半导体和集成电路专用设备制造业是支撑半导体和集成电路产业发展的基础,在各种半导体专用设备中,扩散/氧化工艺生产设备是集成电路生产过程中的最为重要的工艺设备之一,其中的控制系统是该设备的核心,控制系统的性能指标反映这类设备的性能高低。针对现有控制系统存在的问题,特别是在温度控制方面存在的问题,从实际应用角度出发设计并制作了高精度的扩散/氧化工艺控制系统。在本系统中温度的检测与控制是关键指标,温度检测和控制的精度及其工作的稳定性是整个系统控制精度高低的决定性因素,也最终影响生产出来的半导体产品的质量。首先,全新设计了温度检测与控制系统的结构。系统由温度检测单元和温度控制单元构成。温度检测单元通过RS485通讯接口和控制单元的PLC连接,将当前检测温度值送入PLC,PLC根据当前检测温度值,再配以适用于扩散/氧化工艺的温度控制算法,实现温度控制。其次,根据提出的温度检测精度优于0.5‰的性能指标,从电路元件选型、电路原理设计、电路板的制作、检测软件的设计四方面阐述了温度检测单元的设计与制作。在设计温度检测单元时不仅选择了性价比高的元件,而且在电路原理设计和电路板制作中充分考虑了干扰因素的影响,从而保证了检测单元的温度检测精度及工作稳定性。最后,根据提出的温度控制精度优于1‰的性能指标,考虑到扩散/氧化工艺温度控制系统属于典型的大惯性、纯滞后系统,且被控对象难以建立精确的数学模型等特点,推导了适应此系统的温度控制算法,设置了合理的控制参数,完成了温度控制单元的制作。实验表明,该温度检测与控制系统工作稳定可靠、自动化程度高,研究和开发此系统对半导体生产企业具有十分重要的实际意义。