本發(fā)明主要涉及半導(dǎo)體爐體設(shè)備，具體涉及一種立式高溫爐體恒溫區(qū)溫度動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方法、介質(zhì)及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、高溫氧化、高溫退火是第三代半導(dǎo)體芯片制作過程中的重要的工藝過程，高溫退火工藝用于晶圓片注入摻雜后進(jìn)行激活處理和晶格損傷修復(fù)，改善溝槽mosfet制造中的溝槽遷移率和尖角處的場(chǎng)強(qiáng)尖峰效應(yīng)。高溫氧化工藝能夠在晶圓表面生成氧化膜，用于形成柵極氧化層。這兩種工藝對(duì)工藝溫度控制精度極為敏感。由于氧化、退火設(shè)備一爐處理超過50片晶圓，恒溫區(qū)溫度均勻性對(duì)晶圓的片間均勻性有著非常重要的影響。氧化、退火過程工藝溫度非常高，sic材料晶圓氧化工藝最高可達(dá)1500℃，退火過程最高溫度達(dá)2000℃，所以通常在工藝爐管周邊及底部會(huì)包裹一層隔熱保溫材料，防止外部溫度過高的同時(shí)，維持內(nèi)部高溫。

2、為了提高產(chǎn)量，目前高溫爐管設(shè)備通常采用快速升溫技術(shù)，并且通過三段加熱器，分別控制內(nèi)部溫度，維持整個(gè)恒溫區(qū)溫度，可以支持一次處理超50片晶圓。由于溫度過高以及潔凈度要求，該種類設(shè)備無法長(zhǎng)期采用熱偶進(jìn)行溫度采集，改為采用非接觸式的紅外高溫計(jì)測(cè)溫法，造成測(cè)量溫度與反應(yīng)腔內(nèi)的實(shí)際溫度存在差異。目前常見的做法是在進(jìn)行正式工藝前，外部插入一根校溫?zé)崤迹：藢?shí)際溫度與紅外高溫計(jì)測(cè)量溫度，形成補(bǔ)償值。但是由于保溫層的存在，使得爐管在升溫時(shí)，部分區(qū)域溫度被保溫層吸收蓄熱，該區(qū)域溫度會(huì)上升較慢；在保溫階段，保溫層又會(huì)使得這一部分區(qū)域溫度繼續(xù)升高，內(nèi)部溫度均勻性變差，一組或者幾組固定的補(bǔ)償值無法滿足需要。目前市場(chǎng)上一些設(shè)備采用的溫度控制策略不合理，導(dǎo)致部分區(qū)域溫度均勻差，恒溫階段實(shí)際溫度不斷變化，造成產(chǎn)品質(zhì)量變差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種維持整個(gè)工藝階段的溫度均勻性的立式高溫爐體恒溫區(qū)溫度動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方法、介質(zhì)及系統(tǒng)。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

3、一種立式高溫爐體恒溫區(qū)溫度動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方法，包括步驟：

4、在立式高溫爐體升溫的過程中，獲取爐體內(nèi)部的實(shí)際溫度以及爐體外部的監(jiān)測(cè)溫度，得到爐體外部的監(jiān)測(cè)溫度與所述爐體內(nèi)部的實(shí)際溫度之間的溫差，將此溫差作為溫度補(bǔ)償值；

5、通過相鄰溫度補(bǔ)償值之間的線性計(jì)算形成溫度補(bǔ)償曲線；

6、根據(jù)目標(biāo)溫度與溫度補(bǔ)償曲線來得到實(shí)際的設(shè)置溫度曲線。

7、優(yōu)選地，在立式高溫爐體升溫的過程中，獲取爐體內(nèi)部不同位置的實(shí)際溫度以及爐體外部不同位置對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)溫度，得到不同位置的溫度補(bǔ)償值。

8、優(yōu)選地，在獲取不同位置的溫度補(bǔ)償值后，根據(jù)相對(duì)應(yīng)的溫度補(bǔ)償值對(duì)爐體不同位置的溫度進(jìn)行獨(dú)立控制。

9、優(yōu)選地，所述立式高溫爐體升溫包括四個(gè)階段，分別為預(yù)熱階段、快速升溫階段、慢速升溫階段和保溫階段；其中在不同階段，對(duì)溫度補(bǔ)償曲線進(jìn)行動(dòng)態(tài)衰減以動(dòng)態(tài)補(bǔ)償溫度。

10、優(yōu)選地，對(duì)于爐體下部區(qū)域，將溫度補(bǔ)償曲線加入動(dòng)態(tài)衰減系數(shù)k，以形成最終的溫度補(bǔ)償曲線。

11、優(yōu)選地，對(duì)于爐體下部區(qū)域，動(dòng)態(tài)衰減系數(shù)k在預(yù)熱階段、快速升溫階段和慢速升溫階段，隨著溫度升高而逐步減?。凰鰟?dòng)態(tài)衰減系數(shù)k在進(jìn)入保溫階段時(shí)則增大至預(yù)設(shè)值。

12、優(yōu)選地，通過校溫?zé)崤极@取爐體內(nèi)部的實(shí)際溫度；通過紅外高溫計(jì)獲取爐體外部的監(jiān)測(cè)溫度。

13、本發(fā)明還公開了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器運(yùn)行時(shí)執(zhí)行如上所述方法的步驟。

