TW200400324A - Variable speed pump control - Google Patents

Description

200400324 玖、發明說明·· 【相關前案】 本申請案係2002年5月22日提出申請之申請中的美 國專利申請案第10/1 54,410號之部分連續申請案，其係於 此合併以供參考。 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種控制一真空泵系統的方法和設備。 【先前技術】 半導體基材的處理通常係在具有次大氣壓 (sub-atmospheric pressures)之製程反應室内進行。真空泵 系統一般用來在該等製程反應室中達到並維持次大氣壓。 該等真空泵系統通常係遠距離地安置在無塵室外的一『灰 色區域（grey area)』或一『設施區（sub-fab)』内以防止對 基材處理產生不利的影響。 -典型的製程反應室所mm統的抽氣能力係 在剛升/分鐘（1/_至25糊升/分鐘内，以滿足典 ，的基材處理操作的m有此抽氣能力 每小時約消耗6千瓦的電力。此具笮^ to '1 ^ ^ …工泵系統在系統操 :常係以固定速度運轉，而反應室壓力則是由氣 流、即流閥和隔離閥的動作 、 ' 半導體製程系統以及其他型式：制。目此，真空泵系統在 耗源。 工的系統中係一主要的電力消 3 200400324 於是，減少真空泵系統 地被探究。減少電力消耗在 之與維持次大氣壓有關的能 之電力消耗的新方法一直不斷 降低真空系統、無塵室和設備 量和降低生熱及隨後所需要的 冷卻兩方面上都是預期的。料，節約能量在社會、經濟 和環境的利益上也皆為所需。 、一種節約電力的可能方法係透過變速真空泵的使用。 通* ’變速真空泵系統包含—馬達驅動器如⑽)， ”運轉以將一種或多種選擇的馬達速度設定點與一預期的 抽氣速度維持成比㈣關係。該（等）馬達速度設^點係根 據所需的製程條件來決定。在操作期間，抽氣速度可以藉 由改變選擇的馬達速度設定點來改變。利用控制該菜的速 度，便有可能讓馬達速度在不需要較高速度時降低。 將一變速泵系統整合於一現行的半導體製程系統中可 能需要在實質上改變系統控制軟體。?文變現行系統的軟體 是昂責並耗時的，而且可能需要追蹤遍及各種半 系統平台之許多不同的軟體版本。因 錄义降 口〜 病要一種可以降 低電m ’並且能夠在製㈣統控制軟體僅作最小幅度 改變的情況下就可以與許多種半導體製程系統整合的真空 果系統。 【發明内容】 本發明一般來說提供監控一種包含一變速真空系的半 導體製程系統之操作特性及/或控制訊號，並且隨著所監控 到的操作特性及/或控制訊號來控制該變速真空栗的抽氣 4 200400324 速度的方法和設備。 本發明之一實施例提供一種控制一連結至一半 程系統之變速真空泵的抽氣速度之泵速控制器。該 制裔包含一處理器和一連結至該處理器之感應器介 接收來自至少一個感應器的感應器輸入。該至少一 器的每一個係經配置以監控位於該半導體製程系統 種或多種控制訊號。該泵速控制器進一步包含操作 用來配置該處理器根據監控到的控制訊號來產生一 制訊號’以及一用來將該泵速控制訊號傳輸至該變 泵的泵介面。 本發明之另一實施例提供一種控制一連結至一 製程系統之變速真空泵的抽氣速度之泵速控制器。 控制器包含一用來接收來自至少一個感應器的感應 之感應器介面，其中該至少一個感應器監控該半導 系統内的一個或多個控制訊號。該泵速控制器進一 一連結至該感應器介面的處理器，其中該處理器接 該感應器介面的至少一個感應器訊號，並且其中該 使用一個或多個演算法根據該至少一個感應器訊號 泵速。一泵介面係經連結至該處理器以將該處理器 之泵速控制訊戒傳輸至該變速真空泵，其中該栗速 號係對應於所決定的果速。 本發明之又另一個實施例提供一種包含一真空 和連、、、σ至該真空反應室的變速真空栗的半導體 統。一系統控制器係經連結至該真空反應室，並且 導體製 泵速控 面，以 個感應 内的一 命令， 泵速控 速真空 半導體 該泵速 器輸入 體製程 步包含 收來自 處理器 來決定 所產生 控制訊 反應室 製程系 該系統 5 200400324 控制 連結 所傳 決定 導體 導體 訊號 泵， 的速 讀取 制一 製程 之第 速。 二控 變以 【實 的半 監控 抽氣 r專輸控制訊號至該變速真空栗。一栗速控制器係經 至該變逮真空泵。該泵速控制器監控由該系統控制器 輸來的該等控制訊號，並根據所監控到的控制訊號來 泵速。 本發明之又另一個實施例提供一種操作一連結至一半 製程系統的變速真空泵的方法。該方法包含監控該半 製程系統之第一控制訊號並根據所監控到的第一控制 來决疋泵速。一第二控制訊號係經傳輸至該變速真空 八中忒第二控制訊號係對應於該泵速。該變速真空泵 度係經改變以在該泵速下運轉。 本發明之又另一個實施例提供一含有一程式之可電腦 的媒體’其中當執行該程式時，其會執行一操作以控 包含一與該變速泵以流體交流的真空反應室之半導體 系、、充中的變速泵。該操作包含監控該半導體製程系統 一控制訊號並根據所監控到的第一控制訊號來決定泵 一第二控制訊號係經傳輸至該變速真空泵，其中該第 制λ號係對應於該泵速。該變速真空泵的速度係經改 在該泵速下運轉。 施方式】 般說來，本發明係關於監控一種包含一變速真空果 導體製程系統之操作特性及/或控制訊號，並且隨著所 到的操作特性及/或控制訊號來控制該變速真空泵的 速度。在一實施例中，一傳送至該變速真空泵之電氣訊 6 200400324 係經監控，例如電流即具有此種特性。當所監控的 所改變：展現！一種代表該變速真空粟系統之氣體負載有 一此音、狀這表示該變速真空果的迷度被改變了。在 以:例中’其他|置（例如壓力計、位置感應器等等）可 ”所監控的電氣訊號串連來提供可用來操作該變速真空 栗，額外的資料。在其他實施例中，可以監控一系統的控制 號來控制气變速真空泵的速度。例如，可以監控常用來控 制一 f、统中之機械構件（例如閥、促動H、馬達）的運轉之電 子、氣動、液壓、Φ 九纖、和其他型式的控制訊號。在又另一 實施例中’可以根據該系統的屬性和所要的操作特性來產 種或夕種運算法。該等運算法可以與所監控的控制訊號 結合使用來控制—變速真空果的速度。 本發明之一實施例可經實施為一種或多種與一電腦化 β又備亚用的電腦程式。該(等)電腦程式界定出該等實施例 的作用（包含在此所描述的該等方法），並且可以包含在多 種訊號承載媒體上。例示的訊號承載媒體包含，但不限於： (1)永久儲存在非寫入式儲存媒體上的資料（例如電腦中之 唯5貝5己憶骏置，例如可用CD - R〇M裝置讀取的，CD - ROM 光碟片）’（11)儲存在可寫入式儲存媒體上的可修改資料（例 如軟碟機内的軟碟或硬碟機）；⑴丨）由通訊媒體傳送至電腦 的資料’例如透過電腦或電話網絡，包含無線通訊。後者 的實施例特別包含從網 含有指向本發明的功能 的訊號承載媒體即代表 際網路和其他網絡下載的資料。當 之可電腦讀取的操作命令時，這樣 本發明的實施例。 200400324 通常， 是一操作系 或操作命令 含有許多操 式，並因而 變量和資料 可以在記憶 多種電腦程 之應用而被 命名只是因 於只能使用 定的應用上 第1圖 統1 0 0之一 任何用於半 下之任何型 將會被描述 反應室，即 例如物理氣 入反應室、 應室、負載 諸如此類等 此外，本發 而受益，其 為實施本發明的實施例所執行的例行程序可以 統或一特定的應用、構件、程式、模組、物件、 順序的-部份。本發明之該(等)電腦程式通常 作h，其可經電腦轉譯成為—機器可讀取格 成為可執行的操作命令…卜，電腦程式可由 結構構A，其若不是屬於該程式的一部份就是 體内或健存裝Ϊ上找到1外，此後所描述的 式可能會基於其經實施的本發日月之特定實施例 辨明。但是，應該瞭解的是以下任何特定程式 為方便的目的而使用，因此本發明不應被限制 在任何根據此種命名而被辨明及/或暗示之特 〇 示出一含有一真空反應室15〇之半導體製程系 實施例的圖式。