JP2010027790A - Motor control device of valve for semiconductor device and motor control method of valve for semiconductor device - Google Patents

Motor control device of valve for semiconductor device and motor control method of valve for semiconductor device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor control device for driving valve for semiconductor capable of suppressing vibration of a valve appropriately in consideration of position and acceleration of a rotor of a motor. <P>SOLUTION: This motor control device includes a motor 12 for driving a valve 3 for semiconductor device, and a control means 14 for controlling rotation of the rotor of the motor 12. The control means 14 has an acceleration measuring part 24 for measuring the acceleration, a servo circuit part 22, digitizing the position of the rotor of the motor 12, and a central processing unit 26 for processing information from the servo circuit part 22 and the acceleration measuring part 24. The central processing unit 26 controls current flowing into the motor 12 based on the information from the servo circuit part 22 to adjust the position of the rotor of the motor 12 at a target position, and further diagnoses the vibration condition of the motor 12 based on displacement of the acceleration of the rotation of the rotor of the motor 12 measured by the acceleration measuring part 24, to control the acceleration of rotation of the rotor of the motor 12 so as to be a rotating condition of an antiphase to an amplitude period of the vibration condition of the motor 12. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば、半導体装置の処理チャンバに使用されるゲートバルブ等を開閉する駆動源となるモーターの制御装置及び制御方法に関し、特に、バルブの高速制御のみならずバルブの振動を抑制することについて改良するものである。   The present invention relates to a control device and a control method for a motor, which is a driving source for opening and closing a gate valve or the like used in a processing chamber of a semiconductor device, for example. It is about improving.

半導体装置の製造工程においては、エッチング装置やCVD(化学気相蒸着)による薄膜処理、PVD等の処理を行う各種処理チャンバ内を真空状態とするために、処理チャンバと吸引ポンプとの間にゲートバルブが使用される。このゲートバルブは、モーターを駆動源とすることが一般的であるが、特に、大型化、重量化されたゲートバルブにおいては、このモーターの駆動により、ゲートバルブの開閉動作に伴って振動が生じ、この振動が処理チャンバへ伝達されると、処理チャンバ内でパーティクルが飛散して、製造される半導体装置の性能に影響を与えたり、圧力センサー等の各種計測機器が損傷して、不具合が生じることがある。特に、近年では、高性能のモーターを使用して、ゲートバルブの高速開閉が可能となっているため、振動による影響には、最大限の注意を払う必要が高まっている。   In the manufacturing process of a semiconductor device, a gate is provided between a processing chamber and a suction pump in order to create a vacuum state in various processing chambers for performing thin film processing by CVD (chemical vapor deposition), processing such as PVD, and PVD. A valve is used. This gate valve is generally driven by a motor. In particular, in a large and heavy gate valve, the motor is driven to vibrate as the gate valve opens and closes. When this vibration is transmitted to the processing chamber, particles are scattered in the processing chamber, affecting the performance of the semiconductor device to be manufactured, and various measuring instruments such as pressure sensors are damaged, resulting in problems. Sometimes. In particular, in recent years, a high-performance motor can be used to open and close the gate valve at a high speed. Therefore, it is necessary to pay maximum attention to the influence of vibration.

このゲートバルブの振動を抑制するために、防振機構を備えたゲートバルブも提案されている(例えば、特許文献1参照)。しかし、機構的な振動の抑制には限界があり、また、製造装置のスペックによって、ゲートバルブの大きさや、重量等の仕様も種々存在するため、その振動状態はゲートバルブ毎に異なり、機構的な対応では、ゲートバルブの種類毎に異なる機構を用意して対応する必要が生じる。加えて、ゲートバルブは弾性的に支持されているため、その振動状態は複雑に変化する。このため、機構的な対応では、各種製造装置毎に適切に対応して振動を抑制することは、必ずしも、充分に達成できない問題があった。   In order to suppress the vibration of the gate valve, a gate valve provided with a vibration isolation mechanism has also been proposed (see, for example, Patent Document 1). However, there is a limit to the suppression of mechanical vibration, and there are various specifications such as the size and weight of the gate valve depending on the specifications of the manufacturing equipment. In this case, it is necessary to prepare a different mechanism for each type of gate valve. In addition, since the gate valve is elastically supported, its vibration state changes in a complicated manner. For this reason, in the mechanical response, there has been a problem that it is not always possible to sufficiently achieve the suppression of vibration by appropriately responding to various manufacturing apparatuses.

