[發明專利]一種半導體蝕刻的液體增壓系統的控制方法

在審

• 申請號: 202110317325.2
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113035757A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 熊繹;劉峻;高揚;張晶晶;顧思;朱穎怡
• 申請（專利權）人: 江蘇中科新源半導體科技有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;G05D27/02
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 管林林

本發明公開了一種半導體蝕刻的液體增壓系統的控制方法，液體增壓系統應用于半導體制程過程中的更換，控制方法包括：上位機根據不同半導體制程提供液體增壓系統所需的操作目標命令；監控液體增壓系統的操作參數；確定用于液體增壓系統的操作目標命令與液體增壓系統的操作參數中的對應操作參數之間的誤差值；誤差值大于15%L/Min時，使用PID控制器基于誤差值來確定排程的PID增益，基于修改后的排程PID增益來確定用于液體增壓系統的系統控制命令，以及基于用于液體增壓系統的系統控制命令來控制液體增壓系統，本發明通過調節液體流量的恒速，提高了蝕刻的質量。

技術領域：

本發明涉及一種增壓系統的控制技術領域，尤其是一種半導體蝕刻的液體增壓系統的控制方法。

背景技術：

蝕刻是將金屬材料使用化學反應或物理撞擊作用而移除的技術。蝕刻技術可以分為濕蝕刻和干蝕刻兩類。例如，用氫氟酸、過氧化氫或三氯化鐵蝕刻液對金屬表面進行腐蝕，在其表面刻畫出各種花紋、圖案、刻度、格子等。化學蝕刻過程是現在需蝕刻的金屬表面涂上保護漆或石蠟。然后放入蝕刻液中，金屬表面層與蝕刻液作用，生成的化學產物溶解在蝕刻液中或沉積在金屬表面。化學蝕刻就是將需要蝕刻的金屬制件浸泡在由各種化學成分組成的蝕刻溶液中，在室溫或加熱的情況下，經過一定時間的反應后，需要蝕刻部分的金屬慢慢溶解，最終達到所需要的蝕刻深度，使金屬制件表面顯露出具有凹凸立體感的裝飾文字或圖紋，化學蝕刻的過程實際上是金屬在化學溶液中的自溶解，也就是腐蝕過程。

在半導體蝕刻過程中需要保持冷卻液的兩種狀態 1：恒定的溫度（誤差±0.1℃）保證產品的良品率，2：穩定的流量（誤差±0.3L/Min）保證冷卻面積，在現有的增壓系統在調節冷卻液的流量時，液體流量的誤差值較大，難以確保冷卻液流量的恒速，降低了蝕刻的質量。

發明內容：

本發明的目的提供一種半導體蝕刻的液體增壓系統的控制方法，解決上述現有技術問題中的一個或者多個。

為解決上述技術問題，本發明的創新點在于：液體增壓系統應用于半導體制程過程中的更換，控制方法包括：

上位機根據不同半導體制程提供液體增壓系統所需的操作目標命令；

監控液體增壓系統的操作參數；

確定用于液體增壓系統的操作目標命令與液體增壓系統的操作參數中的對應操作參數之間的誤差值；

誤差值大于15%L/Min時，使用PID控制器基于誤差值來確定排程的PID增益；

基于修改后的排程PID增益來確定用于液體增壓系統的系統控制命令，以及基于用于液體增壓系統的系統控制命令來控制液體增壓系統；

其中，排程的PID增益根據以下關系來確定：

其中，Kp時比例增益，T_t是積分時間常數，T_D是微分時間常數，u（t）是PID控制器的輸出信號，e（t）是給定值r（t）與測量值之差。

進一步的，上述操作目標命令包括流量參數指標。

進一步的，上述PID控制器的輸出信號通過在液體管道上的比例閥開度并計算轉化為脈沖信號。

進一步的，上述比例閥的開度計算包括如下步驟：

A、優先確定比例閥的閉合和打開之間的間隔時間t₁，在間隔時間t₁內，至少完成比例閥的一次打開狀態以及一次關閉狀態；

B、確定比例閥打開狀態的時間t₀，時間t₀和時間t₁的比值即PID計算的數值。

進一步的，上述操作參數包括冷卻水流量、冷卻水流速。

進一步的，上述冷卻水流量以及冷卻水流速通過流量計實現。

進一步的，上述液體增壓系統的動力為磁力泵，磁力泵上電連接有熱繼電器、接觸器。