一种用于半导体热处理设备温度的监控方法及系统的利记博彩app
【专利摘要】一种用于半导体热处理设备温度的监控方法，该方法包括：设置并获取配置文件；在工艺过程中，发送温度控制的指令和开启异步监控线程；获取所述热电偶监测温度的实际值，并根据产生警告范围值和产生终止范围值，判断超出所述产生警告范围值或产生终止范围值的时长是否达到所述异常稳定时间的规定值；如果是，判断所述超出次数是否大于所述异常稳定时间的次数，如果是，故障报警并执行相应的故障处理；如果不是，继续执行正常的工艺步骤。因此，本发明考虑了控制响应时间的滞后性问题，也根据控温的要求来定义异常情况的尺度，并排除了因温度的正常波动或信号干扰带来的错误处理的符合温度变化特性。
【专利说明】 一种用于半导体热处理设备温度的监控方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及集成电路制造【技术领域】，更具体地说，涉及一种用于半导体热处理设备温度的监控方法及系统。
【背景技术】
[0002]目前，半导体器件的设计向高密度、高集成度的方向迅速发展，对半导体设备热处理设备提出了越来越高的要求。半导体热处理设备由于结构复杂、系统庞大，且其产品(晶圆)价值高。因此，在半导体制造工艺中，用户希望热处理设备能够长时间连续运行多组工艺而不出现故障，这对设备的稳定性提出了很高的要求。
[0003]半导体加工设备对温度条件要求十分苛刻，且这些条件发生异常时也会对设备、产品和工作人员产生危害，这就需要对温度状态控制的情况进行有效的监控，即精确控制娃片表面温度。
[0004]为满足工艺过程中对半导体加工设备的安全性和稳定性的高要求，这就要求操作人员能够及时且准确地掌握设备的当前状态，以便随时处理出现的异常。热电偶作为温度控制系统的测量工具，具有测量精度高，测量范围大，体积小，热响应快，寿命长等特点，现已广泛应用于半导体热处理设备中。
[0005]然而，本领域技术人员清楚，以立式炉体温度的监控方法为例，采用热电偶的在线监控温度线程在工艺过程中，能影响及时且准确地掌握设备当前状态的情况包括:
[0006]①、由于热电偶所处实际环境的差异，以及检测数据传输的时间，所带来的控制响应时间的滞后性问题；
[0007]②、如何能根据控温的要求来定义异常情况的尺度；
[0008]③、如何排除因温度的正常波动或信号干扰带来的错误处理的符合温度变化特性。
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于提供一种对用于半导体热处理设备温度的监控方法即系统，其提供了能够考虑控制响应时间的滞后性问题，也可根据控温的要求来定义异常情况的尺度，并排除因温度的正常波动或信号干扰带来的错误处理的符合温度变化特性的监控方法。
[0010]为实现上述目的，本发明的技术方案如下:
[0011]一种用于半导体热处理设备温度的监控方法，所述半导体热处理设备中包括至少一个控温区，所述控温区包括热电偶和加热单元，其特征在于，所述方法具体包括:
[0012]步骤S1:设置并获取配置文件，其中，所述配置文件的配置项包括监测延时时间、产生警告范围值、产生终止范围值、异常稳定时间和/或异常稳定时间次数；
[0013]步骤S2:在工艺过程中，发送温度控制的指令和开启异步监控线程；
[0014]步骤S3:获取所述热电偶监测温度的实际值，并根据产生警告范围值和产生终止范围值，判断超出所述产生警告范围值或产生终止范围值的时长是否达到所述异常稳定时间的规定值；
[0015]步骤S4:如果是，判断所述超出次数是否大于所述异常稳定时间的次数，如果是，故障报警并执行相应的故障处理；如果不是，继续执行步骤S3。
[0016]优选地，所述步骤S2中，发送温度控制的指令和开启异步监控线程后，还包括先根据所述监测延时时间进行延时等待指令响应的步骤。
[0017]优选地，所述步骤S3中判断超出所述产生警告范围值或产生终止范围值的时长是否达到所述异常稳定时间的规定值具体包括如下步骤:
