CN100454184C - 温度控制方法、温度调节器 - Google Patents

Abstract

一种控制方法、温度控制方法、温度调节器，容易地进行用于以抑制温度偏差的均匀的温度对半导体晶圆(1)进行热处理的调整作业。利用温度传感器(6a)～(6c)计测改变各沟道的设定温度时的半导体晶圆(1)的温度变化，将半导体晶圆(1)的各沟道间的干涉程度作为干涉矩阵而预先求出，使用该干涉矩阵的逆矩阵算出校正值，以使半导体晶圆(1)达到所希望的温度，利用该运算值校正设定温度。

Description

温度控制方法、温度调节器

技术领域

本发明涉及控制控制对象的温度和压力等物理状态的控制方法、控制控制对象的温度的温度控制方法、温度调节器、使用温度调节器的热处理装置、用于以上的程序及记录程序的记录介质，特别是涉及适用于抑制多输入输出干涉系统的控制对象的温度等物理状态的偏差的技术。

背景技术

目前，例如在半导体装置的制造工艺中，在半导体晶圆的热处理时使用温度调节器(例如参照专利文献1)。

专利文献1：特开平6-188462号公报

在这样的制造工艺中，有如下结构，例如在将半导体晶圆载置于热处理盘上进行加热处理的情况，温度调节器基于来自配置于热处理盘上的温度传感器的检测温度，输出操作信号，以使热处理盘的温度与设定温度(目标温度)一致，通过该操作信号，介由电磁开关器等控制配设于热处理盘上的加热器的通电。

在这样的半导体晶圆的热处理中需要控制热处理盘的温度，以使半导体晶圆的温度在所希望的均匀的温度下进行热处理，因此，需要进行校正半导体晶圆与热处理盘的温度差和晶圆面内的位置造成的温度偏差等的温度控制。

因此，将预先安装有温度传感器的半导体晶圆作为实验用晶圆，利用热处理盘对该实验用晶圆进行热处理，由温度传感器计测该热处理的实验用晶圆的温度分布，同时，进行校正热处理盘的设定温度或输入温度调节器的热处理盘的检测温度(输入温度)的调整作业，以使实验用晶圆的温度成为所希望的均匀的温度。

但是，在配置多个温度传感器及温度加热器，基于各温度传感器的检测温度分别控制各加热器的通电这样的多个沟道的热处理盘中，存在如下课题，由于沟道间的相互干涉，而难以进行校正上述设定温度或输入温度的调整作业，而必须依赖于作业者的经验进行尝试，使调整工数增大。

发明内容

本发明是鉴于这样的情况而构成的，其目的在于，容易地进行用于以所希望的状态处理被处理物的调整作业。

在本发明中，为实现上述目的而如下构成。

即，本发明提供的控制方法，在多个检测点分别检测处理被处理物的处理装置的物理状态，控制所述处理装置的物理状态，使各检测信息与多个各目标信息一致，其特征在于，包括：预先求出改变所述目标信息时的所述被处理物的多个点的物理状态的干涉程度的步骤；基于求出的干涉程度，校正所述目标信息及所述检测信息的至少一个的步骤。

在此，在预先求取干涉程度的步骤中，优选在多个点分别计测改变目标信息时的所述被处理物的物理状态，预先计测各点的干涉程度，进行求取，但也可以通过设计和模拟来计算被处理物和处理装置的物理状态的传递关系，求取干涉的程度。

另外，物理状态是指温度、压力、流量、速度或液位等各种物理量的状态。

检测信息是指检测到的物理状态的信息，例如检测温度、检测压力。检测流量等。

目标信息是指物理状态的控制目标的信息，例如目标温度、目标压力、目标流量等。

干涉程度是指，在改变目标信息时，控制对应的检测信息，使其与所述目标信息一致，通过进行该控制，各计测点的物理状态受影响的程度，并且是指各沟道产生的干涉的程度。

多个点优选为了成为所希望的物理状态而关注的部位(位置)，例如优选抑制温度等物理状态的偏差这样的点。

另外，偏差是指在多个检测点检测的平均的物理状态的偏差和作为基准的检测点检测的物理状态的偏差等。

理想的是，进行校正步骤中的校正，校正处理被处理物的处理装置的所述检测点的物理状态与所述被处理物的所述检测点的物理状态之差，及/或抑制所述被处理物的多个点的物理状态的偏差。

