一种基于PLC在金刚石生长系统中的控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于PLC在金刚石生长系统中的控制方法，包括：PLC控制器根据流程启动信号控制和真空系统中元件的反馈信号对真空系统进行抽气控制流程；PLC控制器根据真空系统中元件的反馈信号对真空系统进行工艺控制流程以进入金刚石生长流程；在金刚石生长流程中，PLC控制器根据从上位机获取的生长信息配方表，利用真空系统进行真空压力控制、利用耔晶载物盘系统进行生长位置控制、利用辉光系统进行辉光控制，同时利用工艺气体系统进行工艺气体控制；PLC控制器根据工艺停止信号和真空系统中元件的反馈信号对真空系统进行排气控制流程，使真空腔体内的压力恢复至常压。该方法在PLC的协同下实现了更安全更智能化的金刚石生长控制。

【技术实现步骤摘要】
一种基于PLC在金刚石生长系统中的控制方法
本专利技术属于自动控制
，具体涉及一种基于PLC在金刚石生长系统中的控制方法。
技术介绍
目前，在采用CVD方式进行金刚石生长的过程中，需要对真空环境、等离子体产生、生长位置以及生长条件进行调节控制，金刚石生长结果的好坏受以上几点因素综合影响。现有的金刚石生长系统中以上各个因素采用独立控制方式，需要人工进行统筹操作。人工统筹操作存在很多缺点，其一，在生长的过程中，真空压力控制、辉光控制与生长位置独立运行，需要操作者根据经验进行人工统筹操作；其二，对生产过程中对元器件提供冷却保护的冷却水、风扇没有进行自动监控，需要人为检查冷却系统运行是否正常；其三，由于金刚石CVD生长工艺的特殊性，例如生长时间长、工艺参数需要根据生长阶段进行调整，调整频率也不固定，导致操作员要长时间在现场值守，人员成本高；其四，金刚石CVD生长工艺需要采用易燃易爆气体为工艺气体，所以操作流程需要严格把控，对人员要求极高。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于PLC在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于PLC在金刚石生长系统中的控制方法，其特征在于，所述金刚石生长系统包括PLC控制器、上位机、路由器、真空腔体、真空系统、耔晶载物盘系统、辉光系统、工艺气体系统和冷却系统，其中，所述真空系统、所述耔晶载物盘系统、所述辉光系统、所述工艺气体系统和所述冷却系统均与所述PLC控制器电连接，所述PLC控制器通过所述路由器与所述上位机电连接，所述真空系统和所述工艺气体系统与所述真空腔体连接，所述耔晶载物盘系统设置在所述真空腔体的底部且贯穿所述真空腔体，所述辉光系统中的射频电源发生器设置在所述真空腔体的上方，所述冷却系统与所述真空腔体和所述真空系统连接；/n所述控制方法包括步骤：/nS1、所述P...

【技术特征摘要】
1.一种基于PLC在金刚石生长系统中的控制方法，其特征在于，所述金刚石生长系统包括PLC控制器、上位机、路由器、真空腔体、真空系统、耔晶载物盘系统、辉光系统、工艺气体系统和冷却系统，其中，所述真空系统、所述耔晶载物盘系统、所述辉光系统、所述工艺气体系统和所述冷却系统均与所述PLC控制器电连接，所述PLC控制器通过所述路由器与所述上位机电连接，所述真空系统和所述工艺气体系统与所述真空腔体连接，所述耔晶载物盘系统设置在所述真空腔体的底部且贯穿所述真空腔体，所述辉光系统中的射频电源发生器设置在所述真空腔体的上方，所述冷却系统与所述真空腔体和所述真空系统连接；
所述控制方法包括步骤：
S1、所述PLC控制器根据流程启动信号控制和所述真空系统中元件的反馈信号对所述真空系统进行抽气控制流程，直至所述真空腔体内的压力达到目标压力；
S2、所述PLC控制器根据所述真空系统中元件的反馈信号对所述真空系统进行工艺控制流程以进入金刚石生长流程；
S3、在所述金刚石生长流程中，所述PLC控制器根据从所述上位机获取的生长信息配方表，利用所述真空系统进行真空压力控制、利用所述耔晶载物盘系统进行生长位置控制、利用所述辉光系统进行辉光控制，同时利用所述工艺气体系统进行工艺气体控制；
S4、所述PLC控制器根据工艺停止信号和所述真空系统中元件的反馈信号对所述真空系统进行排气控制流程，使所述真空腔体内的压力恢复至常压。


