[发明专利]可编程控制器扩散炉控制系统及操作方法在审

专利信息
申请号: 201711274350.7 申请日: 2017-12-06
公开(公告)号: CN109881256A 公开(公告)日: 2019-06-14
发明(设计)人: 苗洪敏 申请(专利权)人: 苗洪敏
主分类号: C30B31/18 分类号: C30B31/18;H01L31/18
代理公司: 扬州苏中专利事务所(普通合伙) 32222 代理人: 沈志海
地址: 225129 江苏*** 国省代码: 江苏;32
权利要求书: 查看更多 说明书: 查看更多
摘要: 一种扩散炉控制系统及其操作方法,属于半导体制造设备技术领域,控制系统采用可编程控制器PLC作为核心元件的扩散炉温度控制、气体流量控制系统以及工艺要求的各种连锁控制的主要元部件构成;操作步骤包括:工艺曲线设置、手动操作、自动运行、升降温斜率控制、待机、运行中保持、人工跳步、智能PID控制、历史曲线查看、超温检测报警、通讯故障检测、气路流量检测报警、气路联锁保护、系统误差修正以及PID参数自整定。本发明系统组成新颖,工作原理清晰,控制功能多样且操作方便,炉体的温度、气路状态显示更为明确清晰,进一步满足了半导体制造业扩散工艺的要求。
搜索关键词: 控制系统 扩散炉 气体流量控制系统 可编程控制器PLC 半导体制造设备 报警 半导体制造业 可编程控制器 通讯故障检测 系统误差修正 工艺曲线 工艺要求 工作原理 核心元件 控制功能 扩散工艺 历史曲线 联锁保护 连锁控制 气路流量 气路状态 斜率控制 自动运行 元部件 自整定 清晰 检测 待机 超温 炉体 气路 跳步 升降 智能
【主权项】:
1.可编程控制器扩散炉控制系统,其特征在于:所述控制系统采用可编程控制器PLC作为核心元件的扩散炉温度控制、气体流量控制系统以及工艺要求的各种连锁控制的主要元部件构成;所述可编程控制器PLC选用德国产的西门子S7‑200 CPU216、EM231及EM232作为系统的智能控制核心单元,负责系统的工艺运行控制,温度检测,故障检测,超温报警,温控仪参数设定,气路质量流量计控制,气路故障检测,工艺要求的各种的联锁控制,实时报警等;所述的稳定性是采用日本SHIMADEN产的温度控制仪表SR23,透过数字通讯接口与控制核心进行实时数据交换,有效消除了导线传输模拟信号的衰减,SR23本身就是一个智能控制器,具有智能PID算法,在PLC的控制之下输出4~20mA电流信号驱动功率驱动板,因为电流信号传输没有损耗,所以对炉温能实现精确稳定的温度控制;所述气体流量控制系统控制通过PLC的模拟量控制,进行氢气和大流量氧气质量流量控制器的设定和气路的实时检测反馈,通过PLC的自由口通讯实现氮气和小流量氧气质量流量控制器的设定及气路和实时检测反馈,操作人员通过触摸屏可设定流量大小并查看实际流量。
下载完整专利技术内容需要扣除积分,VIP会员可以免费下载。

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于苗洪敏,未经苗洪敏许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服

