一种功率配比方法、装置、系统和存储介质

本发明属于硅外延设备，尤其涉及了一种功率配比方法、装置、系统和存储介质。

背景技术：

1、集成电路在推动经济发展、社会进步、保障国家安全等方面发挥着广泛且重要的作用，已成为国际竞争的焦点和衡量一个国家综合实力的重要标志。集成电路芯片制造主要是指在晶圆硅片上采用半导体加工技术，加工制造出具有高集成度的电子芯片，目前全球85％以上的集成电路芯片均以单晶硅圆片作为衬底材料，并且晶圆硅片在光刻、刻蚀等加工过程中要消耗大量的硅部件材料。

2、硅外延片材料是超大规模集成电路、半导体器件、传感器等的基础功能材料，是在抛光的单晶硅片上生长一层或多层硅单晶薄膜，通过控制外延生长条件，可获得不同电阻率，不同厚度及不同型号的外延层。硅外延层主要通过气相外延沉积、分子束外延、液相外延技术以及用专门沉积化合物外延的固相外延技术等方法进行制造。其中，应用最为广泛的是化学气相沉积(cvd)外延生长工艺，温度是影响硅外延生长最为重要的因素，一方面硅的外延生长需要达到一定的温度，温度太高或者太低都有可能发生副反应而产生附加物，另一方面硅外延生长需要整个腔室内部温度均匀分布，因此温度控制将直接影响外延层的生长质量。

3、目前工业上硅外延生长通常在反应腔内，反应腔内具有多组用于加热不同区域的加热灯管，不同区域均连通，通过控制器控制加热灯管的功率来控制反应腔的温度，为了使反应腔内的温度均匀分布，需要对不同区域的加热灯管进行功率配比。大多数反应腔使用的加热灯管的功率配比调节方法是基于实验和生产中的经验来设定的，功率配比缺少理论支撑，可能会出现功率配比不合理的情况，影响反应腔温度控制的效果，最终影响成品的质量。

技术实现思路

1、为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种功率配比方法、装置、系统和存储介质，以解决功率配比不合理导致的成品质量受影响的问题。

2、本发明所采用的技术方案如下，包括以下步骤：

3、s1、建立多个区域的稳态输入功率、响应稳态增益和区域稳态温度的稳态温度传递关系；

4、s2、依次对多个所述区域进行稳态加热测试，并基于测试结果得到测试区域的加热装置单独加热时，多个所述区域对所述加热装置的响应稳态增益；

5、s3、获取目标稳态温度；

6、s4、基于所述目标稳态温度、所述响应稳态增益和所述稳态温度传递关系得到多个所述区域的目标稳态输入功率；

7、s5、获取多个所述区域对应的控制器输出的输出稳态功率；

8、s6、基于多个所述区域的所述目标稳态输入功率和所述输出稳态功率得到多个所述区域的目标功率配比系数。

9、所述s1中建立多个区域的稳态输入功率、响应稳态增益和区域稳态温度的稳态温度传递关系，包括如下步骤：

10、建立多个区域的输入功率、响应温度和区域温度的温度传递模型；

11、基于所述温度传递模型确定稳态时的多个区域的稳态输入功率、响应稳态增益和区域稳态温度的稳态温度传递关系。

12、所述s1中的温度传递模型包括温度传递函数矩阵，所述温度传递函数矩阵的表达式如下：

13、

14、其中，tn(s)，n＝1，2，3，……，分别代表不同区域的区域温度；pm(s)，m＝1，2，3，……，分别代表不同区域的输入功率；gmn(s)代表当序号为m的区域加热时，序号为n的区域温度对此的响应温度；

15、相应地，所述稳态温度传递关系包括稳态增益矩阵，所述稳态增益矩阵的表达式如下：

16、

17、其中，tn，n＝1，2，3，……，分别代表不同区域的区域稳态温度；pm，m＝1，2，3，……，分别代表不同区域的稳态输入功率；kmn代表当序号为m的区域加热时，序号为n的区域温度对此的响应稳态增益。

