步进电机的位置校准装置、射频匹配器及半导体设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种可变电容步进电机的位置校准装置、射频匹配器及半导体设备，该可变电容步进电机的位置校准装置包括：校准组件，设置在所述步进电机的转轴上，随所述转轴同轴旋转，且所述校准组件上设置有用于标识所述转轴的单位旋转角度的标识结构，所述单位旋转角度等于所述步进电机的步距角；测控单元，用于检测所述标识结构，根据检测结果生成位移脉冲信号，并根据所述位移脉冲信号确定所述步进电机的位置。通过本发明专利技术，提高了匹配器的可靠性。

Position calibration device, RF matcher and semiconductor equipment for stepper motor

【技术实现步骤摘要】
步进电机的位置校准装置、射频匹配器及半导体设备
本专利技术涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种可变电容步进电机的位置校准装置、射频匹配器及半导体设备。
技术介绍
目前，典型的射频放电等离子体发生系统如图1所示，包括：射频电源、自动阻抗匹配器以及位于等离子体发生腔室中的电感耦合线圈或静电卡盘(图中未示)，电感耦合线圈或静电卡盘与射频电源连接；对于等离子发生腔室，其等效阻抗值会随工艺进行不断变化，当射频电源的特性阻抗与负载的阻抗不共轭匹配时，可能产生功率反射，不仅会造成功率浪费，同时反射回的电源还会对射频电源本身造成损害，而自动阻抗匹配器可以消除功率反射，并保证等离子体发生腔室从射频电源获得最大功率。如图2所示为现有的一种自动阻抗匹配器，其由射频传感器、控制器、第一可变电容C1’、第二可变电容C2’、第一步进电机M1’、第二步进电机M2’，第一步进电机M1’带动第一可变电容C1’旋转，第二步进电机M2’带动第二可变电容C2’旋转；控制器控制第一步进电机M1’与第二步进电机M2’反转运动至零点后，控制第一步进电机M1’正转运动到第一预设位置，控制第二步进电机M2’正转运动到第二预设位置；当射频传感器检测到传输线上有射频电源的射频功率输入时，控制器根据射频传感器输出的信号运行匹配控制算法，控制第一步进电机M1’与第二步进电机M2’的调整量，最终使得自动匹配器输入端阻抗与射频电源恒定输出阻抗达到共轭匹配。当射频传感器检测到传输线上无射频电源的射频功率输入时，控制器控制第一步进电机M1’返回第一预设位置、第二步进电机M2’返回第二预设位置。进一步，为了缩短工艺匹配时间，实现快速匹配，往往需要提高步进电机的转速，但是在高转速或者机械摩擦情况下，往往容易出现控制器发了脉冲而电机并未旋转的情况，即步进电机丢步现象，随着自动匹配器匹配次数的增多，步进电机丢步不断积累，第一可变电容与第二可变电容偏离第一预设位置与第二预设位置会越来越严重，直至匹配器不能匹配，导致工艺中断。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种可变电容步进电机的位置校准装置、射频匹配器及半导体设备。为实现本专利技术的目的而提供一种可变电容步进电机的位置校准装置，包括：校准组件，设置在所述步进电机的转轴上，随所述转轴同轴旋转，且所述校准组件上设置有用于标识所述转轴的单位旋转角度的标识结构，所述单位旋转角度等于所述步进电机的步距角；测控单元，用于检测所述标识结构，根据检测结果生成位移脉冲信号，并根据所述位移脉冲信号确定所述步进电机的位置。优选地，所述校准组件包括：光栅盘，设置在所述步进电机的转轴上，随所述转轴同轴旋转；所述标识结构包括：设置在所述光栅盘上的多个透光孔，多个所述透光孔呈环状均匀分布在所述光栅盘上，其中，任意相邻的两个所述透光孔对应的圆心角等于所述单位旋转角度。优选地，所述测控单元包括：光电传感器、光电耦合器和处理器，其中，所述光电传感器用于向所述光栅盘上设置有所述透光孔的区域发射光信号，所述光信号随着所述光栅盘的旋转通过所述透光孔或被遮挡；所述光电传感器还用于检测所述光信号是否通过所述透光孔，并根据检测结果交替地输出高电平和低电平，形成所述位移脉冲信号；所述光电耦合器用于将所述位移脉冲信号转换为电压方波信号，并发送至所述处理器；所述处理器用于根据所述电压方波信号的上升沿和/或下降沿确定是否检测到了所述位移脉冲信号，并根据检测结果确定所述步进电机的位置，其中，在向所述步进电机发送了正转驱动脉冲且检测到了所述位移脉冲信号时，使所述步进电机的位置的计数加1，在向所述步进电机发送了反转驱动脉冲且检测到了所述位移脉冲信号时，使所述步进电机的位置的计数减1，在向所述步进电机发送了所述正转驱动脉冲或所述反转驱动脉冲但没检测到所述位移脉冲信号时，所述步进电机的位置的计数不变。