JP2008047683A - 熱処理装置、熱処理方法及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】縦型熱処理装置において、ローディング時における反応管の内壁の温度安定化を図り、例えば内壁に付着している膜剥がれを抑えてパーティクル汚染を低減すること。
【解決手段】予め反応管の内壁に内壁温度センサーを取り付け、内壁温度センサーの検出値及び加熱手段に供給される電力の指令値の各時系列データを求めておき、ローディング時にこれらデータに基づいて直前の電力の指令値から、内壁温度を予測し、この内壁温度の予測値を制御対象とする。そしてローディングが終了する前に反応管の外に設けた温度検出部の温度検出値に徐々に制御対象を移行し、やがてこの温度検出値を制御対象とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体ウエハ等の複数の基板を基板保持具に搭載して反応容器内に搬入して熱処理を行う例えば縦型熱処理装置などの熱処理装置における温度制御の技術分野に関するものである。

半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という）に対してＣＶＤによる成膜処理や酸化、拡散処理などといった熱処理をバッチで行う装置として縦型熱処理装置がある。この装置は加熱炉内に縦型の反応容器を設け、反応容器の下端開口部を開閉する蓋体の上に基板保持具であるウエハボートを搭載してこのウエハボートに多数のウエハを棚状に保持し、蓋体の上昇によりウエハボートを反応容器内に搬入した後、所定の熱処理を行うものである。

図８は従来の縦型熱処理装置を示し、この装置は内管１００及び外管１０１からなる二重管構造の反応容器１０２とヒータ１０３とを備えている。処理ガスは内管１００の下方側から供給されて、内管１００と外管１０１との間を下降して排気されるようになっている。１０４はウエハボート、１０５は蓋体、Ｗはウエハである。このような装置における温度制御方式としては、図８（ａ）、（ｂ）に示す手法がある。図示の便宜上、１個のヒータ１０３により反応容器１０２内を加熱するように記載してあるが、実際にはヒータ１０３は上下方向に複数例えば５個に分割されていて、各々が各領域のゾーン制御を行うようになっている。 図８（ａ）は、内管１００と外管１０１との間に各ヒータ１０３に対応して５個の例えば熱電対からなる温度検出部１０６が設けられており、これら温度検出部１０６によりヒータ１０３の温度制御を行っている例である。図８（ｂ）は、蓋体１０５に起立させた支持体１０７に例えば５個の例えば熱電対からなる温度検出部１０６が設けられており、これら温度検出部１０６によりヒータ１０３の温度制御を行っている例である。

ところでウエハＷが搭載されたウエハボート１０４を反応容器１０２内に搬入するとき（ローディング時）に、反応管の内壁この例では内管１００の内壁に温度変化が起こりやすい。即ち成膜処理が終わって反応容器１０２内から搬出されたウエハボート１０４は、処理済みウエハＷを取り出して新しいウエハＷの移載が行われる間に降温し、そして冷たいウエハＷがこのウエハボート１０４に搭載されることから、ローディング時には、内管１００の内壁の温度を安定化させることが難しい。例えば図８（ａ）の手法では、温度検出部１０６が熱処理雰囲気に対して内管１００の内壁をはさんで設けられているため、内管１００の内壁の温度降下分に対して温度検出部１０６の温度降下分が小さいためヒータ１０３への供給電力が不十分となり、前記内壁の温度降下が大きい。

また図８（ｂ）の手法では、温度検出部１０６が内管１００の内壁に密着せずに離れており、温度検出部１０６自体の熱容量が小さいことから、実際の内壁温度以上に温度検出値が低下する。このため降下した温度検出値を復帰させようとするので温度降下は抑えられるが、ヒータ１０３への供給電力が大きくなり過ぎて内壁温度が高くなり過ぎる傾向になる。なお内管１００の内壁に温度検出部１０６を埋め込む構成とすれば、内壁温度を安定化させることができるが、温度検出部１０６が断線した場合には内管１００全体を交換しなければならないので現実的ではない。

しかしながら内管１００の内壁に温度変化が起こると、反応容器の材料である例えば石英と内壁に付着している薄膜との間で熱膨張率が異なることに起因して膜剥がれが生じ、その結果パーティクル汚染を引き起こす。例えばシリコン窒化膜は、エッチング時におけるいわゆるハードマスクなどに広く用いられており、また比誘電率が高いことから物理的膜厚が大きくてもシリコン酸化膜と同様の電気的特性を有し、ゲート酸化膜や層間絶縁膜のキャップ膜などにも用いられる有用な膜である。しかしこのシリコン窒化膜は石英との熱膨張率の差が大きいため内壁の温度変化により膜剥がれが起こりやすい。一方半導体デバイスのデザインルールが小さくなりかつ薄膜化が進んでいることから、パーティクルの許容限界が厳しくなり、今までそれほど問題にならなかった現象についても歩留まりの低下の要因としてクローズアップされてくる傾向にあり、ウエハボートの搬入時（ローディング時）における反応容器の内壁の温度変化についても極力抑えることが要請される。
なお特許文献１には、ウエハボートのローディング時またはアンロード時における処理容器の膜剥がれを防止するために、温度センサの検出値と熱モデルに基づいて被処理体の温度を予測することが記載されている。

特開２００５−１５９３１７号公報

本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、複数枚の基板を基板保持具に搭載して反応管内に搬入し、熱処理を行うにあたって、基板保持具の搬入時における反応管の内壁の温度安定化を図ることのできる熱処理装置、熱処理方法及びその方法を実施するためのプログラムを格納した記憶媒体を提供することにある。

複数の基板を互いに並行に保持した基板保持具を、その周囲に加熱手段が設けられた反応管内に炉口から搬入して、蓋体により当該炉口を閉じ、反応管内に処理ガスを導入して基板に対して熱処理を行う熱処理装置において、
反応管の外部に設けられた外部温度検出部と、
加熱手段に供給される電力の指令値に基づいて反応管の内壁温度を予測する予測手段と、
前記外部温度検出部で検出した温度検出値と前記予測手段で予測した内部温度とに基づいて加熱手段への供給電力の制御を行う制御部と、を備えたことを特徴とする。
この発明において、例えば前記制御部は、前記基板保持具を反応管内に搬入するローディング時に前記内壁温度の予測値ｙ_ｄを主たる制御対象として、加熱手段に供給される電力の指令値を演算する第１ステップと、次いで前記外部温度検出部の検出値ｙ_ｍを主たる制御対象として、加熱手段に供給される電力の指令値を演算する第２ステップと、を実行する電力指令値演算部と、を備えた構成とすることができる。この場合、例えば前記第１ステップは、前記予測手段で求めた内壁温度の予測値ｙ_ｄと前記外部温度検出部の検出値ｙ_ｍとを比率ｒ（０≦ｒ≦１）によりｙ_ｄ・ｒ＋ｙ_ｍ・（１−ｒ）として混合し、比率ｒを大きく設定した混合値と反応管内の設定温度とに基づいて前記電力の指令値を演算するステップであり、前記第２ステップは、比率ｒを小さく設定した混合値と反応管内の設定温度とに基づいて前記電力の指令値を演算するステップである。

