一种半导体制造设备通风性能测量方法及其测量系统与流程

本发明涉及半导体制造设备安全检测，具体为一种半导体制造设备通风性能测量方法及其测量系统。

背景技术：

1、半导体制造工艺过程中大量使用具有高毒性、腐蚀性或易燃易爆特性的工艺气体，为防止此类气体在设备运行或维护过程中发生泄漏而危及操作人员安全乃至引发火灾、爆炸事故，半导体制造设备（例如晶圆传输设备、湿法工作台、气瓶柜、气体分配柜、工艺反应腔室等）需要具备符合要求的排气通风能力，将设备内部逸散的气体及时排出，避免其在操作区域或厂房内积聚。

2、国际半导体产业协会制定的semi s6《半导体制造设备环境、健康和安全指南》中的通风测试方法，规定了采用示踪气体挑战法对半导体制造设备的排气通风效率进行测试的技术要求：在被测设备的操作面/开口面沿其宽度方向均匀释放已知流量的示踪气体，同时在设备内部、操作人员呼吸带、排风管道出口以及背景对照位置等多个预定点位采集气体样本并测量示踪气体浓度，通过计算各点位的包容指数或逸散排放浓度，评价设备通风系统对泄漏气体的抑制、捕集能力是否满足安全限值要求。

3、但由于该测试方法以示踪气体浓度模拟实际工艺气体泄漏浓度，测试结果的准确性高度依赖于示踪气体检测仪器的检测限、响应速度及多点位测量的一致性，因此对示踪气体检测装置提出了极高的技术要求。

4、目前，示踪气体检测常用的技术方案主要包括气相色谱法和光声光谱法。气相色谱法虽然具有较高的检测精度，但存在响应速度慢、无法实现在线连续多点实时测量的问题，难以满足半导体制造设备现场快速、多点位测试的需求。

5、由于在测试过程中，多点位测试过程中各采样通道的驻留时间通常为固定设置，用户无法判断示踪气体是否处于稳态， 只能不断加长测试时间，继而造成了测试过程过于长久。

技术实现思路

1、本发明将解决现有的技术问题，提供一种半导体制造设备通风性能测量方法及其测量系统，采样点位的气体能够通过采样通过传输给气体分析仪，具体的，气体分析仪为光声光谱气体分析仪，并将气体浓度传输给主控模块，主控模块内设置由时钟，能够在接收到采样浓度时获取当前时间，并依据连续的多个采样浓度及其时间，分析得到浓度变化速率。

2、本发明提供的技术方案如下：

3、一种半导体制造设备通风性能测量方法，包括以下步骤：

4、s1、设置多个采样点位以及示踪气体的释放浓度及释放流量；

5、s3、向所述半导体制造设备的操作面释放示踪气体；

6、s4、获取当前采样点位的采样浓度，并依据所述采样浓度计算浓度变化速率；

7、s5、依据所述采样点位的浓度变化速率及采样浓度确定驻留时间及稳态浓度；

8、s6、依据所述稳态浓度和释放浓度计算包容指数，并分析所述半导体制造设备的通风性能是否合格。

9、优选的，步骤s1具体包括：

10、s11、在半导体制造设备的内部、操作人员呼吸位置、排风管道分别设置采样点位；

11、s12、设置示踪气体的释放浓度及释放流量。

12、优选的，步骤s4具体包括：

13、s41、获取当前采样点位的采样浓度；

14、s44、依据当前采样点位的最近多次采样浓度得到采样浓度读数，计算得到浓度变化速率。

15、优选的，步骤s1和s3之间还包括以下步骤：

16、s21、获取所述采样点位所对应的采样管路的管路容积；

17、s22、获取所述采样点位所对应的采样流量；

18、s23、依据所述管路容积及采样流量，计算得到延迟时间；

19、步骤s41和s44之间还包括以下步骤：

20、s42、获取当前采样点采样时的采样时间；

21、步骤s6之后还包括：

22、s7、依据采样时间、延迟时间以及采样浓度，形成浓度时间序列。

23、优选的，步骤s41和s44之间还包括以下步骤：

24、s43、获取误差浓度读数；

25、s44具体包括：

26、s441、依据误差浓度读数对当前采样点的采样浓度进行修正，更新所述采样浓度读数。

27、s442、依据当前采样点位的最近多次采样浓度读数得到浓度变化速率。

28、优选的，步骤s5具体包括：

29、s51、分析所述采样点位的采样浓度是否大于第一预设浓度；

30、当所述采样点位的采样浓度小于或等于第一预设浓度时，跳转执行步骤s4；

31、s52、当所述采样点位的采样浓度大于第一预设浓度时，分析所述浓度变化速率是否大于第一预设速率；

32、s53、当所述浓度变化速率大于第一预设速率时，切换至下一采样点，并跳转执行步骤s4；

33、s54、当所述浓度变化速率小于第一预设速率时，分析所述浓度变化速率是否小于第二预设速率；

34、s55、当浓度变化速率大于或等于第二预设速率时，切换至下一采样点，以第一预设驻留时间跳转执行步骤s4；

35、s56、当浓度变化速率小于第二预设速率时，记录当前所述采样浓度作为稳态浓度。

36、优选的，步骤s56具体包括：

37、s561、获取当前采样点位的所有采样浓度读数；

38、s562、以相邻两次采样浓度读数计算当前采样点位的所有浓度变化速率；

39、s563、分析所述浓度变化速率是否小于第二预设速率；

40、s564、当存在浓度变化速率大于或等于第二预设速率时，以第二预设驻留时间跳转执行步骤s4；

41、s565、当所有浓度变化速率均小于第二预设速率时，记录当前所述采样浓度作为稳态浓度。

42、优选的，步骤s6之后还包括：

43、s8、停止释放示踪气体或更换示踪气体；跳转执行步骤s4。

44、优选的，步骤s6具体包括：

45、s61、依据所述稳态浓度和释放浓度计算包容指数；包容指数=释放浓度/稳态浓度；

46、s62、分析所述包容指数是否大于预设指数；

47、s63、当包容指数小于或等于预设指数时，通风性能不合格；

48、s64、当包容指数大于预设指数时，分析所述稳态浓度是否大于预设安全浓度；

49、s65、当所述稳态浓度大于预设安全浓度时，通风性能不合格；

50、s66、当所述稳态浓度小于或等于预设安全浓度时，通风性能合格。

51、本发明的目的之一还在于提供一种传感器安装方法，包括以下步骤：

52、与现有技术相比，本发明提供的一种半导体制造设备通风性能测量方法及其测量系统具有以下有益效果：

53、1、采样点位的气体能够通过采样通过传输给气体分析仪，具体的，气体分析仪为光声光谱气体分析仪，并将气体浓度传输给主控模块，主控模块内设置由时钟，能够在接收到采样浓度时获取当前时间，并依据连续的多个采样浓度及其时间，分析得到浓度变化速率；

54、2、首先按通过包容指数确定设备总体的通风性能是否满足要求，包容指数越大，采样点位所采集到的稳态浓度越低，半导体制造设备通风性能越好，当包容指数满足要求后，还需要确定当前的稳态浓度是否对人具有危害，当稳态浓度也满足要求时，通风性能合格。

55、3、在主控模块获取到采样点的浓度时，能够选取最接近当前时间的几个采样浓度读数来计算浓度变化速率，例如，选取两个采样浓度，可以分析得到当前时间下的浓度变化速率，也可以选取三到四个最接近的采样浓度读数，来计算得到多个浓度变化速率，并以上述多个浓度变化速率的最大值作为浓度变化速率。