KR20230112715A - Heater control device and power control method - Google Patents

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KR20230112715A
KR20230112715A KR1020237022355A KR20237022355A KR20230112715A KR 20230112715 A KR20230112715 A KR 20230112715A KR 1020237022355 A KR1020237022355 A KR 1020237022355A KR 20237022355 A KR20237022355 A KR 20237022355A KR 20230112715 A KR20230112715 A KR 20230112715A
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KR1020237022355A
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시게노부 사키타
고이치 기무라
가츠히로 이타쿠라
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스미토모덴키고교가부시키가이샤
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Abstract

기체와, 상기 기체에 배치된 발열체와, 상기 발열체에 공급되는 교류 전력을 제어하는 전력 제어기를 구비하고, 상기 전력 제어기는, 위상 제어 방식에 사이클릭 제어 방식이 조합된 제1 제어 방식에 의해 상기 교류 전력을 제어하고, 상기 위상 제어 방식은, 교류 전압 파형의 반주기마다, 트리거 신호가 스위칭 소자에 입력되는 시각과 상기 교류 전압 파형의 제로크로스점 사이인 통과 시간에 있어서 상기 스위칭 소자에 전류를 통과시키고, 상기 사이클릭 제어 방식은, 상기 교류 전압 파형의 반주기마다, 상기 스위칭 소자를 통과한 상기 전류의 출력 가부를 제어하고, 상기 통과 시간은, 상기 전력 제어기가 검출하는 상기 제로크로스점의 변동폭에 대응하여 미리 설정한 컷오프 시간 이상인, 히터 제어 장치. A body, a heating element disposed in the body, and a power controller controlling AC power supplied to the heating element, wherein the power controller controls the AC power by a first control method in which a phase control method and a cyclic control method are combined, wherein the phase control method passes a current through the switching element in a passage time between a time when a trigger signal is input to the switching element and a zero cross point of the AC voltage waveform, every half cycle of the AC voltage waveform, and the cyclic control method is, every half cycle of the AC voltage waveform. , control whether output of the current passing through the switching element is possible, and the passage time is equal to or longer than a cut-off time set in advance corresponding to a fluctuation range of the zero-cross point detected by the power controller.

Description

히터 제어 장치 및 전력 제어 방법Heater control device and power control method

본 개시는, 히터 제어 장치 및 전력 제어 방법에 관한 것이다. The present disclosure relates to a heater control device and a power control method.

본 출원은, 2021년 12월 15일자의 국제출원 PCT/JP2021/046389에 기초하는 우선권을 주장하고, 상기 국제출원에 기재된 모든 기재 내용을 원용하는 것이다. This application claims the priority based on international application PCT/JP2021/046389 of December 15, 2021, and uses all the description content described in the said international application.

특허문헌 1은, 반도체 웨이퍼의 위에 금속 박막을 형성하는 성막 장치를 개시하고 있다. 이 성막 장치는, 배치대에 설치된 가열 수단과, 배치대에 놓인 반도체 웨이퍼의 온도를 검출하는 온도 검출부와, 가열 수단의 발열량을 제어하는 제어 수단과, 배치대의 하부를 지지하는 지지 부재를 구비한다. 가열 수단은, 반도체 웨이퍼의 중앙부와 둘레 가장자리부를 각각 가열하기 위한 제1 히터 및 제2 히터를 구비한다. 제어 수단은, 배치대의 중앙부의 온도 검출치에 기초하여 제1 히터의 공급 전력을 제어한다. 또한 제어 수단은, 제1 히터의 공급 전력에 대하여 미리 정해진 비율의 전력을 제2 히터에 공급하도록 구성되어 있다. Patent Literature 1 discloses a film forming apparatus for forming a metal thin film on a semiconductor wafer. This film forming apparatus includes a heating unit installed on the mounting table, a temperature detector for detecting the temperature of a semiconductor wafer placed on the mounting table, a control unit for controlling the amount of heat generated by the heating unit, and a supporting member supporting the lower portion of the mounting table. The heating means includes a first heater and a second heater for respectively heating the central portion and the peripheral portion of the semiconductor wafer. The control unit controls power supplied to the first heater based on the temperature detection value of the central portion of the mounting table. Further, the control means is configured to supply the second heater with electric power at a predetermined ratio with respect to the supplied electric power of the first heater.

특허문헌 2는, 교류 전력 제어로서 위상 제어 및 사이클 제어가 있고, 이들을 전환하여 사용함으로써 서로의 결점을 해소하는 방법을 개시하고 있다. Patent Literature 2 has phase control and cycle control as AC power control, and discloses a method of eliminating each other's drawbacks by switching and using these.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2009-74148호 공보Patent Document 1: Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-74148 특허문헌 2 : 일본 실용신안 공개 소63-122818호 공보Patent Document 2: Japanese Utility Model Publication No. 63-122818

본 개시의 히터 제어 장치는, The heater control device of the present disclosure,

기체와, gas and

상기 기체에 배치된 발열체와, A heating element disposed in the body;

상기 발열체에 공급되는 교류 전력을 제어하는 전력 제어기를 구비하고, A power controller controlling AC power supplied to the heating element;

상기 전력 제어기는, 위상 제어 방식에 사이클릭 제어 방식이 조합된 제1 제어 방식에 의해 상기 교류 전력을 제어하고, The power controller controls the AC power by a first control method in which a phase control method and a cyclic control method are combined;

상기 위상 제어 방식은, 교류 전압 파형의 반주기마다, 트리거 신호가 스위칭 소자에 입력되는 시각과 상기 교류 전압 파형의 제로크로스점 사이인 통과 시간에 있어서 상기 스위칭 소자에 전류를 통과시키고, The phase control method passes a current through the switching element in a passage time between a time when a trigger signal is input to the switching element and a zero cross point of the AC voltage waveform for each half cycle of the AC voltage waveform,

상기 사이클릭 제어 방식은, 상기 교류 전압 파형의 반주기마다, 상기 스위칭 소자를 통과한 상기 전류의 출력 가부를 제어하고, The cyclic control method controls the output availability of the current passing through the switching element for each half cycle of the AC voltage waveform,

상기 통과 시간은, 상기 전력 제어기가 검출하는 상기 제로크로스점의 변동폭에 대응하여 미리 설정한 컷오프 시간 이상이다. The passage time is greater than or equal to a cut-off time previously set corresponding to the fluctuation range of the zero-cross point detected by the power controller.

본 개시의 전력 제어 방법은, The power control method of the present disclosure,

부하에 공급되는 교류 전력을 제어하는 전력 제어 방법으로서, A power control method for controlling AC power supplied to a load, comprising:

위상 제어 방식에 사이클릭 제어 방식이 조합된 제1 제어 방식에 의해 상기 교류 전력을 제어하고, Controlling the AC power by a first control method in which a phase control method and a cyclic control method are combined;

상기 위상 제어 방식은, 교류 전압 파형의 반주기마다, 트리거 신호가 스위칭 소자에 입력되는 시각과 상기 교류 전압 파형의 제로크로스점 사이인 통과 시간에 있어서 상기 스위칭 소자에 전류를 통과시키고, The phase control method passes a current through the switching element in a passage time between a time when a trigger signal is input to the switching element and a zero cross point of the AC voltage waveform for each half cycle of the AC voltage waveform,

상기 사이클릭 제어 방식은, 상기 교류 전압 파형의 반주기마다, 상기 스위칭 소자를 통과한 상기 전류의 출력 가부를 제어하고, The cyclic control method controls the output availability of the current passing through the switching element for each half cycle of the AC voltage waveform,

상기 통과 시간은, 상기 제로크로스점의 변동폭에 대응하여 미리 설정한 컷오프 시간 이상이다. The passage time is equal to or longer than a preset cutoff time corresponding to the variation range of the zero-cross point.

도 1은, 실시형태 1의 히터 제어 장치의 기능 블록도이다.
도 2는, 발열체의 배치 영역을 도시하는 기체의 평면도이다.
도 3은, 기체 내에서의 발열체의 배치를 도시하는 종단면도이다.
도 4는, 통상의 위상 제어 방식과 제1 제어 방식의 차이를 설명하는 설명도이다.
도 5는, 실시형태 1에서 제2 전력을 출력하기까지의 처리 순서를 도시하는 플로우차트이다.
도 6은, 실시형태 1에서 제2 온도를 출력하기까지의 처리 순서를 도시하는 플로우차트이다.
도 7은, 실시형태 1에서의 발열체의 온도 프로파일의 일례를 도시하는 그래프이다.
도 8은, 온도 유지시의 발열체의 온도 프로파일의 일례를 도시하는 그래프이다.
도 9는, 도 8의 처리 상태에서의 온도 프로파일의 일례를 확대하여 도시하는 그래프이다.
도 10은, 실시형태 2에 따른 히터 제어 장치의 제1 제어 방식을 설명하는 설명도이다.
도 11은, 실시형태 3에 따른 히터 제어 장치의 기능 블록도이다.
도 12는, 실시형태 3에서 제2 전력을 출력하기까지의 처리 순서를 도시하는 플로우차트이다.
도 13은, 변형예 1에서 발열체의 배치 영역을 도시하는 기체의 평면도이다.
도 14는, 변형예 1에서 발열체의 배치 영역을 도시하는 기체의 종단면도이다.
도 15는, 변형예 2에 따른 히터 제어 장치의 기능 블록도이다.
도 16은, 변형예 3에 따른 히터 제어 장치의 기능 블록도이다.
1 is a functional block diagram of a heater control device according to Embodiment 1. FIG.
Fig. 2 is a plan view of the base showing the arrangement area of the heating element.
Fig. 3 is a longitudinal sectional view showing the arrangement of heating elements in the body.
4 is an explanatory diagram explaining the difference between the normal phase control method and the first control method.
Fig. 5 is a flowchart showing the processing sequence up to outputting the second electric power in the first embodiment.
Fig. 6 is a flowchart showing the processing procedure up to outputting the second temperature in the first embodiment.
7 is a graph showing an example of the temperature profile of the heating element in Embodiment 1.
8 is a graph showing an example of the temperature profile of the heating element during temperature maintenance.
9 is a graph showing an example of a temperature profile in the processing state of FIG. 8 in an enlarged manner.
10 is an explanatory diagram explaining a first control method of the heater control device according to the second embodiment.
11 is a functional block diagram of a heater control device according to a third embodiment.
Fig. 12 is a flowchart showing the processing sequence up to outputting the second electric power in the third embodiment.
Fig. 13 is a plan view of the body showing the arrangement area of the heating element in Modification Example 1;
Fig. 14 is a longitudinal sectional view of the base body showing the arrangement area of the heating element in Modification Example 1;
15 is a functional block diagram of a heater control device according to a second modification.
16 is a functional block diagram of a heater control device according to a third modification.

[본 개시가 해결하고자 하는 과제][Problems to be solved by the present disclosure]

성막 장치에서는, 반도체 웨이퍼의 온도가 원하는 온도가 되도록, 배치대에 설치된 히터에 공급되는 전력을 매우 세밀한 정밀도로 제어하는 것이 요구되고 있다. 즉, 전력 제어의 분해능이 높고, 소전력인 제어가 필요하다. 그러나, 위상 제어에서는 제로크로스점의 검출 변동에 의해 소전력의 제어는 어렵다. In the film forming apparatus, it is required to control the electric power supplied to the heater installed on the mounting table with very fine precision so that the temperature of the semiconductor wafer reaches a desired temperature. That is, control with high resolution of power control and low power is required. However, in the phase control, it is difficult to control the low power due to the detection fluctuation of the zero-cross point.

본 개시는, 발열체의 전력 제어의 분해능이 높고, 소전력의 제어가 가능한 히터 제어 장치를 제공하는 것을 목적의 하나로 한다. 또한, 본 개시는, 부하의 전력 제어의 분해능이 높고, 소전력의 제어가 가능한 전력 제어 방법을 제공하는 것을 목적의 하나로 한다. One object of the present disclosure is to provide a heater control device capable of controlling power of a heating element with high resolution and low power. In addition, one of the objects of the present disclosure is to provide a power control method capable of controlling low power with high resolution of power control of a load.

[본 개시의 효과][Effect of the present disclosure]

본 개시의 히터 제어 장치는, 발열체에 공급되는 전력을 세밀하게 제어할 수 있다. 본 개시의 전력 변환 방법은, 부하에 공급되는 전력을 세밀하게 제어할 수 있다. The heater control device of the present disclosure can finely control the power supplied to the heating element. The power conversion method of the present disclosure can finely control the power supplied to the load.

《본 개시의 실시형태의 설명》《Description of Embodiments of the Present Disclosure》

이하, 본 개시의 실시양태를 열거하여 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present disclosure are enumerated and described.

(1) 본 개시의 일양태의 히터 제어 장치는, (1) The heater control device of one aspect of the present disclosure,

기체와, gas and

상기 기체에 배치된 발열체와, A heating element disposed in the body;

상기 발열체에 공급되는 교류 전력을 제어하는 전력 제어기를 구비하고, A power controller controlling AC power supplied to the heating element;

상기 전력 제어기는, 위상 제어 방식에 사이클릭 제어 방식이 조합된 제1 제어 방식에 의해 상기 교류 전력을 제어하고, The power controller controls the AC power by a first control method in which a phase control method and a cyclic control method are combined;

상기 위상 제어 방식은, 교류 전압 파형의 반주기마다, 트리거 신호가 스위칭 소자에 입력되는 시각과 상기 교류 전압 파형의 제로크로스점 사이인 통과 시간에 있어서 상기 스위칭 소자에 전류를 통과시키고, The phase control method passes a current through the switching element in a passage time between a time when a trigger signal is input to the switching element and a zero cross point of the AC voltage waveform for each half cycle of the AC voltage waveform,

상기 사이클릭 제어 방식은, 상기 교류 전압 파형의 반주기마다, 상기 스위칭 소자를 통과한 상기 전류의 출력 가부를 제어하고, The cyclic control method controls the output availability of the current passing through the switching element for each half cycle of the AC voltage waveform,

상기 통과 시간은, 상기 전력 제어기가 검출하는 상기 제로크로스점의 변동폭에 대응하여 미리 설정한 컷오프 시간 이상이다. The passage time is greater than or equal to a cut-off time previously set corresponding to the fluctuation range of the zero-cross point detected by the power controller.

제1 제어 방식은, 위상 제어 방식만의 경우에 비교하여, 상세하게는 후술하는 바와 같이 제로크로스점이 변동하더라도, 조작량 MV를 시간 평균치로서 실효적으로 작게 할 수 있다. 그 때문에, 제1 제어 방식은, 위상 제어 방식만의 경우에 비교하여 발열체에 소전력을 공급할 수 있다. 따라서, 상기 히터 제어 장치는, 발열체의 전력 제어의 분해능이 높고, 소전력의 제어가 가능하기 때문에, 웨이퍼를 원하는 온도로 제어하기 쉽다. Compared to the case of only the phase control method, the first control method can effectively reduce the manipulated variable MV as a time average value even if the zero-cross point fluctuates as described later in detail. Therefore, the first control method can supply less power to the heating element compared to the case of only the phase control method. Therefore, the heater control device has high resolution of power control of the heating element and can control low power, so that it is easy to control the wafer to a desired temperature.

(2) 상기 (1)의 히터 제어 장치에 있어서, (2) In the heater control device of (1) above,

상기 사이클릭 제어 방식은, N회의 반주기수 중 M회의 출력 비율로 전류의 출력을 행하고, The cyclic control method outputs current at an output ratio of M times among the number of half cycles of N times,

상기 발열체에 공급되는 상기 교류 전력은, 상기 위상 제어 방식에서의 상기 통과 시간과 상기 출력 비율로 결정되는 전력이어도 좋다. The AC power supplied to the heating element may be power determined by the transit time and the output ratio in the phase control method.

상기 형태는, 발열체의 전력 제어의 분해능이 높고, 소전력의 제어가 가능하다. In this aspect, the resolution of power control of the heating element is high, and control of low power is possible.

(3) 상기 (1) 또는 상기 (2)의 히터 제어 장치에 있어서, (3) In the heater control device of (1) or (2) above,

상기 전력 제어기는, 상기 컷오프 시간보다 짧은 시간에 상당하는 전력을 상기 발열체에 공급하는 경우에 상기 제1 제어 방식을 행해도 좋다. The power controller may perform the first control method when supplying power to the heating element corresponding to a time shorter than the cutoff time.

상기 형태는, 전력 제어의 분해능이 높고, 소전력의 제어가 가능하기 때문에, 웨이퍼를 원하는 온도로 한층 더 제어하기 쉽다. With the above configuration, since the power control resolution is high and low power control is possible, it is easier to control the wafer to a desired temperature.

(4) 상기 (1) 내지 상기 (3)의 어느 하나의 히터 제어 장치에 있어서, (4) In the heater control device of any one of (1) to (3) above,

상기 트리거 신호의 시간폭이 상기 통과 시간보다 짧아도 좋다. The time width of the trigger signal may be shorter than the passage time.

상기 형태는, 상기 전류를 출력하는 시간이 상기 트리거 신호의 시간폭보다 길지만, 전력을 세밀하게 제어할 수 있다. In this form, the time for outputting the current is longer than the time width of the trigger signal, but the power can be precisely controlled.

(5) 상기 (1) 내지 상기 (4)의 어느 하나의 히터 제어 장치에 있어서, (5) In the heater control device of any one of (1) to (4) above,

상기 통과 시간은, 시간의 길이가 상이한 복수의 통과 시간을 갖고 있어도 좋다. The said passage time may have a some passage time from which the length of time differs.

상기 형태는, 통과 시간의 길이가 단일한 경우에 비교하여, 발열체의 전력 제어의 분해능이 높고, 소전력의 제어가 가능하다. Compared to the case where the length of the passage time is single, the resolution of the power control of the heating element is high and low power control is possible.

(6) 상기 (1) 내지 상기 (5)의 어느 하나의 히터 제어 장치에 있어서, (6) In the heater control device of any one of (1) to (5) above,

상기 기체는 원판형의 형상을 갖고, The body has a disk-shaped shape,

상기 발열체는, The heating element,

상기 기체의 중심을 포함하는 영역에 배치된 제1 발열체와, A first heating element disposed in a region including the center of the gas;

상기 제1 발열체와 동심형으로 배치된 하나 이상의 제2 발열체를 갖고, having at least one second heating element disposed concentrically with the first heating element;

상기 전력 제어기는, 상기 제1 발열체에 공급되는 제1 전력을 제어하는 제1 전력 제어기를 갖고, The power controller has a first power controller for controlling a first power supplied to the first heating element;

상기 제1 전력 제어기가 상기 제1 제어 방식에 의해 상기 제1 전력을 제어해도 좋다. The first power controller may control the first power by the first control method.

상기 형태는, 제1 발열체에 공급되는 제1 전력이 제1 제어 방식에 의해 제어됨으로써, 통상의 위상 제어 방식만으로 전력을 제어하는 경우에 비교하여, 제1 전력을 세밀하게 제어할 수 있다. In this aspect, the first power supplied to the first heating element is controlled by the first control method, so that the first power can be controlled more precisely than when the power is controlled only by the normal phase control method.

(7) 상기 (6)의 히터 제어 장치에 있어서, (7) In the heater control device of (6) above,

상기 하나 이상의 제2 발열체에 공급되는 전류를 측정하는 하나 이상의 전류 센서와, At least one current sensor for measuring the current supplied to the at least one second heating element;

상기 제2 발열체의 온도를 구하는 연산기를 구비하고, Equipped with an operator for obtaining the temperature of the second heating element,

상기 전력 제어기는, 상기 제2 발열체에 공급되는 제2 전력을 제어하는 제2 전력 제어기를 갖고, The power controller has a second power controller that controls second power supplied to the second heating element;

상기 제2 전력 제어기는, 상기 제1 전력에 대하여 미리 설정된 비율이 되도록 상기 제2 전력을 상기 제1 제어 방식에 의해 제어하고, The second power controller controls the second power by the first control method so as to have a preset ratio with respect to the first power;

상기 연산기는, 상기 전류 센서의 측정치에 기초하여 상기 제2 발열체의 온도를 연산해도 좋다. The calculating unit may calculate the temperature of the second heating element based on the measured value of the current sensor.

상기 형태는, 제2 발열체의 온도가 전류 센서의 측정치에 기초하여 연산기에 의해 구해진다. 그 때문에, 제2 발열체 또는 제2 발열체가 배치되는 존의 온도를 검지하는 온도 센서가 없어도 제2 발열체의 온도를 파악할 수 있다. 제2 발열체에 공급되는 제2 전력은, 제1 전력에 대하여 미리 설정된 비율이 되도록 제어된다. 상기 형태는, 제2 전력이 제1 제어 방식에 의해 제어됨으로써, 통상의 위상 제어 방식만으로 전력을 제어하는 경우에 비교하여, 제2 발열체의 온도를 세밀하게 제어할 수 있다. 그 결과, 제2 발열체의 온도도 매우 정밀하게 파악할 수 있다. In this form, the temperature of the second heating element is obtained by a calculator based on the measured value of the current sensor. Therefore, the temperature of the second heating element can be grasped even without a temperature sensor for detecting the temperature of the second heating element or the zone in which the second heating element is disposed. The second electric power supplied to the second heating element is controlled to be at a preset ratio with respect to the first electric power. In this aspect, since the second power is controlled by the first control method, the temperature of the second heating element can be controlled more precisely than when the power is controlled only by the normal phase control method. As a result, the temperature of the second heating element can also be grasped very precisely.

