TW416094B - Automatic control system and method using same - Google Patents

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TW416094B
TW416094B TW086112520A TW86112520A TW416094B TW 416094 B TW416094 B TW 416094B TW 086112520 A TW086112520 A TW 086112520A TW 86112520 A TW86112520 A TW 86112520A TW 416094 B TW416094 B TW 416094B
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controlled
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TW086112520A
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English (en)
Inventor
Shigeru Kasai
Hiroyuki Miyashita
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
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    • G05B13/02Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/0205Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system
    • G05B13/021Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system in which a variable is automatically adjusted to optimise the performance
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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Description

經濟部中央捸準局貝工消費合作社印裝 416094 A7 _____ B7_五'發明説明(1) 本發明大致關於一種供半導髖設備用之溫度控制系統 內所用的自動控制系統,以及利用該系統之自動控制方 法。更明確地說,本發明係關於一種具有改良的最佳調節 器之自動控制系統,以及利用該系統之自動控制方法。 通常,爲了製造比如積體電路的半導體元件,必須針 對所處理的如半導體晶圓之物件重複地實行不同的處理1 比如在高溫之薄膜形成處理、氧化及擴散處理以及蝕刻處 理。 例如,在板型熱處理設備之例中,藉由比如加熱燈泡 的加熱裝置將安裝於處理容器內安裝台上的半導體晶圓加 熱至處理溫度,例如大約500至60(TC的溫度,以便實行 例如薄膜形成處理及氧化處理之預定處理。 因而,當半導體晶圓被以高溫處理時,很重要的是晶 圓溫度是否能正確地保持於處理溫度以便保證熱處理的一 致性,以及晶圓溫度如何能被升高至處理溫度以便獲得高 產出量,以及是否能保持處理溫度而不導致超越量。 針對晶圓的溫度控制,已經採用了適用於複雜系統之 現代控制理論,比如具有多個輸入及多個輪出的系統之數 位控制(例如,見”機械系統控制M : 1984年3月20日; Ohro),去取代根據對單一輸入及軍一輸出的頻率特性而 設計控制系統之古典控制理論。 在現代控制理論中,目前已完成了對控制的最佳控制 性及穩定性之硏究,以便在所給定的規格內使性能函數最 小化1並且使兩妝態表示式作爲系統的表示式,它表示了 i^-------1T----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標隼(CNS ) A4規格(210X297公釐) -4 - 經濟部中央橾準局負工消費合诈社印裝 416094 A7 ____B7_五、發明説明(> ) 輸入-輸出關係還有內部狀態。 在根據將狀態表示式表示成方程式的狀態方程式去設 計控制系統的方法中,已經使用了調節器供穩定化閉迴路 系統及供改進其極端特性。在此例中,難以直接地測量所 有的狀態變數=故在此例中使用狀態估測器》 現在將描述供半導體設備用溫度控制系統內所使用的 典型自動控制系統。