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JP5359113B2 - Operation detection method, operation detection apparatus, and frequency adjustment apparatus for shutter mechanism - Google Patents
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JP5359113B2 - Operation detection method, operation detection apparatus, and frequency adjustment apparatus for shutter mechanism - Google Patents

Operation detection method, operation detection apparatus, and frequency adjustment apparatus for shutter mechanism Download PDF

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JP5359113B2 JP2008213539A JP2008213539A JP5359113B2 JP 5359113 B2 JP5359113 B2 JP 5359113B2 JP 2008213539 A JP2008213539 A JP 2008213539A JP 2008213539 A JP2008213539 A JP 2008213539A JP 5359113 B2 JP5359113 B2 JP 5359113B2
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Description

本発明は、ソレノイドによりシャッタを開閉二位置に駆動するシャッタ機構の動作検出方法及び動作検出装置、周波数調整装置に関するものである。   The present invention relates to an operation detection method, an operation detection device, and a frequency adjustment device for a shutter mechanism that drives a shutter to two open / close positions by a solenoid.

従来、圧電素子をイオンビームでエッチングすることにより、圧電素子の周波数を調整する方法が知られている。その際、圧電素子へのイオンビーム照射時間を調整するためのシャッタが設けられ、シャッタを駆動するアクチュエータとしてソレノイドが用いられる。   Conventionally, a method of adjusting the frequency of a piezoelectric element by etching the piezoelectric element with an ion beam is known. At that time, a shutter for adjusting the ion beam irradiation time to the piezoelectric element is provided, and a solenoid is used as an actuator for driving the shutter.

特許文献1には、真空槽内でイオンビームエッチングによって圧電素子の周波数調整を行う装置であって、表面に複数の電極が形成された圧電基板と、前記圧電基板上の複数の電極を選択的に露出させる為の開口を有するベース板と、前記ベース板の開口から露出する複数の電極に対して同時にイオンビームを照射するイオン源と、前記ベース板の開口より露出する電極の数に対応して同数設けられ、各々独立して駆動可能なシャッタ機構とを有する周波数調整装置が開示されている。   Patent Document 1 discloses an apparatus for adjusting the frequency of a piezoelectric element by ion beam etching in a vacuum chamber, and selectively selects a piezoelectric substrate having a plurality of electrodes formed on the surface and a plurality of electrodes on the piezoelectric substrate. Corresponding to the number of electrodes exposed from the opening of the base plate, an ion source that simultaneously irradiates an ion beam to a plurality of electrodes exposed from the opening of the base plate, The frequency adjustment device having the same number of shutter mechanisms that can be independently driven is disclosed.

特許文献1の図1,図2には、シャッタとソレノイドとを含むシャッタ機構全てを真空槽の内部に配置した例が開示されている。ソレノイドでシャッタを開閉駆動することで、イオンビームの照射時間を調整し、周波数調整を行っているが、シャッタ動作が正しく行われたか否かを検出する機能がないため、シャッタに何らかの問題が発生し、動作に不具合が発生した場合に発見が遅れ、調整不良を連発する可能性がある。シャッタの動きを検出するセンサを別に設ける方法もあるが、シャッタ機構が真空槽内に配置されている場合、センサも真空槽内に配置しなければならず、センサの設置が難しい。また、シャッタ(ソレノイド)の個数が多くなると、センサの個数も増え、それだけ装置が大がかりになる。   1 and 2 of Patent Document 1 disclose an example in which all shutter mechanisms including a shutter and a solenoid are arranged inside a vacuum chamber. Ion beam irradiation time is adjusted and the frequency is adjusted by opening and closing the shutter with a solenoid, but there is no function to detect whether the shutter operation has been performed correctly, so there is some problem with the shutter. However, when a malfunction occurs in the operation, there is a possibility that discovery will be delayed, resulting in repeated adjustment failures. There is a method of separately providing a sensor for detecting the movement of the shutter. However, when the shutter mechanism is disposed in the vacuum chamber, the sensor must also be disposed in the vacuum chamber, which makes it difficult to install the sensor. Further, as the number of shutters (solenoids) increases, the number of sensors increases, and the apparatus becomes larger accordingly.

特許文献2には、データを記録紙に印字するためのプリンタ装置において、紙送り部から搬送された記録紙をカッタ部で切断し、カッタ部で切断された記録紙を排出する排出部に、ソレノイドにより駆動されるシャッタを備えたものがある。ソレノイドを駆動してシャッタを動作させ、制御部はチョッピング制御によりシャッタの開状態を制御すると共に、シャッタ部に位置検出部を設け、位置検出部からの出力信号によりシャッタ部の開閉制御を行っている。   In Patent Document 2, in a printer device for printing data on a recording paper, a recording paper conveyed from a paper feeding unit is cut by a cutter unit, and a discharging unit that discharges the recording paper cut by the cutter unit is provided. Some have a shutter driven by a solenoid. The solenoid is driven to operate the shutter, and the control unit controls the open state of the shutter by chopping control, provides a position detection unit in the shutter unit, and performs opening / closing control of the shutter unit by an output signal from the position detection unit. Yes.

特許文献2の場合、制御部はシャッタ駆動用ソレノイドに対して二段階制御、すなわちソレノイドの吸引制御と保持制御とを行っている。吸引制御では直流電圧を一定時間印加し、保持制御ではパルス列電圧を印加している。この保持制御時のソレノイドに流れる電流は、ソレノイド中の可動鉄心の位置により変化するので、この電流値の変化の差を検出することによりソレノイド中の可動鉄心の位置が検出できる。そのため、シャッタの開閉状態が検出可能となり、シャッタの開閉状態を検出するための特別な位置検出手段を設けずとも、ソレノイド駆動部にてシャッタの位置検出ができる。   In the case of Patent Document 2, the control unit performs two-step control on the shutter driving solenoid, that is, solenoid suction control and holding control. In the suction control, a DC voltage is applied for a predetermined time, and in the holding control, a pulse train voltage is applied. Since the current flowing through the solenoid during the holding control changes depending on the position of the movable iron core in the solenoid, the position of the movable iron core in the solenoid can be detected by detecting the difference in change in the current value. Therefore, the open / close state of the shutter can be detected, and the position of the shutter can be detected by the solenoid drive unit without providing any special position detecting means for detecting the open / close state of the shutter.

保持制御時のソレノイドに流れる電流がソレノイド中の可動鉄心の位置により変化するとは、ソレノイド中の可動鉄心の位置により、コイルのインダクタンスが変化し、そこに流すパルス電流は交流電流に近い性質であるためにインダクタンスの影響を受け、電流が変化する事を示している。この変化からシャッタの位置を検出している。しかし、この電流の変化はインダクタンスによるもの以外にも、コイルが加熱され抵抗値が変化することによる電流の変化も存在する。このため、連続してソレノイドを使用しコイルが加熱される場合や、温度変化の大きい環境では、電流の変化が位置によるものか温度によるものかの見分けがつかなくなる。さらに、保持制御時にパルス電流に切り替えている時にしか可動鉄心の位置を検出できないため、動作が終了した時刻を知ることができない。そのため、所望の動作時間で可動鉄心が移動したのかどうかを判別できない。
特開2004−56455号公報 実開平7−19265号公報
The current that flows through the solenoid during holding control changes depending on the position of the movable core in the solenoid. The coil inductance changes depending on the position of the movable core in the solenoid, and the pulse current that flows there is close to an alternating current. Therefore, it is shown that the current changes due to the influence of the inductance. The position of the shutter is detected from this change. However, this change in current is not only due to the inductance, but also a change in current due to the coil being heated and the resistance value changing. For this reason, in the case where the coil is heated continuously using a solenoid, or in an environment where the temperature change is large, it is impossible to distinguish whether the current change is due to position or temperature. Furthermore, since the position of the movable iron core can be detected only when the pulse current is switched during the holding control, the time when the operation is completed cannot be known. Therefore, it cannot be determined whether or not the movable iron core has moved in a desired operation time.
JP 2004-56455 A Japanese Utility Model Publication No. 7-19265

本発明の目的は、シャッタ駆動用ソレノイドに流す駆動電流の変化から、シャッタの開閉動作を検出できるシャッタ機構の動作検出方法及び装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a shutter mechanism operation detection method and apparatus capable of detecting the opening / closing operation of a shutter from a change in driving current passed through a shutter driving solenoid.

