CN104049652B - 管路温度控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种管路温度控制装置，在排气管路上添加加热单元，由温控单元控制加热单元给排气管路加热，使其保持在预定温度，测温单元检测排气管路的温度，并将检测结果反馈至温控单元，避免排气管路温度出现较大波动，通过对排气管路的加热，避免堆积在排气管路内的副产物吸附水汽，并将水汽带至硅片表面，形成气泡缺陷，从而提高硅片的合格率。此外，保护单元用于保护整个装置，当出现漏电、温控单元失控、测温单元脱落及电源断电等异常情况时，保护整个装置，停止加热或者使反应腔室停止进行下一轮反应，提高整个装置的运行可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及半导体芯片制造行业，尤其涉及一种管路温度控制装置。
背景技术
目前，随着芯片集成度的增加，器件变小，特征尺寸必须等比例缩小。因此在半导体制造工艺中的精准度要求也越来越高。在用来制造半导体器件等的工艺中，例如沉积工艺和刻蚀工艺中，在将各种气体或者液体供给到反应腔室中，通常都会在气体管路上设置流量控制器来控制流量。当反应完毕后，需要对反应腔室或炉管内进行抽空，抽走反应产生的副产物以及残留的气体。
在化学气相沉积工艺中，会使用TEOS(四乙基正硅酸盐)与氧等进行反应生成二氧化硅薄，其反应化学式如下：
Si(OC2H5)4(liquid)＝SiO2(solid)+4C2H4(gas)+2H2O(gas)
在反应完成后，需要对反应腔室或炉管进行抽空，由于反应过程中会产生副产物，也会残留有部分TEOS气体，在进行抽空时，TEOS气体及副产物均会通过排气管路被抽走。随着时间的推移，TEOS及副产物会堆积在排气管路内，并且当进行下一轮反应之前，反应腔室内会进入大气且降为常温，此时堆积在排气管路内的TEOS及副产物会吸潮而引入水汽，在进行下一轮反应时，进入反应腔室内的硅片与反应腔室内形成的活塞效应将堆积在排气管路内的副产物及水汽带到硅片的表面，最终导致在二氧化硅淀积时产生气泡(Bubble)缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种管路温度控制装置，能够将排气管路保持预定温度，避免堆积的副产物吸潮并将水汽带入硅片表面形成气泡缺陷。
为了实现上述目的，本发明提出了一种管路温度控制装置，包括：加热单元、温控单元、测温单元及保护单元，其中，所述加热单元用于给排气管路进行加热，所述测温单元测量排气管路的温度并反馈至所述温控单元，所述温控单元控制所述加热单元进行加热或者停止加热，所述保护单元分别与所述测温单元、温控单元及加热单元相连，起保护作用。
进一步的，所述加热单元包括多段加热带，所述加热带包围在所述排气管路的表面。
进一步的，一段加热带的长度范围是20cm～50cm。
进一步的，所述加热单元将所述排气管路的温度范围控制在90℃～150℃。
进一步的，所述测温单元为测温电偶。
进一步的，所述保护单元包括高温保护开关、测温保护单元及失电保护单元，所述高温保护开关与所述加热单元相连，所述测温保护单元包括加温固态继电器及第一继电器，所述加温固态继电器通过第一继电器常闭触头与所述温控单元相连，所述第一继电器与所述温控单元相连，所述失电保护单元包括第二继电器，所述第二继电器与电源相连。
进一步的，当温度高于150℃时，所述高温保护开关自动断开。
进一步的，当所述测温单元测量的温度为常温时，所述测温保护单元使所述加热单元停止加热。
进一步的，当所述管路温度控制装置电源断开时，所述第二继电器发出信号给所述反应腔室，阻止其进行下一轮反应。
进一步的，所述管路温度控制装置还包括报警单元和电源指示灯，当所述第一继电器得电时，所述报警单元发出警报，当所述电源断开时，所述电源指示灯熄灭。
与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：在排气管路上添加加热单元，由温控单元控制加热单元给排气管路加热，使其保持在预定温度，测温单元检测排气管路的温度，并将检测结果反馈至温控单元，避免排气管路温度出现较大波动，通过对排气管路的加热，避免堆积在排气管路内的副产物吸附水汽，并将水汽带至硅片表面，形成气泡缺陷，从而提高硅片的合格率。
此外，保护单元用于保护整个装置，当出现漏电、温控单元失控、测温单元脱落及电源断电等异常情况时，保护整个装置，停止加热或者使反应腔室停止进行下一轮反应，提高整个装置的运行可靠性。
附图说明
图1为本发明一实施例中管路温度控制装置的模块图；
图2为本发明一实施例中管路温度控制装置的电气示意图。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的管路温度控制装置进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
请参考图1和图2，在本实施例中，提出了一种管路温度控制装置，包括：加热单元E1、温控单元100、测温单元及保护单元，其中，所述加热单元E1用于给排气管路进行加热，所述测温单元测量排气管路的温度并反馈至所述温控单元100，所述温控单元100控制所述加热单元E1进行加热或者停止加热，所述保护单元分别与所述测温单元、温控单元100及加热单元E1相连，起保护作用。
