CN112596557A - 半导体温控装置输出量的控制方法及装置 - Google Patents

半导体温控装置输出量的控制方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种半导体温控装置输出量的控制方法及装置，包括：将预设温度到达时间分解为多个相等的周期；基于上个周期运行速度的实际瞬时值和上个周期给定输出量修正当前周期的给定输出量。本发明提供的一种半导体温控装置输出量的控制方法及装置，根据升降温时间来控制系统输出量大小，适配不同的系统特性，满足加热系统和制冷系统升降温时间符合要求，对应不同的温度区间设定不同的需要升降温时间，满足整体设备的升降温曲线与主工艺设备标定曲线一致。

Description

半导体温控装置输出量的控制方法及装置
技术领域
本发明涉及集成电路制造技术领域，尤其涉及一种半导体温控装置输出量的控制方法及装置。
背景技术
半导体温控装置在集成电路制造工艺中给主工艺设备提供稳定流量、稳定温度的循环液体。
主工艺设备在首次与半导体温控装置进行适配工艺制程时，会标定好各个温度点之间的升降温温度曲线。
由于各个厂家的温控装置的系统及能力差异，在进行温控装置设备替换时，会出现升降温曲线与标定工艺曲线差异较大的情况。
发明内容
本发明提供一种半导体温控装置输出量的控制方法及装置，用以解决现有技术中升降温曲线与标定工艺曲线差异较大的技术问题。
本发明提供一种半导体温控装置输出量的控制方法，包括：
将预设温度到达时间分解为多个相等的周期；
基于上个周期运行速度的实际瞬时值和上个周期给定输出量修正当前周期的给定输出量。
根据本发明提供的一种半导体温控装置输出量的控制方法，所述基于上个周期运行速度的实际瞬时值和上个周期给定输出量修正当前周期的给定输出量的计算公式如下：
Figure BDA0002846592700000021
其中，Outi为第i个周期的给定输出量，SV为目标温度，PVi-1为第i-1个周期的实际温度，Outi-1为第i-1个周期的给定输出量，t为预设温度到达时间，T为每个周期的时长，vi-1为第i-1个周期的运行速度的实际瞬时值。
根据本发明提供的一种半导体温控装置输出量的控制方法，所述基于上个周期运行速度的实际瞬时值和上个周期给定输出量修正当前周期的给定输出量，具体包括：
基于上个周期运行速度的实际瞬时值、上个周期给定输出量、当前周期之前的若干个周期的实际平均值和当前周期之前的若干个周期的平均给定输出量修正当前周期的给定输出量。
根据本发明提供的一种半导体温控装置输出量的控制方法，所述基于上个周期运行速度的实际瞬时值、上个周期给定输出量、当前周期之前的若干个周期的实际平均值和当前周期之前的若干个周期的平均给定输出量修正当前周期的给定输出量的计算公式如下：
Figure BDA0002846592700000022
Figure BDA0002846592700000023
Figure BDA0002846592700000024
其中，Outi为第i个周期的给定输出量，SV为目标温度，PVi-1为第i-1个周期的实际温度，t为预设温度到达时间，T为每个周期的时长，k1为预设的第一修正系数，vi-1为第i-1个周期的运行速度的实际瞬时值，Outi-1为第i-1个周期的给定输出量，k2为预设的第二修正系数，vLi-1为第i个周期之前周期的实际平均值，PV为初始实际温度，OutLi-i为第i个周期之前周期的平均给定输出量。
本发明还提供一种半导体温控装置输出量的控制装置，包括：
分解模块，用于将预设温度到达时间分解为多个相等的周期；
修正模块，用于基于上个周期运行速度的实际瞬时值和上个周期给定输出量修正当前周期的给定输出量。
根据本发明提供的一种半导体温控装置输出量的控制装置，所述基于上个周期运行速度的实际瞬时值和上个周期给定输出量修正当前周期的给定输出量的计算公式如下：
Figure BDA0002846592700000031
其中，Outi为第i个周期的给定输出量，SV为目标温度，PVi-1为第i-1个周期的实际温度，Outi-1为第i-1个周期的给定输出量，t为预设温度到达时间，T为每个周期的时长，vi-1为第i-1个周期的运行速度的实际瞬时值。
根据本发明提供的一种半导体温控装置输出量的控制装置，所述基于上个周期运行速度的实际瞬时值和上个周期给定输出量修正当前周期的给定输出量，具体包括：
