发明内容
本发明的目的是提供一种新的能够防止由于开关阀门出现的晶片颗粒缺陷的方法和其装置。使其能够实时监测开关阀门产生的颗粒,分析并根据颗粒数量分析结果,需要时立即在两个开关阀门之间进行切换,不会因为开关阀门的问题而使整个机台停下来,保证机台的连续工作和产品的合格率。
本发明的一种用于真空系统的防止晶片颗粒缺陷的装置,包括:
开关阀组件,用于集群式真空反应设备的相邻腔体之间,其具有第一开关阀门,其单方向单独密封反应腔体,在关状态时隔绝两个不同的相邻腔体,使它们分别在不同压力下,可以同时各自进行不同的工艺,在开状态时成为传输晶片进出腔体的通道;
气压阀控制器,用于开关阀门开/关状态的控制;
其特征在于,还包括:
颗粒采样通道,其一端在开关阀门的下端设置有采样点,另一端与颗粒分析仪连接;
颗粒分析仪,设置在开关阀组件远程,一方面与颗粒采样通道相连,另一方面与气压阀控制器相连。
而且,所述的开关阀组件,还包括第二开关阀门,与第一开关阀门构成双开关阀门形式,第一开关阀门和第二开关阀门上下颠倒设置,互为备用。
根据本发明,第一开关阀门为靠汽缸推动,靠密封圈密封的结构。第二开关阀门为与第一开关阀门机械动作与原理相同的结构。第一开关阀门和第二开关阀门为结构相同,能单方向单独密封腔体。气压阀门控制器为由电子信号控制,按照信号指示来选择驱动第一或第二开关阀门。
颗粒分析仪还包括,颗粒计数器和吸取颗粒的泵,该泵与采样通道另一端相连。颗粒分析仪为使用光谱分析或颗粒遇光线反射方式,来计数颗粒的数目。
本发明的一种用于真空系统防止晶片颗粒缺陷的方法,包括如下步骤:
a)采集颗粒,真空系统腔体阀门处的颗粒;
b)颗粒计数分析;
c)颗粒计数分析结果信息送到气压阀控制器;
d)气压阀控制器选择驱动第一或第二开关阀门,在两个开关阀门之间切换。
其中,采集颗粒是实时监测实时采集,即处于工作状态的开关阀门中产生的颗粒,由于重力作用向下沉降到采样点,通过软管被采样通道另一端的泵吸取。颗粒计数分析是对采集的颗粒送到颗粒计数器,计数并分析颗粒数是否异常,颗粒异常时进行开关阀门之间的切换,而且以颗粒的数目作为腔体开关阀门是否异常的标准。两个开关阀门之间的切换可以是自动的,也可以是手动的。
由于两个开关阀门可以交替工作,使一个开关阀门始终处于工作状态而开关阀门产生的颗粒处于实时监测之中,工作中的开关阀门的颗粒始终处于正常,因此机台不会因为开关阀门的问题而停机,而且颗粒数受到控制,从而不会对产品的合格率产生影响,保证机台的连续工作和芯片的合格率。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的用于真空系统防止晶片颗粒缺陷的方法和和装置进行详细的说明。
本发明的防止晶片颗粒缺陷的装置,包括:
开关阀组件,其是在原有技术的一个开关阀门的基础上增加了一个开关阀门,因此具有第一开关阀门和第二开关阀门,两阀门上下颠倒设置,互为备用,设置在两个不同腔体之间。开关阀门的作用是,当开关阀门处于关状态时隔绝两个不同的相邻腔体,使它们分别在不同压力下,可以同时各自进行不同的工艺,当开关阀门处于开状态时,提供晶片进出腔体的通道;双开关阀门的作用是当第一开关阀门被实时监测到有异常的颗粒发生,并判断可能会影响产品合格率或需要立即停止机台中断生产时,立即提供一个额外的开关阀门切换,使其工艺能继续进行,待时间容许下或另行搭配其它保养项目,一并实施处理。
颗粒采样通道,其一端在开关阀门的下端设置有采样点,另一端与设置在颗粒分析仪中的泵连接;当颗粒产生时,由于重力作用向下沉降到采样点,通过软管被采样通道另一端的泵吸取,传送到颗粒分析仪。
气压阀控制器,其设置在开关阀组件的远程,其作用是接收来自颗粒分析仪的电子信号,选择驱动第一或第二开关阀门,通过压缩空气的推动达到执行被选定的开关阀门打开或关闭的目的。
颗粒分析仪,其设置在开关阀组件远程,通过软管取样颗粒,并将其实时不间断的结果传送到颗粒记数器,用颗粒计数的分析结果作为腔体开关阀门是否异常的标准,其作用是采集和分析颗粒信息。
如图1所示为设置有开关阀组件的腔体示意图。其中开关阀组件设置于相邻两个腔体之间,如传输腔11与反应腔15,也可以设置于装载腔13与传输腔11,传输腔11与反应腔16、17、18之间等等。当开关阀门处于关状态时,其作用是隔绝两个不同的相邻腔体,使它们分别在不同的压力及工艺条件下,能同时进行各自不同的工艺过程。当开关阀门处于开状态时,是供晶片在相邻腔体之间的传输,传输腔11中设置有机械手臂12,用于在各个腔体之间传输晶片。
如图2所示是,现有的开关阀门设置的一个例子,其中一个开关阀门21设置在相邻腔体传输腔11与等离子反应腔20之间,隔绝传输腔与等离子反应腔,使两个腔在不同的工艺条件下进行不同的工作,传输腔中机械手臂12传输晶片,而等离子反应腔中进行等离子淀积或刻蚀。
