JPH0769745B2 - Heater controller - Google Patents
Heater controllerInfo
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- JPH0769745B2 JPH0769745B2 JP2140362A JP14036290A JPH0769745B2 JP H0769745 B2 JPH0769745 B2 JP H0769745B2 JP 2140362 A JP2140362 A JP 2140362A JP 14036290 A JP14036290 A JP 14036290A JP H0769745 B2 JPH0769745 B2 JP H0769745B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はヒータ制御装置に関し、特に薄膜形成装置等に
用いられるヒータを制御する際に、ヒータに過電流が流
れるのを防止するための装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a heater control device, and more particularly to a device for preventing overcurrent from flowing through the heater when controlling the heater used in a thin film forming apparatus or the like. Regarding
薄膜形成装置等の成膜室には基板を加熱するためのヒー
タが設けられている。このヒータは、たとえば基板を保
持する基板ホルダに設けられ、基板ホルダに保持された
基板が成膜中に一定の温度を維持するように制御され
る。A heater for heating a substrate is provided in a film forming chamber such as a thin film forming apparatus. This heater is provided, for example, on a substrate holder that holds the substrate, and is controlled so that the substrate held by the substrate holder maintains a constant temperature during film formation.
ヒータの温度制御は、温調計及び電力コントローラを用
いて行われる。すなわち、まず作業者が電力コントロー
ラの温度勾配を所定の特性に設定し、電力コントローラ
をオンする。すると、この電力コントローラからヒータ
に電力が供給され、ヒータを内蔵する基板ホルダが加熱
される。ヒータ付近の温度は熱電対によって検出され、
この熱電対の検出出力は成膜室外部に設けられた温調計
に入力される。温調計は、PID制御を行って電力コント
ローラに対し制御信号を出力する。電力コントローラ
は、この制御信号に基づいて、予め設定された勾配特性
でもって出力が制御される。このとき、電力コントロー
ラの最大出力は、設定された勾配特性によって決定され
る。The temperature control of the heater is performed using a temperature controller and a power controller. That is, first, the worker sets the temperature gradient of the power controller to a predetermined characteristic and turns on the power controller. Then, the electric power is supplied to the heater from the electric power controller to heat the substrate holder containing the heater. The temperature near the heater is detected by a thermocouple,
The detection output of this thermocouple is input to a temperature controller provided outside the film forming chamber. The temperature controller performs PID control and outputs a control signal to the power controller. The power controller controls the output based on this control signal with a preset slope characteristic. At this time, the maximum output of the power controller is determined by the set slope characteristic.
前述のように温調計及び電力コントローラを用いてヒー
タの温度制御を行う場合、たとえば目標温度を200℃に
設定すると、この200℃近傍の比例帯では、温調計は目
標温度及びヒータの検出温度から偏差信号を発生し、こ
の偏差信号に基づいて比例制御を行っている。When controlling the temperature of the heater using the temperature controller and power controller as described above, for example, if the target temperature is set to 200 ° C, the temperature controller detects the target temperature and the heater in the proportional band near 200 ° C. A deviation signal is generated from the temperature, and proportional control is performed based on this deviation signal.
ところが、目標温度を例えば300℃に変更すると、200℃
近傍の比例帯の範囲内に維持されていた温度は、変更さ
れた目標温度(300℃)についての比例帯からは大きく
外れているので、温調計の偏差信号はオフとなり、最大
電力をヒータに対して供給するような命令が電力コント
ローラに対して出力される。すると、ヒータに対して電
力コントローラに設定された勾配特性における最大電圧
が一時的に印加され、過電流が供給されてしまう。これ
により、オーバーシュートが発生し、目標温度に制御す
るまでの時間がかかったり、また電力コントローラに悪
影響を及ぼす。However, if you change the target temperature to 300 ℃, for example, 200 ℃
Since the temperature maintained within the range of the proportional band in the vicinity is far from the proportional band for the changed target temperature (300 ° C), the deviation signal of the temperature controller is turned off and the maximum power is supplied to the heater. To the power controller. Then, the maximum voltage in the gradient characteristic set in the power controller is temporarily applied to the heater, and the overcurrent is supplied. As a result, overshoot occurs, it takes time to control to the target temperature, and the power controller is adversely affected.
