[发明专利]用于在半导体制造过程中监测泵的操作的计算机系统

说明书

本分案申请是基于申请号为200780046952.5（其国际申请号为PCT/US2007/017017）、申请日为2007年7月30日、发明名称为“用于泵操作的系统和方法”的中国专利申请的分案申请。

相关申请

本申请要求美国临时专利申请No.60/861856的优先权，该美国临时专利申请No.60/861856的标题为System and Method for Operation of a Pump，申请日为2006年11月30日，该文献被本文参引。

技术领域

本发明通常涉及流体泵。特别是，本发明的实施例涉及单级和多级泵。更特别是，本发明的实施例涉及操作泵和/或确认在半导体制造中使用的泵的各种操作或动作。

背景技术

有多种必须精确控制由泵送装置分配流体的量和/或速率的用途。例如，在半导体加工中，重要的是控制光化学药剂（例如光致抗蚀剂）施加在半导体晶片上的量和速率。在加工过程中施加在半导体晶片上的涂层通常要求在整个晶片表面上、以埃为单位来测量的平面度。加工化学药剂（例如光致抗蚀剂）施加在晶片上的速率必须进行控制，以便保证加工液体均匀施加。

目前，在半导体工业中使用的很多光化学药剂非常昂贵，经常价格高至$1000每升。因此，优选是保证使用最小但是足够量的化学药剂，并且该化学药剂不会被泵送装置损坏。当前，多级泵可能引起在液体中的尖锐压力峰值。这种压力峰值以及随后的压降会损害流体（即，可能不合适地改变该流体的物理性质）。另外，压力峰值会导致流体压力的积累，这会导致分配泵分配比预计更多的流体，或者将不合适的动力引入流体的分配。

在多级泵中产生的其它情况也可能阻止化学药剂的合适分配。这些情况大体上由该过程中的正时变化产生。这些正时变化可以是有意的（例如制法变化）或无意的（例如信号滞后等）。

当发生这些情况时，结果可能是化学药剂的不正确分配。在某些情况下，可能没有化学药剂分配至晶片上，而在其它情况下，化学药剂可能不均匀地横过晶片的整个表面分布。然后，晶片可能要经历一个或多个剩余的制造过程步骤，从而导致晶片不适合使用，并最终导致晶片作为废品而丢弃。

在很多情况下，废品晶片利用某些形式的质量控制过程来检测，这使得该问题更严重。不过同时，导致不正确分配的情况（因此废品晶片）仍然继续存在。因此，在首先不正确分配的时间和检测到由该不正确分配产生的废品晶片的时间之间的期间，在其它晶片上产生了很多另外的不正确沉积。这些晶片也必须作为废品丢弃。

如所看到的，希望检测或确认已经进行了正确分配。过去，该确认利用多种技术来实现。第一技术涉及利用在泵的分配喷嘴处的照相机系统来确认已经进行了分配。不过，该方案并不是最佳的，因为这些照相机系统通常独立于泵，因此必须单独安装和校准。而且，在大部分情况下，这些照相机系统将非常昂贵。

另一方法涉及在泵的流体通路中使用流量计以便确认分配。该方法也有问题。加入泵的流动通路中的附加部件不仅提高了泵自身的成本，而且增加了当化学药剂流过泵时受到污染的危险。

因此，如所见到的，需要用于确认泵的操作和动作的方法和系统，它可以快速和精确地检测这些操作和动作的正确完成。

发明内容

这里公开了用于监测泵的操作（包括验证泵的操作或动作）的系统和方法。可以建立用于泵的一个或多个参数的基线型面。然后可以通过在泵的随后操作过程中记录用于相同参数组的一个或多个值来产生操作型面。根据基线型面和操作型面可以确定拟合优度的测量值。然后，需要时可以根据拟合优度的测量值来确定分配的有效性。例如，当拟合优度的测量值高于特定界限值时，可以认为分配是有效分配，否则将采取声音或其它行动的警告，例如通知用户或关闭泵送系统。

在一个实施例中，多级泵具有第一级泵（例如供给泵）和第二级泵（例如分配泵），并有用于确定在第二级泵处的流体压力的压力传感器。泵控制器可以监测泵的操作。泵控制器与第一级泵、第二级泵和压力传感器连接（即，可操作成与第一级泵、第二级泵和压力传感器进行通信），并可操作产生与参数相对应的第一操作型面，且根据第一操作型面至少一部分的和基线型面的相应部分来产生拟合优度的测量值。

在特殊实施例中，根据操作型面和基线型面而利用R-Squared统计量来产生拟合优度的测量值。