KR20240045279A - 히터 온도를 제어하기 위해 정류기 및 벅 스테이지 (buck stage) 를 사용하는 전압의 진폭 변조 - Google Patents
히터 온도를 제어하기 위해 정류기 및 벅 스테이지 (buck stage) 를 사용하는 전압의 진폭 변조 Download PDFInfo
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Abstract
저항성 히터를 위한 제어 회로는 AC 소스로부터 AC 신호를 수신하도록 구성된 정류기를 포함한다. 스위치는 정류기에 연결된다. 제 1 다이오드는 스위치 및 정류기에 연결된다. LC 회로는 스위치, 제 1 다이오드 및 저항성 히터에 연결된다. 열전대 (thermocouple) 는 저항성 히터의 온도에 기초하여 온도 신호를 생성하도록 구성된다. 스위치 제어기는 열전대로부터 온도 신호를 수신하고 그리고 LC 회로로의 전력 출력을 가변하기 위해 스위치의 듀티 사이클을 제어하도록 구성된 스위치 제어 신호를 생성하도록 구성된다. LC 회로는 스위치의 듀티 사이클에 기초하여 가변하는 진폭을 갖는 정류된 AC 신호를 출력한다.
Description
본 개시는 히터들, 더 구체적으로 히터들의 진폭 변조에 관한 것이다.
본 명세서에 제공된 배경기술 기술 (description) 은 본 개시의 맥락을 일반적으로 제시할 목적이다. 이 배경기술 섹션에 기술된 정도의 본 명세서에 명명된 발명자들의 업적, 뿐만 아니라 출원 시 종래 기술로서 달리 인증되지 않을 수도 있는 본 기술의 양태들은 본 개시에 대한 종래 기술로서 명시적으로나 암시적으로 인정되지 않는다.
저항성 히터들은 다양한 애플리케이션들에서 사용될 수도 있다. 예를 들어, 기판 프로세싱 시스템들은 통상적으로 반도체 웨이퍼들과 같은 기판들 상에서 처리들을 수행하도록 사용된다. 처리 동안, 기판이 프로세싱 챔버의 기판 지지부 상에 배치된다 (arrange). 기판 처리들의 예들은 증착, 에칭, 세정 및/또는 다른 프로세스들을 포함한다. 프로세스 가스 혼합물들이 공급된다. 무선 주파수 (radio frequency; RF) 플라즈마 전력은 화학 반응들을 유발하기 위해 프로세스 가스들을 점화하도록 사용될 수도 있다.
기판 프로세싱 동안 프로세스 가스들, 프로세싱 챔버 컴포넌트들, 및/또는 기판의 온도 변동들은 프로세스 불균일성을 유발할 수도 있다. 예를 들어, 기판의 노출된 표면 상의 증착은 온도 변동에 따라 증가하거나 감소할 수도 있고, 이는 기판 상의 불균일한 증착 두께들을 야기한다. 프로세스 균일성을 보장하기 위해, 프로세스 가스들, 프로세싱 챔버 컴포넌트들, 및/또는 기판의 온도는 하나 이상의 저항성 히터들을 사용하여 제어될 수도 있다.
관련 출원들에 대한 교차 참조
본 출원은 2021년 8월 11일에 출원된 미국 특허 가출원 번호 제 63/231,942 호의 이익을 주장한다. 상기 참조된 출원의 전체 개시는 참조로서 본 명세서에 인용된다.
저항성 히터를 위한 제어 회로는 AC 소스로부터 AC 신호를 수신하도록 구성된 정류기를 포함한다. 스위치는 정류기에 연결된다. 제 1 다이오드는 스위치 및 정류기에 연결된다. LC 회로는 스위치, 제 1 다이오드 및 저항성 히터에 연결된다. 열전대 (thermocouple) 는 저항성 히터의 온도에 기초하여 온도 신호를 생성하도록 구성된다. 스위치 제어기는 열전대로부터 온도 신호를 수신하고 그리고 LC 회로로의 전력 출력을 가변하기 위해 스위치의 듀티 사이클을 제어하도록 구성된 스위치 제어 신호를 생성하도록 구성된다. LC 회로는 스위치의 듀티 사이클에 기초하여 가변하는 진폭을 갖는 정류된 AC 신호를 출력한다.
일부 실시 예들에서, 정류기는 제 2 다이오드 및 제 3 다이오드를 포함한다. 제 2 다이오드의 애노드 및 제 3 다이오드의 애노드는 AC 소스의 제 1 단자에 연결된다. 정류기는 제 4 다이오드 및 제 5 다이오드를 포함한다. 제 4 다이오드의 캐소드 및 제 5 다이오드의 캐소드는 AC 소스의 제 2 단자에 연결된다.
일부 실시 예들에서, 스위치는 정류기에 연결된 제 1 단자를 포함하고 그리고 제 1 다이오드는 스위치의 제 2 단자에 연결된 캐소드를 포함한다. LC 회로는 스위치의 제 2 단자 및 제 1 다이오드의 캐소드에 연결된 제 1 단자를 포함하는 제 1 인덕터, 제 1 다이오드의 애노드 및 정류기에 연결된 제 1 단자를 포함하는 제 2 인덕터, 및 제 1 인덕터의 제 2 단자 및 저항성 히터의 제 1 단자에 연결된 제 1 단자 및 제 2 인덕터의 제 2 단자 및 저항성 히터의 제 2 단자에 연결된 제 2 단자를 포함하는 커패시터를 포함한다.
일부 실시 예들에서, 스위치 제어기는 설정점 신호를 생성하도록 구성된 설정점 생성기를 포함한다. 스위치 제어기는 설정점 신호를 수신하도록 구성된 비반전 (noninverting) 입력부 및 온도 신호에 기초하여 신호를 수신하도록 구성된 반전 (inverting) 입력부를 포함하는 합산기를 더 포함한다. 스위치 제어기는 온도 신호를 수신하고, 온도 신호를 컨디셔닝하고 그리고 컨디셔닝된 온도 신호를 합산기로 출력하도록 구성된 피드백 컨디셔너를 더 포함한다.
일부 실시 예들에서, 스위치 제어기는 합산기의 출력을 수신하고 PID (proportional integral derivative) 신호를 생성하도록 구성된 PID 제어기를 포함한다. 디지털-아날로그 변환기 (digital to analog converter) 는 PID 신호에 기초하여 전압 문턱 값을 생성하도록 구성된다. 비교기는 오실레이터의 출력을 수신하도록 구성된 반전 입력부 및 전압 문턱 값을 수신하도록 구성된 비반전 입력부를 포함하고, 비교기의 출력은 스위치를 구동한다.
