安全聯(lián)鎖裝置制造方法
【專利摘要】本申請公開了一種安全聯(lián)鎖裝置，具有一對輸出端子，連接主設(shè)備的干接點輸入接口；還具有至少一對輸入端子，連接附屬設(shè)備的干接點輸出接口；一對輸出端子與每一對輸入端子之間均通過兩條導(dǎo)線分別相連接，在其中一條導(dǎo)線上設(shè)有開關(guān)?；蛘?，本申請安全聯(lián)鎖裝置具有一對輸出端子，連接主設(shè)備的干接點輸入接口；還具有至少一對輸入端子，連接附屬設(shè)備的濕接點輸出接口；每一對輸入端子之間串聯(lián)著一個開關(guān)和一個繼電器的感應(yīng)元件；一對輸出端子之間并聯(lián)有所有繼電器的執(zhí)行元件。本申請使得主設(shè)備可以及時發(fā)現(xiàn)附屬設(shè)備的異常情況，可以有效避免附屬設(shè)備對產(chǎn)品、設(shè)備、環(huán)境的危害。
【專利說明】安全聯(lián)鎖裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及一種半導(dǎo)體制造工藝中的安全聯(lián)鎖裝置，用于將附屬設(shè)備的狀態(tài)匯報給主設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]為進(jìn)行某一項半導(dǎo)體工藝，通常需要直接執(zhí)行該項工藝的主設(shè)備，還需要一些附屬設(shè)備。主設(shè)備如高溫爐、化學(xué)氣相淀積(CVD)反應(yīng)器、光刻機、等離子體刻蝕反應(yīng)器、離子注入機等，通常放置在潔凈室內(nèi)，由專人24小時值守，一旦主設(shè)備出現(xiàn)異?？傻玫郊皶r處理。而附屬設(shè)備如尾氣處理器(Local Scrubber)、漏水漏液檢測器、氣體泄漏檢測器、壓縮機、冷卻器、供氣供液系統(tǒng)等，一般在遠(yuǎn)離潔凈室的區(qū)域，無法做到24小時有人照料。通常，主設(shè)備和附屬設(shè)備不在同一樓層，對附屬設(shè)備采用采用定期巡檢制度發(fā)現(xiàn)異常。
[0003]主設(shè)備和附屬設(shè)備之間通常需要使用大量的冷卻水、自來水、有毒氣體等。相當(dāng)一部分主設(shè)備和附屬設(shè)備之間沒有安全聯(lián)鎖裝置，有些附屬設(shè)備甚至沒有提供安全聯(lián)鎖接口，這使得主設(shè)備無法監(jiān)控附屬設(shè)備的狀態(tài)。
[0004]例如圖1所示，CVD反應(yīng)器會產(chǎn)生大量有毒反應(yīng)生成物，這些生成物大多對人體和環(huán)境有害。通常以真空泵抽除這些生成物，然后通過尾氣處理器以燃燒、加熱和水淋方式去除大部分的生成物，剩余的少量生成物經(jīng)中央動力酸排氣系統(tǒng)處理后排向大氣。圖1中，CVD反應(yīng)器就是主設(shè)備，真空泵和尾氣處理器就是附屬設(shè)備，它們位于不同的區(qū)域，通過各種管道相連接。如果CVD反應(yīng)器和尾氣處理器之間沒有安全聯(lián)鎖裝置，那么當(dāng)尾氣處理器出現(xiàn)漏水、降溫等異常時，CVD反應(yīng)器就無法及時發(fā)現(xiàn)而繼續(xù)生產(chǎn)制造，這樣會造成大面積漏水或尾氣不處理直接排向大氣等安全事故。
實用新型內(nèi)容
