[发明专利]温度控制方法及系统

说明书

本发明提供一种温度控制方法及系统、半导体设备，该温度控制方法用于控制腔室的温度变化，方法包括：建立模型的步骤：控制腔室加热装置以向所述腔室输出不同测试功率值，获取与各个所述测试功率值所对应的所述腔室的实际温度值，根据所述实际温度值与所述测试功率值之间的关系建立模型，所述模型用于表示腔室温度与加热功率之间的关系；基于所述模型计算得到全局参数表，所述全局参数表用于表示腔室温度值与加热功率值的对应关系；根据所述全局参数表控制腔室加热装置输出的加热功率值，以控制腔室的温度变化。通过本发明，灵活、准确地控制了腔室温度。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种温度控制方法及系统。

背景技术

目前，温度控制系统对PVD(Physical Vapor Deposition，物理气相沉积)工艺过程中薄膜沉积质量的一致性具有重要影响，腔室温度的波动性与不准确性势必会大大降低晶片的工艺结果。

具体地，温度控制系统的框图如图1所示，图1中在腔室1’中各个加热器2’按区分组，同组内的加热器2’由同一个功率控制器进行控制。温度测量采用接触式热电偶测量方法，热电偶3’测量温度并将测量结果发送给温度控制器，温度控制器生成控制信号并发送给功率控制器，功率控制器根据控制信号调节各区加热器2’的加热功率输出，使测量点温度稳定在工艺温度，图1中主机向温度控制器输出温度设定值，温度控制器将设定温度和实测温度的进行比较，生成控制信号以控制功率控制器，从而控制了腔室1’内的温度环境。采用这种控制策略，在加热过程中控温的准确性主要依赖于温度控制器的性能。

因此，现有技术的温度控制系统具有以下缺点：

1.目前温度控制器内的控制环节绝大多数采用PID(Proportional IntegralDerivative，比例积分微分)控制，虽然PID控制理论依据充足，但PID控制其自身的响应速度不够好，致使其控制超调量的性能相对较差，在高温使用情况下会存在短暂的温度冲击，且温度波动相对较大。

2.主机向温度控制器输出设定温度，具体控制取决于温度控制器自身的参数设定，控制策略的改变需要对温度控制器参数进行重新整定，且PID参数的改变对于控制结果具有一定的不可预期性，因而客户端的自主智能性相对较差。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种温度控制方法及系统，以灵活、准确地控制腔室温度。

为实现本发明的目的而提供一种温度控制方法，所述方法包括：

建立模型的步骤：控制腔室加热装置以向所述腔室输出不同测试功率值，获取与各个所述测试功率值所对应的所述腔室的实际温度值，根据所述实际温度值与所述测试功率值之间的关系建立模型，所述模型用于表示腔室温度与加热功率之间的关系；

基于所述模型计算得到全局参数表，所述全局参数表用于表示腔室温度值与加热功率值的对应关系；

根据所述全局参数表控制所述腔室加热装置输出的加热功率值，以控制所述腔室的温度变化。

优选地，所述建立模型的步骤进一步包括：

建立腔室温度与加热功率的关系式；

按预设规则控制所述腔室加热装置输出不同的测试功率值，直至腔室的实际温度值达到预设温度值，并在加热过程中检测与各个所述测试功率值相对应的实际温度值；

基于所述测试功率值以及所述实际温度值进行线性拟合，以获得所述关系式的系数，从而使所述关系式转换为函数关系式。

优选地，所述预设规则包括：

自定义功率函数，所述功率函数用于表示加热时间与所述测试功率值的对应关系；

其中，所述加热时间与所述测试功率值呈正比例关系。