なお、高速で開閉するゲートバルブの開閉速度やトルク、位置から、モーターの回転状態を判定し、その回転状態に合わせて、モーターのトルクや速度、位置をサーボ制御することにより、モーターの回転状態、ひいては、ゲートバルブの移動状態を、ゲートバルブの種類を問わずに、常時予め設定した状態に適切に調整して、各種ゲートバルブに対応することは可能であると考えられる。しかし、モーターの回転によるゲートバルブの振動は、速度やトルクを制御するだけでは必ずしも充分には抑制することができず、特に、高周波の微細な振動であればともかく、大型化、重量化されたゲートバルブの場合には、低周波の振動も生じ、これらの低周波の振動は、モータの回転の速度やトルクの制御のみでは、充分に抑制することはできない問題があった。
特開2001−165333号公報
In addition, the rotational state of the motor is determined by determining the rotational state of the motor from the opening / closing speed, torque, and position of the gate valve that opens and closes at high speed, and servo-controls the motor torque, speed, and position according to the rotational state. As a result, it is considered that the movement state of the gate valve can be appropriately adjusted to a preset state at all times, regardless of the type of the gate valve, to cope with various gate valves. However, the vibration of the gate valve due to the rotation of the motor cannot always be suppressed sufficiently only by controlling the speed and torque. In particular, the vibration is increased in size and weight even if the vibration is high frequency. In the case of a gate valve, low-frequency vibrations are also generated, and there is a problem that these low-frequency vibrations cannot be sufficiently suppressed only by controlling the rotation speed and torque of the motor.
JP 2001-165333 A

本発明が解決しようとする課題は、上記の問題点に鑑み、モーターの位置調整によるゲートバルブの移動状態の制御のみならず、ゲートバルブの振動、特に、低周波領域での大きな振動であっても、適切に抑制することができる半導体装置用バルブのモーター制御装置及びモーターの制御方法を提供することにある。   In view of the above problems, the problem to be solved by the present invention is not only the control of the movement state of the gate valve by adjusting the position of the motor, but also the vibration of the gate valve, particularly a large vibration in the low frequency region. Another object of the present invention is to provide a motor control device and a motor control method for a semiconductor device valve that can be appropriately suppressed.

(1.制御装置)
本発明は、上記の課題を解決するための第1の手段として、半導体装置用バルブを駆動するモーターと、このモーターの回転を制御する制御手段とを備えた半導体装置用バルブのモーター制御装置において、制御手段は、モーターの少なくとも回転子の位置を数値化するサーボ回路部(エンコーダ)と、モーターの回転子の回転の加速度を計測する加速度計測部(アクセラメーター)と、サーボ回路部(エンコーダ)及び加速度計測部(アクセラメーター)からの情報を処理する中央処理部(DSP)とを有し、この中央処理部(DSP)は、サーボ回路部(エンコーダ)からの情報に基づいてモーターに流れる電流を制御して前記モーターの回転子の位置を予め設定された目的位置に調整すると共に、加速度計測部(アクセラメーター)により計測されたモーターの回転子の回転の加速度の変位からモーターの振動状態(アクティブバイブレーション)を診断してモーターの振動状態の振幅周期と逆位相の回転状態となるように、モーターの回転子の回転の加速度を制御することを特徴とする半導体装置用バルブのモーター制御装置を提供するものである。
(1. Control device)
As a first means for solving the above problems, the present invention provides a motor control device for a semiconductor device valve comprising a motor for driving a semiconductor device valve and a control means for controlling the rotation of the motor. The control means includes a servo circuit unit (encoder) that digitizes at least the rotor position of the motor, an acceleration measurement unit (accelerometer) that measures the rotation acceleration of the motor rotor, and a servo circuit unit (encoder). And a central processing unit (DSP) that processes information from the acceleration measuring unit (accelerometer). The central processing unit (DSP) is a current that flows to the motor based on information from the servo circuit unit (encoder). To adjust the position of the rotor of the motor to a preset target position, and to the acceleration measuring unit (accelerometer) In order to diagnose the vibration state (active vibration) of the motor from the measured displacement of the rotation of the rotor of the motor, the rotation state of the motor rotor The present invention provides a motor control device for a valve for a semiconductor device, characterized by controlling the acceleration of rotation.

本発明は、上記の課題を解決するための第2の手段として、上記第1の解決手段において、制御手段は、半導体装置用のバルブに一体的に取り付けられていることを特徴とする半導体装置用バルブのモーター制御装置を提供するものである。   According to the present invention, as a second means for solving the above-described problems, in the first solving means, the control means is integrally attached to a valve for the semiconductor device. It provides a motor control device for a valve.

