CN118113004A - 基于N2 Purge的新型LoadPort控制方法 - Google Patents

基于N2 Purge的新型LoadPort控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于N2Purge的新型LoadPort控制方法，涉及半导体制造控制技术领域，该方法通过在LoadPort中设置N2Purge台面，且将N2Purge系统分别与FOUP中的进气口与出气口进行连接，形成N2Purge气路，在设备运行前，对N2Purge进行设备自检，当自检通过时，使N2Purge进行自动运行，当N2Purge设备运行时，分别对感应设备中的运行数据进行采集，同时当LoadPort对晶圆装卸完成后，生成停止信号，并触发N2Purge设备的停止按钮，使N2Purge设备停止运行，采用N2Purge功能，进而减少FOUP进入的污染物，降低晶圆污染的风险。

Description

基于N2 Purge的新型LoadPort控制方法
技术领域
本发明属于半导体制造控制技术领域，具体是基于N2 Purge的新型LoadPort控制方法。
背景技术
在半导体的制造过程中，晶圆(制作硅半导体电路所用的硅晶片)需要经过各种不同流程的处理，所以会在多个设备之间进行运送，Loadport(通过晶圆盒从处理装置中取放硅晶圆的晶圆盒装载端口)形式多样，FOUP(晶圆传输盒，可保护、运送、并储存晶圆，在运输传载及储存时提供安全防护)进出气口大多采取Loadport台面上的固定规格尺寸的胶盘密封，用来减少从装置外部混入内部的微粒子。
专利申请号为CN202310889845.X的发明公开了一种晶圆搬运的控制系统及其控制方法，包括：传感元件，设于晶圆装卸机上，用以识别初始标记点，并获取传感元件与机台臂之间的测量距离数据，其中，初始标记点位于靠近晶圆传送盒的机台臂的一端上；以及主控系统，与传感元件通信连接，主控系统中存储有预警距离范围集数据，其中，晶圆传送盒中的晶圆与预警距离范围集数据中的某一个预警距离范围数据相对应；其中，主控系统根据测量距离数据与对应的预警距离范围数据的比较结果，以进入不同的工作状态。
但上述的方法在对晶圆进行装卸的过程中，其FOUP中会进入O2、H2O以及残留化学物和Particle(微小粒子)等，在将晶圆从FOUP中载入和搬卸的过程中，有污染晶圆和EFEM(设备前端模块)的风险。
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；为此，本发明提出了基于N2 Purge的新型LoadPort控制方法，用于解决上述所提出的技术问题。
为实现上述目的，本发明提出以下方案予以解决：基于N2 Purge的新型LoadPort控制方法，该方法具体包括以下步骤：
步骤一：在LoadPort中设置N2 Purge台面，且将N2 Purge系统分别与FOUP中的进气口与出气口进行连接，形成N2 Purge气路；
步骤二：N2 Purge设备运行前，对N2 Purge进行设备自检，当自检通过时，使N2Purge进行自动运行；
步骤三：当N2 Purge设备运行时，分别对感应设备中的运行数据进行采集，同时当LoadPort对晶圆装卸完成后，生成停止信号，并触发N2Purge设备的停止按钮，使N2 Purge设备停止运行。
作为本发明的进一步方案，N2 Purge设备的控制方式采用PLC控制，且设置多组N2Purge设备在PLC控制系统中同时进行控制。
作为本发明的进一步方案，N2 Purge台面设置在晶圆装卸机前端，且与晶圆盒连接。
作为本发明的进一步方案，N2 Purge气路的具体连接方法为：
在FOUP中分别设置进气口和出气口，将N2 Purge系统分别与FOUP中的进气口与出气口进行连接，在进气口连接的气路中设置有进气端数字压力开关、数字式流量传感器、湿度传感器以及进气过滤器，且在进气端的气路的进气端数字压力开关与数字式流量传感器的中间设置分路，分路中设置有可调进气节流阀与真空发生器，在FOUP的出气口连接的气路中分别设置有湿度传感器以及排气端数字压力开关，且排气端数字压力开关与真空发生器进行连接。
作为本发明的进一步方案，设备自检的方法为：
基于设备内设置的基础信息，对基础数据进行采集，并将基础数据与基础信息进行结合，对设备的信息是否一致进行判断，若基础数据与基础信息的正常设定值不一致时，表示自检未通过，反之，表示自检通过；
基础信息包括N2 Purge设备中进气端和出气端的压力正常值，N2Purge设备中氮气流量设定正常值，温湿度传感器正常状态以及PLC的运行状态，基础数据指N2 Purge设备中实时采集的数据，且基础数据与基础信息进行对应。
作为本发明的进一步方案，当设备自检通过时，选择设备的运行模式，并使N2Purge进行自动运行，其中运行模式包括本地模式和远程模式，其中本地模式表示设备现场控制，远程模式表示通过网络通信设备进行控制。
作为本发明的进一步方案，远程模式中，PLC控制系统中设置SECS通讯协议，并与上位系统进行实时通讯。
