JP3380668B2 - 温度調整方法、温度調整装置及び熱処理装置 - Google Patents
温度調整方法、温度調整装置及び熱処理装置Info
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- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/1927—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors
- G05D23/193—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は温度調整方法、温度
調整装置及び熱処理装置に関する。
調整装置及び熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの製造プロセスの中には
ＣＶＤや酸化処理などの熱処理があるが、この熱処理を
バッチ式で行う装置の一つとして縦型熱処理装置が知ら
れている。この装置を用いた酸化処理では、図６に示す
ように、先ずウエハボ−ト１１に多数枚のウエハを棚状
に搭載した後、このウエハボ−ト１１を二重管構造の反
応管１内にロ−ドし、反応管１内をヒ−タ１２により所
定温度例えば８００℃に加熱すると共に、排気管１４に
より排気しながら、ガス導入管１３から処理ガスを導入
してプロセスが行なわれる。
ＣＶＤや酸化処理などの熱処理があるが、この熱処理を
バッチ式で行う装置の一つとして縦型熱処理装置が知ら
れている。この装置を用いた酸化処理では、図６に示す
ように、先ずウエハボ−ト１１に多数枚のウエハを棚状
に搭載した後、このウエハボ−ト１１を二重管構造の反
応管１内にロ−ドし、反応管１内をヒ−タ１２により所
定温度例えば８００℃に加熱すると共に、排気管１４に
より排気しながら、ガス導入管１３から処理ガスを導入
してプロセスが行なわれる。
【０００３】ところで前記プロセスでは反応管１内を例
えば８００℃に安定させて熱処理を行っているが、この
際高精度の温度制御が必要であり、このため制御部１５
によりヒ−タ１２への電力供給量を制御しながら加熱す
るようにしている。ここでヒ−タ１２の制御を行うにあ
たっては、制御物体即ちウエハのできるだけ近傍に温度
センサを設けることが理想であるが、熱処理時にウエハ
の近傍に温度センサを設けることは、構造的にもコンタ
ミネ−ションの発生という点からも極めて困難である。
えば８００℃に安定させて熱処理を行っているが、この
際高精度の温度制御が必要であり、このため制御部１５
によりヒ−タ１２への電力供給量を制御しながら加熱す
るようにしている。ここでヒ−タ１２の制御を行うにあ
たっては、制御物体即ちウエハのできるだけ近傍に温度
センサを設けることが理想であるが、熱処理時にウエハ
の近傍に温度センサを設けることは、構造的にもコンタ
ミネ−ションの発生という点からも極めて困難である。
【０００４】そこで従来では、反応管１内のウエハの近
傍例えばウエハボ−ト１１に例えば熱電対からなる第１
の温度センサＡ、反応管１の外面近傍に第２の温度セン
サＢを夫々設け、プロセスを行なう前の調整時に、予め
温度センサＡが設定温度に安定したときの温度センサＢ
の安定する温度を把握して両者の温度差を求めておき、
プロセス時には温度センサＢの検出値に基づいてヒ−タ
１２の制御を行なうようにしている。
傍例えばウエハボ−ト１１に例えば熱電対からなる第１
の温度センサＡ、反応管１の外面近傍に第２の温度セン
サＢを夫々設け、プロセスを行なう前の調整時に、予め
温度センサＡが設定温度に安定したときの温度センサＢ
の安定する温度を把握して両者の温度差を求めておき、
プロセス時には温度センサＢの検出値に基づいてヒ−タ
１２の制御を行なうようにしている。
【０００５】このため調整時において、温度センサＡが
設定温度に安定するようにヒ−タの温度制御を行うこと
が必要であるが、そのとき仮に温度センサＡの検出信号
のみをフィ−ドバックさせて前記温度差を求めようとす
ると、温度センサＢの検出値がなかなか安定しない。従
って前記温度差を求めるにあたっては、図７に示すよう
に、温度センサＡと温度センサＢの夫々の検出信号をフ
ィ−ドバックさせるようにカスケ−ド制御系を組むこと
により行われる。
設定温度に安定するようにヒ−タの温度制御を行うこと
が必要であるが、そのとき仮に温度センサＡの検出信号
のみをフィ−ドバックさせて前記温度差を求めようとす
ると、温度センサＢの検出値がなかなか安定しない。従
って前記温度差を求めるにあたっては、図７に示すよう
に、温度センサＡと温度センサＢの夫々の検出信号をフ
ィ−ドバックさせるようにカスケ−ド制御系を組むこと
により行われる。
【０００６】この場合、先ず温度センサＡの検出信号の
フィ−ドバックル−プだけを用いてＰＩＤ調節部１５２
