JPS63103301A - 条件監視付実時間補償装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産　　十の　１１ノ）！ 本発明は実時間補償装置に関し、とくに一定処理時間に
亘り制御量を一定処理レベルに保持する如く制御する際
に処理レベルへの不到達及び処理レベルの安定性の監視
をする方式の実時間補償装置に関する。

更え立且遣 第４図を参照して従来の実時間補償方式を熱処理の場合
について説明する。典型的な熱処理においては、熱処理
炉等の温度を加熱手段の制御により初期温度Ｔｏから所
望の処理温度（以下、処理レベルという、　）　Ｔｌま
で調節し、その処理レベルを予め設定された処理時間Ｓ
の間保持する様に制御する。第４図の太い実線Ｓｖはこ
の熱処理のためのプログラム、設定値を示す。実設備に
おいては炉温等の制御量の現実値ｐマと上記設定値ＳＶ
との間にはづれが生ずる。また、実際の温度制御は処理
レベルＴ１に対して一定の幅、例えば±Δ丁の幅を持た
せた一定範囲（ＴＩ±Δ丁）内に温度を保つ如き制御を
する。実時間補償方式は、処理時間Ｓの計時をプログラ
ム設定値Ｓｖにおける処理の始点ｔｏから始めるのでは
なく、炉温かこの一定範囲に到達した到達時ｔｅからそ
の計時を開始するものである。

即ち、実時間補償方式によれば、炉温等の制御量の現実
値ｐマが一定の処理レベル範囲（ＴＩ±Δ丁）へ到達す
る時刻である到達時ｔｅが設定値Ｓｖにおける処理の始
点ｔｏから遅延時間りだけ８れた場合、処理の終期をそ
の遅延時間りだけ遅らせることにより所要の処理時間Ｓ
を遅延時間りの有無及びその長短とは無関係に確保する
。

第２図を参照するに従来の実時間補償装置は、温度等の
制御量が処理レベルＴＩに許される一定範囲（ＴＩ±Δ
Ｔ）へ到達するのを待機するものの、その待機時間に制
限を設けていない。このため、炉や制御系等における故
障その他の原因により炉温等の制御量が十分に変化し得
ない場合にも無用に長い時間待ち続け、時間の無駄と燃
料等の資源浪費を招く欠点があった。

また、第３図を参照するに従来の実時間補償装置におい
ては、炉温等の制す１量の現実値ｐマに」二足一定範囲
　（ＴＩ±Δ丁）を逸脱するオーバーシュートＬがある
ときにも処理時間Ｓを変えることができない。このため
、上記一定範囲を上回るオーバーシュートＬが多い場合
には過剰処理となり、上記一定範囲を下回るオーバーシ
ュートＬが多い場合には不足処理とな欠点がある。

例えば、一定温度で半導体ウェー八表面に被膜を付着す
る処理において、上記の過剰又は不足処理は被膜厚さの
ばらつきを招く、従来は、オーバーシュートＬの影響を
独立に除去することが困難であったため、熱処理後の被
膜厚さを観察することにより、上記オーバーシュートＬ
の効果を含む処理時間の長さの複合的影響を推測し、熱
処理時１ｉｉＩ　Ｓを調整して所望の被膜厚さを得てい
たのが実状である。これでは制御の精度を確保し難い。

−１が　９　しようと　る１、′へ 従って、本発明が解決しようとする聞題点は、実時間補
償における処理レベル到達時及び制ｇｌ捕安定性の監視
にある。

ｉ′！顎さ　　ｔ　るための　゛ 第１図および第５図を参照するに、処理レベル（ＴＩ）
近傍の一定範囲（ＴＩ土ΔＴ）内への制御量ｌの到達時
（ｔｅ）を検出して上記到達時から一定処理時間（’３
）の間上記制御量１を上記一定範囲内に保持する如く制
御する実時間補償装置において１本発明によれば、一定
の待ち時間（Ｗｌ）を設定する設定手段２）及び上記待
ち時間（旧）内に上記制御ｉ１がに記一定範囲内に到達
しないことを検出し且つ未到達信号（第５図及び第６図
参照）を発生する制御量Ｗ！１３を設けて条件監視付実
時間補償装はを構成する。

