温度控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种温度控制方法及系统、半导体设备，该温度控制方法用于控制腔室的温度变化，方法包括：建立模型的步骤：控制腔室加热装置以向所述腔室输出不同测试功率值，获取与各个所述测试功率值所对应的所述腔室的实际温度值，根据所述实际温度值与所述测试功率值之间的关系建立模型，所述模型用于表示腔室温度与加热功率之间的关系；基于所述模型计算得到全局参数表，所述全局参数表用于表示腔室温度值与加热功率值的对应关系；根据所述全局参数表控制腔室加热装置输出的加热功率值，以控制腔室的温度变化。通过本发明专利技术，灵活、准确地控制了腔室温度。

【技术实现步骤摘要】
温度控制方法及系统
本专利技术涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种温度控制方法及系统。
技术介绍
目前，温度控制系统对PVD(PhysicalVaporDeposition，物理气相沉积)工艺过程中薄膜沉积质量的一致性具有重要影响，腔室温度的波动性与不准确性势必会大大降低晶片的工艺结果。具体地，温度控制系统的框图如图1所示，图1中在腔室1’中各个加热器2’按区分组，同组内的加热器2’由同一个功率控制器进行控制。温度测量采用接触式热电偶测量方法，热电偶3’测量温度并将测量结果发送给温度控制器，温度控制器生成控制信号并发送给功率控制器，功率控制器根据控制信号调节各区加热器2’的加热功率输出，使测量点温度稳定在工艺温度，图1中主机向温度控制器输出温度设定值，温度控制器将设定温度和实测温度的进行比较，生成控制信号以控制功率控制器，从而控制了腔室1’内的温度环境。采用这种控制策略，在加热过程中控温的准确性主要依赖于温度控制器的性能。因此，现有技术的温度控制系统具有以下缺点：1.目前温度控制器内的控制环节绝大多数采用PID(ProportionalIntegralDerivative，比例积分微分)控制，虽然PID控制理论依据充足，但PID控制其自身的响应速度不够好，致使其控制超调量的性能相对较差，在高温使用情况下会存在短暂的温度冲击，且温度波动相对较大。2.主机向温度控制器输出设定温度，具体控制取决于温度控制器自身的参数设定，控制策略的改变需要对温度控制器参数进行重新整定，且PID参数的改变对于控制结果具有一定的不可预期性，因而客户端的自主智能性相对较差。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种温度控制方法及系统，以灵活、准确地控制腔室温度。为实现本专利技术的目的而提供一种温度控制方法，所述方法包括：建立模型的步骤：控制腔室加热装置以向所述腔室输出不同测试功率值，获取与各个所述测试功率值所对应的所述腔室的实际温度值，根据所述实际温度值与所述测试功率值之间的关系建立模型，所述模型用于表示腔室温度与加热功率之间的关系；基于所述模型计算得到全局参数表，所述全局参数表用于表示腔室温度值与加热功率值的对应关系；根据所述全局参数表控制所述腔室加热装置输出的加热功率值，以控制所述腔室的温度变化。优选地，所述建立模型的步骤进一步包括：建立腔室温度与加热功率的关系式；按预设规则控制所述腔室加热装置输出不同的测试功率值，直至腔室的实际温度值达到预设温度值，并在加热过程中检测与各个所述测试功率值相对应的实际温度值；基于所述测试功率值以及所述实际温度值进行线性拟合，以获得所述关系式的系数，从而使所述关系式转换为函数关系式。优选地，所述预设规则包括：自定义功率函数，所述功率函数用于表示加热时间与所述测试功率值的对应关系；其中，所述加热时间与所述测试功率值呈正比例关系。优选地，所述功率函数为分段函数；所述分段函数包括按预设时长划分的不同区间，每个区间对应的所述述测试功率值按表示时间和功率的线性函数关系变化。优选地，同一区间对应的所述测试功率值固定不变，且各个相邻的两个区间对应的所述测试功率值的差值是所述腔室加热装置的满功率的百分之n，n小于1。优选地，所述分段函数的公式为：其中，y表示所述测试功率值，t表示加热时间，a’、b’、c’为所述区间的分界时间点。优选地，所述腔室温度与加热功率的关系式为：T＝a*ebP+A0+A1P+A2P2+┄+AnPn；其中，n为所述关系式的阶，T为所述腔室温度，P为所述加热功率，a、b、A0、A1、A2...An为所述关系式的系数。优选地，所述方法还包括：在设定周期内，获取所述腔室温度的实际值和所述加热功率的实际值；基于所述腔室温度的实际值和所述加热功率的实际值进行线性拟合，以获得新的全局参数表，并对原来的所述全局参数表进行更新；计算所述新的全局参数表中的腔室温度值与原来的所述全局参数表中的腔室温度值的差值，并判断该差值是否超出设定阈值，若否，则确定所述腔室的环境正常；若是，确定所述腔室的环境异常。一种温度控制系统，包括腔室加热装置，还包括：上位机与下位机；其中，所述上位机用于控制所述腔室加热装置以向腔室输出不同测试功率值，获取与各个所述测试功率值所对应的所述腔室的实际温度值；根据所述实际温度值与所述测试功率值之间的关系建立模型，所述模型用于表示腔室温度与加热功率之间的关系；所述上位机还用于基于所述模型计算得到全局参数表，并根据所述全局参数表向所述下位机输出控制信号；所述全局参数表用于表示腔室温度值与加热功率值的对应关系；所述下位机用于接收所述控制信号，并根据所述控制信号控制所述腔室加热装置输出的加热功率值，以控制所述腔室的温度变化。优选地，所述下位机为可编程逻辑控制器。优选地，还包括：热电偶；所述热电偶用于采集所述腔室的实际温度值，并向所述上位机发送所述实际温度值；所述上位机还用于根据所述实际温度值建立模型。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的温度控制方法、温度控制系统，利用表示腔室温度与加热功率之间关系的模型计算得到全局参数表，在根据全局参数表控制腔室加热装置输出的加热功率值，从而使腔室温度控制可控性更强，并且客户还可以通过改变模型实现对腔室温度的控制，从而使客户自主性更强。进一步，采用全局参数表控制腔室温度的方式可以灵活、准确地控制腔室温度。附图说明图1为现有技术中温度控制系统的一种结构图。图2为本专利技术实施例提供的温度控制方法的一种流程图；图3为本专利技术实施例中建立模型的步骤的流程图；图4为本专利技术实施例中功率函数一种表示图；图5为本专利技术实施例中功率函数另一种表示图；图6为本专利技术实施例提供的温度控制方法的另一种流程图；图7为本专利技术实施例提供的温度控制系统的一种结构示意图。具体实施方式为使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图来对本专利技术提供的温度控制方法及系统进行详细描述。实施例一如图2所示为本专利技术实施例提供的温度控制方法的一种流程图，包括以下步骤：步骤101：建立模型，模型用于表示腔室温度与加热功率之间的关系。具体地，建立模型步骤：控制腔室加热装置以向腔室输出不同测试功率值，获取与各个测试功率值所对应的腔室的实际温度值，根据实际温度值以及测试功率值之间的关系建立模型。具体地，测试功率值与加热功率均为腔室加热装置输出的功率，测试功率值仅是腔室加热装置的加热功率在测试过程中，腔室加热装置输出的功率。步骤102：基于模型计算得到全局参数表，全局参数表用于表示腔室温度值与加热功率值的对应关系。步骤103：根据全局参数表控制腔室加热装置输出的加热功率值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种温度控制方法，用于控制腔室的温度变化，其特征在于，所述方法包括：建立模型的步骤：控制腔室加热装置以向所述腔室输出不同测试功率值，获取与各个所述测试功率值所对应的所述腔室的实际温度值，根据所述实际温度值与所述测试功率值之间的关系建立模型，所述模型用于表示腔室温度与加热功率之间的关系；/n基于所述模型计算得到全局参数表，所述全局参数表用于表示腔室温度值与加热功率值的对应关系；/n根据所述全局参数表控制所述腔室加热装置输出的加热功率值，以控制所述腔室的温度变化。/n

