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Differences between centrotherm and tempress diffusion furnacezeruizerui2010.11.292010.11.29Differences between centrotheCONTENTn n基本构成基本构成centrothermcentrothermn n基本构成基本构成tempress tempress n n炉体部分炉体部分centrothermcentrothermn n炉体部分炉体部分tempresstempressn nTempressTempress炉体部分与炉体部分与centrothermcentrotherm的相同之处的相同之处n nTempressTempress炉体部分与炉体部分与centrothermcentrotherm的不同之处的不同之处n nLoad stationLoad stationn nGas cabinateGas cabinatecentrothermcentrothermn nGas cabinateGas cabinatetempresstempressn n控制及监控系统控制及监控系统CONTENT基本构成centrotherm基本构成基本构成centrotherm Centrotherm扩散炉机台主体由装载系统，TGA，炉体部分和气源柜四部分组成。其各部分功能如下：1.装载系统：用于将上料台上的石英舟及未扩散硅片送入炉内，以及将扩散完成的硅片传送到上料台。2.TGA（Toxic Gas Exhaust）：用于驱动炉门，吸收在进舟和出舟过程中可能泄漏出来的有毒气体。3.炉体部分：机台的核心部分，由五个炉体及相关的电源系统和控制系统组成。4.气源柜：用于提供扩散工艺过程所需的各种工艺气体，以及将扩散过程中产生的尾气通过酸排风系统排出。基本构成centrotherm Centrot基本构成基本构成tempress tempress扩散炉机台主要由装载系统，炉体部分，气源柜和配电箱组成。其各部分功能如下：1.装载系统：用于将上料台上的石英舟及未扩散硅片送入炉内，以及将扩散完成的硅片传送到上料台。2.炉体部分：机台的核心部分，由四个炉体和温度控制系统以及炉门控制系统组成。3.气源柜：用于提供扩散工艺过程所需的各种工艺气体，以及将扩散过程中产生的尾气通过酸排风系统排出。4.配电箱：用于提供机台所需的动力电源。基本构成tempress tempress扩散炉体部分炉体部分centrotherm炉体部分centrotherm centrotherm炉体部位包含炉体，控制柜和电源柜三个部炉体部位包含炉体，控制柜和电源柜三个部分。分。炉体部位包含五根炉管，控制柜里面包含着负责工艺程序执行的CESAR电脑,CMS和温度控制器，电源柜负责供给整个机台所需的动力电源，相当于tempress的电源柜。控制柜动力柜炉体控制柜动力柜CCC电脑放置处 centrotherm炉体部位包含炉体，控制柜动力柜动力柜动力柜中的变压器机体温度监控动力柜动力柜中的变压器机体温度监控CCC控制电脑与控制电脑与CMS CCC控制电脑控制电脑（Cell Control Computer）中包含用于创建和管理recipe的软件CCC-RM（Centrotherm Cell Control Recipe Manager）,用于对CESAR电脑进行集中控制。CMS（central machine safety），），错误监视单元，用于监视炉内，炉外，炉体及电路的温度和冷却系统的工作状况，并将结果显示在CMI电脑用户界面上。CMSCCC电脑CCC控制电脑与CMSCMSCCC电脑CESAR控制电脑温度控制器CESAR CESAR 控制电脑控制电脑(每个炉管有一个每个炉管有一个):):其作用为：创建或更改recipe，定义recipe变量（工艺时间，温度，压力，气流），start，stop and cancel recipe，数字控制温度，控制气流，装载机组参数设置，与装卸系统进行通讯，监视报警/中断状况（气流，温度，压力），通过级联控制器控制温度，通过级联温度控制进行自动拉温，存储一定数量的recipe，记录用户定义的工艺数据，对正在运行的工艺进行测试（执行工艺步骤，更改变量，设置/重置停止点等）温度控制器（每个炉管有一个）：温度控制器（每个炉管有一个）：采用REG97温度控制器，硬件部分由controller，transducer，pulse skipping unit组成。