の制御パラメ−タ（ＰＩＤ値）を決定する。この決定は
温度センサＡの検出値の時刻変化を見ながら昇温カ−ブ
が最適になるようにオペレ−タがＰＩＤ値を試行錯誤で
調節することにより行われる。次いで温度センサＢの検
出信号のフィ−ドバックル−プを用いてＰＩＤ調節部１
５４のＰＩＤ値を同様にして決定する。
フィ−ドバックル−プだけを用いてＰＩＤ調節部１５２
の制御パラメ−タ（ＰＩＤ値）を決定する。この決定は
温度センサＡの検出値の時刻変化を見ながら昇温カ−ブ
が最適になるようにオペレ−タがＰＩＤ値を試行錯誤で
調節することにより行われる。次いで温度センサＢの検
出信号のフィ−ドバックル−プを用いてＰＩＤ調節部１
５４のＰＩＤ値を同様にして決定する。
【０００７】このようにして温度センサＡが設定温度に
安定したときの温度センサＢの安定する温度が求められ
る。従ってプロセス時には温度センサＡを外して、温度
センサＢを用いてヒ−タ１２を制御しながら反応管１を
加熱すれば、ウエハ近傍の温度が設定温度に収束するこ
とになる。
安定したときの温度センサＢの安定する温度が求められ
る。従ってプロセス時には温度センサＡを外して、温度
センサＢを用いてヒ−タ１２を制御しながら反応管１を
加熱すれば、ウエハ近傍の温度が設定温度に収束するこ
とになる。
【０００８】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
述の方法では温度センサＡと温度センサＢの夫々に基づ
いて制御パラメ−タを調節しなければならないため、調
整作業が煩雑である。しかも上述の縦型熱処理装置で
は、ウエハボ−ト１１に載置されたウエハの縦方向の処
理温度の均一性（面間均一性）を考慮して、ヒ−タ１２
が縦方向に複数例えば５つに分割されているため、５つ
のヒ−タの夫々について、前記２種類の制御パラメ−タ
を調節する必要があり、調整作業が非常に煩雑であっ
て、この作業には長時間を要するという問題があった。
述の方法では温度センサＡと温度センサＢの夫々に基づ
いて制御パラメ−タを調節しなければならないため、調
整作業が煩雑である。しかも上述の縦型熱処理装置で
は、ウエハボ−ト１１に載置されたウエハの縦方向の処
理温度の均一性（面間均一性）を考慮して、ヒ−タ１２
が縦方向に複数例えば５つに分割されているため、５つ
のヒ−タの夫々について、前記２種類の制御パラメ−タ
を調節する必要があり、調整作業が非常に煩雑であっ
て、この作業には長時間を要するという問題があった。
【０００９】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、実プロセス前に調整用の温度検
出部及びプロセス用の温度検出部を用いて両者の温度差
を調べる作業を行う場合に、調整作業が容易な温度調整
方法及びその装置を提供することにある。
のであり、その目的は、実プロセス前に調整用の温度検
出部及びプロセス用の温度検出部を用いて両者の温度差
を調べる作業を行う場合に、調整作業が容易な温度調整
方法及びその装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、加熱
源により加熱して被処理体を熱処理する装置に、プロセ
ス前の調整時に用いられる調整用の温度検出部とプロセ
ス時に用いられるプロセス用の温度検出部とを設け、調
整用の温度検出部の検出値が設定値に安定したときのプ
ロセス用の温度検出部の検出値が収束する温度をプロセ
ス前に予め調べる温度調整方法において、プロセス用の
温度検出部の検出信号を調節部の入力側にフィ−ドバッ
クし、調節部よりの出力信号に基づいて加熱源を制御
し、その制御結果に基づいて前記調節部の制御パラメ−
タの適切値を決定する第１工程と、この第１工程で決定
された制御パラメ−タを用いて、プロセス用の温度検出
部及び調整用の温度検出部の検出値を安定させる第２工
程と、を備え、第２工程は、下記（ａ）〜（ｃ）までの
工程を、調整用の温度検出部の検出値が前記設定値に一
致するまで繰り返し行うものであることを特徴とする。
（ａ）前記設定値から補正値を差し引いて前記プロセス
用の温度検出部の目標値を得る工程（ｂ）前記プロセス
用の温度検出部の検出値を調節部にフィ−ドバックし
て、当該プロセス用の温度検出部の検出値が前記目標値
に収束するように、前記加熱源の電力供給量を制御する
工程（ｃ）前記プロセス用の温度検出部の検出値が目標
値に収束したときに、このときの調整用の温度検出部の
検出値が前記設定値に一致しているか否かを判定し、一
致していないときには、この時点の調整用の温度検出部
の検出値と前記プロセス用の温度検出部の検出値との差
を前記補正値とする工程
源により加熱して被処理体を熱処理する装置に、プロセ
ス前の調整時に用いられる調整用の温度検出部とプロセ
ス時に用いられるプロセス用の温度検出部とを設け、調
