[发明专利]用可编程控制器的扩散炉控制系统

说明书

用可编程控制器的扩散炉控制系统，属于半导体制造设备技术领域，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；并且选取扩散炉控制的人机对话界面用于输入与显示；温度控制的精度和温度的稳定性和进入炉体内的各种气体流量的控制精度和稳定性比起原有的扩散炉控制系统有较大幅度提高，控制功能多样且操作方便，炉体的温度、气路状态显示明确清晰。本发明工作原理清晰，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。

技术领域

本发明属于半导体制造设备技术领域，涉及一种扩散炉控制系统，特别是涉及用可编程控制器的扩散炉控制系统。

背景技术

近几年我国扩散设备的升级换代迅速发展，技术进步速度空前，但总体来说是先进与落后并存，总体技术水平与国际先进水平相比还存在一些差距，特别是设备自动化与局部细节方面。目前我国光伏电池装备市场上共有各类扩散设备800多管，其中85%左右以处理125mm×125mm电池片为主兼容156mm×156mm电池片，这其中又有90%以上为微机自动控制设备，只有不到10%为手动或PLC半自动产品。国内生产的扩散炉在使用过程中存在温度控制稳定性差、气路定量控制不准、不能存储工艺程序等诸多问题，造成了制品参数在一定程度上的发散，不能满足生产工艺要求。为此，很多企业中使用的扩散炉基本上都是从国外进口的设备，但这些进口扩散炉价格高昂，增加了企业的生产成本。

发明内容

本发明针对上述扩散炉控制系统存在的不足，提出用可编程控制器的扩散炉控制系统，通过增设可编程控制器来进行温度和气路质量的控制与检测，进一步满足半导体制造业扩散工艺的要求。

本发明的技术方案是：用可编程控制器的扩散炉控制系统，其特征在于：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；并且选取扩散炉控制的人机对话界面用于输入与显示；温度控制的精度和温度的稳定性和进入炉体内的各种气体流量的控制精度和稳定性比起原有的扩散炉控制系统有较大幅度提高，控制功能多样且操作方便，炉体的温度、气路状态显示明确清晰。

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。

本发明的有益效果为：本发明提出的用可编程控制器的扩散炉控制系统，系工作原理清晰，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；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。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明：