前記目的を達成するため、本発明の第1実施形態は、開位置と閉位置との二位置に動作可能なシャッタと、コイルに駆動電流を流すことにより可動鉄心を直線移動させ、当該可動鉄心に連結された前記シャッタを開閉駆動するソレノイドと、を備えたシャッタ機構において、前記ソレノイドの駆動時にコイルに流れる駆動電流を連続的に測定する工程と、前記駆動電流の波形のくぼみの大きさを判定する工程であって、前記波形のくぼみは、前記駆動電流が初期値から定常値まで上昇した後、前記可動鉄心の駆動速度に応じた逆起電力により前記駆動電流が低下し、その後前記可動鉄心がストロークエンドに達することで前記駆動電流が定常値まで上昇することによって生成される、工程と、前記波形のくぼみの大きさによって前記シャッタの開閉動作を検出する工程と、を有するシャッタ機構の動作検出方法を提供する。 In order to achieve the above object, according to the first embodiment of the present invention, a movable iron core is linearly moved by flowing a drive current through a shutter that can be operated in two positions of an open position and a closed position. And a solenoid for driving to open and close the shutter, and a step of continuously measuring a drive current flowing through the coil when the solenoid is driven, and a size of a depression of the waveform of the drive current. A step of determining, wherein the depression of the waveform is caused by a decrease in the driving current due to a back electromotive force corresponding to a driving speed of the movable iron core after the driving current has increased from an initial value to a steady value. core said drive current to reach the stroke end is generated by rises to a steady value, the steps, the shutter depending on the size of the recess of the waveform And detecting the opening and closing operation, provides an operating method of detecting a shutter mechanism having a.

また、本発明の第2実施形態は、開位置と閉位置との二位置に動作可能なシャッタと、コイルに駆動電流を流すことにより可動鉄心を移動させ、当該可動鉄心に連結された前記シャッタを開閉駆動するソレノイドと、を備えたシャッタ機構において、前記ソレノイドの駆動時にコイルに流れる駆動電流を連続的に測定する手段と、前記駆動電流の波形のくぼみの大きさを判定する手段であって、前記波形のくぼみは、前記駆動電流が初期値から定常値まで上昇した後、前記可動鉄心の駆動速度に応じた逆起電力により前記駆動電流が低下し、その後前記可動鉄心がストロークエンドに達することで前記駆動電流が定常値まで上昇することによって生成される、手段と、前記波形のくぼみの大きさによって前記シャッタの開閉動作を検出する手段と、を有するシャッタ機構の動作検出装置を提供する。 In the second embodiment of the present invention, the shutter is operable in two positions, an open position and a closed position, and the movable iron core is moved by passing a driving current through the coil, and the shutter is connected to the movable iron core. A means for continuously measuring a drive current flowing through the coil when the solenoid is driven, and a means for determining the size of the depression of the waveform of the drive current. In the depression of the waveform, after the drive current rises from an initial value to a steady value, the drive current decreases due to a back electromotive force according to the drive speed of the movable core, and then the movable core reaches a stroke end. hand detecting the opening and closing operation of the shutter the drive current is generated by rises to a steady value, and means, depending on the size of the recess of the waveform by If, to provide a motion detection apparatus of the shutter mechanism having a.

本発明では、ソレノイドのコイルに通電した時の駆動電流の変化を連続的に測定する。コイルに通電すると、駆動電流は初期値(=0)から急上昇する。可動鉄心(シャッタ)が駆動を開始すると、可動鉄心の駆動速度に応じて逆起電力が発生するため、駆動電流が低下し始める。時間とともに可動鉄心の駆動速度が増していくため、駆動電流の低下も大きくなっていく。やがて、可動鉄心がストロークエンドに達して可動鉄心の動きが停止すると、逆起電力が発生しなくなるため、ストロークエンドに達した時点の電流波形のくぼみが最低値となり、その後定常値まで上昇する。このように、正常時には可動鉄心の動きに伴って駆動電流が一旦低下する「波形のくぼみ」が現れ、ソレノイドが何らかの理由で動かなかった場合はこのくぼみが発生しないため、くぼみの有無を検出することでシャッタの開閉動作が正常か否かを検出できる。このようにコイルの電流変化を測定することにより、シャッタの動作エラーを検出することができるため、位置検出用センサを省略でき、シャッタ機構が真空中に配置されている場合でも利用可能である。また、パルス電流を用いてインダクタンスの変化を観測する必要がないので、温度変化が大きく、コイルの抵抗値が変化する状況でも検出が可能である。   In the present invention, the change in the drive current when the solenoid coil is energized is continuously measured. When the coil is energized, the drive current increases rapidly from the initial value (= 0). When the movable iron core (shutter) starts driving, a back electromotive force is generated according to the driving speed of the movable iron core, so that the driving current starts to decrease. As the driving speed of the movable iron core increases with time, the drive current also decreases. Eventually, when the movable iron core reaches the stroke end and the movement of the movable iron core stops, the back electromotive force is not generated. Therefore, the dent of the current waveform at the time of reaching the stroke end becomes the lowest value, and then rises to the steady value. In this way, in the normal state, a “waveform dent” appears in which the drive current temporarily decreases with the movement of the movable iron core. If the solenoid does not move for some reason, this dent will not occur, so the presence or absence of the dent is detected. Thus, it is possible to detect whether the opening / closing operation of the shutter is normal. By measuring the current change of the coil in this way, an operation error of the shutter can be detected. Therefore, the position detection sensor can be omitted, and the present invention can be used even when the shutter mechanism is disposed in a vacuum. In addition, since it is not necessary to observe a change in inductance using a pulse current, detection is possible even in a situation where the temperature change is large and the resistance value of the coil changes.

波形のくぼみの有無を判定する具体的方法として、くぼみの最低点の電流値と定常値の電流値との比率によって判定してもよい。シャッタが正常に動作した場合、最低点はくぼみの底となり、最高点は定常値となるため両者に差が出るが、動作しなかった場合はくぼみが発生しないため、どちらとも同程度の値となり差が出ないからである。例えば、測定されたくぼみの最低値と最高値(定常値)との比率を計算し、あらかじめ決めておいた閾値と比較して、計算値が閾値以下であれば、正常であると判定することができる。   As a specific method for determining the presence or absence of a waveform depression, the determination may be made by the ratio between the current value at the lowest point of the depression and the current value at a steady value. If the shutter operates normally, the lowest point will be the bottom of the indentation, and the highest point will be a steady value, so there will be a difference between the two, but if it does not operate, there will be no indentation. This is because there is no difference. For example, calculate the ratio between the lowest value and the highest value (steady value) of the measured indentation, and compare with a predetermined threshold value. If the calculated value is less than the threshold value, determine that it is normal. Can do.