基于上个周期运行速度的实际瞬时值、上个周期给定输出量、当前周期之前的若干个周期的实际平均值和当前周期之前的若干个周期的平均给定输出量修正当前周期的给定输出量。
根据本发明提供的一种半导体温控装置输出量的控制装置，所述基于上个周期运行速度的实际瞬时值、上个周期给定输出量、当前周期之前的若干个周期的实际平均值和当前周期之前的若干个周期的平均给定输出量修正当前周期的给定输出量的计算公式如下：
Figure BDA0002846592700000032
Figure BDA0002846592700000033
Figure BDA0002846592700000041
其中，Outi为第i个周期的给定输出量，SV为目标温度，PVi-1为第i-1个周期的实际温度，t为预设温度到达时间，T为每个周期的时长，k1为预设的第一修正系数，vi-1为第i-1个周期的运行速度的实际瞬时值，Outi-1为第i-1个周期的给定输出量，k2为预设的第二修正系数，vLi-1为第i个周期之前周期的实际平均值，PV为初始实际温度，OutLi-i为第i个周期之前周期的平均给定输出量。
本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述半导体温控装置输出量的控制方法的步骤。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述半导体温控装置输出量的控制方法的步骤。
本发明提供的一种半导体温控装置输出量的控制方法及装置，根据升降温时间来控制系统输出量大小，适配不同的系统特性，满足加热系统和制冷系统升降温时间符合要求，对应不同的温度区间设定不同的需要升降温时间，满足整体设备的升降温曲线与主工艺设备标定曲线一致。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的半导体温控装置输出量的控制方法的流程示意图；
图2是本发明提供的半导体温控装置输出量的控制装置的结构示意图；
图3是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
图1是本发明提供的半导体温控装置输出量的控制方法的流程示意图，如图1所示，本发明提供的半导体温控装置输出量的控制方法，包括：
步骤101、将预设温度到达时间分解为多个相等的周期；
步骤102、基于上个周期运行速度的实际瞬时值和上个周期给定输出量修正当前周期的给定输出量。
可选地，所述基于上个周期运行速度的实际瞬时值和上个周期给定输出量修正当前周期的给定输出量的计算公式如下：
Figure BDA0002846592700000051
其中，Outi为第i个周期的给定输出量，SV为目标温度，PVi-1为第i-1个周期的实际温度，Outi-1为第i-1个周期的给定输出量，t为预设温度到达时间，T为每个周期的时长，vi-1为第i-1个周期的运行速度的实际瞬时值。
可选地，所述基于上个周期运行速度的实际瞬时值和上个周期给定输出量修正当前周期的给定输出量，具体包括：
基于上个周期运行速度的实际瞬时值、上个周期给定输出量、当前周期之前的若干个周期的实际平均值和当前周期之前的若干个周期的平均给定输出量修正当前周期的给定输出量。
可选地，所述基于上个周期运行速度的实际瞬时值、上个周期给定输出量、当前周期之前的若干个周期的实际平均值和当前周期之前的若干个周期的平均给定输出量修正当前周期的给定输出量的计算公式如下：
Figure BDA0002846592700000061
Figure BDA0002846592700000062
Figure BDA0002846592700000063
其中，Outi为第i个周期的给定输出量，SV为目标温度，PVi-1为第i-1个周期的实际温度，t为预设温度到达时间，T为每个周期的时长，k1为预设的第一修正系数，vi-1为第i-1个周期的运行速度的实际瞬时值，Outi-1为第i-1个周期的给定输出量，k2为预设的第二修正系数，vLi-1为第i个周期之前周期的实际平均值，PV为初始实际温度，OutLi-i为第i个周期之前周期的平均给定输出量。
