KR100966375B1 - Supply power adjusting apparatus and semiconductor manufacturing apparatus - Google Patents

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가부시키가이샤 코쿠사이덴키 세미컨덕터 서비스
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Abstract

반응로 내에 복수 매의 기판을 장전한 기판보지구를 반입하여 열처리를 하는 반도체제조장치에 있어서, 상기 반응로의 주위에 설치된 히터와, 상기 히터로의 공급전력을 조정하는 공급전력 조정기를 포함하고, 상기 공급전력 조정기는, 교류전원의 교류전압을, 제어신호의 주파수에 대응한 교류전력으로 변환하여 상기 히터에 공급하는 전력용 IGBT 변환기와, IGBT 변환기의 스위칭 동작에 의하여 발생하는 역기전력을 회생하여 상기 교류전원에 되돌리는 회생용 IGBT 변환기로 구성되어 있다.

Figure R1020097007943

히터, 조정기, 변환기

A semiconductor manufacturing apparatus for carrying out a heat treatment by carrying a substrate holder loaded with a plurality of substrates into a reactor, the apparatus comprising: a heater provided around the reactor and a power supply regulator for adjusting a power supply to the heater; The power supply regulator converts an AC voltage of an AC power source into an AC power corresponding to a frequency of a control signal and regenerates an IGBT converter for power supplied to the heater, and a back EMF generated by a switching operation of the IGBT converter. It is comprised by the regenerative IGBT converter returned to the said AC power supply.

Figure R1020097007943

Heater, regulator, transducer

Description

공급전력 조정기 및 반도체 제조장치 {SUPPLY POWER ADJUSTING APPARATUS AND SEMICONDUCTOR MANUFACTURING APPARATUS}Power Supply Regulator and Semiconductor Manufacturing Equipment {SUPPLY POWER ADJUSTING APPARATUS AND SEMICONDUCTOR MANUFACTURING APPARATUS}

본 발명은, 히터에 전력을 공급하는 공급전력 조정기 및 이를 사용한 반도체제조장치에 관한 것이다. The present invention relates to a power supply regulator for supplying power to a heater and a semiconductor manufacturing apparatus using the same.

도 3에 종래의 히터용 공급전력 조정기를 도시한다. 히터용 공급전력 조정기(20)는, 그 입력단에 교류전원(1)에 접속되는 수전단자대(2)를 갖고, 그 출력단에 히터(7)에 접속되는 분배용 단자대(6)를 가진다. 수전단자대(2)와 분배용 단자대(6)와의 사이에, 전원브레이커(3), 전원트랜스(4), 전력조정기로서의 전력제어용 사이리스터(thyristor)(5)가 접속된다. 히터(7)에 온도측정용 열전대(8)가 설치된다. 3 shows a conventional power supply regulator for a heater. The power supply regulator 20 for a heater has the power receiving terminal block 2 connected to the AC power supply 1 at the input terminal, and the distribution terminal block 6 connected to the heater 7 at the output terminal. Between the power receiving terminal block 2 and the distribution terminal block 6, a power supply breaker 3, a power supply transformer 4, and a power control thyristor 5 as a power regulator are connected. The thermocouple 8 for temperature measurement is provided in the heater 7.

교류전원(1)을 수전단자대(2)에서 수전하여, 전원브레이커(3)를 통하여, 전원트랜스(4)에 전력을 공급한다. 전원트랜스(4)에서 변압된 전력은, 전력제어용 사이리스터(5)로 제어되고, 분배용 단자대(6)에서 히터(7)로 공급된다. 이에 따라 히터(7)가 가열되고, 히터(7)의 온도가 변화된다. 이 히터온도는 온도측정용 열전대(8)에 의하여 측정되어 온도조절계(9)에 입력된다. 온도조절계(9)는, 온도측정용 열전대(8)에서 측정된 측정온도와 설정온도와의 차를 구하고, 그 온도차에 대응하여 히터(7)에 공급할 전력량을 연산한다. 이 연산결과는 위상제어량으로 환산되어, 온도조절계(9)로부터 전력제어용 사이리스터(5)에 제어신호로서 출력된다. 전력제어용 사이리스터(5)는, 그 제어신호의 타이밍에 대응한 전력을 히터(7)에 공급한다. 이와 같이 히터용 공급전력 조정기(20)는, 온도를 검출하고 나서 온도조절계(9)로 제어신호를 출력하는 타이밍을 결정하고, 그 타이밍에 대응하여 전력제어용 사이리스터(5)를 위상제어함으로써 히터(7)의 온도가 설정온도로 되도록 제어하고 있다.The AC power supply 1 receives power from the power receiving terminal block 2 and supplies power to the power supply transformer 4 through the power supply breaker 3. The power transformed by the power supply transformer 4 is controlled by the power control thyristor 5 and supplied from the distribution terminal block 6 to the heater 7. As a result, the heater 7 is heated, and the temperature of the heater 7 is changed. This heater temperature is measured by the thermocouple 8 for temperature measurement, and input into the thermostat 9. The temperature controller 9 calculates a difference between the measured temperature and the set temperature measured by the thermocouple 8 for temperature measurement, and calculates the amount of power to be supplied to the heater 7 in response to the temperature difference. This calculation result is converted into a phase control amount and output as a control signal from the temperature control system 9 to the power control thyristor 5. The power control thyristor 5 supplies electric power corresponding to the timing of the control signal to the heater 7. As described above, the heater power supply regulator 20 determines the timing at which the control signal is output to the temperature controller 9 after detecting the temperature, and phase-controls the power control thyristor 5 in response to the timing. The temperature in 7) is controlled to be the set temperature.

이 위상제어 방법을 도 4에 도시한다. 도 4(a)은 교류전원의 전원파형을 나타내며, 도 4(b)은 전력제어용 사이리스터를 제어하는 전력제어용 사이리스터 제어신호를 나타낸다. 위상제어방법에서는, 교류전원의 1사이클마다, 전력제어용 사이리스터 제어신호의 발생시로부터 전원파형의 0 볼트(volt)시까지의 기간을 전력제어기간(A)으로 하고, 0 볼트시로부터 제어신호의 발생시까지의 기간을 무효전력기간(B)으로 한다. 또한, 온도안정시에 필요한 전력보다 큰 최대전력이 전원에 요구된다. 따라서, 온도안정시의 유효전력은 최대전력의 60%∼80% 정도에 머물고, 그 이외는 무효전력으로 되기 때문에, 전원으로서의 효율이 나빴다. This phase control method is shown in FIG. 4 (a) shows a power waveform of an AC power source, and FIG. 4 (b) shows a power control thyristor control signal for controlling the power control thyristor. In the phase control method, the period from the generation of the power control thyristor control signal to the 0 volt of the power waveform is set as the power control period A for each cycle of the AC power, and from 0 volt to the generation of the control signal. Is the reactive power period (B). In addition, the maximum power required for the temperature stability is required for the power supply. Therefore, the effective power at the time of temperature stability is about 60% to 80% of the maximum power, and other than that becomes the reactive power, so the efficiency as a power source was poor.

이를 개선하기 위해서, 이론적으로 무효전력이 생기지 않는 제로크로스(zero cross)제어를 채용하거나, 역률(力率) 개선용 진상(進相)콘덴서를 사용해 유효전력의 비율을 85% 이상으로 높이는 수단이 강구되고 있다. In order to improve this, a means of increasing the effective power ratio to 85% or more by employing a zero cross control in which no reactive power is theoretically generated or using a phase capacitor for improving power factor It is taking.

제로크로스 제어는, 회로적으로는 도 3과 같지만, 일반적으로 전력제어용 소 자로서 사이리스터가 아니라, SSR(solid state relay)를 채용하여, 그 제어신호의 내용을 바꾸고 있는 점이 다르다. 이 제로크로스 제어를 하는 방법을 도 5에 보인다. 도 5(a)는 교류전원의 전원파형을 나타내고, 도 5(b)는 SSR를 제어하는 전력제어용 SSR 제어신호를 나타낸다. 전원파형의 0 볼트시에 SSR를 ON시키는 점호(点弧)방식을 채용하고, 교류전원의 규정시간(A+B)을 1주기(1 cycle time)로 하여, 그 사이에 전력제어용 SSR 제어신호가 출력되어 통전하고 있는 기간을 전력제어기간(A)으로 하고, 그 이외는 전력이 소비되지 않는 비통전(非通電)기간(B)으로 하고 있다. 제로크로스 제어는, 전원을 ON/OFF할 뿐, 이론적으로 무효전력은 생기지 않는다. The zero cross control is the same as that of Fig. 3, but in general, the power control element uses a solid state relay (SSR) instead of a thyristor, and changes the contents of the control signal. 5 shows a method of performing this zero cross control. FIG. 5A shows a power waveform of an AC power source, and FIG. 5B shows a power control SSR control signal for controlling the SSR. A firing method that turns on the SSR at 0 volts of the power waveform, adopts the specified time (A + B) of the AC power as one cycle (1 cycle time), during which the power control SSR control signal Is a period during which the output and energization is performed as the power control period A, and the period other than that is the non-conduction period B in which no power is consumed. Zero-cross control only turns on / off the power supply, and theoretically no reactive power is generated.

또한, 진상콘덴서에 의한 제어방식을 도 6에 보인다. 도 6(a)의 실선이 공급측 교류전원파형(W1)을 나타내고, 점선이 제어측 전원파형(W2)을 나타낸다. 또한, 도 6(b)는 전력제어용 사이리스터 제어신호를 나타낸다. 이 제어신호에 의하여 실선으로 나타낸 공급측 교류전원파형(W1)을 제어하는 경우, 무효전력기간(B)이 크기 때문에, 위상각(P1)에서의 전력제어는 예를 들면 70%에 머문다. 그러나, 진상콘덴서에서 위상을 전진시킨 점선으로 나타낸 제어측 전원파형(W2)을 전력제어용 사이리스터 제어신호로 제어하도록 하면, 위상각(P2)이 진행한 만큼 무효전력기간(B')이 작게 되고, 외형상의 역률이 향상하여, 전력제어는 90%로 증가한다. 6 shows a control method using an advance capacitor. The solid line in Fig. 6A shows the supply-side AC power waveform W1, and the dotted line shows the control-side power waveform W2. 6B shows a thyristor control signal for power control. In the case of controlling the supply-side AC power waveform W1 indicated by the solid line by this control signal, the reactive power period B is large, so that power control at the phase angle P1 remains at 70%, for example. However, if the control-side power supply waveform W2 indicated by the dotted line in which the phase advance capacitor is advanced is controlled by the power control thyristor control signal, the reactive power period B 'becomes smaller as the phase angle P2 proceeds. The appearance power factor is improved, and the power control is increased to 90%.

그러나, 제로크로스 제어의 경우에는, 전력제어용 소자로, 절연형 바이폴라 트랜지스터 IGBT(insulated gate bipolor transistor)와 같은 고속 스위칭 전력제어용 반도체와 비교할 때 ON전압이 비교적 큰 SSR를 사용하고 있기 때문에, 히터온 도의 응답성이 나빠지는 문제가 있었다. 또한, 진상콘덴서에 의한 경우에는, 진상콘덴서의 보정이 있으므로 최대전력에 이르기까지의 프로필(profile)을 제한하는 전력조정이 필요하게 된다. 이것은 진상하고 있기 때문에, 갑자기 최대전력을 걸면 결상(欠相) 하기 때문이다. 따라서 사용하기가 나빴다. However, in the case of zero-cross control, since the power control element uses an SSR having a relatively high ON voltage compared to a high-speed switching power control semiconductor such as an insulated gate bipolor transistor (IGBT), the heater temperature can be reduced. There was a problem of poor responsiveness. Further, in the case of the advanced capacitor, since the advanced capacitor is corrected, it is necessary to adjust the power to limit the profile up to the maximum power. This is because the phase advances, thus forming an image when suddenly applying maximum power. So it was bad to use.

전술한 바와 같이 종래의 전력제어용 소자에 SSR를 사용한 공급전력 조정기에서는, 전력제어용 사이리스터를 제로크로스 제어하여 온도제어하는 경우에 온도응답성이 나빠진다는 문제가 있었다. 또한, 진상콘덴서에 의한 경우에는, 최대전력에 이르기까지의 프로필을 제한하는 전력조정이 필요하게 되어, 사용하기가 나빴다. 또한, 양자 모두 전원변동및 부하변동에 대하는 조치를 강구하고 있지 않기 때문에, 전원변동 및 부하변동에 대한 안정도가 나쁘다는 문제가 있었다. As described above, in the power supply regulator using SSR in the conventional power control element, there is a problem that the temperature response is deteriorated when the temperature control is performed by zero-crossing the power control thyristor. In addition, in the case of the advanced capacitor, power adjustment to limit the profile up to the maximum power is required, which makes it difficult to use. In addition, since neither measures are taken for power fluctuations and load fluctuations, there is a problem that the stability against power fluctuations and load fluctuations is poor.

본 발명의 목적은, 전술한 종래 기술의 문제점을 해소하고, 콤팩트하며, 온도응답성이 뛰어나고, 전원변동 및 부하변동에 대한 안정도도 양호하며, 사용하기 좋은 공급전력 조정기 및 반도체제조장치를 제공하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, to provide a compact, excellent temperature response, good stability against power fluctuations and load fluctuations, and a power supply regulator and semiconductor manufacturing apparatus which are easy to use. There is.