整用の温度検出部の検出値が設定値に安定したときのプ
ロセス用の温度検出部の検出値が収束する温度をプロセ
ス前に予め調べる温度調整方法において、プロセス用の
温度検出部の検出信号を調節部の入力側にフィ−ドバッ
クし、調節部よりの出力信号に基づいて加熱源を制御
し、その制御結果に基づいて前記調節部の制御パラメ−
タの適切値を決定する第１工程と、この第１工程で決定
された制御パラメ−タを用いて、プロセス用の温度検出
部及び調整用の温度検出部の検出値を安定させる第２工
程と、を備え、第２工程は、下記（ａ）〜（ｃ）までの
工程を、調整用の温度検出部の検出値が前記設定値に一
致するまで繰り返し行うものであることを特徴とする。
（ａ）前記設定値から補正値を差し引いて前記プロセス
用の温度検出部の目標値を得る工程（ｂ）前記プロセス
用の温度検出部の検出値を調節部にフィ−ドバックし
て、当該プロセス用の温度検出部の検出値が前記目標値
に収束するように、前記加熱源の電力供給量を制御する
工程（ｃ）前記プロセス用の温度検出部の検出値が目標
値に収束したときに、このときの調整用の温度検出部の
検出値が前記設定値に一致しているか否かを判定し、一
致していないときには、この時点の調整用の温度検出部
の検出値と前記プロセス用の温度検出部の検出値との差
を前記補正値とする工程
【００１１】請求項２の発明は、加熱源により加熱して
被処理体を熱処理する装置に、プロセス前の調整時に用
いられる調整用の温度検出部とプロセス時に用いられる
プロセス用の温度検出部とを設け、調整用の温度検出部
の検出値が設定値に安定したときのプロセス用の温度検
出部の検出値が収束する温度をプロセス前に予め調べる
温度調整装置において、前記設定値から補正値を差し引
いて前記プロセス用の温度検出部の目標値を得る第１の
偏差回路部と、前記第１の偏差回路部の後段に設けら
れ、前記目標値とプロセス用の温度検出部の検出値との
偏差を求める第２の偏差回路部と、前記第２の偏差回路
部の後段に設けられ、前記偏差に基づいて前記加熱源の
制御信号を出力する調節部と、前記調節部の制御信号に
基づいて前記加熱源の電力供給量を制御する電力制御部
と、前記プロセス用の温度検出部及び調整用の温度検出
部の各検出値を取り込み、プロセス用の温度検出部の検
出値が目標値に収束しているか否かを監視して収束して
いると判断したときに、このときの調整用の温度検出部
の検出値が前記設定値に安定しているか否かを判定し、
安定していないときには、この時点の調整用の温度検出
部の検出値と前記プロセス用の温度検出部の検出値との
差を補正値として前記第１の偏差回路部に出力する補正
値出力部と、を備えたことを特徴とする。また本発明
は、例えば被処理体が搬入される反応管と、この反応管
の外側に設けられ前記被処理体を加熱して熱処理するた
めの加熱源と、を備えた熱処理装置に上述の温度調整装
置を組み込んだ熱処理装置として構成できる。
被処理体を熱処理する装置に、プロセス前の調整時に用
いられる調整用の温度検出部とプロセス時に用いられる
プロセス用の温度検出部とを設け、調整用の温度検出部
の検出値が設定値に安定したときのプロセス用の温度検
出部の検出値が収束する温度をプロセス前に予め調べる
温度調整装置において、前記設定値から補正値を差し引
いて前記プロセス用の温度検出部の目標値を得る第１の
偏差回路部と、前記第１の偏差回路部の後段に設けら
れ、前記目標値とプロセス用の温度検出部の検出値との
偏差を求める第２の偏差回路部と、前記第２の偏差回路
部の後段に設けられ、前記偏差に基づいて前記加熱源の
制御信号を出力する調節部と、前記調節部の制御信号に
基づいて前記加熱源の電力供給量を制御する電力制御部
と、前記プロセス用の温度検出部及び調整用の温度検出
部の各検出値を取り込み、プロセス用の温度検出部の検
出値が目標値に収束しているか否かを監視して収束して
いると判断したときに、このときの調整用の温度検出部
の検出値が前記設定値に安定しているか否かを判定し、
安定していないときには、この時点の調整用の温度検出
部の検出値と前記プロセス用の温度検出部の検出値との
差を補正値として前記第１の偏差回路部に出力する補正
値出力部と、を備えたことを特徴とする。また本発明
は、例えば被処理体が搬入される反応管と、この反応管
の外側に設けられ前記被処理体を加熱して熱処理するた
めの加熱源と、を備えた熱処理装置に上述の温度調整装
置を組み込んだ熱処理装置として構成できる。
【００１２】
【実施の形態】以下に、本発明の実施の形態に係る温度
調整装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図
１は本発明の温度調整装置を縦型熱処理装置に適用した
場合の制御系及び縦型熱処理装置の概略構造を示す構成
図である。
