CN111471984A - 一种镀膜速率的控制方法、控制系统及存储介质 - Google Patents

一种镀膜速率的控制方法、控制系统及存储介质 Download PDF

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CN111471984A CN202010355971.3A CN202010355971A CN111471984A CN 111471984 A CN111471984 A CN 111471984A CN 202010355971 A CN202010355971 A CN 202010355971A CN 111471984 A CN111471984 A CN 111471984A
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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

本发明公开了一种镀膜速率的控制方法、控制系统及存储介质，其属于镀膜技术领域，镀膜速率的控制方法包括：先检测第(k)采样周期的第(k)膜层厚度及获取第(k‑1)采样周期的第(k‑1)膜层厚度；根据第(k)膜层厚度、第(k‑1)膜层厚度及采样周期，确定实时镀膜速率；比较实时镀膜速率与目标速率，当实时镀膜速率大于或小于目标速率时，获取位于第(k)采样周期前的k‑1个采样周期的实际镀膜速率，并采用误差预估算法处理实时镀膜速率、目标速率、采样周期及k‑1个采样周期的实际镀膜速率，得到实时镀膜速率调节量，最后根据实时镀膜速率调节量调节蒸发仓内的温度。本发明保证了镀膜的精确控制，从而保证了待镀膜物体的镀膜质量和生产效率。

Description

一种镀膜速率的控制方法、控制系统及存储介质
技术领域
本发明涉及镀膜技术领域，尤其涉及一种镀膜速率的控制方法、控制系统及存储介质。
背景技术
化学气相沉积(chemical vapor deposition；CVD)真空镀膜设备(以下简称为CVD设备)被广泛应用于集成电路等电子产品的制造过程中。其中，膜层生长速度(即镀膜速率)是CVD设备的关键工艺参数，其影响着电子产品的性能和质量，而镀膜速率与CVD设备的蒸发仓内的温度正相关。
现有技术中，通常通过CVD设备的沉积室内的压力间接估算镀膜速率，再通过该估算的镀膜速率控制蒸发仓内温度的升降，从而实现对CVD设备制程的控制。但是，这需要通过大量实验以确定合适的工艺参数，因而耗时耗力，另一方面，由于沉积室内的压力在实时的变化，导致通过该方式得到的镀膜速率与实际镀膜速率相差较大，且不能实时监测镀膜制程中的实时速率，进而导致膜层的性能较差，从而形成的电子产品的品质较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种镀膜速率的控制方法、控制系统及存储介质，能够在实时监测镀膜制程中的实时镀膜速率的同时，还能够保证实时镀膜速率与目标速率的差值可以较小，进而保证了镀膜的精确控制，从而保证了待镀膜物体的镀膜质量和生产效率。
如上构思，本发明所采用的技术方案是：
一种镀膜速率的控制方法，包括如下步骤：
S1、检测第(k)采样周期的第(k)膜层厚度；
S2、获取第(k-1)采样周期的第(k-1)膜层厚度，所述第(k-1)采样周期位于所述第(k)采样周期前且与所述第(k)采样周期差一个采样周期；
S3、根据所述第(k)膜层厚度、所述第(k-1)膜层厚度及所述采样周期，确定实时镀膜速率；
S4、比较所述实时镀膜速率与目标速率，当所述实时镀膜速率等于所述目标速率，则执行步骤S5，当所述实时镀膜速率大于或小于所述目标速率，则执行步骤S6；
S5、控制真空镀膜设备中蒸发仓内的温度不变；
S6、获取位于所述第(k)采样周期前的k-1个采样周期的实际镀膜速率，k ＞1；