저항성 히터를 위한 제어 회로는 3 상 (3-phase) AC 신호를 정류하도록 구성된 정류기 및 N 개의 히터 회로들을 포함하고, 여기서 N은 0보다 더 큰 정수이다. N 개의 히터 회로들 각각은 정류기에 연결된 스위치, 스위치 및 정류기에 연결된 제 1 다이오드, 스위치, 제 1 다이오드 및 저항성 히터에 연결된 LC 회로를 포함한다. 열전대는 저항성 히터의 온도에 기초하여 온도 신호를 생성하도록 구성된다. 스위치 제어기는 열전대로부터 온도 신호를 수신하고 그리고 LC 회로로의 전력 출력을 가변하기 위해 스위치를 제어하도록 구성된 스위치 제어 신호를 생성하도록 구성된다. LC 회로는 스위치의 듀티 사이클에 기초하여 가변하는 진폭을 갖는 정류된 AC 신호를 출력한다.
일부 실시 예들에서, 스위치는 정류기에 연결된 제 1 단자를 포함하고 그리고 제 1 다이오드는 스위치의 제 2 단자에 연결된 캐소드를 포함한다.
일부 실시 예들에서, LC 회로는 스위치의 제 2 단자 및 제 1 다이오드의 캐소드에 연결된 제 1 단자를 포함하는 제 1 인덕터; 제 1 다이오드의 애노드 및 정류기에 연결된 제 1 단자를 포함하는 제 2 인덕터; 및 제 1 인덕터의 제 2 단자 및 저항성 히터의 제 1 단자에 연결된 제 1 단자 및 제 2 인덕터의 제 2 단자 및 저항성 히터의 제 2 단자에 연결된 제 2 단자를 포함하는 커패시터를 포함한다.
일부 실시 예들에서, 스위치 제어기는 설정점 신호를 생성하도록 구성된 설정점 생성기; 및 상기 설정점 신호를 수신하도록 구성된 비반전 입력부 및 상기 온도 신호에 기초하여 신호를 수신하도록 구성된 반전 입력부를 포함하는 합산기를 포함한다.
일부 실시 예들에서, 스위치 제어기는 온도 신호를 수신하고, 온도 신호를 컨디셔닝하고 그리고 컨디셔닝된 온도 신호를 합산기로 출력하도록 구성된 피드백 컨디셔너를 더 포함한다. 스위치 제어기는 합산기의 출력을 수신하고 PID 신호를 생성하도록 구성된 PID 제어기를 포함한다. 디지털-아날로그 변환기는 PID 신호에 기초하여 전압 문턱 값을 생성하도록 구성된다. 비교기는 오실레이터의 출력을 수신하도록 구성된 반전 입력부 및 전압 문턱 값을 수신하도록 구성된 비반전 입력부를 포함하고, 비교기의 출력은 스위치를 구동한다. N은 1보다 더 크다.
본 개시의 추가 적용 가능 영역들은 상세한 기술 (description) , 청구항들 및 도면들로부터 자명해질 것이다. 상세한 기술 및 구체적인 예들은 단지 예시의 목적들을 위해 의도되고, 본 개시의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.
본 개시는 상세한 기술 (description) 및 첨부된 도면들로부터 더 완전히 이해될 것이다.
도 1은 히터 제어 회로의 일 예의 기능적 블록도 및 전기적 개략도이다.
도 2는 저항성 히터의 이상적인 응답을 예시하는 그래프이다.
도 3a는 위상 각 (phase angle) 제어 동안 생성되는 전압 파형들을 예시하는 그래프이다.
도 3b는 버스트 제어 (burst control) 동안 생성되는 전압 파형들을 예시하는 그래프이다.
도 4는 본 개시에 따른 히터 제어 회로의 일 예의 기능적 블록도 및 전기적 개략도이다.
도 5는 본 개시에 따른 오실레이팅 신호, 정류된 오실레이팅 신호 및 펄싱된 신호에 대한 시간의 함수로서 전압의 그래프이다.
도 6은 본 개시에 따른 시간의 함수로서 스위칭된 정류된 전압의 일 예의 그래프이다.
도 7은 삼각파 및 전압 문턱 값을 사용하여 생성된 PWM 신호의 일 예를 도시하는 그래프이다.
도 8은 본 개시에 따른 다양한 듀티 사이클들에 대한 시간의 함수로서 스위칭된 정류된 AC 전압의 일 예를 도시한다.
도 9는 본 개시에 따른 3 상 (3-phase) AC 소스를 사용하는 예시적인 히터 제어 회로의 기능적 블록도이다.
도 10a 및 도 10b는 본 개시에 따른 정류기의 예들의 기능적 블록도들이다.
도 11은 도 9의 히터 제어 회로를 위한 제어기 및 DC-DC 변환기의 일 예의 기능적 블록도이다.
도 12는 정류된 AC 신호의 일 예의 그래프이다.
도 13은 정류된 3 상 신호의 일 예의 그래프이다.
도면들에서, 참조 번호들은 유사한 그리고/또는 동일한 엘리먼트들을 식별하기 위해 재사용될 수도 있다.
도 1은 히터 제어 회로의 일 예의 기능적 블록도 및 전기적 개략도이다.
도 2는 저항성 히터의 이상적인 응답을 예시하는 그래프이다.
도 3a는 위상 각 (phase angle) 제어 동안 생성되는 전압 파형들을 예시하는 그래프이다.
도 3b는 버스트 제어 (burst control) 동안 생성되는 전압 파형들을 예시하는 그래프이다.
도 4는 본 개시에 따른 히터 제어 회로의 일 예의 기능적 블록도 및 전기적 개략도이다.
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도 8은 본 개시에 따른 다양한 듀티 사이클들에 대한 시간의 함수로서 스위칭된 정류된 AC 전압의 일 예를 도시한다.
도 9는 본 개시에 따른 3 상 (3-phase) AC 소스를 사용하는 예시적인 히터 제어 회로의 기능적 블록도이다.
도 10a 및 도 10b는 본 개시에 따른 정류기의 예들의 기능적 블록도들이다.
도 11은 도 9의 히터 제어 회로를 위한 제어기 및 DC-DC 변환기의 일 예의 기능적 블록도이다.
도 12는 정류된 AC 신호의 일 예의 그래프이다.
도 13은 정류된 3 상 신호의 일 예의 그래프이다.
도면들에서, 참조 번호들은 유사한 그리고/또는 동일한 엘리먼트들을 식별하기 위해 재사용될 수도 있다.
