控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种控制系统，所述控制系统包括：用于探测所述反应腔内的气体信息的探测单元；用于基于所述气体信息设定控制参数的参数设定单元，所述参数设定单元与所述探测单元相连；基于所述参数设定单元设定的控制参数控制所述加热单元进行加热的控制单元，所述控制单元与所述参数设定单元相连。本实用新型专利技术的控制系统可以根据反应腔内微环境的不同，实现对加热单元的精准控制。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及半导体
，特别是涉及一种控制系统。
技术介绍
半导体器件的制备需要经过沉积工艺、刻蚀工艺、离子注入工艺等多个过程。在沉积工艺、刻蚀工艺、离子注入工艺等工艺中，需要将晶圆(Wafer)放置于可密闭的反应腔(Chamber)中，以对所述晶圆进行工艺处理。在所述反应腔内，温度的控制对所述反应腔内的微环境起着举足轻重的作用，因此，控制反应腔内的温度对工艺处理非常重要。以下以沉积工艺为例具体说明在现有技术中对反应腔内的温度进行控制的方法。现有的沉积工艺通常利用两种或两种以上的源物质发生反应，在衬底上形成相应的沉积材料层，现有技术中沉积设备的反应腔的结构如图1所示。在图1中，在反应腔110内，衬底150放置于托盘140上，进气管路121用于向反应腔110内输送气体，用于将反应气体和/或载体气体提供至衬底150，托盘140下方放置加热单元130，用于对衬底150进行加热，出气管路122用于向反应腔110外排除气体。控制单元161控制所述加热单元130的功率输出，以使得所述托盘140和所述衬底150的温度达到目标温度。在现有技术中，所述控制单元161根据所述托盘140和/或所述衬底150的目标温度设定控制参数，通过控制所述加热单元130功率或电流等控制所述加热单元130对所述托盘140和/或所述衬底150进行加热。但在反应腔110内为一密闭的微环境，所述微环境中的气体的组分、流量、流速或压力等，都会影响所述微环境，从而影响所述托盘140和/或所述衬底150的温度，进一步地会影响所述控制单元161的调节能力和调节精度。比如，在沉积GaN-LED外延片的工艺中根据不同的工艺条件需要会存在以下的情况，一种可能为所述微环境中所述气体主要由导热性较好的氢气和氨气组成的混合气体，另一种可能为所述微环境中所述气体主要由导热性一般的氮气和氨气组成的混合气体，还有一种可能所述微环境中所述气体主要由氢气、氮气和氨气组成的混合气体，如果在上述各种情况下选择同样的所述控制参数，由于各种情况下气体的导热性不同，使得两种情况下的所述微环境不同，使得所述托盘140和/或所述衬底150被加热的情况不同，从而影响所述沉积材料层的性能。因此，如何根据反应腔内微环境的不同，实现对加热单元的精准控制，已成为本领域技术人员需要解决的问题。
技术实现思路
现有技术的控制系统无法根据反应腔内微环境的不同，实现对加热单元的精准控制，本技术提供一种能解决上述问题的控制系统。本技术提供一种控制系统，用于控制半导体加工设备的加热单元对反应腔内的托盘或/和衬底进行加热，所述控制系统包括:用于探测所述反应腔内的气体信息的探测单元；用于基于所述气体信息设定控制参数的参数设定单元，所述参数设定单元与所述探测单元相连；基于所述参数设定单元设定的控制参数控制所述加热单元进行加热的控制单元，所述控制单元与所述参数设定单元相连。进一步的,在所述控制系统中,所述参数设定单元包括:用于存放气体信息与控制参数的对应关系的参数存放单元；基于所述气体信息通过查找所述参数存放单元确定所述控制参数的参数选择单元，所述参数选择单元分别与所述探测单元和所述参数存放单元相连。进一步的，在所述控制系统中，所述气体信息包括反应腔内的气体的组分、流量、流速和压力中的一种或几种。进一步的，在所述控制系统中，所述半导体加工设备为LED外延片外延设备，所述气体包括氨气和氢气混合气体、氨气和氮气混合气体或氨气和氢气与氮气混合气体。进一步的，在所述控制系统中，所述半导体加工设备具有向所述反应腔输送气体的进气管路和排除气体的出气管路，所述探测单元与所述进气管路或出气管路相连，或设置于所述进气管路或出气管路之中。