CN107475693B - 一种常压炉管工艺压力控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种常压炉管工艺压力控制装置，其特征在于，包括：冷却腔，通过管道连接于炉管，冷却腔下部设置有储水箱；排气腔，连接于冷却腔；驱动腔，连接于排气腔，其中，炉管设置有压力计，驱动腔设置有压力控制器、驱动气体流量调节阀和活塞，压力控制器接收炉管控压设定值以及压力计侦测到的炉管工艺气体实际压力值，压力控制器将控压设定值和实际压力值进行比较，输出信号，控制驱动气体流量调节阀，调整驱动腔内驱动气体的驱动力，利用驱动气体压力驱动活塞，调节其开度大小，实现精确调节炉管工艺气体压力。本发明能有效实现常压炉管炉体工艺压力精确控制，使炉管工艺压力不受外部环境压力波动的影响，从而保证炉管工艺膜厚的稳定性要求。

Description

一种常压炉管工艺压力控制装置
技术领域
本发明涉及半导体集成电路制造领域，且特别涉及一种常压炉管工艺压力控制装置。
背景技术
半导体器件设计向高密度、高集成度的方向迅速发展，对半导体集成电路新工艺、新技术、新设备提出了越来越高的要求。在半导体制造工艺中需要在晶片的衬底上沉积不同种类的薄膜，而在各种沉积薄膜的方法中，当前采用的主流设备是立式炉管，利用立式炉管对晶片沉积薄膜的工艺一般为：氧化炉晶舟在装载区载入若干晶片后，将装载了晶片的氧化炉晶舟放入炉管内，同时，工艺气体通过管路供给到立式炉管内，然后开始对晶片进行沉积工序。
当前，常压炉管工艺受外部环境压力波动影响较大，当炉管外部环境压力有变化时，就会影响到常压炉体内的工艺压力，导致相应的工艺产品膜厚受到压力波动影响，超出工艺控制要求，进而影响到产品良率控制。
发明内容
本发明提出一种常压炉管工艺压力控制装置，能有效实现常压炉管炉体工艺压力精确控制，可以使炉管工艺压力不受外部环境压力波动的影响，从而保证炉管工艺膜厚的稳定性要求。
为了达到上述目的，本发明提出一种常压炉管工艺压力控制装置，其特征在于，包括：
冷却腔，通过管道连接于炉管，所述冷却腔下部设置有储水箱；
排气腔，连接于所述冷却腔；
驱动腔，连接于所述排气腔，
其中，所述炉管设置有压力计，所述驱动腔设置有压力控制器、驱动气体流量调节阀和活塞，所述压力控制器接收炉管控压设定值以及所述压力计侦测到的炉管工艺气体实际压力值，所述压力控制器将控压设定值和实际压力值进行比较，输出信号，控制驱动气体流量调节阀，调整驱动腔内驱动气体的驱动力，利用驱动气体压力驱动活塞，调节其开度大小，实现精确调节炉管工艺气体压力。
进一步的，所述压力计采用绝对压力计，用于实时侦测炉管工艺气体压力的绝对数值。
进一步的，所述驱动气体采用惰性气体。
进一步的，所述驱动气体采用氮气。
进一步的，所述冷却腔为中空模式，内外侧均设置有冷却水盘，炉管工艺气体从中空部分进行排放，实现快速冷却降温，并冷凝工艺气体中的水汽进入所述储水箱。
进一步的，所述储水箱设置有高液位检知传感器和低液位检知传感器，当储水箱内的水位触发到高液位检知传感器，储水箱进行排水，当低液位检知传感器被触发后，储水箱停止排水。
本发明提出的常压炉管工艺压力控制装置，通过实时侦测炉体工艺压力的绝对数值，并与预设的工艺需求压力值进行比较，当两者之间存在差异值时，压力控制器可以根据实时差值计算并输出对应调节信号给N2流量调节阀，以调整驱动腔内N2驱动力，进而实现精确调整炉体工艺压力稳定在设定值要求。
附图说明
图1所示为本发明较佳实施例的常压炉管工艺压力控制装置结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图给出本发明的具体实施方式，但本发明不限于以下的实施方式。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率，仅用于方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
请参考图1，图1所示为本发明较佳实施例的常压炉管工艺压力控制装置结构示意图。本发明提出一种常压炉管工艺压力控制装置，其特征在于，包括：
冷却腔100，通过管道连接于炉管10，所述冷却腔100下部设置有储水箱200；
排气腔300，连接于所述冷却腔100；
驱动腔400，连接于所述排气腔300，
其中，所述炉管10设置有压力计500，所述驱动腔400设置有压力控制器600、驱动气体流量调节阀700和活塞800，所述压力控制器600接收炉管控压设定值以及所述压力计500侦测到的炉管工艺气体实际压力值，所述压力控制器600将控压设定值和实际压力值进行比较，输出信号，控制驱动气体流量调节阀700，调整驱动腔400内驱动气体的驱动力，利用驱动气体压力驱动活塞800，调节其开度大小，实现精确调节炉管工艺气体压力。
根据本发明较佳实施例，所述压力计500采用绝对压力计，用于实时侦测炉管工艺气体压力的绝对数值。压力控制器600实时侦测炉管工艺气体实际压力值，采用绝对压力方式侦测，不受外部环境压力波动影响。
所述驱动气体采用惰性气体。进一步的，所述驱动气体采用氮气。
根据本发明较佳实施例，炉管工艺气体经过冷却腔100后，可以实现降温冷却，然后进行排放，对于湿氧工艺，炉管工艺气体的水汽可以迅速冷凝，并集中收集到储水箱200。所述冷却腔100为中空模式，内外侧均设置有冷却水盘，炉管工艺气体从中空部分进行排放，实现快速冷却降温，并冷凝工艺气体中的水汽进入所述储水箱200。
所述储水箱200设置有高液位检知传感器910和低液位检知传感器920，当储水箱200内的水位触发到高液位检知传感器910，储水箱200进行排水，当低液位检知传感器920被触发后，储水箱200停止排水。
综上所述，本发明提出的常压炉管工艺压力控制装置，通过实时侦测炉体工艺压力的绝对数值，并与预设的工艺需求压力值进行比较，当两者之间存在差异值时，压力控制器可以根据实时差值计算并输出对应调节信号给N2流量调节阀，以调整驱动腔内N2驱动力，进而实现精确调整炉体工艺压力稳定在设定值要求。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (6)

