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熱處理設(shè)備的溫度補(bǔ)償方法、溫度控制方法及系統(tǒng)的制作方法

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熱處理設(shè)備的溫度補(bǔ)償方法、溫度控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種溫度補(bǔ)償方法,包括在硅片保持件上安裝多個(gè)第二溫度傳感器;將硅片保持件搬入處理容器內(nèi),各第二溫度傳感器和處理容器內(nèi)的多個(gè)第一溫度傳感器一一對(duì)應(yīng);控制加熱器以第二溫度傳感器為控溫對(duì)象調(diào)整處理容器內(nèi)的溫度,使第二傳感器采集的溫度上升至多個(gè)離散溫度點(diǎn),當(dāng)采集溫度收斂于離散溫度點(diǎn)時(shí)控制其在該離散溫度點(diǎn)恒溫一定時(shí)間段;在每一離散溫度點(diǎn)的恒溫時(shí)間段內(nèi)周期性記錄多個(gè)第一和第二溫度傳感器所采集的溫度,并計(jì)算兩者的溫度差異值;在實(shí)際熱處理工藝中,根據(jù)各離散溫度點(diǎn)及其對(duì)應(yīng)的溫度差異值,通過(guò)線性插值法在線計(jì)算第一溫度傳感器的采集溫度對(duì)應(yīng)的溫度差異值作為其溫度補(bǔ)償值。本發(fā)明能夠抑制升溫階段的瞬間電力抖動(dòng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】熱處理設(shè)備的溫度補(bǔ)償方法、溫度控制方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體熱處理工藝溫度控制【技術(shù)領(lǐng)域】,特別涉及應(yīng)用于熱處理設(shè)備的溫度補(bǔ)償方法、溫度控制方法及溫度控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]硅片是一種重要的半導(dǎo)體材料,目前普遍采用自動(dòng)化程度更高、工藝性能更優(yōu)異的立式熱處理設(shè)備,對(duì)硅片進(jìn)行批處理工藝,如淀積、氧化和擴(kuò)散等加工工藝。隨著工藝特征尺寸的減小,對(duì)硅片表面的工藝處理精度提出了更高的要求,這些都依賴于工藝過(guò)程中的溫度控制的精度,尤其是硅片表面溫度的控制精度。
[0003]然而,在實(shí)際工藝過(guò)程中卻無(wú)法直接測(cè)量硅片溫度,這是因?yàn)槿粼诠杵习惭b了金屬熱電偶測(cè)溫,將會(huì)對(duì)硅片造成不可預(yù)估的金屬污染。因此,只能采用間接測(cè)量的方法。如圖1所示,現(xiàn)有技術(shù)中是通過(guò)在熱處理設(shè)備的處理容器內(nèi)設(shè)有Inner熱偶I,以該Inner熱偶所測(cè)得的溫度近似為硅片W的溫度。然而,雖然Inner熱偶較為接近硅片本身的溫度,但與硅片溫度之間仍然存在著實(shí)際的溫度差異。且實(shí)際進(jìn)行工藝過(guò)程中半導(dǎo)體熱處理設(shè)備將橫跨多個(gè)溫度區(qū)間,而不同的溫度區(qū)間硅片溫度與Inner熱偶溫度的差異值是不同的,因此采用Inner熱偶測(cè)量的溫度值不能正確反映硅片溫度,若以Inner熱偶測(cè)量的溫度值作為控溫對(duì)象,將嚴(yán)重影響工藝質(zhì)量,例如目標(biāo)膜厚的調(diào)節(jié),片間均勻性的調(diào)整等。
