Главная »  Микропроцессорное управление 

1 ... 22 23 24 25 26 27

стенке загрузчика 3. Консоль 9 может двигаться вдоль направляющей, а также поворачиваться на некоторый угол в вертикальной плоскости. Последнее позволяет освободить консоль, оставить лодочку 10 с пластинами в реакторе.

Основой транспортной системы являются две направляющие 7 для движения по ним рамы 6 с двумя вертикальными направляющими, по которым двигается лифт 8. Длина направляющих 7 позволяет перемещать раму 6 от консоли загрузчика 9 до переукладчика пластин 5. Лодочка 10 захватывается штырями лифта 8 за уши. Любая лодочка с помощью транспортной системы может быть установлена в боксе 4, на консоле 9 или столе переукладчика пластин 5. Для уменьшения дефектности в зонах возможного нахождения пластин устанавливаются фильтры, создается ламинарное движение воздуха. В промежутках между разными стадиями обработки лодочки с пластинами хранятся в боксе 4. Система работает следующим образом.

Кассеты с пластинами 12 устанавливаются оператором в переукладчик 5. После этого запускается система управления. Пластины из кассет 12 пассиками 13 подаются на манипулятор 11, который укладывает их в лодочку 10. Транспортный механизм б захватывает лодочку и размещает в соответствии с программой обработки на одной из консолей 9 загрузчика 3. Консоль 9 загружает лодочку в рабочую зону реактора электропечи 2 и возвращается в исходное состояние. Пластины обрабатываются в электропечи 2, после чего извлекаются консолью 9 и транспортным механизмом б перемещаются в соответствии с технологическим маршрутом на консоль загрузчика другого реактора, в бокс или на стол переукладчика 5. На столе переукладчика 5 пластины манипулятором И подаются на пассики 13 и далее в кассеты 12. Работой модуля управляет оператор с помощью клавиатуры 16 шкафа управления 14 Информация о состоянии каждого реактора системы выводится на мониторы 15, а также хранится в кассетном накопителе 17.

Упрощенная функциональная схема системы управления приведена на рис. 7.2. Все модули имеют собственную локальную сеть передачи данных. Кроме модулей в систему управления входит центральная станция управления (ЦСУ) и станция анализа (СА).

По структуре СУ является двухуровневой. При этом верхний уровень образуют ЦСУ и СА, а нижний - системы управления модулями. Центральная СУ обслуживает все 32 модуля, кроме того, может обмениваться информацией с вышестоящей ЭВМ по протоколам SECSI, SECSII. Центральная СУ содержит монитор с клавиатурой, накопитель на магнитных дисках емкостью 20 Мбит, накопитель на гибких магнитных дисках, а также цифропеча-тающее устройство. Станция анализа имеет цветные буквенно-цифровой и графический мониторы, на которые может выводиться измерительная и диагностическая информация о месте обработки



ЦСУ

Иа Верхний ураВень управления

МаВуль 3Z

МаВуль г

МаВуль 1

Транспартная система

ПереуклаВчик пластин В лоВочку

ПереуклаВчик пластин В кассету

* К5

Нагревательная камера /

Загрузчик

Нагревательная камераи

Загрузчик

Э ек ро-печь

Рис. 7.2. Функциональная схема диффузионной системы ACAMS

(реакторе) каждого из модулей в виде таблиц и диаграмм. В ЦСУ системы поступает информация о ходе процесса обработки со всех 32 модулей, в том числе информация об аварийных состояниях. Эта информация хранится в накопителях и выводится на цветные мониторы СА. В частности, все аварийные состояния выводятся красным цветом.

В накопителях ЦСУ также хранятся варианты технологических программ (меню) для разных модулей, которые могут передаваться на модули для исполнения.

Нижний уровень управления системы (рис. 7.2) включает станцию управления СУ1, а также контроллеры К1...К11 модулей. Контроллер К1 обеспечивает управление транспортной системой, К2-переукладчиком пластин из кассеты в лодочку, КЗ-переукладчиком пластин в кассету, К4, Кб, К8, К10-нагревательными камерами, а К5, К7, К9, КИ-загрузчиками лодочек в нагревательную камеру. Все контроллеры модуля через интерфейс RC 232-С связаны между собой и станцией управления СУ1. Ядро системы управления модуля образуют контроллеры К4, Кб, К8, К10, объединенные в стойку. Они управляют циклом работы соответствующих нагревательных камер.