[0005]本申請所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于將附屬設(shè)備的故障報告給主設(shè)備的安全聯(lián)鎖裝置。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本申請安全聯(lián)鎖裝置具有一對輸出端子，連接主設(shè)備的干接點輸入接口 ；還具有至少一對輸入端子，連接附屬設(shè)備的干接點輸出接口 ；一對輸出端子與每一對輸入端子之間均通過兩條導(dǎo)線分別相連接，在其中一條導(dǎo)線上設(shè)有開關(guān)；
[0007]或者，本申請安全聯(lián)鎖裝置具有一對輸出端子，連接主設(shè)備的干接點輸入接口 ；還具有至少一對輸入端子，連接附屬設(shè)備的濕接點輸出接口 ；每一對輸入端子之間串聯(lián)著一個開關(guān)和一個繼電器的感應(yīng)兀件；一對輸出端子之間并聯(lián)有所有繼電器的執(zhí)行兀件。
[0008]進(jìn)一步地，當(dāng)具有多對輸入端子時，每對輸入端子連接一臺或多臺附屬設(shè)備的多個干接點或濕接點輸出接口。
[0009]進(jìn)一步地，所述開關(guān)為撥動開關(guān)或按鈕。
[0010]進(jìn)一步地，所述繼電器為直流繼電器，且其感應(yīng)元件的閥值電壓為附屬設(shè)備的濕接點輸出接口的輸出電壓。[0011]本申請將附屬設(shè)備的故障狀態(tài)納入了主設(shè)備的監(jiān)控范圍，只要有任何一個附屬設(shè)備有異常，主設(shè)備就能監(jiān)控到并及時采取相應(yīng)的動作，特別適合于舊型號半導(dǎo)體制造設(shè)備的安全改造，具有成本低、不需要修改主設(shè)備軟件的特點。由于主設(shè)備可以及時發(fā)現(xiàn)附屬設(shè)備的異常情況，可以有效避免附屬設(shè)備對產(chǎn)品、設(shè)備、環(huán)境的危害。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是半導(dǎo)體制造工藝中的主設(shè)備與附屬設(shè)備的連接關(guān)系示意圖；
[0013]圖2是主設(shè)備的干接點輸入接口(只能接收開關(guān)狀態(tài)信號)的示意圖；
[0014]圖3a是附屬設(shè)備的干接點輸出接口(只能輸出開關(guān)狀態(tài)信號)的示意圖；
[0015]圖3b是附屬設(shè)備的濕接點輸出接口(只能輸出或不輸出電信號)的示意圖；
[0016]圖4a、圖4b是本申請安全聯(lián)鎖裝置的實施例一的兩個示意圖；
[0017]圖5a、圖5b是本申請安全聯(lián)鎖裝置的實施例二的兩個示意圖。
【具體實施方式】
[0018]本申請安全聯(lián)鎖裝置用于將附屬設(shè)備的故障及時通報給與其有工作聯(lián)系的主設(shè)備。請參閱圖2，主設(shè)備一般都具有接受外部信號的一個或多個接口，每個接口由一對端子組成。主設(shè)備可以檢測到這一對端子之間是閉合狀態(tài)還是斷開狀態(tài)，但不允許這一對端子連接任何具有電壓、電流的輸入信號。因此，這一對端子實際上是干接點(dry contact)輸入接口。
[0019]附屬設(shè)備通常具有至少一個控制器(如單片機、PLC等)，可能還具有一個或多個傳感器。附屬設(shè)備的各種狀態(tài)由傳感器檢測到，并發(fā)送給控制器，控制器判斷如果屬于故障情況則發(fā)出報警信號。有一種較新的附屬設(shè)備可以直接向外輸出沒有電壓、電流的開關(guān)狀態(tài)信號(干接點信號)，如圖3a所示；另一種較舊的附屬設(shè)備則不能直接向外輸出干接點信號，只能向外輸出具有電壓、電流的濕接點(wet contact)信號,如圖3b所示。本申請為這兩種附屬設(shè)備提供了不同的安全聯(lián)鎖裝置。