(8) 본 개시의 일양태의 전력 제어 방법은, (8) The power control method of one aspect of the present disclosure,

부하에 공급되는 교류 전력을 제어하는 전력 제어 방법으로서, A power control method for controlling AC power supplied to a load, comprising:

위상 제어 방식에 사이클릭 제어 방식이 조합된 제1 제어 방식에 의해 상기 교류 전력을 제어하고, Controlling the AC power by a first control method in which a phase control method and a cyclic control method are combined;

상기 위상 제어 방식은, 교류 전압 파형의 반주기마다, 트리거 신호가 스위칭 소자에 입력되는 시각과 상기 교류 전압 파형의 제로크로스점 사이인 통과 시간에 있어서 상기 스위칭 소자에 전류를 통과시키고, The phase control method passes a current through the switching element in a passage time between a time when a trigger signal is input to the switching element and a zero cross point of the AC voltage waveform for each half cycle of the AC voltage waveform,

상기 사이클릭 제어 방식은, 상기 교류 전압 파형의 반주기마다, 상기 스위칭 소자를 통과한 상기 전류의 출력 가부를 제어하고, The cyclic control method controls the output availability of the current passing through the switching element for each half cycle of the AC voltage waveform,

상기 통과 시간은, 상기 제로크로스점의 변동폭에 대응하여 미리 설정한 컷오프 시간 이상이다. The passage time is equal to or longer than a preset cutoff time corresponding to the variation range of the zero-cross point.

제1 제어 방식은, 위상 제어 방식만의 경우에 비교하여, 조작량 MV를 시간 평균치로서 실효적으로 작게 할 수 있다. 그 때문에, 상기 전력 제어 방법은, 위상 제어 방식만의 경우에 비교하여 부하에 소전력을 공급할 수 있다. 따라서, 상기 전력 제어 방법은, 부하의 전력 제어의 분해능이 높고, 소전력의 제어가 가능하기 때문에, 부하를 원하는 온도로 제어하기 쉽다. Compared to the case of only the phase control method, the first control method can effectively reduce the manipulated variable MV as a time average value. Therefore, the power control method can supply a small amount of power to the load compared to the case of only the phase control method. Accordingly, the power control method described above has a high resolution of power control of the load and enables control of small power, so that it is easy to control the load to a desired temperature.

《본 개시의 실시형태의 상세》 <<Details of Embodiments of the Present Disclosure>>

본 개시의 실시형태의 히터 제어 장치의 상세를 이하에 설명한다. 도면 중의 동일 부호는 동일 명칭물을 나타낸다. 각 도면이 도시하는 부재의 크기나 위치 관계 등은, 설명을 명확하게 하는 목적으로 표현되어 있고, 반드시 실제의 치수 관계 등을 나타내는 것은 아니다. Details of the heater control device of the embodiment of the present disclosure will be described below. The same reference numerals in the drawings indicate the same designations. The size, positional relationship, etc. of the members shown in each drawing are expressed for the purpose of clarifying the description, and do not necessarily represent actual dimensional relationships.

《실시형태 1》<<Embodiment 1>>

〔히터 제어 장치〕[Heater control device]

도 1 내지 도 4를 참조하여, 실시형태 1의 히터 제어 장치(1)를 설명한다. 이 히터 제어 장치(1)는, 웨이퍼의 표면에 박막을 형성하는 성막 장치에 이용할 수 있다. 성막 장치는, 분위기 가스를 제어할 수 있는 챔버 내에 히터 제어 장치(1) 중 기체(10) 및 지지체(20)가 배치되어 있다. 챔버의 도시는 생략한다. 도 1에서, 각 발열체(30)는 기체(10)의 둘레 방향의 일부에 배치되지 않은 개소가 있지만, 실제 장치에서는 기체(10) 전체에 빈틈없이 발열체(30)가 배치되어 있다. Referring to FIGS. 1 to 4 , a heater control device 1 according to Embodiment 1 will be described. This heater control device 1 can be used for a film forming device that forms a thin film on the surface of a wafer. In the film forming apparatus, a substrate 10 and a support 20 are disposed in a heater control apparatus 1 in a chamber capable of controlling atmospheric gas. The illustration of the chamber is omitted. In FIG. 1, each heating element 30 has a portion in the circumferential direction of the base 10 where it is not disposed, but in an actual device, the heating element 30 is arranged throughout the base 10 without gaps.

[전체 구성][Full configuration]

도 1에 도시한 바와 같이, 본 예의 히터 제어 장치(1)는, 기체(10)와, 지지체(20)와, 복수의 발열체(30)와, 온도 센서(40)와, 전류 센서(50)와, 제어기(60)를 구비한다. 기체(10)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 가열 대상(W)이 배치되는 제1면(10a)과, 제1면(10a)과 마주보는 제2면(10b)을 구비한다. 이하의 설명에서는, 기체(10)의 제1면(10a)측을 「상」으로 하고, 제2면(10b)측을 「하」로 하는 경우가 있다. 지지체(20)는, 기체(10)의 하측에 부착되어 있다. 복수의 발열체(30)는, 도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 기체(10)의 내부에 배치되어 있다. 본 예의 복수의 발열체(30)는, 하나의 제1 발열체(31)와 하나 이상의 제2 발열체(32)를 구비한다. 본 예에서는, 설명의 편의상, 하나의 제2 발열체(32)를 구비하는 경우를 예로서 설명한다. 온도 센서(40)는 제1 발열체(31)의 온도를 검지한다. 전류 센서(50)는, 제1 발열체(31)에 흐르는 제1 전류를 측정하는 제1 전류 센서(51)와, 제2 발열체(32)에 흐르는 제2 전류를 측정하는 제2 전류 센서(52)를 구비한다. 제어기(60)는, 주로 제1 발열체(31) 및 제2 발열체(32)에 공급되는 전력을 제어한다. 실시형태 1의 히터 제어 장치(1)의 특징의 하나는, 발열체(30)에 공급되는 전력을 제어하는 특정한 전력 제어기(63)를 갖는 점에 있다. 이하, 각 구성을 보다 자세히 설명한다. As shown in FIG. 1, the heater control device 1 of this example includes a base 10, a support 20, a plurality of heating elements 30, a temperature sensor 40, a current sensor 50, and a controller 60. As shown in FIG. 3 , the body 10 includes a first surface 10a on which a heating object W is disposed, and a second surface 10b facing the first surface 10a. In the following description, the side of the first surface 10a of the body 10 is referred to as "upper", and the side of the second surface 10b is referred to as "lower" in some cases. The support 20 is attached to the lower side of the body 10 . As shown in FIGS. 1 and 3 , the plurality of heating elements 30 are arranged inside the body 10 . The plurality of heating elements 30 of this example include one first heating element 31 and one or more second heating elements 32 . In this example, for convenience of description, a case in which one second heating element 32 is provided will be described as an example. The temperature sensor 40 detects the temperature of the first heating element 31 . The current sensor 50 includes a first current sensor 51 that measures a first current flowing through the first heating element 31 and a second current sensor 52 that measures a second current flowing through the second heating element 32. The controller 60 mainly controls power supplied to the first heating element 31 and the second heating element 32 . One of the characteristics of the heater control device 1 of Embodiment 1 is that it has a specific power controller 63 that controls the power supplied to the heating element 30 . Hereinafter, each configuration will be described in detail.

[기체][gas]

본 예의 기체(10)는 원판형의 형상을 갖는다. 기체(10)는, 제1면(10a)과 제2면(10b)을 구비한다. 제1면(10a)과 제2면(10b)은 서로 마주본다. 제1면(10a)에는, 도 3에 도시하는 가열 대상(W)이 배치된다. 가열 대상(W)은, 예컨대, 실리콘 또는 화합물 반도체의 웨이퍼이다. 제2면(10b)에는, 후술하는 지지체(20)가 부착되어 있다. 제2면(10b)에는, 도 3에 도시하는 복수의 단자(30t)가 끼워지는 복수의 구멍이 형성되어 있다. The body 10 of this example has a disk-like shape. The body 10 has a first surface 10a and a second surface 10b. The first surface 10a and the second surface 10b face each other. On the first surface 10a, a heating target W shown in FIG. 3 is disposed. The heating object W is, for example, a silicon or compound semiconductor wafer. A support body 20 described later is attached to the second surface 10b. A plurality of holes into which a plurality of terminals 30t shown in FIG. 3 are fitted are formed in the second surface 10b.

본 예의 기체(10)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 동심형으로 복수의 영역으로 구획되어 있다. 기체(10)는, 내측 영역(10i)과 외측 영역(10e)으로 구획되어 있다. 내측 영역(10i)은, 기체(10)의 중심을 중심으로 한 원형의 영역이다. 기체(10)의 중심이란, 기체(10)를 제1면(10a)측에서 평면시한 기체(10)의 윤곽으로 구성된 원의 중심을 말한다. 내측 영역(10i)의 직경은, 예컨대, 기체(10)의 직경의 80% 이하이다. 내측 영역(10i)의 직경이 기체(10)의 직경의 80% 이하인 것에 의해, 제1 발열체(31)의 외측에 하나 이상의 제2 발열체(32)를 배치 가능한 면적을 확보할 수 있다. 내측 영역(10i)의 직경은, 또한, 기체(10)의 직경의 50% 이하이다. 내측 영역(10i)의 직경은, 예컨대, 기체(10)의 직경의 10% 이상이다. 제1 발열체(31)의 직경이 기체(10)의 직경의 10% 이상인 것에 의해, 기체(10)의 중심에 제1 발열체(31)를 배치 가능한 면적을 확보할 수 있다. 즉, 내측 영역(10i)의 직경은, 기체(10)의 직경의 10% 이상 80% 이하, 10% 이상 50% 이하이다. 외측 영역(10e)은, 내측 영역(10i)의 외측에 위치하는 고리형의 영역이다. 복수의 영역에 대응하여, 후술하는 복수의 발열체(30)가 배치되어 있다. As shown in Fig. 2, the body 10 of this example is concentrically divided into a plurality of regions. The body 10 is partitioned into an inner region 10i and an outer region 10e. The inner region 10i is a circular region centered on the center of the body 10 . The center of the base 10 refers to the center of a circle constituted by the outline of the base 10 in a plan view of the base 10 from the first surface 10a side. The diameter of the inner region 10i is 80% or less of the diameter of the base body 10, for example. When the diameter of the inner region 10i is 80% or less of the diameter of the base body 10, an area in which one or more second heating elements 32 can be disposed outside the first heating element 31 can be secured. The diameter of the inner region 10i is further 50% or less of the diameter of the base body 10 . The diameter of the inner region 10i is 10% or more of the diameter of the base body 10, for example. When the diameter of the first heating element 31 is 10% or more of the diameter of the base body 10, an area in which the first heating element 31 can be disposed in the center of the base body 10 can be secured. That is, the diameter of the inner region 10i is 10% or more and 80% or less, and 10% or more and 50% or less of the diameter of the substrate 10. The outer region 10e is an annular region located outside the inner region 10i. Corresponding to the plurality of regions, a plurality of heat generating elements 30 described later are disposed.

기체(10)의 재질은, 예컨대, 공지의 세라믹스이다. 세라믹스는, 예컨대, 질화알루미늄, 산화알루미늄, 탄화규소이다. 기체(10)의 재질은, 상기 세라믹스와 금속의 복합 재료로 구성되어 있어도 좋다. 금속은, 예컨대, 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금이다. 본 예의 기체(10)의 재질은 세라믹스이다. The material of the body 10 is known ceramics, for example. Ceramics are, for example, aluminum nitride, aluminum oxide, and silicon carbide. The material of the body 10 may be composed of a composite material of the above ceramics and metal. The metal is, for example, aluminum, an aluminum alloy, copper, or a copper alloy. The material of the body 10 in this example is ceramics.

[지지체][support]

지지체(20)는, 도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 기체(10)를 제2면(10b)측에서 지지하고 있다. 지지체(20)는, 히터 제어 장치(1)를 제1면(10a)측에서 평면시했을 때에 도 3에 도시하는 복수의 단자(30t)를 둘러싸도록 제2면(10b)에 부착되어 있다. 지지체(20)의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 본 예의 지지체(20)는 원통형 부재이다. 지지체(20)는 기체(10)와 동심형으로 배치되어 있다. 본 예에서는, 원통형의 지지체(20)의 중심과, 원판형의 기체(10)의 중심이 동축이 되도록, 기체(10)와 지지체(20)가 접속되어 있다. As shown in FIGS. 1 and 3 , the support body 20 supports the base body 10 from the second surface 10b side. The support body 20 is attached to the second surface 10b so as to surround the plurality of terminals 30t shown in FIG. 3 when the heater control device 1 is viewed as a flat surface from the first surface 10a side. The shape of the support 20 is not particularly limited. The support 20 of this example is a cylindrical member. The support 20 is arranged concentrically with the body 10 . In this example, the base body 10 and the support body 20 are connected so that the center of the cylindrical support body 20 and the center of the disk-shaped base body 10 are coaxial.

지지체(20)의 상단부는, 도 3에 도시한 바와 같이, 외측으로 굴곡된 플랜지부(21)를 구비한다. 본 예에서는, 상단부의 플랜지부(21)와 제2면(10b)의 사이에는, 도시하지 않은 시일 부재가 배치되어 있다. 상기 시일 부재에 의해, 지지체(20)의 내부는 시일되어 있다. 본 예와는 달리, 상기 시일 부재를 이용하지 않고 기밀하게 유지하기 위해, 플랜지부(21)와 제2면(10b)이 접합되어 있어도 좋다. 기체(10) 및 지지체(20)가 배치되는 챔버 내에는, 대표적으로는 부식성 가스가 채워진다. 지지체(20)의 내부가 기밀하게 유지됨으로써, 지지체(20)의 내부에 수납된 복수의 단자(30t)나 복수의 전력선(30c) 등을 부식성 가스로부터 격리할 수 있다. As shown in FIG. 3, the upper end of the support body 20 has a flange portion 21 bent outward. In this example, a sealing member (not shown) is disposed between the flange portion 21 of the upper end and the second surface 10b. The inside of the support body 20 is sealed by the said sealing member. Unlike this example, the flange portion 21 and the second face 10b may be bonded to each other in order to keep it airtight without using the seal member. A corrosive gas is typically filled in the chamber in which the gas 10 and the support 20 are disposed. By keeping the inside of the support body 20 airtight, the plurality of terminals 30t, the plurality of power lines 30c, and the like accommodated inside the support body 20 can be isolated from corrosive gas.

지지체(20)의 재질은, 기체(10)의 재질과 마찬가지로, 공지의 세라믹스이다. 지지체(20)의 재질과 기체(10)의 재질은, 동일해도 좋고 상이해도 좋다. The material of the support body 20 is known ceramics, similarly to the material of the base body 10. The material of the support body 20 and the material of the body 10 may be the same or different.

[제1 발열체 및 제2 발열체][First heating element and second heating element]

하나의 제1 발열체(31)와 하나 이상의 제2 발열체(32)는, 기체(10)를 통해 가열 대상(W)을 가열하는 열원이다. 제1 발열체(31)는, 도 1 및 도 3에 도시하는 바와 같이 기체(10)의 중심을 포함하는 원형의 영역, 즉 도 2에 도시하는 내측 영역(10i)에 배치되어 있다. 하나 이상의 제2 발열체(32)는, 도 1 및 도 3에 도시하는 바와 같이 기체(10) 및 제1 발열체(31)와 동심형으로 배치되어 있다. 하나 이상의 제2 발열체(32)는, 기체(10)의 중심과 동심형의 고리형 영역, 즉 도 2에 도시하는 외측 영역(10e)에 배치되어 있다. 제1 발열체(31)와 하나 이상의 제2 발열체(32)는, 기체(10)의 두께 방향으로 서로 간격을 두고 층상으로 배치되어 있다. 제2 발열체(32)가 복수 설치되어 있는 경우, 개개의 제2 발열체(32)도 기체(10)의 두께 방향으로 간격을 두고 층상으로 배치되어 있다. 제1 발열체(31) 및 하나 이상의 제2 발열체(32)의 각각은, 도 3에 도시하는 단자(30t)를 통해 전력선(30c)에 이어져 있다. 전력선(30c)을 통해 제1 발열체(31) 및 하나 이상의 제2 발열체(32)의 각각에는 도시하지 않은 교류 전원으로부터 전력이 공급된다. 본 예에서는 제2 발열체(32)는 하나이다. 후술하는 변형예 1에 나타낸 바와 같이, 제2 발열체(32)는 복수 설치되어 있어도 좋다. One first heating element 31 and one or more second heating elements 32 are heat sources that heat the heating target W through the gas 10 . As shown in FIGS. 1 and 3 , the first heating element 31 is disposed in a circular area including the center of the body 10, that is, in an inner area 10i shown in FIG. 2 . One or more second heating elements 32 are arranged concentrically with the base body 10 and the first heating element 31 as shown in FIGS. 1 and 3 . One or more second heating elements 32 are disposed in an annular region concentric with the center of the base body 10, that is, in an outer region 10e shown in FIG. 2 . The first heat generating element 31 and one or more second heat generating elements 32 are arranged in a layered manner at intervals from each other in the thickness direction of the base body 10 . When a plurality of second heating elements 32 are provided, the individual second heating elements 32 are also arranged in layers at intervals in the thickness direction of the base body 10 . Each of the first heating element 31 and one or more second heating elements 32 is connected to the power line 30c via a terminal 30t shown in FIG. 3 . Power is supplied from an AC power source (not shown) to each of the first heating element 31 and the one or more second heating elements 32 through the power line 30c. In this example, the second heating element 32 is one. As shown in Modification 1 described later, a plurality of second heating elements 32 may be provided.

제1 발열체(31) 및 제2 발열체(32)의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 기체(10)를 제1면(10a)측에서 평면시했을 때, 제1 발열체(31) 및 제2 발열체(32)의 외주 윤곽선의 형상은, 일반적으로는 원형이다. 제1 발열체(31) 및 제2 발열체(32)는, 기체(10) 및 지지체(20)와 동심형으로 배치되어 있다. 제1 발열체(31)와 제2 발열체(32)는 서로 동심형으로 배치되어 있다. 여기서의 동심형이란, 히터 제어 장치(1)를 제1면(10a)측에서 평면시했을 때, 제1 발열체(31)와 제2 발열체(32)의 각각의 포락원이 공통된 중심을 갖고, 또한 각 포락원의 직경이 상이한 것을 말한다. 각 포락원의 중심은 기체(10)의 중심과 일치한다. 제2 발열체(32)의 포락원의 직경은, 제1 발열체(31)의 포락원의 직경보다 크다. 기체(10)를 제1면(10a)측에서 평면시했을 때, 제1 발열체(31)와 제2 발열체(32)는, 상기 각 포락원의 직경 방향으로 부분적으로 중복되어 배치되어 있어도 좋고, 중복되지 않고 간격을 두고 배치되어 있어도 좋다. 본 명세서에서, 중심측은 포락원의 중심측을 말하고, 외측은 중심으로부터 포락원의 직경 방향으로 멀어지는 측을 말한다. The shapes of the first heating element 31 and the second heating element 32 are not particularly limited. When the base body 10 is viewed as a plane from the first surface 10a side, the shape of the outer circumferential outline of the first heat generating element 31 and the second heat generating element 32 is generally circular. The first heating element 31 and the second heating element 32 are disposed concentrically with the base body 10 and the support body 20 . The first heating element 31 and the second heating element 32 are arranged concentrically with each other. The concentric type here means that when the heater control device 1 is viewed in a plane from the first surface 10a side, the envelopes of the first heating element 31 and the second heating element 32 have a common center, and the diameters of the respective envelopes are different. The center of each envelope coincides with the center of the body 10. The diameter of the envelope of the second heating element 32 is larger than that of the first heating element 31 . When the base body 10 is viewed in plan from the first surface 10a side, the first heating element 31 and the second heating element 32 may be arranged to partially overlap in the radial direction of each envelope circle, or may be arranged at intervals without overlapping. In this specification, the center side refers to the center side of the envelope circle, and the outer side refers to the side away from the center in the radial direction of the envelope circle.

제1 발열체(31) 및 제2 발열체(32)는, 도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 기체(10)의 내부에 배치되어 있다. 제1 발열체(31)는, 기체(10)의 두께 방향에서 가장 제1면(10a)측에 위치하는 제1층에 배치되어 있다. 제1 발열체(31)가 상기 제1층에 배치되어 있는 것에 의해, 제1 발열체(31)와 제2면(10b) 사이의 길이를 길게 확보할 수 있다. 또한, 제1 발열체(31)가 상기 제1층에 배치되어 있는 것에 의해, 제1 발열체(31)가 상기 제1층 이외의 층에 배치되어 있는 경우에 비교하여, 제2 발열체(32)에 접속된 단자(30t)의 위치의 영향을 받기 어렵고, 제1 발열체(31)를 배치하기 쉽다. 제2 발열체(32)는, 제1 발열체(31)보다 제2면(10b)측에 배치되어 있다. The 1st heating element 31 and the 2nd heating element 32 are arrange|positioned inside the base body 10, as shown in FIG.1 and FIG.3. The first heat generating element 31 is disposed on the first layer located at the furthest side of the first surface 10a in the thickness direction of the base body 10 . Since the first heat generating element 31 is disposed on the first layer, a long distance between the first heat generating element 31 and the second surface 10b can be secured. In addition, since the first heating element 31 is disposed on the first floor, it is less affected by the position of the terminal 30t connected to the second heating element 32 and easier to arrange the first heating element 31 than when the first heating element 31 is disposed on a floor other than the first layer. The second heat generating element 32 is disposed closer to the second surface 10b than the first heat generating element 31 .

각 발열체(30)의 재질은, 가열 대상(W)을 원하는 온도로 가열할 수 있는 재질이라면 특별히 한정되지 않는다. 각 발열체(30)의 재질은, 저항 가열에 적합한 공지의 금속이다. 금속은, 예컨대, 스테인레스강, 니켈, 니켈 합금, 은, 은 합금, 텅스텐, 텅스텐 합금, 몰리브덴, 몰리브덴 합금, 크롬 및 크롬 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 1종이다. 니켈 합금은, 예컨대 니크롬이다. The material of each heating element 30 is not particularly limited as long as it is a material capable of heating the heating target W to a desired temperature. The material of each heating element 30 is a known metal suitable for resistance heating. The metal is, for example, one selected from the group consisting of stainless steel, nickel, nickel alloys, silver, silver alloys, tungsten, tungsten alloys, molybdenum, molybdenum alloys, chromium, and chromium alloys. A nickel alloy is, for example, nichrome.

