反应腔室的压力控制方法、装置和半导体工艺设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种压力控制方法，包括：获取反应腔室的实际气体压力值；实时计算在预设时间内实际气体压力值的压力变化率，并根据压力变化率，确定与其对应的迟滞转换系数，迟滞转换系数为负数且绝对值大小与压力变化率的绝对值大小成正相关；将迟滞转换系数与初始反馈控制方程的系数相乘，得到修正后的反馈控制方程，根据修正后的反馈控制方程计算压力调节阀的开度调节量，并根据开度调节量调节压力调节阀的开度，直至实际气体压力值达到目标压力。本发明专利技术提供的方法能够在气体压力达到目标压力前对压力调节阀的开度进行反向调节，避免发生压力过冲，提高反应腔室的压力稳定性。本发明专利技术还提供一种反应腔室的压力控制装置和半导体工艺设备。体工艺设备。体工艺设备。

Pressure control method, device and semiconductor process equipment of reaction chamber

【技术实现步骤摘要】
反应腔室的压力控制方法、装置和半导体工艺设备


[0001]本专利技术涉及半导体工艺设备领域，具体地，涉及一种反应腔室的压力控制方法、一种用于实现该方法的反应腔室的压力控制装置和一种包括该装置的半导体工艺设备。

技术介绍

[0002]在半导体制造领域，氧化炉是最重要的设备之一，进入氧化炉反应腔室的氢气(H2)、氯气(HCL)、过量的氧气(O2)、少量的二氯乙烯(C2H2Cl2)以及氮气(N2)需要在恒定的压力下进行化学反应，以确保镀层的厚度，反应腔室内的压力大于或小于设定的压力都将影响镀层的厚度，因此必须确保反应腔室内压力的稳定。
[0003]在现有的半导体工艺设备中，通常采用比例积分微分(Proportion Integral Differential，PID)调节的方式对反应腔室内的压力进行调节，然而，该调节方式虽然能够根据工艺腔室内部的实时压力迅速作出反应，但由于压力系统普遍存在着一定的迟滞特性，快速的调节容易产生过冲现象，导致反应腔室内压力波动较大，影响半导体工艺的稳定性，而如果减小比例积分微分公式中的控制系数，又会导致压力调节效率过低。
[0004]因此，如何提供一种能够提高反应腔室压力稳定性的压力控制方法，成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在提供一种反应腔室的压力控制方法、反应腔室的压力控制装置和半导体工艺设备，该方法能够解决反应腔室压力控制过程中的过冲问题，提高反应腔室压力的稳定性。
[0006]为实现上述目的，作为本专利技术的一个方面，提供一种反应腔室的压力控制方法，所述反应腔室的进气管路或排气管路上设置有压力调节阀，所述方法包括：
[0007]获取所述反应腔室的实际气体压力值；
[0008]实时计算在预设时间内所述实际气体压力值的压力变化率，并根据所述压力变化率，确定与其对应的迟滞转换系数，所述迟滞转换系数为负数且所述迟滞转换系数的绝对值大小与所述压力变化率的绝对值大小成正相关；
[0009]将所述迟滞转换系数与所述初始反馈控制方程的系数相乘，得到修正后的反馈控制方程，根据所述修正后的反馈控制方程计算所述压力调节阀的开度调节量，并根据所述开度调节量调节所述压力调节阀的开度，直至所述实际气体压力值达到所述目标压力。
[0010]可选地，所述方法具体包括：
[0011]获取所述反应腔室的实际气体压力值；
[0012]在所述实际气体压力值与所述目标压力之间差值的绝对值大于或等于预设阈值时，基于初始反馈控制方程调节所述压力调节阀的开度，使所述实际气体压力值趋近所述目标压力；
[0013]在所述实际气体压力值与目标压力之间差值的绝对值小于所述预设阈值且所述
实际气体压力值未达到所述目标压力时，根据所述修正后的反馈控制方程计算所述压力调节阀的开度调节量；
[0014]在所述实际气体压力值达到所述目标压力后，继续基于所述初始反馈控制方程调节所述压力调节阀的开度。
[0015]可选地，所述根据所述压力变化率，确定与其对应的迟滞转换系数，包括：
[0016]根据所述压力变化率计算迟滞性系数；
[0017]将所述迟滞性系数与预设系数相乘，得到所述迟滞转换系数；
[0018]其中，所述迟滞性系数小于0，且所述迟滞性系数的绝对值随着所述压力变化率的绝对值由1至0逐渐变化，所述预设系数为正数。
[0019]可选地，所述根据所述压力变化率，确定与其对应的迟滞转换系数，包括：
[0020]根据所述压力变化率计算迟滞性系数和所述压力变化率的一阶导数值；
[0021]将所述迟滞性系数与所述压力变化率的一阶导数值的绝对值相乘，得到所述迟滞转换系数；
[0022]其中，所述迟滞性系数小于0，且所述迟滞性系数的绝对值随着所述压力变化率的绝对值由1至0逐渐变化。
[0023]可选地，所述迟滞性系数为关于所述压力变化率的线性函数。
