化学气相沉积设备流场均匀控制的方法技术

本发明专利技术公开了一种化学气相沉积设备流场均匀控制的方法，包括以下步骤：（1）划分出多个控制空间，在每个控制空间对应的沉积炉的炉壁区域上开设进料口并在内表面安装流量传感器和搅拌叶；（2）采集实际流量值；（3）计算出各控制空间的实际流量值与各控制空间的理论流量值之间的差值；（4）根据差值进行流量补偿。本发明专利技术将沉积设备的反应区分成多个控制空间，生产时，分空间实时监控沉积炉内影响沉积的物质的流量，通过对采集的实际流量与理论流量比较，得到误差补偿结果，以此分空间进行影响沉积的物质的流量补偿，从而保证沉积炉内流体场分布均匀。

【技术实现步骤摘要】
化学气相沉积设备流场均匀控制的方法
本专利技术涉及化学气相沉积工艺领域，具体地说涉及一种化学气相沉积设备流场均匀控制的方法。
技术介绍
化学气相沉积是一种化工技术，该技术主要是利用含有薄膜元素的一种或几种气相化合物或单质、在衬底表面上进行化学反应生成薄膜的方法。然而沉积设备反应区的气相物质流量对反应影响很大，保证反应区流体场均匀分布是沉积设备制造商迫切需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能够保证沉积设备反应区流量场分布均匀的化学气相沉积设备流场均匀控制的方法。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：化学气相沉积设备流场均匀控制的方法，化学气相沉积设备包括沉积炉，包括以下步骤：（1）以沉积炉的竖向中心线为轴线，沿着沉积炉的周向将沉积炉的内腔划分出多个呈扇形的控制区域，将每个控制空间沿着沉积炉的高度方向划分出多个控制空间，在每个控制空间对应的沉积炉的炉壁区域上开设进料口并在内表面安装流量传感器和搅拌叶；（2）采集各控制空间内的流量传感器检测到的各控制空间的实际流量值并传送给计算机；（3）计算机将各控制空间的实际流量值与各控制空间的理论流量值一一进行对比，计算出各控制空间的实际流量值与各控制空间的理论流量值之间的差值；（4）根据得到的各控制空间的实际流量值与各控制空间的理论流量值之间的差值对各控制空间进行流量补偿。进一步地，还包括数字孪生设备，所述数字孪生设备包括与各控制空间内的流量传感器连接的实时数据采集传输模块，实时数据采集传输模块的信号输出端分别通过数据孪生服务器、模型数据库与计算机连接，计算机的控制信号输出端通过控制总线连接现场控制设备。进一步地，所述流量传感器包括三氯甲基硅烷流量传感器、氢气流量传感器和氩气流量传感器。本专利技术的有益效果体现在：本专利技术将沉积设备的反应区分成多个控制空间，生产时，分空间实时监控沉积炉内影响沉积的物质的流量，通过对采集的实际流量与理论流量比较，得到误差补偿结果，以此分空间进行影响沉积的物质的流量补偿，从而保证沉积炉内流体场分布均匀。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明，若本专利技术实施例中有涉及方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……），则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本专利技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，“多个”指两个以上。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。化学气相沉积设备包括沉积炉，本专利技术化学气相沉积设备流场均匀控制的方法，包括以下步骤：（1）以沉积炉的竖向中心线为轴线，沿着沉积炉的周向将沉积炉的内腔划分出多个呈扇形的控制区域，将每个控制空间沿着沉积炉的高度方向划分出多个控制空间，在每个控制空间对应的沉积炉的炉壁区域上开设进料口并在内表面安装流量传感器和搅拌叶；（2）采集各控制空间内的流量传感器检测到的各控制空间的实际流量值并传送给计算机；（3）计算机将各控制空间的实际流量值与各控制空间的理论流量值一一进行对比，计算出各控制空间的实际流量值与各控制空间的理论流量值之间的差值；（4）根据得到的各控制空间的实际流量值与各控制空间的理论流量值之间的差值对各控制空间进行流量补偿。这里的流量补偿可以是，当实际流量值高于理论流量值时，减缓相应物质的流入速度，当实际流量值低于理论流量值时，加快相应物质的流入速度。这里的理论流量值可以是试验所获得的能够得到较好质量涂层的流量值。这里的流量传感器可以是任何影响沉积的物质的流量传感器，不限于一个，比如沉积碳化硅中使用的三氯甲基硅烷（MTS）、氢气（H2）和氩气（Ar)对于碳化硅的沉积均有影响，可设置三氯甲基硅烷流量传感器、氢气流量传感器和氩气流量传感器这三个流量传感器。本专利技术将沉积设备的反应区分成多个控制空间，生产时，分空间实时监控沉积炉内影响沉积的物质的流量，通过对采集的实际流量与理论流量比较，得到误差补偿结果，以此分空间进行影响沉积的物质的流量补偿，从而保证沉积炉内流体场分布均匀。在一实施例中，还包括数字孪生设备，所述数字孪生设备包括与各控制空间内的流量传感器连接的实时数据采集传输模块，实时数据采集传输模块的信号输出端分别通过数据孪生服务器、模型数据库与计算机连接，计算机的控制信号输出端通过控制总线连接现场控制设备。这里的现场控制设备即用于进行流量补偿的设备，如电加热件和冷却件。实时数据采集传输模块将流量传感器传送给检测到的各控制空间的实际流量值数据孪生服务器，模型数据库存储生产相关模型数据，并与实际生产数据比对，数字孪生服务器输出控制算法至过程控制器，过程控制器形成控制操作步骤，通过控制总线反馈至生产单元的控制装置，对实际生产进行操作。应当理解本文所述的例子和实施方式仅为了说明，并不用于限制本专利技术，本领域技术人员可根据它做出各种修改或变化，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.化学气相沉积设备流场均匀控制的方法，化学气相沉积设备包括沉积炉，其特征在于：包括以下步骤：/n（1）以沉积炉的竖向中心线为轴线，沿着沉积炉的周向将沉积炉的内腔划分出多个呈扇形的控制区域，将每个控制空间沿着沉积炉的高度方向划分出多个控制空间，在每个控制空间对应的沉积炉的炉壁区域上开设进料口并在内表面安装流量传感器和搅拌叶；/n（2）采集各控制空间内的流量传感器检测到的各控制空间的实际流量值并传送给计算机；/n（3）计算机将各控制空间的实际流量值与各控制空间的理论流量值一一进行对比，计算出各控制空间的实际流量值与各控制空间的理论流量值之间的差值；/n（4）根据得到的各控制空间的实际流量值与各控制空间的理论流量值之间的差值对各控制空间进行流量补偿。/n

【技术特征摘要】
1.化学气相沉积设备流场均匀控制的方法，化学气相沉积设备包括沉积炉，其特征在于：包括以下步骤：
（1）以沉积炉的竖向中心线为轴线，沿着沉积炉的周向将沉积炉的内腔划分出多个呈扇形的控制区域，将每个控制空间沿着沉积炉的高度方向划分出多个控制空间，在每个控制空间对应的沉积炉的炉壁区域上开设进料口并在内表面安装流量传感器和搅拌叶；
（2）采集各控制空间内的流量传感器检测到的各控制空间的实际流量值并传送给计算机；
（3）计算机将各控制空间的实际流量值与各控制空间的理论流量值一一进行对比，计算出各控制空间的实际流量值与各控制空间的理论流量值之间的差值；
（4）根...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭雨晴，信吉平，
申请(专利权)人：清华大学无锡应用技术研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32