[0020]請參閱圖4a，這是本申請安全聯(lián)鎖裝置的實施例一，用于將具有干接點輸出接口的附屬設(shè)備的故障實時通報給與其有工作聯(lián)系的主設(shè)備。所述安全聯(lián)鎖裝置具有至少一對輸出端子，圖4a中以端子A、B來表示，用于連接主設(shè)備的干接點輸入接口。所述安全聯(lián)鎖裝置還具有至少一對輸入端子，圖4a中以端子C、D來表示，用于連接附屬設(shè)備的一個干接點輸出接口。這一對輸出端子A、B與一對輸入端子C、D之間通過兩條導(dǎo)線分別相連接，在其中一條導(dǎo)線上設(shè)有開關(guān)一 SI。開關(guān)一 SI斷開，則附屬設(shè)備的故障無法傳遞給主設(shè)備。開關(guān)一 SI閉合，則附屬設(shè)備的故障可以傳遞給主設(shè)備。所述安全聯(lián)鎖裝置的工作原理為:當(dāng)附屬設(shè)備處于正常狀態(tài)和故障狀態(tài)，其干接點輸出接口分別輸出斷開狀態(tài)和閉合狀態(tài)。這兩種狀態(tài)通過輸入端子C、D傳遞給輸出端子A、B，進(jìn)而被主設(shè)備檢測到其干接點輸入接口是斷開狀態(tài)還是閉合狀態(tài)，主設(shè)備從而得知附屬設(shè)備是正常狀態(tài)還是故障狀態(tài)。
[0021]圖4a所示的安全聯(lián)鎖裝置中，僅有一對輸入端子C、D連接一個附屬設(shè)備的一個干接點輸出接口。如果需要連接多個附屬設(shè)備的干接點輸出接口，或者是需要連接某個附屬設(shè)備的多個干接點輸出接口，則在圖4a的基礎(chǔ)上進(jìn)行并聯(lián)即可，如圖4b所示。圖4b中，示意性表示出某個附屬設(shè)備具有兩個干接點輸出接口，分別表示兩種不同的故障狀態(tài)。兩對輸入端子C、D和E、F分別連接這兩個干接點輸出接口，經(jīng)并聯(lián)后連接到僅一對輸出端子
A、B。這一對輸出端子A、B再連接主設(shè)備的干接點輸入接口。這一對輸出端子A、B與第一對輸入端子C、D之間通過兩條導(dǎo)線分別相連接，在其中一條導(dǎo)線上設(shè)有開關(guān)一 SI，用于控制附屬設(shè)備的第一種故障是否傳遞給主設(shè)備。這一對輸出端子A、B與第二對輸入端子E、F之間通過兩條導(dǎo)線分別相連接，在其中一條導(dǎo)線上設(shè)有開關(guān)二 S2，用于控制附屬設(shè)備的第二種故障是否傳遞給主設(shè)備。所述安全聯(lián)鎖裝置的工作原理為:當(dāng)附屬設(shè)備處于正常狀態(tài)和第一種故障狀態(tài)，其第一個干接點輸出接口分別輸出斷開狀態(tài)和閉合狀態(tài)。這兩種狀態(tài)通過輸入端子C、D傳遞給輸出端子A、B。當(dāng)附屬設(shè)備處于正常狀態(tài)和第二種故障狀態(tài)，其第二個干接點輸出接口分別輸出斷開狀態(tài)和閉合狀態(tài)。這兩種狀態(tài)通過輸入端子E、F傳遞給輸出端子A、B。所以當(dāng)附屬設(shè)備為正常狀態(tài)，則輸出端子A、B為斷開狀態(tài)或閉合狀態(tài)中的一種。當(dāng)附屬設(shè)備為任何一種故障狀態(tài)，則輸出端子A、B為斷開狀態(tài)或閉合狀態(tài)中的另一種。主設(shè)備通過檢測其干接點輸入接口是斷開狀態(tài)還是閉合狀態(tài)，進(jìn)而得知附屬設(shè)備是正常狀態(tài)還是故障狀態(tài)。進(jìn)一步地，主設(shè)備得知附屬設(shè)備處于故障狀態(tài)后，通過斷開開關(guān)一S1、開關(guān)二 S2，并檢測其干接點輸入接口的表示附屬設(shè)備故障的斷開狀態(tài)或閉合狀態(tài)是否持續(xù)，即可得知是哪一種故障狀態(tài)。