前記第１ステップにおける比率ｒは例えば１００％であるが、前記内壁温度の予測値ｙ_ｄを制御対象として取り入れる実益が十分にある範囲であって、主たる制御対象といえる範囲であれば、１００％より小さくても本発明の技術的範囲に含まれる。また前記第２ステップにおける比率ｒは例えば０％であるが、前記外部温度検出部の検出値ｙ_ｍを主たる制御対象として言える範囲であれば、０％より大きくても本発明の技術的範囲に含まれる。

前記電力指令値演算部は、前記第１ステップと第２ステップとの間に、ローディング終了時における反応管内の過度な温度上昇を抑えるために前記比率ｒを、両ステップにおける比率の間の値に設定して電力の指令値を演算する移行ステップを実行することが好ましい。この場合、前記移行ステップにおける比率ｒは、時間と共に徐々に小さくなっていく例を挙げることができる。

また本発明の具体例として、次のように構成してもよい。

ａ） 前記蓋体と基板保持具との間に介在する断熱材の近傍に設けられた端部温度検出部と、基板保持具が搬出されているときの前記端部温度検出部及び外部温度検出部の各温度検出値の差と、そのときの基板保持具の搬入速度に対応する単位温度当たりの時刻変化量と、に基づいて、移行ステップの開始時点を決定する手段と、を備えた構成
ｂ） 予め反応管の内壁に内壁温度検出部を取り付け、内壁温度検出部の検出値及び加熱手段に供給される電力の指令値の各時系列データを求めておき、これら時系列データに基づいて内壁温度検出部の検出値と前記電力の指令値との関係を規定した予測演算式を作成し、予測手段はこの予測演算式を用いて反応管の内壁温度を予測する構成
ｃ） 予め外部温度検出部の検出値及び加熱手段に供給される電力の指令値の各時系列データを求めておき、これら時系列データに基づいて前記外部温度検出部の検出値と前記電力の指令値との関係を規定した予測演算式を作成し、予測手段はこの予測演算式と前記電力の指令値とに基づいて前記外部温度検出部の温度検出値の予測値を求め、この予測値と実際に得られた温度検出値との差分に基づいて、前記反応管の内壁温度の予測値を修正する構成
本発明方法は、複数の基板を互いに並行に基板保持具に保持して、その周囲に加熱手段が設けられた反応管内に搬入し、反応管内に処理ガスを導入して基板に対して熱処理を行う熱処理方法において、
反応管の外部に設けられた外部温度検出部により温度を検出する工程と、
加熱手段に供給される電力の指令値に基づいて反応管の内壁温度を予測する予測工程と、
前記外部温度検出部で検出した温度検出値と前記予測手段で予測した内部温度とに基づいて加熱手段への供給電力の制御を行う工程と、を含むことを特徴とする。

本発明の記憶媒体は、複数の基板を互いに並行に基板保持具に保持して、その周囲に加熱手段が設けられた反応管内に搬入し、反応管内に処理ガスを導入して基板に対して熱処理を行う熱処理装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶する記憶媒体であって、前記プログラムは、本発明の熱処理方法を実施するためのステップ群が組み込まれていることを特徴とする。

本発明によれば、反応管の外部に外部温度検出部を設けると共に、加熱手段に供給される電力の指令値に基づいて反応管の内壁温度を予測し、加熱手段に供給される電力の指令値を演算するにあたって、ローディング時には前記内壁温度の予測値を主たる制御対象とするステップを含むため、ローディング時における反応管の内壁温度の変化を抑えることができ、例えば熱衝撃による内壁の膜剥がれを抑えることができる。
また前記ステップに続いて、前記内壁温度の予測値及び外部温度検出部の検出値を混合した値を制御対象とし、その後外部温度検出部の検出値を主たる制御対象とするステップを行うようにすれば、主たる制御対象が内壁温度の予測値からいわば穏やかに外部温度検出部の検出値に切り替わるため、ローディングを終了して蓋体により反応管を閉じた後において、加熱手段の供給電力が過大になって反応管内の温度が設定温度を大きく越えるいわゆるオーバシュートを抑えることができ、速やかな温度安定化を図ることができる。

図１は本発明を縦型熱処理装置に適用した実施の形態の全体構成図である。先ずこの縦型熱処理装置の全体構成について簡単に述べておくと、この装置は、例えば両端が開口している石英製の内管１ａ及び上端が閉塞している石英製の外管１ｂからなる二重管構造の石英チューブを備えている。この例では、内管１ａが熱処理雰囲気を区画しているため、特許請求の範囲に記載した反応管は、この例では内管１ａに相当する。外管１ｂの周囲には筒状の断熱層２１がベ−ス体２２に固定して設けられ、この断熱層２１の内側には加熱手段をなす抵抗発熱体からなるヒ−タが例えば上下に複数分割して設けられている。この例では分割数は例えば５段とされ、分割されたヒータには１段目から順に３１〜３５の符号を割り当てるものとする。そしてウエハの加熱処理雰囲気は加熱制御をする上で上下方向に５つのゾーンに分けられており、これらヒータ３１〜３５は、夫々５つのゾーンの加熱を受け持つように構成されている。

内管１ａ及び外管１ｂは下部側にて筒状のマニホ−ルド２３の上に支持され、このマニホ−ルド２３には、内管１ａの内側の下部領域に供給口が開口するようにガス供給管２４が設けられると共に、内管１ａと外管１ｂとの間から排気するように図示しない真空ポンプに一端側が接続された排気管２５が接続されている。なおこの例ではマニホ−ルド２３も反応管の一部をなしている。

