CN103545232A - 用于半导体热处理设备的温控系统及方法、应用该系统的设备 - Google Patents
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Abstract
用于半导体热处理设备的温度控制方法，包括：获取热处理步骤的工艺步信息和温度控制信息；获取与所述工艺步信息和温度控制信息相应的温度控制模型，以如下三种方式至少一种重建温控模型切换工作点：a)在由工艺处理步至辅助工艺步过渡时不设置模型切换工作点；b)相邻的两个或多个连续工艺处理步若位于同一模型区间，不设置模型切换工作点；c)在工艺处理步的温度工作点与前一工艺处理步模型切换工作点重合时不设置模型切换工作点；在除上述之外的情形，在相邻工艺步间保留原模型切换工作点；根据重建模型切换工作点信息和加热器反馈温度信息选择合适加热模型，控制加热器功率输出。半导体热处理设备的温控系统和应用该温控系统的热处理设备。
Description
技术领域
本发明涉及半导体设备技术领域，具体涉及一种用于半导体热处理设备的温控系统及方法。本发明同时涉及一种应用该温控系统的热处理设备。
背景技术
随着半导体制造工艺的不断进步，集成电路的集成度越来越高，芯片的尺寸越来越小。由此而带来的半导体制造工艺的复杂度也越来越高。例如关键尺寸的减小使得对光刻工艺要求更为苛刻，需要不断提高光刻设备的分辨能力；厚度的减小使得对积淀、研磨、氧化等工艺的要求也更为严格。对于在半导体芯片制造过程中诸如氧化、沉积、扩散、退火等工艺中均需要的热处理工艺，也是如此。
热处理工艺一般是将半导体晶片置于热处理设备中，通过热处理设备中的加热装置对晶片进行加热，以执行氧化、沉积、扩散、热退火等工艺。在热处理工艺中，有的工艺步骤中需要单一的工艺温度并持续一定的时间即可，有的工艺需要至少两个不同的工艺温度，并各自持续的时间不同，而有的热处理工艺需要按照一定梯度变化的温度。由于不同工艺步骤中对热处理温度，持续时间以及变化率等的要求各不相同，使得在半导体集成电路的制造中，热处理工艺控制复杂化，对相应的热处理设备也提出了高要求。
目前，在热处理工艺中，普遍采用自动化程度较高、工艺性能更优异的立式炉为热处理设备。然而随着工艺特征尺寸的减小，热处理工艺质量及效率越发依赖温度控制系统性能和安全性的提升。通用温度控制器不是针对热处理工艺专门设定，其适用功能范围狭窄，成本高且可扩展性差，不能随着工艺要求的更新而及时更新。
基于此，人们提出了基于加热模型的高精度模型控制温度控制器。由于温度与加热功率的对应模型关系随着温度的变化而呈现非线性变化，因此，为了提高指定工艺温度点的温度控制的效果，需要在加热设备的工作区间内进行分段处理，围绕工艺温度点建立多个模型。在应用该基于模型的温度控制器执行热处理时，在不同的温度工作点执行不同的工艺模型，通过温控器控制加热装置对半导体芯片执行热处理。
基于模型的温度控制器在不同的温度工作点需要切换不同的加热模型。对于热处理工艺复杂、需要多个温度工作点的工艺而言，就产生了不同加热模型频繁切换的问题。例如，热处理工艺中，在典型温度点600、700、800、900、1000℃建立了温度控制模型，若某一热处理步骤需要在上述的四个温度点分别依次执行热处理，则热处理设备在基于模型的温度控制器的控制下，在上述的四个温度点会分别执行相应的温控模型。在执行过程中，前一温控模型执行完毕后，会切换至后一加热温度所对应的温控模型，如可以在630、730、830、930℃进行模型切换。
温控模型的频频切换不但引起温度控制器输出量频繁突变，不利于温度控制器的快速稳定；也使得加热器由于响应温控器输出量变化而频繁扰动，达到稳定的温度工作点时间延迟，从而降低了热处理设备的产能，造成热处理工艺效率降低。此外，加热器的温度扰动相当于对半导体晶片热处理工艺而言引入了并非必要、甚至有不利影响的加热过程，这会对形成的半导体器件的稳定性产生影响。
发明内容
基于此，本发明提供一种用于半导体热处理设备的温度控制方法，以解决现有温度控制方法的上述的问题。本发明另外提供用于半导体热处理设备的温控系统以及应用该温控系统的热处理设备。
本发明提供一种用于半导体热处理设备的温度控制方法，包括如下步骤：
获取热处理步骤的工艺步信息和温度控制信息；
获取与所述工艺步信息和温度控制信息相应的温度控制模型，并根据所述温度控制模型，以如下a)、b)及c)三种方式的至少一种重建温控模型切换工作点：a)在由工艺处理步至辅助工艺步过渡时不设置模型切换工作点；b)相邻的两个或多个连续工艺处理步若位于同一模型区间，则不设置模型切换工作点；c)在工艺处理步的温度工作点与前一工艺处理步模型切换工作点重合时不设置模型切换工作点；在除上述a)、b)及c)之外的其它情形下，在相邻工艺步之间保留原模型切换工作点；
