Система автоматического управления процессом окисления кремния

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИСПУБЛИН 60 9 А 1) 5 С 01 В 33/12 7 00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССРОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСНОМ ДЕТЕЛЬСТВУ 12 б Р 40хничесикой О й инстиябрьскои ский Лол(54) СИСТЕМАЛЕНИЙ ПРОЦЕ (57) Изобре применения ти в устано ния кремния ход годной АВТОИАТИЧЕСКОГО УПРАВ ОМ ОКИСЛЕНИЯ КРЕМНИЯ ение предназначен химической промь ках термического и позволяет увели продукции (пластиндля шленноскисле ить вы 00 стем(21) 4398317/31- (22) 28,03.88 (4 б) 30. 10.90, Бюл. (71) Киевский полит тут им. 50-летия Ве социалистической ре (72) ПЛ.Бидюк, А,А и Л.П.Згуровская (53) бб,012-52 (088 (5 б) Авторское свид Р 382578, кл. С 01Авторское свидет Кф 535215, кл. С 01 Изобретение относится к си ам автоматического управления процессами термического окисления кремния в сухом кислороде и может быть использовано в химической промышленности в производстве окислов кремнияЦель изобретения - увеличение выхода готовой продукции.На Фиг. 1 приведена структурная схема системы автоматического управления процессом .окисления кремния; на Аиг, 2 - принципиальная схема бло ка численного интегрирования. ния с заданной толщиной окисла кремния) за счет повышения качества управления технологическим процессом. Цель достигается введением в контур управления датчика скорости подачи кислорода, датчика измерейия примеси в кислороде, датчика измерения примеси во внешней среде, аналого-. цифрового преобразователя, исполнительного механизма, клапана подачи кислорода, блока задания начальных условий, двух блоков численного интегрирования, двух блоков сравнения, двух блоков умножения, двух блоков памяти, цийроаналогового преобразователя. Перечисленные блоки обусловли- д вают.управление скоростью подачи кислорода в зависимости от примеси в кислороде и во внешней среде, которые оказывают влияние на скорость С роста окисла кремния. 2 ил,Система содержит (Лиг. 1) датчик 1 измерения скорости подачи кислорода Ч датчик 2 измерения примеси ьв кислороде, подаваемом в диффузионную печь 3, датчик 4 измерения примеси во внешней среде С , коммутатор 5, аналого-циАровой преобразователь (АЦП) б, первый блок 7 памяти блок 8 задания начальных условий, = первый блок 9 умножения, второй блок 10 умножения, первый блок 11 интегрирования, второй блок 12 численного интегрирования, второй блок 13 паЧрт ИО 10 аХОуст (9 010Х07 ейб;ОаХй)юО,Ох 1ке 25 30 35 5 16028П - внешний диаметр кварцевойтрубы;Б - растворимость примеси вкислороде,нРезультаты вычисления значения Ч,записываются во второй блок 13 памяти, где хранится также значение ско-.рости подачи кислорода Ч ", , вычисленное на предыдущем шаге. ВеличинаЧ, записывается также в первый блок7 памяти, где ему присваивается значение Ч," , Во втором блоке 12 интегрирования вычисляется по формулеСимпсона значение квадратичного интегрального критерия 1(Ч,), миними-.зация которого позволяет минимизировать ошибку отклонения концентрации.примеси в точках по длине диффузионной трубы от заданных значений 20концентрации примеси Х К тст ст т Ст,) - д с, + Сс,+Сс,-с, ) х хчст ст ст- с + с - с )ср вх ссст Цст (С + (С- С )"вк ср- с(с + с" ")хср ср срАХ(2) Значение 1(Ч",) записывается во второй блок 13 памяти, где также храКнится значение 1(Ч, ). Блок 12 работает аналогично блоку 11, В первом блоке 14 сравнения происходит сравнение значения квадратичного критерия для скорости движения кислорода Ч", и Ч Если 1(Ч,)(1(Ч, ), то значение в, в блоке 9 умножается 45 на постоянный мнохштель (, (например,Я = 2) и записывается новое значение Ч, и 1(Ч,) до тех пор, пока це будет выполнено условие 1(Ч",)1(Ч) . При этом, если на выходе блока 14 сравнения будет сигнал "1", то управление передается первому блоку 9 