각 발열체(30)는, 예컨대, 스크린 인쇄법과 핫프레스 접합법을 조합하여 제조할 수 있다. 본 예의 경우, 이하의 순서로 제조할 수 있다. 3장의 세라믹스 기판과, 각 발열체(30)를 전사할 수 있는 스크린 마스크를 준비한다. 스크린 마스크는, 제1 발열체(31), 제2 발열체(32)의 각 회로 패턴을 제작할 수 있는 것을 이용한다. 2장의 각각의 세라믹스 기판에, 제작하는 회로 패턴의 스크린 마스크를 놓는다. 발열체(30)가 되는 페이스트를 스크린 마스크가 놓인 세라믹스 기판에 도포한다. 스퀴지를 사용하여 발열체(30)를 세라믹스 기판에 전사한다. 발열체(30)의 전사 후, 스크린 마스크를 제거한다. 이상에 의해, 제1 발열체(31)가 전사된 제1 기판과, 제2 발열체(32)가 전사된 제2 기판이 얻어진다. 제1 기판, 제2 기판 및 발열체를 전사하지 않은 세라믹스 기판을 순서대로 접합하여 핫프레스로 접합한다. 이 접합에 의해, 기체(10)의 내부에 각 발열체(30)가 배치된다. Each heating element 30 can be manufactured by combining a screen printing method and a hot press joining method, for example. In the case of this example, it can manufacture in the following procedure. Three ceramic substrates and a screen mask capable of transferring each heating element 30 are prepared. As the screen mask, one capable of fabricating each circuit pattern of the first heating element 31 and the second heating element 32 is used. A screen mask of a circuit pattern to be produced is placed on each of the two ceramic substrates. The paste to be the heating element 30 is applied to the ceramic substrate on which the screen mask is placed. The heating element 30 is transferred to the ceramic substrate using a squeegee. After transferring the heating element 30, the screen mask is removed. As a result of the above, the first substrate onto which the first heating element 31 is transferred and the second substrate onto which the second heating element 32 is transferred are obtained. The first substrate, the second substrate, and the ceramic substrate on which the heating element is not transferred are sequentially bonded and bonded by hot press. By this bonding, each heating element 30 is arranged inside the base body 10 .

[온도 센서][temperature Senser]

온도 센서(40)는, 제1 발열체(31)의 제1 온도를 측정하는 센서이다. 온도 센서(40)는, 시판하는 열전대나 측온 저항체를 적합하게 이용할 수 있다. 측온 저항체는, 예컨대, 백금 측온 저항체인 PT100이다. The temperature sensor 40 is a sensor that measures the first temperature of the first heating element 31 . For the temperature sensor 40, a commercially available thermocouple or resistance thermometer can be suitably used. The RTD is, for example, PT100, which is a platinum RTD.

온도 센서(40)의 배치 개소는 기체(10)의 내부이다. 본 예에서는, 기체(10)의 내부 중, 기체(10)를 평면시했을 때, 지지체(20)의 내주면보다 내측의 영역에 온도 센서(40)가 배치되어 있다. 즉, 지지체(20)를 축방향으로 본 경우, 지지체(20)의 내주면의 윤곽선보다 내측에 온도 센서(40)가 위치되어 있다. 특히, 온도 센서(40)는, 제1 발열체(31)의 근방에 배치되어 있어도 좋다. 제1 발열체(31)의 근방에 설치한 온도 센서(40)로 측정되는 온도는, 제1 발열체(31) 자체의 온도가 아니라, 제1 발열체(31)가 배치되는 기체(10)의 내측 영역(10i)의 온도이다. 단, 내측 영역(10i)의 온도도 제1 발열체(31)의 제1 온도로 간주한다. The placement location of the temperature sensor 40 is inside the body 10. In this example, the temperature sensor 40 is arrange|positioned in the area|region inside the base|substrate 10 inside the inner peripheral surface of the support body 20, when base|substrate 10 is considered flat. That is, when the support 20 is viewed in the axial direction, the temperature sensor 40 is located inside the contour of the inner circumferential surface of the support 20 . In particular, the temperature sensor 40 may be disposed near the first heating element 31 . The temperature measured by the temperature sensor 40 installed near the first heating element 31 is not the temperature of the first heating element 31 itself, but the temperature of the inner region 10i of the base body 10 in which the first heating element 31 is disposed. However, the temperature of the inner region 10i is also regarded as the first temperature of the first heating element 31 .

[전류 센서][current sensor]

전류 센서(50)는, 발열체(30)에 흐르는 전류를 측정하는 센서이다. 본 예에서는, 전류 센서(50)는, 제1 전류 센서(51)와 제2 전류 센서(52)를 구비한다. 제1 전류 센서(51)는, 제1 발열체(31)에 흐르는 제1 전류를 검지한다. 제2 전류 센서(52)는, 제2 발열체(32)에 흐르는 제2 전류를 검지한다. 제2 발열체(32)가 복수인 경우, 제2 전류 센서(52)는 각 제2 발열체(32)에 설치된다. 제1 전류 센서(51)는 제1 발열체(31)에 이어지는 전력선(30c)에 설치되어 있다. 제2 전류 센서(52)는 제2 발열체(32)에 이어지는 전력선(30c)에 설치되어 있다. 전류 센서(50)는, 시판하는 CT(Current Tansmitter)로 대표되는 센서를 이용할 수 있다. 본 예에서, 제1 전류 또는 제2 전류는, 제1 발열체(31) 또는 제2 발열체(32)에 흐르는 전류의 실효치를 소정 시간 내에 평균화하여 전기적 잡음을 제거한 값으로 하고 있다. The current sensor 50 is a sensor that measures the current flowing through the heating element 30 . In this example, the current sensor 50 includes a first current sensor 51 and a second current sensor 52 . The first current sensor 51 detects a first current flowing through the first heating element 31 . The second current sensor 52 detects a second current flowing through the second heating element 32 . When the second heating element 32 is plural, the second current sensor 52 is installed on each second heating element 32 . The first current sensor 51 is installed on the power line 30c connected to the first heating element 31 . The second current sensor 52 is installed on the power line 30c leading to the second heating element 32 . As the current sensor 50, a sensor represented by a commercially available CT (Current Transmitter) can be used. In this example, the first current or the second current is a value obtained by averaging the effective values of the currents flowing through the first heating element 31 or the second heating element 32 within a predetermined period of time and removing electrical noise.

[제어기][controller]

제어기(60)는, 히터 제어 장치(1)의 동작에 필요한 각 부의 제어를 행한다. 제어기(60)는, 제1 온도 조절기(61)와, 전력 제어기(63)와, 연산기(65)와, 메모리(66)를 구비한다. 제어기(60)에 의한 각 처리는, 하나 또는 복수의 프로세서를 포함하는 처리 회로(Circuitry)에 의해 실현된다. 상기 처리 회로는, 상기 하나 또는 복수의 프로세서에 더하여, 하나 또는 복수의 메모리(66), 각종 아날로그 회로, 각종 디지털 회로가 조합된 집적 회로 등으로 구성되어도 좋고, 입출력 I/F(Interface)를 포함해도 좋다. 메모리(66)는, 상기 각 처리를 상기 하나 또는 복수의 프로세서에 실행시키는 프로그램(명령)을 저장한다. 메모리(66)는, 대표적으로는 ROM(Read-Only Memory), RAM(Random Access Memory)이다. 상기 하나 또는 복수의 프로세서는, 상기 하나 또는 복수의 메모리(66)로부터 판독한 상기 프로그램에 따라서 상기 각 처리를 실행해도 좋고, 미리 상기 각 처리를 실행하도록 설계된 논리 회로에 따라서 상기 각 처리를 실행해도 좋다. 상기 프로세서는, CPU(Central Processing Unit), GPU(Graphics Processing Unit), DSP(Digital Signal Processor), FPGA(Field Programmable Gate Array), ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등, 컴퓨터의 제어에 적합한 여러가지 프로세서이어도 좋다. 또 물리적으로 분리한 상기 복수의 프로세서가 서로 협동하여 상기 각 처리를 실행해도 좋다. 예컨대 물리적으로 분리한 복수의 컴퓨터의 각각에 탑재된 상기 프로세서가 LAN(Local Area Network), WAN(Wide Area Network), 인터넷 등의 네트워크를 통해 서로 협동하여 상기 각 처리를 실행해도 좋다. 상기 프로그램은, 외부의 서버 장치 등으로부터 상기 네트워크를 통해 상기 메모리에 인스톨되어도 상관없고, CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory), DVD-ROM(Digital Versatile Disk Read Only Memory), 반도체 메모리 등의 기록 매체에 저장된 상태로 유통되어, 상기 기록 매체로부터 상기 메모리에 인스톨되어도 상관없다. 본 예의 전력 제어기(63)는, 제1 전력 제어기(631)와 제2 전력 제어기(632)를 갖는다. 상기 프로그램은, 제1 온도 조절기(61), 제1 전력 제어기(631), 제2 전력 제어기(632) 및 연산기(65)에서의 처리에 관한 프로그램 코드를 포함한다. The controller 60 controls each part necessary for the operation of the heater control device 1 . The controller 60 includes a first temperature controller 61, a power controller 63, an arithmetic unit 65, and a memory 66. Each process by the controller 60 is realized by a processing circuit including one or a plurality of processors. In addition to the one or more processors, the processing circuit may be composed of one or a plurality of memories 66, various analog circuits, integrated circuits in which various digital circuits are combined, or the like, and may include an input/output I/F (Interface). The memory 66 stores programs (commands) for executing each of the above processes in the one or more processors. The memory 66 is typically a ROM (Read-Only Memory) or a RAM (Random Access Memory). The one or more processors may execute each process according to the program read from the one or more memories 66, or may execute each process according to a logic circuit designed to execute each process in advance. The processor may be various processors suitable for computer control, such as a central processing unit (CPU), graphics processing unit (GPU), digital signal processor (DSP), field programmable gate array (FPGA), application specific integrated circuit (ASIC), and the like. Further, the plurality of physically separated processors may cooperate with each other to execute the respective processes. For example, the processors installed in each of a plurality of physically separated computers may execute the respective processes in cooperation with each other via a network such as a LAN (Local Area Network), WAN (Wide Area Network), and the Internet. The program may be installed into the memory from an external server device or the like via the network, or may be distributed in a state stored in a recording medium such as a CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), DVD-ROM (Digital Versatile Disk Read Only Memory), or semiconductor memory, and installed into the memory from the recording medium. The power controller 63 of this example has a first power controller 631 and a second power controller 632 . The program includes program codes related to processing in the first temperature controller 61, the first power controller 631, the second power controller 632, and the calculator 65.

(제1 온도 조절기)(first temperature controller)

제1 온도 조절기(61)는, 상기 제1 온도가 목표 온도에 근접하도록 제1 제어 신호를 출력한다. 제1 온도 조절기(61)에서의 제어에는, PID 제어를 이용할 수 있다. PID 제어는, 피드백 제어의 일종이며, 입력치의 제어를 출력치와 목표치의 편차(P), 그 적분(I) 및 미분(D)의 3개의 동작에 의해 행하는 제어 방법이다. 편차에 따른 조작량을 출력하는 비례 동작에 의해 헌팅이 작은 매끄러운 온도 제어를 행할 수 있다. 적분 동작으로 오프셋을 자동적으로 수정할 수 있다. 미분 동작으로 외란에 대한 응답을 신속하게 할 수 있다. The first temperature controller 61 outputs a first control signal so that the first temperature approaches the target temperature. For control in the first temperature controller 61, PID control can be used. PID control is a type of feedback control, and is a control method in which control of an input value is performed by three operations: a deviation (P) between an output value and a target value, and an integral (I) and derivative (D) of the output value. Smooth temperature control with little hunting can be performed by the proportional operation that outputs the manipulated variable according to the deviation. Integral operation can automatically correct the offset. It is possible to quickly respond to disturbances by differential operation.

목표 온도는 사용자에 의해 설정된 온도이다. 제1 온도 조절기(61)는, 목표 온도와 제1 발열체(31)의 현재 온도, 즉 제1 온도를 바탕으로 PID 연산을 행하여, 제1 제어 신호를 제1 전력 제어기(631)에 출력한다. The target temperature is a temperature set by the user. The first temperature controller 61 performs a PID operation based on the target temperature and the current temperature of the first heating element 31, that is, the first temperature, and outputs a first control signal to the first power controller 631.

(제1 전력 제어기)(first power controller)

제1 전력 제어기(631)는, 제1 제어 신호에 따라서 제1 발열체(31)에 공급되는 교류 전력인 제1 전력을 제어한다. 제1 제어 신호가 입력된 제1 전력 제어기(631)는, 제1 제어 신호에 대응한 제1 전력을 제1 발열체(31)에 공급한다. 제1 전력의 제어는 제1 제어 방식에 의해 행해진다. 제1 제어 방식은, 위상 제어 방식에 사이클릭 제어 방식이 조합된 제어 방식이다. The first power controller 631 controls first power, that is, AC power supplied to the first heating element 31 according to a first control signal. The first power controller 631 to which the first control signal is input supplies the first power corresponding to the first control signal to the first heating element 31 . Control of the first power is performed by the first control method. The first control method is a control method in which a phase control method and a cyclic control method are combined.

위상 제어 방식은, 교류 전압 파형의 반주기마다, 트리거 신호가 스위칭 소자에 입력되는 시각과 교류 전압 파형의 제로크로스점인 시각 사이인 통과 시간에 있어서, 스위칭 소자에 전류를 통과시키도록 제어하는 방식이다. 보다 구체적인 일례로서, 위상 제어 방식은, 교류 전압 파형의 반주기마다, 트리거 신호가 스위칭 소자에 입력되는 타이밍에 따라서 점호각을 제어함으로써, 도통각을 변화시켜 교류 전압 파형의 제로크로스점까지 전류를 통과시키도록 제어하는 방식이다. The phase control method is a method of controlling current to pass through a switching element at a passage time between the time when a trigger signal is input to the switching element and the time at the zero cross point of the AC voltage waveform for each half cycle of the AC voltage waveform. As a more specific example, the phase control method changes the conduction angle by controlling the firing angle according to the timing at which the trigger signal is input to the switching element for each half cycle of the AC voltage waveform to control the current to pass until the zero cross point of the AC voltage waveform.

스위칭 소자의 구체예는, 사이리스터 또는 트라이액이다. 트라이액은, 2개의 사이리스터를 역병렬로 접속한 소자이다. 트라이액은, 하나의 게이트의 개폐로 교류의 쌍방향의 전류를 제어할 수 있기 때문에 효율이 좋다. 트리거 신호란, 일정한 시간폭의 신호이다. 트리거 신호의 시간폭은 상기 통과 시간보다 짧다. 트리거 신호의 구체예는 게이트 신호이다. 점호각은, 스위칭 소자가 오프로 되어 있는 시간이다. 도통각은, 스위칭 소자가 온으로 되어 있는 시간이다. 제로크로스점은, 검출기(64)에 의해 검출된다. 검출기(64)는, 제1 전력 제어기(631)에 구비된다. 검출기(64)의 구체예는, 포토커플러이어도 좋고, 포토커플러를 사용하지 않는 AC 전압 제로크로스 검지 IC이어도 좋다. AC 전압 제로크로스 검지 IC는, 예컨대 ROHM사의 BM1ZxxxFJ 시리즈이다. AC 전압 제로크로스 검지 IC를 이용함으로써, 제로크로스 검지의 정밀도가 높아지는 등의 이점이 있다. A specific example of the switching element is a thyristor or a triac. A triac is an element in which two thyristors are connected in anti-parallel. The triac is efficient because it can control the current in both directions by opening and closing one gate. A trigger signal is a signal with a fixed time width. The time width of the trigger signal is shorter than the passage time. A specific example of the trigger signal is a gate signal. The firing angle is the time during which the switching element is turned off. The conduction angle is the time during which the switching element is turned on. The zero cross point is detected by the detector 64. The detector 64 is provided in the first power controller 631 . A specific example of the detector 64 may be a photocoupler or an AC voltage zero-cross detection IC that does not use a photocoupler. An AC voltage zero-cross detection IC is, for example, ROHM's BM1ZxxxFJ series. By using the AC voltage zero-cross detection IC, there are advantages such as higher precision of zero-cross detection.

상기 통과 시간은, 스위칭 소자가 온으로 되어 있는 시간이며, 실제로 전류가 흐르고 있는 시간 tMV이다. 상기 통과 시간은 컷오프 시간 이상이다. 컷오프 시간이란, 후술하는 바와 같이 검출기(64)에 의해 검출되는 제로크로스점의 변동폭에 대응하여 미리 설정한 시간이다. 제로크로스점의 변동폭은, 히터 제어 장치(1)의 사용 환경에 따라서 변한다. 그 때문에, 컷오프 시간은, 히터 제어 장치(1)의 사용 환경에 따라서 적절하게 설정할 수 있다. 제로크로스점의 변동폭은, 상기 사용 환경에 따르지만, 예컨대 ±3 Hz에 상당하는 시간폭 이하이다. 예컨대, 주파수가 60 Hz일 때의 주파수의 변동폭이 ±3 Hz인 경우, 제로크로스점의 변동폭은, 57 Hz의 반주기의 시간과 60 Hz의 반주기의 시간의 차의 절대치와, 63 Hz의 반주기의 시간과 60 Hz의 반주기의 시간의 차의 절대치의 합계치이며, 0.835 msec이다. 이 경우, 컷오프 시간은 0.835 msec로 한다. 즉, 주파수가 60 Hz이고, 제로크로스점의 변동폭의 상한이 ±3 Hz에 상당하는 시간폭이라고 하면, 컷오프 시간은 0.835 msec 이하이다. The passage time is the time when the switching element is turned on, and is the time t MV during which the current actually flows. The transit time is greater than or equal to the cutoff time. The cut-off time is a time previously set corresponding to the fluctuation range of the zero-cross point detected by the detector 64 as will be described later. The range of variation of the zero cross point varies depending on the environment in which the heater control device 1 is used. Therefore, the cut-off time can be appropriately set according to the use environment of the heater control device 1 . The fluctuation range of the zero-cross point depends on the above usage environment, but is, for example, less than or equal to ±3 Hz. For example, when the frequency fluctuation range is ±3 Hz when the frequency is 60 Hz, the fluctuation range at the zero-cross point is the sum of the absolute values of the difference between the time of a half cycle of 57 Hz and the time of a half cycle of 60 Hz, and the absolute value of the difference between the time of a half cycle of 63 Hz and the time of a half cycle of 60 Hz, which is 0.835 msec. In this case, the cutoff time is 0.835 msec. That is, assuming that the frequency is 60 Hz and the upper limit of the fluctuation range of the zero-cross point is a time span corresponding to ±3 Hz, the cutoff time is 0.835 msec or less.

위상 제어시의 출력 모드는 전압 비례 제곱 제어이다. 전압 비례 제곱 제어는, 게이트의 개방 정도에 대응하는 조작량 MV(%)에 대하여 출력 전압의 실효치 Vrms의 제곱이 비례하는 모드이다. 도 4의 조작 위상각 θ(deg)이 180 deg일 때, 조작 위상각 θ(%)는 100%로 한다. 조작량 MV(%)와 조작 위상각 θ(%)는, MV=θ/100-(1/2π)sin(2θπ/100)의 관계에 있다. The output mode at the time of phase control is voltage proportional square control. The voltage proportional square control is a mode in which the square of the effective value Vrms of the output voltage is proportional to the manipulated variable MV (%) corresponding to the degree of gate opening. When the operation phase angle θ (deg) in FIG. 4 is 180 deg, the operation phase angle θ (%) is 100%. The manipulated variable MV (%) and the manipulated phase angle θ (%) have a relationship of MV = θ/100 - (1/2π) sin (2θπ/100).

사이클릭 제어 방식은, 교류 전압 파형의 반주기마다, 스위칭 소자를 통과한 전류의 출력 가부를 제어하는 방식이다. 구체적인 일례는, 사이클릭 제어 방식은, 제로크로스점에 있어서 게이트를 온 또는 오프함으로써 전력의 출력 가부를 제어하는 방식이다. 즉, 사이클릭 제어 방식은, N회의 반주기수 중 M회의 출력 비율로 전류의 출력을 행한다. N은, 평균 전압으로서 제어 대상에 허용되는 시정수와 제어의 분해능을 고려하여 정해진다. N은, 예컨대 5 이상 1200 이하의 정수이며, 또한 5 이상 120 이하의 정수, 특히 10 이상 30 이하의 정수이다. M은, 1 이상 N 미만의 정수이다. The cyclic control method is a method in which the output availability of the current passing through the switching element is controlled for every half cycle of the AC voltage waveform. As a specific example, the cyclic control method is a method of controlling power output availability by turning on or off a gate at a zero cross point. That is, in the cyclic control method, current is output at an output ratio of M times among the number of half cycles of N times. N is determined as an average voltage in consideration of a time constant allowed for control objects and resolution of control. N is, for example, an integer of 5 or more and 1200 or less, and is an integer of 5 or more and 120 or less, particularly an integer of 10 or more and 30 or less. M is an integer of 1 or more and less than N.

제1 전력이란, 위상 제어 방식에서의 상기 통과 시간과 사이클릭 제어 방식에서의 상기 출력 비율로 정해지는 전력이다. 제1 전력은, 제1 전류와 제1 전압의 곱에 의해 연산된다. 제1 전류는, 전술한 바와 같이 제1 전류 센서(51)의 측정치이다. 제1 전압은 제1 발열체(31)에 인가되는 전압이다. 구체적으로는, 제1 전력은, 제1 전압의 제곱을 저항으로 나누는 것에 의해 연산된다. 보다 구체적으로는, 제1 전력은, 후술하는 트랜스(80)의 1차측인 전원의 전압의 제곱을 저항으로 나눈 값과 조작량 MV(%)의 곱에 의해 연산된다. 이 연산은, 후술하는 연산기(65)에 의해 구해진다. The first power is power determined by the ratio between the transit time in the phase control method and the output ratio in the cyclic control method. The first power is calculated by multiplying the first current and the first voltage. The first current is the measured value of the first current sensor 51 as described above. The first voltage is a voltage applied to the first heating element 31 . Specifically, the first power is calculated by dividing the square of the first voltage by the resistance. More specifically, the first power is calculated by multiplying a value obtained by dividing the square of the voltage of a power supply, which is the primary side of the transformer 80 described later, by the resistance, and the manipulated variable MV (%). This calculation is obtained by an arithmetic unit 65 described later.