更にマニホ−ルド２３の下端開口部を塞ぐように蓋体１１が設けられており、この蓋体１１はボ−トエレベ−タ１２の上に設けられている。蓋体１１の上には駆動部１３により回転軸１４を介して回転台１５が設けられ、この回転台１５の上には例えば石英製の保温筒からなる断熱材としての断熱ユニット１６を介して基板保持具であるウエハボ−ト１７が搭載されている。ウエハボ−ト１７は、多数の基板であるウエハＷを棚状に載置できるように構成されている。

また内管１ａと外管１ｂとの間には、各ヒータ３１〜３５に対応した高さ位置に夫々外部温度検出部に相当する例えば熱電対からなる外部温度センサーＴＣ１〜ＴＣ５が設けられている。これら外部温度センサーＴＣ１〜ＴＣ５は、例えばマニホ−ルド２３の側壁に基端側が取り付けられた図示しないロッドに設けられている。また各ヒータ３１〜３５に対応して電源部（電力供給部）４１〜４５が設けられている。

この縦型熱処理装置は、制御部５を備えており、この制御部５は外部温度センサーＴＣ１〜ＴＣ５の温度検出値ｙ_ｍ１ 〜ｙ_ｍ５ を取り込んで、電源部４１〜４５に夫々電力指令値ｕ_１〜ｕ_５を出力するように構成されている。また断熱ユニット１６の近傍には、特許請求の範囲に記載した端部温度検出部に相当する例えば熱電対などからなる底部温度検出部ＢＴＣが設けられており、この底部温度検出部ＢＴＣの温度検出値ｙ_ｂは制御部５に取り込まれる。底部温度検出部ＢＴＣは、例えば蓋体１１に取り付けられた図示しないロッドに設けられる。

制御部５は図２に示すように内管１ａの内壁の温度を予測する予測手段５０を備えており、この予測手段５０は、各電源部４１〜４５に対する電力指令値ｕ１〜ｕ５を取り込み、後述の演算処理を行うことで内壁温度検出値ｙ_ｄ１、ｙ_ｄ２ を出力するように構成されている。内管１ａの内壁の温度を予測するとは、内管１ａにおける内壁のうち、ローディング時（ウエハＷを搭載したウエハボート１７の搬入時）において、外部温度センサーＴＣ１〜ＴＣ５の温度検出値とその外部温度センサーＴＣ１〜ＴＣ５が受け持つゾーンにおける内壁の温度との差が大きい部位の温度を予測するということである。別の観点で言えば、その部位にあたかも温度センサーが設けられていて、その仮想の温度センサーから温度検出値が取り込まれるということである。

この内壁の温度の予測についてより具体的に説明する。ウエハＷに対して熱処理の運用を行う前に図３に示すように予め内管１ａの内壁に例えば熱電対からなる内壁温度検出部を貼り付けておく。この例では１段目の外部温度センサーＴＣ１よりも炉口に近い高さ位置と、１段目の外部温度センサーＴＣ１と２段目の外部温度センサーＴＣ２との間の高さ位置と、の２個所に夫々内壁温度検出部である内壁温度センサー２０１及び２０２が取り付けられる。そして各ヒータ３１〜３５が受け持つゾーンの温度設定値と、外部温度センサーＴＣ１〜ＴＣ５の温度検出値ｙ_ｍ１ 〜ｙ_ｍ５ との偏差分を夫々ＰＩＤ演算部６１〜６５により夫々演算して各ヒータ３１〜３５の電力指令値ｕ_１〜ｕ_５ を夫々電源部４１〜４５に与えて、夫々電力指令値ｕ_１〜ｕ_５ に対応する電力をヒータ３１〜３５に供給する。

このような温度制御を行いながらウエハＷをウエハボート１７に搭載してローディングを行い、蓋体１１により反応容器の炉口が密閉されるまでの間、ローディング開始時点からの経過時間に対する外部温度センサーＴＣ１〜ＴＣ５の温度検出値ｙ_ｍ１ 〜ｙ_ｍ５ 、内壁温度センサー２０１、２０２により検出された内壁温度検出値ｙ_ｄ１、ｙ_ｄ２ 、電力指令値ｕ_１〜ｕ_５ の値を制御部５内の図示しないメモリあるいは別のコンピュータのメモリに記憶しておく。図４は、このようにしてメモリに格納したデータであり、図４（ａ）は外部温度センサーＴＣ１〜ＴＣ５の温度検出値ｙ_ｍ１ 〜ｙ_ｍ５ のデータ、図４（ｂ）は内壁温度検出値ｙ_ｄ１、ｙ_ｄ２ のデータ、図４（ｃ）は電力指令値ｕ_１〜ｕ_５ のデータである。即ちこれらデータから、温度検出値ｙ_ｍ１ 〜ｙ_ｍ５ 、内壁温度検出値ｙ_ｄ１、ｙ_ｄ２ 及び電力指令値ｕ_１〜ｕ_５ の三者の関係が得られたことになる。

電源部４１〜４５は例えば交流電源、スイッチング部及び平滑部などにより構成されており、電力指令値ｕ_１〜ｕ_５ は例えばスイッチングの導通のタイミングを規定する信号つまり交流の位相制御信号に相当するものであって、制御部２００における情報としては、ヒータ３１〜３５に供給される電力と同じである。従って図４のデータは、温度検出値ｙ_ｍ１ 〜ｙ_ｍ５ 、内壁温度検出値ｙ_ｄ１、ｙ_ｄ２ 及びヒータ３１〜３５への供給電力の三者の関係と言うことができる。
このような三者の関係を取得する際の制御手法としては、１段目のヒータ３１に対応するＰＩＤ演算部６１では、温度設定値と内壁温度検出値ｙ_ｄ１ との偏差分を演算し、２段目、３段目のヒータ３２、３３に対応するＰＩＤ演算部６２、６３では、温度設定値と内壁温度検出値ｙ_ｄ２ との偏差分を演算してこれを制御対象としてもよい。

一方、（autoregressive model with exogenous input；ARX）モデルに基づいて、温度検出値とヒータへの供給電力との関係を表す一般的な予測式を示すと（数１）式のようになる。
ｙ（ｋ）＝−Ｐ₁ｙ（ｋ−１）−・・・−Ｐ_nｙ（ｋ−ｎ）＋Ｑ₁ｕ（ｋ−１）＋・・・＋Ｑ_nｕ（ｋ−ｎ）＋ｅ(ｋ) …（数１）
ｋはコンピュータとデータを取り込むサンプリングのタイミングであり、（ｋ−１）はｋ番目のサンプリングの一つ前のタイミングを意味する。またｅ(ｋ)は外乱である。この予測式において、ヒータ及び温度センサーは共に複数存在するため、ｙとｕとを必要な入出力数分のベクトルで表現すると、次のように表される。
ｙ＝[ｙ_m1 ｙ_m2 ｙ_m3 ｙ_m4 ｙ_m5 ｙ_d1 ｙ_d2]^T
ｕ＝[ｕ₁ ｕ₂ ｕ₃ ｕ₄ ｕ₅]^T