第7圖是供半導體設備用溫度控制系 統內所使用的典型自動控制系統一例之功能方塊圖。 在該圖中,參考數字2標示受控制的物件,比如半導 體設備內一晶圓,並且此物件之溫度受到控制。參考數字 4標示用以決定回饋係數矩陣以便使適當的性能函數最小 化以及甩以尋找必要方程式的妥協點之最佳調節器。參考 數字8及10分別地標示了積分器增益及積分器》 另外 < 參考數字12標示狀態穩定器增益*而且參考 數字1 4標牙狀態估測器。在狀態回饋控制中,由於該狀 態是供決定系統行爲之訊息的最小量,這系統是最基本的 系統。在這系統中,不能依據環境直接地測量狀態變數的 値。在此一情況中,利用狀態估測器I 4根據輸出能被直 接地測量之受控物件其輸出去推測狀態變數的値。 經由熱電偶從受控物件2所得的溫度,亦即受控變 數,被傅回至加法器6並於其內相加以便具有負號,所以 推得在所得溫度與當做目標値的設定溫度之間的差異》這 差異由積分器增益8的增益加以調節,並且由積分器10積 分而推得操作變數。 I-„ .----—^------ΐτ------痒 (請先閲讀背面之注意事磺再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 416094 A7 ______B7_五、發明説明(9 ) 另一方面,利用狀態估測器14根據測量得的受控變 數去推得無法測量的狀態變數。所推得的狀態變數及所測 量的狀態變數是由狀態穩定器增益12的增益加以調節去 推得操作變數。於加法器16內將所推得的操作變數加至 積分器10內所推得的操作變數,所以物件2的溫度根據所 加得的量而受控制。而且,所有這些操作是利用微電腦之 軟體等而實行。 在這型式的控制系統中,通常設定爲單一增益。另 外,大多數真實系統是非線性系統。在這些系統中,必須 穩定地反應於所有的控制區域,所以必須選取可穩定操縱 的保持增益當做設定增益。 換言之,在控制系統之狀態變動速率比控制區域之狀 態變動速率更高的控制區域內,因爲有對控制不穩定的因 子,必須設定增益使得不要立刻地反應於狀態之非常快速 的變化。 因此,直到受控物件的受控變數在接近目標値之後被 穩定化爲止花費了許多時間,所以有一問題爲無法實行足 夠快速的控制。 另外,爲了消除前述的問題,如果爲相似於習見系統 的個別溫度區域提供單獨的增益,必須提供許多的參數 (狀態變數X溫度區域+α) ’所以有一問題爲該系統具有 複雜的設計。 因此本發明之目的爲消除前述的諸問題以及提供一種 自動控制系統及自動控制方法’它能以高速正確地控制一 I--------( 1¾------、玎-----'0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本買) 本紙浪尺度適用中國國家樣準(CNS ) A4規格(210 乂 297公釐〉 經濟部中央棹準局員工消費合作社印製 416094 A7 _____B7_五、發明説明(+ ) 物件。 發明家已經深入地硏究了現代控制理論,發現有可能 僅在受控制物件的受控變數幾乎爲目標値之狹窄控制區域 內設定高增益,這是因爲該受控變數於此區域內爲線性 的,故完成本發明。 爲了完成前述及其它目的,依據本發明一論點*提供 一種自動控制系統,用以控制當做受控變數的受控變數, 使得該物件趨近預定的目標値。該自動控制系統包含:最 佳調節器,供推得一操作變數使得當做受控制物件的受控 變數趨近預定的目標値;比較部份,供比較該目標値與當 做物件的受控變數以便推得在目標値及受控變數之間的差 異;增益設定部份,供設定用以將比較部份所推得的差異 放大之增益;以及權數控制部份,用於將增益設定部份所 設定的增益加權,以便於預定的時間週期內將權數由〇增 加至1,並用於當該差異到達在目標値之預定百分比的範 圍內時藉由反應於時間而將差異放大一加權增益以推得修 正的操作變數,該加權增益相當於在該差異到達目標値之 預定百分比的範圍內之後時的加權增益,該權數控制部份 輸出一修正的操作變數,以便將該修正的操作變數加至由 最佳調節器所推得的操作變數° 在這控制系統中,當受控物件的受控變數是在目標値 的預定範圍之外時,它相似於習見的方法而受控制。當受 控變數到達目標値的預定範圍之內時’櫂數控制部份實行 已經於增益設定部汾內設定的增益之邡潘·以便於預定的 --------------1¾------ΐτ----- /t- (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 本紙伕疋度適用中國國家標準(CNS) A4思格(2l〇XW7公釐) 416094 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 A7 B7_五、發明説明(< ) 時間週期內逐漸地將權數由〇增加至1 ’並且根據加權的 增益而輸出操作變數。