CN118156187A - 一种基于半导体反应腔的气路***的控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种基于半导体反应腔的气路***的控制方法，其中，该方法包括：电控芯片获取至少一个控制设备本体内的多个温度传感器的第一温度检测信号，以根据至少一个第一温度检测信号，确定至少一个控制设备本体内部的多个位置的第一实际温度数值；针对至少一个控制设备本体，若第一实际温度数值大于第一预设数值、小于第二预设数值，且温度均匀度达到预设要求，则开启该控制设备本体外圈垫片的低温加热功能、关闭中圈垫片和内圈垫片的加热功能；若至少一个第一实际温度数值小于第一预设数值，则根据低于第一预设数值的第一实际温度数值的数值大小，确定控制设备本体加热垫片的加热策略。通过该方法，以保证整个加热体系的稳定。

Description

一种基于半导体反应腔的气路***的控制方法

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种基于半导体反应腔的气路***的控制方法。

背景技术

IGS模块在半导体设计领域中指的是集成气体***（Integrated Gas System）模块，在该模块中会使用Surface Mount技术，该技术是在半导体行业中除VCR连接方式以外又一种常见的连接方式。因其拆卸方便，组装简单，节约空间，可靠的密封性能和适用于高真空高耐温的特点而被广泛应用于半导体工艺中，如等离子体增强化学气相沉积（PECVD）、物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）、低压化学气相沉积（LPCVD）、金属有机化学沉积（MOCVD）、原子层沉积（ALD）、原子层刻蚀( ALE）等。其中，PECVD（等离子体增强化学气相沉积）：是一种利用等离子体在较低温度下促进化学反应，从而在基材表面沉积出薄膜的方法。这种技术通常用于微电子和纳米技术领域，尤其是在半导体制造过程中，用于沉积绝缘层、半导体层和金属层等。PVD（物理气相沉积）：是通过物理手段，如蒸发或溅射，将材料从源转移到基材表面的过程。这种方法不涉及化学反应，而是通过物理过程实现材料的转移。PVD技术广泛应用于制造各种薄膜，如防腐蚀膜、光学膜和硬质涂层等。

此连接方式可以确保在高真空、超高真空、高纯、超高纯、高温条件下，防止气体泄露和杂质进入***，以保证半导体工艺的稳定性和可靠性。

IGS模块主要包括如下几个结构：

1，阀门（隔膜阀、单向阀、减压阀），用于控制气体的流向和压力，确保气体按照正确的路径流动，并以适当的压力供应给***。隔膜阀通常用于精细调节，单向阀用于控制气体流向，而减压阀则用于降低过高的压力。

2，压力传感器（Pressure Transducer），用于监测***中的气体压力，提供实时数据以便于调整和控制，确保***安全稳定地运行；

3，过滤器（Filter），用于去除气体中的杂质，保证供应给制程的气体纯净无污染；

4，质量流量控制器（Mass Flow Controller） ，作用：检测控制管路流量。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种基于半导体反应腔的气路***的控制方法，首先改变了气路***的加热结构，使用加热垫片的方式进行加热，加热垫片设置在了控制设备本体和控制设备基座之间；保证了整个加热体系的稳定，同时，采用本申请所提供的加热方法，可以保证氟化氢的温度的均匀性，避免了局部液化所导致的化学性质不稳定的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种基于半导体反应腔的气路***的控制方法，该气路***包括电控芯片和顺序设置的多个控制设备，所述多个控制设备包括多个阀门、传感器和控制器；每个控制设备均由控制设备本体、控制设备基座和加热垫片构成；每个控制设备本体、每个加热垫片和每个控制设备基座上均设置有进气孔和出气孔；加热垫片夹在控制设备本体和控制设备基座之间，控制设备本体的进气孔、加热垫片的进气孔和控制设备基座的进气孔依次连通，控制设备本体的出气孔、加热垫片的出气孔和控制设备基座的出气孔依次连通，以使针对每个控制设备，受加热气体能依次流经控制设备基座的进气孔、加热垫片的进气孔、控制设备本体的进气孔、控制设备本体的内腔、控制设备本体的出气孔、加热垫片的出气孔和控制设备基座的出气孔；每个加热垫片均分别与所述电控芯片电性连接；所述加热垫片包括内圈垫片、中圈垫片和外圈垫片，所述内圈垫片、中圈垫片和外圈垫片与控制设备本体的进气孔的距离依次增大；所述内圈垫片、中圈垫片和外圈垫片与控制设备本体的出气孔的距离依次增大；在控制设备本体中，沿气流方向顺序设置有多个温度传感器；

所述多个阀门包括：手动隔膜阀，两通气动隔膜阀，三通气动隔膜阀，调压阀；所述传感器包括：压力传感器；所述控制器包括：过滤器，质量流量控制器；

所述控制方法包括：

电控芯片获取至少一个控制设备本体内的多个温度传感器的第一温度检测信号；

电控芯片根据至少一个所述第一温度检测信号，分别确定至少一个控制设备本体内部的多个位置的第一实际温度数值；

针对至少一个控制设备本体，若第一实际温度数值均大于第一预设数值，且小于第二预设数值，且温度均匀度达到预设要求，则开启该控制设备本体外圈垫片的低温加热功能，并关闭中圈垫片和内圈垫片的加热功能；所述第一预设数值为55度-60度；所述第二预设数值为75度-80度；

针对至少一个控制设备本体，若至少一个第一实际温度数值小于第一预设数值，则根据低于第一预设数值的第一实际温度数值的数值大小，确定该控制设备本体加热垫片的加热策略。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述针对至少一个控制设备本体，若至少一个第一实际温度数值小于第一预设数值，则根据低于第一预设数值的第一实际温度数值的数值大小，确定该控制设备本体加热垫片的加热策略，包括：

针对至少一个控制设备本体，若该控制设备本体的多个第一实际温度数值均小于第一预设数值，且大于第三预设数值，以及所述第一实际温度数值的方差小于第四预设数值，则根据所述第一实际温度数值的平均值确定加热垫片的加热温度；所述第一实际温度数值的平均值和加热垫片的加热温度呈负相关性，所述第一实际温度数值的平均值和加热垫片的加热面积呈负相关性；所述第三预设数值为35度-40度；

针对至少一个控制设备本体，若该控制设备本体的多个第一实际温度数值均小于第一预设数值，且大于第三预设数值，以及所述第一实际温度数值的方差大于第五预设数值，则开启中圈垫片和外圈垫片的高温加热功能，以及提高进气流量；针对至少一个控制设备本体，若该控制设备本体的多个第一实际温度数值均小于第一预设数值，且大于第三预设数值，以及所述第一实际温度数值的方差大于第四预设数值，且小于第五预设数值，则开启中圈垫片低温加热功能和外圈垫片的高温加热功能；

针对至少一个控制设备本体，若该控制设备本体的至少一个第一实际温度数值小于第一预设数值，且没有第一实际温度数值大于第二预设数值，以及所述第一实际温度数值的方差大于第七预设数值，则同时开启中圈垫片和外圈垫片的高温加热功能。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，多个控制设备包括第一温区、第二温区和第三温区；所述第一温区包括：三通气动隔膜阀和两通气动隔膜阀；第二温区包括：质量流量控制器；第三温区包括：手动隔膜阀、两通气动隔膜阀、三通气动隔膜阀、调压阀、压力传感器、过滤器、两通气动隔膜阀；

所述第一温区内、第二温区内和第三温区的控制设备本体的加热垫片的加热温度均为60度；

或，

所述第一温区内、第二温区内和第三温区的控制设备本体的加热垫片的加热温度分别为30度，45度和60度；

或，

所述第一温区内、第二温区内和第三温区的控制设备本体的加热垫片的加热温度分别为30度-45度，45度和60度。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：

电控芯片获取连续多个时间点中，每个时间点的压力传感器所检测到的压力数值、控制设备内加热垫片的加热温度和该控制设备的控制设备本体内不同位置的第二实际温度数值；所述第二实际温度数值是根据所述温度传感器所采集到的信号确定的；

根据每个时间点的压力传感器所检测到的压力数值、加热垫片的加热策略和每个温度传感器所检测到的第二实际温度数值，生成在特定压力数值下，第二实际温度数值随加热垫片的加热策略和时间变化的应对关系；

