阅读说明：本技术 Lpcvd炉管法兰温控装置及lpcvd炉设备 (LPCVD furnace tube flange temperature control device and LPCVD furnace equipment ) 是由 杨力勇 沈震 于 2019-04-01 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种LPCVD炉管法兰温控装置及LPCVD炉设备。LPCVD炉管法兰温控装置包括温度传感器、温度控制器、第一继电器、固态继电器、电磁阀和冷却流体管路,温度传感器用于检测法兰的温度,温度控制器的输入端连接温度传感器,以获取温度传感数据,温度控制器的输出端经由第一继电器的第一触头连接至固态继电器的输入端,其中第一触头为常开触头,固态继电器的输出端连接至布置于冷却流体管路中的电磁阀,电磁阀为常开电磁阀；其中,温度控制器配置为,根据温度传感数据控制固态继电器的闭合和断开。本发明能够通过控制冷却流体通过炉管的法兰,精确控制法兰温度,减少硅片生产中产生的颗粒物数量,又不损坏法兰密封圈。(The invention discloses a flange temperature control device of an LPCVD furnace tube and LPCVD furnace equipment. The LPCVD furnace tube flange temperature control device comprises a temperature sensor, a temperature controller, a first relay, a solid-state relay, an electromagnetic valve and a cooling fluid pipeline, wherein the temperature sensor is used for detecting the temperature of a flange, the input end of the temperature controller is connected with the temperature sensor to acquire temperature sensing data, the output end of the temperature controller is connected to the input end of the solid-state relay through a first contact of the first relay, the first contact is a normally open contact, the output end of the solid-state relay is connected to the electromagnetic valve arranged in the cooling fluid pipeline, and the electromagnetic valve is a normally open electromagnetic valve; wherein the temperature controller is configured to control the closing and opening of the solid-state relay according to the temperature sensing data. The invention can accurately control the temperature of the flange by controlling the cooling fluid to pass through the flange of the furnace tube, reduce the amount of particles generated in the production of silicon wafers and avoid damaging the flange sealing ring.)

LPCVD炉管法兰温控装置及LPCVD炉设备

技术领域

本发明涉及LPCVD工艺领域，尤其涉及一种LPCVD炉管法兰温控装置及LPCVD炉设备。

背景技术

在超大规模集成电路技术中，一种主要的沉积薄膜的方法就是LPVCD(即低压化学气相沉积)方法。LPVCD方法所用的设备一般为加热炉，例如电阻加热炉，设备的反应室一般是炉管，炉管两端具有法兰和密封圈。

在LPVCD工艺的实施中，最难以解决的一大问题便是颗粒物过多，这是由于颗粒物会使腐蚀产生膜的残余，并且容易损坏密封圈，进而严重影响产品质量。

本申请的发明人研究后还发现，LPCVD炉管在工艺过程中：当法兰温度过低时，会在法兰上产生大量氧化硅副产物，炉管进出炉时这种物质可能掉落在生产的硅片上，从而使硅片因颗粒物而超差报废；而当法兰温度较高时，虽然不会产生这种副产物，但是温度过高易造成法兰密封圈，使炉管无法正常生产。

现有技术中的一些解决方案，仅仅通过手动调节冷却流体的流量，以控制对法兰的冷却，这很难精确有效地将法兰温度控制在适当的区间。因此，亟需一种新的LPCVD炉管法兰温控装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术在LPVCD工艺的实施中很难精确有效地将LPCVD炉管法兰的温度控制在适当的区间，因而导致生产的硅片报废可能较大的缺陷，提出一种LPCVD炉管法兰温控装置及LPCVD炉设备。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供了一种LPCVD炉管法兰温控装置，其特点在于，包括温度传感器、温度控制器、第一继电器、固态继电器、电磁阀和冷却流体管路，所述温度传感器用于检测所述法兰的温度，所述温度控制器的输入端连接所述温度传感器，以获取温度传感数据，所述温度控制器的输出端经由第一继电器的第一触头连接至所述固态继电器的输入端，其中所述第一触头为常开触头，所述固态继电器的输出端连接至布置于所述冷却流体管路中的所述电磁阀，所述电磁阀为常开电磁阀；

其中，所述温度控制器配置为，根据所述温度传感数据控制所述固态继电器的闭合和断开。

较佳地，所述温度控制器配置为，当所述温度传感数据显示的温度低于预设的第一低温值时，控制所述固态继电器闭合，从而使得所述电磁阀关闭或者关小，当所述温度传感数据显示的温度不低于预设的第一低温值时，控制所述固态继电器断开，从而所述电磁阀保持打开状态。