[0004]為解決上述問(wèn)題,需要對(duì)Inner熱偶測(cè)量的溫度值加以補(bǔ)償以近似硅片溫度,實(shí)際控溫對(duì)象為CtrlTemp = Inner熱偶的采樣值+溫度補(bǔ)償值,從而實(shí)現(xiàn)等效控制。但若采用不合適的補(bǔ)償方法,在工藝過(guò)程的升溫(RampUp)初始階段,計(jì)算出的溫度補(bǔ)償值發(fā)生偏差會(huì)造成實(shí)際控溫對(duì)象CtrlTemp突變,從而導(dǎo)致電力瞬間抖動(dòng)。特別是CVD工藝,會(huì)因該電力瞬間抖動(dòng),導(dǎo)致顆粒問(wèn)題。此外氧化工藝也會(huì)因電力抖動(dòng),延長(zhǎng)溫度的收斂時(shí)間,乃至工藝時(shí)間,降低設(shè)備產(chǎn)能。因此,需要提供一種合適的溫度補(bǔ)償方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的旨在提供一種能夠在工藝升溫階段抑制電力抖動(dòng)的溫度補(bǔ)償方法及溫度控制方法。
[0006]為達(dá)成上述目的,本發(fā)明提供一種用于半導(dǎo)體熱處理設(shè)備的溫度補(bǔ)償方法,所述半導(dǎo)體熱處理設(shè)備包括處理容器,對(duì)所述處理容器加熱的加熱器以及設(shè)于所述處理容器內(nèi)的第一溫度傳感器,所述溫度補(bǔ)償方法包括以下步驟:
[0007]SI,在硅片保持件上安裝多個(gè)第二溫度傳感器;
[0008]S2,將所述硅片保持件搬入所述處理容器內(nèi),各所述第二溫度傳感器與各所述第一溫度傳感器的位置一一對(duì)應(yīng);
[0009]S3,控制所述加熱器以所述第二溫度傳感器為控溫對(duì)象調(diào)整所述處理容器內(nèi)的溫度,使所述第二傳感器所采集的溫度上升至多個(gè)離散溫度點(diǎn),其中當(dāng)所述第二溫度傳感器所采集的溫度收斂于所述離散溫度點(diǎn)時(shí)控制其在該離散溫度點(diǎn)恒溫一定時(shí)間段;
[0010]S4,在每一個(gè)所述離散溫度點(diǎn)的恒溫時(shí)間段內(nèi)周期性地記錄所述第一溫度傳感器和第二溫度傳感器所采集的溫度,并計(jì)算得到每一個(gè)所述離散溫度點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的第二溫度傳感器和第一溫度傳感器的溫度差異值;以及
[0011]S5,在實(shí)際熱處理工藝中,根據(jù)所述第一溫度傳感器采集的溫度、各所述離散溫度點(diǎn)及各所述離散溫度點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述溫度差異值,通過(guò)線性插值法在線計(jì)算得到所述第一溫度傳感器采集的溫度所對(duì)應(yīng)的溫度差異值作為所述第一溫度傳感器所采集溫度的溫度補(bǔ)償值。
[0012]優(yōu)選地,步驟S4中每一個(gè)所述離散溫度點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的各所述區(qū)域的第二溫度傳感器和第一溫度傳感器所采集溫度的溫度差異值通過(guò)以下方法計(jì)算得到:在該離散溫度點(diǎn)的恒溫時(shí)間段內(nèi)所記錄的同一所述區(qū)域的第一溫度傳感器和第二溫度傳感器所采集溫度中選取多組數(shù)據(jù);以及計(jì)算出所述多組數(shù)據(jù)中第二溫度傳感器所采集溫度的平均值與第一溫度傳感器所采集溫度的平均值的差值以其作為該離散溫度點(diǎn)對(duì)應(yīng)的該區(qū)域的第二溫度傳感器和第一溫度傳感器所采集溫度的溫度差異值。
[0013]優(yōu)選地,步驟S5包括:建立各所述離散溫度點(diǎn)及其對(duì)應(yīng)的溫度差異值的差異表;以及查詢所述差異表,根據(jù)所述第一溫度傳感器采集的溫度所處的離散溫度點(diǎn)范圍,以該范圍的離散溫度點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度差異值為基值,通過(guò)線性插值法在線計(jì)算所述溫度補(bǔ)償值。
[0014]優(yōu)選地,所述恒溫時(shí)間段為2?4小時(shí)。
[0015]優(yōu)選地,對(duì)于每一個(gè)所述離散溫度點(diǎn)的恒溫時(shí)間段,記錄每一所述區(qū)域的所述第一溫度傳感器和第二溫度傳感器采集的溫度的周期為I?5秒。
