CN114253313B - 腔室温度控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种腔室温度控制方法和装置，应用于半导体装备技术领域，该方法包括：获取工艺腔室的工艺配方中当前工艺步的第一温控目标，获取第一温控目标对应的温控配置参数，从第一温控参数和第二温控参数中确定符合工艺腔室的响应速率需求的目标温控参数，向控制器发送目标温控参数和第一温控目标，使控制器基于目标温控参数和第一温控目标控制加热器对工艺腔室进行加热。温控配置参数中同时包括响应速率较快和较慢的温控参数，可以根据工艺腔室的响应速率需求，选择与工艺腔室的响应速率需求匹配的温控参数，并向控制器发送匹配的温控参数，使控制器可以根据与响应速率需求匹配的温控参数对工艺腔室内的温度进行更准确的控制。

Description

腔室温度控制方法和装置

技术领域

本发明涉及半导体装备技术领域，特别是涉及一种腔室温度控制方法和装置。

背景技术

半导体工艺设备中通常包括控制器和工艺腔室，当工艺腔室具有温度控制功能时，半导体工艺设备可以根据工艺腔室的工艺配方，向控制器发送对应的温控配置参数。控制器可以根据温控配置参数，控制工艺腔室内的加热器对工艺腔室进行加热，使工艺腔室内的温度快速达到目标温度，并且在达到目标温度后稳定波动。

在先技术中，用户通常针对目标温度设置对应的温控配置参数，通过预设温控配置参数控制工艺腔室内的温度时，工艺腔室内的温度无法实现精准的控制。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题是艺腔室内的温度无法实现精准的控制的问题。

为了解决上述问题，本发明实施例公开了一种腔室温度控制方法，该方法应用于半导体工艺设备，所述半导体工艺设备中包括控制器和工艺腔室，所述工艺腔室内设置有加热器；所述方法包括：

获取所述工艺腔室的工艺配方中当前工艺步的第一温控目标；

获取所述第一温控目标对应的温控配置参数；所述温控配置参数中包括第一温控参数和第二温控参数；所述第一温控参数的响应速率大于所述第二温控参数的响应速率；

从所述第一温控参数和所述第二温控参数中确定符合所述工艺腔室的响应速率需求的目标温控参数；

向所述控制器发送所述目标温控参数和所述第一温控目标，使所述控制器基于所述目标温控参数和所述第一温控目标控制所述加热器对所述工艺腔室进行加热。

本发明实施例公开了一种腔室温度控制装置，该装置设置于半导体工艺设备，所述半导体工艺设备中包括控制器和工艺腔室，所述工艺腔室内设置有加热器；所述装置包括：

第一获取模块，用于获取所述工艺腔室的工艺配方中当前工艺步的第一温控目标；

第二获取模块，用于获取所述第一温控目标对应的温控配置参数；所述温控配置参数中包括第一温控参数和第二温控参数；所述第一温控参数的响应速率大于所述第二温控参数的响应速率；

确定模块，用于从所述第一温控参数和所述第二温控参数中确定符合所述工艺腔室的响应速率需求的目标温控参数；

发送模块，用于向所述控制器发送所述目标温控参数和所述第一温控目标，使所述控制器基于所述目标温控参数和所述第一温控目标控制所述加热器对所述工艺腔室进行加热。

本发明实施例中，获取工艺腔室的工艺配方中当前工艺步的第一温控目标，获取第一温控目标对应的温控配置参数，从第一温控参数和第二温控参数中确定符合工艺腔室的响应速率需求的目标温控参数，向控制器发送目标温控参数和第一温控目标，使控制器基于目标温控参数和第一温控目标控制加热器对工艺腔室进行加热。温控配置参数中同时包括响应速率较快和较慢的温控参数，半导体工艺设备可以根据工艺腔室的响应速率需求，选择与工艺腔室的响应速率需求匹配的温控参数，并向控制器发送匹配的温控参数，使控制器可以根据与响应速率需求匹配的温控参数对工艺腔室内的温度进行更准确的控制。

附图说明

图1示出了本实施例提供的一种腔室温度控制方法实施例的步骤流程图；

图2示出了本实施例提供的一种半导体工艺设备的系统示意图；

图3示出了本实施例提供的一种功率限值的获取方法流程图；

图4示出了本实施例提供的一种温控算法参数的获取方法流程图；

图5示出了本实施例提供的一种腔室温度控制方法的系统流程图；

图6示出了本实施例提供的一种腔室温度控制装置实施例的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明实施例作进一步详细的说明。

参照图1，示出了本实施例提供的一种腔室温度控制方法实施例的步骤流程图，该方法应用于半导体工艺设备，半导体工艺设备中包括控制器和工艺腔室，工艺腔室内设置有加热器；该方法可以包括如下步骤：

