一种控制系统和控制方法
技术领域
本申请涉及一种控制系统和控制方法，属于工业设备技术领域。
背景技术
采用CENTURA5200的晶圆承载平台做PVD 的工艺时，需要在预抽真空室（LOADLOCK）保持高真空度，普通的方式是采用干泵，真空度可以达到10-3Torr;比如采用干泵+冷泵的方式，真空度可以达到10-6Torr，但是冷泵面临着震动较大，需要配备压缩机及定期维护的问题。
发明内容
本申请提供了一种控制系统和控制方法，可以解决现有方案中的问题。本申请提供如下技术方案：
第一方面，提供了一种控制系统，所述系统包括：
预抽真空室、隔离阀、高真空计、高精度真空计、分子泵、气动阀、粗抽阀、前级压力计、干泵和截止阀；
所述隔离阀连接所述分子泵和所述预抽真空室，用于隔离所述分子泵和所述预抽真空室；
所述所述高真空计和所述高精度真空计容纳在所述预抽真空室中；
所述气动阀与所述预抽真空室连通，用于控制向所述预抽真空室中充入气体；
所述预抽真空室通过所述粗抽阀与系统泵连接；
所述分子泵通过所述截止阀连接所述前级压力计和所述干泵。
可选的，所述预抽真空室有两个，每个预抽真空室对应于一组隔离阀、高真空计、高精度真空计、分子泵、气动阀、粗抽阀、前级压力计、干泵和截止阀。
可选的，所述系统还包括可编程逻辑控制器PLC，所述PLC控制器与所述隔离阀、所述高真空计、所述高精度真空计、所述分子泵、所述气动阀、所述粗抽阀、所述前级压力计、所述干泵和所述截止阀电性连接。
可选的，所述高精度真空计为MKS Baratron 真空计。
可选的，高真空计可以为ION GAUGE。
第二方面，提供了一种控制方法，所述方法包括：
在初始状态下，开启所述截止阀并启动所述分子泵；所述初始状态下所述气动阀和所述粗抽阀均关闭，所述预抽真空室为大气状态；
在机台上料完毕后，开启所述粗抽阀，通过系统泵将所述预抽真空室抽至第一预设真空后关闭所述粗抽阀；
开启所述隔离阀，通过所述分子泵将所述预抽真空室抽至第二预设真空，并执行工艺传输；
在工艺完成后，关闭所述高真空计后关闭所述隔离阀，开启所述气动阀后给所述预抽真空室充入气体；
在所述预抽真空室达到大气状态时，关闭所述气动阀，并对所述预抽真空室进行下料。
可选的，所述方法还包括：
在通过所述系统泵将所述预抽真空室抽至所述第一预设真空时，通过所述高精度真空计来测量真空状态。
可选的，所述方法还包括：
在通过所述分子泵将所述预抽真空室抽至所述第二预设真空时，通过所述高真空计来测量真空状态。
可选的，所述方法还包括：
检测每组预抽真空室及其配件所对应的状态；
在某一组的状态满足工作条件时，控制所述组进行工作，另一组待机；
在两组的状态均满足工作条件时，按照预设规则控制其中一组进行工作，另一组待机。
可选的，所述按照预设规则控制其中一组进行工作，包括：
按照两组的优先级，控制优先级高的一组进行工作。
可选的，所述方法还包括：
接收模式选择信号；
在所述模式选择信号选择自动模式时，执行所述在机台上料完毕后，开启所述粗抽阀，通过系统泵将所述预抽真空室抽至第一预设真空后关闭所述粗抽阀的步骤。
本申请的有益效果在于：
通过使用包括分子泵的控制系统，解决了现有技术中使用冷泵的情况下可能出现抖动，需要定期维护，成本高的问题；达到了可以减少抖动，降低作业人员的维护成本的效果。
同时，通过配置两个预抽真空室以及其对应的组件，使得可以提高控制系统的作业产能，避免了在出现故障时无法作业的问题。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1 是本发明一个实施例提供的控制系统的结构示意图；
图2 是本发明一个实施例提供的控制系统的电路示意图；
图3是本发明一个实施例提供的控制方法的方法流程图；
图4是本发明一个实施例提供的控制系统的一种可能的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本申请的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。
请参考图1，其示出了本申请一个实施例提供的一种控制系统的结构示意图，如图1所示，所述系统包括：
预抽真空室、隔离阀、高真空计、高精度真空计、分子泵、气动阀、粗抽阀、前级压力计、干泵和截止阀；
所述隔离阀连接所述分子泵和所述预抽真空室，用于隔离所述分子泵和所述预抽真空室；
所述所述高真空计和所述高精度真空计容纳在所述预抽真空室中；
所述气动阀与所述预抽真空室连通，用于控制向所述预抽真空室中充入气体；
所述预抽真空室通过所述粗抽阀与系统泵连接；
所述分子泵通过所述截止阀连接所述前级压力计和所述干泵。
可选的，所述预抽真空室有两个，每个预抽真空室对应于一组隔离阀、高真空计、高精度真空计、分子泵、气动阀、粗抽阀、前级压力计、干泵和截止阀。图1以预抽真空室包括两个来举例说明。
