立式炉又称立式扩散炉：

主要适用于200mm和300mm尺寸集成电路的扩散工艺，其加电加热炉体、反应管及承载晶圆的石英舟均采用垂直布局设计。该设备具有晶圆表面均匀性优异、自动化程度高、系统性能稳定等特点，能够满足大规模集成电路生产线的工艺需求，在电力电子领域（如IGBT制造）应用广泛。立式扩散炉的核心技术涵盖高精度温度场控制、颗粒污染控制、微环境微氧调控、系统自动化控制等关键领域。

1. 工艺腔（炉管）

工艺腔是对硅片进行热处理的核心区域，在立式扩散炉中，其结构主要包括垂直布置的石英钟罩、多区加热电阻丝和加热套管。硅片水平放置于由耐高温无定形石英材料制成的石英舟上。工艺腔设计需便于拆卸维护，这是由于在设备运行过程中，膜层不仅会在垂直的石英舟表面淀积，也会在炉管内壁形成淀积层。经过若干工艺循环后，这些淀积膜可能发生破裂剥落，脱落的颗粒会随气流运动附着在硅片表面，导致器件缺陷并降低成品率，因此需要定期对炉体部件进行清洗以减少颗粒污染。

2. 硅片传输系统

立式炉的硅片传输系统主要功能是实现工艺腔中硅片的自动装卸，整个过程由自动化机械臂完成。机械臂在片架台、炉台、装片台和冷却台四个工位之间精准移动。作为高自动化设备，立式炉通过计算机对机械手、送料装置、储片室等组件进行协同控制，在整个自动化流程中，确保硅片信息识别与位置定位的准确性是系统设计的关键挑战。

3. 气体分配系统

气体分配系统的作用是向炉管输送特定工艺所需的气体，以维持炉内反应气氛。针对不同工艺类型，可通过该系统输送各类通用气体和特种气体，满足氧化、扩散等工艺的气氛需求。

4. 控制系统

炉子温度控制器负责协调控制炉体的全部操作，包括工艺时间、温度参数、工艺步骤顺序、气体种类、气流速率、升降温速率以及硅片装卸等流程。每个微控制器均与主计算机相连，主计算机可下载专用的硅工艺菜单，为温度控制器提供完整的工艺数据，并具备硅片分批管理、菜单程序配置和批次自动时序安排等功能。 

卧式炉和立式炉：

均为半导体生产线前工序的关键工艺设备，可用于大规模集成电路制造中的氧化、扩散等工艺步骤。20世纪90年代初期，立式炉因具备更高的自动化水平、更优的颗粒污染控制能力、更精准的温度均匀性以及更完善的操作人员安全保障等优势，逐渐替代卧式炉成为主流设备。自半导体产业早期以来，卧式扩散炉就在硅片热处理领域得到广泛应用，其名称源于水平放置硅片石英舟的结构特点。尽管其主体结构与立式扩散炉相似，但目前该设备在以下几个方面进行了先进技术改进：

1. 炉管压力平衡系统

在现代先进卧式扩散炉中，反应腔室配备压差传感器，并与专用控制装置和气路流量计联动，实现对腔室内压力的实时监测与调控。通过充气调压方式调整炉内外压差，可满足不同工艺对压力环境的需求，有助于稳定反应室气流并提高工艺均匀性。在方块电阻控制工艺中，该系统可使卧式扩散炉在40-900Ω/sq的阻值区间内，实现5点方阻均匀性分别达到2%、1%、1%的高精度控制。

2. 半导体级气路系统

高性能卧式扩散炉的气路系统采用高标准半导体制造技术，具体包括与液态源接触的管路均选用可溶性聚四氟乙烯（PFA）管件，并配备源温控制系统。排风口安装空气流量监视器，当风压不足时触发报警，实现安全保护不锈钢管路的选材、焊接、清洗、吹扫、测试（保压、颗粒检测）等流程均遵循半导体电子级高纯管路标准。气路过滤器满足相应压力、流量要求及0.003mm过滤精度。携带源的小氮气路设置源瓶低压保护装置，防止因工作压力过高导致爆瓶风险。

 3. 精准反应室温度控制

 高性能卧式扩散炉的加热炉体采用泛达温控表多段程序控温设计，每段配备独立的晶闸管模块实现精准电力调节。控温系统配置炉内高精度热电偶和炉体管壁热电偶，采用泛达温控表和热电偶精准控制±1℃，高端设备甚至使用控制精度达的±0.5℃温度控制，并通过工控机实现温度数据采集与设定。