一种半导体蚀刻的液体增压系统的控制方法

技术领域：

本发明涉及一种增压系统的控制技术领域，尤其是一种半导体蚀刻的液体增压系统的控制方法。

背景技术：

蚀刻是将金属材料使用化学反应或物理撞击作用而移除的技术。蚀刻技术可以分为湿蚀刻和干蚀刻两类。例如，用氢氟酸、过氧化氢或三氯化铁蚀刻液对金属表面进行腐蚀，在其表面刻画出各种花纹、图案、刻度、格子等。化学蚀刻过程是现在需蚀刻的金属表面涂上保护漆或石蜡。然后放入蚀刻液中，金属表面层与蚀刻液作用，生成的化学产物溶解在蚀刻液中或沉积在金属表面。化学蚀刻就是将需要蚀刻的金属制件浸泡在由各种化学成分组成的蚀刻溶液中，在室温或加热的情况下，经过一定时间的反应后，需要蚀刻部分的金属慢慢溶解，最终达到所需要的蚀刻深度，使金属制件表面显露出具有凹凸立体感的装饰文字或图纹，化学蚀刻的过程实际上是金属在化学溶液中的自溶解，也就是腐蚀过程。

在半导体蚀刻过程中需要保持冷却液的两种状态 1：恒定的温度（误差±0.1℃）保证产品的良品率，2：稳定的流量（误差±0.3L/Min）保证冷却面积，在现有的增压系统在调节冷却液的流量时，液体流量的误差值较大，难以确保冷却液流量的恒速，降低了蚀刻的质量。

发明内容：

本发明的目的提供一种半导体蚀刻的液体增压系统的控制方法，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。

为解决上述技术问题，本发明的创新点在于：液体增压系统应用于半导体制程过程中的更换，控制方法包括：

上位机根据不同半导体制程提供液体增压系统所需的操作目标命令；

监控液体增压系统的操作参数；

确定用于液体增压系统的操作目标命令与液体增压系统的操作参数中的对应操作参数之间的误差值；

误差值大于15%L/Min时，使用PID控制器基于误差值来确定排程的PID增益；

基于修改后的排程PID增益来确定用于液体增压系统的系统控制命令，以及基于用于液体增压系统的系统控制命令来控制液体增压系统；

其中，排程的PID增益根据以下关系来确定：

其中，Kp时比例增益，T

进一步的，上述操作目标命令包括流量参数指标。

进一步的，上述PID控制器的输出信号通过在液体管道上的比例阀开度并计算转化为脉冲信号。

进一步的，上述比例阀的开度计算包括如下步骤：

A、优先确定比例阀的闭合和打开之间的间隔时间t

B、确定比例阀打开状态的时间t

进一步的，上述操作参数包括冷却水流量、冷却水流速。

进一步的，上述冷却水流量以及冷却水流速通过流量计实现。

进一步的，上述液体增压系统的动力为磁力泵，磁力泵上电连接有热继电器、接触器。

进一步的，上述磁力泵上选用PWM的控制电机

本发明的有益效果在于：

本发明提供了一种半导体蚀刻的液体增压系统的控制方法，根据误差值，液体液体增压系统会调整KP参数，进行大比例的纠正偏差，缩短达到预期值的时间，微小变化通过积分与微分进行控制使其保持在预期温度，不同的制程工艺需要不同的恒定指标，确保了冷却液流量的恒速，进而提高了蚀刻的质量。

附图说明：

图1为把发明上位机调节液体流速的过程图。

图2为本发明上位机对磁力泵的控制过程图。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

如图1到图2为本发明的一种具体实施方式，液体增压系统应用于半导体制程过程中的更换，控制方法包括：

上位机1根据不同半导体制程提供液体增压系统所需的操作目标命令；

监控液体增压系统的操作参数；

确定用于液体增压系统的操作目标命令与液体增压系统的操作参数中的对应操作参数之间的误差值；

误差值大于15%L/Min时，使用PID控制器基于误差值来确定排程的PID增益；

基于修改后的排程PID增益来确定用于液体增压系统的系统控制命令，以及基于用于液体增压系统的系统控制命令来控制液体增压系统；

其中，排程的PID增益根据以下关系来确定：

其中，Kp时比例增益，T

在本发明中，作为优选方案，上述操作目标命令包括流量参数指标。

在本发明中，作为优选方案，上述PID控制器的输出信号通过在液体管道上的比例阀3开度并计算转化为脉冲信号，比例阀3接受上位机1的指令而调节管道液体流速。

在本发明中，作为优选方案，上述比例阀3的开度计算包括如下步骤：

A、优先确定比例阀3的闭合和打开之间的间隔时间t

B、确定比例阀3打开状态的时间t

在本发明中，作为优选方案，上述操作参数包括冷却水流量、冷却水流速。

在本发明中，作为优选方案，上述冷却水流量以及冷却水流速通过流量计2实现，流量计2检测管道液体流速并将相应数据信号反馈给上位机1。

在本发明中，作为优选方案，上述液体增压系统的动力为磁力泵6，磁力泵6上电连接有热继电器5、接触器4，在液体增压系统通过接触器4接受上位机1各种指令的过程中，热继电器5起到过流保护作用，防止磁力泵6因各种原因温度升高出现故障。

在本发明中，作为优选方案，上述磁力泵6上选用PWM的控制电机。

在本发明中，在半导体制程进行更换时，根据制程的不同，选择启动或者关闭液体增压系统，具体原理如下：根据面向的半导体制程不同，上位机1会自动给出不同的流量参数指标，一般情况下误差值在15%L/Min时会进行流速调整，自动启动液体增压系统，增加液体管道比例阀3的开度，内部计算输出脉冲，驱动磁力泵6，增加液体管道比例阀3的开度，满足生产要求。

在本发明中，液体增压系统通过流量计2可以实现对液体流量的实时监控，实现对误差值的判断，电机选用PWM的控制电机，利用多层PID算法控制流量和温度的稳定，提高蚀刻的质量。

在本发明中，为保证流速的恒定，根据误差值，液体液体增压系统会调整KP参数，进行大比例的纠正偏差，缩短达到预期值的时间，微小变化通过积分与微分进行控制使其保持在预期温度，不同的制程工艺需要不同的恒定指标，该系统可以支持参数指令的输入。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。