とし、ｎｙ＝７、 ｎｕ＝５とする。

そして
θ＝[Ｐ₁・・・Ｐ_n Ｑ₁・・・Ｑ_n]とおくと、
φ（ｋ）＝[−ｙ（ｋ−１）・・・−ｙ（ｋ−ｎ） ｕ（ｋ−１）・・・ｕ（ｋ−ｎ）]^T …（数３）
ｙ（ｋ）＝θφ（ｋ）＋ｅ（ｋ） …（数４）
となる。

ここで温度検出値ｙ_ｍ１ 〜ｙ_ｍ５及び内壁温度検出値ｙ_ｄ１、ｙ_ｄ２並びに電力指令値ｕ_１〜ｕ_５の三者の関係は図４に示す通り得られているので、この三者の測定値の離散値を計算ソフトＭａｔｌａｂの入力として与えると、Ｐ_ｉ の値とＱ_ｉ の値とが求まり、θを求めることができ、数４の式が求まる。表１に三者の測定値の離散値の一例を示す。
（表１）

次にＡＲＸモデルによって同定されたパラメータベクトルθから、以下の状態空間モデルを得る。
ｘ（ｋ＋１）＝Ａｘ（ｋ）＋Ｂｕ（ｋ） …（数５）
ｙ（ｋ）＝Ｃｘ（ｋ） …（数６）
ｋは既述のようにコンピュータにおけるデータのサンプリングのタイミングであり、ｋ＝１，２，・・・となる。Ａはシステム行列（ｎ×ｎ）、Ｂは制御行列（ｎ×５）、Ｃは出力行列（７×ｎ）である。ＡＲＸモデルから状態空間行列への変換は、ＭＡＴＬＡＢの ”system Identification Toolbox”から提供される関数を利用して求める。このようにして得られた状態空間モデルによって、ヒータ出力（電力指令値）から、内壁温度検出値ｙ_ｄ１、ｙ_ｄ２ と、外部温度センサーＴＣ１〜ＴＣ５の温度検出値ｙ_ｍ１ 〜ｙ_ｍ５ との各予測値を得ることができる。

本発明では、内壁温度検出値ｙ_ｄ１、ｙ_ｄ２ の予測値のみを求めるようにしてもよいが、この例では外部温度センサーＴＣ１〜ＴＣ５の温度検出値ｙ_ｍ１ 〜ｙ_ｍ５ の各予測値をも用いて、内壁温度検出値ｙ_ｄ１、ｙ_ｄ２ の予測精度を後述のようにより高めようとしている。以下の説明では、各温度検出値の予測値の符号として「＾」を付すこととする。従って温度検出値ｙ_ｍ の予測値はｙ_m＾となり、温度検出値ｙ_ｄ、の予測値はｙ_d＾となる。

こうして予測手段５０により数５及び数６の演算が行われて内壁温度の予測値ｙ_ｄ１＾及びｙ_ｄ２＾が得られる。図５は、縦型熱処理装置の本体をブロック化し、ヒータ３１〜３５に電力を供給することにより、即ち電源部４１〜４５に電力指令値を与えることにより、符号３００で示す装置本体の外部温度センサーＴＣ１〜ＴＣ５から温度検出値ｙ_ｍ１ 〜ｙ_ｍ５ が出力される様子と、予測手段５０をブロック化し、予測手段５０に電力指令値ｕ_１〜ｕ_５ を入力することにより内壁温度の予測値が出力される様子と、を示すブロック図である。なお図５に示す電力指令値演算部６については後述する。

予測手段５０に関して説明を続けると、図５のブロックＡ、Ｂ、Ｃは数５、数６の係数Ａ、Ｂ、Ｃに対応し、ブロックＡではＡｘ（ｋ）の演算が行われ、ブロックＢではＢｕ（ｋ）の演算が行われ、ブロックＣではＣｘ（ｋ）の演算が行われる。数５、数６において、ｕ（ｋ）はサンプリングのタイミングｋ（ｋ番目）における電力指令値ｕ_１〜ｕ_５ を一括して表したものであり、ｙ（ｋ）はタイミングｋにおける外部温度センサーＴＣ１〜ＴＣ５の温度検出値の予測値ｙ_ｍ１＾〜ｙ_ｍ５＾及び内壁温度の予測値ｙ_ｄ１ ＾、ｙ_ｄ２＾を一括して表したものである。また図５において、３０１、５１は加算部であり、３０２、５２は初期値入力部である。

またこの実施の形態では予測手段５０は、外部温度センサーＴＣ１〜ＴＣ５の温度検出値の予測値ｙ_ｍ１＾〜ｙ_ｍ５＾と、装置本体３００から出力された温度検出値（実測値）ｙ_ｍ１ 〜ｙ_ｍ５ との差分を加算部５３にて取り出し、この差分についてブロックＤにて所定の演算、例えばカルマンフィルタに基づく演算を行い、その演算値をＡｘ（ｋ）＋Ｂｕ（ｋ）から差し引くようにしている。つまりこの例では数５は、ｘ（ｋ＋１）＝Ａｘ（ｋ）＋Ｂｕ（ｋ）−ＤΔｙ（ｋ） …（数７）
として表される。図５における各部の入出力値は行列で表される値であり、加算部５３で得られる出力はΔｙ、即ちｙ_ｍ１＾−ｙ_ｍ１ 、ｙ_ｍ２＾−ｙ_ｍ２ 、ｙ_ｍ３＾−ｙ_ｍ３ 、ｙ_ｍ４＾−ｙ_ｍ４ 、ｙ_ｍ５＾−ｙ_ｍ５ の各値からなる行列で表される値である。またＤは例えば制御行列（５×ｎ）である。
なお本発明では、Δｙについては考慮せず、数５の式に基づいて、つまり加算部５３及びブロックＤを含まないブロックに基づいて内壁温度の予測値ｙ_ｄ１ ＾、ｙ_ｄ２＾を求めるようにしてもよいが、外部温度センサーＴＣ１〜ＴＣ５にて実際に得られた温度検出値（実測値）ｙ_ｍ１ 〜ｙ_ｍ５とその予測値ｙ_ｍ１＾〜ｙ_ｍ５＾との差分を考慮するようにすれば、予測演算を実際の装置で起こっている現象に合わせ込むことができるので、内壁温度の予測精度をより一層高めることができるため好ましい。