根据本发明，在改变目标信息时，由于预先求出被处理物的各点的干涉程度，即受各点的物理状态的影响程度，故可基于该求出的干涉程度校正目标信息和检测信息，因此，容易进行以所希望的物理状态处理被处理物的用于校正目标信息和检测信息的调整作业。

本发明提供的温度控制方法，在多个检测点分别检测处理被处理物的处理装置的温度，控制所述处理装置的温度，使各检测温度与多个各目标温度一致，其特征在于，包括：预先求出改变所述目标温度时的所述被处理物的多个点的干涉程度的第一步骤；基于求出的干涉程度，求出校正所述目标温度及所述检测温度的至少一个的校正值的第二步骤。

在此，在预先求取干涉程度的第一步骤中，优选在多个点分别计测改变目标温度时的所述被处理物的温度，预先计测各点的干涉程度，进行求取，但也可以设计和模拟计算被处理物和处理装置的热的传递关系，求取干涉的程度。

另外，所述处理装置是指加热处理及/或冷却处理被处理物的装置。

干涉程度是指，在改变目标温度时，控制对应的检测温度，使其与所述目标温度一致，通过进行该控制，各计测点的温度受影响的程度。

根据本发明，在改变目标信息时，由于预先求出被处理物的各点的干涉程度，即各点温度受到的影响程度，故可基于该求出的干涉程度求出用于校正目标温度或检测温度的校正值，因此，容易进行以所希望的物理状态处理被处理物的用于校正目标温度和检测温度的调整作业。

本发明提供的温度控制方法，在多个检测点分别检测处理被处理物的处理装置的温度，控制所述处理装置的温度，使各检测温度与多个各目标温度一致，其特征在于，包括：在多个计测点分别计测改变所述目标温度时的所述被处理物的温度，预先计测各计测点的干涉程度的第一步骤；基于计测的干涉程度，求出校正所述目标温度及所述检测温度的至少一个的校正值的第二步骤。

计测点优选为了形成所希望的温度而关注的部位(位置)，例如优选要抑制温度的偏差这样的点。

所述校正值优选是，校正处理被处理物的处理装置的所述检测点的温度与所述被处理物的所述计测点的温度的温度差的值，及/或抑制所述被处理物的多个所述计测值的温度的偏差的值。

根据本发明，在改变目标温度时，由于预先计测被处理物的各计测点的干涉程度，即各点的温度受到的影响程度，故可基于该计测的干涉程度求出用于校正目标温度和检测温度的校正值，因此，容易进行以所希望的温度状态处理被处理物的用于校正目标温度和检测温度的调整作业。

在一实施例中，含有通过所述校正值校正所述目标温度及所述检测温度的至少一个的第三步骤。

根据该实施例，通过使用校正值来校正目标温度和检测温度，可以以所希望的温度状态处理被处理物。

在优选的实施例中，在所述第一步骤中，求出表示所述各目标温度的温度变化和所述被处理物的多个计测点的温度变化的关系的干涉矩阵(interference matrix)，在所述第二步骤中，使用所述干涉矩阵的逆矩阵求出校正值。

根据该实施例，由于使用第一步骤中求出的干涉矩阵的逆矩阵求出校正值，故由于使用该校正值校正目标温度和检测温度，不需要作业者积累经验而尝试进行的调整作业。

在一实施例中，在所述第二步骤中，求出所述校正值，以抑制所述被处理物的多个所述计测点的温度偏差。

根据该实施例，通过利用校正值校正目标温度和检测温度，抑制被处理物的温度偏差，以均匀的温度进行处理。

在其它实施例中，在所述第一步骤中，计测从改变所述目标温度的时刻经过了规定时间的时刻的所述干涉的程度。

在此，规定时间既可以是直到由于目标温度改变而使得在计测点计测的被处理物温度变化的途中的过渡状态的时刻的时间，也可以是直到所述温度调整后的稳定状态的时刻的时间。

根据该实施例，可通过选择规定时间来校正过渡状态或稳定状态的被处理物的温度，以达到所希望的温度。

另外，在其它实施例中，在所述第三步骤中，在从由所述处理装置开始处理被处理物的时刻到经过所述规定时间的期间，校正所述目标温度及所述检测温度的至少一个温度。

根据该实施例，通过从被处理物的处理开始的时刻开始进行目标温度及所述检测温度的至少一个温度的校正，可使规定时间经过时刻的被处理物温度达到所希望的温度。

另外，本发明提供的温度控制方法，在多个检测点分别检测处理被处理物的处理装置的温度，控制所述处理装置的温度，使各检测温度与多个各目标温度一致，其特征在于，包括：在与所述检测点不同的多个计测点分别计测改变所述目标温度时的所述被处理装置的温度，预先计测各计测点的干涉程度的第一步骤；基于计测的干涉程度，求出校正所述目标温度及所述检测温度的至少一个的校正值的第二步骤。

