半導體篇：單晶爐循環（huán）水冷卻設計方（fāng）案解析

隨著國（guó）家對半導（dǎo）體（tǐ）行業的投入力度（dù）越來越大，國內半（bàn）導體企業的數量也（yě）越來越多，無論是生產型企業還是科研、高校、研（yán）究所對半導體生產設備的（de）需求量也越來（lái）越大。從晶圓的生長，一直到（dào）芯片成品的檢測（cè），溫控設（shè）備始終貫穿於整個芯片（piàn）的製作過程中。

晶圓製造涉及（jí）的工藝流程與環節包括：單晶爐製造矽片、通過氧化擴散爐進行氧化擴散、清洗機清洗、CMP設備進行（háng）拋光、離子注入、通過濺射靶材進行沉積、刻（kè）蝕機進（jìn）行刻蝕、光刻機進行光刻 ，其中需要使用溫控設備的包括：單晶爐、刻（kè）蝕機、光刻機、等離子衝洗、快速退火（huǒ）爐、氣相沉積（PVD\CVD）、分子束外延、劃片機、鍵合機、低（dī）溫探針台等。以下主要（yào）對單（dān）晶爐的冷卻水循環係統設計展開講解。

單晶爐溫控原理及要求

對單晶爐來說，合（hé）適的溫（wēn）度對於晶（jīng）體的生長至關重要（yào），要（yào）有足夠的冷卻水來對單晶爐爐體（tǐ）及加熱電（diàn）極、真空（kōng）係統進行降（jiàng）溫。

（直拉單（dān）晶爐結構圖）

而單晶爐（lú）對循環冷卻水的變化有要求，水溫度（dù）的過高或者過低都會影響單晶（jīng）矽的生長（zhǎng）環境。另外對冷卻水的純（chún）度（dù）、進出水溫度、流量和壓力、結構的耐腐蝕等都有嚴格要求。

根據循（xún）環冷卻水的要求，四川某大學研（yán）發團隊通過（guò）業內人員介紹找到香蕉视频免费下载平台，委（wěi）托我們設計一套針對單晶爐的冷卻係統方案。

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單晶爐冷卻係統（tǒng）解決方案

在充分了解該項目的具體參數要求和工藝原理，設計一套針對（duì）單晶（jīng）爐的循環水設計係統，該設（shè）計方案包括工藝冷卻水控製係（xì）統和冷（lěng）媒控製係統。

工藝冷卻水控製係統

工藝冷卻水控製係統可為單晶爐爐體及加熱電極、真（zhēn）空泵降溫冷卻，由冷水機組、工藝水池、冷卻水泵、冷卻管路（lù）及熱交換器組成（chéng）。

冷水機組由（yóu）2台香蕉视频免费下载風（fēng）冷渦旋機組，溫度範圍可降低到20-25度，機組將冷（lěng）卻水（shuǐ）從循環水泵輸送（sòng）到工藝冷卻水池，再由水泵輸送進冷（lěng）卻通路為爐體發熱部件（jiàn）循環降溫，可實現不同負荷下的製冷模式，最大化穩定工藝冷水控製係統。

冷媒控製係統

在（zài）冷媒（méi）控製係統中，冷水機內部氣態（tài）冷媒由壓（yā）縮機壓縮（suō），進入冷凝器液化，再由（yóu）膨脹閥裝置變（biàn）成（chéng）低（dī）溫氣液混相，在蒸發器內，實（shí）現與工藝冷卻水係統（tǒng）熱交換器換熱，達到工藝水池的需（xū）求（qiú）溫度。冷媒（méi）控製係統中，因單晶爐工藝水池特殊水質要求，采用全不（bú）鏽鋼蒸發器要（yào）求，避免因水質（zhì）問題汙染工藝（yì）水池的冷卻水，給單晶爐冷卻造成不利影響。

在整個（gè）冷卻水（shuǐ）係統設計中，香蕉视频免费下载冷水機組電控係統使用（yòng）德國西門子（zǐ）PC／PLC可編程控製器，由人機（jī）界（jiè）麵觸摸操作，實時觀察係統運行（háng）的（de）參數，並且可簡單直觀輸入（rù）各種（zhǒng）初始參（cān）數，例如工藝冷卻溫度上下（xià）限（xiàn）報警值、水（shuǐ）位上限限值、出水溫（wēn）度上下限值、冷卻（què）水壓力上下（xià）限值等。

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現（xiàn）場（chǎng）安裝

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香蕉视频免费下载（lì）冷水機廣（guǎng）泛應用在半導體行業的（de）光刻機、蝕刻機、化學氣相（xiàng）沉積（CVD）、物理（lǐ）氣相沉積（PVD）、晶圓清洗等不同生產設備的降溫冷卻，可（kě）針（zhēn）對不同工藝要求非標定製冷水機組，滿足工農業（yè）和科（kē）研領域的冷熱需求。關（guān）注香蕉视频免费下载官方公眾號，了解更多行業應用案例（lì）。