S7、采用误差预估算法处理所述实时镀膜速率、所述目标速率、所述采样周期及所述k-1个采样周期的实际镀膜速率，得到实时镀膜速率调节量，所述误差预估算法的计算公式为：
Figure BDA0002473481460000021
式中，
Figure BDA0002473481460000022
表示所述实时镀膜速率调节量；Vtar表示所述目标速率；
Figure BDA0002473481460000023
表示第i个采样周期的实际镀膜速率；
Figure BDA0002473481460000024
表示第i-1个采样周期的实际镀膜速率；Kacc表示采样周期累计量，且Kacc＝ki*t，ki表示采样周期积分系数，t表示采样周期；Ksca表示变化量缩放系数；Ksub表示采样周期细分量，且Ksub＝kd/t，kd表示采样周期细分系数；
S8、根据所述实时镀膜速率调节量调节所述蒸发仓内的温度；
可选地，所述步骤S8包括：
S81、采用线性变换算法处理所述实时镀膜速率调节量，以得到实时温度调节量，所述线性变换算法采用如下公式：
Figure BDA0002473481460000031
式中
Figure BDA0002473481460000032
表示实时温度调节量；
Figure BDA0002473481460000033
表示第(k-1)采样周期蒸发仓内的温度；
Figure BDA0002473481460000034
表示所述实时镀膜速率调节量；
Figure BDA0002473481460000035
表示所述实时镀膜速率；K表示开尔文温度；X＝1s/mm，s/mm表示秒每毫米；
S82、根据所述实时温度调节量调节所述蒸发仓内的温度。
可选地，所述步骤S82包括：
S821、当所述实时镀膜速率大于所述目标速率时，降低所述蒸发仓内的温度，当所述实时镀膜速率小于所述目标速率时，升高所述蒸发仓内的温度。
可选地，所述步骤S3包括：
S31、采用速率算法处理所述第(k)膜层厚度、所述第(k-1)膜层厚度及所述采样周期，以得到所述实时镀膜速率；
所述速率算法采用如下公式：
Vpres＝(δpres-δpre)/t，式中Vpres表示所述实时镀膜速率；δpres表示所述第(k) 膜层厚度；δpre表示所述第(k-1)膜层厚度；t表示所述采样周期。
可选地，所述目标速率根据所述实时镀膜速率调节，且所述目标速率的范围为0.5～1.5μm/min。
可选地，所述采样周期积分系数(ki)为0～5，且所述采样周期积分系数(ki) 的调节方式为：当所述实时镀膜速率大于所述目标速率，且所述实时镀膜速率的下降速率低于预设下降速率时，调小所述采样周期积分系数(ki)；当所述实时镀膜速率小于所述目标速率，且所述实时镀膜速率的上升速率低于第一预设上升速率时，调大所述采样周期积分系数(ki)。
可选地，所述采样周期细分系数(kd)为0～15，且所述采样周期细分系数 (kd)的调节方式为：当所述实时镀膜速率相对于所述目标速率的震荡频率大于预设震荡频率时，调小所述采样周期细分系数(kd)；当所述实时镀膜速率高于所述目标速率、所述实时镀膜速率与所述目标速率的差值大于或等于第一预设差值、且所述实时镀膜速率的上升速率低于第二预设上升速率时，调大所述采样周期细分系数(kd)。
可选地，所述变化量缩放系数(Ksca)为0～10，且所述变化量缩放系数(Ksca) 的调节方式为：当所述实时镀膜速率高于所述目标速率、所述实时镀膜速率与所述目标速率的差值大于或等于第二预设差值、且所述实时镀膜速率的上升速率高于第三预设上升速率时，调小所述变化量缩放系数(Ksca)；当所述实时镀膜速率相对于所述目标速率的震荡频率大于预设震荡频率时，调大所述变化量缩放系数(Ksca)。
一种镀膜速率的控制系统，用于执行上述的镀膜速率的控制方法，所述镀膜速率的控制系统包括：
测厚模块，用于检测所述第(k)采样周期的所述第(k)膜层厚度；
获取模块，用于获取所述第(k-1)采样周期所述的第(k-1)膜层厚度及用于获取所述第(k)采样周期前k个采样周期的实际镀膜速率；