波形のくぼみの有無を判定する他の方法として、くぼみの面積によって判定することもできる。くぼみの面積は、定常値をゼロとして積分すれば、簡単に求めることができる。くぼみがない場合はこの面積はほぼゼロとなるが、くぼみがある場合は閾値よりも大きな値となるため、動作を検知することができる。最低点と最高点との比較では、シャッタの動作が遅く、傾きが緩やかな浅く長いくぼみが発生する場合に判別しにくくなるが、面積の場合は浅くても長いくぼみであればそれだけ大きな値となるため、くぼみの有無を容易に判別できる。また、ノイズが多い場合であっても、ノイズを積分すればおおよそゼロとなるため判定がしやすくなる。   As another method for determining the presence / absence of a dent in the waveform, it can be determined by the area of the dent. The area of the dent can be easily obtained by integrating with a steady value of zero. When there is no dent, this area is almost zero, but when there is a dent, the area is larger than the threshold value, so that the operation can be detected. In comparison between the lowest and highest points, it is difficult to distinguish when the shutter operation is slow and a shallow and long depression with a gentle slope occurs, but the area is a large value if it is shallow but long. Therefore, the presence or absence of a dent can be easily determined. Even if there is a lot of noise, if the noise is integrated, it becomes approximately zero, so that the determination is easy.

波形のくぼみの有無を判定するさらに他の方法として、くぼみの最低予想値と定常値との中間に基準値を設定しておき、駆動電流が初期値から基準値以上に上昇した後、一旦基準値未満に低下し、再び基準値を超えたかどうかで、シャッタ動作を判定することもできる。この方法は、シャッタの駆動速度が速く、電圧印加開始からいったん定常値まで電流が上昇する前にシャッタが駆動し始め、電流の上昇とくぼみが重なって発生する場合に有効である。前述の方法ではくぼみのできる領域をあらかじめ予測する必要があり、またその領域に電流上昇部分が入るとくぼみがなくても最低値が小さくなり、動作を正しく判定できない場合がある。しかしこの方法であれば印加開始時の電流上昇の後に逆起電力による電流の減少があるかを観測するため判定が容易となる。   As yet another method for determining the presence / absence of a dent in the waveform, a reference value is set between the lowest expected value and the steady value of the dent, and after the drive current rises from the initial value to the reference value or more, the reference It is also possible to determine the shutter operation based on whether or not the reference value is exceeded again when the value drops below the value. This method is effective when the driving speed of the shutter is fast, the shutter starts to be driven before the current once rises from the voltage application start to the steady value, and the current rise and the depression overlap. In the above-described method, it is necessary to predict in advance a region where a depression can be made, and if a current rising portion enters the region, the minimum value becomes small even if there is no depression, and the operation may not be determined correctly. However, this method facilitates the determination because it observes whether there is a decrease in current due to the back electromotive force after the current rise at the start of application.

くぼみの有無からシャッタの開閉動作が正常か否かを検出するだけでなく、ソレノイドの駆動開始からくぼみの最低点までの経過時間により、可動鉄心(シャッタ)の動作時間を検出することもできる。つまりシャッタ動作速度を知ることができる。そのため、くぼみの有無だけでなく、駆動時間が遅い場合も動作不良として検出することができ、シャッタが完全に動かなくなる前に動作異常を知ることができる。   The operating time of the movable iron core (shutter) can also be detected from the elapsed time from the start of driving the solenoid to the lowest point of the indentation, as well as detecting whether the shutter opening / closing operation is normal from the presence or absence of the indentation. That is, the shutter operation speed can be known. For this reason, not only the presence or absence of a dent but also a case where the drive time is slow can be detected as an operation failure, and an operation abnormality can be known before the shutter completely stops moving.

駆動電流が大き過ぎる場合、可動鉄心がストロークエンドで逆方向に跳ね返ることがある。この場合は、駆動電流が増加する方向に起電力が発生するので、定常値をいったん上回ってから定常値に戻る変化を示す。このことから、駆動電流が大き過ぎるかどうかを判別することができ、駆動電流を最適なものに調整することが容易になる。   If the drive current is too large, the movable iron core may bounce back in the opposite direction at the stroke end. In this case, an electromotive force is generated in the direction in which the drive current increases, and thus shows a change that once exceeds the steady value and then returns to the steady value. Therefore, it can be determined whether or not the drive current is too large, and it becomes easy to adjust the drive current to an optimum value.

本発明におけるソレノイドとしては、1個のコイルを備えるソレノイドでもよいし、軸方向に間隔をあけて配置された2個のコイルを有し、これらコイルに交互に電流を流すことにより可動鉄心を往復駆動させるソレノイドであってもよい。1個のコイルを備えるソレノイドの場合、当該コイルに通電した時の駆動電流の変化から可動鉄心の一方向の動作を判別することができるが、逆方向にはスプリング力によって戻るため、逆方向への動作は判別できない。また、ストロークも小さい。これに対し、2個のコイルを用いたソレノイドの場合、2個のコイルに交互に電流を流すことにより可動鉄心を2位置に作動させることができるため、両方のコイルに流れる駆動電流の変化から、可動鉄心の両方向の動き、つまりシャッタの開動作と閉動作の両方の動きを検出することができる。しかも、中立位置を間にして開閉両位置に動くので、ストロークが大きくなるという利点がある。   The solenoid in the present invention may be a solenoid provided with one coil, or has two coils arranged at intervals in the axial direction, and reciprocates the movable iron core by flowing current alternately through these coils. A solenoid to be driven may be used. In the case of a solenoid having a single coil, it is possible to determine the operation in one direction of the movable iron core from the change in the drive current when the coil is energized. Cannot be determined. Also, the stroke is small. On the other hand, in the case of a solenoid using two coils, the movable iron core can be operated in two positions by alternately passing current through the two coils. The movement of the movable iron core in both directions, that is, the movement of both the opening operation and the closing operation of the shutter can be detected. And since it moves to both opening and closing positions with the neutral position in between, there is an advantage that the stroke becomes large.

本発明によれば、コイルに流れる駆動電流の波形のくぼみの有無によってシャッタの開閉動作を検出するため、シャッタ動作を特別なセンサを用いることなく複数同時に確認でき、さらにセンサを使わないため、真空中という特別な環境においても使用できる。また、駆動電流を連続して観測しているため、シャッタの動作が終了した時間を電流のくぼみの底の時間から知ることができる。この駆動時間を管理することでソレノイドのメンテナンス時期を知ることもできる。駆動終了位置のインダクタンスではなく、駆動開始からの電流の変化を測定/解析しているため、コイルの加熱などにより駆動電流自体が変化した場合でも対応が可能となる。このようにシャッタ動作をモニタすることで、シャッタ動作不良による良品率低下の防止やシャッタのメンテナンス要否の判断が可能となる。   According to the present invention, since the opening / closing operation of the shutter is detected based on the presence or absence of the depression of the waveform of the driving current flowing in the coil, a plurality of shutter operations can be confirmed simultaneously without using a special sensor, and further, no sensor is used. It can also be used in a special environment. Further, since the driving current is continuously observed, the time when the shutter operation is completed can be known from the bottom time of the current depression. By managing this driving time, it is possible to know the maintenance time of the solenoid. Since the change in current from the start of driving is measured / analyzed rather than the inductance at the driving end position, it is possible to cope with the case where the driving current itself changes due to heating of the coil or the like. By monitoring the shutter operation in this manner, it is possible to prevent a reduction in the yield rate due to a defective shutter operation and to determine whether or not the shutter needs to be maintained.