특히, 제1 제어 방식에 의한 제1 전력의 제어는, 상기 컷오프 시간보다 짧은 시간에 상당하는 제1 전력을 제1 발열체(31)에 공급하는 경우에 행해지면 효과적이다. 제어의 목적으로 하는 통과 시간이 컷오프 시간보다 짧은 경우에는 후술하는 바와 같이 오작동이 생기기 쉽다. 컷오프 시간보다 짧은 시간에 상당하는 전력을 발열체에 공급하는 경우에 제1 제어 방식을 이용하면, 소전력의 제어에 특히 유효하다. 전력 제어기(63)의 구성에 따라서는, 컷오프 시간 이상의 시간에 대응하는 제어에서는 위상 제어 방식만을 이용해도 좋다. 본 실시형태에서는, 전력의 제어는 항상 제1 제어 방식에 의해 행해진다. In particular, the control of the first electric power by the first control method is effective when the first electric power corresponding to a time shorter than the cutoff time is supplied to the first heating element 31 . When the passage time as the object of control is shorter than the cut-off time, malfunctions tend to occur as will be described later. If the first control method is used when supplying power corresponding to a time shorter than the cutoff time to the heating element, it is particularly effective for controlling low power. Depending on the configuration of the power controller 63, only the phase control method may be used for control corresponding to a time equal to or longer than the cutoff time. In this embodiment, power control is always performed by the first control method.

제1 제어 방식을 설명하기 전에, 도 4의 상단도에 기초하여 통상의 위상 제어 방식을 설명한다. 그 다음에, 도 4의 하단도에 기초하여 제1 제어 방식을 설명한다. 도 4의 상단도 및 하단도는, 교류 전원으로부터의 공급 전압의 파형을 정현파로서 나타내고 있다. 도 4에서의 정현파 중, 해칭으로 표시되는 영역의 전류가 출력된다. Before explaining the first control method, a normal phase control method will be described based on the top view of FIG. 4 . Next, the first control method will be described based on the bottom view of FIG. 4 . The top view and the bottom view of FIG. 4 show the waveform of the supply voltage from an AC power supply as a sine wave. Among the sine waves in Fig. 4, the current in the region indicated by hatching is output.

도 4의 상단도에 도시하는 통상의 위상 제어 방식에서는, 각 반주기의 소정의 시각에 시간폭 tw의 게이트 신호가 트라이액의 게이트에 입력되면, 게이트가 개방된다. 게이트가 개방됨으로써 트라이액이 온으로 되어 전류가 흐른다. 시간폭 tw는 일정하다. 시간폭 tw의 게이트 신호가 입력된 후, 게이트 신호는 오프가 된다. 게이트 신호가 오프가 되어도, 트라이액은 온인 상태 그대로이며 전류는 계속 흐른다. 트라이액이 전압 제로를 감지하면, 트라이액은 자동적으로 오프가 되고 전류는 흐르지 않게 된다. 각 반주기에 있어서, 트라이액이 온으로 되어 있는 시간이, 실제로 전류가 흐르고 있는 시간 tMV(msec)이다. 게이트 신호를 부여하는 타이밍에 의해, 트라이액은 소정의 범위에서 원하는 전류를 출력할 수 있다. 게이트 신호를 부여하는 타이밍이 다음 제로크로스점을 검출하는 시각에 가까운 지점일수록, 출력되는 전류가 작아지고, 다음 제로크로스점을 검출하는 시각으로부터 먼 지점일수록, 출력되는 전류가 커진다. In the normal phase control method shown in the top view of Fig. 4, when a gate signal having a time width tw is input to the gate of the triac at a predetermined time of each half cycle, the gate is opened. When the gate is opened, the triac is turned on and current flows. The time width tw is constant. After the gate signal of the time width tw is inputted, the gate signal is turned OFF. Even when the gate signal is off, the triac remains on and current continues to flow. When the triac senses zero voltage, the triac automatically turns off and no current flows. In each half cycle, the time during which the triac is turned on is the time during which the current actually flows, t MV (msec). Depending on the timing of applying the gate signal, the triac can output a desired current within a predetermined range. The output current decreases as the timing for giving the gate signal is closer to the time of detecting the next zero-cross point, and the output current increases as the point is farther from the time of detecting the next zero-cross point.

게이트 신호가 온으로 되고 나서 시간폭 tw의 경과전에 검출기(64)가 제로크로스점을 검출한 경우, 즉, 0<tMV<tw인 경우, 시간폭 tw 동안에 게이트 신호를 계속 온으로 하고 있으면, 제로크로스점을 넘어 다시 트라이액이 온이 되는 경우가 있다. 따라서, 제로크로스점을 검출했을 때에는 게이트 신호를 오프로 한다. 그러나, 전압파형이 왜곡되어 있는 등에 의해 제로크로스점이 검출되지 않는 경우가 있다. 이 경우, 실제의 제로크로스점을 넘어 버리면, 트라이액이 다시 온이 되고, 반주기분의 시간에 걸쳐 전류가 계속 흐르는 오동작이 생긴다. If the detector 64 detects the zero-cross point before the elapse of the time width tw after the gate signal turns on, that is, when 0 < t MV < tw, and the gate signal is kept on during the time width tw, the triac may turn on again beyond the zero-cross point. Therefore, when the zero cross point is detected, the gate signal is turned off. However, there are cases where the zero-cross point cannot be detected because the voltage waveform is distorted or the like. In this case, if the actual zero-cross point is crossed, the triac is turned on again, causing a malfunction in which current continues to flow over a period of half a cycle.

따라서, 다음 제로크로스점이 되는 예정 시각에 강제적으로 게이트 신호를 오프로 함으로써, 상기 오동작이 생기는 것을 방지하는 것도 생각할 수 있다. 다음 제로크로스점이 되는 예정 시각이란, 예컨대 60 Hz의 경우, 현재의 제로크로스점의 약 8.33 msec 후이다. 그러나, 다음 제로크로스점의 실제 시각은, 예정 시각보다 전의 시각이 되거나 후의 시각이 되거나 한다. 제로크로스점의 시각이 변동하는 이유는, 주파수가 흐트러지는 경우와, 전압 파형이 외란에 의해 변형하는 경우가 있기 때문이다. 시간 tMV가 작을 때에, 다음 제로크로스점의 실제 시각이 예정 시각보다 빨리 온 경우, 상기 오동작이 생기기 쉽다. 따라서, 위상 제어 방식에 있어서 제어의 목적으로 하는 시간 tMV는, 실용상의 최소의 시간 tMV가 존재한다. 이 최소의 시간 tMV에 상당하는 시간을 고려하여 미리 정하는 시간이 컷오프 시간이다. 즉, 조작량 MV가 최소의 시간 tMV에 상당하는 값보다 작아질 때에는, 게이트 신호를 온으로 하지 않도록 연구하는 것이 필요하다. 컷오프 시간은, 제어 대상이 되는 교류 전력의 주파수 요동에 기초하여 정해도 좋다. 또한, 컷오프 시간은, 실제로 히터 제어 장치(1)가 제어 대상으로 하는 교류 전압 파형을 실측하여 제로크로스점의 변동폭을 구함으로써 정해도 좋다. Therefore, it is conceivable to prevent the occurrence of the above malfunction by forcibly turning off the gate signal at the scheduled time of the next zero-cross point. The scheduled time to become the next zero-cross point is about 8.33 msec after the current zero-cross point in the case of, for example, 60 Hz. However, the actual time of the next zero-cross point is a time before or after the scheduled time. The reason why the time of the zero-cross point fluctuates is that there are cases where the frequency is disturbed and there are cases where the voltage waveform is deformed due to disturbance. When the time t MV is small, if the actual time of the next zero-cross point comes earlier than the scheduled time, the above malfunction is likely to occur. Therefore, in the phase control method, as for the time t MV that is the purpose of control, there is a practical minimum time t MV . The cut-off time is a time determined in advance in consideration of a time corresponding to this minimum time t MV . That is, when the manipulated variable MV becomes smaller than the value corresponding to the minimum time t MV , it is necessary to devise not to turn on the gate signal. The cutoff time may be determined based on frequency fluctuations of AC power to be controlled. In addition, the cut-off time may be determined by actually measuring an alternating voltage waveform to be controlled by the heater control device 1 and determining the range of variation at the zero-cross point.

도 4의 하단도에 기초하여 제1 제어 방식을 설명한다. 제1 제어 방식의 위상 제어 방식은, 도 4의 상단도에 기초하여 전술한 통상의 위상 제어 방식대로이다. 제1 제어 방식의 위상 제어 방식에 있어서, 반주기마다 게이트 신호가 입력되는 시각은, 「시각 t0+반주기(msec)-시간 tMV」의 시각이다. 시각 t0이란, 검출기(64)에 의해 제로크로스점이 검지된 시각이다. 게이트 신호의 시간폭 tw는, 시간 tMV보다 짧게 하고 있다. 사이클릭 제어 방식은, 전술한 바와 같이, 트라이액을 통과한 반주기마다의 전류의 출력 가부를 제어한다. The first control method will be described based on the bottom view of FIG. 4 . The phase control method of the first control method is the same as the normal phase control method described above based on the top view of FIG. 4 . In the phase control method of the first control method, the time at which the gate signal is input every half cycle is "time t 0 + half cycle (msec) - time t MV ". Time t 0 is the time when the zero-cross point was detected by the detector 64. The time width tw of the gate signal is shorter than the time t MV . As described above, the cyclic control method controls whether or not the current is output for each half cycle of passing through the triac.

도 4의 하단도에서는, 설명의 편의상 5주기분의 파형을 나타내고 있다. 여기서는, 5주기를 1단위로 하여 설명한다. 또, 1단위당의 주기의 수는 적절하게 설정할 수 있다. 제1 제어 방식은, 1단위당의 주기의 수와, 사이클릭 제어 방식에 의해 1단위당 전류의 출력을 허가하는 수에 의해, 조작량 MV를 조정할 수 있다. In the bottom view of FIG. 4, waveforms for 5 cycles are shown for convenience of description. Here, five cycles are described as one unit. Also, the number of cycles per unit can be appropriately set. The first control method can adjust the manipulated variable MV by the number of cycles per unit and the number of permitting current output per unit by the cyclic control method.

도 4의 하단도에 도시하는 제1 제어 방식에서는, 트라이액을 통과한 10개의 반주기의 전류 중, 사이클릭 제어 방식에 의해, 8개의 반주기의 전류의 출력이 허가되고, 2개의 반주기의 전류의 출력이 거부되었다. 이것에 대하여, 도 4의 상단도에 도시하는 통상의 위상 제어 방식에서는, 10개의 반주기의 각각에서 전류가 출력되었다. 즉, 도 4의 하단도에 도시하는 제1 제어 방식의 조작량 MV는, 도 4의 상단도에 도시하는 통상의 위상 제어 방식의 조작량 MV의 8/10배이다. 반주기 단위에서의 시간 tMV를 통상의 위상 제어 방식으로부터 바꾸지 않더라도, 제1 제어 방식에서의 조작량 MV는, 통상의 위상 제어 방식에서의 최소의 조작량 MV의 8/10배가 된다. 따라서, 제1 제어 방식은, 통상의 위상 제어 방식만으로 하는 것보다 조작량 MV를 작게 할 수 있다. In the first control method shown in the bottom view of FIG. 4 , of the 10 half-cycle currents that have passed through the triac, the cyclic control method permits the output of 8 half-cycle currents and rejects the output of 2 half-cycle currents. In contrast, in the normal phase control system shown in the top view of Fig. 4, current was output in each of the 10 half cycles. That is, the manipulated variable MV of the first control method shown in the lower view of FIG. 4 is 8/10 times the manipulated variable MV of the normal phase control method shown in the upper view of FIG. 4 . Even if the time t MV in units of half cycles is not changed from the normal phase control method, the manipulated variable MV in the first control method is 8/10 times the minimum manipulated amount MV in the normal phase control method. Therefore, the first control method can make the manipulated variable MV smaller than that of the normal phase control method alone.

도시는 생략했지만, 제1 제어 방식은, 예컨대, 사이클릭 제어 방식에 의해, 트라이액을 통과한 10개의 반주기의 전류 중, 1개의 반주기의 전류의 출력을 허가하고, 9개의 반주기의 전류의 출력을 거부해도 좋다. 이 경우, 조작량 MV는, 통상의 위상 제어 방식만의 경우의 1/10배로 할 수 있다. 그 때문에, 전력 제어의 분해능은, 통상의 위상 제어 방식만의 경우의 10배로 높일 수 있다. 예컨대 60 Hz의 교류 전력, 즉 1초 동안에 60사이클의 교류 전력의 제어를 생각하는 경우, 120개의 반주기를 1단위로 취급함으로써, 통상의 위상 제어 방식에서의 최소의 조작량 MV의 1/120의 세밀함으로 제어하는 것이 가능하다. Although not shown, the first control method may permit the output of one half-cycle current out of the 10 half-cycle currents that have passed through the triac and reject the output of nine half-cycle currents, for example, by the cyclic control method. In this case, the manipulated variable MV can be 1/10 times that in the case of only the normal phase control method. Therefore, the resolution of power control can be increased to 10 times that of only the normal phase control method. For example, when considering control of 60 Hz AC power, that is, 60 cycles of AC power for 1 second, by treating 120 half cycles as one unit, it is possible to control with a precision of 1/120 of the minimum amount of operation MV in the normal phase control method.

제1 전력 제어기(631)는, 제1 제어 방식만을 이용해도 좋다. 또는, 제1 전력 제어기(631)는, 조작량 MV를 통상의 위상 제어 방식만의 조작량 MV보다 작게 할 때에만 제1 제어 방식을 이용하고, 조작량 MV를 통상의 위상 제어 방식만의 조작량 MV보다 크게 할 때에 통상의 위상 제어 방식 또는 통상의 사이클릭 제어 방식을 이용해도 좋다. The first power controller 631 may use only the first control method. Alternatively, the first power controller 631 may use the first control method only when the manipulated variable MV is smaller than the manipulated variable MV of the normal phase control method only, and may use the normal phase control method or the normal cyclic control method when the manipulated amount MV is made larger than the manipulated variable MV of the normal phase control method only.

제1 제어 방식은, 통상의 위상 제어 방식만의 경우에 비교하여, 제로크로스점이 변동하더라도, 조작량 MV를 시간 평균치로서 실효적으로 작게 할 수 있다. 그 때문에, 제1 발열체(31)에 공급되는 제1 전력이 제1 제어 방식에 의해 제어됨으로써, 통상의 위상 제어 방식만으로 전력을 제어하는 경우에 비교하여, 제1 제어 방식은 제1 발열체(31)에 작은 제1 전력을 공급할 수 있다. 따라서, 제1 제어 방식은, 제1 발열체(31)의 전력 제어의 분해능이 높고, 소전력의 제어가 가능하기 때문에, 웨이퍼를 원하는 온도로 제어하기 쉽다. Compared to the case of only the normal phase control method, the first control method can effectively reduce the manipulated variable MV as a time average value even if the zero-cross point fluctuates. Therefore, since the first electric power supplied to the first heating element 31 is controlled by the first control method, the first control method can supply a small amount of first power to the first heating element 31 compared to the case of controlling power only by the normal phase control method. Accordingly, in the first control method, since the power control resolution of the first heating element 31 is high and low power control is possible, it is easy to control the wafer to a desired temperature.

(제2 전력 제어기)(Second power controller)

제2 전력 제어기(632)는, 제2 발열체(32)에 공급되는 교류 전력인 제2 전력을 제어한다. 보다 구체적으로는, 제2 전력 제어기(632)는, 제1 전력에 대하여 미리 설정된 비율이 되도록 제2 전력을 제어한다. 전력 비율에 의한 제어는, 전류 비율에 의한 제어에 비교하여 각 발열체(30)의 자기 발열에 의한 저항치의 변화의 영향을 받기 어렵다. 그 때문에, 제2 발열체(32)의 온도를 정확하게 파악할 수 있다. 이 비율은, 사용자가 미리 설정하는 비율이다. 예컨대, 제1 전력:제2 전력이 1.0:0.8이 되도록 비율이 설정된다. 제2 발열체(32)가 복수인 경우, 개개의 제2 발열체(32)의 제2 전력도 제1 전력에 대하여 미리 설정된 비율이 되도록 제어된다. 예컨대, 제2 발열체(32)가 2개인 경우, 제1 전력:제2 전력 A:제2 전력 B=1.0:0.8:0.6으로 한다. 제2 전력 A는, 2개의 제2 발열체(32) 중 한쪽의 제2 발열체(32)에 공급되는 제2 전력이다. 제2 전력 B는, 2개의 제2 발열체(32) 중 다른 한쪽의 제2 발열체(32)에 공급되는 제2 전력이다. The second power controller 632 controls the second power that is AC power supplied to the second heating element 32 . More specifically, the second power controller 632 controls the second power to have a preset ratio with respect to the first power. Control by the power ratio is less susceptible to changes in resistance due to self-heating of each heating element 30 compared to control by the current ratio. Therefore, the temperature of the second heating element 32 can be grasped accurately. This ratio is a ratio preset by the user. For example, the ratio of the first power to the second power is set to 1.0:0.8. When the number of second heating elements 32 is plural, the second power of each second heating element 32 is also controlled to be a preset ratio with respect to the first power. For example, when the number of second heating elements 32 is two, first power:second power A:second power B = 1.0:0.8:0.6. The second electric power A is the second electric power supplied to one of the two second heat generating elements 32 . The second electric power B is the second electric power supplied to the other second heating element 32 of the two second heating elements 32 .

발열체(30)의 승온, 온도 유지, 강온의 일련의 온도 프로파일에 있어서, 상이한 비율을 설정할 수 있다. 통상, 이 비율은, 승온시, 온도 유지시 및 강온시의 각 단계에서 상이하다. 승온시 및 강온시는, 각 단계의 개시부터 종료까지의 사이에 있어서, 온도 영역에 따라 비율이 상이해도 좋다. 예컨대, 실온으로부터 400℃까지의 사이는 제1 전력:제2 전력을 1.0:0.8로 하고, 400℃로부터 450℃까지의 사이는 제1 전력:제2 전력을 1.0:0.9로 한다. 동일한 전력 비율로 승온하여 고온이 되면, 발열체(30)가 지나치게 센터핫이 되어, 자신의 면내 온도 분포의 내외차에 의한 열응력으로 파손될 가능성이 있다. 그 때문에, 고온에서 제2 전력의 비율을 높여도 좋다. Different ratios can be set in a series of temperature profiles of heating, maintaining, and decreasing the temperature of the heating element 30 . Usually, this ratio is different in each step at the time of temperature increase, temperature maintenance, and temperature decrease. At the time of temperature rise and the time of temperature fall, between the start and end of each step, the ratio may differ according to the temperature range. For example, from room temperature to 400°C, the first power:second power is 1.0:0.8, and from 400°C to 450°C, the first power:second power is 1.0:0.9. When the temperature rises at the same power rate and becomes high, the heating element 30 becomes excessively center-hot, and there is a possibility that it is damaged due to thermal stress due to the difference between the inside and outside of its own in-plane temperature distribution. Therefore, the ratio of the second power may be increased at a high temperature.

제2 전력의 제어도 제1 전력의 제어와 마찬가지로, 제1 제어 방식, 즉 위상 제어 방식에 사이클릭 제어 방식이 조합된 제어 방식에 의해 행해진다. 전술한 바와 같이, 제1 제어 방식은, 통상의 위상 제어 방식만의 경우에 비교하여 조작량 MV를 작게 할 수 있다. 그 때문에, 제2 발열체(32)에 공급되는 제2 전력이 제1 제어 방식에 의해 제어됨으로써, 제1 전력과 마찬가지로 제2 발열체(32)에 작은 제2 전력을 공급할 수 있다. 따라서, 제2 발열체(32)의 전력 제어의 분해능이 높고, 소전력의 제어가 가능하기 때문에, 웨이퍼를 원하는 온도로 제어하기 쉽다. 제2 전력은 제2 전류와 제2 전압의 곱에 의해 구해진다. 제2 전류는, 제2 전류 센서(52)의 측정치이다. 제2 전압은, 제2 발열체(32)에 인가되는 전압이다. 이 연산은 후술하는 연산기(65)에서 행해진다. Control of the second power is performed by the first control method, that is, a control method in which a cyclic control method is combined with a phase control method, similarly to the control of the first power. As described above, the first control method can reduce the manipulated variable MV compared to the case of only the normal phase control method. Therefore, the second electric power supplied to the second heating element 32 is controlled by the first control method, so that a small second electric power can be supplied to the second heating element 32 similarly to the first electric power. Therefore, since the power control resolution of the second heating element 32 is high and low power control is possible, it is easy to control the wafer to a desired temperature. The second power is obtained by multiplying the second current and the second voltage. The second current is a measured value of the second current sensor 52 . The second voltage is a voltage applied to the second heating element 32 . This calculation is performed by an arithmetic unit 65 described later.

(연산기)(computer)

연산기(65)는, 제어기(60)에서 필요한 각종 연산을 행한다. 전술한 바와 같이, 제1 전력 및 제2 전력의 연산은 모두 연산기(65)에서 행해진다. 또한, 연산기(65)는 제2 발열체(32)의 온도인 제2 온도의 연산도 행한다. 그 때문에, 제2 발열체(32)의 온도 또는 제2 발열체(32)에 대응하는 존의 온도를 검지하는 온도 센서가 없더라도, 제2 발열체(32)의 온도를 파악할 수 있다. The calculator 65 performs various calculations required by the controller 60. As described above, calculations of the first power and the second power are all performed by the calculator 65. In addition, the calculator 65 also calculates the second temperature, which is the temperature of the second heating element 32 . Therefore, even if there is no temperature sensor for detecting the temperature of the second heating element 32 or the temperature of the zone corresponding to the second heating element 32, the temperature of the second heating element 32 can be grasped.