この例では、内管１ａの内壁温度の予測を行うために、予め２個所に夫々内壁温度センサー２０１及び２０２を取り付けてデータを取得しておき、運用時にはあたかもこれら内壁温度センサー２０１及び２０２にて内壁の温度検出がなされているように制御しているが、このように内壁温度を予測する部位は、ローディング時に内管１ａの内壁温度と外部温度センサーの温度検出値との間で制御に不都合が生じる程度の温度差がある部位である。制御に不都合が生じる程度とは、その温度差が原因で結果として内管１ａの内壁温度が安定せずに膜剥がれを引き起こしてしまう程度という意味である。

従って前記温度差がほとんどない部位については外部温度センサーの温度検出値（実測値）を制御対象とすることで不都合が起こらないので、内壁温度の予測を行う意味が無い。このためこの例では前記温度差が大きい領域に設けた第１段〜第３段までの外部温度センサーＴＣ１〜ＴＣ３についてのみ、対応する部位に予め内壁温度センサーを設け（外部温度センサーＴＣ２、ＴＣ３は内壁温度センサー２０２が兼用している）、既述のように取得したデータに基づいて作成した予測モデルにより内壁温度を予測し、次に述べるようにその予測温度を外部温度センサーＴＣ１〜ＴＣ３の検出値に代えてあるいは両者を混合して温度制御を行うようにしている。
このように内壁温度センサーは前記温度差が大きい部位に設けられるものであるから、その位置及び個数は上述の例に限られるものではなく、１個であってもよいし、あるいは３個以上であってもよい。

次に制御部５内の電力指令値演算部６について説明する。この電力指令値演算部６においては、ヒータ３１〜３５に対応する電力制御系の５つのチャンネルに夫々ＰＩＤ演算部６１〜６５が設けられている。ＰＩＤ演算部６１〜６５は、通常内管１ａ内の各温度制御ゾーンの温度設定値と温度検出値とが入力され、その偏差分に応じて対応する電源４１〜４５に電力指令値が出力される。しかしこの実施の形態では、１段目から３段目の温度制御ゾーン（ヒータ３１〜３３が受け持つ温度制御ゾーン）に対応する温度検出値として、１段目のチャンネル（１段目のヒータ３１の温度制御に係るＰＩＤ演算部６１の入力側）については、１段目の内壁温度センサー２０１から得られる温度検出値に相当するはずの予測値ｙ_ｄ１ ＾の比率をｒ（０≦ｒ≦１）とし、また１段目外部温度センサーＴＣ１の温度検出値の比率を（１−ｒ）として両者を混合して得られた混合値［（ｙ_ｄ１・ｒ＋ｙ_ｍ１・（１−ｒ）]を採用している。

そして２段目及び３段目のチャンネルについては、２段目の内壁温度センサー２０２から得られる温度検出値に相当するはずの予測値ｙ_ｄ２ ＾の比率をｒとし、また２段目外部温度センサーＴＣ２の温度検出値（または３段目外部温度センサーＴＣ２の温度検出値）の比率を（１−ｒ）として両者を混合して得られた混合値［（ｙ_ｄ２・ｒ＋ｙ_ｍ２・（１−ｒ）]を採用している。なお３段目のチャンネルにおいては前記混合値は［（ｙ_ｄ２・ｒ＋ｙ_ｍ３・（１−ｒ）]である。なお４段目及び５段目の各チャンネルは、従来の温度制御と同様に外部温度センサーＴＣ４、ＴＣ５にて得られた各温度検出値を内管１ａの温度と見立ててそのまま温度検出値として使用している。

前記比率ｒは制御部５内の比率演算部７にて演算される。図６は縦軸に比率ｒを、横軸にローディング開始時からの経過時間を取った比率の経時変化を示している。この特性図から分かるように比率ｒは、ローディング開始時からある時間が経過するまでは１（１００％）であり、途中のある時点ｔ１から徐々に小さくなり、ローディングが終了する時点（蓋体１１により炉口が閉じられる時点）にて０（０％）となる。即ち、ＰＩＤ演算部６１〜６３に入力される温度検出値として、ローディングが開始されてある時点ｔ１までは前記内壁温度の予測値ｙ_ｄ１ ＾（ｙ_ｄ２＾）を用い、途中から予測値ｙ_ｄ１ ＾（ｙ_ｄ２＾）に代えて外部温度センサーＴＣ１〜ＴＣ３の実測値ｙ_ｍ１ 〜ｙ_ｍ３ の割合を増やし、ローディング終了時には実測値ｙ_ｍ１ 〜ｙ_ｍ３ により温度制御を行うようにしている。

このように制御対象を内壁の温度予測値ｙ_ｄ１ ＾（ｙ_ｄ２＾）から外部温度センサーＴＣ１〜ＴＣ３の実測値ｙ_ｍ１ 〜ｙ_ｍ３ に急激に切り替えずに徐々に移行させる理由は、ローディング完了直後においては、前記実測値ｙ_ｍ１ 〜ｙ_ｍ３ は未だ内壁温度に見合う温度だけ上がりきっていないので、制御対象の切り替えをいきなり行うとローディング完了後にヒータ３１〜３３への供給電力が大きくなり過ぎていわゆる温度のオーバシュートが生じてしまうからである。、
そこでこの実施の形態では、熱交換完了時刻を予測して比率ｒを１から減少させていくタイミングを調整するようにしている。この熱交換完了時刻とは、内部温度センサー２０１及び２０２の温度検出値が降下状態から上昇に転じる時刻である。炉体の下方側におけるウエハ搬送領域内の温度やＲｕｎ時間による初期値変動（ウエハや断熱ユニット（保温筒）１６の初期温度変動）においては、熱伝導速度は変化しないため、予測モデルを複数持つ必要はない。ただし、熱エネルギーの総量が変動するため、時系列で比率ｒを最適化する場合、このパラメータの熱交換完了時刻を考慮する必要がある。初期値変動に対応するために、図１に示すように蓋体１１とウエハボート１７との間に介在している熱容量の大きな断熱ユニット１６の近傍に端部温度検出部をなす底部温度検出部としての底部温度センサーＢＴＣを設けて、その温度検出値を考慮した場合の比率ｒの算出方法の一例を図７に示す。前記底部温度センサーＢＴＣは例えば熱電対により構成され、蓋体１１に起立して設けられたロッドの先端部に取り付けられている。底部温度センサーＢＴＣの実測温度をｙ_ｂとしてプラント出力に追加するが、制御対象になるわけではなく、あくまでも比率ｒの時系列変化のトリガーとしてのみ機能する。