根据重建的模型切换工作点信息和加热器反馈的温度信息选择合适的加热模型，控制加热器的功率输出。
可选的，通过如下步骤获取热处理步骤的工艺步信息和温度控制信息：
获取热处理步骤所需的系统文件和工艺文件；
由所述系统文件中提取系统工艺文件编辑时约定的所有工艺步名称；
对照系统文件，由所述工艺文件中提取出每一工艺步的工艺名、工艺时间及所有与温度控制相关的信息。
可选的，所述与温度控制相关的信息包括但不限于温度控制起始控温点、升降温速率和目标控温点。
可选的，所述系统文件是指与执行热处理步骤相关的温度控制器参数、模型参数、工艺程式格式定义、以及与加热设备及控制器相关的参数。
可选的，所述工艺文件是指执行热处理步骤的工艺步集合。
可选的，所述的重建温控模型切换工作点的步骤中，一次性全部重建整个工艺文件的模型切换工作点；并根据已经更新了的全部模型切换工作点信息，执行每一工艺步加热模型对加热器的功率输出控制。
可选的，所述的重建模型切换工作点的步骤中，分步重建每一工艺步或连续的数个工艺步的温控模型切换工作点；并在对每一工艺步完成重建后，即将以该工艺步相应的温控模型及反馈温度信息控制加热器的功率输出。
本发明还提供一种用于半导体热处理设备的温度控制系统，包括温度控制器、功率控制器、加热器和信号反馈装置；
所述温度控制器通过功率控制器和信号反馈装置分别与加热器相连接，温度控制器用于根据热处理工艺的工艺步加热模型以及信号反馈装置反馈的加热器温度信息，向功率控制器输出控制信号，以控制功率控制器对加热器的功率输出；
其中，所述温度控制器包括数据提取模块、模型切换工作点重建模块以及控制执行模块；所述数据提取模块用于获取热处理步骤的工艺步信息和温度控制信息，模型切换工作点重建模块用于根据所述的工艺步信息和温度控制信息重建热处理工艺步的模型切换工作点；控制执行模块用于根据重建模型切换工作点的工艺步模型和反馈的加热器温度信息控制功率控制器的功率输出。
可选的，温度控制器还包括输入输出接口，数据提取模块通过输入输出接口与工艺模型控制器数据通信，获取与热处理工艺相关的数据信息。
可选的，所述数据提取模块包括系统文件提取模块、工艺文件提取模块以及工艺步信息和温度控制信息提取模块；工艺步信息和温度控制信息提取模块根据系统文件的信息，由所述工艺文件中提取出每一工艺步的工艺名、工艺时间及所有与温度控制相关的信息。
可选的，所述系统文件是指与执行热处理步骤相关的温度控制器参数、模型参数、工艺程式格式定义、以及与加热设备及控制器相关的参数；所述工艺文件是指工艺执行热处理步骤的工艺步集合。
可选的，所述控制执行模块包括控制量输出模块和基于模型的温度控制器模块；基于模型的温度控制器模块根据模型切换工作点更新模块输出的切换工作点信息和反馈的加热器温度信息选择合适的模型运行基于模型的温度控制器并输出控制量；控制量输出模块用于根据功率控制模块确定的接收信号模式转换输出对应的控制量。
可选的，所述温度控制器还包括反馈信号接收模块，用于接收反馈的加热器温度信息。
可选的，所述信号反馈装置包括测温装置和信号处理子系统，测温装置用于采集加热器的实时温度，由信号处理子系统收集该温度数据以及测温装置的信息并反馈至控制执行模块。
可选的，所述测温装置为热电偶、热电阻或者红外高温计。
可选的，还包括工艺步计时模块，用于根据数据提取模块提供工艺步工艺时间，对模型切换工作点更新模块分步重建切换工作点计时。
此外，本发明还提供一种热处理设备，该加热设备应用上述任一所述的温度控制系统。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明的用于半导体热处理设备的温度控制方法中，可一次性获取工艺过程全部工艺步信息和温度控制信息，根据各个工艺步相应的温控模型，重建温控模型切换工作点，从而减少模型切换次数，也减少由于模型切换引起的温度控制器输出量的变化以及等待稳定的时间，进而提高了生产效率。
在本发明中使用的术语“重建”是指取消或者改变现有工艺的温控模型切换工作点。从而避免了不利地频繁切换。
附图说明
图1为本发明的用于半导体热处理设备的温度控制方法的实施例的流程图；
图2为图1的方法中实现步骤1的其中一种方法的流程图；
图3为本发明的用于半导体热处理设备的温度控制方法的另一实施例的流程图；
图4至图7为举例列举的几种热处理(温度-时间)工艺曲线图；
图8为本发明的用于半导体热处理设备的温度控制系统的实施例的结构示意框图；