在此，所述校正值优选是抑制处理装置的多个所述计测点的温度偏差。

根据本发明，在改变目标温度时，由于预先计测处理装置的各计测点的干涉程度，即各计测点的温度受到的影响程度，故可基于该计测的干涉程度求出用于校正目标温度或检测温度的校正值，因此，容易进行将处理装置设为所希望的温度状态，例如抑制了偏差的均匀的温度状态的、用于校正目标温度和检测温度的调整作业。

另外，本发明的温度调节器，在多个检测点分别检测处理被处理物的处理装置的温度，控制所述处理装置的温度，使各检测温度与所述各目标温度一致，其特征在于，具有校正装置，该校正装置基于计测改变所述目标温度时的所述被处理物的多个计测点的温度而得到的各计测点的干涉程度，校正所述目标温度及所述检测温度的至少一个温度。

在此，采用校正装置进行的所述校正，校正处理被处理物的处理装置的所述检测点的温度与所述被处理物的所述计测点的温度的温度差，及/或抑制所述被处理物的多个所述计测点的温度偏差。

各计测点的干涉程度既可以预先由温度调节器以外的上位装置求出，将得到的干涉程度存储于该温度调节器中，也可以由该温度调节器预先求出干涉程度。

根据本发明，在改变目标温度时，由于预先计测被处理装置的各计测点的干涉程度，即各计测点的温度受影响的程度，故可基于该计测的干涉程度来校正目标温度和检测温度，因此，容易进行以所希望的温度状态处理被处理物的用于校正目标温度和检测温度的调整作业。

本发明的温度调节器，在多个检测点分别检测处理被处理物的处理装置的温度，控制所述处理装置的温度，使各检测温度与所述各目标温度一致，其特征在于，具有校正装置，该校正装置校正所述目标温度及所述检测温度的至少一个温度，以抑制所述被处理物的温度偏差，该校正装置是在开始进行由所述处理装置处理所述被处理物的时刻以后开始校正的装置。

该校正优选的是与开始由所述处理装置处理所述被处理物同时开始，最好直到被处理物的处理结束后结束。

根据本发明，可在开始由所述处理装置处理处理物的时刻以后，校正目标温度及所述检测温度的至少一个温度，抑制被处理物的温度偏差。

在一实施例中，所述校正装置基于计测改变所述目标温度时的所述被处理物的多个计测点的温度而得到的各计测点的干涉程度进行所述校正。

根据该实施例，由于可基于计测的干涉程度来校正目标温度和检测温度，故容易用于进行抑制并处理被处理物的温度的偏差的用于校正目标温度和检测温度的调整作业。

在其它实施例中，所述校正装置具有存储部，该存储部存储用于校正所述目标温度及所述检测温度的至少一个温度的校正值。

根据该实施例，由于使用存储于存储部的校正值来校正目标温度和检测温度，故不需要用于以所希望的温度状态处理被处理物的、用于校正目标温度和检测温度的调整作业。

在优选的实施例中，所述校正装置具有：存储部，其存储表示所述各目标温度的温度变化和所述被处理物的所述多个计测点的温度变化的关系的数据；运算部，其使用该存储部的数据算出用于校正所述目标温度及所述检测温度的至少一个温度的校正值。

在此，数据既可以是例如表示所述各目标温度的温度变化和所述被处理物的所述多个计测点的温度变化的关系的波形数据，也可以是表示所述各目标温度的温度变化和所述被处理物的所述多个计测点的温度变化的关系的干涉矩阵数据。

