WO2002086631A1 - Control method and control apparatus - Google Patents

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Shigeru Kasai
Shuji Kondo
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Abstract

A control method uses a controller for controlling a predetermined process parameter by a predetermined control parameter. The method comprises a step of determining an optimal control parameter value for each control step, a step of selecting a control parameter value corresponding to an actual setting condition change of the controller from the determined control parameter values, a step of changing the control parameter value set in the controller to the control parameter value selected in the selection step, and a step of output a control signal based on the changed control parameter from the controller.

Description

明 細 書 制御方法及び制御装置 技 術 分 野  Description Control method and control device Technical field
本発明は、 例えば成膜処理の際のチヤンバ一内圧力のようなプロセスパラメ一 夕を制御する制御装置および制御方法に関する。 背 景 技 術  The present invention relates to a control device and a control method for controlling a process parameter such as a chamber pressure during a film forming process. Background technology
例えば、 半導体製造工程においては、 被処理体である半導体ウェハ (以下、 単 にウェハと記す) に対して成膜処理やエッチング処理等の種々の真空処理が施さ れる。 各真空処理の際には、 ウェハを収容したチャンバ一内に所定のガスを導入 すると共に、 チャンバ一内の圧力を厳密に制御する必要がある。  For example, in a semiconductor manufacturing process, various vacuum processes such as a film forming process and an etching process are performed on a semiconductor wafer (hereinafter, simply referred to as a wafer) to be processed. At the time of each vacuum processing, it is necessary to introduce a predetermined gas into the chamber containing the wafer and to strictly control the pressure inside the chamber.
このような場合の一般的な圧力制御方式として、 チャンバ一内の圧力を圧力ゲ As a general pressure control method in such a case, the pressure in the chamber
—ジで計測し、 その計測値をフィードバックして排気バルブの開度を P I D制御 する方式が採用されている。 -The measured value is fed back and the measured value is fed back to control the opening of the exhaust valve by PID.
従来の P I D制御による圧力制御では、 試行錯誤により P I Dパラメ一夕値の 組み合わせが決定され、 その単一の組み合わせの P I Dパラメ一夕値 (K P :比 例ゲイン、 Τ Ϊ :積分時間、 Τ。 :微分時間) を用いて制御が行われている。 In conventional pressure control by PID control, a combination of PID parameter overnight values is determined by trial and error, and the PID parameter overnight value of that single combination (K P : proportional gain, Τ :: integration time, Τ. : Derivative time).
しかしながら、 排気ノ レブの開度とコンダクタンスとの関係は、 単純比例関係 ではない。 また、 その関係は、 ガス流量の変化や制御圧力変化に依存して変化し てしまう。 このため、 前記のような単一の組み合わせの P I Dパラメ一夕値によ る制御には限界があり、 すなわち、 高精度の制御を行うことが困難である。 一方で、 予め予定される条件毎に最適な P I Dパラメ一夕値を求めることは、 極めて煩雑である。  However, the relationship between the opening of the exhaust knurl and the conductance is not a simple proportional relationship. In addition, the relationship changes depending on changes in gas flow rate and control pressure. For this reason, there is a limit to the control based on the PID parameter overnight value of a single combination as described above, that is, it is difficult to perform high-precision control. On the other hand, finding the optimal PID parameter overnight value for each predetermined condition is extremely complicated.
このような問題は、 制御方式にかかわらず、 他のプロセス制御にも同様に生じ 得るものである。 発 明 の 要 旨 Such problems can occur with other process controls as well, regardless of the control scheme. Summary of the invention
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、 煩雑さを伴うことなく種 々のプロセス条件に応じて高精度でプロセス制御を行うことができる制御方法お よび制御装置を提供することを目的とする。  The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a control method and a control device capable of performing process control with high accuracy according to various process conditions without complicating the present invention. Aim.
上記課題を解決するために、 本発明の第 1の観点においては、 所定の制御パラ メータにより所定のプロセスパラメ一タを制御する制御器を用いた制御方法であ つて、 予め各制御ステップ毎の最適な制御パラメ一夕値を求める工程と、 求めら れた複数の制御パラメータ値から前記制御器に対する実際の設定条件変化に対応 する制御パラメ一夕値を選択する工程と、 前記制御器に設定されている制御パラ メ一夕値を、 前記選択工程で選択された制御パラメ一夕値に変更する工程と、 前 記制御器から前記変更された制御パラメ一夕に基づく制御信号を制御対象に出力 する工程と、 を具備することを特徴とする制御方法である。  In order to solve the above problems, a first aspect of the present invention provides a control method using a controller for controlling a predetermined process parameter by a predetermined control parameter, wherein a control method is provided for each control step in advance. A step of obtaining an optimum control parameter value; a step of selecting a control parameter value corresponding to an actual setting condition change for the controller from the plurality of obtained control parameter values; and setting the controller value. Changing the set control parameter value to the control parameter value selected in the selection step, and setting a control signal based on the changed control parameter value from the controller to a control target. And a step of outputting.
本発明においては、 以上のように、 予め各制御ステップ毎の最適な制御パラメ 一夕値を求めておき、 求めた複数の制御パラメ一夕値から制御器に対する実際の 設定条件変化に対応する制御パラメ一夕値を選択し、 制御器に設定されている制 御パラメ一夕値を、 前記選択された制御パラメ一夕値に変更し、 変更された制御 パラメ一夕値に基づく制御信号を制御器から制御対象に出力して制御を行うので、 設定条件が変化した場合に常に適切な制御パラメ一夕値で制御することができ、 極めて高精度の制御を行うことができる。 また、 予め各制御ステップ毎の最適な 制御ノ ラメ一夕値を求めて例えばテーブル化しておき、 その中から適切な制御パ ラメ一夕値を自動的に選択するので、 煩雑さを伴うことがない。  In the present invention, as described above, an optimal control parameter value for each control step is determined in advance, and a control corresponding to a change in an actual setting condition for the controller is obtained from the determined control parameter values. Select the parameter value, change the control parameter value set in the controller to the selected control parameter value, and control the control signal based on the changed control parameter value. Since the control is performed by outputting from the heater to the control object, the control can always be performed with appropriate control parameters when the setting conditions change, and extremely high-precision control can be performed. In addition, since the optimal control parameter value for each control step is determined in advance and tabulated, for example, and an appropriate control parameter value is automatically selected from the table, the complexity may be increased. Absent.
好ましくは、 前記制御器による制御は、 P I D制御または最適レギユレ一夕制 御である。  Preferably, the control by the controller is PID control or optimal regulation overnight control.
あるいは、 本発明の第 2の観点においては、 予め設定されている設定条件とフ イードバックされたプロセス条件とに基づいて P I D制御により所定のプロセス パラメ一夕を制御する制御器を用いた制御方法であって、 予め各制御ステップ毎 の最適な P I Dパラメ一夕値を求める工程と、 求められた複数の P I Dパラメ一 夕値から前記制御器に対する実際の設定条件変化に対応する Pェ Dパラメ一夕値 を選択する工程と、 前記制御器に設定されている P I Dパラメ一夕値を、 前記選 択工程で選択された P I Dパラメ一夕値に変更する工程と、 前記制御器から前記 変更された P I Dパラメ一夕値に基づく制御信号を制御対象に出力する工程と、 を具備することを特徴とする制御方法である。 Alternatively, according to a second aspect of the present invention, there is provided a control method using a controller for controlling a predetermined process parameter by PID control based on a preset setting condition and a fed back process condition. A step of previously calculating an optimum PID parameter value for each control step; and a P-D parameter corresponding to a change in an actual setting condition for the controller from the plurality of obtained PID parameter values. Selecting the evening value; and selecting the overnight PID parameter value set in the controller. Changing the PID parameter value selected in the selecting step, and outputting a control signal based on the changed PID parameter value from the controller to a control target. Control method.
好ましくは、 予め各制御ステツプ毎の最適な P I Dパラメ一夕値を求める前記 工程においては、 制御対象を変化させた際のプロセスパラメ一夕の応答波形が各 制御ステップ毎に求められ、 各応答波形から、 むだ時間 + n次遅れモデルを用い て伝達特性の同定が行われ、 同定された伝達特性から、 所定の手法により、 P I Dパラメ一夕値が求められる。  Preferably, in the step of previously determining an optimum PID parameter value for each control step, a response waveform of a process parameter when a control target is changed is obtained for each control step, and each response waveform is obtained. From this, the transfer characteristics are identified using the dead time + nth-order delay model, and the PID parameter overnight value is determined from the identified transfer characteristics by a predetermined method.
また、 好ましくは、 前記制御対象が前記被制御プロセスパラメ一夕に対して非 線形な場合に、 前記制御器から出力される制御信号に対して非線形な補償要素を 用いて線形制御系になるように補償する工程をさらに具備する。  Preferably, when the controlled object is non-linear with respect to the controlled process parameter, a linear control system is formed using a non-linear compensation element for a control signal output from the controller. Is further provided.
あるいは、 本発明の第 3の観点においては、 予め設定されている処理容器内圧 力の設定値とフィードバックされた処理容器内圧力の測定値とに基づいて P I D 制御により排気ノ ルブの開度を制御して処理容器内の圧力を制御する制御器を用 いた制御方法であって、 予め種々の設定圧力の変化に対応する最適な P I Dパラ メータ値を求める工程と、 求められた複数の P I Dパラメ一夕値から前記制御器 に対する実際の設定圧力変化に対応する P Iひパラメ一夕値を選択する工程と、 前記制御器に設定されている P I Dパラメ一夕値を、 前記選択工程で選択された P I Dパラメ一夕値に変更する工程と、 前記制御器から前記変更された P I Dパ ラメ一夕値に基づく制御信号を前記排気バルブに出力する工程と、 を具備するこ とを特徴とする制御方法である。  Alternatively, in the third aspect of the present invention, the opening degree of the exhaust knob is controlled by PID control based on a preset set value of the processing vessel pressure and a feedback measured value of the processing vessel pressure. A control method that uses a controller to control the pressure inside the processing vessel by using a controller to determine the optimum PID parameter values corresponding to various changes in the set pressure in advance, and a method for determining a plurality of obtained PID parameters. A step of selecting a PI parameter value corresponding to an actual set pressure change for the controller from the evening value; and a PID parameter value set in the controller, the PID selected in the selection step. Changing the parameter value to an overnight value, and outputting a control signal based on the changed PID parameter value to the exhaust valve from the controller. is there.
