控制加热器的控制系统的动态校准技术方案

一种动态校准具有由一个或多个电阻加热元件限定的多个区域的加热器的方法，包括基于动态电阻

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】控制加热器的控制系统的动态校准
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年2月24日提交的美国临时申请62/980,738的优先权和权益。上述申请的公开内容通过引用并入本文。


[0003]本公开涉及对控制系统进行校准，该控制系统控制具有多个区域的加热器。

技术介绍

[0004]本节中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息并且不构成现有技术。
[0005]加热器通常包括电阻加热元件，其限定一个或多个加热区。在一些应用中，电阻加热元件用作产生热量的加热器和测量温度的传感器。在一种形式中，这种电阻加热元件可以由具有非线性电阻温度系数(TCR)的材料限定，并且电阻加热元件的温度可以基于加热元件的电阻来确定。
[0006]为了控制加热器，控制系统基于电阻加热元件的电阻而测量电阻加热元件的温度。具体而言，控制系统测量电阻加热元件的电压和/或电流以确定电阻，并使用将电阻和温度相关的数据确定区域的温度。虽然可以使用预定义的电阻温度(R
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T)数据，但即使电阻加热元件由相同的材料制成，加热器也可能彼此不同地操作。R
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T数据的变化可能由例如制造变化、材料批次变化、加热器使用年限、循环次数和/或其他因素引起，并且可能导致计算温度不准确。本公开解决了与例如在多区域应用中作为传感器可操作的电阻加热器的使用相关的这些和其他问题。

