CN111501027B - 化学气相沉积设备流场均匀控制的方法 - Google Patents

化学气相沉积设备流场均匀控制的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111501027B
CN111501027B CN201911377705.4A CN201911377705A CN111501027B CN 111501027 B CN111501027 B CN 111501027B CN 201911377705 A CN201911377705 A CN 201911377705A CN 111501027 B CN111501027 B CN 111501027B
Authority
CN
China
Prior art keywords
flow
control space
control
deposition
furnace
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911377705.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111501027A (zh
Inventor
彭雨晴
信吉平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuxi Research Institute of Applied Technologies of Tsinghua University
Original Assignee
Wuxi Research Institute of Applied Technologies of Tsinghua University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuxi Research Institute of Applied Technologies of Tsinghua University filed Critical Wuxi Research Institute of Applied Technologies of Tsinghua University
Priority to CN201911377705.4A priority Critical patent/CN111501027B/zh
Publication of CN111501027A publication Critical patent/CN111501027A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111501027B publication Critical patent/CN111501027B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本发明公开了一种化学气相沉积设备流场均匀控制的方法，包括以下步骤：（1）划分出多个控制空间，在每个控制空间对应的沉积炉的炉壁区域上开设进料口并在内表面安装流量传感器和搅拌叶；（2）采集实际流量值；（3）计算出各控制空间的实际流量值与各控制空间的理论流量值之间的差值；（4）根据差值进行流量补偿。本发明将沉积设备的反应区分成多个控制空间，生产时，分空间实时监控沉积炉内影响沉积的物质的流量，通过对采集的实际流量与理论流量比较，得到误差补偿结果，以此分空间进行影响沉积的物质的流量补偿，从而保证沉积炉内流体场分布均匀。