히터 온도는 히터의 온 (on) 시간을 조정함으로써 제어될 수 있다. 히터의 온 시간은 히터를 통한 RMS (root mean square) 전압 및 전류를 조정한다. 히터로의 전력이 계속해서 턴 온 (turn on) 및 턴 오프 (turn off) 될 때, 히터는 열적 편위 (thermal excursion) 를 겪는다. 히터는 온 시간 동안 가열되고 오프 시간 동안 냉각된다.
온 및 오프 사이클링은 히터로 하여금 전력 온/오프에 따라 연속적으로 팽창하고 수축하게 하고, 이는 히터의 신뢰성에 부정적으로 영향을 준다. 이에 더하여, 일부 히터들은 저온 저항과 고온 저항 사이의 큰 차를 갖고, 이는 히터가 턴 온될 때 높은 돌입 전류 (inrush current) (정상 상태 (steady state) 전류의 수 배) 를 유발한다. 돌입 전류는 몇 초 동안 지속되고 시스템 및 컴포넌트들에 응력을 유발한다.
본 개시에 따른 히터 제어 회로들은 히터가 턴 온되고 턴 오프되는 것을 방지하기 위해 온 시간 대신 히터 전압 진폭을 변조한다. 전압은 온도 요건이 변화함에 따라 점진적으로 변화한다. 그 결과, 온/오프 제어에서와 같이 연속적인 팽창 및 수축이 없다. 히터 전압은 돌입 전류를 제한하기 위해 매우 낮은 전압으로부터 시작하고 그리고 히터 저항이 증가함에 따라 천천히 증가한다 (build up).
이제 도 1을 참조하면, 히터 제어 회로 (10) 는 교류 (AC) 또는 직류 (DC) 전압을 공급하도록 구성된 전압 소스 (12) 를 포함한다. 전압 소스 (12) 는 (회로 차단기 (circuit breaker; CD) 또는 퓨즈와 같은) 퓨저블 링크 (fusible link) F1에 의해 저항성 히터 RH1에 연결된 스위치 SW1에 연결된다. 열전대 (thermocouple; TC) (16) 는 저항성 히터 RH1의 온도를 센싱하고 그리고 온도 피드백 신호를 생성한다.
스위치 제어 회로 (20) 는 목표된 온도에 기초하여 전압 설정점 신호를 생성하고 전압 설정점 신호를 합산기 (28) 의 비반전 (noninverting) 입력부로 출력하는 설정점 생성기 (24) 를 포함한다. TC (16) 로부터 온도 피드백 신호는 피드백 컨디셔너 (30) 에 의해 수신된다. 피드백 컨디셔너 (30) 는 온도 피드백 신호를 컨디셔닝하고 그리고 컨디셔닝된 온도 피드백 신호를 합산기 (28) 의 반전 (inverting) 입력부로 출력한다. 일부 예들에서, 피드백 컨디셔너 (30) 는 온도 피드백 신호의 스케일을 온도 설정점 신호의 스케일로 조정하고 그리고/또는 신호의 필터링 및/또는 평활화 (smoothing) 를 수행한다.
합산기 (28) 의 출력은 PID (proportional integral derivative) 제어기 (34) 에 입력된다. PID 제어기 (34) 의 출력은 스위치 SW1의 개방 및 폐쇄를 제어한다. 일부 예들에서, 스위치 SW1은 전자기 릴레이, 고체-상태 릴레이 (solid-state relay), 실리콘 제어된 정류기 (silicon controlled rectifier; SCR) 또는 다른 스위칭 디바이스를 포함한다.
이제 도 2를 참조하면, 히터 온도는 이상적인 히터에 대한 시간의 함수로서 도시된다. 히터 온도는 설정점 온도로 상대적으로 신속하게 상승하고 그리고 오버슈트 (overshoot) 및 언더슈트 (undershoot) 를 최소화하면서 설정점 온도에서 안정화된다 (settle).
저항성 히터들에 대해, 온도 상승을 유발하도록 생성된 열은 저항성 히터의 전력 손실에 비례한다. 전력 손실은 I2R 또는 V2/R과 같고, 여기서 V는 저항성 히터에 걸친 RMS (root mean square) 전압이고, I는 저항성 히터를 통해 흐르는 RMS 전류이고 그리고 R은 저항성 히터의 저항이다.
히터 온도는 전통적으로 저항성 히터의 온 시간을 제어함으로써 그리고 이에 따라 저항성 히터를 통한 RMS 전압 및 전류를 제어함으로써 제어된다. 이는 필요한 듀티 사이클에서 스위치 SW1 및 펄스 폭 변조 (pulse width modulation; PWM) 를 사용하여 특정한 온 시간 및 오프 시간 동안 히터 전력을 턴 온 및 턴 오프함으로써 달성된다. 필요한 온 시간은 PID 제어기 (34) 를 사용하여 계산된다.
히터로의 전력이 온 및 오프 사이클링될 때, 저항성 히터는 열적 편위를 겪는다. 저항성 히터는 스위치 SW1이 온일 때 가열되고 그리고 스위치 SW1이 오프일 때 냉각된다. 온 및 오프 사이클링은 저항성 히터로 하여금 전력 온/오프와 함께 반복적으로 팽창하고 수축하게 하고 그리고 저항성 히터에 응력을 유발하고, 이는 신뢰성에 영향을 준다. 증가된 마모는 저항성 히터가 반복적으로 턴 온되고 턴 오프될 때 악화될 수 있다. 온 시간이 더 짧을 때, 온도 설정점의 변화들을 충족시키는 데 시간이 더 걸리고 그리고 온/오프 사이클들의 수가 증가한다.
일부 저항성 히터들은 고온 저항과 비교하여 더 낮은 저온 저항을 갖는다. 더 낮은 저온 저항은 일단 저항이 더 높은 온도들에서 상승하면 점진적으로 감소하는 높은 돌입 전류를 유발한다. 돌입 전류는 저항성 히터의 온도가 더 높은 값으로 상승할 때까지 (밀리 초 범위에서 더 짧은 기간들 동안 지속되는 용량성 돌입 전류 또는 변압기 돌입 전류와 달리) 몇 초 동안 지속된다. 높은 돌입 전류는 온도 제어 회로 및 저항성 히터의 컴포넌트들에 응력을 가한다 (stress). 더 높은 돌입 전류는 또한 높은 돌입 전류를 견디도록 정격화되어야 하는 퓨즈들, 콘택터들 및 다른 컴포넌트들과 같은 업스트림 (upstream) 컴포넌트들에 부정적인 영향을 준다.
