包括多个气压数据、以及与多个所述气压数据一一对应的多个时间点；
计算器61，用于计算所述移动时间窗内的气压变化斜率；
控制器62，用于判断所述气压变化斜率是否超出阈值范围，若是，则确认发生气体泄露事件。
可选的，所述计算器61用于拟合所述移动时间窗内的所有所述气压数据，得到所述移动时间窗的气压变化斜率。
可选的，所述计算器61包括：
提取电路611，用于划分所述移动时间窗为多个子移动时间窗，每个所述子移动时间窗包括多个所述气压数据、以及与多个所述气压数据一一对应的多个所述时间点；
第一计算电路612，用于计算每一所述子移动时间窗内的子气压变化斜率；
第二计算电路613，用于根据多个所述子气压变化斜率计算所述移动时间窗内的气压变化斜率。
可选的，所述提取电路611用于以等时间间隔的方式将所述移动时间窗划分为多个子移动时间窗。
可选的，多个所述子移动时间窗按照所述时间点的先后顺序依次排列；
相邻两个所述子移动时间窗内的部分所述时间点重叠；或者，相邻两个所述子移动时间窗内的所述时间点不重叠。
可选的，所述第一计算电路612用于拟合所述子移动时间窗内的所有所述气压数据，得到所述子移动时间窗的子气压变化斜率。
可选的，所述第二计算电路613计算多个所述子气压变化斜率的平均值，并将所述平均值作为所述移动时间窗内的气压变化斜率输出。
可选的，所述计算器61用于采用线性回归拟合的方式计算所述移动时间窗内的气压变化斜率。
可选的，所述气体泄露监测装置还包括：
报警器63，用于在确认发生气体泄露事件之后发出报警信号。
不仅如此，本具体实施方式还提供了一种计算机存储介质。所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上述任一项所述的气体泄露监测方法。
本具体实施方式提供的气体泄露监测方法及装置、计算机存储介质，通过引入移动时间窗，并计算移动时间窗内的气压变化斜率来判断是否发生气体泄露事件，即根据气压变化的快慢来判断是否发生气体泄露事件，一方面，提高了气体泄露事件检测的准确度和可靠性；另一方面，缩短了检测到气体泄露事件的时间，提高了气体泄露事件检测的实时性，从而能够及时的对气体泄露事件进行处理，减少了甚至是避免了半导体制程过程中的安全隐患。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (19)

1.一种气体泄露监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
建立移动时间窗，所述移动时间窗包括多个气压数据、以及与多个所述气压数据一一对应的多个时间点；
计算所述移动时间窗内的气压变化斜率；
判断所述气压变化斜率是否超出阈值范围，若是，则确认发生气体泄露事件。
2.根据权利要求1所述的气体泄露监测方法，其特征在于，计算所述移动时间窗的气压变化斜的具体步骤包括：
拟合所述移动时间窗内的所有所述气压数据，得到所述移动时间窗的气压变化斜率。
3.根据权利要求1所述的气体泄露监测方法，其特征在于，计算所述移动时间窗内的气压变化斜的具体步骤包括：
划分所述移动时间窗为多个子移动时间窗，每个所述子移动时间窗包括多个所述气压数据、以及与多个所述气压数据一一对应的多个所述时间点；
计算每一所述子移动时间窗内的子气压变化斜率；
根据多个所述子气压变化斜率计算所述移动时间窗内的气压变化斜率。
4.根据权利要求3所述的气体泄露监测方法，其特征在于，划分所述移动时间窗为多个子移动时间窗的具体步骤包括：
以等时间间隔的方式将所述移动时间窗划分为多个子移动时间窗。
5.根据权利要求4所述的气体泄露监测方法，其特征在于，多个所述子移动时间窗按照所述时间点的先后顺序依次排列；
相邻两个所述子移动时间窗内的部分所述时间点重叠；或者，相邻两个所述子移动时间窗内的所述时间点不重叠。
6.根据权利要求3所述的气体泄露监测方法，其特征在于，计算每一所述子移动时间窗内的子气压变化斜率的具体步骤包括：
拟合所述子移动时间窗内的所有所述气压数据，得到所述子移动时间窗的子气压变化斜率。
7.根据权利要求3所述的气体泄露监测方法，其特征在于，根据多个所述子气压变化斜率计算所述移动时间窗内的气压变化斜率的具体步骤包括：
计算多个所述子气压变化斜率的平均值，并以所述平均值作为所述移动时间窗内的气压变化斜率。
8.根据权利要求1所述的气体泄露监测方法，其特征在于，计算所述移动时间窗内的气压变化斜率的具体步骤包括：
采用线性回归拟合的方式计算所述移动时间窗内的气压变化斜率。
9.根据权利要求1所述的气体泄露监测方法，其特征在于，还包括如下步骤：
在确认发生气体泄露事件之后发出报警信号。
10.一种气体泄露监测装置，其特征在于，包括：
存储器，用于存储移动时间窗，所述移动时间窗包括多个气压数据、以及与多个所述气压数据一一对应的多个时间点；
计算器，用于计算所述移动时间窗内的气压变化斜率；
控制器，用于判断所述气压变化斜率是否超出阈值范围，若是，则确认发生气体泄露事件。
11.根据权利要求10所述的气体泄露监测装置，其特征在于，所述计算器用于拟合所述移动时间窗内的所有所述气压数据，得到所述移动时间窗的气压变化斜率。
12.根据权利要求10所述的气体泄露监测装置，其特征在于，所述计算器包括：提取电路，用于划分所述移动时间窗为多个子移动时间窗，每个所述子移动时间窗包括多个所述气压数据、以及与多个所述气压数据一一对应的多个所述时间点；
第一计算电路，用于计算每一所述子移动时间窗内的子气压变化斜率；
第二计算电路，用于根据多个所述子气压变化斜率计算所述移动时间窗内的气压变化斜率。
13.根据权利要求12所述的气体泄露监测装置，其特征在于，所述提取电路用于以等时间间隔的方式将所述移动时间窗划分为多个子移动时间窗。
14.根据权利要求13所述的气体泄露监测装置，其特征在于，多个所述子移动时间窗按照所述时间点的先后顺序依次排列；
相邻两个所述子移动时间窗内的部分所述时间点重叠；或者，相邻两个所述子移动时间窗内的所述时间点不重叠。
15.根据权利要求12所述的气体泄露监测装置，其特征在于，所述第一计算电路用于拟合所述子移动时间窗内的所有所述气压数据，得到所述子移动时间窗的子气压变化斜率。
16.根据权利要求12所述的气体泄露监测装置，其特征在于，所述第二计算电路计算多个所述子气压变化斜率的平均值，并将所述平均值作为所述移动时间窗内的气压变化斜率输出。
17.根据权利要求10所述的气体泄露监测装置，其特征在于，所述计算器用于采用线性回归拟合的方式计算所述移动时间窗内的气压变化斜率。
18.根据权利要求10所述的气体泄露监测装置，其特征在于，还包括：
报警器，用于在确认发生气体泄露事件之后发出报警信号。
19.一种计算机存储介质，其特征在于，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-9中任一项所述的气体泄露监测方法。
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