在针对至少一个控制设备本体，若至少一个第一实际温度数值小于第一预设数值，则根据低于第一预设数值的第一实际温度数值的数值大小，确定该控制设备本体加热垫片的加热策略后，所述方法还包括：

将实时获取到的控制设备本体内不同位置的第三实际温度数值、压力传感器所检测到的压力数值和加热垫片的加热策略输入到所述应对关系中，以确定预设时间后控制设备本体内部不同位置的温度变化情况；

根据所述预设时间后控制设备本体内部不同位置的温度变化情况，调整每个加热垫片的加热策略。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述第二实际温度数值和第三实际温度数值均是根据所述温度传感器所采集到的信号和通过外置的红外摄像机拍摄到的红外图像确定的；

所述方法还包括：

在获取连续的第一温度检测信号的同时，通过红外摄像机获取控制设备本体的连续多张红外验证图像；

根据连续多张红外验证图像的差值，并根据所述差值确定获取连续第一温度检测信号的过程中，控制设备本体的参考温度变化规律；

根据所述参考温度变化规律确定所述第一温度检测信号的可信程度；

根据所述可信程度确定加热策略的执行方式。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：

在红外图像中提取目标传感器组所在的局部区域；目标传感器组中的温度传感器是相邻的，且目标传感器组中的温度传感器所检测到的第一实际温度数值的差值是超过第六预设数值的；

从局部区域中提取目标传感器组中每个温度传感器所在位置的RGB值；

根据不同温度传感器所在位置的RGB值的差值，判断目标传感器组中温度传感器的异常情况。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述针对至少一个控制设备本体，若至少一个第一实际温度数值小于第一预设数值，则根据低于第一预设数值的第一实际温度数值的数值大小，确定该控制设备本体加热垫片的加热策略，包括：

针对至少一个控制设备本体，若靠近所述控制设备本体的进气孔的温度传感器所检测到的第一实际温度数值高于第一预设数值，则控制内圈垫片停止工作，并根据其他温度传感器所检测到的第一实际温度数值的实际大小控制中圈垫片的加热策略。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：

确定目标时段，所述目标时段是同一个温度传感器所对应的第一实际温度数值发生突变的时刻；或目标时段是相邻的两个温度传感器的第一实际温度数值的差值发生突变的时刻；

提取目标时段内拍摄到的红外图像组；

根据红外图像组中的图像的差值，确定前景图像；

计算所述前景图像的边缘形状和扩散速度；

若所述边缘形状与数据库中预存的形状相同，且所述扩散速度符合预设速度，则确定前景图像所对应的位置处发生了氟化氢泄漏。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述加热垫片包括依次顺序层叠设置的第一导热层、第一绝缘层、加热层、第二绝缘层和第二导热层；所述加热层与所述电控芯片电性连接；

所述加热层为铂电阻材料构成；第一绝缘层和第二绝缘层均为玻璃纤维增强聚酯材料构成； 加热垫片内部通过热固性胶粘剂对相邻的两层进行固定连接；所述加热垫片通过螺丝连接的方式与控制设备本体和控制设备基座连接。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中，手动隔膜阀、两通气动隔膜阀、三通气动隔膜阀、调压阀、压力传感器、过滤器、两通气动隔膜阀、质量流量控制器、三通气动隔膜阀和两通气动隔膜阀顺序沿该气路***的进气口至出气口的方向排列，使得特殊气体可以依次通过手动隔膜阀、两通气动隔膜阀、三通气动隔膜阀、调压阀、压力传感器、过滤器、两通气动隔膜阀、质量流量控制器、三通气动隔膜阀和两通气动隔膜阀；

手动隔膜阀包括手动隔膜阀本体、第一加热垫片和手动隔膜阀基座；第一加热垫片通过固定连接的方式夹在手动隔膜阀本体和手动隔膜阀基座之间；

两通气动隔膜阀包括第一两通气动隔膜阀本体、第二加热垫片和第一两通气动隔膜阀基座；第二加热垫片通过固定连接的方式夹在第一两通气动隔膜阀本体和第一两通气动隔膜阀基座之间；

三通气动隔膜阀包括第一三通气动隔膜阀本体、第三加热垫片和第一三通气动隔膜阀基座；第三加热垫片通过固定连接的方式夹在第一三通气动隔膜阀本体和第一三通气动隔膜阀基座之间；

调压阀包括调压阀本体、第四加热垫片和调压阀基座；第四加热垫片通过固定连接的方式夹在调压阀本体和调压阀基座之间；

压力传感器包括压力传感器本体、第五加热垫片和压力传感器基座；第五加热垫片通过固定连接的方式夹在压力传感器本体和压力传感器基座之间；

过滤器包括过滤器本体、第六加热垫片和过滤器基座；第六加热垫片通过固定连接的方式夹在过滤器本体和过滤器基座之间；

两通气动隔膜阀包括第二两通气动隔膜阀本体、第七加热垫片和第二两通气动隔膜阀基座；第七加热垫片通过固定连接的方式夹在第二两通气动隔膜阀本体和第二两通气动隔膜阀基座之间；

质量流量控制器包括质量流量控制器本体、第八加热垫片和质量流量控制器基座；第八加热垫片通过固定连接的方式夹在质量流量控制器本体和质量流量控制器基座之间；

三通气动隔膜阀包括三通气动隔膜阀本体、第九加热垫片和三通气动隔膜阀基座；第九加热垫片通过固定连接的方式夹在三通气动隔膜阀本体和三通气动隔膜阀基座之间；

两通气动隔膜阀包括第三两通气动隔膜阀本体、第十加热垫片和第三两通气动隔膜阀基座；第十加热垫片通过固定连接的方式夹在第三两通气动隔膜阀本体和第三两通气动隔膜阀基座之间。

本申请实施例提供的一种基于半导体反应腔的气路***的控制方法，其中，通过改变气路***的加热结构，具体使用加热垫片的方式进行加热，加热垫片设置在了控制设备本体和控制设备基座之间；保证了整个加热体系的稳定，同时，采用本申请所提供的加热方法，可以保证氟化氢的温度的均匀性，避免了局部液化所导致的化学性质不稳定的问题。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请实施例所提供的一种半导体反应腔的气路***的基本结构；

图2示出了本申请实施例所提供的一种基于半导体反应腔的气路***的控制方法的流程图；

图3示出了本申请实施例所提供的气体流向的示意图；

图4示出了本申请实施例所提供的控制设备的结构示意图；

图5示出了本申请实施例所提供的加热垫片的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

IGS模块主要的作用是对特殊气体的输送和控制，本方案中是指氟化氢（HF）的输送。为了满足使用要求，会在IGS模块上辅助特殊的加热装置，以实现对特殊气体进行加热的功能。

在半导体工艺氧化物半导体膜的刻蚀（oxide etch）设备中，需要使用特殊气体氟化氢（HF）。HF是无色有刺激性气味的气体，分子量20.01，沸点120℃，熔点-83.1℃，在常温状态下，HF气体易液化，因而在HF气体输送的过程中需要使用特殊加热装置及加热控制技术，以使其保持在气态。

Surface Mount(表面贴装技术)的发展为半导体行业带来了更高的集成度和更小的封装尺寸。在IGS模块中，通过使用表面贴装连接方式，能够实现更紧凑的封装结构，提高半导体器件的空间利用率，使得产品可以更好地满足小型化、轻量化和高性能的要求。

使用Surface Mount连接时选择合适的加热方式可以提高加热效果、保证产品质量、提高生产效率、优化能源利用和降低维护成本。在进行Surface Mount连接时，应根据具体需求和要求，选择合适的加热方式，以提高生产效率和产品质量。本申请所提供的方案中也使用了表面贴装技术。

如图1所示，示出了本申请所提供的半导体反应腔的气路***的基本结构。在该气路***中包括有：手动隔膜阀1，两通气动隔膜阀2、7、10，三通气动隔膜阀3、9，调压阀4，压力传感器5，过滤器6，质量流量控制器8；其中，手动隔膜阀1、两通气动隔膜阀2、三通气动隔膜阀3、调压阀4、压力传感器5、过滤器6、两通气动隔膜阀7、质量流量控制器8、三通气动隔膜阀9和两通气动隔膜阀10顺序延该气路***的进气口至出气口的方向排列，使得特殊气体可以依次通过手动隔膜阀1、两通气动隔膜阀2、三通气动隔膜阀3、调压阀4、压力传感器5、过滤器6、两通气动隔膜阀7、质量流量控制器8、三通气动隔膜阀9和两通气动隔膜阀10。