作为本发明的进一步方案，当自检未通过时，将基础数据中的不正常数据标记为异常数据，并触发报警系统，由报警系统生成声光提示信息，同时将设备进行复位，重新进行自检。
作为本发明的进一步方案，当N2 Purge设备运行时，对感应设备中的运行数据进行采集，感应设备包括进气端和出气端的湿度传感器、温度传感器，压力传感器以及氮气流量进行检测，若运行数据在运行范围内时，表示设备此时为正常运行状态，此时对N2 Purge设备中的温度与湿度数据进行记录，若运行数据不在运行范围内，则触发报警系统，并由报警系统生成声光提示信息。
作为本发明的进一步方案，还包括对环境信息收集后采用MES系统对环境数据进行数据集成，同时当报警系统被触发后，报警系统将生成报警信息记录，并传输至MES系统中，对采集的环境信息与报警信息记录进行信息集成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过将N2 Purge台面用于替换原有LoadPort Dock台面，在不干扰原有设备功能的前提下，满足LoadPort N2 Purge功能，不影响原有LoadPort本身正常的上料/下料动作，保证机台外观的一致性；
本发明控制方式采用PLC控制，一套控制系统可以实现多组N2 Purge同时控制，通讯PLC能具备SECS通讯协议，与上位系统进行实时通讯，满足设备远程控制的功能，同时采用N2 Purge功能能减少FOUP进入的污染物，降低晶圆污染的风险。
附图说明
图1为本发明N2 Purge控制流程图；
图2为本发明N2 Purge气路原理图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
请参阅图1和图2，本申请提供了基于N2 Purge的新型LoadPort控制方法，该方法具体包括以下步骤：
步骤一：在LoadPort中设置N2 Purge台面，本实施例中将N2 Purge代替现有技术中的LoadPort Dock台面，通过控制超纯氮气的流量对FOUP中的晶圆进行装卸，其中LoadPort指晶圆装卸机，N2 Purge为控制超纯氮气的吹扫装置，本实施例中的N2 Purge设备的控制方式采用PLC控制，且设置多组N2 Purge设备在PLC控制系统中同时进行控制，LoadPort Dock设置在晶圆装卸机前端，且与晶圆盒连接，使晶圆在晶圆盒与晶圆装卸机之间进行传输，FOUP为前开式晶圆传送盒，此处简称为晶圆盒，用来保护、运送以及存储晶圆的一种容器；
步骤二：在FOUP中分别设置进气口和出气口，将N2 Purge系统分别与FOUP中的进气口与出气口进行连接，进而形成N2 Purge气路，在进气口连接的气路中设置有进气端数字压力开关、数字式流量传感器、湿度传感器以及进气过滤器，且在进气端的气路的进气端数字压力开关与数字式流量传感器的中间设置分路，分路中设置有可调进气节流阀与真空发生器，在FOUP的出气口连接的气路中分别设置有湿度传感器以及排气端数字压力开关，且排气端数字压力开关与真空发生器进行连接，需要进一步说明的是，在本领域的技术人员经过多次实验后，在N2 Purge气路中，其流量调节范围设置在2～200L/min，且经过20～200s的N2气流后，可将RH值降低至10％以下；
步骤三：在N2 Purge设备运行前，对N2 Purge进行设备自检，若自检通过，则选择设备的运行模式，并使N2 Purge进行自动运行，其中运行模式包括本地模式和远程模式，其中本地模式表示设备现场控制，远程模式表示通过网络通信设备进行控制，具体的，PLC控制系统中设置SECS通讯协议，并与上位系统进行实时通讯，从而满足设备的远程控制功能，设备运行模式的切换由本领域的技术人员进行控制，若设备自检未通过，对设备进行自检分析，具体的设备自检的方法为：
基于设备内设置的基础信息，对基础数据进行采集，并将基础数据与基础信息进行结合，对设备的信息是否一致进行判断，具体的，基础信息包括N2 Purge设备中进气端和出气端的压力正常值，N2 Purge设备中氮气流量设定正常值，温湿度传感器正常状态以及PLC的运行状态，基础数据指N2 Purge设备中实时采集的数据，且基础数据与基础信息进行对应，若基础数据与基础信息的正常设定值不一致时，表示自检未通过，反之，若基础数据与基础信息的正常设定值一致时，表示自检通过，基础信息中的正常设定值本领域的技术人员根据实际设备参数进行设置；
自检分析即为根据基础信息获取基础数据中异常数据的过程，具体的自检分析包括进出口的压力是否正常，流量设定是否正常，温湿度传感器是否正常以及PLC运行是否正常，将基础数据中的不正常数据标记为异常数据，并触发报警系统，由报警系统生成声光提示信息，同时将设备进行复位，重新进行自检；
步骤四：当N2 Purge设备运行时，分别对感应设备中的运行数据进行采集，感应设备包括进气端和出气端的湿度传感器、温度传感器，压力传感器以及氮气流量进行检测，若运行数据在运行范围内时，表示设备此时为正常运行状态，此时对N2 Purge设备中的温度与湿度数据进行记录，若运行数据不在运行范围内，则触发报警系统，并由报警系统生成声光提示信息；
