一种离子刻蚀微调机用挡板装置的制作方法

1.本发明涉及离子刻蚀微调机领域，具体是一种离子刻蚀微调机用挡板装置。


背景技术：

2.请参阅图1，原有机构原理为通过挡板控制电磁铁（材质通常为石墨或金属）关闭全部多路挡板机构上的挡板，通过离子枪和刻蚀电源产生高速的3ar离子流，同时网络分析仪通过π回路对石英晶振进测试，如果测试频率低于要求频率，通过挡板控制电磁铁打开相应电磁铁，待网络分析仪通过π回路对石英晶振进测试频率值等于或大于要求值时通过挡板控制电磁铁关闭相应电磁铁。
3.现有挡板机构是通过电磁铁带动石挡板，将高速的离子流挡住，阻断离子流对电极刻蚀。此机构缺点是通过电磁铁摆动带动挡板打开关闭控制离子流对晶体的刻蚀。当挡板关闭时挡板阻断了离子流对晶体的刻蚀，但离子流会对挡板进行刻蚀，这样挡板是一个消耗品，寿命大概在一周。电磁铁和石墨挡板不停的摆动过程中也会出现一些粉尘这样很容易对产品造成污染并且对挡板运行机构阻塞，造成不良品。需要改进。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种离子刻蚀微调机用挡板装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种离子刻蚀微调机用挡板装置，包括：挡板控制电源，用于控制高频电压输出；挡板控制数据线，用于将挡板控制电源输出电压输出给挡板安装控制电路板；挡板安装控制电路板，用于得电工作时对每路挡板产生电场，将23ar离子流停流在挡板处，并随着真空抽走排出真空室；多路挡板机构，用于隔开挡板与外界；挡板，用于停放23ar离子；挡板控制电源连接挡板控制数据线，挡板控制数据线连接挡板安装控制电路板，挡板设于多路挡板机构内腔；挡板控制电源包括：供电模块，用于供给220v交流电；第一变压整流模块，用于将220v交流电转化为直流电为第二集成控制模块供电；第二变压整流模块，用于将220v交流电转化为直流电为信号输出模块供电；第一集成控制模块，用于获得中央控制信号后输出一个pwm信号给第二集成控制模块；第二集成控制模块，用于接收到pwm信号后，输出稳定的正弦波，通过整流后得到稳定的控制电压；控制刻蚀通道通断，通道受此电场作用阻断离子通过，刻蚀停止；
信号输出模块，用于接收到微电脑控制，来选择性输出电压信号给挡板控制数据线；供电模块连接第一变压整流模块、第二变压整流模块、第一集成电控制模块，第一变压整流模块连接第二集成控制模块，第一集成控制模块连接第二集成控制模块，第二集成电路控制模块连接微电脑，第二变压整流模块连接信号输出模块，微电脑连接信号输出模块。
6.作为本发明再进一步的方案：供电模块包括接口cn1、熔断器f1、电感l1、电容c1、电容c4、电容c22、电容c23，接口cn1输入端连接220v交流电，接口cn1的第三端连接熔断器f1，接口cn1的第一端连接电容c1、电容c4、电容c23，熔断器f1的另一端连接电感l1，电感l1的另一端连接电容c1的另一端、电容c4的另一端、电容c22、第一集成控制模块，电容c22的另一端连接电容c23的另一端、第一变压整流模块、第二变压整流模块。
7.作为本发明再进一步的方案：第一变压整流模块包括变压器t1、二极管d8、二极管d9、二极管d10、二极管d11、电阻r4，变压器t1的输入端连接供电模块，变压器t1的输出端一端连接二极管d8的正极、二极管d10的负极，变压器t1的输出端另一端连接二极管d9的正极、二极管d11的负极，二极管d10的正极接地，二极管d11的正极接地，二极管d8的负极连接二极管d9的负极、电阻r4，电阻r4的另一端连接第二集成控制模块。
8.作为本发明再进一步的方案：第二变压整流模块包括变压器t2、二极管d12、二极管d13、二极管d14、二极管d15、电容c25、电容c26，变压器t2的输入端连接供电模块，变压器t2的输出端一端连接二极管d12的负极、二极管d13的正极，变压器t2水位输出端另一端连接二极管d15的正极、二极管d14的负极，二极管d12的正极连接二极管d14的正极、电容c25、电容c26，二极管d15的负极连接二极管d13的负极、电容c25的另一端、电容c26的另一端、电阻r24。
9.作为本发明再进一步的方案：第一集成控制模块包括集成电路u1，集成电路u1的1号引脚通过电阻r1o连接mos管q2的g极，mos管q2的d极连接供电模块、电阻r14，电阻r14的另一端连接电容c21、电容c21的另一端连接mos管q2的s极，集成电路u1的7号引脚通过电阻r9连接mos管q1的g极，mos管q1的d极连接供电模块，mos管q1的s极连接mos管q2的d极，集成电路u1的2号引脚连接mos管q2的s极，集成电路u1的3号引脚通过电容c19连接mos管q2的s极。
