CN217276754U - 一种真空管道压力监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种真空管道压力监控系统，其中，所述系统包括：真空机和监控装置；所述真空机包括真空管道组件；所述监控装置包括：第一压力检测装置，与所述真空管道组件连接，用于实时监控所述真空管道组件的压力状况；显示装置，与所述第一压力检测装置电连接，用于显示所述第一压力检测装置的监控结果。通过在真空管道上连接第一压力检测装置可实时检测真空管道压力值，且配合显示装置，从而便于监控人员对真空管道的压力状态进行判断是否异常，便于实时查看实时点检，可有效降低异常宕机时间，进而保证系统正常运行。

Description

一种真空管道压力监控系统

技术领域

本实用新型涉及高真空设备领域，尤其涉及一种真空管道压力监控系统。

背景技术

中高真空机台(ICP&CVD)制程腔一般需要中高真空运行(＜1*10^-3Torr),中高真空压力一般需要初级泵和次级真空泵进行持续抽气来维持高真空状态，中高级真空抽气系统一般由干泵(DP)、分子泵(TMP)、高真空阀、自动压力控制装置(APC)、真空腔体、真空压力计、Pumline(真空管道)等部件组成，目前市场上真空压力计的位置一般安装在真空腔体上，用来监控真空腔体制程压力和测试真空腔体漏气状态。

现有技术方案中，无法对TMP至DP段的Pumpline进行监控，从而不能确保此真空管道的压力正常与否，如果TMP至DP段的Pumpline因密封不严或腐蚀损坏而漏气，这会导致真空系统抽气效率下降，一般真空腔体上的压力计无法及时侦测到，但真空腔极限压力会升高，DP运行负荷增大，使DP提前损坏，另外，一般制程气体多为剧毒气体(氯气和溴化氢等)，一旦从Pumpline中泄露，将会造成严重的工安事故。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种真空管道压力监控系统，旨在解决如何保证真空管道压力正常，进而如何保证系统正常运行的问题。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种真空管道压力监控系统，其中，包括：

真空机和监控装置；

所述真空机包括真空管道组件；

所述监控装置包括：

第一压力检测装置，与所述真空管道组件连接，用于实时监控所述真空管道组件的压力状况；

显示装置，与所述第一压力检测装置电连接，用于显示所述第一压力检测装置的监控结果。

所述的真空管道压力监控系统，其中，

所述系统还包括：

控制装置，与所述真空机和所述监控装置电连接，所述控制装置接收所述监控装置的监控信号，并输出控制信号至所述真空机。

所述的真空管道压力监控系统，其中，

所述监控装置还包括：

转换装置，与所述显示装置和所述控制装置电连接，所述转换装置接收所述显示装置的显示信号，并输出数据信号至所述控制装置。

所述的真空管道压力监控系统，其中，

所述系统还包括：

终端，与所述转换装置电连接，用于监控所述真空管道组件。

所述的真空管道压力监控系统，其中，所述第一压力检测装置为真空压力计。

所述的真空管道压力监控系统，其中，所述显示装置为电压表显头，所述电压表显头接收所述第一压力检测装置的压力信号，并输出电压信号至所述转换装置。

所述的真空管道压力监控系统，其中，所述真空管道组件包括第一管道和第二管道；所述真空机还包括：

干泵，与所述第一管道的一端连接；

分子泵，与所述第一管道的另一端连接，与所述第二管道的第一端连接；

真空腔体，与所述第二管道的其他端连接。

所述的真空管道压力监控系统，其中，所述第一压力检测装置与所述第一管道连接。

所述的真空管道压力监控系统，其中，

所述真空机还包括：

第二压力检测装置，位于所述真空腔体外侧且与所述真空腔体电连接。

所述的真空管道压力监控系统，其中，所述真空腔体内设置有下电极和晶圆，所述晶圆连接于所述下电极的上端。

有益效果：本实用新型提供一种真空管道压力监控系统，其中，所述系统包括：真空机和监控装置；所述真空机包括真空管道组件；所述监控装置包括：第一压力检测装置，与所述真空管道组件连接，用于实时监控所述真空管道组件的压力状况；显示装置，与所述第一压力检测装置电连接，用于显示所述第一压力检测装置的监控结果。通过在真空管道上连接第一压力检测装置可实时检测真空管道压力值，且配合显示装置，从而便于监控人员对真空管道的压力状态进行判断是否异常，便于实时查看实时点检，可有效降低异常宕机时间，进而保证系统正常运行。

