TWI788932B

TWI788932B - 出口噴嘴阻塞的監控方法

Info

Publication number: TWI788932B
Application number: TW110128049A
Authority: TW
Inventors: 祁幼銘; 黃國鈞; 黃文彥; 王永樟; 黃國彰
Original assignee: 宏捷科技股份有限公司
Priority date: 2021-07-30
Filing date: 2021-07-30
Publication date: 2023-01-01
Also published as: TW202304596A

Abstract

一種出口噴嘴阻塞的監控方法，適用於監控一流體供應裝置，該流體供應裝置可將一氣體流及一液體流混合成一流體，並藉由一出口噴嘴對外導出。該監控方法包含一壓力調整量測步驟，及一監控步驟。該壓力調整量測步驟是當該氣體流的實際氣壓值低於一預設氣壓值的製程容許範圍，會產生一氣體補充訊號，以恢復該氣體流的氣壓至該預設氣壓值。該監控步驟依時量測該等氣體補充訊號，利用該等氣體補充訊號的時間間隔判斷該出口噴嘴是否阻塞。透過量測氣體補充訊號的時間間隔長短，以判斷該流量供應裝置的出口噴嘴是否阻塞，而可提高監控的準確度。

Description

出口噴嘴阻塞的監控方法

本發明是有關於一種監控方法，特別是指一種用於檢測半導體製程使用之流體的供應過程中，流體的出口噴嘴是否阻塞的監控方法。

在許多的工業製程中，例如：蝕刻、薄膜沉積或剝離(lift-off)等製程經常需要使用到大量的製程氣體、或氣體/液體混合流體，而製程氣體、或氣體/液體混合流體供應的穩定度與流量等參數性質對於產品的良率有著決定性的影響。

其中，以用於剝除一電路板上之金屬線路的剝離製程為例，一般而言，該等金屬線路是藉由一蝕刻液體移除，由於金屬線路的線寬愈發細微，因此對蝕刻液體的流量控制也愈發精細，然而，基於液體與管路間的表面張力與黏滯性等因素而不利於在具有細微管徑的供應管路中移動，因此，製程中經常會選擇同時於該供應管路中注入一承載氣體與該蝕刻液體，利用該承載氣體來帶動蝕刻液體，而有助於提升該蝕刻液體於該供業管路中的流動性。

由於在產業中對於金屬線路的設計趨向細緻複雜的方向發展，因此在該剝離製程中，對於氣體供應的穩定性要求相當高。一般而言，業界是透過於該供應管路的出口噴嘴(Nozzle tip)前，設置一壓力測量器，透過檢測該供應管路中的流體的壓力變化，以偵測出口噴嘴是否有斷氣、阻塞等狀況。然而，由於該供應管路中偵測的流體的壓力變動幅度小，不易於判斷是一般流體的壓力變動或是因為出口噴嘴阻塞所造成的壓力變化，而不利於準確或即時地判斷該出口噴嘴是否有阻塞的狀況發生。

因此，本發明的目的，即在提供一種用於導出流體的出口噴嘴阻塞的監控方法，能即時且準確地測量該出口噴嘴是否阻塞。

於是，本發明出口噴嘴阻塞的監控方法，適用於監控一流體供應裝置，該流體供應裝置可將一具有預設氣壓值的氣體流及一液體流混合成一流體，並藉由一出口噴嘴對外導出。

該監控方法包含一壓力調整量測步驟，及一監控步驟。

該壓力調整量測步驟是當該氣體流的實際氣壓值低於該預設氣壓值的一製程容許範圍，會產生一氣體補充訊號，以恢復該氣體流的氣壓至該預設氣壓值。

該監控步驟依時量測該氣體補充訊號，利用該氣體補充訊號的時間間隔判斷該出口噴嘴是否阻塞。

本發明的功效在於：透過依時量測氣體補充訊號的時間間隔長短，並以此判斷該氣體流的量是否穩定，以此得知該流量供應裝置的出口噴嘴是否有阻塞情形發生，而可提高監控的準確度。

在本發明被詳細描述前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。且本發明圖式僅為表示元件間的結構及/或位置相對關係，與各元件的實際尺寸並不相關。