如图3所示,开关阀门21和等离子反应腔20之间通过密封圈211密封,并有压缩干燥气体入口/开状态214和压缩干燥气体入口/关状态215,以控制压缩干燥气体进入气压缸213中。通过进入气压缸213中的压缩干燥气体的驱动而使开关阀门开或关。由于仅设置有一个开关阀门,若发生颗粒异常无法被监测。当产品工程师通知设备工程师关于开关阀门产生的缺陷问题时,设备工程师不得不停下整个机台以替换开关阀门,或者需要等到定期测机时才能被发现异常。不仅影响机台的连续运行,还影响产品的合格率,一旦造成损失无法挽回。
如图4所示是设置本发明的开关阀组件的腔体的一个实施例,其中具有双开关阀门的开关阀组件3设置在传输腔与等离子反应腔之间,是在原有的一个开关阀门的基础上,加上一个同样的开关阀门,当开关阀门处于关状态时,其作用同样是隔绝相邻腔体之间,如传输腔和反应腔,使它们可分别在不同压力下,可以同时进行各自不同的工艺,当开关阀门处于开状态时,传输腔中的机械手臂12在真空下传输晶片,而等离子反应腔在一定压力和温度及气体氛下进行等离子气相淀积或等离子刻蚀。可以进行实时监测,防止出现晶片颗粒缺陷。
如图5所示是包括图4中双开关阀组件的本发明的防止晶片颗粒缺陷的装置示意图,其包括:
具有双开关阀门的开关阀组件3,包括第一开关阀门31,和第二开关阀门32,其设置在两个不同腔体传输腔与等离子反应腔之间,其中第一开关阀门31和第二开关阀门32是上下颠倒设置,互为备用;第一开关阀门31与等离子反应腔30之间通过密封圈311密封,第二开关阀门32和腔体之间通过密封圈321密封。其作用是当一个开关阀门被实时监测到有异常的颗粒发生,并判断可能会影响产品合格率或需要立即停止机台中断生产时,立即提供一个额外的阀门切换,使其工艺能继续进行,待时间容许下或另行搭配其它保养项目,一并实施处理。
颗粒采样通道33,其一端有采样点331设置在开关阀门的下端、通过软管332,与设置在颗粒分析仪的小泵333连接,当缺陷颗粒产生时,由于重力作用而向下沉降到采样点331,由泵333通过软管332吸取颗粒,传送到颗粒分析仪34。
气压阀控制器35,其设置在开关阀门31、32的远程,其作用是接收来自颗粒分析仪34的电子信号36,通过压缩空气的推动达到执行被选定的开关阀门31或32打开或关闭的目的。
颗粒分析仪34,其设置在开关阀门31、32的远程,通过软管332和泵333,取样颗粒,将其实时不间断的结果传送到分析颗粒记数器(在颗粒分析仪中,图中未示出),用颗粒计数的数目作为腔体开关阀门是否异常的标准,其作用是采集并分析出颗粒信息。
如图5所示,首先,第一开关阀门31开始工作,第一开关阀门31为靠汽缸推动,靠密封圈密封,单方向单独密封腔体的结构。颗粒采样通道33在采样点331处通过软管332和泵333吸取采集的颗粒,输送到颗粒分析仪34中的颗粒计数器,颗粒数据经过颗粒分析仪34的分析,以电子信号传送给气压阀控制器35作为控制信号,根据颗粒数据的分析结果,产生颗粒异常时进行两个阀门之间的切换。
第二开关阀门32为与第一开关阀门31机械动作与原理相同的结构。第一开关阀门31和第二开关阀门32为结构相同,能单方向单独密封腔体的装置。气压阀门控制器35由电子信号36控制,按照信号指示来选择开/关第一或第二阀门。颗粒分析仪34为使用光谱分析或颗粒遇光线反射方式,来计数颗粒的数目。两个开关阀门之间的切换可以通过来自颗粒分析仪34的指示阀门切换的信号使气压阀控制器35对选定的阀门送去压缩干燥气体执行压缩干燥气体入口的开或关,压缩干燥气体入口处于开状态时压缩干燥气体进入气压缸中推动阀门开启,否则压缩干燥气体入口处于关状态,没有压缩干燥气体进入气压缸中而使开关阀门关闭。两个开关阀门可以通过切换控制信号进行自动切换。
其中信号的传递过程如图6所示,如在第一开关阀门31的采样点331采集的颗粒由小泵333通过软管332到达颗粒分析仪34,颗粒分析仪34为使用光谱分析或颗粒遇光线反射方式,来计数颗粒的数目。如果颗粒分析仪34传出的电信号36表明颗粒正常,则将“不切换信号”传到气压阀控制器35,继续通过驱动37送出压缩干燥气体执行第一开关阀门31开或关,压缩干燥气体入口处于开状态,气压缸313中气体推动第一开关阀门开启,否则关闭,这样第一开关阀门31处于继续工作状态,而不切换信号使第二开关阀门仍处于停止使用状态。如果颗粒分析仪34传出的电子信号36表明颗粒异常,则“切换”信号传到气压阀控制器35,通过停止驱动37,不送出压缩干燥气体使第一开关阀门31停止使用,同时“切换”信号传到气压阀控制器35,通过驱动38送出压缩干燥气体执行第二开关阀门32的开或关,当压缩干燥气体入口处于开状态,气压缸323中的压缩干燥气体推动第二开关阀门开启,否则关闭,第二开关阀门处于工作状态。此时,第一开关阀门可以进行处理或替换,以备用,而机台仍连续工作,不会受到任何影响。
本发明的另一方面,颗粒分析结果产生的信息也可以通过屏幕显示,设备工程师根据开关阀门切换标准,需要时进行阀门之间的手动切换。
由于开关阀门产生的颗粒处于实时监测状态,因此可以防止晶片出现颗粒缺陷,对产品合格率不产生影响。