一种半导体设备的故障排查方法及故障排查装置

摘要

本发明提供了一种半导体设备的故障排查方法及故障排查装置，以解决无法快速准确判断半导体设备的硬件电路是否正常工作，给故障排查造成困扰的问题。一种半导体设备的故障排查方法包括：在半导体设备的硬件电路末端添加指示所述硬件电路状态的标识；向所述硬件电路发送操作命令，所述硬件电路依据所述操作命令的执行情况设置所述硬件电路状态的标识；依据所述硬件电路状态的标识判断所述硬件电路是否发生故障；当所述硬件电路未发生故障时，排查除所述硬件电路之外的所述半导体设备的其他部件。本发明能够更快的锁定故障，减少了设备维护时间，提高了故障排查的效率。

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种半导体设备的故障排查方 法及故障排查装置。

背景技术

在半导体行业，很多设备都是远程控制的，即操作者面对的只是一台充 当人机界面的电脑，真正的设备在另外的房间。如何在人机界面上及时准确 显示设备的状态以便对设备进行控制，显得尤为重要。现有的对半导体设备 的控制方法如下，以真空系统为例进行说明：

刻蚀机的真空系统包括真空获得装置和真空测量装置，其中真空获得装 置指泵，它的作用是把腔室由大气抽到真空。干法刻蚀需要足够高的真空(毫 托级)，因此必须使用高真空泵，在半导体行业普遍使用的高真空泵为分子 泵，然而分子泵不能直接抽大气，所以就需要一个前级泵，称为干泵。腔室 的真空达到什么状态需要测量装置来测量，一般来说采用的测量装置为真空 规。整个真空系统的工作原理如图1所示。腔室大气状态下，首先启动干泵， 干泵启动后开阀1对腔室进行粗抽，达到一定的真空度要求时，真空规会给 出一个开关信号，此信号触发分子泵的启动，同时阀1关闭，阀2，阀3打 开，通过分子泵抽腔室，最终达到刻蚀工艺对腔室高真空度的要求。

一般来说阀的打开需要给阀一个24V的电压，以阀1为例，开阀1的原 理图如图2所示，硬件电路图如图3所示。干泵把干泵已经开启的信号作为 一个输入传给硬件电路，控制器把开阀命令下达给硬件电路，硬件电路经过 逻辑，把开阀的24伏信号送给电磁阀，电磁阀即可打开。从图2还可以看 出，干泵能够提供已经开启的信号给控制器，而电磁阀只是得到24伏就动 作，没有表征阀开启状态的信号给出。

现有的控制方法设计人机界面上阀没开时为灰色，只要控制器发送了开 阀的命令，就把人机界面上阀的状态更新为开启状态(绿色)，如果说发了 开阀命令，界面上的阀状态显示为开启，而实际硬件电路有问题，没有给出 开阀的24V，也就是说阀本身没有打开，这样硬件电路的状态并没有反馈， 无法快速判断出硬件电路是否发生故障，在分析问题时容易造成干扰。比如 界面上阀显示开启后，腔室真空抽不下来，会怀疑腔室有漏或者真空规读数 不准，给问题的排查增加了难度，消耗了时间并且影响了设备产能。