好ましくは、 予め種々の設定圧力の変化に対応する最適な P I Dパラメ一夕値 を求める前記工程においては、 排気バルブの開度を変化させた際の処理容器内圧 力の応答波形が各設定圧力の変化毎に求められ、 各応答波形から、 むだ時間 + n 次遅れモデルを用いて伝達特性の同定が行われ、 同定された伝達特性から、 所定 の手法により、 P I Dパラメ一夕値が求められる。  Preferably, in the step of previously obtaining the optimum PID parameter value corresponding to various changes in the set pressure, the response waveform of the internal pressure of the processing vessel when the degree of opening of the exhaust valve is changed is determined by the response waveform of each set pressure. The transfer characteristic is determined for each change. From each response waveform, transfer characteristics are identified using a delay time + nth-order delay model, and a PID parameter overnight value is determined from the identified transfer characteristics by a predetermined method.
また、 好ましくは、 予めバルブの開度と処理容器内圧力との関係を測定してお き、 前記制御器から出力される制御信号に対して非線形な補償要素を用いて、 前 記バルブの開度に対する処理容器内圧力との関係が線形となるように補償するェ 程を更に具備する。 Preferably, the relationship between the degree of opening of the valve and the pressure in the processing vessel is measured in advance, and the valve is opened using a non-linear compensation element with respect to a control signal output from the controller. To ensure that the relationship between the pressure and the pressure in the processing vessel is linear. Step is further provided.
また、 好ましくは、 予め種々の設定圧力の変化に対応する最適な P I Dパラメ 一夕値を求める前記工程においては、 設定流量も加味されて最適な P I Dパラメ 一夕値が求められる。  Also, preferably, in the step of previously determining the optimum PID parameter overnight value corresponding to various changes in the set pressure, the optimum PID parameter overnight value is also calculated in consideration of the set flow rate.
また、 以上において、 前記 P I D制御は、 通常の P I D制御、 I一 P D制御、 または、 微分先行型 P I D制御であり得る。 この場合、 好ましくは、 前記変更さ れた P I Dパラメ一夕値に基づく制御信号には、 初期積分値としてオフセット値 が利用される。  Further, in the above description, the PID control may be a normal PID control, an I-PD control, or a differential leading PID control. In this case, preferably, the control signal based on the changed PID parameter overnight value uses an offset value as an initial integration value.
また、 本発明の第 4の観点においては、 所定の制御パラメ一夕により所定のプ ロセスパラメ一夕を制御する制御装置であって、 予め設定されている設定条件と フィードバックされたプロセス条件とに基づいて所定の制御パラメ一夕により制 御対象を制御する制御器と、 各制御ステップ毎の最適な制御パラメ一夕値を演算 する演算手段と、 前記演算手段により求めた各制御ステップ毎の最適な制御パラ メ一夕値を記憶する記憶手段と、 前記制御器に対する設定条件の変化が入力され、 前記記憶手段に記憶されている情報から前記設定条件の変化に対応する制御パラ メ一夕値を選択し、 前記制御器に対し、 その制御パラメ一夕値を選択された制御 パラメ一夕値に変更する指令を出力する制御パラメ一夕選択手段と、 を具備する ことを特徴とする制御装置である。  Further, according to a fourth aspect of the present invention, there is provided a control device for controlling a predetermined process parameter by a predetermined control parameter, based on a preset setting condition and a fed-back process condition. A control unit for controlling the control object by a predetermined control parameter, a calculating means for calculating an optimum control parameter value for each control step, and an optimum value for each control step obtained by the calculating means. Storage means for storing a control parameter value; a change in a setting condition for the controller is input; and a control parameter value corresponding to the change in the setting condition is obtained from information stored in the storage means. Control parameter selection means for selecting and outputting to the controller a command to change the control parameter value to the selected control parameter value. A control device that the symptoms.
本発明によれば、 設定条件が変化した場合に常に適切な制御パラメ一夕値で制 御することができ、 極めて高精度の制御を行うことができる。 また、 予め各制御 ステヅプ毎の最適な制御パラメ一夕値を求めて例えばテーブルィ匕しておき、 その 中から適切な制御パラメ一夕値を選択するので、 煩雑さを伴うことがない。  ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when a setting condition changes, it can always control with an appropriate control parameter overnight value, and can perform extremely high-precision control. In addition, since the optimal control parameter value for each control step is determined in advance and the appropriate control parameter value is selected from the table, for example, an appropriate control parameter value is selected.
好ましくは、 前記制御器は、 P I D制御または最適レギュレー夕制御により制 御対象を制御するようになつている。  Preferably, the controller controls the control target by PID control or optimal regulation control.
あるいは、 本発明の第 5の観点においては、 予め設定されている設定条件とフ イードバックされたプロセス条件とに基づいて p J D制御により所定のプロセス パラメ一夕を制御する制御装置であって、 予め設定されている設定条件とフィ一 ドバックされたプロセス条件とに基づいて P I Dパラメ一夕値により制御対象を 制御する制御器と、 各制御ステップ毎の最適な P I Dパラメータ値を演算する演 算手段と、 前記演算手段により求めた各制御ステップ毎の最適な P I Dパラメ一 夕値を記憶する記憶手段と、 前記制御器に対する設定条件の変化が入力され、 前 記記憶手段に記憶されている情報から前記設定条件の変化に対応する P I Dパラ メータ値を選択し、 前記制御器に対し、 その P I Dパラメ一夕値を選択された: P I Dパラメ一夕値に変更する指令を出力する制御パラメ一夕選択手段と、 を具備 することを特徴とする制御装置である。 Alternatively, according to a fifth aspect of the present invention, there is provided a control device for controlling a predetermined process parameter by pJD control based on a preset setting condition and a fed back process condition, A controller that controls the control target based on PID parameter values based on preset setting conditions and feedback process conditions, and an operation that calculates the optimal PID parameter value for each control step Calculation means; storage means for storing an optimum PID parameter value for each control step obtained by the calculation means; and changes in setting conditions for the controller are inputted and stored in the storage means. A PID parameter value corresponding to the change of the setting condition is selected from the information, and the PID parameter overnight value is selected for the controller: a control parameter for outputting a command to change to the PID parameter overnight value. A control device comprising: evening selection means;
好ましくは、 前記演算手段は、 制御対象を変化させた際のプロセスパラメ一夕 の応答波形を各制御ステップ毎に求め、 各応答波形から、 むだ時間 + n次遅れモ デルを用いて伝達特性の同定を行い、 同定された伝達特性から所定の手法により P I Dパラメ一夕値を求めるようになつている。  Preferably, the calculation means obtains a response waveform of a process parameter when the control target is changed for each control step, and calculates a transfer characteristic of the transfer characteristic from each response waveform using a dead time + n-order delay model. Identification is performed, and the PID parameter overnight value is determined from the identified transfer characteristics by a predetermined method.
また、 好ましくは、 前記制御対象が前記被制御プロセスパラメ一夕に対して非 線形な場合に、 前記制御器から出力される制御信号に対して非線形な補償要素を 用いて線形制御系になるように補償する補償手段を更に具備する。  Preferably, when the controlled object is non-linear with respect to the controlled process parameter, a linear control system is formed using a non-linear compensation element for a control signal output from the controller. Is further provided.
あるいは、 本発明の第 6の観点においては、 予め設定されている処理容器内圧 力の設定値とフィ一ドバックされた処理容器内圧力の測定値とに基づいて P I D 制御により処理容器内圧力を制御する制御装置であって、 予め設定されている処 理容器内圧力の設定値とフィードバックされたプロセス条件とに基づいて p I D パラメ—夕値により排気バルブの開度を制御する制御器と、 種々の設定圧力の変 化に対応する最適な P I Dパラメ一夕値を演算する演算手段と、 前記演算手段に より求めた種々の設定圧力の変化に対応する最適な P I Dパラメ一夕値を記憶す る記憶手段と、 前記制御器に対する実際の設定圧力変化が入力され、 前記記憶手 段に記憶されている情報から前記設定圧力の変化に対応する P I Dパラメ一夕値 を選択し、 前記制御器に対し、 その P I Dパラメ一夕値を選択された P I Dパラ メ一夕値に変更する指令を出力する制御パラメ一夕選択手段と、 を具備すること を特徴とする制御装置である。  Alternatively, in the sixth aspect of the present invention, the pressure in the processing vessel is controlled by PID control based on a preset set value of the pressure in the processing vessel and a measured value of the pressure in the processing vessel fed back. A control device for controlling the opening of the exhaust valve by a pID parameter based on a preset set value of the pressure in the processing vessel and a fed back process condition; and A calculating means for calculating an optimum PID parameter value corresponding to the change of the set pressure, and an optimum PID parameter value corresponding to various changes of the set pressure obtained by the calculating means. Storage means, and an actual set pressure change for the controller is input, and a PID parameter value corresponding to the set pressure change is selected from information stored in the storage means, and the controller Control parameter selection means for outputting a command to change the PID parameter value to the selected PID parameter value.