步骤五：当在N2 Purge设备正常运行状态下，LoadPort对晶圆装卸完成后，此时生成停止信号，并触发N2 Purge设备的停止按钮，使N2 Purge设备停止运行。
实施例二：
本实施例在实施例一的基础上，与实施例一的区别之处在于，本实施例中还包括对环境信息收集后采用MES系统对环境数据进行数据集成，同时当报警系统被触发后，报警系统将生成报警信息记录，并传输至MES系统中，从而对采集的环境信息与报警信息记录进行信息集成，便于相关人员对LoadPort设备的运行数据进行查看。
实施例三：
本实施例在实施例一和实施例二的基础上，用于将实施例一和实施例二进行融合，并实施。
上述公式中的部分数据均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集的大量数据经过软件模拟得到最接近真实情况的一个公式；公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者通过大量数据模拟获得。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (10)

1.基于N2 Purge的新型LoadPort控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一：在LoadPort中设置N2 Purge台面，且将N2 Purge系统分别与FOUP中的进气口与出气口进行连接，形成N2 Purge气路；
步骤二：N2 Purge设备运行前，对N2 Purge进行设备自检，当自检通过时，使N2 Purge进行自动运行；
步骤三：当N2 Purge设备运行时，分别对感应设备中的运行数据进行采集，同时当LoadPort对晶圆装卸完成后，生成停止信号，并触发N2 Purge设备的停止按钮，使N2 Purge设备停止运行。
2.根据权利要求1所述的基于N2 Purge的新型LoadPort控制方法，其特征在于，N2Purge设备的控制方式采用PLC控制，且设置多组N2 Purge设备在PLC控制系统中同时进行控制。
3.根据权利要求1所述的基于N2 Purge的新型LoadPort控制方法，其特征在于，N2Purge台面设置在晶圆装卸机前端，且与晶圆盒连接。
4.根据权利要求1所述的基于N2 Purge的新型LoadPort控制方法，其特征在于，N2Purge气路的具体连接方法为：
在FOUP中分别设置进气口和出气口，将N2 Purge系统分别与FOUP中的进气口与出气口进行连接，在进气口连接的气路中设置有进气端数字压力开关、数字式流量传感器、湿度传感器以及进气过滤器，且在进气端的气路的进气端数字压力开关与数字式流量传感器的中间设置分路，分路中设置有可调进气节流阀与真空发生器，在FOUP的出气口连接的气路中分别设置有湿度传感器以及排气端数字压力开关，且排气端数字压力开关与真空发生器进行连接。
5.根据权利要求1所述的基于N2 Purge的新型LoadPort控制方法，其特征在于，设备自检的方法为：
基于设备内设置的基础信息，对基础数据进行采集，并将基础数据与基础信息进行结合，对设备的信息是否一致进行判断，若基础数据与基础信息的正常设定值不一致时，表示自检未通过，反之，表示自检通过；
基础信息包括N2 Purge设备中进气端和出气端的压力正常值，N2Purge设备中氮气流量设定正常值，温湿度传感器正常状态以及PLC的运行状态，基础数据指N2 Purge设备中实时采集的数据，且基础数据与基础信息进行对应。
6.根据权利要求5所述的基于N2 Purge的新型LoadPort控制方法，其特征在于，当设备自检通过时，选择设备的运行模式，并使N2 Purge进行自动运行，其中运行模式包括本地模式和远程模式，其中本地模式表示设备现场控制，远程模式表示通过网络通信设备进行控制。
7.根据权利要求6所述的基于N2 Purge的新型LoadPort控制方法，其特征在于，远程模式中，PLC控制系统中设置SECS通讯协议，并与上位系统进行实时通讯。
8.根据权利要求5所述的基于N2 Purge的新型LoadPort控制方法，其特征在于，当自检未通过时，将基础数据中的不正常数据标记为异常数据，并触发报警系统，由报警系统生成声光提示信息，同时将设备进行复位，重新进行自检。
9.根据权利要求1所述的基于N2 Purge的新型LoadPort控制方法，其特征在于，当N2Purge设备运行时，对感应设备中的运行数据进行采集，感应设备包括进气端和出气端的湿度传感器、温度传感器，压力传感器以及氮气流量进行检测，若运行数据在运行范围内时，表示设备此时为正常运行状态，此时对N2 Purge设备中的温度与湿度数据进行记录，若运行数据不在运行范围内，则触发报警系统，并由报警系统生成声光提示信息。
10.根据权利要求1所述的基于N2 Purge的新型LoadPort控制方法，其特征在于，还包括对环境信息收集后采用MES系统对环境数据进行数据集成，同时当报警系统被触发后，报警系统将生成报警信息记录，并传输至MES系统中，对采集的环境信息与报警信息记录进行信息集成。
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