[0016]本發(fā)明還提供了一種半導(dǎo)體熱處理設(shè)備的溫度控制方法,所述半導(dǎo)體熱處理設(shè)備包括處理容器,對(duì)所述處理容器加熱的加熱器以及設(shè)于所述處理容器中將該處理容器的內(nèi)部劃分為多個(gè)區(qū)域的多個(gè)第一溫度傳感器,所述溫度控制方法用于在熱處理工藝中根據(jù)溫控實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行溫度控制,其中所述溫控實(shí)驗(yàn)包括以下步驟:
[0017]SI I,在硅片保持件上安裝多個(gè)第二溫度傳感器;
[0018]S12,將所述硅片保持件搬入所述處理容器內(nèi),各所述第二溫度傳感器與各所述第一溫度傳感器的位置一一對(duì)應(yīng);
[0019]S13,控制所述加熱器以所述第二溫度傳感器為控溫對(duì)象調(diào)整所述處理容器內(nèi)的溫度,使每一所述第二傳感器所采集的溫度逐步上升至多個(gè)離散溫度點(diǎn),其中當(dāng)所述第二溫度傳感器所采集的溫度收斂于所述離散溫度點(diǎn)時(shí)控制其在該離散溫度點(diǎn)恒溫一定時(shí)間段;
[0020]S14,在每一個(gè)所述離散溫度點(diǎn)的恒溫時(shí)間段內(nèi)周期性地記錄每一所述區(qū)域的第一溫度傳感器和第二溫度傳感器所采集的溫度,并計(jì)算出每一個(gè)所述離散溫度點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的各所述區(qū)域的第二溫度傳感器和第一溫度傳感器所采集溫度的溫度差異值;
[0021 ] 所述溫度控制方法包括:
[0022]S21:根據(jù)各所述離散溫度點(diǎn)及各所述離散溫度點(diǎn)對(duì)應(yīng)的各所述區(qū)域的所述溫度差異值,通過(guò)線性插值法在線計(jì)算出熱處理工藝中所述第一溫度傳感器采集的溫度所對(duì)應(yīng)的溫度差異值作為該第一溫度傳感器所采集溫度的溫度補(bǔ)償值;以及
[0023]S22:以該第一溫度傳感器采集的溫度值與其溫度補(bǔ)償值之和作為控溫對(duì)象,通過(guò)所述加熱器對(duì)該第一溫度傳感器所處區(qū)域進(jìn)行溫度控制。
[0024]優(yōu)選地,步驟S14中每一個(gè)所述離散溫度點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的各所述區(qū)域的第二溫度傳感器和第一溫度傳感器所采集溫度的溫度差異值通過(guò)以下方法計(jì)算得到:在該離散溫度點(diǎn)的恒溫時(shí)間段內(nèi)所記錄的同一所述區(qū)域的第一溫度傳感器和第二溫度傳感器所采集溫度中選取多組數(shù)據(jù);以及計(jì)算出所述多組數(shù)據(jù)中第二溫度傳感器所采集溫度的平均值與第一溫度傳感器所采集溫度的平均值的差值以其作為該離散溫度點(diǎn)對(duì)應(yīng)的該區(qū)域的第二溫度傳感器和第一溫度傳感器所采集溫度的溫度差異值。
[0025]優(yōu)選地,步驟S21進(jìn)一步包括:建立各所述離散溫度點(diǎn)及其對(duì)應(yīng)的溫度差異值的差異表;以及查詢所述差異表,根據(jù)所述第一溫度傳感器采集的溫度所處的離散溫度點(diǎn)范圍,以該范圍的離散溫度點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度差異值為基值,通過(guò)線性插值法在線計(jì)算所述溫度補(bǔ)償值。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的另一方面,還提供一種實(shí)施上述溫度控制方法的系統(tǒng),包括:計(jì)算單元,用于根據(jù)各所述離散溫度點(diǎn)及其各所述離散溫度點(diǎn)對(duì)應(yīng)的各所述區(qū)域的所述溫度差異值,通過(guò)線性插值法在線計(jì)算出熱處理工藝中所述第一溫度傳感器采集的溫度所對(duì)應(yīng)的溫度差異值以作為其溫度補(bǔ)償值;以及控制單元,用于以該第一溫度傳感器采集的溫度值與其溫度補(bǔ)償值之和作為控溫對(duì)象,控制所述加熱器對(duì)該第一溫度傳感器所處區(qū)域進(jìn)行溫度控制。