好ましくは、 前記演算手段は、 排気バルブの開度を変化させた際の処理容器内 圧力の応答波形を各設定圧力の変化毎に求め、 各応答波形から、 むだ時間 + n次 遅れモデルを用いて伝達特性の同定を行い、 同定された伝達特性から所定の手法 により P I Dパラメ一夕値を求めるようになつている。 また、 好ましくは、 前記制御器から出力される制御信号に対して非線形な補償 要素を用いて、 前記バルブの開度に対する処理容器内圧力の関係が線形となるよ うに補償する補償手段を更に具備する。 Preferably, the calculation means obtains a response waveform of the pressure in the processing container when the opening degree of the exhaust valve is changed for each change in the set pressure, and uses a dead time + n-order model from each response waveform. The transfer characteristics are identified by using the specified transfer characteristics, and a PID parameter overnight value is obtained from the identified transfer characteristics by a predetermined method. Preferably, the apparatus further includes a compensating means for compensating the relationship between the opening degree of the valve and the pressure in the processing container to be linear by using a non-linear compensation element for a control signal output from the controller. I do.
また、 好ましくは、 前記演算手段は、 設定流量も加味して最適な P I Dパラメ —夕値を演算するようになっている。  Preferably, the calculating means calculates an optimum PID parameter—evening value in consideration of a set flow rate.
また、 以上において、 前記制御器による P I D制御は、 通常の P I D制御、 I 一 P D制御、 または、 微分先行型 P I D制御であり得る。 この場合、 好ましくは、 前記変更された P I Dパラメ一夕値に基づく制御信号には、 初期積分値としてォ フセット値が利用される。 図面の簡単な説明  Further, in the above description, the PID control by the controller may be normal PID control, I-PD control, or differential leading PID control. In this case, preferably, the control signal based on the changed PID parameter overnight value uses an offset value as an initial integration value. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
図 1は、 本発明の実施に用いられる制御装置を備えた成膜システムを示す断面 図である。  FIG. 1 is a cross-sectional view showing a film forming system provided with a control device used for carrying out the present invention.
図 2は、 本発明の一実施形態の工程を説明するためのフローチヤ一トである。 図 3は、 種々のバルブ開度変化に対する圧力値のステツプ応答試験を行うため のテーブルの一例を示す図である。  FIG. 2 is a flowchart for explaining the steps of one embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing an example of a table for performing a step response test of a pressure value with respect to various valve opening changes.
図 4は、 ォ一トチューニングにおけるフィヅティング結果の一例を示す図であ o。  FIG. 4 is a diagram showing an example of a fitting result in auto tuning.
図 5は、 パルプ開度一圧力曲線を示す図である。  FIG. 5 is a diagram showing a pulp opening degree-pressure curve.
図 6は、 ガス流量一最大到達圧力の関係の一例を示す図である。  FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a relationship between a gas flow rate and a maximum ultimate pressure.
図 7は、 通常の P I D制御系のブロック線図である。  FIG. 7 is a block diagram of a normal PID control system.
図 8は、 P I—D制御系のプロヅク線図である。  FIG. 8 is a block diagram of the PI-D control system.
図 9は、 I—P D制御系のプロヅク線図である。 発明を実施するための最良の形態  FIG. 9 is a block diagram of the IP control system. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
以下、 添付図面を参照して、 本発明の実施形態について具体的に説明する。 図 1は、 本発明の実施に用いられる制御装置を備えた成膜システムを示す断面 図である。 図 1に示すように、 この成膜シスデム 1 0 0は、 成膜装置 1と制御装 置 2とを備えている。 成膜装置 1は、 円筒状に形成されたチャンバ一 1 1を有している。 このチャン バ一 1 1内の底部には、 半導体ウェハ Wが載置される載置台 1 2が設けられてい る。 載置台 1 2の内部には、 ヒー夕一 1 3が埋設されている。 載置台 1 2の上方 には、 載置台 1 2の上面と相対向するように、 シャワーヘッド 1 4が設けられて いる。 このシャワーヘッド 1 4には、 ガスライン 1 5を介して、 成膜のためのガ スを供給するガス供給機構 1 6が接続されている。 ガスライン 1 5には、 バルブ 1 7およびマスフローコントローラ 1 8が設けられている。 そして、 ガス供給機 構 1 6から供給される成膜ガスが、 ガスライン 1 5を通ってシャワーへヅド 1 4 に至り、 当該シャワーへッド 1 4の下面に形成されている多数のガス吐出孔 1 4 aから吐出されるようになっている。 チャンバ一 1 1の底部には、 排気管 2 1が 設けられている。 排気管 2 1には、 排気バルブ (可変コンダクタンスバルブ) 2 2が取り付けられている。 そして、 この排気バルブ 2 2の閧度が調節されること により、 チャンバ一 1 1内の圧力が調節される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a film forming system provided with a control device used for carrying out the present invention. As shown in FIG. 1, the film forming system 100 includes a film forming apparatus 1 and a control apparatus 2. The film forming apparatus 1 has a cylindrical chamber 11. A mounting table 12 on which the semiconductor wafer W is mounted is provided at the bottom of the chamber 11. Inside the mounting table 12, a heat sink 13 is buried. A shower head 14 is provided above the mounting table 12 so as to face the upper surface of the mounting table 12. A gas supply mechanism 16 for supplying a gas for film formation is connected to the shower head 14 via a gas line 15. The gas line 15 is provided with a valve 17 and a mass flow controller 18. Then, the deposition gas supplied from the gas supply mechanism 16 passes through the gas line 15 to the shower head 14, and a large number of gases formed on the lower surface of the shower head 14. The liquid is discharged from the discharge holes 14a. An exhaust pipe 21 is provided at the bottom of the chamber 11. An exhaust valve (variable conductance valve) 22 is attached to the exhaust pipe 21. The pressure in the chamber 11 is adjusted by adjusting the degree of the exhaust valve 22.
制御装置 2は、 チャンバ一 1 1内の圧力を検出する圧力センサ一 3 1と、 圧力 センサー 3 1の検出信号から圧力を算出する圧力計 3 2と、 圧力計 3 2の圧力値 と設定圧力とに基づいて排気バルブ 2 2の閧度を制御する P I D制御器 3 3と、 P I D制御器 3 3に設定圧力を出力する設定器 3 4と、 を有している。  The control device 2 includes a pressure sensor 3 1 for detecting the pressure in the chamber 1 1 1, a pressure gauge 3 2 for calculating the pressure from a detection signal of the pressure sensor 3 1, a pressure value of the pressure gauge 3 2, and a set pressure. A PID controller 33 that controls the degree of exhaust valve 22 based on the above, and a setter 34 that outputs a set pressure to the PID controller 33.
本実施形態では、 制御装置 2の構成要素として、 さらに、 演算装置 3 5と、 演 算装置 3 5にデータを入力する入力装置 3 6と、 演算装置 3 5の演算結果を記憶 するメモリ一 3 7と、 を有している。 入力装置 3 6からは、 後述するそれそれの 設定圧力変化値毎の応答特性が演算装置 3 5に入力されるようになっている。 演 算装置 3 5は、 各設定圧力変化値における最適な P I Dパラメ一夕値を演算する ようになつている。 そして、 演算装置 3 5による演算結果がメモリ一 3 7に入力 されるようになっている。 メモリー 3 7には、 これらデータがテーブル化された 状態で記憶され得る。  In the present embodiment, as the constituent elements of the control device 2, an arithmetic device 35, an input device 36 for inputting data to the arithmetic device 35, and a memory 13 for storing the arithmetic result of the arithmetic device 35 are further included. 7 and. From the input device 36, response characteristics for each set pressure change value, which will be described later, are input to the arithmetic device 35. The calculating device 35 calculates an optimum PID parameter value at each set pressure change value. Then, the calculation result by the calculation device 35 is input to the memory 37. In the memory 37, these data can be stored in a tabulated state.
実際の制御に際しては、 以前設定圧力と設定圧力とが設定器 3 4から演算装置 3 5に入力される。 そして、 演算装置 3 5は、 まず設定圧力の変化を算出する。 次に、 演算装置 3 5は、 その変化値とメモリー 3 7に記憶されているテーブル倩 報とを比較し、 メモリー 3 7のデータからこの変化値 (設定圧力変化) に対応す る P IDパラメ一夕値を選択する。 そして、 演算装置 35は、 P ID制御器 33 に対し、 それまで設定されていた制御パラメ一夕値を今回選択された制御パラメ —夕値に変更するための指令を出力する。 また、 本実施形態では、 P ID制御器 33から出力される制御信号の定常ゲインを非線形な補償要素を用いて線形制御 系になるように補償する定常ゲイン線形化器 38が設けられている。 この定常ゲ イン線形化器 38には、 設定流量も入力され、 その情報も加味して処理が行われ るようになっている。 In actual control, the previously set pressure and the set pressure are input from the setter 34 to the arithmetic unit 35. Then, the arithmetic unit 35 first calculates a change in the set pressure. Next, the arithmetic unit 35 compares the change value with the table information stored in the memory 37 and, based on the data in the memory 37, corresponds to the change value (set pressure change). Select the PID parameter overnight value. Then, the arithmetic unit 35 outputs a command to the PID controller 33 to change the previously set control parameter value to the currently selected control parameter value. Further, in the present embodiment, there is provided a steady-state gain linearizer 38 for compensating the steady-state gain of the control signal output from the PID controller 33 so as to form a linear control system using a nonlinear compensation element. The set flow rate is also input to the stationary gain linearizer 38, and processing is performed in consideration of the information.