본 발명의 형태에 의하면, 반응로 내에 복수 매의 기판을 장전한 기판보지구를 반입하여 열처리를 하는 반도체제조장치에 있어서, According to the aspect of this invention, in the semiconductor manufacturing apparatus which carries out the heat processing by carrying in the board | substrate holder which loaded several board | substrates in the reaction furnace,

상기 반응로의 주위에 설치된 히터와, 상기 히터에 대한 공급전력을 조정하는 공급전력 조정기를 포함하고,  A heater installed around the reactor and a power supply regulator for adjusting a power supply to the heater,

상기 공급전력 조정기는, 교류전원의 교류전압을 제어신호의 주파수에 대응한 교류전력으로 변환하여 상기 히터에 공급하는 전력용 IGBT 변환기와, 상기 IGBT 변환기의 스위칭 동작에 의하여 생기는 역기전력을 회생하여 상기 교류전원에 되돌리는 회생용 IGBT 변환기로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체제조장치가 제공된다.  The power supply regulator includes an IGBT converter for converting an AC voltage of an AC power source into an AC power corresponding to a frequency of a control signal and supplying it to the heater, and regenerates back EMF generated by a switching operation of the IGBT converter. There is provided a semiconductor manufacturing apparatus, comprising a regenerative IGBT converter that returns to a power supply.

본 발명의 실시 형태에 의하면, 콤팩트하고, 온도응답성에 뛰어나며, 전원변동 및 부하변동에 대한 안정도도 양호하고, 사용하기 좋은 공급전력 조정기 및 반도체제조장치를 제공할 수 있다. According to the embodiment of the present invention, it is possible to provide a power supply regulator and a semiconductor manufacturing apparatus that are compact, have excellent temperature response, have good stability against power fluctuations and load fluctuations, and are easy to use.

본 발명자는, 전술한 목적을 달성하기 위해 연구한 결과, IGBT가 소비전력, 고속 스위칭 등을 고려했을 때 상기 목적에 가장 적합하다는 것을 발견하고, 또한 IGBT로 교류전압을 직접 스위칭하면, 정류회로를 갖출 필요가 없어진다는 지식을 얻어 본 발명을 창안하는데 이르렀다. The present inventors have found that the IGBT is most suitable for the above objectives in consideration of power consumption, high-speed switching, and the like. He came to the present invention with the knowledge that it does not need to be equipped.

본 발명의 실시 형태에 의하면, 콤팩트하고, 온도응답성에 뛰어나며, 전원변동 및 부하변동에 대한 안정도도 양호하고, 사용하기 좋은 공급전력 조정기 및 반도체제조장치를 제공할 수 있다. According to the embodiment of the present invention, it is possible to provide a power supply regulator and a semiconductor manufacturing apparatus that are compact, have excellent temperature response, have good stability against power fluctuations and load fluctuations, and are easy to use.

이하 본 발명의 공급전력 조정기의 하나의 실시 형태에 관하여 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, one Embodiment of the supply power regulator of this invention is described.

본 실시 형태의 공급전력 조정기는, 고속 스위칭 동작하는 변환기의 출력을 히터에 전력으로서 공급하는 것으로서, 그 변환기의 소자(device)에 고속 스위칭 전력제어용 소자인 IGBT를 사용하고 있다. 교류전원의 교류전압을 IGBT에서 직접 스위칭하여 펄스변조한 교류전력을 히터에 공급하여, 무효전력을 실질적으로 0으로 하여 전원을 유효하게 이용하고 있다. The power supply regulator of this embodiment supplies the output of the converter of a high speed switching operation as electric power to a heater, and uses the IGBT which is a high speed switching power control element for the device of the converter. The AC voltage of the AC power source is directly switched by the IGBT to supply the modulated AC power to the heater, and the power source is effectively used with the reactive power being substantially zero.

도 1에 나타나 있는 것과 같이, 교류전원(1)으로부터 히터(7)에 전력을 공급 하는 공급전력 조정기(21)는, 그 입력단에 교류전원(1)에 접속하는 수전단자대(2)를 구비하고, 그 출력단에 히터(7)에 접속하는 분배용 단자대(6)를 구비한다. 교류전원(1)은, 예를 들면 주파수 50/60Hz, AC200 볼트 단상의 상용(商用)전원이다. 히터(7)는, 예를 들면 니켈화 몰리브덴제의 저항가열 히터이다. As shown in FIG. 1, the power supply regulator 21 for supplying electric power from the AC power source 1 to the heater 7 has a power receiving terminal 2 connected to the AC power source 1 at its input terminal. And a distribution terminal block 6 connected to the heater 7 at its output end. The AC power supply 1 is a commercial power supply with a frequency of 50/60 Hz and AC200 volt single phase, for example. The heater 7 is a resistance heating heater made of nickel molybdenum, for example.

수전단자대(2)에는, 전원브레이커(3)가 접속되고, 또한 필요에 따라 전원트랜스(4)가 접속된다. 교류전원(1)을 수전단자대(2)로 수전하여, 전원브레이커(3)를 통하여, 전원트랜스(4)에 전력을 공급하게 되어 있다. 이 전원트랜스(4)는, 히터(7)의 사양에 따라 사용하지 않는 경우도 있다. 한편, 공급전력 조정기(21)는, 히터(7)를 복수의 영역으로 분할하여 개별로 전력제어가 가능하도록, IGBT 변환기(11)를 복수 준비하는 경우도 있다. A power supply breaker 3 is connected to the power receiving terminal block 2, and a power supply transformer 4 is connected as necessary. The AC power supply 1 receives power from the power receiving terminal block 2 and supplies electric power to the power supply transformer 4 through the power supply breaker 3. The power supply transformer 4 may not be used depending on the specifications of the heater 7. On the other hand, the power supply regulator 21 may prepare a plurality of IGBT converters 11 so as to divide the heater 7 into a plurality of areas and to individually control power.

전원트랜스(4)의 2차측에는, 입력측 필터회로(10)와, IGBT 변환기(11)와, 전원변동 검출수단(22)과, 부하변동 검출수단(23)과, 온도변동 검출수단(24)과, 주파수 가변 수단(이하 주파수 가변회로)(15)과, 출력측 필터회로(30)를 구비한다. 전원트랜스(4)에서 변압된 전력은, 입력측 필터회로(10)를 통하여, 주파수 가변회로(15)에 의하여 제어되는 IGBT 변환기(11)에 공급되고, 출력측 필터회로(30)를 거쳐 분배용 단자대(6)에 접속된 히터(7)에 가해지도록 되어 있다. On the secondary side of the power supply transformer 4, the input filter circuit 10, the IGBT converter 11, the power supply variation detecting means 22, the load variation detecting means 23, and the temperature variation detecting means 24 are provided. And a frequency varying means (hereinafter referred to as frequency varying circuit) 15 and an output side filter circuit 30. The power transformed by the power supply transformer 4 is supplied to the IGBT converter 11 controlled by the frequency variable circuit 15 through the input side filter circuit 10 and through the output side filter circuit 30 for distribution terminal block. It is applied to the heater 7 connected to (6).

다음에, 도 7에 나타내는 공급전력 조정기의 중요 부분의 그림을 사용하여 입력측 필터회로(10), 출력측 필터회로(30) 및 IGBT 변환기(11)에 관해서 설명한다. Next, the input side filter circuit 10, the output side filter circuit 30, and the IGBT converter 11 will be described using the diagrams of important parts of the power supply regulator shown in FIG.

입력측 필터회로(10)는, 필터방식에 LC를 사용한 로우패스 필터(lowpass filter) 이며, 필터요소가 CLC의 순서로 배치되어 있다. 코일(L)은, 입력 라인과 코먼 라인(common line)에 L1-1과 L1-2로 분할되어 삽입되고 있다. LC 전(前)의 콘덴서(C1-1)는 전원파형에 실린 고주파성분의 제거 및 손실저감을 위한 것으로서, 대단히 작은 용량의 콘덴서로 하는 것이 바람직하다. 로우패스 필터의 차단주파수는, 전원파형이나 노이즈(noise)의 관점에서, 스위칭 주파수(IGBT가 1초간 ON/OFF 하는 회수로서, 본 실시예에서는 20 KHz로 한다)의 1/10∼1/40(500 Hz∼2KHz)로 설정되어 있다. 따라서, 높은 주파수성분을 차단하여, 목적하는 상용주파수(50 또는 60Hz) 정도의 전력을 확실히 히터(7)에 공급할 수 있다. The input side filter circuit 10 is a lowpass filter using LC as the filter method, and the filter elements are arranged in the order of CLC. The coil L is divided into L1-1 and L1-2 and inserted into an input line and a common line. The capacitor C1-1 before the LC is for removing the high frequency components contained in the power supply waveform and reducing the loss, and it is preferable to use a capacitor having a very small capacity. The cutoff frequency of the low pass filter is 1/10 to 1/40 of the switching frequency (the number of times IGBT is turned on / off for 1 second, which is set to 20 KHz in this embodiment) from the viewpoint of power supply waveform or noise. (500 Hz to 2 KHz). Therefore, by cutting off the high frequency component, it is possible to reliably supply the heater 7 with electric power of the desired commercial frequency (50 or 60 Hz).

입력측 필터회로(10)는, IGBT 변환기(11)를 고속, 고주파로 스위칭 동작시킴으로써 발생하는 전자노이즈를 억제한다. 따라서, 교류전원(1)측에 연결되는 IGBT 변환기(11)의 입력라인에 전자노이즈가 유도되는 것을 억제할 수 있고, 교류전원에 노이즈 장해가 발생하는 것을 방지할 수 있다. The input side filter circuit 10 suppresses electromagnetic noise generated by switching the IGBT converter 11 at high speed and high frequency. Therefore, it is possible to suppress the induction of electromagnetic noise in the input line of the IGBT converter 11 connected to the AC power supply 1 side, and to prevent the occurrence of noise disturbance in the AC power supply.

출력측 필터회로(30)는, 입력측 필터회로(10)와 마찬가지로, 필터방식에 LC를 사용한 로우패스 필터이며, 필터요소 LCC의 순서로 배치된 구성을 하고 있다. 코일(L)은, 출력 라인 및 코먼 라인에 L2-1과 L2-2로 분할되어 삽입되고 있다. LC 뒤의 콘덴서(C2-2)는, 입력측 필터회로(10)에서 설명한 것처럼, 전원파형에 실린 고주파성분을 제거하기 위한 콘덴서이다. 또한, 이 로우패스 필터의 차단주파수도 마찬가지로 500 Hz∼2kHz 이다. Like the input side filter circuit 10, the output side filter circuit 30 is a low pass filter using LC as a filter system, and has the structure arrange | positioned in order of filter element LCC. The coil L is divided into L2-1 and L2-2 and inserted into the output line and the common line. The capacitor C2-2 behind the LC is a capacitor for removing the high frequency component carried on the power supply waveform as described in the input side filter circuit 10. Also, the cutoff frequency of the low pass filter is similarly 500 Hz to 2 kHz.

출력측 필터회로(30)는, IGBT 변환기(11)에서 스위칭하여 얻은 출력을 평활(smoothing)하게 함과 동시에, 출력 중에 포함되는 고주파 성분을 유효하게 제거 한다. The output side filter circuit 30 smoothes the output obtained by switching in the IGBT converter 11, and effectively removes the high frequency components included in the output.

IGBT 변환기(11)는 전력용 IGBT 변환기(11a)와 회생용 IGBT 변환기(11b)를 구비하고 있다. IGBT 변환기(11)는, 정(正) 전압전류와 부(負) 전압전류파형의 스위칭을 별도로 하기 때문에, 더블암(double-arm)형이 바람직하다. 전력용 IGBT 변환기(11a)는 고속 정류회로(FRD1)와, IGBT2를 갖는 초퍼(chopper)부로 구성되어 있다. 초퍼부는, 초퍼부 PWM(pulse width modulation) 신호가 가해지는 위쪽 암과, 아래쪽 암을 갖는다. 회생용 IGBT 변환기(11b)는 IGBT3과 고속 정류회로(FRD2)를 구비하고 있다. The IGBT converter 11 includes a power IGBT converter 11a and a regenerative IGBT converter 11b. Since the IGBT converter 11 separates the switching between the positive voltage current and the negative voltage current waveform, the double-arm type is preferable. The power IGBT converter 11a is composed of a high speed rectifier circuit FRD1 and a chopper section having an IGBT2. The chopper part has an upper arm to which a chopper part pulse width modulation (PWM) signal is applied, and a lower arm. The regenerative IGBT converter 11b includes an IGBT3 and a high speed rectifier circuit FRD2.

상기 IGBT2에 의하여 교류를 고속·고주파의 기본 캐리어(carrier) 주파수에서 직접 스위칭시킨다. 예를 들면 PWM 방식에 의한 스위칭 타이밍은, 공급원인 교류로부터 제로크로스점을 검출하고, 그 제로크로스점을 기준으로 제어신호(PWM 신호)를 합한다. 그리하여, 합쳐진 캐리어 주파수에서 공급원인 교류를 스위칭하여 펄스변조파를 얻고, 이를 출력측 필터회로(30)를 거쳐 히터(7)로 공급한다. 주파수 가변회로(15)로부터 출력되는 제어신호는, IGBT의 게이트(암)에 가해지는 제어신호의 듀티비(duty ratio)의 변동(온도, 전력, 부하)에 대응하여 바뀐다. The IGBT2 switches the AC directly at a high speed and high frequency fundamental carrier frequency. For example, the switching timing by the PWM method detects a zero cross point from an alternating current source, and adds a control signal (PWM signal) based on the zero cross point. Thus, the alternating current source is switched at the combined carrier frequency to obtain a pulse modulated wave, which is supplied to the heater 7 via the output side filter circuit 30. The control signal output from the frequency variable circuit 15 changes in response to the variation (temperature, power, load) of the duty ratio of the control signal applied to the gate (arm) of the IGBT.