步骤101、获取工艺腔室的工艺配方中当前工艺步的第一温控目标。

本实施例中，腔室温度控制方法可以由半导体工艺设备中具有控制能力的电子设备实施，电子设备例如计算机，电子设备与半导体工艺设备中的控制器连接。如图2所示，图2示出了本实施例提供的一种半导体工艺设备的系统示意图,半导体工艺设备中包括温控模块和功率调节模块，以及一个或多个工艺腔室，工艺腔室例如对晶圆进行化学气象沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)的工艺腔室。工艺腔室内设置有加热器、第一温度传感器和第二温度传感器，第一温度传感器用于采集晶圆上方的温度，第二温度传感器用于采集晶圆下方的温度。加热器例如红外卤素灯，控制器可以控制功率调节模块的输出功率，以控制加热器的加热功率。温控模块和功率调节模块可以是控制器中的一部分，集成在控制器内部，也可以是独立设备，设置在控制器的外部。半导体工艺设备的具体结构和类型可以根据需求设置，本实施例对此不做限制。

其中，控制器例如可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)，电子设备分别与控制器和上位机通信连接，电子设备可以从上位机获取工艺腔室的工艺配方(Recipe)，工艺配方中包括多个工艺步(Step)，每个工艺步配置有温控目标，温控目标中可以包括温控模式、目标温度、功率比例系数和升温速率等参数中的一种或多种，温控目标用于指示工艺腔室在执行对应工艺步的过程中，需要采用的温控模式，工艺腔室内需要达到的目标温度，以及加热过程中的升温速率等。其中，目标温度、功率比例系数和升温速率等可以为具体的数值，温控模式可以为模式标识，不同模式标识表示不同的温控模式。

以图2所示的半导体工艺设备为例，工艺腔室内设置有第一温度传感器和第二温度传感器，工艺腔室的温控模式可以包括上温控模式和下温控模式，上温控模式采用第一温度传感器采集的温度值作为工艺腔室的实际温度，下温控模式采用第二温度传感器采集的温度值作为工艺腔室的实际温度。工艺腔室内被划分为四个加热区域，每个加热区域分别设置一个红外卤素灯。若某个工艺步的温控目标中包括的目标温度为30度，模式标识为上温控模式的模式标识，功率比例系数为0.1/0.4/0.4/0.1,则在执行该工艺步，对晶圆进行处理的过程中，需要采用上温控模式控制四个加热区域内的红外卤素灯分别进行加热，将工艺腔室内的温度加热到30度。在加热过程中，若某一时刻温控模块计算得到的加热功率为100，按功率比例系数控制功率调节模块的输出功率，使第一加热区域内的红外卤素灯的加热功率为10，第二加热区域内的红外卤素灯的加热功率为40,第三加热区域内的红外卤素灯的加热功率为40,第四加热区域内的红外卤素灯的加热功率为10。需要说明的是，温控目标中的参数可以包括但不限于上述举例，每个参数的具体使用方法可以根据需求设置，本实施例对此不做限制。

实际应用中，电子设备可以预先从上位机获取工艺腔室的工艺配方，然后按工艺配方中多个工艺步的顺序，依次从工艺配方中获取每个工艺步的温控目标，并根据温控目标获取对应的温控配置参数，向控制器发送温控目标和温控配置参数，使控制器根据温控配置参数和温控目标控制加热器对工艺腔室进行加热。示例性地，工艺配方中包括从1至10的10个工艺步的温控目标，当前正在进行第3步，则电子设备可以从预先获取的工艺配方中获取第3步的温控目标，即第一温控目标。

步骤102、获取第一温控目标对应的温控配置参数。

其中，温控配置参数中包括第一温控参数和第二温控参数；第一温控参数的响应速率大于第二温控参数的响应速率。响应速率表示控制器在根据温控参数控制加热器对工艺腔室进行加热的过程中，调节温度的速率，响应速率较大时，可以控制工艺腔室内的温度快速达到目标温度，响应速率较慢时，可以以较低的速率调节工艺腔室内的温度，减小温度过冲，避免工艺腔室内的温度出现较大的温度波动。

可选地，温控配置参数中可以包括功率限值，功率限值可以包括功率上限和功率下限中的至少一个，功率上限用于限制工艺腔室内所有加热器的加热功率的总和不高于功率上限，功率下限用于限制工艺腔室内所有加热器的加热功率的总和不低于功率上限。如表1所示，表1示出了本实施例提供的一种功率限值表。