具体控制时，操作人员需要手动打开手动隔膜阀1后，通过电磁阀控制CDA（干燥的压缩空气）驱动两通气动隔膜阀2、7、10打开，此时仅有少量气体通过气路；通过Devicenet（一种用在自动化技术的现场总线标准）或其他通讯设定质量流量控制器（MFC）的参数，参数可以为HF 1000sccm，此时MFC处于开启状态，经过流量上升时间t后，整个气路***达到平稳输送HF的状态。手动隔膜阀1开启后，在气路正常工作状态下保持开启状态，当气路出现有部件需要更换或其他需要停止供气时，关闭两通气动隔膜阀2，作为双重保险，也可以关闭手动隔膜阀1，防止两通气动隔膜阀2关闭失效，保证气路***停止进气。三通气动隔膜阀用来控制底部吹扫气N2（氮气）的进气，对整个气路的气体进行置换，三通气动隔膜阀9用来控制吹扫气的排出，吹排几十次后，使得气路没有HF后，就可以更换气路***中的部件了。调压阀4在正常供气时用来调节HF压力，通过观察压力传感器5所显示的压力数值，通节调节阀门的开度已达到合适的数值，以保证流量稳定供应，过滤器6使用耐腐蚀的不锈钢滤芯，过滤直径大于0.0015μm的颗粒，使得经过过滤器的HF气体洁净度更高，防止颗粒粘在集成电路上造成断路、短路等问题直接影响最终制成的半导体产品的成品率。流量控制器8是气路***供应的关键部件，流量控制的精度和效率是影响半导体制程优劣的主要因素，通过精确控制经过流量控制器的HF流量，就可以达到反应腔对流量的需求。

如前文中的说明为了满足使用要求，会在上述气路***上辅助特殊的加热装置，以实现对特殊气体进行加热的功能。由于气路***的形式是多种多样的，因此不同结构的气路***所可能适用的加热方式是不同的，因此在设计得到本方案前，申请人对本申请所提供的气路***尝试了多种不同的加热方式并加以对比。本申请发明人尝试过如下几种加热结构：缠绕式加热带（Heating Tape）、加热棒（Heating Tube）和加热贴片（HeatingPlate），其中缠绕式加热带（Heating Tape）主要用于管路***的加热；加热棒（HeatingTube）和加热贴片（Heating Plate）主要用在Surface Mount连接的基座（Block，即图1中，承载各个阀和传感器的基座）中。经过试用，本申请发明人认为，加热棒（Heating Tube）在使用时会有如下问题：

1.加热棒需要***Block之中，需要使用带加热孔的Block，这对Block的结构要求较高，增加了材料成本，管理成本等；

2.加热棒是使用电阻丝或电热丝制成的管状结构，是细长型的刚性结构，质地较脆，容易损坏或变形；

3.加热棒装配工艺要求较高，安装拆卸复杂，特别是拆卸，需要将整条加热棒拆除；

4.加热面积小，加热不均匀，加热效率低。

加热贴片（Heating Plate）：

1.通常使用不干胶直接贴在Block上，有杂质或颗粒物产生，不适用于洁净度要求较高的环境；

2.加热贴片需要固定在Block的侧面，安装和维护需要预留足够的维护空间；

3.加热贴片的固定方式主要有焊接固定，螺丝固定，夹紧固定，粘贴固定，前三者都不适用于加热表面贴装式的基座与阀件，粘贴方式较为方便，胶粘剂可以在加热贴片和Block之间形成一个均匀的薄膜，提供可靠的固定力，并且能够提高热传导效率，但随着时间和加热温度增高，不干胶的粘性下降，连接容易失效，固定力度较弱；

4.加热贴片粘贴在Block的侧面，距离流体介质流通的地方较远，热量通过Block传输给介质的过程较慢，加热时间较久。

考虑到上述问题，本申请在上述气路***的基础上，采用了加热垫片的方式来进行加热，具体来说：

本申请提供了一种基于半导体反应腔的气路***的控制方法，该气路***包括电控芯片和顺序设置的多个控制设备，多个控制设备包括多个阀门、传感器和控制器；每个控制设备均由控制设备本体、控制设备基座和加热垫片构成；每个控制设备本体、每个加热垫片和每个控制设备基座上均设置有进气孔和出气孔；加热垫片夹在控制设备本体和控制设备基座之间，控制设备本体的进气孔、加热垫片的进气孔和控制设备基座的进气孔依次连通，控制设备本体的出气孔、加热垫片的出气孔和控制设备基座的出气孔依次连通，以使针对每个控制设备，受加热气体能依次流经控制设备基座的进气孔、加热垫片的进气孔、控制设备本体的进气孔、控制设备本体的内腔、控制设备本体的出气孔、加热垫片的出气孔和控制设备基座的出气孔；每个加热垫片均分别与电控芯片电性连接；加热垫片包括内圈垫片、中圈垫片和外圈垫片，内圈垫片、中圈垫片和外圈垫片与控制设备本体的进气孔的距离依次增大；内圈垫片、中圈垫片和外圈垫片与控制设备本体的出气孔的距离依次增大；在控制设备本体中，沿气流方向顺序设置有多个温度传感器；

多个阀门包括：手动隔膜阀1，两通气动隔膜阀2、7、10，三通气动隔膜阀3、9，调压阀4；

传感器包括：压力传感器5；

控制器包括：过滤器6，质量流量控制器8；

图2示出了本申请实施例所提供的一种基于半导体反应腔的气路***的控制方法的流程图，如图2所示，包括以下步骤S201- S204：

S101：电控芯片获取至少一个控制设备本体内的多个温度传感器的第一温度检测信号。

S102：电控芯片根据至少一个第一温度检测信号，分别确定至少一个控制设备本体内部的多个位置的第一实际温度数值。

S103：针对至少一个控制设备本体，若第一实际温度数值均大于第一预设数值，且小于第二预设数值，且温度均匀度达到预设要求，则开启该控制设备本体外圈垫片的低温加热功能，并关闭中圈垫片和内圈垫片的加热功能；第一预设数值为55度-60度；第二预设数值为75度-80度。

S104：针对至少一个控制设备本体，若至少一个第一实际温度数值小于第一预设数值，则根据低于第一预设数值的第一实际温度数值的数值大小，确定该控制设备本体加热垫片的加热策略。

如图3所示，本申请所提供的方案中，多个控制设备均是并列设置，沿气路***的进气口至出气口的方向并列设置。控制设备共有10个，每个控制设备中的加热垫片均在一个平面上（也可以说加热垫片的高度一致，或者说每个加热垫片和目标直线之间的距离均是相同的，目标直线是由气路***的进气口与出气口进行连接所形成的）。一般来说，相邻的加热垫片是相分离的，因为不同的加热垫片的控制策略优选是根据其所在的控制设备的自身情况来确定的，但某些情况下，为了降低控制复杂度和保证控制的联动性，也可以选择将某些相邻的加热垫片连接到一起，这样这些连接到一起的加热垫片就可以采用相同的策略进行加热了（也就是连接到一起的加热垫片的温度变化是基本相同的）。

不同的控制设备本体是有不同的功能和作用的，氟化氢通过控制设备本体的进气孔进入到控制设备本体内部，在完成内部循环后就可以通过控制设备本体的出气孔排出。如图4所示，加热垫片16的进气孔17和出气孔18与控制设备本体19的进气孔和出气孔是不同的，后者可以让氟化氢从外部进入到其内部，或者是从内部排出到外部；前者的作用分别是让控制设备基座20的进气孔21排出的氟化氢穿过加热垫片16然后通过控制设备的进气孔进入到控制设备本体19的内部，和让通过控制设备本体19的出气孔排出的氟化氢穿过加热垫片16的出气孔18后，进入到控制设备基座20的出气孔22中，并进一步进入到下一个控制设备基座的进气孔中。