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、実施例に基づいて説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described based on examples.

図1,図2は本発明にかかるシャッタ機構を適用した周波数調整装置の一例を示す。本周波数調整装置1は密閉構造の処理室2を備え、処理室2の側部には開閉扉3を介して真空ポンプ4が連設されている。真空ポンプ4を駆動することにより、処理室2の内部は所定の真空度に保たれている。処理室2の天井部にはエッチング用イオンガン5が設置されている。このイオンガン5は図1に示すように、所定範囲内において単位面積当たりほぼ一定強度のイオンビームIBを下方に向かって照射することができる。   1 and 2 show an example of a frequency adjusting device to which a shutter mechanism according to the present invention is applied. The frequency adjusting device 1 includes a processing chamber 2 having a hermetically sealed structure, and a vacuum pump 4 is connected to the side of the processing chamber 2 via an opening / closing door 3. By driving the vacuum pump 4, the inside of the processing chamber 2 is kept at a predetermined degree of vacuum. An etching ion gun 5 is installed on the ceiling of the processing chamber 2. As shown in FIG. 1, the ion gun 5 can irradiate an ion beam IB having a substantially constant intensity per unit area downward within a predetermined range.

処理室2の底部には可動ステージ(搬送手段)6が設けられ、その上にウエハ10が位置決め保持されている。ウエハ10は、例えば圧電基板よりなり、その上には図2に示すように、複数の素子を1単位とするエリア10aが一定ピッチPでマトリックス状に密に配置されている。なお、1つのエリア10aが複数の素子を含む場合に限らず、1個の素子で構成されてもよい。可動ステージ6はウエハ10をエリア10aのピッチP間隔で矢印A方向に間欠的に搬送することができる。本周波数調整装置に送られる前段階のウエハ10の各エリア10aの周波数は、イオンビームの照射による周波数の変化方向と逆方向に予めずらした状態に設定されており、イオンビームの照射によって目標値へ近づく方向へ調整される。イオンビームの照射によってエッチングされるのは、ウエハ10上に形成された電極や保護膜など、周波数を調整できる物質であれば何でもよい。ウエハ10の各エリア10aの周波数は事前に測定され、目標値に対する周波数ずれ量が個別に求められている。   A movable stage (conveying means) 6 is provided at the bottom of the processing chamber 2, and a wafer 10 is positioned and held thereon. The wafer 10 is made of, for example, a piezoelectric substrate, and an area 10a having a plurality of elements as one unit is densely arranged in a matrix at a constant pitch P, as shown in FIG. Note that one area 10a is not limited to including a plurality of elements, and may be composed of one element. The movable stage 6 can carry the wafer 10 intermittently in the direction of arrow A at intervals of the pitch P of the area 10a. The frequency of each area 10a of the wafer 10 at the previous stage sent to the frequency adjusting apparatus is set in a state shifted in advance in the direction opposite to the frequency change direction by the ion beam irradiation, and the target value is obtained by the ion beam irradiation. It is adjusted in the direction approaching. Any material that can adjust the frequency, such as an electrode or a protective film formed on the wafer 10, may be etched by ion beam irradiation. The frequency of each area 10a of the wafer 10 is measured in advance, and the amount of frequency deviation with respect to the target value is obtained individually.

可動ステージ6の上方には、シャッタベース11が一定位置にかつ水平に設置されている。シャッタベース11の中央部には、イオンガン5によるイオンビームの照射範囲とほぼ対応する大きさの開口部11aが形成されている。シャッタベース11の開口部11aには、ねらいのエリア以外のイオンビームを遮蔽するパターンマスク15が位置決め固定されている。パターンマスク15はできるだけウエハ10と近接する距離に支持するのがよい。パターンマスク15には、複数のマスク穴15aがウエハ10のエリア10a毎に独立に形成されている。各マスク穴15aの大きさは、パターンマスク15とウエハ10との距離及びイオンビームの拡散角度に応じて決定されるが、各エリア10aの大きさにほぼ等しく設定される。この例のマスク穴15aは、ウエハ10の一列分の処理を2段階に分けて行うよう、ウエハ搬送方向と直交する方向に2列にかつウエハ搬送方向(A方向)に交互にずらして設けられている。つまり、奇数行と偶数行のマスク穴をA方向(搬送方向)にずらして設けてある。搬送方向下流側(左側)のマスク穴が奇数行のエリアと対応し、搬送方向上流側(右側)のマスク穴が偶数行のエリアと対応する。そして、左側のマスク穴15aと右側のマスク穴15aとの間には、エリア10aの1列分(=P)と同一の間隔dが設けられている。なお、左右のマスク穴15aのA方向の間隔dは、1列分に限らず一素子分または複数素子分としてもよく、エリアの割り付けに応じて任意に選定できる。   Above the movable stage 6, a shutter base 11 is installed at a fixed position and horizontally. At the center of the shutter base 11, an opening 11a having a size substantially corresponding to the ion beam irradiation range by the ion gun 5 is formed. A pattern mask 15 that blocks an ion beam other than the target area is positioned and fixed in the opening 11 a of the shutter base 11. The pattern mask 15 is preferably supported as close to the wafer 10 as possible. A plurality of mask holes 15 a are formed in the pattern mask 15 independently for each area 10 a of the wafer 10. The size of each mask hole 15a is determined according to the distance between the pattern mask 15 and the wafer 10 and the diffusion angle of the ion beam, but is set substantially equal to the size of each area 10a. The mask holes 15a in this example are provided in two rows in the direction orthogonal to the wafer transfer direction and alternately shifted in the wafer transfer direction (A direction) so that the process for one row of the wafer 10 is performed in two stages. ing. That is, the odd-numbered and even-numbered mask holes are provided shifted in the A direction (transport direction). The mask holes on the downstream side (left side) in the transport direction correspond to the odd-numbered areas, and the mask holes on the upstream side (right side) in the transport direction correspond to the even-numbered areas. An interval d that is the same as one row (= P) of the area 10a is provided between the left mask hole 15a and the right mask hole 15a. The space d in the A direction between the left and right mask holes 15a is not limited to one row, but may be one element or a plurality of elements, and can be arbitrarily selected according to the area allocation.

