[发明专利]用于优化和模拟热管理系统及预测流量控制的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及热管理系统。更具体地，本发明实施例涉及用于优化和模拟热管理系统的系统和方法。再具体地，本发明的实施例涉及优化和模拟半导体制造工艺系统中热管理子系统的系统和方法。

背景技术

在半导体制造中，分配流体(dispense fluid)的温度必须被高度调节。通常，作为整个半导体制造系统一部分的热管理子系统被用来加热或冷却分配流体至所需温度。通常的热管理子系统包括分配流体箱、泵、过滤器、热交换器和流量控制器。在操作中，箱被填充以分配流体。泵产生压力差以使流体从箱移动到热交换器。随着分配流体流过热交换器，其温度增加或降低。在通过热交换器后，分配流体达到目标温度。

热管理子系统的一个问题是确定使用的组件。一般地，特定半导体制造工艺将要求特定的流体在特定温度被分配。分配流体的温度基于箱中流体的温度和体积、泵所提供的热、过滤器处的热损耗或增益、在热交换器处传递的热和循环流体量。对于许多半导体制造商来说，在加热或冷却分配流体中特别重要的因素是流体达到分配温度所用的时间量减少将导致更大的产量。

通常，基于分配的流体的量和类型选择箱容积、泵和过滤器。因此，选择适当的热交换器和通过热交换器的冷却/加热流体的流量是优化热管理子系统最重要的方面。热管理子系统的供应商在实验室中建立子系统的原型，并根据经验确定哪个热交换器满足客户的要求。这对于供应商来说是成本高且耗时的过程。因为较大的热交换器可以以较大的工艺参数范围工作，所以供应商通常选择比所要求的更大的热交换器。这就减小了选择热交换器所要求的时间量，但导致了选择比热管理子系统所需要的更大和更昂贵的热交换器。因此，需要一种系统来更好地优化和选择热管理子系统的组件。

发明内容

本发明的实施例提供了优化热管理系统的系统和方法，其消除或至少显著减少了现有技术的热管理系统和方法的缺点。更特别地，本发明的一个实施例包括一种优化热管理系统的方法，包括接收热管理系统的一组初始工艺参数，确定热交换器入口温度，基于这组初始工艺参数确定热交换器出口温度，比较热交换器出口温度和目标温度，且如果热交换器出口温度已经达到目标温度，则确定分配流体到达目标温度所用的时间量。另一方面，如果热交换器出口温度还没有达到目标温度，则该方法可进一步包括设定箱温度等于热交换器出口温度。

本发明的另一实施例可包括(a)接收热管理系统的一组初始工艺参数；(b)确定热交换器入口温度；(c)基于这组初始工艺参数确定热交换器出口温度；和(d)比较热交换器出口温度和目标温度。该实施例可进一步包括如果热交换器出口温度已经达到目标温度则确定分配流体达到目标温度所用的时间量，或如果热交换器出口温度还没有达到目标温度则设定箱温度等于热交换器出口温度并重复步骤(b)-(d)。

本发明的另一实施例可包括计算机程序产品，其包括一组存储在计算机可读介质中的计算机指令，其中该组计算机指令包括可执行以接收热管理系统的一组初始工艺参数的指令，确定热交换器入口温度，基于这组初始工艺参数确定热交换器出口温度，和比较热交换器出口温度和目标温度。如果热交换器出口温度已经达到目标温度，则指令可被执行以确定分配流体达到目标温度所用的时间量。另一方面，如果热交换器出口温度还没有达到目标温度，则指令可被执行以设定箱温度等于热交换器出口温度。

本发明再一实施例可包括一种方法，该方法包括接收一组包括加热/冷却流体的第一流速的工艺参数，基于该组工艺参数确定分配流体达到目标温度的时间量，确定加热/冷却流体的第二流速，在近似等于分配流体达到目标温度的时间量的第一时间段判定对应于第一流速的第一设定点，并在第一时间段后的第二时间段判定对应于第二流速的第二设定点。

本发明的再一实施例可包括计算机程序产品，其包括一组存储在计算机可读介质上并可由处理器执行的计算机指令，其中该组计算机指令进一步包括可执行以下操作的指令，即接收一组可以包括加热/冷却流体的第一流速的工艺参数，基于该组工艺参数确定分配流体达到目标温度的时间量，确定加热/冷却流体的第二流速，在近似等于分配流体达到目标温度的时间量的第一时间段判定相应于第一质量流速的第一设定点，在第一时间段后的第二时间段判定对应于第二流速的第二设定点。