一般来说，对于同一个控制设备而言，控制设备本体19的进气孔、加热垫片16的进气孔17和控制设备基座20的进气孔21均是在同一个轴线上，这三个进气孔通常均是呈圆柱形，控制设备本体的出气孔、加热垫片16的出气孔18和控制设备基座20的出气孔22均是在同一个轴线上，这三个进气孔通常均是呈圆柱形；如此设置，则三个进气孔可以组成一个圆柱状的腔体，三个出气孔也可以形成一个圆柱状的腔体。

氟化氢在进入到控制设备本体19中之后，受到压力的影响，会在控制设备本体19内部形成气流，最后该气流会从出气孔排出，该气流在进入到控制设备本体19内部的时候会进气加热，气流被加热后在控制设备本体19内部运动的时候，也会带动加热控制设备本体19内部的存量氟化氢，从而达到整体加热的目的。

电控芯片通常是采用直接连接（如电线连接）的方式分别与每个加热垫片进行连通的，一般来说，电控芯片控制的是给加热垫片提供能源的电池，电控芯片可以通过控制电池给加热垫片提供的电流大小，来调整加热垫片的温度。需要说明的是，电控芯片是本申请所提供方案的执行主体。

后续步骤中，具体来看加热垫片，加热垫片的内圈垫片、中圈垫片和外圈垫片均是空间上相互隔离的，避免某个垫片加热之后，带动其他垫片一同发热。电控方面，三个垫片也是分离的，可以选择这三个垫片只加热一个，或者只加热两个，或者三个同时加热。也可以是三个垫片的加热温度不同。三个垫片均是在同一个平面上的，且相互没有覆盖（没有相交），垫片可以是平板状的，也可以是平面网状的。

温度传感器一般来说是分布在控制设备本体中的各个位置的，但总体来看，是沿着气流的方向，或者是说沿着进气孔到出气孔的方向设置有多个温度传感器。具体来说，温度传感器只能是设置在控制设备本体内腔的侧壁上，但是需要说明的是，温度传感器的检测部不能贴近控制设备本体的侧壁上，因为控制设备本体外部空间的温度是比氟化氢的温度更低的，如果检测部贴上侧壁或者举例侧壁过近，就会导致温度检测有误差，可以通过支撑结构支撑检测部举例侧壁远一些，但氟化氢本身是具有腐蚀性的，因此支撑结构应当选择适合的材质，传感器也是类似的。

步骤S101中，电控芯片与温度传感器可以通过有线或者无线（如wifi连接或者是无线射频连接）的方式连接的。之后，电控芯片可以基于第一温度检测信号第一温度检测信号确定控制设备本体内的不同位置的实际温度，如此，就可以知晓受气流影响下，控制设备本体内的具体温度了。一般来说，氟化氢的沸点是20℃，熔点是-83.1℃，可见，在室温状态下，氟化氢是很容易液化的，尤其是在被加热的气流无法覆盖的位置处，一旦其物理形态发生了改变，其物理性质也会发生不变化，可能会引发其他的问题。同时，温度也不能过高，如果温度过高的话，则罐体内部的氟化氢的压力就会过大，可能会导致罐体发生形变或者高压下的其他风险。因此，根据实际情况来看，将温度控制在55-80之间是比较好的选择。因此，在步骤S103中，在大部分的第一实际温度数值（控制设备本体内大部分的温度）都在这个区间内的时候，就说明当前是最合理的状态，只需要通过低温加热的方式来对控制设备本体进行加热。一般来说，一个控制设备本体中的温度传感器的数量会控制在8-10个以内，且温度传感器均是均匀分布在控制设备本体内部的相邻的两个温度传感器之间的直线距离是相等的，过多则气流和安全方面会遇到问题，实操时，超过80%的传感器所检测到的温度值都在55-80之间，则说明当前温度就是理想状态。在理想状态下，优选通过外圈垫片进行低温加热的方式进行加热，主要原因是内圈垫片距离进气孔和出气孔太近，很容易在将氟化氢快速升温之后就通过进气孔和出气孔，由于进气孔和出气孔的提及很小，从而容易导致高温的氟化氢在进入到较小空间内突然压力增大，进而会导致发生危险。低温加热状态下，加热垫片的温度一般是在55度左右，也就是在理想温度范围的下限。

对应的，如果某个控制设备本体中的温度传感器的检测结果显示有部分的第一实际温度数值小于第一预设数值，则应当根据低于该第一预设数值的第一实际温度数值的数值大小来确定加热的操作方式。一般来说，低于第一预设数值的第一实际温度数值越多（目标温度传感器的数量越多，目标温度传感器是检测到的温度是低于合理范围的传感器），则加热策略应当越激烈，低于预设第一预设数值的十一实际温度数值的大小越小，则加热策略应当越激烈。

氟化氢气体在常温常压下呈透明无色气体，但在低温下很容易液化。氟化氢的饱和蒸气压是指在一定温度下氟化氢和其液体之间达到平衡时，氟化氢蒸气的压强。氟化氢的饱和蒸气压与温度有关，随着温度的升高，饱和蒸气压也会增加。具体来说，氟化氢的饱和蒸气压随温度的变化规律可以用以下公式描述：

lg P = A - B/T

其中，P为氟化氢的饱和蒸气压，单位为Pa；T为温度，单位为K；A和B为常数。

根据此公式可以得到氟化氢在不同温度下的饱和蒸气压值。通过计算，在20℃下，氟化氢的饱和蒸气压约为85.11kPa；在30℃时，氟化氢的饱和蒸气压约为141.86kPa；在40℃时，氟化氢的饱和蒸气压约为670.77kPa；在50℃下，氟化氢的饱和蒸气压约为383.01kPa；在60℃时，氟化氢的饱和蒸气压约为670.77kPa。因此，经过测算和实践，氟化氢的温度不适合超过80度。

具体来说，步骤S104可以按照如下方式来实现：

步骤1041，针对至少一个控制设备本体，若该控制设备本体的多个第一实际温度数值均小于第一预设数值，且大于第三预设数值，以及第一实际温度数值的方差小于第四预设数值，则根据第一实际温度数值的平均值确定加热垫片的加热温度；第一实际温度数值的平均值和加热垫片的加热温度呈负相关性，第一实际温度数值的平均值和加热垫片的加热面积呈负相关性；第三预设数值为35度-40度；

步骤1042，针对至少一个控制设备本体，若该控制设备本体的多个第一实际温度数值均小于第一预设数值，且大于第三预设数值，以及第一实际温度数值的方差大于第五预设数值，则开启中圈垫片和外圈垫片的高温加热功能，以及提高进气流量；针对至少一个控制设备本体，若该控制设备本体的多个第一实际温度数值均小于第一预设数值，且大于第三预设数值，以及第一实际温度数值的方差大于第四预设数值，且小于第五预设数值，则开启中圈垫片低温加热功能和外圈垫片的高温加热功能；

步骤1043，针对至少一个控制设备本体，若该控制设备本体的至少一个第一实际温度数值小于第一预设数值，且没有第一实际温度数值大于第二预设数值，以及第一实际温度数值的方差大于第七预设数值，则同时开启中圈垫片和外圈垫片的高温加热功能；

步骤1041中，如果预设数量（一般来说是超过30%-50%）的第一实际温度数值均小于第一预设数值，且大于第三预设数值，则说明温度过低了，但还没有达到液化的边界，同时温度很均匀，此时可以考虑采用中等强度的方式进行加热。也就是加热垫片的温度随平均温度的下降而上升，加热垫片的加热面积随温度的下降而上升。具体来说，加热垫片的加热区域和温度是有关系的，在平均温度接近第一预设数值时，优选使用外圈垫片进行加热；在温度下降至45度之后，就优选使用内圈垫片进行加热，这主要是因为随温度的下降，整体气流的压力也会下降，即使采用高温加热的方式，气流在通过进气孔和出气孔的时候，也不会发生危险状况。在气流温度由第一温度数值将至45度的过程中，可以逐渐按照外圈垫片、中圈垫片和内圈垫片的顺序来开启加热垫片，同时，即使开启了内圈垫片或者中圈垫片也不必然需要终止外圈垫片的加热功能。并且，由于温度还没有低于第三预设数值，因此，加热垫片的加热温度不宜超过100度。

