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基于PLC的半导体扩散/氧化工艺控制系统的研制
高温扩散/氧化系统是半导体器件、集成电路制造过程中用于对晶片进行扩散、氧化、退火及合金等工艺的一种热加工设备，也适用于对其他材料的特殊温度工艺处理，是一种用于长时间连续工作、高精度、高稳定性的自动控制设备。在半导体生产过程中，扩散炉炉温控制的精度及其工作的稳定性已成为半导体产品质量的决定性因素。然而，在传统的控制中，扩散炉的控制管理都是由基于单片机的仪器仪表来完成，其温度控制精度、生产工艺控制能力以及自动运行能力较低，难以实现集中管理，从而导致了产品质量差、生产效率低的缺陷。 系统针对我国半导体扩散/氧化工艺技术发展现状开发设计，采用先进、可靠的PLC为控制核心，以触摸屏为人机界面，配以高精度温度检测电路，采用模糊自整定PID为控制器，可实现复杂的工艺温度控制。具有检测、控制精度高、工作过程稳定性好、控制参数自整定、设定参数方便等特点。 1 半导体扩散/氧化工艺流程 高温扩散/氧化系统主要由扩散炉、净化工作台、推拉舟系统、气源柜等组成。半导体器材生产过程中扩散/氧化工艺流程为：1）将扩散炉的温度按一定的温度工艺升温至特定的温度，并保证炉内处于恒温状态;2）将操作人员放在推拉舟托盘上所要扩散的晶圆经推拉装置送入扩散炉内;3）在扩散炉保持特定的恒温条件下，向扩散炉内注入各种要参杂的气体。整个参杂过程要保证炉体内形成一个特定的恒温区，才能使晶圆扩散均匀。所以温度控制是扩散工艺控制系统中最重要的环节，控制效果的好坏直接决定着半导体扩散的质量。 2 系统硬件设计 根据半导体扩散/氧化工艺过程的要求，即既要实现整个工艺控制过程自动化又要实现半导体扩散/氧化工艺要求。系统以PLC为核心，液晶触摸屏为人机界面，采用自行研制的JC-9温度检测模块实现温度的采集等。系统硬件结构如图所示。
Beckhoff IE2021-0000
Beckhoff IE2401-0000
Beckhoff IE2403-0000
Beckhoff Lightbus IL2301 B200-0000
Beckhoff CANopen IL2301 B518-000
Beckhoff IE2403-0000
Beckhoff KL9100
Beckhoff EL1018
Beckhoff CX1010-0021
Beckhoff KM2002 KM20020000
Beckhoff KM1002 KM1002 0000
Beckhoff AX5203-0000
Beckhoff AM3031-0C00 AKM31C-ANCNR-00
Beckhoff AM3051-0G00 AKM51G-ANCNR-00
Beckhoff AM3062-0K01-000?0
Beckhoff CX1500-B310
Beckhoff KL9080
Beckhoff CPU Modul CX1001-0111 CX1000-COOL
BECKHOFF KL3162
Beckhoff AX5203-0000
Beckhoff Industrie PC C3230TP
BECKHOFF KL5101
Stück BECKHOFF BusKlemme KL1052
BECKHOFF Busklemme KL1052-0000
BECKHOFF EL6001
BECKHOFF CX1100-0920
Beckhoff Stepper Motor AS1060-1120+Dre?hgeber
BECKHOFF CX1020-0123 incl. CX1900-0023
Beckhoff EL9187
Beckhoff AX2006-AS S60601-520 + SERCOS
Beckhoff AX2503-B750
Beckhoff KL3022-0000
Beckhoff KL4022
Beckhoff KL4132
Beckhoff KL9110-0000
Beckhoff KL3062
Beckhoff IE1011-0000
Beckhoff KL2114
BECKHOFF KL9010
Beckhoff KL4112/ 2-K
Beckhoff KL 4002
Beckhoff KL6001 RS232C
Beckhoff AX2523-B750
Beckhoff KL5111-0000
Beckhoff KL9190
Beckhoff KL1114 4-Kanal
Beckhoff II/O BK2000
Beckhoff KL2012
BECKHOFF IE2041
SAE Stahl Provikom MT-60 RS-422/485
Beckhoff BK4010
Beckhoff BK4000
Beckhoff Profibus Coupler BK3010
Beckhoff AX5101-0000
Beckhoff KL3311
Beckhoff KL 1408
Beckhoff AX5112-0000
Beckhoff AX2500.0
Beckhoff AX2513-B200 S403AM-EN-520
Beckhoff AX2523-B200
Beckhoff AX2506-B200
Beckhoff AX2513-B200
Beckhoff AX2503-B200
Beckhoff AX5125-0000
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