本文链接:http://www.vipzhuanli.com/patent/201711274350.7/,转载请声明来源钻瓜专利网。

同类专利
  • 双层外延片的制造设备-201821995486.7
  • 陈海波 - 上海晶盟硅材料有限公司
  • 2018-11-30 - 2019-08-09 - C30B31/18
  • 本实用新型公开了一种双层外延片的制造设备,包括:第一掺杂气源管道和第二掺杂气源管道,第一掺杂气源管道用于缓冲层生长时的掺杂气源输送,第二掺杂气源管道用于耐压层生长时的掺杂气源输送,第一掺杂气源管道和第二掺杂气源管道分别独立设置。本实用新型研究双层外延片的耐压层过渡区宽的问题,其原因是缓冲层生长完成后,外延机台的气体管路中仍会残留该层生长使用的高浓度掺杂气体,如磷烷、硼烷等,从而导致在低浓度生长的耐压层的过渡区宽,本实用新型在缓冲层生长时和耐压层生长时分别使用独立的掺杂气源输送管道,可以解决这个问题。
  • 可编程控制器扩散炉控制系统及操作方法-201711274350.7
  • 苗洪敏 - 苗洪敏
  • 2017-12-06 - 2019-06-14 - C30B31/18
  • 一种扩散炉控制系统及其操作方法,属于半导体制造设备技术领域,控制系统采用可编程控制器PLC作为核心元件的扩散炉温度控制、气体流量控制系统以及工艺要求的各种连锁控制的主要元部件构成;操作步骤包括:工艺曲线设置、手动操作、自动运行、升降温斜率控制、待机、运行中保持、人工跳步、智能PID控制、历史曲线查看、超温检测报警、通讯故障检测、气路流量检测报警、气路联锁保护、系统误差修正以及PID参数自整定。本发明系统组成新颖,工作原理清晰,控制功能多样且操作方便,炉体的温度、气路状态显示更为明确清晰,进一步满足了半导体制造业扩散工艺的要求。
  • 一种扩散炉工艺自诊断优化方法及装置-201810812242.9
  • 汪已琳;任哲;舒勇东 - 中国电子科技集团公司第四十八研究所
  • 2018-07-23 - 2018-11-30 - C30B31/18
  • 本发明公开了一种扩散炉工艺自诊断优化方法,包括以下步骤:S01、对硅片进行扩散工艺后的数据进行检测;S02、将检测数据与预设标准阈值进行对比,并根据对比结果自动优化下一次硅片扩散工艺参数。本发明还相应公开了一种扩散炉工艺自诊断优化装置,包括第一模块,用于对硅片进行扩散工艺后的数据进行检测;以及第二模块,用于将检测数据与预设标准阈值进行对比,并根据对比结果自动优化下一次硅片扩散工艺参数。本发明的扩散炉工艺自诊断优化方法及装置均具有自动化程度高、提高生产效率以及产品质量等优点。
  • 一种用于扩散炉的源瓶压力控制系统-201721817432.7
  • 韩泉;张勇 - 深圳市捷佳伟创新能源装备股份有限公司
  • 2017-12-22 - 2018-09-04 - C30B31/18
  • 本实用新型公开了一种用于扩散炉的源瓶压力控制系统,包括一个源瓶,通过进气阀连通的进气管道,通过排气阀与扩散炉连通的排气管道,所述排气阀和所述扩散炉之间设有一第一气动阀和一压力控制计。本实用新型设有第一气动阀和第二气动阀计使进气管道和排气管道之间压力平衡,压力控制计调节源瓶压力的设定值,从而控制进入炉体的三氯氧磷浓度,从而保证扩散工艺的持续稳定性,满足低压扩散工艺。
  • 一种硅片高效扩散炉-201620523605.3
  • 周士杰;陈圣铁 - 温州隆润科技有限公司
  • 2016-06-01 - 2016-12-07 - C30B31/18