图9和图10为图8中的温度控制器的一种结构示意图；
图11为图8中的温度控制器的另一种结构示意图。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
下面结合附图对本发明的用于半导体热处理设备的温度控制方法进行详细说明。
图1为本发明的用于半导体热处理设备的温度控制方法的实施例的流程图。
请参看图1，步骤S100，首先获取热处理步骤的工艺步信息和温度控制信息。该步骤可以通过如下的子步骤来实现。
如图2所示，步骤S102，获取热处理步骤所需的系统文件和工艺文件。其中，所述系统文件是指与执行该热处理步骤相关的温度控制器参数、温控模型参数、工艺程式(recipe)格式定义、以及与加热设备(例如立式炉、卧式炉等)及控制器相关的参数。而工艺文件是指执行热处理步骤的工艺步集合，即为工艺程式(recipe)，在工艺程式中按照时间顺序定义了执行热处理步骤的工艺步流程，每一工艺步的具体工作温度、工作时间等。工艺文件结合系统文件可完成对待处理基底的热处理。
步骤S104，由所述系统文件中提取系统工艺文件编辑时约定的所有工艺步名称。
其中，构成工艺程式的工艺步包括辅助工艺步和工艺处理步，工艺处理步即具体执行热处理并达到一定工艺目的(例如氧化、扩散、激活、缺陷修复、退火等)的热处理动作；而辅助工艺步为不同工艺处理步更替而设置的辅助动作，辅助工艺步设置于工艺处理步之前或之后，或相邻两工艺处理步之间，其本身并不执行热处理，其温度设置也并非为直接执行热处理而设，而是为了使即将执行的工艺处理步或已处理的工作处理步的基底达到某种稳定的状态。
本步骤中提取所有的工艺步名称包括工艺处理步名称和辅助工艺步名称。
步骤S106，对照系统文件，由所述工艺文件中提取出每一工艺步的工艺名、工艺时间及所有与温度控制相关的信息。
其中，所述与温度控制相关的信息包括但不限于温度控制起始控温点、升降温速率和目标控温点等信息。
请继续参看图1，步骤S200，获取与所述工艺步信息和温度控制信息相应的温度控制模型，并根据所述温度控制模型，重建温控模型切换工作点。
在现有的基于模型控制的温度控制系统执行热处理时，每一工艺步的工艺温度点都有相应加热模型，在执行热处理时，按顺序调用不同工艺步的加热模型即可，包括工艺处理步和辅助工艺步。在不同的工艺步更替时按照设置好的切换工作点切换不同的加热模型，这造成加热模型频繁切换。
在本步骤中，在获取热处理工艺步信息和温控信息后，重建温控模型切换工作点，并在满足一定条件的两相邻工艺步或多个工艺步之间不再设置模型切换工作点。从而减小模型切换工作点，进而降低模型切换的频率。下面对可不必设置模型切换工作点的情形进行说明。
A)在由工艺处理步至辅助工艺步过渡时不设置模型切换工作点。如上所言，在辅助工艺步可设置于工艺处理步之后。如图4和图5所示的热处理(温度-时间)工艺曲线，其中process1(工艺步1，温度900℃)和process2(工艺步2，温度750℃)均为工艺处理步，hold(等待，温度700℃)为辅助工艺步。则，在由工艺步1和工艺步2向等待的辅助工艺步过渡时可不必设置模型切换工作点。如上所言，辅助工艺步并不具有工艺目的性，所以高精度的模型控制不必在本步执行，不设置模型切换工作点并不会对整个热处理效果产生不利影响。
B)相邻的两个或多个连续工艺处理步之间若位于同一模型区间，则不设置模型切换工作点；其中，所述的两个或多个连续工艺处理步包括工艺处理步之间设置辅助工艺步的情形。
以热处理工艺中，在典型温度点600℃、700℃、800℃、900℃、1000℃建立了温度控制模型，并将630℃、730℃、830℃、930℃设置为模型切换工作点进行模型切换的情形为例。如图4和5所示，在process1和process2为两连续的工艺处理步，在图4中，process1和process2的温度工作点为分别为900℃和850℃，位于模型切换工作点830℃至930℃之间，相应于一个加热模型，则由process1至process2不必设置模型切换工作点。同样的，在图5中，process1和process2的温度工作点分别为750℃和800℃，位于模型切换工作点730℃和830℃之间，不必设置模型切换工作点。
C)在工艺处理步的温度工作点与前一工艺处理步模型切换工作点重合时不设置模型切换工作点；如图6和7所示的热处理(温度-时间)工艺曲线process1和process2工艺温度点分别刚好为模型切换工作点，则前一工艺步至该工艺步时不必设置模型切换工作点。
在除上述A)、B)及C)之外的其它情形下，在相邻工艺步之间保留原模型切换工作点。
