一种真空自动调压装置及其控制方法与流程

本发明涉及半导体，尤其涉及一种真空自动调压装置及其控制方法。

背景技术：

1、晶圆倒片机是半导体集成电路(ic)制造中的重要设备，倒片是半导体制程工艺中的必要工序。目前，倒片的方式主要有晶圆摩擦、晶圆夹持和晶圆真空吸附三种方式，真空吸附常用的是负压吸附方式。

2、晶圆倒片机的机械手主要是单臂和双臂结构，真空类型的单臂是单气路系统，真空类型的双臂是双气路分支系统。

3、在半导体制造中，产品类型众多，工艺制程复杂，不同厂家晶圆的厚度和规格存在一定的差异，再加上工艺的影响，相同的负压在晶圆上产生的吸附力就会不同。真空系统的负压小，吸盘处吸附力不够，在传输过程中，晶圆可能会偏移，甚至出现晶圆掉落，造成晶圆报废；真空系统的负压大，吸盘处吸附力过大，可能使晶圆变形、内部损伤甚至损坏。在实际生产中必须保证负压值合理，实现晶圆无损、可靠的传输。

技术实现思路

1、本发明提供了一种真空自动调压装置及其控制方法，解决了实际生产中负压过大或过小导致晶圆损坏的问题。

2、一种真空自动调压装置，包括：

3、真空减压阀、气路、二位三通电磁阀、吸盘、高速电子针阀和闭环反馈模块；

4、所述真空减压阀与所述气路连接，所述气路与所述吸盘相连；

5、所述二位三通电磁阀和所述高速电子针阀位于所述气路上；

6、通过闭环反馈模块监控所述气路的压力值以及根据所述压力值控制所述高速电子针阀的开度，以保持气路压力恒定。

7、在本发明的一种实施例中，所述闭环反馈模块具体包括：高精度数据采集器、真空数字压力开关、高精度控制器和可编程逻辑控制器(programmable logic controller，plc)系统；所述真空数字压力开关设置于所述气路上，用于检测气路压力；所述高精度数据采集器与所述真空数字压力开关和所述高速电子针阀连接，用于采集所述真空数字压力开关和所述高速电子针阀的开度数据；所述高精度控制器连接所述高精度数据采集器和所述高速电子针阀和所述plc系统，用于将所述高精度数据采集器采集到的数据进行比例积分微分(proportion integral differential，pid)算法处理，根据处理结果驱动所述高速电子针阀的动作，保证气路压力恒定。

8、在本发明的一种实施例中，所述气路为两条分支气路，以控制吸附不同晶圆。

9、在本发明的一种实施例中，所述高速电子针阀从全开到全关的响应时间为0.8秒。

10、在本发明的一种实施例中，在本发明的一种实施例中，所述两条分支气路相互独立，各自具备闭环反馈功能，能够同时对不同规格和工艺的晶圆进行吸附力的调整和控制。

11、在本发明的一种实施例中，所述真空自动调压装置还包括真空过滤器；所述真空过滤器与二位三通电磁阀连接，用于过滤二位三通电磁阀关闭时洁净室内空气通入气路的气体。

12、在本发明的一种实施例中，所述高精度控制器具备建立工艺库的功能，通过测试不同规格和工艺的晶圆的吸附力，建立工艺数据库，以供生产中直接调用。

13、一种真空自动调压装置的控制方法，包括：

14、通过工厂真空系统在负压输入端为气路提供负压，通过真空减压阀调整气路的总压；

15、通过二位三通电磁阀和高速电子针阀调整气路的压力值，压力传送到吸盘后吸附晶圆；

16、通过闭环反馈模块中真空数字压力开关的实时检测气路压力值，将所述压力值与预设阈值比较，根据比较结果控制机械手做相应动作；

17、通过闭环反馈模块获取所述真空数字压力开关检测到的压力值，根据所述压力值实时调整所述高速电子针阀以控制气路负压。

18、在本发明的一种实施例中，所述通过闭环反馈模块获取所述真空数字压力开关检测到的压力值，根据所述压力值实时调整所述高速电子针阀以控制气路负压，具体包括：所述闭环反馈模块包括高精度数据采集器、真空数字压力开关、高精度控制器和plc系统；通过高精度数据采集器获取高速电子针阀开度和所述真空数字压力开关检测到的气路压力数据，将所述高速电子针阀开度和所述气路压力数据传送至所述高精度控制器进行pid算法处理；所述高精度控制器根据pid算法处理结果，驱动高速电子针阀控制开度，调整气路压力，以保持吸盘恒定的负压吸附力；所述plc系统用于将控制指令随时载入内存进行储存与执行。

19、一种非易失性存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令由处理器执行，以实现下述步骤：

20、通过工厂真空系统在负压输入端为气路提供负压，通过真空减压阀调整气路的总压；

21、通过二位三通电磁阀和高速电子针阀调整气路的压力值，压力传送到吸盘后吸附晶圆；

22、通过闭环反馈模块中真空数字压力开关的实时检测气路压力值，将所述压力值与预设阈值比较，根据比较结果控制机械手做相应动作；

23、通过闭环反馈模块获取所述真空数字压力开关检测到的压力值，根据所述压力值实时调整所述高速电子针阀以控制气路负压。

24、本发明提供了一种真空自动调压装置及其控制方法，至少包括以下有益效果：有效的解决了终端吸盘的负压值只能通过真空减压阀手动调整的问题，并且避免了由于气路结构的差异，两条分支气路在同时吸附动作时，气路的压力也不相同，手动调整也会影响终端吸盘压力。通过在气路中设置高速电动针阀，满足了快速压力调节的需求。通过利用真空数字压力开关和高精度控制器的方法，提供闭环反馈系统。通过设置高精度数据采集系统，实现了实时根据数据进行调节的效果。通过在高精度控制器内置pid算法，其具有使用方便；适应性强；鲁棒性强，其控制品质对被控对象的变化不太敏感，适用于半导体晶圆厂生产现场的优点。通过将高精度控制器与计算机plc相连，保证实时数据通讯，实现数据的记录以及实现高精度控制。通过设置闭环反馈模块，解决了因气路开环无法进行精确控制的问题。

技术特征：

1.一种真空自动调压装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述闭环反馈模块具体包括：

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气路为两条分支气路，以控制吸附不同晶圆。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述高速电子针阀从全开到全关的响应时间为0.8秒。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述两条分支气路相互独立，各自具备闭环反馈功能，同时对不同规格和工艺的晶圆进行吸附力的调整和控制。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述真空自动调压装置还包括真空过滤器；

7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述高精度控制器具备建立工艺库的功能，通过测试不同规格和工艺的晶圆的吸附力，建立工艺数据库，以供生产中直接调用。

8.一种基于权利要求1所述的真空自动调压装置的控制方法，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述通过闭环反馈模块获取所述真空数字压力开关检测到的压力值，根据所述压力值实时调整所述高速电子针阀以控制气路负压，具体包括：

10.一种非易失性存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述计算机可执行指令由处理器执行，以实现下述步骤：

技术总结
本发明公开了一种真空自动调压装置及其控制方法，该装置包括：真空减压阀、气路、二位三通电磁阀、吸盘、高速电子针阀和闭环反馈模块；所述真空减压阀与所述气路连接，所述气路与所述吸盘相连；所述二位三通电磁阀和所述高速电子针阀位于所述气路上；通过闭环反馈模块监控所述气路的压力值以及根据所述压力值保持气路压力恒定。本发明解决了实际生产中负压过大或过小导致晶圆损坏的问题。

技术研发人员：韩九阳
受保护的技术使用者：北京京仪自动化装备技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14