調整装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図
１は本発明の温度調整装置を縦型熱処理装置に適用した
場合の制御系及び縦型熱処理装置の概略構造を示す構成
図である。
【００１３】この実施の形態で用いられる制御系の特徴
の一つは、プロセス用の温度センサＢの検出信号をフィ
−ドバックル−プに組み込んでいるが、調整用の温度セ
ンサＡの検出信号についてはフィ−ドバックル−プに組
み込まずに、温度センサＢの目標値を補正するための因
子として用いている点にある。以下制御系に関して説明
する。
の一つは、プロセス用の温度センサＢの検出信号をフィ
−ドバックル−プに組み込んでいるが、調整用の温度セ
ンサＡの検出信号についてはフィ−ドバックル−プに組
み込まずに、温度センサＢの目標値を補正するための因
子として用いている点にある。以下制御系に関して説明
する。
【００１４】図中２は後述する縦型熱処理装置２０の反
応管であり、この反応管２の内部には、ウエハボ−ト２
１に搭載した被処理体例えば半導体ウエハ（以下ウエハ
という）近傍位置の温度を検出するための例えば熱電対
からなる調整用の温度検出部（温度センサＡ）が設けら
れると共に、反応管２の外面近傍には例えば熱電対から
なるプロセス用の温度検出部（温度センサＢ）が設けら
れている。
応管であり、この反応管２の内部には、ウエハボ−ト２
１に搭載した被処理体例えば半導体ウエハ（以下ウエハ
という）近傍位置の温度を検出するための例えば熱電対
からなる調整用の温度検出部（温度センサＡ）が設けら
れると共に、反応管２の外面近傍には例えば熱電対から
なるプロセス用の温度検出部（温度センサＢ）が設けら
れている。
【００１５】図中３１は第１の偏差回路部であり、ここ
では温度センサＡの設定値（設定温度）から後述する補
正値を差し引き、その偏差即ち温度センサＢの目標値
（目標温度）が取り出される。第１の偏差回路部３１の
後段には第２の偏差回路部３２が設けられ、ここでは温
度センサＢの目標値から温度センサＢの検出値を差し引
き、その偏差を後段側に設けられた調節部をなすＰＩＤ
（比例要素、積分要素、微分要素）調節部４に出力す
る。
では温度センサＡの設定値（設定温度）から後述する補
正値を差し引き、その偏差即ち温度センサＢの目標値
（目標温度）が取り出される。第１の偏差回路部３１の
後段には第２の偏差回路部３２が設けられ、ここでは温
度センサＢの目標値から温度センサＢの検出値を差し引
き、その偏差を後段側に設けられた調節部をなすＰＩＤ
（比例要素、積分要素、微分要素）調節部４に出力す
る。
【００１６】ＰＩＤ調節部４では、入力された前記偏差
に基づいてＰＩＤ演算を行い、その演算結果を後段側に
設けられた電力制御部５に出力する。電力制御部５で
は、ＰＩＤ調節部４からの出力値に基づいて、縦型熱処
理装置２０の加熱源をなすヒ−タ６への電力供給量を制
御する。ここでＰＩＤ調節部４の制御パラメ−タは、例
えば温度センサＢの検出信号をフィ−ドバックさせる制
御系を組み、温度センサＢの昇温カ−ブが最適になるよ
うにオペレ−タが制御パラメ−タを調節することによ
り、予め求めておく。
に基づいてＰＩＤ演算を行い、その演算結果を後段側に
設けられた電力制御部５に出力する。電力制御部５で
は、ＰＩＤ調節部４からの出力値に基づいて、縦型熱処
理装置２０の加熱源をなすヒ−タ６への電力供給量を制
御する。ここでＰＩＤ調節部４の制御パラメ−タは、例
えば温度センサＢの検出信号をフィ−ドバックさせる制
御系を組み、温度センサＢの昇温カ−ブが最適になるよ
うにオペレ−タが制御パラメ−タを調節することによ
り、予め求めておく。
【００１７】一方制御系は、この実施の形態の特徴の一
つである補正値出力部７を備えている。この補正値出力
部７は、温度センサＢの検出値を監視し、この検出値が
一定範囲内に収束したときに、収束した時点の温度セン
サＡの検出値から温度センサＢの検出値を差し引いた値
である補正値（Ａ−Ｂ）を、それ以降第１の偏差回路部
３１に出力し、温度センサＢの検出値が一定範囲内に収
束していないときには、それまでの補正値を第１の偏差
回路部３１に出力する機能を有する。ただしこの補正値
出力部７は、温度センサＢの検出値が収束したときに、
温度センサＡの検出値が設定値になっているか否かを判
定し、設定値になっているときは補正値は更新前の値
を、つまり前回温度センサＢの値が収束したときに出力
した補正値をそのまま出力する機能を備えている。
つである補正値出力部７を備えている。この補正値出力
部７は、温度センサＢの検出値を監視し、この検出値が
一定範囲内に収束したときに、収束した時点の温度セン
サＡの検出値から温度センサＢの検出値を差し引いた値
である補正値（Ａ−Ｂ）を、それ以降第１の偏差回路部
３１に出力し、温度センサＢの検出値が一定範囲内に収