根据该实施例，由于在运算部使用存储部的数据运算校正值，故通过使用运算的校正值校正目标温度和检测温度，可不需要作业者积累经验而尝试进行的调整作业。

在其它实施例中，所述运算部，使用表示所述各目标温度的温度变化和所述被处理物的所述多个计测点的温度变化的关系的干涉矩阵的逆矩阵，算出所述校正值。

在存储于存储部的数据是表示所述各目标温度的温度变化和所述被处理物的所述多个计测点的温度变化的关系的波形数据时，运算部最好从该波形数据算出表示所述各目标温度的温度变化和所述被处理物的所述多个计测点的温度变化的关系的干涉矩阵。

根据该实施例，由于使用干涉矩阵的逆矩阵算出校正值，故可不需要作业者积累经验而尝试地求出校正值，可谋求自动化。

另外，在其它实施例中，所述运算部算出所述校正值，以抑制所述被处理物的所述多个计测点的温度偏差。

根据该实施例，通过使用算出的校正值来校正目标温度和检测温度，抑制被处理物的温度偏差，以均匀的温度进行处理。

在一实施例中，所述干涉程度是从改变所述目标温度的时刻经过了规定时间的时刻的干涉程度。

根据该实施例，可通过选择规定时间，校正过渡状态或稳定状态的被处理物的温度，使其达到所希望的温度。

在其它实施例中，所述校正装置是在从所述处理装置开始处理被处理物的时刻到经过所述规定时间后的期间，校正所述目标温度及所述检测温度的至少一个温度的装置。

根据该实施例，通过从开始被处理物的处理的时刻开始进行目标温度及所述检测温度的至少一个温度的校正，可使经过规定时间的时刻被处理物的温度达到所希望的温度。

本发明的热处理装置，其具有：本发明的温度调节器、所述处理装置、基于所述温度调节器的输出加热及/或冷却所述处理装置的操作装置、检测所述处理装置温度的温度检测装置。

根据本发明，容易进行以所希望的温度状态处理被处理物的用于校正目标温度或检测温度的调整作业。

本发明的程序，在多个检测点分别检测处理被处理物的处理装置的温度，控制所述处理装置温度的温度控制，使各检测温度与多个目标温度一致，其特征在于，在计算机中执行第一步骤和第二步骤，其中，第一步骤是在多个计测点分别计测改变所述目标温度时的所述被处理物的温度，预先计测各计测点的干涉程度，第二步骤是基于计测的干涉程度求出校正所述目标温度及所述检测温度的至少一个温度的校正值。

根据本发明，可通过在计算机中执行程序，基于预先计测的干涉程度求出用于校正目标温度和检测温度的校正值，因此，可通过利用该校正值进行校正，以所希望的温度状态处理被处理物。

本发明的记录介质是可在记录有本发明的程序的计算机中读取的记录介质。

在此，记录介质可使用例如：软盘、硬盘、光盘、光磁盘、CD-ROM、磁带、不挥发性存储卡、ROM等。

根据本发明，可通过由计算机读取并执行存储于记录介质的程序，基于预先计测的干涉程度求出用于校正目标温度和检测温度的校正值，因此，可通过利用该校正值进行校正，以所希望的温度状态进行处理被处理物。

以上，根据本发明，由于在改变目标信息时，预先求出被处理物的各点的干涉程度，故可基于该求出的干涉程度校正目标信息和检测信息，因此，容易进行以所希望的温度状态等处理被处理物的用于校正目标温度和检测温度的调整作业。

附图说明

图1是本发明一实施例的热处理装置的区块图；

图2是表示本发明的温度控制方法的流程图；

图3是表示用于计测干涉程度的结构的图；

图4是表示设定温度的分级输入产生的计测点的温度变化的图；

图5(a)、(b)是表示半导体晶圆的温度变化及温度差的变化的图；

图6(a)～(c)是表示校正值、半导体晶圆的温度变化及温度差的变化的图；

图7是温度调节器的区块图。

符号说明

1半导体晶圆

2热处理盘

3温度调节器

4a～4c、6a～6c温度传感器

5a～5c加热器

8上位装置

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明的实施例。

实施例1

图1是本发明一实施例的具有温度调节器的热处理装置的示意结构图。

该实施例的热处理装置是利用作为处理装置的热处理盘2对作为被处理物的半导体晶圆1进行热处理的装置，温度调节器3基于从未图示的上位设备和设定部设定的设定温度(目标温度)和来自设于热处理盘2的三个温度传感器4a～4c的检测温度的偏差，控制设于热处理盘2的三个加热器5a、5b、5c的通电，以使热处理盘2的温度达到设定温度。即，在该例中表示了三沟道的例子，在每个沟道中进行温度控制。