优选地，所述校准组件包括：旋转导电盘，设置在所述步进电机的转轴上，随所述转轴同轴旋转；固定导电盘，与所述旋转导电盘相对设置，与所述转轴同轴设置，且在所述转轴旋转时固定不动；所述标识结构包括：；多个第一透光孔，多个所述第一透光孔呈环状均匀分布在所述旋转导电盘上，其中，任意相邻的两个所述第一透光孔对应的圆心角等于所述单位旋转角度；多个第二透光孔，多个所述第二透光孔呈环状均匀分布在所述固定导电盘上，其中，任意相邻的两个所述第二透光孔对应的圆心角等于所述单位旋转角度。优选地，所述测控单元包括：电源，用于提供第一交流电压；电容检测电路，用于将所述第一交流电压转换为随所述固定导电盘与所述旋转导电盘之间电容变化而变化的第二交流电压，并将所述第二交流电压转换为所述位移脉冲信号；处理器，用于基于数模转换功能检测所述位移脉冲信号，并根据检测结果确定所述步进电机的位置，其中，在向所述步进电机发送了正转驱动脉冲且检测到了所述位移脉冲信号时，使所述步进电机的位置的计数加1，在向所述步进电机发送了反转驱动脉冲且检测到了所述位移脉冲信号时，使所述步进电机的位置的计数减1，在向所述步进电机发送了所述正转驱动脉冲或所述反转驱动脉冲但没检测到所述位移脉冲信号时，所述步进电机的位置的计数不变。优选地，所述电容检测电路包括：运算放大器，其反向输入端通过一固定电容与所述电源连接，所述反向输入端还与所述旋转导电盘连接，其正向输入端接地，其输出端与所述固定导电盘连接，用于在所述旋转导电盘旋转时，将所述第一交流电压转换为随所述固定导电盘与所述旋转导电盘之间电容变化而变化的所述第二交流电压；二极管，其正极端与所述运算放大器的输出端连接，其负极端与所述处理器连接，用于将所述第二交流电压转换为所述位移脉冲信号，并传送给所述处理器。优选地，所述校准组件包括：导电盘、导电板；所述标识结构包括：设置在所述导电盘上的多个透光孔，多个所述透光孔呈环状均匀分布在所述导电盘上，其中，任意相邻两个所述透光孔对应的圆心角等于所述单位旋转角度；其中，所述导电盘与所述转轴同轴设置；所述导电板与所述导电盘设置有所述透光孔的区域相对设置，且大小与所述透光孔相同；在所述转轴旋转时，所述导电板与所述导电盘进行相对运动。优选地，所述测控单元包括：电源，用于提供第三交流电压；电容检测电路，用于将所述第三交流电压转换为随所述导电盘与所述导电板之间电容变化而变化的第四交流电压，并将所述第四交流电压转换为所述位移脉冲信号；处理器，用于基于数模转换功能检测所述位移脉冲信号，并根据检测结果确定所述步进电机的位置，其中，在向所述步进电机发送了正转驱动脉冲且检测到了所述位移脉冲信号时，使所述步进电机的位置的计数加1，在向所述步进电机发送了反转驱动脉冲且检测到了所述位移脉冲信号时，使所述步进电机的位置的计数减1，在向所述步进电机发送了所述正转驱动脉冲或所述反转驱动脉冲但没检测到所述位移脉冲信号时，所述步进电机的位置的计数不变。根本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可变电容步进电机的位置校准装置，其特征在于，包括：/n校准组件，设置在所述步进电机的转轴上，随所述转轴同轴旋转，且所述校准组件上设置有用于标识所述转轴的单位旋转角度的标识结构，所述单位旋转角度等于所述步进电机的步距角；/n测控单元，用于检测所述标识结构，根据检测结果生成位移脉冲信号，并根据所述位移脉冲信号确定所述步进电机的位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种可变电容步进电机的位置校准装置，其特征在于，包括：
校准组件，设置在所述步进电机的转轴上，随所述转轴同轴旋转，且所述校准组件上设置有用于标识所述转轴的单位旋转角度的标识结构，所述单位旋转角度等于所述步进电机的步距角；
测控单元，用于检测所述标识结构，根据检测结果生成位移脉冲信号，并根据所述位移脉冲信号确定所述步进电机的位置。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述校准组件包括：光栅盘，设置在所述步进电机的转轴上，随所述转轴同轴旋转；
所述标识结构包括：设置在所述光栅盘上的多个透光孔，多个所述透光孔呈环状均匀分布在所述光栅盘上，其中，任意相邻的两个所述透光孔对应的圆心角等于所述单位旋转角度。