14、本發(fā)明進(jìn)一步公開了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序在被處理器運(yùn)行時(shí)執(zhí)行如上所述方法的步驟。

15、本發(fā)明還公開了一種立式高溫爐體恒溫區(qū)溫度動(dòng)態(tài)補(bǔ)償系統(tǒng)，包括相互連接的存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序在被處理器運(yùn)行時(shí)執(zhí)行如上所述方法的步驟。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

17、本發(fā)明針對(duì)常規(guī)高溫爐管設(shè)備在升溫時(shí)，有些區(qū)域溫度會(huì)上升較慢，在恒溫階段溫度繼續(xù)升高，內(nèi)部溫度均勻性變差等問題，提出一種動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)目刂品椒?，該方法可以在升溫過程中通過正補(bǔ)償，提高低溫區(qū)域溫度，而在升溫過程中逐步衰減溫度值，維持整個(gè)恒溫區(qū)的溫度跟隨性，在保溫階段不斷降低補(bǔ)償值，通過負(fù)補(bǔ)償，維持整個(gè)工藝階段的溫度均勻性。該方法能夠使升溫過程中的恒溫區(qū)實(shí)際溫度均勻性能維持在±15℃；在保溫階段的恒溫區(qū)實(shí)際溫度均勻性能維持在±1℃，持續(xù)時(shí)間超1小時(shí)。

技術(shù)特征：

1.一種立式高溫爐體恒溫區(qū)溫度動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方法，其特征在于，包括步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式高溫爐體恒溫區(qū)溫度動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方法，其特征在于，在立式高溫爐體升溫的過程中，獲取爐體內(nèi)部不同位置的實(shí)際溫度以及爐體外部不同位置對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)溫度，得到不同位置的溫度補(bǔ)償值。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的立式高溫爐體恒溫區(qū)溫度動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方法，其特征在于，在獲取不同位置的溫度補(bǔ)償值后，根據(jù)相對(duì)應(yīng)的溫度補(bǔ)償值對(duì)爐體不同位置的溫度進(jìn)行獨(dú)立控制。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的立式高溫爐體恒溫區(qū)溫度動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方法，其特征在于，所述立式高溫爐體升溫包括四個(gè)階段，分別為預(yù)熱階段、快速升溫階段、慢速升溫階段和保溫階段；其中在不同階段，對(duì)溫度補(bǔ)償曲線進(jìn)行動(dòng)態(tài)衰減以動(dòng)態(tài)補(bǔ)償溫度。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的立式高溫爐體恒溫區(qū)溫度動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方法，其特征在于，對(duì)于爐體下部區(qū)域，將溫度補(bǔ)償曲線加入動(dòng)態(tài)衰減系數(shù)k，以形成最終的溫度補(bǔ)償曲線。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的立式高溫爐體恒溫區(qū)溫度動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方法，其特征在于，對(duì)于爐體下部區(qū)域，動(dòng)態(tài)衰減系數(shù)k在預(yù)熱階段、快速升溫階段和慢速升溫階段，隨著溫度升高而逐步減??；所述動(dòng)態(tài)衰減系數(shù)k在進(jìn)入保溫階段時(shí)則增大至預(yù)設(shè)值。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的立式高溫爐體恒溫區(qū)溫度動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方法，其特征在于，通過校溫?zé)崤极@取爐體內(nèi)部的實(shí)際溫度；通過紅外高溫計(jì)獲取爐體外部的監(jiān)測(cè)溫度。

8.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器運(yùn)行時(shí)執(zhí)行如權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述方法的步驟。

9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序在被處理器運(yùn)行時(shí)執(zhí)行如權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述方法的步驟。

10.一種立式高溫爐體恒溫區(qū)溫度動(dòng)態(tài)補(bǔ)償系統(tǒng)，包括相互連接的存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序在被處理器運(yùn)行時(shí)執(zhí)行如權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種立式高溫爐體恒溫區(qū)溫度動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方法、介質(zhì)及系統(tǒng)，方法包括步驟：在立式高溫爐體升溫的過程中，獲取爐體內(nèi)部的實(shí)際溫度以及爐體外部的紅外監(jiān)測(cè)溫度，得到爐體外部的紅外監(jiān)測(cè)溫度與所述爐體內(nèi)部的實(shí)際溫度之間的溫差，將此溫差作為溫度補(bǔ)償值，再通過相鄰溫度補(bǔ)償值之間的線性計(jì)算形成溫度補(bǔ)償曲線；根據(jù)目標(biāo)溫度與溫度補(bǔ)償曲線來得到實(shí)際的設(shè)置溫度曲線。本發(fā)明在升溫過程中通過正補(bǔ)償，提高低溫區(qū)域溫度，而在升溫過程中逐步衰減溫度值，維持整個(gè)恒溫區(qū)的溫度跟隨性，在保溫階段不斷降低補(bǔ)償值，通過負(fù)補(bǔ)償，維持整個(gè)工藝階段的溫度均勻性。

技術(shù)研發(fā)人員：曾桂輝,楊金,何永平,劉港,李東暉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十八研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2