利用热处理盘2进行热处理的半导体晶圆1通过未图示的搬运供给装置自动地载置在热处理盘2上，顺序进行热处理。

在这样的半导体晶圆1的热处理中，需要控制热处理盘2的温度，以使半导体晶圆1的温度以所希望的均匀的温度进行热处理，因此，需要进行校正半导体晶圆1与热处理盘2的温度差和晶圆面内的位置产生的温度偏差的温度控制。

在该实施例中，用于上述校正的调整作业不依赖现有的作业者的经验尝试进行，而可容易地进行，其如下进行。

即，如图2所示，该实施例的温度控制方法包括：在多个计测点分别计测顺序改变各沟道的设定温度时的半导体晶圆1的温度，预先计测各计测点的干涉程度的第一步骤(S1)；基于计测的干涉程度算出用于校正设定温度及检测温度的至少一个温度的校正值的第二步骤S2；在实际运行中，使用算出的校正值来校正设定温度及检测温度的至少一个温度的第三步骤(S3)。

在第一步骤(S1)中计测并求出干涉程度，但也可以不进行计测，而通过热设计和模拟预先计算相对于热处理盘的对半导体晶圆的温度传递关系，从该传递关系求出并设定干涉程度。这样，可省去计测工序，使全部工序非常简单。

图3是表示用于计测干涉程度并算出校正值的结构之一例的图。对应图1的部分使用相同的附图标记。

在该图3中，附图标记1是在计测点安装温度传感器6a～6c的半导体晶圆的实验用晶圆，7是计测实验用晶圆1的温度的温度记录器，8是连接于温度记录器7及温度调节器3的PLC(可编程序逻辑控制器)和个人计算机等的上位装置。该上位装置8可通过温度记录器7及温度调节器3的通信等改变温度调节器3的设定温度，同时，可同步计测该设定温度和实验用晶圆1的计测点的温度。

另外，在该实施例中，上位装置8具有微计算机，通过执行存储于该微计算机的ROM中的本发明的程序，计算干涉程度，并基于该干涉程度如后所述地算出校正值，将算出的校正值设定存储于温度调节器3中。

实验用晶圆1的计测点对应热处理盘2的各沟道的加热器5a～5c及温度传感器4a～4c配置。

在该实施例中，由于在改变半导体晶圆1的各沟道间的热干涉，即改变设定温度时，计测半导体晶圆1的各计测点温度受到的影响，其如下进行。

即，如图4(a)所示，将三沟道内的第一沟道的设定温度阶梯状地进行例如Δa1改变，如同图(b)所示，利用各温度传感器6a～6c计测此时的实验用晶圆1的各计测点的温度变化。同样，将第二沟道的设定温度阶梯状地进行例如Δa2改变，计测此时的实验用晶圆1的各计测点的温度变化，进一步将第三沟道的设定温度阶梯状地进行例如Δa3改变，计测此时的实验用晶圆1的各计测点的温度变化。

基于以上计测的数据，可将从改变设定温度的时刻到经过了任意时间的时刻的干涉程度作为干涉矩阵求出。

即，如图4所示，将从将第一沟道的设定温度阶梯状地进行Δa1改变的时刻到经过规定时间t后的实验用晶圆1的三个计测点的各温度变化设为c11、c12、c13，同样，将从将第二沟道的设定温度阶梯状进行Δa2改变的时刻到经过规定时间t后的实验用晶圆1的三个计测点的各温度变化设为c21、c22、c23，将从将第三沟道的设定温度阶梯状进行Δa3改变的时刻到经过规定时间t后的实验用晶圆1的三个计测点的各温度变化设为c31、c32、c33，此时，求出对应规定时间t的下述干涉矩阵。

式1

$\left[\begin{array}{ccc}{c}_{11}& c_{21}& c_{31}\\ c_{12}& c_{22}& c_{32}\\ c_{13}& c_{23}& c_{33}\end{array}\right]\·\·\·\left(1\right)$