处理模块，用于根据所述第(k)膜层厚度、所述第(k-1)膜层厚度及所述采样周期，确定所述第(k)采样周期的实时镀膜速率，用于比较所述实时镀膜速率与目标速率，以及用于采用误差预估算法处理所述实时镀膜速率、所述目标速率及所述采样周期，得到所述实时镀膜速率调节量；
加热装置，用于控制所述真空镀膜设备中蒸发仓内的温度不变，以及用于根据所述实时镀膜速率调节量调节所述蒸发仓内的温度。
一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被控制器执行时实现上述的镀膜速率的控制方法。
本发明的有益效果至少包括：
本发明提供的镀膜速率的控制方法中，先实时地检测第(k)膜层厚度，然后获取前一个采样周期的第(k-1)膜层厚度，并根据该第(k)膜层厚度和第(k-1) 膜层厚度确定实时镀膜速率，根据实时镀膜速率与目标速率的差值确定是否需要调节蒸发仓内的温度，并在需要调节蒸发仓内的温度时，采用误差预估算法得到实时镀膜速率调节量，在实时监测镀膜制程中的实时镀膜速率的同时，还能够保证实时镀膜速率与目标速率的差值可以较小，进而保证了镀膜的镀膜的精确控制，保证了待镀膜物体的镀膜质量和生产效率。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的镀膜速率的控制方法的流程图；
图2是本发明实施例一提供的当前镀膜速率与设定的目标速率的差异与采样周期的坐标图；
图3是未调整的目标速率与实时镀膜速率的关系示意图；
图4是本发明实施例一提供的调整后的目标速率与实时镀膜速率的关系示意图二；
图5是未调整的实时镀膜速率与采样周期的关系图；
图6是本发明实施例一提供的调整后的实时镀膜速率与采样周期的关系图；
图7是现有技术中采用传统压力控温模式的实时镀膜速率的分布示意图；
图8是采用本实施例提供的镀膜速率的控制方法下的实时镀膜速率的分布示意图。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
本实施例提供一种镀膜速率的控制方法，能够实时监测CVD设备的镀膜速率，并能够实时地对蒸发仓内的温度进行控制调节。
如图1所示，该镀膜速率的控制方法包括如下步骤：
S1、检测第(k)采样周期的第(k)膜层厚度。
在本实施例中，蒸发仓内会设置检测片，该检测片平行于沉积室内待镀膜物体的待镀膜表面，当CVD设备中的溅射单元向待镀膜表面喷射膜层时，检测片上也会沉积膜层，且膜层的厚度及厚度增长速率分别与待镀膜表面的厚度及厚度增长速率相等。因此，可以通过检测检测片上的膜层厚度以确定待镀膜表面的膜层厚度。该检测片上的膜层厚度可以通过测厚仪进行测量，测厚仪可以为现有技术中的测厚仪，针对测厚仪测量膜层厚度的原理可以参考现有技术，本实施例在此不做赘述。在本发明其他实施例中，也可以不设置检测片，而直接透过测厚仪对待镀膜表面测量厚度。
该第(k)采样周期可以为当前时刻，也即是，在步骤S1中，通过测厚仪测量当前时刻检测片的膜层厚度，以得到待镀膜表面在当前时刻的第(k)膜层厚度。
S2、获取第(k-1)采样周期的第(k-1)膜层厚度，第(k-1)采样周期位于第(k)采样周期前且与第(k)采样周期差一个采样周期。
该第(k-1)采样周期可以为一个时刻，且该第(k-1)采样周期为位于第(k) 采样周期前的一个时刻，且第(k-1)采样周期与第(k)采样周期之间隔一个采样周期。
并且，测厚仪可以周期性的测量膜层厚度，且测量周期为采样周期，在测量膜层的厚度后，测厚仪可以将膜层厚度的数据发送至CVD设备中的存储模块内，在检测得到第(k)采样周期的第(k)膜层厚度后，可以在存储模块中获取第(k-1)采样周期的第(k-1)膜层厚度。
可选地，步骤S1和步骤S2的前后顺序可以调换，如先执行步骤S2，再执行步骤S1，也即是，先获取第(k-1)采样周期的第(k-1)膜层厚度，然后再检测第(k)采样周期的第(k)膜层厚度。或者，步骤S1和步骤S2可以同时进行，也即是，在检测第(k)采样周期的第(k)膜层厚度的同时获取第(k-1) 采样周期的第(k-1)膜层厚度。