因此1有可能只於所限制的狹窄區 域內設定高增益,並且亦可能以高速正確地控制該物件而 不導致控制的非連續點。 當該差異由於高增益控制期間內干擾之輪入或目標値 的改變所致而脫離預定範圍時,如果權數控制部份的輸出 被輸入至最佳調節器的積分器,不會引起任何的非連續 點。 此一受控物件可以爲半導體設備,並且受控變數可以 是當做半導體設備內受處理物件之半導體晶圓的溫度。 依據本發明,該自動控制系統及自動控制方法具有下 列的優秀功能及優點。 該物件僅於使用逐渐增加的多量增益之狹窄控制區域 內受最佳調節器控制1在此區域內該物件的受控變數能夠 被視爲線性的。因此,有可能以高速正確地控制該物件’ 並且不會發生任何控制的非連續點° 另外,即使該差異由於千擾等等而脫離了預定的範 圍,來自權數控制部份的操作變數立即地改變至零而加至 積分器。因此,不會發生任何控制的非連續點° 尤其,如果本發明應用於半導體設備的溫度控制系 統,有可能快速地穩定化所處理物件之溫度’所以有可能 增進產出量a 由以下所給之詳細敘述及本發明諸較佳實施例之附 圊,跨更完整地瞭解本發明3然而諸附圖只是爲了解釋及 |_^-------i ------IT-----'0 (请先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度通用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X29?公釐) 416094 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 B7_五、發明説明(b ) 易於瞭解之目的’並不期望以其暗示將本發明限制於特定 實施例。 在諸圖中: 第1圖是展示當做受控物件之半導體設備的槪要方塊 固 *圖, 第2圖是於第1圖之設備內使用的自動控制系統其方 塊圖; 第3A圖展示當根據由增益設定部份所呈現的增益K 而輸出操作變數時狀態增益之變動圖’該增益K被加權以 便在例如秒鐘的週期內逐漸地由0增加至1 ’ : _ 第3B圖是展示於高增益的控制期間內當由於目標値 的變化或干擾而使差異脫離目標値的預定範圍時*在藉由 設定從權數控制器所輸出的修正的操作變數爲0(零)並且 切換一開關部份以便將控制部份的輸出加至積分器而移除 控制之不連續點的例子內增益之變動圖,; 第4勵是展示藉由依據本發明之自動控制方法的控制 操作其流程圖: 第5圖是展示當物件受習見方法控制時晶圓的測量溫 度與電源供應的圖型: 第6圖是展示當物件受依據本發明之自動控制方法控 制時晶圓的測量溫度及電源供應的圖型;以及 第7圖是典型的自動控制系統之方塊圖。 現在參看諸附圖,將於以下描述依據本發明之自動控 制系統的較佳實施洌及利用該系統之方法。 |_„-------ί — ^.------IT-----▲ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標津(CNS ^4说格(2丨0X297公釐} 416094 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 A7 _B7_五、發明説明(7 ) 第1圖是展示當做受控物件的半導體設備其槪要方塊 圖,第2圖是於第1圖之設備內使用的自動控制系統其方 塊圖,並且第3圖是展示增益之變動的圖型。 在此較佳實施例中,本發明的自動控制系統應用於供 控制半導體設備內半導體晶圓之溫度的溫度控制系統。而 且,對於與第7圖內所示相同的元件使用與第7圖內所示 相同的參考數字。 首先將描述第1圖內所示之示半導體設備。第1圖 中,參考數字18標示配置爲圓柱體之例如鋁製的處理容 器。處理容器18之內部被設計爲利用真空啷筒(未繪示出) 抽成真空。處理容器18之底部是由例如透明石英製的傳 送窗20所形成,它允許熱輻射經其傳送。在傳送窗2〇上 方提供了例如薄石墨製的安裝台22 ’用以安裝當做待處 理物件之半導體晶圓W於其上。 當做供間接地檢測半導體晶圓W之溫度用的溫度檢測 裝置之熱電偶24被插入安裝台22內。在所示實施例中’ 雖然只繪示單個熱電偁24,通常提供了多數個熱電偶’ 例如3個熱電偶。 在傳送窗20下方,當做加熱裝置的多數個鎢燈泡26 被固定地安裝於燈泡架28上。旋轉軸32的一端被固定至 燈泡架28的底面。驅動齒輪3〇被固定至旋轉軸32的中間 部份,所以旋轉軸32與驅動齒輪30共同轉動°驅動齒輪 3〇與連接至旋轉馬違34之驅動軸的驅動齒輪36互相啣 接*以便於晶加工期間旋轉燈泡架28。