具体来说，半导体温控装置常规的温度控制采用PID的控制方式，根据目标温度与实际温度之间的偏差及变化得到PID的输出对应量，一般为0-100％。当偏差较大时，输出一直为100％，当实际温度接近目标温度时，升降温速度受PID参数的控制。由于各个厂家机台之间差异较大，PID控制会造成升降温的曲线与主工艺设备标定好的曲线差异较大。
在目标温度变化时，根据当前(初始)实际温度PV和目标温度SV得到需要升降温的温度差Ta，Ta＝|SV-PV|。
另外根据需要温度曲线可以预设温度到达时间为t，对应的得到平均需要升降温速度v，v＝Ta/t。得到运行差为Ta，预设温度到达时间(运行时间)为t，平均运行速度为v。
将运行时间t分解为n个相等的周期，对应每个周期的时间为T，则运行时间可对应分解为T1、T2……Tn。对应每个周期温度运行差为Ta1、Ta2……Tan，理想情况下每个周期实际运行速度v1、v2……vn与平均运行速度v一致则满足运行时间t的条件。
由于温控装置的输出大小与升降温速度没有明显的对应关系，另外给定输出大小对应的实际升降温速度受加热系统及制冷系统差异、总的循环液体量、外部保温换热等的影响存在一定的差异性。本发明根据输出量的大小对应得到实际升降温的速度，进而修正输出量控制升降温的时间。这里升降温对应的输出量为Hout和Cout。
以升温为例，在初始第1次运行时，由于没有历史数据，设第1个周期给定输出量Hout1为100％，对应的运行温度差为Ta1，Ta1＝PV1-PV，根据温度差可以得到v1＝(PV1-PV)/T。由于实际v1与平均运行速度v不一致，则第2个周期需要实际运行速度为v2，v2＝|SV-PV1|/(t-1)*T，以此类推，可以计算得到任意第i个周期内需要的实际运行速度，公式如下：
vi＝|SV-PVi-1|/[t-(i-1)*T]
此时需要保证每个周期内给定Houti，即对应给定的运行速度与实际运行速度vi一致，则可以保证运行时间t满足条件。在一个较短的周期T内，可以认为输出量与对应运行速度成线性比例的关系。则第2周期给定Hout2根据上一周期Hout1进行修正得到，公式如下：
v2＝(Hout2/Hout1)*v1
根据上面需要的实际运行速度v2，则(Hout2/Hout1)*v1＝|SV-PV1|/(t-1*T)，得到需要给定的Hout2为公式如下：
Figure BDA0002846592700000071
以此类推，下一个周期给定速度根据上一个周期的实际速度修正得到Houti，公式如下：
Figure BDA0002846592700000081
进一步地，为了保证给定速度与实际速度一致性更好，这里对应最小周期T为瞬时的给定速度，增加一个较长的检测周期TL，通过前一段时间的平均速度来修正下一个周期的给定速度。
假设TL为m倍的周期T，则从第(m+1)个周期开始通过第m个周期运行速度的实际瞬时值vm和前m个周期的实际平均值vLm来修正当前周期的给定值。对应的增加两个修正系数k1、k2，其中，0<k1<1，0<k2<1。对应的给定速度为vm+1，公式如下：
Figure BDA0002846592700000082
Figure BDA0002846592700000083
HoutLm通过记录前面周期给定的Hout值得到，公式如下：
Figure BDA0002846592700000084
根据上述公式得到Houtm+1的表达式如下：
Figure BDA0002846592700000085
根据
Figure BDA0002846592700000086
得到Houtm+1的表达式如下：
Figure BDA0002846592700000087
以此类推，可以得到第i个周期的加热量输出Houti的表达式如下：
Figure BDA0002846592700000088
根据上述公式，通过上个周期运行速度的实际瞬时值、给定加热量和前m个周期的实际平均值、平均给定加热量来修正当前周期的给定值，保证给定值对应的实际运行速度与实际需要的运行速度更加接近，进而保证升降温的时间满足设定的需求。
另外可以通过记录历史给定输出量和对应的升降温速度，修正前m个周期的给定输出量，进而减少前m个周期的升降温偏差。
本发明提供的半导体温控装置输出量的控制方法，通过修正加权系数k1和k2的关系对应瞬时值和平均值的加权系数比例，来适配不同的系统特性，满足加热系统和制冷系统升降温时间符合要求。更进一步，对应不同的温度区间设定不同的需要升降温时间，满足整体设备的升降温曲线与主工艺设备标定曲线一致。
