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性能优异的卧式扩散炉通常具备哪些配置?

编辑:青岛育豪微电子设备有限公司  时间:2019-08-05

        结合当前半导体行业8英寸以下的市场来看,性能优异的卧式扩散炉通常具备反应室温度控制、炉管压力平衡系统和半导体级气路系统。

        高性能卧式扩散炉的加热炉体均采用五段控温,每段配备独立的可控硅模块实现精准电力控制,控温系统均配备炉内高精度热电偶和炉体管壁热电偶,均采用控制精度高于0.1%的进口温控模块,高端扩散炉制造商甚至使用控制精度为0.05%的温度控制模块,并由工控机进行温度采集与设定。

        卧式扩散炉的控温系统要具备:

        (1)具有可编程的升、降温,温度梯度控制功能。

        (2)具有超温报警、工艺结束报警功能。

        (3)可同时显示控制热偶温度及PROFILE热偶温度。

        (4)可实现工艺过程中PROFILE热偶控温,保证硅片温度的精确,还可实现恒温区或恒温(5)区有温度梯度的实时PROFILE温度控制。

        (6)具有PID自整定功能,并可以根据不同的温度区域设定不同的PID值和温度补偿值。

        (7)具有极限超温报警功能,同时能自动切断炉丝加热电源。

        (8)用PROFILE热偶可以在工控机系统页上真实显示工艺管内进行工艺时的动态温度;并(9)可实现温区自动分布,避免必须每次手动拉温区校准控温热偶。

        典型的卧式扩散炉气路系统技术主要包括:

        (1)与液态源接触的管路均采用PFA管件,并配有源温控制系统。

        (2)排风口装有空气流量监视器,实现风压不足时报警,从而得到安全保护。

        (3)不锈钢管路选材、焊接、清洗、吹扫、测试(保压、颗粒)等程序按半导体电子级高纯管路要求进行。

        (4)气路过滤器满足相应压力、流量及0.003um过滤精度要求。

        (5)携带源的小N2气路采用源瓶低压(工作压力小于15PSi)保护,具有防止工作压力高引起爆瓶的装置。

        (6)源进入方式采用满足工艺均匀性要求的Injector方式。

        (7)源温控制器在控制系统页显示温度并实时记录,在历史记录中可保存记录。

        (8)尾气采用定向收集排放,排放管道采用固定防腐管路。

        (9)设备预留TCA吹扫功能。

        为保证反应管内压力平衡,卧式扩散炉的反应腔室配有压差传感器检测炉内外压差,并有专门的控制装置和气路流量计与之配套实时控制,通过充气调压的方式保证炉内外压差为定值,且可根据工艺需求改变压差设定值,从而提高工艺均匀性及工艺扩展性,正压5~70Pa可调,精度±3Pa。得益于炉管压力平衡系统的引入,实现了压力负反馈调节,这有助于稳定反应室内的气流。

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