好ましくは、上記設定手段２に一定の判定時間（Ｗ２）
を設定する機渣を含め、上記制御量１が上記到達時（ｔ
ｅ）からＬ肥料定時間（ｗ２）の間連続して上記一定範
囲内にあった安定化時ｔ４（＝ｔｅ＋Ｗ２）を検出し且
つ上記処理時間（Ｓ）を上記安定化時から計時する手段
を上記制御’！ｌｃ　ｎ　３に含める。

１川 第１図、第５図及び第６図を参照して作用を説明する。

設定手段２は、処理プログラム設定値Ｐｖに処理レベル
Ｔ１、処理レベルの範囲に関する裕度６丁、処理時間Ｓ
、及び処理時間の始点ｔｏを含める。このプログラム設
定値Ｓｖに初期レベルＴＯや制御量の変化の勾配Ｖを含
めてもよい０本発明による条件監視付実時間補償装置の
重要な一特徴として、処理時間Ｓの始点１０から上記待
ち時間ｗ１を計時し且つ制御量の現実値ｐマが第２図に
示される様に処理レベルＴｌ近傍の一定範囲（Ｔｌ±Δ
Ｔ）へ到達しないまま上記待ち時間Ｗｌが経過した場合
に未到達信号（第５図及び第６図）を発生する。

この未到達信号により操作員は、熱処理炉等の被制御系
における故障又は制御装置における故障を早期に発見し
、時間の浪費と資源の浪費を防止することができる。

判定時間−２を設定した場合には、たとえ第１の到達時
ｔｅｌに制御量の現実植ｐマが一定の処理レベル範囲（
〒１±ΔＴ）へ到達しても、若しその到達時ｔｅｌから
計時される上記判定時間讐２より短い時間Ｕ内にオーバ
ーシュートＬのため制御量の現実値ｐマが一１二記一定
範囲（ＴＩ±ΔＴ）を逸脱したときは、制御量の現実値
ｐマが未だ不安定であると判断し、処理時間Ｓの計時を
開始しない。

その後、制御量の現実値ｐマが第２の到達時ｔｅ２に上
記一定範囲（ＴＩ±Δ丁）へ再度到達すると、上記判定
時間Ｗ２の計時が再度開始される。上記判定時間Ｗ２の
計時は、制御〜１の現実値ｐマが制御量の−Ｆ記一定範
囲（ＴＩ±Δ丁）から逸脱しない限り中断されない、−
■−記肥料時間臀２の計時が中断されることなく終了す
ると、制御量の現実値ｐマが連続して上記一定範囲にあ
ったと判断され、その判定時間誓２終了時ｔ４（＝ｔｅ
＋Ｗ２）に」二足処理時間Ｓの計時が開始される。

１−記一定範囲到達時ｔｅに始まる判定時間−２内にお
けるオーバーシュートＬの欠如の確認とその確認後の上
記処理時間Ｓの計時開始とにより、オーバーシュートに
よる過剰及び不足処理を抑制することができる。

実」１例 第１図、第５図及び第６図の実施例は、熱処理炉の温度
制御の場合を示す、制御量２！ｔ３は、この場合温度計
である検出器４からの制御量現実値ｐマと設定手段２か
らの温度設定値Ｓｖとの差に演算処理を加えて制御信号
を発生し、この制御信号を加熱器及び／又は送風機等か
らなる調節手段５に加え、この場合温度である制御量ｌ
を制御する。制御装置３のこの制御機使は公知である。

設定手段２には、処理時間Ｓの始点ｔｏから計時される
べき待ち時間Ｗ１が設定される。制御装置３は、設定手
段２に設定されたプログラム設定値Ｓｖ中の初期レベル
Ｔｏ、温度変化勾配Ｖ、及び処理レベルＴｌからに記処
理時間Ｓの始点ｔｏを算出する。