CESAR控制电脑温度控制器CESAR 控制电脑(每个炉管有控制柜动力柜UPS电源炉体电力配置箱，变压器动力柜，控制柜，炉体与变压器分布动力柜，控制柜，炉体与变压器分布控制柜动力柜UPS电源炉体电力配置箱，变压器动力柜，控制柜，Spike TC温度测量模块Spike TC 供电超温监控CMS（机器安全系统）冷却水管接口冷却水管接口Spike TC炉体情况炉体情况接线柱Spike TC温度测量模块Spike TC 供电超温监控CSpike TCSpike TC（包含两根热偶，一根用于超温报警，一根用于工艺控温）石英管工艺气体进气管Paddle TC放置口尾气管放置炉丝及炉管炉丝及炉管炉丝与接线柱接口设计Spike TCSpike TC（包含两根热偶，一根用于超温炉门控制系统炉门控制系统炉门控制系统炉门控制系统-TGA-TGA Centrotherm的炉门系统由专门的控制装置TGA（Toxic Gas Exhaust），其上有热排风来抽走炉门开关过程中可能释放出的有毒气体和热量。TGA炉门开关驱动电机炉门进出驱动电机炉门装置炉门控制系统-TGA Centrotherm的炉门系炉体部分炉体部分tempress炉体部分tempress Tempress的炉体部位由加热炉体，散热层，的炉体部位由加热炉体，散热层，DTC控制箱控制箱和炉门控制系统组成。和炉门控制系统组成。热排风冷却水顶层散热层加热炉体层底层 Tempress的炉体部位由加热炉体，散热层，D 炉体柜中有四个炉体，炉体由加热电阻丝与保温材料做成。炉体分五个温区，每个温区插有一个Spike TC(其中1、3、5温区有两组热偶,其中一组接ETC)，此外炉体上还有六个加热电源线接线端子。炉体Spike TC加热电源线铬铝钴铁合金加热丝 炉体柜中有四个炉体，炉体由加热电阻丝与保温材料SCR（可控硅）DTC（数字温度控制）DTC和和SCRSCR（可控硅）DTC（数字温度控制）DTC和SCR变压器超温监控 当“Heating Power Switch”打到ON时，380V的电被送上，“Control Power Switch”打到ON时，设备用的220V低压电被送上。炉管的加热部分分高压主电路与低压控制部分。380V电经过Transformer变成低压大电流接到SCR（可控硅），Spike TC、Paddle TC 反馈回的信号经过DTC（Digital Temperature Controller)计算处理，给出相应的触发信号给SCR，从而实现SCR的通断，进而实现炉温的控制。Heating Power SwitchControl Power Switch变压器超温监控 当“Heating Power炉门控制系统炉门控制系统废气排风，类似于centrotherm的TGA酸排炉门驱动电机炉门驱动电机炉门控制系统废气排风，类似于centrotherm的TGA酸Tempress炉体部分与炉体部分与centrotherm的相同之处的相同之处1.都是由电阻丝加热；2.都是由spike TC和paddle TC共同控温；3.都采用了五温区进行控温；4.炉体部分都采用了石棉保温层；5.炉管的形状，进气口，paddle和尾气管进口基本相同；6.都使用一水冷外套对炉体进行冷却；7.炉门部位都有酸排，以吸收进出舟过程中可能泄漏的有毒气体；Tempress炉体部分与centrotherm的相同之处1Tempress炉体部分与炉体部分与centrotherm的不同之处的不同之处 1.控制方式不同：tempress采用DPC和DTC电路板箱进行数字过程和数字温度控制，而centrotherm则采用CESAR控制电脑和温度控制器来实现以上功能；2.电源供给不同：tempress有专门的供电箱，而centrotherm的配电箱集成在机台的炉体部分；3.控制系统所处位置不同：tempress的DTC皆位于机台下方，DPC位于气源柜下方，而centrotherm的控制系统则位于炉体后面，与动力系统并位于同一侧；4.紧急制动不同：tempress每一跟炉管都有一个电源开关，集中位于炉体下方，而centrotherm炉体部分只有一个电源和一个UPS开关，用于控制整个机台；5.spike TC超温报警设置不同：tempress只有1，3，5三个温区的spike TC有超温报警监控热偶，而centrotherm五个spike TC上都有超温监控热偶；Tempress炉体部分与centrotherm的不同之处 6.spike TC的固定方式不同：tempress的spike TC是靠手动插入然后用螺丝和簧片旋紧的方式来固定，而centrotherm的spike TC则是用弹簧压入炉体与炉管接触；7.