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -m 1^1 j -- I -I . -衣 I~ ti ,訂 n 線、------------- 太紙诙尺度遍用中國國家標準(CNS ) A<1規格(210X297公釐) -10 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 ___B7_ 五'發明説明(s) 旋轉軸32具備了集電環38,所以電功率從電源42經 由燈泡電源控制單元40及集電環38供應至燈泡26。 依據本發明,燈泡電源控制單元40反應於來自自動 控制系統44的命令輸出而控制電源供應•該自動控制系 統44包含了例如微電腦等。從用以檢測在熱電偶24之溫 度的溫度檢測部份46輸入一檢測得之溫度値(受控變數) 至自動控制系統44,還有一目標値(設定溫度)從用以控 制整個半導體設備之操作的主電腦(未繪示出)輸入至自動 控制系統44。 參看第2圖,以下將描述自動控制系統的功能方塊》 本發明之主要特徵在於將第7圖中所示典型的自動控 制系統加上增益設定部份48及權數控制部份5〇,它們是 僅僅操作於特定的狹窄控制區域。換言之,在第2圖中, 參考數字2標示半導體設備內的受控物件’比如晶圓’並 且該物件的溫度受到控制。 參考數字4標示一最佳調節器,用以決定回饋係數矩 陣以便使適當的性能函數最小化•並用以尋找必要方程式 的妥協點。參考數字8及10分別地標示積分器增益及積分 器。 另外,參考數字12標示狀態穩定器增益’並且參考 數字14標示狀態估測器》在狀態回饋控制中,因爲該狀 態是用以決定系統行爲之訊息的最小量’故這系統是最基 本的系統。在這系統中,不能依據環境而直接地測量狀態 變數的値。在此情況下,利用狀態估測器1 4根據輸出能 本紙朵尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(ZIOXM?公釐) ---------1¾衣------^-----ά {請先閲讀背面之注項再填寫本頁) 經濟部中央橾準爲貝工消f合作社印策 416094 at B7 五、發明説明(1 ) 被直接地測量之受控物件其輸出去推測狀態變數的値。 經由熱電偶24從受控物件2獲得的溫度1亦即受控變 數*被傳回至加法器6並於其內相加以便具有負號,所以 推得在所獲得溫度與當做目標値的溫度之間的差異。這差 異藉由積分器增益8之增益加以調節,並且由積分器10積 分去推得操作變數。 另一方面.,無法測量的狀態變數是利用狀態估測器 14根據所測得之受控變數而推得。所推得的狀態變數及 所測得的狀態變數是由狀態穩定器增益12之增益加以調 節而推得操作變數。因此所推得的操作變數於加'法器1 6 內被加至積分器10內所推得的操作變數,所以物件2的溫 度根據相加後的操作變數而受到控制。 依據本發明,增益設定部份48及權數控制部份50被 加至具有前述構造的系統。 比較部份52包含了加法器,用以比較該目標値與熱 電偶2 4.所測得的受控變數而推得在該目標値與受控變數 之間的差異。這差異被輸入至權數控制部份50。增益設 定部份48允許操作者去設定高增益K,它已經依據控制系 統被設定爲隨意的增益。 當比較部份5 2所推得的差異到達目標値的預定百分 比之內,例如目標値其絕對値的1 〇 %內時,櫂數控制部 份48輸出一修正的操作變數,它是藉由將增益K加權使其 於例如1 〇秒的預定時間週期內從〇增加至1而推得。 因此,在非常狹窄的控制區域內,例如目標値其絕對 本紙伕尺度適用中國國家標隼(CNS ) A4規格(210X297公釐) -12 - ---------/—装—— (请先聞讀背面之注意事項再填寫本瓦) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印*1冬 416094 A7 ______B7 五 '發明説明) 値的10%內,受控物件其受控變數的變動能被視爲線性 的。 因此,在此一狹窄的控制區域内,保持穩定性可控制 增益被加至最佳調節器4內所推得的操作變數,所以即使 加上了由高增益所推得的修正之操作變數,仍能獲得穩定 的響應。由這觀點|本發明已完成了。 在此例中|爲了避免發生控制的非連續性,不直接地 加上高增益K,並且增益是藉由將增益加權以便於相當於 控制系統之時間常數的一時間週期內*例如在本例中於 10秒內,從0增加至1而逐漸地增加至K。 由權數控制部份50所推得之修正的操作變數經由開 關部份54被輸入至受控物件2的上游之加法器16。於此 操作期間,當由於目標値的變化或者干擾之輸入等而引起 前述差異超出預定値(目標値的±10%)時的瞬間,開關部 份54切換使得修正的操作變數被輸入至積分器10。