附图说明

图1为本实用新型中真空管道压力监控系统的平面结构图。

附图标记说明：

10、第一压力检测装置；20、显示装置；30、转换装置；40、控制装置；50、终端；100、干泵；200、分子泵；300、自动压力控制器；400、真空腔体；410、下电极；420、晶圆；500、真空管道组件；510、第一管道；520、第二管道；600、第二压力检测装置。

具体实施方式

本实用新型提供一种真空管道压力监控系统，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者间接连接至该另一个部件上。

还需说明的是，本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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实用新型和简化描述，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，附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

首先，对本实用新型实施例中涉及的名词以及对应英文进行介绍：

真空管道：Pumpline；

干泵：DP(DRY PUMP)；

涡轮分子泵：TMP(Turbo molecular pump)；

自动压力控制器：APC(Automatic pressure controller)；

电感耦合等离子体蚀刻机：ICP(Inductively coupled plasma etching)；

化学气相沉积机：CVD(Chemical vapor deposition)。

现有技术方案中，无法对TMP至DP段的Pumpline进行实时监控，如果TMP至DP段的Pumpline因密封不严或腐蚀损坏而漏气，这会导致真空系统抽气效率下降，一般真空腔体上的压力计无法及时侦测到，但真空腔极限压力会升高，DP运行负荷增大，使DP提前损坏，另外，一般制程气体多为剧毒气体(氯气和溴化氢等)，一旦从Pumpline中泄露，将会造成严重的工安事故。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种真空管道压力监控系统，能够监控真空管道的压力状态，从而降低异常宕机时间保证系统正常运行；如图1所示，所述系统包括真空机和监控装置；

所述真空机包括真空管道组件500；

所述监控装置包括：第一压力检测装置10，与所述真空管道组件500连接，用于实时监控所述真空管道组件500的压力状况；显示装置20，与所述第一压力检测装置10电连接，用于显示所述第一压力检测装置10的监控结果。

值得说明的是，真空管道组件500包括多个真空管道(即Pumpline)，在真空机准备或开始运行时，连接在真空管道上的第一压力检测装置10对真空管道的压力值进行实时监测，第一压力检测装置10为高精度的真空压力计，真空管道与真空压力计通过信号线连接，也就是说可将真空压力计安装在真空管道上，也可将真空压力计设置在便于监控人员观察的地方，在此不做具体限定。需要说明，真空计压力应用于气体输送，管道液体及密闭容器中测量无腐蚀性、无爆炸危险、无结晶体、不凝固体的各种液体，气体，蒸汽等介质的压力大小；信号线主要是指在电气控制电路中用于传递传感信息与控制信息的线路，信号线往往以多条电缆线构成为一束或多束传输线，例如光缆。

显示装置20用于显示测量检测并实时显示真空压力计的监控结果，在本实施例中显示装置20可采用电压表显头，用于将真空压力计检测的压力值(压力信号)转换为电压值(电压信号)，从而实时输出电压值方便监控人员观察判断真空管道是否异常。显示装置20也可以设置为显示真空压力计的压力值或将压力值转换成其他便于判断的数据，例如电流，具体设置可根据实际需求自行修改。

本实用新型通过在真空管道上加装一颗高真空压力计可实时检测真空管道压力值，且配合电压表显头将压力值转换成电压值，从而便于监控人员和/或工程技术人员对真空管道的压力状态(正常或异常)进行判断，便于实时查看实时点检，可有效降低异常宕机时间。一旦发生异常，控制真空机立刻报警并自动停机，从而减少异常损失及工安风险。

在本实用新型的一个实施例中，所述监控装置还包括：

转换装置30，与所述显示装置20和控制装置40电连接，用于处理和传输信号，所述转换装置30接收所述显示装置20的显示信号(即电压信号)，并输出数据信号至所述控制装置40。

