CN100541380C - 压力控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压力控制系统，包括多个压力传感器和压力控制装置，所述压力控制装置包括计算机和压力控制器，计算机对多个压力传感器的检测结果进行校正，并将校正后的检测结果传给压力控制器；计算机还根据预先设定的压力设置值选择有效的压力传感器，并将选择的结果传给压力控制器；压力控制器根据计算机所选择的有效的压力传感器，及校正后的检测结果实现对反应室的压力控制。简单、实用，既能够利用多个压力传感器连续检测并控制反应室内压力，又能够校正不同压力传感器相互切换时的误差。适用于压力要求较严格的场合，尤其适用于半导体晶片蚀刻设备，也适用于其它场合。

Description

压力控制系统

技术领域

本发明涉及一种压力控制系统，尤其涉及利用多个压力传感器连续检测并控制反应室内压力的压力控制系统。

背景技术

半导体刻蚀装置的工作原理是在反应室内通入工艺气体，保持反应室内在稳定的压力下，通过射频激励装置在反应室内部产生等离子体，对晶片进行刻蚀。反应室内的压力控制是根据压力传感器的压力数据，控制调整反应室的阀门来调整排气量，从而调整了反应室内的压力。

近来，伴随着半导体器件的超高集成化，需要对不同材料的多个膜进行连续刻蚀。在刻蚀过程中，有时需要根据膜的材料增减反应室内压力。一般要求在mtorr(毫托，真空压强单位)范围的低压力下进行处理。此外，一般的越是精度高的压力传感器其压力检测范围越窄。因此，为了检测反应室内的整个压力变化，有时需要适当的切换多个压力传感器以获得压力控制时连续的压力数据，有效控制反应室内的压力。

如图1所示，是目前常用的反应室的压力控制系统，采用两个压力传感器测试反应室中的压力，其中第一压力传感器的精度高，测试范围较窄在0-100mtorr，第二压力传感器的精度较低，测试范围较宽在0-10torr。这两个压力传感器的压力信号分别传送到压力控制器和计算机，计算机将根据需要控制的压力值在哪个压力传感器的测量范围内确定压力控制采用那个压力传感器的输入值进行控制。计算机判断采用哪个压力传感器，是通过预先设定一个压力设置值作为比较值，如第一压力传感器的测试范围0-100mtorr，第二压力传感器的范围在0-10torr，就可以将这个比较值设置为90mtorr，当反应室内压力小于等于90mtorr时，采用第一压力传感器的压力值，反应室内压力大于90mtorr时采用第二压力传感器的压力值，并将压力设置值和确定的压力传感器传送到压力控制器。

上述现有技术解决了低压状态下的控制精度问题，但是由于不同压力传感器的精度和测量的问题，两个传感器在测量范围交叉的压力下，两个传感器的压力值有很大的差别，例如前面提到两传感器，两个传感器都能测量0-100mtorr的压力，但是当反应室压力在此范围内时两个传感器的读数会不同，这样当反应室的压力控制在两个压力传感器切换点附近的压力时，就会产生很大的误差，可能还会产生盲点。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单、实用的压力控制系统，该压力控制系统既能够利用多个压力传感器连续检测并控制反应室内压力，又能够校正不同压力传感器相互切换时的误差。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的压力控制系统，包括多个压力传感器，用于检测反应室的压力，还包括压力控制装置，用于根据多个压力传感器的检测结果实现对所述反应室的压力控制，所述的压力控制装置首先对多个压力传感器的检测结果进行校正，消除多个压力传感器的检测结果之间的误差；之后，从所述多个压力传感器中选择有效的压力传感器，并根据校正后的检测结果实现对所述反应室的压力控制。

所述的压力控制装置包括控制中心和压力控制器，所述控制中心对多个压力传感器的检测结果进行校正，并根据预先设定的压力设置值选择有效的压力传感器；所述压力控制器根据校正后的检测结果及所选择的有效的压力传感器实现对所述反应室的压力控制。

所述的多个压力传感器包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器将检测结果传给控制中心和压力控制器；

所述第二压力传感器将检测结果传给控制中心，控制中心对第二压力传感器的检测结果进行校正，消除其与第一压力传感器的检测结果间的误差，并将校正后的检测结果传给压力控制器；