도 8은, 도 7에 나타내는 공급전력 조정기의 중요부분의 스위칭 동작 및 도 7에 나타내는 각 포인트(a)∼(e), (f)∼(i)에서의 전압파형을 나타낸 것이다. 도 8을 사용하여 IGBT 변환기(11)의 작용에 관하여 전술한다. 우선, 단자대(TB1)에 상용주파수 교류전원의 전압파형(A)이 (a)에 나타낸 것과 같이 공급된다. 암을 개재하여 가해지는 IGBT 변환기(11)에 대한 PWM 신호의 입력주파수는 20KHz(50μsec)로 고정된다. IGBT2의 위쪽 암 및 아래쪽 암에, 각각 (b),(c)에 나타내는 것과 같이 초퍼부의 PWM 신호가 가해진다. IGBT 변환기(11)의 출력의 전압파형(B)은, IGBT2가 ON일 때(PWM 신호가 가해지고 있을 때)만 상용주파수 교류전원을 통전시키고, IGBT2가 OFF일 때에는 상용주파수 교류전원을 차단시키기 때문에, (d)와 같은 출력파형이 된다. 이 출력은 출력측 필터회로(30)에 의하여 평활화되고, 출력측 필터회로(30)로부터 분배용 단자대(TB2)를 거쳐 왜곡(distortion)이 적은 상용주파수의 전압파형(C)이 (e)와 같이 출력된다. 이와 같이, IGBT2가 ON하고 있는 시간을 변화시켜 최종적인 부하로 출력되는 공급전압의 전압 파고치를 제어한다. 따라서, IGBT 변환기(11)에 사용되는 IGBT2에 대한 PWM 신호에 의하여, 공급전압의 주파수를 바꾸지 않고, 파고치만 0∼70%의 범위로 제어하여, 부하로 출력할 수 있게 되어 있다. FIG. 8 shows the switching operation of the important part of the power supply regulator shown in FIG. 7 and the voltage waveforms at points (a) to (e) and (f) to (i) shown in FIG. The operation of the IGBT converter 11 is described above with reference to FIG. 8. First, the voltage waveform A of the commercial frequency AC power supply is supplied to the terminal block TB1 as shown in (a). The input frequency of the PWM signal to the IGBT converter 11 applied via the arm is fixed at 20 KHz (50 μsec). The PWM signal is applied to the upper arm and the lower arm of IGBT2 as shown in (b) and (c), respectively. The voltage waveform B of the output of the IGBT converter 11 energizes the commercial frequency AC power only when IGBT2 is ON (when a PWM signal is applied), and cuts off the commercial frequency AC power when IGBT2 is OFF. This results in an output waveform as shown in (d). This output is smoothed by the output side filter circuit 30, and the voltage waveform C of commercial frequency with little distortion is output from the output side filter circuit 30 through the distribution terminal block TB2 as shown in (e). do. Thus, the voltage peak value of the supply voltage output to the final load is controlled by changing the time that IGBT2 is ON. Therefore, the PWM signal for the IGBT2 used in the IGBT converter 11 can control the crest value in the range of 0 to 70% and output the load to the load without changing the frequency of the supply voltage.

IGBT2의 위쪽 암 및 아래쪽 암에 가해지는 초퍼부 PWM 신호의 펄스폭을 (f), (g)와 같이, 전술한 (b),(c)에 나타내는 펄스폭보다 크게 하면, IGBT 변환기(11)의 출력의 전압파형(B)은 (h)와 같은 파형이 되고, 최종적인 부하에 출력되는 공급전압의 전압파형(C)은 (i)와 같이, 전술한 (e)보다 전압파고치를 크게 할 수 있다. If the pulse width of the chopper part PWM signal applied to the upper arm and the lower arm of IGBT2 is larger than the pulse width shown to the above-mentioned (b) and (c) like (f) and (g), IGBT converter 11 The voltage waveform B of the output of the waveform becomes a waveform as shown in (h), and the voltage waveform C of the supply voltage output to the final load is larger than the above-mentioned (e) as shown in (i). Can be.

IGBT 변환기(11)안에 있는 IGBT2에서 교류를 직접 스위칭하고 있기 때문에, IGBT 변환기(11)의 입력측에 다이오드 전파 정류회로가 불필요하게 된다. Since the alternating current is directly switched by the IGBT2 in the IGBT converter 11, a diode full-wave rectifying circuit is unnecessary on the input side of the IGBT converter 11.

이 IGBT 변환기(11)를 구성하는 스위칭 소자인 IGBT2는, 전압구동 게이트를 조합한 바이폴라 파워 트랜지스터이며, 게이트 구동 소비전력이 적고 고속 스위칭에 적합하다. 또한, 고주파이며 대용량 소자로서, ON전압이 MOSFET(SSR)보다 대폭 작다. 이 IGBT2는 무효전력을 저감하기 위해서 고주파로 제어된다.  IGBT2, which is a switching element constituting the IGBT converter 11, is a bipolar power transistor in which a voltage driving gate is combined, and has low gate drive power consumption and is suitable for high speed switching. In addition, as a high-frequency, high-capacity device, the ON voltage is significantly smaller than that of the MOSFET (SSR). This IGBT2 is controlled at a high frequency in order to reduce reactive power.

온도변동 검출수단(24)은, 히터(7)의 온도변동을 검출하여, 그 변동에 대응한 피드백(feedback) 신호를 주파수 가변회로(15)로 출력한다. 이 온도변동 검출수단(24)은, 온도센서로서의 온도측정용 열전대(8)와, 히터온도를 조절하기 위한 온도조절계(9)를 갖는다. The temperature fluctuation detecting means 24 detects a temperature fluctuation of the heater 7 and outputs a feedback signal corresponding to the fluctuation to the frequency variable circuit 15. The temperature fluctuation detecting means 24 has a thermocouple 8 for temperature measurement as a temperature sensor and a temperature control system 9 for adjusting the heater temperature.

온도측정용 열전대(8)는, 히터(7)의 근방에 필요한 수만큼 설치되어, 열기전력(熱起電力)에 의해 히터온도를 측정한다. 온도조절계(9)는, 온도측정용 열전대(8)로 측정된 히터(7)의 측정온도와 설정온도와의 온도차(온도변동)를 구한다. 이 온도차에 대응하여, 히터(7)에 공급해야 할 전력량을 연산하여, 주파수 가변회로(15)에 연산결과를 피드백 신호로서 출력한다. 또한, 온도조절계(9)는, 온도 이상을 검출했을 때는 알람(alarm)을 출력한다. The thermocouples 8 for temperature measurement are provided as many as necessary in the vicinity of the heater 7, and measure heater temperature by thermoelectric power. The temperature controller 9 calculates a temperature difference (temperature fluctuation) between the measured temperature of the heater 7 measured by the thermocouple 8 for temperature measurement and the set temperature. In response to this temperature difference, the amount of power to be supplied to the heater 7 is calculated, and the calculation result is output to the frequency variable circuit 15 as a feedback signal. In addition, the temperature controller 9 outputs an alarm when a temperature abnormality is detected.

전원변동 검출수단(22)은, 입력측 필터회로(10)로부터의 출력전력의 변동을 검출하여, 그 변동에 대응한 피드포워드(feed forward)신호를 주파수 가변회로(15)에 출력한다. 이 전원변동 검출수단(22)은, 입력측 필터회로(10)의 출력에 흐르는 전류를 측정하는 변류기(current transformer)(12)와, 입력측 필터회로(10)의 출력선 간(間) 전압을 측정하는 전압측정 라인(13)과, 전원전압전류 피드포워드 회로(14)를 갖는다. 출력전력의 변동을 검출하기 위해서, 전원전압전류 피드포워드 회로(14)는, 변류기(12)에서 측정한 측정전류와 설정전류와의 차 및 전압측정 라인(13)에서 측정한 측정전압과 설정전압과의 차를 구한다. 이들 차의 곱(전력)이 전원변동이 된다. 이 전원변동이 주파수 가변회로(15)에 피드포워드 신호로서 가해 진다. The power supply fluctuation detecting means 22 detects a change in the output power from the input side filter circuit 10 and outputs a feed forward signal corresponding to the change to the frequency variable circuit 15. The power supply fluctuation detecting means 22 measures a voltage between a current transformer 12 measuring current flowing through the output of the input side filter circuit 10 and an output line of the input side filter circuit 10. And a voltage measuring line 13 and a power supply voltage current feedforward circuit 14. In order to detect the fluctuation of the output power, the power supply voltage current feedforward circuit 14 measures the difference between the measured current measured by the current transformer 12 and the set current and the measured voltage and set voltage measured by the voltage measuring line 13. Find the difference between The product of these differences (power) is power fluctuation. This power supply variation is applied to the frequency variable circuit 15 as a feedforward signal.

부하변동 검출수단(23)은, 히터(7)에 공급되는 출력전력의 변동을 검출하여, 그 변동에 대응한 피드백 신호를 주파수 가변회로(15)에 출력한다. 이 부하변동 검출수단(23)은, 출력측 필터회로(30)의 출력선간(間) 전압을 측정하는 전압측정 라인(17)과, 히터(7)에 흐르는 전류를 측정하는 변류기(18)와, 제어전압전류 피드백 회로(16)를 갖는다. 부하변동을 검출하기 위해서, 제어전압전류 피드백 회로(16)는, 전압측정 라인(17)에서 측정한 측정전압과 설정전압과의 차 및 변류기(18)에서 측정한 측정전류와 설정전류와의 차를 구한다. 이들 차의 곱(전력)이 부하변동이 된다. 이 부하변동이 주파수 가변회로(15)에 피드백 신호로서 가해진다. The load fluctuation detecting means 23 detects a change in the output power supplied to the heater 7 and outputs a feedback signal corresponding to the change to the frequency variable circuit 15. The load fluctuation detecting means 23 includes a voltage measuring line 17 for measuring the voltage between the output lines of the output side filter circuit 30, a current transformer 18 for measuring the current flowing through the heater 7, A control voltage current feedback circuit 16 is provided. In order to detect the load fluctuation, the control voltage current feedback circuit 16 measures the difference between the measured voltage measured at the voltage measuring line 17 and the set voltage and the difference between the measured current measured at the current transformer 18 and the set current. Obtain The product (power) of these differences is the load variation. This load variation is applied to the frequency variable circuit 15 as a feedback signal.

한편, 변류기(18)는 부하전류의 변동을 정밀하게 측정하기 위해, 분배용 단자대(6)보다 외측의 히터(7) 측에 설치하면 된다. On the other hand, the current transformer 18 may be provided on the heater 7 side outside the distribution terminal block 6 in order to accurately measure the variation in the load current.

주파수 가변회로(15)는, 전원변동 검출수단(22) 및 부하변동 검출수단(23)의 변동 결과에 대응하여 IGBT 변환기(11)를 주파수 제어한다. 구체적으로는, 주파수 가변회로(15)는, 전원변동 검출수단(22)의 전원전압전류 피드포워드 회로(14) 및 부하변동 검출수단(23)의 제어전압전류 피드백 회로(16)로부터 출력되는 변동신호와, 온도변동 검출수단(24)의 온도조절계(9)로부터 출력되는 신호로부터, 히터(7)에 공급해야 할 전력량에 대응한 주파수를 갖는 게이트제어 신호를 IGBT 변환기(11)를 구성하는 각 IGBT의 게이트에 가한다. The frequency variable circuit 15 frequency-controls the IGBT converter 11 in response to the fluctuation results of the power fluctuation detecting means 22 and the load fluctuation detecting means 23. Specifically, the frequency variable circuit 15 is a variation output from the power supply voltage current feedforward circuit 14 of the power supply variation detection means 22 and the control voltage current feedback circuit 16 of the load variation detection means 23. From the signal and the signal output from the temperature control system 9 of the temperature fluctuation detecting means 24, the gate control signal having a frequency corresponding to the amount of electric power to be supplied to the heater 7 is included in each of the IGBT converters 11. Applied to the gate of the IGBT.

IGBT는 주파수 제어되고, 주파수를 대략 연속적으로 변화시킴으로써, 히터(7)에 투입되는 전력을 제어하고 있다. 주파수 가변폭이 클수록 전력의 제어성이 좋게 된다. The IGBT is frequency controlled and controls the power input to the heater 7 by changing the frequency substantially continuously. The larger the frequency variable width, the better the controllability of the power.

주파수 가변회로(15)에 의한 주파수 제어는, 주파수를 변화시킨다는 점에서, VVVF 제어의 VF(가변 주파수)제어와 같다. 본 주파수 제어에는, 기본캐리어 주파수를 일정하게 하고 듀티비를 제어하는 PWM 제어도 포함된다. VF 제어, PWM 제어의 어느 것이나 0 볼트시에 IGBT가 ON하므로 제로크로스 제어가 된다. The frequency control by the frequency variable circuit 15 is the same as the VF (variable frequency) control of the VVVF control in that the frequency is changed. The present frequency control also includes PWM control that makes the basic carrier frequency constant and controls the duty ratio. In either VF control or PWM control, the IGBT is turned on at 0 volts, resulting in zero cross control.

*전술한 실시 형태에 의한 공급전력 조정기(21)에 있어서, 온도조절계(9) 및 주파수 가변회로(15)는, 다음과 같이 하여 히터(7)의 온도를 설정온도가 되도록 제어한다. In the power supply regulator 21 according to the embodiment described above, the temperature controller 9 and the frequency variable circuit 15 control the temperature of the heater 7 to be the set temperature as follows.

