测试气缸、半导体设备及其活塞运行速度的监测方法与流程

1.本技术涉及半导体设备技术领域，特别是涉及一种测试气缸、半导体设备及其活塞运行速度的监测方法。


背景技术：

2.在现有的半导体设备中，很多设备都会具有气缸；在气缸工作的过程中，气缸中的活塞需要严格按照运行速度进行运动，以确保产品的良率。在气缸实际的工作过程中，气缸会因为磨损、漏气和润滑油失效等原因，会导致气缸卡顿，造成爆冲现象；而爆冲会引起较为明显的震动，进而导致半导体设备宕机和颗粒缺陷(particle)的产生，从而导致产品良率的降低。目前一般通过在气缸相对两端分别设置两个磁性感应器来获取活塞的运行速度，但该方案只能通过检测气缸的运行时间及活塞的行程得到活塞在整个工作过程中的平均速度，并不能获取活塞在气缸工作过程中的实时运行速度，在气缸异常出现卡顿和发生爆冲现象时无法及时发现，从而容易导致半导体设备宕机和降低产品良率。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对上述现有技术中存在的由于只能通过检测气缸的运行时间及活塞的行程得到活塞在整个工作过程中的平均速度，并不能获取活塞在气缸工作过程中的实时运行速度，在气缸异常出现卡顿和发生爆冲现象时无法及时发现，从而容易导致半导体设备宕机和降低产品良率的问题，提供一种测试气缸、半导体设备及其活塞运行速度的监测方法。
4.第一方面，本技术根据一些实施例，提供一种测试气缸，测试气缸包括：
5.气缸本体；
6.活塞，位于所述气缸本体内；
7.滑动变阻器，包括高阻滑轨、低阻滑轨及导电滑块；所述高阻滑轨及所述低阻滑轨平行间隔排布于所述气缸本体的外壁上；所述导电滑块横跨所述高阻滑轨及所述低阻滑轨，与所述高阻滑轨及所述低阻滑轨均相接触；所述导电滑块随所述活塞一起运动；
8.供电电源，与所述高阻滑轨相对的两端相连接；
9.电压检测装置，与所述高阻滑轨的一端及所述低阻滑轨的一端均相连接。
10.上述实施例提供的测试气缸中，通过增设置滑动变阻器、供电电源及电压检测装置，能够对活塞的运行情况进行实时监控，从而在气缸存在问题时能够及时发现并更换，进而避免宕机的产生并提高产品的良率。
11.在其中一个实施例中，所述测试气缸还包括磁环，所述磁环套于所述活塞的外围；所述导电滑块包括磁吸式滑块。
12.在其中一个实施例中，所述测试气缸还包括多个磁感应侦测器，多个所述磁感应侦测器间隔排布于所述气缸本体的外壁上。
13.在其中一个实施例中，所述电压检测装置与所述高阻滑轨及所述低阻滑轨位于所
述导电滑块同一侧的一端均相连接。
14.基于同样的发明构思，第二方面，本技术还提供一种测试气缸中活塞运行速度的监测方法，所述测试气缸为第一方面中提供的测试气缸，所述监测方法包括：
15.所述活塞滑动时，使用所述电压检测装置实时检测，以得到检测电压；
16.基于所述检测电压、所述供电电源的供电电压及所述高阻滑轨的长度得到所述活塞的实时运行速度。
17.在其中一个实施例中，所述基于所述检测电压、所述供电电源的供电电压及所述高阻滑轨的长度得到所述活塞的实时运行速度，包括：
18.基于所述检测电压、所述供电电压及所述高阻滑轨的长度得到所述导电滑块在任意两时间点之间滑动的滑动距离；
19.基于所述导电滑块滑动所述滑动距离的时间间隔及所述滑动距离得到所述导电滑块的实时滑动速度，所述导电滑块的实时滑动速度即为所述活塞的实时运行速度。
20.在其中一个实施例中，所述高阻滑轨及所述低阻滑轨均包括相对的第一端及第二端，所述高阻滑轨的第一端与所述低阻滑轨的第一端位于所述导电滑块的同一侧；所述电压检测装置与所述高阻滑轨的第一端及所述低阻滑轨的第一端均相连接；所述基于所述检测电压、所述供电电压及所述高阻滑轨的长度得到所述导电滑块在任意两时间点之间滑动的滑动距离，包括：
21.基于如下公式获取时间点t1时刻，所述导电滑块至所述高阻滑轨的第一端的距离l1：
22.l1＝(v1/v)
×
l
23.其中，v1为时间点t1时刻的检测电压；v为所述供电电压；l为所述高阻滑轨的长度；
24.基于如下公式获取时间点t2时刻，所述导电滑块至所述高阻滑轨的第一端的距离l2：
25.l2＝(v2/v)
×
l
26.其中，v2为时间点t2时刻的检测电压；v为所述供电电压；l为所述高阻滑轨的长度；t2大于t1；
27.基于如下公式得到所述导电滑块在任意两时间点之间滑动的滑动距离δl：