表1

在表1中，针对每个温控模式，温控配置参数中包括两套不同的功率限值，第一套功率限值的响应速率大于第二套功率限值的响应速率，第一套功率限值即第一温控参数，包括第一功率上限和第一功率下限；第二套功率限值即第二温控参数，包括第二功率上限和第二功率下限。以参考温度900度为例，温控模式为上温控模式时，第一功率上限和第一功率下限为第一温控参数，第二功率上限和第二功率下限为第二温控参数。可以设置第一功率上限大于第二功率上限，以及设置第一功率下限小于第二功率下限，以使第一功率上限和第一功率下限的响应速率大于第二功率上限和第二功率下限的响应速率。由于第一功率上限大于第二功率上限，第一功率下限小于第二功率下限时，加热器在加热过程中具有更大的加热功率范围，可以使加热器以更大的加热功率或更低加热功率调节工艺腔室内的温度。同理，当温控模式为下温控模式时，第一功率上限和第一功率下限为第一温控参数，第二功率上限和第二功率下限为第二温控参数。其中，表1中的符号X指代对应功率限值的具体数值。

可选地，温控配置参数中可以包括温控算法参数，温控模块可以基于温控算法参数，以及实际温度和目标温度之间的差值，计算得到加热器的加热功率。例如，温控模块可以采用比例积分微分(Proportion、Integral、Differential)算法控制加热器的加热功率，温控算法参数中可以包括比例参数P、积分参数I和微分参数D。如表2所示，表2示出了本实施例提供的一种温控算法参数。

表2

在表2中，针对上温控模式，温控配置参数中包括两套不同的PID参数，第一套PID参数的响应速率大于第二套PID参数的响应速率，第一套PID参数即第一温控参数，包括P1、I1和D1；第二套PID参数即第二温控参数，包括P2、I2和D2,。以参考温度1000度为例，温控模式为上温控模式时，P1、I1和D1为第一温控参数，P2、I2和D2为第二温控参数。可以设置P1大于P2，以及设置I1小于I2，D1小于D2，以使第一PID参数的响应速率大于第二套PID参数的响应速率。在温控过程中，比例参数P较大时，可以以更大的幅度调节工艺腔室内的温度，使温度快速达到目标温度，响应速率较快；积分和微分参数较大时，温控模块可以以较低的幅度调节工艺腔室内的温度，并且可以避免温度过冲，提高温度的稳定性。需要说明的是，表2中只显示了上温控模式对应的PID参数，下温控模式对应的PID参数与上温控模式相同，本实施例在此不做赘述。当温控模块采用其他算法时，温控算法参数中也可以包括其他类型的参数，本实施例对此不做限制。

本实施例中，电子设备在获取到第一温控目标之后，可以获取第一温控目标对应的温控配置参数。示例性的，电子设备可以预先获取工艺配方对应的配置文件，配置文件中包括如表1所示的功率限值表，或者包括如表2所示的温控算法参数，或者同时包括如表1所示的功率限值和表2所示的温控算法参数。配置文件中也可以包括其它类型的温控参数，本实施例对温控参数的具体类型不做限制。

可选地，步骤102可以包括：

从预先获取的配置文件中确定与第一目标温度对应、且与第一温控模式对应的温控配置参数。

本实施例中，第一温控目标中包括的目标温度和温控模式即第一目标温度和第一温控模式，电子设备可以通过第一目标温度和第一温控模式，从配置文件中获取对应的温控配置参数。结合上述举例，若电子设备获取的第一温控目标中包括的第一目标温度为900度，第一温控模式为上温控模式，则电子设备可以从表1中参考温度900度所在一行的功率限值中，确定上温控模式对应的功率限值为温控配置参数。同样的，可以从表2中确定与参考温度900度对应、且与上温控模式对应的PID参数作为温控配置参数。

可选地，从预先获取的配置文件中确定与第一目标温度对应、且与第一温控模式对应的温控配置参数的步骤可以包括：

从配置文件中确定与第一温控模式对应的多组温控配置参数；每组温控配置参数中包括参考温度；

从多组温控配置参数中选择参考温度大于第一目标温度、且与第一目标温度之间的差值最小的一组作为第一温控目标对应的温控配置参数。

在一种实施例中，当工艺腔室具有不同的温控模式，且不同温控模式具有不同的温控配置参数时，电子设备首先可以确定与第一温控模式对应的多组温控配置参数，然后通过第一目标温度和温控配置参数中的参考温度，从多组温控配置参数中选择确定对应的温控配置参数。以表1为例，上位机在获取到第一温控目标之后，首先可以确定第一温控目标中的第一温控模式，若第一温控模式为上温控模式，则从表1中选择确定上温控模式对应的参考温度900度对应的一组温控配置参数、参考温度1000度对应的一组温控配置参数，以及参考温度1100度对应的一组温控配置参数。接着，可以比较第一目标温度与每个参考温度，从所有参考温度中确定大于第一目标温度的参考温度，并从所有大于第一目标温度的参考温度中选择最小的一个参考温度，即与第一目标温度之间的差值最小的参考温度对应一组温控配置参数。例如，若第一目标温度为950度，可以从大于950度的1000度和1100度中选择与950度之间的差值最小的1000度对应的功率限制作为目标温控参数。