其中，采样周期为一个时长，且采样周期的长短可以根据待镀膜物体的种类及待镀膜物体的镀膜要求进行确定，如采样周期可以为5分、3分、1分、30 秒、20秒、10秒、1秒、0.5秒、0.05秒等。
S3、根据第(k)膜层厚度、第(k-1)膜层厚度及采样周期，确定第(k) 采样周期的实时镀膜速率。
根据第(k)采样周期的第(k)膜层厚度、第(k-1)采样周期的第(k-1) 膜层厚度及采样周期，可以得到实时镀膜速率，该实时镀膜速率为第(k)采样周期对应的时刻的镀膜速率，也即是当前时刻的镀膜速率。其中，该实施例镀膜速率的本质为膜层厚度在采样周期时长内的增长率。
S4、判断实时镀膜速率是否等于目标速率，若是，则执行步骤S5，若否，则执行步骤S6。
当得到实时镀膜速率后，可以比较实时镀膜速率与预设的目标速率之间的大小关系，并根据该大小关系确定是否需要调整蒸发仓内的温度，当实时镀膜速率等于目标速率时，则执行步骤S5，当实时镀膜速率大于或小于目标速率时，则不执行步骤S5，而是直接执行步骤S6。
其中，目标速率是指为了保证膜层的质量而确定的速率，该目标速率可以根据经验确定，根据镀膜原料确定或者还可以根据实验确定。当CVD设备以目标速率对待镀膜物体进行镀膜时，能够保证镀膜物体的镀膜品质。进一步地，不同时刻的目标速率可以相同或不同，例如，镀膜开始时间段的目标速率与镀膜后期的目标速率不同，或者，每个采样周期所对应的目标速率也可以不同，此时，可以根据实际需要调整目标速率，以满足不同的镀膜环境需求。此时，步骤S4可以理解为：比较实时镀膜速率与第(k)采样周期所对应的目标速率，当实时镀膜速率等于第(k)采样周期所对应的目标速率相等时，则执行步骤S5；当实时镀膜速率大于或小于第(k)采样周期所对应的目标速率时，则执行步骤 S6。
可选地，目标速率可以预先存储在存储模块中，此时，在执行步骤S4之前，可以先从存储模块中获取该目标速率，然后将实时镀膜速率与目标速率进行比较。
S5、控制真空镀膜设备中蒸发仓内的温度不变。
当实时镀膜速率与第(k)采样周期所对应的目标速率相等时，说明CVD 设备的镀膜情况与预期的镀膜情况相同。此时，只需保持蒸发仓内的温度即可，而无需调整蒸发仓内的温度。也即是，当实时镀膜速率与第(k)采样周期所对应的目标速率相等时，控制CVD设备中蒸发仓内的温度不变。
S6、获取第(k)采样周期前k-1个采样周期的实际镀膜速率，k＞1且k为整数。
当实时镀膜速率不等于第(k)采样周期所对应的目标速率时，则需要对CVD 设备中蒸发仓内为温度进行调整。因此，需要采用误差预估算法得到实时镀膜速率调节量。
可以从存储模块中获取前k-1个采样周期的实际镀膜速率。其中，第(k) 采样周期前可以存在一个或多个采样周期，且每个采样周期的实际镀膜速率是已知并存储在存储模块中的。
S7、采用误差预估算法处理实时镀膜速率、目标速率、采样周期及k-1个采样周期的实际镀膜速率，得到实时镀膜速率调节量。
其中，本实施例中的误差预估算法的计算公式可以如下所示：
Figure BDA0002473481460000091
式中，
Figure BDA0002473481460000092
表示实时镀膜速率调节量；Vtar表示目标速率；
Figure BDA0002473481460000093
表示第i个采样周期的实际镀膜速率；
Figure BDA0002473481460000094
表示第i-1个采样周期的实际镀膜速率；Kacc表示采样周期累计量，且Kacc＝ki*t，ki表示采样周期积分系数，t表示采样周期；Ksca表示变化量缩放系数；Ksub表示采样周期细分量，且Ksub＝kd/t，kd表示采样周期细分系数。
下面，本实施例对上述公式的含义进行说明。
首先，针对公式的第一部分
Figure BDA0002473481460000101
