[发明专利]一种半导体设备超温与断偶报警的处理装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造技术领域，更具体地说，涉及一种半导体设备超温与断偶报警的处理装置及方法。

背景技术

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，对半导体集成电路新工艺、新技术、新设备提出了越来越高的要求。作为集成电路生产线前工序的工艺设备之一的半导体热处理设备，在扩散、退火、合金、氧化、薄膜生长等硅片生产制造工艺中扮演着重要的角色，其要求精确控制的温度为硅片表面温度。

通常，半导体热处理设备中包括炉体、工艺管和热电偶。其中，炉体内分5个恒温区，四组热电偶均包括5个分布在不同控温区的热电偶；上述四组热电偶均由自己的温度控制系统控制，执行不同的功效。

本领域技术人员清楚，硅片表面温度控制精度会直接影响到工艺条件的稳定性，最终会直接影响到硅片的质量。目前大部分国产半导体设备采用“上位机PC+下位机”的控制架构。下位机通常采用可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）实现。

在实际使用过程中，PLC通过热电偶检测模块对各温区的温度信号进行采集，并将采集到的模拟量信号转换成数字量存储在PLC的CPU寄存器中,最后通过PLC或者上位机程序对其进行判断，所得到的故障判断结果可以包括如下两种：

①、当采集到的温度大于设定值时PLC发出超温报警信号；

②、当采集到的温度大于热偶量程最大值时发出断偶报警。

对于超温报警则需要断掉加热，而对于断偶报警则只需要发出提示性报警。然而，在采用“上位机PC+下位机”的控制架构下，往往会出现在上位机软件当机或PLC程序更新的过程中，超温时无法及时断掉加热单元的加热，造成安全隐患，降低了设备的安全性和可靠性。

发明内容

本发明的主要目在于提供一种半导体设备超温与断偶报警的处理系统及方法，可以从硬件上实现超温时断掉加热，而不再依赖于PLC或上位机程序控制，提高设备的安全性和可靠性。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种半导体热处理设备超温与断偶报警的处理装置，所述半导体热处理设备中包括多个控温区，每个控温区分别包括热电偶、温度控制单元和加热单元，其包括温度监控表、超温报警延时继电器、断偶继电器、炉体加热继电器和PLC数字量输入模块；温度监控表包括第一辅助输出常开触点和第二辅助输出常开触点；其中，当有超温报警信号输出时，第一辅助输出常开触点闭合，当有断偶信号输出时，第二辅助输出常开触点闭合。

超温报警延时继电器为常闭继电器；其中，使用其常闭触点作为PLC报警信号输入，使用其常开触点作为加热继电器线圈控制开关。

断偶继电器为常开型继电器；其中，使用其常闭触点作为PLC报警信号输入，使用其常开触点作为加热继电器线圈控制开关。

炉体加热继电器为常闭继电器；PLC数字量输入模块，用作报警信号的处理；其中，所述第一辅助输出触点输出超温热偶的超温信号，且与所述超温报警延时继电器线圈相连，所述第二输出触点输出断偶信号，且与所述断偶继电器线圈相连；所述超温报警延时继电器的常闭触点和断偶继电器的常开触点分别接到PLC数字量输入模块；所述超温报警延时继电器的常开触点并联后接到炉体加热继电器线圈；所述炉体加热继电器的常闭触点串接到各温区加热使能的主干路上各使能继电器的触点上，以控制所述接触器加热的通断。

为实现上述目的，本发明还包括又一技术方案如下：

一种半导体热处理设备超温与断偶报警的处理方法，其特征在于，所述半导体热处理设备中包括多个控温区，每个控温区分别包括热电偶、温度控制单元和加热单元；所述方法具体包括如下步骤：

步骤S1：温度监控表根据采集每个温区热电偶采集的温度信息，产生超温热偶的温信号和/或断偶信号；其中，所述超温热偶的温度信号和断偶信号分别从所述温度监控表的两个不同输出端发出；

步骤S2：当温度监控表的一个输出端有某一段或多段温区的超温报警信号产生，所述温区对应的温控表超温报警延时继电器开始计时，同时，检测温度监控表的另一输出端在所述延时时间周期中是否有断偶信号输出；

步骤S3：若所述延时时间周期中没有断偶信号输出，则使炉体加热继电器得电其常闭触点断开，从而控制加热使能继电器失电，使其常开触点断开，导致对应温区的接触器失电而断掉加热，向PLC发出超温报警信号；

步骤S4：若所述延时时间周期中有断偶信号输出，则断偶报警继电器的常闭触点断开，所述温控表超温报警延时继电器计时复位，并向PLC发出断偶报警。