在热处理步骤中，可以以上述A)、B)及C)中的任何一种情形、任何两种情形或者全部情形重建模型切换工作点，以达到热处理工艺模型切换次数减少的目的。
请继续参考图1，步骤S300，根据重建的模型切换工作点信息和加热器反馈的温度信息选择合适的模型，控制加热器的功率输出。
加热器反馈信息是指测温元件测量的加热器实时温度数据以及测温元件的数据信息。根据该反馈信息以及选择加热模型，决定加热器下一步的功率输出量。
在上述的步骤S200中，一次性全部重建整个文件的模型切换工作点。待全部重建之后，再执行步骤S300，根据已经更新了的全部模型切换工作点信息，执行每一工艺步模型对加热器的功率输出控制。
在另外的实施例中，还可以分步重建每一工艺步或连续数个工艺步的温控模型切换工作点；并在对每一工艺步完成重建后，即将以该工艺步相应的温控模型及反馈温度信息控制加热器的功率输出。如图3中所示，步骤S100a与前述步骤S100相同。步骤S200a中，由第二工艺步开始，每一工艺步都根据其工作温度点与模型切换工作点的逻辑关系判断该工艺步与前一工艺步之间是否设置模型切换工作点，并根据判断的结果选择适合的加热模型；并在下一工艺步重建之前，先执行步骤S300a。在该判断工艺步执行完毕(S400a)，且并非所有工艺步均执行完毕(S500a)后，返回至步骤S200a，再执行下一工艺步的模型切换工作点的重建，直至所有工艺步全部执行完毕。
本发明的用于半导体热处理设备的温度控制方法的实施例中，一次性获取工艺过程全部工艺步信息和温度控制信息，根据各个工艺步相应的温控模型，重建温控模型切换工作点，从而减少模型切换次数，也减少由于模型切换引起的温度控制器输出量的变化以及等待稳定的时间，进而提高了生产效率。
本发明还提供一种用于半导体热处理设备的温度控制系统。图8为本发明的温度控制系统的实施例的结构示意图。
请参看图8，本实施例中，温度控制系统包括温度控制器3、功率控制器2、加热器1和信号反馈装置7。
其中，所述温度控制器3通过功率控制器2和信号反馈装置7分别与加热器1相连接，温度控制器3用于根据热处理工艺的工艺步模型以及信号反馈装置反馈的加热器温度信息，向功率控制器2输出控制信号，以控制功率控制器2对加热器1的功率输出。
本实施例中，所述温度控制器3包括数据提取模块3-2、模型切换工作点重建模块3-1以及控制执行模块3-3，如图9所示；
所述数据提取模块3-2用于获取热处理步骤的工艺步信息和温度控制信息。
模型切换工作点重建模块3-1用于根据所述的工艺步信息和温度控制信息重建热处理工艺步的模型切换工作点。
控制执行模块3-3用于根据重建模型切换工作点的工艺步模型和反馈的加热器温度信息控制功率控制器的功率输出。
其中，所述数据提取模块3-2包括系统文件提取模块3-2b、工艺文件提取模块3-2a以及工艺步信息和温度控制信息提取模块3-2c，如图10所示。工艺步信息和温度控制信息提取模块3-2c根据系统文件的信息，由所述工艺文件中提取出每一工艺步的工艺名、工艺时间及所有与温度控制相关的信息。所述系统文件是指与执行热处理步骤相关的温度控制器参数、模型参数、工艺程式格式定义、以及与加热设备及控制器相关的参数；所述工艺文件是指工艺执行热处理步骤的工艺步集合。
所述控制执行模块3-3包括控制量输出模块3-3a和基于模型的温度控制器模块3-3b；基于模型的温度控制器模块3-3b根据模型切换工作点更新模块输出的切换工作点信息和反馈的加热器温度信息选择合适的模型运行基于模型的温度控制器并输出控制量；控制量输出模块3-3a用于根据功率控制模块2确定的接收信号模式转换输出对应的控制量。
反馈的加热器温度信息由图8中所示的信号反馈装置7提供，其中，所述信号反馈装置7包括测温装置6和信号处理子系统5，测温装置6用于采集加热器的实时温度，由信号处理子系统5收集该温度数据以及测温装置的信息并反馈至如图9中所示的控制执行模块3-3，并具体反馈至图10中的基于模型的温度控制器模块3-3b。因而，在图9和图10中所示的温度控制器中，还包括反馈信号接收模块3-5，用于接收反馈的加热器温度信息。本实施例中，测温装置6具体为热电偶或热电阻等接触测量元件，当然，其还可以是其它形式的测温器件，例如采用非接触式测量的红外高温计，这里不再赘述。
此外，图9和图10所示的温度控制器3还包括输入输出接口3-4，数据提取模块3-2通过该输入输出接口3-4与工艺模型控制器(Process ModuleController，PMC)4数据通信，获取与热处理工艺相关的数据信息。工艺模型控制器4连接有输入输出装置9，例如触摸屏。