该第一部分可以称为差异积分算式，
Figure BDA0002473481460000102
可以理解为当前镀膜速率与设定的目标速率的差异。为了便于描述，下文中采用V表示当前镀膜速率与设定的目标速率的差异，也即是
Figure BDA0002473481460000103
如图2所示，采样周期t与V的乘积就是数学意义上的面积S，本实施例中将第1次至第k次采样周期内的差异进行累加，其数学原理如图2所示，是所有面积S的和，且位于坐标轴上方的面积在计算时为正，位于坐标轴下方的面积在计算时为负。从图2中可以看出，前几个采样周期t 的面积的在数学意义上累加使得第一部分的值逐渐减小，也即是实时镀膜速率在不断的向目标速率靠拢，最终使得实时镀膜速率在目标速率附近。其中，系数ki可以根据CVD镀膜设备的应用场景进行确定，如可以针对不同工业应用进行设定，以控制该第一部分在整个误差预估算法的计算公式中的作用强度。
可选地，采样周期积分系数ki为0～5，也即是，采样周期积分系数ki的调整范围为0～5。并且，采样周期积分系数ki的调节方式为：当实时镀膜速率大于目标速率，且实时镀膜速率的下降速率低于预设下降速率时，调小采样周期积分系数ki；当实时镀膜速率小于目标速率，且实时镀膜速率的上升速率低于第一预设上升速率时，调大该采样周期积分系数ki。
其次，针对公式的第二部分
Figure BDA0002473481460000104
该第二部分可以称为变化量抑制算式，其用于抑制过冲。如第一部分差异积分算式所示，当实时镀膜速率与目标速率相差较大，且累加了前面所有当前镀膜速率与设定的目标速率的差异，会导致误差预估算法的计算公式输出上升的较快且下降的慢，进而导致实时镀膜速率会超过目标速率(如图3所示)。其中，图3中的横坐标为时间，纵坐标为镀膜速率，实线表示目标速率，虚线表示实际镀膜速率。
Figure BDA0002473481460000111
反映了单位时间内实时镀膜速率的变化量，
Figure BDA0002473481460000112
越大表示实时镀膜速率上升的越快，而误差预估算法的计算公式中减去该变化量与Ksca的乘积，就是抑制差异积分算式输出结果的陡升，进而能够有效地抑制实时镀膜速率超过目标速率。此时，实时镀膜速率的上升曲线可以呈现如图4所示的状态，其中，图4的横坐标为时间，纵坐标为镀膜速率，实线表示目标速率，虚线表示实时镀膜速率。
可选地，变化量缩放系数Ksca为0～10，也即是，变化量缩放系数Ksca的调整范围为0～10。并且，变化量缩放系数Ksca的调节方式为：当实时镀膜速率高于目标速率、实时镀膜速率与目标速率的差值大于或等于第二预设差值、且实时镀膜速率的上升速率高于第三预设上升速率时，调小变化量缩放系数Ksca；当实时镀膜速率相对于目标速率的震荡频率大于预设震荡频率时，调大变化量缩放系数Ksca。
再次，针对公式的第三部分
Figure BDA0002473481460000113
该第三部分用于平滑调节趋势。其中，第三部分中的
Figure BDA0002473481460000114
表示第i个采样周期内的变化率，累加之前所有采样周期的变化率就是当前调控对象的趋势，误差预估算法的计算公式中减去该部分就是对整个调控过程进行平滑滤波。当输入参数有异常突变的情况，可以有效避免整个系统出现震荡。如图5所示，未通过该第三部分进行调节时，实时镀膜速率存在一个震荡Z1及另一个震荡Z2，该镀膜速率的激变会影响镀膜质量和效率。而采用该第三部分进行调节后，如图6 所示，实时镀膜速率不会出现明显的震荡，保证了镀膜的质量和效率。
可选地，采样周期细分系数kd为0～15，也即是，采样周期细分系数的调节范围为0～15。并且，采样周期细分系数kd的调节方式为：当实时镀膜速率相对于目标速率的震荡频率大于预设震荡频率时，调小采样周期细分系数kd；当实时镀膜速率高于目标速率、实时镀膜速率与目标速率的差值大于或等于第一预设差值、且实时镀膜速率的上升速率低于第二预设上升速率时，调大采样周期细分系数kd。
需要说明的是，上述第i个采样周期的实际镀膜速率与第i个采样周期的实时镀膜速率相等。此时，公式中的
Figure BDA0002473481460000121
表示第k个采样周期的实际镀膜速率，也即是本实施例中的实时镀膜速率。
S8、根据实时镀膜速率调节量调节蒸发仓内的温度。
在得到实时镀膜速率调节量后，可以根据该实时镀膜速率调节量调节蒸发仓内的温度，以使蒸发仓内的温度满足镀膜的需求。
本实施例提供的镀膜速率的控制方法中，先实时地检测第(k)膜层厚度，然后获取前一个采样周期的第(k-1)膜层厚度，并根据该第(k)膜层厚度和第 (k-1)膜层厚度确定实时镀膜速率，根据实时镀膜速率与目标速率的差值确定是否需要调节蒸发仓内的温度，并在需要调节蒸发仓内的温度时，采用误差预估算法得到实时镀膜速率调节量，在实时监测镀膜制程中的实时镀膜速率的同时，还能够保证实时镀膜速率与目标速率的差值可以较小，进而保证了镀膜的精确控制，保证了待镀膜物体的镀膜质量和生产效率。
需要说明的是，下一个采样周期同样重复上述步骤S1至步骤S8，以使实时镀膜速率稳定在目标速率附近，进而实现了对CVD设备实时镀膜速率的控制。
可选地，上述步骤S8可以包括：
S81、采用线性变换算法处理实时镀膜速率调节量，以得到实时温度调节量。
其中，线性变换算法采用如下公式：
Figure BDA0002473481460000131
式中
Figure BDA0002473481460000132
表示实时温度调节量；
Figure BDA0002473481460000133
表示第(k-1)采样周期蒸发仓内的温度；
Figure BDA0002473481460000134
表示所述实时镀膜速率调节量；
Figure BDA0002473481460000135
表示所述实时镀膜速率；K表示开尔文温度；X＝1s/mm，s/mm表示秒每毫米。
Figure BDA0002473481460000136
表示实时镀膜速率与目标速率的差异，该差异通过单位转换后得到蒸发仓温度的调节值，再加上前一个采样周期的蒸发仓的温度，即为当前时刻蒸发仓需要达到的温度。
S82、根据实时温度调节量调节蒸发仓内的温度。
当确定蒸发仓需要达到的温度后，由蒸发仓内的加热装置负责温控，以将蒸发仓内的温度调整至目标值。
进一步地，上述步骤S82可以包括：
S821、当实时镀膜速率大于目标速率时，降低蒸发仓内的温度，当实时镀膜速率小于目标速率时，升高蒸发仓内的温度。
当实时镀膜速率大于目标速率时，说明蒸发仓内的温度较高，使得镀膜速度较快，此时，加热装置需要降低蒸发仓内的温度。当实时镀膜速率小于目标速率时，说明蒸发仓内的温度较低，使得镀膜速度较慢，此时，加热装置需要降低蒸发仓内的温度。
本实施例中，步骤S3可以包括：
S31、采用速率算法处理第(k)膜层厚度、第(k-1)膜层厚度及采样周期，以得到实时镀膜速率。
其中，速率算法采用如下公式：
Vpres＝(δpres-δpre)/t，式中Vpres表示实时镀膜速率；δpres表示第(k)膜层厚度；δpre表示第(k-1)膜层厚度；t表示采样周期。
可选地，本实施例中的目标速率根据实时镀膜速率进行适应性的调节，且目标速率的调节范围为0.5～1.5μm/min。
可选地，图7为现有技术中采用传统压力控温模式的实时镀膜速率的分布，从图7中可以看出，实时镀膜速率曲线整体分布呈抛物线形，且并没有稳定在目标速率附近。
图8是采用本实施例提供的镀膜速率的控制方法下的实时镀膜速率的分布，从图8中可以看出，制程开始阶段实时镀膜速率快速攀升到目标速率附近，然后经过短暂的震荡即可稳定在目标速率。可见，本实施例提供的镀膜速率的控制方法在保证膜层性能的前提下，尽可能地提高了生产效率。
实施例二
本实施例提供了一种镀膜速率的控制系统，该镀膜速率的控制系统可以位于CVD设备中，或者镀膜速率的控制系统还可以为CVD设备的一部分。并且，镀膜速率的控制系统能够用于执行上述实施例一种的镀膜速率的控制方法，该镀膜速率的控制系统包括：