Техническая характеристика контроллера:

Число временных интервалов .......до 250

Максимальная длительность интервалов, ч .... 100

Число входов для подключения ТЭП.......15

Разрядность по входам ТЭП .......14 разрядов

Число аналоговых входов...........32

Число аналоговых выходов...........32

Число дискретных входов...........64

Число дискретных выходов...........88

Память ...........магнитная кассета,

гибкие магнитные диски

Интерфейс .............RS232-C

Тип микропроцессора.............68 ООО фирмы

Motorola

Габаритные размеры, мм...........600x700x1945

Программное обеспечение системы обеспечивает управление температурой нагревателей по ПИД-закону. Высокая точность измерения и регулирования температуры достигается использованием процедуры автоматической калибровки температуры, в результате которой устанавливается соответствие между температурой нагревателя и температурой в соответствующей рабочей точке реактора. I.i л шца температур между указанными точками хранится в виде таблицы поправок в ОЗУ контроллера. В каждом контроллере может храниться до десяти таблиц. Программа контроллера хранится в ПЗУ, а оператор имеет возможность задавать значения уставок по температуре, расходам газов, давлению, мощности ВЧ-излучения. Эти данные вводятся с клавиатуры и хранятся в ОЗУ.

На мониторы SATCII выводятся значения уставок с действительными значениями температуры, расходов газов, давления и других параметров технологического процесса. Кроме того, может выводиться информация о состояниях входов - выходов контроллера, а также диагностические сообщения.

Применение системы SATCII позволяет получить следующие характеристики электропечи:

Число зон регулирования температуры.......5

Диапазон температуры, С . ... .300... 1300

Нестабильность температуры за 72 ч, ° С.....±0,5

Воспроизводимость температуры, С.......±0,25

Длина рабочей зоны при температуре (900+0,5) С, мм .1000

Число загружаемых пластин . ......100... 150

Время выхода на температуру 800 С, мин.........15

Максимальная мощность, потребляемая одной камерой,

кВА....................35



MoijjHOCTb, потребляемая при температуре 1200 С,

кВ-А . . . . ......12

Расход воздуха на охлаждение, м^/ч....... 3000

Расход воды, м^/ч.............. 1

Напряжение питания, В............ 220/380

Габаритные размеры, мм........... 2450x800x2510

Масса, кг ................1750

Контроллеры К1...КЗ транспортной системы и переукладчиков пластин реализованы одинаково (контроллеры типа команда- команда , время- команда ). В отличие от рассмотренных контроллеров они не имеют мониторов и могут работать как в автоматическом, так и ручном режимах. В последнем случае для управления используется сенсорная панель управления. Информация о состоянии контроллеров транспортной системы и переукладчиков вводится на монитор ЦСУ, а также на сенсорную панель управления.

7.2. ВАКУУМНО-НАПЫЛИТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Установка Магна-2М предназначена для нанесения в вакууме тонких пленок алюминия и его сплавов на кремниевые пластины при мггиетронном распылении материалов. В основе работы установки лежит принцип последовательного нанесения пленок на непрерывно движущиеся кремниевые пластины путем распыления мищеней магнетронных распылительных устройств (магнетронов) ионами инертного газа. Установка имеет три магнетрона, что позволяет осаждать одно-, двух-, и трехслойные металлические пленки. Общий вид установки показан на рис. 7.3.

В состав установки, схема которой приведена на рис. 7.4, входят: рабочая камера 14 с нагревателем пластин 10, магнетрон-ными устройствами распыления 12 и транспортной системой б, 7, щлюзовые системы загрузки 1 и выгрузки 18, вакуумная система с паромасляным насосом 42 типа Н-5К и механическим форвакуум-ным насосом 39 гипа ВНМ-18Г и агрегатом 32 типа АВР-50, газовая, пневматическая и гидравлическая системы.