ローディング開始時、即ちウエハボート１７が下限位置にあるときににおける底部温度センサーＢＴＣの初期温度ｙ_ｂｆと１段目の外部温度センサーＴＣ１の初期温度ｙ_ｍ１との温度差が互いに異なる複数の条件において、熱交換完了時刻を測定し、図７の熱交換完了時刻導出関数ｋ_ｂ（ｙ_ｂｔ，ｓ）を定義する。ここでいう「異なる複数の条件」とは、断熱ユニット１６（例えば保温筒）の初期温度が異なる複数の条件ということであり、断熱ユニット１６の初期温度が異なるのは、ウエハボート１７を反応管から搬出した後の経過時間が異なる場合である。
まず、熱交換完了時刻ｋ_ｂは、単位温度当りの時刻変化量をｋ_ｂｔとすると以下のように表される。
ｋｂ＝ｋ_ｂｔｙ_ｂｔ
ｋ_ｂ（ｙ_ｂｔ）の入力は、温度差（ｙ_ｂｔ＝ｙ_ｍ１−ｙ_ｂ）である。実際には、単位温度当りの時刻変化量ｋ_ｂｔは、運用される搬入速度毎に設ける必要があるため、２条件の搬入速度で時刻変化量を測定しておき、中間値は線形補間でカバーする。ウエハボート１７の搬入速度に対応するには、搬入速度（ｓ）を入力に追加し、ｋ_ｂｔ（ｓ）を求めると、ｋ_ｂｔ（ｓ）＝Ｋ_ｓ（ｓ−ｓ_０）＋Ｋ_ｓｏ となる。
ｓ_０はベース条件におけるウエハボート１７の搬入速度、ｋ_ｓｏはベース条件の単位温度当りの時刻変化量である。よって、熱交換完了時刻導出関数ｋ_ｂ（ｙ_ｂｔ，ｓ）は以下式のようになる。ここでベース条件とは、前記２条件の搬入速度のうちのどちらか一方の条件である。
ｋ_ｂ（ｙ_ｂｔ，ｓ）＝ｋ_ｂｔ（ｓ）ｙ_ｂｔ
このように求められた時刻（ｋ_ｂ）を、外部温度センサーＴＣ１〜３の実測値ｙ_ｍ１ 、（ｙ_ｍ１ 、ｙ_ｍ３ ）と内壁の温度予測値ｙ_ｄ１ ＾（ｙ_ｄ２＾）との混合開始時点とし、図７のｒ（ｋ_ｂ，ｋ）にて時刻（ｋ＞ｋ_ｂ）の条件で徐々にｒを下げていく。

制御部６は、実際には例えばＣＰＵ、プログラムを格納したＲＯＭ、及び温度設定値を記憶したメモリなどを含むコンピュータにより構成され、また温度制御に関する上述の一連の演算処理はプログラムによりソフト的に行われるが、図２ではイメ−ジ構成を模式的に記載してある。前記プログラムは、記憶媒体例えばフレキシブルディスク（ＦＤ）、メモリーカード、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）及びハードディスク等に格納され、制御部５であるコンピュータにインストールされている。

次に上述実施の形態の作用について説明する。先ずウエハＷの熱処理の運用を行う前に、既に詳述したが、内管１ａの下部領域における内壁に内壁温度センサー２０１及び２０２を取り付けてローディングを行い、温度検出値ｙ_ｍ１ 〜ｙ_ｍ５ 、内壁温度検出値ｙ_ｄ１、ｙ_ｄ２ 及びヒータ３１〜３５への供給電力（電力指令値）の三者の関係を取得する。これら三者の離散値をコンピュータに入力することによりＡＲＸの予測式である数１の係数を求めて数４を得、この式に基づいて状態空間モデル式である数５、数６が得られる。これらの演算は前記離散値を入力することによりコンピュータのソフトウエアにより行われる。

こうして制御部５を内壁の温度を予測できる状態にしておき、熱処理の運用を行う。熱処理を行うにあたっては、内管１ａ及びマニホ−ルド２３などを含む炉体の下方側でウエハボ−ト１７に基板である多数のウエハＷを移載して棚状に保持し、ボ−トエレベ−タ１２を上昇させてウエハボ−ト１７を反応容器内に搬入する（ローディングする）。このとき内管１ａ内の温度は例えば６５０℃に設定されている。大気中の冷たいウエハＷを搭載したウエハボ−ト１７がマニホールド２３の下端開口部（炉口）からマニホールド２３を介して内管１ａ内に進入すると、内管１ａの下部側の内壁温度が大きく降温するが、ウエハボ−ト１７が上昇するにつれてウエハボート１７及びウエハＷが加熱される。このため内管１ａの内壁のうち、１段目から３段目のヒータ３１〜３３により加熱されるゾーンにおける内壁の降温の程度は大きいが、これよりも上部においては、降温の程度がかなり小さくなる。

内管１ａと外管１ｂとの間に設けられた外部温度センサーＴＣ１〜ＴＣ５のうち、降温の程度が大きいゾーンに対応する外部温度センサーＴＣ１〜ＴＣ３は、実際の内壁温度の降温パターンに追従せず少し高い温度になっているが、ローディングが行われている間は、この例ではローディング開始後に既述の所定時間が経過するまでの間は、制御対象を、各段の電力指令値に基づいてこの例では状態空間モデル式である数７を適用して予測された内壁の温度予測値ｙ_ｄ１ ＾（ｙ_ｄ２＾）としている（第１ステップ）。つまり１段目から３段目のヒータ３１〜３３に対応するＰＩＤ演算部６１〜６３に入力される温度検出値は、温度予測値ｙ_ｄ１ ＾（ｙ_ｄ２＾）とし、温度予測値ｙ_ｄ１ ＾（ｙ_ｄ２＾）と温度設定値との偏差分をＰＩＤ演算して電力指令値を出力している。従って冷たいウエハＷが進入してきたことにより内管１ａの内壁温度が大きく降温しようとしても、その内壁温度の変化に見合った電力がヒータ３１〜３３に供給されるので、温度制御の結果として内壁温度の変動が抑えられる。なお４段目及び５段目のヒータ３４、３５の電力制御は、内壁の温度降下の程度が小さいことから、外部温度センサーＴＣ４、Ｔ５の温度検出値に基づいて行うことで、内壁温度の変動を抑える機能が十分発揮されている。