  • 本实用新型公开了一种硅片高效扩散炉,包括炉体和炉门,炉体内设有石英舟,在炉体的上端开设有进气口,进气口连接进气管,在炉体的底部开设有出气口,且出气口连接尾气排放管,在炉体的炉口处设有炉门,炉门的中心设有转轴,炉门的外壁上固定设有凸起,在炉门上开设有两个与转轴对称的窗口,在炉体的炉口处还设有与窗口相匹配的石英挡块,在炉体的外侧固定有U形支架,在U形支架上分别设有第一伸缩气缸、第二伸缩气缸、第三伸缩气缸,且第一伸缩气缸和第二伸缩气缸分别紧贴凸起,第三伸缩气缸连接石英推拉杆,本实用新型结构原理简单、操作方便,能够实现自动开关炉门,自动进出石英舟,自动化程度高,提高了工作效率。
  • 一种太阳能电池扩散尾气控制装置-201520522365.0
  • 徐峰;陈五军;陈刚 - 广东爱康太阳能科技有限公司
  • 2015-07-18 - 2016-01-20 - C30B31/18
  • 本实用新型公开了一种太阳能电池扩散尾气控制装置,包括扩散石英炉管、积液瓶和冷凝瓶,所述积液瓶设置在所述扩散石英炉管与所述冷凝瓶的第一端口之间且依次连通,所述冷凝瓶的第二端口通过波纹酸排管连接有积液瓶,所述波纹酸排管上设置有总尾气调节阀;所述冷凝瓶的第三端口连接有氮气管,在接近于所述冷凝瓶的第三端口设置有负压传感器,在氮气管上分别连接有氮气流量控制装置和单向阀。本实用新型的太阳能电池扩散尾气控制装置具有结构简单、提高晶硅太阳能电池的发电效率的优点。
  • 物理冶金多晶硅太阳能电池的磷扩散方法-201410708186.6
  • 邹凯;和江变;郭凯华;郭永强;孟德龙;宗灵仑;李健 - 内蒙古日月太阳能科技有限责任公司
  • 2014-11-28 - 2015-03-11 - C30B31/18
  • 本发明提供了一种物理冶金多晶硅太阳能电池的磷扩散方法,包括,1)将清洗制绒后的硅片进行第一恒温热处理;2)将经步骤1)处理后的硅片进行第二恒温热处理;3)将经步骤2)处理后的硅片进行氧化处理;4)向步骤3)处理后的硅片通磷源进行磷扩散处理;5)将经步骤4)处理后的硅片进行退火处理。本发明的扩散方法应用于物理冶金硅太阳电池制备中,可节约成本,提高产能,所形成的PN结,表面杂质浓度低,杂质分布均匀,扩散均匀性好,减小了死层效应,有利于电子的收集,降低了太阳能电池因复合造成的效率损失,从而提高了电池片的最终光电转换效率。
  • 一种负压扩散炉反应腔室压力控制系统及控制方法-201310753162.8
  • 孙朋涛;桂晓波 - 北京七星华创电子股份有限公司
  • 2013-12-31 - 2014-04-09 - C30B31/18
  • 本发明涉及一种负压扩散炉反应腔室压力控制系统及控制方法,其包括尾气管、真空泵和压力控制单元;尾气管接收反应腔室排出的尾气,真空泵的一端通过第一控制阀与尾气管的输出端相连,另一端与排酸管道输入端相连;其中,第一控制阀只具有完全打开或完全关闭两种工作状态;压力控制单元包括至少一个压力传感器、判断模块和执行模块;判断模块接收传感器发送的压力检测结果,并与预定压力值进行比较,得到压力检测结果值是否需要调整以及调整值的信息,执行模块调整或保持真空泵的抽真空能力。因此,本发明的负压扩散炉反应腔室压力控制系统具有耐腐蚀、高控制精度、低维护成本和高可靠性及耐用性等优点。
  • 太阳能电池用硅片扩散炉-201320661525.0
  • 陈五奎;李军;徐文州;上官新龙;陈磊;冯加保 - 乐山新天源太阳能科技有限公司
  • 2013-10-25 - 2014-04-09 - C30B31/18
  • 本实用新型公开了一种扩散排风稳定性较好的太阳能电池用硅片扩散炉。该太阳能电池用硅片扩散炉,包括设置有炉门的炉体,炉体内设有石英舟,硅片放置于石英舟上,炉体上设有进气管和排放管,所述排放管上连接有抽风机,所述抽风机包括风机本体,所述风机本体上连接有控制开关,所述控制开关与风机本体之间设置有变频器。当外界环境发生变化时,通过调整变频器的频率进而使风机转速发生变化,使风机的抽气能力与外界环境发生变化之前保持一致,从而对扩散排风进行有效的控制,保证扩散炉的排风性能稳定,避免发生扩散炉内的扩散气体在硅片上分布不均而导致的硅片表面方块电阻均匀性较差的问题。适合在太阳能电池硅片加工设备领域推广应用。
