JP2003131702A - 制御装置、温度調節器および熱処理装置 - Google Patents
制御装置、温度調節器および熱処理装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 二つの入力に対してフィードバック制御を行
う場合に、一組の制御パラメータの設定のみでよく、し
かも、即応性に優れるとともに、高精度な制御を可能と
する。 【解決手段】 制御対象２の温度を制御するＰＩＤコン
トローラ７において、高周波におけるゲインが大きな高
周波部１１を比例、微分回路８，１０で構成する一方、
低周波におけるゲインが大きな低周波部１２を積分回路
９で構成し、応答の速い第１の検出温度ＰＶ１を高周波
部１１にフィードバックする一方、応答の遅い第２の検
出温度ＰＶ２を低周波部１２にフィードバックしてい
る。
う場合に、一組の制御パラメータの設定のみでよく、し
かも、即応性に優れるとともに、高精度な制御を可能と
する。 【解決手段】 制御対象２の温度を制御するＰＩＤコン
トローラ７において、高周波におけるゲインが大きな高
周波部１１を比例、微分回路８，１０で構成する一方、
低周波におけるゲインが大きな低周波部１２を積分回路
９で構成し、応答の速い第１の検出温度ＰＶ１を高周波
部１１にフィードバックする一方、応答の遅い第２の検
出温度ＰＶ２を低周波部１２にフィードバックしてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、制御対象の温度、
圧力、流量、液位などを制御する制御装置、制御対象の
温度を制御する温度調節器および温度調節器を用いた熱
処理装置に関する。
圧力、流量、液位などを制御する制御装置、制御対象の
温度を制御する温度調節器および温度調節器を用いた熱
処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、不純物拡散炉やＣＶＤ炉等の半導
体熱処理炉を加熱制御する制御装置として、例えば、特
開平１０−１８９４６４号公報に記載のように、半導体
熱処理炉内に配列した熱電対からの目標測定値を主制御
量とし、半導体熱処理炉の外周に配置した加熱用ヒータ
の近傍の熱電対からの測定値を副制御量として半導体熱
処理炉内の温度を設定温度に制御するようにしたカスケ
ード制御装置がある。
体熱処理炉を加熱制御する制御装置として、例えば、特
開平１０−１８９４６４号公報に記載のように、半導体
熱処理炉内に配列した熱電対からの目標測定値を主制御
量とし、半導体熱処理炉の外周に配置した加熱用ヒータ
の近傍の熱電対からの測定値を副制御量として半導体熱
処理炉内の温度を設定温度に制御するようにしたカスケ
ード制御装置がある。
【０００３】かかるカスケード制御では、主調節器の出
力によって、副調節器の目標値を決定し、副調節器の出
力によって、操作部を操作するものであり、即応性に優
れるとともに、高精度な制御が可能となる。
力によって、副調節器の目標値を決定し、副調節器の出
力によって、操作部を操作するものであり、即応性に優
れるとともに、高精度な制御が可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなカスケード制御では、上述のように主と副との二つ
の調節器（コントローラ）を必要とし、このためＰＩＤ
パラメータなどの制御パラメータを二組設定しなければ
ならず、制御パラメータの組み合わせが非常に複雑とな
り、その調整が容易でないという難点がある。
うなカスケード制御では、上述のように主と副との二つ
の調節器（コントローラ）を必要とし、このためＰＩＤ
パラメータなどの制御パラメータを二組設定しなければ
ならず、制御パラメータの組み合わせが非常に複雑とな
り、その調整が容易でないという難点がある。
【０００５】本発明は、上述の点に鑑みて為されたもの
であって、少なくとも二つの入力に対してフィードバッ
ク制御を行う場合に、一組の制御パラメータの設定のみ
でよく、しかも、即応性に優れるとともに、高精度な制
御が可能な制御装置、温度調節器およびそれを用いた熱
処理装置を提供することを目的とする。
であって、少なくとも二つの入力に対してフィードバッ
ク制御を行う場合に、一組の制御パラメータの設定のみ
でよく、しかも、即応性に優れるとともに、高精度な制
御が可能な制御装置、温度調節器およびそれを用いた熱
処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、次のように構成している。
達成するために、次のように構成している。
【０００７】すなわち、本発明の制御装置は、制御対象
の物理状態をそれぞれ検出する少なくとも二つの検出手
段からのフィードバック入力および目標値に基づいて、