この発明の目的は、ヒータの設定温度を高い温度に変更
したときに、供給電流のオーバーシュートを防止し、目
標温度に到達するまでの制御時間を短縮できるヒータ制
御装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a heater control device capable of preventing an overshoot of a supply current and shortening a control time until reaching a target temperature when a set temperature of a heater is changed to a high temperature.
本発明に係るヒータ制御装置は、温調計と、電力コント
ローラと、比例帯外検出手段と、制御手段とを備えてい
る。A heater control device according to the present invention includes a temperature controller, an electric power controller, a proportional band outside detection means, and a control means.
前記温調計は、目標温度及びヒータの検出温度により偏
差信号を発生し、この偏差信号に基づいて制御信号を出
力するものである。前記電力コントローラは、温調計か
らの制御信号によりヒータに供給する電力を制御するも
のである。前記比例帯外検出手段は、温調計の偏差信号
によりヒータ検出温度が目標温度についての比例帯から
外れたことを検出するものである。前記制御手段は、ヒ
ータ検出温度が目標温度についての比例帯から外れたこ
とが検出されたとき、電力コントローラの最大出力を予
め設定された出力値より所定期間小さくするためのもの
である。The temperature controller generates a deviation signal according to the target temperature and the temperature detected by the heater, and outputs a control signal based on the deviation signal. The electric power controller controls electric power supplied to the heater according to a control signal from the temperature controller. The out-of-proportional band detecting means detects that the heater detection temperature is out of the proportional band for the target temperature by the deviation signal of the temperature controller. The control means is for making the maximum output of the power controller smaller than a preset output value for a predetermined period when it is detected that the heater detected temperature is out of the proportional band for the target temperature.
本発明においては、温調計の目標温度を高い温度に変更
すると、温調計の偏差信号がオフとなるので、これを過
電流検出手段により検出する。過電流検出手段によっ
て、ヒータに過電流が流れることが検出されると、電力
コントローラの最大出力が、予め設定された出力値より
一定期間小さくなるように設定される。そして、この一
定期間が経過すると電力コントローラの最大出力は元の
状態に戻され、通常のヒータ温度制御が行われる。In the present invention, when the target temperature of the temperature controller is changed to a high temperature, the deviation signal of the temperature controller is turned off, so this is detected by the overcurrent detecting means. When the overcurrent detecting means detects that an overcurrent flows through the heater, the maximum output of the power controller is set to be smaller than a preset output value for a certain period. Then, after the elapse of this fixed period, the maximum output of the power controller is returned to the original state, and the normal heater temperature control is performed.
これにより、ヒータ温度の設定を高くした場合にも、そ
の時点から一定期間は電力コントローラの最大出力より
も小さい出力がヒータに供給される。従ってオーバーシ
ュートが発生したり、過電流によって電力コントローラ
に悪影響を及ぼすのを防止できる。As a result, even when the heater temperature is set high, an output smaller than the maximum output of the power controller is supplied to the heater for a certain period from that point. Therefore, it is possible to prevent an overshoot from occurring or an adverse effect of the overcurrent on the power controller.
また、オーバーシュートの発生が防止できるので、目標
温度に到達するまでの制御時間を短くできる。Moreover, since the occurrence of overshoot can be prevented, the control time until the target temperature is reached can be shortened.
第1図は本発明の一実施例によるヒータ制御装置のブロ
ック回路図である。FIG. 1 is a block circuit diagram of a heater controller according to an embodiment of the present invention.