該真空反應室丨5 〇通常可以是 導體製程上並且至少暫時需要保持在真空狀態 式的反應室。為方便說明，該真空反應室15〇 為一製程反應室，更明確地說，描述為一蝕刻 在一基材上執行一蝕刻製程的反應室。但是， 相沈積反應室、化學氣相沈積反應室' 離子植 轉移（transfer)反應室、預清潔反應室、排氣反 鎖定室、導向反應室（orientation chamber)以及 其他反應室都可以使用本發明的態樣來受益。 明之態樣可以用在一群聚工具（cluster tG〇1)上 中該群聚工具中的一個或多個反應室各自具有 8 200400324 不同的泵或複數個反應室共同使用一個整合的抽氣系統。 一些例示反應室的例子在1 9 9 6年1 2月1 0曰核准的美國專 利第5,58 3,737號、2001年1月2曰核准的美國專利第 6,167,834號、1998年 10月 20曰核准的美國專利第 5,824，197號、以及2001年7月3日核准的美國專利第 6，2 54,3 28號中都有描述，所有上述文件皆合併於此作參 在第1圖所示的實施例中，該真空反應室1 5 0係一蝕 刻反應室，並且通常包含一具有一底部1 5 6、侧壁1 54和 一上蓋152之反應室主體180。該等側壁154通常具有一 穿過其間之可密封孔隙以幫助一基材170從該真空反應室 150進入和取出。該等側壁154可以連結接地並通常包含 一個或多個配置在其中的進氣埠178°該等進氣璋178可 以用來從一氣體來源1 66選擇性地通入氣體至該真空反應 室150内。 該上蓋1 52可以藉該等側壁1 54來支撐。在一實施例 中，該上蓋1 5 2可以是一周圍環繞有複數個線圈1 6 0的石 英圓頂。該等線圈160可以透過一配置電路164來和一電 源1 62連結，因此供應射頻電力至該等線圈1 60。該等射 頻電力可以用來點燃及/或維持由該反應室主體180内的 製程氣體所形成的電漿。 該基材170可以利用一臺座168來支撐在該反應室 内。該臺座1 6 8可以利用’例如，背側氣體（b a c k s i d e g a s)、 阻抗加熱、在其中循環傳熱液體或藉由其他方法的應用來 200400324 調節基材1 7 0的溫度。 一排氣埠172可以形成在該反應室主體180的底部 156内。一真空泵14〇可以利用一配置在該排氣埠172和 該真空果140之間的前端（foreline)108來與該真空反應室 1 5 0連結。在—實施例中，一氣闕組1 7 4可經配置在該前 端1 0 8中以選擇性地控制該真空泵1 4 0和該真空反應室 1 5 0之間的流體交流。例示性地，該氣閥組丨74可以包含 一個或多個可以獨立操作的閥。在一特定實施例中，該氣 閥組1 7 4可以包含一節流閥。但是，任何適合的閥都可經 使用而受益，例如一閘口閥（gate valve)。 壓力可以在該反應室1 5 〇中至少部份利用連接該氣閥 組1 74的該（等）閥來控制。該反應室内的壓力可藉一個或 多個壓力計來測定。例示性地，一壓力計1 75A已圖示出 係與該反應室主體i 80所界定的該製程腔交流。或者，一 壓力計175B可以連結至該前端1〇8，於該氣閥組ι74的下 方和該真空系140的上方處。 該真空栗140可以含有任何適合型式的變速真空泵。 通常用來排空製程反應室的真空泵的例子是魯式泵（roots pumps)和釣式及爪式栗（h〇〇k and claw pumps)。也可以使 用其他真空果’特別是例如渦輪分子泵（turbo molecular pumps)、翼式迴轉系（r〇tary vane pumps)、螺式泵（screw type pumps)、凸緣式及溝紋式泵（t〇ngue and groove pumps) 以及正位移系（positive displacement pumps)。所使用變速 真空泵的具體型式取決於將在反應室15〇中執行的製程之 10 200400324 製程 州聖 合點 通常 一第 泵以 第二 該第 的進 預期 或真 用一 來與 何適 應線 源線 176 —些 能夠 統控 的工 央處 需求。經由實例，可能使用而受益的一具體的泵是加 塔克拉拉市的應用材料公司所取得之iPUP®(使用整 粟（integrated Point of Use Pump))。此外，製程系統 運用階段式或合作式抽氣配置。例如，具有一能夠在 一壓力進程内將該反應室15〇抽至一第一壓力的第一 及一能夠在一第二壓力進程内將該反應室150抽至一 壓力的第二泵可能是預期的，其中該第二壓力係低於 一壓力。例如，該第一壓力進程可能是一非常低壓力 程’而該第二壓力進程可能是一超低壓力進程。據此， 該真空泵140可能實際上代表兩個或更多個真空泵， 空泵140可以與至少一個其他的真空泵連結。 在圖式實施例中，運用至該真空泵丨4〇的電力可以利 系統控制器1 76來控制，其係利用一電源供應線1 79 該真空泵1 40連結。雖然該電源供應線1 79可以是任 合的電力傳輸媒介，但在一特定實施例中，該電源供 179係一適於傳送2〇8伏特交流電（AC)訊號的三相電 〇 除了控制一電力訊號至該真空泵i 4〇，該系統控制器 可以更普遍地經配置來控制該真空反應室1 5 0之至少 其他構件。一般來說，該系統控制器1 7 6可以是任何 控制該反應室1 5 0的運轉之裝置。雖然只示出一個系 制器1 7 6，但是可以提供多個系統控制器來處理不同 作。在一實施例中，該系統控制器1 7 6通常含有一中 理單元（CPU) 186、支持電路ι82和記憶體184，其中 11 200400324 每一個都可以連結至該真空反應室1 50和半導體製程系統 10〇。該中央處理單元186可以是能夠用在一工紫訊* 求°又疋上以 控制夕種反應室和子處理器的任何型式之電腦處理器的— 種。該記憶體丨84係經連結至該中央處理單元i 86，其中 u中央處理單元186可以讀取及/或寫入該記憶體丨84 該記憶體1 84，或是可電腦讀取的媒體，可以 G體裝置，例如隨機存取記憶體（RAM)、唯讀記憶體 (R〇M)、可消除程式化唯讀記憶體（EPROM)、—軟碟、 硬碟、或任何其他型式的數位儲存，直接儲存的或遠端的。 該支持電路1 82可以連結至該中央處理器1 86以利用習知 方式來支持該處理器。該支持電路1 8 2可以包含快取記情 體、電源供應器、時間電路、輸入/輸出電路、子系統、 以及諸如此類者。 該真空栗140的速度通常係由一泵速控制器177來控 制。例示性地，該泵速控制器1 77係經同軸配置在該真空 泵1 40和該系統控制器1 76之間。在例示的同軸實施例中， 該泵速控制器1 77係利用一第一傳輸媒介1 8丨來與該系統 控制器1 76連結，而該泵速控制器1 77係利用一第二傳輸 媒介183來與該真空果140連結。在一實施例中，該等傳 輸媒介1 8 1、1 8 3係境線或其他實體連接器。但是，在其他 實施例中，該系速控制器1 77、該系統控制器丨76和該真 空泵140可以配置為無線傳輸（例如藍芽），此時該等傳輸 媒介1 8 1、1以 < 以疋空氣（或一些其他的流體環境）。 雖然該系統控制器1 76係經顯示為經由該傳輸媒介 12 200400324 181實體連結至該泵速控制器177,應該指出的是，在一實 施例中，由該系統控制器1 7 6所發出的該等訊號可能以未 經讀取或未被改變的狀態通過該泵速控制器1 77。也就是 說，該系統控制器176和該泵速控制器177的合作操作不 是必須的。據此，在另一個實施例中，該系統控制器j 7 6 不需要與該泵速控制器177實體連結。相反地，該傳輸媒 介1 8 1可以只繞過該装速控制恭177而直接與該真空系連 接。在又另一個實施例中，一些訊號可能從該系統控制器 1 7 6提供給該泵速控制器1 7 7，而其他則不一定如此。例 如，預期在一實施例中控制器1 76可能發出一開/關訊號 給該泵速控制器1 77來改變該泵速控制訊號成為開或關。 