步骤1042中，在温度条件与步骤1041中相同，但不同位置的温度差距较大的时候（即方差较大），则可以根据方差大小确定加热垫片的加热温度，一般来说，方差越大，越应当采用中圈垫片进行加热，同时，加热温度也应当越高，这主要是考虑到中圈垫片所对应的空间即使局部过热，也不会导这部分气体直接进入到出气孔和进气孔中，同时，外圈垫片虽然能够保证安全性，但在气流形成之后，不容易带动角落中的气体一同流动起来，可能只能通过热辐射的方式进行加热，因此加热效率较低，故而在此种情况下，优选使用中圈加热的方式进行。

具体来说，又可以分为两种情况，第一种情况，第一实际温度数值的方差大于第五预设数值，则开启中圈垫片和外圈垫片的高温加热功能，以及提高进气流量；其中，提供进气流量的目的是带动内部气流循环的剧烈程度，也就是在温差过大的时候，单纯的进行加热已经不能满足需求了，也要辅助提高进气量来带动氟化氢的运动，但需要说明的是，由于本方案中的***后续还会连接到下一环节，因此提高气流量也的幅度也不能过大。具体来说，在调整压力的时候也可以考虑采用循环调压的方式来进行流量的调整，而不只是单纯的增大流量，具体来说，可以是每2-3秒为一个循环，由大到小或者由小到大的调整进气流量（一般来说，气流量的上限和下限应当结合气路***的下游设备的情况来设定）。

第二种情况，在方差大于第四预设数值，且小于第五预设数值时，说明温度不均匀的问题的确存在，但并不严重，此时可以开启中圈垫片低温加热功能和外圈垫片的高温加热功能。如此可以保证整体的加热安全性，也可以使得氟化氢的温度是可控的提高。其中，第五预设数值大于第四预设数值。

步骤1043中所反映的是整体温度都比较低，且没有温度过高的位置时，应当采用整体加热的方式来进行，直至控制设备本体中的某个位置出现了超过第二预设数值，才会停止步骤1043的执行。其中，第七预设数值小于等于第四预设数值，但第七预设数值不能过小，也就是说，第七预设数值与第四预设数值之间的差值较小。

除了上述步骤1041-1043所反映的几种情况外，还有如下情况需要说明：

在有至少一个第一实际温度数值小于第三预设数值时，且低于第三预设数值的第一实际温度数值的位置靠近进气孔或出气孔，则开启内部垫片、中圈垫片和外圈垫片的高温加热功能。

实际上，如果温度传感器均处于正常工作状态时，控制设备本体内的温度部分会呈现两种状态，分别是上下分层和气流内外分区；前者是由于下部的氟化氢靠近加热垫片，因此温度较高，也会有特殊情况，比如加热垫片停止工作后，高温的氟化氢会上移，导致低温的氟化氢下沉，此种情况下，下移后更容易进一步降温进而导致氟化氢液化，因此，即使在温度正常的情况下，也会选择间隔驱动加热垫片工作的方式来保持控制设备本体内部的温度均匀（因为传感器有检测不到的情况，也有检测不均匀的情况，比如靠近控制设备本体中轴线位置处的就不容易检测）。

气流内外分区指的是被气流携带的部分更容易传导温度，没有被气流鞋底啊的部分则不容易改变温度，对于此种情况，通常可以采用调整进气流量的方式来调整气流的范围，进而调整温度变化的情况。

步骤S104还具有如下情况：

针对至少一个控制设备本体，若靠近控制设备本体的进气孔的温度传感器所检测到的第一实际温度数值高于第一预设数值，则控制内圈垫片停止工作，并根据其他温度传感器所检测到的第一实际温度数值的实际大小控制中圈垫片的加热策略。

也就是，在靠近控制设备本体的进气孔的温度传感器所检测到的温度过高时，不适合通过内圈垫片继续进行加热了，此时应当关闭，同时，如果温度进一步上升，则中圈垫片也应当停止加热（超过第二预设数值时）。应当理解的是，此种情况下的停止加热指的是温度不恢复到一定数值以下，就不再驱动内圈垫片或中圈垫片工作了。

进一步，在实现本申请所提供的方案时，可以考虑分区控温的思路，具体来说，可以将气路***整体分为三个区域，分别是第一温区、第二温区和第三温区；第一温区包括：三通气动隔膜阀9和两通气动隔膜阀10；第二温区包括：质量流量控制器8；第三温区包括：手动隔膜阀1、两通气动隔膜阀2、三通气动隔膜阀3、调压阀4、压力传感器5、过滤器6、两通气动隔膜阀7；

对应三种控制方案如下：

第一种控制方案：第一温区内、第二温区内和第三温区的控制设备本体的加热垫片的加热温度均为60度；

或，

第二种控制方案：第一温区内、第二温区内和第三温区的控制设备本体的加热垫片的加热温度分别为30度，45度和60度；

或，

第三种控制方案：第一温区内、第二温区内和第三温区的控制设备本体的加热垫片的加热温度分别为30度-45度，45度和60度。

方案一对质量流量计8的要求更高，普通流量计建议工作温度范围在15~45℃，若加热温度设定在60℃，需要使用耐高温型流量计，耐高温型流量计相较于普通流量计而言，成本偏高。

方案二采取阶梯加热方式，满足器件本身对耐温的要求的同时，能够让氟化氢温度逐步上升，加热更加稳定，从而供应流量更加稳定。

方案三优势在于进气预热温度范围可调，可以对加热垫片的加热垫片结构做调整，可以采用平面网状的加热垫片。

具体来说，如本申请所提供的基本方案（S101-S104）中所展示的流程，上述三种控制方案中的加热垫片的加热温度可以理解为各个加热垫片的低温加热温度。

进一步，除了根据实时的温度情况来调整加热策略外，还可以基于历史数据对未来温度进行预测，进而进行提前控制。这主要是考虑到加热垫片在加热的过程中，温度难以快速下降，当温度变化上升到过高的时候，容易导致压力过大而引发危险，因此考虑采用预测的方式来预测未来的温度变化，进而提前调整控制策略。具体来说，本申请所提供的方法还包括如下步骤：

步骤201，电控芯片获取连续多个时间点中，每个时间点的压力传感器所检测到的压力数值、控制设备内加热垫片的加热温度和该控制设备的控制设备本体内不同位置的第二实际温度数值；第二实际温度数值是根据温度传感器所采集到的信号确定的；

步骤202，根据每个时间点的压力传感器所检测到的压力数值、加热垫片的加热策略和每个温度传感器所检测到的第二实际温度数值，生成在特定压力数值下，第二实际温度数值随加热垫片的加热策略和时间变化的应对关系；

在执行步骤S104后，本申请所提供的方法还包括：

步骤203，将实时获取到的控制设备本体内不同位置的第三实际温度数值、压力传感器所检测到的压力数值和加热垫片的加热策略输入到应对关系中，以确定预设时间后控制设备本体内部不同位置的温度变化情况；

步骤204，根据预设时间后控制设备本体内部不同位置的温度变化情况，调整每个加热垫片的加热策略。

步骤201和202是在步骤S101之前预先执行的，在步骤201中，电控芯片获取到的是压力传感器所检测到的压力数值，该压力数值可以粗略的认为是整个气路***的压力值；加热垫片的加热温度可以通过控制端直接获得，不需要直接测量；第二实际温度数值反应了每个控制设备本体中不同位置的温度情况。

在步骤202中，可以基于步骤201中所获得的数值拟合出对应的函数关系，根据实际经验来看，由于工况（主要是工作环境下控制设备内外部温差）的不同，被加热气体的不同和控制设备材质的不同，拟合出的曲线的普适性不强，因此，在工况调整后，通常需要重新进行拟合。在拟合之后，就可以确定出第二实际温度随加热垫片的加热策略和时间变化的应对关系，该对应关系主要反映了加热策略和第二实际温度数值随时间的变化情况。其中，加热策略主要有加热位置的变化（内圈垫片、中圈垫片和外圈垫片的不同）、加热温度（加热垫片不同位置的温度）和加热间隔（两次加热动作之间间隔的时间长度）。

