CN215955239U - 一种空气压力控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空气压力控制装置，包括：至少一个进风管道，设有压力传感器；挡板，所述挡板设于所述进风管道，所述挡板能够改变所述进风管道的开度；驱动装置，驱动所述挡板转动；控制器，连接所述压力传感器并控制所述驱动装置。本发明有效解决晶圆加工过程中，无法稳定控制空气压力的问题。

Description

一种空气压力控制装置

技术领域

本发明涉及半导体行业晶圆领域，尤其涉及一种空气压力控制装置。

背景技术

目前，在半导体加工制造过程中，保持设备腔体内的空气压力的稳定是半导体加工过程中必须的工艺条件。现有的空气压力控制方式为气缸控制，该控制方式只存在开和关两个状态，导致设备腔体内的空气压力有较大的波动。

随着半导体制程的发展，晶圆加工也有了更高的要求，而气缸开关控制方式无法保证晶圆加工腔体内的空气压力保持在一个稳定范围内，已不能满足工艺加工条件。

发明内容

因此，本发明实施例提供一种空气压力控制装置，有效解决晶圆加工过程中，无法稳定控制空气压力的问题。

本发明实施例提供一种空气压力控制装置，包括：至少一个进风管道，所述进风管道设有压力传感器；挡板，所述挡板设于所述进风管道，所述挡板能够改变所述进风管道的开度；驱动装置，驱动所述挡板转动；控制器，连接所述压力传感器并控制所述驱动装置。

与现有技术相比，采用该技术方案后所达到的技术效果：所述压力传感器用于检测进风管道的空气压力，所述控制器获取所述空气压力后根据需求对所述挡板进行调节；所述控制器控制所述驱动装置运行，从而驱动所述挡板转动，改变所述进风管道内的流通面积，从而改变空气压力；而挡板能够转动至任意位置后停止，因此在调节过程中，所述空气压力的变化更加平滑稳定。

在本发明的一个实施例中，所述挡板与所述进风管道的截面匹配。

采用该技术方案后所达到的技术效果：所述挡板在转动过程中，在水平状态时能够完全阻挡所述进风管道的内腔，在竖直状态时不会阻碍空气流通，因此具有较大的调节范围；并且所述挡板在转动过程中不会和所述进风管道的侧面发生干涉，使得所述挡板的转动更加顺畅。

在本发明的一个实施例中，所述挡板为对称结构；所述驱动装置设有输出轴；所述挡板的对称轴与所述驱动装置的输出轴共线。

采用该技术方案后所达到的技术效果：避免所述挡板在转动过程中出现偏心的状态，进一步保证所述挡板不会和所述进风管道发生干涉。

在本发明的一个实施例中，所述空气压力控制装置还包括：位置传感器，所述位置传感器设于所述进风管道的任意一侧，朝向所述挡板。

采用该技术方案后所达到的技术效果：所述位置传感器用于检测所述挡板的位置，从而通过控制器判断所述挡板是否转动到位，计算所述挡板的误差并进一步对所述挡板进行调整；当然，也可以用于所述挡板的初始位置的确定，从而便于所述挡板的复位。

在本发明的一个实施例中，所述进风管道设有进风口，所述压力传感器设于所述进风管道靠近所述进风口的一侧。

采用该技术方案后所达到的技术效果：检测所述进风口的空气压力，能够更加准确地对所述空气压力进行调节。

在本发明的一个实施例中，所述控制器设有显示单元。

采用该技术方案后所达到的技术效果：所述显示单元用于显示所述压力传感器检测的空气压力，或用于显示设定的目标压力值。

在本发明的一个实施例中，所述控制器设有按键。

采用该技术方案后所达到的技术效果：所述按键用于设定所述目标压力值。

在本发明的一个实施例中，所述空气压力控制装置还包括：上位机，连接所述控制器。

采用该技术方案后所达到的技术效果：所述控制器向所述上位机发送信号，报告运行状态，所述上位机用于对所述控制器发送指令。

在本发明的一个实施例中，所述空气压力控制装置还包括：出风管道，所述出风管道连通所有所述进风管道。

采用该技术方案后所达到的技术效果：所述出风管道用于向其他设备输送空气，例如晶圆加工腔体。

在本发明的一个实施例中，驱动装置为步进电机。

采用该技术方案后所达到的技术效果：步进电机通过脉冲个数控制转动角度，便于控制挡板的转动角度。

综上所述，本申请上述各个实施例可以具有如下一个或多个优点或有益效果：i)所述控制器根据所述压力传感器检测的空气压力和目标压力值进行比较，从而对所述挡板进行调节，改变开度，准确调节空气压力；ii)所述挡板通过步进电机驱动，能够转动至任意位置后停止，因此在调节过程中，所述挡板能够更加平滑稳定地调节所述空气压力，从而能够满足所述晶圆的加工需求；iii)所述位置传感器能够检测所述挡板的位置，便于消除误差，便于所述挡板的复位，从而提高精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种空气压力控制装置的结构示意图。