而且，当将热处理盘2的各沟道的设定温度变化设为Δa1～Δa3，将经过规定时间t后的半导体晶圆1的计测点的温度变化设为Δb1～Δb3时，以下的关系式成立。

式2

$\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\Δb}}_1\\ {\mathrm{\Δb}}_2\\ {\mathrm{\Δb}}_3\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}{c}_{11}& c_{21}& c_{31}\\ c_{12}& c_{22}& c_{32}\\ c_{13}& c_{23}& c_{33}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\Δa}}_1\\ {\mathrm{\Δa}}_2\\ {\mathrm{\Δa}}_3\end{array}\right]\·\·\·\left(2\right)$

也可以通过选择上述规定时间t，改变设定温度，然后得到使半导体晶圆1的温度稳定后的稳定状态的关系式，也可以在改变设定温度后，得到改变半导体晶圆1的温度的中途的过渡状态的关系式。

另外，在该实施例中，虽然顺序使各设定温度阶梯状改变而得到关系式，但作为本发明的其它实施例，也可以例如使各设定温度如M系列(maximal-length sequences)信号等这样地随机改变，使用最小二乘法等，利用ARX模式(auto-regressive model with exogenous input)表现此时的半导体晶圆的温度变化，导出关系式。

另外，在该实施例中，半导体晶圆(实验用晶圆)1的计测点的数量和温度调节器3的控制沟道数量相同，但计测点的数量未必为相同数量，也可以或多或少。

在计测点的数量比控制沟道的数量多时，有几种方法。例如，从m个计测点中选择与n点的各控制沟道数量的关系最强的n点，进行与上述相同的步骤的方法。或也可以使用GA(遗传算法)和登山法(Hill Climbing)等最优质探索算法和矩阵计算方法等，以使相对于n个控制沟道点数输入值的m个计测点数的输出值为距所希望温度的差的合计最小的值。

如上所述，通过选择规定时间t，也可以求出稳定状态及过渡状态的任一状态的干涉特性，下面，对在各状态下，用于抑制半导体晶圆1的温度偏差，谋求面内温度均匀化的校正值的运算进行说明。

(1)稳定状态的面内温度均匀化

为谋求稳定状态，即将半导体晶圆1载置于热处理盘2上，抑制半导体晶圆1的温度上升而成为调整(整定)的状态下的半导体晶圆1的温度偏差，谋求面内温度的均匀化，校正热处理盘2的设定温度或输入温度调节器3的热处理盘2的检测温度。

在该实施例中，如下算出用于该校正的校正值。

首先，在调整状态的热处理盘2上处理实验用晶圆1，计测实验用晶圆1的温度稳定时的各计测点的温度，算出距所希望的温度的差，将该运算值设为Δb1～Δb3。例如，在要使半导体晶圆1在所希望的温度100℃均匀的情况，在使热处理盘2调整在设定温度100℃的状态下，载置实验用晶圆1，计测该温度调整后的状态的各计测点的温度，当将各温度设为例如97℃、98℃、99℃时，则Δb1＝3，Δb2＝2，Δb3＝1。

要谋求面内温度的均匀化，只要求出各沟道的热处理盘2的设定温度或输入温度调节器3的热处理盘2的检测温度(输入温度)的校正值Δa1～Δa3，以减小距所希望的温度的温度差的运算值Δb1～Δb3即可。

该校正值Δa1～Δa3可使用上述干涉矩阵的逆矩阵，利用下式运算。

式3

$\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\Δa}}_1\\ {\mathrm{\Δa}}_2\\ {\mathrm{\Δa}}_3\end{array}\right]={\left[\begin{array}{ccc}{c}_{11}& c_{21}& c_{31}\\ c_{12}& c_{22}& c_{32}\\ c_{13}& c_{23}& c_{33}\end{array}\right]}^{-1}\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\Δb}}_1\\ {\mathrm{\Δb}}_2\\ {\mathrm{\Δb}}_3\end{array}\right]\·\·\·\left(3\right)$

在此，用于上述(3)式的干涉矩阵是将上述的规定时间t选择为从改变设定温度的时刻到各计测点的温度调整后的时刻的时间，例如图4(a)所示的t1这样的时间，对应该规定时间t1得到的干涉矩阵，即对应稳定状态的干涉矩阵。

通过解上述(3)式，可简单地算出目前尝试地调整的校正值。

另外，将算出的校正值与热处理盘2的设定温度或输入温度调节器3的热处理盘2的检测温度相加进行校正，其结果是也可通过干涉矩阵进行逆运算，预测半导体晶圆1的温度偏差为什么值。