实际应用中，目标温度与参考温度也可能不一致，当从配置文件中无法确定与目标温度一致的参考温度时，可以选择大于目标温度，且与目标温度最接近的参考温度对应的温控配置参数，可以提高温度控制的准确性。

需要说明的是，当工艺腔室的温控模式只有一种时，表1和表2中分别只包括一种温控模式对应的功率限值和PID参数，电子设备只需要将第一目标温度对应的功率限值和PID参数作为温控配置参数即可。

步骤103、从第一温控参数和第二温控参数中确定符合工艺腔室的响应速率需求的目标温控参数。

其中，响应速率需求由第一温控目标和工艺腔室的状态确定。

可选地，当温控配置参数中包括功率限值时，步骤103可以包括：

步骤1031、在第一温控目标与预先获取的前一个工艺步的第二温控目标相同的情况下，将第二温控参数中的功率限值作为目标温控参数；

步骤1032、在第一温控目标与第二温控目标不同的情况下，将第一温控参数中的功率限值作为目标温控参数。

在一种实施例中，响应速率需求由当前工艺步的第一温控目标和前一个工艺步的第二温控目标确定。由于工艺腔室在进行前一个工艺步之后接着进行当前工艺步，工艺腔室在前一步根据前一个工艺步的第二温控目标对工艺腔室内的温度进行控制，因此工艺腔室的状态与前一个工艺步的第二温控目标相关，也即第二温控目标可以表征工艺腔室的状态。结合上述举例，上位机在获取到第3工艺步的第一温控目标之后，可以比较第3工艺步的第一温控目标与预先获取的第2工艺步的第二温控目标，第3工艺步即当前工艺步，第2工艺步即前一个工艺步。若第一温控目标与第二温控目标相同，说明当前工艺步相对于前一个工艺步，工艺腔室内的温度不需要发生较大的变化，温度控制过程中的响应速率需求较低，此时可以采用响应速率较慢的第二温控参数控制加热器对工艺腔室进行加热，以减少温度过冲，避免温度出现较大的波动。反之，若第一温控目标与第二温控目标不同，则说明当前工艺步相对于前一个工艺步，工艺腔室内的温度变化较大，温度控制过程中的响应速率需求较高，此时可以采用响应速率较快的第一温控参数对工艺前世进行加热，使工艺腔室内的温度快速达到当前工艺步所需的第一目标温度。

可选地，当工艺腔室的温控模式只有一种时，步骤1031可以通过如下方式实现：在第一目标温度与第二目标温度之间的差值低于预设差值的情况下，将第二温控参数中的功率限值作为目标温控参数；

步骤1032可以通过如下方式实现：在第一目标温度与第二目标温度之间的差值不低于预设差值的情况下，将第一温控参数中的功率限值作为目标温控参数。

在一种实施例中，工艺腔室可以只具有一种温控模式，温控目标中可以只包括目标温度。此时，若当前工艺步的第一目标温度与前一个工艺步的第二目标温度之间相差较大，则说明工艺腔室内的温度需要发生较大的变化，温度控制过程中的响应速率需求较高；若当前工艺步的第一目标温度与前一个工艺步的第二目标温度之间相差较小，则说明工艺腔室内的温度不需要发生较大的变化，温度控制过程中的响应速率需求较低。结合上述举例，用户可以预先设置预设差值，电子设备在第一目标温度与第二目标温度之间的差值小于预设差值时，确定温度控制过程中的响应速率需求较低，可以将第二温控参数中响应速率较慢的功率限值作为目标温控参数；在第一目标温度与第二目标温度之间的差值大于或等于预设差值时，确定温度控制过程中的响应速率需求较高，可以将第一温控参数中响应速率较高的的功率限值作为目标温控参数。例如，当工艺腔室只有上温控模式时，若确定温度控制过程中的响应速率需求较低，则将上温控模式中的第一功率上限和第一功率下限作为目标温控参数，反之将上温控模式中的第二功率上限和第二功率下限作为目标温控参数。其中，预设差值可以为0或者其它数值，预设差值的具体值可以根据需求设置，本实施例对此不做限制。

可选地，当工艺腔室的温控模式包括多种时，在将第二温控参数中的功率限值作为目标温控参数之前，该方法还可以包括：确定第一温控模式与第二温控模式相同。

实际应用中，当温控模式不同时，即使目标温度相同，在温度控制过程中工艺腔室内所能达到的实际温度也可能不同。电子设备可以在第一温控目标中的第一温控模式与第二温控目标中的第二温控模式相同，并且第一目标温度与第二目标温度之间的差值低于预设差值时，确定工艺腔室内的温度不需要发生较大的变化，温度控制过程中的响应速率需求较低。因此，当工艺腔室的温控模式包括多种时，在将第二温控参数中的功率限值作为目标温控参数之前，首先需要确定第一温控模式与第二温控模式相同。相反的，当工艺腔室的温控模式包括多种时，在确定第一温控模式与第二温控模式不同的情况下，可以确定工艺腔室内的温度需要发生较大的变化，温度控制过程中的响应速率需求较高，可以将第一温控参数中的功率限值作为目标控制参数。