本発明は、上記の課題を解決するための第3の手段として、上記第1又は第2のいずれかの解決手段において、制御手段の少なくとも一部又は全部が、モーターに一体的に取り付けられていることを特徴とする半導体装置用バルブのモーター制御装置を提供するものである。   According to the present invention, as a third means for solving the above problems, in the first or second solving means, at least a part or all of the control means is integrally attached to the motor. The present invention provides a motor controller for a semiconductor device valve.

本発明は、上記の課題を解決するための第4の手段として、上記第1乃至第3のいずれかの解決手段において、モーターは、ステッピングモーターであることを特徴とする半導体装置用バルブのモーター制御装置を提供するものである。   According to the present invention, as a fourth means for solving the above-described problems, in any one of the first to third solving means, the motor is a stepping motor, and the semiconductor device valve motor is characterized in that A control device is provided.

(2.制御方法)
また、本発明は、上記の課題を解決するための第5の手段として、半導体装置用のバルブを駆動するモーターの回転を制御手段により制御する半導体装置用バルブのモーター制御方法において、制御手段のサーボ回路部(エンコーダ)によりモーターの少なくとも回転子の位置を数値化するとともに、制御手段の加速度計測部(アクセラメーター)によりモーターの回転子の回転の加速度を計測し、サーボ回路部(エンコーダ)及び加速度計測部(アクセラメーター)からの情報を処理する中央処理部(DSP)により、サーボ回路部(エンコーダ)からの情報に基づいてモーターに流れる電流を制御してモーターの回転子の位置を予め設定された目的位置に調整すると共に、加速度計測部(アクセラメーター)により計測されたモーターの回転子の回転の加速度の変位からモーターの振動状態(アクティブバイブレーション)を診断してモーターの振動状態の振幅周期と逆位相の回転状態となるように、モーターの回転子の回転の加速度を制御することを特徴とする半導体装置用バルブのモーターの制御方法を提供するものである。
(2. Control method)
According to another aspect of the present invention, as a fifth means for solving the above-described problem, in the motor control method for a semiconductor device valve in which the rotation of the motor that drives the semiconductor device valve is controlled by the control means, The servo circuit unit (encoder) digitizes at least the rotor position of the motor, and the acceleration measurement unit (accelerometer) of the control means measures the rotation acceleration of the motor rotor, and the servo circuit unit (encoder) and The central processing unit (DSP) that processes information from the acceleration measurement unit (accelerometer) controls the current flowing through the motor based on the information from the servo circuit unit (encoder), and presets the position of the rotor of the motor. Adjusted to the target position, and the motor measured by the acceleration measurement unit (accelerometer) Rotation acceleration of the motor rotor is controlled so that the vibration state (active vibration) of the motor is diagnosed from the displacement of the acceleration of the rotator rotation so that the rotation state has a phase opposite to the amplitude cycle of the vibration state of the motor. The present invention provides a method for controlling a motor of a valve for a semiconductor device.

本発明によれば、上記のように、モーターの回転子の位置制御によりバルブの移動状態を適正に調整しているのみならず、判定したモーターの振動状態に合わせて、振動に大きな影響を与える加速度をも制御して、振動の振幅周期と逆位相の回転状態となるように制御しているため、ほぼリアルタイムで振動状態の振幅を打ち消すことができ、振動を最小限に抑制することができる実益がある。   According to the present invention, as described above, not only the valve movement state is properly adjusted by the position control of the rotor of the motor, but also the vibration is greatly affected in accordance with the determined vibration state of the motor. Since the acceleration is also controlled so that the rotation state has a phase opposite to the amplitude period of the vibration, the amplitude of the vibration state can be canceled almost in real time, and the vibration can be suppressed to the minimum. There are real benefits.

また、本発明によれば、上記のように、制御装置をバルブに一体的に取り付けているため、省スペース化を図りつつ、バルブの振動を抑制することができる実益もある。   Further, according to the present invention, as described above, since the control device is integrally attached to the valve, there is an actual benefit that the vibration of the valve can be suppressed while saving space.

同様に、本発明によれば、上記のように、基本的には、制御手段をモーターとは別体とし、制御手段の一部のみをモーターに一体的に取り付けているため、既存のバルブにも簡易に適用することができる一方、制御手段の全部をモーターに一体的に取り付けることにより、省スペース化を図りつつ、バルブの振動を抑制することができる実益もある。   Similarly, according to the present invention, as described above, basically, the control means is separated from the motor, and only a part of the control means is integrally attached to the motor. On the other hand, there is an actual benefit that the vibration of the valve can be suppressed while saving the space by attaching all the control means integrally to the motor.