  • 一种用于负压扩散炉的源流量控制系统-201310752569.9
  • 孙朋涛;桂晓波 - 北京七星华创电子股份有限公司
  • 2013-12-31 - 2014-04-02 - C30B31/18
  • 本发明涉及一种用于负压扩散炉的源流量控制系统,其包括源流量提供单元、载气提供单元和压力控制单元;载气提供单元通过第一控制阀与源流量提供单元的气体输入端相连,压力控制单元连接在源流量提供单元输出端与负压扩散炉反应腔室之间,其能感测所述源流量提供单元两端的压力值或所述源流量提供单元输出端的压力值,并通过控制内部阀使压力控制单元入口处的工艺气体压力达到预定值,其中,工艺气体的压力预定值小于等于大气压。因此,本发明通过精准控制扩散炉的源流量,使通入反应腔室的源流量满足硅片方阻及结深的需求,从而大大减少了源流量的干扰因素,并且,还提供有效缜密的防爆防护措施。
  • 一种制备晶体硅太阳能电池的方法-201310578433.0
  • 黄海冰;王丽春;王建波;吕俊;赵建华;王艾华 - 中电电气(南京)光伏有限公司
  • 2013-11-15 - 2014-02-26 - C30B31/18
  • 本发明涉及制备晶体硅太阳能电池的方法,1)先实施P型掺杂即硼掺杂:采用离子注入在硅片的某个表面或某些区域实施硼掺杂;2)对硼掺杂进行高温退火,进行掺杂再分布并在降温过程中进行N型掺杂,经过一次退火工艺实现P型和N型的优化掺杂分布:硼掺杂后硅片放置到高温扩散炉中退火,以200-800℃之间的某个温度进炉,首先利用升温阶段和在950-1100℃之间的某个温度值的恒温退火进行硼掺杂的再分布,气氛是氮气;然后降温到900-800℃之间的某个温度值的时候进行N型掺杂即磷掺杂,利用本方法只需要通过一次高温热处理就能形成高质量的P型和N型的掺杂结,同时减少的高温热处理次数。
  • 用于晶体硅扩散的匀流板及其晶体硅扩散工艺炉-201320515326.9
  • 程曦;匡成国;姜涛;杨东;姚骞;包崇彬 - 天威新能源控股有限公司
  • 2013-08-22 - 2014-02-26 - C30B31/18
  • 本实用新型公开了用于晶体硅扩散的匀流板及其晶体硅扩散工艺炉,用于晶体硅扩散的匀流板,包括匀流板本体,匀流板本体按照区域划分为炉顶板区域和炉底板区域,炉顶板区域内开有若干匀流通孔,炉底板区域为密封板体。本实用新型的有益效果为:1.在改善炉体内气流均匀性的同时,降低更换成本和维护时间,达到降本增效的效果。2.降低因匀流管被腐蚀断裂而造成的方块电阻异常等风险。3.进一步起到匀流气体的作用,改善扩散后方块电阻的均匀性。
  • 扩散炉控制装置-201210069547.8
  • 徐永兵;陆杰 - 无锡尚德太阳能电力有限公司
  • 2012-03-16 - 2013-09-18 - C30B31/18
  • 本发明公开了一种扩散炉控制装置,包括:监视和控制所述扩散炉中多根扩散管的多个工控主机,每一工控主机与一根扩散管相连,与所述多个工控主机相连的交换机,以及与交换机相连的输入设备和显示设备,其中,将各个工控主机采集到的数据和信息通过所述交换机转至所述显示设备上,所述输入设备输入的控制指令通过所述交换机转至预定的工控主机。通过本发明,可以降低操作人员的工作强度,进而减少误操作的产生。
  • 一种扩散炉炉腔压力自动平衡控制系统-201320058159.X
  • 龙辉;吴得铁;刘良玉;禹庆荣 - 中国电子科技集团公司第四十八研究所
  • 2013-02-01 - 2013-08-28 - C30B31/18