【技术特征摘要】
1.一种温度控制方法，用于控制腔室的温度变化，其特征在于，所述方法包括：建立模型的步骤：控制腔室加热装置以向所述腔室输出不同测试功率值，获取与各个所述测试功率值所对应的所述腔室的实际温度值，根据所述实际温度值与所述测试功率值之间的关系建立模型，所述模型用于表示腔室温度与加热功率之间的关系；
基于所述模型计算得到全局参数表，所述全局参数表用于表示腔室温度值与加热功率值的对应关系；
根据所述全局参数表控制所述腔室加热装置输出的加热功率值，以控制所述腔室的温度变化。


2.根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，所述建立模型的步骤进一步包括：
建立腔室温度与加热功率的关系式；
按预设规则控制所述腔室加热装置输出不同的测试功率值，直至腔室的实际温度值达到预设温度值，并在加热过程中检测与各个所述测试功率值相对应的实际温度值；
基于所述测试功率值以及所述实际温度值进行线性拟合，以获得所述关系式的系数，从而使所述关系式转换为函数关系式。


3.根据权利要求2所述的温度控制方法，其特征在于，所述预设规则包括：
自定义功率函数，所述功率函数用于表示加热时间与所述测试功率值的对应关系；
其中，所述加热时间与所述测试功率值呈正比例关系。


4.根据权利要求3所述的温度控制方法，其特征在于，所述功率函数为分段函数；所述分段函数包括按预设时长划分的不同区间，每个区间对应的所述述测试功率值按表示时间和功率的线性函数关系变化。


5.根据权利要求4所述的温度控制方法，其特征在于，同一区间对应的所述测试功率值固定不变，且各个相邻的两个区间对应的所述测试功率值的差值是所述腔室加热装置的满功率的百分之n，n大于0且小于100。


6.根据权利要求4所述的温度控制方法，其特征在于，所述分段函数的公式为：



其中，y表示所述测试功率值，t表示加热时间，a’、b’、c’...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁彦，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11