이제 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 사용된 2 가지 타입들의 온/오프 스위칭은 위상 각 점호 제어 (phase angle firing control) 및 버스트 제어 (burst control) 이다. 위상 각 점호 제어를 사용할 때, 스위치 SW1은 도 3a에 도시된 바와 같이 필요한 온 시간을 달성하기 위해 제로 크로싱 (zero crossing) 으로부터 특정한 위상 각들에서 폐쇄된다. 출력은 온 시간에 비례한다. 온-시간은 0으로부터 1 라인 사이클 기간으로 가변할 수 있다. 이 접근법은 저온 저항과 고온 저항 사이의 높은 변동들을 갖는 히터들의 돌입 전류를 감소시킨다. 그러나, 이 접근법은 스위칭이 0이 아닌 전압들에서 수행되기 때문에 높은 전자기 간섭 (electromagnetic interference; EMI) 을 유발한다. 이 접근법은 또한 턴 온 시간 동안 전류 및 전압 모두가 높기 때문에 스위칭 디바이스의 가열로 인한 높은 스위칭 손실들을 유발한다.
버스트 제어를 사용할 때, 스위칭은 도 3b에 도시된 바와 같이 라인 전압의 제로 크로싱에서 수행된다. 스위치 SW1이 온으로 남아 있는 사이클들의 수는 듀티 사이클에 종속되고 그리고 나머지 사이클들은 오프이다. 최소 온-시간은 1 사이클이다. 따라서, 전류 제한은 가능하지 않다. 스위칭이 제로 크로싱에서 수행되기 때문에 EMI가 없다. 버스트 제어 접근법은 스위칭이 저 손실들 및 가열에 대응하는 제로 크로싱에서 발생하고 덜 자주 수행되기 때문에 스위치 SW1의 수명을 증가시킨다. 그러나, 저항성 히터의 수명은 시간 기준이 3 사이클들보다 더 길면 부정적으로 영향을 받을 수 있고, 이는 듀티 사이클 비의 범위를 제한한다.
이들 두 제어 접근법들 모두에 대해, 저항성 히터는 0과 입력 전압 사이의 불균일한 전압 전이들을 볼 수 있다. 전체 부하 입력 전류는 스위치가 폐쇄될 때 존재하고 그리고 스위치가 개방될 때 전류는 없다. 열적 편위들은 히터가 사이클마다 전력 온 (power on) 및 전력 오프 (power off) 되기 때문에 제거하기 어렵다.
본 개시에 따른 히터 제어 회로에서, 전압의 진폭은 (온 시간 대신) 듀티 사이클에 기초하여 가변된다. 따라서, 저항성 히터는 갑작스런 온/오프 사이클링을 경험하지 않는다. 저항성 히터는 반복된 온 및 오프 사이클들 대신 더 평활하고 원활한 (seamless) 전이를 볼 것이고, 이는 열적 편위들을 제거한다. 저항성 히터는 전압이 원활하고 신속하게 가변될 수 있기 때문에 온도 설정점의 변화들에 더 신속하게 반응할 수 있다. 이는 또한 전압이 위상 각 점호를 필요로 하지 않고 점진적으로 증가될 수 있기 때문에 돌입 전류를 제한하는 것을 돕는다. 전압 및 전류는 폴드-백 (fold-back) 을 통해 단락 (short circuits) 또는 과전류를 방지하도록 제한될 수 있다.
이제 도 4를 참조하면, 히터 제어 회로 (110) 는 미리 결정된 주파수에서 AC 전압을 제공하는 전압 소스 (112) 를 포함하는 것으로 도시된다. 일부 예들에서, 전압 소스 (112) 의 주파수는 50 ㎐ 또는 60 ㎐이지만, 다른 주파수들이 사용될 수 있다. 전압 소스 (112) 의 제 1 단자는 다이오드 D1의 애노드 및 다이오드 D2의 캐소드에 연결된다. 전압 소스 (112) 의 제 2 단자는 다이오드 D3의 애노드 및 다이오드 D4의 캐소드에 연결된다.
다이오드 D1의 캐소드 및 다이오드 D3의 캐소드는 스위치 SW1의 제 1 단자에 연결된다. 스위치 SW1의 제 2 단자는 다이오드 D5의 캐소드 및 제 1 인덕터 L1의 제 1 단자에 연결된다. 인덕터 L1의 제 2 단자는 커패시터 C1의 제 1 단자 및 저항성 히터 RH1의 제 1 단자에 연결된다. 커패시터 C1의 제 2 단자 및 저항성 히터 RH1의 제 2 단자는 제 2 인덕터 L2의 제 1 단자에 연결된다. 제 2 인덕터 L2의 제 2 단자는 다이오드 D2, 다이오드 D4, 및 다이오드 D5의 애노드들에 연결된다. 열전대 (114) 는 히터 온도 신호를 생성한다.
제어 회로 (120) 는 합산기 (128) 의 비반전 입력부로 출력되는 설정점 신호를 생성하는 설정점 생성기 (124) 를 포함한다. 피드백 컨디셔너 (130) 는 열전대 (114) 로부터 히터 온도 신호를 수신한다. 피드백 컨디셔너 (130) 에 의해 출력되는 컨디셔닝된 온도 피드백 신호는 합산기 (128) 의 반전 입력부에 입력된다.
합산기 (128) 의 출력은 PID 제어기 (134) 에 입력된다. PID 제어기 (134) 의 출력은 디지털-아날로그 변환기 (digital to analog converter; DAC) 또는 직렬 디지털-아날로그 변환기 (serial DAC; SDAC) (138) 에 입력된다. SDAC (138) 는 비교기 (142) 의 비반전 입력부로 전압 문턱 값을 출력한다. 오실레이터 (144) 는 비교기 (142) 의 반전 입력부로 오실레이팅 신호를 출력한다. 비교기 (142) 의 출력은 스위치 SW1을 제어한다.
이제 도 5 내지 도 8을 참조하면, 도 4의 회로의 동작이 도시된다. 다이오드 D1, 다이오드 D2, 다이오드 D3 및 다이오드 D4를 포함하는 입력 정류기는 도 5에 도시된 바와 같이 입력 AC 전압을 정류한다. 스위치 SW1은 도 7에 도시된 바와 같이 PID 제어기의 출력으로부터 변환되는 펄스 폭 변조 (PWM) 에 의해 제어된다. 일부 예들에서, PWM의 스위칭 주파수는 전압 소스의 주파수보다 상당히 더 높다. 일부 예들에서, 스위칭 주파수는 전압 소스의 주파수의 100, 250, 500 또는 1000 배이다.
