[發(fā)明專利]一種用于立式氧化爐濕氧工藝中工藝門的冷卻方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410009302.5
• 申請(qǐng)日: 2014-01-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103727778A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林偉華;宋辰龍;蘭天;王兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京七星華創(chuàng)電子股份有限公司
• 主分類號(hào): F27B1/24
• 分類號(hào): F27B1/24;F27B1/26;F27B1/28;F27D1/18
• 代理公司: 上海天辰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;陶金龍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體立式氧化爐工藝門的冷卻方法和冷卻裝置，更具體地，涉及一種在濕氧工藝中對(duì)立式氧化爐工藝門采取冷卻水流量差異化控制的冷卻方法和相應(yīng)的冷卻控制裝置。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體立式氧化爐的氣體傳輸系統(tǒng)采用的是上部進(jìn)氣、下部排氣的氣體供給、排出方式。其中，排氣管路位于爐管下部，接近工藝門。

請(qǐng)參閱圖1和圖2，圖1是一種半導(dǎo)體立式氧化爐中的載片及密封機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中的工藝門密封機(jī)構(gòu)俯視圖。如圖1所示，工藝中，為了保證良好的熱場(chǎng)，在工藝門的上部裝有保溫桶4。保溫桶的作用一是為了防止?fàn)t體內(nèi)部熱量的散失，二是為了防止高溫輻射對(duì)工藝門及附近各元器件造成損壞。保溫桶上部裝有石英舟6，用來(lái)承載工藝片（硅片）5。

同時(shí)，為了更好地實(shí)現(xiàn)工藝門的密封性，在工藝門水冷盤3上裝有如圖2所示的材質(zhì)為高分子材料的環(huán)形密封圈7，以及如圖1所示的內(nèi)部裝有磁性懸浮液的磁流體1。這兩個(gè)部件都有一定的耐溫極限，溫度過(guò)高對(duì)部件都會(huì)造成損壞。因此，如圖1所示，設(shè)計(jì)時(shí)在工藝門和工藝管底部都設(shè)有冷卻水管路2，工藝時(shí)會(huì)通入固定流量的循環(huán)冷卻水。

在氧化爐進(jìn)行的濕氧工藝中，主要的反應(yīng)過(guò)程為：

H₂+O₂→H₂0

Si+H₂O→SiO₂+H₂

反應(yīng)過(guò)程中，多余的或未參與反應(yīng)的水蒸氣會(huì)隨氣流從排氣管路排出。但是，如果排氣管路附近、即工藝門處溫度比較低，就可能導(dǎo)致水蒸汽凝聚，產(chǎn)生水珠。如果水珠產(chǎn)生過(guò)多，工藝結(jié)束后降舟過(guò)程中、水珠就會(huì)從工藝門流下，容易造成工藝門下部電纜以及各元器件損壞；另外一方面，如果工藝溫度較高，工藝門處溫度過(guò)高，就可能導(dǎo)致工藝門上密封各部件受熱輻射損壞。

在濕氧工藝中，現(xiàn)有的對(duì)立式氧化爐工藝門的冷卻，是以通入固定流量的循環(huán)冷卻水的方式進(jìn)行的。由于濕氧工藝的工藝溫度包括高、中、低不同的溫度區(qū)間，固定流量的循環(huán)冷卻水制度難以適用較大溫度梯度下的溫差變化帶來(lái)的冷卻效果的差異。往往在高溫工藝階段，工藝門因得不到良好冷卻，造成工藝門上的密封部件受到劇烈的熱輻射而損壞；而在低溫工藝階段，工藝門被過(guò)度冷卻，造成水蒸汽大量凝聚，產(chǎn)生的水珠從工藝門流下，容易造成工藝門下部電纜以及各元器件損壞。

在現(xiàn)有的生產(chǎn)中，為了提高濕氧工藝中工藝門的冷卻性能，從調(diào)節(jié)工藝門周圍溫度的角度出發(fā)，有采用以下二種方法的：

一是改變保溫桶熱容，保溫桶底部溫度會(huì)隨熱容變化而變化；

二是改變工藝溫度。

上述二種方法的缺陷是：改變保溫桶熱容，需要進(jìn)行硬件改動(dòng)，保溫桶屬于石英材質(zhì)，一般保溫桶為一體式結(jié)構(gòu)，不可分拆，而重新加工成本較大；而工藝溫度是根據(jù)生產(chǎn)需求而定的，不能隨意改動(dòng)，調(diào)整工藝溫度，勢(shì)必會(huì)影響到最后的產(chǎn)能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種在濕氧工藝中對(duì)立式氧化爐工藝門采取冷卻水流量差異化控制的冷卻方法和裝置，在不改變?cè)O(shè)備硬件的條件下，通過(guò)適當(dāng)調(diào)整工藝門處冷卻水流量，來(lái)改變工藝門的溫度，在不超過(guò)環(huán)形密封圈和磁流體的耐溫點(diǎn)的條件下，可以避免低溫水蒸汽凝聚產(chǎn)生水珠，同時(shí)，也可以避免高溫?zé)彷椛鋵?duì)工藝門密封元器件造成損壞。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種用于立式氧化爐濕氧工藝中工藝門的冷卻方法，由工藝控制系統(tǒng)控制濕氧工藝制程，所述工藝門裝有密封部件，所述工藝門和氧化爐爐體底部裝有溫度檢測(cè)熱偶和冷卻水管路，所述冷卻水管路裝有流量控制器，其特征在于，包括以下步驟：

根據(jù)所述熱偶溫度檢測(cè)結(jié)果，控制所述流量控制器調(diào)整循環(huán)冷卻水流量大小與所述溫度結(jié)果高低相適配；其中，濕氧工藝溫度低時(shí)調(diào)低冷卻水流量，濕氧工藝溫度高時(shí)調(diào)高冷卻水流量。

進(jìn)一步地，所述控制所述流量控制器調(diào)整循環(huán)冷卻水流量大小與所述溫度結(jié)果高低相適配的步驟，具體包括：

步驟一：根據(jù)濕氧工藝結(jié)果要求，按照主工藝溫度不同，將濕氧工藝分為高溫、中溫、低溫三個(gè)不同的溫度區(qū)間；

步驟二：根據(jù)所述高溫、中溫、低溫三個(gè)不同的溫度區(qū)間，設(shè)定高溫、中溫、低溫濕氧工藝溫度時(shí)由大而小具有不同流量范圍的工藝門和爐體底部冷卻水管路的循環(huán)冷卻水流量；

步驟三：打開(kāi)循環(huán)冷卻水管路流量控制器，向工藝門和爐體底部的冷卻水管路通入設(shè)定流量范圍內(nèi)的循環(huán)冷卻水；

步驟四：打開(kāi)工藝控制系統(tǒng)，按照設(shè)定的溫度、時(shí)間、氣體流量等相關(guān)工藝參數(shù)制程，進(jìn)行工藝；