本发明的用于半导体热处理设备的温度控制系统的实施例，其温度控制器中设置的数据提取模块可以一次性全部获取工艺过程全部工艺步信息和温度控制信息，然后由模型切换工作点重建模块根据各个工艺步相应的温控模型，重建温控模型切换工作点。应用该系统的设备在执行热处理工艺时，可减少模型切换次数，提高生产效率。
在本发明的系统的另外的实施例中，其温度控制器还包括工艺步计时模块3-6，如图11所示，其用于根据数据提取模块3-2提供工艺步工艺时间，对模型切换工作点更新模块分步重建切换工作点计时。使得该温度控制系统可以每执行一工艺步执行依次模型切换工作点重建，这里不再赘述。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
Claims (17)
1.一种用于半导体热处理设备的温度控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取热处理步骤的工艺步信息和温度控制信息；
获取与所述工艺步信息和温度控制信息相应的温度控制模型，并根据所述温度控制模型，以如下a)、b)及c)三种方式的至少一种重建温控模型切换工作点：a)在由工艺处理步至辅助工艺步过渡时不设置模型切换工作点；b)相邻的两个或多个连续工艺处理步若位于同一模型区间，则不设置模型切换工作点；c)在工艺处理步的温度工作点与前一工艺处理步模型切换工作点重合时不设置模型切换工作点；在除上述a)、b)及c)之外的其它情形下，在相邻工艺步之间保留原模型切换工作点；
根据重建的模型切换工作点信息和加热器反馈的温度信息选择合适的加热模型，控制加热器的功率输出。
2.根据权利要求1所述的用于半导体热处理设备的温度控制方法，其特征在于，通过如下步骤获取热处理步骤的工艺步信息和温度控制信息：
获取热处理步骤所需的系统文件和工艺文件；
由所述系统文件中提取系统工艺文件编辑时约定的所有工艺步名称；
对照系统文件，由所述工艺文件中提取出每一工艺步的工艺名、工艺时间及所有与温度控制相关的信息。
3.根据权利要求2所述的用于半导体热处理设备的温度控制方法，其特征在于：所述与温度控制相关的信息包括但不限于温度控制起始控温点、升降温速率和目标控温点。
4.根据权利要求2所述的用于半导体热处理设备的温度控制方法，其特征在于：所述系统文件是指与执行热处理步骤相关的温度控制器参数、模型参数、工艺程式格式定义、以及与加热设备及控制器相关的参数。
5.根据权利要求2所述的用于半导体热处理设备的温度控制方法，其特征在于：所述工艺文件是指执行热处理步骤的工艺步集合。
6.根据权利要求1所述的用于半导体热处理设备的温度控制方法，其特征在于：所述的重建温控模型切换工作点的步骤中，一次性全部重建整个工艺文件的模型切换工作点；并根据已经更新了的全部模型切换工作点信息，执行每一工艺步加热模型对加热器的功率输出控制。
7.根据权利要求1所述的用于半导体热处理设备的温度控制方法，其特征在于：所述的重建模型切换工作点的步骤中，分步重建每一工艺步或连续的数个工艺步的温控模型切换工作点；并在对每一工艺步完成重建后，即将以该工艺步相应的温控模型及反馈温度信息控制加热器的功率输出。
8.一种用于半导体热处理设备的温度控制系统，其特征在于，包括温度控制器、功率控制器、加热器和信号反馈装置；
所述温度控制器通过功率控制器和信号反馈装置分别与加热器相连接，温度控制器用于根据热处理工艺的工艺步加热模型以及信号反馈装置反馈的加热器温度信息，向功率控制器输出控制信号，以控制功率控制器对加热器的功率输出；
其中，所述温度控制器包括数据提取模块、模型切换工作点重建模块以及控制执行模块；所述数据提取模块用于获取热处理步骤的工艺步信息和温度控制信息，模型切换工作点重建模块用于根据所述的工艺步信息和温度控制信息重建热处理工艺步的模型切换工作点；控制执行模块用于根据重建模型切换工作点的工艺步模型和反馈的加热器温度信息控制功率控制器的功率输出。
9.根据权利要求8所述的用于半导体热处理设备的温度控制系统，其特征在于，温度控制器还包括输入输出接口，数据提取模块通过输入输出接口与工艺模型控制器数据通信，获取与热处理工艺相关的数据信息。
10.根据权利要求9所述的用于半导体热处理设备的温度控制系统，其特征在于，所述数据提取模块包括系统文件提取模块、工艺文件提取模块以及工艺步信息和温度控制信息提取模块；工艺步信息和温度控制信息提取模块根据系统文件的信息，由所述工艺文件中提取出每一工艺步的工艺名、工艺时间及所有与温度控制相关的信息。
11.根据权利要求10所述的用于半导体热处理设备的温度控制系统，其特征在于，所述系统文件是指与执行热处理步骤相关的温度控制器参数、模型参数、工艺程式格式定义、以及与加热设备及控制器相关的参数；所述工艺文件是指工艺执行热处理步骤的工艺步集合。