온도조절계(9)는, 측정온도와 설정온도와의 온도차를 구하고, 그 온도차에 대응하여 히터(7)에 공급해야 할 전력량을 연산하여, 주파수 가변회로(15)에 연산결과를 출력한다. 주파수 가변회로(15)는, 온도조절계(9)로부터의 출력치에 대응한 주파수를 갖는 게이트 제어신호를 IGBT 변환기(11)에 가한다. IGBT 변환기(11)는, 입력측 필터회로(10)로부터의 교류전력을, 주파수 가변회로(15)의 게이트 제어신호에 대응한 주파수의 교류전력으로 변환하여, 출력측 필터회로(30)를 거쳐 히터(7)에 공급한다. 히터(7)에 전력이 공급됨으로써, 히터(7)의 온도가 변화된다. The temperature controller 9 calculates a temperature difference between the measured temperature and the set temperature, calculates the amount of power to be supplied to the heater 7 in response to the temperature difference, and outputs the calculation result to the frequency variable circuit 15. The frequency variable circuit 15 applies a gate control signal having a frequency corresponding to the output value from the temperature controller 9 to the IGBT converter 11. The IGBT converter 11 converts the AC power from the input side filter circuit 10 into AC power of a frequency corresponding to the gate control signal of the frequency variable circuit 15 and passes through the output side filter circuit 30 to the heater ( To 7). By supplying electric power to the heater 7, the temperature of the heater 7 is changed.

이와 같은 온도변동검출→제어연산→출력치의 출력→온도의 변화→온도변동의 검출→…이라는 폐루프(closed loop)에 의하여 피드백 제어를 한다. 온도상태를 검출하고 나서, 온도조절계(9) 및 주파수 가변회로(15)에 의하여 출력량을 결정하므로 양호하게 피드백 제어할 수 있다. 따라서, 히터의 온도변동이 보정되어 히 터(7)에 안정된 전력을 공급하고, 히터(7)를 소정의 온도로 보지할 수 있다. 또한, 주파수 제어는 제로크로스 제어이기 때문에, 무효전력 없이 높은 효율로 제어할 수 있다. Such temperature fluctuation detection → control operation → output value output → temperature change → temperature variation detection →. Feedback control is performed by a closed loop. Since the output amount is determined by the temperature controller 9 and the frequency variable circuit 15 after detecting the temperature state, the feedback control can be satisfactorily performed. Therefore, the temperature fluctuation of the heater can be corrected to supply stable power to the heater 7, and hold the heater 7 at a predetermined temperature. In addition, since the frequency control is zero cross control, it can be controlled with high efficiency without reactive power.

전술한 바와 같이 온도가 양호하게 피드백 제어되고 있을 때 교류전원(1)의 전압이 변동하면, 그 전압변동은 입력측 필터회로(10)의 출력에 전류변동 및 전압변동이 되어 나타난다. 이 전류변동 및 전압변동은, 변류기(12)와 전압측정 라인(13)에서 측정되고, 전원전압전류 피드포워드 회로(14)에서 검출된다. 전원전압전류 피드포워드 회로(14)로부터, 그 전력변동에 대응한 제어신호가 주파수 가변회로(15)에 입력된다. 주파수 가변회로(15)는, 이 신호를 사용해, 전원전력과 설정전력과의 차에 대응한 주파수의 게이트 제어신호를 출력한다. 이 게이트 제어신호를 IGBT 변환기(11)에 가하여 IGBT 변환기(11)를 주파수 제어한다. 따라서, 교류전원(1)의 전압변동이 보정되어 히터(7)에 안정된 전력을 공급할 수 있다. 또한, 주파수 제어는 제로크로스 제어이기 때문에, 무효전력 없이 효율이 높은 제어가 된다. 이 피드포워드 제어에 의하여, 입력측 필터(교류전원)(10)으로부터 온도측정용 열전대(8)까지의 응답특성이 개선된다. 또한, 전술한 바와 같이 히터온도가 양호히 피드백 제어되어 있을 때에, 히터(7)에 외란(예를 들면 외기와 접촉하는 등)이 생기거나, 히터의 성질이 다소 변화하거나 하여 부하가 변동하면, 이것은 IGBT 변환기(11)의 출력전력의 변동으로서 나타난다. 즉 히터(7)에 흐르는 부하전류 및 히터(7)에 가해지는 부하전압이 변동한다. 이 전류변동 및 전압변동은, 변류기(18)와 전압측정 라인(17)에서 검출되고, 제어전압전류 피드백 회로(16)에서 측정된다. 제 어전압전류 피드백 회로(16)로부터, 이 전력변동에 대응한 신호가 주파수 가변회로(15)에 입력된다. 주파수 가변회로(15)는, 이 신호를 사용하여, 전원전력과 설정전력과의 차에 대응한 주파수의 게이트 제어신호를 출력한다. 그 게이트 제어신호를 IGBT 변환기(11)에 가하여 주파수 제어한다. 따라서, 부하변동이 보정되어 히터(7)에 안정된 전력을 공급할 수 있다. 또한, 주파수 제어는 제로크로스 제어이기 때문에, 무효전력 없이 효율이 높은 제어를 할 수 있다. As described above, if the voltage of the AC power supply 1 fluctuates while the temperature is satisfactorily feedback-controlled, the voltage fluctuations appear as current fluctuations and voltage fluctuations at the output of the input side filter circuit 10. This current fluctuation and voltage fluctuation are measured by the current transformer 12 and the voltage measurement line 13 and detected by the power supply voltage current feedforward circuit 14. From the power supply voltage current feedforward circuit 14, a control signal corresponding to the power fluctuation is input to the frequency variable circuit 15. The frequency variable circuit 15 uses this signal to output a gate control signal having a frequency corresponding to the difference between the power source power and the set power. The gate control signal is applied to the IGBT converter 11 to control the frequency of the IGBT converter 11. Therefore, the voltage fluctuation of the AC power supply 1 is corrected and can supply stable electric power to the heater 7. In addition, since the frequency control is zero cross control, high efficiency control is provided without reactive power. By this feedforward control, the response characteristic from the input side filter (AC power supply) 10 to the temperature measuring thermocouple 8 is improved. In addition, when the heater temperature is well-feedback-controlled as described above, when the load 7 fluctuates due to disturbance (for example, contact with the outside air) or the nature of the heater changes slightly, It appears as a variation of the output power of the IGBT converter 11. That is, the load current flowing to the heater 7 and the load voltage applied to the heater 7 fluctuate. This current fluctuation and voltage fluctuation are detected by the current transformer 18 and the voltage measurement line 17 and measured by the control voltage current feedback circuit 16. From the control voltage current feedback circuit 16, a signal corresponding to this power variation is input to the frequency variable circuit 15. The frequency variable circuit 15 uses this signal to output a gate control signal having a frequency corresponding to the difference between the power source power and the set power. The gate control signal is applied to the IGBT converter 11 for frequency control. Therefore, the load fluctuation is corrected and the stable power can be supplied to the heater 7. In addition, since frequency control is zero-cross control, highly efficient control can be performed without reactive power.

이 부하변동제어는, 외란→히터온도 변화→열전대 검출의 3스텝을 거치는 온도변동 제어와 비교하여, 외란→전력변동 검출이라는 2스텝으로서, 열전대 검출의 스텝이 생략될 수 있기 때문에, 응답특성이 빠르다. This load fluctuation control is a two step of disturbance → power fluctuation detection compared to the temperature fluctuation control through three steps of disturbance → heater temperature change → thermocouple detection, and thus the step of thermocouple detection can be omitted. fast.

상기 실시형태에서는, 전원변동 검출수단(22), 부하변동 검출수단(23), 온도변동 검출수단(24), 주파수 가변회로(15)가 공급전력 조정기(21)에 구비되어 있었으나, 이 형태에 의하지 아니하고, 예를 들면 부하(히터)에 대한 공급전력을 조정하는 공지의 전력조정기와 제어신호를 출력하는 수단으로서, 전원변동 검출수단(22), 부하변동 검출수단(23), 온도변동 검출수단(24), 주파수 가변회로(15)를 설치하여, 이들을 조합해도 된다. In the above embodiment, the power supply fluctuation detecting means 22, the load fluctuation detecting means 23, the temperature fluctuation detecting means 24, and the frequency variable circuit 15 are provided in the power supply regulator 21. Regardless, for example, as a power regulator and a means for outputting a control signal, a known power regulator for adjusting the supply power to a load (heater), the power supply variation detection means 22, the load variation detection means 23, the temperature variation detection means (24) The frequency variable circuit 15 may be provided and these may be combined.

주파수 가변회로(15)가, 전원변동 검출수단(22), 부하변동 검출수단(23), 온도변동 검출수단(24)으로부터의 변동신호에 의하여, IGBT에 게이트 제어신호를 출력하는 처리에 있어서, 도 9를 사용하여 별도의 실시형태에 관해서 설명한다. In the processing in which the frequency variable circuit 15 outputs the gate control signal to the IGBT in response to the fluctuation signals from the power fluctuation detecting means 22, the load fluctuation detecting means 23, and the temperature fluctuation detecting means 24, Another embodiment will be described with reference to FIG. 9.

전원변동 검출수단(22)은, 변류기(12)에 의한 전류, 전압측정 라인(13)에 의한 전압을 실효치(RMS)로부터 AC/DC 변환기(22a), (22b)에서 각각 DC 변환하고, 연 산기(22c)에서 전류(DC)×전압(DC)=1차측 전력을 계산하여, 1차측 전원변동피드백신호(FB1)로서 주파수 가변회로(15)에 입력한다. The power supply fluctuation detecting means 22 converts the current by the current transformer 12 and the voltage by the voltage measuring line 13 from the RMS to the AC / DC converters 22a and 22b, respectively. Current (DC) x voltage (DC) = 1 primary side power is calculated by the adder 22c, and input to the frequency variable circuit 15 as the primary side power supply variable feedback signal FB1.

부하변동 검출수단(23)은, 변류기(18)에 의한 전류, 전압측정 라인(17)에 의한 전압을 실효치(RMS)로부터 AC/DC 변환기(23a), (23b)에서 각각 DC 변환하고, 연산기(23c)에서 전류(DC)×전압(DC)= 2차측 전력을 계산하여, 2차측 부하변동 피드백신호(FB2)로서 주파수 가변회로(15)에 입력한다. The load fluctuation detecting means 23 converts the current by the current transformer 18 and the voltage by the voltage measuring line 17 from the RMS to the AC / DC converters 23a and 23b, respectively, Current (DC) x voltage (DC) = secondary power is calculated at 23c, and input to the frequency variable circuit 15 as secondary load change feedback signal FB2.

온도변동 검출수단(24)은, 온도조절계(9)로부터 출력되는 신호를 전력설정신호로서 주파수 가변회로(15)에 입력한다. The temperature fluctuation detecting means 24 inputs the signal output from the temperature controller 9 into the frequency variable circuit 15 as a power setting signal.

주파수 가변회로(15)는, 내부에 2개의 전력이득 조정기(15a), (15b)와, 1개의 전력설정 이득조정기(15c)를 갖고, 개별적으로 조정 가능한 아날로그 연산 또는 CPU 연산에 의하여, 각각의 신호레벨의 레벨조정을 한다. 그리하여, 레벨조정된 각각의 신호를 가산기(15f)에 입력하여 가산한다. 이 가산도 아날로그 연산 또는 CPU 연산에 의하여 수행된다. The frequency variable circuit 15 has two power gain regulators 15a and 15b and one power setting gain regulator 15c therein, and each can be individually adjusted by analog or CPU operation. Adjust the signal level. Thus, each level-adjusted signal is input to the adder 15f and added. This addition is also performed by analog or CPU operations.

상기와 같은 구성에 있어서, 주파수 가변회로(15)에 1차측 전원변동 피드백 신호(FB1) 및 2차측 부하변동 피드백 신호(FB2)가 각각 입력되면, 1차측 피드백 전원변동신호(FB1) 및 2차측 부하변동 피드백 신호(FB2)는, 전력이득 조정기(15a), (15b)에서 이득이 조정되어, 인버터(15d), (15e)에 의하여 각각 부(負)로 반전되어 가산기(15f)에 입력된다. 그리고, 가산기(15f)에서는, 미리 전력설정신호를 출력할 때의 피드백 신호(FB1')(FB2')와 피드백신호(FB1)(FB2)가 비교된다. 이 차가 전원변동(부하변동)으로서, 전력설정신호에 가산된다. In the above configuration, when the primary side power change feedback signal FB1 and the secondary side load change feedback signal FB2 are input to the frequency variable circuit 15, respectively, the primary side feedback power supply change signal FB1 and the secondary side. The gain of the load fluctuation feedback signal FB2 is adjusted by the power gain regulators 15a and 15b, is negatively inverted by the inverters 15d and 15e, and input to the adder 15f. . In the adder 15f, the feedback signals FB1 'and FB2' at the time of outputting the power setting signal in advance are compared with the feedback signals FB1 and FB2. This difference is a power supply variation (load variation), which is added to the power setting signal.