シャッタベース11上には、シャッタ機構20が設けられている。シャッタ機構20は、開口部11aを間にしてその両側のシャッタベース11上に固定された複数のソレノイド12を備えている。各ソレノイド12にはシャフト13を介してシャッタ14が連結され、各シャッタ14はそれぞれのソレノイド12によって水平方向に個別に作動される。ソレノイド12は、コイルやヨーク等を備えた本体部と、可動鉄心と一体に動作するシャフト13とを備え、コイルに通電することによりシャフト13を開閉二位置に高速で作動できるものが望ましい。例えば、開位置と閉位置との間を数十msec以下で作動できるものがよい。各シャッタ14は、各マスク穴15aを個別に開閉できるように各マスク穴に対応して設けられている。つまり、左側のシャッタ14は左側のマスク穴15aを、右側のシャッタ14は右側のマスク穴15aを開閉するよう対向方向に作動される。シャッタ14の幅及び長さは、マスク穴15aを完全に覆うことができるよう、マスク穴の縦横の寸法より大きい。可動ステージ6及び各ソレノイド12の動きは、ウエハ搬送方向と直交する方向の1列のエリアの周波数調整を複数段階で行うように、制御装置16によって制御される。制御装置16には、ウエハ10の各エリアの目標周波数に対する周波数ずれ量がイオンビームの照射時間と関連して記憶されている。   A shutter mechanism 20 is provided on the shutter base 11. The shutter mechanism 20 includes a plurality of solenoids 12 fixed on the shutter base 11 on both sides of the opening 11a. Each solenoid 12 is connected to a shutter 14 via a shaft 13, and each shutter 14 is individually operated in the horizontal direction by the respective solenoid 12. The solenoid 12 is preferably provided with a main body provided with a coil, a yoke, and the like, and a shaft 13 that operates integrally with the movable iron core, and is capable of operating the shaft 13 at two positions of opening and closing by energizing the coil. For example, it is preferable to be able to operate between several tens of milliseconds or less between the open position and the closed position. Each shutter 14 is provided corresponding to each mask hole so that each mask hole 15a can be opened and closed individually. That is, the left shutter 14 is operated in the opposite direction so as to open and close the left mask hole 15a and the right shutter 14 is opened and closed. The width and length of the shutter 14 are larger than the vertical and horizontal dimensions of the mask hole so that the mask hole 15a can be completely covered. The movements of the movable stage 6 and the solenoids 12 are controlled by the control device 16 so as to adjust the frequency of the area in one row in the direction orthogonal to the wafer transfer direction in a plurality of stages. The control device 16 stores a frequency shift amount with respect to a target frequency in each area of the wafer 10 in association with an ion beam irradiation time.

パターンマスク15の下方へウエハ10が搬送された後、全てのシャッタが開き、マスク穴15aを介して全てのエリアにイオンビームが照射される。そして、所望の照射時間(周波数ずれ量に対応した照射時間)が経過したエリアに対応したシャッタから順次に閉じられ、全てのシャッタが閉じられた後、ウエハ10は1ピッチだけ搬送方向に搬送される。   After the wafer 10 is transferred below the pattern mask 15, all shutters are opened, and all areas are irradiated with ion beams through the mask holes 15a. Then, the shutter is sequentially closed from the shutter corresponding to the area where the desired irradiation time (irradiation time corresponding to the frequency shift amount) has elapsed, and after all the shutters are closed, the wafer 10 is transferred by one pitch in the transfer direction. The

図3はソレノイド12の具体的構造の一例を示す。このソレノイド12は、3ポジションソレノイドとして市販されているものである。図3に示すように、磁性体よりなるフレーム120の内部に2個のコイル121,122が軸方向に間隔を開けて配置されている。両コイル121,122の間には、固定磁極123が設けられている。コイル121,122の中心部には、可動鉄心124が軸方向に移動自在に配置され、この可動鉄心124の軸心にシャフト13が挿通固定されている。フレーム120の両端部でかつコイル121,122の内周部にはそれぞれ固定磁極125,126が配置されており、シャフト13は固定磁極125,126の中にスライド自在に挿通されている。左側の固定磁極125には図示しないスプリングが収容されている。   FIG. 3 shows an example of a specific structure of the solenoid 12. This solenoid 12 is commercially available as a three-position solenoid. As shown in FIG. 3, two coils 121 and 122 are disposed in the frame 120 made of a magnetic material with an interval in the axial direction. A fixed magnetic pole 123 is provided between the coils 121 and 122. A movable iron core 124 is disposed in the center of the coils 121 and 122 so as to be movable in the axial direction, and the shaft 13 is inserted into and fixed to the axis of the movable iron core 124. Fixed magnetic poles 125 and 126 are disposed at both ends of the frame 120 and at the inner peripheral portions of the coils 121 and 122, respectively. The shaft 13 is slidably inserted into the fixed magnetic poles 125 and 126. A spring (not shown) is accommodated in the left fixed magnetic pole 125.

図3の(a)は中立位置、図3の(b)はシャッタ閉位置、図3の(c)はシャッタ開位置である。コイル121,122に通電していない状態では、スプリングの反発力により可動鉄心124はいずれの固定磁極125,126にも接触しない位置、つまり中立位置で保持される。右側のコイル122に通電すると、右側のコイル122を取り囲むフレーム120、固定磁極123、可動鉄心124及び固定磁極126とで破線で示すような磁気回路が形成されるため、可動鉄心124は右側の固定磁極126に吸着される(図3の(b)参照)。可動鉄心124とシャフト13とが右方へ一体に移動するので、スプリングが圧縮される。図3の(b)の状態から、左側のコイル121に通電し、右側のコイル122への通電を停止すると、まずスプリングの反発力により可動鉄心124及びシャフト13は中立位置まで戻り、続いて左側のコイル121を取り囲むフレーム120、固定磁極123、可動鉄心124及び固定磁極125とで破線で示すような磁気回路が形成されるため、可動鉄心124は左側の固定磁極125に吸着される(図3の(c)参照)。可動鉄心124とシャフト13とが左方へ一体に移動するので、スプリングはシャフト13で押されて圧縮される。   3A is a neutral position, FIG. 3B is a shutter closed position, and FIG. 3C is a shutter open position. When the coils 121 and 122 are not energized, the movable iron core 124 is held at a position where it does not contact any of the fixed magnetic poles 125 and 126, that is, a neutral position, by the repulsive force of the spring. When the right coil 122 is energized, a magnetic circuit as shown by a broken line is formed by the frame 120 surrounding the right coil 122, the fixed magnetic pole 123, the movable iron core 124, and the fixed magnetic pole 126, so that the movable iron core 124 is fixed on the right side. It is attracted to the magnetic pole 126 (see FIG. 3B). Since the movable iron core 124 and the shaft 13 move integrally to the right, the spring is compressed. 3B, when the left coil 121 is energized and the right coil 122 is de-energized, the movable iron core 124 and the shaft 13 are first returned to the neutral position by the repulsive force of the spring, and then the left side. Since the magnetic circuit as shown by the broken line is formed by the frame 120, the fixed magnetic pole 123, the movable iron core 124, and the fixed magnetic pole 125 surrounding the coil 121, the movable iron core 124 is attracted to the left fixed magnetic pole 125 (FIG. 3). (See (c)). Since the movable iron core 124 and the shaft 13 move integrally to the left, the spring is pushed by the shaft 13 and compressed.

このように、コイル121,122に交互に通電することで、中立位置を跨いで可動鉄心124は両側の固定磁極125,126の間を往復移動でき、単一のコイルを有するソレノイドに比較して約2倍のストロークSを得ることができる。また、後述するようにコイル121,122に流れる駆動電流の変化から、開閉両方向の動きを検出できるので、シャッタ14が開位置又は閉位置のいずれに位置しているかを電流変化から知ることができる。   Thus, by alternately energizing the coils 121 and 122, the movable iron core 124 can reciprocate between the fixed magnetic poles 125 and 126 on both sides across the neutral position, compared to a solenoid having a single coil. About twice the stroke S can be obtained. Further, as will be described later, since the movement in both opening and closing directions can be detected from the change in the drive current flowing in the coils 121 and 122, it can be determined from the current change whether the shutter 14 is in the open position or the closed position. .