18、所述s2中对区域进行稳态加热测试，包括：

19、将多个所述区域的功率配比系数调节为100％；

20、对测试区域的加热装置施加预设测试功率以进行加热，直至多个所述区域达到稳态；

21、当多个所述区域在稳态下达到预设时长，控制所述加热装置停止加热，并等待多个所述区域冷却至室温；

22、所述基于测试结果得到测试区域的加热装置单独加热时，多个所述区域对所述加热装置的响应稳态增益，包括：

23、获取多个所述区域达到稳态时的稳态温度；

24、获取当前室温；

25、基于所述稳态温度、所述当前室温和所述预设测试功率得到响应稳态增益。

26、所述基于稳态温度、当前室温和预设测试功率得到响应稳态增益，包括：

27、基于所述稳态温度、所述当前室温和所述预设测试功率通过下式得到响应稳态增益：

28、

29、其中，tmn为序号为m的区域加热时，序号为n的区域相应的稳态温度；troom为当前室温；ptest为预设测试功率；kmn为序号为m的区域加热时，序号为n的区域温度对应的响应稳态增益。

30、所述s6中基于多个所述区域的所述目标稳态输入功率和所述输出稳态功率得到多个所述区域的目标功率配比系数，包括：

31、基于多个所述区域的目标稳态输入功率和输出稳态功率通过下式得到多个所述区域的目标功率配比系数：

32、

33、其中，为序号为n的区域的目标功率配比系数，为序号为n的区域的目标稳态输入功率，为序号为n的区域对应控制器输出的输出稳态功率。

34、所述s4中基于所述目标稳态温度、所述响应稳态增益和所述稳态温度传递关系得到多个所述区域的目标稳态输入功率，包括：将s3的目标稳态温度和s2的响应稳态增益代入s1的稳态温度传递关系中，以得到多个所述区域的目标稳态输入功率，其中目标稳态温度作为区域稳态温度代入稳态增益矩阵的表达式中，根据s2的响应稳态增益得到区域的稳态输入功率作为该区域的目标稳态输入功率；

35、和/或，多个所述区域包括中间区域、前部区域、后部区域和侧部区域。

36、一种用于实现所述功率配比方法的功率配比装置，包括：

37、建立模块，用于建立多个区域的稳态输入功率、响应稳态增益和区域稳态温度的稳态温度传递关系；

38、测试模块，用于依次对多个所述区域进行稳态加热测试，并基于测试结果得到测试区域的加热装置单独加热时，多个所述区域对所述加热装置的响应稳态增益；

39、温度获取模块，用于获取目标稳态温度；

40、计算模块，用于基于所述目标稳态温度、所述响应稳态增益和所述稳态温度传递关系得到多个所述区域的目标稳态输入功率；

41、功率获取模块，用于获取多个所述区域对应的控制器输出的输出稳态功率；

42、功率配比模块，用于基于多个所述区域的所述目标稳态输入功率和所述输出稳态功率得到多个所述区域的目标功率配比系数。

43、本发明包括一种功率配比系统，所述功率配比系统包括：

44、至少一个处理器；以及

45、与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

46、所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行所述功率配比方法。

47、本发明包括一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现所述功率配比方法。

48、本发明的有益效果为：

49、本发明实施例的技术方案，通过先建立稳态温度传递关系，然后依次对多个所述区域进行稳态加热测试，得到响应稳态增益，然后获取目标稳态温度，基于所述目标稳态温度、所述响应稳态增益和所述稳态温度传递关系便可得到多个所述区域的目标稳态输入功率，最后基于获取的多个所述区域对应的控制器输出的输出稳态功率和所述目标稳态输入功率便可得到多个所述区域的目标功率配比系数，能够实现对于反应腔的加热装置的功率配比进行合理有效的调节，进而有效的提高温度控制的效果，比起工程实践当中的经验方法相比，更加准确，可以帮助控制器获得更好的控制表现，最终提高成品的质量，解决了功率配比不合理导致的成品质量受影响的问题。