2.如权利要求1所述的基于PLC在金刚石生长系统中的控制方法，其特征在于，步骤S1包括：
S11、所述PLC控制器根据所述流程启动信号控制所述真空系统中的干泵运行；
S12、所述PLC控制器根据所述干泵反馈的干泵运行信号控制所述真空系统中的分子泵角阀打开以对分子泵出口抽真空；
S13、所述PLC控制器根据所述干泵运行信号和所述分子泵角阀反馈的分子泵角阀开启状态信号控制所述真空系统中的分子泵运行；
S14、所述PLC控制器根据所述干泵运行信号和所述分子泵反馈的分子泵转速模拟量信号控制所述分子泵角阀关闭以保持所述分子泵出口的压力；
S15、所述PLC控制器根据所述干泵运行信号和所述分子泵角阀反馈的分子泵角阀关闭状态信号控制所述真空系统中的直通角阀打开，以对所述真空腔体抽真空；
S16、所述PLC控制器根据所述干泵运行信号和真空计压力模拟量信号控制所述直通角阀关闭以使所述真空腔体保持压力；
S17、所述PLC控制器根据所述干泵运行信号、所述直通角阀反馈的直通角阀关闭信号和所述真空计压力模拟量信号控制所述分子泵角阀打开以对所述分子泵出口抽真空；
S18、所述PLC控制器根据所述干泵运行信号、所述分子泵角阀反馈的分子泵角阀开启状态信号、所述直通角阀关闭信号和所述真空计压力模拟量信号控制所述真空系统中的插板阀打开以对所述真空腔体进行真空净化，使所述真空腔体内的压力达到目标压力。


3.如权利要求2所述的基于PLC在金刚石生长系统中的控制方法，其特征在于，步骤S2包括：
S21、所述PLC控制器接收到工艺流程启动信号后，根据所述干泵运行信号、所述插板阀反馈的插板阀开启状态信号和所述真空计压力模拟量信号判断是否已执行完所述抽气控制流程，若否，则继续进行所述抽气控制流程，若是，则进入步骤S22；
S22、所述PLC控制器控制所述插板阀关闭，同时控制射频电源启动；
S23、所述PLC控制器根据所述插板阀反馈的插板阀关闭状态信号控制所述分子泵停止运行；
S24、所述PLC控制器根据所述分子泵反馈的分子泵停止运行信号和所述插板阀关闭状态信号控制所述分子泵角阀关闭；
S25、所述PLC控制器根据所述分子泵停止运行信号、所述插板阀关闭状态信号和所述分子泵角阀反馈的分子泵角阀关闭状态信号控制比例阀角阀打开，保证真空系统中的比例阀与所述干泵之间管路通畅。


4.如权利要求2所述的基于PLC在金刚石生长系统中的控制方法，其特征在于，步骤S4包括：
S41、所述PLC控制器所述工艺停止信号、所述干泵运行信号、所述插板阀开启状态信号和所述真空计压力模拟量信号判断是否已执行完所述抽气控制流程，若否，则继续进行所述抽气控制流程，若是，则进行排气控制流程；
S42、所述PLC控制器根据所述工艺停止信号控制所述插板阀关闭；
S43、所述PLC控制器根据插板阀关闭状态信号控制排气阀打开，使所述真空腔体内的压力恢复至常压。


5.如权利要求1所述的基于PLC在金刚石生长系统中的控制方法，其特征在于，所述真空压力控制包括：
所述PLC控制器从所述上位机获取所述生长信息配方表；
所述PLC控制器根据所述生长信息配方表中的工艺气体种类和气体流量控制所述工艺气体系统中相应的隔膜阀和质量流量计工作；
所述PLC控制器获取所述真空系统中电容规反馈的所述真空腔体内的实时压力；
所述PLC控制器将所述实时压力与所述目标压力进行比较；当所述实时压力大于所述目标压力时，控制所述真空系统中的比例阀的开度增大直至所述实时压力等于所述目标压力；当所述实时压力等于所述目标压力时，控制所述比例阀的开度保持...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗岱，牛进毅，
申请(专利权)人：山西云矽电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14