[0027]優(yōu)選的,所述計(jì)算單元包括:表格建立模塊,用于建立各所述離散溫度點(diǎn)及其對(duì)應(yīng)的溫度差異值的差異表;以及在線計(jì)算模塊,用于查詢所述差異表格,根據(jù)所述第一溫度傳感器采集的溫度所處的離散溫度點(diǎn)范圍,以該范圍的離散溫度點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度差異值為基值,通過(guò)線性插值法在線計(jì)算所述溫度補(bǔ)償值。
[0028]本發(fā)明所提出的溫度補(bǔ)償方法,以安裝在硅片保持件上的第二傳感器為溫控對(duì)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn),獲得在各離散溫度時(shí)第二傳感器與處理容器內(nèi)第一傳感器的溫度差異值,在實(shí)際工藝時(shí)根據(jù)第一傳感器采集的實(shí)際溫度,通過(guò)線性插值法在線計(jì)算出第一傳感器的采集溫度的溫度補(bǔ)償值。當(dāng)進(jìn)行實(shí)際熱處理工藝時(shí),以溫度補(bǔ)償值與第一傳感器的采集值相累加后得到的累加溫度作為控溫對(duì)象,可實(shí)現(xiàn)升溫階段控溫對(duì)象的平滑過(guò)渡,從而抑制瞬間電力抖動(dòng);而在恒溫階段實(shí)際控溫對(duì)象也接近工藝要求對(duì)象硅片的真實(shí)溫度,保證工藝質(zhì)量。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中半導(dǎo)體熱處理設(shè)備的的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0030]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例溫度補(bǔ)償方法的流程圖;
[0031]圖3為本發(fā)明一實(shí)施例硅片保持件上第二傳感器的分布示意圖;
[0032]圖4為本發(fā)明一實(shí)施例熱處理工藝時(shí)的工藝溫度曲線。

【具體實(shí)施方式】
[0033]為使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚易懂,以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖,對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步說(shuō)明。當(dāng)然本發(fā)明并不局限于該具體實(shí)施例,本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0034]在半導(dǎo)體熱處理設(shè)備中,一個(gè)完整的工藝過(guò)程包括若干次不同的“升溫--g
溫——降溫”過(guò)程,尤其是在主工藝階段硅片表面溫度的均勻性直接決定了工藝質(zhì)量,需要高精度的恒溫?zé)釄?chǎng)控制。
[0035]盡管半導(dǎo)體熱處理設(shè)備溫控系統(tǒng)的控溫目標(biāo)是硅片溫度,然而在實(shí)際工藝過(guò)程中無(wú)法直接測(cè)量硅片溫度,只能采用間接測(cè)量的方法,如圖1所示Inner熱電偶I測(cè)得的溫度是設(shè)備內(nèi)最接近硅片溫度的,然而兩者之間仍然存在溫度差異。為解決上述問(wèn)題,本發(fā)明采用補(bǔ)償方法間接測(cè)量娃片溫度,使熱處理工藝的實(shí)際控溫對(duì)象CtrlTemp滿足=CtrlTemp =Inner熱電偶的采樣值+溫度補(bǔ)償值,以實(shí)現(xiàn)硅片溫度等效控制。