本発明を実施するための形態を図面を参照しながら詳細に説明すると、図1は本発明のモーター制御装置10を示し、このモーター制御装置10は、図1に示すように、例えば、図示しない半導体装置の製造工程で使用される処理チャンバ1と、この処理チャンバ1内を真空とするための吸引ポンプ2との間に設置されたゲートバルブ3に取り付けられる。このモーター制御装置10は、図1及び図2に示すように、半導体装置用のゲートバルブ3に一体的に取り付けられている。   An embodiment for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a motor control device 10 according to the present invention, and this motor control device 10 is, for example, not shown in FIG. It is attached to a gate valve 3 installed between a processing chamber 1 used in a semiconductor device manufacturing process and a suction pump 2 for evacuating the processing chamber 1. As shown in FIGS. 1 and 2, the motor control device 10 is integrally attached to a gate valve 3 for a semiconductor device.

本発明のモーター制御装置10は、図1及び図2に示すように、この半導体装置用のゲートバルブ3を駆動して開閉させるモーター12と、このモーター12の回転を制御する制御手段14とを備えている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the motor control device 10 of the present invention includes a motor 12 that drives the gate valve 3 for the semiconductor device to open and close, and a control unit 14 that controls the rotation of the motor 12. I have.

モーター12としては、制御手段14による電気的な制御に適して動作するものであれば特に制限はないが、ステッピングモーター(パルスモーター)を使用することが望ましい。これにより、ゲートバルブ3を正確に位置決め等することができる。このステッピングモーターにおいては、図示しない固定子及び回転子12Aに同数のピッチの歯12a(図4参照)が形成されており、例えば、N極側となる回転子12Aに対して、S極側となるように図示しない固定子の巻線のいずれかに電流を付与することによって、あるいは、これとは逆方向の電流を固定子の巻線に付与することによって、即ち、電流を流す巻線及び電流の方向を切り替えることにより、図示しない固定子と回転子12Aとを相互に引き付け又は反発させて回転子12Aを回転させて、図2に示すように、この回転子12Aに接続されたゲートバルブ3を移動させる。   The motor 12 is not particularly limited as long as it operates appropriately for electrical control by the control means 14, but a stepping motor (pulse motor) is preferably used. Thereby, the gate valve 3 can be positioned accurately. In this stepping motor, a stator 12 and a rotor 12A (not shown) have teeth 12a (see FIG. 4) with the same number of pitches. For example, the rotor 12A on the N pole side has the S pole side. By applying a current to one of the stator windings not shown in the figure, or by applying a current in the opposite direction to the stator winding, that is, a winding for passing a current and By switching the direction of current, a stator (not shown) and the rotor 12A are attracted or repelled to each other to rotate the rotor 12A, and as shown in FIG. 2, a gate valve connected to the rotor 12A. 3 is moved.

一方、制御手段14は、図1に示すように、制御回路部16と、この制御回路部16に接続されるコントローラー18とを有している。このコントローラー18は、図3に示すように、制御回路部16による制御のための各種パラメーター等を設定したり、制御回路部16電源を供給するために使用される。   On the other hand, the control means 14 has a control circuit unit 16 and a controller 18 connected to the control circuit unit 16 as shown in FIG. As shown in FIG. 3, the controller 18 is used to set various parameters for control by the control circuit unit 16 and supply power to the control circuit unit 16.

図示の実施の形態では、図1に示すように、この制御手段14のうち、制御回路部16は、モーター12に一体的に取り付けられ、コントローラー18は、制御回路部16にケーブル20を介して接続されている。   In the illustrated embodiment, as shown in FIG. 1, of the control means 14, the control circuit unit 16 is integrally attached to the motor 12, and the controller 18 is connected to the control circuit unit 16 via a cable 20. It is connected.

制御回路部16は、図3に示すように、モーター12の少なくとも回転子12Aの位置を数値化するサーボ回路部22と、モーター12の回転子12Aの回転の加速度を計測する加速度計測部24と、これらのサーボ回路部22及び加速度計測部24からの情報を処理する中央処理部26とを有している。この中央処理部26は、図3及び図4に示すように、デジタルシグナルプロセッサー(以下、DSPと称する)26Aから成っている。   As shown in FIG. 3, the control circuit unit 16 includes a servo circuit unit 22 that digitizes at least the position of the rotor 12 </ b> A of the motor 12, an acceleration measurement unit 24 that measures the rotation acceleration of the rotor 12 </ b> A of the motor 12, and And a central processing unit 26 for processing information from the servo circuit unit 22 and the acceleration measuring unit 24. The central processing unit 26 includes a digital signal processor (hereinafter referred to as DSP) 26A as shown in FIGS.