たとえば成膜装置の成膜室1内には、基板を加熱するた
めのヒータ2が設けられている。ヒータ2の近傍には間
接的に基板温度を検出するための熱電対3が設けられて
いる。熱電対3は、温調計4に接続されている。温調計
4は、外部から目標温度を設定できるようになってお
り、熱電対3からの検出温度と目標温度とを比較して偏
差信号を発生し、この偏差信号に基づいて制御信号bを
出力するものである。温調計の偏差信号は、内部のリレ
ー接点5がオンすることにより発生されるが、このリレ
ー接点5のオン、オフは、接点信号aとしてシーケンサ
6に入力されている。シーケンサ6には設定信号aの状
態によって制御されるリレーコイル7が接続されてい
る。For example, a heater 2 for heating a substrate is provided in the film forming chamber 1 of the film forming apparatus. A thermocouple 3 for indirectly detecting the substrate temperature is provided near the heater 2. The thermocouple 3 is connected to the temperature controller 4. The temperature controller 4 can set a target temperature from the outside, generates a deviation signal by comparing the detected temperature from the thermocouple 3 with the target temperature, and outputs the control signal b based on this deviation signal. It is what is output. The deviation signal of the temperature controller is generated when the internal relay contact 5 is turned on, and the on / off of the relay contact 5 is input to the sequencer 6 as a contact signal a. A relay coil 7 controlled by the state of the setting signal a is connected to the sequencer 6.
一方、ヒータ2には電力コントローラ8から電力が供給
されるようになっている。電力コントローラ8には、前
記温調計4からの制御信号bが入力され、サイリスタを
用いた位相制御等によってヒータ2への供給電力が制御
されるようになっている。また電力コントローラ8の端
子T1と端子T3間は常に一定の電圧となっており、その最
大出力は端子T1と端子T2間の電圧により決定される。こ
の端子T1と端子T2間の電圧は、勾配設定器9により作業
者が外部から設定できるようになっている。さらに電力
コントローラ8の端子T1と端子T3間には、抵抗10とリレ
ー接点12の並列回路が挿入されている。リレー接点12は
リレーコイル7によってオン、オフ制御されるようにな
っている。このリレー接点12がオンすると、電力コント
ローラの最大出力は第2図に示すようにV1となり、また
リレー接点12がオフの場合はV1より低いV2となる。On the other hand, electric power is supplied from the electric power controller 8 to the heater 2. The control signal b from the temperature controller 4 is input to the electric power controller 8, and the electric power supplied to the heater 2 is controlled by phase control using a thyristor. Further, the voltage between the terminals T1 and T3 of the power controller 8 is always constant, and its maximum output is determined by the voltage between the terminals T1 and T2. The voltage between the terminals T1 and T2 can be externally set by an operator by the gradient setting device 9. Further, a parallel circuit of a resistor 10 and a relay contact 12 is inserted between the terminals T1 and T3 of the power controller 8. The relay contact 12 is controlled to be turned on and off by the relay coil 7. When the relay contact 12 is turned on, the maximum output of the electric power controller is V1 as shown in FIG. 2, and when the relay contact 12 is off, it is V2 lower than V1.
なお、リレーコイル7はシーケンサ6が接点信号aを受
けてから一定の期間(第2図の期間t)の間だけ励磁が
オフされるようになっている。The excitation of the relay coil 7 is turned off only for a certain period (period t in FIG. 2) after the sequencer 6 receives the contact signal a.
次に動作について説明する。Next, the operation will be described.
ヒータ温度の制御を行う場合は、まず勾配設定器9によ
り勾配特性を設定する。これにより、電力コントローラ
8の最大出力及び温度勾配が設定される。また基板の目
標温度は、温調計4を操作することによって設定する。When controlling the heater temperature, first, the gradient characteristic is set by the gradient setter 9. Thereby, the maximum output and the temperature gradient of the power controller 8 are set. Further, the target temperature of the substrate is set by operating the temperature controller 4.