炉体的长度和内径不同：centrotherm的炉体长度2000mm，内径280mm，而tempress炉体内径320mm，炉体长度未知，但要比centrotherm的长；8.炉体数量和每管产量不同：centrotherm每个机台有五个炉管，每管单面扩散产量为400片。而tempress每个机台有四个炉管，每管单面扩散产量为500片；9.热排风：tempress炉体上方有热排风，而centrotherm炉体上方没有热排，而是依靠TGA和气源柜来负责热排。10.炉门控制方式不同：tempress的炉门控制系统与炉体部分连为一体，而centrotherm则由专门的TGA进行炉门开关及有害气体抽取。6.spike TC的固定方式不同：tempLoad stationLoad station Centrotherm扩散炉的装载系统由冷却箱，桨及桨托，传送带系统，手动上料台，lift，store shelf，真空吸笔装置，过滤箱，CMI电脑以及相关的控制电路组成。手动上料台冷却箱CMI电脑 Centrotherm扩散炉的装载系统由冷却箱Tempress桨托，兼具控制桨的高低位作用其与其与tempress最大的不同在于：最大的不同在于：1.桨托的形状和作用：tempress的桨托除了起着固定桨和传送桨外，还有控制桨的高位与低位的作用，而centrotherm的桨托则只起到固定桨的作用，而桨的高低位则通过升降整个传送系统来实现；Centrotherm桨托桨控制桨高低位的电机控制桨高低位的联动装置Tempress的的Paddle升降电机升降电机Tempress桨托，兼具控制桨的高低位作用其与tempre 2.桨的传送方式不一样：tempress的桨托是固定在一带有细小的螺纹的杆上，依靠杆的转动带动桨托运动。而centrotherm则是利用固定在一侧的传送皮带带动桨托运动；Centrotherm的传送皮带皮带传送电机 2.桨的传送方式不一样：tempress的桨托是固 3.lift的运动方式不同：tempress的lift运动范围很宽，可以上下运动也可以前后左右运动，整个石英舟的传送全依靠lift的传送。而centrotherm的lift则只能实现上下和前后运动，石英舟的左右运动则是依靠下方的传送带实现；Centrotherm的lift，只能上下和前后运动装载系统下的传送带 3.lift的运动方式不同：tempress的li 4.储存架的位置数量不同：tempress储存架位于shuttle上方，一共三个。而centrotherm的储存架位于lift同一位置，一共七个（由于储存架尚未安装，此数量是从store架的形状看出）；Centrotherm储存架位置tempress储存架位置 4.储存架的位置数量不同：tempress储存 5.控制方式不同：tempress的装载系统为R2D，由专门的显示器作为控制界面，而centrotherm的装载系统，recipe管理系统，程序运行和执行均由同一显示界面控制；Tempress的程序控制界面Tempress的R2D控制界面Centrotherm的控制界面 5.控制方式不同：tempress的装载系统为 6.配置不同：tempress装载系统在上料台处有专门的电气控制柜，而centrotherm无此装备；centrotherm装载系统顶部有一个冷却箱，而tempress则无此装备；centrotherm配有真空吸笔接口，而tempress没有。Tempress装载系统的电气控制柜Centrotherm只有一手动上料台 6.配置不同：tempress装载系统在上料台Centrotherm冷却箱Centrotherm的真空吸笔接口Tempress的装载系统上无冷却箱Centrotherm冷却箱Centrotherm的真空吸笔 7.净化风机不同：位置相同，都位于装载系统下部，但形状不一样。Tempress净化风机centrotherm净化风机所放位置centrotherm净化风机外部tempress净化风机外部 7.净化风机不同：位置相同，都位于装载系统下 两者的相同之处有：两者的相同之处有：1.都是采用碳化硅桨进行石英舟的进出舟操作；2.都有lift，储存架，冷却箱，净化风机，shuttle等装置；3.都有手动上料台：shuttle 两者的相同之处有：Gas cabinatecentrothermGas cabinatecentrotherm Centrotherm气源柜可以分为如下几个功能区：尾气瓶放置区，bubbler放置区，磷源温度和液位监视区，气体控制区，热排，酸排，冷却水供给及净化区。其位置如图所示。