在加熱過(guò)程中，要求通過(guò)檢測(cè)溫度信號(hào)和調(diào)節(jié)加熱燈各燈區(qū)的功率，快速、正確、均勻地控制溫度。為滿足此溫度控制要求，溫度控制部件主要由“過(guò)零信號(hào)檢測(cè)板”、“計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)板”、“爐膛溫度控制信號(hào)板”、“晶閘管加熱電源”、“溫度高溫計(jì)”、“溫度信號(hào)處理器”、“燈加熱功率調(diào)節(jié)器”、“控制計(jì)算機(jī)”等部件組成。
分析表明，晶閘管導(dǎo)通角與計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)板上計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值有關(guān)。計(jì)數(shù)器采用1MHz頻率計(jì)數(shù)，每個(gè)計(jì)數(shù)脈沖為1微秒。較大計(jì)數(shù)值設(shè)計(jì)為10000，對(duì)應(yīng)時(shí)間為10毫秒，為50Hz交流電的半個(gè)周期。每個(gè)計(jì)數(shù)和計(jì)時(shí)板上有5個(gè)計(jì)數(shù)器，每個(gè)計(jì)數(shù)器控制一個(gè)燈區(qū)，兩個(gè)計(jì)數(shù)和計(jì)時(shí)板可以控制10個(gè)燈區(qū)。計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)板通過(guò)總線與控制計(jì)算機(jī)相連。計(jì)算機(jī)通過(guò)總線在計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)板上設(shè)置每個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，調(diào)整每個(gè)燈區(qū)晶閘管的導(dǎo)通角，從而調(diào)整每個(gè)燈區(qū)的加熱功率，實(shí)現(xiàn)每個(gè)燈區(qū)加熱功率的程控調(diào)節(jié)。
在高溫退火爐快速熱處理過(guò)程中，控制計(jì)算機(jī)先根據(jù)控制算法設(shè)置計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)板上每個(gè)計(jì)數(shù)器的預(yù)期計(jì)數(shù)值，即設(shè)置每個(gè)加熱燈區(qū)域的預(yù)期加熱功率。在加熱過(guò)程中，高溫計(jì)用于實(shí)時(shí)檢測(cè)硅片的溫度。溫度信號(hào)處理器將高溫計(jì)信號(hào)處理為標(biāo)準(zhǔn)溫度值。計(jì)算機(jī)將實(shí)時(shí)溫度值與設(shè)定的溫度曲線進(jìn)行比較。當(dāng)有溫差時(shí)，根據(jù)控制算法調(diào)整每個(gè)加熱燈區(qū)域的功率計(jì)數(shù)值，以正確控制溫度和溫度均勻性。
使用上述硬件設(shè)計(jì)控制溫度具有以下特點(diǎn)：
?。?）熱源功率可分區(qū)控制，為溫度均勻性控制提供了硬件基礎(chǔ)；
?。?）采用16位計(jì)數(shù)器調(diào)節(jié)晶閘管導(dǎo)通角，調(diào)節(jié)精度高?，F(xiàn)設(shè)計(jì)控制精度為1/10000，通過(guò)參數(shù)調(diào)整，較大控制精度可達(dá)1/6000；
（3）控制調(diào)節(jié)計(jì)數(shù)器采用4個(gè)8254計(jì)數(shù)器控制10個(gè)加熱燈區(qū)，控制電路簡(jiǎn)單，集成度高；
（4）高溫退火爐在該硬件的支持下，溫度控制可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)計(jì)算機(jī)程序控制，調(diào)節(jié)響應(yīng)快，滿足自適應(yīng)算法的要求。
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