在另一個實施例中，該系統控制器1 76可能發出栗速控制 訊號給該果速控制裔1 7 7 ’藉以使該系速控制器1 7 7發出 一泵速控制訊號給該真空泵140，而該泵速控制器177除 此以外不會這樣做。 在一實施例中，從該泵速控制器1 77傳送給該真空录 系統1 40的泵速控制訊號可能是對於該泵速控制器1 77所 監控到的操作特性的判定的反應。例示的搡作特性包含電 力、電壓、電流等。在一特定實施例中，該泵速控制器1 77 可能接收來自一電流感應器1 8 5的訊號以判定該真空果 140的電力消耗。在一實施例中，該電流感應器可以包含 一環形（torroid)感應器。 除了從電流感應器1 8 5接收訊號之外，該泵速控制器 1 77可以從其他裝置接收訊號，所接收的訊號然後可以用 13 200400324 在該真空泵1 40的操作上。例如，在一實施例中，該泵速 控制器1 7 7係經連結至〆閥位置感應器1 8 7。該閥位置感 應器1 8 7係經配置來傳送一表示該氣閥組1 7 4的位置（例如 打開或關閉）之訊號。在另一個實施例中，該泵速控制器 1 7 7係經連結至一個或多個壓力計1 7 5 A - Β。從這樣的裝 置傳送至該杲速控制器1 77的輸入可以用來以一高電力效 率方法操作該真空泵140，如將會在下文更詳細敘述者般。 該真空泉1 4 0和該杲速控制器1 7 7的具體實施例將分 別參考第2圖和第3圖來說明。 參見第2圖’其示出該真空聚140之一具體實施例。 為求簡明，該真空系1 4 0係經顯示為只含有一個變速馬達 202和該排氣管126。但是，應該瞭解的是該真空果ι4〇 玎以包含任何數量的熟知構件。該變速馬達202的速度係 由一馬達驅動器2 04來控制。該馬達驅動器接受一來自該 系統控制器1 7 6的電力訊號做為輪入，並控制來自該系統 控制器176及/或該泵速控制器177的訊號，經由一栗介 面206。通常’該馬達202的速度，以每分鐘轉數（rpm) 或赫茲（Hz)來表示，係由一使用者選擇的速度設定點來決 定。在一實施例中，該使用者選擇的速度設定點可以輸入 (例如藉由一操作員）並儲存在該馬達驅動器2〇4内。在操 作時，該馬達驅動器204運轉以維持該使用者選擇的速度 設定點，即使是在改變該馬達202的氣體負載期間。例如， 該馬達之氣體負載的增加可能會使該馬達驅動器2〇4增加 其馬達轉矩輸出，以維持該使用者選擇的速度設定點。 14 200400324 參見第3圖，其示出該泵速控制器177之一實施例。 在一實施例中，該泵速控制器177通常含有一中央處理單 元（CPU)3 02、記憶體304和支持電路306，其中每一個都 藉由一匯流排3 0 8來互相連結。該中央處理單元3 02可以 是能夠用在一工業設定上以控制該真空泵140之速度的任 何型式之電腦處理器的一種。該等支持電路3 0 6係經連結 至該中央處理單元3 02以利用習知方式來支持該處理器。 這些電路可以包含快取記憶體、電源供應器、時間電路、 輸入/輸出電路、子系統、以及諸如此類者。該記憶體3 〇4 係藉由該匯流排308與該中央處理單元302連結，其中該 中央處理單元302可以讀取及/或寫入該記憶體304。該 記憶體304’或是可電腦讀取的媒體，可以是一種或多種 記憶體裝置，例如隨機存取記憶體（RAM)、唯讀記憶體 (ROM)、可消除程式化唯讀記憶體（eprom)、一軟碟、一 硬碟、或任何其他型式的數位儲存，區域或遠端的儲存。 該記憶體3 0 4係經顯示含有系速控制軟體3 〇 9。當執 行時，該泵速控制軟體309可以配置該中央處理單元3〇2 來監控與一個或多個半導體製程系統1 〇〇之操作特性有關 的資料。在一個態樣中，一操作特性可以是由一感應器所 監控的真空泵1 40的一特性。該感應器可能產生一輸出气 號’當該輸出訊號經處理時’會使該中央處理單元3 2 (爽 由該泵速控制軟體309的執行）發出一操作命令以使該真 空泵140以一特定方式運轉。例如，該中央處理單元可能 以控制訊號的形式發出對於該真空泵140的操作命令來改 15 200400324 變該真空泵14〇的運轉速度。 資料可以鐵由一種或多種介面來輸入或輸出該泵速控 制器1 77。例系性地，示出五種介面3 1 〇A - E。一第一介 面3 1 〇A將該泵速控制器1 77與該系統控制器1 76連結。 經由該第一介面3 10 A父換的資料可能包含，例如，狀態 資料、開/關訊號和聯鎖訊號（interlock signals)。一第二 介面3 1 〇B經由該傳輸媒介1 83將該泵速控制器1 77與該 真空泵140連結。經由該第二介面310B交換的資料可能 包含，例如，用來改變該真空泵1 40之運轉速度的控制訊 號。第三和第四介面31 0C- D提供感應器資料予該泵速控 制器1 7 7。更明確地說，該第三介面3 1 0 C可以與第1圖所 示的該電流感應器185連結。該第四介面3i〇d代表一個 或多個可以在某些實施例中與其他感應器連結的介面。例 如’該等壓力計175A- B中的一個或兩者及/或該壓力開 關187都可以透過第四介面31〇D來與該泵速控制器ι77 連結。一第五介面31 0E代表提供來促進與一種或多種周 邊構件連結的一個或多個介面。例如，將該泵速控制器177 與一筆記型電腦、個人數位助理（PDa)、無線電話裝置等 的連結都是可預期的。與這種周邊構件的連結可以幫助該 泵速控制器177的程式化。 關於將該泵速控制器177與該系統控制器176連結的 ο第"面3 1 0 A ’應該注意的是不包含此一介面的實施例 亦疋可以預期的。反之，如上所述般，從該系統控制器^ 7 6 、、呈由該傳輪媒介1 8 1 (部分以隱藏線顯示）傳播出去的該等 16 200400324 訊號也可以直接與該真空泵140連結。但是，該 310A可以如上所述般促進該泵速控制器177及 空泵140的選擇控制。 本發明之一些態樣係起源於反應室前端1 〇8 和該真空泵1 40的電力消耗之間的關係。此關係 之曲線圖内所示的實驗數據中示出。更明確地說 的曲線圖示出一壓力曲線402和一相應的栗電流 與時間的關係，該壓力曲線402代表在一將負載 以5250RPM運轉的變速真空泵連結的前端中所 力測量值。泵電流測量值係由一監控將電力導引 140的三相纜線之一相的感應器所取得。為了幫 該電流曲線404係經過標準化以去除雜訊。如圖 壓力曲線402和該電流曲線404是近相该 correlated)的。也就是說，壓力的改變會引發電 趨勢上的相應改變。例如，當壓力從約5 9秒處έ 托（mT)降至約72秒處的約2毫托時，該泵電流 展現出一相應的降低。同樣地，壓力從約72秒處 加導致-相應的系電流的增加。冑此，可以看出

低的泵氣體負載需I 貝取而要相搿較少的電力來維持一 速’而相反地’ 一相料 ^對較高的氣體負載則需要相 力來維持同樣的泵速。 "第4圖中所不的資料，判定出能夠經由監 特性，例如泵電流，炎 ^ 來判定何時可以改變一真空 速度以維持或得到—祐u ^ 預期的反應室壓力，單獨或 第一介面 /或該真 内的壓力 在第4圖 ，第4圖 曲線404 鎖定室和 取得的壓 至真空泵 助暸解， 所示，該 \ (closely 流在同樣 勺約26毫 曲線4 0 4 開始的增 •^相對車父 預定的泵 對多的電 控一操作 泵140的 與其他反 17 200400324 應室構件組合。以此方式來運用一變速真空泵（例如該真空 泵1 40)之一操作特性的實施例現在將參考第5圖來敘述。 一般來說，第5圖示出代表由第1圖中的該感應器185 所測得的電流之泵電流曲線5 02以及代表該真空泵1 40之 相應變化（例如速度）的泵速曲線5 04。該泵電流曲線5 02 的變化通常代表該真空泵140的氣體負載。據此，一初始 的正斜率502A表示該真空泵140之氣體負載的相對增 加。在判定該斜率5 02 A係表示氣體負載的增加後，該泵 速控制器1 77可以發出一控制訊號來使真空泵1 40增加速 度。所導致的抽氣速度的增加係由該泵速曲線5 04的正斜 率504A來表示。