操作量を出力するコントローラを有し、前記制御対象の
物理状態を制御する制御装置であって、前記コントロー
ラは、高周波ゲインの大きな高周波部と低周波ゲインの
大きな低周波部とを有し、前記操作量の変化に対して応
答の速い方の検出手段からのフィードバック入力を前記
高周波部に与えるとともに、前記操作量の変化に対して
応答の遅い方の検出手段からのフィードバック入力を前
記低周波部に与えるものである。
の物理状態をそれぞれ検出する少なくとも二つの検出手
段からのフィードバック入力および目標値に基づいて、
操作量を出力するコントローラを有し、前記制御対象の
物理状態を制御する制御装置であって、前記コントロー
ラは、高周波ゲインの大きな高周波部と低周波ゲインの
大きな低周波部とを有し、前記操作量の変化に対して応
答の速い方の検出手段からのフィードバック入力を前記
高周波部に与えるとともに、前記操作量の変化に対して
応答の遅い方の検出手段からのフィードバック入力を前
記低周波部に与えるものである。
【０００８】ここで、物理状態とは、温度、流量、圧力
あるいは液位などの物理量の状態をいう。
あるいは液位などの物理量の状態をいう。
【０００９】本発明によると、単一のコントローラを、
高周波におけるゲインが大きな高周波部と低周波におけ
るゲインが大きな低周波部とに区分し、少なくとも二つ
の検出手段からのフィードバック入力の内、操作量の変
化に対して応答の速い方のフィードバック入力を高周波
部へ入力するとともに、操作量の変化に対して応答の遅
い方のフィードバック入力を低周波部に入力するので、
少なくとも二つの入力に対するフィードバック制御にお
いて、カスケード制御と同様に、即応性に優れるととも
に、高精度な制御を行うことができ、しかも、単一のコ
ントローラであるので、一組の制御パラメータの設定の
みでよく、制御パラメータの調整が容易となる。
高周波におけるゲインが大きな高周波部と低周波におけ
るゲインが大きな低周波部とに区分し、少なくとも二つ
の検出手段からのフィードバック入力の内、操作量の変
化に対して応答の速い方のフィードバック入力を高周波
部へ入力するとともに、操作量の変化に対して応答の遅
い方のフィードバック入力を低周波部に入力するので、
少なくとも二つの入力に対するフィードバック制御にお
いて、カスケード制御と同様に、即応性に優れるととも
に、高精度な制御を行うことができ、しかも、単一のコ
ントローラであるので、一組の制御パラメータの設定の
みでよく、制御パラメータの調整が容易となる。
【００１０】本発明の一実施態様においては、前記コン
トローラは、比例、積分および微分の各動作を行ってＰ
ＩＤ操作量を出力するものであって、前記高周波部は、
少なくとも前記微分動作を行い、前記低周波部は、少な
くとも前記積分動作を行うものである。
トローラは、比例、積分および微分の各動作を行ってＰ
ＩＤ操作量を出力するものであって、前記高周波部は、
少なくとも前記微分動作を行い、前記低周波部は、少な
くとも前記積分動作を行うものである。
【００１１】本発明によると、高周波におけるゲインが
大きな高周波部は、微分動作を行う一方、低周波におけ
るゲインが大きな低周波部は、積分動作を行うものであ
り、即応性に優れるとともに、高精度な制御が行える。
大きな高周波部は、微分動作を行う一方、低周波におけ
るゲインが大きな低周波部は、積分動作を行うものであ
り、即応性に優れるとともに、高精度な制御が行える。
【００１２】本発明の他の実施態様においては、前記コ
ントローラは、比例および積分の各動作を行ってＰＩ操
作量を出力するものであって、前記高周波部は、少なく
とも前記比例動作を行い、前記低周波部は、少なくとも
前記積分動作を行うものである。
ントローラは、比例および積分の各動作を行ってＰＩ操
作量を出力するものであって、前記高周波部は、少なく
とも前記比例動作を行い、前記低周波部は、少なくとも
前記積分動作を行うものである。
【００１３】本発明によると、高周波におけるゲインが
大きな高周波部は、比例動作を行う一方、低周波におけ
るゲインが大きな低周波部は、積分動作を行うものであ
り、即応性に優れるとともに、高精度な制御が行える。
大きな高周波部は、比例動作を行う一方、低周波におけ
るゲインが大きな低周波部は、積分動作を行うものであ
り、即応性に優れるとともに、高精度な制御が行える。
【００１４】本発明の温度調節器は、少なくとも二つの
温度センサからの検出温度および目標温度に基づいて、
操作量を出力するコントローラを有し、制御対象の温度
を前記目標温度になるように制御する温度調節器であっ
て、前記コントローラは、高周波ゲインの大きな高周波
部と低周波ゲインの大きな低周波部とを有し、前記操作