因此 確保了控制的連續性。 以下將描述前述構_造之系統的操作。 如第1圖中所示,當未處理的半導體晶圓W被安裝於 處理容器18內安裝台22上時 > 封閉處理容器18並且抽真 空至預定的處理壓力》此刻,安裝台22受到來自鎢燈泡 26的強烈熱輻射所照射,所以晶圓W被間接地加熱》 當晶圓W之溫度到達處理溫度時,從氣體供應系統 (未繪示出)供應加工氣體,所以實行預定的處理*例如薄 膜形成處理。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4現格(210'X 297公釐) --------------_1壯衣-------、玎-----▲ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 416094 A7 _____ B7 五、發明説明(u )
i W的溫度是藉由插入至安裝台22而由溫度檢測 V 部份^推測的熱電偶24去檢測。所推測得的溫度被輸入 至自動控制系統44作爲受控變數。將這受控變數與主電 腦等所指定的目標値相比。燈泡電源控制單元4 0控制了 供應至燈泡26的電功率•所以消除了由所比較結果推得 之差異β 以下將描述當晶圓溫度上升時饋入至燈泡之控制。而 且,假設晶圓溫度之目標値被設定爲500 °C,並且增益Κ 之加權的開始時間是於做爲受控變數的檢測値變成450 ΐ 時,亦即,在目標値的±10%內。另外,假設將權數從〇 增加至1的時間週期被設定爲10秒。 首先,當室溫之晶圓w被引入至處理容器18內時, 由熱電偶24檢測得之溫度遠低於45 0 °c。直到這溫度到 達4 5 0 °C之前,由最佳調節器4實行以習見方法實行之溫 度控制》換言之,在這期間內*因爲在目標値與受控變數 間之差異的絕對値高於50 t:,來自權數控制部份5〇的操 作變數爲〇(零)。 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 然後,當晶圓溫度逐漸地上升至到達450 °C時,權數 控制部份50實行加權,以便於例如1〇秒的週期內使已在 增益設定部份48被設定的增益K逐漸地從0增加到1,並 且根據所增加的增益去輸出操作變數。 第3(A)圖展示此刻之狀態。如第3(A)圖內所示,當 熱電偶24檢測出450 t時,增益於1〇秒的週期內逐漸持 續地從〇增加至κ。由該增益所推得的修正操作變數經由 本紙張尺度適用中國國家榇準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印袋 416094 A 7 ______B7_五、發明説明() 開關部份54被輸入至加法器16,並且加入至從積分器10 與狀態穩定器增益12所輸入的操作變數》 如上所述,在狹窄的控制區域內,例如在目標値的 ±10%內,受控物件之受控變數的變動能被視爲線性的。 因此,如果權數控制部份50被限制性地操作於這狹窄的 控制區域內,有可能於該狹窄的控制區域內設定高增益, 所以有可能快速並正確地實行穩定之控制》另外,不會有 控制的非連續點。 另外,於此一高增益控制期間,如果當目標値之設定 變化時或者當干擾進入時脫離了前述目標値的±10%範圍 外,從權數控制部份50输出的修正操作變數爲〇(零),並 且所接納的受控變數被存入積分器10 1所以開關部份54 被切換成將權數控制部份50之輸出加至積分器10以便消 除控制的非連續點》 第3(B)圖展示此一狀態之例,例如當干擾於測出 4 5 0 °C 3秒後進入時之狀態。此刻,權數控制部份50之輸 出爲〇,所以其輸出被輸入至積分器。 如上所述,所有前述操作是以軟體處理。 參看第4圖之流程圖,以下將插述前述諸操作。 首先,當目標値被輸入(S1)並且開始溫度控制時, 晶圓W的溫度始終是由熱電偶24檢測(S2)»在比較部份 5 2內,將所測得溫度値與目標値相比以推得在所測得溫 度値與目標値之間差異的絕對値(S 3 )。然後,僅由最佳 調節器4實行控制(S4)。接下來,決定該差異是否到逹灌 I— 1¾------、玎-----'線 «1·' {諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家搮窣(CNS ) Μ規格(21〇X;297公釐) -15 - 經濟部中央樓準局員工消费合作社印策 416094 A7 __B7 五、發明説明) 數控制部份50內目標値之預定的百分比內,例如 ±10%(S5) »當爲NO時’亦即,當該差異大於預定的區 域時,不由權數控制部份50實行控制。 另一方面,當於S5爲YES時,亦即,當晶圓W的溫 度上升並且該差異降低至預定的區域內時,權數g於預定 的時間週期內,例如10秒,從〇逐漸地增加至1。