Description

化学气相沉积设备流场均匀控制的方法
技术领域
本发明涉及化学气相沉积工艺领域，具体地说涉及一种化学气相沉积设备流场均匀控制的方法。
背景技术
化学气相沉积是一种化工技术，该技术主要是利用含有薄膜元素的一种或几种气相化合物或单质、在衬底表面上进行化学反应生成薄膜的方法。
然而沉积设备反应区的气相物质流量对反应影响很大，保证反应区流体场均匀分布是沉积设备制造商迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够保证沉积设备反应区流量场分布均匀的化学气相沉积设备流场均匀控制的方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：化学气相沉积设备流场均匀控制的方法，化学气相沉积设备包括沉积炉，包括以下步骤：
（1）以沉积炉的竖向中心线为轴线，沿着沉积炉的周向将沉积炉的内腔划分出多个呈扇形的控制区域，将每个控制空间沿着沉积炉的高度方向划分出多个控制空间，在每个控制空间对应的沉积炉的炉壁区域上开设进料口并在内表面安装流量传感器和搅拌叶；
（2）采集各控制空间内的流量传感器检测到的各控制空间的实际流量值并传送给计算机；
（3）计算机将各控制空间的实际流量值与各控制空间的理论流量值一一进行对比，计算出各控制空间的实际流量值与各控制空间的理论流量值之间的差值；
（4）根据得到的各控制空间的实际流量值与各控制空间的理论流量值之间的差值对各控制空间进行流量补偿。
进一步地，还包括数字孪生设备，所述数字孪生设备包括与各控制空间内的流量传感器连接的实时数据采集传输模块，实时数据采集传输模块的信号输出端分别通过数据孪生服务器、模型数据库与计算机连接，计算机的控制信号输出端通过控制总线连接现场控制设备。
进一步地，所述流量传感器包括三氯甲基硅烷流量传感器、氢气流量传感器和氩气流量传感器。
本发明的有益效果体现在：
本发明将沉积设备的反应区分成多个控制空间，生产时，分空间实时监控沉积炉内影响沉积的物质的流量，通过对采集的实际流量与理论流量比较，得到误差补偿结果，以此分空间进行影响沉积的物质的流量补偿，从而保证沉积炉内流体场分布均匀。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……），则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，“多个”指两个以上。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
化学气相沉积设备包括沉积炉，本发明化学气相沉积设备流场均匀控制的方法，包括以下步骤：
（1）以沉积炉的竖向中心线为轴线，沿着沉积炉的周向将沉积炉的内腔划分出多个呈扇形的控制区域，将每个控制空间沿着沉积炉的高度方向划分出多个控制空间，在每个控制空间对应的沉积炉的炉壁区域上开设进料口并在内表面安装流量传感器和搅拌叶；
（2）采集各控制空间内的流量传感器检测到的各控制空间的实际流量值并传送给计算机；
（3）计算机将各控制空间的实际流量值与各控制空间的理论流量值一一进行对比，计算出各控制空间的实际流量值与各控制空间的理论流量值之间的差值；
（4）根据得到的各控制空间的实际流量值与各控制空间的理论流量值之间的差值对各控制空间进行流量补偿。
这里的流量补偿可以是，当实际流量值高于理论流量值时，减缓相应物质的流入速度，当实际流量值低于理论流量值时，加快相应物质的流入速度。这里的理论流量值可以是试验所获得的能够得到较好质量涂层的流量值。
这里的流量传感器可以是任何影响沉积的物质的流量传感器，不限于一个，比如沉积碳化硅中使用的三氯甲基硅烷（MTS）、氢气（H2）和氩气（Ar)对于碳化硅的沉积均有影响，可设置三氯甲基硅烷流量传感器、氢气流量传感器和氩气流量传感器这三个流量传感器。
本发明将沉积设备的反应区分成多个控制空间，生产时，分空间实时监控沉积炉内影响沉积的物质的流量，通过对采集的实际流量与理论流量比较，得到误差补偿结果，以此分空间进行影响沉积的物质的流量补偿，从而保证沉积炉内流体场分布均匀。
在一实施例中，还包括数字孪生设备，所述数字孪生设备包括与各控制空间内的流量传感器连接的实时数据采集传输模块，实时数据采集传输模块的信号输出端分别通过数据孪生服务器、模型数据库与计算机连接，计算机的控制信号输出端通过控制总线连接现场控制设备。这里的现场控制设备即用于进行流量补偿的设备，如电加热件和冷却件。实时数据采集传输模块将流量传感器传送给检测到的各控制空间的实际流量值数据孪生服务器，模型数据库存储生产相关模型数据，并与实际生产数据比对，数字孪生服务器输出控制算法至过程控制器，过程控制器形成控制操作步骤，通过控制总线反馈至生产单元的控制装置，对实际生产进行操作。
应当理解本文所述的例子和实施方式仅为了说明，并不用于限制本发明，本领域技术人员可根据它做出各种修改或变化，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.化学气相沉积设备流场均匀控制的方法，化学气相沉积设备包括沉积炉，其特征在于：包括以下步骤：
（1）以沉积炉的竖向中心线为轴线，沿着沉积炉的周向将沉积炉的内腔划分出多个呈扇形的控制区域，将每个控制空间沿着沉积炉的高度方向划分出多个控制空间，在每个控制空间对应的沉积炉的炉壁区域上开设进料口并在内表面安装流量传感器和搅拌叶；
（2）采集各控制空间内的流量传感器检测到的各控制空间的实际流量值并传送给计算机；
（3）计算机将各控制空间的实际流量值与各控制空间的理论流量值一一进行对比，计算出各控制空间的实际流量值与各控制空间的理论流量值之间的差值；
（4）根据得到的各控制空间的实际流量值与各控制空间的理论流量值之间的差值对各控制空间进行流量补偿；
还包括数字孪生设备，所述数字孪生设备包括与各控制空间内的流量传感器连接的实时数据采集传输模块，实时数据采集传输模块的信号输出端分别通过数据孪生服务器、模型数据库与计算机连接，计算机的控制信号输出端通过控制总线连接现场控制设备。
2.如权利要求1所述的化学气相沉积设备流场均匀控制的方法，其特征在于：所述流量传感器包括三氯甲基硅烷流量传感器、氢气流量传感器和氩气流量传感器。
CN201911377705.4A 2019-12-27 2019-12-27 化学气相沉积设备流场均匀控制的方法 Active CN111501027B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911377705.4A CN111501027B (zh) 2019-12-27 2019-12-27 化学气相沉积设备流场均匀控制的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911377705.4A CN111501027B (zh) 2019-12-27 2019-12-27 化学气相沉积设备流场均匀控制的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111501027A CN111501027A (zh) 2020-08-07
CN111501027B true CN111501027B (zh) 2022-01-21