测厚模块，用于检测第(k)采样周期的第(k)膜层厚度。
可选地，本实施例中，测厚模块可以为固定于CVD设备的蒸发仓盖上的测厚仪，使得测厚模块能够周期性地测量检测片上膜层的厚度。
获取模块，用于获取第(k-1)采样周期的第(k-1)膜层厚度及用于获取第 (k)采样周期前k个采样周期的实际镀膜速率，其中，第(k-1)采样周期位于第(k)采样周期前且与第(k)采样周期差一个采样周期。
可选地，获取模块可以在存储模块中获取第(k-1)膜层厚度及k个采样周期的实际镀膜速率。
处理模块，用于根据第(k)膜层厚度、第(k-1)膜层厚度及采样周期，确定第(k)采样周期的实时镀膜速率，用于比较实时镀膜速率与目标速率，以及用于采用误差预估算法处理实时镀膜速率、目标速率及采样周期，得到实时镀膜速率调节量。
加热装置，用于控制真空镀膜设备中蒸发仓内的温度。亦即，可以用来维持不变蒸发仓内的温度，以及用于根据实时镀膜速率调节量调节蒸发仓内的温度。
本实施例提供的镀膜速率的控制系统能够实现实施例一中镀膜速率的控制方法，且与实施例一中镀膜速率的控制方法具有相同的有益效果。
可选地，镀膜速率的控制系统还可以包括存储模块，该存储模块用于存储数据。
本实施例还提供了一种存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，且该程序被控制器执行时实现如实施例一种所述的镀膜速率的控制方法。
以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种镀膜速率的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、检测第(k)采样周期的第(k)膜层厚度；
S2、获取第(k-1)采样周期的第(k-1)膜层厚度，所述第(k-1)采样周期位于所述第(k)采样周期前且与所述第(k)采样周期差一个采样周期；
S3、根据所述第(k)膜层厚度、所述第(k-1)膜层厚度及所述采样周期，确定实时镀膜速率；
S4、比较所述实时镀膜速率与目标速率，当所述实时镀膜速率等于所述目标速率，则执行步骤S5，当所述实时镀膜速率大于或小于所述目标速率，则执行步骤S6；
S5、控制真空镀膜设备中蒸发仓内的温度不变；
S6、获取位于所述第(k)采样周期前的k-1个采样周期的实际镀膜速率，k＞1；
S7、采用误差预估算法处理所述实时镀膜速率、所述目标速率、所述采样周期及所述k-1个采样周期的实际镀膜速率，得到实时镀膜速率调节量，所述误差预估算法的计算公式为：
Figure FDA0002473481450000011
式中，
Figure FDA0002473481450000012
表示所述实时镀膜速率调节量；Vtar表示所述目标速率；
Figure FDA0002473481450000013
表示第i个采样周期的实际镀膜速率；
Figure FDA0002473481450000014
表示第i-1个采样周期的实际镀膜速率；Kacc表示采样周期累计量，且Kacc＝ki*t，ki表示采样周期积分系数，t表示采样周期；Ksca表示变化量缩放系数；Ksub表示采样周期细分量，且Ksub＝kd/t，kd表示采样周期细分系数；
S8、根据所述实时镀膜速率调节量调节所述蒸发仓内的温度；
2.根据权利要求1所述的镀膜速率的控制方法，其特征在于，所述步骤S8包括：
S81、采用线性变换算法处理所述实时镀膜速率调节量，以得到实时温度调节量，所述线性变换算法采用如下公式：
Figure FDA0002473481450000021
式中
Figure FDA0002473481450000022
表示实时温度调节量；
Figure FDA0002473481450000023
表示第(k-1)采样周期蒸发仓内的温度；
Figure FDA0002473481450000024