参照图3，示出了本实施例提供的一种功率限值的获取方法流程图，结合上述举例，电子设备在获取到第一温控目标之后，首先可以从配置文件中获取功率限值表，功率限值表即表1，在获取到表1之后，可以从表1中的第一行开始，依次比较第一温控目标中的第一目标温度与表1中的每个参考温度，从中确定大于第一目标温度，并且与第一目标温度之间的差值最小的参考温度对应的一行功率限值。在确定该行功率限值之后，可以比较第一温控模式与第二温控模式，以及比较第一目标温度与第二目标温度，在第一温控模式与第二温控相同、且第一目标温度和第二目标温度相同时(此时预设差值为0)，将该行功率限值中第一温控模式对应的第二功率上限和第二功率下限作为目标温控参数；在第一温控模式与第二温控不同和/或第一目标温度与第二目标温度不同时，将该行功率限值中第一温控模式对应的第一功率上限和第一功率下限作为目标温控参数。

在本发明实施例中，根据当前工艺步和前一个工艺步的目标温度，或者根据当前工艺步和前一个工艺步的目标温度和温控模式确定工艺腔室的响应速率需求，确定符合工艺腔室的响应速率需求的功率限值，在工艺腔室的响应速率需求较大时，采用响应速率较快的功率限值，可以使工艺腔室的温度快速达到目标温度，在工艺腔室的响应速率需求较低时，采用响应速率较慢的功率限值，避免温度过冲，避免温度出现较大的波动，从而可以更准确的对工艺腔室的温度进行控制。

可选地，当温控配置参数中包括温控算法参数时，步骤103可以包括：

在工艺腔室的实际温度与第一目标温度之间差值不低于跳转温度的情况下，将第一温控参数中的温控算法参数作为目标温控参数；

在工艺腔室的实际温度与第一目标温度之间差值低于跳转温度的情况下，将第二温控参数中的温控算法参数作为目标温控参数。

在一种实施例中，当温控配置参数中包括温控算法参数时，电子设备可以从配置文件中获取到表2所示的，与第一温控目标对应的温控算法参数。如表2所示，针对每个参考温度，用户可以预先设置参考温度对应的跳转温度，工艺腔室的实际温度可以表征工艺腔室的状态。当工艺腔室的实际温度与第一目标温度之间的差值低于对应的跳转温度时，确定工艺腔室内的温度不需要发生较大的变化，温度控制过程中的响应速率需求较低；当工艺腔室的实际温度与第一目标温度之间的差值大于或等于对应的跳转温度时，确定工艺腔室内的温度需要发生较大的变化，温度控制过程中的响应速率需求较高。例如，当第3工艺步的第一温控目标中包括的温控模式为上温控模式，第一目标温度为900度时，在确定温度控制过程中的响应速率需求较高的情况下，可以将P1、I1和D1作为目标温控参数，在确定温度控制过程中的响应速率需求较低的情况下，可以将P2、I2和D2作为目标温控参数。

参照图4，示出了本实施例提供的一种温控算法参数的获取方法流程图，电子设备在获取到第一温控目标之后，首先可以确定第一温控目标中的第一温控模式，若第一温控模式为上温控模式，则获取上温控模式对应的温控算法参数表(即表2)，若第一温控模式为下温控模式，则获取下温控模式对应的温控算法参数表，与表2相同。然后可以从温控算法参数表中的第一行开始，依次比较第一温控目标中的第一目标温度与表中的每个参考温度，从中确定大于第一目标温度，并且与第一目标温度之间的差值最小的参考温度对应的一行温控算法参数。在确定该行温控算法参数之后，可以计算第一目标温度与工艺腔室内的实际温度之间的差值，并比较差值与该行温控算法参数中的跳转温度，在差值大于实际温度时，选择该行温控算法参数中的第一温控参数，即P1、I1和D1，在差值小于或等于实际温度时，选择该行温控算法参数中的第二温控参数，即P2、I2和D2。

需要说明的是，控制器可以向上位机发送第一温度传感器和第二温度传感器分别采集到的温度值，当第一温控目标中的温控模式为上温控模式时，可以将第一温度传感器采集到的温度值作为工艺腔室的实际温度，当第一温控目标中的温控模式为下温控模式时，可以将第二温度传感器采集到的温度值作为工艺腔室的实际温度。

在本发明实施例中，根据当前工艺步的目标温度和工艺腔室内的实际温度，确定符合工艺腔室的响应速率需求的温控算法参数，在工艺腔室的响应速率需求较大时，采用响应速率较快的温控算法参数，可以使工艺腔室内的温度快速达到目标温度，在工艺腔室的响应速率需求较低时，采用响应速率较慢的温控算法参数，可以避免温度过冲，避免温度出现较大的波动，从而可以更准确的对工艺腔室的温度进行控制。