3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述测控单元包括：光电传感器、光电耦合器和处理器，其中，
所述光电传感器用于向所述光栅盘上设置有所述透光孔的区域发射光信号，所述光信号随着所述光栅盘的旋转通过所述透光孔或被遮挡；
所述光电传感器还用于检测所述光信号是否通过所述透光孔，并根据检测结果交替地输出高电平和低电平，形成所述位移脉冲信号；
所述光电耦合器用于将所述位移脉冲信号转换为电压方波信号，并发送至所述处理器；
所述处理器用于根据所述电压方波信号的上升沿和/或下降沿确定是否检测到了所述位移脉冲信号，并根据检测结果确定所述步进电机的位置，其中，在向所述步进电机发送了正转驱动脉冲且检测到了所述位移脉冲信号时，使所述步进电机的位置的计数加1，在向所述步进电机发送了反转驱动脉冲且检测到了所述位移脉冲信号时，使所述步进电机的位置的计数减1，在向所述步进电机发送了所述正转驱动脉冲或所述反转驱动脉冲但没检测到所述位移脉冲信号时，所述步进电机的位置的计数不变。


4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述校准组件包括：
旋转导电盘，设置在所述步进电机的转轴上，随所述转轴同轴旋转；
固定导电盘，与所述旋转导电盘相对设置，与所述转轴同轴设置，且在所述转轴旋转时固定不动；
所述标识结构包括：；
多个第一透光孔，多个所述第一透光孔呈环状均匀分布在所述旋转导电盘上，其中，任意相邻的两个所述第一透光孔对应的圆心角等于所述单位旋转角度；
多个第二透光孔，多个所述第二透光孔呈环状均匀分布在所述固定导电盘上，其中，任意相邻的两个所述第二透光孔对应的圆心角等于所述单位旋转角度。


5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述测控单元包括：
电源，用于提供第一交流电压；
电容检测电路，用于将所述第一交流电压转换为随所述固定导电盘与所述旋转导电盘之间电容变化而变化的第二交流电压，并将所述第二交流电压转换为所述位移脉冲信号；
处理器...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建生，张磊，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11