制御装置３は、タイマ６からの時計信号ｔにより一４二
記処理時間Ｓの始点ｔｏから上記待ち時間（Ｗｌ）を計
時するとともに第６図の流れ図に従って上記待ち時間−
１内に温度が所定の処理レベル範囲　（ＴＩ±Δ丁）に
入ったか否かを判断し、待ち時間Ｗｌ内に所要温度が得
られていないときには未到達信号を発生する。この未到
達信号により適当な警報装置（図示せず。）を作動させ
れば、操作員は直ちに故障の診断を開始するとともに必
要に応じ熱源を遮断することができる。こうして時間の
無駄と熱資源の浪費を防］卜することができる。

さらに、設定手段２に判定時間Ｗ２を設定し且つ制御装
置３にこの場合温度である制御量の安定性判定手段を含
めるならば、制御手段３は第６図の流れ図に従って温度
が上記処理レベル（ＴＩ±Δ丁）内において安定したか
否かを判断することができる。即ち、第１図の例におい
て、上記処理レベル範囲への最初の到達時ｔｅｌの場合
には判定時間讐２経過前に温度がその範囲を逸脱するの
で処理時間Ｓの計時を開始しないが、上記処理レベル範
囲への第２の到達時ｔｅ２の場合には判定時間−２の期
間中温度がその範囲内にあるので温度が安定したと判断
し判定時間Ｗ２の終端時ｔ４を安定化時として処理時間
Ｓの計時を開始する。こうして、温度のオーバーシュー
トがあるときの熱処理を避けることによりオーバーシュ
ートに起因する処理結果のばらつきを防止することがで
きる。

なお、上記安定化時ｔ４を処理時間Ｓの計時開始だけで
なく他の制御目的、例えば被処理品の駆動開始や雰囲気
ガスの送出開始などに利用すれば一層高度なプロセス制
御をすることができる。

灸几夏盈」 以上詳細に説明した様に１本発明による条件監視付実時
間補償装置は処理レベル到達時間の限界としての待ち時
間引及び制御量安定化判断のための判定時間ｗ２を用い
るので次のＷＪ２な効果を奏する。

（イ）なんらかの原因により処理レベル到達が遅れた場
合の無用に長い待機に伴う時間及び資源の無駄を防止す
ることかでさる。

（ロ）温度その他の制御量にオーバーシュートがあると
きの処理を避はオーバーシュートによる処理結果のばら
つきを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の作用を示すグラフ、第２図から第４図
まで従来技術の説明図、第５図は本発明の構成を示すブ
ロック図、第６図は本発明の作用を示す流れ図である。 ｌ・・・制ｇ４量、　　２・・・設定手段、　　３・・
・制御装置、４・・・検出器、　　５・・・３Ｊｆ１手
段、　　６・・・タイマ、Ｄ・・・遅延時間、　Ｌ・・
・オーバーシュート、　ｐマ・・・制御清の現実値、　
Ｓ・・・処理時間、　Ｓｖ・・・プログラムＪジ定値、
　丁０・・・初期レベル、　ＴＩ・・・処理レベル、　
　ｔｅ・・・処理レベル範囲への到達時、　ｔ４・・・
安定化時、　　ΔＴ・・・処理レベルの幅。 特許出願人　　大倉電気株式会社 特許出願代理人　　弁理士　市東　　禮次部第２Ｌ； １　　　　　　　第４図 度 第５二つ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）処理レベル（Ｔ１）近傍の一定範囲内への制御量
   の到達時（ｔｅ）を検出し上記到達時から一定処理時間
   （Ｓ）の間上記制御量を上記一定範囲内に保持する如く
   制御する実時間補償装置において、一定の待ち時間（Ｗ
   １）を設定する設定手段、及び上記待ち時間内に上記制
   御量が上記一定範囲内に到達しないことを検出して未到
   達信号を発生する手段を有する制御装置を備えてなる条
   件監視付実時間補償装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の実時間補償装置にお
   いて、上記設定手段に一定の判定時間（Ｗ２）を設定す
   る機能を含め、上記制御量が上記到達時（ｔｅ）から上
   記判定時間（Ｗ２）の間連続して上記一定範囲内にあっ
   た安定化時ｔ４（＝ｔｅ＋Ｗ２）を検出し且つ上記処理
   時間（Ｓ）を上記安定化時から計時する手段を上記制御
   装置に含めてなる条件監視付実時間補償装置。