之后，就可以利用该对应关系来预测传感器所检测到的实际温度的变化情况了，也就是在步骤203中，先获取到不同位置的第三实际温度数值、压力传感器所检测到的压力数值和加热垫片的加热策略，并将这些数据输入到拟合出的函数关系中，就可以知晓在当前加热策略和压力数值的情况下，未来某个预定时间点中，控制设备本体内的温度值，并基于此来调整加热垫片的加热策略。调整加热策略的主要方式有三种，分别是停止加热、调整加热位置的选择（如选择内圈垫片、中圈垫片还是外圈垫片来进行加热）、调整加热温度（一般来说，主要是下调温度，如从高温加热改成低温加热）。

除了使用温度传感器来直接获取温度外，还可以借助红外图像来辅助确定温度。

第二实际温度数值和第三实际温度数值均是根据温度传感器所采集到的信号和通过外置的红外摄像机拍摄到的红外图像确定的；

还包括：

步骤301，在获取连续的第一温度检测信号的同时，通过红外摄像机获取控制设备本体的连续多张红外验证图像；

步骤302，根据连续多张红外验证图像的差值，并根据差值确定获取连续第一温度检测信号的过程中，控制设备本体的参考温度变化规律；

步骤303，根据参考温度变化规律确定第一温度检测信号的可信程度；

根据可信程度确定加热策略的执行方式。

具体的，由于红外图像所显示的是控制设备本体外表面的温度情况，而由于材质问题，控制设备本体内部的氟化氢的温度不容易传递给控制设备本体的外壳上，但经过实际使用，发现虽然红外图像中的控制设备本体不能直接用来提取本体内氟化氢的温度，但由于控制设备本体内部的氟化氢的温差较大（通常是在35-65度之间），因此通过红外图像可以反映出氟化氢温度的整体变化情况。以及，如前文中所说的，在具体实现时，会将整个气路***分为三个温区，每个温区的加热策略是不同的，具体实现时，还可以通过红外检测的方式来确定每个分区的氟化氢温度控制情况。

如前一段所说的内容，单一的一张红外图像不具有较强的参考参加，因此步骤301中，首先要获取的是多张连续的红外验证图像。之后，在步骤302中，就可以确定两个内容，1是某一个控制设备本体自己的温度变化规律，2是不同控制设备本体之间的温度变化情况，比如质量流量控制器8和三通气动隔膜阀9中各自的加热垫片的温度是不同的，进而，在红外图像中，质量流量控制器8和三通气动隔膜阀9所反应出来的温度就应当是有差别的。也就是红外图像中所显示出来的每个控制设备中加热垫片的加热策略（控制策略）和温度传感器所检测到的温度数值应当是契合的。一旦契合度出现异常，就说明第一温度检测信号的可信度出现了问题。尤其是在契合度出现较大差异的时候，应当考虑进行报警。

进一步的，在契合度出现异常时，具体分为如下几种情况：

1，气体泄露，在氟化氢出现泄露的情况时，温度传感器不必然会有显示，但是在红外图像中可以显示出来，因为泄露的氟化氢的温度是高于控制设备本体外的环境温度的，因此该泄露可以通过红外图像显示出来；也就是在本申请的方案中，可以通过对连续多张红外图像进行相似性比较，进而就可以检测出氟化氢的泄露位置。一般来说温度变高的区域的形状与***中预存的控制设备本体的形状不匹配，就可以认为出现了泄露，而且高温气体泄露后的形状是可以明显看出来的。

即，本申请所提供的方法还包括：

确定目标时段，目标时段是同一个温度传感器所对应的第一实际温度数值发生突变的时刻；或目标时段是相邻的两个温度传感器的第一实际温度数值的差值发生突变的时刻；

提取目标时段内拍摄到的红外图像组；

根据红外图像组中的图像的差值，确定前景图像；

计算前景图像的边缘形状和扩散速度；

若边缘形状与数据库中预存的形状相同，且扩散速度符合预设速度，则确定前景图像所对应的位置处发生了氟化氢泄漏。

具体的，先确定目标时段的目的是为了节约排查成本，在气路***正常工作的过程中，需要排查的时间段是很多的，一般来说每隔几秒就应当进行一次排查，但这样的排查次数会给***带来较大的负担，因此通过温度传感器作为出发条件，则可以快速的完成判断。具体来说，可以使用温度传感器所检测到的第一温度检测信号来直接进行比较，比如比较同一个温度传感器所产生的第一温度检测信号的信号幅值是否发生了快速变化（此种情况下，温度值应当和信号幅值是正相关的），可以使用比较器电路完成自动的比较。而如果使用红外图像进行比较的话，则比较的图像帧过多，而且运算量过大。又比如，比较相邻的两个温度传感器所检测得到的温度数值（此种情况下，一般比较的是模拟信号转换成的数字信号了）。温度数值发生了跳变，则说明可能发生了泄漏（因为外界温度相对较低）。

前景图像指的是不同红外图像中，特殊的部分，因为在正常情况下，控制设备外表面的温度不会发生跳变，表面的温度只会缓慢变化，因此发生了跳变，就说明高温的氟化氢直接泄漏到了环境中，此时，应当通过红外图像找到这部分泄漏出的氟化氢，由于氟化氢是透明无色的气体，一般的相机则无法识别。一般来说，进行比较的两张图像的拍摄时间不能超过1秒，否则可能会将控制设备误识别为前景图像，而在发生氟化氢泄露的时候，1秒钟就可以泄漏出足够体积的气体，进而被识别为前景图像。

扩散速度比较直接，就是计算单位时间内前景图像的运动速度，通过计算目标像素点（前景图像的像素点，通常是高温对象所对应的像素点）在两张图像中的距离就可以直接计算出像素点的运动速度，进而得到扩散速度了（一般来说，可以将像素点在两张图像中的距离的均值作为运动距离，之后除以两张图像间的拍摄间隔，就可以得到扩散速度了）。之所以要计算扩散速度，是因为其他物体（如工作人员）的运动也可能导致有温度的气流发生运动，但扩散速度与泄漏速度有明显区别。

边缘性状指的是前景图像的边缘所对应的形状。之所以要采用边缘性状来判断，也是考虑到正常气流的运动（如风吹或者行人带动的气流运动）的边缘形状与氟化氢通过小孔泄漏的形状是有明显差异的。因此，本方案中同时使用了边缘形状和扩散速度来进行判断。

在实际使用时，优选选择在数据库中预存一些泄漏状态的气流的形状，这样对比起来速度较高，比使用训练得到的模型更为遍历。但需要说明的是，由于控制设备本身形状和材质的差异，泄漏的氟化氢的气流形状会有少许变化，可以考虑在使用前进行重新建模分析。

2，温度传感器的失灵，如前文中的说明，温度传感器随使用时间的延长，容易出现被腐蚀而失灵的情况。失灵的温度传感器可以通过红外图像中所显示的情况进行判断，比如相邻两个温度传感器所检测的温度是有较大差异的，但在红外图像中，这两个传感器所对应的位置的图像RGB值是相同的，此时可以认为某个传感器出现了异常，可以采用人工检测的方式来介入。具体来说，本申请所提供的方法中可以还包括如下步骤：

在红外图像中提取目标传感器组所在的局部区域；目标传感器组中的温度传感器是相邻的，且目标传感器组中的温度传感器所检测到的第一实际温度数值的差值是超过第六预设数值的；

从局部区域中提取目标传感器组中每个温度传感器所在位置的RGB值；

根据不同温度传感器所在位置的RGB值的差值，判断目标传感器组中温度传感器的异常情况。

如果两个温度传感器所对应的RGB差值和两个温度传感器的第一实际温度数值得差值是相契合的，且随时间的变化是同步的，则说明温度传感器未出现异常情况，反之则说明存在异常情况。通常情况下，红外图像本身是很难出现异常的，因此对于工作在腐蚀性环境中的温度传感器而言，就可以起到验证的作用了。

下面对本方案所提供的气路***进行详细介绍。

如图5所示，加热垫片包括依次顺序层叠设置的第一导热层11、第一绝缘层12、加热层13、第二绝缘层14和第二导热层15；加热层13与电控芯片电性连接；

加热层13为铂电阻材料构成；第一绝缘层12和第二绝缘层14均为玻璃纤维增强聚酯材料构成；加热垫片内部通过热固性胶粘剂对相邻的两层进行固定连接；加热垫片通过螺丝连接的方式与控制设备本体和控制设备基座连接。