技术实现思路

[0007]本部分提供了本公开的一般概述，而不是对其全部范围或所有特征的全面公开。
[0008]在一种形式中，本公开涉及一种动态校准具有由一个或多个电阻加热元件限定的多个区域的加热器的方法。方法包括：基于动态电阻
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温度(R
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T)模型控制具有多个区域的加热器的供电，以将加热器的温度控制到温度设定点。对于多个区域中的每个区域，方法还包括基于相应区域的一个或多个电阻加热元件的电阻和动态R
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T模型测量相应区域的温度；测量相应区域的参考温度；和将与相应区域的在动态R
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T模型中提供的温度设定点相关联的电阻值增量地调整为校准电阻值。方法还包括：提供将多个区域的校准电阻值与温度设定点相关联的动态R
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T模型作为校准R
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T模型。
[0009]在一种变型中，控制对加热器的供电还包括：测量电阻加热元件的电阻；基于相应区域的测量电阻和动态R
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T模型确定多个区域中的每个区域的温度；和响应于相应区域的温度与温度设定点不同，调整对相应区域的供电，直到相应区域的温度等于温度设定点。
[0010]在另一种变型中，当多个区域中的每个区域的温度等于温度设定点时，方法还包括向多个区域施加电压脉冲并测量多个区域的热响应。
[0011]在又一种变型中，当多个区域中的每个区域的温度等于温度设定点时，方法还包
括调整外部系统变量并测量多个区域的热响应。外部系统变量包括腔室压力、背面气体压力、气体流速、腔室的发射率、基座的发射率或它们的组合。
[0012]在一种变型中，增量地调整电阻值还包括，对于相应区域，基于预定义的增益因子以及与相应区域相关联的参考温度和相应区域的温度之间的差来确定电阻调整率。
[0013]在另一种变型中，增量地调整电阻值还包括：当相应区域的参考温度大于相应区域的温度时，减小与相应区域相关联的电阻值；和当相应区域的参考温度低于相应区域的温度时，增加与相应区域相关联的电阻值。
[0014]在又一种变型中，多个区域的参考温度由一个或多个传感器测量。
[0015]在一种变型中，方法还包括将标称测量电压施加到多个区域中的每个区域；和在将加热器的温度控制到温度设定点之前测量多个区域中的每个区域的冷启动电阻。
[0016]在另一种变型中，温度设定点选自多个温度设定点，并且针对多个温度设定点中的每个温度设定点确定每个区域的校准电阻值。动态R
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T模型为多个温度设定点中的每个温度设定点提供多个区域中的每个区域的校准电阻值。
[0017]在又一种变型中，方法还包括热平衡多个区域的参考温度，使得第一区域的参考温度与第一区域相关联的第二区域的参考温度基本相同。
[0018]在一种变型中，方法还包括，对于每个区域：确定相应区域的温度是否等于相应区域的参考温度，其中，电阻值响应于温度不等于参考温度而增量地调整；和响应于相应区域的温度等于参考温度，将电阻值存储为相应区域的校准电阻值。
[0019]在一种形式中，本公开涉及一种动态校准具有由一个或多个电阻加热元件限定的多个区域的加热器的方法。方法包括：基于动态电阻温度(R
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T)模型控制到加热器的供电，以将加热器的温度控制在温度设定点。对于多个区域中的每个区域：方法包括：测量相应区域的参考温度；基于相应区域的一个或多个电阻加热元件的电阻和动态R
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T模型测量相应区域的区域温度；确定相应区域的区域温度是否等于参考温度；响应于区域温度不等于参考温度，增量地调整与相应区域的在动态R
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T模型中的温度设定点相关联的电阻值；和响应于区域温度等于参考温度，提供动态R
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T模型中的电阻值作为温度设定点的校准电阻值。方法还包括：响应于为多个区域中的每个区域提供的校准电阻值，将动态R
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T模型存储为校准R
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T模型。
[0020]在一种变型中，方法还包括热平衡多个区域的参考温度，使得第一区域的参考温度与第一区域相关联的第二区域的参考温度基本相同。
[0021]在另一种变型中，响应于区域温度等于参考温度并且多个参考温度被热平衡，电阻值被存储在动态R
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T模型中作为温度设定点的校准电阻值。
[0022]在又一种变型中，温度设定点选自多个温度设定点，并且针对多个温度设定点中的每个温度设定点确定校准电阻值，并且动态R
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T模型为多个温度设定点中的每个温度设定点提供多个区域中的每个区域的校准电阻值。
[0023]在一种变型中，增量地调整电阻值还包括基于预定义的增益因子和相应区域的参考温度与区域温度之间的差来确定电阻调整率。
[0024]在另一种变型中，增量地调整相应区域的电阻值还包括：当相应区域的参考温度大于相应区域的温度时，减小与相应区域相关联的电阻值；和当相应区域的参考温度小于相应区域的温度时，增加与相应区域相关联的电阻值。
[0025]在一种形式中，本公开涉及一种控制系统，用于控制到具有多个区域的加热器的供电，其中多个区域中的每个区域由一个或多个电阻加热元件限定。控制系统包括：控制器，被配置为控制到加热器的供电并基于校准的电阻
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温度(R
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T)模型确定多个区域中的每个区域的温度。控制器被配置为执行动态校准过程以定义校准的R
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T模型。动态校准过程包括：使用动态R...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种动态校准具有由一个或多个电阻加热元件限定的多个区域的加热器的方法，所述方法包括：基于动态电阻
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温度(R
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T)模型来控制具有多个区域的加热器的供电，以将所述加热器的温度控制到温度设定点；对于所述多个区域中的每个区域，基于相应区域的所述一个或多个电阻加热元件的电阻和所述动态R
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T模型来测量所述相应区域的温度；测量所述相应区域的参考温度；并且将与所述相应区域的在所述动态R
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T模型中提供的所述温度设定点相关联的电阻值增量地调整为校准电阻值；和提供将所述多个区域的所述校准电阻值与所述温度设定点相关联的所述动态R
‑
T模型作为校准R
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T模型。2.根据权利要求1所述的方法，其中，控制对所述加热器的供电还包括：测量所述电阻加热元件的电阻；基于所述相应区域的测量电阻和所述动态R
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T模型来确定所述多个区域中的每个区域的温度；和响应于所述相应区域的温度与所述温度设定点不同，调整对所述相应区域的供电，直到所述相应区域的温度等于所述温度设定点。3.根据权利要求2所述的方法，其中，当所述多个区域中的每个区域的温度等于所述温度设定点时，所述方法还包括向所述多个区域施加电压脉冲并测量所述多个区域的热响应。4.根据权利要求2所述的方法，其中，当所述多个区域中的每个区域的温度等于所述温度设定点时，所述方法还包括调整外部系统变量并测量所述多个区域的热响应，其中，所述外部系统变量包括腔室压力、背面气体压力、气体流速、腔室的发射率、基座的发射率或它们的组合。5.根据权利要求1所述的方法，其中，增量地调整电阻值还包括，对于所述相应区域，基于预定义的增益因子以及与所述相应区域相关联的参考温度与所述相应区域的温度之间的差来确定电阻调整率。6.根据权利要求1所述的方法，其中，增量地调整电阻值还包括：当所述相应区域的参考温度大于所述相应区域的温度时，减小与所述相应区域相关联的电阻值；和当所述相应区域的参考温度低于所述相应区域的温度时，增加与所述相应区域相关联的电阻值。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个区域的所述参考温度由一个或多个传感器测量。8.根据权利要求1所述的方法，还包括：将标称测量电压施加到所述多个区域中的每个区域；和在将所述加热器的温度控制到所述温度设定点之前测量所述多个区域中的每个区域的冷启动电阻。
9.根据权利要求1所述的方法，其中：所述温度设定点选自多个温度设定点，并且针对所述多个温度设定点中的每个温度设定点来确定每个区域的校准电阻值，并且所述动态R
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T模型为所述多个温度设定点中的每个温度设定点提供所述多个区域中的每个区域的所述校准电阻值。10.根据权利要求1所述的方法，还包括对所述多个区域的参考温度进行热平衡，使得第一区域的参考温度与所述第一区域相关联的第二区域的参考温度基本相同。11.根据权利要求1所述的方法，还包括，对于每个区域：确定所述相应区域的温度是否等于所述相应区域的参考温度，其中，所述电阻值响应于所述温度不等于所述参考温度而增量地调整；并且响应于所述相应区域的温度等于所述参考温度，将所述电阻值存储为所述相应区域的校准电阻值。12.一种动态校准具有由一个或多个电阻加热元件限定的多个区域的加热器的方法，所述方法包括：基于动态电阻温度(R
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T)模型控制到所述加热器的供电，以将所述加热器的温度控制在温度设定点；对于所述多个区域中的每个区域：测量相应区域的参考温度；基于所述相应区域的所述一个或多个电阻加热元件的电阻和所述动态R
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T模型来测量所述相应区域的区域温度；确定所述相应区域的所述区域温度是否等于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯坦顿，
申请(专利权)人：沃特洛电气制造公司，
类型：发明
国别省市：