[发明专利]用于半导体热处理器的基于模型的温度控制器

权利要求书

1.一种用于对包括有由电源供电的加热元件，并具有分布热电偶和峰值热电偶的热反应器进行控制的方法，包括如下步骤：

对热反应器的热动态特性进行建模，建模步骤包括将装配有热电偶的晶片送到热反应器中，利用激励序列控制加热元件来对热反应器进行热扰动，并根据由于热扰动所产生的温度变化推导出多个模型，其中包括能量对峰值热电偶读数的模型，峰值热电偶读数对分布热电偶读数的模型，以及分布热电偶和峰值热电偶读数对装配有热电偶的晶片的读数的模型。

2.如权利要求0所述的热反应器控制方法，另外包括，在建模步骤之后，从现有的多个控制模式中选择出一种控制模式的步骤。

3.如权利要求0所述的热反应器控制方法，现有的控制模式之一是其中测量提供给热反应器的能量并根据所需能量对其进行控制的热平衡控制模式。

4.如权利要求0所述的热反应器控制方法，现有的控制模式之一是热平衡控制模式，其中利用来自分布热电偶的测量值并对e^(-2/KT)取积分来相对于所需能量对提供给热反应器的能量进行控制，其中k为玻尔兹曼常数，而T为利用分布热电偶所测得的温度。

5.如权利要求0所述的热反应器控制方法，现有的控制模式之一是动态控制模式，其中可根据预测所得的晶片温度来受控地向加热元件提供能量，而晶片温度则是根据来自峰值和分布热电偶的测量值来进行预测的。

6.如权利要求0所述的热反应器控制方法，现有的控制模式之一是其中响应分布热电偶的测量值来受控地向加热元件提供能量的基本控制模式。

7.一种用于对包括有由电源供电的加热元件，且具有分布热电偶和峰值热电偶，并选择性地接收装配有热电偶的晶片的热反应器进行控制的控制器单元，包括：

用于接收流程方案的输入装置；和

与分布热电偶和峰值热电偶相连的多个可选择控制模式逻辑电路，所述控制模式逻辑电路被用来根据流程方案对加热元件进行控制。

8.根据权利要求0所述的控制器单元，其特征在于所述控制模式逻辑电路由H∞控制器构成。

9.如权利要求所述的控制器单元，其特征在于所述控制模式逻辑电路包括一种对提供给热反应器的能量进行测量并根据所需能量对其进行控制的热平衡控制模式逻辑电路。

10.如权利要求所述的控制器单元，其特征在于所述控制模式逻辑电路包括一种热平衡控制模式逻辑电路，其利用来自分布热电偶的测量值并对e^(-2/KT)取积分来相对于所需能量对提供给热反应器的能量进行控制，其中k为玻尔兹曼常数，而T为利用分布热电偶所测得的温度。

11.如权利要求所述的控制器单元，其特征在于所述控制模式逻辑电路包括一种可根据预测出的晶片温度受控地向加热元件提供能量的动态控制模式逻辑电路，该动态控制模式逻辑电路包括一种其中根据来自峰值和分布热电偶的测量值对晶片温度进行预测的在线晶片模型。

12.如权利要求所述的控制器单元，其特征在于所述控制模式逻辑电路包括一种响应由分布热电偶所测得的温度值对提供给加热元件的能量进行控制的基本控制模式逻辑电路。

13.一种用于对包括有由电源供电的加热元件，且具有分布热电偶和峰值热电偶，并选择性地接收装配有热电偶的晶片的热反应器进行控制的方法，包括如下步骤：

利用分布热电偶，峰值热电偶以及装配有测量设备的晶片来对热反应器的热动态特性进行建模；

接收一个包含有所需温度对时间关系的流程方案，该流程方案包含了所需控制模式对时间的关系；以及

利用分布热电偶以及峰值热电偶，根据该流程方案从一种控制模式切换到另一种控制模式，并在不同的控制模式对温度进行不同的控制。

14.如权利要求0所述的热反应器控制方法，现有的控制模式之一是其中对提供给热反应器的能量进行测量并根据所需能量对其进行控制的热平衡模式。

15.如权利要求0所述的热反应器控制方法，现有的控制模式之一是热平衡模式，其利用来自分布热电偶的测量值并对e^(-2/KT)取积分来相对于所需能量对提供给热反应器的能量进行控制，其中k为玻尔兹曼常数，而T为利用分布热电偶所测得的温度。