またローディング開始後に既述の所定時間が経過した後は、ＰＩＤ演算部６１〜６３に入力される温度検出値として、外部温度センサーＴＣ１〜ＴＣ３の温度検出値（実測値）ｙ_ｍ１ 、ｙ_ｍ１ 、ｙ_ｍ３ の比率を徐々に大きくし（移行ステップ）、言い換えると内壁の温度予測値ｙ_ｄ１ ＾（ｙ_ｄ２＾）の比率を徐々に小さくし、ローディング終了後は前記実測値ｙ_ｍ１ 、ｙ_ｍ１ 、ｙ_ｍ３ として、ヒータ３１〜３３の温度制御が行われる（第２ステップ）。

続いて内部温度が目標温度であるプロセス温度に安定した後、実際には２系統のガス供給管２４から夫々所定の処理ガス例えば成膜ガスであるジクロロシランガス及びアンモニアガスが内管１ａ内に供給されると共に排気管２５を介して図示しない真空ポンプにより所定の真空度に維持され、ウエハボ−ト１７が駆動部１３により回転しながらウエハＷに対して熱処理である成膜処理が行われ、シリコン窒化膜がウエハＷに成膜される。しかる後、温度設定値が小さくなって反応容器内が降温し、ボ−トエレベ−タ１２が降下してウエハボ−ト１７が搬出される。

上述の実施の形態によれば、ウエハＷのローディング時に、前に行われたプロセスにより内管１ａの内壁に堆積した薄膜に対する熱ストレスが抑えられることから、膜剥がれが抑制され、その結果パーティクル汚染を低減することができる。またローディング時に制御対象を内壁の温度予測値ｙ_ｄ１ ＾（ｙ_ｄ２＾）から外部温度センサーＴＣ１〜ＴＣ３の温度検出値（実測値）ｙ_ｍ１ 、ｙ_ｍ１ 、ｙ_ｍ３ にいきなり切り替えるのではなく、両者を混合した時間帯を設けて、徐々に後者に切り替えるようにしているため、ローディングが終了して蓋体１１が炉口を閉じた後において、内壁温度が設定温度を大きく越えてその後設定温度に収束しようとする現象（いわゆるオ−バシュ−ト）の発生を抑え、熱処理雰囲気を速やかに目標温度に安定する。即ち、ローディング時における内壁の温度予測値ｙ_ｄ１ ＾（ｙ_ｄ２＾）を用いたことの弊害を極力抑えるようにしている。

本発明の熱処理装置は、シリコン窒化膜以外の薄膜を基板に成膜する場合にも適用できる。また上述の熱処理装置は、内管及び外管の二重管構成により炉体を構成しているが、単管により構成するようにしてもよい。この場合には単管が反応管に相当し、外部温度センサーは単管の外側に設けられることになる。
更に上述の例では、ローディング時に内壁の温度予測値から外部温度センサーの温度検出値（実測値）に制御対象を移行する移行ステップは、比率ｒを直線的に徐々に小さくしていくことに限らず、階段状に例えば１段階あるいは２段階以上で小さくしていくようにしてもよい。また内壁の温度予測値を主たる制御とする第１ステップにおいては、比率ｒは１００％でなくても、また外部温度センサーの温度検出値を主たる制御とする第１ステップにおいては、比率ｒは０％でなくても、本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明の実施の形態である縦型熱処理装置を示す縦断側面図である。 本発明の実施の形態で用いられる制御部を示すブロック図である。 内壁温度の予測を行うために予め反応管の内壁に温度検出部を取り付けてデータを取る様子を示す縦断側面図である。 外部温度検出部、内壁温度及びヒータへの電力指令値の各時間的推移を示す説明図である。 実際の反応管内の熱系と内壁温度を予測する手段とを各々ブロック化し、これらブロックと電力指令値演算部とを組み合わせた制御ブロックを示すブロック図である。 比率の変化パターンの一例を示す説明図である。 比率を演算する演算部のブロックを示すブロック図である。 従来の縦型熱処理装置における温度検出の手法を示す側面図である。

符号の説明

１ａ 内管
１ｂ 外管
１１ 蓋体
１７ ウエハボ−ト
２３ マニホ−ルド
３１〜３５ ヒ−タ
４１〜４５ 電源部
５ 制御部
５１ 予測手段
２０１、２０２ 内壁温度センサー
３００ 熱処理装置本体

Claims (21)