[0018]步骤S31:当监测温度实际值大于产生终止范围值时，判断是否有实例化的定时器对象，如果没有，实例化一个定时器对象并开始计时；如果有；执行步骤S32 ；
[0019]步骤S32:判断已经存在的定时器对象是否是做警告处理的定时器对象，如果是，释放已经存在定时器对象，并开始计时；
[0020]步骤S33:判断如果定时器对象中的时间是否大于所述异常稳定时间的规定值。
[0021]优选地，所述的步骤S3中判断超出所述产生警告范围值或产生终止范围值的时长是否达到所述异常稳定时间的规定值具体包括如下步骤:
[0022]步骤S31':当监测温度实际值小于产生终止范围值而但大于产生警告范围值时，判断是否有实例化的定时器对象，如果没有，实例化一个定时器对象并开始计时；如果有；执行步骤S32'；
[0023]步骤S32':判断已经存在的定时器对象是否是做终止处理的定时器对象，如果是，释放已经存在定时器对象，并开始计时；
[0024]步骤S33':判断如果定时器对象中的时间是否大于所述异常稳定时间的规定值。
[0025]优选地，所述的步骤3中判断超出所述产生警告范围值或产生终止范围值的时长是否达到所述异常稳定时间的规定值具体包括如下步骤:
[0026]步骤S31":当监测温度实际值小于产生警告范围值时，判断是否存在做终止处理的定时器对象或做警告处理的定时器对象；
[0027]步骤S32":如果有，释放已经存在做终止处理的定时器对象或做警告处理的定时器对象；
[0028]步骤S33 ":执行步骤3，继续进行工艺过程。
[0029]优选地，所述延时等待指令响应时间值为几秒钟。
[0030]优选地,所述的步骤S4具体包括如下步骤:
[0031]步骤S41:当定时器对象在满足所述异常稳定时间后仍然没有被释放，则发送异
常信号;
[0032]步骤S42:当异常信号连续所述异常稳定的时间次数产生后则进行相应的异常处理。
[0033]为实现上述目的，本发明还具有采用上述技术方案的系统如下:
[0034]优选地，所述半导体热处理设备中包括至少一个控温区，所述控温区包括热电偶和加热单元，所述系统还包括配置单元、控制单元、处理单元和执行单元；所述控制单元给所述热电偶发送温度控制的指令和启闭异步监控线程；所述配置单元设置配置文件，所述处理单元获取所述热电偶监测温度的实际值，并根据产生警告范围值和产生终止范围值，判断超出所述产生警告范围值或产生终止范围值的时长是否达到所述异常稳定时间的规定值，以及判断所述超出次数是否大于所述异常稳定的时间次数；所述执行单元进行故障报警并执行相应的故障处理；其中，所述配置文件的配置项包括监测延时时间、产生警告范围值、产生终止范围值、异常稳定时间和/或异常稳定时间次数进行设置。
[0035]优选地，所述热电偶接收温度控制的指令后，根据所述监测延时时间进行检测并反馈检测值。
[0036]优选地，所述控制单元和处理单元由上位机+下位机架构构成；其中，下位机为可编程控制器。
[0037]从上述技术方案可以看出，本发明一种半导体热处理设备的热电偶故障诊断与处理方法及系统，可以使监控的条件通过配置来实现，采用延时等待的方式使监控在合适的时间开始，监控程序采用异步线程的方式，并且，还通过判断异常稳定时间次数达到减少波动带来影响的效果。因此，本发明提供了一种能够考虑控制响应时间的滞后性问题，也可根据控温的要求来定义异常情况的尺度，并排除因温度的正常波动或信号干扰带来的错误处理的符合温度变化特性的监控方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]图1为本发明用于半导体热处理设备温度的监控系统一较佳实施例的结构示意图
[0039]图2为本发明用于半导体热处理设备温度的监控方法一较佳实施例的流程示意图
【具体实施方式】
[0040]下面结合附图1-2，对本发明的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0041]需要说明的是，本发明旨在使监控的条件通过配置来实现，采用延时等待的方式使监控在合适的时间开始，监控程序采用异步线程的方式，并且，还通过判断异常稳定时间次数达到减少波动带来影响的效果。