제2 발열체(32)의 제2 온도는, 제2 발열체(32)의 저항과, 미리 구한 제2 발열체(32)의 저항과 온도의 관계를 나타내는 계수를 이용하여 구해진다. 즉, 제2 온도는, 온도 센서를 이용하여 측정된 값이 아니라, 제1 발열체(31)에 공급되는 전력에 기초하여 연산된 값이다. 제2 발열체(32)의 저항은, 제2 발열체(32)의 제2 전압을 제2 발열체(32)에 흐르는 제2 전류로 나누는 것에 의해 구해진다. 계수는, 후술하는 예비 시험에 의해 미리 구해 놓는다. 이 계수는, 제2 발열체(32)의 저항과 온도의 관계를 나타내는 관계식도 포함한다. 계수는 메모리(66)에 기억되어 있다. 미리 제2 발열체(32)의 저항과 온도의 관계를 알고 있으면, 제2 발열체(32)의 저항이 구해지면, 이 저항을 상기 관계와 참조함으로써, 제2 발열체(32)의 제2 온도를 연산하여 구할 수 있다. The second temperature of the second heating element 32 is obtained using a coefficient representing the relationship between the resistance of the second heating element 32 and the resistance of the second heating element 32 and the temperature obtained in advance. That is, the second temperature is not a value measured using a temperature sensor, but a value calculated based on the power supplied to the first heating element 31 . The resistance of the second heating element 32 is obtained by dividing the second voltage of the second heating element 32 by the second current flowing through the second heating element 32 . The coefficient is obtained in advance by a preliminary test described later. This coefficient also includes a relational expression representing the relationship between the resistance of the second heating element 32 and the temperature. The coefficients are stored in the memory 66. If the relationship between the resistance and the temperature of the second heating element 32 is known in advance, when the resistance of the second heating element 32 is obtained, the second temperature of the second heating element 32 can be calculated and obtained by referring this resistance to the above relationship.

(메모리)(Memory)

메모리(66)는, 프로그램을 기억하는 메모리로서, 각종 불휘발성 메모리를 적합하게 이용할 수 있다. 또한, 메모리(66)는, 일련의 연산에 필요한 값을 일시적으로 기억하는 휘발성 메모리를 포함하고 있어도 좋다. The memory 66 is a memory for storing programs, and various nonvolatile memories can be suitably used. The memory 66 may also include a volatile memory for temporarily storing values required for a series of calculations.

[그 밖의 구성 부재][Other constituent members]

그 밖의 부재로서, 히터 제어 장치(1)는 외부 출력 장치(70) 및 트랜스(80)를 구비한다. As other members, the heater control device 1 includes an external output device 70 and a transformer 80 .

외부 출력 장치(70)는, 상기와 같이 구해진 제2 발열체(32)의 제2 온도를 출력하는 기기이다. 외부 출력 장치(70)는, 예컨대, 제2 온도를 문자로 표시하거나, 제2 온도의 경시 변화를 그래프로 표시하거나 하는 디스플레이이다. 다른 외부 출력 장치(70)는, 제2 온도에 소정의 처리를 한 처리 결과를 출력하는 기기이어도 좋다. 이 처리 결과를 나타내는 기기는, 예컨대 경보 장치이다. 경보 장치는, 예컨대 제2 온도가 설정된 소정의 범위에서 벗어난 경우에 경보를 내는 장치이다. 경보는, 사용자에게 제2 온도의 이상을 알릴 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 구체적인 경보의 종류는, 디스플레이에 대한 문자 표시, 램프의 점등, 버저의 명동이다. 또 다른 외부 출력 장치(70)는, 도시하지 않은 통신 기기이다. 이 통신 기기는, 원격지의 사용자가 갖는 외부 장치와의 통신을 행한다. 예컨대, 제2 온도의 정보를 통신 기기에 의해 외부 장치로 보내거나, 상기 경보를 통신 기기에 의해 플래그의 상태 변화로서 외부 장치에 전달하거나 할 수 있다. 이 정보의 전송에 의해, 원격지의 사용자는 제2 온도나 경보를 인지할 수 있다. The external output device 70 is a device that outputs the second temperature of the second heating element 32 obtained as described above. The external output device 70 is, for example, a display that displays the second temperature in letters or displays a change in the second temperature with time as a graph. The other external output device 70 may be a device that outputs a process result obtained by performing a predetermined process on the second temperature. A device indicating the result of this processing is, for example, an alarm device. The alarm device is a device that issues an alarm when, for example, the second temperature is out of a predetermined range. The alarm is not particularly limited as long as it can notify the user of the abnormality of the second temperature. Specific types of alarms include text display on a display, lighting of a lamp, and sounding of a buzzer. Another external output device 70 is a communication device not shown. This communication device communicates with an external device possessed by a remote user. For example, information of the second temperature may be sent to an external device by the communication device, or the alert may be transmitted to the external device as a state change of a flag by the communication device. By transmitting this information, a remote user can recognize a second temperature or an alarm.

트랜스(80)는, 도시하지 않은 전원과 제어기(60)를 전자기적으로 결합하여, 제1 발열체(31) 및 제2 발열체(32)에 전력을 공급하기 위한 부재이다. 트랜스(80)의 1차측인 전원측과, 트랜스(80)의 2차측인 제어기(60)측은, 전기적으로는 접속되지 않고 서로 절연되어 있다. 전원과 제어기(60)가 절연되어 있음으로써, 각 발열체(30)에 대한 전력을 제어하기 쉽다. 본 예에서는, 2차측의 전력선(30c)을 제1 발열체(31)와 제2 발열체(32)의 각각에 분기시킴으로써 발열체(30)의 각각에 전력을 공급하고 있다. 즉, 제1 발열체(31)와 제2 발열체(32)는 서로 전기적으로 절연되어 있지 않다. 제1 발열체(31)와 제2 발열체(32)가 절연되지 않음으로써, 양 발열체(30)를 절연하는 경우에 비교하여 트랜스(80)의 수를 삭감할 수 있다. The transformer 80 is a member for electromagnetically coupling a power source (not shown) and the controller 60 to supply power to the first heating element 31 and the second heating element 32 . The power supply side, which is the primary side of the transformer 80, and the controller 60 side, which is the secondary side of the transformer 80, are not electrically connected and are insulated from each other. Since the power source and the controller 60 are insulated from each other, it is easy to control the power to each heating element 30 . In this example, electric power is supplied to each of the heating elements 30 by branching the power line 30c on the secondary side to each of the first heating element 31 and the second heating element 32 . That is, the first heating element 31 and the second heating element 32 are not electrically insulated from each other. Since the first heating element 31 and the second heating element 32 are not insulated, the number of transformers 80 can be reduced compared to the case where both heating elements 30 are insulated.

또한, 그 밖의 부재로서, 히터 제어 장치(1)는 도시하지 않은 입력부를 구비하고 있어도 좋다. 입력부는, 사용자가 설정하는 각종 조건을 입력하기 위한 디바이스이다. 각종 조건에는, 제2 전력을 규정하기 위해 제1 전력에 대하여 미리 설정된 비율이 포함된다. 입력부에는, 예컨대 텐키, 키보드, 터치패널의 공지의 입력 기기를 이용할 수 있다. 입력부로부터 입력된 각종 조건은 메모리(66)에 기억된다. As other members, the heater control device 1 may include an input unit not shown. The input unit is a device for inputting various conditions set by the user. Various conditions include a preset ratio with respect to the first power to define the second power. For the input unit, for example, a known input device such as a ten key, a keyboard, or a touch panel can be used. Various conditions input from the input unit are stored in the memory 66.

[처리 순서][processing order]

도 5, 도 6에 기초하여, 상기 히터 제어 장치(1)의 처리 순서를 설명한다. 각 구성 부재에 대해서는 도 1을 참조한다. Based on FIGS. 5 and 6 , the processing procedure of the heater control device 1 will be described. 1 is referred to for each constituent member.

우선, 도 5에 기초하여, 제1 전력을 제1 발열체(31)에 출력하고, 제2 전력을 제2 발열체(32)에 출력하기까지의 처리 순서를 설명한다. 단계 S1에서, 온도 센서(40)로부터 제1 온도를 취득하고, 또한 제1 전류 센서(51)로부터 제1 전류를 취득한다. 단계 S2에서는, 제1 온도가 목표 온도에 근접하도록 제1 온도 조절기(61)가 제1 제어 신호를 출력한다. 단계 S3에서는 제1 전력 제어기(631)는 제1 제어 신호에 대응한 제1 전력을 제1 발열체(31)에 출력한다. 그리고, 단계 S4에서는, 연산기(65)에서 제2 전력을 연산하고, 또한 제2 전력을 제2 전력 제어기(632)로부터 제2 발열체(32)에 출력한다. 이 단계 S1로부터 단계 S4의 일련의 처리는, 히터 제어 장치(1)를 구동하고 있는 동안, 일정 간격으로 반복하여 행해진다. First, based on FIG. 5 , the processing sequence from outputting the first electric power to the first heating element 31 and outputting the second electric power to the second heating element 32 will be described. In step S1, a first temperature is obtained from the temperature sensor 40, and a first current is acquired from the first current sensor 51. In step S2, the first temperature controller 61 outputs a first control signal so that the first temperature approaches the target temperature. In step S3, the first power controller 631 outputs the first power corresponding to the first control signal to the first heating element 31. Then, in step S4, the calculator 65 calculates the second power, and further outputs the second power from the second power controller 632 to the second heating element 32. A series of processes from step S1 to step S4 are repeatedly performed at regular intervals while the heater control device 1 is being driven.

다음으로, 도 6에 기초하여, 제2 온도를 구하여 출력하기까지의 처리 순서를 설명한다. 단계 S11에서는, 제2 전류 센서(52)에 의해 제2 전류를 취득한다. 단계 S12에서는, 연산기(65)에 의해, 제2 전류와 제2 전압으로부터 제2 발열체(32)의 저항인 제2 저항을 연산한다. 단계 S13에서는, 연산된 제2 저항과, 미리 구한 제2 발열체(32)의 저항과 온도의 관계를 나타내는 계수를 이용하여, 연산기(65)에 의해 제2 온도를 연산한다. 단계 S14에서는, 구해진 제2 온도를 외부 출력 장치(70)에 출력한다. Next, based on FIG. 6, the processing procedure until a 2nd temperature is calculated|required and output is demonstrated. In step S11, a second current is acquired by the second current sensor 52. In step S12, the second resistance, which is the resistance of the second heating element 32, is calculated by the calculator 65 from the second current and the second voltage. In step S13, the second temperature is calculated by the calculator 65 using the calculated second resistance and the coefficient representing the relationship between the resistance of the second heating element 32 and the temperature obtained in advance. In step S14, the obtained second temperature is output to the external output device 70.

[예비 시험][Preliminary exam]

예비 시험은, 제2 발열체(32)의 저항과 온도의 관계를 나타내는 계수를 미리 구하기 위한 시험이다. 예비 시험은, 승온시 및 강온시와, 온도 유지시에서 상이한 수법으로 행하는 것이 바람직하다. 즉, 승온시 및 강온시와, 온도 유지시에서 상이한 계수를 이용하는 것이 바람직하다. The preliminary test is a test for obtaining in advance a coefficient representing the relationship between the resistance of the second heating element 32 and the temperature. It is preferable to perform a preliminary test by different methods at the time of temperature raising and temperature lowering, and the time of temperature holding. That is, it is preferable to use different coefficients at the time of temperature rise and temperature decrease, and at the time of temperature maintenance.

이 계수를 구하기 위한 수법을 설명하기 전에, 승온으로부터 강온에 이르기까지의 온도 프로파일을 도 7에 기초하여 설명한다. 도 7은, 본 예의 히터 제어 장치(1)에서의 제1 발열체(31)의 온도의 경시 변화를 도시하는 그래프이다. Before explaining the method for obtaining this coefficient, the temperature profile from the temperature increase to the temperature decrease is explained based on FIG. 7 . FIG. 7 is a graph showing the change in temperature of the first heating element 31 in the heater control device 1 of the present example with time.

우선, 승온 과정에서는, 실온으로부터 소정의 유지 온도까지, 거의 일정한 비율로 발열체(30)의 온도가 상승한다. 이 승온 과정의 승온 속도는, 발열체(30)가 손상되지 않는 속도가 선택된다. First, in the temperature raising process, the temperature of the heating element 30 rises at a substantially constant rate from room temperature to a predetermined holding temperature. The rate at which the heat generating element 30 is not damaged is selected as the temperature increase rate in this temperature increase process.

온도 유지 과정에서는, 거의 일정한 온도로 발열체(30)의 온도가 유지된다. 온도 유지 과정에는, 기체(10) 상에 웨이퍼를 놓지 않은 상태인 아이들 상태와, 기체(10) 상에 웨이퍼를 놓고, 그 웨이퍼에 성막을 행하는 상태인 처리 상태가 포함된다. 아이들 상태에서는, 성막 장치에서의 가스의 출입이나 전술한 각 발열체(30)에 공급하는 전력의 제어에 따라, 극히 미세한 온도 변동이 생기고 있다. 도 7의 그래프에서는, 아이들 상태를 수평으로 연장되는 직선으로 나타내고 있지만, 실제로는 후술하는 바와 같이, 극히 작은 온도 변동이 생기고 있다. 한편, 처리 상태에서는, 기체(10) 상에 웨이퍼를 출납하여 복수장의 웨이퍼에 순차적으로 성막해가기 때문에, 아이들 상태에 비교하여 보다 큰 온도 변동이 생기고 있다. 처리 상태에서의 온도 변화는, 도 7에서, 아이들 상태의 직선에 이어지는 파선으로 나타내고 있다. In the temperature maintenance process, the temperature of the heating element 30 is maintained at a substantially constant temperature. The temperature maintaining process includes an idle state in which no wafer is placed on the base 10 and a processing state in which a wafer is placed on the base 10 and a film is formed on the wafer. In the idle state, extremely minute temperature fluctuations occur due to gas flow in and out of the film forming apparatus and control of power supplied to each heat generating element 30 described above. In the graph of Fig. 7, the idle state is indicated by a straight line extending horizontally, but in reality, as will be described later, extremely small temperature fluctuations occur. On the other hand, in the processing state, since wafers are deposited and loaded onto the base 10 to sequentially form a film on a plurality of wafers, a larger temperature fluctuation occurs than in the idle state. The temperature change in the processing state is indicated by a broken line following the straight line in the idle state in FIG. 7 .

강온시에는, 유지 온도로부터 실온까지, 거의 일정한 비율로 발열체(30)의 온도가 하강한다. 이 강온 과정의 강온 속도는, 발열체(30)가 손상되지 않는 속도가 선택된다. When the temperature is lowered, the temperature of the heating element 30 decreases at a substantially constant rate from the holding temperature to the room temperature. The rate at which the heating element 30 is not damaged is selected as the rate of temperature decrease in this temperature decrease process.

이상의 온도 프로파일에 있어서, 우선 승온시와 강온시의 계수를 구하는 방법을 설명하고, 그 후에 온도 유지시의 계수를 구하는 방법을 설명한다. In the above temperature profile, the method of obtaining the coefficient at the time of temperature rise and the time of temperature decrease is explained first, and then the method for obtaining the coefficient at the time of temperature holding is explained.

(승온시 및 강온시)(when the temperature is raised and when the temperature is lowered)

승온시 및 강온시에서는, 온도 유지시에 비하여 단위시간당의 온도 변화량이 크다. 이 승온시 및 강온시, 웨이퍼에 대한 성막 처리는 행해지지 않는다. 이 경우, 실온으로부터 유지 온도까지의 온도 영역 또는 유지 온도로부터 실온까지의 온도 영역을 보다 좁은 온도 영역마다 구획하고, 구획된 각 온도 영역마다 제2 발열체(32)의 저항과 온도의 관계를 구한다. 예컨대, 50℃로부터 100℃의 범위를 갖는 구획된 온도 영역마다 제2 발열체(32)의 저항과 온도의 관계를 구한다. 보다 구체적으로는, 승온시라면, 50℃ 이상 100℃ 이하의 제1 온도 영역, 100℃ 이상 200℃ 이하의 제2 온도 영역, 200℃ 이상 300℃ 이하의 제3 온도 영역, 300℃ 이상 400℃ 이하의 제4 온도 영역, 및 400℃ 이상 유지 온도 이하의 제5 온도 영역의 각각에 대해 제2 발열체(32)의 저항과 온도의 관계를 구한다. 유지 온도의 일례는 450℃이다. 예컨대, 제1 온도 영역에서는, 50℃와 100℃의 2점에서의 저항과 온도의 관계를 구한다. 여기서, 2점의 측정점, 즉 저온측의 저항 R(T1)에서의 제2 발열체(32)의 온도 T1과, 고온측의 저항 R(T2)에서의 제2 발열체(32)의 온도 T2는, 비례의 관계식으로 표시된다. 이 관계식을 이용하면, 저항 R의 제2 발열체(32)의 온도 T는 다음 식으로 구해진다. At the time of temperature rise and the time of temperature decrease, the amount of temperature change per unit time is large compared with the time of temperature hold|maintenance. During this temperature rise and fall, no film forming process is performed on the wafer. In this case, the temperature range from room temperature to the maintenance temperature or the temperature range from the maintenance temperature to room temperature is divided into narrower temperature regions, and the relationship between the resistance and temperature of the second heating element 32 is obtained for each divided temperature region. For example, the relationship between the resistance and temperature of the second heating element 32 is obtained for each partitioned temperature region having a range of 50°C to 100°C. More specifically, when the temperature is raised, the relationship between the resistance and the temperature of the second heating element 32 is obtained for each of the first temperature range of 50 ° C. or more and 100 ° C., the second temperature region of 100 ° C. or more and 200 ° C., the third temperature region of 200 ° C. or more and 300 ° C., the fourth temperature region of 300 ° C. or more and 400 ° C. or less, and the fifth temperature region of 400 ° C. or more and the holding temperature or less. An example of the holding temperature is 450°C. For example, in the first temperature range, the relationship between resistance and temperature at two points of 50°C and 100°C is obtained. Here, two measurement points, that is, the temperature T1 of the second heating element 32 at the resistance R(T1) on the low temperature side and the temperature T2 of the second heating element 32 at the resistance R(T2) on the high temperature side are expressed by a proportional relational expression. Using this relational expression, the temperature T of the second heating element 32 with resistance R is obtained by the following equation.

T={(T2-T1)/(R(T2)-R(T1))}×(R-R(T1))+T1T={(T2-T1)/(R(T2)-R(T1))}×(R-R(T1))+T1

단, T1≤T≤T2, R(T1)≤R≤R(T2)이다. However, T1≤T≤T2, R(T1)≤R≤R(T2).

강온시도 승온시와 동일한 생각으로, 제2 발열체(32)의 저항과 온도의 관계를 구해 놓으면 된다. 이와 같이, 승온시, 강온시의 각각의 각 과정에서, 실온으로부터 유지 온도까지의 사이의 온도 영역 또는 유지 온도로부터 실온까지의 사이의 온도 영역을 보다 작은 온도 영역으로 구분한다. 그리고, 구분된 좁은 범위의 온도 영역마다 제2 발열체(32)의 저항과 온도의 관계를 구해 놓는다. 그렇게 하면, 구분된 온도 영역마다 상이한 계수를 이용할 수 있다. 그 때문에, 보다 매우 정밀하게 제2 발열체(32)의 온도를 구할 수 있다. The relationship between the resistance of the second heating element 32 and the temperature may be obtained in the same way as when the temperature is increased during the temperature decrease. In this way, in each process of temperature rise and temperature decrease, the temperature range from the room temperature to the holding temperature or the temperature range from the holding temperature to the room temperature is divided into smaller temperature regions. Then, the relationship between the resistance and the temperature of the second heating element 32 is obtained for each narrow range of temperature regions. In that way, different coefficients can be used for each segmented temperature region. Therefore, the temperature of the second heating element 32 can be obtained more precisely.

이것에 대하여, 예컨대, 저항 R(Tr)에서의 제2 발열체(32)의 온도, 즉 실온 Tr와, 저항 R(Tk)에서의 제2 발열체(32)의 유지 온도 Tk도 비례의 관계식으로 표시된다. 이 관계식을 이용하면, 저항 R의 제2 발열체(32)의 온도 T는, 다음 식으로 구해진다. In contrast, for example, the temperature of the second heating element 32 at the resistance R(Tr), that is, room temperature Tr, and the holding temperature Tk of the second heating element 32 at the resistance R(Tk) are also represented by a proportional relational expression. Using this relational expression, the temperature T of the second heating element 32 with the resistance R is obtained by the following equation.

T={(Tk-Tr)/(R(Tk)-R(Tr))}×(R-R(Tr))+Tr T={(Tk-Tr)/(R(Tk)-R(Tr))}×(R-R(Tr))+Tr

단, Tr≤T≤Tk, R(Tr)≤R≤R(Tk)이다. However, Tr≤T≤Tk and R(Tr)≤R≤R(Tk).

이 경우, 실온과 유지 온도의 2점으로부터 구한 제2 발열체(32)의 저항과 온도의 관계식에서는, 그 중간의 온도에서의 저항치는 그 2점간의 선형 보간으로는 나타낼 수 없다. 그 때문에, 정밀하게 제2 발열체(32)의 온도를 구하는 것은 어렵다. In this case, in the relational expression between the resistance and temperature of the second heating element 32 obtained from two points, room temperature and holding temperature, the resistance value at the intermediate temperature cannot be expressed by linear interpolation between the two points. Therefore, it is difficult to accurately obtain the temperature of the second heating element 32 .