以上のように構成される成膜システム 100においては、 成膜装置 1における チャンバ一 11内の載置台 12に半導体ウェハ Wが載置される。 載置台 12上に 載置された半導体ウェハ Wは、 ヒーター 13により所定の温度に加熱される。 同 時に、 シャワーヘッド 14から所定の成膜ガスが所定の流量で供給される。 これ により、 半導体ウェハ Wに対する成膜処理が行われる。 この場合に、 制御装置 2 によりチャンバ一 11内の圧力も制御される。  In the film forming system 100 configured as described above, the semiconductor wafer W is mounted on the mounting table 12 in the chamber 11 of the film forming apparatus 1. The semiconductor wafer W mounted on the mounting table 12 is heated to a predetermined temperature by the heater 13. At the same time, a predetermined deposition gas is supplied from the shower head 14 at a predetermined flow rate. As a result, a film forming process is performed on the semiconductor wafer W. In this case, the pressure in the chamber 11 is also controlled by the control device 2.
この圧力の制御に際して、 圧力設定が変化した場合、 以前設定圧力と設定圧力 とに基づいて P I D制御器 33の P I Dパラメ一夕値が最適化される。 そして P ID制御器 33は、 最適化された P I Dパラメ一夕値に基づく制御信号を出力す る。 以下、 本実施の形態の圧力制御フローの一例について図 2のフローチヤ一 トを参照しながら説明する。 この制御フローは、 最適 P I Dパラメ一夕値テープ ル化工程 (S T 1)、 P IDパラメ一夕値選択工程 (ST 2)、 P I Dパラメ一 夕値変更工程 (ST3)、 制御信号出力工程 (ST4)、 制御信号補償工程 (S T 5) 、 制御対象制御工程 (ST6) を含んでいる。  When controlling the pressure, if the pressure setting changes, the PID parameter overnight value of the PID controller 33 is optimized based on the previously set pressure and the set pressure. Then, the PID controller 33 outputs a control signal based on the optimized PID parameter overnight value. Hereinafter, an example of the pressure control flow of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. This control flow consists of the optimal PID parameter overnight value stapling process (ST1), the PID parameter overnight value selection process (ST2), the PID parameter overnight value changing process (ST3), and the control signal output process (ST4 ), A control signal compensation step (ST5), and a control target control step (ST6).
まず、 最適 P I Dパラメ一夕値テ一ブル化工程 (ST1) においては、 予め入 力装置 36から所定の情報が演算装置 35に入力される。 そして、 演算装置 35 が各設定圧力変化値毎の応答特性のフィッティングを行い、 各設定圧力変化値に おける最適な P IDパラメ一夕値を求める。 それらの演算結果が、 メモリ一 37 に入力される。 メモリ一 37において、 これらデータはテーブル化された状態で 記憶される。  First, in the optimal PID parameter overnight value table forming step (ST1), predetermined information is input to the arithmetic unit 35 from the input unit 36 in advance. Then, the arithmetic unit 35 performs fitting of the response characteristics for each set pressure change value, and obtains an optimum PID parameter value for each set pressure change value. The operation results are input to the memory 37. In the memory 37, these data are stored in a table.
この工程 (ST 1) では、 種々のバルブ開度変化に対する圧力変化値のステツ プ応答試験が、 例えば図 3に示すようなテ一プルに基づいて行われる。 また、 ガ ス流量が変化すると、 同一のバルブ開度間のステップ応答でも圧力変化値の特性 が変化し得る。 このため、 ステップ応答試験は、 流量も変化させて行われる。 例 えば実際の制御時に用いられる代表的な流量 2種類について、 ステツプ応答試験 が行われる。 また、 ステップ応答試験においては、 例えばサンプリング周期が 0. 2 s e cとされて、 1 0 0ステップの時系列デ一夕が採られる。.このようにして 得られたデ一夕が、 入力装置 3 6により演算装置 3 5に入力される。 これにより、 演算装置 3 5は、 次のような方法により最適 P I Dパラメ一夕値を自動的に計算 する (ォ一トチューニング) 。 最適 P I Dパラメ一夕値は、 メモリ一 3 7に記憶 される。 In this step (ST1), a step response test of a pressure change value with respect to various valve opening changes is performed based on, for example, a template as shown in FIG. Also, When the flow rate changes, the characteristics of the pressure change value can change even in the step response between the same valve openings. For this reason, the step response test is performed by changing the flow rate. For example, a step response test is performed for two typical flow rates used in actual control. In the step response test, for example, a sampling cycle is set to 0.2 sec, and a time series data of 100 steps is taken. The data obtained in this way is input to the arithmetic unit 35 by the input unit 36. As a result, the arithmetic unit 35 automatically calculates the optimal PID parameter overnight value by the following method (auto tuning). The optimal PID parameter overnight value is stored in the memory 37.
まず、 演算装置 3 5は (1 ) 式に示すモデルを用いて、 伝達特性の同定を行う c  First, the arithmetic unit 35 identifies the transfer characteristics using the model shown in equation (1). C
多重 1次遅れ: G(s) = e 、 (1) Multiple first-order lags: G (s) = e , (1)
(1 + Ts)n (1 + Ts) n
ここで、 G (s) は制御対象の伝達関数であり、 Kは定常ゲイン、 Lはむだ時 間、 Tは時定数である。 この ( 1 ) 式に対するステップ応答は、 以下の (2) 式 で与えられる。 Here, G (s) is the transfer function of the controlled object, K is the steady-state gain, L is the dead time, and T is the time constant. The step response to this equation (1) is given by the following equation (2).
Figure imgf000011_0001
応答波形に関して、 上記 (2) 式 p = f (t , L, T) をモデルとして、 演算 装置 3 5は非線形最小 2乗法を用いてフイツティングを行い、 むだ時間 Lと時定 数 Τを決定する。 ここで、 伝達特性の次数 ηについては、 最適なフィッティング ができるように決定され、 予め与えられる。 実験の結果、 ηの値は各応答波形ご とに異なるものとなった。
Figure imgf000011_0001
With respect to the response waveform, using the above equation (2) as a model, the arithmetic unit 35 performs fitting using the nonlinear least squares method, and determines a dead time L and a time constant Τ. . Here, the order η of the transfer characteristic is determined so as to perform optimal fitting, and is given in advance. As a result of the experiment, the value of η was different for each response waveform.
次に、 フィッティングにより求められたむだ時間 Lと時定数 Τとを用いて、 伝 達特性の限界周期 Tc = 2 π/ωο が、 以下の (3) 式に示す非線形方程式を 2 分法で解くことによって求められる。 解の範囲は 0<wc TT/Lである。 そし て、 その限界周期 Tc を用いて、 (4) 式により限界感度 Kc が求められる。 一 - n tan-1 (Τω„ ) = - (3) Next, using the dead time L and the time constant Τ obtained by the fitting, the critical period T c = 2π / ωο of the transfer characteristic is calculated by the non-linear equation shown in the following equation (3) by the bisection method. It is determined by solving. The range of the solution is 0 <w c TT / L. Soshi Then, using the limit period Tc , the limit sensitivity Kc is obtained by the equation (4). One-n tan -1 (Τω „) =-(3)
+  +
τ /2  τ / 2
ω /κ (4)  ω / κ (4)
(4) 式からわかるように、 限界感度 Kc は、 定常ゲイン Kに依存する値であ る。 定常ゲイン Kは、 定常ゲイン線形化器 38により線形化される (後述) ので、 ここでは 0 9 Ode gのステップ応答に対応するものが用いられる。 すなわち、 10 T o r r ( 1333 Pa) キャパシタンスマノメ一夕を使用して制御がなさ れている時には、 以下の (5) 式で与えられる。 As can be seen from Eq. (4), the critical sensitivity Kc is a value that depends on the steady-state gain K. Since the steady-state gain K is linearized by the steady-state gain linearizer 38 (described later), the one corresponding to the step response of 09 Odeg is used here. That is, when control is performed using the capacitance value of 10 Torr (1333 Pa), the value is given by the following equation (5).
2047x(p(Torr)/10) 2047x (p (Torr) / 10)
K P n..P max (5)  K P n..P max (5)
2047x(u(deg)/90) u 90  2047x (u (deg) / 90) u 90
以上に基づいて、 例えば、 改良型限界感度法 (桑田: 「改良型限界感度法と P ID : I— PD制御の特性」 , 計測自動制御学会論文集, Vol.20,pp.232-239,19 87参照) により、 各応答波形毎の伝達特性に対する P IDパラメ一夕値 (Kp :比 例ゲイン、 :積分時間、 Τ。 :微分時間) が求められる。 これにより、 P I Dパラメ一夕値のテーブルが作成され得る。 この方法では、 KP 、 、 TD は、 それそれ、 以下の (6) 、 (7) 、 (8) 式で求められる。 · Based on the above, for example, the improved limit sensitivity method (Kuwata: "Improved limit sensitivity method and PID: Characteristics of I-PD control", Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers, Vol.20, pp.232-239, 19 87), the PID parameter overnight value (Kp: proportional gain,: integration time, Τ: differentiation time) for the transfer characteristic of each response waveform is obtained. As a result, a table of PID parameter overnight values can be created. In this method, KP,, TD are obtained by the following equations (6), (7), (8), respectively. ·
Kn =fK(LN)xKc(K,n,L,T) (6) K n = f K (L N ) xK c (K, n, L, T) (6)
Ί =fI(LN)xTc(n,L,T) (7) Ί = f I (L N ) xT c (n, L, T) (7)
TD =fD(LN)xTc(n,L,T) (8) ここで、 Kc 及び Tc は、 上記 (3) 式及び (4) 式ならびに T。 =2 TT/C C なる関係で与えられ、 f κ 、 f: 、 f D は、 むだ時間を限界周期で無次元化した 基準化むだ時間 LN ≡L/Tc の関数として、 所定の手法にて一意に決定される c この方法では、 f K、 f I s f D の値を基準化むだ時間 LN 及び制御対象の特性 タイプに応じて可変にしているので、 fK、 f I s f D の値が固定の従来方法よ りも高精度の制御が実現される。 f K f I s f D をそれそれ基準化むだ時間 LT D = f D (L N ) xT c (n, L, T) (8) where Kc and Tc are the above equations (3) and (4) and T, respectively. = 2 TT / C C , where f κ, f:, and f D are dimensionless in dead time As a function of the normalized dead time L N ≡L / Tc, In c This method is uniquely determined by a predetermined technique, f K, f I sf D values normalized dead time of L N and the control object properties since the variable depending on the type, f K, the value of f I sf D is the control of a conventional method by remote precision fixed is realized. f K f I sf D
N ≡L/Tcの関数として一意に決定する手法としては、 閉ループ伝達関数 H (s) を特性が既知である参照モデル M (s) に一致させることにより P IDパ ラメ一夕値 (KP :比例ゲイン、 :積分時間、 TD :微分時間) を決定する、 北森の部分的モデルマッチング法がある。 As a method of uniquely determining the function as a function of N ≡ L / Tc, the closed loop transfer function H (s) is matched with a reference model M (s) whose characteristics are known, and the PID parameter overnight value (K P : Proportional gain,: integration time, T D : derivative time).