[0036]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例溫度補(bǔ)償方法的流程圖,其包括以下步驟:
[0037]S1:在硅片保持件上安裝多個(gè)溫度傳感器Wafer TC。
[0038]如圖3所示,在硅片保持件具有多個(gè)槽口,在標(biāo)注為M(Monitor)的多個(gè)槽口上均安裝溫度傳感器Wafer TC,而在其他槽口中可安裝擋片(dummy wafer)。
[0039]S2:將硅片保持件搬入半導(dǎo)體熱處理設(shè)備的處理容器內(nèi)。
[0040]通常來(lái)說(shuō),處理容器為反應(yīng)管,反應(yīng)管周?chē)O(shè)置有例如由電阻加熱絲構(gòu)成的加熱器。較佳的,加熱器可分為多個(gè)加熱器元件,獨(dú)立地控制發(fā)熱量。在處理容器的內(nèi)壁上,與加熱器相對(duì)應(yīng)設(shè)置有內(nèi)側(cè)溫度傳感器Inner,當(dāng)加熱器分為多個(gè)加熱器元件時(shí),內(nèi)側(cè)溫度傳感器Inner也為多個(gè),將反應(yīng)管內(nèi)部的處理空間劃分為多個(gè)區(qū)域。此時(shí),多個(gè)溫度傳感器Wafer TC是以分別與各區(qū)域及各內(nèi)側(cè)溫度傳感器Inner —一對(duì)應(yīng)的方式載置在硅片保持件上。如本實(shí)施例中,反應(yīng)管的內(nèi)部空間氛圍上部區(qū)域Τ0Ρ,中上部區(qū)域C-T0P,中部CTR,中下部C-BTM以及下部BTM五個(gè)區(qū)域,當(dāng)硅片保持件搬入處理容器后,每個(gè)區(qū)域都對(duì)應(yīng)安裝一內(nèi)側(cè)溫度傳感器Inner,溫度傳感器Wafer TC以及一加熱器元件。
[0041]S3:控制加熱器以溫度傳感器Wafer TC為控溫對(duì)象調(diào)整處理容器內(nèi)的溫度,使每一個(gè)溫度傳感器Wafer TC所采集的溫度均逐步上升至多個(gè)離散溫度點(diǎn),其中當(dāng)溫度傳感器Wafer TC所采集的溫度收斂于某一離散溫度點(diǎn)時(shí)控制其在該離散溫度點(diǎn)恒溫一定時(shí)間段。
[0042]具體來(lái)說(shuō),在將硅片保持件搬入處理容器后,通過(guò)加熱器的各個(gè)加熱元件對(duì)處理容器內(nèi)的多個(gè)區(qū)域加熱,此時(shí)是以溫度傳感器Wafer TC作為控溫對(duì)象,使得各傳感器WaferTC的溫度升至歸屬于多個(gè)溫度區(qū)間的離散溫度點(diǎn),若傳感器Wafer TC所采集的溫度在某個(gè)離散溫度點(diǎn)收斂,則在該離散溫度點(diǎn)恒溫一段時(shí)間,該恒溫時(shí)間段可以為2~4小時(shí),本實(shí)施例中為3小時(shí)。即當(dāng)傳感器Wafer TC所采集的溫度在離散溫度點(diǎn)I收斂時(shí),在該離散溫度點(diǎn)恒溫3小時(shí),之后再進(jìn)行升溫,當(dāng)傳感器Wafer TC所采集的溫度在離散溫度點(diǎn)2收斂,繼續(xù)恒溫3小時(shí),以此類(lèi)推。
[0043]S4:在每一個(gè)離散溫度點(diǎn)的恒溫時(shí)間段內(nèi)周期性地記錄每一個(gè)區(qū)域的內(nèi)側(cè)溫度傳感器Inner和傳感器Wafer TC所采集的溫度,并計(jì)算出每一個(gè)離散溫度點(diǎn)對(duì)應(yīng)的各區(qū)域的傳感器Wafer TC和傳感器Inner的溫度差異值。