量の変化に対して応答の速い方の温度センサからの検出
温度を前記高周波部に与えるとともに、前記操作量の変
化に対して応答の遅い方の温度センサからの検出温度を
前記低周波部に与えるものである。
温度センサからの検出温度および目標温度に基づいて、
操作量を出力するコントローラを有し、制御対象の温度
を前記目標温度になるように制御する温度調節器であっ
て、前記コントローラは、高周波ゲインの大きな高周波
部と低周波ゲインの大きな低周波部とを有し、前記操作
量の変化に対して応答の速い方の温度センサからの検出
温度を前記高周波部に与えるとともに、前記操作量の変
化に対して応答の遅い方の温度センサからの検出温度を
前記低周波部に与えるものである。
【００１５】本発明によると、単一のコントローラを高
周波におけるゲインが大きな高周波部と低周波における
ゲインが大きな低周波部とに区分し、少なくとも二つの
温度センサからの検出温度の内、操作量の変化に対して
応答の速い方の検出温度を高周波部へ入力するととも
に、操作量の変化に対して応答の遅い方の検出温度を低
周波部に入力するので、少なくとも二つの入力に対する
フィードバック制御において、カスケード制御と同様
に、即応性に優れるとともに、高精度な制御を行うこと
ができ、しかも、単一のコントローラであるので、一組
の制御パラメータの設定のみでよく、制御パラメータの
調整が容易となる。
周波におけるゲインが大きな高周波部と低周波における
ゲインが大きな低周波部とに区分し、少なくとも二つの
温度センサからの検出温度の内、操作量の変化に対して
応答の速い方の検出温度を高周波部へ入力するととも
に、操作量の変化に対して応答の遅い方の検出温度を低
周波部に入力するので、少なくとも二つの入力に対する
フィードバック制御において、カスケード制御と同様
に、即応性に優れるとともに、高精度な制御を行うこと
ができ、しかも、単一のコントローラであるので、一組
の制御パラメータの設定のみでよく、制御パラメータの
調整が容易となる。
【００１６】本発明の一実施態様においては、前記コン
トローラは、比例、積分および微分の各動作を行ってＰ
ＩＤ操作量を出力するものであって、前記高周波部は、
少なくとも前記微分動作を行い、前記低周波部は、少な
くとも前記積分動作を行うものである。
トローラは、比例、積分および微分の各動作を行ってＰ
ＩＤ操作量を出力するものであって、前記高周波部は、
少なくとも前記微分動作を行い、前記低周波部は、少な
くとも前記積分動作を行うものである。
【００１７】本発明によると、高周波におけるゲインが
大きな高周波部は、微分動作を行う一方、低周波におけ
るゲインが大きな低周波部は、積分動作を行うものであ
り、即応性に優れるとともに、高精度な制御が行える。
大きな高周波部は、微分動作を行う一方、低周波におけ
るゲインが大きな低周波部は、積分動作を行うものであ
り、即応性に優れるとともに、高精度な制御が行える。
【００１８】本発明の他の実施態様においては、前記コ
ントローラは、比例および積分の各動作を行ってＰＩ操
作量を出力するものであって、前記高周波部は、少なく
とも前記比例動作を行い、前記低周波部は、少なくとも
前記積分動作を行うものである。
ントローラは、比例および積分の各動作を行ってＰＩ操
作量を出力するものであって、前記高周波部は、少なく
とも前記比例動作を行い、前記低周波部は、少なくとも
前記積分動作を行うものである。
【００１９】本発明によると、高周波におけるゲインが
大きな高周波部は、比例動作を行う一方、低周波におけ
るゲインが大きな低周波部は、積分動作を行うものであ
り、即応性に優れるとともに、高精度な制御が行える。
大きな高周波部は、比例動作を行う一方、低周波におけ
るゲインが大きな低周波部は、積分動作を行うものであ
り、即応性に優れるとともに、高精度な制御が行える。
【００２０】本発明の他の実施態様においては、前記二
つの温度センサは、前記操作量に応じて前記制御対象を
加熱するヒータからの距離がそれぞれ異なる位置に配置
されるものである。
つの温度センサは、前記操作量に応じて前記制御対象を
加熱するヒータからの距離がそれぞれ異なる位置に配置
されるものである。
【００２１】本発明によると、二つの温度のセンサの
内、制御対象を加熱するヒータに近い側の応答が速い温
度センサからの検出温度を高周波部に入力し、前記ヒー
タから遠い側の応答の遅い温度センサからの検出温度を
低周波部に入力することにより、即応性に優れるととも
に、高精度な制御が行える。
内、制御対象を加熱するヒータに近い側の応答が速い温
度センサからの検出温度を高周波部に入力し、前記ヒー
タから遠い側の応答の遅い温度センサからの検出温度を
低周波部に入力することにより、即応性に優れるととも
に、高精度な制御が行える。