図4はソレノイド12の駆動検出回路の一例を示す。2個のコイル121,122は配線131,132を介してソレノイド駆動回路133と接続され、各配線131,132の途中にはコイル121,122に流れる駆動電流を電圧に変換する抵抗134,135が設けられている。抵抗134,135は、ノイズフィルタ136を介してマイクロコンピュータ(以下、マイコンと呼ぶ)137に接続されている。マイコン137には、A/D変換器138、CPU139、およびI/Oユニット140が設けられている。I/Oユニット140はPLC(プログラマブルコントローラ)141と接続されており、PLC141からソレノイド駆動回路133に動作指令信号が出力されると同時に、測定開始信号がマイコン137に出力される。マイコン137は、PLC141からの測定開始信号を受けてコイル121,122に流れる駆動電流を連続的(例えば0.1msec 間隔)に測定/記録し、後述する波形のくぼみの有無を判定した上で、測定結果(動作良好Gまたは不良NGの信号)をPLC141へ出力する。   FIG. 4 shows an example of a drive detection circuit for the solenoid 12. The two coils 121 and 122 are connected to the solenoid drive circuit 133 via wirings 131 and 132, and resistors 134 and 135 for converting the drive current flowing in the coils 121 and 122 into voltages are provided in the middle of the wirings 131 and 132, respectively. Is provided. The resistors 134 and 135 are connected to a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer) 137 via a noise filter 136. The microcomputer 137 is provided with an A / D converter 138, a CPU 139, and an I / O unit 140. The I / O unit 140 is connected to a PLC (programmable controller) 141, and an operation command signal is output from the PLC 141 to the solenoid drive circuit 133, and at the same time, a measurement start signal is output to the microcomputer 137. The microcomputer 137 receives / measures the measurement start signal from the PLC 141 and continuously measures / records the drive current flowing in the coils 121 and 122 (for example, at an interval of 0.1 msec), and determines the presence / absence of a waveform indentation, which will be described later. The result (signal of good operation G or bad NG) is output to the PLC 141.

次に、ソレノイド12の駆動の良否を判定する流れを、図5を参照しながら説明する。
(1)PLC141がシャッタを開閉するための動作指令信号を出力すると、ソレノイド駆動回路133のリレーがONし、ソレノイド12に通電され動作を開始する。またPLC141は同時にマイコン137にも電流測定開始信号を出力し、マイコン137は測定を開始する。以後、マイコン137は0.1msec毎に駆動電流値を記録する。
(2)ソレノイド12に通電されると、図5の(a),(b)に示すように急激に電流が増加する。
(3)可動鉄心124が動作を開始すると、可動鉄心124の移動速度に応じて逆起電力が発生するため、駆動電流が低下し始める。
(4)時間とともに可動鉄心124の移動速度が増していくため、駆動電流の低下も大きくなっていく。これが図5の(a)に示している駆動電流のくぼみHとなって現れる。可動鉄心124が何らかの理由で動かなかった場合は、図5の(b)のようにくぼみHが発生しないため、このくぼみHの有無を検出することでシャッタの動作を検出できる。
(5)可動鉄心124がストロークエンドに達し動作が停止すると、逆起電力が発生しなくなるため、ストロークエンドに達した時点が電流の最低値となり、その後定常値に達する。この最低値の時間からシャッタの駆動時間Tを知ることができ、駆動時間が長い場合も動作不良として検出することができる。構造によるが、15〜25msecでソレノイドの動作は終了する。可動鉄心124がストロークエンドで逆方向に跳ね返った場合は、くぼみHの後で駆動電流が増加する方向に起電力が発生し、図5の(c)のように定常値を一旦上回ってから定常値に戻る。
(6)マイコン137は電流の記録終了後、得られた波形を解析し、あらかじめ決めておいた波形のくぼみが発生すると予測される範囲の最低点と最高点の比較を行う。シャッタが動作した場合、最低点はくぼみの底となり、最高点は定常値となるため両者に差が出るが、動作しなかった場合はくぼみが発生しないため、最低値、最高値が同程度の値(定常値:I=V/R)となり、容易に判別できる。
(7)最低値と最高値との比を計算し、これが閾値よりも小さい場合はシャッタが正常に動作したと判断する。図5の(a)に示すように、最低点の電流値をId,最高点の電流値をIsとすると、Id/Isが閾値よりも小さい場合に正常と判断する。解析にかかる時間は、シャッタが1個の場合5msec程度であるため、多数個のシャッタが設けられたシャッタ機構であっても、短時間で解析できる。
Next, a flow for determining whether or not the solenoid 12 is driven will be described with reference to FIG.
(1) When the PLC 141 outputs an operation command signal for opening and closing the shutter, the relay of the solenoid drive circuit 133 is turned on, and the solenoid 12 is energized to start operation. At the same time, the PLC 141 outputs a current measurement start signal to the microcomputer 137, and the microcomputer 137 starts measurement. Thereafter, the microcomputer 137 records the drive current value every 0.1 msec.
(2) When the solenoid 12 is energized, the current increases rapidly as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b).
(3) When the movable iron core 124 starts to operate, a back electromotive force is generated according to the moving speed of the movable iron core 124, so that the drive current starts to decrease.
(4) Since the moving speed of the movable iron core 124 increases with time, the drive current also decreases. This appears as a depression H of the drive current shown in FIG. When the movable iron core 124 does not move for some reason, the dent H is not generated as shown in FIG. 5B, and the operation of the shutter can be detected by detecting the presence or absence of the dent H.
(5) When the movable iron core 124 reaches the stroke end and stops its operation, no back electromotive force is generated. Therefore, when the movable core 124 reaches the stroke end, the current reaches the minimum value, and then reaches a steady value. The shutter driving time T can be known from this minimum time, and even when the driving time is long, it can be detected as an operation failure. Depending on the structure, the operation of the solenoid is completed in 15 to 25 msec. When the movable iron core 124 rebounds in the reverse direction at the stroke end, an electromotive force is generated in the direction in which the drive current increases after the dent H, and once the steady value is exceeded as shown in FIG. Return to value.
(6) After the current recording is completed, the microcomputer 137 analyzes the obtained waveform, and compares the lowest point and the highest point in the range where the depression of the predetermined waveform is predicted to occur. When the shutter operates, the lowest point is the bottom of the indentation, and the highest point is a steady value, so there is a difference between the two, but if it does not operate, the indentation does not occur, so the minimum and maximum values are comparable. Value (steady value: I = V / R), which can be easily discriminated.
(7) The ratio between the minimum value and the maximum value is calculated, and if this is smaller than the threshold value, it is determined that the shutter has operated normally. As shown in FIG. 5A, assuming that the current value at the lowest point is Id and the current value at the highest point is Is, it is determined that the current is normal when Id / Is is smaller than the threshold value. Since the time required for the analysis is about 5 msec when there is one shutter, even a shutter mechanism provided with a large number of shutters can be analyzed in a short time.