온도변동 검출수단(24)으로부터 주파수 가변회로(15)에 전력설정신호가 입력되면, 전력설정신호는, 전력설정 이득조정기(15c)에서 이득이 조정되어 가산기(15f)에 입력된다. 주파수 가변회로(15)는, 전원변동 또는 부하변동이 생긴 경우, 상기한 바와 같이 이득조정된 1차측 전원변동 피드백 신호(FB1) 및 2차측 부하변동 피드백 신호(FB2)의 변동분을, 가산기(15f) 내에서 전력설정신호에 가산하여, 최적의 전력설정신호를 게이트 제어신호(IGBT 주파수설정신호)로서 출력한다. When the power setting signal is input to the frequency variable circuit 15 from the temperature fluctuation detecting means 24, the power setting signal is input to the adder 15f after the gain is adjusted by the power setting gain adjuster 15c. When the power fluctuation or load fluctuation occurs, the frequency variable circuit 15 adds the change of the gain-adjusted primary side power fluctuation feedback signal FB1 and the secondary side load fluctuation feedback signal FB2 as described above to adder 15f. ) Is added to the power setting signal and outputs the optimum power setting signal as a gate control signal (IGBT frequency setting signal).

이와 같이 고속 스위칭 전력제어용 반도체 변환기를 구성하는 소자로서 고주파이며 대용량인 IGBT를 사용해, 온도제어에 대한 피드백 제어에, 전원변동에 대한 피드 포워드 제어 및 부하변동에 대한 피드백 제어를 수용하도록 했기 때문에, 온도안정도, 전원변동 및 부하변동에 대한 안정도가 극히 뛰어나, 히터온도에 높은 안정성이 얻어진다. 특히, 온도변동에 가하여 전원전압변동 및 부하변동을 수용하는 것은, 고주파이며 대용량 소자인 IGBT를 채용함으로써 비로소 가능하게 된다. As a device constituting the semiconductor converter for high-speed switching power control, a high frequency and large capacity IGBT is used to accommodate feed forward control for power fluctuation and feedback control for load fluctuation in the feedback control for temperature control. Stability, power supply fluctuation and load fluctuation are extremely excellent, and high stability at heater temperature is obtained. In particular, it is possible to accommodate the power supply voltage fluctuation and the load fluctuation in addition to the temperature fluctuation by adopting IGBT, which is a high frequency and large capacity element.

도 2는, 전술한 입력측 필터회로(10), IGBT 변환기(11), 출력측 필터회로(30)의 구체적인 설명도이다. 2 is a specific explanatory diagram of the above-described input side filter circuit 10, the IGBT converter 11, and the output side filter circuit 30.

입력측 필터회로(10) 및 출력측 필터회로(30)는 모두 노말 모드 필터(normal mode filter)회로로 구성된다. 즉, 입력측 필터회로(10)는, 입력라인(31)에 직렬로 접속된 초크코일(choke coil)(ACL1)과, 초크코일(ACL1)의 전력용 IGBT 변환기(11a) 측의 입력라인(31)과 코먼라인(33) 간에 병렬접속된 복수의 콘덴서(CF1∼CF6)로 구성된다. 입력측 필터회로(10)를 노말 모드 필터회로로 구성하면, IGBT 변환기(11)로부터 입력측으로 누설되는 전자(電磁)노이즈를 유효하게 감쇠시킬 수 있다. The input side filter circuit 10 and the output side filter circuit 30 are both composed of a normal mode filter circuit. That is, the input filter circuit 10 includes a choke coil ACL1 connected in series with the input line 31 and an input line 31 on the side of the power IGBT converter 11a of the choke coil ACL1. ) And a plurality of capacitors CF1 to CF6 connected in parallel between the common line 33. When the input side filter circuit 10 is constituted by the normal mode filter circuit, the electromagnetic noise leaking from the IGBT converter 11 to the input side can be effectively attenuated.

또한, 출력측 필터회로(30)는, 출력라인(32)에 직렬로 접속된 초크코일(ACL2)과, 초크코일(ACL2)의 히터(7)측의 출력라인(32)과 코먼라인(33) 간에 병렬접속된 복수의 콘덴서(CF7∼CF12)로 구성된다. 출력측 필터회로(30)를 노말 모드 필터 회로로 구성하면, IGBT 변환기(11)로부터 출력되는 교류전력에 포함되는 고주파 성분을 유효하게 제거할 수 있다. 또한, 코먼라인(33)에 소자를 설치하지 않은 노말 모드 필터라면, 높은 주파수의 스파이크 성분(역기전력)을 히터(7)를 개재하여 코먼라인(33)으로부터 회생용 IGBT 변환기(11b)에 유효하게 되돌릴 수 있다. 그 결과, 코먼라인(33)에서의 에너지 방출 없이 전력회생을 유효하게 수행할 수 있어, 교류전원(1)의 에너지 효율을 향상할 수 있다. The output side filter circuit 30 includes the choke coil ACL2 connected in series with the output line 32, the output line 32 and the common line 33 on the heater 7 side of the choke coil ACL2. And a plurality of capacitors CF7 to CF12 connected in parallel therebetween. When the output side filter circuit 30 is constituted by the normal mode filter circuit, the high frequency component included in the AC power output from the IGBT converter 11 can be effectively removed. In addition, in the normal mode filter in which no element is provided in the common line 33, the high frequency spike component (back electromotive force) is effectively applied from the common line 33 to the regenerative IGBT converter 11b via the heater 7. Can be reversed. As a result, power regeneration can be effectively performed without releasing energy from the common line 33, and the energy efficiency of the AC power source 1 can be improved.

IGBT 변환기(11)는, 주회로를 ON/OFF 수행하는 주회로 스위칭 소자부인 전력용 IGBT 변환기(11a)와, 주회로 스위칭 소자의 OFF시에 동작하는 회생용 IGBT 변환기(11b)로 구성되며, 각각 일체화되고 패키지화되고 있다. 각 소자는, 정(正)의 전압전류용과 부(負)의 전압전류용의 2계통으로 구성되고, 역류방지를 위해 고속정류소자도 각각 배치된다. The IGBT converter 11 is composed of a power IGBT converter 11a which is a main circuit switching element portion for performing ON / OFF of the main circuit, and a regenerative IGBT converter 11b which operates when the main circuit switching element is OFF. Each is integrated and packaged. Each element is composed of two systems for positive voltage current and negative voltage current, and high-speed rectification elements are also disposed to prevent reverse flow.

전력용 IGBT 변환기(11a)는, 고속 정류회로(FRD1)와, 직렬 상하 2단의 전단 스위치회로(IGBT1)와, 스너버회로(snubber circuit)(CRF1)와, 직렬 상하 2단의 후단 스위치 회로(초퍼부) (IGBT2)로 구성된다. 도 2에서는, 전류를 많이 흘리기 때문에 IGBT를 2개 준비하고 있다. 스위칭 방법으로서, 전력용 IGBT 변환기(11a)는, 전술한 바와 같이 PWM 제어(펄스폭변조)로 ON/OFF 제어한다. 회생용 IGBT 변환기(11b)는 전원전압의 정부(正負)를 판단하여 동작한다. 부하가 순(純)저항부하 또 는 유도성부하를 가진 순저항부하의 경우에는 스위칭 동작에 지연시간을 넣어 조정할 수 있도록 회로를 구성해 두는 것이 바람직하다. The power IGBT converter 11a includes a high-speed rectifier circuit FRD1, a series top and bottom two stage front end switch circuit IGBT1, a snubber circuit CRF1, and a series top and bottom two stage back stage switch circuit. (Chopper section) (IGBT2). In FIG. 2, two IGBTs are prepared because a lot of current flows. As a switching method, the power IGBT converter 11a controls ON / OFF by PWM control (pulse width modulation) as mentioned above. The regenerative IGBT converter 11b operates by judging the positive power supply voltage. In the case of a pure resistance load with a pure resistance load or an inductive load, it is desirable to configure the circuit so that a delay time can be adjusted for the switching operation.

고속 정류회로(FRD1)는, 센터탭(center tap)에 입력라인(31)이 접속되는 센터탭형 고속정류소자로 구성되고, 입력라인(31)으로부터 가해지는 공급원인 교류를 정의 반파(半波)와 부의 반파로 정류하여, 극성에 대응하여 전단 스위치회로 (IGBT1)의 상단과 하단으로 배분한다. The high speed rectifying circuit FRD1 is composed of a center tap type high speed rectifying element in which an input line 31 is connected to a center tap. It rectifies with a negative half wave and distributes it to the upper end and the lower end of the front end switch circuit IGBT1 according to the polarity.

전단 스위치회로 (IGBT1)와 후단 스위치회로 (IGBT2)는, 모두 직렬 상하 2단 적층한 타블라 암(Tabla arm)형 IGBT로 구성되고, 각 IGBT에 병렬로 프리휠 다이오드(freewheel diode)가 접속되어 있다. 전단 스위치회로 IGBT1와 후단 스위치회로 (IGBT2)는 병렬운전되어, 고속 정류회로(FRD1)에 의하여 분배된 정의 반파를 상단 IGBT로, 부의 반파를 하단 IGBT로 각각 직접 스위칭한다. The front-end switch circuit IGBT1 and the rear-end switch circuit IGBT2 are each composed of a tabla arm type IGBT stacked in two stages in series, and a freewheel diode is connected in parallel to each IGBT. The front switch circuit IGBT1 and the rear switch circuit IGBT2 are operated in parallel to directly switch the positive half wave distributed by the high speed rectifying circuit FRD1 to the upper IGBT and the negative half wave to the lower IGBT, respectively.

스너버회로(CRF1)는, 마찬가지로 타블라 암형으로 구성되어, 전단스위치회로 (IGBT1) 및 후단스위치회로 (IGBT2)와 공통접속되고, 이들을 구성하는 각 IGBT의 off 시에 회로내에서 발생하여 프리휠 다이오드(FWD)를 통하여 흐르는 전류를 열로서 소비시킨다. 전력용 IGBT 변환기(11a)는, 입력라인(31)에 가해지는 교류를 극성에 대응하여 고속 정류회로(FRD1)로 분배하고, 전단스위치회로 (IGBT1) 및 후단스위치회로 (IGBT2)로 스위칭하여 교류전력을 얻고, 이 교류전력을 출력측 필터회로(30)에 가한다. 또한, 스너버회로(CRF1)에 의하여 전력용 IGBT 변환기(11a) 내에서 발생하는 역기전력을 열소비시킨다. The snubber circuit CRF1 is similarly configured as a tabla female type and is commonly connected to the front end switch circuit IGBT1 and the rear end switch circuit IGBT2, and is generated in the circuit at the time of turning off each IGBT constituting the freewheel diode ( The current flowing through FWD) is consumed as heat. The power IGBT converter 11a distributes the alternating current applied to the input line 31 to the high speed rectification circuit FRD1 corresponding to the polarity, and switches to the front switch circuit IGBT1 and the rear switch circuit IGBT2 for alternating current. Power is obtained, and this AC power is applied to the output side filter circuit 30. In addition, the snubber circuit CRF1 consumes back electromotive force generated in the power IGBT converter 11a.

회생용 IGBT 변환기(11b)는, 센터탭에 코먼라인(33)이 접속되는 센터탭형 고 속 정류회로(FRD2)와, 직렬 상하 2단의 타블라형 스위치회로 (IGBT3)와, 스위치회로 (IGBT3)의 각 단에 병렬로 접속되는 2개의 싱글타입의 스너버회로(CRF2), (CRF3)로 구성된다. The regenerative IGBT converter 11b includes a center tap type high speed rectifier circuit FRD2 having a common line 33 connected to the center tap, a tabla type switch circuit IGBT3 of two stages up and down in series, and a switch circuit IGBT3. It consists of two single type snubber circuits (CRF2) and (CRF3) connected in parallel to each stage of the circuit.

회생용 IGBT 변환기(11b)에서는, IGBT 변환기(11) 밖에서 발생하여 코먼라인(33)으로부터 되돌아오는 역기전력을 극성에 대응하여 고속 정류회로(FRD2)에서 분배하고, 스위치회로 (IGBT3)의 각 단에서 극성에 대응하여 직접 교류를 스위칭하여 회생전력을 얻고, 이 회생전력을 전력용 IGBT 변환기(11a), 입력측 필터회로(10)를 거쳐 교류전원(1)으로 되돌린다. 또한, 스너버회로(CRF2), (CRF3)에서는, 회생용 IGBT 변환기(11b) 내에서 발생하는 역기전력을 열소비시킨다. In the regenerative IGBT converter 11b, the counter electromotive force generated outside the IGBT converter 11 and returned from the common line 33 is distributed in the high speed rectification circuit FRD2 corresponding to the polarity, and at each stage of the switch circuit IGBT3. In response to the polarity, AC is directly switched to obtain regenerative power, and the regenerative power is returned to the AC power source 1 via the power IGBT converter 11a and the input side filter circuit 10. In the snubber circuits CRF2 and CRF3, the counter electromotive force generated in the regenerative IGBT converter 11b is consumed by heat.

도 10에, 본 발명의 실시 형태에 관련되는 반도체를 제조하는 프로세스의 하나인, 반도체기판에 열처리하기 위한 반도체제조장치로서의 열처리장치(110)의 사시도의 한 예를 보인다. 이 열처리장치(110)는, 배치(batch)식 종형 열처리 로서, 주요부가 배치되는 광체(112)를 가진다. 10 shows an example of a perspective view of a heat treatment apparatus 110 as a semiconductor manufacturing apparatus for heat treatment on a semiconductor substrate, which is one of processes for manufacturing a semiconductor according to an embodiment of the present invention. This heat treatment apparatus 110 is a batch longitudinal heat treatment, and has a housing 112 on which main parts are arranged.