Рабочая камера имеет в верхней части подъемную крыщку, на которой последовательно крепятся три магнетрона 12 с датчиками измерения вакуума 13, 16 и натекателем рабочего газа - аргона П. На водоохлаждаемых направляющих рабочей камеры в позициях нанесения пленки и резервной позиции 9 находятся плоские столы, по которым перемещается внутрикамерная система, выполненная в виде замкнутого конвейера. Корпус рабочей камеры охлаждается и прогревается водой. Нагреватель пластин 10 размещен перед зоной нанесения пленки и содержит инфракрасную лампу. Нагрев производится с нерабочей стороны пластины, которая проходит над нагревателем.




Рис. 7.3. Установка вакуумного нанесения тонких пленок многокомпонентных сплавов магнетронным распылением Магна-21\/(

Магнетронная распылительная система представляет собой сочетание диодной распылительной системы постоянного тока и магнитного поля, параллельного катоду и близко расположенного от него. Разряд диодной системы поддерживается с помощью вторичных электродов, испускаемых катодом под воздействием ионной бомбардировки. Электроны, не встречающие молекулы газа, двигаются в направлении анода и захватываются им. Магнитное поле, перпендикулярное электрическому, изменяет траектории электронов, закручивает их вокруг линий магнитного поля. Таким образом, увеличивается возможность ионизации газовых молекул вблизи катода за счет увеличения траектории вторичных электронов. При этом ионная плотность возрастает в зоне, близкой к катоду, что приводит к увеличению скорости распыления.

Тлеющий разряд при применении магнитного поля поддерживается при давлении, более низком, чем без магнитного поля, за счет увеличения эффективности ионизации электронов. Магнетрон может рабогать при давлении до 10 Па и постоянном напряжении, что обеспечивает большую чистоту покрытий. Одним из недостатков магнетронной системы распыления является значительная неравномерность распыления мишени. Так как трудно создать плотное магнитное поле параллельно мишени, конструкции магнетронов позволяют получить параллельность поля только в локальных областях, что приводит к ограниченной зоне плотной плазмы. В связи с этим материал мишени распыляется неравномерно.

Магнетроны состоят из водоохлаждаемых катода, анода, мишени магнитного блока. Магнитный блок выполнен на основе постоянных магнитов. Для регулировки магнитного поля над 248



12 3 15 6 7

П 15 16 17 18 79 20 21


зг 33

34 35

37 38 39

Рис. 7.4. Структурная схема вакуумной установки непрерывного действия



поверхностью мишени магнитный блок имеет возможность перемещения с помощью ручного привода. На анод и катод магнетрона подаются регулируемые постоянные напряжения соответственно до -700 и -1-50 В. Мишень находится в плотном контакте с катодом. Для получения пленок одинаковой толщины по всей поверхности пластин мишени, а соответственно и зоны распыления, имеют вытянутую эллиптическую форму. Округленные участки мишени находятся вне зоны осаждения пленок. Три магнетрона размещены последовательно в направлении перемещения пластин. Между магнетронами установлены экраны для ограничения площади осаждения пленок на пластине.

Транспортная система выполнена в виде замкнутого конвейера, состоящего из двух параллельных цепей, имеющих привод вращения 26 и устройство регулировки натяжения 8. На цепях устанавливаются захваты пластин. Для плавной укладки и съема пластин с конвейера в рабочей камере предусмотрены пассики 6. Привод конвейера содержит двигатель постоянного тока и позволяет регулировать скорость перемещения пластин. Для охлаждения пластин после обработки имеется стол 15. В шлюзовой камере загрузки оператором устанавливается кассета с пластинами 2, а в шлюзовой камере выгрузки-пустая кассета 27, в которую загружаются пластины, прошедшие обработку. Для подачи пластин в рабочую камеру предусмотрены пассики 3, а для выгрузки из камеры-пассики 20.