該抽氣速度接著穩定在某一速度上（如由 該曲線平坦區504B所表示者），其可能相當於一最大抽氣 速度。隨後，該泵電流曲線502開始產生一表示真空泵140 的氣體負載降低的負斜率（斜面502B)。當該製程反應室 1 5 0内達到一製程壓力時，該泵電流曲線5 02穩定在曲線 平坦區502C處。在偵測到該穩定的氣體負載後（如該曲線 平坦區502C所代表者），該泵速控制器丨77發出一控制訊 號來使真空泵140降低速度，如斜面504c所表示者。所 導致的穩定下來的降低的泵速（在此稱為該真空泵140的 怠速）係由該曲線平坦區504D來表示。將泵速降低至該急 速係藉由降低應用至真空泵14〇的電流來達成（由斜面 5 02D來表示），其導致該真空泵丨4〇之電力消耗的降低。 該泵電流可以穩定在曲線平坦區502e處。 在前述實施例中，該泵速控制器1 77係經配置為根據 18 200400324 對偵測到的該泵氣體負載改變之反應來改變該真空泵140 的抽氣速度。在一實施例中，氣體負載的改變，其需要一 相應的抽氣逮度的改變，可以由監控該泵電流曲線5 的 斜率或改變率來作偵測。當該泵速控制器1 77偵測到一充 分的斜率持續一段足夠的時間時，該泵速控制器可以發出 一控制訊號來改變該真空泵140的抽氣速度。在另一實施 例中’無論果電流的改變率為何，該泵速控制器1 77可以 經配置來決定在某時間間隔内改變泵電流。也就是說，只 有在果電流有巨幅改變時才會才會監測出。當偵測到一明 顯系電流改變時，該泵速控制器1 7?即運作來改變該真空 泵140的抽氣速度。 在關於第5圖所插述的實施例中，該真空系140只在 兩個不同速度之間改變（以平坦區504B和平坦區504D來 表示）。在另一實施例中，該變速真空泵I40可以在三種或 更多種速度之間改變。/如上所述之實施例現在將參考第 6圖和第7圖來描述。 更明確地說，第6圖説明一種操作該泉速控制器1 77 的方法600。例示性地，該方法600可以利用執行該泵速 控制軟體309(在第3圖中示出）來實施。第7圖示出複數 個代表該方法6〇〇的步雜之曲線。明確地説’第7圖示出 —泵電流曲線702、一泵速曲線7〇4、一隔離閥曲線706 和一壓力曲線708。 在監控操作特性之前，可能需要決定系統對於反應室 操作壓力狀態和相關的真空泵怠速的要求^此處所使用之 19 200400324 急速（例如第5圖中 降低的栗操作速度 的製程條件（例如反 的製程參數相關的 制器177。此外，， 力裝置175A - B)， 感應器參數做出反 具有時間延遲以i (spike)和其他雜訊 該泵速控制器m 參考第6圖， 啟，此時泵速控制 全速運轉。參見第 度的增加，其在平 氣閥組174係開啟 容許該真空泵140 為了說明，假設當 係在大氣壓力下。 被抽氣，如該下降 體負載和增加的泵 如斜率702A所示： 一旦該泵速控 始運轉，該泉速控 泵電流和任何附屬 由該曲線平坦區504D所表示者）是相對 ，藉以節省電力並且仍然可以維持所要 .應至壓力）。決定了與一種或多種預期 怠速之後，則可據此來程式化該泵逮控 ^可以有利地使用外部感應器時（例如壓 該泵速控制器1 7 7可經程式化來對外部 應。該果速控制器1 7 7也可以程式化為 §濾來自該泵電流感應器讀數的峰值 。熟知技藝者會認知其他可以用來配置 的參數。 該泵速控制器177可以在步驟602處開 器177可以發訊給該真空泵ι4〇使其以 7圖’該斜面704a代表真空泵14()速 坦區704B處達到全速。例示性地，該 的（如由曲線部分706A所表示者），因此 和該真空反應室1 5 〇之間的流體交流。 該抽氣程序開始時，該真空反應室1 5 0 在這些狀態下，該真空反應室15〇可以 壓力曲線部分708A所反映者。因為氣 速度，該電流曲線702必然向上竄升， 制器177被啟動，並且該真空泵14〇開 制器177可以在步驟6〇4處開始監控該 的感應器的狀態。監控到的泵電流可以 20 200400324 在步驟6 0 6處處理以判定該真空果140的氣體負載程度。 在步驟608處’該果速控制器177可以判定氣體負載是否 增加。在一實施例中，此種判定係由觀察該泵電流曲線7〇2 的斜率來完成。最初’該斜率702Α表示出增加的氣體負 載。據此，該真空泵140在步驟610處係維持在全速。 前述的製程可經重複直到泵逮控制器i 77判定氣體負 載不再增加為止，此時該泵速控制器1 7 7判斷（在步驟6 1 2 處）氣體負載實質上是否是固定不變的，如由泵電流曲線 7〇2所表示者。此種狀態在乘電流曲線702之平坦曲線部 分702C處反映出來，並且係在泵電流曲線702從一正斜 率702 A轉變成為一負斜率7 02B之後發生。此轉變基本上 與該真空反應室150内一基礎壓力（曲線708B)的達到一 致。在基礎壓力下，該真空泵1 40可以以相對小的果電流 維持全速。 若該栗速控制裔177在步驟612處判定氣體負載實質 上並非固定不變的（例如該泵電流曲線702逐漸下降），此 時該真空泵140可以維持在全速（步驟610)，而該泵速控 制器1 77則監控下降的泵電流。當該電流曲線702確實表 示出實質上固定不變的氣體負載時（如在該平坦曲線部分 7 0 2 C的情況下），此時該泵速控制器判斷，在步驟6 1 4，氣 體負載在達到穩定之前是否是下降的。此種狀態由斜率 702B以及隨後的栗電流曲線702在平坦曲線部分7〇2c處 達到穩定來例示。當觀察到此種狀態時，泵速可在步驟6 1 6 降低至高急速。抽氣速度的調整在斜率7 0 4 C以及隨後的 21 200400324 平坦虛線部分704D中反映出來。抽氣速度降低的 可以達到電力消耗的降低’這在由斜率7〇2D所示 電流曲線702的下降中反映出來。泵電流曲線7〇2 曲線部分702E處達到穩定。 壓力、泵速和泵電流接著可實質上維持固定值 真空反應室150内的製程完成為止。在該製程完成 可以關閉該氣閥組174 (由曲線部分7〇6B表示）以 反應室150與該真空泵140隔離。此外，該真空反應 可經洩放（vented)以使談反應室回到大氣壓力，如 曲線708之斜面708C所反映者。在某些情況中， 作玎能會施加氣體負載 7〇2中產生可摘測到的反應。若該泵速控制器i 7 由觀察該泵電流曲線702而偵測到降低的氣體負 時該系速控制器1 7 7可以運作以將真空泵丨4 〇的 直低怠速。但是，在許多情況中，打開氣閥組i 7 該系電抓曲線702上有一立即可偵測的效應。據 實施例中，該氣閥組174的動作可以用來引起該真 之抽氣速度的改變。更明確地說，若該泵速控制 斷該氣閥組已被關閉(例如經由接收到來自該位: 187的訊號），此時製程可以沿著邏輯線618繼續 驟620’在此該栗速控制器m將泵速降低至低 別由該斜面7〇4E和該平垣曲線部分蒲來表示 後0@❹驟在此料速控制器⑺再 系電流和任何附加感應器的狀態。據此，若隨後3 結果是 出的泵 然後在 ，直到 之後， 將真空 室150 該壓力 這些動 流曲線 可以經 ，則此 度降低 不會在 ，在一 :泵 140 177判 感應器 行至步 置，分 製程然 次監控 由對於 22 200400324 一增加的系電流的觀察而彳貞測到一增加 真空泵14 0町以回到全速。例如’該泵 在當該氣闕組174於該真空反應室150 氣壓力之後被開啟時（曲線部分706C)， 曲線7 0 2的斜面7 〇 2 Η而伯測到一增加 應是，該泉速控制器1 77可以發訊號給 速度從曲線部分7 0 4 F處的低怠速增加S 的全速。前述的製程然後可以重複任何 在某些情況中，於製程完成之前， 内的壓力可在可接受範圍外變動，但不 於泵電流的觀察偵測到的地步。據此， 外部感應器（例如該等壓力裝置1 75Α -變狀態（即接受範圍外的壓力變動）。若. 速期間，該泵速控制器1 7 7從一個或多 到一轉變狀態的表示，則製程沿著邏輯 步驟624。在步驟624處，該泵速控制 反應室壓力是否增加。若是，製程可以 此該真空泵14〇重返全速。