绝缘层材料使用的是玻璃纤维增强聚酯，具有良好的机械强度和电绝缘性能，同时也拥有很好的导热性，可以有效保护连接部分和电子设备，确保其安全和可靠性的同时，尽量减少热量的损失。导热层所使用的材料主要是石墨，具有良好的导热性能和稳定的温度特性。它可以有效地传导热量，并且具有较低的热膨胀系数，适用于高温环境下的导热应用。加热电阻丝（加热层13）、上绝缘板（第一绝缘层12）与下绝缘板（第二绝缘层14）之间采用热固性胶粘剂，其优点在于胶粘剂可以充分的将加热电阻丝与上下绝缘板粘合，消除中间的缝隙，增加传热效率，减少热损失。上绝缘板与下绝缘板与导热板之间采用热固性胶粘剂，其优点在于胶粘剂可以充分粘合，消除中间的缝隙，增加传热效率，减少热损失。

手动隔膜阀1、两通气动隔膜阀2、三通气动隔膜阀3、调压阀4、压力传感器5、过滤器6、两通气动隔膜阀7、质量流量控制器8、三通气动隔膜阀9和两通气动隔膜阀10顺序沿该气路***的进气口至出气口的方向排列，使得特殊气体可以依次通过手动隔膜阀1、两通气动隔膜阀2、三通气动隔膜阀3、调压阀4、压力传感器5、过滤器6、两通气动隔膜阀7、质量流量控制器8、三通气动隔膜阀9和两通气动隔膜阀10；

手动隔膜阀1包括手动隔膜阀本体、第一加热垫片和手动隔膜阀基座；第一加热垫片通过固定连接的方式夹在手动隔膜阀本体和手动隔膜阀基座之间；

两通气动隔膜阀2包括第一两通气动隔膜阀本体、第二加热垫片和第一两通气动隔膜阀基座；第二加热垫片通过固定连接的方式夹在第一两通气动隔膜阀本体和第一两通气动隔膜阀基座之间；

三通气动隔膜阀3包括第一三通气动隔膜阀本体、第三加热垫片和第一三通气动隔膜阀基座；第三加热垫片通过固定连接的方式夹在第一三通气动隔膜阀本体和第一三通气动隔膜阀基座之间；

调压阀4包括调压阀本体、第四加热垫片和调压阀基座；第四加热垫片通过固定连接的方式夹在调压阀本体和调压阀基座之间；

压力传感器5包括压力传感器本体、第五加热垫片和压力传感器基座；第五加热垫片通过固定连接的方式夹在压力传感器本体和压力传感器基座之间；

过滤器6包括过滤器本体、第六加热垫片和过滤器基座；第六加热垫片通过固定连接的方式夹在过滤器本体和过滤器基座之间；

两通气动隔膜阀7包括第二两通气动隔膜阀本体、第七加热垫片和第二两通气动隔膜阀基座；第七加热垫片通过固定连接的方式夹在第二两通气动隔膜阀本体和第二两通气动隔膜阀基座之间；

质量流量控制器8包括质量流量控制器本体、第八加热垫片和质量流量控制器基座；第八加热垫片通过固定连接的方式夹在质量流量控制器本体和质量流量控制器基座之间；

三通气动隔膜阀9包括三通气动隔膜阀本体、第九加热垫片和三通气动隔膜阀基座；第九加热垫片通过固定连接的方式夹在三通气动隔膜阀本体和三通气动隔膜阀基座之间；

两通气动隔膜阀10包括第三两通气动隔膜阀本体、第十加热垫片和第三两通气动隔膜阀基座；第十加热垫片通过固定连接的方式夹在第三两通气动隔膜阀本体和第三两通气动隔膜阀基座之间；

本申请所提供的气路***，在安装维护方面：

该加热垫片安装在阀件等部件和基座之间，部件和基座之间用螺丝固定的同时，螺丝可以穿过加热垫片预留的孔位，而不需要额外的固定方式，这对于加热垫片的安装及维护而言更加简单方便。

维护空间小，只需要将需要更换加热垫片的Block与零部件之间的螺丝拆除，即可拆除、更换，不需要额外的横向空间，不影响其他部件的加热垫片的安装。

模块化扩展，可根据温区需求将加热垫片做成单一模块或多组集成；结构扩展性强，适用性广，可根据各种工况定制不同的块数，孔数和控制点数。

该发明的加热垫片采用快插结构，串联使用，减少线缆的连接的同时，增加设备的可靠性。

加热效果方面：

加热层13的电阻材料为铂电阻材料，具有较高的电阻率和良好的稳定性，能够在较高的温度范围内稳定工作，可以实现稳定的加热效果和温度控制。绝缘层材料使用的是玻璃纤维增强聚酯，具有良好的机械强度和电绝缘性能，同时也拥有很好的导热性，可以有效保护连接部分和电子设备，确保其安全和可靠性的同时，尽量减少热量的损失。

加热效率高，加热垫片两个面直接和控制设备本体，以及控制设备基座接触，接触面积大，且距离介质最近，加热效率高。

加热区域可控性高，可独立控制每一个温区的加热温度；

恒温控制--静态温控范围广，动态温控精度高。恒温控制方式下，温度可以在设定值的附近进行调节，以适应不同的工艺要求。可以设定不同的静态恒温区间，来满足不同的工艺要求。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于半导体反应腔的气路***的控制方法，其特征在于，该气路***包括电控芯片和顺序设置的多个控制设备，所述多个控制设备包括多个阀门、传感器和控制器；每个控制设备均由控制设备本体、控制设备基座和加热垫片构成；每个控制设备本体、每个加热垫片和每个控制设备基座上均设置有进气孔和出气孔；加热垫片夹在控制设备本体和控制设备基座之间，控制设备本体的进气孔、加热垫片的进气孔和控制设备基座的进气孔依次连通，控制设备本体的出气孔、加热垫片的出气孔和控制设备基座的出气孔依次连通，以使针对每个控制设备，受加热气体能依次流经控制设备基座的进气孔、加热垫片的进气孔、控制设备本体的进气孔、控制设备本体的内腔、控制设备本体的出气孔、加热垫片的出气孔和控制设备基座的出气孔；每个加热垫片均分别与所述电控芯片电性连接；所述加热垫片包括内圈垫片、中圈垫片和外圈垫片，所述内圈垫片、中圈垫片和外圈垫片与控制设备本体的进气孔的距离依次增大；所述内圈垫片、中圈垫片和外圈垫片与控制设备本体的出气孔的距离依次增大；在控制设备本体中，沿气流方向顺序设置有多个温度传感器；

所述多个阀门包括：手动隔膜阀（1），两通气动隔膜阀（2、7、10），三通气动隔膜阀（3、9），调压阀（4）；所述传感器包括：压力传感器（5）；所述控制器包括：过滤器（6），质量流量控制器（8）；

所述控制方法包括：

电控芯片获取至少一个控制设备本体内的多个温度传感器的第一温度检测信号；

电控芯片根据至少一个所述第一温度检测信号，分别确定至少一个控制设备本体内部的多个位置的第一实际温度数值；

针对至少一个控制设备本体，若第一实际温度数值均大于第一预设数值，且小于第二预设数值，且温度均匀度达到预设要求，则开启该控制设备本体外圈垫片的低温加热功能，并关闭中圈垫片和内圈垫片的加热功能；所述第一预设数值为55度-60度；所述第二预设数值为75度-80度；

针对至少一个控制设备本体，若至少一个第一实际温度数值小于第一预设数值，则根据低于第一预设数值的第一实际温度数值的数值大小，确定该控制设备本体加热垫片的加热策略。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述针对至少一个控制设备本体，若至少一个第一实际温度数值小于第一预设数值，则根据低于第一预设数值的第一实际温度数值的数值大小，确定该控制设备本体加热垫片的加热策略，包括：

针对至少一个控制设备本体，若该控制设备本体的多个第一实际温度数值均小于第一预设数值，且大于第三预设数值，以及所述第一实际温度数值的方差小于第四预设数值，则根据所述第一实际温度数值的平均值确定加热垫片的加热温度；所述第一实际温度数值的平均值和加热垫片的加热温度呈负相关性，所述第一实际温度数值的平均值和加热垫片的加热面积呈负相关性；所述第三预设数值为35度-40度；