控制中心根据预先设定的压力设置值选择有效的压力传感器，并将选择的结果传给压力控制器；

压力控制器根据控制中心所选择的有效的压力传感器，及校正后的检测结果实现对所述反应室的压力控制。

所述的第一压力传感器的精度高于所述的第二压力传感器的精度；

当反应室的压力低于或等于预先设定的压力设置值时第一压力传感器有效；

当反应室的压力高于预先设定的压力设置值时第二压力传感器有效。

所述的控制中心为计算机，所述计算机对第二压力传感器的检测结果进行校正的方法包括步骤：

步骤A、选取第一压力传感器的多个压力检测值，并记录每个压力检测值对应的第二压力传感器的压力检测值；

步骤B、求取第一压力传感器与第二压力传感器的多个对应的压力检测值的差值，然后求取其差值的平均值；

步骤C、以所述的差值的平均值为校正系数，对第二压力传感器的检测结果进行校正。

所述的步骤A包括，

步骤A1、选取第一压力传感器的三个压力检测值，分别为P11、P12、P13，其中，

P11取预先设定的压力设置值，P12＝P11-ΔP，P13＝P11+ΔP，且P12及P13不超过第一压力传感器的检测范围；

并记录P11、P12、P13对应的第二压力传感器的压力检测值P21、P22、P23；

所述的步骤B包括，

步骤B1、分别求取P11与P21的差值、P12与P22的差值及P13与P23的差值；然后，求取所述差值的平均值θ＝[(P21-P11)+(P22-P12)+(P23-P13)]/3；

所述的步骤C包括，

步骤C1、以所述平均值θ为校正系数，将第二压力传感器的检测结果减去θ得到校正后的检测结果。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的压力控制系统，由于包括多个压力传感器，控制中心对多个压力传感器的检测结果进行校正，并将校正后的检测结果传给压力控制器；控制中心还根据预先设定的压力设置值选择有效的压力传感器，并将选择的结果传给压力控制器；压力控制器根据控制中心所选择的有效的压力传感器，及校正后的检测结果实现对反应室的压力控制。简单、实用，既能够利用多个压力传感器连续检测并控制反应室内压力，又能够校正不同压力传感器相互切换时的误差。适用于压力要求较严格的场合，尤其适用于半导体晶片蚀刻设备，也适用于其它场合。

附图说明

图1为现有技术的压力控制系统框图；

图2为本发明的压力控制系统框图。

具体实施方式

本发明较佳的具体实施方式如图2所示，包括第一压力传感器和第二压力传感器，用于检测反应室的压力。根据需要也可以设有多个压力传感器，

还包括压力控制装置，用于根据压力传感器的检测结果实现对所述反应室的压力控制，所述的压力控制装置首先对多个压力传感器的检测结果进行校正，消除多个压力传感器的检测结果之间的误差；之后，根据校正后的检测结果实现对所述反应室的压力控制。

主要是通过调节反应室的阀门来实现对反应室的压力控制。

所述的压力控制装置包括控制中心和压力控制器，所述控制中心为计算机，计算机对多个压力传感器的检测结果进行校正，并根据预先设定的压力设置值选择有效的压力传感器；所述压力控制器根据校正后的检测结果及所选择的有效的压力传感器实现对所述反应室的阀门的控制。

如图2所示，第一压力传感器将检测结果传给计算机和压力控制器；第二压力传感器将检测结果传给计算机，计算机对第二压力传感器的检测结果进行校正，消除其与第一压力传感器的检测结果间的误差，并将校正后的检测结果传给压力控制器；计算机根据预先设定的压力设置值选择有效的压力传感器，并将选择的结果传给压力控制器；压力控制器根据计算机所选择的有效的压力传感器，及校正后的检测结果实现对所述反应室的阀门的控制。

第一压力传感器为高精度压力传感器，其检测的压力范围较窄；第二压力传感器为低精度压力传感器，其检测的范围较宽；计算机会根据需要预先设定一个压力设置值，当反应室的压力低于或等于预先设定的压力设置值时第一压力传感器有效；当反应室的压力高于预先设定的压力设置值时第二压力传感器有效。