광체(112) 내의 배면측 상측에는 반응로(140)가 배치되어 있다. 이 반응로(140) 내에, 복수 매의 기판을 장전한 기판 지지구(130)가 반입되어 열처리가 이루어진다. The reaction furnace 140 is disposed above the rear side in the housing 112. In this reactor 140, a substrate support 130 for loading a plurality of substrates is carried in to perform heat treatment.

도 11에 반응로(140)의 단면도의 한 예를 나타낸다. 이 반응로(140)는, 석영제의 반응관(142)을 갖는다. 이 반응관(142)은, 상단부가 폐색되고 하단부가 개방된 원통형상을 하고 있다. 이 반응관(142)의 아래쪽에는 반응관(142)을 지지하도록 석영제의 어댑터(144)가 배치된다. 이 반응관(142)과 어댑터(144)에 의하여 반응용 기(143)가 형성되어 있다. 또한, 반응용기(143)안에 어댑터(144)를 제외한 반응관(142)의 주위에는, 히터(146)가 배치되어 있다. An example of sectional drawing of the reactor 140 is shown in FIG. This reactor 140 has a quartz reaction tube 142. The reaction tube 142 has a cylindrical shape in which the upper end is closed and the lower end is open. Under the reaction tube 142, a quartz adapter 144 is disposed to support the reaction tube 142. The reaction vessel 143 is formed by the reaction tube 142 and the adapter 144. In the reaction vessel 143, a heater 146 is disposed around the reaction tube 142 excluding the adapter 144.

반응관(142)과 어댑터(144)에 의하여 형성되는 반응용기(143)의 하부는, 기판 지지구(130)를 삽입하기 위해 개방되고, 이 개방부분(노구부)는 노구(爐口) 실캡(seal cap)(148)이 어댑터(144)의 하단부 플랜지(flange)의 하면에 당접(當接)함으로써 밀폐되도록 하고 있다. 노구 실캡(148)은 기판 지지구(130)를 지지하고, 기판 지지구(130)와 함께 승강(昇降)할 수 있도록 설치되어 있다. 기판 지지구(130)는, 다수 매, 예를 들면 25∼100매의 기판(154)을 대략 수평상태로 간격을 두고 다단으로 지지하여, 반응관(142) 내에 장전된다. The lower portion of the reaction vessel 143 formed by the reaction tube 142 and the adapter 144 is opened to insert the substrate support 130, and this open portion (furnace section) is an open mouth seal cap. The seal cap 148 abuts against the lower surface of the lower end flange of the adapter 144 to be sealed. The furnace ball seal cap 148 supports the board | substrate support tool 130, and is provided so that it may be elevated up and down with the board | substrate support tool 130. FIG. The substrate support 130 is loaded in the reaction tube 142 by supporting a plurality of substrates 154, for example, 25 to 100 sheets in multiple stages at substantially horizontal intervals.

어댑터(144)에는, 어댑터(144)와 일체로 가스 공급구(156)와 가스배기구(159)가 설치되고 있다. 가스 공급구(156)에는 가스 도입관(160)이, 가스배기구(159)에는 배기관(162)이 각각 접속되어 있다. The adapter 144 is provided with a gas supply port 156 and a gas exhaust port 159 integrally with the adapter 144. A gas introduction pipe 160 is connected to the gas supply port 156, and an exhaust pipe 162 is connected to the gas exhaust port 159, respectively.

가스 도입관(160)으로부터 가스 공급구(156)로 도입된 처리가스는, 어댑터(144)의 측벽부에 설치된 가스 도입경로(164) 및 노즐(166)을 거쳐 반응관(142) 내로 공급된다. The process gas introduced from the gas introduction pipe 160 to the gas supply port 156 is supplied into the reaction tube 142 via the gas introduction path 164 and the nozzle 166 provided in the side wall portion of the adapter 144. .

다음으로, 전술한 바와 같이 구성된 열처리장치(110)의 작용에 관해서 설명한다. Next, the operation of the heat treatment apparatus 110 configured as described above will be described.

한편, 이하의 설명에서, 열처리장치(110), 즉 열처리를 하기 위한 기판처리장치를 구성하는 각부의 동작은 컨트롤러(170)에 의하여 제어된다. On the other hand, in the following description, the operation of each part constituting the heat treatment apparatus 110, that is, the substrate processing apparatus for heat treatment is controlled by the controller 170.

우선, 포드스테이지(pod stage)(114)에 복수 매의 기판(154)을 수용한 포 드(pod)(116)가 세트되면, 포드 반송장치(118)에 의하여 포드(116)를 포드 스테이지(114)로부터 포드 선반(120)으로 반송하고, 포드 선반(120)에 장전한다. 다음에, 포드 반송장치(118)에 의하여, 이 포드 선반(120)에 장전된 포드(116)를 포드오프너(122)에 반송하여 세트하고, 이 포드오프너(122)에 의하여 포드(116)의 뚜껑을 열어, 기판 매수검지기(124)에 의하여 포드(116)에 수용되어 있는 기판(154)의 매수를 검지한다. First, when a pod 116 containing a plurality of substrates 154 is set in the pod stage 114, the pod 116 is driven by the pod carrying device 118. It conveys from the 114 to the pod shelf 120, and loads in the pod shelf 120. Next, the pods 116 loaded on the pod shelf 120 are transferred to the pod openers 122 by the pod carrying device 118, and the pods 116 of the pods 116 are loaded by the pod openers 122. The cover is opened and the number of substrates 154 housed in the pod 116 is detected by the substrate number detector 124.

다음에, 기판이재기(126)의 트위저(132)에 의하여, 포드오프너(122)의 위치에 있는 포드(116)로부터 기판(154)을 꺼내, 노치 얼라이너(notch aligner)(128)에 이재(移載)한다. 이 노치 얼라이너(128)에 있어서는, 기판(154)을 회전시키면서, 노치를 검출하고, 정렬시킨다. 다음에, 기판이재기(126)의 트위저(132)에 의하여, 노치 얼라이너(128)로부터 기판(154)을 꺼내, 기판 지지구(130)로 이재한다. Next, the tweezers 132 of the substrate transfer machine 126 remove the substrate 154 from the pod 116 located at the position of the pod opener 122, and transfer the substrate 154 to the notch aligner 128.移 載) In the notch aligner 128, the notch is detected and aligned while the substrate 154 is rotated. Next, by the tweezers 132 of the substrate transfer machine 126, the substrate 154 is taken out of the notch aligner 128 and transferred to the substrate support 130.

이와 같이 하여, 1 배치분의 기판(154)을 기판 지지구(130)로 이재하면, 예를 들면 600℃ 정도의 온도로 설정된 반응로(140)[반응용기(143)] 내에 복수 매의 기판(154)을 장전한 기판 지지구(130)를 삽입하고, 노구 실캡(148)에 의하여 반응로(140) 내를 밀봉한다. 다음에, 노내 온도를 열처리온도로까지 승온시키고, 가스 도입관(160)으로부터 가스 공급구(156), 어댑터(144) 측벽부에 설치된 가스 도입 경로(164) 및 노즐(166)을 거쳐 반응관(142) 내에 처리가스를 도입한다. 기판(154)을 열처리할 때, 기판(154)은 예를 들면 1000℃의 설정온도로 가열된다. 설정온도로 하기 위해 공급전력을 조절할 때에는, 본 실시 형태의 공급전력 조정기가 상기 컨트롤러(170)의 일부로서 사용된다. Thus, when the board | substrate 154 of one batch is transferred to the board | substrate support tool 130, for example, several board | substrates in the reaction furnace 140 (reaction vessel 143) set at the temperature of about 600 degreeC. The board support 130 loaded with 154 is inserted, and the inside of the reactor 140 is sealed by the furnace port seal cap 148. Next, the furnace temperature is raised to the heat treatment temperature, and the reaction tube is passed from the gas introduction pipe 160 to the gas supply port 156 and the gas introduction path 164 and the nozzle 166 provided in the side wall portion of the adapter 144. Process gas is introduced into 142. When heat treating the substrate 154, the substrate 154 is heated to a set temperature of, for example, 1000 degrees Celsius. When adjusting the supply power to reach the set temperature, the supply power regulator of the present embodiment is used as part of the controller 170.

기판(154)의 열처리가 끝나면, 예를 들면 노내 온도를 600℃ 정도의 온도로 강온(降溫) 한 후, 열처리 후의 기판(154)을 지지한 기판 지지구(130)를 반응로(140)로부터 언로드(unload)하고, 기판 지지구(130)에 지지된 모든 기판(154)이 냉각되는 동안, 기판 지지구(130)를 소정 위치에서 대기시킨다. 다음에, 대기시킨 기판 지지구(130)의 기판(154)이 소정온도까지 냉각되면, 기판이재기(126)에 의하여, 기판 지지구(130)에서 기판(154)을 꺼내, 포드오프너(122)에 세트되어 있는 빈 포드(116)로 반송하여 수용한다. 다음에, 포드 반송장치(118)에 의하여, 기판(154)이 수용된 포드(116)를 포드 선반(120), 또는 포드 스테이지(114)로 반송하여 일련의 처리가 완료한다. After the heat treatment of the substrate 154 is completed, for example, the furnace temperature is lowered to a temperature of about 600 ° C., and then the substrate support 130 that supports the substrate 154 after the heat treatment is removed from the reactor 140. The substrate support 130 is waited at a predetermined position while unloading and cooling all the substrates 154 supported on the substrate support 130. Next, when the substrate 154 of the substrate support 130 which has been waited is cooled to a predetermined temperature, the substrate 154 is taken out of the substrate support 130 by the substrate transfer device 126, and the pod opener 122 is removed. It conveys to the empty pod 116 set in the container, and accommodates it. Next, the pod conveyance apparatus 118 conveys the pod 116 in which the board | substrate 154 was accommodated to the pod shelf 120 or the pod stage 114, and a series of processes are completed.

이상 기술한 것과 같이, 본 실시 형태의 공급전력 조정기에 의하면 다음과 같은 효과를 가져다준다. As described above, according to the power supply regulator of the present embodiment, the following effects are obtained.

교류전원의 교류전압을 직접 IGBT 변환기로 스위칭하고 있기 때문에, IGBT 변환기의 전단의 다이오드 전파정류회로가 불필요하게 되어, 컴팩트한 공급전력 조정기를 실현할 수 있다. Since the AC voltage of the AC power supply is directly switched to the IGBT converter, a diode full-wave rectifier circuit in front of the IGBT converter is unnecessary, and a compact supply power regulator can be realized.

예를 들면, 전파정류회로는, 그 용량에도 의존하지만, 200A 급에서는, 200(W)× 350(D)×100(H) 정도의 크기가 된다. 이러한 정파정류회로를 구비한 공급전력 조정기 전체의 크기는, 600(W)×800(D)×1200(H) 정도의 크기가 된다. 본 실시 형태로서는, 전파정류회로가 없기 때문에, 공급전력 조정기 전체의 크기를 80% 정도의 크기로 할 수 있다. For example, the full-wave rectifying circuit depends on its capacity, but in the 200A class, the full-wave rectifier circuit has a size of about 200 (W) x 350 (D) x 100 (H). The size of the entire power supply regulator including such a wave rectifier circuit is about 600 (W) x 800 (D) x 1200 (H). In this embodiment, since there is no full wave rectifying circuit, the size of the entire power supply regulator can be made about 80%.

또한, IGBT 변환기에서 발생한 전자노이즈는, 입력측 필터회로에 의하여 억 제되므로 교류전원에 전자노이즈가 혼입되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 교류전원에 노이즈 장해가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 교류전원으로부터 IGBT 변환기에 이르는 입력케이블에 전자노이즈가 유도되는 것을 억제할 수 있다. Further, since the electronic noise generated in the IGBT converter is suppressed by the input side filter circuit, it is possible to prevent the electromagnetic noise from being mixed in the AC power supply. Accordingly, noise disturbance can be prevented from occurring in the AC power supply. In addition, it is possible to suppress the induction of electromagnetic noise in the input cable from the AC power supply to the IGBT converter.

또한, IGBT 변환기의 출력에 포함되는 고주파 성분은, 출력측 필터회로에 의하여 억제되므로, 히터에 공급되는 교류전력 중의 고주파 성분을 감쇠할 수 있다. Moreover, since the high frequency component contained in the output of an IGBT converter is suppressed by the output side filter circuit, it can attenuate the high frequency component in AC power supplied to a heater.

또한, 회생용 IGBT 변환기를 구비하고, IGBT 변환기 밖에서 발생하는 역기전력을 회생하여 교류전원에 되돌리기 때문에, 교류전원의 에너지 효율을 향상시킬 수 있다. 특히, IGBT 변환기는, 고속, 고주파로 스위칭 동작시키므로 역기전력의 발생 회수도 그만큼 많고, 전력회생이 빈번히 이루어지기 때문에, 에너지 효율의 향상에 크게 기여할 수 있다. In addition, since a regenerative IGBT converter is provided and the counter electromotive force generated outside the IGBT converter is regenerated and returned to the AC power source, the energy efficiency of the AC power source can be improved. In particular, since the IGBT converter operates at a high speed and at a high frequency, the number of generation of back EMF is also high, and power regeneration is frequently performed, which can greatly contribute to the improvement of energy efficiency.

전원전압변동을 피드포워드 제어하고, 부하변동을 피드백 제어하여, 온도변동의 피드백 제어에 이용하였기 때문에, 온도안정성에 뛰어난 제어시스템을 제공할 수 있게 된다. 또한, 안정된 전력제어가 가능해지고, 사용하기가 좋다. Since feedforward control of power supply voltage fluctuation, feedback control of load fluctuation, and feedback control of temperature fluctuation are used, it is possible to provide a control system excellent in temperature stability. In addition, stable power control becomes possible and it is easy to use.

