Устройство для управления технологическим процессом

Устройство для управления технологическим процессом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советски н

Социалистическин республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21. 04.80,21) 2916058/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)M. Кл.

G 05. В 11/01

3Ънуднрвтнвнный кнмнтвт

CCCP

lo йелвм нзвнрвтвннй н нтнрытнй (53) УДК62-50 (088. 8) Опубликовано 30. 04. 82. Бюллетень ЛЪ 16

Дата опубликования описания 30.04.82

М

В.М, Долгополов, Н.П. Кохан и В.И. Соловьев (72) Авторы изобретения (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ

ПРОЦЕССОМ

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах управления технологическими процессами.

Известно устройство для управления технологическим процессом,на5 пример, плазмо-химической обработки,, содержащее фотоэлемент, усилитель самописец U ).

Недостатком укаэанного устройства

10 является низкая точность фиксации момента окончания процесса, невозможность использования его в автоматических системах.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для управления технологическим процессом, содержащее фотоэлемент, выход которого подключен через усилитель к первому входу первого компаратора 2).

Цель изобретения - повышение точности фиксации момента окончания процесса.

Указанная цель достигается тем, что устройство содержит первый и второй ключи, первую и вторую РС-цепочки, сумматор, генератор, второй компаратор, элемент совпадения, блок выделения максимума и аттенюатор, вход которого подключен через блок выделения максимума к выходу усилителя и к входам первого и второго ключей, а выход к второму входу первого компаратора, выход которого соединен с первым входом элемента совпадения, управляющие входы первого и второго ключей соединены соответственно с первым и вторым выходами генератора, а выходы соответственно через первую и вторую РС-цепочки с первым и вторым входами сумматора, первый и второй входы второго компаратора соединены соответственно с выходами сумматора и источника опорного напряжения, а выход с вторым входом элемента совпадения.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2

3 92466 временная диаграмма, поясняющая работу устройства.

Устройство содержит фотоэлемент

1, усилитель 2, первый компаратор

3, блок 4 выделения максимума,аттенюатор 5, первый и второй ключи 6 и 7, первая и вторая РС-цепочки 8 и 9, сумматор .1:О, второй компаратор 11, элемент 12 совпадения, генератор 13 и источник 14,опорного напряжения. 10

На фиг. 2 приведены диаграммы 15 напряжения на выходе усилителя Q

16 напряжения на выходе блока выделения максимума Ц,17 напряжения на выходе первого компаратора Ug, 18 напряжения на выходе сумматора U „, 19 напряжения на выходе второго компаратора U, 20 напряжения на выходе логического блока Ц> .

Устройство работает следующим образом.

После начала процесса происходит изменение интенсивности и."-лучения продуктов реакции, при этом напряжение U2 на выходе усилителя 2 изменяется как показано на фиг.2 (график 15, кривые 15А, 15, 15 ) . На начальной стадии процесса, когда напряжение Ц монотонно возрастает, напряжение Ц на выходе блока выделе- зв ния максимума 4 (фиг.2, график 16) повторяет напряжение Ь . При достижении напряжением U максимального значения U2go оно запоминается и хранится блоком 4 выделения максимума, . T e Uq = Б2 мон Поскольку коэффи циент передачи k> аттенюатора 5 всегда выбирается как К = 0,3-0,9) < 1, то на начальной стадии процесса

LO,tel

Ь- А

U,(t) = — J U2(t).dt = U (t), з где Q (t) — средняя величина напряжения U2 на отрезке времени

5t,t + at).

