用于高溫氧化爐的氫氧合成裝置及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及電子半導(dǎo)體工藝中的輔助裝置，尤其涉及一種用于高溫氧化爐的氫氧合成裝置及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體器件制造中，常用到濕氧工藝，即用氧氣攜帶高溫水蒸氣在硅襯底上生長二氧化硅膜。濕氧工藝中，高溫水蒸氣的純度對于工藝質(zhì)量具有重要影響，水蒸汽的純度不高會導(dǎo)致二氧化硅膜雜質(zhì)含量高、膜品質(zhì)不佳。為提高水的純度，常采用氫氣與氧氣燃燒(氫氧合成)的方式產(chǎn)生高純度的水。
[0003]氫氧合成是在石英管尾部，氫氣與氧氣燃燒產(chǎn)生高溫水蒸汽，高溫水蒸汽與氧氣混合進(jìn)入石英反應(yīng)管完成濕氧工藝。氫氧合成裝置對于氫氧合成工藝具有關(guān)鍵作用，由于工藝氣體中含有易燃易爆的氫氣，這對氫氧合成裝置的安全性提出了很高的要求，傳統(tǒng)的氫氧合成裝置石英合成室置于裝置外部，安全性差，氫氣與氧氣燃燒產(chǎn)生的熱量會沖擊設(shè)備氣源柜，對氣源柜內(nèi)的精度元件產(chǎn)生影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種使用環(huán)保、安全可靠、可大大提高工藝質(zhì)量的用于高溫氧化爐的氫氧合成裝置及系統(tǒng)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種用于高溫氧化爐的氫氧合成裝置，包括點(diǎn)火爐、點(diǎn)火槍、合成室和熱電偶組，所述合成室的主體內(nèi)置于點(diǎn)火爐中，所述合成室的出氣端延伸至點(diǎn)火爐外部并與石英管連通，合成室的進(jìn)氣端延伸至點(diǎn)火爐外部并套裝有所述點(diǎn)火槍，所述點(diǎn)火槍進(jìn)氣端設(shè)有氫氣進(jìn)氣管，所述合成室的進(jìn)氣端設(shè)有氧氣進(jìn)氣管，所述熱電偶組分裝在點(diǎn)火爐和點(diǎn)火槍上。
[0006]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):
所述點(diǎn)火槍內(nèi)套設(shè)有熱偶套管，所述點(diǎn)火爐頂部設(shè)有熱偶安裝孔，所述熱電偶組包括S型熱電偶和K型熱電偶，所述S型熱電偶裝設(shè)在熱偶套管端部，所述K型熱電偶裝設(shè)在熱偶安裝孔內(nèi)。
[0007]所述合成室的進(jìn)氣端為球頭結(jié)構(gòu)，合成室的出氣端為球碗結(jié)構(gòu)，所述氧氣進(jìn)氣管頂部設(shè)有橫向的球碗結(jié)構(gòu)，所述氧氣進(jìn)氣管的球碗結(jié)構(gòu)與合成室的球頭結(jié)構(gòu)套接，合成室的球碗結(jié)構(gòu)與石英管套接。
[0008]所述合成室于進(jìn)氣端外部盤設(shè)有加熱電阻絲，所述加熱電阻絲位于點(diǎn)火爐內(nèi)。
[0009]所述點(diǎn)火爐底部設(shè)有火焰探測頭安裝孔。
[0010]所述點(diǎn)火爐內(nèi)部設(shè)有循環(huán)風(fēng)道，點(diǎn)火爐底部設(shè)有與循環(huán)風(fēng)道相通的進(jìn)風(fēng)口，頂部設(shè)有與循環(huán)風(fēng)道相通的排風(fēng)口。
[0011]—種用于高溫氧化爐的氫氧合成系統(tǒng)，包括控制器、溫控模塊、氣路模塊、電路板以及上述的用于高溫氧化爐的氫氧合成裝置，所述溫控模塊、氣路模塊、電路板均與控制器相連，所述溫控模塊與熱電偶組相連，所述氣路模塊與氫氣進(jìn)氣管和氧氣進(jìn)氣管相連。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