[0044] 具體來(lái)說(shuō),對(duì)于某一個(gè)離散溫度點(diǎn)η來(lái)說(shuō),在該溫度點(diǎn)η的恒溫時(shí)間段內(nèi),每隔一定時(shí)間記錄處理容器內(nèi)全部?jī)?nèi)側(cè)溫度傳感器Inner和全部傳感器Wafer TC所采集的溫度,記錄周期可為I~5秒。本實(shí)施例中,5個(gè)傳感器Wafer TC分別載置于硅片保持件上對(duì)應(yīng)于5個(gè)內(nèi)側(cè)溫度傳感器Inner的位置,則對(duì)于每一個(gè)區(qū)域的內(nèi)側(cè)溫度傳感器Inner和傳感器Wafer TC所采集的溫度均加以周期性地記錄。之后,選取該恒溫時(shí)間段所記錄的相同區(qū)域的內(nèi)側(cè)溫度傳感器Inner和傳感器Wafer TC所采集溫度值的部分?jǐn)?shù)據(jù)組,每一組數(shù)據(jù)包括一對(duì)傳感器Inner和傳感器Wafer TC所采集的溫度。較佳的所選取的數(shù)據(jù)組為恒溫時(shí)間段的后1/4至1/2時(shí)間段的數(shù)據(jù)。如選取恒溫時(shí)間段最后I小時(shí)記錄的TOP區(qū)域的內(nèi)側(cè)溫度傳感器Inner和傳感器Wafer TC所采集的溫度數(shù)據(jù),求得最后I小時(shí)內(nèi)TOP區(qū)域內(nèi)側(cè)溫度傳感器Irmer采集的溫度數(shù)據(jù)的平均值以及傳感器Wafer TC采集的溫度數(shù)據(jù)的平均值的差值,即為離散溫度點(diǎn)η對(duì)應(yīng)的TOP區(qū)域的溫度差異值,offsetn,TOP = Averagelop(ffaferTC) -Averagelop (Inner)。由于內(nèi)側(cè)溫度傳感器Inner和傳感器Wafer TC均為5個(gè),離散溫度點(diǎn) η 對(duì)應(yīng)的溫度差異值也具有 5 個(gè),分別為 offsetn,TQP, offsetn;c_T0P, offsetn;CTE, offsetn;c_BTM以及offsetn,BTM,對(duì)應(yīng)于處理容器內(nèi)的5個(gè)區(qū)域。
[0045]因此,通過(guò)上述步驟SI至S4,在實(shí)際熱處理工藝之前,通過(guò)實(shí)驗(yàn)以傳感器WaferTC為控溫對(duì)象模擬了半導(dǎo)體熱處理設(shè)備的處理容器的升溫過(guò)程,并獲取了屬于不同溫度區(qū)間(例,區(qū)間溫度范圍為50°c)的離散溫度點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的傳感器Wafer TC與傳感器Inner的溫度差異值。
[0046]S5:在實(shí)際熱處理工藝中,根據(jù)各離散溫度點(diǎn)及各離散溫度點(diǎn)對(duì)應(yīng)的各個(gè)區(qū)域的溫度差異值,通過(guò)線性插值法在線計(jì)算出內(nèi)側(cè)溫度傳感器Irmer的采集溫度所對(duì)應(yīng)的溫度差異值,以其作為傳感器Inner所采集溫度的溫度補(bǔ)償值。
[0047]具體來(lái)說(shuō),首先建立關(guān)于各離散溫度點(diǎn)以及其對(duì)應(yīng)的溫度差異值的差異表,如表1所示。
[0048]

【權(quán)利要求】
1.一種用于半導(dǎo)體熱處理設(shè)備的溫度補(bǔ)償方法,所述半導(dǎo)體熱處理設(shè)備包括處理容器,對(duì)所述處理容器加熱的加熱器以及設(shè)于所述處理容器中將該處理容器的內(nèi)部劃分為多個(gè)區(qū)域的多個(gè)第一溫度傳感器,其特征在于,所述溫度補(bǔ)償方法包括以下步驟: SI,在硅片保持件上安裝多個(gè)第二溫度傳感器; S2,將所述硅片保持件搬入所述處理容器內(nèi),各所述第二溫度傳感器與各所述第一溫度傳感器的位置對(duì)應(yīng); S3,控制所述加熱器以所述第二溫度傳感器為控溫對(duì)象調(diào)整所述處理容器內(nèi)的溫度,使每一所述第二傳感器所采集的溫度逐步上升至多個(gè)離散溫度點(diǎn),其中當(dāng)所述第二溫度傳感器所采集的溫度收斂于所述離散溫度點(diǎn)時(shí)控制其在該離散溫度點(diǎn)恒溫一定時(shí)間段; S4,在每一個(gè)所述離散溫度點(diǎn)的恒溫時(shí)間段內(nèi)周期性地記錄每一所述區(qū)域的第一溫度傳感器和第二溫度傳感器所采集的溫度,并計(jì)算出每一個(gè)所述離散溫度點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的各所述區(qū)域的第二溫度傳感器 