专利名称：一种工艺腔室排风系统及排风方法
技术领域：
本发明涉及集成电路制造设备内部微环境排风领域，尤其涉及一种工艺腔室排风系统及排风方法。
背景技术：
随着集成电路制造技术的高速发展，当前主流工艺已从90nm过渡到65nm、45nm甚至以下的超精细集成电路生产制造。这意味着集成电路芯片的特征尺寸已进入到深亚微米阶段，而造成芯片上超微细电路失效或损坏的关键颗粒的特征尺寸也随之大为减小，因而对集成电路制造设备内部，特别是工艺腔室内部微环境中的气流场提出了更为严格的要求，以避免工艺过程中的液滴及产生的颗粒等对处理晶片造成二次污染。
通常在工艺腔室顶部安装风机过滤单元FFU (Fan Filter Unit)以形成自上而下经高效过滤的垂直层流风，同时在工艺腔室的底部设置排风装置，并与厂务的主排风管道相连，从而建立工艺腔室内部的气流场。但现有的集成电路制造设备对工艺腔室底部的排风装置均采用手动调节，排风装置中阀的开度固定，因此不能根据不同的工艺步骤对排风量进行自动调节，不能灵活地改变工艺腔室内部的气流场。发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的在于提供一种能根据不同的工艺步骤对排风量进行自动调节，进而灵活地改变工艺腔室内部气流场的工艺腔室排风系统及排风方法。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种工艺腔室排风系统，该排风系统包括至少一套排风单元、主排风管道和控制器；所述排风单元包括工艺腔室、排风支管、调节阀、电机和差压计；所述调节阀安装在排风支管内；所述控制器与差压计、电机相连接，电机与调节阀相连接；排风支管的入口与工艺腔室相连，排风支管的出口与主排风管道相连。
其中，所述电机为步进电机、伺服电机和舵机中的一种。
其中，所述调节阀为蝶阀。
其中，所述控制器为嵌入式控制器。
其中，所述嵌入式控制器包括驱动模块，所述驱动模块与电机之间采用电气连接。
其中，所述嵌入式控制器包括模拟量输入模块，所述模拟量输入模块与差压计之间采用电气连接。
其中，所述排风单元为8套。
其中，所述差压计的一端通入排风支管内部，另一端通向外部环境。
本发明还提供一种工艺腔室排风方法，该方法包括以下步骤
SI :将主排风管道的压力值设为恒定；
S2:控制器根据不同工艺步骤对工艺腔室内部气流场的要求设定排风支管内部与外部环境的差压值，把这个差压值作为目标值；
S3 :控制器采集每个排风单元的差压计的读数，把这个读数作为反馈值；
S4:计算目标值与反馈值的差值，采用带死区的PID压力控制算法，计算出调节阀的开度，从而计算出电机需转动的角度；
S5 :通过电机驱动调节阀工作，进而控制调节阀的开度大小。
(三)有益效果
本发明提供的工艺腔室排风系统及排风方法，根据不同的工艺步骤，通过电机驱动排风支管内的调节阀，控制调节阀的开度大小，实现对排风量的自动调节，从而调节工艺腔室内部的气流场。本发明提供的工艺腔室排风系统能够灵活地改变工艺腔室内部的气流场，减少工艺过程中的液滴及产生的颗粒等对处理晶片造成二次污染，使得晶片的工艺处理效果得到显著提高。
图I为本发明工艺腔室排风系统的结构示意图中，I :工艺腔室；2 :主排风管道；3 :排风支管；4 :蝶阀；5 :差压计；6 :步进电机；7 :嵌入式控制器；8 :卡盘结构。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、 “后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”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发明和简化描述，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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
如图I所示，一种工艺腔室排风系统，该工艺腔室排风系统包括至少一套排风单元、主排风管道2和控制器；所述排风单元包括工艺腔室I、排风支管3、调节阀、电机和差压计5 ;所述工艺腔室I内设置卡盘结构8 ;所述控制器与差压计5、电机相连接，电机与调节阀相连接；