计算机对第二压力传感器的检测结果进行校正的方法包括以下步骤：

步骤21、选取第一压力传感器的多个压力检测值，并记录每个压力检测值对应的第二压力传感器的压力检测值；

具体为：选取第一压力传感器的三个压力检测值，分别为P11、P12、P13，其中，

P11取预先设定的压力设置值，P12＝P11-ΔP，P13＝P11+ΔP，且P12及P13不超过第一压力传感器的检测范围；

并记录P11、P12、P13对应的第二压力传感器的压力检测值P21、P22、P23；

步骤22、求取第一压力传感器与第二压力传感器的多个对应的压力检测值的差值，然后求取其差值的平均值；

具体为：分别求取P11与P21的差值、P12与P22的差值及P13与P23的差值；然后，求取所述差值的平均值θ＝[(P21-P11)+(P22-P12)+(P23-P13)]/3；

步骤23、以所述的差值的平均值为校正系数，对第二压力传感器的检测结果进行校正。

具体为：以所述平均值θ为校正系数，将第二压力传感器的检测结果减去θ得到校正后的检测结果。

计算机判断采用哪个压力传感器，是通过预先设定一个压力设置值作为比较值，如第一压力传感器的测试范围0-100mtorr，第二压力传感器的范围在0-10torr，就可以将这个比较值设置为90mtorr，当反应室内压力小于等于90mtorr时，采用第一压力传感器的压力值，反应室内压力大于90mtorr时采用第二压力传感器的压力值，并将压力设置值和确定的压力传感器传送到压力控制器。简单、实用，既能够利用多个压力传感器连续检测并控制反应室内压力，又能够校正不同压力传感器相互切换时的误差。适用于压力要求较严格的场合，尤其适用于半导体晶片蚀刻设备，也适用于其它场合。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1、一种压力控制系统，包括多个压力传感器，用于检测反应室的压力，还包括压力控制装置，用于根据多个压力传感器的检测结果实现对所述反应室的压力控制，其特征在于，所述的压力控制装置首先对多个压力传感器的检测结果进行校正，消除多个压力传感器的检测结果之间的误差；之后，从所述多个压力传感器中选择有效的压力传感器，并根据校正后的检测结果实现对所述反应室的压力控制。

2、根据权利要求1所述的压力控制系统，其特征在于，所述的压力控制装置包括控制中心和压力控制器，所述控制中心对多个压力传感器的检测结果进行校正，并根据预先设定的压力设置值选择有效的压力传感器；所述压力控制器根据校正后的检测结果及所选择的有效的压力传感器实现对所述反应室的压力控制。

3、根据权利要求2所述的压力控制系统，其特征在于，所述的多个压力传感器包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器将检测结果传给控制中心和压力控制器；

所述第二压力传感器将检测结果传给控制中心，控制中心对第二压力传感器的检测结果进行校正，消除其与第一压力传感器的检测结果间的误差，并将校正后的检测结果传给压力控制器；

控制中心根据预先设定的压力设置值选择有效的压力传感器，并将选择的结果传给压力控制器；

压力控制器根据控制中心所选择的有效的压力传感器，及校正后的检测结果实现对所述反应室的压力控制。

4、根据权利要求3所述的压力控制系统，其特征在于，所述的第一压力传感器的精度高于所述的第二压力传感器的精度；

当反应室的压力低于或等于预先设定的压力设置值时第一压力传感器有效；

当反应室的压力高于预先设定的压力设置值时第二压力传感器有效。

5、根据权利要求3或4所述的压力控制系统，其特征在于，所述的控制中心为计算机，所述计算机对第二压力传感器的检测结果进行校正的方法包括步骤：

步骤A、选取第一压力传感器的多个压力检测值，并记录每个压力检测值对应的第二压力传感器的压力检测值；

步骤B、求取第一压力传感器与第二压力传感器的多个对应的压力检测值的差值，然后求取其差值的平均值；

步骤C、以所述的差值的平均值为校正系数，对第二压力传感器的检测结果进行校止。

6、根据权利要求5所述的压力控制系统，其特征在于，所述的步骤A包括，

步骤A1、选取第一压力传感器的三个压力检测值，分别为P11、P12、P13，其中，

P11取预先设定的压力设置值，P12＝P11-ΔP，P13＝P11+ΔP，且P12及P13不超过第一压力传感器的检测范围；

并记录P11、P12、P13对应的第二压力传感器的压力检测值P21、P22、P23；

所述的步骤B包括，

步骤B1、分别求取P11与P21的差值、P12与P22的差值及P13与P23的差值；然后，求取所述差值的平均值θ＝[(P21-P11)+(P22-P12)+(P23-P13)]/3；

所述的步骤C包括，

步骤C1、以所述平均值θ为校正系数，将第二压力传感器的检测结果减去θ得到校正后的检测结果。

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