[0042]在下述实施例中，半导体热处理设备的温度控制可以根据需要划分成多个控温区，每个控温区可以分别包括多个热电偶和加热单元，每个控温区还可以分别包括多种热电偶和加热单元。
[0043]请参阅图1，图1为本发明用于半导体热处理设备温度的监控系统一较佳实施例的结构示意图。如图所示，该监控系统还包括配置单元、控制单元、处理单元和执行单元。控制单元给热电偶发送温度控制的指令和启闭异步监控线程；配置单元设置配置文件，处理单元获取所述热电偶监测温度的实际值，并根据产生警告范围值和产生终止范围值，判断超出产生警告范围值或产生终止范围值的时长是否达到异常稳定时间的规定值，以及判断超出次数是否大于异常稳定的时间次数；执行单元进行故障报警并执行相应的故障处理；其中，配置文件的配置项包括监测延时时间(MonitorDelayTime)、产生警告范围值(WarnRange)、产生终止范围值(AbortRange)、异常稳定时间(ExceptionStabilizationTime)和 / 或异常稳定时间次数(ExceptionCount)进行设置。
[0044]在本实施例中，考虑控制响应时间的滞后性问题，热电偶接收温度控制的指令后，还可以根据监测延时时间进行检测并反馈检测值。另外，控制单元和处理单元由上位机+下位机架构构成；其中，下位机为可编程控制器(Programmable Logic Device,简称PLD)。
[0045]为本发明用于半导体热处理设备温度的监控方法一较佳实施例的流程示意图。如图所示，该方法可以具体包括如下步骤:
[0046]步骤S1:设置并获取配置文件，其中，所述配置文件的配置项包括监测延时时间、产生警告范围值、产生终止范围值、异常稳定时间和/或异常稳定时间次数。在配置文件中可以对监测延时时间MonitorDelayTime、产生警告的范围值WarnRange、产生终止的范围值 AbortRange、异常稳定的时间 ExceptionStabilizationTime 和 ExceptionCount 进行设置。
[0047]配置完成后，就可以进行工艺过程，在开始发送温度控制的指令的同时就会开启异步监控线程，并根据情况适时的关闭监控线程。
[0048]步骤S2:在工艺过程中，发送温度控制的指令和开启异步监控线程。
[0049]由于在温度控制指令发送下去的同时，根据控温的要求，需要通过获取配置文件进行警告处理的条件和进行终止处理的条件，来定义不符合要求的异常情况的尺度，以及通过配置异常稳定的时间开启了监控线程，然而，控制指令的下达需要一定的响应时间，所以，在本实施例中，该方法可以通过配置延迟监测的时间(MonitorDelayTime)来延迟监测循环的开始。
[0050]步骤S3:获取热电偶监测温度的实际值，并根据产生警告范围值和产生终止范围值，判断超出所述产生警告范围值或产生终止范围值的时长是否达到所述异常稳定时间的规定值。
[0051]也就是说，异步监测线程的处理开启后，检测开始进入循环状态。热电偶周期地采样监测温度的实际值与目标值，并根据实际值与目标值之差的绝对值进行处理。其中，目标值来自产生警告范围值和产生终止范围值中，通常情况下，超出警告范围值表示设备有一点故障，需要调整；而超出终止范围值表示设备有故障较大，以影响产品的性能，需立即终止的情况。
[0052]在本实施例中，只有当异常情况(警告或终止)在一定时间内都存在，再发出异常信号；并且可以通过对允许异常次数的配置，允许产生一定次数的异常后再进行异常处理，从而避免了因温度正常波动或信号干扰时带来的异常影响。
[0053]具体地，热电偶所测的实际值与目标值之差的绝对值，可以分以下三种情况，SP当绝对值大于配置项AbortRange时，当绝对值小于配置项AbortRange但大于配置项WarnRange时和当绝对值小于配置项WarnRange时,分别进行处理:
[0054]①、步骤S3中当绝对值大于配置项AbortRange时具体执行如下步骤:
[0055]步骤S31:当监测温度实际值大于产生终止范围值时，判断是否有实例化的定时器对象，如果没有，实例化一个定时器对象并开始计时；如果有；执行步骤S32 ；