具体的，所述加热单元E1包括多段加热带，所述加热带包围在所述排气管路的表面。使用多段加热带方式可以解决排气管路整体加热不均匀的情况，避免了加热带过长会出现一段加热一段不加热的情况。优选的，一段加热带的长度范围是20cm～50cm，例如是30cm，具体的可以根据不同排气管路的长度来选择，通常可以使用2～4段加热带。加热单元E1将所述排气管路的温度范围控制在90℃～150℃之内，例如100℃，防止进入反应腔室的大气携带较多的水汽，温度高能够避免副产物吸潮，在之后反应时避免吸潮的副产物携带水汽聚集在硅片的表面，防止形成气泡缺陷。
请参考图2，在本实施例中，测温单元为测温电偶T，其可以检测排气管路的实时温度，并将检测到的温度反馈至温控单元，当排气管路温度过高时，例如接近或高于150摄氏度时，为了防止温度过高出现意外或损坏排气管路，温控单元100控制加热单元E1停止对排气管路进行加热；当排气管路温度较低时，例如低于90摄氏度，则温控单元100控制加热单元E1给排气管路进行加热，从而保证排气管路温度维持稳定。
在本实施例中，保护单元包括高温保护开关S1、测温保护单元及失电保护单元，高温保护开关S1与加热单元E1相连，测温保护单元包括加温固态继电器G-Relay及第一继电器M-Relay，加温固态继电器G-Relay通过第一继电器M-Relay常闭触头M-2与温控单元100相连，第一继电器M-Relay与温控单元100相连，失电保护单元包括第二继电器B-Relay，第二继电器B-Relay与电源相连。
当温度高于150℃时，高温保护开关S1自动断开，从而使加热单元E1停止加热，避免持续加热使温度不停升高，防止意外。当测温单元脱落时，即测温电偶T从排气管路脱落，并且会与大气直接接触，因此其测得的温度会是常温，当其测量的温度为常温时，测温保护单元使加热单元停止加热，具体的，当其测得的温度为常温时，温控单元100使第一继电器M-Relay得电，从而使常闭触头M-2断开，即使加温固态继电器G-Relay失电，从而可以停止加热单元E1进行加热。
当管路温度控制装置的电源意外断开时，第二继电器B-Relay发出信号给反应腔室，阻止其进行下一轮反应。即第二继电器B-Relay的触点B-1会接通，发出报警，并且使反应腔室停止下一轮的反应，避免下一轮的硅片产生气泡缺陷。
在本实施例中，管路温度控制装置还包括报警单元200和电源指示灯L1，当第一继电器M-Relay得电时，即测温单元脱落时，报警单元200会接通并发出警报，使人员可以及时查看并排除故障；当所述电源断开时，电源指示灯L1熄灭，通知人员故障产生的原因，并可以相应的做出判断。
此外，为了使整个电路安全稳定，还在电路中设置了漏电包括开关，防止发生漏电对人员及设备等造成损害。
综上，在本发明实施例提供的管路温度控制装置中，在排气管路上添加加热单元，由温控单元控制加热单元给排气管路加热，使其保持在预定温度，测温单元检测排气管路的温度，并将检测结果反馈至温控单元，避免排气管路温度出现较大波动，通过对排气管路的加热，避免堆积在排气管路内的副产物吸附水汽，并将水汽带至硅片表面，形成气泡缺陷，从而提高硅片的合格率。
此外，保护单元用于保护整个装置，当出现漏电、温控单元失控、测温单元脱落及电源断电等异常情况时，保护整个装置，停止加热或者使反应腔室停止进行下一轮反应，提高整个装置的运行可靠性。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种管路温度控制装置，包括：加热单元、温控单元、测温单元及保护单元，其中，所述加热单元用于给排气管路进行加热，所述测温单元测量排气管路的温度并反馈至所述温控单元，所述温控单元控制所述加热单元进行加热或者停止加热，所述保护单元分别与所述测温单元、温控单元及加热单元相连，起保护作用，所述保护单元包括超温保护开关、测温保护单元及失电保护单元，所述超温保护开关与所述加热单元相连，所述测温保护单元包括加温固态继电器及第一继电器，所述加温固态继电器通过第一继电器常闭触头与所述温控单元相连，所述第一继电器与所述温控单元相连，所述失电保护单元包括第二继电器，所述第二继电器与电源相连。
2.如权利要求1所述的管路温度控制装置，其特征在于，所述加热单元包括多段加热带，所述加热带包围在所述排气管路的表面。
3.如权利要求2所述的管路温度控制装置，其特征在于，一段加热带的长度范围是20cm～50cm。
4.如权利要求1所述的管路温度控制装置，其特征在于，所述加热单元将所述排气管路的温度范围控制在90℃～150℃。
5.如权利要求1所述的管路温度控制装置，其特征在于，所述测温单元为测温电偶。
6.如权利要求1所述的管路温度控制装置，其特征在于，当温度高于150℃时，所述超温保护开关自动断开。
7.如权利要求1所述的管路温度控制装置，其特征在于，当所述测温单元测量的温度为常温时，所述测温保护单元使所述加热单元停止加热。
8.如权利要求1所述的管路温度控制装置，其特征在于，当所述管路温度控制装置电源断开时，所述第二继电器发出信号给反应腔室，阻止其进行下一轮反应。
9.如权利要求1所述的管路温度控制装置，其特征在于，所述管路温度控制装置还包括报警单元和电源指示灯，当所述第一继电器得电时，所述报警单元发出警报，当所述电源断开时，所述电源指示灯熄灭。
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