【００２２】本発明の熱処理装置は、本発明の温度調節
器と、熱処理手段と、前記熱処理手段を加熱または冷却
する手段と、前記熱処理手段の温度をそれぞれ検出する
少なくとも二つの温度センサとを備えている。
器と、熱処理手段と、前記熱処理手段を加熱または冷却
する手段と、前記熱処理手段の温度をそれぞれ検出する
少なくとも二つの温度センサとを備えている。
【００２３】本発明によると、本発明の温度調節器によ
って熱処理炉や熱処理盤といった熱処理手段の温度制御
を行うので、即応性に優れた高精度な温度制御が可能と
なる。
って熱処理炉や熱処理盤といった熱処理手段の温度制御
を行うので、即応性に優れた高精度な温度制御が可能と
なる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、図面によって本発明の実施
の形態について詳細に説明する。
の形態について詳細に説明する。
【００２５】（実施の形態１）図１は、本発明の一つの
実施の形態に係る温度調節器１によって温度制御される
熱処理装置としての半導体熱処理炉２の一部を示す概略
図である。
実施の形態に係る温度調節器１によって温度制御される
熱処理装置としての半導体熱処理炉２の一部を示す概略
図である。
【００２６】この温度調節器１は、半導体熱処理炉２の
外周の加熱用のヒータ４の近傍に配置された第１の温度
センサ３からのフィードバック入力としての第１の検出
温度ＰＶ１と、半導体熱処理炉２内に配置された第２の
温度センサ５からのフィードバック入力としての第２の
検出温度ＰＶ２とに基づいて、半導体熱処理炉２内の温
度が、予め設定されている目標温度になるようにヒータ
４の通電を制御するものである。なお、６は半導体熱処
理炉２内に配置された半導体ウェハである。
外周の加熱用のヒータ４の近傍に配置された第１の温度
センサ３からのフィードバック入力としての第１の検出
温度ＰＶ１と、半導体熱処理炉２内に配置された第２の
温度センサ５からのフィードバック入力としての第２の
検出温度ＰＶ２とに基づいて、半導体熱処理炉２内の温
度が、予め設定されている目標温度になるようにヒータ
４の通電を制御するものである。なお、６は半導体熱処
理炉２内に配置された半導体ウェハである。
【００２７】第１の温度センサ３は、温度調節器１によ
って通電制御される半導体熱処理炉２外のヒータ４の近
傍に配置されているので、温度調節器１の制御出力であ
る操作量の変化に対する応答が速いのに対して、半導体
熱処理炉２内に配置されている第２の温度センサ５は、
第１の温度センサ３に比べて応答が遅い。
って通電制御される半導体熱処理炉２外のヒータ４の近
傍に配置されているので、温度調節器１の制御出力であ
る操作量の変化に対する応答が速いのに対して、半導体
熱処理炉２内に配置されている第２の温度センサ５は、
第１の温度センサ３に比べて応答が遅い。
【００２８】図２は、図１の温度調節器１の要部の概略
構成図であり、図１に対応する部分には、同一の参照符
号を付す。
構成図であり、図１に対応する部分には、同一の参照符
号を付す。
【００２９】この実施の形態の温度調節器１は、上述の
ように、制御対象としての半導体熱処理炉２内の温度
を、図示しない設定部から設定された目標温度ＳＰにな
るように上述のヒータ４の通電を制御するためのＰＩＤ
操作量ＭＶを演算出力する単一のＰＩＤコントローラ７
を備えている。
ように、制御対象としての半導体熱処理炉２内の温度
を、図示しない設定部から設定された目標温度ＳＰにな
るように上述のヒータ４の通電を制御するためのＰＩＤ
操作量ＭＶを演算出力する単一のＰＩＤコントローラ７
を備えている。
【００３０】このＰＩＤコントローラ７は、比例
（Ｐ）、積分（Ｉ）および微分（Ｄ）の各動作を行う回
路８〜１０を備えており、ＰＩＤ制御を行うものであ
る。
（Ｐ）、積分（Ｉ）および微分（Ｄ）の各動作を行う回
路８〜１０を備えており、ＰＩＤ制御を行うものであ
る。
【００３１】この実施の形態では、二つの入力に対して
フィードバック制御を行う場合に、一組のＰＩＤパラメ
ータの設定のみでよく、しかも、カスケード制御と同様
に、即応性に優れるとともに、高精度な制御を可能にす
るために、次のように構成している。
フィードバック制御を行う場合に、一組のＰＩＤパラメ
ータの設定のみでよく、しかも、カスケード制御と同様
に、即応性に優れるとともに、高精度な制御を可能にす
るために、次のように構成している。
【００３２】すなわち、この実施の形態では、ＰＩＤコ
ントローラ７は、高周波におけるゲインが大きな高周波
部１１を構成する比例、微分回路８，１０と、低周波に
おけるゲインが大きな低周波部１２を構成する積分回路
９とを備えており、ＰＩＤ操作量の変化に対する応答が
速い第１の温度センサ３からの第１の検出温度ＰＶ１を
高周波部１１に与える一方、ＰＩＤ操作量の変化に対す
る応答が遅い第２の温度センサ５からの第２の検出温度
ＰＶ２を低周波部１２に与えるようにしている。
ントローラ７は、高周波におけるゲインが大きな高周波
部１１を構成する比例、微分回路８，１０と、低周波に
おけるゲインが大きな低周波部１２を構成する積分回路
９とを備えており、ＰＩＤ操作量の変化に対する応答が
速い第１の温度センサ３からの第１の検出温度ＰＶ１を
高周波部１１に与える一方、ＰＩＤ操作量の変化に対す
る応答が遅い第２の温度センサ５からの第２の検出温度
ＰＶ２を低周波部１２に与えるようにしている。
【００３３】高周波部１１の比例、微分回路８，１０に
は、第１の検出温度ＰＶ１と目標温度ＳＰとの偏差がそ
れぞれ与えられる一方、低周波部１２の積分回路９に
は、第２の検出温度ＰＶ２と目標温度ＳＰとの偏差が与
えられ、各回路８〜１０の出力が加算されてＰＩＤ操作
量ＭＶとして出力される。
は、第１の検出温度ＰＶ１と目標温度ＳＰとの偏差がそ
れぞれ与えられる一方、低周波部１２の積分回路９に
は、第２の検出温度ＰＶ２と目標温度ＳＰとの偏差が与
えられ、各回路８〜１０の出力が加算されてＰＩＤ操作
量ＭＶとして出力される。
【００３４】このようにＰＩＤコントローラ７を、高周
波におけるゲインが大きな高周波部１１と、低周波にお
けるゲインが大きな低周波部１２とに区分して、応答の
速い第１の検出温度ＰＶ１を高周波部１１にフィードバ
ックする一方、応答の遅い第２の検出温度ＰＶ２を低周
波部１２にフィードバックするので、カスケード制御と
同様に、即応性に優れるとともに、高精度な制御を行う
ことができる。
波におけるゲインが大きな高周波部１１と、低周波にお
けるゲインが大きな低周波部１２とに区分して、応答の
速い第１の検出温度ＰＶ１を高周波部１１にフィードバ
ックする一方、応答の遅い第２の検出温度ＰＶ２を低周
波部１２にフィードバックするので、カスケード制御と
同様に、即応性に優れるとともに、高精度な制御を行う
ことができる。
【００３５】すなわち、ヒータ４の近傍位置の応答の速
い第１の温度センサ３からの第１の検出温度ＰＶ１を高
周波部１１にフィードバックして即応性を高める一方、
最終的に目標温度ＳＰに制御したい半導体熱処理炉２内
の温度を検出する第２の温度センサ５からの第２の検出
温度を低周波部１２にフィードバックして追従精度を高
めることができる。
い第１の温度センサ３からの第１の検出温度ＰＶ１を高
周波部１１にフィードバックして即応性を高める一方、
最終的に目標温度ＳＰに制御したい半導体熱処理炉２内
の温度を検出する第２の温度センサ５からの第２の検出
温度を低周波部１２にフィードバックして追従精度を高
めることができる。
【００３６】しかも、カスケード制御では、主と副との
二つのコントローラを必要とするので、二組のＰＩＤパ
ラメータを設定しなければならず、ＰＩＤパラメータの
組み合わせが非常に複雑となり、その調整が容易でなか
ったが、本発明では、一組のＰＩＤパラメータを設定す
ればよく、ＰＩＤパラメータを容易に調整できる。
二つのコントローラを必要とするので、二組のＰＩＤパ
ラメータを設定しなければならず、ＰＩＤパラメータの
組み合わせが非常に複雑となり、その調整が容易でなか
ったが、本発明では、一組のＰＩＤパラメータを設定す
ればよく、ＰＩＤパラメータを容易に調整できる。
【００３７】（実施の形態２）図３は、本発明の他の実
施の形態の温度調節器１1の要部の概略構成図であり、
図２に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
施の形態の温度調節器１1の要部の概略構成図であり、
図２に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００３８】上述の実施の形態では、第１の検出温度Ｐ
Ｖ１が与えられる高周波部１１を比例回路８および微分
回路１０で構成するとともに、第２の検出温度ＰＶ２が
与えられる低周波部１２を積分回路９で構成したのに対
して、この実施の形態では、低周波および高周波におけ
るゲインがあまり大きくない比例回路８を、高周波部１
１1ではなく、低周波部１２1としている。
Ｖ１が与えられる高周波部１１を比例回路８および微分
回路１０で構成するとともに、第２の検出温度ＰＶ２が
与えられる低周波部１２を積分回路９で構成したのに対
して、この実施の形態では、低周波および高周波におけ
るゲインがあまり大きくない比例回路８を、高周波部１
１1ではなく、低周波部１２1としている。
【００３９】すなわち、この実施の形態では、第１の検
出温度ＰＶ１が与えられる高周波部１１1を微分回路１
