本公開涉及一種襯底處理設備及一種襯底處理方法，且更具體來說，涉及用于在對襯底進行處理的工藝中對工藝管的內部溫度進行控制的一種襯底處理設備及一種襯底處理方法。

背景技術：

1、襯底處理設備是一種在將襯底放置到工藝空間中之后使用化學氣相沉積(chemical?vapor?deposition，cvd)方法或原子層沉積(atomic?layer?deposition，ald)方法將工藝氣體中包含的反應粒子沉積到襯底上的設備。襯底處理設備被分類為可對一個襯底實行處理工藝的單晶片類型以及可對多個襯底實行處理工藝的批量類型。

2、一般來說，批量類型襯底處理設備(batch-type?substrate?processingapparatus)可通過以多級將所述多個襯底容納在豎直工藝管中來實行處理工藝，且另外，批量類型襯底處理設備可在使用外部加熱器對工藝管進行加熱的同時對所述多個襯底實行處理工藝。

3、此處，其中對襯底進行處理的工藝管的內部溫度(工藝空間中的溫度)會影響擴散、沉積及其他熱處置。對高質量溫度控制的要求可包括在溫度升高(或斜坡(ramp))期間具有良好溫度均勻性的高溫度升高速率(或高斜坡速率)、具有很少(或無)溫度超調(overshoot)的快速溫度穩(wěn)定、較小的正常狀態(tài)溫度誤差帶(normal-state?temperatureerror?band)以及用于對控制器參數進行調諧的較短停機時間(downtime)。

4、在相關技術中，已經使用比例-積分-微分(proportional-integral-derivative，pid)控制器實行單回路控制(single-loop?control)，但是利用單回路控制可能無法實現所需的溫度控制性能。

5、最近，已經將具有級聯(lián)或嵌套控制回路(cascaded?or?nested?control?loop)的比例-積分-微分(pid)控制器用于改善的溫度控制，但是傳統(tǒng)方法具有與復雜性及計算要求相關的實際限制。

6、[現有技術文件]

7、[專利文件]

8、韓國專利第10-0359734號

技術實現思路

1、本公開提供用于通過在襯底處理工藝中對加熱器的輸出進行控制來有效地控制工藝管的內部溫度的一種襯底處理設備及一種襯底處理方法。

2、根據示例性實施例，一種襯底處理設備包括：工藝管，被配置成提供工藝空間，在工藝空間中實行針對以多級進行層疊的多個襯底的處理工藝；加熱器，設置在工藝管外部以對工藝管進行加熱；內部溫度測量部件，設置在工藝管內部以測量工藝管的內部溫度；外部溫度測量部件，至少部分地設置在工藝管與加熱器之間以測量工藝管的外部溫度；以及控制器，被配置成利用在內部溫度測量部件中測量的工藝管的內部溫度及在外部溫度測量部件中測量的工藝管的外部溫度來對加熱器的輸出進行控制，其中控制器包括：初步輸出值運算部件，被配置成利用工藝管的所測量內部溫度來運算加熱器的初步輸出值；以及校正判斷部件，被配置成基于工藝管的所測量外部溫度來判斷是否對加熱器的初步輸出值進行校正。

3、控制器可還包括輸出值校正部件，輸出值校正部件被配置成根據校正判斷部件的判斷來對加熱器的初步輸出值進行校正。

4、校正判斷部件可包括：溫度帶設定部件，被配置成對一般控制溫度帶及校正溫度帶進行設定，在一般控制溫度帶中，在不進行校正的情況下使用加熱器的初步輸出值，在校正溫度帶中，校正并使用加熱器的初步輸出值；以及外部溫度帶確定部件，被配置成確定工藝管的所測量外部溫度對應于一般控制溫度帶及校正溫度帶中的哪一溫度帶。

5、校正溫度帶可包括：衰減溫度帶，衰減溫度帶是大于一般控制溫度帶的溫度帶；以及加強溫度帶，加強溫度帶是小于一般控制溫度帶的溫度帶，其中輸出值校正部件被配置成：在衰減溫度帶中，通過將與相對于一般控制溫度帶的上限的溫度升高范圍成反比的衰減系數乘以加熱器的初步輸出值來對加熱器的初步輸出值進行校正，以及在加強溫度帶中，通過將與相對于一般控制溫度帶的下限的溫度下降范圍成比例的加強值加到加熱器的初步輸出值來對加熱器的初步輸出值進行校正。

6、加熱器可被配置成將工藝管加熱成維持處于待機溫度，且然后在將工藝管的溫度從待機溫度升高到工藝溫度之后在處理工藝期間維持工藝溫度，且對于待機溫度段、溫度升高段及工藝溫度段中的每一段，一般控制溫度帶與校正溫度帶可具有不同的溫度范圍。