(2)过渡状态的面内温度均匀化

对抑制将半导体晶圆1载置于热处理盘2上之后到半导体晶圆1的温度稳定的期间的过渡状态的半导体晶圆1的温度偏差，谋求面内温度均匀化的情况进行说明。

即使充分进行稳定状态的面内温度均匀化的校正，在过渡状态时，半导体晶圆1的温度差也会变大。

图5(a)表示在热处理盘2上载置半导体晶圆1时的计测点的温度变化内，温度差大的两个计测点的温度变化，图5(b)放大表示上述温度差的变化。

如该图5(a)所示，将半导体晶圆1载置在热处理盘2上之后，半导体晶圆1的温度上升，但在直到调整的过渡状态中，产生温度偏差。

为抑制这种过渡状态的温度偏差，谋求面内均匀化，如下运算校正值。

即，首先决定要抑制温度偏差的时刻，将从将半导体晶圆1载置于热处理盘2上的时刻到上述决定的时刻的经过时间设为上述的规定时间t。

例如图5(a)所示，考虑将直到通过加热半导体晶圆1使化学反应加速进行的时刻的时间作为经过时间t2而抑制该时刻的温度偏差的情况。

计测从在热处理盘2上载置实验用晶圆1的时刻经过了规定时间t2的时刻的各计测点的温度，将距所希望温度的温度差设为Δb1～Δb3。在此，所希望的温度设为例如三个计测点的温度的平均温度。

要谋求过渡状态的面内温度的均匀化，只要求出各沟道的热处理盘2的设定温度或输入温度调节器3的热处理盘2的检测温度的校正值Δa1～Δa3，以减小运算值Δb1～Δb3即可。

该校正值Δa1～Δa3和上述稳定状态的情况相同，可使用上述(3)式运算。

但是，干涉矩阵是选择使从设定温度改变的时刻到化学反应加速进行的时刻的时间为规定时间t2，对应该规定时间t2而得到的干涉矩阵，即对应过渡状态的干涉矩阵。

以上的校正值Δa1～Δa3通过由用户向上位装置8设定输入规定时间t及距所希望的温度的温度差Δb1～Δb3，由上位装置8运算。

因此，可不需要依存于作业者的经验必须尝试地进行的用于设定温度或检测温度的校正的调整作业，可谋求自动化。

由该上位装置8算出的校正值被送到温度调节器3中，存储于温度调节器3的存储部。

图6表示利用这样的校正值校正热处理盘2的设定温度或输入温度调节器3的热处理盘2的检测温度的结果，同图(a)对应校正值，同图(b)、(c)是对应上述图5(a)、(b)的图。另外，同图(a)中，仅代表地表示1沟道的校正值。

在该实施例中，在半导体晶圆1从载置于热处理盘2上的时刻到经过规定时间t2的期间，将校正值与热处理盘2的设定温度或输入温度调节器3的热处理盘2的检测温度相加，进行校正。

由此，可抑制规定时间t2经过时刻的温度偏差，谋求半导体晶圆1的面内温度的均匀化。

图7是该实施例的温度调节器3的区块图，该温度调节器3适用于过渡状态的面内温度均匀化。

温度调节器3具有校正设定温度的设定温度校正部9，在该设定温度校正部9中存储上述那样算出的校正值，同时，从上位装置10给予表示将半导体晶圆1载置于热处理盘2上的定时信号，在给予定时信号后，在规定时间t2内，将校正值与设定温度相加输出。

因此，如上述图6(a)所示，将半导体晶圆1载置于热处理盘2上，从热处理开始的时刻在规定时间t2，基于加上了校正值的设定温度与检测温度的偏差，由PID控制部11进行PID运算，输出操作量MV，控制设于热处理盘2上的作为操作装置的各加热器5a～5c的通电，控制半导体晶圆1的温度偏差，谋求面内温度的均匀化。

另外，设定温度校正部9及PID控制部11例如由微型计算机构成。

其它实施例

在上述的过渡状态的面内温度均匀化时，尽管从载置半导体晶圆的时刻开始进行校正，但在操作量饱和，不能充分的校正的情况，也可以在载置半导体晶圆之前进行校正。

另外，在过渡状态的面内温度均匀化时，经过规定时间仅进行一次校正，但作为本发明的其它实施例，也可以进行多次校正，以在例如直到第一规定时间利用对应的校正值进行校正，然后，到第二规定时间t2利用对应的校正值进行校正。