Family

ID=71872400

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911377705.4A Active CN111501027B (zh) 2019-12-27 2019-12-27 化学气相沉积设备流场均匀控制的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111501027B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3582630A (en) * 1968-07-09 1971-06-01 Shell Oil Co Process and apparatus for controlling a furnace
CN102129256A (zh) * 2010-01-15 2011-07-20 Ckd株式会社 真空控制系统及真空控制方法
CN202359196U (zh) * 2011-09-29 2012-08-01 中微半导体设备(上海)有限公司 一种用于mocvd反应腔的气体流量控制装置
CN103710684A (zh) * 2013-12-31 2014-04-09 中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所 一种用于化学气相沉积反应的一体化在线检测系统
CN107779846A (zh) * 2017-10-27 2018-03-09 君泰创新（北京）科技有限公司 一种pecvd设备的工艺气体流量的调整方法和系统
CN109357167A (zh) * 2018-10-30 2019-02-19 长春市万易科技有限公司 一种燃气管道漏点检测装置及检测方法
CN110382103A (zh) * 2017-05-11 2019-10-25 株式会社堀场Stec 液体材料汽化供给装置和控制程序
CN110571171A (zh) * 2019-09-03 2019-12-13 北京北方华创微电子装备有限公司 气体流量控制器的校准方法、校准系统及进气装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3582630A (en) * 1968-07-09 1971-06-01 Shell Oil Co Process and apparatus for controlling a furnace
CN102129256A (zh) * 2010-01-15 2011-07-20 Ckd株式会社 真空控制系统及真空控制方法
CN202359196U (zh) * 2011-09-29 2012-08-01 中微半导体设备(上海)有限公司 一种用于mocvd反应腔的气体流量控制装置
CN103710684A (zh) * 2013-12-31 2014-04-09 中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所 一种用于化学气相沉积反应的一体化在线检测系统
CN110382103A (zh) * 2017-05-11 2019-10-25 株式会社堀场Stec 液体材料汽化供给装置和控制程序
CN107779846A (zh) * 2017-10-27 2018-03-09 君泰创新（北京）科技有限公司 一种pecvd设备的工艺气体流量的调整方法和系统
CN109357167A (zh) * 2018-10-30 2019-02-19 长春市万易科技有限公司 一种燃气管道漏点检测装置及检测方法
CN110571171A (zh) * 2019-09-03 2019-12-13 北京北方华创微电子装备有限公司 气体流量控制器的校准方法、校准系统及进气装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN111501027A (zh) 2020-08-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10060030B2 (en) Evaporation vessel apparatus and method
CA2239716C (en) Distributed intelligence actuator controller with peer-to-peer actuator communication
CN101809712A (zh) 半导体制造设备用的气体供给装置
JP2002504748A (ja) 高周波型プラズマ強化化学気相堆積反応装置、及びそれを実施する方法
JP2003526856A (ja) プロセス制御システム
CN107964653A (zh) 一种化学气相沉积的加热控制装置及加热控制方法
CN104730973B (zh) 电机控制装置
CN111501027B (zh) 化学气相沉积设备流场均匀控制的方法
CA1187267A (en) Olefin oxidation reactor temperature control
CN111020536B (zh) 一种优化的化学气相沉积工艺
CN115514292B (zh) 伺服电机转速控制系统及方法
CN103958723A (zh) 闭环控制
CN111309070A (zh) 化学气相沉积设备温度均匀控制的方法
CN111061318A (zh) 一种碳化硅涂层沉积炉温度场的数字孪生控制方法
BRPI0621929B1 (pt) método para controlar um processo para produzir um polímero de olefina em pelo menos um reator
CN108554334B (zh) 一种mpcvd合成设备及合成温度控制方法
US4952298A (en) Corrective controller system for electrolytic cells
CN110923675B (zh) 一种碳化硅涂层沉积炉流体场的数字孪生控制方法
CN111552235B (zh) 一种基于CANopen协议的多轴同步误差补偿方法和系统
CN109295273A (zh) 一种高炉铸铜冷却壁热面状况监测系统及方法
KR102657216B1 (ko) 개선된 다결정성 규소 성장을 위한 디클로로실란 보상 제어 방법
CN104865996A (zh) 一种超临界水反应温度控制方法及装置以及超临界水反应器系统
CN116197649A (zh) 一种用于锁螺丝机的智能调节系统
CN110302680A (zh) 一种新型智能涂膜机及其制备方法
JPS59108002A (ja) ビニル化合物重合体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant