JPH0769745B2 - ヒータ制御装置 - Google Patents
ヒータ制御装置Info
- Publication number
- 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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- heater
- controller
- power controller
- detected
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
ローラと、比例帯外検出手段と、制御手段とを備えてい
る。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
温度に到達するまでの制御時間を短くできる。
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。
ック回路図である。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
次に動作について説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (1)
- 【請求項１】ヒータを目標温度に制御するためのヒータ
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2140362A JPH0769745B2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | ヒータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2140362A JPH0769745B2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | ヒータ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0433112A JPH0433112A (ja) | 1992-02-04 |
| JPH0769745B2 true JPH0769745B2 (ja) | 1995-07-31 |
Family
ID=15267062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2140362A Expired - Lifetime JPH0769745B2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | ヒータ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0769745B2 (ja) |
-
1990
- 1990-05-29 JP JP2140362A patent/JPH0769745B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0433112A (ja) | 1992-02-04 |
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