28.δl＝l2-l1。
29.在其中一个实施例中，所述基于所述导电滑块滑动所述滑动距离的时间间隔及所述滑动距离得到所述导电滑块的实时滑动速度，包括：
30.基于如下公式得到所述导电滑块的实时滑动速度v：
31.v＝δl/δt
32.其中，δt＝t2-t1。
33.在其中一个实施例中，得到所述活塞的实时运行速度之后，还包括：
34.将所述实时运行速度与目标运行速度进行比对，并在所述实时运行速度与所述目标运行速度存在偏差时进行报警。
35.基于同样的发明构思，第三方面，本技术还提供一种半导体设备，包括：
36.如第一方面中所述的测试气缸；
37.处理装置，与所述电压检测装置相连接，用于实时获取所述活塞运动过程中的检测电压，基于所述检测电压、所述供电电源的供电电压及所述高阻滑轨的长度得到所述活塞的实时运行速度，并将所述实时运行速度与目标运行速度进行比对，在所述实时运行速度与所述目标运行速度存在偏差时生成报警信息；
38.报警装置，与所述处理装置相连接，用于在接收到报警信息时报警。
附图说明
39.为了更清楚地说明本技术实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
40.图1为本技术其中一个实施例提供的测试气缸的结构示意图。
41.图2为本技术一个实施例提供的测试气缸中的滑动变阻器与供电电源及电压检测装置的结构示意图；
42.图3为本技术另一个实施例提供的测试气缸中活塞运行速度的监测方法；
43.图4为本技术另一个实施例提供的测试气缸中活塞运行速度的监测方法中实时运行速度曲线与目标运行速度曲线的对比图；
44.图5为本技术又一实施例中提供的半导体设备的结构示意图。
45.附图标记说明：
46.10、气缸本体；11、活塞；12、滑动变阻器；121、高阻滑轨；122、低阻滑轨；123、导电滑块；13、供电电源；14、电压检测装置；15、磁感应侦测器；16、处理装置；17、报警装置。
具体实施方式
47.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的首选实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容更加透彻全面。
48.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
49.应当明白，当元件或层被称为在其它元件或层的表面时，其可以直接地在其它元件或层的表面，或者可以存在居间的元件或层。
50.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
51.在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下，除非使用了明确的限定用语，例如“仅”、“由
……
组成”等，否则还可以添加另一部件。除非相反地提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式，并不能理解为其数量为一个。
52.在日常的半导体制程中，会经常使用到具有气缸的半导体设备。在气缸工作的过
程中，气缸中的活塞需要严格按照运行速度进行运动，以确保产品的良率。在气缸实际的工作过程中，气缸会因为磨损、漏气和润滑油失效等原因，会导致气缸卡顿，造成爆冲现象；而爆冲会引起较为明显的震动，进而导致半导体设备宕机和颗粒缺陷(particle)的产生，从而导致产品良率的降低。目前一般通过在气缸相对两端分别设置两个磁性感应器来获取活塞的运行速度，但该方案只能通过检测气缸的运行时间及活塞的行程得到活塞在整个工作过程中的平均速度，并不能获取活塞在气缸工作过程中的实时运行速度，在气缸异常出现卡顿和发生爆冲现象时无法及时发现，从而容易导致半导体设备宕机和降低产品良率。
53.请参阅图1及图2，本技术根据一些实施例，提供一种测试气缸。具体的，本技术的测试气缸可以包括：气缸本体10；活塞11，活塞11位于气缸本体10内；滑动变阻器12，滑动变阻器12包括高阻滑轨121、低阻滑轨122及导电滑块123；高阻滑轨121及低阻滑轨122平行间隔排布于气缸本体10的外壁上；导电滑块123横跨高阻滑轨121及低阻滑轨122，与高阻滑轨121及低阻滑轨122均相接触；导电滑块123随活塞11一起运动；供电电源13，供电电源13与高阻滑轨121相对的两端相连接；电压检测装置14，电压检测装置14与高阻滑轨121的一端及低阻滑轨122的一端均相连接。