Bubbler放置区尾气瓶放置区气体控制柜Bubbler放置区冷却水及净化装置酸排热排尾气瓶放置区酸排热排冷却水及净化装置气体控制柜 Centrotherm气源柜可以分为如下几个功能 尾气瓶放置区和尾气瓶尾气瓶放置区和尾气瓶工艺气体（氧气，大小氮）进气口Paddle TC尾气管炉体位置热排口通向酸排尾气瓶放置区凝结器沉淀收集防漏盘热排口 尾气瓶放置区和尾气瓶工艺气体（氧气，大Bubbler放置区进气管出气管至排风至排风至排风至炉内小氮管Bubbler放置区Bubbler放置区进气管出气管至排风至排风至排风至炉内小氮源温及液位监控区源温及液位监控区内部情况外部情况源温及液位监控区内部情况外部情况 气体控制区气体控制区MFC气动阀 气体控制区MFC气动阀气体冷却水系统气体冷却水系统气体冷却水系统酸排，热排系统气源柜上的热排废液收集瓶气源柜上的酸排酸排，热排系统气源柜上的热排废液收集瓶气源柜上的酸排Gas cabinatetempressGas cabinatetempress tempress气源柜功能跟centrotherm一样，主要分为如下几个功能区：尾气瓶放置区，bubbler放置区，气体控制区，热排，酸排，冷却水供给及净化区。其下部还放有有控制进程的DPC控制箱。Bubbler放置区气体控制区DPC尾气瓶放置区酸排热排及酸排 tempress气源柜功能跟centrother气体控制系统气体控制系统Bubbler及温度控制器MFC过滤器Exhaust压力计压力计压力计（大氮）气体管线气体控制系统Bubbler及温度控制器MFC过滤器Exhau尾气瓶Paddle TC酸排管道废液收集瓶尾气酸排尾气处理系统尾气处理系统尾气瓶Paddle TC酸排管道废液收集瓶尾气酸排尾气处理系酸/热排风管道冷却水管道热排气体管线排风及气体，冷却水管线排风及气体，冷却水管线气体（氧气，氮气，CDA）管线气体调节阀酸/热排风管道冷却水管道热排气体管线排风及气体，冷却水管线气 DPC为Tempress的控制核心之一，每一管配备一个DPC。整个控制系统的结构示意图如下DPCDPCDTCTSC-DMCTouch ScreenAI/DI/OTC ETCS-TC DPC为Tempress的控制核心之一，每一管配控制及监控系统控制及监控系统控制及监控系统 centrothermcentrotherm主要控制系统的组成和作用如下：主要控制系统的组成和作用如下：1.CMI CMI 计算机计算机 每个机台一个，用于控制装卸系统并显示 CMS和CESAR电脑 2.CMS CMS（central machine safetycentral machine safety）错误监视单元，用于监视炉内，炉外，炉 体及电路的温度和冷却系统的工作状况，并将结 果显示在CMI电脑用户界面上，系统对偏差的响应 可设置。centrotherm主要控制系统的组成和作用如下：3.CESAR CESAR 控制电脑（每个炉体一个）控制电脑（每个炉体一个）作用：1）创建或更改recipe 2）定义recipe变量（工艺时间，温度，压力，气流）3）start，stop and cancel recipe 4）数字控制温度 5）控制气流 6）装载机组参数设置 7）与装卸系统进行通讯 8）监视报警/中断状况（气流，温度，压力）9）通过级联控制器控制温度 10）通过级联温度控制进行自动拉温 11）存储一定数量的recipe 12）记录用户定义的工艺数据 13）对正在运行的工艺进行测试（执行工艺步骤，更改变量，设置/重置停止点等）3.CESAR 控制电脑（每个炉体一个）4.Cell controller4.Cell controller 其中包含用于创建和管理recipe的软件CCC-RM（Centrotherm Cell Control Recipe Manager）,用于 对CESAR电脑进行集中遥控。5.Temperature controller5.Temperature controller 采用REG97温度控制器，硬件部分由controller，transducer，pulse skipping unit组成。6.PLC6.PLC（Programmable Logic ControlsProgrammable Logic Controls）设备中装有三个PLC 一个用于控制整个机台的气体流量 一个用于控制整个机台的装卸机组 一个用于控制升降系统即lift 4.Cell controllerCMI控制界面控制界面CMI控制界面CESAR软件界面软件界面CESAR软件界面
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