表示所述实时镀膜速率调节量；
Figure FDA0002473481450000025
表示所述实时镀膜速率；K表示开尔文温度；X＝1s/mm，s/mm表示秒每毫米；
S82、根据所述实时温度调节量调节所述蒸发仓内的温度。
3.根据权利要求2所述的镀膜速率的控制方法，其特征在于，所述步骤S82包括：
S821、当所述实时镀膜速率大于所述目标速率时，降低所述蒸发仓内的温度，当所述实时镀膜速率小于所述目标速率时，升高所述蒸发仓内的温度。
4.根据权利要求1所述的镀膜速率的控制方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
S31、采用速率算法处理所述第(k)膜层厚度、所述第(k-1)膜层厚度及所述采样周期，以得到所述实时镀膜速率；
所述速率算法采用如下公式：
Vpres＝(δpres-δpre)/t，式中Vpres表示所述实时镀膜速率；δpres表示所述第(k)膜层厚度；δpre表示所述第(k-1)膜层厚度；t表示所述采样周期。
5.根据权利要求1-4任一项所述的镀膜速率的控制方法，其特征在于，所述目标速率根据所述实时镀膜速率调节，且所述目标速率的范围为0.5～1.5μm/min。
6.根据权利要求1-4任一项所述的镀膜速率的控制方法，其特征在于，所述采样周期积分系数(ki)为0～5，且所述采样周期积分系数(ki)的调节方式为：当所述实时镀膜速率大于所述目标速率，且所述实时镀膜速率的下降速率低于预设下降速率时，调小所述采样周期积分系数(ki)；当所述实时镀膜速率小于所述目标速率，且所述实时镀膜速率的上升速率低于第一预设上升速率时，调大所述采样周期积分系数(ki)。
7.根据权利要求1-4任一项所述的镀膜速率的控制方法，其特征在于，所述采样周期细分系数(kd)为0～15，且所述采样周期细分系数(kd)的调节方式为：当所述实时镀膜速率相对于所述目标速率的震荡频率大于预设震荡频率时，调小所述采样周期细分系数(kd)；当所述实时镀膜速率高于所述目标速率、所述实时镀膜速率与所述目标速率的差值大于或等于第一预设差值、且所述实时镀膜速率的上升速率低于第二预设上升速率时，调大所述采样周期细分系数(kd)。
8.根据权利要求1-4任一项所述的镀膜速率的控制方法，其特征在于，所述变化量缩放系数(Ksca)为0～10，且所述变化量缩放系数(Ksca)的调节方式为：当所述实时镀膜速率高于所述目标速率、所述实时镀膜速率与所述目标速率的差值大于或等于第二预设差值、且所述实时镀膜速率的上升速率高于第三预设上升速率时，调小所述变化量缩放系数(Ksca)；当所述实时镀膜速率相对于所述目标速率的震荡频率大于预设震荡频率时，调大所述变化量缩放系数(Ksca)。
9.一种镀膜速率的控制系统，其特征在于，用于执行权利要求1-8任一项所述的镀膜速率的控制方法，所述镀膜速率的控制系统包括：
测厚模块，用于检测所述第(k)采样周期的所述第(k)膜层厚度；
获取模块，用于获取所述第(k-1)采样周期的所述第(k-1)膜层厚度及用于获取所述第(k)采样周期前k个采样周期的实际镀膜速率；
处理模块，用于根据所述第(k)膜层厚度、所述第(k-1)膜层厚度及所述采样周期，确定所述第(k)采样周期的实时镀膜速率，用于比较所述实时镀膜速率与目标速率，以及用于采用误差预估算法处理所述实时镀膜速率、所述目标速率及所述采样周期，得到所述实时镀膜速率调节量；
加热装置，用于控制所述真空镀膜设备中蒸发仓内的温度不变，以及用于根据所述实时镀膜速率调节量调节所述蒸发仓内的温度。
10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被控制器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的镀膜速率的控制方法。
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