サーボ回路部22は、図3及び図4に示すように、モーター12に電気的に接続されたエンコーダ22Aを備え、このエンコーダ22Aにより、モーター12の回転子12Aの位置を数値化して、電子情報として、この電子情報を中央処理部26であるDSP26Aへ送る。このエンコーダ22Aは、例えば、モーター12の回転子12Aの回転角度等から、回転子12Aの位置情報を数値化することができる。なお、この回転子12Aの位置のみならず、併せて、回転子12Aの回転の速度とトルク等も数値化してDSP26Aへ送ることにより、より精密に回転子12Aの位置を制御するように設定することもできる。   As shown in FIGS. 3 and 4, the servo circuit unit 22 includes an encoder 22A electrically connected to the motor 12, and the encoder 22A converts the position of the rotor 12A of the motor 12 into a numerical value. The electronic information is sent to the DSP 26A, which is the central processing unit 26. The encoder 22A can digitize the position information of the rotor 12A from the rotation angle of the rotor 12A of the motor 12, for example. Not only the position of the rotor 12A but also the rotational speed, torque, etc. of the rotor 12A are digitized and sent to the DSP 26A to set the position of the rotor 12A more precisely. You can also.

中央処理部26は、図3及び図4に示すように、このサーボ回路部22から送られてきた電子情報を元に、主に、モーター12に流れる電流を制御してモーター12の回転子12Aの位置を予め設定された目的位置に調整することにより、ゲートバルブ3を適正な位置に移動させる。具体的には、中央処理部26は、まず、特に図4に示すように、このエンコーダ22Aにより数値化されたモーター12の回転子12Aの位置の情報y(t)と、コントローラー18により予め設定された目標値となるモーター12の回転子12Aの設定位置情報(目的位置情報)及びこの設定位置情報から算出され設定位置情報に符号させるために必要な速度プロフィールS(t)とを比較し、PID制御によりその偏差を解消して、モーター12の回転子12Aの位置を設定値(設定位置情報)に近似させるために必要な速度やトルクを値を算出して、当該値で回転子12Aが回転するようにモーター12への電流を制御するための信号を生成する。   As shown in FIGS. 3 and 4, the central processing unit 26 mainly controls the current flowing through the motor 12 based on the electronic information sent from the servo circuit unit 22, thereby rotating the rotor 12 </ b> A of the motor 12. Is adjusted to a preset target position, thereby moving the gate valve 3 to an appropriate position. Specifically, the central processing unit 26 first sets the information y (t) of the position of the rotor 12A of the motor 12 digitized by the encoder 22A and the controller 18 in advance as shown in FIG. Comparing the set position information (target position information) of the rotor 12A of the motor 12 to be the set target value and the speed profile S (t) necessary for encoding the set position information calculated from the set position information; The deviation is eliminated by PID control, and the speed and torque necessary for approximating the position of the rotor 12A of the motor 12 to the set value (set position information) are calculated, and the rotor 12A uses the value to calculate the value. A signal is generated for controlling the current to the motor 12 to rotate.

即ち、中央処理部26であるDSP26Aは、比例動作(P)及び積分動作(I)、微分動作(D)によりアジャストパラメーターを算出して、モーター12に流れる電流を、この偏差を解消してモーター12の回転子12Aの速度やトルクを適正値として回転子12Aの位置を目的位置にするために必要な電流値に制御する電流制御信号(Up(t):図4参照)を生成し、これをモータードライブ(図3参照)を介してモーター12に付与することにより、モーター12の回転子12Aの位置を予め設定された目的位置に調整することができる。即ち、モーター12の回転子12Aの位置のクローズドループによるフィードバック制御が可能となる。   That is, the DSP 26A, which is the central processing unit 26, calculates the adjustment parameters by the proportional operation (P), the integration operation (I), and the differentiation operation (D), and eliminates the deviation of the current flowing through the motor 12 to the motor. A current control signal (Up (t): refer to FIG. 4) for generating a current value necessary for setting the position of the rotor 12A to the target position with the speed and torque of the 12 rotors 12A as appropriate values is generated. Is applied to the motor 12 via the motor drive (see FIG. 3), the position of the rotor 12A of the motor 12 can be adjusted to a preset target position. That is, feedback control by the closed loop of the position of the rotor 12A of the motor 12 is possible.

この中央処理部26における演算処理をより具体的に示すと、次の数式により、表すことができる。   More specifically, the arithmetic processing in the central processing unit 26 can be expressed by the following mathematical formula.

Figure 2010027790
Figure 2010027790

この数式において、e(t)は、図4に示すように、予め設定された速度プロフィールS(t)と、エンコーダ22Aにより数値化されたモーター12の回転子12Aの位置の情報y(t)との間のズレ(エラー)を示し、次の数式により算出される。   In this equation, e (t) is a preset speed profile S (t), as shown in FIG. 4, and information y (t) of the position of the rotor 12A of the motor 12 digitized by the encoder 22A. Is calculated by the following mathematical formula.