  • 本实用新型公开了一种扩散炉炉腔压力自动平衡控制系统,包括炉腔,所述炉腔前端进气管道上设有进气质量流量控制器,所述炉腔尾端排气管道上设有气泵,所述炉腔尾端与所述气泵之间的排气管道上设有排气质量流量控制器,所述炉腔尾部设有压力传感器,所述压力传感器检测端伸入所述炉腔,所述压力传感器输出端连接有主控制器,所述主控制器与所述进气质量流量控制器、排气质量流量控制器连接。本实用新型的系统能同时通过控制进气流量和排气流量来控制炉腔压力,提高了控制效率;通过控制器进行实时控制,提高了控制精度。
  • 太阳能电池硅片的磷扩散工艺-201210162563.1
  • 陈剑锋;陆宁 - 江苏顺风光电科技有限公司
  • 2012-05-22 - 2012-10-10 - C30B31/18
  • 本发明涉及一种太阳能电池硅片的磷扩散工艺,先以变温(750-800℃)预沉积一层薄且均匀的P2O5,然后再以变温(800-850℃)进行推进的两步扩散法,其中低温淀积可以降低硅片表面的浓度,减少死层,降低了暗电流,低温情况下也更好的降低热损伤,减少热缺陷,开压Uoc比常规工艺高2-4mv;同时高温差(50-80℃)推进可以进一步提高了P的活性,使之产生更多的载流子,形成更加优质的PN结,使Uoc、Isc都大大提高,从而电池的光转换效率得到提升。
  • 测温装置及扩散炉-201010592886.5
  • 余茂贤 - 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司
  • 2010-12-16 - 2012-07-11 - C30B31/18
  • 一种测温装置,用于扩散炉中,所述扩散炉包括:温度控制器、腔室及设置于其中用于放置晶圆的晶舟;所述测温装置包括:温度测量模块、温度传送模块和温度处理模块,温度测量模块,设置于所述晶舟内,包括至少两个温度传感器,用于测量所述晶圆的温度并发送至所述温度传送模块;温度传送模块,设置于所述腔室内,用于将所述温度测量模块测得的温度传送至所述温度处理模块,所述温度传送模块包裹有热绝缘套;温度处理模块,用于对接收到的所述温度传感器测得的温度值求平均,并发送至所述温度控制器。本发明提供的测温装置及扩散炉结构简单,安装方便且能够更准确测量晶圆表面的温度。
  • 立式扩散炉电器控制系统及控制方法-201210001182.5
  • 张芳;张海轮;慕晓航;程朝阳 - 北京七星华创电子股份有限公司
  • 2012-01-04 - 2012-07-04 - C30B31/18
  • 本发明公开了一种立式扩散炉电器控制系统及控制方法,涉及半导体生产技术领域,所述系统包括:中心控制模块,用于根据传输模块和工艺模块发送来的状态信息,对所述传输模块和工艺模块进行控制;所述传输模块,用于控制硅片的传输,记录硅片的状态信息,并将所述硅片的状态信息发送至所述中心控制模块;所述工艺模块,用于根据工艺需求,控制硅片在工艺过程中所需要的温度、气体和气压。本发明通过提出一种新型的立式扩散炉电器控制系统内部的构架,提高了设备自动化程度,同时提高设备运行的可靠性。
  • 一种带有恒温槽保护装置的三氯氧磷控温系统-201120395165.5
  • 罗亮;周大良;刘松;汤辉;周小荣 - 湖南红太阳新能源科技有限公司
  • 2011-10-17 - 2012-05-30 - C30B31/18
  • 本实用新型属于太阳能光伏发电领域,涉及半导体设备,进一步是指晶体硅太阳能电池生产线中扩散设备的三氯氧磷控温系统,包括控温容器和源瓶,源瓶外部套装保护筒,控温容器上设有盖板,并在盖板顶部开孔,所述保护筒置于盖板孔内,且保护筒固定在盖板上。本实用新型为一种带有恒温槽保护装置的三氯氧磷控温系统,有效的隔断了源瓶爆破后三氯氧磷与水的直接接触反应,进而保护恒温槽免受进一步腐蚀的危险。本实用新型造价低,改造简单明了,效果显著。
