外延设备反应腔排气结构的寿命预测方法、设备及介质技术

本申请涉及半导体制造技术领域，具体公开了一种外延设备反应腔排气结构的寿命预测方法、设备及介质；该方法用于预测外延设备排气结构中的蝶阀的橡胶圈剩余使用寿命以获取排气结构可使用时间，方法包括以下步骤：获取反应腔内排出的气体流量信息、气体组分信息；根据气体流量信息、气体组分信息、排气结构管路半径获取反应气体的气体常数信息；根据气体常数信息、反应类型信息、反应温度信息获取老化反应速率常数信息；根据老化反应速率常数信息及橡胶圈老化常数获取橡胶圈疲劳变化参数关于时间的疲劳模型；基于疲劳模型根据橡胶圈使用时长、预设的疲劳极限信息计算橡胶圈的剩余使用寿命，该方法能有效预测蝶阀的橡胶圈剩余使用寿命。使用寿命。使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
外延设备反应腔排气结构的寿命预测方法、设备及介质


[0001]本申请涉及半导体制造
，具体而言，涉及外延设备反应腔排气结构的寿命预测方法、设备及介质。

技术介绍

[0002]碳化硅外延设备是第三代半导体技术里面的核心工艺装备，用于在衬底表面外延生长一层高质量的SiC薄膜材料。
[0003]由于外延工艺具有高温、强腐蚀以及高流速气体等特殊性，腔室内的压力值从始至终都处于高频波动变化状态，排气结构中的蝶阀是使腔室内压力保持稳定的唯一控制装置，利用蝶阀对压力实现快速与精确的控制，若在这环境中，蝶阀中的橡胶圈到达了使用寿命极限，即橡胶圈材料失效，蝶阀失灵，蝶阀一旦失灵，则会导致其压力无法控制，还会出现空气倒灌等危险现象发生，整个排气结构将会受到影响，所以，如何预测蝶阀中的橡胶圈的剩余使用寿命是非常有必要。
[0004]针对上述问题，目前尚未有有效的技术解决方案。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种涉及外延设备反应腔排气结构的寿命预测方法、设备及介质，能有效预测蝶阀的橡胶圈剩余使用寿命。
[0006]第一方面，本申请提供了一种外延设备反应腔排气结构的寿命预测方法，用于预测外延设备的排气结构中的蝶阀的橡胶圈的剩余使用寿命以获取排气结构的可使用时间，方法包括以下步骤：获取反应腔内排出的气体流量信息、气体组分信息；根据气体流量信息、气体组分信息及排气结构的管路半径获取反应气体的气体常数信息；根据气体常数信息、反应类型信息、反应温度信息获取老化反应速率常数信息；根据老化反应速率常数信息及橡胶圈的老化常数获取橡胶圈的疲劳变化参数关于时间的疲劳模型；基于疲劳模型根据橡胶圈的使用时长、预设的疲劳极限信息计算橡胶圈的剩余使用寿命。
[0007]本申请通过根据反应腔内排出的气体、反应腔内排出气体时蝶阀中的橡胶圈所受到的温度、橡胶圈本身材质的特性这几种因素对橡胶圈的使用寿命影响，建立一个橡胶圈的疲劳变化参数关于时间的疲劳模型，可以预测出橡胶圈在受到老化因素和疲劳因素共同作用下的剩余使用寿命，相当于预测出蝶阀的剩余使用寿命，对蝶阀剩余寿命的预测也可获取到排气结构中蝶阀需要更换的最迟时间，进而避免蝶阀中的橡胶圈出现老化现象造成排气结构存在潜在问题。
[0008]可选地，本申请的外延设备反应腔排气结构的寿命预测方法，橡胶圈的使用时长
为反应腔内气体通过蝶阀中橡胶圈的时间。
[0009]可选地，本申请的外延设备反应腔排气结构的寿命预测方法，根据气体流量信息、气体组分信息及排气结构的管路半径获取反应气体的气体常数信息的关系式为：其中，n为气体组分信息中的气体种类数量，i代表气体的种类的标号，为第i种气体的气体流量信息，为第i种气体的气体常数，R为反应气体的气体常数信息，r为排气结构的管路半径，为第i种气体的相对分子质量，为第i种气体的气体摩尔质量。
[0010]可选地，本申请的外延设备反应腔排气结构的寿命预测方法，根据气体常数信息、反应类型信息、反应温度信息获取老化反应速率常数信息的关系式为：其中，K为老化反应速率常数信息，A为频率因子，又称为阿伦尼乌斯常数，E为表现活化能，R为反应气体的气体常数信息，T为反应温度信息。
[0011]可选地，本申请的外延设备反应腔排气结构的寿命预测方法，基于疲劳模型根据橡胶圈的使用时长、预设的疲劳极限信息计算橡胶圈的剩余使用寿命步骤具体包括：基于疲劳模型根据橡胶圈的使用时长获取橡胶圈的压缩永久变形率；根据橡胶圈的压缩永久变形率和预设的疲劳极限信息计算橡胶圈的剩余使用寿命。
[0012]可选地，本申请的外延设备反应腔排气结构的寿命预测方法，橡胶圈的疲劳变化参数关于时间的疲劳模型为：其中，1
‑
ε为橡胶圈经过t时间老化后的压缩永久变形保留率，ε为橡胶圈当前压缩永久变形率，B为实验常数，K为老化反应速率常数信息，α为橡胶圈的老化常数。
[0013]可选地，本申请的外延设备反应腔排气结构的寿命预测方法，外延设备的外部环境相对湿度为50%。
[0014]外延设备的外部环境湿度越高，对橡胶圈的使用寿命影响越大，本申请通过将外延设备的外部环境相对湿度为50%，以降低对橡胶圈的使用寿命的影响。