束していないときには、それまでの補正値を第１の偏差
回路部３１に出力する機能を有する。ただしこの補正値
出力部７は、温度センサＢの検出値が収束したときに、
温度センサＡの検出値が設定値になっているか否かを判
定し、設定値になっているときは補正値は更新前の値
を、つまり前回温度センサＢの値が収束したときに出力
した補正値をそのまま出力する機能を備えている。
【００１８】ここで上述の縦型熱処理装置について図２
に基づいて簡単に説明すると、図中２は例えば２重管構
造の反応管であり、この反応管２の内部には多数のウエ
ハを搭載して搬入するためのウエハボ−ト２１が、ボ−
トエレベ−タ２４の上部に蓋体２３、保温筒２２を介し
て配設されている。また反応管２は、その下端にてマニ
ホ−ルド２５に保持されており、このマニホ−ルド２５
の下部側面には、処理ガスを反応管２内に導入するため
のガス導入管２６が挿設され、その上部側面には処理ガ
スを排出するための排気ポンプ２８に連結された排気管
２７が接続されている。
に基づいて簡単に説明すると、図中２は例えば２重管構
造の反応管であり、この反応管２の内部には多数のウエ
ハを搭載して搬入するためのウエハボ−ト２１が、ボ−
トエレベ−タ２４の上部に蓋体２３、保温筒２２を介し
て配設されている。また反応管２は、その下端にてマニ
ホ−ルド２５に保持されており、このマニホ−ルド２５
の下部側面には、処理ガスを反応管２内に導入するため
のガス導入管２６が挿設され、その上部側面には処理ガ
スを排出するための排気ポンプ２８に連結された排気管
２７が接続されている。
【００１９】そして反応管２の外部には、縦方向に複数
例えば５つのヒ−タ６（６１、６２、６３、６４、６
５）が配設されており、これらヒ−タ６は夫々電力制御
部５（５１、５２、５３、５４、５５）により、電力供
給量が制御されるように構成されている。またヒ−タ６
の位置に対応して、反応管２内のウエハの近傍位置例え
ばウエハボ−ト２１の近傍位置には、例えば５つの調整
用の温度センサＡ（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５）が
縦方向に並んで設けられており、反応管３の外面付近に
は、５つのプロセス用の温度センサＢ（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ
３、Ｂ４、Ｂ５）が縦方向に並んで設けられている。な
お図１の説明では、これらヒ−タおよび温度センサ群の
１組を代表として説明している。
例えば５つのヒ−タ６（６１、６２、６３、６４、６
５）が配設されており、これらヒ−タ６は夫々電力制御
部５（５１、５２、５３、５４、５５）により、電力供
給量が制御されるように構成されている。またヒ−タ６
の位置に対応して、反応管２内のウエハの近傍位置例え
ばウエハボ−ト２１の近傍位置には、例えば５つの調整
用の温度センサＡ（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５）が
縦方向に並んで設けられており、反応管３の外面付近に
は、５つのプロセス用の温度センサＢ（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ
３、Ｂ４、Ｂ５）が縦方向に並んで設けられている。な
お図１の説明では、これらヒ−タおよび温度センサ群の
１組を代表として説明している。
【００２０】次に上述の装置を用いた具体的な温度調整
方法を図１及び図３を参照して説明する。ここで実際の
温度調整はコンピュ−タによるソフトウェアで実施さ
れ、既述したように予め温度センサＢの制御パラメ−タ
を求めておく。先ずステップＳ１では、温度センサＢの
目標温度を温度センサＡの設定温度とする。例えば今温
度センサＡの検出値を８００℃に設定しようとするなら
ば、先ず温度センサＢの目標温度を８００℃とするもの
である。このことは図１の第１の偏差回路部３１に入力
される補正値（Ａ−Ｂ）を０として取扱うことである。
方法を図１及び図３を参照して説明する。ここで実際の
温度調整はコンピュ−タによるソフトウェアで実施さ
れ、既述したように予め温度センサＢの制御パラメ−タ
を求めておく。先ずステップＳ１では、温度センサＢの
目標温度を温度センサＡの設定温度とする。例えば今温
度センサＡの検出値を８００℃に設定しようとするなら
ば、先ず温度センサＢの目標温度を８００℃とするもの
である。このことは図１の第１の偏差回路部３１に入力
される補正値（Ａ−Ｂ）を０として取扱うことである。
【００２１】次いでステップＳ２にて温度センサＢの検
出値が目標温度となるように、ヒ−タ６の電力供給量を
ＰＩＤ制御する。そして温度センサＢの検出値が目標温
度に一致しているが否かをチェック（ステップＳ３）
し、一致していれば続いて温度センサＡの検出値が設定