和第一溫度傳感器所采集溫度的溫度差異值;以及 S5,在實(shí)際熱處理工藝中,根據(jù)各所述離散溫度點(diǎn)及各所述離散溫度點(diǎn)對(duì)應(yīng)的各所述區(qū)域的所述溫度差異值,通過(guò)線性插值法在線計(jì)算得到所述第一溫度傳感器采集的溫度所對(duì)應(yīng)的溫度差異值作為該第一溫度傳感器所采集溫度的溫度補(bǔ)償值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度補(bǔ)償方法,其特征在于,步驟S4中每一個(gè)所述離散溫度點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的各所述區(qū)域的第二溫度傳感器和第一溫度傳感器所采集溫度的溫度差異值通過(guò)以下方法計(jì)算得到: 在該離散溫度點(diǎn)的恒溫時(shí)間段內(nèi)所記錄的同一所述區(qū)域的第一溫度傳感器和第二溫度傳感器所采集溫度中選取多組數(shù)據(jù);以及 計(jì)算出所述多組數(shù)據(jù)中第二溫度傳感器所采集溫度的平均值與第一溫度傳感器所采集溫度的平均值的差值以其作為該離散溫度點(diǎn)對(duì)應(yīng)的該區(qū)域的第二溫度傳感器和第一溫度傳感器所采集溫度的溫度差異值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的溫度補(bǔ)償方法,其特征在于,步驟S5包括: 建立各所述離散溫度點(diǎn)及其對(duì)應(yīng)的溫度差異值的差異表;以及 查詢所述差異表,根據(jù)所述第一溫度傳感器采集的溫度所處的離散溫度點(diǎn)范圍,以該范圍的離散溫度點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度差異值為基值,通過(guò)線性插值法在線計(jì)算所述溫度補(bǔ)償值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的溫度補(bǔ)償方法,其特征在于,所述恒溫時(shí)間段為2~4小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的溫度補(bǔ)償方法,其特征在于,對(duì)于每一個(gè)所述離散溫度點(diǎn)的恒溫時(shí)間段,記錄每一所述區(qū)域的第一溫度傳感器和第二溫度傳感器采集的溫度的周期為I~5秒。
6.一種用于半導(dǎo)體熱處理設(shè)備的溫度控制方法,所述半導(dǎo)體熱處理設(shè)備包括處理容器,對(duì)所述處理容器加熱的加熱器以及設(shè)于所述處理容器中將該處理容器的內(nèi)部劃分為多個(gè)區(qū)域的多個(gè)第一溫度傳感器,所述溫度控制方法用于在熱處理工藝中根據(jù)溫控實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行溫度控制,其特征在于,所述溫控實(shí)驗(yàn)包括以下步驟: SI I,在硅片保持件上安裝多個(gè)第二溫度傳感器; S12,將所述硅片保持件搬入所述處理容器內(nèi),各所述第二溫度傳感器與各所述第一溫度傳感器的位置一一對(duì)應(yīng);S13,控制所述加熱器以所述第二溫度傳感器為控溫對(duì)象調(diào)整所述處理容器內(nèi)的溫度,使每一所述第二傳感器所采集的溫度逐步上升至多個(gè)離散溫度點(diǎn),其中當(dāng)所述第二溫度傳感器所采集的溫度收斂于所述離散溫度點(diǎn)時(shí)控制其在該離散溫度點(diǎn)恒溫一定時(shí)間段; S14,在每一個(gè)所述離散溫度點(diǎn)的恒溫時(shí)間段內(nèi)周期性地記錄每一所述區(qū)域的第一溫度傳感器和第二溫度傳感器所采集的溫度,并計(jì)算出每一個(gè)所述離散溫度點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的各所述區(qū)域的第二溫度傳感器和第一溫度傳感器所采集溫度的溫度差異值; 