以上のような手法により、 図 3中の全ての応答条件に対して最適な P I Dパラ メータ値が算出される。 これにより、 テ一ブルデ一夕が作成される。 さらに、 異 なるガス流量についても、 同様なテーブルデ一夕が作成される。  By the above method, the optimum PID parameter value is calculated for all the response conditions in FIG. This will create a table night. Furthermore, similar table data is created for different gas flow rates.
このようなオートチューニングの例として、 図 3中の 0 d e g→75 d e gの ステップ応答について、 フィヅティングから P I Dパラメ一夕値の算出に至るま でを説明する。 成膜装置として、 図 1に示す構造を有する T iN成膜装置が用い られ、 ガス流量は 0. 75 LZmi nとされた。 その際のフィッティング結果を 図 4に示す。 ここで、 上記 (1) 式および (2) 式のフィッティング次数 nは 6 とした (n=6) 。 図 4において、 点で示された複数の測定値に対して、 (2) 式の曲線が良くフィヅティングしていることがわかる。 この時、 フィッティング パラメ一夕であるむだ時間 Lと時定数 Tは、  As an example of such auto-tuning, a description will be given of a step response from fitting to calculation of a PID parameter overnight value in a step response from 0 de g to 75 de g in FIG. As the film forming apparatus, a TiN film forming apparatus having the structure shown in FIG. 1 was used, and the gas flow rate was 0.75 LZmin. Figure 4 shows the fitting results. Here, the fitting order n in the above equations (1) and (2) was set to 6 (n = 6). In FIG. 4, it can be seen that the curve of equation (2) is well fitted to a plurality of measurement values indicated by dots. At this time, the dead time L and the time constant T, which are the fitting parameters, are
L = 0. 359874、  L = 0.359874,
T = 0. 243904  T = 0.243904
に収束した。 Converged.
次に、 これらの値が上記 (3) 式に代入され、 当該 (3) 式が 2分法により解 かれて、 限界周期 Tc {=2 π/ωο ) =3. 476521が求められる。  Next, these values are substituted into the above equation (3), and the equation (3) is solved by the dichotomy, and the limit period Tc {= 2π / ωο) = 3.476521 is obtained.
定常ゲイン Κについては、 バルブ開度 9 O d e gに対応する値を上記 (5) 式 により計算すると、 K= 0. 200318となる。 これを上記 (4) 式に代入す ると、 限界感度 Kc は、 Kc =8. 504282となる。 次に、 以上のように求 められたむだ時間 Lの値と限界感度 Tc の値とから、 基準化むだ時間 LNは、 LN =0. 103516となる。 この値を用いると、 上記 (6) 、 (7)、 (8)式 中の f K 、 : f ϊ 、 f D が北森の部分モデルマッチング法で以下のように求められ る。 For the steady-state gain K, when the value corresponding to the valve opening of 9 O deg is calculated by the above equation (5), K = 0.200318. When this is substituted into the above equation (4), the critical sensitivity Kc is Kc = 8.504282. Next, from the value of the dead time L obtained as described above and the value of the limit sensitivity Tc, the standardized dead time L N is L N = 0.103516. Using this value, the above equations (6), (7), (8) F K,: f 、 and f D are obtained by Kitamori's partial model matching method as follows.
fK = 0. 510081、 f K = 0. 510081,
f I = 0. 364807,  f I = 0. 364807,
f D = 0. 183519  f D = 0. 183519
これらの値と Kc 及び Tc の値とを上記 (6)、 (7)、 (8) 式に代入する と、 最終的に P I Dパラメ一夕値が以下のように求められる。By substituting these values and the values of Kc and Tc into the above equations (6), (7) and (8), the final PID parameter value is obtained as follows.
Figure imgf000014_0001
Figure imgf000014_0001
Τι =1. 268260. Τι = 1.268260.
Figure imgf000014_0002
Figure imgf000014_0002
以上のような最適 P I Dパラメ一夕値テーブル化工程 (S T 1) の後、 PID パラメ一夕値選択工程 (ST2) においては、 実際の制御中に、 演算装置 35が、 以前設定圧力から設定圧力への変化値とメモリ一 37に記憶されているデ一夕と を比較し、 上記変化値に対応する P IDパラメ一夕値を選択する。 具体的には、 例えば、 図 3に示す各変化値に対応するテーブルデ一夕から今回の変化値と同じ かまたは最も近い組み合わせに対応する P I Dパラメ一夕値を選択する。  After the above-described optimal PID parameter overnight value tabulation process (ST1), in the PID parameter overnight value selection process (ST2), during actual control, the arithmetic unit 35 changes the previously set pressure from the previously set pressure to the set pressure. Then, the change value to is compared with the value stored in the memory 37, and the PID parameter value corresponding to the change value is selected. Specifically, for example, a PID parameter value corresponding to the combination that is the same as or closest to the current change value is selected from the table data corresponding to each change value shown in FIG.
具体例として、 あるガス流量の下、 目標圧力値が変化する場合、 これに対する ノ ルプ開度の変化が見積もられる。 バルブ全開状態を 0 d e g、 バルブ全閉状態 を 90deg、 あるガス流量下の最大到達圧力を P∞ax とすると、 各開度 in ,As a specific example, when the target pressure value changes under a certain gas flow rate, the change in the knob opening degree with respect to this is estimated. Assuming that the fully opened state of the valve is 0 deg, the fully closed state of the valve is 90 deg, and the maximum ultimate pressure under a certain gas flow rate is P∞ax ,
U2 , U 3 に対する圧力 Pi , P 2 , P 3 について、 pn / maX とし て正規化 (normalize ) された値は、 図 5のグラフのようになる。 For the pressures Pi, P2, and P3 for U2 and U3 , the values normalized as pn / max are as shown in the graph of FIG.
異なるガス流量について以上のようなグラフを作成しても、 正規化することに よって互いに同一なグラフとなる。  Even if the above graphs are created for different gas flow rates, the same graphs will be obtained by normalization.
以上のようにして得られたバルブ開度一圧力曲線は、 以下の (9) 式で示す 9 次多項式でカーブフィッティングされ得る。 (9) 式を用いることにより、 正規 化された圧力変化に対する ) レプ開度変化を知ることができる。  The valve opening degree-pressure curve obtained as described above can be curve-fitted by a ninth-order polynomial expressed by the following equation (9). By using the equation (9), it is possible to know the change in the rep opening degree with respect to the normalized pressure change.
Pn (9)Pn (9)
Figure imgf000014_0003
一方、 異なるガス流量に対する Pmax の変化は、 図 6に示すようになる。 これ により、 Pmax はガス流量に対してほぼ線形に変化することがわかる。
Figure imgf000014_0003
On the other hand, the change of Pmax for different gas flow rates is as shown in Fig. 6. This shows that Pmax changes almost linearly with the gas flow rate.
以上より、 処理装置で使用される全ガス流量域において、 目標圧力値が Pi か ら P 2 に変化する場合のバルブ開度変化 → 2 を見積もることができる。 そ して、 このようにして見積もられた開度変化 →U2 と同じかまたはこれと最 も近い図 3中の開度変化に対応する (ステップ応答試験から求められた) PID パラメ一タ値が選択される。 From the above, it is possible to estimate the change in valve opening degree → 2 when the target pressure value changes from Pi to P 2 in the entire gas flow rate range used in the processing equipment. Their to, thus the same as or opening variation → U 2 as estimated by or its corresponding opening change in FIG close most (obtained from step response test) PID parameters Ichita The value is selected.
なお、 以上のチューニングは 2種類の流量に対して行われている。 2つの流量 を F 、 F2 (Fi <F2 ) として、 これらの平均値 (Ft +F2 ) /2以下の 流量では流量 F! のテ一ブルが用いられ、 平均値 (F! +F2 ) Z2以上の流量 では流量: F2 のテーブルが用いられるようにできる。 各流量 、 F2 でのバル ブ全閉での最大到達圧力 pmax は、 チューニングが終了した際に、 P IDパラメ —夕値とともに保存される。 そして、 制御の際の流量がチューニング時の流量 F i 、 F2 のいずれかであれば、 pmax として、 保存されているいずれかの値が用 いられるが、 制御の際の流量がチューニング時の流量 、 F2 とは異なるので あれば、 図 5及び図 6の関係から、 pmax として、 図 6に示すガス流量一最大到 達圧力の関係から見積もられた値が用いられる。 The above tuning is performed for two types of flow rates. Assuming that the two flow rates are F and F 2 (Fi <F 2 ), the table of flow rate F! Is used for the flow rate below these average values (Ft + F 2 ) / 2, and the average value (F! + F 2) Z2 or more flow in the flow rate can be as table F 2 is used. Each flow, maximum ultimate pressure p max in the valves fully closed in F 2, when tuning is completed, P ID parameter - is saved with evening value. If the flow rate at the time of control is one of the flow rates F i and F 2 at the time of tuning, one of the stored values is used as p max , but the flow rate at the time of control is If the flow rate is different from F 2 , the value estimated from the relationship between the gas flow rate and the maximum reached pressure shown in FIG. 6 is used as p max from the relation between FIG. 5 and FIG.