(온도 유지시)(when maintaining temperature)

온도 유지시는, 승온시나 강온시에 비교하여 단위시간당의 온도 변화의 비율은 극히 작다. 따라서, 온도 유지시는, 승온시나 강온시보다 좁은 온도 대역에서의 제2 발열체(32)의 저항과 온도의 관계를 구해도 좋다. 온도 유지 과정에는, 전술한 바와 같이 가열 대상(W)이 없는 아이들 상태와 가열 대상(W)이 있는 처리 상태의 2개의 온도 프로파일이 포함된다. 이 온도 프로파일을 도 8에 기초하여 설명한다. During temperature maintenance, the rate of temperature change per unit time is extremely small compared to when the temperature is raised or when the temperature is lowered. Therefore, during temperature maintenance, the relationship between the resistance of the second heating element 32 and the temperature may be obtained in a narrower temperature band than during temperature rise or temperature decrease. As described above, the temperature maintaining process includes two temperature profiles of an idle state without a heating target W and a processing state with a heating target W. This temperature profile is demonstrated based on FIG.

도 8은, 제1 발열체의 온도와 제2 발열체의 온도의 경시 변화를 도시하는 그래프이다. 제1 발열체(31)의 온도는, 제1 전류와 제1 전압으로부터 구한 제1 발열체(31)의 저항과 상기 계수에 기초하여 구한 온도이다. 제2 발열체(32)의 온도는, 제2 전류와 제2 전압으로부터 구한 제2 발열체(32)의 저항과 상기 계수에 기초하여 구한 온도이다. 이 그래프에서는, 또한 온도 센서(40)의 측정치의 경시 변화도 더불어 나타내고 있다. 어느 그래프도 서로 선이 중복되어 있다. 또한 이 그래프에서는, 아이들 상태의 과정을 Case1로 하고, 처리 상태의 과정을 Case2로 하여 나타내고 있다. 이 그래프에 나타낸 바와 같이, 아이들 상태에서는, 성막 장치의 챔버 내에 가스의 출입이 행해지고, 제1 온도 조절기(61)에 의한 온도 제어의 결과, 극히 작은 온도의 상하 이동이 확인된다. 이것에 대하여, 처리 상태에서는, 챔버 내에 웨이퍼를 출납하기 때문에, 아이들 상태에 비교하여 보다 큰 온도의 상하 이동이 확인된다. 도 8의 그래프는 복수의 선이 중복되어 나타나기 때문에, 예컨대 복수의 선이 중복되어 나타난 아이들 상태에서의 온도의 진폭은 크게 보인다. 그러나, 개개의 그래프의 선이 진폭은 더 작다. 특히, 개개의 그래프의 진폭은, 처리 상태보다 아이들 상태쪽이 명확하게 작다. 이러한 온도 유지 과정에서는, 처리 상태에서의 온도 프로파일에 기초하여 계수를 구하는 방법과, 아이들 상태에서의 온도 프로파일에 기초하여 계수를 구하는 방법이 있다. 이하, 각각을 순서대로 설명한다. 8 is a graph showing changes in the temperature of the first heating element and the temperature of the second heating element over time. The temperature of the first heating element 31 is a temperature determined based on the resistance of the first heating element 31 determined from the first current and the first voltage and the above coefficient. The temperature of the second heating element 32 is a temperature determined based on the coefficient and the resistance of the second heating element 32 determined from the second current and the second voltage. In this graph, the change over time of the measured value of the temperature sensor 40 is also shown together. All graphs have overlapping lines. In this graph, the process in the idle state is referred to as Case 1, and the process in the processing state is referred to as Case 2. As shown in this graph, in the idle state, gas flows in and out of the chamber of the film forming apparatus, and as a result of temperature control by the first temperature controller 61, an extremely small temperature movement is confirmed. On the other hand, in the processing state, since wafers are loaded and unloaded into the chamber, a greater temperature movement is observed than in the idle state. Since a plurality of overlapping lines appear in the graph of FIG. 8 , for example, the temperature amplitude in an idle state in which a plurality of overlapping lines appears is large. However, the amplitudes of the individual graph lines are smaller. In particular, the amplitude of each graph is clearly smaller in the idle state than in the processing state. In this temperature maintenance process, there are a method for obtaining a coefficient based on a temperature profile in a processing state and a method for obtaining a coefficient based on a temperature profile in an idle state. Hereinafter, each is explained in order.

〈방법 A(처리 상태 : 가열 대상 있음)〉<Method A (Processing state: with heating target)>

우선, 처리 상태의 소정 시간 내에서의 온도 센서(40)의 측정치의 경시 변화로부터, 최대 온도 Tmax의 시점에서의 각 발열체(30)의 저항치 Rmax, 및 최소 온도 Tmin의 시점에서의 각 발열체(30)의 저항치 Rmin을 확인한다. 소정 시간은, 500초로부터 1000초 정도의 범위에서 선택한다. 본 예에서의 소정 시간은 600초이다. 이 소정 시간 내에 1장의 웨이퍼에 성막이 행해진다. 도 9는, 도 8의 처리 상태에서의 온도 변화의 일부를 확대하여 도시한 것이다. 최소 온도 Tmin은, 성막 처리가 끝난 웨이퍼를 꺼내고, 지금부터 성막 처리를 할 현재의 웨이퍼가 기체(10) 상에 배치되기까지의 사이의 밸리 온도이다. 최대 온도 Tmax는 현재의 웨이퍼에 대하여 성막 처리가 행해지고 있는 동안의 피크 온도이다. 도 9에서는, 최소 온도 Tmin이 449.4℃, 최대 온도 Tmax가 450.3℃인 것을 나타내고 있다. 각 발열체(30)의 저항치 Rmax 및 저항치 Rmin은, 상기 각 시점에서의 제1 전압을 제1 전류로 나눈 값, 또는 상기 각 시점에서의 제2 전압을 제2 전류로 나눈 값이다. 이들 최대 온도 Tmax, 저항치 Rmax, 최소 온도 Tmin 및 저항치 Rmin을 이용하여 각 발열체(30)의 온도와 저항치의 관계식을 구한다. 이 관계식은, 승온시 및 강온시에서 나타낸 관계식과 동일한 생각으로 구해진다. First, the resistance value Rmax of each heating element 30 at the time of the maximum temperature Tmax and the resistance value Rmin of each heating element 30 at the time of the minimum temperature Tmin are confirmed from the change over time of the measured value of the temperature sensor 40 within a predetermined time in the processing state. The predetermined time is selected from a range of about 500 seconds to about 1000 seconds. The predetermined time in this example is 600 seconds. Within this predetermined time, film formation is performed on one wafer. FIG. 9 is an enlarged view of a part of the temperature change in the processing state of FIG. 8 . The minimum temperature Tmin is a valley temperature between taking out a wafer on which the film formation process has been completed and from now until the current wafer to be subjected to the film formation process is placed on the substrate 10 . The maximum temperature Tmax is the peak temperature while film formation processing is being performed on the current wafer. 9 shows that the minimum temperature Tmin is 449.4°C and the maximum temperature Tmax is 450.3°C. The resistance value Rmax and the resistance value Rmin of each heating element 30 are values obtained by dividing the first voltage at each point in time by the first current, or the value obtained by dividing the second voltage at each point in time by the second current. Using these maximum temperature Tmax, resistance value Rmax, minimum temperature Tmin and resistance value Rmin, the relational expression of the temperature and resistance value of each heating element 30 is calculated|required. This relational expression is obtained in the same way as the relational expression shown at the time of temperature rise and the time of temperature decrease.

방법 A에서는, 웨이퍼의 처리 상태에서의 저항치 Rmax와 최대 온도 Tmax 및 최소 온도 Tmin과 저항치 Rmin에 기초하여 관계식을 구하기 때문에, 그 관계식을 이용하여 얻어지는 제2 발열체(32)의 온도는 매우 정밀하게 파악할 수 있다. In method A, since the relational expression is obtained based on the resistance value Rmax, the maximum temperature Tmax, the minimum temperature Tmin, and the resistance value Rmin in the processing state of the wafer, the temperature of the second heating element 32 obtained using the relational expression can be grasped very precisely.

예비 시험을 상기 방법 A에 의해 발열체(30)의 저항과 온도의 관계를 구하면, 실제의 성막을 모의한 상태에서의 온도 프로파일에 기초하여 상기 관계가 구해지기 때문에, 높은 정밀도로 제2 발열체(32)의 온도를 파악할 수 있다. When the relationship between the resistance and the temperature of the heat generating element 30 is obtained in the preliminary test by the above method A, the relationship is obtained based on the temperature profile in a state simulating actual film formation. Therefore, the temperature of the second heat generating element 32 can be grasped with high accuracy.

〈방법 B(처리 상태 : 가열 대상 있음)〉<Method B (Processing state: With heating target)>

우선, 처리 상태의 소정 시간 내에서의 각 발열체(30)의 저항치의 경시 변화로부터, 소정 시간 내의 평균 저항 Rave를 구한다. 소정 시간은, 예컨대 5000초부터 10000초 정도의 범위에서 적절하게 선택한다. 본 예에서는 소정 시간은 8000초이다. 이 소정 시간 내에는, 10장 이상의 웨이퍼에 성막이 행해지고 있다. 다음으로, 소정 시간 내의 각 발열체(30)의 저항의 변화율 ΔR/R를 미리 설정해 놓는다. 처음에 소정 시간 내의 최대 저항 Rmax, 최소 저항 Rmin을 구해 놓고, 또한 최대 저항 Rmax와 최소 저항 Rmin의 차분 ΔR, 및 차분 ΔR의 평균 저항 Rave에 대한 비율 ΔR/Rave를 구한다. 이 비율 ΔR/Rave를 변화율 ΔR/R로 한다. 예컨대, 여기서는 변화율 ΔR/R를 0.02로 한다. 한편, 온도 센서(40)의 측정치에 대해서도 마찬가지로, 소정 시간 내의 평균 온도 Tave를 구한다. 또한, 소정 시간 내에서의 온도 변화량 ΔT을 미리 설정해 놓는다. 온도 변화량 ΔT도 처음에 소정 시간 내의 최대 온도 Tmax와 최소 온도 Tmin의 차분을 온도 변화량 ΔT로서 구해 놓는다. 예컨대, 여기서는 온도 변화량 ΔT은 0.88℃로 한다. 비율 ΔR/R와 온도 변화량 ΔT는, 유지 온도가 크게 변하지 않는다면, 발열체(30)마다 거의 일정하다고 생각할 수 있다. 유지 온도가 크게 변하지 않는다는 것은, 예컨대 유지 온도의 변화량이 100℃ 이하인 것을 말한다. First, the average resistance Rave within a predetermined period of time is obtained from the change over time in the resistance value of each heating element 30 within a predetermined period of time in a processing state. The predetermined time is appropriately selected from, for example, a range of about 5000 seconds to about 10000 seconds. In this example, the predetermined time is 8000 seconds. Within this predetermined time, film formation is performed on 10 or more wafers. Next, the change rate ΔR/R of the resistance of each heating element 30 within a predetermined time is set in advance. First, the maximum resistance Rmax and the minimum resistance Rmin within a predetermined time are determined, and the difference ΔR between the maximum resistance Rmax and the minimum resistance Rmin and the ratio ΔR/Rave of the difference ΔR to the average resistance Rave are obtained. Let this ratio (DELTA)R/Rave be the change rate (DELTA)R/R. For example, here, the rate of change ΔR/R is set to 0.02. On the other hand, the average temperature Tave within a predetermined time is similarly obtained for the measured value of the temperature sensor 40. In addition, the temperature change amount ΔT within a predetermined time is set in advance. As for the temperature change amount ΔT, first, the difference between the maximum temperature Tmax and the minimum temperature Tmin within a predetermined time is obtained as the temperature change amount ΔT. For example, here, the temperature change amount ΔT is 0.88°C. The ratio ΔR/R and the amount of change in temperature ΔT can be considered to be substantially constant for each heating element 30, provided that the holding temperature does not change greatly. The fact that the holding temperature does not change significantly means, for example, that the amount of change in the holding temperature is 100°C or less.

다음번 이후의 성막에서는, 각 발열체(30)의 평균 저항 Rave와 평균 온도 Tave를 구하면 된다. 즉, 다음번 이후의 최대 저항 Rmax, 최소 저항 Rmin, 최대 온도 Tmax, 최소 온도 Tmin은, 다음과 같이 구한다. In the subsequent film formation, the average resistance Rave and the average temperature Tave of each heating element 30 may be obtained. That is, the maximum resistance Rmax, the minimum resistance Rmin, the maximum temperature Tmax, and the minimum temperature Tmin after the next time are obtained as follows.

ΔR=Rave×0.02ΔR=Rave×0.02

최대 저항 Rmax=Rave+ΔR/2Maximum resistance Rmax=Rave+ΔR/2

최소 저항 Rmin=Rave-ΔR/2Minimum resistance Rmin=Rave-ΔR/2

최대 온도 Tmax=Tave+ΔT/2Maximum temperature Tmax=Tave+ΔT/2

최소 온도 Tmin=Tave-ΔT/2Minimum temperature Tmin=Tave-ΔT/2

이와 같이, 1회째의 성막전에는, 사전에 최대 저항 Rmax, 최소 저항 Rmin, 최대 온도 Tmax, 최소 온도 Tmin을 구할 필요가 있다. 그러나, 2회째 이후의 성막시에는, 이미 알고 있는 저항 변화율 ΔR/R 및 온도 변화량 ΔT을 이용하여 최대 저항 Rmax, 최소 저항 Rmin, 최대 온도 Tmax, 최소 온도 Tmin을 구할 수 있다. 이들 각 파라미터가 구해지면, 그 발열체(30)의 저항과 온도의 상관관계를 구할 수 있다. In this way, before the first film formation, it is necessary to obtain the maximum resistance Rmax, minimum resistance Rmin, maximum temperature Tmax, and minimum temperature Tmin in advance. However, in the second and subsequent film formation, the maximum resistance Rmax, the minimum resistance Rmin, the maximum temperature Tmax, and the minimum temperature Tmin can be obtained using the known resistance change rate ΔR/R and temperature change ΔT. When each of these parameters is obtained, the correlation between the resistance and temperature of the heating element 30 can be obtained.

〈방법 C(아이들 상태 : 가열 대상 없음)〉<Method C (idle state: no heating target)>

우선, 아이들 상태의 소정 시간 내에서의 각 발열체(30)의 저항치의 경시 변화로부터, 소정 시간 내의 평균 저항 Rave를 구한다. 소정 시간은, 예컨대 5000초부터 10000초 정도의 범위에서 적절하게 선택한다. 본 예에서는 소정 시간은 10000초이다. 다음으로, 소정 시간 내의 각 발열체(30)의 저항의 변화율 ΔR/R를 미리 설정해 놓는다. 처음에 소정 시간 내의 최대 저항 Rmax, 최소 저항 Rmin을 구해 놓고, 또한 최대 저항 Rmax와 최소 저항 Rmin의 차분 ΔR, 및 차분 ΔR의 평균 저항 Rave에 대한 비율 ΔR/Rave를 구한다. 이 ΔR/Rave를 저항 변화율 ΔR/R로 한다. 예컨대, 여기서는 변화율 ΔR/R를 0.02로 한다. 한편, 온도 센서(40)의 측정치에 대해서도 마찬가지로, 소정 시간 내의 평균 온도 Tave를 구한다. 또한, 소정 시간 내에서의 온도 변화량 ΔT을 미리 설정해 놓는다. 온도 변화량 ΔT도 처음에 소정 시간 내의 최대 온도 Tmax와 최소 온도 Tmin의 차분을 온도 변화량 ΔT로서 구해 놓는다. 예컨대, 여기서는 온도 변화량 ΔT은 0.88℃로 한다. 비율 ΔR/R와 온도 변화량 ΔT은, 유지 온도가 크게 변하지 않는다면, 발열체(30)마다 거의 일정하다고 생각할 수 있다. 유지 온도가 크게 변하지 않는다는 것은, 예컨대 유지 온도의 변화량이 100℃ 이하인 것을 말한다. First, the average resistance Rave within a predetermined period of time is obtained from the change over time in the resistance value of each heating element 30 within a predetermined period of time in an idle state. The predetermined time is appropriately selected from, for example, a range of about 5000 seconds to about 10000 seconds. In this example, the predetermined time is 10000 seconds. Next, the change rate ΔR/R of the resistance of each heating element 30 within a predetermined time is set in advance. First, the maximum resistance Rmax and the minimum resistance Rmin within a predetermined time are determined, and the difference ΔR between the maximum resistance Rmax and the minimum resistance Rmin and the ratio ΔR/Rave of the difference ΔR to the average resistance Rave are obtained. Let this ΔR/Rave be the resistance change rate ΔR/R. For example, here, the rate of change ΔR/R is set to 0.02. On the other hand, the average temperature Tave within a predetermined time is similarly obtained for the measured value of the temperature sensor 40. In addition, the temperature change amount ΔT within a predetermined time is set in advance. As for the temperature change amount ΔT, first, the difference between the maximum temperature Tmax and the minimum temperature Tmin within a predetermined time is obtained as the temperature change amount ΔT. For example, here, the temperature change amount ΔT is 0.88°C. The ratio ΔR/R and the amount of change in temperature ΔT can be considered to be substantially constant for each heating element 30, provided that the holding temperature does not change greatly. The fact that the holding temperature does not change significantly means, for example, that the amount of change in the holding temperature is 100°C or less.

다음번 이후의 성막에서는, 각 발열체(30)의 평균 저항 Rave와 평균 온도 Tave를 구하면 된다. 즉, 다음번 이후의 최대 저항 Rmax, 최소 저항 Rmin, 최대 온도 Tmax, 최소 온도 Tmin은, 다음과 같이 구한다. In the subsequent film formation, the average resistance Rave and the average temperature Tave of each heating element 30 may be obtained. That is, the maximum resistance Rmax, the minimum resistance Rmin, the maximum temperature Tmax, and the minimum temperature Tmin after the next time are obtained as follows.

ΔR=Rave×0.02ΔR=Rave×0.02

최대 저항 Rmax=Rave+ΔR/2Maximum resistance Rmax=Rave+ΔR/2

최소 저항 Rmin=Rave-ΔR/2Minimum resistance Rmin=Rave-ΔR/2

최대 온도 Tmax=Tave+ΔT/2Maximum temperature Tmax=Tave+ΔT/2

최소 온도 Tmin=Tave-ΔT/2Minimum temperature Tmin=Tave-ΔT/2

이와 같이, 1회째의 성막전에는, 사전에 최대 저항 Rmax, 최소 저항 Rmin, 최대 온도 Tmax, 최소 온도 Tmin을 구할 필요가 있다. 그러나, 2회째 이후의 성막시에는, 이미 알고 있는 저항 변화율 ΔR/R 및 온도 변화량 ΔT을 이용하여 최대 저항 Rmax, 최소 저항 Rmin, 최대 온도 Tmax, 최소 온도 Tmin을 구할 수 있다. 게다가, 아이들 상태에서 가열 대상(W)이 없는 경우에 취득한 계수에 기초하여 제2 발열체(32)의 온도를 구할 수 있기 때문에, 계수를 구함에 있어서 웨이퍼를 준비할 필요도 없다. 이들 각 파라미터가 구해지면, 그 발열체(30)의 저항과 온도의 상관관계를 구할 수 있다. In this way, before the first film formation, it is necessary to obtain the maximum resistance Rmax, minimum resistance Rmin, maximum temperature Tmax, and minimum temperature Tmin in advance. However, in the second and subsequent film formation, the maximum resistance Rmax, the minimum resistance Rmin, the maximum temperature Tmax, and the minimum temperature Tmin can be obtained using the known resistance change rate ΔR/R and temperature change ΔT. In addition, since the temperature of the second heating element 32 can be obtained based on the coefficient obtained when there is no object W to be heated in the idle state, there is no need to prepare a wafer in obtaining the coefficient. When each of these parameters is obtained, the correlation between the resistance and temperature of the heating element 30 can be obtained.

온도 유지시, 그 과정에서의 최대 온도와 최소 온도라는 미세한 온도 영역에 따른 계수를 이용함으로써, 정확하게 제2 발열체(32)의 온도를 구할 수 있다. When the temperature is maintained, the temperature of the second heating element 32 can be accurately obtained by using the coefficient according to the fine temperature range of the maximum temperature and the minimum temperature in the process.

예비 시험시, 기체(10) 상에 웨이퍼를 놓지 않은 상태로 계수를 구함으로써, 웨이퍼를 준비할 필요가 없다. 또한, 예비 시험시에, 웨이퍼를 성막하여 계수를 구하는 경우에 비교하여, 웨이퍼의 낭비를 삭감할 수 있다. At the time of the preliminary test, by obtaining the coefficient in a state where the wafer is not placed on the base body 10, there is no need to prepare the wafer. Further, in the preliminary test, the waste of the wafer can be reduced compared to the case where the wafer is formed into a film and the coefficient is obtained.

예비 시험을 상기 방법 B 및 방법 C에 의해 발열체(30)의 저항과 온도의 관계를 구하면, 2회째 이후의 히터 제어 장치(1)의 운전시, 실제로 최대 저항 Rmax, 최소 저항 Rmin, 최대 온도 Tmax, 최소 온도 Tmin을 측정할 필요가 없다. 그 때문에, 보다 간편하게 제2 발열체(32)의 온도를 구할 수 있다. If the relationship between the resistance and the temperature of the heating element 30 is determined by the method B and method C described above in the preliminary test, it is not necessary to actually measure the maximum resistance Rmax, the minimum resistance Rmin, the maximum temperature Tmax, and the minimum temperature Tmin during the second and subsequent operation of the heater control device 1. Therefore, the temperature of the 2nd heating element 32 can be calculated|required more simply.

《실시형태 2》<<Embodiment 2>>

〔히터 제어 장치〕[Heater control device]

도 10을 참조하여, 실시형태 2의 히터 제어 장치를 설명한다. 도 10에서는, 도 4과 마찬가지로, 설명의 편의상 5주기분의 파형을 나타내고 있다. 실시형태 1에서는, 제1 제어 방식에 있어서, 상기 통과 시간의 길이, 즉 시간 tMV의 길이가 일정한 예를 설명했다. 이것에 대하여, 실시형태 2에서는, 제1 제어 방식에 있어서, 상기 통과 시간의 길이, 즉 시간 tMV의 길이가 상이한 복수의 통과 시간을 포함한다. 이하의 설명은, 주로 실시형태 1과의 상이점에 대하여 행한다. 실시형태 1과의 공통점의 설명은 생략한다. Referring to Fig. 10, a heater control device according to Embodiment 2 will be described. In FIG. 10, as in FIG. 4, waveforms for 5 cycles are shown for convenience of description. Embodiment 1 explained an example in which the length of the passage time, that is, the length of time t MV is constant in the first control method. In contrast to this, in Embodiment 2, in the first control method, the length of the passage time, that is, the length of time t MV includes a plurality of passage times different from each other. The following description is mainly made on differences from Embodiment 1. Description of common points with Embodiment 1 is omitted.