若該真空反 加’則該真空反應室壓力必然是降低的 即在步驟6 2 0處被降低至低怠速。該製 驟604，在此該泵速控制器177再一次 附加感應器的狀態。 在另一實施例中，半導體製程系統 以由泵速控制器1 7 7來監控以控制真空 的氣體負載，則該 速控制器1 7 7可能 在708D處達到大 藉由觀察該泵電流 的氣體負载。其反 該真空栗14〇以將 L曲線部分704H處 次數。 該真空反應室15〇 應顯著到足夠被對 在某些實施例中， B)可以用來偵測轉 在步驟6 1 6的高怠 個外部感應器接收 線6 2 2繼續進行至 器177判斷該真空 回到步驟 6 1 〇，在 應室壓力並沒有增 ，在此情況下泵速 程然後可以回到步 監控果電流和任何 100之控制訊號可 泵140的速度《例 23 200400324 如，電子、氣動、液麈、光纖、和常用來控制半導體製程 系統1 00内之閥、促動器、和其他此類裝置的操作之其他類 型的控制訊號可以由泵速控制器1 77來監控。在此實施例 中，可以用一種或多種預定的演算法利用監控到的控制訊號 來控制真空泵140的速度。可以根據半導體製程系統ι〇〇 的特性（例如系統配置、反應室類型等）和所要的操作特性來 決定該等演算法。此實施例的變化將在下面以更詳細地欽 述° 如前所述者，半導體製程系統1 00可以包含數種真空 反應室’例如蝕刻反應室、物理氣相沈積反應室、化學氣 相沈積反應室、離子植入反應室、轉移反應室、預清潔反 應室、排氣反應室、負載鎖定室、導向反應室（〇rienuti〇n chamber)以及諸如此類者。這些反應室可能包含多種機械 構件，例如控制閥、促動器、馬達、和其他此類裝置。例 如，上面關於第1圖所描。述者，真空反應室15〇可以包含 一配置於前端108中的氣閥組174以控制真空栗14〇和真 空反應室150之間的流體交流。真空反應室15〇可能包含 其他機械構件，例如一用來從氣體來源1 66經過進氣埠i 78 選擇性地通入氣體至真空反應室15〇之氣闕13〇以及一用 來升高和降低真空反應室150内的臺座168的促動器128<> 控制閥、促動器、馬達、以及其他構成半導體製程系 統1 〇〇的此類裝置可以由電子、氣動、液壓、光纖、和其 他類型之常用控制訊號設備來控制。該等控制訊號可以由系 統控制器1 76來產生以控制半導體製程系統1 〇〇的運作。例 24 200400324 如，系統控制器1 76可以產生一使氣閥組1 74開啟的控制訊 號，以在製程程序完成後從真空反應室150透過排氣管126 將製程氣體排出。或者，系統控制器1 76可以產生一使一氣 閥開啟的控制訊號，因此使來自氣體來源1 6 6的氣體可以透 過進氣埠178通入真空反應室150中。或系統控制器176 可以產生一使一促動器升起或降低真空反應室150内之臺 座1 6 8的控制訊號。由系統控制器1 7 6所產生的控制訊號可 以沿著數種訊號控制路徑被導引至多種半導體製程系統 1 0 0内的構件’例如電線、氣動管和光纖纟覽線。 泵速控制器17 7可以利用感應器、開關、變換器 (transducer)和其他連結至該控制訊號路徑的此類裝置來 監控導引至半導體製程系統1 〇 〇内的數種構件之控制訊 號。這些裝置在此總稱為描寫用途感應器。利如，半導體 製程系統100可以包含一位於真空反應室15〇上之導引壓 縮乳體至氣閥組1 74的氣動管，因此使氣閥組開啟或關 閉。一軋動開關可經連結至該管路，並且該氣動開關可經 建構為在一壓縮氣體控制訊號被導引至氣閥組丨74時導引 一訊號至泵速控制器177。導引至半導體製程系統ι〇〇内 之其他構件的控制訊號也可以利用泵速控制器177來監 控。例如，栗速控制器177可以監控導引至一氣體控制閥 的電子控制訊號，其控制來自氣體來源166通入真空 反應至1 50内的氣體。或者，透過控制訊號路徑來傳輸的 控制訊號可直接被監控以判定真空栗14()之適#的抽氣速 ’J 士 透過控制訊號路徑傳輸的控制訊號可經分 25 200400324 割，而分割的控制訊號可以傳送至泵速控制器1 77。 來自連結至控制訊號路徑的感應器之訊號可經一種或 多種介面來導引至泵速控制器177。例如，參見第3圖， 該第四介面 3 1 0D可經配置而導引來自連結至控制訊號路 徑的感應器的訊號至泵速控制器1 77。 來自半導體製程系統1 00内之連結至控制訊號路徑的 感應器之訊號可以用來判定適當的真空泵140抽氣速度。 反應偵測到的控制訊號的感應器訊號可經處理，而使中央 處理單元302(藉由泵速控制軟體309的執行）發出以一特 定方式運作真空泵1 40的操作命令。例如，該中央處理單 元可以以控制訊號的形式發出操作命令予真空泵1 40來改 變真空泵140的運轉速度。 在一實施例中，泵速控制器1 7 7可以基於來自半導體 製程系統内之連結至控制訊號路徑的感應器的訊號使用一 種或多種運算法來控制真空泵1 40的抽氣速度。該運算法 可根據半導體操作系統1 〇〇之數種特性來建構，例如系統 配置、反應室類型、所要的操作特性、以及其他此類參數。 在一實施例中，該等運算法可經配置為泵速控制器 1 77之記憶體3 04内的軟體或韌體。在此實施例中，該等 運算法可利用一筆記型電腦、個人數位助理（PDA)、或其 他類似的電子通訊裝置透過第五介面3 1 0E與泵速控制器 1 77接合的方式來改變或取代。或者，該等運算法可以利 用置換泵速控制器177内之中央處理單元302或記憶體 304來改變或取代。在另外的實施例中，該等運算法可經 26 200400324 配置為一連結至泵速控制器1 7 7的數位或類比電路 在一實施例中，幾種運算法係經配置成為存在 控制器177之記憶體304内的軟體或韌艚。少，电 v肢长此實方 栗速控制器177包含一用來選擇代表所要的栗速 1 7 7之操作模式的運算法之一的使用者選擇開關 聚速控制器177可以包含一可經配置來選擇代表數 真空泵1 40的獨特操作模式之複數個運算法之一的 選擇指撥開關（dipswitch)。 在運作期間，控制訊號可以利用在半導體製 1 〇〇中連結至控制訊號路徑的開關及/或感應器來 栗速控制器177可以處理來自該等開關及/或感廣 號以判定抽氣需求的改變。泵速控制器丨7 7接著可 監控到的控制訊號的反應來改變真空泵14〇的速度 一使用者選擇運鼻法所決定者。例如，栗速控制器 應增加抽氣能力的需要而指引該馬達驅動器2〇4增 轉矩輸出，如由一使用者選擇運算法所決定者。 第8圖示出一含有泵速控制器1 7 7、系統控制| 泵140、和一種或多種真空反應室15〇之半導體製 1 00之一實施例。傳輸媒介1 8 1和電源供應線1 79a 用來將控制訊號和電力從系統控制器i 76傳輸至泵 器177。傳輸媒介183和電源供應線179B可分別用 制訊號和電力從泵速控制器177傳輸至真空泵14〇 訊號可以由系統控制器176產生並透過一種或多種 號路徑250導引至真空反應室150。該等控制訊號 於泵速 包例中， 控制器 例如， 種操作 使用者 程系統 監控。 器的訊 根據所 ，如由 可以反 加馬達 117 6、 程系統 可分別 速控制 來將控 。控制 控制訊 可以控 27 200400324

制數種閥、促動器、馬達、和其他連結至真空反應室 的此類裝置的運作。栗速控制器177可以利用連結至控制 訊號路徑250的感應器來監控透過控制訊號路徑25〇傳輪 的控制訊號。來自該等感應器之反應所監控的控制訊號Z 訊號（感應器訊號）可以透過一種或多種感應器訊號路徑 252傳輸至系速控制器177。果速控制器177可以利用該等 感應器訊號來判定適合真空泵140的抽氣速度，而一果速 控制訊號接著可以透過傳輸媒介183被導引至泵14〇。在 一實施例中，栗速控制器177可以基於該等感應器訊號使 用一種或多種預定的演算法147來控制真空泵14〇的抽氣 速度。該等演算法147可以根據真空反應室15〇的數種特 性來建構，例如配置和所要的操作特性。包含上面關於第 1 2圖所述之特徵的其他實施例將會在下面更詳盡描述。