54.上述实施例提供的测试气缸中，通过增设置滑动变阻器12、供电电源13及电压检测装置14，在活塞11带动导电滑块123滑动时，可以根据电压检测装置14检测到的检测电源的变化对活塞的运行情况进行实时监控，从而在气缸存在问题时能够及时发现并更换，进而避免宕机的产生并提高产品的良率。
55.在其中一个示例中，测试气缸还可以包括磁环(未示出)，磁环套于活塞11的外围；导电滑块123可以包括磁吸式滑块。由于活塞11的外围套设有磁环，导电滑块123又为磁吸式滑块，在活塞11运动时，在磁耦合的作用下，导电滑块123会随着活塞11同步滑动。
56.当然，在其他示例中，也可以不设置磁环，直接将导电滑块123与活塞11通过连接杆相连接，以确保活塞11带动导电滑块123同步滑动。但此时需要在气缸本体10上开设确保连接杆可以从活塞本体10内部延伸至活塞本体10外部的且区别连接杆可以随着活塞11一起滑动的开口。
57.在其中一个示例中，测试气缸还可以包括多个磁感应侦测器15，多个磁感应侦测器15间隔排布于气缸本体10的外壁上。具体的，磁感应侦测器15的数量可以为两个，两个测感应侦测器15可以分别靠近气缸本体10相对的两端设置。
58.在其中一个示例中，电压检测装置14可以与高阻滑轨121及低阻滑轨122位于导电滑块123同一侧的一端均相连接。具体的，高阻滑轨121及低阻滑轨122可以均包括相对的第一端及第二端，高阻滑轨121的第一端与低阻滑轨122的第一端位于导电滑块123的同一侧；电压检测装置14与高阻滑轨121的第一端及低阻滑轨122的第一端均相连接。
59.具体的，供电电源13可以包括但不仅限于直流电源，当然，在其他示例中，供电电源13也可以为交流电源。
60.需要是说明的是，本实施例中中的高阻滑轨121是指阻值比较大的滑轨，至少要确保导电滑块123滑动时电压检测装置14可以检测到电压的变化；低阻滑轨122是指阻值较小的滑轨，低阻滑轨122的阻值可以小到近似忽略不计，低阻滑轨122可以当做导线来看待。高阻滑轨121可以起到导电滑块123的滑轨和侦测检测电压的作用；低阻滑轨122可以起到导电滑轨123的滑轨和导线的作用。
61.本实施例中的测试气缸通过电压检测装置14可以在活塞11运动的过程中实时检测到检测电压的变化，基于任意两个时间点的检测电压的变化、供电电源13的供电电压及高阻滑轨121的长度可以得到该两个时间点内活塞11的运动距离，基于运动距离及两个时间点之间的时间差即可以得到活塞11的实时运行速度。
62.在另一个实施例中，请结合图1及图2参阅图3，本技术提供一种测试气缸中活塞运行速度的监测方法，所述测试气缸为图1及图2中提供的测试气缸，监测方法可以包括如下步骤：
63.s10：活塞11滑动时，使用电压检测装置14实时检测，以得到检测电压；
64.s20：基于检测电压、供电电源13的供电电压及高阻滑轨121的长度得到活塞11的实时运行速度。
65.在其中一个实施例中，步骤s20中，基于检测电压、供电电源13的供电电压及高阻滑轨121的长度得到活塞11的实时运行速度，可以包括如下步骤：
66.s201：基于检测电压、供电电压及高阻滑轨121的长度得到导电滑块123在任意两时间点之间滑动的滑动距离；
67.s202：基于导电滑块123滑动距离的时间间隔及滑动距离得到导电滑块123的实时滑动速度，导电滑块123的实时滑动速度即为活塞11的实时运行速度。
68.在其中一个实施例中，高阻滑轨121及低阻滑轨122均包括相对的第一端及第二端，高阻滑轨121的第一端与低阻滑轨122的第一端位于导电滑块123的同一侧；电压检测装置14与高阻滑轨121的第一端及低阻滑轨122的第一端均相连接；步骤s201中，基于检测电压、供电电压及高阻滑轨121的长度得到导电滑块123在任意两时间点之间滑动的滑动距离，可以包括：
69.基于如下公式获取时间点t1时刻，导电滑块123至高阻滑轨121的第一端的距离l1：
70.l1＝(v1/v)
×
l
71.其中，v1为时间点t1时刻的检测电压；v为供电电压；l为高阻滑轨121的长度；
72.基于如下公式获取时间点t2时刻，所述导电滑块至所述高阻滑轨的第一端的距离l2：
73.l2＝(v2/v)