제로크로스 제어인 관계로, 이론적으로 무효전력이 없고, 전원전력을 유효하게 이용할 수 있어, 고효율인 공급전력 조정기를 제공할 수 있다. With zero cross control, in theory, there is no reactive power and the power source power can be effectively used, thereby providing a highly efficient supply power regulator.

기존의 온도조절계(9)를 사용해, 그 출력을 주파수 가변회로(15)에 가하여 IGBT의 게이트 제어신호를 출력하도록 한 관계로, 종래의 시스템과 호환성을 갖게 할 수 있어, 약간의 변경을 가하면, 종래 시스템으로부터 본 시스템으로 용이하게 변경할 수 있다. 한편, 온도조절계에 기존의 것을 사용하지 않고, 전원변동이나 부 하변동의 경우와 마찬가지로, 연산기능을 주파수 가변회로(15)에 이식하여, 온도조절계는, 단지 온도변동만을 검출하는 회로로서 구성하도록 해도 무방하다. Using the existing temperature controller 9, the output is applied to the frequency variable circuit 15 to output the gate control signal of the IGBT, making it compatible with the conventional system. It is easy to change from the conventional system to the present system. On the other hand, as in the case of power supply fluctuations or load fluctuations, a calculation function is implanted in the frequency variable circuit 15 without using an existing one in the temperature controller, so that the temperature controller is configured as a circuit for detecting only temperature fluctuations. You can do it.

고속 스위칭 소자를 채용함으로써 전기가 절약되고, 낭비 없이 필요한 전력을 얻을 수 있다. 특히, 고주파 소자인 IGBT를 사용하고 있기 때문에, 온도응답성이 뛰어 나고, 또한 노이즈를 기피하는 계장(計裝) 라인 부근 히터제어에 매우 적합하다. By employing a high speed switching element, electricity can be saved and power can be obtained without waste. In particular, since IGBT, which is a high frequency element, is used, it is very suitable for heater control in the vicinity of an instrumentation line which is excellent in temperature response and avoids noise.

한편, 전술한 실시 형태에서는, 온도변동에 더하여 전원전압 변동 및 부하변동 양쪽을 제어하도록 했으나, 온도변동제어에 전원전압변동만을 제어하도록 하거나, 또는 온도변동제어에 부하변동만을 제어하도록 해도 된다. 전자에서는 공급전원의 전압변동을 보정하여, 안정한 공급전력을 얻을 수 있게 된다. 후자에서는, 히터의 부하변동을 억제할 수 있게 된다. On the other hand, in the above embodiment, in addition to the temperature fluctuation, both the power supply voltage fluctuation and the load fluctuation are controlled, but only the power fluctuation can be controlled by the temperature fluctuation control or the load fluctuation can be controlled by the temperature fluctuation control. In the former, a stable supply power can be obtained by correcting a voltage variation of the power supply. In the latter, the load change of the heater can be suppressed.

본 발명의 실시 형태에 의하여, 사용하는 기기에의 오동작, 파손, 또한 주변기기의 오동작 원인이 되고 있는 고속 스위칭시 발생하는 서지(surge) 전류나 고주파노이즈를 작게 할 수 있게 되어, 왜곡이 적고, 깨끗한 교류 정현파(正弦波)출력으로 할 수 있게 되었다. According to the embodiment of the present invention, surge current and high frequency noise generated during high-speed switching, which may cause malfunction or damage to the equipment to be used or malfunction of peripheral devices, can be reduced, and thus distortion is small and clean. AC sine wave output can be achieved.

또한, 전술한 실시 형태의 공급전력 조정기(21)는, 히터에 의하여 가열되는 반응로를 구비한 반도체제조장치에 사용할 수 있다. 반응로는, 석영튜브와, 그 석영튜브를 외부로부터 가열하는 통상(筒狀)의 히터로 구성된다. 이 히터를 가열하기 위해 본 실시 형태의 공급전력 조정기를 사용한다. 전술한 공급전력 조정기를 반도체제조장치에 사용하면, 히터 온도의 안정성을 얻을 수 있으므로 고성능인 반도체 소자를 얻을 수 있다. In addition, the power supply regulator 21 of embodiment mentioned above can be used for the semiconductor manufacturing apparatus provided with the reaction furnace heated by a heater. The reactor is composed of a quartz tube and a normal heater that heats the quartz tube from the outside. In order to heat this heater, the power supply regulator of this embodiment is used. When the aforementioned power supply regulator is used in the semiconductor manufacturing apparatus, the stability of the heater temperature can be obtained, so that a high-performance semiconductor element can be obtained.

이하, 본 발명이 바람직한 형태를 기재한다. Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention is described.

제1의 형태는, 교류전원의 교류전압을, 제어신호의 주파수에 대응한 교류전력으로 변환하고, 이 교류전력을 히터에 공급하는 IGBT 변환기와, 상기 IGBT 변환기의 입력측에 설치되고, 상기 IGBT 변환기에서 발생하는 전자노이즈를 억제하는 입력측 필터회로와, 상기 IGBT 변환기의 출력측에 설치되고, 상기 IGBT 변환기로부터 출력되는 교류전력에 포함되는 고주파 성분을 억제하는 출력측 필터회로와, 상기 히터의 온도변동을 검출하는 온도변동 검출수단과, 상기 교류전원으로부터 상기 IGBT 변환기에 공급되는 교류전압으로부터 상기 교류전원의 전원변동을 검출하는 전원변동 검출수단과, 상기 IGBT 변환기로부터 상기 히터에 공급되는 교류전력으로부터 부하변동을 검출하는 부하변동 검출수단과, 상기 온도변동 검출수단, 상기 전원변동 검출수단 및 상기 부하변동 검출수단의 각 검출결과에 대응하여, 상기 히터에 공급할 전력량을 연산하고, 그 연산결과에 대응하여 상기 IGBT 변환기에 가하는 상기 제어신호의 주파수를 제어하는 주파수 가변수단을 구비한 것을 특징으로 하는 공급전력 조정기이다. In a first aspect, an IGBT converter which converts an AC voltage of an AC power source into an AC power corresponding to a frequency of a control signal and supplies this AC power to a heater, and is provided on an input side of the IGBT converter, wherein the IGBT converter An input-side filter circuit for suppressing electromagnetic noise generated at the output signal, an output-side filter circuit provided at an output side of the IGBT converter, for suppressing high frequency components included in an AC power output from the IGBT converter, and detecting a temperature variation of the heater. Temperature fluctuation detecting means for detecting the load, power fluctuation detecting means for detecting power fluctuation of the AC power source from the AC voltage supplied from the AC power source to the IGBT converter, and load fluctuation from the AC power supplied to the heater from the IGBT converter. Load fluctuation detecting means for detecting, the temperature fluctuation detecting means, the power source fluctuation detecting means and the And a frequency varying means for calculating the amount of power to be supplied to the heater in response to each detection result of the load fluctuation detecting means, and for controlling the frequency of the control signal applied to the IGBT converter in response to the calculation result. Supply power regulator.

본 형태에 의하면, 교류전원의 교류전압을 직접 IGBT 변환기로 스위칭하고 있는 관계로, IGBT 변환기 전단의 정류회로가 불필요하게 되어, 컴팩트한 전원이 실현된다. According to this embodiment, since the AC voltage of the AC power source is directly switched to the IGBT converter, the rectifier circuit in front of the IGBT converter is unnecessary, thereby achieving a compact power source.

또한, IGBT 변환기에서 발생한 전자노이즈는, 입력측 필터회로에 의하여 억제되기 때문에, 교류전원에 전자노이즈가 혼입하는 것을 방지할 수 있다. In addition, since the electromagnetic noise generated in the IGBT converter is suppressed by the input side filter circuit, it is possible to prevent the electromagnetic noise from entering into the AC power supply.

또한, IGBT 변환기의 출력에 포함되는 고주파 성분은, 출력측 필터회로에 의하여 억제되기 때문에, 히터에 공급되는 교류전력 중 고주파 성분이 포함되는 것을 방지할 수 있다. In addition, since the high frequency component included in the output of the IGBT converter is suppressed by the output side filter circuit, the high frequency component of the AC power supplied to the heater can be prevented from being included.

또한, 온도변동 검출수단으로 온도변동을 검출하고, 주파수 가변수단으로 그 검출결과에 대응한 전력량을 연산하고, 그 연산결과에 대응하여 IGBT 변환기를 주파수 제어함으로써, 온도변동에 대한 히터로의 공급전력을 피드백 제어하고 있다. 따라서, 히터의 온도를 소정의 온도로 양호하게 유지할 수 있다. The temperature fluctuation detection means detects temperature fluctuations, calculates the amount of power corresponding to the detection result with frequency varying means, and frequency-controls the IGBT converter in response to the result of the calculation, thereby supplying power to the heater for temperature fluctuations. Feedback control. Therefore, the temperature of a heater can be kept favorable at predetermined temperature.

또한, 교류전원이 변동하면, 이 변동은 IGBT 변환기의 입력측에 전력의 변동으로서 나타난다. 전원변동 검출수단에서, 이 전력변동을 검출하고, 주파수 가변수단에서 이 검출결과에 대응한 전력량을 연산하고, 그 연산결과에 대응하여 IGBT 변환기를 주파수 제어함으로써, 전원변동에 대한 공급전력을 피드포워드 제어하고 있다. 따라서, 양호하게 피드백 제어되고 있을 때 전원변동이 일어나 히터로의 공급전력량이 변동되 버림으로써 발생하는 히터온도의 난조(亂調)를 억제할 수 있다. In addition, if the AC power source fluctuates, this fluctuation appears as a fluctuation of electric power on the input side of the IGBT converter. The power supply fluctuation detecting means detects this power fluctuation, the frequency variable means calculates the amount of power corresponding to this detection result, and frequency-controls the IGBT converter in response to the calculation result to feed forward the power supply for the power fluctuation. I'm in control. Therefore, it is possible to suppress the hunting of the heater temperature, which occurs when the power supply fluctuates when the feedback control is satisfactorily performed and the amount of power supplied to the heater is changed.

또한, 부하가 변동하면, 그 변동은 히터에 공급되는 전력의 변동으로서 나타난다. 부하변동 검출수단에서 이 전력변동을 검출하고, 주파수 가변수단에서 그 검출결과에 대응한 전력량을 연산하고, 그 연산결과에 대응하여 IGBT 변환기를 주파수 제어함으로써, 부하변동에 대한 공급전력을 피드백 제어하고 있다. 따라서, 양호하게 피드백 제어되고 있을 때 부하변동이 일어나 히터로의 공급전력량의 제어가 부하변동으로 크게 난조함으로써 발생하는 히터온도의 난조를 억제할 수 있다. In addition, when the load changes, the change appears as a change in power supplied to the heater. The load fluctuation detecting means detects this power fluctuation, the frequency varying means calculates the amount of power corresponding to the detection result, and frequency-controls the IGBT converter in response to the arithmetic result to feedback control the supply power to the load fluctuation. have. Therefore, load fluctuation occurs when the feedback is satisfactorily controlled, and it is possible to suppress hunting of the heater temperature caused by large search for control of the amount of power supplied to the heater due to load fluctuation.

이와 같이 IGBT 변환기를 사용하여, 온도제어에 대한 피드백 제어에, 전원변 동에 대한 피드포워드 제어 및 부하변동에 대한 피드백 제어를 수용함으로써, 온도안정도 및 전원변동 및 부하변동에 대한 안정도가 극히 뛰어나, 히터온도에 높은 안정성이 얻어진다. 또한, IGBT 변환기에 고속 스위칭 동작을 시킴으로써 온도응답성이 좋다. 또한, 진상콘덴서의 보정에 의존하지 않는 제어인 관계로, 사용하기 좋게 된다. 또한, 변환기를 IGBT로 구성한 관계로, 특히 과도(過度)응답성이 뛰어나다. 또한, IGBT의 주파수 제어는, 제로크로스 제어이기 때문에, 전원의 효율을 향상할 수 있다. By using the IGBT converter, the feedback control for temperature control, the feedforward control for power fluctuation and the feedback control for load fluctuation are accommodated, so that the stability of temperature stability and power fluctuation and load fluctuation is extremely excellent. High stability at heater temperature is obtained. In addition, the temperature response is good by the high-speed switching operation to the IGBT converter. In addition, it is easy to use because it is a control that does not depend on the correction of the advance capacitor. In addition, since the converter is composed of IGBTs, the transient response is particularly excellent. In addition, since the frequency control of the IGBT is zero cross control, the efficiency of the power supply can be improved.

제2의 형태는, 제1의 형태에 있어서, 상기 IGBT 변환기는, 상기 IGBT 변환기의 스위칭동작에 의하여 발생하는 역기전력을 회생하여 상기 교류전원으로 되돌리는 회생용 IGBT 변환기를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 공급전력 조정기이다. In the second aspect, in the first aspect, the IGBT converter includes a regenerative IGBT converter that regenerates back electromotive force generated by the switching operation of the IGBT converter and returns it to the AC power source. Supply power regulator.

IGBT 변환기가 회생용 IGBT 변환기를 구비하고, 열에너지로서 방출되는 역기전력을 회생하여 교류전원에 되돌리고 있는 관계로, 교류전원의 에너지 효율을 올릴 수 있다. Since the IGBT converter includes a regenerative IGBT converter and regenerates back electromotive force emitted as thermal energy and returns it to the AC power source, the energy efficiency of the AC power source can be increased.