[0022]請參閱圖5a，這是本申請安全聯(lián)鎖裝置的實施例二，用于將具有濕接點輸出接口的附屬設(shè)備的故障實時通報給與其有工作聯(lián)系的主設(shè)備。所述安全聯(lián)鎖裝置具有至少一對輸出端子，圖4a中以端子A、B來表示，用于連接主設(shè)備的干接點輸入接口。所述安全聯(lián)鎖裝置還具有至少一對輸入端子，圖4a中以端子C、D來表示，用于連接附屬設(shè)備的一個濕接點輸出接口。這一對輸出端子A、B之間串聯(lián)著繼電器一 Kl的執(zhí)行兀件。而一對輸入端子C、D之間串聯(lián)著開關(guān)一 SI和繼電器一 Kl的感應(yīng)元件。開關(guān)一 SI用于控制附屬設(shè)備的故障是否傳遞給主設(shè)備。繼電器一 Kl用于將輸入端子C、D的具有電壓、電流的電信號(濕接點信號)轉(zhuǎn)換為不具有電壓、電流的開關(guān)狀態(tài)信號(干接點信號)。所有種類的繼電器都由感應(yīng)元件(又稱輸入電路)和執(zhí)行元件(又稱輸出電路)所組成。以常見的電磁式繼電器為例，其由線圈和觸點組成，線圈就是感應(yīng)元件，觸點就是執(zhí)行元件。所述安全聯(lián)鎖裝置的工作原理為:當(dāng)附屬設(shè)備處于正常狀態(tài)和故障狀態(tài)，其干接點輸出接口分別輸出和不輸出電信號。通常，附屬設(shè)備采用直流的控制電壓，例如24V直流電壓，用于狀態(tài)指示、控制器輸入輸出、各種傳感器信號等。因此，附屬設(shè)備的干接點輸出接口分別輸出24V直流電壓信號和不輸出任何電信號，來表示附屬設(shè)備的正常狀態(tài)和故障狀態(tài)。將繼電器一 Kl設(shè)置為執(zhí)行元件常開，直至感應(yīng)元件兩端電壓達(dá)到24V直流電壓才使執(zhí)行元件閉合(或者默認(rèn)為常閉，符合條件后斷開)，即實現(xiàn)了將附屬設(shè)備的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為干接點信號。繼電器一 Kl的執(zhí)行元件的斷開狀態(tài)和閉合狀態(tài)通過輸出端子A、B被主設(shè)備檢測到，主設(shè)備從而得知附屬設(shè)備是正常狀態(tài)還是故障狀態(tài)。
[0023]圖5a所示的安全聯(lián)鎖裝置中，僅有一對輸入端子C、D連接一個附屬設(shè)備的一個濕接點輸出接口。如果需要連接多個附屬設(shè)備的濕接點輸出接口，或者是需要連接某個附屬設(shè)備的多個濕接點輸出接口，則在圖5a的基礎(chǔ)上進(jìn)行并聯(lián)即可，如圖5b所示。圖5b中，示意性表示出某個附屬設(shè)備具有兩個濕接點輸出接口，分別表示兩種不同的故障狀態(tài)。兩對輸入端子C、D和E、F分別連接這兩個濕接點輸出接口，經(jīng)并聯(lián)后連接到僅一對輸出端子A、
B。這一對輸出端子A、B再連接主設(shè)備的干接點輸入接口。這一對輸出端子A、B之間并聯(lián)有繼電器一 Kl的執(zhí)行兀件和繼電器二 K2的執(zhí)行兀件。第一對輸入端子C、D之間串聯(lián)有開關(guān)一 SI和繼電器一 Kl的感應(yīng)元件，開關(guān)一 SI用于控制附屬設(shè)備的第一種故障是否傳遞給主設(shè)備，繼電器一 Kl用于將附屬設(shè)備的正常狀態(tài)和第一種故障狀態(tài)轉(zhuǎn)換為干接點信號。