×
l
74.其中，v2为时间点t2时刻的检测电压；v为供电电压；l为高阻滑轨121的长度；t2大于t1；
75.基于如下公式得到导电滑块123在任意两时间点之间滑动的滑动距离：
76.δl＝l2-l1。即将l2与l1相减得到的差值即为滑动距离。
77.在其中一个实施例中，步骤s202中，基于导电滑块123滑动距离的时间间隔及滑动距离得到导电滑块123的实时滑动速度，导电滑块123的实时滑动速度即为活塞11的实时运行速度，可以包括：
78.基于如下公式得到导电滑块123的实时滑动速度v：
79.v＝δl/δt
80.其中，δt＝t2-t1。
81.在其中一个示例中，得到活塞11的实时运行速度之后，即步骤s20之后，还包括：
82.s30：将实时运行速度与目标运行速度进行比对，并在实时运行速度与所述目标运行速度存在偏差时进行报警。
83.具体的，步骤s30中，如图4所示，目标运行速度可以为具有上限和下限的区间范围，当实时运行速度位于区间范围内时，则表明实时运行速度正常，当实时运行速度超出区间范围时，则表示对应时间的实时运行速度异常，需要报警。
84.上述实施例提供的测试气缸中活塞运行速度的监测方法中，可以在活塞11运动的过程中实时检测到检测电压的变化，然后基于任意两个时间点的检测电压的变化、供电电源13的供电电压及高阻滑轨121的长度可以得到该两个时间点内活塞11的运动距离，基于运动距离及两个时间点之间的时间差即可以得到活塞11的实时运行速度，从而在气缸存在问题时能够及时发现并更换，进而避免宕机的产生并提高产品的良率。
85.请结合图1及图2参阅图5，本技术还提供一种半导体设备，半导体设备包括：
86.如图1及图2的实施例中所述的测试气缸；
87.处理装置16，处理装置16与电压检测装置14相连接，用于实时获取活塞11运动过程中的检测电压，基于检测电压、供电电源13的供电电压及高阻滑轨121的长度得到活塞11的实时运行速度，并将实时运行速度与目标运行速度进行比对，在实时运行速度与目标运行速度存在偏差时生成报警信息；
88.报警装置17，报警装置17与处理装置16相连接，用于在接收到报警信息时报警。
89.具体的，处理装置16基于检测电压、供电电源13的供电电压及高阻滑轨121的长度得到活塞11的实时运行速度的具体方法可以为：
90.首先，基于检测电压、供电电压及高阻滑轨121的长度得到导电滑块123在任意两时间点之间滑动的滑动距离；
91.然后，基于导电滑块123滑动距离的时间间隔及滑动距离得到导电滑块123的实时滑动速度，导电滑块123的实时滑动速度即为活塞11的实时运行速度。
92.具体的，处理装置16基于检测电压、供电电源13的供电电压及高阻滑轨121的长度得到活塞11的实时运行速度的具体方法可以为：
93.首先基于如下公式获取时间点t1时刻，导电滑块123至高阻滑轨121的第一端的距离l1：
94.l1＝(v1/v)
×
l
95.其中，v1为时间点t1时刻的检测电压；v为供电电压；l为高阻滑轨121的长度；
96.然后基于如下公式获取时间点t2时刻，所述导电滑块至所述高阻滑轨的第一端的距离l2：
97.l2＝(v2/v)
×
l
98.其中，v2为时间点t2时刻的检测电压；v为供电电压；l为高阻滑轨121的长度；t2大于t1；
99.接着基于如下公式得到导电滑块123在任意两时间点之间滑动的滑动距离：
100.δl＝l2-l1；即将l2与l1相减得到的差值即为滑动距离；
101.最后基于如下公式得到导电滑块123的实时滑动速度v：
102.v＝δl/δt
103.其中，δt＝t2-t1。
104.作为示例，报警装置17可以为声音报警器，也可以为光电报警器，还可以为声光报警器等等。
105.上述实施例提供的半导体设备中，通过测试气缸，可以在活塞11运动的过程中实时检测到检测电压的变化，然后基于检测电压、供电电源13的供电电压及高阻滑轨121的长度得到活塞11的实时运行速度，并在实时运行速度与目标运行速度存在偏差时发出报警，从而在气缸存在问题时能够及时发现并更换，进而避免宕机的产生并提高产品的良率。
106.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。
107.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。