たとえば目標温度を200℃に設定すると、温調計4はこ
の目標温度200℃と、熱電対3によって検出される温度
とを比較し、この比較結果に基づいて制御信号bを電力
コントローラ8に対して出力する。検出温度が目標温度
に比較して充分低い場合には、電力コントローラ8に対
してヒータ2に最大出力でもって電力を供給するような
制御信号bが出力される。そして、ヒータ温度が目標の
200℃付近の比例帯内に入ると、温調計4内部のリレー
接点5がオンとなり、偏差信号が発生される。温調計4
はこの偏差信号に基づいて比例制御を行い、ヒータ2は
200℃付近の温度に維持される。なお、この状態ではリ
レーコイル7は励磁され、リレー接点12はオンとなって
いる。For example, if the target temperature is set to 200 ° C., the temperature controller 4 compares the target temperature of 200 ° C. with the temperature detected by the thermocouple 3, and based on the comparison result, sends the control signal b to the power controller 8. Output. When the detected temperature is sufficiently lower than the target temperature, the control signal b for supplying electric power to the heater 2 with the maximum output is output to the electric power controller 8. And the heater temperature is the target
When it enters into the proportional band around 200 ° C, the relay contact 5 inside the temperature controller 4 is turned on and a deviation signal is generated. Temperature controller 4
Performs proportional control based on this deviation signal, and the heater 2
Maintained at a temperature around 200 ° C. In this state, the relay coil 7 is excited and the relay contact 12 is on.
次に、前記のような状態からヒータの目標温度を300℃
に変更すると、検出される温度(約200℃)は、300℃に
対して比例帯の範囲外にあるので、温調計4内部のリレ
ー接点5はオフとなり、偏差信号はオフとなる。このと
き、温調計4は電力コントローラ8に対して、最大出力
でもってヒータ2に電力を供給するような指示をする。Next, from the above condition, set the target temperature of the heater to 300 ° C.
When the temperature is changed to, the detected temperature (about 200 ° C.) is out of the proportional range with respect to 300 ° C., so the relay contact 5 inside the temperature controller 4 is turned off and the deviation signal is turned off. At this time, the temperature controller 4 instructs the power controller 8 to supply power to the heater 2 with the maximum output.
このとき、温調計4内部のリレー接点5がオフになった
ことを接点信号aによって検出する。シーケンサ6は、
この接点信号aによってリレーコイル7を第2図に示す
期間tだけ励磁をオフとする。これによりリレー接点12
は第1図に示すようにオフ(開)となる。すると、端子
T1と端子T2間の電圧は、リレー接点12がオン(閉)の場
合に比較して抵抗10が挿入された分だけ小さくなる。し
たがってこの場合のヒータ電圧は第2図に示すようにV2
となり、この電圧V2でヒータ2は加熱される。At this time, it is detected by the contact signal a that the relay contact 5 inside the temperature controller 4 is turned off. Sequencer 6
With this contact signal a, the excitation of the relay coil 7 is turned off for the period t shown in FIG. This makes the relay contact 12
Turns off (open) as shown in FIG. Then the terminal
The voltage between T1 and the terminal T2 becomes smaller as compared with the case where the relay contact 12 is on (closed) by the amount of the resistor 10 inserted. Therefore, the heater voltage in this case is V2 as shown in Fig. 2.
And the heater 2 is heated by this voltage V2.
シーケンサ6は接点信号aを受けてから期間t経過後に
リレーコイル7を再び励磁し、リレー接点12をオンとす
る。これにより電力コントローラ8の端子T1と端子T2の
間の電圧は最初に勾配設定器9で設定した状態となり、
以降は通常のヒータ制御によって基板温度を300℃に維
持する。The sequencer 6 excites the relay coil 7 again after a period t has elapsed after receiving the contact signal a and turns on the relay contact 12. As a result, the voltage between the terminals T1 and T2 of the power controller 8 is first set by the slope setting device 9,
After that, the substrate temperature is maintained at 300 ° C. by normal heater control.
このような本実施例では、ヒータ温度の設定を高くした
場合にも、第3図に示すように、P2のような特性でもっ
てヒータ2に電流が供給され、従来の特性P1の場合と比
較して明らかなように過電流を防止することができる。In this embodiment, even when the heater temperature is set high, as shown in FIG. 3, the current is supplied to the heater 2 with the characteristic of P2, which is compared with the case of the conventional characteristic P1. As can be seen, overcurrent can be prevented.