第二對輸入端子E、F之間串聯(lián)有開關(guān)二 S2和繼電器二 K2的感應(yīng)元件，開關(guān)二 S2用于控制附屬設(shè)備的第二種故障狀態(tài)是否傳遞給主設(shè)備，繼電器二 K2用于將附屬設(shè)備的正常狀態(tài)和第二種故障狀態(tài)轉(zhuǎn)換為干接點信號。所述安全聯(lián)鎖裝置的工作原理為:當(dāng)附屬設(shè)備處于正常狀態(tài)和第一種故障狀態(tài)，其第一個濕接點輸出接口分別輸出具有直流控制電壓的電信號和不輸出電信號。這兩種狀態(tài)通過繼電器一 Kl傳遞給輸出端子A、B。當(dāng)附屬設(shè)備處于正常狀態(tài)和第二種故障狀態(tài)，其第二個濕接點輸出接口分別輸出具有直流控制電壓的電信號和不輸出電信號。這兩種狀態(tài)通過繼電器二 K2傳遞給輸出端子A、B。所以當(dāng)附屬設(shè)備為正常狀態(tài)，則輸出端子A、B為斷開狀態(tài)或閉合狀態(tài)中的一種。當(dāng)附屬設(shè)備為任何一種故障狀態(tài)，則輸出端子A、B為斷開狀態(tài)或閉合狀態(tài)中的另一種。主設(shè)備通過檢測其干接點輸入接口是斷開狀態(tài)還是閉合狀態(tài)，進(jìn)而得知附屬設(shè)備是正常狀態(tài)還是故障狀態(tài)。進(jìn)一步地，主設(shè)備得知附屬設(shè)備處于故障狀態(tài)后，通過斷開開關(guān)一 S1、開關(guān)二 S2，并檢測其干接點輸入接口的表示附屬設(shè)備故障的斷開狀態(tài)或閉合狀態(tài)是否持續(xù)，即可得知是哪一種故障狀態(tài)。
[0024]在圖4a、圖4b、圖5a、圖5b所示的安全聯(lián)鎖裝置中，開關(guān)可以用撥動開關(guān)、按鈕等，起到旁路(Bypass)作用。例如在附屬設(shè)備進(jìn)行維修保養(yǎng)時，可將相應(yīng)的開關(guān)斷開，以避免附屬設(shè)備的異常信號傳遞給主設(shè)備，引起主設(shè)備的誤判。
[0025]在圖5a、圖5b所示的安全聯(lián)鎖裝置中，繼電器既用于將附屬設(shè)備的控制電壓轉(zhuǎn)換為開關(guān)狀態(tài)信號傳遞給主設(shè)備，又對主設(shè)備和附屬設(shè)備之間進(jìn)行了電壓隔離，從而確保了主設(shè)備的安全可靠。繼電器可以采用單刀單擲、單刀雙擲等類型。
[0026]本申請安全聯(lián)鎖裝置所采集的附屬設(shè)備的常見故障狀態(tài)包括漏水、漏液、尾氣處理器異常等，主設(shè)備在發(fā)現(xiàn)附屬設(shè)備故障后所采取的常見措施包括立即停止工藝(Abort)、當(dāng)前正在進(jìn)行工藝的硅片結(jié)束后暫停工藝(Stop)。
[0027]如果將本申請安全聯(lián)鎖裝置用于圖1所示的CVD反應(yīng)器和尾氣處理器。CVD反應(yīng)器作為主設(shè)備，假設(shè)其具有兩個工藝腔(Process Chamber)，相應(yīng)地附屬設(shè)備為兩臺真空泵和兩臺尾氣處理器。主設(shè)備具有接收外部控制信號的接口，只能接收開關(guān)狀態(tài)信號，屬于干接點。每臺尾氣處理器均用PLC (可編程邏輯控制器)控制，尾氣處理器一旦出現(xiàn)異常狀態(tài)例如進(jìn)口端堵塞、降溫、漏液時PLC會報警。該報警信號是24V直流電壓信號，如果沒有異常狀態(tài)則PLC的相應(yīng)端子不輸出電信號。該PLC不能輸出開關(guān)狀態(tài)信號，而僅能輸出具有一定電壓、電流的電信號，因而僅具有濕接點。