针对至少一个控制设备本体，若该控制设备本体的多个第一实际温度数值均小于第一预设数值，且大于第三预设数值，以及所述第一实际温度数值的方差大于第五预设数值，则开启中圈垫片和外圈垫片的高温加热功能，以及提高进气流量；针对至少一个控制设备本体，若该控制设备本体的多个第一实际温度数值均小于第一预设数值，且大于第三预设数值，以及所述第一实际温度数值的方差大于第四预设数值，且小于第五预设数值，则开启中圈垫片低温加热功能和外圈垫片的高温加热功能；

针对至少一个控制设备本体，若该控制设备本体的至少一个第一实际温度数值小于第一预设数值，且没有第一实际温度数值大于第二预设数值，以及所述第一实际温度数值的方差大于第七预设数值，则同时开启中圈垫片和外圈垫片的高温加热功能。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，多个控制设备包括第一温区、第二温区和第三温区；所述第一温区包括：三通气动隔膜阀（9）和两通气动隔膜阀（10）；第二温区包括：质量流量控制器（8）；第三温区包括：手动隔膜阀（1）、两通气动隔膜阀（2）、三通气动隔膜阀（3）、调压阀（4）、压力传感器（5）、过滤器（6）、两通气动隔膜阀（7）；

所述第一温区内、第二温区内和第三温区的控制设备本体的加热垫片的加热温度均为60度；

或，

所述第一温区内、第二温区内和第三温区的控制设备本体的加热垫片的加热温度分别为30度，45度和60度；

或，

所述第一温区内、第二温区内和第三温区的控制设备本体的加热垫片的加热温度分别为30度-45度，45度和60度。

4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述方法还包括：

电控芯片获取连续多个时间点中，每个时间点的压力传感器所检测到的压力数值、控制设备内加热垫片的加热温度和该控制设备的控制设备本体内不同位置的第二实际温度数值；所述第二实际温度数值是根据所述温度传感器所采集到的信号确定的；

根据每个时间点的压力传感器所检测到的压力数值、加热垫片的加热策略和每个温度传感器所检测到的第二实际温度数值，生成在特定压力数值下，第二实际温度数值随加热垫片的加热策略和时间变化的应对关系；

在针对至少一个控制设备本体，若至少一个第一实际温度数值小于第一预设数值，则根据低于第一预设数值的第一实际温度数值的数值大小，确定该控制设备本体加热垫片的加热策略后，所述方法还包括：

将实时获取到的控制设备本体内不同位置的第三实际温度数值、压力传感器所检测到的压力数值和加热垫片的加热策略输入到所述应对关系中，以确定预设时间后控制设备本体内部不同位置的温度变化情况；

根据所述预设时间后控制设备本体内部不同位置的温度变化情况，调整每个加热垫片的加热策略。

5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述第二实际温度数值和第三实际温度数值均是根据所述温度传感器所采集到的信号和通过外置的红外摄像机拍摄到的红外图像确定的；

所述方法还包括：

在获取连续的第一温度检测信号的同时，通过红外摄像机获取控制设备本体的连续多张红外验证图像；

根据连续多张红外验证图像的差值，并根据所述差值确定获取连续第一温度检测信号的过程中，控制设备本体的参考温度变化规律；

根据所述参考温度变化规律确定所述第一温度检测信号的可信程度；

根据所述可信程度确定加热策略的执行方式。

6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述方法还包括：

在红外图像中提取目标传感器组所在的局部区域；目标传感器组中的温度传感器是相邻的，且目标传感器组中的温度传感器所检测到的第一实际温度数值的差值是超过第六预设数值的；

从局部区域中提取目标传感器组中每个温度传感器所在位置的RGB值；

根据不同温度传感器所在位置的RGB值的差值，判断目标传感器组中温度传感器的异常情况。

7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述针对至少一个控制设备本体，若至少一个第一实际温度数值小于第一预设数值，则根据低于第一预设数值的第一实际温度数值的数值大小，确定该控制设备本体加热垫片的加热策略，包括：

针对至少一个控制设备本体，若靠近所述控制设备本体的进气孔的温度传感器所检测到的第一实际温度数值高于第一预设数值，则控制内圈垫片停止工作，并根据其他温度传感器所检测到的第一实际温度数值的实际大小控制中圈垫片的加热策略。

8.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定目标时段，所述目标时段是同一个温度传感器所对应的第一实际温度数值发生突变的时刻；或目标时段是相邻的两个温度传感器的第一实际温度数值的差值发生突变的时刻；

提取目标时段内拍摄到的红外图像组；

根据红外图像组中的图像的差值，确定前景图像；

计算所述前景图像的边缘形状和扩散速度；

若所述边缘形状与数据库中预存的形状相同，且所述扩散速度符合预设速度，则确定前景图像所对应的位置处发生了氟化氢泄漏。

9.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述加热垫片包括依次顺序层叠设置的第一导热层、第一绝缘层、加热层、第二绝缘层和第二导热层；所述加热层与所述电控芯片电性连接；

所述加热层为铂电阻材料构成；第一绝缘层和第二绝缘层均为玻璃纤维增强聚酯材料构成； 加热垫片内部通过热固性胶粘剂对相邻的两层进行固定连接；所述加热垫片通过螺丝连接的方式与控制设备本体和控制设备基座连接。

10.根据权利要求1所述方法，其特征在于，手动隔膜阀（1）、两通气动隔膜阀（2）、三通气动隔膜阀（3）、调压阀（4）、压力传感器（5）、过滤器（6）、两通气动隔膜阀（7）、质量流量控制器（8）、三通气动隔膜阀（9）和两通气动隔膜阀（10）顺序沿该气路***的进气口至出气口的方向排列，使得特殊气体可以依次通过手动隔膜阀（1）、两通气动隔膜阀（2）、三通气动隔膜阀（3）、调压阀（4）、压力传感器（5）、过滤器（6）、两通气动隔膜阀（7）、质量流量控制器（8）、三通气动隔膜阀（9）和两通气动隔膜阀（10）；

手动隔膜阀（1）包括手动隔膜阀本体、第一加热垫片和手动隔膜阀基座；第一加热垫片通过固定连接的方式夹在手动隔膜阀本体和手动隔膜阀基座之间；

两通气动隔膜阀（2）包括第一两通气动隔膜阀本体、第二加热垫片和第一两通气动隔膜阀基座；第二加热垫片通过固定连接的方式夹在第一两通气动隔膜阀本体和第一两通气动隔膜阀基座之间；

三通气动隔膜阀（3）包括第一三通气动隔膜阀本体、第三加热垫片和第一三通气动隔膜阀基座；第三加热垫片通过固定连接的方式夹在第一三通气动隔膜阀本体和第一三通气动隔膜阀基座之间；

调压阀（4）包括调压阀本体、第四加热垫片和调压阀基座；第四加热垫片通过固定连接的方式夹在调压阀本体和调压阀基座之间；

压力传感器（5）包括压力传感器本体、第五加热垫片和压力传感器基座；第五加热垫片通过固定连接的方式夹在压力传感器本体和压力传感器基座之间；

过滤器（6）包括过滤器本体、第六加热垫片和过滤器基座；第六加热垫片通过固定连接的方式夹在过滤器本体和过滤器基座之间；

两通气动隔膜阀（7）包括第二两通气动隔膜阀本体、第七加热垫片和第二两通气动隔膜阀基座；第七加热垫片通过固定连接的方式夹在第二两通气动隔膜阀本体和第二两通气动隔膜阀基座之间；

质量流量控制器（8）包括质量流量控制器本体、第八加热垫片和质量流量控制器基座；第八加热垫片通过固定连接的方式夹在质量流量控制器本体和质量流量控制器基座之间；

三通气动隔膜阀（9）包括三通气动隔膜阀本体、第九加热垫片和三通气动隔膜阀基座；第九加热垫片通过固定连接的方式夹在三通气动隔膜阀本体和三通气动隔膜阀基座之间；

两通气动隔膜阀（10）包括第三两通气动隔膜阀本体、第十加热垫片和第三两通气动隔膜阀基座；第十加热垫片通过固定连接的方式夹在第三两通气动隔膜阀本体和第三两通气动隔膜阀基座之间。