PWM 신호는 PID 제어기의 출력에서와 동일한 듀티 사이클을 포함하지만 고 주파수로 증폭된다. PWM의 온-시간은 PID 제어기에 의해 생성된 온-시간과 동일하다. PID 출력 듀티 사이클은 AC 소스의 주파수에 비해 더 느리고 그리고 일반적으로 1/2 사이클 내내 일정하다. 스위칭된 정류기의 필터링된 출력은 PID 듀티 사이클에 정비례한다.
일부 예들에서, LC 필터는 스위칭된 정류기 출력의 고 스위칭 주파수 컴포넌트만을 필터링하기에 충분히 작고 그리고 정류된 전압의 주파수를 유지한다. 일부 예들에서, LC 필터는 50 ㎑의 스위칭 주파수를 필터링하고 그리고 정류된 전압의 주파수 (예를 들어, 전압 소스가 정류되기 때문에, 100 ㎐ 또는 2 x 50 ㎐) 를 통과시킨다. PID 듀티 사이클이 25 ％, 33 ％, 50 ％ 또는 100 ％이면, 출력 전압은 도 8에 도시된 바와 같이 입력 전압의 각각 25 ％, 33 ％, 50 ％ 또는 100 ％이다.
특정한 토폴로지 (topology) 가 상기 도시되었지만, 다른 토폴로지들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 절연 게이트 양극성 트랜지스터들 (insulated gate bipolar transistors; IGBT) 을 사용하는 스위칭된 정류기가 또한 사용될 수 있다. 다른 예들에서, 백-투-백 (back-to-back) MOSFET들이 상부 다이오드들 대신 사용될 수 있다. 또 다른 예들에서, AC 또는 DC 초퍼 회로들 (chopper circuits) 은 동일한 로직을 구현하도록 사용될 수 있다. 즉, 본 개시에 따른 회로는 PID 출력과 동일한 듀티 비 및 고 스위칭 주파수를 갖는 스위칭된 정류기 출력을 생성한다.
이제 도 9를 참조하면, 또 다른 히터 제어 회로 (210) 가 도시된다. 3 상 (3-phase) AC 전압 소스 (220) 는 출력들을 각각 회로 차단기들 (224-1, 224-2 및 224-3) (집합적으로 회로 차단기들 (224)) 로 제공한다. 회로 차단기들 (224) 의 출력들은 정류기 (232) 에 입력된다.
정류기 (232) 의 제 1 출력 및 제 2 출력은 DC-DC 변환기들 (254-1, 254-2, 254-3, 및 254-4) (집합적으로 DC-DC 변환기들 (254)) 에 입력된다. DC-DC 변환기들 (254-1, 254-2, 254-3, 및 254-4) 의 출력들은 각각 히터들 (242-1, 242-2, 242-3 및 242-4) (집합적으로 히터들 (242)) 에 입력된다. 출력 DC-DC 스테이지의 기능은 히터들 (242) 의 필요한 온도에 대응하는 전압으로 정류된 3 상 전압의 진폭을 변조하는 것이다. 일부 예들에서, 이 스테이지는 스위칭 주파수를 필터링하기 위해 LC 필터를 사용하는 단순한 벅 스테이지 (buck stage) 를 포함할 수 있다. 열전대들 (246-1, 246-2, 246-3 및 246-4) (집합적으로 열전대들 (246)) 은 각각 DC-DC 변환기들 (254-1, 254-2, 254-3, 및 254-4) 을 제어하는 제어기들 (250-1, 250-2, 250-3, 및 250-4) (집합적으로 제어기들 (250)) 에 피드백되는 측정된 온도 신호들을 생성한다.
이제 도 10a를 참조하면, 정류기 (232) 의 일 예는 역률 보정 (power factor correction; PFC) 및 절연을 수행하도록 더 구성된다. 정류기 (232) 는 일 위상 및 중성선 (neutral) 에 연결되고 그리고 복수의 다이오드들을 포함하는 제 1 정류기 회로 (280-1) 를 포함한다. PFC 회로 (282-1) 는 제 1 정류기 회로 (280-1) 의 출력을 수신하고 역률 보정을 수행한다. 일부 예들에서, PFC 회로 (282-1) 는 부스트 (boost) 역률 보정을 수행하고 그리고 다이오드의 캐소드에 연결된 제 2 단자를 갖는 인덕터, 인덕터의 제 2 단자와 다이오드의 캐소드 사이에 연결된 제 1 단자를 갖는 스위치 및 다이오드의 애노드에 연결된 커패시터를 포함하지만, 다른 역률 보정 회로들이 사용될 수 있다.
인버터 (284-1) 는 PFC 회로 (282-1) 의 출력을 수신한다. 일부 예들에서, 인버터 (284-1) 는 H-브리지 인버터를 포함한다. 인버터 (284-1) 의 출력은 절연을 제공하는 변압기 (286-1) 에 입력된다. 변압기 (286-1) 의 출력은 정류기 (288-1) 에 입력된다. 다른 상들이 유사하게 설계되고 그리고 정류기들 (280-2 및 280-3), PFC 회로들 (282-2 및 282-3), 인버터들 (284-2 및 284-3), 변압기들 (286-2 및 286-3), 및 정류기들 (288-2 및 288-3) 에 각각 연결된다.
별개의 정류기들, PFC 회로들, 인버터들, 변압기들 및 정류기들이 도 10a에 도시된 바와 같이 3 상들 각각에 대해 제공된다. 대안적으로, 3 상들을 핸들링하는 정류기 (290), PFC 회로 (292), 인버터 (294), 변압기 (296) 및 정류기 (298) 가 도 10b에 도시된 바와 같이 제공될 수 있다.
이제 도 11을 참조하면, DC-DC 변환기들 (254) 중 하나는 정류기 (232) 에 연결된 제 1 단자 및 다이오드 D5의 캐소드 및 인덕터 L1의 제 1 단자에 연결된 제 2 단자를 포함하는 스위치 SW1을 포함하는 것으로 도시된다. 인덕터 L1의 제 2 단자는 커패시터 C1의 제 1 단자 및 저항성 히터 RH1 (또는 히터들 (242)) 의 제 1 단자에 연결된다. 저항성 히터 RH1의 제 2 단자 및 커패시터 C1의 제 2 단자는 제 2 인덕터 L2의 제 1 단자에 연결된다. 인덕터 L2의 제 2 단자는 다이오드 D5의 애노드 및 정류기 (232) 에 연결된다.