温度に一致しているが否かをチェックし（ステップＳ
４）、一致していればこのル−チンは終了する。一致し
ていなければ、補正値（Ａ−Ｂ）を演算し（ステップＳ
５）、温度センサＢの目標温度を温度センサＡの設定温
度から補正値だけ差し引いた値に修正して（ステップＳ
６）、ステップＳ２に戻る。
出値が目標温度となるように、ヒ−タ６の電力供給量を
ＰＩＤ制御する。そして温度センサＢの検出値が目標温
度に一致しているが否かをチェック（ステップＳ３）
し、一致していれば続いて温度センサＡの検出値が設定
温度に一致しているが否かをチェックし（ステップＳ
４）、一致していればこのル−チンは終了する。一致し
ていなければ、補正値（Ａ−Ｂ）を演算し（ステップＳ
５）、温度センサＢの目標温度を温度センサＡの設定温
度から補正値だけ差し引いた値に修正して（ステップＳ
６）、ステップＳ２に戻る。
【００２２】このようなフロ−を具体的数値を用いて表
すと、例えば図４に示すようになる。即ち温度センサＡ
の検出値を最終的に８００℃に設定しようとする場合、
１回目のサイクルでは、温度センサＢの目標温度を８０
０℃としてＰＩＤ制御することにより、温度センサＢの
検出値が８００℃となり、このとき温度センサＡの検出
値が８２０℃となる。次いで２回目のサイクルでは、１
回目のサイクルでの温度センサＡの検出値と温度センサ
Ｂの検出値との差（Ａ−Ｂ＝２０℃）を補正値とし、温
度センサＢの目標温度を、１回目の目標値より補正値分
だけ下げて７８０℃としてＰＩＤ制御を行なう。２回目
のサイクルでは温度センサＢの検出値が７８０℃に安定
したとき、温度センサＡの検出値は８０５℃となる。続
く３回目のサイクルでは、補正値がＡ−Ｂ＝２５℃とな
り、温度センサＢの目標温度が７７５℃となる。
すと、例えば図４に示すようになる。即ち温度センサＡ
の検出値を最終的に８００℃に設定しようとする場合、
１回目のサイクルでは、温度センサＢの目標温度を８０
０℃としてＰＩＤ制御することにより、温度センサＢの
検出値が８００℃となり、このとき温度センサＡの検出
値が８２０℃となる。次いで２回目のサイクルでは、１
回目のサイクルでの温度センサＡの検出値と温度センサ
Ｂの検出値との差（Ａ−Ｂ＝２０℃）を補正値とし、温
度センサＢの目標温度を、１回目の目標値より補正値分
だけ下げて７８０℃としてＰＩＤ制御を行なう。２回目
のサイクルでは温度センサＢの検出値が７８０℃に安定
したとき、温度センサＡの検出値は８０５℃となる。続
く３回目のサイクルでは、補正値がＡ−Ｂ＝２５℃とな
り、温度センサＢの目標温度が７７５℃となる。
【００２３】このように本発明の実施の形態では、温度
センサＢの検出信号をフィ−ドバックル−プに組み込ん
で、先ず温度センサＢの目標値を温度センサＡの設定値
とし、一方温度センサＡの検出信号はフィ−ドバックル
−プに入れずに補正値の演算のために用い、温度センサ
Ａの検出値が設定値に近づくように、温度センサＡの検
出値と温度センサＢの検出値との差に基づいて順次温度
センサＢの目標値を小刻みに補正し、こうして温度セン
サＡの検出値を設定値に収束させている。ただし温度セ
ンサＢのはじめの目標値は、温度センサＡの設定値とす
ることに限定されるものではない。
センサＢの検出信号をフィ−ドバックル−プに組み込ん
で、先ず温度センサＢの目標値を温度センサＡの設定値
とし、一方温度センサＡの検出信号はフィ−ドバックル
−プに入れずに補正値の演算のために用い、温度センサ
Ａの検出値が設定値に近づくように、温度センサＡの検
出値と温度センサＢの検出値との差に基づいて順次温度
センサＢの目標値を小刻みに補正し、こうして温度セン
サＡの検出値を設定値に収束させている。ただし温度セ
ンサＢのはじめの目標値は、温度センサＡの設定値とす
ることに限定されるものではない。
【００２４】このようにして温度センサＡの検出値が設
定値に収束するまで調整工程が行なわれるが、このよう
な調整作業は、例えばヒ−タ６１であれば温度センサＡ
１，Ｂ１を用いて行なわれ、順次残り４つのヒ−タ６２
〜６５についても同様にして、温度センサ（Ａ２，Ｂ
２）、温度センサ（Ａ３，Ｂ３）、温度センサ（Ａ４，
Ｂ４）、温度センサ（Ａ５，Ｂ５）の夫々の検出信号に
基づいて行なわれる。このようにして調整工程では、温
度センサＡの検出値が設定値に収束したときの温度セン
サＢの検出値が求められる。そして熱処理の実プロセス
では、調整用の温度センサＡを取り外して、プロセス用
の温度センサＢの検出値に基づいてヒ−タ６の温度制御
が行なわれる。
定値に収束するまで調整工程が行なわれるが、このよう
な調整作業は、例えばヒ−タ６１であれば温度センサＡ
１，Ｂ１を用いて行なわれ、順次残り４つのヒ−タ６２
〜６５についても同様にして、温度センサ（Ａ２，Ｂ
２）、温度センサ（Ａ３，Ｂ３）、温度センサ（Ａ４，
Ｂ４）、温度センサ（Ａ５，Ｂ５）の夫々の検出信号に