可选的，如图2所示，所述系统还包括PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）控制器，所述PLC控制器与所述隔离阀、所述高真空计、所述高精度真空计、所述分子泵、所述气动阀、所述粗抽阀、所述前级压力计、所述干泵和所述截止阀电性连接。
结合图2，PLC控制器与CENTURA系统主机相连，用于与CENTURA系统主机进行指令交换，或者通过CENTURA系统主机进行数据显示和报警显示。
作业人员可以通过PLC进行参数设置。
可选的，所述高精度真空计为MKS Baratron 真空计。
其中，高真空计可以为ION GAUGE。
综上所述，本实施例提供的控制系统，通过使用包括分子泵的控制系统，解决了现有技术中使用冷泵的情况下可能出现抖动，需要定期维护，成本高的问题；达到了可以减少抖动，降低作业人员的维护成本的效果。
同时，通过配置两个预抽真空室以及其对应的组件，使得可以提高控制系统的作业产能，避免了在出现故障时无法作业的问题。
请参考图3，其示出了本申请一个实施例提供的控制方法的方法流程图，如图3所示，该控制方法可以用于如图1和图2所示的控制系统中，所述方法包括：
步骤301，在初始状态下，开启所述截止阀并启动所述分子泵。
所述初始状态下所述气动阀和所述粗抽阀均关闭，所述预抽真空室为大气状态；
步骤302，在机台上料完毕后，开启所述粗抽阀，通过系统泵将所述预抽真空室抽至第一预设真空后关闭所述粗抽阀；
第一预设真空可以为系统自定义的数值，也可以为用户根据需要自定义的数值。
实际实现时，可以通过高精度真空计进行测量，高精度真空计的测量精度为103Torr~10-4Torr。
步骤303，开启所述隔离阀，通过所述分子泵将所述预抽真空室抽至第二预设真空，并执行工艺传输；
第二预设真空可以为系统自定义的数值，也可以为用户根据需要自定义的数值。
实际实现时，可以通过高真空计进行测量，高真空计的测量精度为10-3Torr ~10-10Torr。
可选的，由于抽真空时需要一定时间，因此，为了节省能耗在开启隔离阀之后，可以在延迟预设时间后开启高真空计，进而通过高真空计进行测量。
并且，实际实现时，在执行工艺传输的过程中需要保持预抽真空室的真空度为第二预设真空，因此，在此过程中需要实时检测，对此并不在限定。
请参考图4，其示出了CENTRAPVD的结构示意图：它包含两个Loadlock腔用于上下料，两个waferorienter/degas腔用于理平边与预热，CHAMBERABCD都是PVD工艺步骤的工艺腔体，BUFFERCHAMBER用于在各个腔体之间传输wafer。工艺的基本过程是：预抽真空室上料，达到传输条件BUFFER腔的手臂将圆片从预抽真空室取出进行各个工艺，最后送回到预抽真空室,期间预抽真空室保持高真空，待预抽真空室所有圆片做完之后，预抽真空室方可充大气下料。
本实施例所述的工艺传输即与以上所述的将圆片从预抽真空室取出后进行的一系列传输操作，在此不再赘述。
步骤304，在工艺完成后，关闭所述高真空计后关闭所述隔离阀，开启所述气动阀后给所述预抽真空室充入气体；
结合图1，本实施例所述的充入的气体可以为氮气。
步骤305，在所述预抽真空室达到大气状态时，关闭所述气动阀，并对所述预抽真空室进行下料。
实际实现时，结合图1，在控制系统中包括两个预抽真空室时则为了提高系统的产能，在执行上述步骤之前，还可以包括如下步骤：
第一，检测每组预抽真空室及其配件所对应的状态；
第二，在某一组的状态满足工作条件时，控制所述组进行工作，另一组待机；
第三，在两组的状态均满足工作条件时，按照预设规则控制其中一组进行工作，另一组待机。
（1）、按照两组的优先级，控制优先级高的一组进行工作；比如，默认A组的优先级高于B组，则在A组产能正常情况下，依然控制A组进行工作。
可选的，两个预抽真空室优先级相同，作业顺序由上料时间先后决定。因为预抽真空室充大气时间相对较长，为保持机器持续运行所以设计两个预抽真空室交替使用提高效率，同时设计两个预抽真空室可以增加上料的周期，从一批一上料改为两批一上料，同时上料的时机可以释放到第一个预抽真空室做完第二个预抽真空室未完全做完之间，不会因为上料慢而延误影响机器效率。
此外，在上述各个实施例中，PLC可以检测与之相连的各个组件的状态，在某一组件出现故障时，发出报警并通知主机台。
综上所述，通过使用包括分子泵的控制系统，解决了现有技术中使用冷泵的情况下可能出现抖动，需要定期维护，成本高的问题；达到了可以减少抖动，降低作业人员的维护成本的效果。
同时，通过配置两个预抽真空室以及其对应的组件，使得可以提高控制系统的作业产能，避免了在出现故障时无法作业的问题。
需要补充说明的是，上述仅以自动控制来举例说明，实际实现时，可以根据需求来选择模式，也即该方法还可以包括：