第9圖示出與上面關於第8圖所描述的實施例相似的 半導體製程系統1 0 0之另一實施例。如圖所示，半導體製 程系統1〇〇可以包含一緩衝反應室225，其流體連結至一 用來控制一 Ά放氣體通入缓衝反應室2 2 5内部之沒放閥 230。缓衡反應室225可以是第8圖所示的真空反應室150 之一特定形式。一慢速泵闊235和一快速泵閥237可以流 體連結炙缓衝反應室225和一真空泵140以控制真空泵 14〇排空缓衝反應室225的速度。慢速泵閥23 5之特色為 具有比快速泵閥237高的流動限制。因此，可以使用慢速 果闊235以一第一抽氣速度排空緩衝反應室225，並且可 以使用快速果閥237以一第二抽氣速度排空緩衝反應室 28 200400324 225，其中該第一抽氣速度係低於該第二抽氣速度。 來自系統控制器1 7 6的控制訊號可透過控制訊號路徑 250被導引至洩放闊230、慢速泵閥235、和快速泵閥237。 該等控制訊號可能包含，例如，電壓訊號或氣動訊號。果 速控制器177可以利用連結至控制訊號路徑25〇的感應器 145來監控該等訊號。或者，泵速控制器177可以利用直 接連結至 放閥2 3 0、慢速泵閥2 3 5、和快速泵閥2 3 7的感 應器來監控該等訊號。反應導引至洩放閥2 3 0、慢速泵閥 235、和快速泵閥237的控制訊號之感應器訊號可以透過感 應器訊號路徑2 5 2傳輸至栗速控制器1 7 7。 泵速控制器1 77可以使用一預定的演算法反應該等感 應器rfL说來控制真空果1 4 0抽氣速度。例如，栗速控制器 177可以反應感應裔訊號而決定抽氣速度，並透過傳輸媒 介183導引一抽氣速度控制訊號至果14〇。該運算法可以 根據緩衝反應室225的配置和所要的操作特性來建構。 第10圖示出用來控制與緩衝反應室225有關之真空栗 140的抽氣速度之一演算法325的實施例。演算法325可 用來決定一泵速設定點，基於反應導引至洩放閥230、慢 速泵閥2 3 5、和快速泵閥2 3 7的控制訊號之感應器訊號。 參見第10圖’在步驟327處感應器訊號可能表示出洩放閱 230、慢速象閥235、和快速栗閥237係關閉的，因此泵逮 控制器1 77玎以發訊號給真空泵1 40使其以低怠速運轉。 在步驟329處感應器訊號可能表示出慢速泵闊235係開啟 的，因此系速控制器1 7 7可以發訊號給真空粟1 4 0使其以 29 200400324 全速運轉。在步驟3 3 1處感應器訊號可能表示出慢速泵閥 23 5係關閉的，因此泵速控制器1 77可以發訊號給真空泵 140使其以全速運轉。在步驟333處感應器訊號可能表示 出快速泵閥2 3 7係開啟的，因此泵速控制器1 7 7可以發訊 號給真空泵140使其以全速運轉。在步驟3 3 5處感應器訊 號可能表示出快速泵閥237係關閉的，因此泵速控制器177 可以發訊號給真空泵1 4 0使其以低怠速運轉。而在步驟3 3 7 處，感應器訊號可能表示出洩放闊2 3 0係開啟的，因此泵 速控制器177可以發訊號給真空泵 140使其以低怠速運 轉。演算法325接著可以在之後牵涉到抽氣和洩放緩衝反 應室225的製程期間重複步驟327 - 33 7。需注意的是演算 法 325 所示的步驟 327、329、331、333、335、和 337 的 順序只是例示性的，並且步驟3 2 7、3 2 9、3 3 1、3 3 3、3 3 5、 和3 3 7可以根據與一特定製程有關之控制真空泵1 40抽氣 速度的需求重新安排為其他順序。 第10圖示出與上面關於第8圖和第9圖所描述的實施 例相似的半導體製程系統1 00之又一實施例。如圖所示， 半導體製程系統100可以包含一負載鎖定室227 ，其流體 連結至一用來控制一洩放氣體通入負載鎖定室227内部的 洩放閥2 3 0以及一用來控制一清潔氣體通入負載鎖定室 227内部的清潔閥232。負載鎖定室227可以是第8圖所示 的真空反應室150之一特定形式。一慢速泵閥235和一快 速泵閥 237可以流體連結至負載鎖定室227和一真空泵 140以控制真空泵140排空負載鎖定室227的速度。 30 200400324 控制 230、 控制 145 ； 慢速 可以 速控 定室 器訊 利用 140 和所 時， 速度 录速 速系 及流 177 號可 速果 真空 可能 閥23 5、快速泵閥 月ti表不出 放闕 闊237係關閉的 泵1 4 0使其以低 表示出慢速栗閥 如上面關於第9圖所描述般，來自系統控制器1 7 6的 號可以透過控制訊號路徑2 5 0被導引至洩放閥 清潔闕232、慢速泵閥235、和快速泵閥237。泵速 裔1 7 7可以利用連結至控制訊號路徑2 5 0的感應器 來監控該等訊號。反應導引至洩放閥230、清潔閥232、 栗闕235、和快速泵閥237的控制訊號之感應器訊號 透過感應器訊號路徑252傳輸至泵速控制器177。泵 制& 177也可以利用一壓力感應器149來監控負載鎖 227内的壓力。一壓力感應器訊號也可以透過一感應 號路徑傳輪至泵速控制器177。泵速控制器177可以 一預定的演算法反應該等感應器訊號來控制真空泵 抽氣速度。該運算法可以根據負載鎖定室227的配置 要的操作特性來建構。 第12圖示出以一連續清潔模式操作負載鎖定室227 用來控制與負載鎖定室227有關之真空泵14〇的抽氣 之一 >貝算法340的實施例。演算法34〇可用來決定一 設定點，基於反應導引至洩放閥23〇、清潔闊232、慢 237的控制訊號之感應器訊號，以 體連結至負載鎖定室227並且電氣連結至泵速控制器 之壓力感應器。參見第在步驟342處感應器訊 230、清潔閥232、 ，因此泵速控制器 怠速運轉。在步驟 235係開啟的，因 慢速泵閥235、快 1 7 7可以發訊號給 344處感應器訊號 此泵速控制器177 31 200400324 可以發訊號給真空$ 14°使其以全速運轉。在步驟346處 咕 < 能表示出慢速泵闕2 3 5係關閉的，因此泵速 感應器訊爾* 町以發訊號給真空泵140使其以全速運轉。在 控制器177』& lj ^ 止 處感應器訊號可能表不出快速果閥237係開啟 步驟 348妙 ⑸心畈速控制器177可以發訊號給真空系140使其以 的，因此水 Α步驟3 5 〇處感應器訊號可能表示出慢速泵閥 全速運轉。私/ w 235係關閉的，因此泵速控制器177可以發訊號給真空泵 140使其以高怠速運轉。在步驊3 5 2處感應器訊號可能表 示出清潔闕232係開啟的’因此果速控制器177可以發訊 I給i空系140使其以高怠速蓮轉。在步驟354處感應器 ϋ可能表示出已在負載鎖定室227内達到基礎壓力’因 此$速$制器1 7 7 $以發訊號給真空装1 4 〇使其以高急速 運轉。在步驟356處感應器訊號可能表示出快速泵閥237 係關閉的，因此系速控制器177可以發訊號給真空果140 使其以低急速運轉。在步驟3 5 8處感應器訊號可能表示出 清潔闕232係開啟的，因此泵速控制器177可以發訊號給 真空泵140使其以低急速運轉。而在步驟360處’感應器 訊號可能表示出洩放閥2 3 0係開啟的，因此泵速控制器1 7 7 可以發訊號給真空泵140使其以低怠速運轉。演算法340 接著可以在之後牵涉到以一連續清潔模式抽氣和洩放負載 鎖定室2 2 7的製程期間重複步驟3 4 2 - 3 6 0。需注意的是演 算法 340 所示的步驟 342、3 44、346、348、350、352、354、 3 5 6、3 5 8和3 6 0的順序只是例示性的，並且步驊3 4 2、3 4 4、 346、348、350、352、354、356、358 和 360 可以根據與 32 200400324 一特定製程有關之控制真空泵1 40抽氣逮度的需求重新安 排為其他順序。 第13圖示出代表根據演算法340操作負載鎖定室227 的該等步驟之複數個曲線。