步骤104、向控制器发送目标温控参数和第一温控目标，使控制器基于目标温控参数和第一温控目标控制加热器对工艺腔室进行加热。

本实施例中，电子设备在获取到目标温控参数和第一温控目标之后，可以向控制器发送目标温控参数和第一温控目标，使控制器基于目标温控参数和第一温控目标控制加热器对工艺腔室进行加热。结合上述举例，电子设备在获取到功率上限、功率下限，以及P、I和D等目标温控参数，以及第一目标温度、第一温控模式、功率比例系数和升温速率等第一温控目标之后，可以向控制器发送目标温控参数和第一温控目标。进一步的，控制器可以向温控模块发送P、I和D参数、第一目标温度和升温速率，同时根据第一温控模式选择将第一温度传感器采集的温度值或第二温度传感器采集的温度值作为工艺腔室内的实际温度值发送给温控模块。此时，温控模块具有温度控制过程中所需的实际温度和目标温度，以及P、I和D参数,温控模块可以采用接收到的P、I和D参数更新PID算法，并将实际温度和目标温度之间的差值输入更新后的PID算法，计算得到加热功率。在计算得到加热功率之后，温控模块可以将加热功率发送给控制器，控制器可以根据功率比例系数，控制功率调节模块输出对应的加热功率，控制每个加热区域的加热器对所在加热区域进行加热。

在先技术中，用户通常设置的温控配置参数中只包括一个响应速率的温控参数，导致半导体工艺设备只能通过固定响应速率的温控参数对工艺腔室内的温度进行控制，当温控参数的响应速率与工艺腔室的响应速率需求不匹配时，无法准确控制工艺腔室内的温度。例如，当工艺腔室的响应速率需求较快，在温控过程中需要快速达到目标温度时，若温控参数的响应速率较慢，会导致工艺腔室内的温度无法快速达到目标温度。当工艺腔室的响应速率需求较慢，在温控过程中需要稳定升温时，若温控参数的响应速率较快，会导致工艺腔室内的温度出现较大波动，无法快速达到稳定状态。

综上所述，本实施例中，获取工艺腔室的工艺配方中当前工艺步的第一温控目标，获取第一温控目标对应的温控配置参数，从第一温控参数和第二温控参数中确定符合工艺腔室的响应速率需求的目标温控参数，向控制器发送目标温控参数和第一温控目标，使控制器基于目标温控参数和第一温控目标控制加热器对工艺腔室进行加热。温控配置参数中同时包括响应速率较快和较慢的温控参数，可以根据工艺腔室的响应速率需求，选择与工艺腔室的响应速率需求匹配的温控参数，并向控制器发送匹配的温控参数，使控制器可以根据与响应速率需求匹配的温控参数对工艺腔室内的温度进行更准确的控制。

参照图5，示出了本实施例提供的一种腔室温度控制方法的系统流程图，结合上述举例，电子设备(例如下位机)首先从上位机获取当前工艺步的第一温控目标，然后从配置文件中获取第一温控目标对应的功率限值和温控算法参数，在获取到功率限值和温控算法参数之后，可以向控制器发送功率限值和温控算法参数，以及发送第一温控目标。控制器可以向温控模块发送第一温控目标中的第一目标温度，以及温控算法参数，并向温控模块发送工艺腔室内的实际温度。温控模块在基于第一目标温度和实际温度值，通过温控算法参数计算得到加热功率之后，向控制器返回加热功率。控制器在接收到加热功率之后，首先判断加热功率是否位于功率限值限定的功率范围内，若加热功率大于或等于功率上限，则将功率上限作为目标加热功率，若加热功率小于或等于功率下限，则将功率下限作为目标加热功率；相反的，若加热功率大于功率下限、且小于功率上限，则将加热功率作为目标加热功率。然后根据功率比例系数和目标加热功率，控制每个加热区域内的功率调节模块的输出功率，对所在的加热区域进行加热。

可选地，该方法还可以包括：

在接收到用户对温控配置参数的修改操作的情况下，响应于修改操作，更新温控配置参数。

在一种实施例中，用户可以将配置文件设置为可修改模式，当用户需要修改配置文件中的功率限值和温控算法参数中的任意一项时，可以操作电子设备显示配置文件，用户可以根据需求，通过键盘或鼠标等输入设备执行修改操作，输入新的温控配置参数，或者调整配置文件中的温控配置参数。相应的，电子设备可以响应于用户的修改操作，接收用户输入的新的温控配置参数或者用户调整后的新的温控配置参数，并保存新的温控配置参数。实际应用中，配置文件设置为可修改模式，可以便于用户根据需求灵活调整温控配置参数。

参照图6，示出了本实施例提供的一种腔室温度控制装置实施例的结构框图，装置600设置于半导体工艺设备中，半导体工艺设备中包括工艺腔室和控制器，工艺腔室内设置有加热器；装置600包括：

