半导体扩散工艺控制及数据处理系统的研制

论文摘要

针对国内外半导体生产设备控制系统的现状，确定以半导体生产企业的扩散/氧化控制系统为研究对象，并根据以往的基于工业控制计算机控制系统的特点和基于微机测控网络或现场总线控制系统的特点，从实际应用角度出发设计研制一种经济实惠、安全可靠、高性能的扩散/氧化系统势在必行。本课题主要研究半导体扩散工艺控制及数据处理系统。整套系统中，上位机数据处理软件设计采用Delphi7作为开发工具，利用微软提供串口通信控件--MSComm控件实现上位机数据处理系统与下位机控制系统的数据采集和控制功能；下位机控制系统主要实现扩散/氧化工艺中对温度、气体流量、推拉舟的闭环控制。本课题对扩散/氧化工艺控制及数据处理系统中温度的检测、上位机数据处理系统的开发和安装进行了深入的研究和开发。⑴根据扩散/氧化工艺的实际应用要求，提出了基于Delphi7的半导体扩散工艺控制及数据处理系统的总体设计方案。⑵自主研发高精度温度检测模块，该模块可有效地替换各种使用温控仪表的控制系统，具有价格低、精度高、可靠性好的特点。⑶上位机数据处理软件的开发设计。上位机数据处理软件实现对单套扩散/氧化工艺控制系统的各工艺参数的检测、处理、保存及工艺过程的控制；一台上位机可安装多套系统，每套系统独立运行、互不干扰，进而实现对多套扩散氧化系统的管理和控制。⑷上位机系统的安装。本文单独开发设计针对本系统的安装软件；该安装软件自动注册激活MSComm控件，一台上位机可安装1-4套上位机数据处理系统，每套上位机数据处理系统均由单独的下位机控制系统进行通信，互不影响。现场运行情况表明：该系统是可行的。系统采用三一控制方式控制扩散炉（一个上位机数据处理软件+一个串口+一个下位机控制软件的控制方式），该控制方式在实际运行中切实可行，大大保障了通信的可靠度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 半导体专用设备制造业的现状
• 1.1.1 我国半导体专用设备制造业的现状
• 1.1.2 高温氧化扩散炉的发展状况
• 1.2 扩散炉的基本结构
• 1.3 本课题的技术要求及主要研究内容
• 1.3.1 课题主要研究内容
• 1.3.2 课题主要技术要求
• 第二章 扩散/氧化系统总体方案设计
• 2.1 扩散/氧化设备
• 2.2 扩散/氧化工艺
• 2.3 扩散/氧化系统硬件设计方案
• 2.4 扩散/氧化系统软件设计方案
• 2.5 本章小结
• 第三章 扩散/氧化下位机系统设计
• 3.1 JC-A 温度检测模块
• 3.2 控制系统输入/输出单元
• 3.3 触摸屏操作界面的设计
• 3.4 本章小结
• 第四章 MSComm 控件应用及通信协议制定
• 4.1 MSComm 通信控件的安装
• 4.1.1 手动安装
• 4.1.2 自动安装
• 4.2 MSComm 的属性及事件
• 4.3 MSComm 串口通信的实现
• 4.4 通讯协议
• 4.4.1 从控制模块读数据
• 4.4.2 向控制模块写数据
• 4.4.3 状态控制命令
• 4.5 本章小结
• 第五章 上位机数据处理系统设计
• 5.1 系统开发工具的选择
• 5.1.1 系统性能需求
• 5.1.2 开发语言的选择
• 5.1.3 数据库的选择
• 5.2 数据库的开发与设计
• 5.2.1 数据库设计
• 5.2.2 数据库的连接
• 5.3 上位机数据处理软件重要功能模块
• 5.3.1 数据处理模块
• 5.3.2 数据显示模块
• 5.3.3 数据保存模块
• 5.3.4 历史数据模块
• 5.4 上位机数据处理软件的安装
• 5.5 本章小结
• 第六章 安装调试及结果分析
• 6.1 实验室调试过程
• 6.2 工作现场布置
• 6.3 现场安装要注意的问题
• 6.4 本章小结
• 结论
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 参考文献
• 附录
• 附图 1 控制系统—电源、RS-232、电磁阀接线图
• 附图 2 控制系统—输入模块接线图
• 附图 3 控制系统—4AD/2DA 接线图
• 附图 4 控制系统—输出模块接线图
• 附图 5 控制系统—JMC-A6 输入模块接线图
• 附图 6 控制系统—JC-A10 输入模块接线图