本發(fā)明的用于高溫氧化爐的氫氧合成裝置，該氫氧合成裝置采用了外燃式結(jié)構(gòu)，即氫氧合成裝置整體置于石英反應(yīng)管的外部，氫氧合成過程產(chǎn)生的熱量不會沖擊爐管恒溫區(qū)，不會在靠近進(jìn)氣口一端的硅片附近形成高密度的水蒸汽區(qū)域，同時氫氧合成的工作狀態(tài)也易于監(jiān)測；而且，該氫氧合成裝置采用了內(nèi)藏式結(jié)構(gòu)，本裝置中的合成室內(nèi)置于點(diǎn)火爐中，合成室與點(diǎn)火槍套接后整體置于點(diǎn)火爐內(nèi)部，合成室中氫氣氧氣燃燒產(chǎn)生的熱量不會直接散發(fā)到外界環(huán)境中，使起來更加環(huán)保;且可以防止石英破裂飛濺對操作人員造成傷害，安全性更高;熱電偶組便于監(jiān)控溫度，使整個裝置更安全可靠。本發(fā)明的用于高溫氧化爐的氫氧合成系統(tǒng)，該系統(tǒng)中，控制由邏輯保護(hù)電路板、可編程邏輯控制器等完成，邏輯保護(hù)電路板和可編程邏輯控制器采集溫度、火焰狀態(tài)等信息，對氫氧合成過程進(jìn)行硬件和軟件安全互鎖。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明用于高溫氧化爐的氫氧合成裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本發(fā)明用于高溫氧化爐的氫氧合成裝置中點(diǎn)火槍的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3是本發(fā)明用于高溫氧化爐的氫氧合成裝置中合成室的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4是本發(fā)明用于高溫氧化爐的氫氧合成裝置中點(diǎn)火爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖5是本發(fā)明用于高溫氧化爐的氫氧合成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中各標(biāo)號表不:
1、點(diǎn)火爐；11、熱偶安裝孔；12、火焰探測頭安裝孔；13、進(jìn)風(fēng)口； 14、排風(fēng)口； 2、點(diǎn)火槍；
3、合成室;4、熱電偶組;41、S型熱電偶;42、K型熱電偶;5、氫氣進(jìn)氣管;6、氧氣進(jìn)氣管;7、熱偶套管;8、加熱電阻絲;9、循環(huán)風(fēng)道;1、控制器;15、溫控模塊;16、氣路模塊;17、電路板。
【具體實施方式】
[0019]以下將結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0020]圖1至圖4示出了本發(fā)明用于高溫氧化爐的氫氧合成裝置的一種實施例，該氫氧合成裝置包括點(diǎn)火爐1、點(diǎn)火槍2、合成室3和熱電偶組4，合成室3的主體內(nèi)置于點(diǎn)火爐I中，合成室3的出氣端延伸至點(diǎn)火爐I外部并與石英管連通，合成室3的進(jìn)氣端延伸至點(diǎn)火爐I夕卜部并套裝有點(diǎn)火槍2，點(diǎn)火槍2進(jìn)氣端設(shè)有氫氣進(jìn)氣管5，合成室3的進(jìn)氣端設(shè)有氧氣進(jìn)氣管6，熱電偶組4分裝在點(diǎn)火爐I和點(diǎn)火槍2上。較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)而言，該氫氧合成裝置采用了外燃式結(jié)構(gòu)，即氫氧合成裝置整體置于石英反應(yīng)管的外部，氫氧合成過程產(chǎn)生的熱量不會沖擊爐管恒溫區(qū)，不會在靠近進(jìn)氣口一端的硅片附近形成高密度的水蒸汽區(qū)域，同時氫氧合成的工作狀態(tài)也易于監(jiān)測；而且，該氫氧合成裝置采用了內(nèi)藏式結(jié)構(gòu)，本裝置中的合成室3內(nèi)置于點(diǎn)火爐I中，合成室3與點(diǎn)火槍2套接后整體置于點(diǎn)火爐I內(nèi)部，合成室3中氫氣氧氣燃燒產(chǎn)生的熱量不會直接散發(fā)到外界環(huán)境中，使起來更加環(huán)保;且可以防止石英破裂飛濺對操作人員造成傷害，安全性更高;熱電偶組4便于監(jiān)控溫度，使整個裝置更安全可靠。
[0021]本實施例中，點(diǎn)火槍2內(nèi)套設(shè)有熱偶套管7，點(diǎn)火爐I頂部設(shè)有熱偶安裝孔11，熱電偶組4包括S型熱電偶41和K型熱電偶42，S型熱電偶41裝設(shè)在熱偶套管7端部，K型熱電偶42