在上述实施例中，尽管在上位装置8中计测干涉程度，算出校正值，但作为本发明的其它实施例，也可以由温度调节器计测实验用晶圆的温度，还可以由温度调节器计测干涉程度，算出校正值。

另外，在上述实施例中，尽管在温度调节器中预先存储校正值，基于该校正值进行设定温度的校正，但作为本发明的其它实施例，也可以在温度调节器中预先存储计测了实验用晶圆的温度的数据，基于该数据由温度调节器能够算出干涉矩阵及校正值。

另外，在温度调节器中预先存储有对应距上述规定时间t及所希望的温度的温度差Δb1～Δb3的校正值的表格，使用这样的表格校正值或利用该校正值插入的校正值进行设定温度和检测温度的校正。

在上述实施例中，尽管进行校正以使半导体晶圆的温度成为所希望的温度状态，但作为本发明的其它实施例，也可以将没有设置热处理盘2的温度传感器4a～4c的位置作为计测点进行校正，以使该计测点的温度构成所希望的温度。

在上述实施例中对本发明适用于三沟道进行了说明，但本发明不限于三沟道。

在上述实施例中，对作为处理装置适用于热处理盘的温度控制进行了说明，但本发明不限于热处理盘，也可以适用于扩散炉、CVD装置、包装机、成型机的汽缸和其它温度控制。

在上述实施例中，对适用于使用了加热器的进热处理进行了说明，但也可以适用于使用有帕尔帖(ペルチエ)元件和冷却器等的冷却处理，另外，还可以适用于将加热和冷却并用的温度控制。

另外，本发明不限于温度控制，也可以适用于压力、流量、速度或液位等其它物理状态的控制。

产业上的可利用性

本发明作为控制装置、温度调节器及热处理装置是有用的。

Claims (9)

1、一种温度控制方法，在多个检测点分别检测处理被处理物的处理装置的温度，控制所述处理装置的温度，使各检测温度与其对应的各目标温度一致，其特征在于，包括：在多个计测点分别计测改变所述目标温度时的所述被处理物的温度，预先计测各计测点的干涉程度的第一步骤；基于计测的干涉程度，求出校正所述目标温度或所述检测温度的校正值的第二步骤；利用所述校正值校正所述目标温度或所述检测温度的第三步骤，

其中，在所述第一步骤中，计测从改变所述目标温度的时刻经过了规定时间的时刻的所述干涉程度。

2、如权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，在所述第一步骤中，求出表示所述各目标温度的温度变化和所述被处理物的多个计测点的温度变化关系的干涉矩阵，在所述第二步骤中，使用所述干涉矩阵的逆矩阵求出校正值。

3、如权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，在所述第二步骤中，求出所述校正值，以抑制所述被处理物的多个所述计测点的温度偏差。

4、如权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，在所述第三步骤中，在由所述处理装置开始被处理物的处理的时刻到经过所述规定时间的期间内，校正所述目标温度或所述检测温度。

5、一种温度调节器，在多个检测点分别检测处理被处理物的处理装置的温度，控制所述处理装置的温度，使各检测温度与其对应的各目标温度一致，其特征在于，具有校正装置，该校正装置基于计测改变所述目标温度时的所述被处理物的多个计测点的温度而得到的各计测点的干涉程度，校正所述目标温度或所述检测温度，以抑制所述被处理物的温度偏差，

其中，所述干涉程度是从改变所述目标温度的时刻经过了规定时间的时刻的干涉程度。

6、如权利要求5所述的温度调节器，其特征在于，所述校正装置具有存储部，该存储部存储校正所述目标温度或所述检测温度的校正值。

7、如权利要求5所述的温度调节器，其特征在于，所述校正装置具有：存储部，其存储表示所述各目标温度的温度变化和所述被处理物的所述多个计测点的温度变化的关系的数据；运算部，其使用存储部的数据算出用于校正所述目标温度或所述检测温度的校正值。

8、如权利要求7所述的温度调节器，其特征在于，所述运算部使用表示所述各目标温度的温度变化和所述被处理物的所述多个计测点的温度变化的关系的干涉矩阵的逆矩阵，算出所述校正值。

9、如权利要求5所述的温度调节器，其特征在于，所述校正装置在从由所述处理装置开始被处理物的处理的时刻到经过所述规定时间的期间内，校正所述目标温度或所述检测温度。

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