具体地，本实施例中所述电压表显头接收所述第一压力检测装置的压力信号，并输出电压信号至所述转换装置；转换装置30为自动化控制器(ADAM)，其类似于模数转换器，将电信号转换为数据信号，也就是将电压表显头的电压信号(电压值)转换为相应的数据信号。

在本实用新型的一个实施例中，所述系统还包括：

控制装置40，与所述真空机和所述监控装置电连接，用于控制所述真空机，所述控制装置40接收所述监控装置的监控信号，并输出控制信号至所述真空机。监控信号也就是转换装置输出的数据信号。

具体地，控制装置40为PLC控制系统，分别与真空机的各个部件以及监控装置的各个部件(即真空压力计、电压表显头和转换装置)电性连接；上述得到的相应的数据信号由AMAD将其传输至PLC系统，PLC控制系统还接受真空机各个部件(DP、TMP)反馈信息，控制、监控真空机正常运行，调整真空机运行参数。从而在PLC系统接收转换装置30发出的数据信号后，在判断数据信号是否预设阈值范围(报警值)内，当超出范围通过PLC系统自动控制真空机停止运行，从而防止出现安全事故以及避免降低真空机工作效率，增加系统自动化程度，降低Pumpline漏气所带来的制程异常，以保证产能的正常推进。

需要说明的是，本实用新型PLC控制系统对真空机和监控装置的控制为现有技术对真空机进行控制的功能(启动、关闭、报警等)，以及对监控装置中真空压力计、电压表显头、转换装置30进行控制功能，在次不再进行赘述。

在本实用新型的一个实施例中，所述系统还包括：

终端50，与所述转换装置30电连接，用于监控所述真空管道组件500。

具体地，本实施例中终端50采用监控电脑，但不限于此，也可设置为手机；上述得到的相应的数据信号也由AMAD将其传输至终端50，将ADAM传输的数据信号以趋势图(即Trent Chart)方式进行展现。

在本实用新型所述真空管道压力监控系统的实施例中，通过采用上述技术方案，本实用新型在真空管道(即Pumpline)上加装一颗高真空压力计可实时检测Pumpline压力值，一方面可通过人工点检监控异常，另一方面可通过PLC系统卡控报警值，一旦超过报警值，PLC系统控制真空机立刻报警并自动停机，减少异常损失及工安风险。

在本实用新型的一个实施例中，所述真空管道组件500包括第一管道510和第二管道520；所述真空机还包括：

干泵100(即DP)，与所述第一管道510的一端连接；

分子泵200(即TMP)，与所述第一管道510的另一端连接，与所述第二管道520的第一端连接；

真空腔体400(即真空Chamber)，与所述第二管道520的其他端连接。

具体地，如图1所示，所述第一管道510为干泵100与分子泵200之间的真空管道，所述第二管道520为真空腔体400与分子泵200之间的真空管道，第一管道510上设置有第一高真空阀，第二管道520上连接有自动压力控制器300(即APC)，APC位于靠近TMP的一侧，在APC与真空腔体400之间的第二管道520上设置有第二高真空阀；干泵100、分子泵200、自动压力控制器300、第一高真空阀、第二高真空阀电性连接。进一步地，第二管道520在连接真空腔体400时分叉有两个真空管道，且分别连接在真空腔体400的两端。

在本实用新型的一个实施例中，所述真空腔体400内设置有下电极410和晶圆420，所述晶圆420连接于所述下电极410的上端。

具体地，真空腔体400为晶圆420制程的腔体，处于高真空状态，晶圆420位于下电极410之上，第二管道520的两个分叉高空管道位于晶圆420的两侧，制程气体通入和射频电源开启后腔内产生大量电浆(即Plasma)，对晶圆420进行干法蚀刻，制程气体包括氯气(Cl₂)和溴化氢(HBr)。

需要注意，真空机上设有报警器；将真空压力计电压信号传输给电压表显头可实时显示电压值，再将电压值通过ADAM传输给监控电脑和真空机PLC系统中，一方面可远程监控Pumpline数据Trent Chart并设立报警值，一旦超过报警值(OOS)，便立马报警提醒工程师处理，一方面ADAM将数据传输给主机PLC系统中，并设置报警值，一般OOS，机台立刻报警并自动停机，减少异常损失及工安风险。