较佳地，所述LPCVD炉管法兰温控装置还包括低压稳压电源，所述低压稳压电源为所述温度控制器供电。

较佳地，所述LPCVD炉管法兰温控装置还包括漏电保护开关，所述低压稳压电源经由所述漏电保护开关接入交流电源。

较佳地，所述LPCVD炉管法兰温控装置还包括第二继电器，所述第二继电器连接至所述低压稳压电源，并用于在检测到电源故障时向所述LPCVD炉的控制计算机发出报警。

较佳地，所述温度控制器还配置为，当所述温度传感数据显示的温度高于预设的第一高温值时，经由第一继电器的第二触头，开启报警单元以发出报警。

较佳地，所述冷却流体管路为冷却水管路。

较佳地，所述温度传感器为测温电偶。

本发明还提供了一种LPCVD炉设备，其包括如上所述的LPCVD炉管法兰温控装置。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明的LPCVD炉管法兰温控装置及LPCVD炉设备，能够通过控制冷却流体通过炉管的法兰，精确控制法兰温度，减少硅片生产中产生的颗粒物数量，又不损坏法兰密封圈，为生产提供可靠保障。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例的LPCVD炉管法兰温控装置的电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案，但并不因此将本发明限制在的实施例范围之中。

参考图1所示，本发明一较佳实施例的LPCVD炉管法兰温控装置，包括测温电偶TC、温度控制器、第一继电器、固态继电器、电磁阀(即图1中连接于固态及右侧的元件)和冷却水管路(图中未示出)。测温电偶用于检测法兰的温度，温度控制器的输入端连接测温电偶，以获取温度传感数据，温度控制器的输出端经由第一继电器J1的第一触头J1-1连接至固态继电器的输入端(即固态继电器的控制端)，其中第一触头为常开触头，固态继电器的输出端连接至布置于冷却水管路中的电磁阀，电磁阀为常开电磁阀。其中，温度控制器配置为，根据温度传感数据控制固态继电器的闭合和断开。

该常开电磁阀的布置对于本发明而言可带来如下优点。当该LPCVD炉管法兰温控装置意外失电时，整个法兰能保证有冷却水通过。当测温电偶意外损坏脱落时，温度控制器会因温度超差而报警，因而使第一继电器J1动作，使第一触头J1-1断开，进而固态继电器失电、电磁阀失电、冷却水管道常通水，由此保护了法兰和密封圈不致损坏。

LPCVD炉管法兰温控装置还包括低压稳压电源和漏电保护开关，参考图1所示，低压稳压电源经由漏电保护开关接入220V的市电交流电源，从而为温度控制器供电。通过这种漏电保护功能提高了装置的安全性。进一步地，根据本发明的较佳实施例的LPCVD炉管法兰温控装置中的大部分元件均可选用低压元件。

由于第一继电器J1的第一触头J1-1为常开触头，因此当温度控制器发生故障或者测温电偶从法兰处脱落因而温度控制器失控或输出异常时，该常开触头可使得固态继电器的控制端断开，进而保持电磁阀维持常开状态。由此，冷却阀仍会将最大水流通至法兰，避免法兰温度过高。

优选地，温度控制器可配置为，当温度传感数据显示的温度低于预设的第一低温值时，控制固态继电器闭合，从而使得电磁阀关闭或者关小，当温度传感数据显示的温度不低于预设的第一低温值时，控制固态继电器断开，从而电磁阀保持打开状态。并且，温度控制器还可配置为，当温度传感数据显示的温度高于预设的第一高温值时，经由第一继电器J1的第二触头J1-2，开启报警单元以发出报警，例如以报警声或灯光示警。

根据本发明的一些优选实施方式，LPCVD炉管法兰温控装置还包括第二继电器J2，第二继电器连接至低压稳压电源，并用于在检测到电源故障时闭合第二继电器J2的第一触头J2-1向LPCVD炉的控制计算机发出报警。进一步地，第一继电器J1的第三触头J1-3也可配置为根据温度控制器的指令触发报警回路向LPCVD炉的控制计算机发出报警。

根据测试结果，采用本发明的LPCVD炉管法兰温控装置可精确有效地控制炉管法兰的温度，大幅减少硅片生产中产生的颗粒物数量，又不损坏法兰密封圈，为生产提供可靠保障。根据一些测试结果，采用本发明的LPCVD炉管法兰温控装置，可将危害生产的颗粒物数量由约30颗每单位生产时间降低至约10颗每单位生产时间，即降低接近三分之二，效果显著。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。