基づいて行なわれる。このようにして調整工程では、温
度センサＡの検出値が設定値に収束したときの温度セン
サＢの検出値が求められる。そして熱処理の実プロセス
では、調整用の温度センサＡを取り外して、プロセス用
の温度センサＢの検出値に基づいてヒ−タ６の温度制御
が行なわれる。
【００２５】従って温度センサＡの検出値と温度センサ
Ｂの検出値との温度差を求める調整作業においては、面
倒な制御パラメ−タ即ちこの例ではＰＩＤ値の調整を温
度センサＢについてだけ行えばよいので、制御パラメ−
タの調整を容易に行うことができる。そして温度センサ
Ｂに関する制御パラメ−タを求めた後は、温度センサＡ
を安定させる作業は自動的に行なわれるので、オペレ−
タの手を煩わすことなく、夜間などに実施しておくこと
もでき、この結果熱処理の処理効率が向上する。
Ｂの検出値との温度差を求める調整作業においては、面
倒な制御パラメ−タ即ちこの例ではＰＩＤ値の調整を温
度センサＢについてだけ行えばよいので、制御パラメ−
タの調整を容易に行うことができる。そして温度センサ
Ｂに関する制御パラメ−タを求めた後は、温度センサＡ
を安定させる作業は自動的に行なわれるので、オペレ−
タの手を煩わすことなく、夜間などに実施しておくこと
もでき、この結果熱処理の処理効率が向上する。
【００２６】続いて本発明の他の実施の形態について図
５に基づいて説明する。この実施の形態では、既述の実
施の形態において、温度センサＡと温度センサＢとの
間、例えば反応管２の外管の内面近傍に温度センサＣを
追加しており、これに対応して制御系についても温度セ
ンサＣのフィ−ドバックル−プを追加している。例えば
図５の制御系では、温度センサＢの検出信号をマイナ−
ル−プ、温度センサＣの検出信号をメジャ−ル−プに組
み込むと共に、第１の偏差回路部３１よりの出力信号を
温度センサＣの目標値としている。なお図中３３は第３
の偏差回路部、４１は第１のＰＩＤ調節部、４２は第２
のＰＩＤ調節部である。
５に基づいて説明する。この実施の形態では、既述の実
施の形態において、温度センサＡと温度センサＢとの
間、例えば反応管２の外管の内面近傍に温度センサＣを
追加しており、これに対応して制御系についても温度セ
ンサＣのフィ−ドバックル−プを追加している。例えば
図５の制御系では、温度センサＢの検出信号をマイナ−
ル−プ、温度センサＣの検出信号をメジャ−ル−プに組
み込むと共に、第１の偏差回路部３１よりの出力信号を
温度センサＣの目標値としている。なお図中３３は第３
の偏差回路部、４１は第１のＰＩＤ調節部、４２は第２
のＰＩＤ調節部である。
【００２７】この場合温度センサＡの検出値と温度セン
サＣの検出値との差が補正値として用いられ、温度セン
サＢと温度センサＣとの検出値が安定したときに、補正
値（Ａ−Ｃ）が第１の偏差回路部３１に出力される。こ
の場合にも温度センサＢ、温度センサＣについてだけ制
御パラメ−タを決定する作業を行えばよく、温度センサ
Ａにについてはその作業は不要であるので、調整作業が
簡単になる。
サＣの検出値との差が補正値として用いられ、温度セン
サＢと温度センサＣとの検出値が安定したときに、補正
値（Ａ−Ｃ）が第１の偏差回路部３１に出力される。こ
の場合にも温度センサＢ、温度センサＣについてだけ制
御パラメ−タを決定する作業を行えばよく、温度センサ
Ａにについてはその作業は不要であるので、調整作業が
簡単になる。
【００２８】このように本発明では、プロセス用の温度
センサを２個以上（この例では温度センサＢと温度セン
サＣ）用い、予め調整用のセンサを使用してプロセス用
の複数のセンサの収束温度を調べておき、これらプロセ
ス用のセンサを用いて実プロセス時に温度制御を行うよ
うにしてもよい。
センサを２個以上（この例では温度センサＢと温度セン
サＣ）用い、予め調整用のセンサを使用してプロセス用
の複数のセンサの収束温度を調べておき、これらプロセ
ス用のセンサを用いて実プロセス時に温度制御を行うよ
うにしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、実プロセス前に、調整
用の温度検出部及びプロセス用の温度検出部を用いて両
者の温度差を調べる作業を行う場合、調整作業を容易に
行うことができる。
用の温度検出部及びプロセス用の温度検出部を用いて両
者の温度差を調べる作業を行う場合、調整作業を容易に
行うことができる。
【図１】本発明の温度調整装置を縦型熱処理装置に適用
した場合の１実施の形態を示す制御系及び縦型熱処理装
置の概略構造を示す構成図である。
した場合の１実施の形態を示す制御系及び縦型熱処理装
置の概略構造を示す構成図である。
【図２】本発明の温度調整装置を縦型熱処理装置に適用
した場合の縦型熱処理装置の構造を示す断面図である。
した場合の縦型熱処理装置の構造を示す断面図である。