제3의 형태는, 제1 내지 제2의 형태의 공급전력 조정기를 히터용 전원으로 사용한 반도체제조장치이다. 히터온도에 높은 안정성이 얻어지는 제1의 발명 내지 제2 발명의 공급전력 조정기를 구비하고 있는 관계로, 고성능 반도체소자를 제조할 수 있다. The third aspect is a semiconductor manufacturing apparatus using the power supply regulators of the first to second aspects as a power source for a heater. Since the supply power regulator of 1st invention-2nd invention which obtains high stability to a heater temperature is provided, a high performance semiconductor element can be manufactured.

본 발명에 따르면, 콤팩트하며, 온도응답성이 뛰어나고, 전원변동 및 부하변동에 대한 안정도도 양호하며, 사용하기 좋은 공급전력 조정기 및 반도체제조장치 를 얻을 수 있다. According to the present invention, it is possible to obtain a compact, excellent temperature response, good stability against power fluctuations and load fluctuations, and good supply power regulator and semiconductor manufacturing apparatus.

도 1은 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 공급전력 조정기의 블록도. 1 is a block diagram of a power supply regulator according to one embodiment of the invention.

도 2는 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 공급전력 조정기의 중요부의 구체적인 블록도. 2 is a specific block diagram of an important part of a power supply regulator according to one embodiment of the present invention;

도 3은 종래의 예에 따른 공급전력 조정기의 블록도. 3 is a block diagram of a power supply regulator according to a conventional example.

도 4는 종래의 위상제어에 의해 전력을 공급하는 방법의 설명도. 4 is an explanatory diagram of a method for supplying power by conventional phase control.

도 5는 종래와 본 실시예에 공통된 제로크로스 제어에 의한 전력을 공급하는 방법의 설명도. 5 is an explanatory diagram of a method for supplying power by zero cross control common to the prior art and the present embodiment;

도 6은 종래의 진상콘덴서 방식에 따른 역률개선의 설명도. 6 is an explanatory diagram of a power factor improvement according to a conventional fast capacitor method.

도 7은 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 공급전력 조정기의 중요부의 도면. 7 is a view of an important part of a power supply regulator according to one embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 공급전력 조정기 중요부의 스위칭 동작 및 각 점에서의 전압파형을 나타내는 도면. FIG. 8 is a diagram showing a switching operation of a critical portion of a power supply regulator and a voltage waveform at each point in accordance with one embodiment of the present invention. FIG.

도 9는 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 전원변동 검출수단(22), 부하변동 검출수단(23) 및 주파수 가변회로(15)의 구체적인 설명도. Fig. 9 is a detailed explanatory view of the power source variation detecting means 22, the load variation detecting means 23 and the frequency variable circuit 15 according to one embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 반도체를 제조하는 공정의 하나인 반도체기판에 열처리를 하기 위한 열처리장치의 한 예를 나타내는 사시도. FIG. 10 is a perspective view showing an example of a heat treatment apparatus for performing heat treatment on a semiconductor substrate, which is one of processes for manufacturing a semiconductor according to one embodiment of the present invention; FIG.

도 11은 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 반응로의 한 예를 나타내는 단면도. 11 is a cross-sectional view showing an example of a reactor according to one embodiment of the present invention.

<도면 부호의 설명>&Lt; Description of reference numerals &

1 : 교류전원 7 : 히터1: AC power source 7: Heater

8 : 온도측정용 열전대 9 : 온도조절계 8: thermocouple for temperature measurement 9: temperature controller

10 : 입력측 필터회로 11 : IGBT 변환기 10 input filter circuit 11 IGBT converter

20 : 출력측 필터회로 21 : 공급전력 조정기 20: output side filter circuit 21: supply power regulator

14 : 전원전압전류 피드포워드 회로 14: power supply voltage current feedforward circuit

16 : 제어전압전류피드백 회로 16: control voltage current feedback circuit

15 : 주파수 가변회로(주파수 가변수단) 15: frequency variable circuit (frequency variable means)

22 : 전원변동 검출수단 23 부하변동 검출수단 22: power fluctuation detecting means 23 load fluctuation detecting means

24 온도변동 검출수단24 Temperature fluctuation detection means

Claims (10)

교류전원의 교류전압을, 제어신호의 주파수에 대응한 교류전력으로 변환하여, 부하에의 공급전력을 조정하는 공급전력조정기에 있어서, In the power supply regulator which converts the AC voltage of the AC power supply into an AC power corresponding to the frequency of the control signal and adjusts the power supply to the load, 각각 직렬상하 2단으로 쌓인 상단의 IGBT변환기와 하단의 IGBT변환기로 구성되고 전단과 후단에 병렬 접속된 2개의 전력용 IGBT변환기와,Two power IGBT converters each consisting of an IGBT converter on the top and an IGBT converter on the bottom, stacked in two stages, and connected in parallel to the front and rear stages; 상기 교류전압을 플러스(正)의 반파(半波)와 마이너스(負)의 반파에 정류(整流)하여, 극성에 대응하여 상기 2개의 전력용 IGBT변환기의 상기 상단의 2개의 전력용 IGBT변환기와 상기 하단의 2개의 전력용 IGBT변환기에 배분하는 전력용 정류회로를 구비하고,The AC voltage is rectified to a positive half wave and a negative half wave, and the two power IGBT converters on the upper ends of the two power IGBT converters are corresponding to polarity. A power rectification circuit distributed to the two power IGBT converters at the bottom; 상기 2개의 전력용 IGBT변환기의 상기 상단의 2개의 IGBT변환기와 상기 하단의 2개의 IGBT변환기 중, 상기 전력용 정류회로에 의해,Of the two IGBT converters at the top of the two power IGBT converters and the two IGBT converters at the bottom, by the power rectifying circuit, 상기 교류전압의 플러스 반파가 배분되는 2개의 IGBT변환기는, 상기 교류전압의 플러스의 반파의 기간은 상기 제어신호를 토대로 상기 플러스의 반파를 스위칭하고, 마이너스의 반파의 기간은 오프상태로 설정되며,In the two IGBT converters in which the positive half wave of the AC voltage is distributed, the period of the positive half wave of the AC voltage switches the positive half wave based on the control signal, and the period of the negative half wave is set to the OFF state. 상기 교류전압의 마이너스 반파가 배분되는 2개의 IGBT변환기는, 상기 교류전압의 플러스의 반파의 기간은 오프상태로 설정되어, 마이너스의 반파의 기간은 상기 제어신호를 토대로 상기 마이너스의 반파를 스위칭하는 공급전력 조정기. Two IGBT converters in which negative half-waves of the AC voltage are distributed are supplied in which the period of positive half-wave of the AC voltage is set to OFF, and the period of negative half-waves switches the negative half-wave based on the control signal. Power regulator. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 스너버회로를 더 구비하고,A snubber circuit is further provided, 상기 스너버회로에 의해 상기 2개의 전력용IGBT변환기의 상기 상단의 2개의 IGBT변환기와 상기 하단의 2개의 IGBT변환기의 오프 시에 발생하는 역기전력을 열로서 소비시키는 공급전력조정기. And a snubber circuit that consumes, as heat, back electromotive force generated when the two IGBT converters at the top of the two power IGBT converters and the two IGBT converters at the bottom are turned off. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 회생용 IGBT변환기를 더 구비하고,Further provided with a regenerative IGBT converter, 상기 회생용 IGBT변환기는, 부하측에서 발생하여 되돌아오는 역기전력을, 스위칭하여 회생전력을 얻고, 이 회생전력을 상기 2개의 전력용 IGBT변환기를 통하여 상기 교류전원으로 되돌리는 공급전력조정기.The regenerative IGBT converter is configured to switch back electromotive force generated on the load side to obtain regenerative power, and return the regenerative power to the AC power through the two power IGBT converters. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 회생용 IGBT변환기는, 직렬상하 2단으로 쌓이는 상단의 IGBT변환기와 하단의 IGBT변환기를 구비하고,The regenerative IGBT converter includes an upper IGBT converter and a lower IGBT converter stacked in two stages of serial up and down, 상기 역기전력을 플러스의 반파와 마이너스의 반파에 정류하고, 극성에 대응하여 상기 회생용 IGBT변환기의 상기 상단의 IGBT변환기와 상기 하단의 IGBT변환기에 배분하는 회생용 정류회로를 더 구비하고,And a regenerative rectifying circuit for rectifying the counter electromotive force into a positive half wave and a negative half wave, and allocating the counter electromotive force to the upper IGBT converter and the lower IGBT converter of the regenerative IGBT converter in correspondence with polarity. 상기 회생용 IGBT변환기의 상단의 IGBT변환기와 하단의 IGBT변환기 중, 상기 회생용 정류회로에 의해By the regenerative rectifier circuit of the IGBT converter on the top of the regenerative IGBT converter and the IGBT converter on the bottom 상기 역기전력의 플러스의 반파가 공급되는 IGBT변환기는, 상기 역기전력의 플러스의 반파의 기간은 이 플러스의 반파를 스위칭하여 회생전력을 얻고, 이 회생전력을 상기 2개의 전력용 IGBT변화기를 통하여 상기 교류전원으로 되돌리고, 마이너스의 반파 의 기간은 오프상태로 설정되며, The IGBT converter supplied with the positive half-wave of the counter electromotive force obtains regenerative power by switching the positive half wave of the positive half-wave of the counter electromotive force, and converts the regenerative power into the AC power through the two power IGBT transformers. Return to, the period of negative half-wave is set to off state, 상기 역기전력의 마이너스의 반파가 공급되는 IGBT변환기는, 상기 역기전력의 플러스의 반파의 기간은 오프상태로 설정되고, 마이너스의 반파의 기간은 이 마이너스의 반파를 스위칭하여 회생전력을 얻고, 이 회생전력을 상기 2개의 전력용 IGBT변환기를 통하여 상기 교류전원으로 되돌리는 공급전력조정기.In the IGBT converter supplied with the negative half-wave of the counter electromotive force, the period of the positive half wave of the counter electromotive force is set to the off state, and the period of the negative half wave switches the negative half wave to obtain the regenerative power, Supply power regulator to return to the AC power through the two power IGBT converters. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 2개의 전력용 IGBT변환기의 상기 상단의 2개의 IGBT변환기와 상기 하단의 2개의 IGBT 변환기를 각각 병렬로 접속된 프리휠 다이오드를 구비한 공급전력조정기.And a freewheel diode connected in parallel between the two upper IGBT converters and the two lower IGBT converters of the two power IGBT converters, respectively. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 2개의 전력용 IGBT변환기의 상기 상단의 2개의 IGBT변환기 또는 상기 하단의 2개의 IGBT변환기의 오프 시에 발생하고, 상기 프리휠 다이오드를 통해 흐르는 전류를 열로서 소비시키는 스너버 회로를 더 구비한 공급전력조정기.And further provided with a snubber circuit which occurs when the two IGBT converters at the top of the two power IGBT converters or the two IGBT converters at the bottom are turned off and consumes the current flowing through the freewheel diode as heat. Power regulator. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 부하의 온도변동을 검출하는 온도변동 검출수단과,Temperature fluctuation detecting means for detecting a temperature fluctuation of the load; 상기 교류전원으로부터 상기 전력용 IGBT 변환기에 공급되는 교류전력으로부터 상기 교류전원의 전원변동을 검출하는 전원변동 검출수단과,Power fluctuation detecting means for detecting a power fluctuation of the AC power from an AC power supplied from the AC power to the power IGBT converter; 상기 부하에 공급되는 교류전력으로부터 부하변동을 검출하는 부하변동 검출수단Load variation detection means for detecting a load variation from the AC power supplied to the load 을 더 구비한 공급전력조정기.Supply power regulator further equipped. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 온도변동 검출수단과 상기 전원변동 검출수단과 상기 부하변동 검출 수단의 검출출력에 대응하여, 상기 제어신호의 주파수를 제어하는 주파수 가변수단을 더 구비한 공급전력조정기. And a frequency varying means for controlling the frequency of said control signal in response to the detection output of said temperature fluctuation detecting means, said power fluctuation detecting means and said load fluctuation detecting means. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 공급전력 조정기로서, 히터에의 공급전력을 조정하는 공급전력조정기를 구비한 반도체 제조장치. The semiconductor device according to any one of claims 1 to 8, further comprising a power supply regulator for adjusting a power supply to a heater. 복수매의 기판이 장착된 기판지지체를 반응로의 내부에 반입하는 반입공정과, A carrying-in step of bringing a substrate support equipped with a plurality of substrates into the reaction furnace, 상기 반입공정이 종료하면, 청구항 1 내지 8항 중 어느 한항에 기재한 공급전력조정기에 의해 히터에의 공급전력을 조정함으로써 상기 복수매의 기판의 온도를 소정의 온도로 유지하면서, 상기 복수매의 기판을 상기 소정의 온도에서 열처리하는 열처리 공정과, When the carry-in step is completed, the plurality of sheets of the plurality of sheets are maintained while the temperature of the plurality of substrates is maintained at a predetermined temperature by adjusting the supply power to the heater by the supply power regulator according to any one of claims 1 to 8. A heat treatment step of heat-treating the substrate at the predetermined temperature; 상기 열처리 공정이 종료하면, 열처리된 상기 복수매의 기판이 장착된 상기 기판지지체를 상기 반응로의 외부에 반출하는 반출공정을 포함한 반도체 디바이스의 제조방법.And a carrying-out step of carrying out the substrate support on which the plurality of heat-treated substrates are mounted to the outside of the reactor when the heat treatment step is completed.
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