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快速退火式台车退火炉的模型建立

编辑:临朐昱华热处理设备厂时间:2020-08-11

  快速退火式台车退火炉是半导体制造工艺过程中种重要设备,主要应用于晶片退火、氧化、化学沉积等半导体生产工艺中。它与传统的热功设备比较,其显明特点在于它升温速度快、工作温度区间大、温度控制精度高、热场分布均匀等。这样对系统的温度控制提出了很高的要求。显然,传统的PD控制不能较好地满足系统温度控制的要求。为了获得越好的控制效果,研究人员在这方面做了大量的研究工作,并且,提出了很多先进的控制方法。如:解耦分散控制、学习控制、自适应控制和模型预测控制等。

  有学者在参阅这些控制方法的基础上开发的台车退火炉结构特征提出了一种基于系统模型的前馈与反馈相结合的控制方法。其中,前馈控制器用来预测系统当前控制输出,从而提高了系统的响应速度;反馈控制器是用来补偿系统模型误差和外界干扰,并对系统模型进行在线修正,从而提高系统的控制精度和鲁棒性。然后通过实验验证了该温度控制方法的有效性。

  该退火炉系统结构与模型建立如下:

  根据结构的不同,快速退火炉有釆用单面灯管加热,也有釆用双面灯管加热的,有使用灯管平行分布的,也有使用灯泡同心分布的。该台车退火炉由以下几个部分组成:金属腔、石英腔、加热灯管、髙温计等。其中,加热灯管分为上下两层,成正交对称分布,属于双面加热方式。上下灯管共分为十组,每组可单独调控,从而保证系统热场分布可调。金属腔内壁由高反射性材料制造,提高了系统加热效率。腔内由冷却气体冷却,使系统在整个加温过程中保持相对稳定。高温计用来测量硅片的实时温度,并将获得的硅片实际温度作为温度控制系统的反馈信号。

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