1.一种常压炉管工艺压力控制装置，其特征在于，包括：
冷却腔，通过管道连接于炉管，所述冷却腔下部设置有储水箱；
排气腔，连接于所述冷却腔；
驱动腔，连接于所述排气腔，
其中，所述炉管设置有压力计，所述驱动腔设置有压力控制器、驱动气体流量调节阀和活塞，所述活塞包括延伸至所述排气腔内的部分，所述压力控制器接收炉管控压设定值以及所述压力计侦测到的炉管工艺气体实际压力值，所述压力控制器将控压设定值和实际压力值进行比较，输出信号，控制驱动气体流量调节阀，调整驱动腔内驱动气体的驱动力，利用驱动气体压力驱动活塞，调节其开度大小，实现精确调节炉管工艺气体压力。
2.根据权利要求1所述的常压炉管工艺压力控制装置，其特征在于，所述压力计采用绝对压力计，用于实时侦测炉管工艺气体压力的绝对数值。
3.根据权利要求1所述的常压炉管工艺压力控制装置，其特征在于，所述驱动气体采用惰性气体。
4.根据权利要求1所述的常压炉管工艺压力控制装置，其特征在于，所述驱动气体采用氮气。
5.根据权利要求1所述的常压炉管工艺压力控制装置，其特征在于，所述冷却腔为中空模式，内外侧均设置有冷却水盘，炉管工艺气体从中空部分进行排放，实现快速冷却降温，并冷凝工艺气体中的水汽进入所述储水箱。
6.根据权利要求1所述的常压炉管工艺压力控制装置，其特征在于，所述储水箱设置有高液位检知传感器和低液位检知传感器，当储水箱内的水位触发到高液位检知传感器，储水箱进行排水，当低液位检知传感器被触发后，储水箱停止排水。
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