喷射沉积锭坯控制系统及其沉积室恒压控制研究的中期报告.docx

喷射沉积锭坯控制系统及其沉积室恒压控制研究的中期报告
中期报告
一.研究背景及意义
半导体行业是现代制造业的重要组成部分,它制造的半导体器件被广泛应用于电子计算机、通讯、时钟等各个领域,也是一些高新技术产业的关键生产设备。其中,大规模集成电路(LSI)的制造流程中,喷射沉积技术扮演了非常重要的角色。
喷射沉积锭坯控制系统(以下简称控制系统)是喷射沉积技术的关键设备之一,其主要功能是控制喷射沉积室内的气压、温度等参数,确保喷射沉积过程中的均匀性和稳定性。目前国内市场上主要以进口设备为主,自主研发控制系统对于提高国内半导体行业的产业水平，促进半导体工业的快速崛起具有重要的现实意义。
二.研究内容
本次中期报告的主要内容是控制系统的设计方案及实验分析结果,重点研究对象是沉积室的气体压力控制。
1.控制系统的设计方案
1.1系统架构
控制系统采用上位机和下位机并行处理,上位机主要负责人机交互界面、数据处理和结果显示等；下位机主要负责沉积室气压、温度等参数的采集和处理,以及对阀门进行开关控制,最终实现气体压力的控制。
如图1所示,控制系统的结构框图。
图1控制系统结构框图
1.2关键技术
(1)精度高的压力传感器
压力传感器是控制系统中最关键的部件之一,它对气压值的准确性和可靠性具有重要影响。因此,本系统采用精度高、响应速度快的压力传感器进行气压信号的采集。
(2)精度高的比例阀
比例阀是控制气体流量和气压的重要部件之一,它能根据控制信号改变阀的开度,从而控制气体的流速和压力。为了确保气压的稳定,本系统采用精度高的比例阀,其精度可达0.1%FS。
(3)自动控制算法
本系统采用PID控制算法对沉积室气压进行控制,该算法具有响应速度快、稳态误差小等优点,能够满足喷射沉积过程中对气压的精度要求。
2.实验分析结果
2.1气压控制实验
本次实验采用稳压气源,在气源输出口装有压力传感器,控制气源输出口的气压,使其稳定在设定值。将气体经过比例阀后送入沉积室,控制比例阀的开度,实现对气压的精确控制。
如图2所示,实验结果表明,本系统能够稳定地控制沉积室气压在0.5~1.5kPa之间,且精度可达0.1%FS。
图2气压控制实验结果
2.2系统稳定性测试
为了验证控制系统在长时间运行中的稳定性和可靠性,进行了系统稳定性测试。实验结果表明,系统在长时间运行中稳定性较好,能够满足实际工作需求。
三.结论与展望
在本次研究中,我们成功设计了喷射沉积锭坯控制系统,实现了对沉积室气压的精确控制。通过气压控制实验和系统稳定性测试,验证了系统的稳定性和可靠性。
未来,我们将进一步优化和完善控制系统的其他功能,如温度控制等,为国内半导体行业的发展做出更大的贡献。