下面对本发明提供的半导体温控装置输出量的控制装置进行描述，下文描述的半导体温控装置输出量的控制装置与上文描述的半导体温控装置输出量的控制方法可相互对应参照。
图2是本发明提供的半导体温控装置输出量的控制装置的结构示意图，如图2所示，本发明提供的半导体温控装置输出量的控制装置，包括分解模块201和修正模块202，其中：
分解模块201用于将预设温度到达时间分解为多个相等的周期；修正模块202用于基于上个周期运行速度的实际瞬时值和上个周期给定输出量修正当前周期的给定输出量。
可选地，所述基于上个周期运行速度的实际瞬时值和上个周期给定输出量修正当前周期的给定输出量的计算公式如下：
Figure BDA0002846592700000091
其中，Outi为第i个周期的给定输出量，SV为目标温度，PVi-1为第i-1个周期的实际温度，Outi-1为第i-1个周期的给定输出量，t为预设温度到达时间，T为每个周期的时长，vi-1为第i-1个周期的运行速度的实际瞬时值。
可选地，所述基于上个周期运行速度的实际瞬时值和上个周期给定输出量修正当前周期的给定输出量，具体包括：
基于上个周期运行速度的实际瞬时值、上个周期给定输出量、当前周期之前的若干个周期的实际平均值和当前周期之前的若干个周期的平均给定输出量修正当前周期的给定输出量。
可选地，所述基于上个周期运行速度的实际瞬时值、上个周期给定输出量、当前周期之前的若干个周期的实际平均值和当前周期之前的若干个周期的平均给定输出量修正当前周期的给定输出量的计算公式如下：
Figure BDA0002846592700000101
Figure BDA0002846592700000102
Figure BDA0002846592700000103
其中，Outi为第i个周期的给定输出量，SV为目标温度，PVi-1为第i-1个周期的实际温度，t为预设温度到达时间，T为每个周期的时长，k1为预设的第一修正系数，vi-1为第i-1个周期的运行速度的实际瞬时值，Outi-1为第i-1个周期的给定输出量，k2为预设的第二修正系数，vLi-1为第i个周期之前周期的实际平均值，PV为初始实际温度，OutLi-i为第i个周期之前周期的平均给定输出量。
具体来说，本申请实施例提供的上述半导体温控装置输出量的控制装置，能够实现上述方法实施例所实现的所有方法步骤，且能够达到相同的技术效果，在此不再对本实施例中与方法实施例相同的部分及有益效果进行具体赘述。
图3是本发明提供的电子设备的结构示意图，如图3所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)310、通信接口(Communications Interface)320、存储器(memory)330和通信总线340，其中，处理器310，通信接口320，存储器330通过通信总线340完成相互间的通信。处理器310可以调用存储器330中的逻辑指令，以执行半导体温控装置输出量的控制方法，该方法包括：
将预设温度到达时间分解为多个相等的周期；
基于上个周期运行速度的实际瞬时值和上个周期给定输出量修正当前周期的给定输出量。
此外，上述的存储器330中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的半导体温控装置输出量的控制方法，该方法包括：
将预设温度到达时间分解为多个相等的周期；
基于上个周期运行速度的实际瞬时值和上个周期给定输出量修正当前周期的给定输出量。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各提供的半导体温控装置输出量的控制方法，该方法包括：
将预设温度到达时间分解为多个相等的周期；
基于上个周期运行速度的实际瞬时值和上个周期给定输出量修正当前周期的给定输出量。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种半导体温控装置输出量的控制方法，其特征在于，包括：
将预设温度到达时间分解为多个相等的周期；
基于上个周期运行速度的实际瞬时值和上个周期给定输出量修正当前周期的给定输出量。
2.根据权利要求1所述的半导体温控装置输出量的控制方法，其特征在于，所述基于上个周期运行速度的实际瞬时值和上个周期给定输出量修正当前周期的给定输出量的计算公式如下：