12.根据权利要求8所述的用于半导体热处理设备的温度控制系统，其特征在于，所述控制执行模块包括控制量输出模块和基于模型的温度控制器模块；基于模型的温度控制器模块根据模型切换工作点更新模块输出的切换工作点信息和反馈的加热器温度信息选择合适的模型运行基于模型的温度控制器并输出控制量；控制量输出模块用于根据功率控制模块确定的接收信号模式转换输出对应的控制量。
13.根据权利要求12所述的用于半导体热处理设备的温度控制信息，其特征在于，所述温度控制器还包括反馈信号接收模块，用于接收反馈的加热器温度信息。
14.根据权利要求8所述的用于半导体热处理设备的温度控制系统，其特征在于，所述信号反馈装置包括测温装置和信号处理子系统，测温装置用于采集加热器的实时温度，由信号处理子系统收集该温度数据以及测温装置的信息并反馈至控制执行模块。
15.根据权利要求14所述的用于半导体热处理设备的温度控制系统，其特征在于，所述测温装置为热电偶、热电阻或者红外高温计。
16.根据权利要求8所述的用于半导体热处理设备的温度控制系统，其特征在于，还包括工艺步计时模块，用于根据数据提取模块提供工艺步工艺时间，对模型切换工作点更新模块分步重建切换工作点计时。
17.一种热处理设备，其特征在于，应用上述权利要求8至16任一所述的温度控制系统。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103792971A (zh) * | 2014-02-20 | 2014-05-14 | 北京七星华创电子股份有限公司 | 一种用于半导体热处理设备的温度控制等效方法 |
| CN104298268A (zh) * | 2014-10-17 | 2015-01-21 | 北京七星华创电子股份有限公司 | 一种具有前馈补偿的半导体工艺设备的温控方法 |
| CN105630039A (zh) * | 2016-03-29 | 2016-06-01 | 联想(北京)有限公司 | 一种控制方法及电子设备 |
| CN106384723A (zh) * | 2016-10-28 | 2017-02-08 | 北京七星华创电子股份有限公司 | 具有多级主工艺步骤的热处理设备工艺控制装置及方法 |
| CN111273718A (zh) * | 2020-04-15 | 2020-06-12 | 济宁职业技术学院 | 一种提高蓄电池极板固化室温湿度控制精度的方法 |
| CN111665882A (zh) * | 2019-03-05 | 2020-09-15 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 温度控制方法及系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040149714A1 (en) * | 2001-03-21 | 2004-08-05 | Jim-Young Choi | Apparatus and method for temperature control in rtp using an adaptive control |
| US20080295764A1 (en) * | 2007-05-30 | 2008-12-04 | Svensson Stefan P | Substrate temperature accuracy and temperature control flexibility in a molecular beam epitaxy system |
| US20090105867A1 (en) * | 2007-10-19 | 2009-04-23 | Hitachi Kokusai Electric, Inc. | Temperature control method, method of obtaining a temperature correction value, method of manufacturing a semiconductor device and substrate treatment apparatus |
| CN101540275A (zh) * | 2008-03-17 | 2009-09-23 | 东京毅力科创株式会社 | 热处理装置、热处理装置的温度调整方法和程序 |