[0028]本申請安全聯(lián)鎖裝置由開關(guān)一 S1、開關(guān)二 S2、繼電器一 Kl、繼電器二 K2所組成。其中的兩個繼電器均為24V直流繼電器。第一個尾氣處理器的濕接點輸出接口串聯(lián)著開關(guān)一 SI和繼電器一 Kl的感應(yīng)元件。第二個尾氣處理器的濕接點輸出接口串聯(lián)著開關(guān)二 S2和繼電器二 K2的感應(yīng)元件。兩個繼電器的執(zhí)行元件并聯(lián)后連著CVD反應(yīng)器的干接點輸出接口。
[0029]當(dāng)任何一臺尾氣處理器出現(xiàn)異常狀態(tài)，則其濕接點輸出接口輸出24V故障信號，否則不輸出電信號。這兩種狀態(tài)通過繼電器轉(zhuǎn)換為開關(guān)狀態(tài)信號，并被主設(shè)備所識別出來。主設(shè)備具有硬停機(hard shutdown)和軟停機(soft shutdown)兩種故障處理措施,前者是接收到附屬設(shè)備的故障信號立即停止工藝(Abort)，后者是完成當(dāng)前正在進(jìn)行工藝的硅片后暫停后續(xù)硅片工藝(Stop)。由于CVD反應(yīng)器的每個工藝腔單獨進(jìn)行多個硅片的CVD工藝，為了減少對產(chǎn)品的影響采用軟停機。一旦主設(shè)備接收到來自某一個尾氣處理器的故障信號會立即報警，并將與該尾氣處理器相連接的工藝腔正在進(jìn)行的CVD工藝結(jié)束，然后將該工藝腔變成停頓(idle)，即執(zhí)行軟停機。直至解決了尾氣處理器的故障后，該工藝腔才能繼續(xù)進(jìn)行CVD工藝，以確保硅片和尾氣處理器的安全。實際測試結(jié)果證明，本申請安全聯(lián)鎖裝置可以及時將任何一臺尾氣處理器的故障報告給主設(shè)備。
[0030]以上僅為本申請的優(yōu)選實施例，并不用于限定本申請。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種安全聯(lián)鎖裝置，其特征是，具有一對輸出端子，連接主設(shè)備的干接點輸入接口 ；還具有至少一對輸入端子，連接附屬設(shè)備的干接點輸出接口 ；一對輸出端子與每一對輸入端子之間均通過兩條導(dǎo)線分別相連接，在其中一條導(dǎo)線上設(shè)有開關(guān)； 或者，所述安全聯(lián)鎖裝置具有一對輸出端子，連接主設(shè)備的干接點輸入接口 ；還具有至少一對輸入端子，連接附屬設(shè)備的濕接點輸出接口 ；每一對輸入端子之間串聯(lián)著一個開關(guān)和一個繼電器的感應(yīng)兀件；一對輸出端子之間并聯(lián)有所有繼電器的執(zhí)行兀件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全聯(lián)鎖裝置，其特征是，當(dāng)具有多對輸入端子時，每對輸入端子連接一臺或多臺附屬設(shè)備的多個干接點或濕接點輸出接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全聯(lián)鎖裝置，其特征是，所述開關(guān)為撥動開關(guān)或按鈕。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全聯(lián)鎖裝置，其特征是，所述繼電器為直流繼電器，且其感應(yīng)元件的閥值電壓為附屬設(shè)備的濕接點輸出接口的輸出電壓。
【文檔編號】G07C9/00GK203552324SQ201320640027
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月17日
【發(fā)明者】何秉元, 張嘉訓(xùn), 季芝慧 申請人:上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司