上述のように、最低値と最高値との比を計算し、これを閾値と比較する方法のほか、定常値をゼロとして積分することでくぼみの面積S(図6に斜線で示す)を求め、この面積Sを閾値と比較することにより、判定してもよい。くぼみがない場合はこの面積Sはほぼゼロとなるが、くぼみがある場合は一定値よりも大きな値となるため、シャッタ動作を検知することができる。なお、最低値と最高値との比を閾値と比較する方法と、くぼみの面積Sを閾値と比較する方法とを組み合わせることで、シャッタ動作の良否を判定することも可能である。   As described above, the ratio between the minimum value and the maximum value is calculated and compared with the threshold value, and the indentation area S (shown by hatching in FIG. 6) is obtained by integrating the steady value as zero. The determination may be made by comparing the area S with a threshold value. When there is no depression, the area S is almost zero, but when there is a depression, the area S is larger than a certain value, so that the shutter operation can be detected. It is also possible to determine whether the shutter operation is good or bad by combining a method of comparing the ratio of the minimum value to the maximum value with a threshold value and a method of comparing the area S of the depression with the threshold value.

さらに、図7に示すように、最低値(予想値)と最高値(定常値)の中間程度に基準値Irを設定しておき、駆動電流が初期値から基準値Ir以上に上昇した後、一旦基準値Ir未満に低下し、再び基準値Irを超えたかどうかで、シャッタ動作を判定することもできる。なお、最低値(予想値)は、正常なシャッタのくぼみの最低電流値を予め測定しておき、その値から決定すればよい。この方法は、シャッタの駆動速度が速く、電流の上昇とくぼみが重なって発生する場合でも、シャッタ動作が正常か否かを判定できる。   Further, as shown in FIG. 7, after setting the reference value Ir to an intermediate level between the lowest value (expected value) and the highest value (steady value), the drive current increases from the initial value to the reference value Ir or more, The shutter operation can also be determined based on whether or not the reference value Ir has once exceeded the reference value Ir. Note that the minimum value (predicted value) may be determined from a value obtained by measuring in advance the minimum current value of a normal shutter depression. This method can determine whether or not the shutter operation is normal even when the shutter drive speed is high and the current rise and the depression overlap.

シャッタ機構を構成するシャッタやソレノイドは、使用するうちに傷や汚れなどの経時変化のために駆動力が低下し、駆動時間が遅くなる傾向がある。一方で駆動波形のくぼみの底はシャッタ動作終了時となるため、この時間を見ることでソレノイドの状態を管理し、経時変化に対応したメンテナンスを入れることができる。また、不具合により動作が遅くなれば解析する範囲にくぼみが入らなくなるため、これを動作不良として検出することができる。   As the shutter and solenoid constituting the shutter mechanism are used, the driving force tends to decrease due to changes over time such as scratches and dirt, and the driving time tends to be delayed. On the other hand, since the bottom of the depression of the drive waveform is at the end of the shutter operation, the state of the solenoid can be managed by looking at this time, and maintenance corresponding to changes with time can be put in. In addition, if the operation is slowed down due to a problem, the indentation does not enter the range to be analyzed, and this can be detected as an operation failure.

本発明は前記実施例に限定されるものではなく、種々変更が可能である。ソレノイドは、図3に示す3ポジションソレノイドに限るものではなく、他の形式の3ポジションソレノイドを用いてもよい。また、シャッタの開動作又は閉動作の一方のみの動作を検出すればよい場合には、通常の2ポジションソレノイド(単一のコイルとスプリングとを備えたもの)を用いても良い。さらに、1個のシャッタに対して 2個のソレノイドを設け、それらソレノイドを交互に作動させることにより、シャッタの開閉両方向の動作を行うものでもよい。前記実施例では、ソレノイドのシャフトに対してシャッタが直接固定され、シャッタが前後に直線移動する例を示したが、特許文献1のようにシャッタが揺動する場合にも、同様に適用できる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. The solenoid is not limited to the three-position solenoid shown in FIG. 3, and other types of three-position solenoids may be used. In addition, when only one of the opening operation and the closing operation of the shutter needs to be detected, a normal two-position solenoid (equipped with a single coil and a spring) may be used. Further, two solenoids may be provided for one shutter, and the shutters may be operated in both directions by opening and closing the solenoids alternately. In the above-described embodiment, an example in which the shutter is directly fixed to the shaft of the solenoid and the shutter linearly moves back and forth is shown. However, the present invention can be similarly applied to a case where the shutter swings as in Patent Document 1.

本発明にかかるシャッタ機構は、実施例に示すようなイオンビーム照射時間調整用のシャッタに限るものではなく、例えば圧電素子に質量負荷を与えるための周波数調整用インクを遮蔽するシャッタや、特許文献2に示されるようなカッタ部で切断された記録紙を排出する排出部に設けられるシャッタなど、シャッタを開閉二位置に作動させるためのシャッタ機構として、あらゆる用途に使用できる。   The shutter mechanism according to the present invention is not limited to the ion beam irradiation time adjusting shutter as shown in the embodiment, and for example, a shutter for shielding frequency adjusting ink for applying a mass load to the piezoelectric element, and patent literature As a shutter mechanism for operating the shutter in two open / close positions, such as a shutter provided in a discharge unit that discharges the recording paper cut by the cutter unit as shown in FIG.

また、前記実施例では、イオンビームを上から下に向けて垂直方向に照射した場合を示したが、下から上、あるいは水平方向に照射するようにしても構わない。   In the above embodiment, the ion beam is irradiated in the vertical direction from the top to the bottom. However, the ion beam may be irradiated in the vertical direction from the bottom.

本発明に係るシャッタ機構が用いられる周波数調整装置の一例の概略図である。It is the schematic of an example of the frequency adjustment apparatus with which the shutter mechanism which concerns on this invention is used. 図1に示す周波数調整装置の主要部を図1のエッチング用イオンガン5側から見た分解斜視図である。It is the disassembled perspective view which looked at the principal part of the frequency adjusting device shown in FIG. 1 from the ion gun 5 side for etching of FIG. ソレノイドの一例の構造を示す断面図であり、(a)は中立位置、(b)は閉位置、(c)は開位置を示す。It is sectional drawing which shows the structure of an example of a solenoid, (a) is a neutral position, (b) is a closed position, (c) shows an open position. ソレノイドの駆動検出回路の一例の回路図である。It is a circuit diagram of an example of the drive detection circuit of a solenoid. ソレノイドの駆動時の電流変化を示す図である。It is a figure which shows the electric current change at the time of the drive of a solenoid. ソレノイドの駆動時のくぼみの面積を示す図である。It is a figure which shows the area of the hollow at the time of the drive of a solenoid. ソレノイドの駆動時の電流を基準値と比較する例の図である。It is a figure of the example which compares the electric current at the time of the drive of a solenoid with a reference value.