參閱圖1與圖2，本發明出口噴嘴阻塞的監控方法適用於監控一提供半導體製程使用之流體的流體供應裝置200，於流體的供應過程中是否阻塞。該流體供應裝置200(如圖2所示)可用於將一氣體流及一液體流混合成一流體，並經由一出口噴嘴32對外導出。該監控方法即是該流體供應裝置200在作動時，用以偵測其出口噴嘴32是否有阻塞的情形發生。

具體的說，該流體供應裝置200包括一流體供應單元2、一具有該出口噴嘴32的管路單元3、一檢測單元4，及一控制單元5。其中，該流體供應單元2對外分別與儲存製程氣體及製程液體的儲存槽20連通，並具有一供用以導入該氣體流的氣體供應閥21、一供用以導入該液體流且與該管路單元3連通的液體供應閥22，及一與該氣體供應閥21連通的壓力調節槽23。該管路單元3具有一與該流體供應單元2連通的供應管路31，及設置於該供應管路31反向於該液體供應閥22一端的該出口噴嘴32。該檢測單元4用以測量該壓力調節槽23內的氣體壓力值。該控制單元5分別與該檢測單元4及該氣體供應閥21訊號連接，且可供監控者輸入條件參數。

該流體供應裝置200作動時，該液體供應閥22將一液體流導入至該供應管路31，該氣體供應閥21自外導入氣體至該壓力調節槽23，令該壓力調節槽23內部維持一預定氣壓，而可將一具有一預定氣壓值的氣體流導入至該供應管路31，而與該液體流混合成該流體後於該供應管路31中流通，最後自該出口噴嘴32輸出。

本案的監控方法包含一預設步驟61、一壓力調整量測步驟62，及一監控步驟63。

該預設步驟61是利用該控制單元5預先設定一預設氣壓值、一製程容許值，及一與製程時間相關的預設時間間隔值，並依據該預設氣壓值與該製程容許值計算得出一製程容許範圍。其中，該製程容許值可以是系統自行設定的製程壓力允許範圍或是監控者自行設定之壓差範圍。且該製程容許範圍的下限值約為該預設氣壓值與該製程容許值的差值。

該壓力調整量測步驟62是於該流體供應裝置200作動的過程中，利用該檢測單元4實時地測量該壓力調節槽23內的氣壓(相當於對外導出至該供應管路31之氣體流的氣壓值)，而得到一依時的實際壓力值，並將量測結果回傳至該控制單元5。當該氣體流的實際氣壓值鄰近該製程容許範圍的下限值，該控制單元5會產生一氣體補充訊號，並傳送至該氣體供應閥21，令該氣體供應閥21據以補充氣體至該壓力調節槽23內，以將該氣體流的氣壓值恢復至該預設氣壓值。

要說明的是，由於該氣體流的實際氣壓值在該流體供應裝置200作動的過程中隨著該流體的噴出會有持續性地變動起伏，因此該控制單元5可透過該檢測單元4依時量測得到的該氣體流的實際氣壓值與該製程容許範圍的下限值進行比對，並依據比對結果決定是否產生氣體補充訊號以補充氣體至該壓力調節槽23，使該實際氣壓值能保持在該製程容許範圍內。

該監控步驟63即是利用該控制單元5所測得的氣體補充訊號的依時量測結果計算取得當次氣體補充訊號與前次氣體補充訊號兩者的時間差，而取得氣體補充訊號與氣體補充之時間間隔相關的監控曲線(見圖3)，利用所取得之該等氣體補充訊號的時間間隔，即可據以判斷該出口噴嘴32是否堵塞。

詳細的說，該流體供應裝置200在正常運作的情況下(即該出口噴嘴32未阻塞時)，自該出口噴嘴32噴出的流體流量維持一定，因此，該流體供應裝置200補充氣體以維持該預設氣壓值的時間間隔也會維持在一預定的時間間隔範圍，即單位時間內氣體補充的頻率會大約相同。當該出口噴嘴32阻塞時，單位時間內可送出的流體量會減少，導致該氣體供應閥21補充氣體的間隔時間拉長。因此，本發明透過量測補充氣體的時間間隔做為判斷該出口噴嘴32是否堵塞的依據，可避免如習知的流體供應裝置因流體壓力值變化過小而不易判斷的問題，本案的監控方法更有利於監控者進行判斷。