明確地說，第1 3圖示出一泵速 曲線8〇〇、一反應室壓力曲線805、一洩放閥曲線81〇、一 清潔閥曲線8丨5、一慢速泵閥曲線820、以及一快速泵閥曲 線825 °最初，負載鎖定室227内的壓力大約與大氣壓相 等。 在慢速泵閥曲線部分820A處，慢速泵閥235係開啟 的’因此泵速控制器177發訊號給真空泵14〇使其以全速 運轉。結果泵速曲線8 0 0上升直到真空泵1 4 0在泵速曲線 8 00A處達到全速為止。另一個結果是反應室壓力曲線8〇5 了降。在快速泵閥曲線部分825A處，快速泵閥237係開 啟的’進一步降低反應室壓力曲線805。基礎壓力在反應 至壓力曲線部分8 0 5 B處達到。同樣地，在快速泵閥曲線 部分825B處，快速泵闕237係關閉的，並且在清潔閥曲 線部分8 i 5 A處，清潔閥2 3 2係開啟的。因此，泵速控制 器177發訊號給真空泵140使其以高怠速運轉，如泵速曲 線部分8〇〇B所示者。在洩放閥曲線部分8 1 〇A處，洩放閥 2 3 0係開啟的，並且在快速泵閥曲線部分8 2 5 B處，快速泵 闕2 3 7係關閉的。結果是果速控制器發訊號給真空泵1 4 〇 使八以低怠速運轉，如杲速曲線部分8 〇 〇 c所示者。洩放 閥23 〇可以維持開啟直到反應室壓力曲線8 1 0在反應室壓 力曲線部分805C處達到大氣壓力為止。該製程接著可以 33 200400324 在之 複。 置來 140 閥的 閥是 等氣 如第 來控 伏特 到高 140 ： 弓丨起 制器 驰開 運轉 可經 真空 一五 種代 中之 後牵涉到抽氣和洩放負載鎖定室227的製程期間重 在本發明之一特定實施例中，系速控制器1 7 7係經配 監控半導體製程系統1 〇 〇内之氣動閥以決定對真空泵 的抽氣需求。氣動閥感應器係經連結至控制多個系統 氣動空氣供應線。該等氣動閥感應器表示出該等系統 開啟或關閉的。一閥感應器纜線係經建構以將來自該 動閥感應器的感應器訊號傳輸至泵速控制器177。 在此實施例中’泵速控制器1 77利用透過一介面，例 3圖所示的介面310B，導引至真空泵14〇的電壓訊號 制真空泵140的速度。泵速控制器177可能導引一零 訊號至真空泵140以達到全速；3至8伏特訊號以達 怠速；或是8至10伏特訊號以達到低怠速。真空泵 和泵速控制器1 7 7係經配置得使由泵速控制器丨7 7所 的故障會導致真空泵140以全速運轉。此外，泵速控 1 77包含一讓使用者可以關閉該泵速控制器丨77的超 關（override switch)，因而可以使該真空泵14〇以全速 〇 果速控制器1 7 7係經配置得使幾個使用者選擇運算法 配置成經由反應來自該等氣動閥感應器的訊號來改變 泵140的速度。在一實施例中，泵速控制器177包含 段使用者選擇指撥開關，其可經配置來選擇多至3 2 表用來#作真空泵140之獨特操作模式的運算法的其 一。該等運算法係根據半導體操作系統丨〇〇的數種特 34 200400324 十生和操作需求來建構。 在一實施例中，泵速控制器1 7 7可以包含一用來監控 真空泵1 40以低怠速運轉的持續時間之低間f計時器。若 該真空泵1 40以低怠速運轉超過一段既定時間’該栗速控 制器可經配置來將抽氣速度增加至全速一段時間。例如， 若真空泵1 40持續以低怠速運轉四小時，系速控制器1 77 可經配置來將抽氣速度增加至全速約1分鐘。這可以防止 肇因於前端漏氣而產生的前端内的壓力上开，其可能導致 不良的回流、反應室污染、和系統錯誤。 雖然本發明的態樣已對一真空反應室1 5 〇進行描述， 但其他實施例仍是可預期的。例如，在一實施例中，本發 明之泵速控制器可以有利地使用在一空調系統内。在此種 配置中，該泵速控制器可以以有利地降低電力消耗的方式 來操作一壓縮機的速度。因此，熟知技藝者可以認知到本 發明 < 以應用在多種以馬達為基礎的技術中。 雖然刖述者係指向本發明之較佳實施例，本發明之其 他以及進一步的實施例可以在不背離其基本範圍下被設計 出來，並且其範圍係由以下的申請專利範圍來界定。 【圖式簡單說明】 因此實現並且可以詳細瞭解上述之本發明的特徵、優 點和目的的方式，即對本發明更詳細的描述，簡短地在前 面概述過’可以藉由參考在所附的圖示中說明之實施例來 得到。 200400324 但是需要注意的是，所附的圖示只說明本發明之一般 實施例，因此不可被用來限制其範圍，因為本發明可允許 其他等效的實施例。 第1圖示出一連結至一真空系統的實施例之基材製程 反應室； 第2圖示出一變速泵之一實施例； 第3圖示出一泵速控制器之一實施例； 第4圖示出一代表一真空系統的電力消耗和壓力之間 的關係之曲線圖； 第5圖示出電流和泵速的曲線圖； 第 6圖示出一說明一泵速控制器的操作方法之流程 圖； 第7圖示出一電流、泵速、壓力和隔離閥位置的圖表； 第8圖示出一連結至一真空系統的實施例之半導體製 程系統； 第9圖示出一連結至一真空系統的實施例之緩衝反應 室； 第· 1 0圖示出一說明一泵速控制器的演算法之流程圖； 第11圖示出一連結至一真空系統的實施例之負載鎖 定室；以及 第 1 2圖示出一說明一泵速控制器的演算法之流程 圖；以及 第1 3圖示出泵速、反應室壓力、快速排氣闊位置、清 潔閥位置、慢速泵閥位置、和隔離閥位置的圖表。 36 200400324 同的標號來表示該等圖式共有 為了幫助暸解，使用相 之相同的元件。 【元件代表符號簡單說明】 100 半導體製程系統 125排氣管 130 氣閥 145 感應器 149 壓力感應器 152 上蓋 156 底部 162 電源 166 氣體來源 170 基材 174 氣閥組 176 系統控制器 178 進氣埠 179、179A、179B 電源供 181 第一傳輸媒介 183 第二傳輸媒介 185 電流感應器 187 閥位置感應器 204 馬達驅動器 225 缓衝反應室 108 前端 128 促動器 140 真空泵 147 、 325 、 340 演算法 15 0 真空反應室 154 側壁 160 線圈 164 配置電路 16 8 臺座 172 排氣埠 175A、175B 壓力計 177 泵速控制器 180 反應室主體 應線 182、3 06 支持電路 184、3 04 記憶體 186、302 中央處理單元 202 變速馬達 206 聚介面 227 負載鎖定室

37 200400324

230 洩放 閥 232 清潔 閥 235 慢速 泵 閥 237 快速 泵閥 250 控制 訊 號 路 徑 252 感應 器訊號 路徑 308 匯流 排 309 果速 控制軟 體 310A -E 介 面 402、 708， ‘805 壓力曲 線 404、 502 ’ ^ 702 果電流 曲線5 0 4、 704 > 800 果速曲 線 706 隔離 閥 曲 線 810 洩放 閥曲線 815 清潔 閥 曲 線 820 慢速 果閥曲 線 825 快速 泵 閥 曲 線

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Claims (1)

1. 200400324 拾、申請專利範圍： 1. 一種用來控制一連結至一半導體製程系統的變速真空泵 的抽氣速度之泵速控制器，該泵速控制器包含： 一處理器；

   一連結至該處理器之感應器介面，用來接收來自至少 一個感應器的感應器輸入，其中該至少一個感應器的每 一個係經配置以監控該半導體製程系統内的一種或多種 控制訊號； 數個操作命令，用來配置該處理器以根據監控到的控 制訊號來產生一泵速控制訊號；以及 一用來將該泵速控制訊號傳輸至該變速真空泵的泵介 面。 2.如申請專利範圍第1項所述之泵速控制器，其中上述之 至少一個感應器監控談半導體製程系統内之一電子控制

