一种LPCVD沉积压力的精确跟随控制方法与装置与流程

本发明属于化学气相沉积技术、具体涉及一种lpcvd沉积压力的精确跟随控制方法与装置。

背景技术：

1、随着微电子技术的发展和生产水平的提高，半导体分立功率器件的pn结等表面态都由lpcvd来得到，而lpcvd沉积的薄膜质量的好差至关重要。薄膜的成分、成分比例以及均匀性都影响着产品最终的参数，得到质量较高的薄膜成为首要的选择，因此这对lpcvd的气相沉积时的压力突出了更高的要求。而lpcvd做气相沉积指标就是反应室内压力恒定，当气体通入时候，反应室内的压力会逐步增加，造成与pn结接触的初始沉积薄膜就不合格。目前，压力控制领域还大量采用pid或者双pid通过电容式压力计控制蝶阀的手段，由于压力控制过程具有比较典型的滞后性，调节效果不能适时反映，从而产生较大的压力波动，既使得沉积的薄膜有一定的缺陷，又没有发挥出电容式真空计测量精度高的优势，因此有必要对压力的精确控制加以改进。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种lpcvd沉积压力的精确跟随控制方法与装置，能够控制蝶阀快速且精准的到达指定开度，从而避免因通入气体造成反应室内压力大幅度波动，实现lpcvd的稳定运行，并保证了lpcvd初始膜的一致性。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

3、另一方面，一种lpcvd沉积压力的精确跟随控制方法，包括以下步骤：

4、s1.以不同的工艺气体流量、不同的炉温度、不同的蝶阀开启角度测定对应的压力值；

5、s2.以三个输入变量为前馈，构建一为控制蝶阀开启角度的压力函数块，其中，工艺气体流量和炉温度为自变量，用以控制蝶阀开启角度的脉冲量为因变量；

6、s3.通过计算机查询建立的压力函数块，并通过计算公式设置脉冲量对lpcvd通入气体时进行蝶阀开启角度的模糊控制。

7、在步骤s1中，按照不同的蝶阀开启角度、泵抽速的大小，不同的工艺气体流量，不同的炉温度，依据控制不同蝶阀开启角度下泵抽速的大小确定细分级数，测试出不同的工艺气体流量和不同的炉温度下所对应的压力值。

8、所述工艺气体流量和炉温度通过工艺数据来匹配，所述蝶阀开启角度通过手动或自动方式进行递减或递加来匹配。

9、在步骤s3中，所述计算公式为：

10、x＝(b-c)a*α*100，式中，

11、x为蝶阀开启角度；

12、a为控制的目标压力值；

13、b为一定工艺流量气体产生的压力值；

14、c为真空泵所能达到的极限真空值；

15、α为蝶阀开启角度所对应的流量因数。

16、另一方面，一种lpcvd沉积压力的精确跟随控制装置，包括蝶阀控制器、计算机、电容式真空计，蝶阀控制器获取和控制蝶阀开启角度；电容式真空计测定真空值及压力值并输至蝶阀控制器；计算机获取工艺气体流量、取炉温度以及蝶阀控制器获得并输来的蝶阀开启角度，以构建一控制蝶阀开启角度的压力函数块，并通过计算公式设置对lpcvd通入气体时进行蝶阀开启角度的模糊控制的脉冲量，并将该脉冲量输出至蝶阀控制器以控制蝶阀快速达到指定开度。

17、所述计算公式为：

18、x＝(b-c)a*α*100，式中，

19、x为蝶阀开启角度；

20、a为控制的目标压力值；

21、b为一定工艺流量气体产生的压力值；

22、c为真空泵所能达到的极限真空值；

23、α为蝶阀开启角度所对应的流量因数。

24、采用本发明的一种lpcvd沉积压力的精确跟随控制方法与装置，通过引入压力前馈预判，既运行通入气体时，将设定的气体流量、炉温度发送到控制器，由其调取压力函数块并作出计算，发出脉冲信号以控制蝶阀快速且精准的到达指定开度，从而避免因通入气体造成反应室内压力大幅度波动，实现lpcvd的温定运行，并保证了lpcvd初始膜的一致性。

技术特征：

1.一种lpcvd沉积压力的精确跟随控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种lpcvd沉积压力的精确跟随控制方法，其特征在于：在步骤s1中，按照不同的蝶阀开启角度、泵抽速的大小，不同的工艺气体流量，不同的炉温度，依据控制不同蝶阀开启角度下泵抽速的大小确定细分级数，测试出不同的工艺气体流量和不同的炉温度下所对应的压力值。

3.根据权利要求1或2所述的一种lpcvd沉积压力的精确跟随控制方法与装置，其特征在于：所述工艺气体流量和炉温度通过工艺数据来匹配，所述蝶阀开启角度通过手动或自动方式进行递减或递加来匹配。

4.根据权利要求1所述的一种lpcvd沉积压力的精确跟随控制方法与装置，其特征在于，在步骤s3中，所述计算公式为：

5.一种lpcvd沉积压力的精确跟随控制装置，其特征在于：包括蝶阀控制器、计算机、电容式真空计，蝶阀控制器获取和控制蝶阀开启角度；电容式真空计测定真空值及压力值并输至蝶阀控制器；计算机获取工艺气体流量、取炉温度以及蝶阀控制器获得并输来的蝶阀开启角度，以构建一控制蝶阀开启角度的压力函数块，并通过计算公式设置对lpcvd通入气体时进行蝶阀开启角度的模糊控制的脉冲量，并将该脉冲量输出至蝶阀控制器以控制蝶阀快速达到指定开度。

6.根据权利要求5所述的一种lpcvd沉积压力的精确跟随控制装置，其特征在于：所述计算公式为：

技术总结
本发明公开了一种LPCVD沉积压力的精确跟随控制方法与装置，通过引入压力前馈预判，既运行通入气体时，将设定的气体流量、炉温度发送到控制器，由其调取压力函数块并作出计算，发出脉冲信号以控制蝶阀快速且精准的到达指定开度，从而避免因通入气体造成反应室内压力大幅度波动，实现LPCVD的温定运行，并保证了LPCVD初始膜的一致性。

技术研发人员：谷卫东,丁波,陈瀚,张伟,智朋,侯金松,杭海燕,魏方超
受保护的技术使用者：上海微世半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14