제어기 (250') 는 합산기 (316) 의 비반전 입력부로 출력되는 설정점 신호를 생성하는 설정점 생성기 (314) 를 포함한다. 피드백 컨디셔너 (324) 는 열전대 (246) 의 출력을 수신하고 컨디셔닝된 온도 피드백 신호를 합산기 (316) 의 반전 입력부로 출력한다. 합산기 (316) 의 출력은 PID 제어기 (328) 에 입력된다. PID 제어기 (328) 의 출력은 전압 문턱 값을 생성하고 비교기 (424) 의 비반전 입력부로 출력하는, DAC 또는 SDAC 제어기 (414) 에 입력된다. 오실레이터 (416) 는 비교기 (424) 의 반전 입력부로 오실레이팅 신호를 출력한다. 비교기 (424) 의 출력은 스위치 SW1을 구동한다.
이제 도 12 및 도 13을 참조하면, 전압 파형들이 도시된다. 도 12에서, 단일 위상에 대한 정류된 전압이 도시된다. 도 13에서, 3 상 정류된 전압이 도시된다.
인식될 수 있는 바와 같이, 본 명세서에 기술된 히터 제어 회로는 저항성 히터들의 신뢰성을 상승시키고 히터 제어 회로의 다른 컴포넌트들에 대한 응력을 감소시킨다. 히터 제어 회로는 매우 다양한 애플리케이션들의 저항성 히터들 예컨대 페데스탈 히터들, 가스 히터들, 샤워헤드 히터들 및/또는 반도체 애플리케이션들에서 다른 저항성 가열을 위해 사용될 수 있다. 본 명세서에 기술된 히터 제어 회로는 또한 온도가 PID를 사용하여 정밀하게 제어되는 산업용 퍼니스들 (furnaces), 오븐들 또는 다른 애플리케이션들과 같은 다른 애플리케이션들에서 사용될 수도 있다.
전술한 기술은 본질적으로 단지 예시이고, 어떠한 방식으로도 본 개시, 이의 적용 예, 또는 사용들을 제한하도록 의도되지 않는다. 본 개시의 광범위한 교시들 (teachings) 은 다양한 형태들로 구현될 수 있다. 따라서, 본 개시가 특정한 예들을 포함하지만, 본 개시의 진정한 범위는 다른 수정들이 도면들, 명세서 및 이하의 청구항들의 연구 시 자명해질 것이기 때문에 이렇게 제한되지 않아야 한다. 방법의 하나 이상의 단계들은 본 개시의 원리들을 변경하지 않고 상이한 순서로 (또는 동시에) 실행될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 실시 예들 각각이 특정한 실시 예들을 갖는 것으로 상기 기술되었지만, 본 개시의 임의의 실시 예에 대해 기술된 이들 실시 예들 중 임의의 하나 이상의 실시 예들은, 조합이 명시적으로 기술되지 않아도, 일부 실시 예들 중 임의의 실시 예들로 그리고/또는 일부 실시 예들 중 임의의 실시 예들과 조합하여 구현될 수 있다. 즉, 기술된 실시 예들은 상호 배타적이지 않고, 하나 이상의 실시 예들의 또 다른 실시 예들과의 치환들이 본 개시의 범위 내에 남는다.
엘리먼트들 간 (예를 들어, 모듈들, 회로 엘리먼트들, 반도체 층들, 등 간) 의 공간적 관계 및 기능적 관계는, "연결된 (connected)", "인게이지된 (engaged)", "커플링된 (coupled)", "인접한 (adjacent)", "옆에 (next to)", "~의 상단에 (on top of)", "위에 (above)", "아래에 (below)" 및 "배치된 (disposed)"을 포함하는, 다양한 용어들을 사용하여 기술된다. "직접적"인 것으로 명시적으로 기술되지 않는 한, 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 간의 관계가 상기 개시에서 기술될 때, 이 관계는 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 사이에 다른 중개하는 엘리먼트들이 존재하지 않는 직접적인 관계일 수 있지만, 또한 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 사이에 (공간적으로 또는 기능적으로) 하나 이상의 중개하는 엘리먼트들이 존재하는 간접적인 관계일 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 구 A, B 및 C 중 적어도 하나는 비배타적인 논리 OR를 사용하여, 논리적으로 (A 또는 B 또는 C) 를 의미하는 것으로 해석되어야 하고, "적어도 하나의 A, 적어도 하나의 B 및 적어도 하나의 C"를 의미하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
일부 구현 예들에서, 제어기는 상기 기술된 예들의 일부일 수도 있는 시스템의 일부이다. 이러한 시스템들은 프로세싱 툴 또는 툴들, 챔버 또는 챔버들, 프로세싱을 위한 플랫폼 또는 플랫폼들 및/또는 특정 프로세싱 컴포넌트들 (웨이퍼 페데스탈, 가스 플로우 시스템, 등) 을 포함하는, 반도체 프로세싱 장비를 포함할 수 있다. 이들 시스템들은 반도체 웨이퍼 또는 기판의 프로세싱 이전에, 프로세싱 동안에, 그리고 프로세싱 이후에 그들의 동작을 제어하기 위한 전자 장치 (electronics) 와 통합될 수도 있다. 전자 장치는 시스템 또는 시스템들의 다양한 컴포넌트들 또는 하위부분들을 제어할 수도 있는 "제어기"로서 지칭될 수도 있다. 제어기는, 시스템의 프로세싱 요건들 및/또는 타입에 따라서, 프로세싱 가스들의 전달, 온도 설정들 (예를 들어, 가열 및/또는 냉각), 압력 설정들, 진공 설정들, 전력 설정들, 무선 주파수 (radio frequency; RF) 생성기 설정들, RF 매칭 회로 설정들, 주파수 설정들, 플로우 레이트 설정들, 유체 전달 설정들, 포지션 및 동작 설정들, 툴 및 다른 이송 툴들 및/또는 특정 시스템과 연결되거나 인터페이싱된 로드 록들 내외로의 웨이퍼 이송들을 포함하는, 본 명세서에 개시된 프로세스들 중 임의의 프로세스들을 제어하도록 프로그래밍될 수도 있다.