以上のようにして P I Dパラメ一夕値が選択された後、 P IDパラメ一夕値変 更工程 (PT3) では、 当該選択された P IDパラメ一夕値が P ID制御器 33 へ出力される。 そして、 P I D制御器 33にそれまでに設定されていた P IDパ ラメ一夕値が上記選択された P I Dパラメ一夕値に変更される。  After the PID parameter overnight value is selected as described above, in the PID parameter overnight value changing step (PT3), the selected PID parameter overnight value is output to the PID controller 33. . Then, the PID parameter overnight set in the PID controller 33 so far is changed to the selected PID parameter overnight.
制御信号出力工程 (ST4) では、 P ID制御器 33が、 変更された P IDパ ラメ一夕値を用いて、 測定圧力および設定圧力に基づいて制御信号を出力する。 P ID制御器 33の制御方法としては、 通常の PID制御、 PI—D制御 (微分 先行型 P I D制御) 、 I _ P D制御が挙げられる。  In the control signal output step (ST4), the PID controller 33 outputs a control signal based on the measured pressure and the set pressure using the changed PID parameter overnight value. Examples of the control method of the PID controller 33 include ordinary PID control, PI-D control (differential leading type PID control), and I_PD control.
通常の P I D制御の制御則は以下の (10) 式で与えられ、 その伝達関数は以 下の (1 1) 式で与えられ、 この制御系のブロック線図は図 7に示すようになる。 なお、 (10) 式中、 u:操作量、 e = (r-y) :偏差、 r:目標値、 y:観 測量であり、 その右辺における第 1項は比例動作、 第 2項は積分動作、 第 3項は 微分動作を表す。 u(t) = KP | e(t) + ije(t)dt + TD ^、 (10)
Figure imgf000016_0001
The control law of normal PID control is given by the following equation (10), and its transfer function is given by the following equation (11). The block diagram of this control system is as shown in Fig. 7. In the equation (10), u: manipulated variable, e = (ry): deviation, r: target value, y: observation, and the first term on the right side is proportional action, the second term is integral action, The third term is Indicates differential operation. u (t) = K P | e (t) + ije (t) dt + T D ^, (10)
Figure imgf000016_0001
P I— D制御の制御則は以下の (1 2 ) 式で与えられる。 この制御は、 通常の P I D制御と異なり、 微分動作は観測量 yだけに作用している。 目標値がステツ プ関数状に変化する際に当該目標値に対して微分動作を行えば、 デル夕関数が操 作量に含まれることとなり、 set point kickと呼ばれる入力 uの急峻な変化が発 生し得る。 P I— D制御では、 これを避けるために、 微分動作が観測量のみに対 して行われる。 この制御系のプロック線図は図 8に示すようになる。 u(t) (12)The control law of PI-D control is given by the following equation (1 2). This control differs from ordinary PID control in that the derivative action only affects the observable y. If a differential operation is performed on the target value when the target value changes in the form of a step function, the Derby function will be included in the operation amount, and a sharp change in the input u called the set point kick will occur. Can live. In PI-D control, to avoid this, the derivative action is performed only on the observable. The block diagram of this control system is as shown in FIG. u (t) (12)
Figure imgf000016_0002
Figure imgf000016_0002
I—P D制御の制御則は以下の (1 3 ) 式で与えられる。 I— P D制御では微 分動作に加えて比例動作も観測量 yだけに作用している。 目標値がステップ関数 状に変化する際に当該目標値に対して比例動作を行うと、 ステップ関数が操作量 に含まれることになり、 実用上好ましくない場合がある。 I—P D制御では、 こ れを避けるために、 比例動作も観測量のみに対して行われる。 The control law of I-PD control is given by the following equation (13). In I-PD control, in addition to differential motion, proportional motion affects only the observed quantity y. If the target value changes in the form of a step function and the proportional operation is performed on the target value, the step function is included in the manipulated variable, which may not be practically preferable. In I-PD control, in order to avoid this, the proportional action is also performed only on the observed quantity.
また、 一般に、 目標値の変化時の制御性が良好になるように P I Dパラメ一夕 値を調整すると、 定常外乱が加わった時に定常偏差が生じがちになる。 逆に、 外 乱に対する制御性が良好になるように調整すると、 目標値変化時にオーバ一シュ —トが大きくなる。 I— P D制御を用いると、 このような目標値変化時のオーバ 一シュート量と外乱抑制性とのトレードオフを緩和することができると報告され ている。 この制御系のプロック線図は図 9に示すようになる。 u(t) = KP f- y(t) + i fe(t)dt - Tn (13) Generally, if the PID parameter is adjusted so that the controllability when the target value changes is good, a steady-state error tends to occur when a steady-state disturbance is applied. Conversely, if the adjustment is made so that the controllability against disturbance becomes good, the overshoot will increase when the target value changes. It is reported that the use of I-PD control can reduce the trade-off between the overshoot amount and disturbance suppression when the target value changes. The block diagram of this control system is as shown in FIG. u (t) = K P f- y (t) + ife (t) dt-T n (13)
1 丄) J 1 丄) J
Figure imgf000016_0003
また、 上記の P I D制御、 P I _D制御または I一 PD制御を用いた実際の圧 力制御の際には、 次のような方法で、 目標圧力値への到達時間を更に短縮するこ とが可能である。
Figure imgf000016_0003
Also, in the actual pressure control using the above PID control, PI_D control or I-PD control, the time to reach the target pressure value can be further reduced by the following method It is.
すなわち、 図 5及び図 6に示す関係から、 目標圧力値が から p2 に変化す る場合のバルブ開度変化 → 2 を見積もることができる。 そこで、 目標圧力 値が p2 に変化する場合、 バルブ開度の値 ιΐ2 を上記 (10) 式、 (12)式ま たは (13) 式の初期積分値として与えるのである。 That can be estimated from the relationship shown in FIGS. 5 and 6, when you change the target pressure value is p 2 the valve opening change → 2. Therefore, when the target pressure value is changed to p 2, the value ιΐ2 of valve opening (10) below, (12) Shikima other are give as the initial integral value of (13).
つまり、 これらの式の積分操作量は、
Figure imgf000017_0001
That is, the integral of these equations is
Figure imgf000017_0001
: E(t)は j¾(t)dt の不定積分 : E (t) is the indefinite integral of j¾ (t) dt
: Cは 積分定数 であるが、 ここで、  : C is the integration constant where:
K p C = u2 K p C = u 2
Ti とするのである。  It is Ti.
例えばデジタル制御化されたシステムにおいて、 時分割で操作量が出力される ような場合、 t=t l、 t 2、 t 3、 …における積分操作量は、 次のようになる, t = 0 における積分操作量 0 t = tl における積分操作量 'E(tl) + u2 t E(tl)} + u2 For example, in a digitally controlled system, when the manipulated variables are output in a time-sharing manner, the integral manipulated variables at t = tl, t2, t3, ... are as follows. Integral manipulated variable at manipulated variable 0 t = tl 'E (tl) + u 2 t E (tl)} + u 2
Figure imgf000017_0002
t = t3 における積分操作量 'fe(t3)- E(t2)}+u2
Figure imgf000017_0002
Integral manipulated variable at t = t3 'fe (t3)-E (t2)} + u 2
I  I
(以下同様) これにより、 時間 t = t 1におけるバルブ操作量は微小時間内の積分値にも関わ らず、 ある大 aきな値 (オフセット値) を持つことになる。 (The same applies hereinafter) As a result, the valve operation amount at time t = t1 has a certain large value (offset value) regardless of the integral value within a short time.
U  U
このようにす Ίれ d ば、 制御開始時のバルブ開度が、 目標圧力値を達成したときの バルブ開度に非常に近いものとなるため、 目標圧力値への到達時間が大幅に短縮 され得る。  In this way, the valve opening at the start of control is very close to the valve opening at the time when the target pressure value is achieved, and the time to reach the target pressure value is greatly reduced. obtain.
さて、 制御信号補償工程 (ST5) では、 以上のようにして P ID制御器 33 から出力された制御信号が、 定常ゲイン線形化器 38により線形制御系に補償さ れる。 すなわち、 図 5に示すとおり、 定常ゲイン K = p/uはバルブ開度に応じ て変化するが、 このような定常ゲインの変動は、 定常ゲイン線形化器 38におい て、 図 5の 90 d e gにおける値からバルブ開度への逆マップで補償することが できる。  Now, in the control signal compensation step (ST5), the control signal output from the PID controller 33 is compensated by the stationary gain linearizer 38 to the linear control system as described above. That is, as shown in FIG. 5, the steady-state gain K = p / u changes according to the valve opening, but such a steady-state gain variation is caused by the steady-state gain linearizer 38 at 90 ° in FIG. Compensation can be made with an inverse map from the value to the valve opening.