发明内容

本发明提供一种半导体设备的故障排查方法及故障排查装置，以解决无 法快速准确判断半导体设备的硬件电路是否正常工作，给故障排查造成困扰 的问题。

为了解决上述问题，本发明公开了一种半导体设备的故障排查方法，包 括：

在半导体设备的硬件电路末端添加指示所述硬件电路状态的标识；

向所述硬件电路发送操作命令，所述硬件电路依据所述操作命令的执行 情况设置所述硬件电路状态的标识；

依据所述硬件电路状态的标识判断所述硬件电路是否发生故障；

当所述硬件电路未发生故障时，排查除所述硬件电路之外的所述半导体 设备的其他部件。

可选地，所述在半导体设备的硬件电路末端添加指示所述硬件电路状态 的标识，包括：

在半导体设备的硬件电路末端添加数字输入信号指示所述硬件电路的 状态，所述数字输入信号上传给所述半导体设备的控制器。

可选地，所述依据所述硬件电路状态的标识判断所述硬件电路是否发生 故障，包括：

所述半导体设备的控制器依据所述数字输入信号的接收情况判断所述 硬件电路是否发生故障；

若所述半导体设备的控制器接收到所述数字输入信号，则所述硬件电路 未发生故障；

若所述半导体设备的控制器未接收到所述数字输入信号，则所述硬件电 路发生故障。

可选地，所述依据所述硬件电路状态的标识判断所述硬件电路是否发生 故障，还包括：

依据所述数字输入信号的接收情况设置人机界面；

当接收到所述数字输入信号时，设置人机界面显示硬件电路正常；

当未接收到所述数字输入信号时，设置人机界面显示硬件电路故障；

依据所述人机界面的显示情况判断所述硬件电路是否发生故障。

可选地，所述在半导体设备的硬件电路末端添加指示所述硬件电路状态 的标识，包括：

在半导体设备的硬件电路末端添加指示灯指示所述硬件电路的状态。

可选地，所述依据所述硬件电路状态的标识判断所述硬件电路是否发生 故障，包括：

依据所述添加的指示灯判断所述硬件电路是否发生故障；

若所述指示灯亮，则判定所述硬件电路未发生故障；

若所述指示灯不亮，则判定所述硬件电路发生故障。

本发明还公开了一种半导体设备的故障排查装置，包括：硬件电路和控 制器；

所述硬件电路包括：

添加模块，用于在半导体设备的硬件电路末端添加指示所述硬件电路状 态的标识；

所述控制器包括：

发送模块，用于向所述硬件电路发送操作命令，所述硬件电路依据所述 操作命令的执行情况设置所述硬件电路状态的标识；

第一排查模块，用于依据所述硬件电路状态的标识判断所述硬件电路是 否发生故障；

第二排查模块，用于当所述第一排查模块确定所述硬件电路未发生故障 时，排查除所述硬件电路之外的所述半导体设备的其他部件。

可选地，所述添加模块包括：

信号添加子模块，用于在半导体设备的硬件电路末端添加数字输入信号 指示所述硬件电路的状态，所述数字输入信号上传给所述半导体设备的控制 器。

可选地，所述第一排查模块包括：

接收排查子模块，用于依据所述数字输入信号的接收情况判断所述硬件 电路是否发生故障；若接收到所述数字输入信号，则所述硬件电路未发生故 障；若所述半导体设备的控制器未接收到所述数字输入信号，则所述硬件电 路发生故障。

可选地，所述添加模块包括：

指示灯添加子模块，用于在半导体设备的硬件电路末端添加指示灯指示 所述硬件电路的状态。

可选地，所述第一排查模块包括：

指示灯排查子模块，用于依据所述添加的指示灯判断所述硬件电路是否 发生故障；若所述指示灯亮，则判定所述硬件电路未发生故障；若所述指示 灯不亮，则判定所述硬件电路发生故障。

与现有技术相比，本发明包括以下优点：

本发明在半导体硬件电路的末端添加指示硬件电路状态的标识，硬件电 路依据操作命令的执行情况设置所述硬件电路状态的标识，即硬件电路状态 的标识是硬件电路执行情况的反馈；故障发生时，依据所述硬件电路状态的 标识判断硬件电路是否发生故障，更加准确可靠，不需要维护人员人工测试 电路板来判断硬件电路是否发生故障，能够更快的锁定故障，减少了设备维 护时间，提高了故障排查的效率。而且降低了对维护人员的要求，根本上解 决了电路板在测试时被误碰而烧毁的次生灾害。

附图说明

图1是真空系统工作原理的示意图；

图2是开阀1的原理图；

图3是开阀的硬件电路的示意图；

图4是本发明实施例一种半导体设备的故障排查方法的流程图；

图5是本发明实施例在硬件电路末端添加指示硬件电路状态的标识的示 意图；

图6是本发明另一实施例一种半导体设备的故障排查方法的流程图；

图7是本发明实施例在硬件电路末端添加数字输入信号的示意图；

图8是本发明实施例信号传输的原理图；

图9是本发明另一实施例一种半导体设备的故障排查方法的流程图；

图10是本发明实施例在硬件电路末端添加指示灯的示意图；

图11是本发明实施例抽空真的流程图；

图12是本发明实施例一种半导体设备的故障排查装置的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图 和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一：

参照图4，示出了本发明一种半导体设备的故障排查方法的流程图，本 实施例具体可以包括以下步骤：

步骤100，在半导体设备的硬件电路末端添加指示所述硬件电路状态的 标识；

为了准确及时的了解半导体设备的硬件电路是否正常工作，以便进行故 障排查，本实施例在半导体设备的硬件电路末端添加了指示所述硬件电路状 态的标识，如图5所示，这里所说的硬件电路状态的标识可以为数字信号， 也可以为指示灯等实体部件，可以表征硬件电路的状态即可，本实施例对此 不作限制。