所述调节阀为蝶阀4 ;所述电机为步进电机6、伺服电机和舵机中的一种；所述控制器为嵌入式控制器7 ;所述工艺腔室的卡盘结构8用于夹持晶片，实现旋转和上升下降运动。
本发明提供的工艺腔室排风系统，在每个排风单元的排风支管3内均装有蝶阀4 ； 所述差压计5的一端通入排风支管3内部，另一端通向外部环境；排风支管3的入口与工艺 腔室1相连，排风支管3的出口与主排风管道2相连。所述嵌入式控制器7包括驱动模块、模拟量输入模块，其中驱动模块与电机之间 采用电气连接，模拟量输入模块与差压计5之间也采用电气连接。本发明提供的一种工艺 腔室排风系统至少有一套排风单元。本实施例采用具有八套排风单元的排风系统。具体排风方法如下将主排风管道压力值设为恒定，采用一台嵌入式控制器7分别采集八套排风单元 中差压计5的读数作为反馈值，并根据不同工艺腔室所处的工艺步骤设定排风支管3与外 部环境的差压值，把这个差压值作为目标值，通过计算目标值与反馈值的差值，采用带死区 的PID压力控制算法，计算出调节阀的开度，从而计算出电机需要转动的角度，通过电机的 转动驱动调节阀，进而控制调节阀的开度大小。上述带死区的PID压力控制算法具体如下所述定义Pd为当前工艺步骤排风支管3与外部环境差压值的目标值，Pdi = 1-n)为 第i个工艺腔室中排风单元通过差压计5采集的实际差压值，定义当前腔室当前工艺步骤 的差压误差值为eP = Pd-Pi (1-1)定义偏差值
权利要求
1.一种工艺腔室排风系统，该排风系统包括，至少一套排风单元、主排风管道(2)，其特征在于，该排风系统还包括控制器；所述排风单元包括工艺腔室(I)、排风支管(3)、调节阀、电机和差压计(5);所述调节阀安装在排风支管(3)内；所述控制器与差压计(5)、电机相连接，电机与调节阀相连接；排风支管(3)的入口与工艺腔室相连，排风支管(3)的出口与主排风管道(2)相连。
2.根据权利要求I所述的工艺腔室排风系统，其特征在于，所述电机为步进电机(6)、伺服电机和舵机中的一种。
3 根据权利要求I所述的工艺腔室排风系统，其特征在于，所述调节阀为蝶阀(4)。
4.根据权利要求I所述的工艺腔室排风系统，其特征在于，所述控制器为嵌入式控制器(7)。
5.根据权利要求4所述的工艺腔室排风系统，其特征在于，所述嵌入式控制器(7)包括驱动模块，所述驱动模块与电机之间采用电气连接。
6.根据权利要求4所述的工艺腔室排风系统，其特征在于，所述嵌入式控制器(7)包括模拟量输入模块，所述模拟量输入模块与差压计(5)之间采用电气连接。
7.根据权利要求I所述的工艺腔室排风系统，其特征在于，所述排风单元为8套。
8.根据权利要求I一 7任一项所述的工艺腔室排风系统，其特征在于，所述差压计(5)的一端通入排风支管(3)内部,另一端通向外部环境。
9.一种工艺腔室排风方法，其特征在于，包括以下步骤 ·51:将主排风管道(2)的压力值设为恒定； ·52:控制器根据不同工艺步骤对工艺腔室(I)内部气流场的要求设定排风支管(3)内部与外部环境的差压值，把这个差压值作为目标值；· · 53:控制器采集每个排风单元的差压计(5)的读数，把这个读数作为反馈值； ·54:计算目标值与反馈值的差值，采用带死区的PID压力控制算法，计算出调节阀的开度，从而计算出电机需转动的角度； ·55:通过电机驱动调节阀工作，进而控制调节阀的开度大小。
全文摘要
本发明提供一种工艺腔室排风系统及排风方法,该排风系统包括，至少一套排风单元、主排风管道和控制器；所述排风单元包括工艺腔室、排风支管、调节阀、电机和差压计；所述调节阀安装在排风支管内；所述控制器与差压计、电机相连接，电机与调节阀相连接；排风支管的入口与工艺腔室相连，排风支管的出口与主排风管道相连。采用上述排风系统进行排风时，通过电机驱动排风支管内的调节阀，控制调节阀的开度大小，实现对排风量的自动调节，从而调节工艺腔室内部的气流场。本发明提供的工艺腔室排风系统能够灵活地改变工艺腔室内部的气流场，减少工艺过程中的液滴及产生的颗粒等对处理晶片造成二次污染，使得晶片的工艺处理效果得到显著提高。
文档编号B08B17/00GK102974588SQ201210365869
公开日2013年3月20日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日
发明者马嘉, 吴仪, 王超, 李文杰 申请人:北京七星华创电子股份有限公司