본 실시형태의 복수의 통과 시간은, 제1 통과 시간과 제2 통과 시간의 2개의 통과 시간을 포함한다. 제1 통과 시간은 시간 tMV1이다. 제2 통과 시간은 시간 tMV2이다. 시간 tMV2은 시간 tMV1보다 짧다. 본 실시형태와는 상이한 다른 실시형태에서는, 복수의 통과 시간은, 시간 tMV의 길이가 상이한 3개 이상의 통과 시간을 포함하고 있어도 좋다. The plurality of passage times of this embodiment include two passage times of a first passage time and a second passage time. The first transit time is time t MV1 . The second transit time is time t MV2 . Time t MV2 is shorter than time t MV1 . In other embodiments different from the present embodiment, the plurality of passage times may include three or more passage times having different lengths of time t MV .

도 10에 도시하는 제1 제어 방식에서는, 도 4의 하단도와 마찬가지로, 트라이액을 통과한 10개의 반주기의 전류 중, 사이클릭 제어 방식에 의해, 8개의 반주기의 전류의 출력이 허가되고, 2개의 반주기의 전류의 출력이 거부되었다. 출력이 허가된 8개의 반주기의 전류 중, 6개의 반주기의 각각에서 전류가 흐르고 있는 시간이 시간 tMV1이고, 2개의 반주기의 각각에서 전류가 흐르고 있는 시간이 시간 tMV2이다. 이 경우의 조작량 MV는, 「(제1 조작량 MV1×6+제2 조작량 MV2×2)/10」이다. 제1 조작량 MV1은, 제1 통과 시간인 시간 tMV1에 상당하는 값이다. 제2 조작량 MV2는, 제2 통과 시간인 시간 tMV2에 상당하는 값이다. 도 10에 도시하는 시간 tMV1이 도 4의 하단도의 시간 tMV와 동일한 경우, 도 10에 도시하는 제1 제어 방식의 조작량 MV는, 도 4의 하단도에 도시하는 제1 제어 방식의 조작량 MV보다 작아진다. 즉, 본 실시형태의 히터 제어 장치는, 실시형태 1의 히터 제어 장치보다 발열체의 전력 제어의 분해능을 높일 수 있고, 소전력의 제어가 가능하다. 시간 tMV의 길이가 상이한 3개 이상의 통과 시간을 포함하는 다른 실시형태에 의한 히터 제어 장치라면, 또한 발열체의 전력 제어의 분해능을 높일 수 있고, 소전력의 제어가 가능하다. In the first control method shown in FIG. 10 , as in the bottom view of FIG. 4 , among the 10 half-cycle currents that have passed through the triac, the cyclic control method permits the output of 8 half-cycle currents and rejects the output of 2 half-cycle currents. Among the currents of the eight half cycles for which output is allowed, the time during which the current flows in each of the six half cycles is time t MV1 , and the time during which the current flows in each of the two half cycles is time t MV2 . The manipulated variable MV in this case is “(first manipulated variable MV1×6+second manipulated variable MV2×2)/10”. The first manipulated variable MV1 is a value corresponding to time t MV1 which is the first passage time. The second manipulated variable MV2 is a value corresponding to time t MV2 which is the second passage time. When the time t MV1 shown in FIG. 10 is equal to the time t MV shown in the bottom view of FIG. 4 , the manipulated variable MV of the first control method shown in FIG. 10 is smaller than the manipulated variable MV of the first control method shown in the bottom view of FIG. 4 . That is, the heater control device of the present embodiment can increase the resolution of power control of the heating element and can control low power compared to the heater control device of the first embodiment. If it is a heater control device according to another embodiment including three or more passage times with different lengths of time t MV , the resolution of the power control of the heating element can be further increased and the control of low power is possible.

《실시형태 3》<<Embodiment 3>>

〔히터 제어 장치〕[Heater control device]

도 11을 참조하여, 실시형태 3의 히터 제어 장치(1)를 설명한다. 실시형태 1에서는, 제2 발열체(32)의 온도인 제2 온도를 파악하거나, 제2 온도가 이상 온도가 되는 것을 감시하거나 할 수 있는 히터 제어 장치(1)를 설명했다. 이것에 대하여, 실시형태 3에서는, 전술한 비율을 바꾸는 것에 의해 제2 전력을 제어함으로써, 제2 발열체(32)의 온도를 제어할 수 있는 히터 제어 장치(1)를 설명한다. 이하의 설명은, 주로 실시형태 1와의 상이점에 대하여 행한다. 실시형태 1과의 공통점의 설명은 생략한다. Referring to Fig. 11, a heater control device 1 according to Embodiment 3 will be described. In Embodiment 1, the heater control device 1 capable of grasping the second temperature, which is the temperature of the second heating element 32, or monitoring that the second temperature becomes an abnormal temperature, has been described. On the other hand, in Embodiment 3, the heater control device 1 capable of controlling the temperature of the second heating element 32 by controlling the second electric power by changing the ratio described above will be described. The following description is mainly made about the difference from Embodiment 1. Description of common points with Embodiment 1 is omitted.

실시형태 3의 히터 제어 장치(1)는, 실시형태 1의 구성에 더해, 제2 온도 조절기(62)를 더 구비하고 있다. 제2 온도 조절기(62)는, 제2 온도가 목표 온도에 근접하도록, 상기 비율을 조정하기 위한 제2 제어 신호를 출력한다. 이 비율을 조정하기 위한 제어도 PID 제어를 이용할 수 있다. 제2 제어 신호에 따라서, 제2 전력 제어기(632)는, 제2 전력을 구하기 위한 비율을 조정한다. 상기 비율이 제1 전력:제2 전력=1.0:0.8이지만, 제2 온도가 목표 온도보다 낮은 경우, 제2 전력을 높일 필요가 있다. 그 경우, 예컨대, 제1 전력:제2 전력=1.0:0.81로 변경한다. 반대로 제2 온도가 목표 온도보다 높은 경우, 제2 전력을 낮출 필요가 있다. 그 경우, 예컨대, 제1 전력:제2 전력=1.0:0.79로 변경한다. 이 비율의 변동폭은 적절하게 설정할 수 있지만, 변경전의 제2 전력의 비율의 5% 이내 정도로 해도 좋다. 상기 예이면, 변경전의 제2 전력의 비율은 0.8이기 때문에, 변경후의 제2 전력의 비율은 0.76부터 0.84까지의 사이에서 변경한다. 이 비율의 변동폭을 일탈하는 전력의 변동이 발생한 경우는, 도시하지 않은 경보 장치에 의해 사용자에게 경보를 발한다. 이 경보에 의해, 사용자는 이상을 검지하여 적절하게 대처하는 것이 가능해진다. The heater control device 1 of Embodiment 3 further includes a second temperature controller 62 in addition to the configuration of Embodiment 1. The second temperature controller 62 outputs a second control signal for adjusting the ratio so that the second temperature approaches the target temperature. Control for adjusting this ratio can also use PID control. According to the second control signal, the second power controller 632 adjusts a ratio for obtaining the second power. Although the ratio is first power : second power = 1.0 : 0.8, when the second temperature is lower than the target temperature, it is necessary to increase the second power. In this case, for example, first power:second power = 1.0:0.81. Conversely, when the second temperature is higher than the target temperature, it is necessary to lower the second power. In this case, for example, first power:second power = 1.0:0.79. The fluctuation range of this ratio can be appropriately set, but it may be within 5% of the ratio of the second electric power before the change. In the above example, since the ratio of the second power before the change is 0.8, the ratio of the second power after the change is changed between 0.76 and 0.84. When a power fluctuation deviating from the fluctuation range of this ratio occurs, a warning device (not shown) issues a warning to the user. With this warning, the user can detect an abnormality and deal with it appropriately.

실시형태 3에서의 처리 순서를 도 12에 기초하여 설명한다. 이 처리 순서는, 도 5의 단계 S3에 이어서 행해진다. 단계 S21에서는, 제2 온도 조절기(62)에 의해, 제2 온도가 목표 온도에 근접하도록, 상기 비율을 조정하기 위한 제2 제어 신호를 출력한다. 단계 S22에서는, 연산기(65)에 의해, 조정된 비율에 따른 제2 전력을 연산한다. 그리고, 제2 전력이 제2 전력 제어기(632)로부터 제2 발열체(32)에 출력된다. The processing procedure in Embodiment 3 will be described based on FIG. 12 . This processing sequence is performed subsequent to step S3 in FIG. 5 . In step S21, the second control signal for adjusting the ratio is output by the second temperature controller 62 so that the second temperature approaches the target temperature. In step S22, the calculator 65 calculates the second power according to the adjusted ratio. Then, the second power is output from the second power controller 632 to the second heating element 32 .

실시형태 3의 히터 제어 장치(1)는, 제2 발열체(32)의 제2 온도를 외부 출력 장치(70)에 표시하거나 하는 것 뿐만 아니라, 제2 발열체(32)를 온도 제어할 수 있다. The heater control device 1 of Embodiment 3 can not only display the second temperature of the second heating element 32 on the external output device 70, but also can control the temperature of the second heating element 32.

《실시형태 4》<<Embodiment 4>>

〔히터 제어 장치〕[Heater control device]

실시형태 4에서는, 제2 온도와 제1 온도의 차가 가급적 제로가 되도록, 제2 전력을 구하기 위한 비율을 제어한다. 실시형태 4의 히터 제어 장치의 구성은 도 11에서 설명한 실시형태 3의 히터 제어 장치(1)의 구성과 동일하다. 실시형태 3에서는, 온도 센서(40)로 측정한 온도 Ts를 제1 발열체(31) 자체의 온도 Th로 간주하여 제1 온도로 하고 있다. 즉, 엄밀하게는 제1 발열체(31)의 온도 Th는 온도 센서(40)로 측정되는 온도 Ts와는 상이하다. 이것은, 온도 Ts에는, 제1 발열체(31)자신의 발열에 의한 온도 상승분이 과도적으로 포함되기 때문이다. In Embodiment 4, the ratio for obtaining the second power is controlled so that the difference between the second temperature and the first temperature becomes zero as much as possible. The configuration of the heater control device of Embodiment 4 is the same as that of the heater control device 1 of Embodiment 3 described with reference to FIG. 11 . In Embodiment 3, the temperature Ts measured by the temperature sensor 40 is regarded as the temperature Th of the first heating element 31 itself, and is set as the first temperature. That is, strictly speaking, the temperature Th of the first heating element 31 is different from the temperature Ts measured by the temperature sensor 40 . This is because the temperature Ts transiently includes a temperature increase due to heat generation of the first heating element 31 itself.

보다 정밀하게 각 발열체(30)의 온도 분포를 제어하기 위해서는, 제1 온도 및 제2 온도에는, 발열체(30)의 자기 발열에 의한 미소한 온도 상승분이 포함되는 것을 고려해야 한다. 따라서, 제2 온도와 제1 온도의 차를 제1면(10a) 내의 온도 분포의 차로 간주한다. 또한, 엄밀하게는, 제1 온도와 제2 온도는 각각 상이한 목표 온도가 있다. 상기 온도 분포의 차가 제2 온도와 제1 온도의 각각의 목표 온도의 차가 되도록 상기 비율을 조정하여 제2 전력을 제어함으로써, 더욱 정밀한 각 발열체(30)의 온도 제어가 가능해진다. 실시형태 3과 마찬가지로, 이 비율의 변동폭을 일탈하는 전력의 변동이 발생한 경우는, 도시하지 않은 경보 장치에 의해 사용자에게 경보를 발한다. 이 경보에 의해, 사용자는 이상을 검지하여 적절하게 대처하는 것이 가능해진다. In order to more accurately control the temperature distribution of each heating element 30, it is necessary to consider that the first temperature and the second temperature include a minute temperature increase due to self-heating of the heating element 30. Therefore, the difference between the second temperature and the first temperature is regarded as a difference in temperature distribution within the first surface 10a. Strictly speaking, the first temperature and the second temperature each have different target temperatures. By controlling the second power by adjusting the ratio so that the difference in the temperature distribution is the difference between the respective target temperatures of the second temperature and the first temperature, more precise temperature control of each heating element 30 is possible. As in Embodiment 3, when a power fluctuation deviating from the fluctuation range of this ratio occurs, an alert device (not shown) issues a warning to the user. With this warning, the user can detect an abnormality and deal with it appropriately.

《변형예 1》<<Modified example 1>>

〔히터 제어 장치〕[Heater control device]

도 13 및 도 14를 참조하여, 변형예 1의 히터 제어 장치(1)를 설명한다. 변형예 1은 실시형태 1부터 실시형태 4의 어디에도 적용할 수 있는 구성이다. 변형예 1에서는, 기체(10)에 있어서 독립적으로 온도 제어되는 존이 6개 있다. 즉, 기체(10)에는, 기체(10)의 중앙부에 위치하는 원형의 내측 영역(10i), 내측 영역(10i)의 외측에 위치하는 중간 영역(10m), 중간 영역(10m)의 외측에 위치하는 외측 영역(10e)이 설치되어 있다. 또한, 변형예 1에서는 외측 영역(10e)이 기체(10)의 둘레 방향으로 분할되어 있다. 분할된 외측 영역(10e)에 설치되는 제2 발열체(32)의 수는 복수이면 된다. 본 예에서의 분할수는 4개이다. 외측 영역(10e)의 각 존은 고리형의 영역을 4 등분한 부채형의 존이다. 내측 영역(10i)에는 제1 발열체(31)가, 중간 영역(10m)에는 하나의 제2 발열체(32)가, 외측 영역(10e)에는 4개의 제2 발열체(32)가 설치되어 있다. 4등분된 외측 영역(10e)의 각 존의 각각에 제2 발열체(32)가 배치되어 있다. 각 발열체(30)는 공급되는 전력을 독립적으로 제어할 수 있다. 그리고, 각각의 발열체(30)에 이어지는 각 전력선(30c)에 도시하지 않은 전류 센서가 설치되어 있다. Referring to Figs. 13 and 14, the heater control device 1 of Modification 1 will be described. Modification 1 is a configuration that can be applied to any of Embodiments 1 to 4. In Modification 1, there are 6 independently temperature-controlled zones in the body 10. That is, the body 10 is provided with a circular inner region 10i located in the center of the body 10, an intermediate region 10m located outside the inner region 10i, and an outer region 10e located outside the intermediate region 10m. In Modification 1, the outer region 10e is divided in the circumferential direction of the body 10. The number of second heating elements 32 provided in the divided outer region 10e may be plural. The number of divisions in this example is four. Each zone of the outer region 10e is a fan-shaped zone obtained by dividing the annular region into quarters. A first heating element 31 is provided in the inner region 10i, one second heating element 32 is provided in the middle region 10m, and four second heating elements 32 are provided in the outer region 10e. Second heating elements 32 are disposed in each zone of the outer region 10e divided into quarters. Each heating element 30 can independently control the supplied power. A current sensor (not shown) is installed on each power line 30c connected to each heating element 30 .

변형예 1의 히터 제어 장치(1)는, 제2 전력 제어기(632)를 이용함으로써 실시형태 1 내지 실시형태 3보다 많은 발열체(30)를 이용하여 기체(10)의 균열화를 실현할 수 있다. In the heater control device 1 of Modification 1, by using the second power controller 632, it is possible to realize heating of the substrate 10 by using more heating elements 30 than in the first to third embodiments.

《변형예 2》<<Modification 2>>

〔히터 제어 장치〕[Heater control device]

도 15를 참조하여, 변형예 2의 히터 제어 장치(1)를 설명한다. 변형예 2는 실시형태 1의 변형예이며, 제1 발열체(31)와 제2 발열체(32)를 절연한 구성이다. Referring to Fig. 15, the heater control device 1 of Modification 2 will be described. Modification 2 is a modification of Embodiment 1, and has a configuration in which the first heating element 31 and the second heating element 32 are insulated.

도 15에 도시한 바와 같이, 변형예 2에서는, 제1 발열체(31)와 전원의 사이 및 제2 발열체(32)와 전원의 사이에 각각 제1 트랜스(81)와 제2 트랜스(82)가 설치되어 있다. 즉, 제1 트랜스(81)와 제2 트랜스(82)의 1차측은 전원으로부터 분기된 전력선에 연결되어 있다. 한편, 제1 트랜스(81)와 제2 트랜스(82)의 2차측은 서로 독립된 전력선(30c)에 연결되어 있다. 그 때문에, 제1 발열체(31)와 제2 발열체(32)는 서로 절연되어 있다. As shown in Fig. 15, in Modification 2, a first transformer 81 and a second transformer 82 are provided between the first heating element 31 and the power supply and between the second heating element 32 and the power supply, respectively. That is, the primary sides of the first transformer 81 and the second transformer 82 are connected to a power line branched from a power source. Meanwhile, the secondary sides of the first transformer 81 and the second transformer 82 are connected to power lines 30c independent of each other. Therefore, the first heating element 31 and the second heating element 32 are insulated from each other.

변형예 2의 히터 제어 장치(1)는, 실시형태 1과 동일한 효과에 더하여, 제1 발열체(31)와 제2 발열체(32)를 보다 확실하게 절연할 수 있다. The heater control device 1 of the modified example 2 can insulate the first heat generating element 31 and the second heat generating element 32 more reliably in addition to the same effect as that of the first embodiment.

《변형예 3》<<Modified Example 3>

〔히터 제어 장치〕[Heater control device]

도 16을 참조하여, 변형예 3의 히터 제어 장치(1)를 설명한다. 변형예 3은 실시형태 3 또는 실시형태 4의 변형예이며, 제1 발열체(31)와 제2 발열체(32)를 절연한 구성이다. Referring to FIG. 16, the heater control device 1 of Modification Example 3 will be described. Modification 3 is a modification of Embodiment 3 or Embodiment 4, and has a configuration in which the first heating element 31 and the second heating element 32 are insulated.

도 16에 도시한 바와 같이, 변형예 3에서는, 제1 발열체(31)와 전원의 사이 및 제2 발열체(32)와 전원의 사이에 각각 제1 트랜스(81)와 제2 트랜스(82)가 설치되어 있다. 즉, 제1 트랜스(81)와 제2 트랜스(82)의 1차측은 전원으로부터 분기된 전력선에 연결되어 있다. 한편, 제1 트랜스(81)와 제2 트랜스(82)의 2차측은 서로 독립된 전력선(30c)에 연결되어 있다. 그 때문에, 제1 발열체(31)와 제2 발열체(32)는 서로 절연되어 있다. As shown in Fig. 16, in Modification 3, a first transformer 81 and a second transformer 82 are provided between the first heating element 31 and the power supply and between the second heating element 32 and the power supply, respectively. That is, the primary sides of the first transformer 81 and the second transformer 82 are connected to a power line branched from a power source. Meanwhile, the secondary sides of the first transformer 81 and the second transformer 82 are connected to power lines 30c independent of each other. Therefore, the first heating element 31 and the second heating element 32 are insulated from each other.

변형예 3의 히터 제어 장치(1)는, 실시형태 3 또는 실시형태 4와 동일한 효과에 더하여, 제1 발열체(31)와 제2 발열체(32)를 보다 확실하게 절연할 수 있다. The heater control device 1 of Modification Example 3 can insulate the first heating element 31 and the second heating element 32 more reliably, in addition to the same effects as those of the third or fourth embodiment.

《실시예 1》 <Example 1>

실시예 1에서는, 실시형태 1에서 설명한 제1 제어 방식과 통상의 위상 제어 방식에 의한 전력 제어 능력의 차이를 설명한다. In Embodiment 1, the difference in power control capability between the first control method described in Embodiment 1 and the normal phase control method is explained.

본 예에서는, 60 Hz의 교류 전압 파형에 있어서, 1단위당의 반주기수를 15로 한 예를 설명한다. 제로크로스점의 변동폭을 ±3 Hz에 상당하는 시간으로 설정한다. 즉, 컷오프 시간을 ±3 Hz에 상당하는 시간으로 한다. 구체적인 컷오프 시간은, 57 Hz의 반주기의 시간과 60 Hz의 반주기의 시간의 차의 절대치와, 63 Hz의 반주기의 시간과 60 Hz의 반주기의 시간의 차의 절대치의 합계치이다. 본 예의 컷오프 시간은 0.835 msec으로 한다. 이 컷오프 시간에 상당하는 조작량 MV가 0.649%이기 때문에, 트라이액의 최소의 설정 조작량 MV는 0.65%로 한다. 즉, 설정 조작량 MV를 0.65% 이상으로 할 수는 있지만 0.65% 미만으로 할 수는 없다. In this example, an example in which the number of half cycles per unit is set to 15 in a 60 Hz AC voltage waveform will be described. Set the fluctuation width of the zero-cross point to a time equivalent to ±3 Hz. That is, the cutoff time is set to a time equivalent to ±3 Hz. The specific cutoff time is the sum of the absolute value of the difference between the half cycle time of 57 Hz and the half cycle time of 60 Hz and the absolute value of the difference between the time of the half cycle of 63 Hz and the half cycle time of 60 Hz. The cutoff time in this example is 0.835 msec. Since the manipulated variable MV corresponding to this cutoff time is 0.649%, the minimum set manipulated variable MV of the triac is set to 0.65%. That is, the set manipulated variable MV can be set to 0.65% or more, but cannot be set to less than 0.65%.