所述溫度控制方法包括: 521:根據(jù)各所述離散溫度點(diǎn)及各所述離散溫度點(diǎn)對(duì)應(yīng)的各所述區(qū)域的所述溫度差異值,通過(guò)線性插值法在線計(jì)算出熱處理工藝中所述第一溫度傳感器采集的溫度所對(duì)應(yīng)的溫度差異值作為該第一溫度傳感器所采集溫度的溫度補(bǔ)償值;以及 522:以該第一溫度傳感器采集的溫度值與其溫度補(bǔ)償值之和作為控溫對(duì)象,通過(guò)所述加熱器對(duì)該第一溫度傳感器所處區(qū)域進(jìn)行溫度控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的溫度控制方法,其特征在于,步驟S14中每一個(gè)所述離散溫度點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的各所述區(qū)域的第二溫度傳感器和第一溫度傳感器所采集溫度的溫度差異值通過(guò)以下方法計(jì)算得到: 在該離散溫度點(diǎn)的恒溫時(shí)間段內(nèi)所記錄的同一所述區(qū)域的第一溫度傳感器和第二溫度傳感器所采集溫度中選取多組數(shù)據(jù);以及 計(jì)算出所述多組數(shù)據(jù)中第二溫度傳感器所采集溫度的平均值與第一溫度傳感器所采集溫度的平均值的差值以其作為該離散溫度點(diǎn)對(duì)應(yīng)的該區(qū)域的第二溫度傳感器和第一溫度傳感器所采集溫度的溫度差異值。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的溫度控制方法,其特征在于,步驟S21進(jìn)一步包括: 建立各所述離散溫度點(diǎn)及其對(duì)應(yīng)的溫度差異值的差異表;以及 查詢所述差異表,根據(jù)所述第一溫度傳感器采集的溫度所處的離散溫度點(diǎn)范圍,以該范圍的離散溫度點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度差異值為基值,通過(guò)線性插值法在線計(jì)算所述溫度補(bǔ)償值。
9.一種實(shí)施權(quán)利要求6所述的溫度控制方法的系統(tǒng),其特征在于,包括: 計(jì)算單元,用于根據(jù)各所述離散溫度點(diǎn)及其各所述離散溫度點(diǎn)對(duì)應(yīng)的各所述區(qū)域的所述溫度差異值,通過(guò)線性插值法在線計(jì)算出熱處理工藝中所述第一溫度傳感器采集的溫度所對(duì)應(yīng)的溫度差異值以作為其溫度補(bǔ)償值;以及 控制單元,用于以該第一溫度傳感器采集的溫度值與其溫度補(bǔ)償值之和作為控溫對(duì)象,控制所述加熱器對(duì)該第一溫度傳感器所處區(qū)域進(jìn)行溫度控制。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的溫度控制系統(tǒng),其特征在于,所述計(jì)算單元包括: 表格建立模塊,用于建立各所述離散溫度點(diǎn)及其對(duì)應(yīng)的溫度差異值的差異表;以及 在線計(jì)算模塊,用于查詢所述差異表格,根據(jù)所述第一溫度傳感器采集的溫度所處的離散溫度點(diǎn)范圍,以該范圍的離散溫度點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度差異值為基值,通過(guò)線性插值法在線計(jì)算所述溫度補(bǔ)償值。
【文檔編號(hào)】G05D23/32GK104076842SQ201410307129
【公開(kāi)日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】王艾, 徐冬, 張乾 申請(qǐng)人:北京七星華創(chuàng)電子股份有限公司
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