一種應用于半導體硅片拋光設備的恒流電源的設計.pdf

1、半導體硅片拋光設備是一種新型的以電化學的方法去除硅片表面銅膜的設備。與現(xiàn)在主流的化學機械研磨(CMP)設備相比，在該設備中只有拋光液與硅片表面接觸，故無應力拋光工藝不會對器件表面產(chǎn)生損傷。而且電化學拋光所用的拋光液可以循環(huán)使用，大大降低了工藝成本和對環(huán)境的污染。
　　本課題的主要目的是設計開發(fā)出一種能應用于半導體硅片拋光設備的恒流電源。該恒流電源的輸出波形需要以1ms為周期，占空比連續(xù)可調(diào)。
　　本文對拋光恒流電源的控制系統(tǒng)

2、進行了設計與實現(xiàn)，主要工作如下:
　　(1)本文首先介紹了半導體拋光設備的工作原理，提出了恒流電源的設計要求。然后詳細的研究了當前市場上恒流源的控制方法和主要性能參數(shù)，得出了目前市場上很難找到價錢合適并能應用于拋光設備的恒流電源的結論。
　　(2)本文根據(jù)拋光工藝對恒流電源的要求，提出了一種基于線性模式、全數(shù)字化控制的恒流電源的結構。據(jù)此確定了采用FPGA作為控制核心的恒流電源的硬件系統(tǒng)的總體設計方案，主要包括FPGA控制電

3、路的設計，電流信號采樣電路的設計，恒流源功率電路的設計和占空比可調(diào)控制電路的設計等內(nèi)容。同時采用了PSPICE計算機仿真軟件，對恒流電源的關鍵硬件電路模塊進行了計算機仿真驗證，確認硬件電路的可行性。
　　(3)本文根據(jù)設計要求和硬件系統(tǒng)，在對積分分離增量式PID控制算法進行了詳細分析的基礎上，完成了FPGA控制邏輯系統(tǒng)的設計。
　　(4)最后成功制作了一臺樣機，并對樣機進行了主要性能參數(shù)的測試。測試結果表明，該樣機系統(tǒng)已基本