Figure 2010027790
Figure 2010027790

これにより、モーター12への電流が適切に制御されて、モーター12の回転の速度やトルク、ひいては、回転子12Aの位置を制御するができ、これにより、ゲートバルブ3を適正な位置に移動させることができる。   As a result, the current to the motor 12 is appropriately controlled, and the rotation speed and torque of the motor 12 and thus the position of the rotor 12A can be controlled, thereby moving the gate valve 3 to an appropriate position. be able to.

なお、上記数式におけるUp(t)は、サンプル値をkとすると、次の数式により一般化して表すこともできる。   Note that Up (t) in the above equation can be generalized by the following equation, where k is the sample value.

Figure 2010027790
Figure 2010027790

一方、加速度計測部24は、図3及び図4に示すように、モーター12に電気的に接続された加速度メーター(アクセラメーター)24Aを備え、この加速度メーター24Aにより、モーター12の回転子12Aの回転の加速度(a(t):図4参照)を計測して、電子情報として、この電子情報を中央処理部26であるDSP26Aへ送る。   On the other hand, as shown in FIGS. 3 and 4, the acceleration measuring unit 24 includes an acceleration meter (accelerometer) 24A electrically connected to the motor 12, and the acceleration meter 24A allows the rotor 12A of the motor 12 to be connected. Rotational acceleration (a (t): see FIG. 4) is measured, and this electronic information is sent to the DSP 26A as the central processing unit 26 as electronic information.

中央処理部26では、この加速度計測部24から送られてきたモーター12の回転子12Aの加速度情報(a(t))の値を元に、その加速度の変位からモーター12の振動状態(アクティブバイブレーション)を診断してモーターの振動状態の振幅周期と逆位相の回転状態となるように、モーター12の回転子12Aの回転の加速度を制御する。   In the central processing unit 26, based on the acceleration information (a (t)) of the rotor 12A of the motor 12 sent from the acceleration measuring unit 24, the vibration state (active vibration) of the motor 12 is calculated from the displacement of the acceleration. ) And the rotation acceleration of the rotor 12A of the motor 12 is controlled so that the rotation state has a phase opposite to the amplitude period of the vibration state of the motor.

具体的には、中央処理部26であるDSP26Aは、特に図4に示すように、この計測値である加速度メーター24Aからの加速度情報(a(t))の変位から、ラプラス変換(S)による微分動作(Kv)と比例動作(Kg)により、振動の周期を関数化(u(k):図4参照)して予測し、その予測値による振動が実際に発生するまでの時間的なズレ(n)を考慮して、とある測定値の場合に、その振動を打ち消すために必要なリアルタイムでの振幅周期を関数化して算出し(u(k−n):図4参照)、これと逆位相となる加速度の制御出力値を振動除去信号(Ua(t):図4参照)として生成する。   Specifically, the DSP 26A as the central processing unit 26 uses Laplace transform (S) from the displacement of the acceleration information (a (t)) from the acceleration meter 24A as the measured value, as shown in FIG. By the differential action (Kv) and the proportional action (Kg), the period of the vibration is functionalized (u (k): see FIG. 4) and predicted, and the time shift until the vibration based on the predicted value actually occurs. In consideration of (n), in the case of a certain measured value, the amplitude period in real time necessary for canceling the vibration is calculated as a function (u (k−n): see FIG. 4), and A control output value of acceleration having an opposite phase is generated as a vibration removal signal (Ua (t): see FIG. 4).

この場合における中央処理部26での演算処理をより具体的に示すと、次の数式により、表すことができる。   More specifically, the arithmetic processing in the central processing unit 26 in this case can be expressed by the following mathematical formula.

Figure 2010027790
Figure 2010027790

また、この場合、振幅の遅延値であるD(u(k))は、次の式により算出する。   In this case, the amplitude delay value D (u (k)) is calculated by the following equation.

Figure 2010027790
Figure 2010027790

以上により、モーター12からの加速度の出力値(測定値)から、モーター12への加速度のネガティヴフィードバック(負帰還)が達成され、振動に影響を与える加速度も適切に制御して振動の発生をも抑制することができる。   As described above, negative feedback of the acceleration to the motor 12 is achieved from the output value (measured value) of the acceleration from the motor 12, and the acceleration that affects the vibration is also appropriately controlled to generate the vibration. Can be suppressed.