需要说明的是，本实施例之所以在硬件电路的“末端”添加上述硬件电 路状态的标识，是为了后续步骤102向硬件电路发送操作命令后，判断硬件 电路是否正确执行了所述操作命令，如果硬件电路顺利执行操作命令，操作 命令顺利运行到硬件电路的末端，硬件电路状态的标识就会被设置，在电路 “末端”添加，可以准确反映操作命令是否执行到硬件电路的末端，即硬件 电路是否正常工作。如果是在硬件电路的“首端”添加上述标识，只能说明 硬件电路接收到操作命令，至于操作命令是否正确执行就无从得知，因此本 实施例在硬件电路的“末端”添加指示所述硬件电路状态的标识，可以很好 地反映硬件电路对操作命令的实际执行情况，从而了解到硬件电路是否正常 工作，进而判断硬件电路是否发生故障。如果硬件电路正常工作，说明硬件 电路没有发生故障，故障发生在别的部件上；如果硬件电路没有正常工作， 说明硬件电路处发生了故障，可以通过更换电路板等手段排除故障。

步骤102，向所述硬件电路发送操作命令，所述硬件电路依据所述操作 命令的执行情况设置所述硬件电路状态的标识；

本实施例中可以向硬件电路发送操作命令，操作命令可以是开阀命令、 开射频电源命令等，本实施例对此不做限制。本步骤向硬件电路发送操作命 令，是为了依据硬件电路是否执行此操作命令来判断硬件电路是否发生了故 障。硬件电路在接收到操作命令后，执行所述操作命令。上述硬件电路依据 所述操作命令的执行情况设置所述硬件电路状态的标识，具体如下：

如果硬件电路正确执行了所述操作命令，即操作命令顺利到达硬件电路 末端所添加的硬件电路状态的标识处，则设置硬件电路状态的标识为正常；

如果硬件电路在执行操作命令时出错或者没有执行所述操作命令，操作 命令则无法到达硬件电路的末端，此时设置硬件电路状态的标识为故障。

步骤104，依据所述硬件电路状态的标识判断所述硬件电路是否发生故 障；

本实施例中可以依据“硬件电路依据所述操作命令的执行情况设置的硬 件电路状态的标识”来判断所述硬件电路是否发生故障，步骤102的说明中 描述了硬件电路状态的标识的设置方法，如果硬件电路状态的标识被设置为 正常，说明硬件电路正常工作，没有发生故障；如果硬件电路状态的标识被 设置为故障，则说明硬件电路发生了故障，硬件电路没有正常工作。

根据步骤100中的描述，本实施例根据硬件电路状态的标识来判断硬件 电路是否正确执行了操作命令，进而判断硬件电路是否正常工作，根本上是 根据硬件电路的反馈(硬件电路依据操作命令的执行情况设置的硬件电路状 态的标识)来判断硬件电路是否发生故障的，因此该判断方法准确可靠，依 据硬件电路状态的标识也可以迅速了解到硬件电路是否发生故障，不需要设 备维护人员人工去测试电路板，降低了对维护人员的要求，可以快速锁定故 障，提高了故障排查的效率；而且从根本上解决了电路板在测试时被误碰而 烧毁的次生灾害。

步骤106，当所述硬件电路未发生故障时，排查除所述硬件电路之外的 所述半导体设备的其他部件。

步骤104中如果判断出所述硬件电路没有发生故障，那么导致半导体设 备故障的是除硬件电路之外的所述半导体设备的其他部件，此时继续排查除 硬件电路之外的半导体设备的其他部件即可。如果步骤104已经判断出硬件 电路发生故障，已经锁定了故障，就可以采取相应的措施来解除故障。

本实施例在半导体硬件电路的末端添加指示硬件电路状态的标识，硬件 电路依据操作命令的执行情况设置所述硬件电路状态的标识，即硬件电路状 态的标识是硬件电路执行情况的反馈；故障发生时，依据所述硬件电路状态 的标识判断硬件电路是否发生故障，更加准确可靠，不需要维护人员人工测 试电路板来判断硬件电路是否发生故障，能够更快的锁定故障，减少了设备 维护时间，提高了故障排查的效率。而且降低了对维护人员的要求，根本上 解决了电路板在测试时被误碰而烧毁的次生灾害。

实施例二：

参照图6，示出了本发明一种半导体设备的故障排查方法的流程图，具 体可以包括以下步骤：

步骤200，在半导体设备的硬件电路末端添加数字输入信号指示所述硬 件电路的状态，所述数字输入信号上传给所述半导体设备的控制器。

本实施例选用数字输入信号作为指示硬件电路状态的标识，添加到硬件 电路的末端，在硬件电路正确执行操作命令后，所述数字输入信号上传给所 述半导体设备的控制器。下面以操作命令为开阀命令为例进行说明：