В каждом шлюзе имеются механизмы перемещения кассет 23, 29, резиновые пассики с приводами 24 и 28, затворы шлюза 4, 19 и их приводы 5, П, а также датчики открытого и закрытого состояний двери и затворов шлюза, датчики верхнего и нижнего положений кассет, датчики шага кассет, датчики наличия пластин в кассете 30, 22 и на транспорте 25, 27. В состав высоковакуумного агрегата 42 входят также азотная ловушка 36, клапаны 37 и 38, устройство автоматической подачи азота в ловушку, затвор 41 типа ДУ-400. Высоковакуумный агрегат откачивает рабочую камеру установки как в начале работы, так и в рабочем режиме с подачей аргона в зону распыления. Агрегат АВР-50 производит форвакуумную откачку рабочей камеры и шлюзов и подсоединен к ним через систему трубопроводов с вакуумными клапанами 31, 33, 34, 40 типа ДУ-63 и азотной ловушкой 35. При залитой азотом ловушке агрегат АВР-50 позволяет откачивать шлюзы до давления (1,3...6,65) 10 Па или (1...5) 10 мм рт. ст. В каждом шлюзе давление контролируется автоматическим вакуумметром 13ВТЗ-003.

. Высоковакуумный вакуумметр ВМБ-8 (76) рабочей камеры имеет блокировку на срабатывание при давлении 1,3-10 Па (1 X 10 * мм рт. ст.). Эта блокировка разрешает включение нагревателя и магнетронов. Для контроля низкого вакуума в рабочей камере в формагистрали паромасляного насоса использован



вакуумметр 13ВТЗ-003. Датчиком давления аргона служит преобразователь МИ-27 (13). входящий в комплект вакуумметра ВИ-14.

Газовая система предназначена для подачи аргона через натекатели в магнетроны и щлюзы. Для регулирования давления аргона на входах этих натекателей в газовой системе предусмотрены регуляторы давления. На каждый шлюз установлены два автоматических натекателя для напуска аргона и воздуха. Натекатель аргона открывается кратковременно при откачке шлюзовых камер для очистки их газовой среды, в результате чего уменьшается влияние остаточной атмосферы шлюзов на состав газовой среды рабочей камеры.

Пневматическая система обеспечивает подачу сжатого воздуха на клапаны вакуумной системы, а гидравлическая система подает холодную воду на корпус насоса Н-5К и в рабочую камеру с нагревательными магистралями. Горячая вода необходима для обезмасливания внутренних поверхностей рабочей камеры в процессе высоковакуумной откачки, а также перед напуском воздуха при ее разгерметизации.

На рис. 7.5 приведена структурная схема систем управления вакуумной установкой. Управление устройствами и механизмами установки производится от микропроцессорной системы управления Орион-3 , контроллера жесткой логики Логикой , релейных блоков управления.

Работа установки начинается с откачки газа из рабочей и шлюзовых камер. Управление вакуумной системой с необходимыми блокировками осуществляется с помощью контроллера Логикой и релейного блока управления вакуумной системой (БУВС). Контроль давления производится соответствующими датчиками с вакуумметрами 13ВТЗ-003, ВМБ-8; результат контроля отображается на экране дисплея.

Кнопкой на мнемосхеме БУВС оператором установки включается двухступенчатый откачной агрегат АВР-50, и форвакуумная откачка рабочей камеры и шлюзов производится через открытые затворы шлюзовых камер загрузки - выгрузки. Одновременно включается форвакуумный насос ВНМ-18Г для откачки паромас-ляного насоса.

После откачки рабочей камеры до давления 6,7 Па (5 х X 10 мм рт. ст.) с помощью контроллера Логикой и блоков управления загрузкой - выгрузкой закрываются затворы шлюзов и клапаны. При включенном и нормально работающем паромас-ляном насосе открывается затвор ДУ-400 и ведется откачка рабочей камеры до необходимого предельного остаточного давления. Орион-3 контролирует время получения вакуума, и если за 30 мин не удается откачать рабочую камеру до давления 1,3 10 Па (1 10 мм рт. ст.), то на дисплее появляется диагностическое сообщение: Плохой вакуум камеры . После открытия затвора ДУ-400 одновременная откачка шлюзов загрузки -



Средства откачки, клапаны, ВысокоВакуун1ные затВоры

Датчики положений

с! о 0q

Датчики даВления

Датчики механизмов загрузки

Механизмы загрузки и шлюза

а

Клапаны Системы откачки и напуска газоВ

Датчики механизмов Выгрузки

Механизмы Выгрузки и шлюза

: сз

Клапаны системы откачки и напуска газоВ

s и

Тахогенератор

Е

ПриВоВ конВейера

Датчик наличия Воды

НсгреВатель

а

Датчик ВаВления

Ви Врана текс тель

Датчик наличия Вовы

Электроды магнетрона №1

?g Is

Электроды магнетрона№2

Электроды магнетрона №1

Реле давления

Пнев-мо

Рис. 7.5. Схема системы управления вакуумной установки Магна-2М :