これにより、 制御対象が、 定数ゲインをもつ (n重 1次遅れ +むだ時間系) とし てモデル化され得る。 すなわち、 実制御の際には、 P ID制御器 33は、 制御対 象を図 5の原点 (0、 0) と (90deg、 pmax ) とを結ぶ直線 (P = Ku) と見なす。 すなわち、 上述のように制御中に最適な P IDパラメ一夕値が与えら れた: P ID制御器 33は、 一定の比例ゲインを用いて出力閧度 uを計算する。 P 10の出カ開度11は、 定常ゲイン線形化器 38 (変換テーブル) によって、 実際 に排気バルブに渡される開度 ud に変換される。 この u→ud の開度変換テープ ルは、 図 5に示された以下の (14) 式の 9次多項式を解くことにより作成され 得る。 Thus, the controlled object can be modeled as having a constant gain (n-fold first-order lag + dead time system). That is, when the actual control, P ID controller 33 regards the control Target origin (0, 0) in FIG. 5 and (90deg, p max) the straight line connecting the (P = Ku). That is, the optimum PID parameter value was given during the control as described above: The PID controller 33 calculates the output probability u using a constant proportional gain. Deca opening 11 of the P 10 is the steady-state gain linearizer 38 (conversion table), it is converted into the opening degree u d actually passed to the exhaust valve. Opening convert tapes Le of u → u d may be prepared by solving the following (14) 9-order polynomial expression shown in FIG.
(14) (14)
定常ゲインの線形化にともなう開度 ud への変換は、 比例ゲインをリアルタイ ムで逐次変化させることと等価であり ( (4) 式を参照) 、 制御性をより向上さ せ得る。 定常ゲインの線形化を行わない場合には、 制御対象の非線形性が考慮さ れないこととなる。 Conversion to opening u d due to linearization of the steady-state gain is equivalent to sequentially vary the proportional gain in realtime ((4) see formula), it can further improve the controllability. If the steady-state gain is not linearized, the non-linearity of the controlled object will not be considered.
制御対象制御工程 (ST6) では、 以上のようにして定常ゲイン線形化器 38 で補償された制御信号が、 制御対象である排気バルブ 22に出力される。 これに より、 排気バルブ 2 2の開度が制御され、 チャンバ一 1 1内の圧力が所定値に制 御される。 In the control target control step (ST6), the control signal compensated by the steady-state gain linearizer 38 as described above is output to the exhaust valve 22 to be controlled. to this Accordingly, the opening degree of the exhaust valve 22 is controlled, and the pressure in the chamber 11 is controlled to a predetermined value.
本実施形態では、 以上のように、 予め各制御ステップ毎の最適な P I Dパラメ —夕値を求めてテ一プル化しておき、 このテーブルから P I D制御器 3 3に対す る実際の設定条件変化に対応する P I Dパラメ一夕値を選択し、 P I D制御器 3 3にそれまで設定されていた P I Dパラメ一夕値を前記選択された P I Dパラメ —夕値に変更し、 変更された P I Dパラメ一夕値に基づく制御信号を P I D制御 器 3 3から制御対象である排気バルブ 2 2に出力して制御を行うので、 設定条件 が変化した場合に常に適切な P I Dパラメ一夕値で制御することができ、 極めて 高精度の制御を行うことができる。 また、 予め各制御ステップ毎の最適な: P I D パラメ一夕値を求めてテーブル化しておき、 その中から適切な P I Dパラメ一夕 値を自動的に選択するので、 煩雑さを伴うことがない。 また、 上述のように、 定 常ゲインの線形化器 3 8により P I D制御器 3 3から出力された制御信号が線形 制御系に補償されるので、 一層高精度の制御が実現される。  In the present embodiment, as described above, the optimal PID parameter for each control step—the evening value is determined in advance and formed into a template, and from this table, the actual setting condition change for the PID controller 33 is determined. Select the corresponding PID parameter overnight value, change the PID parameter overnight value previously set in the PID controller 3 3 to the selected PID parameter—evening value, and change the changed PID parameter overnight value. The control signal is output from the PID controller 3 3 to the exhaust valve 22 to be controlled, and control is performed.Therefore, when the setting conditions change, the control can always be performed with appropriate PID parameter values. Extremely accurate control can be performed. In addition, since the optimal PID parameter value for each control step is obtained in advance and tabulated, and an appropriate PID parameter value is automatically selected from the table, no complicated operation is required. Further, as described above, the control signal output from the PID controller 33 is compensated by the linearizer 38 of the constant gain to the linear control system, so that more accurate control is realized.
なお、 本発明は上記実施形態に限定されることなく、 種々変形可能である。 例 えば、 上記実施形態では P I D制御を行う例について示したが、 これに限らず他 の制御、 例えば制御対象の動特性が状態方程式で表現される最適レギュレー夕制 御を採用することもできる。 また、 上記実施形態ではチャンバ一の排気バルブの 開度を制御対象とし、 成膜装置のチャンバ一内圧力を制御する例について示した が、 これに限定されることはない。 本発明は、 例えば、 温度制御、 流量制御等、 その他の種々の制御に適用することが可能である。 さらに、 各制御ステップ毎の 最適な制御パラメ一夕値を求めてテーブル化する手法についても、 上記実施形態 の手法に限定されず種々の手法を採用することが可能である。 さらにまた、 上記 実施形態では、 定常ゲイン線形化器を用いて制御信号を補償しているが、 このよ うな制御信号の補償は必須なものではない。  Note that the present invention is not limited to the above embodiment, and can be variously modified. For example, in the above-described embodiment, an example in which the PID control is performed has been described. However, the present invention is not limited to this, and another control, for example, an optimal regulation control in which the dynamic characteristic of the control target is expressed by a state equation can be adopted. Further, in the above-described embodiment, an example is described in which the opening degree of the exhaust valve of the chamber 1 is controlled and the pressure in the chamber 1 of the film forming apparatus is controlled. However, the present invention is not limited to this. The present invention can be applied to other various controls such as, for example, temperature control and flow rate control. Further, the method of obtaining the optimal control parameter values for each control step and tabulating the values is not limited to the method of the above embodiment, and various methods can be adopted. Furthermore, in the above embodiment, the control signal is compensated using the stationary gain linearizer, but such compensation of the control signal is not essential.

Claims

請求 の 範 囲 The scope of the claims
1 . 所定の制御パラメ一夕により所定のプロセスパラメ一夕を制御する制御 器を用いた制御方法であって、 1. A control method using a controller for controlling a predetermined process parameter by a predetermined control parameter,
予め各制御ステップ毎の最適な制御パラメ一夕値を求める工程と、  A step of obtaining an optimal control parameter overnight value for each control step in advance;
求められた複数の制御パラメ一夕値から前記制御器に対する実際の設定条件変 化に対応する制御パラメ一夕値を選択する工程と、  Selecting a control parameter value corresponding to an actual setting condition change for the controller from the determined plurality of control parameter value;
前記制御器に設定されている制御パラメ一夕値を、 前記選択工程で選択された 制御ノ ラメ一夕値に変更する工程と、  Changing the control parameter value set in the controller to the control parameter value selected in the selecting step;
前記制御器から前記変更された制御パラメ一夕に基づく制御信号を制御対象に 出力する工程と、  Outputting a control signal from the controller based on the changed control parameter to a control target;
を具備することを特徴とする制御方法。 A control method comprising:
2 . 前記制御器による制御は、 P I D制御または最適レギュレー夕制御であ る 2. The control by the controller is PID control or optimal regulation control.
ことを特徴とする請求項 1に記載の制御方法。 2. The control method according to claim 1, wherein:
3 . 前記制御対象が被制御プロセスパラメ一夕に対して非線形な場合に、 前 記制御器から出力される制御信号に対して非線形な補償要素を用いて線形制御系 になるように補償する工程をさらに具備する 3. A step of compensating the control signal output from the controller to be a linear control system using a non-linear compensation element when the control target is non-linear with respect to the controlled process parameter. Further comprising
ことを特徴とする請求項 1に記載の制御方法。 2. The control method according to claim 1, wherein:
4 . 予め設定されている設定条件とフィードバックされたプロセス条件とに 基づいて P I D制御により所定のプロセスパラメ一夕を制御する制御器を用いた 制御方法であって、 4. A control method using a controller that controls a predetermined process parameter by PID control based on a preset setting condition and a fed back process condition,
予め各制御ステップ毎の最適な P I Dパラメ一夕値を求める工程と、 求められた複数の P I Dパラメ一夕値から前記制御器に対する実際の設定条件 変化に対応する P I Dパラメ一夕値を選択する工程と、  A step of previously determining an optimum PID parameter value for each control step, and a step of selecting a PID parameter value corresponding to a change in an actual setting condition for the controller from the obtained plurality of PID parameter values. When,
前記制御器に設定されている; P I Dパラメ一夕値を、 前記選択工程で選択され た P I Dパラメ一夕値に変更する工程と、 Is set in the controller; the PID parameter overnight value is selected in the selection step Changing the PID parameter to an overnight value,
前記制御器から前記変更された P I Dパラメ一夕値に基づく制御信号を制御対 象に出力する工程と、  Outputting from the controller a control signal based on the changed PID parameter overnight value to a control target;
を具備することを特徴とする制御方法。 A control method comprising:
5 . 前記制御対象が被制御プロセスパラメ一夕に対して非線形な場合に、 前 記制御器から出力される制御信号に対して非線形な補償要素を用いて線形制御系 になるように補償する工程をさらに具備する 5. A step of compensating the control signal output from the controller to be a linear control system using a non-linear compensation element when the control target is non-linear with respect to the controlled process parameter. Further comprising
ことを特徴とする請求項 4に記載の制御方法。 5. The control method according to claim 4, wherein:
6 . 予め各制御ステップ毎の最適な P I Dパラメ一夕値を求める前記工程に おいては、 6. In the above-mentioned process of obtaining the optimum PID parameter value for each control step in advance,
制御対象を変化させた際のプロセスパラメ一夕の応答波形が各制御ステップ毎 に求められ、  The response waveforms of the process parameters when the control target is changed are obtained for each control step.
