扩散炉、CVD炉的温度测量中首先要解决的问题
在测量扩散炉和 CVD 炉中的温度时，仅仅测量炉内温度是不够的；关键在于组织好要测量哪些温度点、使用哪种类型的传感器以及如何利用这些信息进行控制和记录。
- 测量位置:指定要管理的温度位置，例如炉壁附近、加热器附近和待处理对象附近。
- 传感器形状:根据炉的形状和插入方向，研究轮廓型、L型、尖头型等。
- 与控制关系：如果加热器到晶圆的热传导存在时间差，则需要考虑控制方法。
- 记录和监控：我们将实施一个系统来记录温度历史记录和控制状态，以便我们能够检测异常情况和变化。
扩散炉、CVD炉中温度测量很重要的原因
在半导体制造过程中，即使热处理条件的细微差别也会影响产品质量和重复性。在扩散炉和化学气相沉积炉中，稳定监测炉内的温度、温度分布以及加热、保温和冷却条件至关重要。
特别是，如果热量需要时间才能从炉壁内的加热器传递到晶圆附近，那么仅基于加热器附近的温度来控制工艺可能会导致温度变化与被加工材料的温度变化之间存在偏差。在这种情况下，必须同时考虑测量位置和控制方法。
温度测量不仅仅是为了了解温度而进行的工序。通过基于测量值进行控制，控制记录和监控结果，并在必要时据此进行改进，从而为工序管理提供决策依据。
使用石英保护管热电偶的理由
对于扩散炉和CVD炉等高温炉，必须在保护热电偶免受炉内环境影响的同时测量温度。石英保护管热电偶用于根据炉内测量条件保护热电偶，并在所需位置测量温度。
根据炉的构造、插入方向、想要测量的位置，适合的形状会变化。在CHINO，可以根据扩散炉和CVD炉的形状研究各种形状的石英保护管热电偶。
| 形状示例 | 主要观点 | 想确认的事情 |
|---|---|---|
| 轮廓型热电偶 | 有时用于把握炉内的温度分布和多个位置的温度。 | 测量点数、测量位置、插入方向、炉内空间 |
| L形热电偶 | 配合炉子构造和插入口的位置，在想要将测量部分靠近目标位置的情况下进行讨论。 | 弯曲形状、插入长度、固定方法、有无干涉 |
| 尖峰热电偶 | 作为符合测量位置和安装条件的形状进行探讨。 | 接触状态、保护管形状、工作温度、可交换性 |
炉内温度测量中需要确认的要点
在扩散炉、CVD炉的温度测量中，不仅需要确认温度范围，还需要确认测量位置、响应性、炉内气氛、传感器的安装条件。如果传感器形状与测量对象不匹配，则难以正确掌握所需温度。
| 确认项目 | 要检查的内容 |
|---|---|
| 测量目的 | 我们将组织测量值的使用，例如了解炉温、确认温度分布、输入控制数据和记录质量。 |
| 测量位置 | 确认炉壁、加热器附近、处理对象附近等要管理的位置的温度。 |
| 炉形 | 确认插入口、炉内空间、与现有夹具的干涉、可维护性。 |
| 温度范围 | 确认常用温度、最高温度、升温/降温条件、使用时间。 |
| 记录和监视 | 我们将整理温度历史记录、报警信息、异常检查结果，以及是否需要与控制设备和记录仪进行协调。 |
还要考虑温度控制和监测。
为了稳定炉温，如何利用热电偶测量值进行控制也至关重要。如果热量从炉壁内的加热器传递到晶圆需要时间，则对控制对象温度变化的响应可能会延迟或不足。
在这种情况下，可能需要考虑将测量位置与控制方法结合，例如使用级联控制器配置。 此外，通过通过记录仪集中管理晶闸管和控制器信息，之后更容易查询温度历史和状态控制。
测量
石英保护管热电偶
配合炉形和测量位置，研究轮廓型、L型、钉子型等。
控制
调节仪
我们将考虑控制多个区域，并根据炉子的特性量身定制温度控制。
操作
晶闸管调整器
我们将把该配置视为供暖系统的运行设备，例如加热器控制。
记录・监视
记录仪和监视系统
记录温度历史数据、控制状态以及是否存在异常，以辅助质量管理和原因排查。
CHINO可以帮助的事情
在Chino，除了可根据扩散炉和CVD炉的炉体形状定制石英保护管热电偶外，还可以研究与温度控制、记录及监控相关的设备配置。通过不仅测量温度，还控制、监控及记录等环节进行综合考虑，有助于更轻松地整理工艺管理所需的信息。
| 区域 | 相关设备/配置示例 | 角色 |
|---|---|---|
| 温度测量 | 石英保护管热电偶 | 配合炉内的测量位置和炉形测量温度。 |
| 温度控制 | 调节仪 | 根据测量值，控制加热器和其他组件来稳定温度。 |
| 功率控制 | 晶闸管调整器 | 为加热器供电控制，以支持加热设备的控制配置。 |
| 记录和监视 | 记录仪、监控系统 | 记录温度历史记录和控制状态，用于异常检测和改进。 |
咨询前您想要组织的内容
在炉内温度测量的咨询中，越了解设备条件和测量目的，就越容易研究合适的形状和结构。即使条件尚未确定，如果您组织以下项目，也可以更轻松地进行咨询。
- 对象设备是扩散炉、CVD炉还是类似的高温炉
- 要测量的位置和点数
- 炉内温度范围和常用温度
- 现有传感器的形状、插入方向、安装方法
- 它是用于控制、记录还是检查温度分布？
- 是否需要与调节仪、晶闸管、记录仪配合使用
- 更换频率、维护方法、备件管理
- 图纸、照片、已有型号、使用条件的有无
总结
在测量扩散炉和化学气相沉积炉的温度时，选择与炉体形状和测量位置相匹配的热电偶至关重要。尤其是在加热器到被加工物体的热传递存在时间差的情况下，必须同时考虑测量位置和控制方法。
通过将石英保护管热电偶、调节仪、晶闸管调节器和记录仪组合使用，不仅可以测量温度，还可以控制、记录和监控，从而实现全面的温度管理。请在梳理好设备条件及需要管理的温度位置后，考虑选择适合该炉子的配置方案。
常见问题
为什么扩散炉、CVD炉的温度测量很重要?
这是因为炉温及其分布会影响加工条件的重复性和质量。因此，合理安排温度测量位置、控制所用数值以及需要记录的信息至关重要。
石英保护管热电偶适用于什么用途?
用于想要在高温炉内保护热电偶的同时测量温度的情况。对于扩散炉和CVD炉，应根据炉形和测量位置研究其形状。
轮廓型、L型、钉子型怎么选?
根据炉的构造、插入口、想要测量的位置、有无干涉、维护性来讨论。如果有图纸和已设置品的信息，形状研究就容易进行。
不仅是温度测量，还需要记录仪吗?
在品质管理、异常确认、原因追踪、监察对应等需要温度履历的情况下，考虑记录仪和监视系统是有效的。
咨询时准备什么好呢?
整理诸如炉子类型、测量位置、温度范围、现有传感器的形状、是否需要控制和记录以及任何图纸或照片等信息，将有助于考虑合适的配置。