/ -мнемосхема; 2 -дисплей; 3 клавиатура; 4 логический коптрошгер Логикой ; 5 МПСУ Орион-3 ; б--блок управления вакуумной системой; 7- блок управления системой загрузки; 8 блок управления системой выгрузки; 9-вакуумметры; 10, . /i- тиристорный усилитель и выпрямитель; 12, 16 датчики тока; 13 вакуумметр; М -блок управления патекателем; /7 -датчик напряжения

выгрузки не разрешается. Производится поочередная откачка шлюзов, причем приоритет отдан шлюзу выгрузки. Это сделано для того, чтобы быстрее подготовить шлюз выгрузки к приему обработанных пластин.

В каждом шлюзе давление контролируется вакуумметром 13ВТЗ-003. Вакууметры имеют две ступени блокировки. При достижении первой ступени 13,3 Па (1 10 * мм рт. ст.) разрешается подача в шлюз аргона для очистки его газовой среды. Вторая блокировка разрешает после достижения давления 1,3 Па (1 10 мм рт. ст.) открыть затвор шлюза. Вакуумная система 252



шлюзов производит их автоматическую откачку и продувку аргоном после открытия и закрытия дверей шлюзовых камер. Управление шлюзами загрузки- выгрузки выполняется релейными блоками управления и контроллером Логикой . Диагностика работы шлюзов, команда на загрузку рабочей камеры осуществляются МПСУ Орион-3 по показаниям датчиков. В шлюз загрузки после его откачки и открывания затвора подается команда на опускание кассеты с пластинами вниз. При полном заполнении кассеты в ней помещается 25 пластин. Кассета опускается до датчика, фиксирующего наличие пластин в кассете. При появлении сигнала, разрешающего загрузку пластин на конвейер, включается привод пассиков в шлюзе, которые перемещают пластину из шлюза через окно в рабочую камеру, где она подхватывается резиновыми пассиками рабочей камеры и укладывается на конвейер. После того, как отключится датчик вызова пластин на конвейер, кассета опустится вниз до следующей пластины.

Когда все пластины из кассеты будут отправлены в рабочую камеру, кассета опустится вниз до датчика крайнего нижнего положения. По сигналу этого датчика и получении разрешения от Орион-3 на окончание загрузки системой управления закрывается затвор шлюза, кассета поднимается в крайнее верхнее положение, в шлюз напускается воздух и включается сигнал на дисплее о необходимости смены кассеты.

Сигналы с датчика нахождения пластин на конвейере в его приемной части (рис. 7.4) поступают на вход Орион-3 для счета числа загруженных пластин и на вход Логиков для управления пассиками. Если открыт затвор шлюза загрузки и пластина находится в кассете, но за 100 с она не загрузилась на конвейер, то Орион-3 формирует и высвечивает на экране дисплея сообщение об аварии. В шлюзе выгрузки после установки приемной кассеты и закрытия двери включается клапан откачки и дается команда на опускание кассеты в крайнее нижнее положение. После открытия затвора включаются пассики и выдается команда на загрузку конвейера и укладку пластин в кассету. После того, как пластина войдет в ячейку кассеты, срабатывает датчик наличия пластин в кассете. По команде этого датчика кассета переместится вверх и будет ждать прихода очередной пластины. При наличии разрешения на автоматическую разгрузку и после прихода пластин в кассету Орион-3 начинает считать время до прихода очередной пластины и сравнивает это время с расчетным временем. Если прошло расчетное время, отведенное на проход двух пластин, а пластин, нет, то Орион-3 воспринимает это как окончание обработки этой партии пластин. Оператор для установки новой кассеты в шлюзе загрузки должен открыть дверь, вынуть пустую кассету, установить кассету с пластинами и закрыть дверь шлюза. При этом автоматически включается клапан откачки шлюза.




1 ... 22 23 24 25 26 27



Как выбрать диван



История мебели



Стили кухонной мебели



Публикации



Инверторы



Приемники