因此於 S5爲YES時,權數g被設定爲1(S6)。然後,權數g於此 時乘上預設的增益κ去推得增益g*K(S7),而且輸出從所 得增益推論出的修正操作變數(S8)。該修正操作變 數被輸入至在最佳調節器4之積分器10下游所提供的加法 器16,並且加上由最佳調節器4推得的另一個操作變數。 另一方面,當前述差異是由於干擾等引起而脫離預定 的區域時之瞬間(於S10爲YES),權數g變成零並且權數 控制部份50的修正操作變數亦變成零。然後,其輸出被 加至積分器10(s 11)以便消除控制的非連續點。 測量了由習見方法所控制溫度的變動以及依據本發明 所控制溫度的變動。以下將討論該測量結果。 第5圖是展示當由習見方法控制時晶圓之測量溫度及 電源供應的圖,而第6圖是展示當由依據本發明之方法控 制時晶圓之測量溫度及電源供應的圖。在兩圖中*當做目 標値的設定溫度是440°C » 在第5圖內所示習見方法的例子中,當晶圓W被載入 處理容器內時,測量値降低,所以增加電源供應。然而, 電源供應的增加狀態是溫和的並且所增加的量大約是全功 本紙張尺度適用中國國家標準(CN’S ) A4见格(210X297公釐) \ . I I裝-------訂------線 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 416094 經濟部中央榇隼局員工消費合作杜印製 A7 B7五、發明説明() 率峰値的70% "另外,因爲電源供應的增加狀態持續了 一段長時間(大約50秒),發生了超越並且於晶圓溫度被 穩定之前需要大約110秒的週期。 另一方面,在本發明之方法的例子中,當晶圓w被載 入並且所測得溫度稍微地下降時之瞬間’增加電源供應並 且其峰値是全功率。另外,電源供應被降低至原始値持續 短暫的時間週期(大約30秒因此,晶圓的所測得溫度 於大約20秒的週期內被穩定’並且發現與習見方法相 比,有可能於五倍或六倍的較短時間週期內使晶圓溫度穩 定。 在前述較佳實施例中,儘管已經描述了目標値、權數 控制部份於其內操作的溫度範圍、以及使權數從〇增加至 1所需的時間作爲例子,本發明不應受其限制,而它們可 以依據供受控物件用的處理設備之控制系統而適當地變 化。 另外,儘管晶圓溫度已被控制爲受控變數,本發明不 應受其限制,而本發明可以應用至不同的受控變數,比如 屋力及流速。 而且,儘管已經描述了板型半導體處理設備,本發明 可以被廣泛地應用至束型半導體處理設備,或者半導體處 理設備以外的不同控制系統。 儘管已經爲了有助於本發明之更佳瞭解而以較佳實施 例的形式公開本發明,應該知道在不背離本發明之主旨的 前提下,能夠以不同的方式實現不發明。因此,應瞭解在 — ^---ί---Ί------1Τ-----▲ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -17 - 416094 A7 B7 五、發明説明(K) 不背離於附加之申請專利範圍內所陳述之本發明主旨的前 提下,本發明包括了所有能實現的可能實施例以及所展示 諸實施例之修正。 ----------—装-------ΐτ----- 1— ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消f合作杜印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS )人4規洛(2丨ΟΧ297公釐) 416094 A7 五、發明説明(ib ) 元件標號對照 經濟部中央標準局貝工消f合作社印製 2...... 受控物件 4…… 最隹調節器 6,16 ……加法器 8…… 積分器增益 1 0 ... ...積分器 1 2 ... ...狀態穩定器增益 1 4 ... ...狀態估測器 1 8 ... ...處理容器 20 ... 傳送窗 22 ... ...安裝台 24 ... ...熱電偶 26 ... ...燈泡 2 8 ... ...燈泡架 3 0,3 6 ......驅動齒輪 3 2 ... ...旋轉軸 34 ” ...旋轉馬達 3 8… ...集電環 4 0 ... ...燈泡電源控制單元 4 2 ... ...電源供應 4 4… ...自動控制系統 46 ... ...溫度檢測部份 4 3 ... ...增益設定部份 ----------II-------ΐτ------i {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙乐尺度適用中國國家標隼(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -19 - 416094 A7 B7 、發明説明 (v7 ) 5 0…, ..權數控制部份 5 2.... ..比較部份 5 4…. ..開關部份 ........... I - ίI HI I -「 ---- /a (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局員工消費合作.-1+印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公嫠) -20 -