10.作为本发明再进一步的方案：第二集成控制模块包括集成电路u2，集成电路u2的17号引脚连接集成电路u1的12号引脚，集成电路u2的13号引脚连接集成电路u1的10号引脚，集成电路u2的6号引脚连接电阻r2、光耦pc1的第二端，电阻r2的另一端连接15v电压，光耦pc1的第一端接地，光耦pc1的第三端连接15v电压，光耦pc1的第四端连接微电脑的第一端。
11.作为本发明再进一步的方案：信号输出模块包括mos管q3、光耦pc2，光耦pc2的第一端通过电阻r20连接微电脑的第四端，光耦pc2的第二端接地，光耦pc2的第三端连接电阻r57、mos管q3的g极，电阻r57的另一端连接15v电压，光耦pc2的第四端连接mos管q3的s极，电阻r29，电阻r29的另一端连接电感l2，电感l2的另一端连接挡板控制数据线，微电脑的第二端通过电阻r56连接二极管d15的负极，微电脑的第三端依次通过电阻r60、电阻r59连接mos管q3的d极、二极管d12的正极。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明与原有挡板机构相比，由开关速度从原来的10ms~30ms提高到1ms以内，原有挡板为机械结构，会产生一定的机械磨损，故障率比较高；电子挡板不会产生机械磨损；第一集成模块产生的0-500v电压通过tp1接在多路挡板机构上，作为挡板控制电源，当网络分析仪检测到石英晶振和π回路产生的适合信号后反馈，通过挡板控制数据线控制挡板控制电源在刻蚀通道上的电压通断，通道受此电场作用阻断或开启ar离子通过，实现刻蚀电子挡板功能。
13.附图说明
14.图1为原有挡板机构的原理图。
15.图2为一种离子刻蚀微调机用挡板装置的原理图。
16.图3为挡板控制电源的电路图。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.请参阅图2和图3，一种离子刻蚀微调机用挡板装置，包括：挡板控制电源，用于控制高频电压输出；挡板控制数据线，用于将挡板控制电源输出电压输出给挡板安装控制电路板；挡板安装控制电路板，用于得电工作时对每路挡板产生电场，将23ar离子流停流在挡板处，并随着真空抽走排出真空室；多路挡板机构，用于隔开挡板与外界；挡板，用于停放23ar离子；挡板控制电源连接挡板控制数据线，挡板控制数据线连接挡板安装控制电路板，挡板设于多路挡板机构内腔；挡板控制电源包括：供电模块，用于供给220v交流电；第一变压整流模块，用于将220v交流电转化为直流电为第二集成控制模块供电；第二变压整流模块，用于将220v交流电转化为直流电为信号输出模块供电；第一集成控制模块，用于获得中央控制信号后输出一个pwm信号给第二集成控制模块；第二集成控制模块，用于接收到pwm信号后，输出稳定的正弦波，通过整流后得到稳定的控制电压；控制刻蚀通道通断，通道受此电场作用阻断离子通过，刻蚀停止；信号输出模块，用于接收到微电脑控制，来选择性输出电压信号给挡板控制数据线；供电模块连接第一变压整流模块、第二变压整流模块、第一集成电控制模块，第一变压整流模块连接第二集成控制模块，第一集成控制模块连接第二集成控制模块，第二集
成电路控制模块连接微电脑，第二变压整流模块连接信号输出模块，微电脑连接信号输出模块。
19.在具体实施例中：请参阅图2和图3，第一集成模块产生的0-500v电压通过tp1接在多路挡板机构上，作为挡板控制电源，当网络分析仪检测到石英晶振和π回路产生的适合信号后反馈，通过挡板控制数据线控制挡板控制电源在刻蚀通道上的电压通断，通道受此电场作用阻断或开启ar离子通过，实现刻蚀电子挡板功能。
20.在本实施例中：请参阅图3，供电模块包括接口cn1、熔断器f1、电感l1、电容c1、电容c4、电容c22、电容c23，接口cn1输入端连接220v交流电，接口cn1的第三端连接熔断器f1，接口cn1的第一端连接电容c1、电容c4、电容c23，熔断器f1的另一端连接电感l1，电感l1的另一端连接电容c1的另一端、电容c4的另一端、电容c22、第一集成控制模块，电容c22的另一端连接电容c23的另一端、第一变压整流模块、第二变压整流模块。
21.接口cn1为常见三孔插座，第一端、第三端对应火线和零线，第二端对应地线；熔断器f1防止电路电流过大。