[0015]第二方面，本申请提供一种外延设备反应腔排气结构的寿命预测装置，用于预测外延设备的排气结构中的蝶阀的橡胶圈的剩余使用寿命以获取排气结构的可使用时间，装置包括：第一获取模块：用于获取反应腔内排出的气体流量信息、气体组分信息；第二获取模块：用于根据气体流量信息、气体组分信息以及排气结构的管路半径获取反应气体的气体常数信息；第三获取模块：用于根据气体常数信息、反应类型信息、反应温度信息获取老化反
应速率常数信息；第四获取模块：用于根据老化反应速率常数信息及橡胶圈的老化常数获取橡胶圈的疲劳变化参数关于时间的疲劳模型；计算模块：基于疲劳模型根据橡胶圈的使用时长、预设的疲劳极限信息计算橡胶圈的剩余使用寿命。
[0016]本申请通过根据反应腔内排出的气体、反应腔内排出气体时蝶阀中的橡胶圈所受到的温度、橡胶圈本身材质的特性这几种因素对橡胶圈的使用寿命影响，建立橡胶圈的疲劳变化参数关于时间的疲劳模型，可以预测出橡胶圈在受到老化因素和疲劳因素共同作用下的剩余使用寿命，即是相当于预测出蝶阀的剩余使用寿命，对蝶阀剩余使用寿命的预测也可获取到排气结构中蝶阀需要更换的最迟时间，进而避免蝶阀中的橡胶圈出现老化现象造成排气结构存在潜在问题。
[0017]第三方面，本申请还提供一种电子设备，包括处理器以及存储器，存储器存储有计算机可读取指令，当计算机可读取指令由处理器执行时，运行如上述第一方面提供的方法中的步骤。
[0018]第四方面，本申请提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时运行如上述第一方面提供的方法中的步骤。
[0019]由上可知，本申请提供了一种外延设备反应腔排气结构的寿命预测方法，用于预测外延设备的排气结构中的蝶阀的橡胶圈的剩余使用寿命以获取排气结构的可使用时间，其中，通过根据反应腔排出的气体、反应腔内排出气体时蝶阀中的橡胶圈所受到的温度、橡胶圈本身材质的特性对橡胶圈的使用寿命影响，建立橡胶圈的疲劳变化参数关于时间的疲劳模型，可以预测出橡胶圈在受到老化因素和疲劳因素共同作用下的剩余使用寿命，即是相当于预测出蝶阀的剩余使用寿命，对蝶阀剩余使用寿命的预测也可获取到排气结构中蝶阀需要更换的最迟时间，进而避免蝶阀中的橡胶圈出现老化现象造成排气结构存在潜在问题。
附图说明
[0020]图1为本申请实施例提供的外延设备反应腔排气结构的寿命预测方法的一种流程图。
[0021]图2为本申请实施例提供的外延设备反应腔排气结构的寿命预测装置结构示意图。
[0022]图3为本申请实施例提供的电子设备结构示意图。
[0023]附图标记：201、第一获取模块；202、第二获取模块；203、第三获取模块；204、第四获取模块；205、计算模块；31、处理器；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.外延设备反应腔排气结构的寿命预测方法，其特征在于，用于预测所述外延设备的排气结构中的蝶阀的橡胶圈的剩余使用寿命以获取所述排气结构的可使用时间，所述方法包括以下步骤：获取所述反应腔内排出的气体流量信息、气体组分信息；根据所述气体流量信息、气体组分信息及排气结构的管路半径获取反应气体的气体常数信息；根据所述气体常数信息、反应类型信息、反应温度信息获取老化反应速率常数信息；根据所述老化反应速率常数信息及所述橡胶圈的老化常数获取所述橡胶圈的疲劳变化参数关于时间的疲劳模型；基于所述疲劳模型根据所述橡胶圈的使用时长、预设的疲劳极限信息计算所述橡胶圈的剩余使用寿命。2.根据权利要求1所述的外延设备反应腔排气结构的寿命预测方法，其特征在于，所述的橡胶圈的使用时长为反应腔内气体通过蝶阀中橡胶圈的时间。3.根据权利要求1所述的外延设备反应腔排气结构的寿命预测方法，其特征在于, 所述根据所述气体流量信息、气体组分信息及排气结构的管路半径获取反应气体的气体常数信息的关系式为：其中，n为气体组分信息中的气体种类数量，i为气体种类的标号，为第i种气体的气体流量信息，为第i种气体的气体常数，R为反应气体的气体常数信息，r为排气结构的管路半径，为第i种气体的相对分子质量，为第i种气体的气体摩尔质量。4.根据权利要求1所述的外延设备反应腔排气结构的寿命预测方法，其特征在于，所述根据所述气体常数信息、反应类型信息、反应温度信息获取老化反应速率常数信息的关系式为：其中，K为老化反应速率常数信息，A为频率因子，又称为阿伦尼乌斯常数，E为表现活化能，R为反应气体的气体常数信息，T为反应温度信息。5.根据权利要求1所述的外延设备反应腔排气结构的寿命预测方法，其特征在于,所述基于所述疲劳模型根据所述橡胶圈的使用时长、预设的疲劳极限信息计算所述橡胶圈的剩余使用寿命步骤具体包括：基于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桑田，戴科峰，毛朝斌，王鑫，仇礼钦，
申请(专利权)人：季华实验室，
类型：发明
国别省市：