本实施例添加了数字输入信号的开阀硬件电路如图7所示，从图7可以 看出驱动电磁阀的最末端为继电器，继电器动作了阀就可以接到24V的电压 信号，本实施例使用继电器的另一组触电作为衡量硬件电路状态的数字输入 信号上传给控制器。具体添加了openvalvel circuit ok这个数字输入信号，如 果硬件电路正常工作，会上传openvalvel circuit ok这个数字输入信号至控制 器。

本实施例的信号传输原理框图如图8所示，电磁阀正常开启，即硬件电 路正常工作的话，数字输入信号会上传给控制器。即硬件电路是否正常工作 会反馈给控制器，这样控制器可以根据硬件电路所反馈的数字输入信号来判 断硬件电路是否正常工作了。

步骤202，向所述硬件电路发送操作命令，所述硬件电路依据所述操作 命令的执行情况设置所述硬件电路状态的标识；

本实施例中可以向硬件电路发送操作命令，操作命令可以是开阀命令、 开射频电源命令等，本实施例对此不做限制。本步骤向硬件电路发送操作命 令，是为了依据硬件电路是否执行此操作命令来判断硬件电路是否发生了故 障。硬件电路在接收到操作命令后，执行所述操作命令。上述硬件电路依据 所述操作命令的执行情况设置所述硬件电路状态的标识，具体可参见实施例 一步骤102中的相关描述，本实施例在此不作赘述。

步骤204，所述半导体设备的控制器依据所述数字输入信号的接收情况 判断所述硬件电路是否发生故障；

本实施例中若所述半导体设备的控制器接收到所述数字输入信号，则所 述硬件电路未发生故障；若所述半导体设备的控制器未接收到所述数字输入 信号，则所述硬件电路发生故障。

需要说明的是，本实施例中硬件电路正确执行了操作命令后，会发送数 字输入信号给控制器，因此可以依据是否接收到数字输入信号来判断硬件电 路是否正确执行了操作命令，从而判断硬件电路是否正常工作。如果硬件电 路可以正确执行操作命令，说明硬件电路没有发生故障。

在本发明的一种优选实施例中，本步骤依据所述硬件电路状态的标识判 断所述硬件电路是否发生故障，还可以通过以下方式来实现，

依据所述数字输入信号的接收情况设置人机界面；

当接收到所述数字输入信号时，设置人机界面显示硬件电路正常；

当未接收到所述数字输入信号时，设置人机界面显示硬件电路故障；

依据所述人机界面的显示情况判断所述硬件电路是否发生故障。

需要说明的是，上述人机界面可以是充当人机界面的电脑，上述实现方 式对于操作者和真正的设备不在一个房间(远程控制)的半导体设备尤其有 效。

步骤206，当所述硬件电路未发生故障时，排查除所述硬件电路之外的 所述半导体设备的其他部件。

采用本实施例添加了数字输入信号以后的硬件电路，如果半导体设备出 了故障，可以很容易的锁定故障，方便排查。例如，人机界面发出了开阀抽 真空的命令，而腔室的真空度没有降下来，首先从人机界面上看一下开阀命 令在硬件电路上是否正常执行，也就是openvalvel circuit ok这个数字输入信 号有没有，如果这个信号没有，那就说明硬件电路出现了故障，可以更换硬 件电路板来排除故障如果openvalvel circuit ok这个数字输入信号有，说明硬 件电路正常工作，硬件电路并没有发生故障，排查硬件电路以外的其他部件。 如果没有这个硬件电路状态的反馈(数字输入信号)，判断硬件电路是否发 生故障还需要去测试硬件电路板，设备维护的复杂性较高，对设备维护人员 的要求也较高，本实施例使判断硬件电路变得方便快捷，提高了设备故障排 查的效率。

而且，半导体行业很多设备是远程控制的，操作者面对的指示一台充当 人机界面的电脑，真正的设备在另外的房间，上述优选实施例将数字输入信 号上传给控制器并在人机界面上显示，当半导体设备发生故障时，可以在人 机界面上充分直观地显示半导体设备的故障点，方便故障排查，节省了设备 维护的时间，降低故障时机台的宕机时间，减小了故障对设备产能的影响， 优化了半导体设备的远程控制。

实施例三：

参照图9，示出了本发明一种半导体设备的故障排查方法的流程图，具 体可以包括以下步骤：

步骤300，在半导体设备的硬件电路末端添加指示灯指示所述硬件电路 的状态。

本实施例选用指示灯作为指示硬件电路状态的标识，添加到硬件电路的 末端，在硬件电路正确执行操作命令后，所述指示灯亮，后续可以依据指示 灯是否亮来判断硬件电路是否发生故障。