なお、上記数式におけるUa(t)は、サンプル値をkとすると、次の数式により一般化して表すこともできる。   Ua (t) in the above equation can be generalized and expressed by the following equation, where k is the sample value.

Figure 2010027790
Figure 2010027790

そして、中央処理部26であるDSP26Aでは、上記サーボ回路部22によるPID制御(ループ1)の結果であるUp(t)と、上記加速度計測部24によりネガティヴフィードバック(ループ2)の結果であるUa(t)とを合成して、モーター12への最終的な出力信号(M(t))とし、この最終的な出力信号(M(t))を、図3及び図4に示すように、測定側とモーター12への出力側とを電気的に絶縁するためのアイソレータ及び定電流及び整流を制御するモータードライブ(図3参照)を介して、モーター12へフィードバックして、モーター12の制動を制御する。これにより、上記PID制御によるモーター12の回転子12Aの位置調整のみならず、モーター12の加速度のネガティヴフィードバックにより振動をも抑制することができる。   In the DSP 26A, which is the central processing unit 26, Up (t) as a result of PID control (loop 1) by the servo circuit unit 22 and Ua as a result of negative feedback (loop 2) by the acceleration measurement unit 24. (T) is combined into a final output signal (M (t)) to the motor 12, and this final output signal (M (t)) is shown in FIG. 3 and FIG. The motor 12 is fed back to the motor 12 via an isolator for electrically insulating the measurement side and the output side to the motor 12 and a motor drive (see FIG. 3) for controlling constant current and rectification. Control. Thereby, not only the position adjustment of the rotor 12A of the motor 12 by the PID control but also the vibration can be suppressed by negative feedback of the acceleration of the motor 12.

この最終的な出力値であるM(t)は、次の数式により算出することができる。   This final output value M (t) can be calculated by the following equation.

Figure 2010027790
Figure 2010027790

なお、上記数式におけるM(t)は、サンプル値をkとすると、次の数式により一般化して表すこともできる。   Note that M (t) in the above equation can be generalized and expressed by the following equation, where k is the sample value.

Figure 2010027790
Figure 2010027790

なお、この場合、大型化された現在のバルブ3に発生する振動は、比較的ゆっくりと大きく揺れる低周波領域での振動であるため、この振動の制御のために加速度を制御しても、周波数帯域が全く異なるモーターの移動速度のために制御される加速度の制御には影響を与えない。   In this case, since the vibration generated in the current enlarged valve 3 is a vibration in a low frequency region that shakes relatively slowly, even if the acceleration is controlled to control this vibration, the frequency It does not affect the control of acceleration which is controlled due to the moving speed of the motor with completely different bands.

なお、図示の実施の形態では、制御手段14の制御回路部16とコントローラー18とを別に構成し、制御手段14の一部である制御回路部16のみをモーター12に一体的に取付け、コントローラー18とケーブル20により電気的に接続したが、制御回路部16コントローラー18とを一体的に構成して制御手段14の全体をモーター12に一体的に取り付けることもできる。   In the illustrated embodiment, the control circuit unit 16 and the controller 18 of the control unit 14 are configured separately, and only the control circuit unit 16 that is a part of the control unit 14 is integrally attached to the motor 12 so that the controller 18 However, it is also possible to integrally configure the control circuit unit 16 and the controller 18 so that the entire control means 14 is integrally attached to the motor 12.

本発明は、特に、半導体装置におけるエッチング装置やCVDによる薄膜処理、PVD、更には、フラットパネルディスプレイの製造等に使用される処理チャンバに適用することができる。   The present invention can be applied particularly to an etching apparatus in a semiconductor device, thin film processing by CVD, PVD, and a processing chamber used for manufacturing a flat panel display.

本発明のモーター制御装置の設置状態を示す正面図である。It is a front view which shows the installation state of the motor control apparatus of this invention. 図2は、本発明のモーター制御装置のバルブへの取付状態を示し、同図(A)はその斜視図、同図(B)はその概略断面図である。2A and 2B show a state where the motor control device of the present invention is attached to a valve. FIG. 2A is a perspective view thereof, and FIG. 2B is a schematic sectional view thereof. 本発明に用いられる制御手段の概念図である。It is a conceptual diagram of the control means used for this invention. 本発明に用いられる制御手段による制御処理の内容の概略図である。It is the schematic of the content of the control processing by the control means used for this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 処理チャンバ
2 吸引バルブ
3 ゲートバルブ
10 制御装置
12 モーター
12A モーターの回転子
12a モーターの歯
14 制御手段
16 制御回路部
18 コントローラー
20 ケーブル
22 サーボ回路部
22A エンコーダ
24 加速度計測部
24A 加速度メーター
26 中央処理部
26A DSP
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Processing chamber 2 Suction valve 3 Gate valve 10 Control apparatus 12 Motor 12A Motor rotor 12a Motor teeth 14 Control means 16 Control circuit unit 18 Controller 20 Cable 22 Servo circuit unit 22A Encoder 24 Acceleration measurement unit 24A Accelerometer 26 Central processing Part 26A DSP