Figure FDA0002846592690000011
其中，Outi为第i个周期的给定输出量，SV为目标温度，PVi-1为第i-1个周期的实际温度，Outi-1为第i-1个周期的给定输出量，t为预设温度到达时间，T为每个周期的时长，vi-1为第i-1个周期的运行速度的实际瞬时值。
3.根据权利要求1所述的半导体温控装置输出量的控制方法，其特征在于，所述基于上个周期运行速度的实际瞬时值和上个周期给定输出量修正当前周期的给定输出量，具体包括：
基于上个周期运行速度的实际瞬时值、上个周期给定输出量、当前周期之前的若干个周期的实际平均值和当前周期之前的若干个周期的平均给定输出量修正当前周期的给定输出量。
4.根据权利要求3所述的半导体温控装置输出量的控制方法，其特征在于，所述基于上个周期运行速度的实际瞬时值、上个周期给定输出量、当前周期之前的若干个周期的实际平均值和当前周期之前的若干个周期的平均给定输出量修正当前周期的给定输出量的计算公式如下：
Figure FDA0002846592690000012
Figure FDA0002846592690000021
Figure FDA0002846592690000022
其中，Outi为第i个周期的给定输出量，SV为目标温度，PVi-1为第i-1个周期的实际温度，t为预设温度到达时间，T为每个周期的时长，k1为预设的第一修正系数，vi-1为第i-1个周期的运行速度的实际瞬时值，Outi-1为第i-1个周期的给定输出量，k2为预设的第二修正系数，vLi-1为第i个周期之前周期的实际平均值，PV为初始实际温度，OutLi-i为第i个周期之前周期的平均给定输出量。
5.一种半导体温控装置输出量的控制装置，其特征在于，包括：
分解模块，用于将预设温度到达时间分解为多个相等的周期；
修正模块，用于基于上个周期运行速度的实际瞬时值和上个周期给定输出量修正当前周期的给定输出量。
6.根据权利要求5所述的半导体温控装置输出量的控制装置，其特征在于，所述基于上个周期运行速度的实际瞬时值和上个周期给定输出量修正当前周期的给定输出量的计算公式如下：
Figure FDA0002846592690000023
其中，Outi为第i个周期的给定输出量，SV为目标温度，PVi-1为第i-1个周期的实际温度，Outi-1为第i-1个周期的给定输出量，t为预设温度到达时间，T为每个周期的时长，vi-1为第i-1个周期的运行速度的实际瞬时值。
7.根据权利要求5所述的半导体温控装置输出量的控制装置，其特征在于，所述基于上个周期运行速度的实际瞬时值和上个周期给定输出量修正当前周期的给定输出量，具体包括：
基于上个周期运行速度的实际瞬时值、上个周期给定输出量、当前周期之前的若干个周期的实际平均值和当前周期之前的若干个周期的平均给定输出量修正当前周期的给定输出量。
8.根据权利要求7所述的半导体温控装置输出量的控制装置，其特征在于，所述基于上个周期运行速度的实际瞬时值、上个周期给定输出量、当前周期之前的若干个周期的实际平均值和当前周期之前的若干个周期的平均给定输出量修正当前周期的给定输出量的计算公式如下：
Figure FDA0002846592690000031
Figure FDA0002846592690000032
Figure FDA0002846592690000033
其中，Outi为第i个周期的给定输出量，SV为目标温度，PVi-1为第i-1个周期的实际温度，t为预设温度到达时间，T为每个周期的时长，k1为预设的第一修正系数，vi-1为第i-1个周期的运行速度的实际瞬时值，Outi-1为第i-1个周期的给定输出量，k2为预设的第二修正系数，vLi-1为第i个周期之前周期的实际平均值，PV为初始实际温度，OutLi-i为第i个周期之前周期的平均给定输出量。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至4任一项所述半导体温控装置输出量的控制方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述半导体温控装置输出量的控制方法的步骤。
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