[发明专利]立式扩散炉电器控制系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体生产技术领域，特别涉及一种立式扩散炉电器控制系统及控制方法。

背景技术

由于集成电路行业的飞速发展，12寸硅片的集成电路生产线成为市场发展的主流，因此带动国内集成电路设备行业的发展，8寸硅片的及以下的设备无法满足生产线的需求，研制12寸硅片的半导体设备势在必行。目前，立式扩散炉的电气控制系统存在很多的系统框架，比如：工控机与现场总线组成的控制系统，工控机与各种单元控制器组成的控制系统等，自动化程度低，实时性差，系统控制集中于上位机完成，可靠性低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何提高设备自动化程度，同时提高设备运行的可靠性。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种立式扩散炉电器控制系统，所述系统包括：中心控制模块、传输模块和工艺模块，

所述中心控制模块，用于根据所述传输模块和工艺模块发送来的状态信息，对所述传输模块和工艺模块进行控制；

所述传输模块，用于控制硅片的传输，记录硅片的状态信息，并将所述硅片的状态信息发送至所述中心控制模块；

所述工艺模块，用于根据工艺需求，控制硅片在工艺过程中所需要的温度、气体和压力，并将工艺过程中的当前温度、气体和压力作为工艺过程的状态信息发送至所述中心控制模块。

优选地，所述工艺模块包括：硅片承载运动控制子模块、温度控制子模块、气路控制子模块和微环境控制子模块，

所述硅片承载运动控制子模块，用于将硅片运送至工艺腔室中；

所述温度控制子模块，用于控制所述工艺腔室内的温度；

所述气路控制子模块，用于控制所述工艺腔室内所需工艺气体的传输和控制；

所述微环境控制子模块，用于控制硅片承载运动控制子模块的微环境，所述微环境包括氧气含量和气压。

优选地，所述工艺模块还包括：报警信息采集及处理子模块，用于负责监控所述工艺模块中其它子模块的运行情况，若发现运行异常的情况，则进行报警提示。

优选地，所述传输模块包括：装载盒传输子模块和硅片传输子模块，

所述装载盒传输子模块，用于对硅片进行批量的储存和传输，记录装载盒的编号及装载盒内硅片的状态信息、并发送至所述中心控制模块，所述状态信息包括：装载盒内装载的硅片类型、硅片所经过的工艺处理，以及装载盒内装载的硅片数量；

所述硅片传输子模块，用于将硅片从装载盒传输至所述硅片承载运动控制子模块。

优选地，所述装载盒传输子模块包括：第一控制单元、串口通讯单元、设备网单元、直线电机和传输装载盒机械手，所述第一控制单元通过所述串行通讯单元和/设备网单元控制直线电机和传输装载盒机械手。

优选地，所述硅片传输子模块包括：传片机械手和传片机械手控制器，所述传片机械手控制器根据所述中心控制模块的控制信号驱动所述传片机械手，将硅片传送至所述硅片承载运动控制子模块上。

优选地，所述硅片承载运动控制子模块包括：伺服电机、伺服电机驱动器、步进电机、步进电机驱动器、以及传送带，所述伺服电机驱动器驱动所述伺服电机，所述步进电机驱动器驱动所述步进电机，所述伺服电机和所述步进电机分别带动传送带进行硅片的运送。

优选地，所述温度控制子模块包括：温度采集单元、炉体加热单元、可控硅调压器件和第二控制单元，所述第二控制单元通过所述温度采集单元采集温度数据，并进行运算，将运算结果输出给所述可控硅调压器件，通过所述可控硅调压器件控制所述炉体加热单元，以实现控制所述工艺腔室内的温度。

优选地，所述气路控制子模块包括：工艺过程中各种所需气体的质量流量计、气体压力控制器和电磁阀。

本发明还公开了一种基于所述的立式扩散炉电器控制系统的控制方法，包括以下步骤：

S1：根据装载盒传输子模块记录装载盒的编号及装载盒内硅片的状态信息，并发送至中心控制模块；

S2：所述装载盒传输子模块根据所述中心控制模块发来的控制信号，将装载盒放置于硅片传输子模块的入口处；

S3：所述硅片传输子模块将装载盒内的硅片传送至硅片承载运动控制子模块；

S4：所述硅片承载运动控制子模块将硅片传输至工艺腔室；

S5：根据不同的工艺需求，温度控制子模块和气路控制子模块对所述工艺腔室内的温度和气体进行控制；

S6：硅片在所述工艺腔室内经过预设的工艺时间；