[發明專利]真空熱壓燒結裝置以及測溫方法

有效

• 申請號: 201410298078.6
• 申請日: 2014-06-26
• 公開（公告）號: CN105333726B
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 姚力軍;相原俊夫;大巖一彥;潘杰;王學澤;王鉅寶
• 申請（專利權）人: 寧波江豐電子材料股份有限公司
• 主分類號: F27B5/05
• 分類號: F27B5/05;F27B5/18;F27B5/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 高靜,駱蘇華

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，具體涉及一種真空熱壓燒結裝置以及測溫方法。

背景技術

在現有的半導體制造領域的各種工藝中，通常需要精確控制工藝溫度。

以真空熱壓燒結為例，真空熱壓燒結指在高真空的密閉容器以及惰性氣體保護的環境下，將粉末冶金或陶瓷坯料進行加熱并施以單軸壓力，使坯料的固相顆粒相互鍵聯，從而使坯料的晶粒長大，氣孔和晶界漸趨減少，并通過物質傳遞，使坯料總體收縮、密度增大，最后成為堅硬的只有某種顯微結構的多晶燒結體。

在真空熱壓燒結期間，需要精確控制爐體中的溫度。但是現有技術中一般僅僅對燒結的高溫進行監控，并沒有對燒結的低溫進行監控，這不利于精確控制整個真空熱壓燒結工藝的溫度，工藝結果也可能產生偏差。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種真空熱壓燒結裝置以及測溫方法，增加對真空熱壓燒結低溫的測量，以盡量提高真空熱壓燒結的工藝精度。

為解決上述問題，本發明提供一種真空熱壓燒結裝置，包括：

密閉爐體，所述密閉爐體內設有發熱體；

與所述密閉爐體活動連接，并用于測量所述密閉爐體內部發熱體溫度的測溫單元，所述測溫單元的一端設于所述密閉爐體內，另一端伸出所述密閉爐體；

與測溫單元位于密閉爐體之外的一端相連接的移動單元，用于在測溫單元測量的溫度達到閾值溫度時改變所述測溫單元位于所述密閉爐體內的一端相對于所述發熱體的距離；

與移動單元電連接的定位單元，用于控制所述測溫單元被移動的距離。

可選的，所述測溫單元包括熱電偶，所述測溫單元設于密閉爐體內的一端為所述熱電偶的熱端，測溫單元伸出所述密閉爐體的一端為熱電偶的冷端。

可選的，所述測溫單元還包括一套設于熱電偶外部的空心管，所述空心管一端設于所述密閉爐體內，另一端伸出密閉爐體，所述測溫單元設于密閉爐體內的一端包括熱電偶的熱端以及空心管設于密閉爐體內的一端，所述測溫單元伸出所述密閉爐體的一端包括熱電偶的冷端以及空心管伸出密閉爐體的一端。

可選的，所述真空熱壓燒結裝置還包括：第一密封固定單元，所述第一密封固定單元套設于所述空心管外壁，并設于所述測溫單元與所述密閉爐體連接處，用于使密閉爐體保持密封。

可選的，所述第一密封固定單元包括套設于所述空心管外壁的多個密封圈以及多個金屬墊圈，所述密封圈與金屬墊圈沿空心管軸向排列且交替設置。

可選的，所述第一密封固定單元包括：套設于所述空心管外壁的中空殼體，以及位于所述中空殼體遠離所述密閉爐體一側的蓋板，所述中空殼體與所述蓋板圍成一與密閉爐體連通的腔體，所述密封圈與金屬墊圈設于所述腔體內，所述空心管以及熱電偶設于密閉爐體內的一端貫穿所述蓋板。

可選的，所述真空熱壓燒結裝置還包括第二密封固定單元，所述第二密封固定單元位于所述熱電偶的冷端，包括設于所述空心管內并套設在所述熱電偶周圍的多個密封圈以及多個金屬墊圈，所述第二密封固定單元用于固定熱電偶并使空心管伸出密閉爐體的一端保持密封。

可選的，所述密封圈與金屬墊圈沿空心管軸向排列且交替設置。

可選的，所述移動單元與所述空心管的外壁固定連接，用于帶動所述空心管以及熱電偶移動。

可選的，所述移動單元包括：與所述測溫單元固定連接的傳動部件、控制所述傳動部件移動的伺服電機、控制所述伺服電機停止或啟動的繼電器；所述移動單元還包括與所述測溫單元相連接的控制器，用于根據測溫單元測得的溫度控制所述繼電器，繼而控制所述伺服電機。

可選的，所述定位單元包括分別位于傳動部件移動方向上不同位置的至少兩個感應開關；

所述感應開關用于在所述傳動部件移動至感應開關對應位置時，控制所述繼電器，以使伺服電機停止控制所述傳動部件移動從而定義測溫單元與所述發熱體的距離。

此外，本發明還提供一種測溫方法，包括：

通過測溫單元對真空燒結裝置中位于密閉爐體內的發熱體進行溫度測量；

判斷發熱體的溫度與閾值溫度的相對大小；

當所述發熱體的溫度低于所述閾值溫度時，減小測溫單元與發熱體之間的距離或者接觸所述發熱體；

當所述發熱體的溫度高于所述閾值溫度時，增大測溫單元與發熱體之間的距離。

可選的，所述閾值溫度為700攝氏度。

與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點：