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1、10申请公布号CN102004449A43申请公布日20110406CN102004449ACN102004449A21申请号200910090669322申请日20090903G05B19/04200601G05D3/14200601H02P1/2620060171申请人北京中科信电子装备有限公司地址101111北京市中关村科技园通州园光机电一体化产业基地兴光二街6号北京中科信电子装备有限公司72发明人彭彬孙雪平袁卫华谢均宇彭立波54发明名称一种分析光栏的控制系统57摘要本发明公开了一种调节分析光栏的控制系统，特别涉及半导体制造中离子注入机分析器出口所用的分析光栏电极的控制，属于半导体器件制。
2、造的控制领域。包括主控制器、模拟量控制及采集电路、DC电机、高精密电位器、三相交流电机、接触器、转速计和电机反馈控制驱动电路；其中模拟量控制电路将主控制器发出的分析缝位置信号处理为电压信号与装在DC电机上的高精密电位器采集的电压信号进行比较，经PID电路处理后，与电压反馈信号和电流反馈信号构成双闭环来控制电机迅速稳定在目的地。本发明实用性强，消除了干扰信号引起的电压尖峰，从根本上提高了系统抗干扰的能力；此系统在电流反馈控制驱动电路中设有过流保护电路，使系统更加安全可靠。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页CN102004462A1/1页。
3、21一种新型的分析光栏的控制系统，它包括主控制器、模拟量输出控制电路板、DC电机、固态接触器、三相交流电机、电位器、转速计和反馈控制及直流电机驱动电路板，其特征在于所述的主控制器通过光纤与模拟量控制及采集电路连接，该分析光栏为沿X水平方向移动，其移动位置是通过主控制器定位的；所述的模拟量控制及采集电路与电机反馈控制驱动电路和固态接触器连接，模拟量控制电路将主控制器发出的分析缝位置信号处理为电压信号与装在DC电机上的高精密电位器采集的电压信号进行比较，经电机反馈控制驱动电路处理后输送给DC电机和启动三相交流电机，带动分析缝运动到指定的位置；另主控制器发的三相电机启动信号，触发三相电机接触器，启动。
4、三相交流电机，并通过装转轴上的转速计，实时检测交流电机旋转速度。2根据权利要求书1所述的分析光栏的控制系统，其特征在于所述的固态接触器为软启动三相电机固态接触器。3根据权利要求书1所述的分析光栏的控制系统，其特征在于所述的一个电位器为旋转式的高精度电位器。4根据权利要求书1所述的分析光栏的控制系统，其特征在于所述的转速计为集成式转速计。5根据权利要求书1所述的分析光栏的控制系统，其特征在于所述的电机反馈控制驱动电路板包括电机驱动电路，PID电路，双闭坏控制电路以及过流保护电路。权利要求书CN102004449ACN102004462A1/3页3一种分析光栏的控制系统技术领域0001本发明是一种。
5、控制技术，特别涉及半导体制造中离子注入机分析器出口所用的分析光栏电极的控制，属于半导体器件制造的控制领域。背景技术0002随着半导体行业的迅猛发展，半导体设备对工艺的要求也越来越高，离子注入机的束流传输效率好和束流品质高是满足注入工艺的基本要求，控制表面颗粒的需要变得越来越关键，而作为颗粒控制的关键部件分析光栏，在离子注入机的光路系统中，其缝宽及三相交流电机的旋转速度对束流的传输效率和束流品质起着非常重要的作用。然而，根据不同能量、不同质量、不同电荷态的离子进入束线系统，分析光栏缝隙宽度最佳的位置和三相交流旋转电机的转速要求也可能不同，与以往采用固定的分析光栏缝不同的是，当前的国内外大部分离子。
6、注入机都是采用可调节的分析光栏缝来适应这种需求。由于分析光栏处于分析器出口附近，所处的环境是离子注入机的较高电位，干扰信号较强，所以要求调节的稳定性和可靠性很高，这就给分析光栏的控制系统提出了很高的要求。0003因此，我们设计了一种控制分析光栏的调节方式，通过双闭环反馈的控制分析光栏缝宽，不但抗干扰能力强，而且具有过流保护功能，及对三相交流电机的转速进行实时监测，能满足调节稳定性和可靠性要求。发明内容0004本发明是针对现有技术中难以实现分析光栏的缝宽稳定和可靠的控制，以及同时监测三相交流电机转速，而设计了一套双闭环控制电路控制DC电机，调节分析光栏缝宽，稳定在最合适的位置，同时通过转速计对三。
7、相交流电机转速进行监测。0005本发明通过以下技术方案实现0006实现这种束线系统运动部件的控制技术包括一个主控制器、一模拟量控制及采集电路板、一个直流电机、一个固态接触器、一个三相交流电机、一个电位器、一个转速计和一块反馈控制及直流电机驱动电路板，具体原理框图如图1所示。0007所述的主控制器为工控机，用于用来根据不同能量、不同质量、不同电荷态的离子进入束线系统，来决定调节分析光栏缝宽的数值大小，以及监控电机实际的状态和数据。0008所述的模拟量控制及采集电路板是通用的模拟量控制电路板，用于执行通过光纤从主控制器发送的命令，输出电压信号给直流电机；0009所述的一个直流电机为直接调节分析光栏。