умножения. Если же на выходе блока 14 сравнения появится сигнал "О", то управление передается второму блоку 15 сравнения, в котором анализируется ; условие 1(Ч ) - 1(Ч )Р, где 3 - погрешность, с которой поддерживается в рабочей зоне печи профиль с59 6концентрации примеси С . Если дан- ное условие не выполняется, -о значение ( умножается во втором блоке 10,умножения ца постоянный множитель(например, Р = 0,1), и это новое значение записывается в первый блок 7 памяти, после чего вычисляют новые значения Ч, 1(Ч,), 1(Ч) (1(Ч) до тех пор, пока не выполцится условие1(Ч ) - 1(Ч)1 б О . При этом если ца выходе второго блока 15 сравнения будет сигнал "1", то управление передается второму локу 10 умножения. Если на линии связи блоков 15 и 16 появится сигнал "0", то управление будет передано вентильному регистру 16, который по данному условию передает новые значения скороскти подачи кислорода Ччерез цифроаналоговый преобразователь 17 ца исполнительный механизм 18 вентиля 19 подачи кислорода,Использование предлагаемой системы позволяет по сравнению с прототипом повысить в среднем на 103 количество кондиционных пластин за счет учета в управлении процессом возму" щающих воздействий. Формула.из обре теция Система автоматического управления процессом окисления кремния, содержащая датчик измерения скорости подачи кислорода, регулирующий кла- пан подачи кислорода и датчики измерения примеси в кислороде и исходном продукте, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения выхода готовой продукции, она дополнительно содержит блок задания начальных условий, два блока сравнения, два блока умножения, два блока памяти, аналого-циФровой и цифроаналоговыйпреобразователи, коммутатор, два блока численного интегрирования и вентильный регистр, при этом выходы датчиков измерения скорости подачи кислорода, примеси в кислороде и исходном продукте соединены с входами коммутатора, подключенного своим выходом к входу аналого-цифрового преобразователя, выход аналого-цифрового преобразователя параллельно связан с первачи входами первого блока памяти и второго блока численного интегрирования, первый выход блока заданий начальных условий параллельно подклю 7 1602859 8чен к вторым входам первого блока памяти и второго блока численного ин.тегрирования, а второй и третий выходы блока заданий начальных условийподключены соответствейно к первымвходам первого и второго блоков умножения, первый, второй и третий выходы первого блока памяти подключенысоответственно к входу первого блокаинтегрирования и вторым входам первого и второго блоков умножения, выходпервого блока интегрирования параллельно соединен с первым входом второго бЛока памяти и третьим входом,первого блока памяти, подключенногосвоим четвертым входом к выходу второго блока умножения, а пятым входом - к выходу первого блока умножения, выход второго блока численногоинтегрирования параллельно соединен с втоРым входом второго блока памяти и первыми входами первого и второ( го блоков сравнения, первый выход второго блока памяти параллельно подключен к вторым входам первого и второго блоков сравнения, второй и третий выходы - соответственно к третьему входу второго, блока численного интегрирования и первому входу вентильного регистра, выход первого ,блока сравнения параллельно связан с третьими входами второго блока сравнения и первого блока умножения, выход второго блока сравнения параллельно подключен к третьему входу второго блока умножения и второму входу вентильного регистра, выход которого через цифроаналоговый преобразователь соединен с регулирующим клапаном подачи кислорода., 1602859 Составитель Г. Ог Техред, Л. Сердакоав в едакто орректор С. Иевкун иштулине Заказ 3360 Тираж 411 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 оиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101