[0056]步骤S32:判断已经存在的定时器对象是否是做警告处理的定时器对象，如果是，释放已经存在定时器对象，并开始计时；
[0057]步骤S33:判断如果定时器对象中的时间是否大于所述异常稳定时间的规定值。
[0058]具体地，当绝对值大于配置项AbortRange时，实例化一个定时器(Timer)对象，实现指定的时间间隔执行方法的机制，在本实施例中，时间间隔为配置项ExceptionStabilizationTime,执行方法为满足终止(Abort)条件后的处理程序。
[0059]需要说明的是，实例化之前，需判断此Timer对象是否为空(Null )，如果为空，则进行实例化；如果有Timer对象存在，则不需要再次实例化了，并且，释放已经存在的做Warn处理的Timer对象。
[0060]②、当绝对值小于配置项AbortRange但大于配置项WarnRange时，具体执行如下步骤:
[0061]步骤S31':当监测温度实际值小于产生终止范围值而但大于产生警告范围值时，判断是否有实例化的定时器对象，如果没有，实例化一个定时器对象并开始计时；如果有；执行步骤S32'；
[0062]步骤S32':判断已经存在的定时器对象是否是做终止处理的定时器对象，如果是，释放已经存在定时器对象，并开始计时；
[0063]步骤S33':判断如果定时器对象中的时间是否大于所述异常稳定时间的规定值。
[0064]需要说明的是，与前面系统，实例化一个Timer对象，以提供以指定的时间间隔执行方法的机制，时间间隔为配置项ExceptionStabilizationTime,执行方法为满足Warn条件后的处理程序。
[0065]实例化之前，同样判断此Timer对象是否为Null，如果为空，则进行实例化，如果Timer对象存在,则不需要再次实例化了，并且，释放已经存在的做Abort处理的Timer对象。
[0066]③、当绝对值小于配置项WarnRange时，则说明实际值与目标值属于合理范围，可以做适当的处理程序，具体步骤如下:
[0067]步骤S31":当监测温度实际值小于产生警告范围值时，判断是否存在做终止处理的定时器对象或做警告处理的定时器对象；
[0068]步骤S32":如果有，释放已经存在做终止处理的定时器对象或做警告处理的定时器对象；及释放已经存在的做Warn和Abort处理的Timer对象。
[0069]步骤S33 ":执行步骤3，继续进行工艺过程。
[0070]在本实施例中，步骤S4具体包括如下步骤:
[0071]步骤S41:当定时器对象在满足所述异常稳定时间后仍然没有被释放，则发送异
常信号;
[0072]步骤S42:当异常信号连续所述异常稳定的时间次数产生后则进行相应的异常处理。
[0073]也就是说，当Timer对象在满足ExceptionStabilizationTime后仍然没有被释放，则发送异常信号；当异常信号连续Exc印tionCount次产生后则进行相应的异常处理。
[0074]综上所述，本发明由于在温度控制指令发送下去的同时开启了监控线程，而指令需要一定的响应时间，所以该方法可以通过配置延迟监测的时间来延迟监测循环的开始；根据控温的要求，通过配置进行警告处理的条件和进行终止处理的条件，来定义不符合要求的异常情况的尺度；通过配置异常稳定的时间来实现当异常情况在一定时间内都存在，再发出异常信号；并且可以通过对允许异常次数的配置，允许产生一定次数的异常后再进行异常处理，从而避免了因温度正常波动或信号干扰时带来的异常影响。
[0075]以上所述的仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种用于半导体热处理设备温度的监控方法，所述半导体热处理设备中包括至少一个控温区，所述控温区包括热电偶和加热单元，其特征在于，所述方法具体包括: 步骤S1:设置并获取配置文件，其中，所述配置文件的配置项包括监测延时时间、产生警告范围值、产生终止范围值、异常稳定时间和/或异常稳定时间次数； 步骤S2:在工艺过程中，发送温度控制的指令和开启异步监控线程； 步骤S3:获取所述热电偶监测温度的实际值，并根据产生警告范围值和产生终止范围值，判断超出所述产生警告范围值或产生终止范围值的时长是否达到所述异常稳定时间的规定值； 步骤S4:如果是，判断所述超出次数是否大于所述异常稳定时间的次数，如果是，故障报警并执行相应的故障处理；如果不是，继续执行步骤S3。