[0024]可选地，所述根据所述压力变化率，确定与其对应的迟滞转换系数，包括：
[0025]基于预存的对照表，选取与所述压力变化率对应的所述迟滞转换系数。
[0026]可选地，所述对照表的建立方法包括：
[0027]基于不同的压力控制系统，通过调节气体压力或者气体流量，获取不同的压力变化率；
[0028]调节所述迟滞转换系数，以使实际气体压力值在目标时间内达到目标压力值；
[0029]记录不同压力变化率所对应的所述迟滞转换系数，以形成每个所述压力控制系统对应的所述对照表。
[0030]可选地，所述初始反馈控制方程为比例积分微分控制方程，所述迟滞转换系数与所述初始反馈控制方程的比例项系数相乘，得到所述修正后的反馈控制方程。
[0031]可选地，所述预设阈值为目标压力的0.5～1％。
[0032]作为本专利技术的第二个方面，提供一种反应腔室的压力控制装置，所述压力控制装置包括压力检测模块、压力输入模块、压力调节阀和控制器，所述压力检测模块与所述压力调节阀用于设置在所述反应腔室的进气管路或排气管路上，所述压力输入模块用于响应于用户输入操作，向所述控制器提供目标压力；所述控制器用于通过所述压力检测模块获取所述反应腔室的实际气体压力值，并基于前面所述的反应腔室的压力控制方法调节所述压力调节阀的开度。
[0033]作为本专利技术的第三个方面，提供一种半导体工艺设备，包括反应腔室和压力控制装置，所述压力控制装置为前面所述的反应腔室的压力控制装置。
[0034]在本专利技术提供的反应腔室的压力控制方法、反应腔室的压力控制装置和半导体工艺设备中，压力控制装置能够根据实际气体压力值的压力变化率，确定与其对应的迟滞转换系数，将迟滞转换系数与初始反馈控制方程的系数相乘，得到修正后的反馈控制方程，并根据修正后的反馈控制方程计算压力调节阀的开度调节量，直至实际气体压力值达到目标
压力。从而在实际气体压力值即将达到目标压力前使压力控制装置对压力调节阀的开度进行反向调节，进而避免发生压力过冲，提高反应腔室的压力稳定性。
附图说明
[0035]附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0036]图1是本专利技术实施例提供的半导体工艺设备的结构示意图；
[0037]图2是不同的系统对应的迟滞曲线的示意图；
[0038]图3是本专利技术实施例提供的反应腔室的压力控制方法的流程示意图；
[0039]图4是本专利技术实施例提供的反应腔室的压力控制装置的结构示意图；
[0040]图5是本专利技术一种实施例提供的反应腔室的压力控制方法的部分流程的示意图；
[0041]图6是本专利技术另一种实施例提供的反应腔室的压力控制方法的部分流程的示意图。
具体实施方式
[0042]以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反应腔室的压力控制方法，所述反应腔室的进气管路或排气管路上设置有压力调节阀，其特征在于，所述方法包括：获取所述反应腔室的实际气体压力值；实时计算在预设时间内所述实际气体压力值的压力变化率，并根据所述压力变化率，确定与其对应的迟滞转换系数，所述迟滞转换系数为负数且所述迟滞转换系数的绝对值大小与所述压力变化率的绝对值大小成正相关；将所述迟滞转换系数与所述初始反馈控制方程的系数相乘，得到修正后的反馈控制方程，根据所述修正后的反馈控制方程计算所述压力调节阀的开度调节量，并根据所述开度调节量调节所述压力调节阀的开度，直至所述实际气体压力值达到所述目标压力。2.根据权利要求1所述的反应腔室的压力控制方法，其特征在于，所述方法具体包括：获取所述反应腔室的实际气体压力值；在所述实际气体压力值与所述目标压力之间差值的绝对值大于或等于预设阈值时，基于初始反馈控制方程调节所述压力调节阀的开度，使所述实际气体压力值趋近所述目标压力；在所述实际气体压力值与目标压力之间差值的绝对值小于所述预设阈值且所述实际气体压力值未达到所述目标压力时，根据所述修正后的反馈控制方程计算所述压力调节阀的开度调节量；在所述实际气体压力值达到所述目标压力后，继续基于所述初始反馈控制方程调节所述压力调节阀的开度。3.根据权利要求1所述的反应腔室的压力控制方法，其特征在于，所述根据所述压力变化率，确定与其对应的迟滞转换系数，包括：根据所述压力变化率计算迟滞性系数；将所述迟滞性系数与预设系数相乘，得到所述迟滞转换系数；其中，所述迟滞性系数小于0，且所述迟滞性系数的绝对值随着所述压力变化率的绝对值由1至0逐渐变化，所述预设系数为正数。4.根据权利要求1所述的反应腔室的压力控制方法，其特征在于，所述根据所述压力变化率，确定与其对应的迟滞转换系数，包括：根据所述压力变化率计算迟滞性系数和所述压力变化率的一阶导数值；将所述迟滞性系数与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑文宁，赵迪，吴昊，
申请(专利权)人：北京七星华创流量计有限公司，
类型：发明
国别省市：