０で構成するとともに、第２の検出温度ＰＶ２が与えら
れる低周波部１２1を積分回路９および比例回路８で構
成したものであり、その他の構成および効果は、上述の
実施の形態と同様である。
出温度ＰＶ１が与えられる高周波部１１1を微分回路１
０で構成するとともに、第２の検出温度ＰＶ２が与えら
れる低周波部１２1を積分回路９および比例回路８で構
成したものであり、その他の構成および効果は、上述の
実施の形態と同様である。
【００４０】（実施の形態３）図４は、本発明の更に他
の実施の形態の温度調節器１2の要部の概略構成図であ
り、図２に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
の実施の形態の温度調節器１2の要部の概略構成図であ
り、図２に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００４１】上述の各実施の形態では、比例回路８は、
高周波部１１または低周波部１２1のいずれかとされた
けれども、この実施の形態では、比例回路を、高周波用
の比例回路８ａと低周波用の比例回路８ｂとに区分し、
高周波用の比例回路８ａには、第１の検出温度ＰＶ１と
目標温度ＳＰとの偏差を、ハイパスフィルタ１３を介し
て与える一方、低周波用の比較回路８ｂには、第２の検
出温度ＰＶ２と目標温度ＳＰとの偏差を、ローパスフィ
ルタ１４を介して与えるのである。
高周波部１１または低周波部１２1のいずれかとされた
けれども、この実施の形態では、比例回路を、高周波用
の比例回路８ａと低周波用の比例回路８ｂとに区分し、
高周波用の比例回路８ａには、第１の検出温度ＰＶ１と
目標温度ＳＰとの偏差を、ハイパスフィルタ１３を介し
て与える一方、低周波用の比較回路８ｂには、第２の検
出温度ＰＶ２と目標温度ＳＰとの偏差を、ローパスフィ
ルタ１４を介して与えるのである。
【００４２】その他の構成および効果は、上述の実施の
形態と同様である。
形態と同様である。
【００４３】この実施の形態では、比例回路を、高周波
用と低周波用とに区分したけれども、本発明の他の実施
の形態として、積分回路を高周波用と低周波用とに区分
し、高周波部を、微分、比例および高周波用の積分回路
で構成するとともに、低周波部を、低周波用の積分回路
で構成してもよい。
用と低周波用とに区分したけれども、本発明の他の実施
の形態として、積分回路を高周波用と低周波用とに区分
し、高周波部を、微分、比例および高周波用の積分回路
で構成するとともに、低周波部を、低周波用の積分回路
で構成してもよい。
【００４４】（その他の実施の形態）上述の各実施の形
態では、微分回路１０は、目標温度ＳＰとの偏差を微分
するものであったけれども、本発明の他の実施の形態と
して、図５に示されるように、第１の検出温度ＰＶ１の
みに微分動作が働くようにした微分先行型のＰＩＤ制御
に適用してもよい。すなわち、この実施の形態では、高
周波部１１3を構成する微分回路１０には、第１の検出
温度ＰＶ１が与えられる一方、低周波部１２3を構成す
る比例、積分回路８，９には、第２の検出温度ＰＶ２と
目標温度ＳＰとの偏差が与えられ、比例、積分回路８，
９の出力が加算される一方、微分回路１０の出力が減算
されてＰＩＤ操作量ＭＶとされるものである。
態では、微分回路１０は、目標温度ＳＰとの偏差を微分
するものであったけれども、本発明の他の実施の形態と
して、図５に示されるように、第１の検出温度ＰＶ１の
みに微分動作が働くようにした微分先行型のＰＩＤ制御
に適用してもよい。すなわち、この実施の形態では、高
周波部１１3を構成する微分回路１０には、第１の検出
温度ＰＶ１が与えられる一方、低周波部１２3を構成す
る比例、積分回路８，９には、第２の検出温度ＰＶ２と
目標温度ＳＰとの偏差が与えられ、比例、積分回路８，
９の出力が加算される一方、微分回路１０の出力が減算
されてＰＩＤ操作量ＭＶとされるものである。
【００４５】さらに、上述の各実施の形態では、ＰＩＤ
制御に適用して説明したけれども、本発明の他の実施の
形態として、例えば、図２に対応する図６に示されるよ
うに、ＰＩ制御に適用してもよく、この場合には、高周
波部１１は、比例回路８のみで構成されることになる。
制御に適用して説明したけれども、本発明の他の実施の
形態として、例えば、図２に対応する図６に示されるよ
うに、ＰＩ制御に適用してもよく、この場合には、高周
波部１１は、比例回路８のみで構成されることになる。
【００４６】また、本発明は、２自由度ＰＩＤ制御方式
に適用してもよい。
に適用してもよい。
【００４７】上述の各実施の形態では、温度を制御する
温度調節器に適用して説明したけれども、本発明は、温
度調節器に限らず、他の制御装置に適用してもよいのは
勿論である。