第一获取模块601，用于获取工艺腔室的工艺配方中当前工艺步的第一温控目标；

第二获取模块602，用于获取第一温控目标对应的温控配置参数；温控配置参数中包括第一温控参数和第二温控参数；第一温控参数的响应速率大于所述第二温控参数的响应速率；

确定模块603，用于从第一温控参数和第二温控参数中确定符合工艺腔室的响应速率需求的目标温控参数；

发送模块604，用于向控制器发送目标温控参数和第一温控目标，使控制器基于目标温控参数和第一温控目标控制加热器对工艺腔室进行加热。

可选地，确定模块603，包括：第一确定单元和第二确定单元。

第一确定单元，用于在第一温控目标与预先获取的前一个工艺步的第二温控目标相同的情况下，将第二温控参数中的功率限值作为目标温控参数；

第二确定单元，用于在第一温控目标与第二温控目标不同的情况下，将第一温控参数中的功率限值作为目标温控参数。

可选地，所述第一温控参数和所述第二温控参数中分别包括不同的温控算法参数；所述第一温控目标中包括第一目标温度；

所述确定模块，具体用于在工艺腔室的实际温度与第一目标温度之间差值不低于跳转温度的情况下，将第一温控参数中的温控算法参数作为目标温控参数；

在工艺腔室的实际温度与第一目标温度之间差值低于跳转温度的情况下，将第二温控参数中的温控算法参数作为目标温控参数。

可选地，第一温控目标中包括当前工艺步所需的第一目标温度；第二温控目标中包括前一个工艺步所需的第二目标温度；

第一确定单元具体用于在第一目标温度与第二目标温度之间的差值低于预设差值的情况下，将第二温控参数中的功率限值作为目标温控参数；

第二确定单元具体用于在第一目标温度与第二目标温度之间的差值不低于预设差值的情况下，将第一温控参数中的功率限值作为目标温控参数。

可选地，第一温控目标中包括当前工艺步所需的第一温控模式；第二温控目标中包括前一个工艺步所需的第二温控模式；第一确定单元还用于确定第一温控模式与第二温控模式相同。

可选地，第二获取模块602具体用于从预先获取的配置文件中确定与第一目标温度对应、且与第一温控模式对应的温控配置参数。

可选地，第二获取模块602包括：

第三确定单元，用于从配置文件中确定与第一温控模式对应的多组温控配置参数；每组温控配置参数中包括参考温度；

选择单元，用于从多组温控配置参数中选择参考温度大于第一目标温度、且与第一目标温度之间的差值最小的一组作为第一温控目标对应的温控配置参数。

本发明实施例中，获取工艺腔室的工艺配方中当前工艺步的第一温控目标，获取第一温控目标对应的温控配置参数，从第一温控参数和第二温控参数中确定符合工艺腔室的响应速率需求的目标温控参数，向控制器发送目标温控参数和第一温控目标，使控制器基于目标温控参数和第一温控目标控制加热器对工艺腔室进行加热。温控配置参数中同时包括响应速率较快和较慢的温控参数，可以根据工艺腔室的响应速率需求，选择与工艺腔室的响应速率需求匹配的温控参数，并向控制器发送匹配的温控参数，使控制器可以根据与响应速率需求匹配的温控参数对工艺腔室内的温度进行更准确的控制。

对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现如上所述腔室温度控制方法的步骤。

本申请实施例提供了一种可读存储介质，可读存储介质上存储程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现如上所述腔室温度控制方法的步骤。

本申请实施例提供了一种芯片，芯片包括处理器和通信接口，通信接口和处理器耦合，处理器用于运行程序或指令，实现如上所述腔室温度控制方法的步骤。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者移动设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者移动设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者移动设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明实施例所提供的腔室温度控制方法和腔室温度控制装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明实施例的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明实施例的限制。

Claims (10)

1.一种腔室温度控制方法，其特征在于，应用于半导体工艺设备，所述半导体工艺设备中包括控制器和工艺腔室，所述工艺腔室内设置有加热器；所述方法包括：

获取所述工艺腔室的工艺配方中当前工艺步的第一温控目标；

获取所述第一温控目标对应的温控配置参数；所述温控配置参数中包括第一温控参数和第二温控参数；所述第一温控参数的响应速率大于所述第二温控参数的响应速率；

在满足第一预设条件或第二预设条件的情况下，将所述第二温控参数作为所述目标温控参数；所述第一预设条件为所述第一温控目标与预先获取的前一个工艺步的第二温控目标是否相同；所述第一温控目标中包括第一目标温度；所述第二预设条件为所述工艺腔室的实际温度与所述第一目标温度之间差值是否低于跳转温度；