В момент времени t + д 1 первый ключ 6 размыкается, а второй ключ 7 замыкается, тем самым на выходе первой RC-цепочки 8 напряжение останется постоянным, а на выходе второй

RC-цепочки 9 напряжение будет изменяться до величины

На выходе сумматора 10 будет напряжение Uqy = tJo (t) — Бg (t!, двойная амплитуда которого составляет

Ц „= U<(t+at) -U2 (t) (1) или — (2)

ht где V - скорость ния Б . изменения напряжеU ——, I — (0,3-0,а) U< c. Ug

Тем самым, исключается ложное срабатывание первого компаратора 3 на начальной стадии LO,t< J процесса обработки. На заключительной стадии обработки (С ) 4, для кривой 15 )

Ug = U2 >gg напряжение Б2 монотонно уменьшается, поэтому напряжение

2 мо,>, и пера и срабатывает в момент времени когда будет выполнено условие 1 () -2м<ж

Ц этом случае на выходе первого компаратора 3 появляется высокий уровень напряжения (JAN (фиг.2, график 17), поступающий на первый вход элемента 12 совпадения. На второй

0 4 вход элемента 12 поступает сигнал с выхода второго компаратора 11, на второй вход которого поступает сигнал с источника опорного напряжения.

При этом сигнал с выхода усилителя

2 через первый и второй ключи 6 и 7 поочередно подается на первую и вторую RC-цепочки 8 и 9. Время замыкания д1 каждого из ключей 6 и 7 определяется генератором 13. Пусть в момент времени t замыкается первый ключ 6, тогда в момент размыкания

t + д t на выходе первой RC-цепочки будет напряжение г1

Ч() > 2()" %( ьС 2

При этом в промежутках времени между

t+iat и t+(i+1) t напряжение U (где 1 = 0,1,2,...) будет изменяться по экспоненциальному закону (фиг.2, график 18), а огибающая этих колебаний будет повторять форму производной Б2(й) . Напряжение сумматора U > подается на второй компаратор 11, который срабатывает при Б,1Оц „ 4 ьБщ, причем @Ups = U q, где U - напряже- ние источника опорного напряжения.

Подставляя в последнее выражение

U@ из (1), получаем

U2 (t+at) Ug(t) (11

5 9

Таким образом, второи компаратор

1 срабатывает (напряжение Ц,и фиг.2, график 19) при уменьшении скорости изменения напряжения усилителя Ug до пороговой величины Чд, определяемой из выражения (2) (3)

Элемент 12 совпадения формирует сигнал окончания процесса (напряжение Uqg) при определенном срабатывании обоих компараторов 3 и 11 (фиг.2 график 20). Тем самым, обработка пластин для варианта 15 будет заА

5» кончена в момент времени t<, 15 -1, 15 - „„.

Использование изобретения позволяет повысить точность фиксации момента окончания технологического процесса, например, процесса плазмо-химической обработки полупроводниковых пластин.

Формула изобретения

Устройство для управления технологическим процессом, содержащее фотоэлемент, выход которого подключен через усилитель к первому входу первого компаратора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности фиксации момента. окон246бО 6 чания процесса, оно содержит первый и второй ключи, первую и вторую

RC-цепочки, сумматор, генератор,второй компаратор, элемент совпадения, блок выделения максимума и аттенюатор, вход которого подключен через блок выделения максимума к выходу усилителя и к входам псрвого и второго ключей, а выход — к второму входу первого компаратора, выход которого соединен с первым входом элемента совпадения, управляющие входы. первого и второго ключей соединены соответственно с первым и вторым выходами генератора, а выходы соответственно через первую и вторую RC-це" почки с первым и вторым входами сумматора, первый и второй входы второго компаратора соединены соответ20 ственно с выходами сумматора и источника опорного напряжения, а выход с вторым входом элемента совпадения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2 1. Howar and Markstein "New DeveIpoments in pIasma Etd>ing Eguipment" — EIectronic packaging and

Pro&ation, 1978, Y. 18, и 5,.р 589 фиг.2.

so 2. PiII В. Stafford and Georges

Gorin "0pticaI Emission End — point

Detecting Гог пюп11;огЫд Охуреп

PIasma Photoresist Stripping".

SoIid State TechnoIogy, Sept, 1977, з р. 51-55.

924660 (5

Фиг.f

Составитель Г. Нефедова

Техред А. Ач Корректор М. Коста

Редактор С. Крупенина

Заказ 2816/64

Тираж 908 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7"35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4