温度調節器に適用して説明したけれども、本発明は、温
度調節器に限らず、他の制御装置に適用してもよいのは
勿論である。
【００４８】上述の各実施の形態では、制御対象を加熱
する場合に適用して説明したけれども、本発明は、制御
対象を冷却する場合にも適用できるのは勿論である。
する場合に適用して説明したけれども、本発明は、制御
対象を冷却する場合にも適用できるのは勿論である。
【００４９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、コントロ
ーラを、高周波におけるゲインが大きな高周波部と低周
波におけるゲインが大きな低周波部とに区分し、応答の
速い方のフィードバック入力を高周波部へ入力するとと
もに、応答の遅い方のフィードバック入力を低周波部に
入力するので、二つの入力に対するフィードバック制御
において、カスケード制御と同様に、即応性に優れると
ともに、高精度な制御を行うことができ、しかも、一組
の制御パラメータの設定のみでよく、制御パラメータの
調整が容易となる。
ーラを、高周波におけるゲインが大きな高周波部と低周
波におけるゲインが大きな低周波部とに区分し、応答の
速い方のフィードバック入力を高周波部へ入力するとと
もに、応答の遅い方のフィードバック入力を低周波部に
入力するので、二つの入力に対するフィードバック制御
において、カスケード制御と同様に、即応性に優れると
ともに、高精度な制御を行うことができ、しかも、一組
の制御パラメータの設定のみでよく、制御パラメータの
調整が容易となる。
【図１】本発明の温度調節器によって温度制御される半
導体熱処理炉の一部を示す概略図である。
導体熱処理炉の一部を示す概略図である。
【図２】図１の温度調節器の要部の概略構成図である。
【図３】本発明の他の実施の形態の温度調節器の要部の
概略構成図である。
概略構成図である。
【図４】本発明の更に他の実施の形態の温度調節器の要
部の概略構成図である。
部の概略構成図である。
【図５】本発明の他の実施の形態の温度調節器の要部の
概略構成図である。
概略構成図である。
【図６】本発明の他の実施の形態の温度調節器の要部の
概略構成図である。
概略構成図である。
１，１1〜１3 温度調節器
２ 半導体熱処理炉
３ 第１の温度センサ
５ 第２の温度センサ
７，７1〜７3 ＰＩＤコントローラ
１１，１１1〜１１3 高周波部
１２，１２1〜１２3 低周波部
８，８ａ，８ｂ 比例回路
９ 積分回路
１０ 微分回路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｃ２３Ｃ 16/52 Ｃ２３Ｃ 16/52
Ｆターム(参考） 4K029 BD01 DA08 EA08
4K030 CA04 CA12 KA24 KA26 KA39
KA41
5F045 BB08 DP19 EK27 GB05
5H004 GA02 GA05 GA27 GB15 HA01
HB01 JB08 KB02 KB04 KB06
MA12 MA13
5H323 AA27 BB01 BB04 CA01 CB02
FF01 FF03 HH02 KK06 KK09
LL01 LL02 NN15
Claims (8)
- 【請求項１】 制御対象の物理状態をそれぞれ検出する
少なくとも二つの検出手段からのフィードバック入力お
よび目標値に基づいて、操作量を出力するコントローラ
を有し、前記制御対象の物理状態を制御する制御装置で
あって、 前記コントローラは、高周波ゲインの大きな高周波部と
低周波ゲインの大きな低周波部とを有し、前記操作量の
変化に対して応答の速い方の検出手段からのフィードバ
ック入力を前記高周波部に与えるとともに、前記操作量
の変化に対して応答の遅い方の検出手段からのフィード
バック入力を前記低周波部に与えることを特徴とする制
御装置。 - 【請求項２】 前記コントローラは、比例、積分および
微分の各動作を行ってＰＩＤ操作量を出力するものであ
って、前記高周波部は、少なくとも前記微分動作を行
い、前記低周波部は、少なくとも前記積分動作を行う請
求項１記載の制御装置。 - 【請求項３】 前記コントローラは、比例および積分の
各動作を行ってＰＩ操作量を出力するものであって、前
記高周波部は、少なくとも前記比例動作を行い、前記低
周波部は、少なくとも前記積分動作を行う請求項１記載
の制御装置。 - 【請求項４】 少なくとも二つの温度センサからの検出
温度および目標温度に基づいて、操作量を出力するコン
トローラを有し、制御対象の温度を前記目標温度になる
ように制御する温度調節器であって、 前記コントローラは、高周波ゲインの大きな高周波部と
低周波ゲインの大きな低周波部とを有し、前記操作量の
変化に対して応答の速い方の温度センサからの検出温度