进一步的，在所述控制系统中，所述控制单元为比例-积分-微分控制器，所述控制参数包括所述比例-积分-微分控制器的比例常数、积分常数和微分常数。进一步的，在所述控制系统中，所述半导体加工设备为沉积设备、刻蚀设备或离子注入设备。与现有技术相比，本技术提供的控制系统具有以下优点:1.本技术的控制系统中，具有用于探测所述反应腔内的气体信息的探测单元，与现有技术相比较，探测单元探测所述反应腔内的气体信息，所述参数设定单元根据所述气体信息设定控制参数，所述控制单元根据所述控制参数控制加热单元对所述托盘或/和衬底进行加热，从而根据所述反应腔内不同的微环境，实现对所述加热单元的精准控制，保证在不同的微环境下，制备工艺均能稳定地完成。2.本技术的控制系统中，所述气体信息包括反应腔内的气体的组分、流量、流速和压力中的一种或几种，所以所述探测单元探测所述反应腔内的气体的组分、流量、流速或压力即可反映所述反应腔内的微环境，简化所述探测单元的检测过程，简单、方便。3.本技术的控制系统中，所述控制单元为比例-积分-微分控制器，所述控制参数包括所述比例-积分-微分控制器的比例常数、积分常数和微分常数，比例-积分-微分控制器能够克服控制过程中可能会出现振荡和失稳，改善在控制过程中的动态特性。附图说明图1为现有技术控制系统的示意图；图2是本技术一实施方式的控制系统的示意图；图3是本技术一实施方式的控制系统的流程图。具体实施方式在现有技术中，所述控制单元仅根据所述托盘和/或所述衬底的目标温度设定控制参数，然后根据所述控制参数控制所述加热单元对所述托盘和/或所述衬底进行加热，然而，所述反应腔的微环境中的气体的组分、流量、流速或压力等均会影响所述控制单元的调节能力和调节精度。技术人经过对现有技术控制系统的深入研究发现，可以设置一用于探测所述反应腔内的气体信息的探测单元，并根据所述气体信息通过一参数设定单元设定所述控制参数，所述控制单元根据所述控制参数控制所述加热单元进行加热，从而根据所述反应腔内不同的微环境，实现对所述加热单元的精准控制。现有技术的控制系统并没考虑到所述反应腔的微环境中的气体对衬底和/或托盘温度的影响，从而无法控制温度调节的精度。有鉴于上述的研究，本技术提出一种可以精确控制温度调节的精度的控制系统，所述控制系统包括:探测单元，用于探测所述反应腔内的气体信息；参数设定单元，用于基于所述气体信息设定控制参数；控制单元，与所述参数设定单元相连，所述控制单元基于所述参数设定单元设定的控制参数控制所述加热单元进行加热。进一步的，为了简化所述探测单元的检测过程，所述气体信息包括反应腔内的气体的组分、流量、流速和压力中的一种或几种，所以所述探测单元探测所述反应腔内的气体的组分、流量、流速或压力即可反映所述反应腔内的微环境。进一步的，为了克服控制过程中可能会出现振荡和失稳，改善在控制过程中的动态特性，所述控制单元为比例-积分-微分控制器，所述控制参数包括所述比例-积分-微分控制器的比例常数、积分常数和微分常数。与现有技术的控制系统相比较，本技术的控制系统中，所述探测单元用于探测所述反应腔内的气体信息，并根据所述气体信息通过一参数设定单元设定所述控制参数，所述控制单元根据所述控制参数控制所述加热单元进行加热，从而根据所述反应腔内不同的微环境，实现对所述加热单元的精准控制。现有技术的控制系统并没考虑到所述反应腔的微环境中的气体对衬底和/或托盘温度的影响，从而无法控制温度调节的精度。请本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制系统，用于控制半导体加工设备的加热单元对反应腔内的托盘或/和衬底进行加热，所述控制系统包括：用于探测所述反应腔内的气体信息的探测单元；用于基于所述气体信息设定控制参数的参数设定单元，所述参数设定单元与所述探测单元相连；基于所述参数设定单元设定的控制参数控制所述加热单元进行加热的控制单元，所述控制单元与所述参数设定单元相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：乔徽，
申请(专利权)人：光达光电设备科技嘉兴有限公司，
类型：实用新型
国别省市：