   3 ·如申請專利範圍第1項所述之泵速控制器，其中上述之 至少一個感應器監控該半導體製程系統内之一氣動控制 訊號。 4 ·如申請專利範圍第1項所述之泵速控制器，其中上述之 泵速控制訊號控制該變速真空泵的抽氣速度。 39 200400324 5 ·如申請專利範圍第1項所述之泵速控制器，其中上述之 該等操作命令至少包含數個可選擇的運算法。 6. —種用來控制一連結至一半導體製程系統的變速真空泵 的抽氣速度之泵速控制器，該泵速控制器包含： 一用來接收來自至少一個感應器的感應器輸入之感應 器介面，其中該至少一個感應器監控該半導體製程系統 内的一種或多種控制訊號； 一連結至該感應器介面的處理器，其中該處理器接收 來自該感應器介面的至少一種感應器訊號，且其中該處 理器使用一種或多種演算法根據該至少一個感應器訊號 來決定泵速；以及 一連結至該處理器的泵介面，用來將該處理器所產生 之泵速控制訊號傳輸至該變速真空泵，其中該泵速控制 訊號係對應於所決定的泵速。 7. 如申請專利範圍第6項所述之泵速控制器，其中上述之 至少一個感應器監控該半導體製程系統内之一電子控制 .訊號。 8. 如申請專利範圍第6項所述之泵速控制器，其中上述之 至少一個感應器監控該半導體製程系統内之一氣動控制 40 200400324 訊號。 9 ·如申請專利範圍第6項所述之泵速控制器，其中上述之 半導體製程系統内的一種或多種控制訊號控制一連結至 一真空反應室的洩放閥（vent valve)。 1 0 ·如申請專利範圍第6項所述之泵速控制器，其中上述之 半導體製程系統内的一種或多種控制訊號控制一連結至 一真空反應室的清潔閥（purge valve)。 11.如申請專利範圍第6項所述之泵速控制器，其中上述之 半導體製程系統内的一種或多種控制訊號控制一配置於 一真空反應室和該變速真空泵之間的慢速泵閥。 1 2.如申請專利範圍第6項所述之泵速控制器，其中上述之 半導體製程系統内的一種或多種控制訊號控制一配置於 一真空反應室和該變速真空泵之間的快速泵閥。 1 3 ·如申請專利範圍第6項所述之泵速控制器，其中上述之 由該處理器產生的泵速控制訊號控制該變速真空泵的抽 氣速度。 1 4.如申請專利範圍第6項所述之泵速控制器，其中上述之 41 200400324 一種或多種運算法係經配置為連結至該處理器之一記憶 體内的軟體。 1 5 ·如申請專利範圍第6項所述之泵速控制器，其中上述之 一種或多種運算法係經配置為該處理器内的韌體。 1 6 ·如申請專利範圍第6項所述之泵速控制器，其中上述之 果速控制器進一步包含一用來選擇一種或多種演算法的 其中之一的使用者選擇開關。 1 7 ·如申請專利範圍第1 6項所述之泵速控制器，其中上述 之使用者選擇開關至少包含一指撥開關（dip-switch)。 18·如申請專利範圍第6項所述之泵速控制器，其中上述之 處理器藉由選擇一預定的設定點來決定該泵速。 1 9 · 一種半導體製程系統，包含·· 一真空反應室； 一連結至該真空反應室之變速真空泵； 一連結至該真空反應室的系統控制器，其中該系統控 制器傳輪控制訊號至該真空反應室的附屬設備··以及 一連結至該變速真空泵之泵速控制器，其中該泵速控 制器監控由該系統控制器傳輸的該等控制訊號，且其中 42 200400324 該泵速控制器根據所監控到的控制訊號來決定一泵速。 20.如申請專利範圍第19項所述之半導體製程系統，其中 上述之泵速控制器利用一種或多種運算法來決定該泵 速。。 2 1.如申請專利範圍第20項所述之半導體製程系統，其中 上述之泵速控制器包含一用來選擇一種或多種演算法的 其中之一的使用者選擇開關。 22.如申請專利範圍第19項所述之半導體製程系統，其中 上述傳輸至該真空反應室的附屬設備之控制訊號含有數 個電子控制訊號。 23 .如申請專利範圍第1 9項所述之半導體製程系統，其中 上述傳輸至該真空反應室的附屬設備之控制訊號至少包 含數個氣動控制訊號。 24.如申請專利範圍第19項所述之半導體製程系統，其中 上述之泵速控制器利用一個或多個感應器來監控由該系 統控制器傳輸至該真空反應室的附屬設備之該等控制訊 號。 43 200400324 2 5 ·如申請專利範圍第19項所述之半導體製程系統，其 上述由該系統控制器傳輸至該真空反應室的附屬設備 該等控制訊號控制一連結至該真空反應室的附屬設備 洩放閥。 26·如申請專利範圍第19項所述之半導體製程系統，其 上述之由該系統控制器傳輸至該真空反應室的附屬設 之該等控制訊號控制一配置在該真空反應室和該變速 空泵之間的慢速泵閥。 27.如申請專利範圍第19項所述之半導體製程系統，其 上述之由該系統控制器傳輸至該真空反應室的附屬設 之該等控制訊號控制一配置在該真空反應室和該變速 空泵之間的快速泵閥。 2 8 ·如申請專利範圍第1 9項所述之半導體製程系統，其 上述之泵速控制器傳輸一與所決定的果速成比例的录 控制訊號至該變速真空泵。 2 9.—種操作一連結至一半導體製程系統的變速真空泵 方法，該方法至少包含： 監控該半導體製程系統之一第一控制訊號； 根據所監控到的第一控制訊號來決定一泵速；以及 中 之 之 中 備 真 中 備 真 中 速 的 44 200400324 傳輸一第二控制訊號至該變速真空泵，其中該第二控 制訊號對應於該泵速，藉此將該變速真空泵之速度被改 變以於該泵速下運轉。 30.如申請專利範圍第29項所述之方法，其中上述監控該 第一控制訊號的步驟至少包含以一感應器來感測該第一 控制訊號。 3 1 ·如申請專利範圍第29項所述之方法，其中一演算法決 定該果速。 32. 如申請專利範圍第29項所述之方法，其中上述之第一 控制訊號控制一連結至一真空反應室的洩放闊的運作。 33. 如申請專利範圍第29項所述之方法，其中上述之第一 控制訊號控制一配置於一真空反應室和該變速真空泵之 間的泵閥的運作。 34. 如申請專利範圍第29項所述之方法，進一步包含監控 該半導體製程系統之一感應器訊號並且根據所監控到的 第一控制訊號和所監控到的感應器訊號來決定一泵速。 35. 如申請專利範圍第34項所述之方法，其中上述之第一 45 200400324 控制訊號控制一連結至一真空反應室的洩放閥的運作， 且該感應器訊號對應於該真空反應室内的壓力。 3 6.如申請專利範圍第34項所述之方法，其中上述之第一 控制訊號控制一配置於一真空反應室和該變速真空泵之 間的泵閥的運作，且該感應器訊號對應於該真空反應室 内的壓力。 37. —種含有一程式之可電腦讀取的媒體，其中當執行時， 該程式會執行一操作以控制一至少包含一與該變速泵以 流體交流的真空反應室之半導體製程系統中的變速泵， 該操作至少包含： 監控該半導體製程系統之一第一控制訊號； 根據所監控到的第一控制訊號來決定泵速；以及 傳輸一第二控制訊號至該變速真空泵，其中該第二控 制訊號係對應於該泵速，藉此將該變速真空泵的速度被 改變以於該泵速下運轉。 3 8 .如申請專利範圍第3 7項所述之可電腦讀取的媒體，其 中上述監控該第一控制訊號之步驟至少包含以一感應器 來感測該第一控制訊號。 39.如申請專利範圍第37項所述之可電腦讀取的媒體，其 46 200400324 中一演算法決定該泵速。 40 ·如申請專利範圍第3 7項所述之可電腦讀取的媒體，其 中上述之第一控制訊號控制一連結至一真空反應室的洩 放閥的運作。 4 1.如申請專利範圍第3 7項所述之可電腦讀取的媒體，其 中上述之第一控制訊號控制一配置於一真空反應室和該 變速真空泵之間的泵閥的運作。 42. 如申請專利範圍第3 7項所述之可電腦讀取的媒體，進 一步包含監控該半導體製程系統之一感應器訊號並且根 據所監控到的第一控制訊號和所監控到的感應器訊號來 決定一泵速。 43. 如申請專利範圍第42項所述之可電腦讀取的媒體，其 中上述之第一控制訊號控制一連結至一真空反應室的洩 放閥的運作，並且該感應器訊號對應於該真空反應室内 的廢力。 44. 如申請專利範圍第42項所述之可電腦讀取的媒體，其 中上述之第一控制訊號控制一配置於一真空反應室和該 變速真空泵之間的泵闊的運作，且該感應器訊號對應於 47 200400324 該真空反應室内的壓力。

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