符号の説明Explanation of symbols

1 周波数調整装置
2 処理室
5 エッチング用イオンガン
6 可動ステージ
10 ウエハ
10a エリア
11 シャッタベース
12 ソレノイド
13 シャフト
14 シャッタ
15 パターンマスク
16 制御装置
20 シャッタ機構
120 フレーム
121,122 コイル
123 固定磁極
124 可動鉄心
125,126 固定磁極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Frequency adjusting device 2 Processing chamber 5 Etching ion gun 6 Movable stage 10 Wafer 10a Area 11 Shutter base 12 Solenoid 13 Shaft 14 Shutter 15 Pattern mask 16 Controller 20 Shutter mechanism 120 Frame 121, 122 Coil 123 Fixed magnetic pole 124 Movable iron core 125, 126 Fixed magnetic pole

Claims (11)

開位置と閉位置との二位置に動作可能なシャッタと、
コイルに駆動電流を流すことにより可動鉄心を直線移動させ、当該可動鉄心に連結された前記シャッタを開閉駆動するソレノイドと、を備えたシャッタ機構において、
前記ソレノイドの駆動時にコイルに流れる駆動電流を連続的に測定する工程と、
前記駆動電流の波形のくぼみの大きさを判定する工程であって、前記波形のくぼみは、前記駆動電流が初期値から定常値まで上昇した後、前記可動鉄心の駆動速度に応じた逆起電力により前記駆動電流が低下し、その後前記可動鉄心がストロークエンドに達することで前記駆動電流が定常値まで上昇することによって生成される、工程と、
前記波形のくぼみの大きさによって前記シャッタの開閉動作を検出する工程と、を有するシャッタ機構の動作検出方法。
A shutter operable in two positions, an open position and a closed position;
In a shutter mechanism comprising: a solenoid that linearly moves a movable iron core by passing a drive current through a coil and that opens and closes the shutter connected to the movable iron core;
Continuously measuring the drive current flowing in the coil when the solenoid is driven;
The step of determining the size of the indentation of the waveform of the drive current, wherein the indentation of the waveform is a counter electromotive force according to the drive speed of the movable core after the drive current has increased from an initial value to a steady value. The drive current is reduced by the following, and then the movable iron core is generated by increasing the drive current to a steady value by reaching a stroke end,
And a step of detecting an opening / closing operation of the shutter based on a size of the dent of the waveform.
前記波形のくぼみの大きさを判定する工程は、前記くぼみの最低点の電流値と前記定常値の電流値との比率によって判定することを特徴とする請求項1に記載のシャッタ機構の動作検出方法。 2. The operation detection of the shutter mechanism according to claim 1, wherein the step of determining the size of the dent of the waveform is determined by a ratio between a current value of the lowest point of the dent and a current value of the steady value. Method. 前記波形のくぼみの大きさを判定する工程は、前記波形のくぼみの面積によって判定することを特徴とする請求項1に記載のシャッタ機構の動作検出方法。 The method of detecting an operation of the shutter mechanism according to claim 1, wherein the step of determining the size of the corrugated recess is performed based on an area of the corrugated recess. 前記ソレノイドの駆動開始から前記くぼみの最低点までの経過時間により、前記可動鉄心の動作時間を検出する工程を有することを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載のシャッタ機構の動作検出方法。 The elapsed time to the lowest point of said depression from the start of driving of the solenoid, the operation detection of the shutter mechanism according to any of claims 1 to 3, comprising a step of detecting an operating time of the movable core Method. 前記ソレノイドは、軸方向に間隔をあけて配置された2個のコイルを有し、これらコイルに交互に電流を流すことにより可動鉄心を往復駆動させるソレノイドであって、
前記2個のコイルに流れる駆動電流の変化から、前記シャッタの開動作と閉動作の両方の動作を検出することを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載のシャッタ機構の動作検出方法。
The solenoid has two coils arranged at intervals in the axial direction, and is a solenoid that reciprocally drives the movable iron core by passing an electric current alternately through these coils,
Wherein the variation of the driving current flowing through the two coils, the operation detection method of the shutter mechanism according to any of claims 1 to 4, characterized in that to detect the operation of both the opening operation and closing operation of the shutter .
開位置と閉位置との二位置に動作可能なシャッタと、
コイルに駆動電流を流すことにより可動鉄心を移動させ、当該可動鉄心に連結された前記シャッタを開閉駆動するソレノイドと、を備えたシャッタ機構において、
前記ソレノイドの駆動時にコイルに流れる駆動電流を連続的に測定する手段と、
前記駆動電流の波形のくぼみの大きさを判定する手段であって、前記波形のくぼみは、前記駆動電流が初期値から定常値まで上昇した後、前記可動鉄心の駆動速度に応じた逆起電力により前記駆動電流が低下し、その後前記可動鉄心がストロークエンドに達することで前記駆動電流が定常値まで上昇することによって生成される、手段と、
前記波形のくぼみの大きさによって前記シャッタの開閉動作を検出する手段と、を有するシャッタ機構の動作検出装置。
A shutter operable in two positions, an open position and a closed position;
In a shutter mechanism comprising: a solenoid that moves a movable iron core by passing a driving current through a coil and that opens and closes the shutter connected to the movable iron core;
Means for continuously measuring the drive current flowing in the coil when the solenoid is driven;
A means for determining the size of the depression of the waveform of the drive current, wherein the depression of the waveform is a counter electromotive force according to the drive speed of the movable iron core after the drive current has increased from an initial value to a steady value. The driving current is reduced by the following, and then the driving iron is generated by increasing the driving current to a steady value by reaching the stroke end,
Means for detecting the opening / closing operation of the shutter according to the size of the dent of the waveform.
前記波形のくぼみの大きさを判定する手段は、前記くぼみの最低点の電流値と前記定常値の電流値との比率によって判定することを特徴とする請求項に記載のシャッタ機構の動作検出装置。 7. The operation detection of the shutter mechanism according to claim 6 , wherein the means for determining the size of the dent of the waveform is determined by a ratio between the current value at the lowest point of the dent and the current value of the steady value. apparatus. 前記波形のくぼみの大きさを判定する手段は、前記波形のくぼみの面積によって判定することを特徴とする請求項に記載のシャッタ機構の動作検出装置。 7. The operation detecting device for a shutter mechanism according to claim 6 , wherein the means for determining the size of the corrugated recess is determined based on an area of the corrugated recess. 前記ソレノイドの駆動開始から前記くぼみの最低点までの経過時間により、前記可動鉄心の動作時間を検出する手段を有することを特徴とする請求項乃至のいずれかに記載のシャッタ機構の動作検出装置。 The elapsed time to the lowest point of said depression from the start of driving of the solenoid, the operation detection of the shutter mechanism according to any of claims 6 to 8, characterized in that it comprises means for detecting the operating time of the movable core apparatus. 前記ソレノイドは、軸方向に間隔をあけて配置された2個のコイルを有し、これらコイルに交互に電流を流すことにより可動鉄心を往復駆動させるソレノイドであって、
前記2個のコイルに流れる駆動電流の変化から、前記シャッタの開動作と閉動作の両方の動作を検出することを特徴とする請求項乃至のいずれかに記載のシャッタ機構の動作検出装置。
The solenoid has two coils arranged at intervals in the axial direction, and is a solenoid that reciprocally drives the movable iron core by passing an electric current alternately through these coils,
From the change of the driving current flowing through the two coils, the operation detecting device of the shutter mechanism according to any of claims 6 to 9, characterized in that detecting the opening operation and the operation of both closing operation of the shutter .
圧電素子に対してエッチング用イオンガンによってイオンビームを照射し、イオンビーム照射時間をシャッタで調整することにより、真空槽内で圧電素子の周波数を調整する装置であって、
真空槽内にシャッタ機構が配置され、
請求項乃至10のいずれかに記載の動作検出装置が設けられていることを特徴とする周波数調整装置。
An apparatus that adjusts the frequency of the piezoelectric element in the vacuum chamber by irradiating the piezoelectric element with an ion beam using an etching ion gun and adjusting the ion beam irradiation time with a shutter,
A shutter mechanism is arranged in the vacuum chamber,
Frequency adjusting apparatus characterized by operation detecting apparatus according is provided in any one of claims 6 to 10.
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