  • 一种晶硅电池的三步变温扩散工艺-201110308413.2
  • 何晨旭;杨雷;殷海亭;凌振江;陈阳泉;王冬松;王步峰 - 润峰电力有限公司
  • 2011-10-12 - 2012-03-21 - C30B31/18
  • 本发明涉及一种晶硅电池的三步变温扩散工艺,将制绒后的硅片进舟后先升温到700~810℃通入大氮、小氮和氧气进行低温预沉积扩散;再升温到810~830℃,通入大氮进行推结;然后通入大氮、小氮和氧气,将炉温升高到830~870℃进行再次沉积扩散。本发明扩散后形成的多级PN结结构,一方面能够保证与金属栅线形成良好的欧姆接触;另一方面能够有很好的蓝光响应;除此之外,此种方法形成的PN结的结深较大,可以减少PN结烧穿、漏电、复合的发生几率。
  • 连续扩散处理装置-201110029136.1
  • 森川清彦;笠次克尚;西村圭介;芦田忍 - 光洋热系统株式会社
  • 2011-01-26 - 2011-12-28 - C30B31/18
  • 本发明提供一种连续扩散处理装置,既能提高生产效率又能提高处理质量。所述连续扩散处理装置包括:输送台(50),装载多张板状的被处理件;筒状的加热炉(1),以直线状延伸;输送装置(2),向加热炉(1)内依次送入输送台(50),并将在加热炉(1)内输送的输送台(50)依次送出;加热装置(3),对通过加热炉(1)内的输送台(50)上装载的被处理件进行加热;多个隔壁构件(7),将从加热炉(1)内的送入部(11)到送出部(12)之间在输送方向上划分为多个处理区;以及给排气装置(4),向每个处理区分别提供气体,并且在每个处理区分别排出气体。
  • 扩散炉尾气压力平衡系统-201020666034.1
  • 崔慧敏;陈加朋 - 青岛赛瑞达电子科技有限公司
  • 2010-12-17 - 2011-07-27 - C30B31/18
  • 本实用新型所述的扩散炉尾气压力平衡系统,主要包括真空反应室、压力传感器、信号线、PLC控制器、电磁阀、电磁阀后端管道、真空泵、电磁阀前端管道;其中真空反应室与电磁阀前端管道相连,电磁阀设置在电磁阀前端管道与电磁阀后端管道之间,电磁阀后端管道与真空泵相连;压力传感器设置在电磁阀前端管道上,压力传感器通过信号线与PLC控制器相连,PLC控制器通过信号线与电磁阀相连;本实用新型的优点在于方便、快捷、准确、高效、节约成本且对反应室内气压进行自动控制。
  • 太阳能级硅单晶混合掺杂配料方法-201010122910.9
  • 石坚 - 嘉兴明通光能科技有限公司
  • 2010-03-10 - 2010-08-04 - C30B31/18
  • 一种太阳能级硅单晶混合掺杂配料方法,该方法是:首先将投入的硅料根据电阻率和极性计算成对应的浓度,将所述浓度代入P型或N型的电阻率计算公式,得出对应硅料的电阻率数值;再根据不同的元素分凝系数不同,计算出各元素在硅棒不同长度上的浓度,综合后推算出硅棒不同长度的电阻率;它具有方法简单,可靠,产品性能稳定,能够符合实际生产需要等特点。
专利分类
×

专利文献下载

说明:

1、专利原文基于中国国家知识产权局专利说明书;

2、支持发明专利 、实用新型专利、外观设计专利(升级中);

3、专利数据每周两次同步更新,支持Adobe PDF格式;

4、内容包括专利技术的结构示意图流程工艺图技术构造图

5、已全新升级为极速版,下载速度显著提升!欢迎使用!

请您登陆后,进行下载,点击【登陆】 【注册】

关于我们 寻求报道 投稿须知 广告合作 版权声明 网站地图 友情链接 企业标识 联系我们

钻瓜专利网在线咨询

400-8765-105周一至周五 9:00-18:00

咨询在线客服咨询在线客服
tel code back_top