통상의 위상 제어 방식에서는, 설정 조작량 MV와 설정 조작량 MV일 때에 작성되는 상정 조작량 MV는 서로 동일한 값이 된다. 통상의 위상 제어 방식에서는, 트라이액을 통과한 15개의 반주기의 전류가 전부 출력되기 때문이다. 즉, 통상의 위상 제어 방식에서는, 예컨대 설정 조작량 MV를 0.65%로 하면, 상정 조작량 MV는 0.65%가 된다. 상정 조작량 MV란, 실제로 출력되는 전력이 된다. 전술한 바와 같이 설정 조작량 MV를 0.65% 미만으로 할 수 없기 때문에, 통상의 위상 제어 방식만으로는 상정 조작량 MV를 0.65% 미만으로 할 수 없다. 상정 조작량 MV가 0.65%일 때에 출력되는 상정 전력을 30.0 W로 하면, 통상의 위상 제어 방식에서는 상정 전력을 30.0 W 미만으로 할 수 없다. In the normal phase control method, the set manipulated variable MV and the assumed manipulated variable MV created when the set manipulated variable MV are equal to each other. This is because in the normal phase control method, all currents of 15 half cycles passing through the triac are output. That is, in the normal phase control method, if the set manipulated variable MV is 0.65%, for example, the assumed manipulated variable MV is 0.65%. The assumed manipulated variable MV is actually output power. As described above, since the set manipulated variable MV cannot be made less than 0.65%, the assumed manipulated variable MV cannot be made less than 0.65% only with the normal phase control method. If the assumed power output when the assumed manipulated variable MV is 0.65% is 30.0 W, the normal phase control method cannot make the assumed power less than 30.0 W.

한편, 제1 제어 방식에서는, 설정 조작량 MV와 상정 조작량 MV를 서로 다르게 할 수도 있다. 제1 제어 방식에서는, 전술한 바와 같이 설정 조작량 MV를 0.65% 미만으로는 할 수 없지만, 통상의 위상 제어 방식과는 달리, 표 1에 나타내는 바와 같이 상정 조작량 MV를 0.65% 미만으로도 할 수 있다. 표 1에는, 상정 조작량 MV를 0.65%부터 0.05%까지 0.01% 단위로 바뀌는 예를 나타내고 있다. 본 예의 제1 제어 방식에서는, 표 1에 나타낸 바와 같이, 상정 전력을 30.0 W 미만으로도 할 수 있다. 표 1에는, 상정 전력을 30.0 W부터 2.3 W까지 0.5 W 또는 0.4 W 단위로 바뀌는 예를 나타내고 있다. 출력 횟수란, 트라이액을 통과한 15개의 반주기의 전류 중, 사이클릭 제어 방식에 의해 전류의 출력이 허가된 횟수이다. 출력하지 않는 횟수란, 트라이액을 통과한 15개의 반주기의 전류 중, 사이클릭 제어 방식에 의해 전류의 출력이 거부된 횟수이다. 예컨대 출력 횟수가 14회이고, 출력하지 않는 횟수가 1회라는 것은, 트라이액을 통과한 15개의 반주기의 전류 중, 사이클릭 제어 방식에 의해 14개의 반주기의 전류의 출력이 허가되고, 1개의 반주기의 전류의 출력이 거부된 것을 의미한다. Meanwhile, in the first control method, the set manipulated variable MV and the assumed manipulated variable MV may be different from each other. In the first control method, the set manipulated variable MV cannot be less than 0.65% as described above, but unlike the normal phase control method, as shown in Table 1, the assumed manipulated variable MV can be made less than 0.65%. Table 1 shows an example in which the assumed manipulated variable MV is changed in units of 0.01% from 0.65% to 0.05%. In the first control method of this example, as shown in Table 1, the assumed power can be less than 30.0 W. Table 1 shows an example in which the assumed electric power is changed in units of 0.5 W or 0.4 W from 30.0 W to 2.3 W. The number of times of output is the number of times that output of current is permitted by the cyclic control system among the currents of 15 half cycles that have passed through the triac. The number of times of no output is the number of times the current output is rejected by the cyclic control method among the 15 half-cycle currents that have passed through the triac. For example, if the number of times of output is 14 and the number of times of no output is 1, it means that among the 15 half-cycle currents that have passed through the triac, the output of 14 half-cycle currents is permitted and the output of one half-cycle current is rejected by the cyclic control method.

예컨대, 표 1의 위로부터 2단째에 나타낸 바와 같이, 설정 조작량 MV를 0.69%로 하고, 출력 횟수를 14회, 출력하지 않는 횟수를 1회로 했을 때, 상정 조작량 MV를 0.64%(=0.69×(14/15))로 할 수 있다. 상정 조작량 MV가 0.64%일 때의 상정 전력은, 29.5 W(=30.0×(0.64/0.65))이다. 이와 같이, 위상 제어 방식에 의한 설정 조작량 MV와 사이클릭 제어 방식에 의한 출력의 제어의 조합에 의해, 원하는 전력을 고분해능으로 출력하는 것이 가능하다. For example, as shown in the second row from the top of Table 1, when the set manipulated variable MV is set to 0.69%, the number of outputs is 14, and the number of non-outputs is set to 1, the assumed manipulated variable MV can be set to 0.64% (= 0.69×(14/15)). The assumed electric power when the assumed manipulated variable MV is 0.64% is 29.5 W (= 30.0 × (0.64/0.65)). In this way, it is possible to output desired electric power with high resolution by combining the set manipulated variable MV by the phase control method and output control by the cyclic control method.

Figure pct00001
Figure pct00001

이와 같이, 실시예 1의 제1 제어 방식에 의하면, 컷오프 시간을 ±3 Hz에 상당하는 시간으로 함으로써 전술한 오동작이 생기지 않고, 또한 통상의 위상 제어 방식에 비교하여 상정 조작량 MV의 분해능을 높일 수 있고, 소전력을 제어할 수 있다. 또, 히터 제어 장치(1)에 있어서 제1 제어 방식이라 하더라도, ±4 Hz에 상당하는 주파수 변동을 부여한 경우에는, 전술한 오동작이 생겼다. In this way, according to the first control method of Embodiment 1, by setting the cutoff time to a time equivalent to ±3 Hz, the above-described malfunction does not occur, and the resolution of the assumed manipulated variable MV can be increased compared to the normal phase control method, and low power can be controlled. In addition, even in the first control method in the heater control device 1, when a frequency fluctuation equivalent to ±4 Hz is given, the above-described malfunction occurs.

《실시예 2》 《Example 2》

실시예 2에서는, 실시형태 2에서 설명한 제1 제어 방식에 의한 전력 제어 능력을 설명한다. In Embodiment 2, the power control capability by the first control method described in Embodiment 2 is described.

본 예에서는, 실시예 1과 마찬가지로, 60 Hz의 교류 전압 파형에 있어서, 1단위당의 반주기수를 15로 한 예를 설명한다. 제로크로스점의 변동폭을 ±3 Hz에 상당하는 시간으로 설정한다. 즉, 컷오프 시간을 ±3 Hz에 상당하는 시간으로 한다. 전술한 바와 같이 본 예의 컷오프 시간은 0.835 msec으로 한다. 이 컷오프 시간에 상당하는 조작량 MV가 0.649%이기 때문에, 트라이액의 최소의 설정 조작량 MV는 0.65%로 한다. 즉, 설정 조작량 MV를 0.65% 이상으로 할 수는 있지만 0.65% 미만으로 할 수는 없다. In this example, as in the first embodiment, an example in which the number of half cycles per unit is set to 15 in a 60 Hz AC voltage waveform will be described. Set the fluctuation width of the zero-cross point to a time equivalent to ±3 Hz. That is, the cutoff time is set to a time equivalent to ±3 Hz. As described above, the cutoff time in this example is 0.835 msec. Since the manipulated variable MV corresponding to this cutoff time is 0.649%, the minimum set manipulated variable MV of the triac is set to 0.65%. That is, the set manipulated variable MV can be set to 0.65% or more, but cannot be set to less than 0.65%.

본 예의 제1 제어 방식에서는, 실시예 1과 마찬가지로, 표 2에 나타내는 바와 같이 상정 조작량 MV를 0.650% 미만으로도 할 수 있다. 본 예에서는, 실시예 1과는 달리, 표 2에 나타내는 바와 같이 상정 조작량 MV를 0.650%부터 0.043%까지 0.001% 단위로 바뀌는 예를 나타내고 있다. 본 예의 제1 제어 방식에서는, 표 2에 나타낸 바와 같이, 상정 전력을 30.00 W 미만으로도 할 수 있다. 표 2에는, 상정 전력을 30.00 W부터 1.98 W까지 0.05 W 또는 0.04 W 단위로 바뀌는 예를 나타내고 있다. 본 예에서는, 표 2에 도시한 바와 같이, 설정 조작량을 제1 설정 조작량 MV1과 제2 설정 조작량 MV2의 2개의 상이한 설정 조작량으로 한다. MV1의 출력 횟수란, 트라이액을 통과한 15개의 반주기의 전류 중, 사이클릭 제어 방식에 의해 제1 설정 조작량 MV1에 상당하는 전류의 출력이 허가된 횟수이다. MV2의 출력 횟수란, 트라이액을 통과한 15개의 반주기의 전류 중, 사이클릭 제어 방식에 의해 제2 설정 조작량 MV2에 상당하는 전류의 출력이 허가된 횟수이다. 출력하지 않는 횟수란, 트라이액을 통과한 15개의 반주기의 전류 중, 사이클릭 제어 방식에 의해 전류의 출력이 거부된 횟수이다. 예컨대 MV1의 출력 횟수가 11회, MV2의 출력 횟수가 2회, 출력하지 않는 횟수가 2회이면, 트라이액을 통과한 15개의 반주기의 전류 중, 사이클릭 제어 방식에 의해 11개의 반주기의 제1 설정 조작량 MV1에 상당하는 전류의 출력이 허가되고, 2개의 반주기의 제2 설정 조작량 MV2에 상당하는 전류의 출력이 허가되고, 2개의 반주기의 전류의 출력이 허가되지 않은 것을 의미한다. In the first control method of this example, as shown in Table 2, as in the first embodiment, the assumed manipulated variable MV can be less than 0.650%. In this example, unlike Example 1, as shown in Table 2, an example in which the assumed manipulated variable MV is changed from 0.650% to 0.043% in units of 0.001% is shown. In the first control method of this example, as shown in Table 2, the assumed electric power can be less than 30.00 W. Table 2 shows an example in which the assumed electric power is changed in increments of 0.05 W or 0.04 W from 30.00 W to 1.98 W. In this example, as shown in Table 2, the set manipulated variables are set to two different set manipulated variables, the first set manipulated variable MV1 and the second set manipulated variable MV2. The number of outputs of MV1 is the number of times that output of a current corresponding to the first set manipulated variable MV1 is permitted by the cyclic control system among the 15 half-cycle currents that have passed through the triac. The number of outputs of MV2 is the number of times that output of a current corresponding to the second set manipulated variable MV2 is permitted by the cyclic control system among the 15 half-cycle currents that have passed through the triac. The number of times of no output is the number of times the current output is rejected by the cyclic control method among the 15 half-cycle currents that have passed through the triac. For example, if the number of outputs of MV1 is 11 times, the number of outputs of MV2 is 2 times, and the number of times of no output is 2 times, it means that among the currents of 15 half cycles that have passed through the triac, the output of the current corresponding to the first set manipulated variable MV1 of 11 half cycles is permitted, the output of the current corresponding to the second set manipulated variable MV2 of two half cycles is permitted, and the output of the current of two half cycles is not permitted.

예컨대, 표 2의 위로부터 2단째에 나타낸 바와 같이, 제1 설정 조작량 MV1을 0.75%, 제2 설정 조작량 MV2을 0.74%로 하고, MV1의 출력 횟수를 11회, MV2의 출력 횟수를 2회, 출력하지 않는 횟수를 2회로 했을 때, 상정 조작량 MV를 0.649%(=(0.75×11+0.74×2)/15)로 할 수 있다. 상정 조작량 MV가 0.649%일 때의 상정 전력은, 29.95 W(=30.00×(0.649/0.650))이다. 이와 같이, 위상 제어 방식에 의한 제1 설정 조작량 MV1 및 제2 설정 조작량 MV2와 사이클릭 제어 방식에 의한 출력의 제어의 조합에 의해, 원하는 전력을 고분해능으로 출력하는 것이 가능하다. For example, as shown in the second row from the top of Table 2, when the first set manipulated variable MV1 is 0.75% and the second set manipulated variable MV2 is 0.74%, the number of outputs of MV1 is 11 times, the number of outputs of MV2 is 2 times, and the number of non-outputs is 2 times, the assumed manipulated variable MV is 0.649% (= (0.75 × 11 + 0.74 × 2) / 15) can be done with The assumed electric power when the assumed manipulated variable MV is 0.649% is 29.95 W (= 30.00 × (0.649/0.650)). In this way, it is possible to output desired electric power with high resolution by combining the first set manipulated variable MV1 and the second set manipulated variable MV2 by the phase control method and output control by the cyclic control method.

Figure pct00002
Figure pct00002

이와 같이 실시예 2의 제1 제어 방식에 의하면, 전술한 오동작이 생기지 않고, 실시예 1에 비교하여, 상정 조작량 MV의 분해능을 1자릿수 높일 수 있고, 소전력을 제어할 수 있다. Thus, according to the first control method of Embodiment 2, the above-described malfunction does not occur, and compared to Embodiment 1, the resolution of the assumed manipulated variable MV can be increased by one digit, and low power can be controlled.

본 발명은, 이들 예시에 한정되지 않고, 청구범위에 의해 나타나며, 청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다. 예컨대, 제1 제어 방식은, 역위상 제어 방식에 사이클릭 제어 방식을 조합한 제어 방식이어도 좋다. 역위상 제어 방식은, 트리거 신호가 스위칭 소자에 입력되는 타이밍을 제어함으로써, 교류 전압 파형의 반주기마다 스위칭 소자를 통과한 전류를 차단시키도록 제어하는 방식이다. 사이클릭 제어 방식은, 스위칭 소자를 통과한 반주기마다의 전류의 출력 가부를 제어하는 방식이다. This invention is not limited to these examples, It is shown by the claim, and it is intended that the meaning of a claim and equality and all the changes within the range are included. For example, the first control method may be a control method in which a cyclic control method is combined with an antiphase control method. The anti-phase control method controls the timing at which a trigger signal is input to the switching device so as to cut off the current passing through the switching device every half cycle of the AC voltage waveform. The cyclic control method is a method of controlling the output availability of the current for each half cycle that has passed through the switching element.

1 : 히터 제어 장치
10 : 기체, 10a : 제1면, 10b : 제2면
10i : 내측 영역, 10m : 중간 영역, 10e : 외측 영역
20 : 지지체, 21 : 플랜지부
30 : 발열체, 31 : 제1 발열체, 32 : 제2 발열체
30t : 단자, 30c : 전력선
40 : 온도 센서
50 : 전류 센서, 51 : 제1 전류 센서, 52 : 제2 전류 센서
60 : 제어기
61 : 제1 온도 조절기, 62 : 제2 온도 조절기, 63 : 전력 제어기
631 : 제1 전력 제어기, 632 : 제2 전력 제어기
64 : 검출기, 65 : 연산기, 66 : 메모리
70 : 외부 출력 장치
80 : 트랜스, 81 : 제1 트랜스, 82 : 제2 트랜스
W : 가열 대상
tw : 시간폭, tMV, tMV1, tMV2 : 시간, θ : 조작 위상각
1: Heater control unit
10: gas, 10a: first surface, 10b: second surface
10i: inner region, 10m: middle region, 10e: outer region
20: support, 21: flange
30: heating element, 31: first heating element, 32: second heating element
30t: terminal, 30c: power line
40: temperature sensor
50: current sensor, 51: first current sensor, 52: second current sensor
60: controller
61: first temperature controller, 62: second temperature controller, 63: power controller
631: first power controller, 632: second power controller
64: detector, 65: calculator, 66: memory
70: external output device
80: trans, 81: first trans, 82: second trans
W: heating object
tw : time width, t MV , t MV1 , t MV2 : time, θ : operation phase angle

Claims (8)

히터 제어 장치에 있어서,
기체와,
상기 기체에 배치된 발열체와,
상기 발열체에 공급되는 교류 전력을 제어하는 전력 제어기
를 포함하고,
상기 전력 제어기는, 위상 제어 방식에 사이클릭 제어 방식이 조합된 제1 제어 방식에 의해 상기 교류 전력을 제어하고,
상기 위상 제어 방식은, 교류 전압 파형의 반주기마다, 트리거 신호가 스위칭 소자에 입력되는 시각과 상기 교류 전압 파형의 제로크로스점 사이인 통과 시간에 있어서 상기 스위칭 소자에 전류를 통과시키고,
상기 사이클릭 제어 방식은, 상기 교류 전압 파형의 반주기마다, 상기 스위칭 소자를 통과한 상기 전류의 출력 가부(可否)를 제어하고,
상기 통과 시간은, 상기 전력 제어기가 검출하는 상기 제로크로스점의 변동폭에 대응하여 미리 설정한 컷오프 시간 이상인 것인, 히터 제어 장치.
In the heater control device,
gas and
A heating element disposed in the body;
A power controller controlling AC power supplied to the heating element
including,
The power controller controls the AC power by a first control method in which a phase control method and a cyclic control method are combined;
The phase control method passes a current through the switching element in a passage time between a time when a trigger signal is input to the switching element and a zero cross point of the AC voltage waveform for each half cycle of the AC voltage waveform,
The cyclic control method controls the output availability of the current passing through the switching element for each half cycle of the AC voltage waveform,
The heater control device, wherein the passage time is equal to or longer than a cutoff time previously set in response to a fluctuation range of the zero cross point detected by the power controller.
제1항에 있어서,
상기 사이클릭 제어 방식은, N회의 반주기수 중 M회의 출력 비율로 전류의 출력을 행하고,
상기 발열체에 공급되는 상기 교류 전력은, 상기 위상 제어 방식에서의 상기 통과 시간과, 상기 출력 비율로 결정되는 전력인 것인, 히터 제어 장치.
According to claim 1,
The cyclic control method outputs current at an output ratio of M times among the number of half cycles of N times,
The heater control device according to claim 1 , wherein the alternating current power supplied to the heating element is power determined by the passage time in the phase control method and the output ratio.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 전력 제어기는, 상기 컷오프 시간보다 짧은 시간에 상당하는 전력을 상기 발열체에 공급하는 경우에 상기 제1 제어 방식을 행하는 것인, 히터 제어 장치.
According to claim 1 or 2,
The heater control device, wherein the power controller performs the first control method when supplying power to the heating element corresponding to a time shorter than the cutoff time.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 트리거 신호의 시간폭이 상기 통과 시간보다 짧은 것인, 히터 제어 장치.
According to any one of claims 1 to 3,
The time width of the trigger signal is shorter than the passing time, the heater control device.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 통과 시간은, 시간의 길이가 상이한 복수의 통과 시간을 갖는 것인, 히터 제어 장치.
According to any one of claims 1 to 4,
The heater control device, wherein the passage time has a plurality of passage times having different lengths of time.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기체는 원판형의 형상을 갖고,
상기 발열체는,
상기 기체의 중심을 포함하는 영역에 배치된 제1 발열체와,
상기 제1 발열체와 동심형으로 배치된 하나 이상의 제2 발열체
를 갖고,
상기 전력 제어기는, 상기 제1 발열체에 공급되는 제1 전력을 제어하는 제1 전력 제어기를 갖고,
상기 제1 전력 제어기가 상기 제1 제어 방식에 의해 상기 제1 전력을 제어하는 것인, 히터 제어 장치.
According to any one of claims 1 to 5,
The body has a disk-shaped shape,
The heating element,
A first heating element disposed in a region including the center of the gas;
At least one second heating element disposed concentrically with the first heating element
have
The power controller has a first power controller for controlling a first power supplied to the first heating element;
The heater control device, wherein the first power controller controls the first power by the first control method.
제6항에 있어서,
상기 하나 이상의 제2 발열체에 공급되는 전류를 측정하는 하나 이상의 전류 센서와,
상기 제2 발열체의 온도를 구하는 연산기
를 포함하고,
상기 전력 제어기는, 상기 제2 발열체에 공급되는 제2 전력을 제어하는 제2 전력 제어기를 갖고,
상기 제2 전력 제어기는, 상기 제1 전력에 대하여 미리 설정된 비율이 되도록 상기 제2 전력을 상기 제1 제어 방식에 의해 제어하고,
상기 연산기는, 상기 전류 센서의 측정치에 기초하여 상기 제2 발열체의 온도를 연산하는 것인, 히터 제어 장치.
According to claim 6,
At least one current sensor for measuring the current supplied to the at least one second heating element;
Calculator for obtaining the temperature of the second heating element
including,
The power controller has a second power controller that controls second power supplied to the second heating element;
The second power controller controls the second power by the first control method so as to have a preset ratio with respect to the first power;
The heater control device, wherein the calculator calculates the temperature of the second heating element based on the measured value of the current sensor.
부하에 공급되는 교류 전력을 제어하는 전력 제어 방법에 있어서,
위상 제어 방식에 사이클릭 제어 방식이 조합된 제1 제어 방식에 의해 상기 교류 전력을 제어하고,
상기 위상 제어 방식은, 교류 전압 파형의 반주기마다, 트리거 신호가 스위칭 소자에 입력되는 시각과 상기 교류 전압 파형의 제로크로스점 사이인 통과 시간에 있어서 상기 스위칭 소자에 전류를 통과시키고,
상기 사이클릭 제어 방식은, 상기 교류 전압 파형의 반주기마다, 상기 스위칭 소자를 통과한 상기 전류의 출력 가부를 제어하고,
상기 통과 시간은, 상기 제로크로스점의 변동폭에 대응하여 미리 설정한 컷오프 시간 이상인 것인, 전력 제어 방법.
A power control method for controlling AC power supplied to a load,
Controlling the AC power by a first control method in which a phase control method and a cyclic control method are combined;
The phase control method passes a current through the switching element in a passage time between a time when a trigger signal is input to the switching element and a zero cross point of the AC voltage waveform for each half cycle of the AC voltage waveform,
The cyclic control method controls the output availability of the current passing through the switching element for each half cycle of the AC voltage waveform,
The power control method of claim 1 , wherein the passing time is greater than or equal to a cutoff time previously set corresponding to the range of variation of the zero cross point.
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