2.如权利要求1所述的监控方法，其特征在于，所述步骤S2中，发送温度控制的指令和开启异步监控线程后，还包括先根据所述监测延时时间进行延时等待指令响应的步骤。
3.如权利要求1所述的监控方法，其特征在于，所述步骤S3中判断超出所述产生警告范围值或产生终止范围值的时长是否达到所述异常稳定时间的规定值具体包括如下步骤: 步骤S31:当监测温度实际值大于产生终止范围值时，判断是否有实例化的定时器对象，如果没有，实例化一个定时器对象并开始计时；如果有；执行步骤S32 ； 步骤S32:判断已经存在的定时器对象是否是做警告处理的定时器对象，如果是，释放已经存在定时器对象，并开始计时； 步骤S33:判断如果定时器对象中的时间是否大于所述异常稳定时间的规定值。
4.如权利要求1所述的监控方法，其特征在于，所述的步骤S3中判断超出所述产生警告范围值或产生终止范围值的时长是否达到所述异常稳定时间的规定值具体包括如下步骤: 步骤S31':当监测温度实际值小于产生终止范围值而但大于产生警告范围值时，判断是否有实例化的定时器对象，如果没有，实例化一个定时器对象并开始计时；如果有；执行步骤S32'； 步骤S32':判断已经存在的定时器对象是否是做终止处理的定时器对象，如果是，释放已经存在定时器对象，并开始计时； 步骤S33':判断如果定时器对象中的时间是否大于所述异常稳定时间的规定值。
5.如权利要求1所述的监控方法，其特征在于，所述的步骤3中判断超出所述产生警告范围值或产生终止范围值的时长是否达到所述异常稳定时间的规定值具体包括如下步骤: 步骤S31":当监测温度实际值小于产生警告范围值时，判断是否存在做终止处理的定时器对象或做警告处理的定时器对象； 步骤S32":如果有，释放已经存在做终止处理的定时器对象或做警告处理的定时器对象； 步骤S33":执行步骤3，继续进行工艺过程。
6.如权利要求1所述的线程监控方法，其特征在于，所述延时等待指令响应时间值为几秒钟。
7.如权利要求2、3或4所述的线程监控方法，其特征在于，所述的步骤S4具体包括如下步骤: 步骤S41:当定时器对象在满足所述异常稳定时间后仍然没有被释放，则发送异常信号; 步骤S42:当异常信号连续所述异常稳定的时间次数产生后则进行相应的异常处理。
8.一种采用权利要求1所述方法的监控系统，所述半导体热处理设备中包括至少一个控温区，所述控温区包括热电偶和加热单元，其特征在于: 所述系统还包括配置单元、控制单元、处理单元和执行单元；所述控制单元给所述热电偶发送温度控制的指令和启闭异步监控线程；所述配置单元设置配置文件，所述处理单元获取所述热电偶监测温度的实际值，并根据产生警告范围值和产生终止范围值，判断超出所述产生警告范围值或产生终止范围值的时长是否达到所述异常稳定时间的规定值，以及判断所述超出次数是否大于所述异常稳定的时间次数；所述执行单元进行故障报警并执行相应的故障处理；其中，所述配置文件的配置项包括监测延时时间、产生警告范围值、产生终止范围值、异常稳定时间和/或异常稳定时间次数进行设置。
9.如权利要求8所述的监控系统，其特征在于，所述热电偶接收温度控制的指令后，根据所述监测延时时间进行检测并反馈检测值。
10.如权利要求8所述的监控系统，其特征在于，所述控制单元和处理单元由上位机+下位机架构构成；其中， 下位机为可编程控制器。
【文档编号】G01K7/02GK103760934SQ201410058270
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年2月20日 优先权日:2014年2月20日
【发明者】张立超, 钟结实, 刘建涛, 黄扬君 申请人:北京七星华创电子股份有限公司