8、缝宽运动的执行部件，可以带动部件在连轴上以分析器出口中心向左右方向运动；0010所述的一个固态接触器为软启动三相电机用固态接触器，直接用来实现三相电机的平稳启动和停止；0011所述的一个电位器为高精度旋转式电位器，用于给电机驱动板提供分析光栏直流电机的电机采样电压，它装在直流电机的转轴上，电机在带动分析缝运动的同时，电位器的说明书CN102004449ACN102004462A2/3页4电压也随之变化，这样就能实时反馈分析光栏缝的位置电压信号；0012所述的一个转速计为集成式转速计，用于对三相交流电机进行速度采样，它装在三相电机的转轴上，电机旋转速度发生变化的同时，转速计采样的电压也随之变化，。
9、这样就能实时检测三相电机的旋转速度0013所述的反馈控制驱动电路板是本分析光栏控制系统的重点，通过主控制器发出的命令控制的电机的运动，同时利用闭环控制的原理，将反馈的位置电压信号通过运算放大器和模拟控制板输出的目标位置的电压信号作比较，从而输出一个调节信号，再通过驱动电路输出给直流电机，驱动电机运行。若电机的负载电流超过设定置时，驱动电路板的内置继电器失电，将断开电机供电，起到保护电路的作用具体原理框图如图2所示。0014本发明具有如下显著优点00151采用双闭环控制原理，将控制信号与分析光栏缝的位置反馈信号比较输出，再经PID电路与内部电压反馈信号和电流反馈信号进行比较来控制输出，消除了干扰。
10、信号引起的电压尖峰的状况，提高了系统的稳定性，从根本上解决了输出控制信号的抗干扰问题。00162通过转速计对三相电机旋转速度进行实时检测，00173设有过流保护电路，使系统更加安全可靠00184采用闭环控制原理，分析光栏缝的位置反馈信号参与控制电机运动，使电路进行自动调节，让电机稳定在设定值。附图说明0019图1为本发明的分析光栏控制原理框图。0020图2为本发明的反馈控制驱动电路原理框图。具体实施方式0021下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步介绍，但不作为对本发明新型的限定。0022举例说明，在引束的过程中，调节分析缝的位置以寻找系统的最佳束流。如图1所示，主控制器发送调节分析缝移动的。
11、命令，通过模拟量控制及采集电路将主控制器发送的位置信号转变成电压信号传送给反馈控制及电机驱动电路，该电路板将电压信号进行处理后，能够驱动直流电机运动，带动分析缝移动到目标位置，此时，主控制器根据反馈回来的信号判断是否达到目的位置，做出进一步的调整，并内部电压和电流反馈回路构成一个双闭环的控制电路。另外，主控制器也发送一个启动三相交流电机命令，通过模拟量控制及采集电路触发三相电机接触器启动三相交流电机，并通过转速计对其旋转速度进行实时检测和采集，经模拟量控制及采集电路返回工控机使整个系统工作在一个稳定的状态。0023如图2所示反馈控制驱动电路板使系统调节电机的过程变得更加安全和可靠。工控机发出调。
12、节分析光栏缝的命令时，负载反馈电流在设定置以下时，继电器K得电吸合，使当前直流电机与电机驱动电路连通。通过电位器监测到的分析光栏05V位置反馈信号与05V的控制信号输出给反馈控制进行比较构成外闭环，电压反馈信号和电流反馈信号与经PID电路处理后的信号组成的电压和电路，构成系统的内闭环，当控制电压大于反馈电压时，假如设定控制电压信号输入端为反相输入端，而此时比较器A1处理后输出为负值，经说明书CN102004449ACN102004462A3/3页5PID电路处理，再与内部电流电压进行比较，得到的差值信号经电机驱动电路后输出给直流电机，使电机将朝某个方向旋转，当电机旋转过程中，安装在转轴上的电位。
13、器也随之旋转，反馈的电压随之增加，当反馈电压值与控制电压值相等时，A1比较器同相端和反相端几乎相等时，A1输出的比较值为零，电机驱动电路输出电压也变为零，电机停止运动；此时，电机位置被稳定在目标值，当干扰出现时，双闭环反馈控制电路能自动调节使输出信号迅速稳定下来，满足控制要求。相反，当输出的控制电压小于反馈电压时，A1输出的信号电压值反相，电机驱动电路输出给电机的电压信号也随之反相，电机将朝相反的方向运动，最终稳定在目标位置。在工作过程中，如采集到的负载电流值超过设定的保护值时，继电器K1线包失电，将切断直流电机输出电机迅速停止运动确保系统的工作在安全可靠状态下。0024本发明的特定实施例已对本发明的内容做了详尽说明。对本领域一般技术人员而言，在不背离本发明精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都构成对本发明新型专利的侵犯，将承担相应的法律责任。说明书CN102004449ACN102004462A1/1页6图1图2说明书附图CN102004449A。