在本实用新型的一个实施例中，所述真空机还包括：

第二压力检测装置600，位于所述真空腔体400外侧且与所述真空腔体400电连接。

具体地，第二压力检测装置600为真空压力计，通过信号线与真空腔体400连接，用于监控真空腔体400制程压力和测试真空腔体400漏气状态。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一压力检测装置10与所述第一管道510连接。

具体地，真空压力计连接在TMP和DP之间的真空管道上，也就是连接在第一高真空阀和TMP之间的真空管道上，从而通过监控装置对TMP与DP之间的真空管道进行实时检测，判断是否出现因密封不严或腐蚀损坏而漏气，进而保证真空机抽气效率，保证产能的正常推进。

需要说明的是，真空管道漏气(Pumpline Leak)导致制程异常，一般至少影响24h产能，本实用新型在Pumpline上加装一颗高真空压力计可实时检测Pumpline压力值，一般在无负荷情况下且Pumpline无泄露时Pumpline压力是固定值，一旦日常点检到压力计监控的Pumpline压力上升时就意味着Pumpline有漏气，监控人员可通知工程师立即停机查找漏点，减少宕机时间(24h远大于10min)。

进一步地，真空压力计可设置为MSK/英福康Bartatron，提高真空管道压力检测的准确度，从而保证系统的正常运行。

综上所述，本实用新型提供提供一种真空管道压力监控系统，其中，所述系统包括：真空机和监控装置；所述真空机包括真空管道组件500；所述监控装置包括：第一压力检测装置10，与所述真空管道组件500连接，用于实时监控所述真空管道组件500的压力状况；显示装置20，与所述第一压力检测装置10电连接，用于显示所述第一压力检测装置10的监控结果。通过在真空管道上连接第一压力检测装置10可实时检测真空管道压力值，且配合显示装置20，从而便于监控人员对真空管道的压力状态进行判断是否异常，便于实时查看实时点检，可有效降低异常宕机时间，进而保证系统正常运行。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种真空管道压力监控系统，其特征在于，包括：

真空机和监控装置；

所述真空机包括真空管道组件；

所述监控装置包括：

第一压力检测装置，与所述真空管道组件连接，用于实时监控所述真空管道组件的压力状况；

显示装置，与所述第一压力检测装置电连接，用于显示所述第一压力检测装置的监控结果。

2.根据权利要求1所述的真空管道压力监控系统，其特征在于，

所述系统还包括：

控制装置，与所述真空机和所述监控装置电连接，所述控制装置接收所述监控装置的监控信号，并输出控制信号至所述真空机。

3.根据权利要求2所述的真空管道压力监控系统，其特征在于，

所述监控装置还包括：

转换装置，与所述显示装置和所述控制装置电连接，所述转换装置接收所述显示装置的显示信号，并输出数据信号至所述控制装置。

4.根据权利要求3所述的真空管道压力监控系统，其特征在于，

所述系统还包括：

终端，与所述转换装置电连接，用于监控所述真空管道组件。

5.根据权利要求1所述的真空管道压力监控系统，其特征在于，所述第一压力检测装置为真空压力计。

6.根据权利要求3所述的真空管道压力监控系统，其特征在于，所述显示装置为电压表显头，所述电压表显头接收所述第一压力检测装置的压力信号，并输出电压信号至所述转换装置。

7.根据权利要求1所述的真空管道压力监控系统，其特征在于，所述真空管道组件包括第一管道和第二管道；所述真空机还包括：

干泵，与所述第一管道的一端连接；

分子泵，与所述第一管道的另一端连接，与所述第二管道的第一端连接；

真空腔体，与所述第二管道的其他端连接。

8.根据权利要求7所述的真空管道压力监控系统，其特征在于，所述第一压力检测装置与所述第一管道连接。

9.根据权利要求7所述的真空管道压力监控系统，其特征在于，

所述真空机还包括：

第二压力检测装置，位于所述真空腔体外侧且与所述真空腔体电连接。

10.根据权利要求7所述的真空管道压力监控系统，其特征在于，所述真空腔体内设置有下电极和晶圆，所述晶圆连接于所述下电极的上端。

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