各応答波形から、 むだ時間 + n次遅れモデルを用いて伝達特性の同定が行われ、 同定された伝達特性から、 所定の手法により、 P I Dパラメ一夕値が求められ る  From each response waveform, transfer characteristics are identified using a dead time + nth-order delay model, and the PID parameter overnight value is determined from the identified transfer characteristics by a predetermined method.
ことを特徴とする請求項 4に記載の制御方法。 5. The control method according to claim 4, wherein:
7 . 予め設定されている処理容器内圧力の設定値とフィードバックされた処 理容器内圧力の測定値とに基づいて P I D制御により排気バルブの閧度を制御し て処理容器内の圧力を制御する制御器を用いた制御方法であって、 7. Based on the preset value of the pressure inside the processing vessel and the feedback measured value of the pressure inside the processing vessel, the degree of exhaust valve control is controlled by PID control to control the pressure inside the processing vessel. A control method using a controller,
予め種々の設定圧力の変化に対応する最適な P I Dパラメ一夕値を求める工程 と、  A step of previously determining an optimum PID parameter overnight value corresponding to a change in various set pressures;
求められた複数の P I Dパラメ一夕値から前記制御器に対する実際の設定圧力 変化に対応する P I Dパラメ一夕値を選択する工程と、  Selecting a PID parameter value corresponding to an actual set pressure change for the controller from the determined plurality of PID parameter values;
前記制御器に設定されている P I Dパラメ一夕値を、 前記選択工程で選択され た P I Dパラメ一夕値に変更する工程と、  Changing the PID parameter overnight value set in the controller to the PID parameter overnight value selected in the selection step;
前記制御器から前記変更された P I Dパラメ一夕値に基づく制御信号を前記排 気ノ υレプに出力する工程と、 The controller outputs a control signal based on the changed PID parameter value. A step of outputting to the mind,
を具備することを特徴とする制御方法。  A control method comprising:
8. 予め種々の設定圧力の変化に対応する最適な P I Dパラメ一夕値を求め る前記工程においては、 8. In the above-mentioned step of previously finding the optimum PID parameter overnight value corresponding to various set pressure changes,
排気バルブの開度を変化させた際の処理容器内圧力の応答波形が各設定圧力の 変化毎に求められ、  The response waveform of the pressure inside the processing vessel when the opening of the exhaust valve is changed is obtained for each change in the set pressure.
各応答波形から、 むだ時間 + η次遅れモデルを用いて伝達特性の同定が行われ、 同定された伝達特性から、 所定の手法により、 P I Dパラメ一夕値が求められ る  From each response waveform, transfer characteristics are identified using a delay time + η-order delay model, and the PID parameter overnight value is determined from the identified transfer characteristics by a predetermined method.
ことを特徴とする請求項 7に記載の制御方法。  8. The control method according to claim 7, wherein:
9. 予めバルブの閧度と処理容器内圧力との関係を測定しておき、 前記制御 器から出力される制御信号に対して非線形な補償要素を用いて、 前記バルブの開 度に対する処理容器内圧力との関係が線形となるように補償する工程 9. Measure the relationship between the valve degree and the pressure in the processing vessel in advance, and use a non-linear compensation element for the control signal output from the controller to determine the relationship between the valve opening and the processing vessel pressure. Step of compensating for a linear relationship with pressure
を更に具備することを特徴とする請求項 8に記載の制御方法。 9. The control method according to claim 8, further comprising:
10. 予め種々の設定圧力の変化に対応する最適な P I Dパラメ一夕値を求 める前記工程においては、 設定流量も加味されて最適な P IDパラメ一夕値が求 められる 10. Finding the optimal PID parameter value corresponding to the change of various set pressures in advance In the above-mentioned process, the optimal PID parameter value is also calculated taking into account the set flow rate
ことを特徴とする請求項 7に記載の制御方法。 8. The control method according to claim 7, wherein:
11. 前記 P ID制御は、 通常の P ID制御、 I— PD制御、 または、 微分 先行型 P ID制御である 11. The PID control is normal PID control, I-PD control, or differential leading PID control
ことを特徴とする請求項 4に記載の制御方法。 5. The control method according to claim 4, wherein:
12. 前記: P ID制御は、 通常の P ID制御、 I— PD制御、 または、 微分 先行型 P ID制御である 12. Above: PID control is normal PID control, I-PD control, or derivative PID control
ことを特徴とする請求項 7に記載の制御方法。 8. The control method according to claim 7, wherein:
1 3 . 前記変更された P I Dパラメ一夕値に基づく制御信号には、 オフセッ ト値が利用される 1 3. An offset value is used for the control signal based on the changed PID parameter value.
ことを特徴とする請求項 7に記載の制御方法。 8. The control method according to claim 7, wherein:
1 4 . 所定の制御パラメ一夕により所定のプロセスパラメ一夕を制御する制 御装置であって、 1 4. A control device for controlling a predetermined process parameter by a predetermined control parameter,
予め設定されている設定条件とフィードバックされたプロセス条件とに基づい て所定の制御パラメ一夕により制御対象を制御する制御器と、  A controller that controls a control target by a predetermined control parameter based on a preset setting condition and a fed back process condition;
各制御ステップ毎の最適な制御パラメ一夕値を演算する演算手段と、 前記演算手段により求めた各制御ステップ毎の最適な制御パラメ一夕値を記憶 する記憶手段と、  Calculating means for calculating an optimum control parameter value for each control step; storage means for storing an optimum control parameter value for each control step obtained by the calculating means;
前記制御器に対する設定条件の変化が入力され、 前記記憶手段に記憶されてい る情報から前記設定条件の変化に対応する制御パラメ一夕値を選択し、 前記制御 器に対し、 その制御パラメ一夕値を選択された制御パラメ一夕値に変更する指令 を出力する制御パラメ一夕選択手段と、  A change in the setting condition for the controller is input, and a control parameter value corresponding to the change in the setting condition is selected from the information stored in the storage means, and the control parameter value is provided to the controller. Control parameter selection means for outputting a command to change the value to the selected control parameter value;
を具備することを特徴とする制御装置。 A control device comprising:
1 5 . 前記制御器は、 P I D制御または最適レギユレ一夕制御により制御対 象を制御するようになっている 15. The controller controls the object to be controlled by PID control or optimal regulation overnight control.
ことを特徴とする請求項 1 4に記載の制御装置。 15. The control device according to claim 14, wherein:
1 6 . 予め設定されている設定条件とフィードバックされたプロセス条件と に基づいて P I D制御により所定のプロセスパラメ一夕を制御する制御装置であ つて、 16. A control device that controls a predetermined process parameter by PID control based on a preset setting condition and a fed back process condition,
予め設定されている設定条件とフィードバックされたプロセス条件とに基づい て P I Dパラメ一夕値により制御対象を制御する制御器と、  A controller for controlling a control target by a PID parameter overnight value based on a preset setting condition and a fed back process condition;
各制御ステップ毎の最適な P I Dパラメ一夕値を演算する演算手段と、 前記演算手段により求めた各制御ステップ毎の最適な P I Dパラメ一夕値を記 憶する記憶手段と、 A calculating means for calculating an optimum PID parameter value for each control step; and an optimum PID parameter value for each control step obtained by the calculating means. Memory means to remember,
前記制御器に対する設定条件の変化が入力され、 前記記憶手段に記憶されてい る情報から前記設定条件の変化に対応する P I Dパラメ一夕値を選択し、 前記制 御器に対し、 その P I Dパラメ一夕値を選択された P I Dパラメータ値に変更す る指令を出力する制御パラメ一夕選択手段と、  A change in the setting condition for the controller is input, and a PID parameter value corresponding to the change in the setting condition is selected from the information stored in the storage means, and the PID parameter value is transmitted to the controller. Control parameter overnight selecting means for outputting a command to change the evening value to the selected PID parameter value;
を具備することを特徴とする制御装置。 A control device comprising:
1 7 . 前記演算手段は、 制御対象を変化させた際のプロセスパラメ一夕の応 答波形を各制御ステップ毎に求め、 各応答波形から、 むだ時間 + n次遅れモデル を用いて伝達特性の同定を行い、 同定された伝達特性から所定の手法によ P I Dパラメ一夕値を求めるようになつている 17. The calculation means obtains a response waveform of the process parameter when the control target is changed for each control step, and calculates a transfer characteristic of the transfer characteristic from each response waveform using a dead time + n-order delay model. Identification is performed, and the PID parameter overnight value is obtained from the identified transfer characteristics by a predetermined method.
ことを特徴とする請求項 1 6に記載の制御装置。 17. The control device according to claim 16, wherein:
1 8 . 前記制御対象が被制御プロセスパラメ一夕に対して非線形な場合に、 前記制御器から出力される制御信号に対して非線形な補償要素を用いて線形制御 系になるように補償する補償手段 18. Compensation for compensating the control signal output from the controller to be a linear control system using a non-linear compensation element when the control target is nonlinear with respect to the controlled process parameter. Means
を更に具備することを特徴とする請求項 1 4に記載の制御装置。 The control device according to claim 14, further comprising:
1 9 . 前記制御対象が被制御プロセスパラメ一夕に対して非線形な場合に、 前記制御器から出力される制御信号に対して非線形な補償要素を用いて線形制御 系になるように補償する補償手段 1 9. Compensation for compensating a control signal output from the controller to be a linear control system using a non-linear compensation element when the control target is nonlinear with respect to the controlled process parameter. Means
を更に具備することを特徴とする請求項 1 6に記載の制御装置。 The control device according to claim 16, further comprising:
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