图2为图1中空气压力控制装置的模块示意图。

主要元件符号说明：

100为空气压力控制装置；110为进风管道；111为压力传感器；112为位置传感器；113为进风口；120为挡板；130为驱动装置；131为输出轴；140为控制器；141 为显示单元；142为按键；150为上位机；160为出风管道；161为出风口。

具体实施方式

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作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。

参见图1-2，其为本发明实施例提供一种空气压力控制装置100，空气压力控制装置100例如包括至少一个进风管道110、挡板120、驱动装置130和控制器140。其中，进风管道110设有压力传感器111，用于检测进风管道110的空气压力；挡板120设于进风管道110，挡板120在运动过程中能够改变进风管道110的开度，从而改变空气压力；驱动装置130用于驱动挡板120转动；控制器140连接压力传感器111并控制驱动装置130。

在本实施例中，控制器140根据压力传感器111检测的空气压力和目标压力值的大小关系，控制驱动装置130运行，驱动装置130驱动挡板120转动，从而精确控制挡板120的开度，调节空气压力。并且，挡板120能够在任意角度停止，因此在调节过程中，空气压力的变化更加平滑，不会使空气压力控制装置100输出的空气压力产生较大的波动。

在一个具体的实施例中。挡板120与进风管道110的截面匹配。举例来说，进风管道110的截面可以是圆形，也可以是方形，此处不做限定。挡板120是结构为与之匹配的圆形或方形，使得挡板120在转动过程中，不会与进风管道110的侧面发生干涉，避免挡板120或进风管道110受到摩擦而损坏。

进一步的，挡板120处于水平状态时，能够完全阻挡进风管道110；挡板120处于竖直状态是，不会阻碍空气流通，因此挡板120具有最大的调节范围，从而灵活控制空气压力。

再进一步，在空气压力控制装置100具有多个进风管道110的基础上，不同进风管道110的挡板120可以处于不同的转动角度。举例来说，任意数量的进风管道110 内的挡板120处于水平状态，其余处于倾斜状态或竖直状态，从而改变空气压力控制装置100输出的风量。

在一个具体的实施例中，驱动装置130设有输出轴131，输出轴131垂直进风管道110的任意一侧，并穿入进风管道110内。举例来说，驱动装置130的本体固定于进风管道110外侧，输出轴131通过轴承、轴承座与进风管道110的侧壁转动连接，从而驱动挡板120转动。

优选的，输出轴131伸入进风管道110的一端，可以与进风管道110远离驱动装置130的另一侧转动连接，使得输出轴131和挡板120的转动过程更加稳定。

优选的，驱动装置130例如为步进电机，通过脉冲量控制挡板120转动的角度，便于精确控制挡板120的开度。具体的，控制器140读取空气压力，根据PID控制算法得到控制量，将所述控制量转化为所述步进电机的脉冲量，所述步进电机接收脉冲量，执行对应的动作。

在一个具体的实施例中，挡板120为对称结构；挡板120的对称轴与驱动装置130的输出轴131共线。举例来说，当挡板120和进风管道110的截面均为圆形时，输出轴131与挡板120的任意一个直径共线，使得挡板120在转动过程中，输出轴131的任意一侧均为半圆，从而在空气压力调节范围最大的基础上，进一步避免挡板120与进风管道110发生干涉。另外，挡板120和进风管道110的截面为其他形状时，同样能够满足挡板120分布于输出轴131两侧的结构相同，此处不再赘述。

在一个具体的实施例中，空气压力控制装置100例如还包括：位置传感器112，设于进风管道110的任意一侧，朝向所述挡板120，用于检测挡板120的位置。举例来说，位置传感器112为光电传感器，能够快速反馈挡板120的位置信息。