Claims (1)

  1. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 416094 AS B8 CS D8 六、申請專利範圍 1. 一種自動控制系統,用以控制做爲受控物件之受控變數使 該物件趨近預定的目標値,該自動控制系統包含: 最佯調節器,用以推、得一搛J乍變數;使得做爲受控物件 之受控變數趨近預定的目標値; ,用以比較該目標値舆做爲受控物件的受控 變數,以便推得在該目標値與該受控變數間之差異: 增益設足部份,用以設定供放大由比較部份所推得之 差異用的增益;以及 權數捽制部份,用以對增益設定部份所設定的增益加 權,以便於預定的時間週期內使權數從〇增加至1,並用 以於差異進入目標値之預定的百分比範圍內時藉由隨時間 反應將該差異放大爲加權增益倍而推得修正的操作變數, 該加權增益相當於在差異進入目標値之預定的百分比內之 後時的加權增益*該權數控制部份輸出修正的操作變數以 便將修正的操作變數加至由最佳調節器推得的操作變數。 2. 如申請專利範圍第1項之自動控制系統,更包含用以切換 的開關部份,以便在該差異由於該目標値的變動或干擾而 脫離該預定的百分比範圍時將該修正的操作變數輪入至該 最佳調節器之積分器,當該權數控制部份所推得的修正操 作變數與該最佳調節器所推得的該操作變數之相加停止 時,輸入至該最佳調節器之該積分器的該修正操作變數是 —修正的操作變數= 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4见格(210X297公釐) 21- .—^n1T------^. (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) ABCD 416094 、申請專利範圍 3.如申請專利範圍第1或2項之自動控制系統’其中該受控 物件是半導體設備,而且該受控變數是半導體設備內檢測 得之溫度。 L一種自動控制方法,用以控制做爲受控物件之受控變數’ 使該物件趨近預定的目標値’該自動控制方法包含諸步 驟: 利用嚴隹.諷節器去推得一操作變敷,使得做爲受控物 件之受控變數趨近預定的目標値; 將目標値與做爲受控物件之受控變數相比'推得在目 標値與受控變數間之差異; 利用增益設定部份去設定供放大由比較部份所推得之 差異用的增益; 將增益設定部份所設定的增益加權,以便於預定的時 間週期內使權數從〇增加至1 ; 在差異進入目標値之預定的百分比範圍內時藉由隨時 間反應將該差異放大爲加權增益倍而推得修正的操作變 數,該加權增益相當於在該差異進入目標値之預定的百分 比範圍內之後當時的加權增益;以及 輸出修正的操作變數,以便將修正的操作變數加至最 佳調節器所推得的操作變數。 5 .如申請專利範圍第4項之自動控制方法,更包含切換步驟 以便在該差異由於該目標値的變化或工擾面脫離該預定的 C請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) . —装-------、1T 經濟部中夬裸準局員工消費合作.社印製 ----.線----------- 本紙張尺度適用中國國家梯隼(CNS) Α4規格(210Χ297公釐) 22- 416094 A8 B8 C8 D8 、 六、申請專利範圍 百分比範圍時將該修正的操作變數輸入至該最佳調節器的 積分器,當該權數控制部份所推得的修正操作變數與該最 佳調節器所推得的該操作變數之加法停止時1輸入至該最 佳調節器之該積分器的該修正操作變數是一修正的操作變 數。 6.如申請專利範圍第4或5項之自動控制方法,其中該受控 物件是半導體設備,而且該受控變數是半導體設備內所檢 測得的溫度》 --------I-裝-------訂-----\ Ϊ - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部t央標隼局員工消費合诈社印褽 本纸張尺度適用中國國家標率(CNS )六4坭格(210X297公釐) 23-
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