於一些實施例中，當該氣體供應間隔值大於該預設時間間隔值，則可以此判定該流體供應裝置200的出口噴嘴32發生阻塞。

於另一些實施例中，是利用所取得之該等氣體補充訊號的時間間隔，與該預設時間間隔值進行比對，以判斷該出口噴嘴32是否堵塞。

參閱圖3，圖3用以表示該流體供應裝置200運作的過程中，該供應管路31中的流體壓力變化，以及每一次氣體補充訊號產生的時間間隔。其中，圖3位於上方的曲線，是以一壓力測量器所測得之該供應管路31中的流體壓力與製程時間的關係圖，圖3下方的曲線則是利用本案之監控方法量測得到的氣體補充訊號與時間間隔的關係圖。由圖3可以得知，以習知的量測方式透過該壓力測量器量測該供應管路31中的流體壓力變化，如圖3上方的壓力曲線，曲線左邊是該出口噴嘴32正常未堵塞的壓力值，曲線的右半邊是該出口噴嘴32堵塞的壓力值，所得到之壓力值變化幅度極小(約為1500psi)，因此，不易準確判斷曲線變動的起因為該出口噴嘴32堵塞或是僅由流體在流通時所造成的壓力變化。而以本案監控方法所量測之該等氣體補充訊號的時間間隔(如圖3下方的時間間隔曲線)，圖3中，右側之坐標軸所標示的「1」表示該氣體供應閥21因接收到氣體補充訊號而啟動，「0」則表示該氣體供應閥21為未啟動的狀態。因此，藉由觀察圖3下方曲線之間的疏密差異(即氣體補充的時間間隔差異)，可明確地看出該出口噴嘴32未堵塞及堵塞時，補充氣體的時間間隔會有明顯差異，而可藉由取得每一次氣體補充的時間間隔而有助於監控者判斷該出口噴嘴32是否阻塞。

綜上所述，相較於習知是利用一壓力測量器測量供應管路31中之流體的壓力值變化以監控出口噴嘴32是否堵塞，因此容易有測量敏銳性不足的問題，本案透過偵測該氣體供應閥21補充氣體的時間間隔，以此判斷該流量供應裝置200的出口噴嘴32是否阻塞，而可提高監控的準確度，故確實能達成本發明的目的。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

200:流體供應裝置

20:儲存槽

2:流體供應單元

21:氣體供應閥

22:液體供應閥

23:壓力調節槽

3:管路單元

31:供應管路

32:出口噴嘴

4:檢測單元

5:控制單元

61:預設步驟

62:壓力調整量測步驟

63:監控步驟

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一流程圖，說明本發明出口噴嘴阻塞的監控方法的一實施例；圖2是一示意圖，說明適用於該實施例的一流體供應裝置；及圖3是一曲線圖，用以說明於該流體供應裝置作動期間，一供液管路中的流體壓力變化，以及產生一氣體補充訊號與時間的關係。

61:預設步驟

62:壓力調整量測步驟

63:監控步驟

Claims

一種出口噴嘴阻塞的監控方法，適用於監控一流體供應裝置，該流體供應裝置可將一具有預設氣壓值的氣體流及一液體流混合成一流體，並藉由一出口噴嘴對外導出，該監控方法包含：一預設步驟，設定該預設氣壓值，及一製程容許值，並依據該預設氣壓值與該製程容許值計算得出一製程容許範圍，且該製程容許範圍的下限值為該預設氣壓值與該製程容許值的差值；一壓力調整量測步驟，當該氣體流的實際氣壓值低於該預設氣壓值的該製程容許範圍，會產生一氣體補充訊號，以恢復該氣體流的氣壓至該預設氣壓值；及一監控步驟，依時量測該氣體補充訊號，利用該氣體補充訊號的時間間隔判斷該出口噴嘴是否阻塞。
如請求項1所述的監控方法，其中，該預設步驟設定一與製程時間相關的預設時間間隔值，於該監控步驟中，計算取得當次氣體補充訊號與前次氣體補充訊號兩者的時間差，並據以與該預設時間間隔值比對，以此判斷該出口噴嘴是否阻塞。