일반적으로 말하면, 제어기는 인스트럭션들을 수신하고, 인스트럭션들을 발행하고, 동작을 제어하고, 세정 동작들을 가능하게 하고, 엔드포인트 측정들을 가능하게 하는, 등을 하는 다양한 집적 회로들, 로직, 메모리 및/또는 소프트웨어를 갖는 전자 장치로서 규정될 수도 있다. 집적 회로들은 프로그램 인스트럭션들을 저장하는 펌웨어의 형태의 칩들, 디지털 신호 프로세서들 (DSPs), 주문형 반도체들 (application specific integrated circuits; ASICs) 로서 규정되는 칩들 및/또는 프로그램 인스트럭션들 (예를 들어, 소프트웨어) 을 실행하는 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 마이크로제어기들을 포함할 수도 있다. 프로그램 인스트럭션들은 반도체 웨이퍼 상에서 또는 반도체 웨이퍼에 대한 특정 프로세스를 수행하기 위한 동작 파라미터들을 규정하는, 다양한 개별 설정들 (또는 프로그램 파일들) 의 형태로 제어기와 통신하는 또는 시스템과 통신하는 인스트럭션들일 수도 있다. 일부 실시 예들에서, 동작 파라미터들은 하나 이상의 층들, 재료들, 금속들, 옥사이드들, 실리콘, 실리콘 다이옥사이드, 표면들, 회로들 및/또는 웨이퍼의 다이들의 제조 동안에 하나 이상의 프로세싱 단계들을 달성하도록 프로세스 엔지니어들에 의해서 규정된 레시피의 일부일 수도 있다.
제어기는, 일부 구현 예들에서, 시스템과 통합되거나, 시스템에 커플링되거나, 그렇지 않으면 시스템에 네트워킹되거나, 또는 이들의 조합으로 될 수 있는 컴퓨터에 커플링되거나 이의 일부일 수도 있다. 예를 들어, 제어기는 웨이퍼 프로세싱의 원격 액세스를 가능하게 할 수 있는 팹 호스트 컴퓨터 시스템의 전부 또는 일부이거나 "클라우드" 내에 있을 수도 있다. 컴퓨터는 제조 동작들의 현 진행을 모니터링하거나, 과거 제조 동작들의 이력을 조사하거나, 복수의 제조 동작들로부터 경향들 또는 성능 계측치들을 조사하거나, 현 프로세싱의 파라미터들을 변경하거나, 현 프로세싱을 따르는 프로세싱 단계들을 설정하거나, 새로운 프로세스를 시작하기 위해서, 시스템으로의 원격 액세스를 인에이블할 수도 있다. 일부 예들에서, 원격 컴퓨터 (예를 들어, 서버) 가 로컬 네트워크 또는 인터넷을 포함할 수도 있는, 네트워크를 통해 프로세스 레시피들을 시스템에 제공할 수 있다. 원격 컴퓨터는 차후에 원격 컴퓨터로부터 시스템으로 전달될 파라미터들 및/또는 설정들의 입력 또는 프로그래밍을 인에이블하는 사용자 인터페이스를 포함할 수도 있다. 일부 예들에서, 제어기는 하나 이상의 동작들 동안 수행될 프로세싱 단계들 각각에 대한 파라미터들을 특정하는, 데이터의 형태의 인스트럭션들을 수신한다. 파라미터들은 제어기가 제어하거나 인터페이싱하도록 구성되는 툴의 타입 및 수행될 프로세스의 타입에 특정적일 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서 상기 기술된 바와 같이, 제어기는 예컨대 본 명세서에 기술된 프로세스들 및 제어들과 같은, 공통 목적을 향해 함께 네트워킹되고 작동하는 하나 이상의 이산 제어기들을 포함함으로써 분산될 수도 있다. 이러한 목적들을 위한 분산형 제어기의 일 예는 챔버 상의 프로세스를 제어하도록 조합되는 원격으로 (예컨대 플랫폼 레벨에서 또는 원격 컴퓨터의 일부로서) 위치한 하나 이상의 집적 회로들과 통신하는 챔버 상의 하나 이상의 집적 회로들일 것이다.
제한 없이, 예시적인 시스템들은 플라즈마 에칭 챔버 또는 모듈, 증착 챔버 또는 모듈, 스핀-린스 (spin-rinse) 챔버 또는 모듈, 금속 도금 챔버 또는 모듈, 세정 챔버 또는 모듈, 베벨 에지 에칭 챔버 또는 모듈, 물리적 기상 증착 (physical vapor deposition; PVD) 챔버 또는 모듈, 화학적 기상 증착 (chemical vapor deposition; CVD) 챔버 또는 모듈, 원자 층 증착 (atomic layer deposition; ALD) 챔버 또는 모듈, 원자 층 에칭 (atomic layer etch; ALE) 챔버 또는 모듈, 이온 주입 챔버 또는 모듈, 트랙 (track) 챔버 또는 모듈 및 반도체 웨이퍼들의 제조 및/또는 제작 시에 사용되거나 연관될 수도 있는 임의의 다른 반도체 프로세싱 시스템들을 포함할 수도 있다.
상기 주지된 바와 같이, 툴에 의해서 수행될 프로세스 단계 또는 단계들에 따라서, 제어기는, 반도체 제작 공장 내의 툴 위치들 및/또는 로드 포트들로부터/로드 포트들로 웨이퍼들의 컨테이너들을 이동시키는 재료 이송 시에 사용되는, 다른 툴 회로들 또는 모듈들, 다른 툴 컴포넌트들, 클러스터 툴들, 다른 툴 인터페이스들, 인접 툴들, 이웃하는 툴들, 공장 도처에 위치한 툴들, 메인 컴퓨터, 또 다른 제어기, 또는 툴들 중 하나 이상과 통신할 수도 있다.