| CN102456596A (zh) * | 2010-10-18 | 2012-05-16 | 株式会社日立国际电气 | 衬底处理装置、衬底处理装置的温度控制方法及衬底处理装置的加热方法 |
-
2012
- 2012-07-09 CN CN201210235207.8A patent/CN103545232B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040149714A1 (en) * | 2001-03-21 | 2004-08-05 | Jim-Young Choi | Apparatus and method for temperature control in rtp using an adaptive control |
| US20080295764A1 (en) * | 2007-05-30 | 2008-12-04 | Svensson Stefan P | Substrate temperature accuracy and temperature control flexibility in a molecular beam epitaxy system |
| US20090105867A1 (en) * | 2007-10-19 | 2009-04-23 | Hitachi Kokusai Electric, Inc. | Temperature control method, method of obtaining a temperature correction value, method of manufacturing a semiconductor device and substrate treatment apparatus |
| CN101540275A (zh) * | 2008-03-17 | 2009-09-23 | 东京毅力科创株式会社 | 热处理装置、热处理装置的温度调整方法和程序 |
| CN102456596A (zh) * | 2010-10-18 | 2012-05-16 | 株式会社日立国际电气 | 衬底处理装置、衬底处理装置的温度控制方法及衬底处理装置的加热方法 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103792971A (zh) * | 2014-02-20 | 2014-05-14 | 北京七星华创电子股份有限公司 | 一种用于半导体热处理设备的温度控制等效方法 |
| CN103792971B (zh) * | 2014-02-20 | 2017-03-01 | 北京七星华创电子股份有限公司 | 一种用于半导体热处理设备的温度控制等效方法 |
| CN104298268A (zh) * | 2014-10-17 | 2015-01-21 | 北京七星华创电子股份有限公司 | 一种具有前馈补偿的半导体工艺设备的温控方法 |
| CN105630039A (zh) * | 2016-03-29 | 2016-06-01 | 联想(北京)有限公司 | 一种控制方法及电子设备 |
| CN106384723A (zh) * | 2016-10-28 | 2017-02-08 | 北京七星华创电子股份有限公司 | 具有多级主工艺步骤的热处理设备工艺控制装置及方法 |
| CN106384723B (zh) * | 2016-10-28 | 2019-08-20 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 具有多级主工艺步骤的热处理设备工艺控制装置及方法 |
| CN111665882A (zh) * | 2019-03-05 | 2020-09-15 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 温度控制方法及系统 |
| CN111665882B (zh) * | 2019-03-05 | 2022-04-22 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 温度控制方法及系统 |
| CN111273718A (zh) * | 2020-04-15 | 2020-06-12 | 济宁职业技术学院 | 一种提高蓄电池极板固化室温湿度控制精度的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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