第一，接收模式选择信号；
第二，在所述模式选择信号选择自动模式时，执行所述在机台上料完毕后，开启所述粗抽阀，通过系统泵将所述预抽真空室抽至第一预设真空后关闭所述粗抽阀的步骤。
其中，在选择自动模式时，作业人员仅需在主机台进行操作即可，而无需单独操作PLC。
在一个具体实施例中，在选择自动模式时，PLC的控制逻辑为：运行模式 -点击Auto/Manual切换系统运行方式
ONLINEFORPROC.–AutoMode。AutoMode运行模式中，系统接收外部SlowVent和Rough信号控制，页面其它操作按钮无效。
当检测到外部SlowVent信号->关闭Gate->ION Gauge Off->Slow Vent Delay->Slow Vent ValveOpen，直到外部SlowVent信号消失->关闭SlowVentValve。
当检测到外部Rough信号->关闭Gate->ION Gauge Off->Rough Delay->RoughValve Open，直到外部Rough信号消失->关闭RoughValve。
在选择手动模式时，PLC的控制逻辑为：
1、Turbo On/Off - Foreline Pressure:
系统判定当ForelinePressure 小于设定值时，控制器允许开启TurboPump，并且当TurboPump开启完成且检测到TurboPump控制器输出信号时，屏幕显示TurboAtSpeed。
2、GateClose - LLCPressure
当LLCPressure大于设定值，Gate压力连锁，立刻关闭
3、GateClose–Slow Vent Delay
检测到主机给出的SlowVent信号后，立刻关闭Gate，并在Delay时间内检测到GateClose闭合，之后控制器开始SlowVent打开，超出Delay时间无GateClose则系统超时报警
4、GateClose–RoughDelay
检测到主机给出的Rough信号后，立刻关闭Gate，并在Delay时间内检测到GateClose闭合，之后控制器开始Rough打开，超出Delay时间无GateClose则系统超时报警
5、IONGaugeON–Delay
GateValve开启后，延时Delay设定时间，控制器开启IONGaugeON
6、ROR–PumpTime
Gate Valve满足条件后自动打开，Ion Gauge在满足条件后自动打开，Ion Gauge 打开后延时PumpTime设定值，之后Gate Valve 关闭一分钟，比较1分钟前后的ION Gauge的值并显示，然后开Gate Valve.
7、SlowVentOn：
手动启动SlowVent时，Gate，IONGaugeON立刻关闭，并在延时SlowVentDelay后开启SlowVentValve
8、SlowVentOff：立刻关闭SlowVentValve
9、RoughON：手动启动Rough时，Gate，IONGaugeON立刻关闭，并在延时RoughDelay后开启RoughValve
10、RoughOff：立刻关闭RoughValve
11、ROR Start: ION Gauge满足条件后打开->RORPumpTime->Gate Close->Delay 1min->比较前后IONGauge值->Gate Open
12、Gate Open: 满足一下条件可以手动打开
Slow Vent 关闭 3sec 以上
Rough关闭3sec以上
LLCPressure< 50mTorr
Door Close 为闭合
13、GateClose：立刻关闭 Gate
14、ISOValve Open:手动打开条件
DryPumpNormal
ForelinePressure< 200mTorr
15、ISO Valve Close: 手动关闭条件：Turbo Pump Off
16、TurboPumpON：手动打开条件
DryPumpNormal
ForlinePressure< 100mTorr
ISO valve Open
17、Turbo Pump Off: 立刻关闭
18、DryPumpOpen：手动打开条件：无 OverTemp，无 Fault信号
19、DryPumpOff：手动关闭条件:ISOValveClose, TurboPumpOff
需要补充说明的是，在手动模式下，在对预抽真空室进行抽真空处理，特别是需要维持在某一真空水平时，比如，在上述实施例中，在抽真空至第二预设真空时，可以检测预抽真空室的漏气的速度，在漏气速度大于预设速度值时，发出报警，本实施例对此并不做限定。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