なお前記実施例では、本発明を成膜装置のヒータコント
ロールに適用したが、他の装置のヒータ温度制御にも同
様に適用することができる。In addition, although the present invention is applied to the heater control of the film forming apparatus in the above-described embodiments, the present invention can be similarly applied to the heater temperature control of other apparatuses.
以上のように本発明では、設定温度を変更した際に、温
調計の偏差信号によりヒータ検出温度が目標温度につい
ての比例帯から外れたことを検出し、この検出結果から
電力コントローラの最大出力を所定期間小さくするの
で、設定温度変更時に発生するヒータへの供給電流のオ
ーバーシュートを防止でき、目標温度に到達するまでの
制御時間を短縮できる。As described above, in the present invention, when the set temperature is changed, it is detected by the deviation signal of the temperature controller that the heater detection temperature is out of the proportional band with respect to the target temperature, and from this detection result, the maximum output of the power controller is detected. Is reduced for a predetermined period, it is possible to prevent the overshoot of the current supplied to the heater when the set temperature is changed, and to shorten the control time until the target temperature is reached.
第1図は本発明の一実施例によるヒータ制御装置のブロ
ック回路図、第2図は前記装置における設定温度変更時
のヒータ電圧の特性を示す図、第3図は前記装置におけ
る設定温度を変更した際の電流特性を示す図である。 2……ヒータ、3……熱電対、4……温調計、5……リ
レー接点、6……シーケンサ、7……リレーコイル、8
……電力コントローラ、9……勾配設定器、10……抵
抗、12……リレー接点。FIG. 1 is a block circuit diagram of a heater control device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing characteristics of a heater voltage when changing a set temperature in the device, and FIG. It is a figure which shows the current characteristic at the time of doing. 2 ... Heater, 3 ... Thermocouple, 4 ... Temperature controller, 5 ... Relay contact, 6 ... Sequencer, 7 ... Relay coil, 8
...... Power controller, 9 ... Slope setting device, 10 ... Resistance, 12 ... Relay contact.
Claims (1)
制御装置であって、 目標温度及び前記ヒータの検出温度により偏差信号を発
生し、この偏差信号に基づいて制御信号を出力する温調
計と、 前記温調計からの制御信号により、前記ヒータに供給す
る電力を制御する電力コントローラと、 前記温調計の偏差信号により前記ヒータ検出温度が目標
温度についての比例帯から外れたことを検出する比例帯
外検出手段と、 前記ヒータ検出温度が目標温度についての比例帯から外
れたことが検出されたとき、前記電力コントローラの最
大出力を予め設定された出力値より所定期間小さくする
制御手段と、 を備えたヒータ制御装置。1. A heater controller for controlling a heater to a target temperature, the temperature controller generating a deviation signal according to the target temperature and the temperature detected by the heater, and outputting a control signal based on the deviation signal. And a power controller for controlling the electric power supplied to the heater by a control signal from the temperature controller, and a deviation signal of the temperature controller for detecting that the heater detected temperature is out of a proportional band with respect to a target temperature. A proportional band outside detection means, and a control means for making the maximum output of the power controller smaller than a preset output value for a predetermined period when it is detected that the heater detected temperature is out of the proportional band for the target temperature. , A heater control device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2140362A JPH0769745B2 (en) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | Heater controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2140362A JPH0769745B2 (en) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | Heater controller |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0433112A JPH0433112A (en) | 1992-02-04 |
| JPH0769745B2 true JPH0769745B2 (en) | 1995-07-31 |
Family
ID=15267062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2140362A Expired - Lifetime JPH0769745B2 (en) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | Heater controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0769745B2 (en) |
-
1990
- 1990-05-29 JP JP2140362A patent/JPH0769745B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0433112A (en) | 1992-02-04 |
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