需要说明的是，上述选用指示灯作为硬件电路状态的标识，对于操作者 和机台在一个空间操作的行业尤其有效，本实施例不添加数字输入信号进行 上传，而是在硬件电路的末端添加一个指示灯来表征硬件电路的状态，这样 会减小对控制系统数字输入通道的占用，如图10所示，DS4这个指示灯就 能指明开阀这个命令在硬件电路中是否正确执行，DS4指示灯亮表明开阀命 令在硬件电路中正确执行了；DS4指示灯不亮，则表明开阀命令在硬件电路 中没有正确执行，硬件电路出现故障。

步骤302，向所述硬件电路发送操作命令，所述硬件电路依据所述操作 命令的执行情况设置所述硬件电路状态的标识；

本步骤可以参加实施例一步骤102中的相关描述，本实施例在此不作赘 述。

步骤304，依据所述添加的指示灯判断所述硬件电路是否发生故障；

本实施例中若所述指示灯亮，则判定所述硬件电路未发生故障；若所述 指示灯不亮，则判定所述硬件电路发生故障。

步骤306，当所述硬件电路未发生故障时，排查除所述硬件电路之外的 所述半导体设备的其他部件。

本实施例选用指示灯作为硬件电路状态的标识，对于操作者和机台在一 个空间操作的行业尤其有效，本实施例不添加数字输入信号进行上传，而是 在硬件电路的末端添加一个指示灯来表征硬件电路的状态，这样会减小对控 制系统数字输入通道的占用。

需要说明的是，上述实施例仅以开阀命令为例进行说明，本发明并不限 于开阀命令，还可以应用在抽真空命令中，控制器发送抽真空命令给硬件电 路，具体流程图如图11所示，包括：

步骤401，打开抽气阀；

步骤402，等待5分钟；

步骤403，判断腔室压力是否小于规定值；

若腔室压力不小于规定值，则执行步骤304判断硬件电路的状态是否正 常；若腔室压力小于规定值，则结束。

步骤404，判断硬件电路的状态是否正常；

若硬件电路的状态正常，则执行步骤305排查其他部件；

若硬件电路的状态不正常，则说明硬件电路故障，执行步骤306更换电 路板。

基于上述方法实施例的描述，本发明还提供了相应的故障排查装置，来 实现上述方法实施例所述的内容。具体如下：

实施例四：

参照图12，示出了本发明一种半导体设备的故障排查方法的流程图，具 体可以包括：硬件电路10和控制器12；

所述硬件电路10包括：

添加模块101，用于在半导体设备的硬件电路末端添加指示所述硬件电 路状态的标识；

在本发明的一种优选实施例中，所述添加模块101包括：

信号添加子模块，用于在半导体设备的硬件电路末端添加数字输入信号 指示所述硬件电路的状态，所述数字输入信号上传给所述半导体设备的控制 器。

在本发明的另一种优选实施例中，所述添加模块101包括：

指示灯添加子模块，用于在半导体设备的硬件电路末端添加指示灯指示 所述硬件电路的状态。

所述控制器12包括：

发送模块121，用于向所述硬件电路发送操作命令，所述硬件电路依据 所述操作命令的执行情况设置所述硬件电路状态的标识；

第一排查模块122，用于依据所述硬件电路状态的标识判断所述硬件电 路是否发生故障；

在本发明的一种优选实施例中，所述第一排查模块122包括：

接收排查子模块，用于依据所述数字输入信号的接收情况判断所述硬件 电路是否发生故障；若接收到所述数字输入信号，则所述硬件电路未发生故 障；若所述半导体设备的控制器未接收到所述数字输入信号，则所述硬件电 路发生故障。

在本发明的另一种优选实施例中，所述第一排查模块122包括：

指示灯排查子模块，用于依据所述添加的指示灯判断所述硬件电路是否 发生故障；若所述指示灯亮，则判定所述硬件电路未发生故障；若所述指示 灯不亮，则判定所述硬件电路发生故障。

第二排查模块123，用于当所述第一排查模块确定所述硬件电路未发生 故障时，排查除所述硬件电路之外的所述半导体设备的其他部件。

对于故障排查装置的实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以 描述的比较简单，相关之处参见图4方法实施例的部分说明即可。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明 的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见 即可。

以上对本发明所提供的一种半导体设备的故障排查方法及故障排查装 置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进 行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思 想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方 式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本 发明的限制。