优选的，位置传感器112设于挡板120下方，固定于进风管道110靠近驱动装置 130的本体的一侧。当挡板120处于水平状态时，位置传感器112不会获得信号；当挡板120处于倾斜状态时，位置传感器112将信号发送至控制器140，从而调节挡板 120的角度。相应的，挡板120进行复位时，也可以根据位置传感器112的信号确定挡板120是否回到原点。

进一步的，位置传感器112还可以周向设于输出轴131的任意一侧，此处不做限定。

在一个具体的实施例中，进风管道110设有进风口113，压力传感器111设于进风管道110靠近进风口113的一侧，用于检测进风口113的空气压力。控制器140根据进风口113的空气压力与目标压力值进行比较，从而调节挡板120的角度，改变空气压力控制装置100输出的空气压力。

优选的，挡板120位于进风管道110的中间位置，即挡板120和压力传感器111 之间具有足够距离，使得进风口113的气流相对均匀，压力传感器111能够测得相对稳定的数值。

在一个具体的实施例中，空气压力控制装置100例如还包括：出风管道160，出风管道160连通所有进风管道110。其中，出风管道160设有出风口161，用于连通目标腔体，例如晶圆加工腔体。

优选的，出风口161或每个进风管道110朝向出风管道160的一端也可以设置压力传感器111，根据出风口161的空气压力，或每个进风管道110朝向出风管道160 的一端的空气压力，来调节挡板120的角度，同样能够实现对空气压力的控制。

在一个具体的实施例中，控制器140例如设有显示单元141，用于显示每个压力传感器111检测的空气压力，举例来说，显示单元141例如为LED数码管显示单元141。

在一个具体的实施例中，控制器140例如还设有按键142，用于设置所述目标压力，同时，显示单元141可以显示设置的所述目标压力。

在一个具体的实施例中，空气压力控制装置100例如还包括：上位机150，上位机150连接控制器140。其中，上位机150用于对所述控制器140发送指令，控制器 140执行所述指令。

进一步的，控制器140向上位机150发送运行状态信息。举例来说，控制器140 运行正常，则通过IO向上位机150发送高电平信号，否则发送低电平信号。

具体的，空气压力控制装置100的工作方式为：通过控制器140的按键142预设所述目标压力；压力传感器111检测进风管道110的空气压力，并发送至控制器140；显示单元141显示空气压力；控制器140判断上位机150是否发送指令，若未发送指令，则继续检测并显示空气压力，若上位机150发送指令，则判断空气压力和目标压力的差值是否在预设范围内，若所述差值在预设范围内，则继续检测并显示空气压力，若所述差值超过预设范围，则执行PID控制算法得到挡板120的开度值，从而控制驱动装置130动作，驱动挡板120旋转。

其中，空气压力大于目标压力时，挡板120开度较小；空气压力小于目标压力时，挡板120开度增大。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种空气压力控制装置，其特征在于，包括：

至少一个进风管道，所述进风管道设有压力传感器；

挡板，所述挡板设于所述进风管道，所述挡板能够改变所述进风管道的开度；

驱动装置，驱动所述挡板转动；

控制器，连接所述压力传感器并控制所述驱动装置。

2.根据权利要求1所述的空气压力控制装置，其特征在于，所述挡板与所述进风管道的截面匹配。

3.根据权利要求1所述的空气压力控制装置，其特征在于，所述挡板为对称结构；

所述驱动装置设有输出轴；

所述挡板的对称轴与所述驱动装置的输出轴共线。

4.根据权利要求1所述的空气压力控制装置，其特征在于，所述空气压力控制装置还包括：位置传感器，所述位置传感器设于所述进风管道的任意一侧，朝向所述挡板。

5.根据权利要求1所述的空气压力控制装置，其特征在于，所述进风管道设有进风口，所述压力传感器设于所述进风管道靠近所述进风口的一侧。

6.根据权利要求1所述的空气压力控制装置，其特征在于，所述控制器设有显示单元。

7.根据权利要求1所述的空气压力控制装置，其特征在于，所述控制器设有按键。

8.根据权利要求1所述的空气压力控制装置，其特征在于，所述空气压力控制装置还包括：上位机，连接所述控制器。

9.根据权利要求1所述的空气压力控制装置，其特征在于，所述空气压力控制装置还包括：出风管道，所述出风管道连通所有所述进风管道。

10.根据权利要求1所述的空气压力控制装置，其特征在于，驱动装置为步进电机。

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