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引言

氧化扩散炉的温度控制一直是半导体集成电路生产的要点，在科技不断进步的背景下，半导体技术也在不断进步，集成电路更近换代周期缩短，而各类新型集成电路的性能优化的同时，也对相关的工艺、技术和质量控制提出了更高的要求。因此很有必要开展氧化扩散炉温度控制系统研究，以此来为集成电路产品的生产和创新提供助力。

1 温度测控方案设计

氧化扩散炉的作用不仅是加热，还在于温度控制，因此需要设计一个具有加热、温度测控、实时显示的系统方案。

（1）加热方案设计。氧化扩散炉的炉体主要负责扩散环节加热，设计为三段电加热方式，所有加热炉丝的电源都互不相干，彼此独立，温度控制主要依靠比例控制器。三段加热的功率都较大，而电压很低，炉口的功率和电压分别是1.5千瓦和23伏，炉中分别是2.1千瓦和33伏，炉尾与炉口相同。过往依靠晶闸管调相加热方式，这种加热方式虽然能够有效提升电网功率因数，但是整体上看系统效率较低。本文设计开关电源加热方式，通过半桥逆变开关电源进行加热，成本低效率高。

（2）系统总体方案设计。系统进行分为测温、控温、加热和其他几部分内容，测温需要进行温度信号采集、处理及转换，控温的关键在于FPGA核心单元，加热为半桥逆变及其驱动电路，剩下的就是其他部分。

进行系统总体设计，先借助S型热电偶实现温度采集，明确测温范围和相应电压。……