1. 複数の基板を互いに並行に保持した基板保持具を、その周囲に加熱手段が設けられた反応管内に炉口から搬入して、蓋体により当該炉口を閉じ、反応管内に処理ガスを導入して基板に対して熱処理を行う熱処理装置において、
   反応管の外部に設けられた外部温度検出部と、
   加熱手段に供給される電力の指令値に基づいて反応管の内壁温度を予測する予測手段と、
   前記外部温度検出部で検出した温度検出値と前記予測手段で予測した内部温度とに基づいて加熱手段への供給電力の制御を行う制御部と、を備えたことを特徴とする熱処理装置。
2. 前記制御部は、前記基板保持具を反応管内に搬入するローディング時に前記内壁温度の予測値ｙ_ｄを主たる制御対象として、加熱手段に供給される電力の指令値を演算する第１ステップと、次いで前記外部温度検出部の検出値ｙ_ｍを主たる制御対象として、加熱手段に供給される電力の指令値を演算する第２ステップと、を実行する電力指令値演算部と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の熱処理装置。
3. 前記第１ステップは、前記予測手段で求めた内壁温度の予測値ｙ_ｄと前記外部温度検出部の検出値ｙ_ｍとを比率ｒ（０≦ｒ≦１）によりｙ_ｄ・ｒ＋ｙ_ｍ・（１−ｒ）として混合し、比率ｒを大きく設定した混合値と反応管内の設定温度とに基づいて前記電力の指令値を演算するステップであり、
   前記第２ステップは、比率ｒを小さく設定した混合値と反応管内の設定温度とに基づいて前記電力の指令値を演算するステップであることを特徴とする請求項２記載の熱処理装置。
4. 前記第１ステップにおける比率ｒは１００％であることを特徴とする請求項３記載の熱処理装置。
5. 前記第２ステップにおける比率ｒは０％であることを特徴とする請求項３または４記載の熱処理装置。
6. 前記電力指令値演算部は、前記第１ステップと第２ステップとの間に、ローディング終了時における反応管内の過度な温度上昇を抑えるために前記比率ｒを、両ステップにおける比率の間の値に設定して電力の指令値を演算する移行ステップを実行することを特徴とする請求項３ないし５のいずれか一つに記載の熱処理装置。
7. 前記移行ステップにおける比率ｒは、時間と共に徐々に小さくなっていくことを特徴とする請求項６記載の熱処理装置。
8. 前記蓋体と基板保持具との間に介在する断熱材の近傍に設けられた端部温度検出部と、
   基板保持具が搬出されているときの前記端部温度検出部及び外部温度検出部の各温度検出値の差と、そのときの基板保持具の搬入速度に対応する単位温度当たりの時刻変化量と、に基づいて、移行ステップの開始時点を決定する手段と、を備えたことを特徴とする請求項６または７記載の熱処理装置。
9. 予め反応管の内壁に内壁温度検出部を取り付け、内壁温度検出部の検出値及び加熱手段に供給される電力の指令値の各時系列データを求めておき、これら時系列データに基づいて内壁温度検出部の検出値と前記電力の指令値との関係を規定した予測演算式を作成し、予測手段はこの予測演算式を用いて反応管の内壁温度を予測することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一つに記載の熱処理装置。
10. 予め外部温度検出部の検出値及び加熱手段に供給される電力の指令値の各時系列データを求めておき、これら時系列データに基づいて前記外部温度検出部の検出値と前記電力の指令値との関係を規定した予測演算式を作成し、予測手段はこの予測演算式と前記電力の指令値とに基づいて前記外部温度検出部の温度検出値の予測値を求め、この予測値と実際に得られた温度検出値との差分に基づいて、前記反応管の内壁温度の予測値を修正することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一つに記載の熱処理装置。
11. 複数の基板を互いに並行に基板保持具に保持して、その周囲に加熱手段が設けられた反応管内に搬入し、反応管内に処理ガスを導入して基板に対して熱処理を行う熱処理方法において、
    反応管の外部に設けられた外部温度検出部により温度を検出する工程と、
    加熱手段に供給される電力の指令値に基づいて反応管の内壁温度を予測する予測工程と、
    前記外部温度検出部で検出した温度検出値と前記予測手段で予測した内部温度とに基づいて加熱手段への供給電力の制御を行う工程と、を含むことを特徴とする熱処理方法。
12. 前記加熱手段への供給電力の制御を行う工程は、前記基板保持具を反応管内に搬入するローディング時に前記内壁温度の予測値ｙ_ｄを主たる制御対象として、加熱手段に供給される電力の指令値を演算する第１工程と、次いで前記外部温度検出部の検出値ｙ_ｍを主たる制御対象として、加熱手段に供給される電力の指令値を演算する第２工程と、を含むことを特徴とする請求項１１記載の熱処理方法。
13. 前記第１工程は、前記予測手段で求めた内壁温度の予測値ｙ_ｄと前記外部温度検出部の検出値ｙ_ｍとを比率ｒ（０≦ｒ≦１）によりｙ_ｄ・ｒ＋ｙ_ｍ・（１−ｒ）として混合し、比率ｒを大きく設定した混合値と反応管内の設定温度とに基づいて前記電力の指令値を演算する工程であり、
    前記第２工程は、比率ｒを小さく設定した混合値と反応管内の設定温度とに基づいて前記電力の指令値を演算する工程であることを特徴とする請求項１２記載の熱処理方法。
14. 前記比率ｒを大きく設定した第１工程における比率ｒは１００％であることを特徴とする請求項１３記載の熱処理方法。
15. 前記比率ｒを小さく設定した第２工程における比率ｒは０％であることを特徴とする請求項１３または１４記載の熱処理方法。
16. 前記第１工程と第２工程との間に、ローディング終了時における反応管内の過度な温度上昇を抑えるために前記比率ｒを、両工程における比率の間の値に設定して電力の指令値を演算する移行工程を含むことを特徴とする請求項１３ないし１５のいずれか一つに記載の熱処理方法。
17. 前記移行工程における比率ｒは、時間と共に徐々に小さくなっていくことを特徴とする請求項１６記載の熱処理方法。
18. 前記蓋体と基板保持具との間に設けられた断熱材の近傍に端部温度検出部を設け、
    電力指令値演算部は、基板保持具が搬出されているときの前記端部温度検出部及び外部温度検出部の各温度検出値の差と、そのときの基板保持具の搬入速度に対応する単位温度当たりの時刻変化量とに基づいて、前記比率ｒを徐々に小さくしていく開始時期を決定することを特徴とする請求項１７記載の熱処理方法。
19. 予め反応管の内壁に内壁温度検出部を取り付け、内壁温度検出部の検出値及び加熱手段に供給される電力の指令値の各時系列データを求めておき、これら時系列データに基づいて内壁温度検出部の検出値と前記電力の指令値との関係を規定した予測演算式を作成し、前記予測工程はこの予測演算式を用いて反応管の内壁温度を予測することを特徴とする１３ないし１８のいずれか一つに記載の熱処理方法。
20. 予め外部温度検出部の検出値及び加熱手段に供給される電力の指令値の各時系列データを求めておき、これら時系列データに基づいて前記外部温度検出部の検出値と前記電力の指令値との関係を規定した予測演算式を作成し、前記予測工程はこの予測演算式と前記電力の指令値とに基-づいて前記外部温度検出部の検出値の予測値を求め、この予測値と実際に得られた検出値との差分に基づいて、前記反応管の内壁温度の予測値を修正することを特徴とする請求項１９記載の熱処理方法。
21. 複数の基板を互いに並行に基板保持具に保持して、その周囲に加熱手段が設けられた反応管内に搬入し、反応管内に処理ガスを導入して基板に対して熱処理を行う熱処理装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶する記憶媒体であって、
    前記プログラムは、請求項１３ないし２０のいずれか一つに記載の熱処理方法を実施するためのステップ群が組み込まれていることを特徴とする記憶媒体。
    

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