を前記高周波部に与えるとともに、前記操作量の変化に
対して応答の遅い方の温度センサからの検出温度を前記
低周波部に与えることを特徴とする温度調節器。 - 【請求項５】 前記コントローラは、比例、積分および
微分の各動作を行ってＰＩＤ操作量を出力するものであ
って、前記高周波部は、少なくとも前記微分動作を行
い、前記低周波部は、少なくとも前記積分動作を行う請
求項４記載の温度調節器。 - 【請求項６】 前記コントローラは、比例および積分の
各動作を行ってＰＩ操作量を出力するものであって、前
記高周波部は、少なくとも前記比例動作を行い、前記低
周波部は、少なくとも前記積分動作を行う請求項４記載
の温度調節器。 - 【請求項７】 前記二つの温度センサは、前記操作量に
応じて前記制御対象を加熱するヒータからの距離がそれ
ぞれ異なる位置に配置される請求項４〜６のいずれかに
記載の温度調節器。 - 【請求項８】 請求項４〜７のいずれかに記載の温度調
節器と、熱処理手段と、前記熱処理手段を加熱または冷
却する手段と、前記熱処理手段の温度をそれぞれ検出す
る少なくとも二つの温度センサとを備えることを特徴と
する熱処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001328849A JP3664125B2 (ja) | 2001-10-26 | 2001-10-26 | 制御装置、温度調節器および熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001328849A JP3664125B2 (ja) | 2001-10-26 | 2001-10-26 | 制御装置、温度調節器および熱処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003131702A true JP2003131702A (ja) | 2003-05-09 |
| JP3664125B2 JP3664125B2 (ja) | 2005-06-22 |
Family
ID=19144847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001328849A Expired - Fee Related JP3664125B2 (ja) | 2001-10-26 | 2001-10-26 | 制御装置、温度調節器および熱処理装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3664125B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106484000A (zh) * | 2016-12-21 | 2017-03-08 | 王乾 | 一种温度控制方法 |
| CN110109496A (zh) * | 2019-04-17 | 2019-08-09 | 上海至纯洁净系统科技股份有限公司 | 一种用于pcvd保温炉的自动升温控制系统 |
| CN112284152A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-01-29 | 苏州博能炉窑科技有限公司 | 一种用于工艺炉的集成温控装置及集成温控方法 |
| WO2024262365A1 (ja) * | 2023-06-23 | 2024-12-26 | 東京エレクトロン株式会社 | 制御装置、基板処理装置、および基板処理方法 |
-
2001
- 2001-10-26 JP JP2001328849A patent/JP3664125B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN110109496A (zh) * | 2019-04-17 | 2019-08-09 | 上海至纯洁净系统科技股份有限公司 | 一种用于pcvd保温炉的自动升温控制系统 |
| CN112284152A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-01-29 | 苏州博能炉窑科技有限公司 | 一种用于工艺炉的集成温控装置及集成温控方法 |
| WO2024262365A1 (ja) * | 2023-06-23 | 2024-12-26 | 東京エレクトロン株式会社 | 制御装置、基板処理装置、および基板処理方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3664125B2 (ja) | 2005-06-22 |
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