在不满足所述第一预设条件或所述第二预设条件的情况下，将所述第一温控参数作为所述目标温控参数；

向所述控制器发送所述目标温控参数和所述第一温控目标，使所述控制器基于所述目标温控参数和所述第一温控目标控制所述加热器对所述工艺腔室进行加热。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一温控参数和所述第二温控参数中分别包括不同的功率限值，所述功率限值用于限制所述加热器的加热功率范围；

所述在满足第一预设条件的情况下，将所述第二温控参数作为所述目标温控参数，包括：

在所述第一温控目标与预先获取的前一个工艺步的第二温控目标相同的情况下，将所述第二温控参数中的功率限值作为所述目标温控参数；

所述在不满足所述第一预设条件的情况下，将所述第一温控参数作为所述目标温控参数，包括：

在所述第一温控目标与所述第二温控目标不同的情况下，将所述第一温控参数中的功率限值作为所述目标温控参数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一温控参数和所述第二温控参数中分别包括不同的温控算法参数；

所述在不满足所述第二预设条件的情况下，将所述第一温控参数作为所述目标温控参数，包括：

在所述工艺腔室的实际温度与所述第一目标温度之间差值不低于跳转温度的情况下，将所述第一温控参数中的温控算法参数作为所述目标温控参数；

所述在满足第二预设条件的情况下，将所述第二温控参数作为所述目标温控参数，包括：

在所述工艺腔室的实际温度与所述第一目标温度之间差值低于所述跳转温度的情况下，将所述第二温控参数中的温控算法参数作为所述目标温控参数。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一温控目标中包括所述当前工艺步所需的第一目标温度；所述第二温控目标中包括所述前一个工艺步所需的第二目标温度；

所述在所述第一温控目标与预先获取的前一个工艺步的第二温控目标相同的情况下，将所述第二温控参数中的功率限值作为所述目标温控参数，包括：在所述第一目标温度与所述第二目标温度之间的差值低于预设差值的情况下，将所述第二温控参数中的功率限值作为所述目标温控参数；

所述在所述第一温控目标与所述第二温控目标不同的情况下，将所述第一温控参数中的功率限值作为所述目标温控参数，包括：在所述第一目标温度与所述第二目标温度之间的差值不低于所述预设差值的情况下，将所述第一温控参数中的功率限值作为所述目标温控参数。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一温控目标中包括所述当前工艺步所需的第一温控模式；所述第二温控目标中包括前一个工艺步所需的第二温控模式；

在所述将所述第二温控参数中的功率限值作为所述目标温控参数之前，还包括：确定所述第一温控模式与所述第二温控模式相同。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一温控目标中包括第一目标温度和第一温控模式；

所述获取所述第一温控目标对应的温控配置参数，包括：

从预先获取的配置文件中确定与所述第一目标温度对应、且与所述第一温控模式对应的所述温控配置参数。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述从预先获取的配置文件中确定与所述第一目标温度对应、且与所述第一温控模式对应的所述温控配置参数，包括：

从所述配置文件中确定与所述第一温控模式对应的多组温控配置参数；每组温控配置参数中包括参考温度；

从所述多组温控配置参数中选择参考温度大于所述第一目标温度、且与所述第一目标温度之间的差值最小的一组作为所述第一温控目标对应的温控配置参数。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

在接收到用户对所述温控配置参数的修改操作的情况下，响应于所述修改操作，更新所述温控配置参数。

9.一种腔室温度控制装置，其特征在于，设置于半导体工艺设备，所述半导体工艺设备中包括控制器和工艺腔室，所述工艺腔室内设置有加热器；所述装置包括：

第一获取模块，用于获取所述工艺腔室的工艺配方中当前工艺步的第一温控目标；

第二获取模块，用于获取所述第一温控目标对应的温控配置参数；所述温控配置参数中包括第一温控参数和第二温控参数；所述第一温控参数的响应速率大于所述第二温控参数的响应速率；

确定模块，用于在满足第一预设条件或第二预设条件的情况下，将所述第二温控参数作为所述目标温控参数；在不满足所述第一预设条件或所述第二预设条件的情况下，将所述第一温控参数作为所述目标温控参数；所述第一预设条件为所述第一温控目标与预先获取的前一个工艺步的第二温控目标是否相同；所述第一温控目标中包括第一目标温度；所述第二预设条件为所述工艺腔室的实际温度与所述第一目标温度之间差值是否低于跳转温度；

发送模块，用于向所述控制器发送所述目标温控参数和所述第一温控目标，使所述控制器基于所述目标温控参数和所述第一温控目标控制所述加热器对所述工艺腔室进行加热。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述确定模块，包括：

第一确定单元，用于在所述第一温控目标与预先获取的前一个工艺步的第二温控目标相同的情况下，将所述第二温控参数中的功率限值作为所述目标温控参数；

第二确定单元，用于在所述第一温控目标与所述第二温控目标不同的情况下，将所述第一温控参数中的功率限值作为所述目标温控参数。

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