Claims (5)

半導体装置用バルブを駆動するモーターと、前記モーターの回転を制御する制御手段とを備えた半導体装置用バルブのモーター制御装置において、前記制御手段は、前記モーターの回転子の少なくとも位置を数値化するサーボ回路部と、前記モーターの回転子の回転の加速度を計測する加速度計測部と、前記サーボ回路部及び加速度計測部からの情報を処理する中央処理部とを有し、前記中央処理部は、前記サーボ回路部からの情報に基づいて前記モーターに流れる電流を制御して前記モーターの回転子の位置を予め設定された目的位置に調整すると共に、前記加速度計測部により計測された前記モーターの回転子の回転の加速度の変位から前記モーターの振動状態を診断して前記モーターの振動状態の振幅周期と逆位相の回転状態となるように、前記モーターの回転子の回転の加速度を制御することを特徴とする半導体装置用バルブのモーター制御装置。 In a motor control device for a semiconductor device valve, comprising: a motor for driving the semiconductor device valve; and a control means for controlling the rotation of the motor. The control means digitizes at least the position of the rotor of the motor. A servo circuit unit, an acceleration measurement unit that measures acceleration of rotation of the rotor of the motor, and a central processing unit that processes information from the servo circuit unit and the acceleration measurement unit, the central processing unit, The current flowing through the motor is controlled based on information from the servo circuit unit to adjust the position of the rotor of the motor to a preset target position, and the rotation of the motor measured by the acceleration measurement unit The vibration state of the motor is diagnosed from the displacement of the acceleration of the child's rotation, and the rotation state has an opposite phase to the amplitude period of the vibration state of the motor. The motor control apparatus of a semiconductor device for valve and controls the acceleration of the rotation of the rotor of the motor. 請求項1に記載されたモーター制御装置であって、前記半導体装置用のバルブに一体的に取り付けられていることを特徴とする半導体装置用バルブのモーター制御装置。 2. The motor control device according to claim 1, wherein the motor control device is integrally attached to the semiconductor device valve. 請求項1又は請求項2のいずれかに記載されたモーター制御装置であって、前記制御手段の少なくとも一部又は全部が、前記モーターに一体的に取り付けられていることを特徴とする半導体装置用バルブのモーター制御装置。 3. The motor control device according to claim 1, wherein at least a part or all of the control means is integrally attached to the motor. Valve motor control device. 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載されたモーター制御装置であって、前記モーターは、ステッピングモーターであることを特徴とする半導体装置用バルブのモーター制御装置。 4. The motor control device according to claim 1, wherein the motor is a stepping motor. 5. 半導体装置用のバルブを駆動するモーターの回転を制御手段により制御する半導体装置用バルブのモーター制御方法において、前記制御手段のサーボ回路部により前記モーターの回転子の少なくとも位置を数値化するとともに、前記制御手段の加速度計測部により前記モーターの回転子の回転の加速度を計測し、前記サーボ回路部及び加速度計測部からの情報を処理する中央処理部により、前記サーボ回路部からの情報に基づいて前記モーターに流れる電流を制御して前記モーターの回転子の位置を予め設定された目的位置に調整すると共に、前記加速度計測部により計測された前記モーターの回転子の回転の加速度の変位から前記モーターの振動状態を診断して前記モーターの振動状態の振幅周期と逆位相の回転状態となるように、前記モーターの回転子の回転の加速度を制御することを特徴とする半導体装置用バルブのモーター制御方法。 In a motor control method of a valve for a semiconductor device for controlling rotation of a motor for driving a valve for a semiconductor device by a control unit, at least a position of a rotor of the motor is digitized by a servo circuit unit of the control unit, and The acceleration measurement unit of the control means measures the rotation acceleration of the rotor of the motor, and the central processing unit that processes information from the servo circuit unit and the acceleration measurement unit, based on the information from the servo circuit unit. The current flowing through the motor is controlled to adjust the position of the rotor of the motor to a preset target position, and from the displacement of the acceleration of the rotation of the rotor of the motor measured by the acceleration measuring unit, The motor state is diagnosed and the motor is rotated in the phase opposite to the amplitude period of the vibration state of the motor. Motor control method of the semiconductor device for valve and controls the acceleration of the rotation of the coater of the rotor.
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