Claims (19)
- 저항성 히터를 위한 제어 회로에 있어서,
AC 소스로부터 AC 신호를 수신하도록 구성된 정류기;
상기 정류기에 연결된 스위치;
상기 스위치 및 상기 정류기에 연결된 제 1 다이오드;
상기 스위치, 상기 제 1 다이오드 및 저항성 히터에 연결된 LC 회로;
상기 저항성 히터의 온도에 기초하여 온도 신호를 생성하도록 구성된 열전대 (thermocouple); 및
스위치 제어기를 포함하고, 상기 스위치 제어기는,
상기 열전대로부터 상기 온도 신호를 수신하고; 그리고
상기 LC 회로로의 전력 출력을 가변하기 위해 상기 스위치의 듀티 사이클을 제어하도록 구성된 스위치 제어 신호를 생성하도록 구성되고,
상기 LC 회로는 상기 스위치의 듀티 사이클에 기초하여 가변하는 진폭을 갖는 정류된 AC 신호를 출력하는, 저항성 히터를 위한 제어 회로. - 제 1 항에 있어서,
상기 정류기는,
제 2 다이오드;
제 3 다이오드로서, 상기 제 2 다이오드 및 상기 제 3 다이오드의 애노드들은 상기 AC 소스의 제 1 단자에 연결되는, 상기 제 3 다이오드;
제 4 다이오드; 및
제 5 다이오드로서, 상기 제 4 다이오드 및 상기 제 5 다이오드의 캐소드들은 상기 AC 소스의 제 2 단자에 연결되는, 상기 제 5 다이오드를 포함하는, 저항성 히터를 위한 제어 회로. - 제 1 항에 있어서,
상기 스위치는 상기 정류기에 연결된 제 1 단자를 포함하고; 그리고
상기 제 1 다이오드는 상기 스위치의 제 2 단자에 연결된 캐소드를 포함하는, 저항성 히터를 위한 제어 회로. - 제 1 항에 있어서,
상기 LC 회로는,
상기 스위치의 제 2 단자 및 상기 제 1 다이오드의 캐소드에 연결된 제 1 단자를 포함하는 제 1 인덕터;
상기 제 1 다이오드의 애노드 및 상기 정류기에 연결된 제 1 단자를 포함하는 제 2 인덕터; 및
상기 제 1 인덕터의 제 2 단자 및 상기 저항성 히터의 제 1 단자에 연결된 제 1 단자 및 상기 제 2 인덕터의 제 2 단자 및 상기 저항성 히터의 제 2 단자에 연결된 제 2 단자를 포함하는 커패시터를 포함하는, 저항성 히터를 위한 제어 회로. - 제 1 항에 있어서,
상기 스위치 제어기는 설정점 신호를 생성하도록 구성된 설정점 생성기를 포함하는, 저항성 히터를 위한 제어 회로. - 제 5 항에 있어서,
상기 스위치 제어기는 상기 설정점 신호를 수신하도록 구성된 비반전 (noninverting) 입력부 및 상기 온도 신호에 기초하여 신호를 수신하도록 구성된 반전 (inverting) 입력부를 포함하는 합산기를 더 포함하는, 저항성 히터를 위한 제어 회로. - 제 6 항에 있어서,
상기 스위치 제어기는 상기 온도 신호를 수신하고, 상기 온도 신호를 컨디셔닝하고 그리고 컨디셔닝된 온도 신호를 상기 합산기로 출력하도록 구성된 피드백 컨디셔너를 더 포함하는, 저항성 히터를 위한 제어 회로. - 제 6 항에 있어서,
상기 스위치 제어기는 상기 합산기의 출력을 수신하고 PID (proportional integral derivative) 신호를 생성하도록 구성된 PID 제어기를 포함하는, 저항성 히터를 위한 제어 회로. - 제 8 항에 있어서,
상기 PID 신호에 기초하여 전압 문턱 값을 생성하도록 구성된 디지털-아날로그 변환기 (digital to analog converter) 를 더 포함하는, 저항성 히터를 위한 제어 회로. - 제 9 항에 있어서,
오실레이터의 출력을 수신하도록 구성된 반전 입력부 및 상기 전압 문턱 값을 수신하도록 구성된 비반전 입력부를 포함하는 비교기를 더 포함하고, 상기 비교기의 출력은 상기 스위치를 구동하는, 저항성 히터를 위한 제어 회로. - 저항성 히터를 위한 제어 회로에 있어서,
3 상 (3-phase) AC 신호를 정류하도록 구성된 정류기; 및
N 개의 히터 회로들을 포함하고, N은 0보다 더 큰 정수이고,
상기 N 개의 히터 회로들 각각은,
상기 정류기에 연결된 스위치;
상기 스위치 및 상기 정류기에 연결된 제 1 다이오드;
상기 스위치, 상기 제 1 다이오드 및 저항성 히터에 연결된 LC 회로;
상기 저항성 히터의 온도에 기초하여 온도 신호를 생성하도록 구성된 열전대 (thermocouple); 및
스위치 제어기를 포함하고, 상기 스위치 제어기는,
상기 열전대로부터 상기 온도 신호를 수신하고; 그리고
상기 LC 회로로의 전력 출력을 가변하기 위해 상기 스위치를 제어하도록 구성된 스위치 제어 신호를 생성하도록 구성되고,
상기 LC 회로는 상기 스위치의 듀티 사이클에 기초하여 가변하는 진폭을 갖는 정류된 AC 신호를 출력하는, 저항성 히터를 위한 제어 회로. - 제 11 항에 있어서,
상기 스위치는 상기 정류기에 연결된 제 1 단자를 포함하고; 그리고
상기 제 1 다이오드는 상기 스위치의 제 2 단자에 연결된 캐소드를 포함하는, 저항성 히터를 위한 제어 회로. - 제 11 항에 있어서,
상기 LC 회로는,
상기 스위치의 제 2 단자 및 상기 제 1 다이오드의 캐소드에 연결된 제 1 단자를 포함하는 제 1 인덕터;
상기 제 1 다이오드의 애노드 및 상기 정류기에 연결된 제 1 단자를 포함하는 제 2 인덕터; 및
상기 제 1 인덕터의 제 2 단자 및 상기 저항성 히터의 제 1 단자에 연결된 제 1 단자 및 상기 제 2 인덕터의 제 2 단자 및 상기 저항성 히터의 제 2 단자에 연결된 제 2 단자를 포함하는 커패시터를 포함하는, 저항성 히터를 위한 제어 회로. - 제 11 항에 있어서,
상기 스위치 제어기는,
설정점 신호를 생성하도록 구성된 설정점 생성기; 및
상기 설정점 신호를 수신하도록 구성된 비반전 입력부 및 상기 온도 신호에 기초하여 신호를 수신하도록 구성된 반전 입력부를 포함하는 합산기를 포함하는, 저항성 히터를 위한 제어 회로. - 제 14 항에 있어서,
상기 스위치 제어기는 상기 온도 신호를 수신하고, 상기 온도 신호를 컨디셔닝하고 그리고 컨디셔닝된 온도 신호를 상기 합산기로 출력하도록 구성된 피드백 컨디셔너를 더 포함하는, 저항성 히터를 위한 제어 회로. - 제 14 항에 있어서,
상기 스위치 제어기는 상기 합산기의 출력을 수신하고 PID 신호를 생성하도록 구성된 PID 제어기를 포함하는, 저항성 히터를 위한 제어 회로. - 제 16 항에 있어서,
상기 PID 신호에 기초하여 전압 문턱 값을 생성하도록 구성된 디지털-아날로그 변환기를 더 포함하는, 저항성 히터를 위한 제어 회로. - 제 17 항에 있어서,
오실레이터의 출력을 수신하도록 구성된 반전 입력부 및 상기 전압 문턱 값을 수신하도록 구성된 비반전 입력부를 포함하는 비교기를 더 포함하고, 상기 비교기의 출력은 상기 스위치를 구동하는, 저항성 히터를 위한 제어 회로. - 제 11 항에 있어서,
N은 1보다 더 큰, 저항성 히터를 위한 제어 회로.
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