22.在本实施例中：请参阅图3，第一变压整流模块包括变压器t1、二极管d8、二极管d9、二极管d10、二极管d11、电阻r4，变压器t1的输入端连接供电模块，变压器t1的输出端一端连接二极管d8的正极、二极管d10的负极，变压器t1的输出端另一端连接二极管d9的正极、二极管d11的负极，二极管d10的正极接地，二极管d11的正极接地，二极管d8的负极连接二极管d9的负极、电阻r4，电阻r4的另一端连接第二集成控制模块。
23.变压器t1将220v交流电转化为低伏交流电，二极管d8、二极管d9、二极管d10、二极管d11构成桥式整流电路，将低伏交流电转化为直流电。
24.在本实施例中：请参阅图3，第二变压整流模块包括变压器t2、二极管d12、二极管d13、二极管d14、二极管d15、电容c25、电容c26，变压器t2的输入端连接供电模块，变压器t2的输出端一端连接二极管d12的负极、二极管d13的正极，变压器t2水位输出端另一端连接二极管d15的正极、二极管d14的负极，二极管d12的正极连接二极管d14的正极、电容c25、电容c26，二极管d15的负极连接二极管d13的负极、电容c25的另一端、电容c26的另一端、电阻r24。
25.变压器t2将220v交流电转化为低伏交流电，二极管d12、二极管d13、二极管d14、二极管d15构成桥式整流电路，将低伏交流电转化为直流电，电容c25、电容c26对直流电进行滤波处理，滤波后的电压供给信号输出模块。
26.在本实施例中：请参阅图3，第一集成控制模块包括集成电路u1，集成电路u1的1号引脚通过电阻r1o连接mos管q2的g极，mos管q2的d极连接供电模块、电阻r14，电阻r14的另一端连接电容c21、电容c21的另一端连接mos管q2的s极，集成电路u1的7号引脚通过电阻r9连接mos管q1的g极，mos管q1的d极连接供电模块，mos管q1的s极连接mos管q2的d极，集成电路u1的2号引脚连接mos管q2的s极，集成电路u1的3号引脚通过电容c19连接mos管q2的s极。集成电路u1是开关电源脉宽调制型控制器。采用固定频率，脉冲宽度调制（脉宽调制）技术。芯片电路包括电压调节器，误差放大器，可编程振荡器，脉冲指导触发器，两个末级输出晶体管，高增益的比较器，以及限流和关断电保护电路。
27.在本实施例中：请参阅图3，第二集成控制模块包括集成电路u2，集成电路u2的17号引脚连接集成电路u1的12号引脚，集成电路u2的13号引脚连接集成电路u1的10号引脚，
集成电路u2的6号引脚连接电阻r2、光耦pc1的第二端，电阻r2的另一端连接15v电压，光耦pc1的第一端接地，光耦pc1的第三端连接15v电压，光耦pc1的第四端连接微电脑的第一端。集成电路u2是大功率mosfet和igbt专用栅极驱动集成电路，可驱动同一桥臂两路，具有独立的低端和高端输入通道，偏值电压高(《 600 v )，驱动能力强，内设欠压封锁，并设有外部保护封锁端口。尤其是上管驱动采用外部自举电容上电，使得驱动电源路数目较其他ic驱动大大减小。
28.在本实施例中：请参阅图3，信号输出模块包括mos管q3、光耦pc2，光耦pc2的第一端通过电阻r20连接微电脑的第四端，光耦pc2的第二端接地，光耦pc2的第三端连接电阻r57、mos管q3的g极，电阻r57的另一端连接15v电压，光耦pc2的第四端连接mos管q3的s极，电阻r29，电阻r29的另一端连接电感l2，电感l2的另一端连接挡板控制数据线，微电脑的第二端通过电阻r56连接二极管d15的负极，微电脑的第三端依次通过电阻r60、电阻r59连接mos管 q3的d极、二极管d12的正极。
29.微电脑的第四端发出高频率信号，使得光耦pc2的内部发光二极管高频率发光，进而光耦pc2内部光敏三极管高频率导通，进一步使得mos管q3导通状况改变，以此高频率输出信号给挡板控制数据线，进而高频率控制挡板安装控制电路板控制挡板开关和抽走23ar离子，进而将挡板开关速度从原来的10ms~30ms提高到1ms以内。
30.微电脑第二端、第三端发出的信号最终通过电阻r24也可接入挡板控制数据线，以此提高输出给挡板控制数据线的信号频率。
31.本发明的工作原理是：挡板控制电源控制高频电压输出，挡板控制数据线将挡板控制电源输出电压输出给挡板安装控制电路板，挡板安装控制电路板得电工作时对每路挡板产生电场，将23ar离子流停流在挡板处，并随着真空抽走排出真空室，多路挡板机构隔开挡板与外界，挡板停放23ar离子。
32.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
33.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。