7、初步輸出值運算部件可被配置成利用工藝管的所測量內部溫度來實行比例-積分-微分(pid)運算。

8、根據另一示例性實施例，一種襯底處理方法包括：利用設置在工藝管外部的加熱器對工藝管進行加熱；使用內部溫度測量部件來測量工藝管的內部溫度；使用外部溫度測量部件來測量工藝管的外部溫度；以及利用工藝管的所測量內部溫度及工藝管的所測量外部溫度來對加熱器的輸出進行控制，其中對加熱器的輸出進行控制包括：利用工藝管的所測量內部溫度來運算加熱器的初步輸出值；以及根據工藝管的所測量外部溫度來判斷是否將對加熱器的初步輸出值進行校正。

9、對加熱器的輸出進行控制可還包括當確定出將對加熱器的初步輸出值進行校正時，對加熱器的初步輸出值進行校正。

10、襯底處理方法還可包括：對一般控制溫度帶進行設定，在一般控制溫度帶中，在不進行校正的情況下使用加熱器的初步輸出值；以及對校正溫度帶進行設定，在校正溫度帶中，校正并使用加熱器的初步輸出值，其中判斷是否將對加熱器的初步輸出值進行校正可包括判斷工藝管的所測量外部溫度對應于一般控制溫度帶及校正溫度帶中的哪一溫度帶。

11、對校正溫度帶進行設定可包括：對衰減溫度帶進行設定，衰減溫度帶是大于一般控制溫度帶的溫度帶；以及對加強溫度帶進行設定，加強溫度帶是小于一般控制溫度帶的溫度帶，其中對加熱器的初步輸出值進行校正可包括：當工藝管的所測量外部溫度對應于衰減溫度帶時，通過將與相對于一般控制溫度帶的上限的溫度升高范圍成反比的衰減系數乘以加熱器的初步輸出值來對加熱器的初步輸出值進行校正；以及當工藝管的所測量外部溫度對應于加強溫度帶時，通過將與相對于一般控制溫度帶的下限的溫度下降范圍成比例的加強值加到加熱器的初步輸出值來對加熱器的初步輸出值進行校正。

12、對工藝管進行加熱可包括：將工藝管加熱并維持處于待機溫度；將工藝管的溫度從待機溫度升高到工藝溫度；以及在襯底處理工藝期間維持工藝溫度，其中對于加熱并維持工藝管、升高工藝管的溫度及維持工藝溫度中的每一工藝，一般控制溫度帶與校正溫度帶可具有不同的溫度范圍。

13、運算加熱器的初步輸出值可包括利用工藝管的所測量內部溫度實行比例-積分-微分(pid)運算。

技術特征：

1.一種襯底處理設備，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的襯底處理設備，其中所述控制器還包括輸出值校正部件，所述輸出值校正部件被配置成根據所述校正判斷部件的所述判斷來對所述加熱器的所述初步輸出值進行校正。

3.根據權利要求2所述的襯底處理設備，其中所述校正判斷部件包括：

4.根據權利要求3所述的襯底處理設備，其中所述校正溫度帶包括：

5.根據權利要求3所述的襯底處理設備，其中所述加熱器被配置成將所述工藝管加熱成維持處于待機溫度，且然后在將所述工藝管的溫度從所述待機溫度升高到工藝溫度之后在所述處理工藝期間維持所述工藝溫度，且

6.根據權利要求1所述的襯底處理設備，其中所述初步輸出值運算部件被配置成利用所述工藝管的所測量的所述內部溫度來實行比例-積分-微分運算。

7.一種襯底處理方法，其特征在于，包括：

8.根據權利要求7所述的襯底處理方法，其中對所述加熱器的所述輸出進行控制還包括當確定出將對所述加熱器的所述初步輸出值進行校正時，對所述加熱器的所述初步輸出值進行校正。

9.根據權利要求8所述的襯底處理方法，還包括：

10.根據權利要求9所述的襯底處理方法，其中對所述校正溫度帶進行設定包括：

11.根據權利要求9所述的襯底處理方法，其中對所述工藝管進行加熱包括：

12.根據權利要求7所述的襯底處理方法，其中運算所述加熱器的所述初步輸出值包括利用所述工藝管的所測量的所述內部溫度實行比例-積分-微分運算。

技術總結
本公開提供用于在襯底處理工藝中對工藝管的內部溫度進行控制的一種襯底處理設備及一種襯底處理方法。襯底處理設備包括：工藝管，被配置成提供工藝空間，在其中實行針對以多級進行層疊的多個襯底的處理工藝；加熱器，設置在工藝管外部以對工藝管進行加熱；內部溫度測量部件，設置在工藝管內部以測量工藝管的內部溫度；外部溫度測量部件，至少部分地設置在工藝管與加熱器之間以測量工藝管的外部溫度；以及控制器，被配置成利用在內部溫度測量部件中測量的工藝管的內部溫度及在外部溫度測量部件中測量的工藝管的外部溫度來對加熱器的輸出進行控制。

技術研發(fā)人員：宣孝進
受保護的技術使用者：株式會社尤金科技
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/19