【図３】本発明の調整工程を説明するためのフロ−チャ
−トである。
−トである。
【図４】本発明の調整工程を具体的に数値を用いて説明
するための具体的数値を記載した説明図である。
するための具体的数値を記載した説明図である。
【図５】本発明の温度調整装置を縦型熱処理装置に適用
した場合の他の実施の形態を示す制御系及び縦型熱処理
装置の概略構造を示す構成図である。
した場合の他の実施の形態を示す制御系及び縦型熱処理
装置の概略構造を示す構成図である。
【図６】従来の温度調整装置の示す構成図である。
【図７】従来の温度調整装置の制御系を示す構成図であ
る。
る。
２ 反応管
２１ ウエハボ−ト
３１、３２、３３ 偏差回路部
４、４１、４２ ＰＩＤ調節部
５ 電力制御部
６ ヒ−タ
７ 補正値出力部
Ａ 調整用の温度センサ
Ｂ、Ｃ プロセス用の温度センサ
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０５Ｂ 3/00 ３１０ Ｈ０５Ｂ 3/00 ３１０Ｄ
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/31
C23C 16/52
G05D 23/19
H01L 21/205
H01L 21/22 511
H05B 3/00 310
Claims (4)
- 【請求項１】 加熱源により加熱して被処理体を熱処理
する装置に、プロセス前の調整時に用いられる調整用の
温度検出部とプロセス時に用いられるプロセス用の温度
検出部とを設け、調整用の温度検出部の検出値が設定値
に安定したときのプロセス用の温度検出部の検出値が収
束する温度をプロセス前に予め調べる温度調整方法にお
いて、 プロセス用の温度検出部の検出信号を調節部の入力側に
フィ−ドバックし、調節部よりの出力信号に基づいて加
熱源を制御し、その制御結果に基づいて前記調節部の制
御パラメ−タの適切値を決定する第１工程と、 この第１工程で決定された制御パラメ−タを用いて、プ
ロセス用の温度検出部及び調整用の温度検出部の検出値
を安定させる第２工程と、を備え、 第２工程は、下記（ａ）〜（ｃ）までの工程を、調整用
の温度検出部の検出値が前記設定値に一致するまで繰り
返し行うものであることを特徴とする温度調整方法。 （ａ）前記設定値から補正値を差し引いて前記プロセス
用の温度検出部の目標値を得る工程（ｂ）前記プロセス
用の温度検出部の検出値を調節部にフィ−ドバックし
て、当該プロセス用の温度検出部の検出値が前記目標値
に収束するように、前記加熱源の電力供給量を制御する
工程（ｃ）前記プロセス用の温度検出部の検出値が目標
値に収束したときに、このときの調整用の温度検出部の
検出値が前記設定値に一致しているか否かを判定し、一
致していないときには、この時点の調整用の温度検出部
の検出値と前記プロセス用の温度検出部の検出値との差
を前記補正値とする工程 - 【請求項２】 加熱源により加熱して被処理体を熱処理
する装置に、プロセス前の調整時に用いられる調整用の
温度検出部とプロセス時に用いられるプロセス用の温度
検出部とを設け、調整用の温度検出部の検出値が設定値
に安定したときのプロセス用の温度検出部の検出値が収
束する温度をプロセス前に予め調べる温度調整装置にお
いて、 前記設定値から補正値を差し引いて前記プロセス用の温
度検出部の目標値を得る第１の偏差回路部と、 前記第１の偏差回路部の後段に設けられ、前記目標値と
プロセス用の温度検出部の検出値との偏差を求める第２
の偏差回路部と、 前記第２の偏差回路部の後段に設けられ、前記偏差に基
づいて前記加熱源の制御信号を出力する調節部と、 前記調節部の制御信号に基づいて前記加熱源の電力供給
量を制御する電力制御部と、 前記プロセス用の温度検出部及び調整用の温度検出部の
各検出値を取り込み、プロセス用の温度検出部の検出値
が目標値に収束しているか否かを監視して収束している
と判断したときに、このときの調整用の温度検出部の検
出値が前記設定値に安定しているか否かを判定し、安定
していないときには、この時点の調整用の温度検出部の
検出値と前記プロセス用の温度検出部の検出値との差を
補正値として前記第１の偏差回路部に出力する補正値出
力部と、 を備えたことを特徴とする温度調整装置。 - 【請求項３】 被処理体が搬入される反応管と、この反
応管の外側に設けられ前記被処理体を加熱して熱処理す
るための加熱源と、プロセス前の調整時に用いられる調
整用の温度検出部と、プロセス時に用いられるプロセス
用の温度検出部とを備え、調整用の温度検出部の検出値
が設定値に安定したときのプロセス用の温度検出部の検
出値が収束する温度をプロセス前に予め調べる熱処理装
置において、 前記設定値から補正値を差し引いて前記プロセス用の温
度検出部の目標値を得る第１の偏差回路部と、 前記第１の偏差回路部の後段に設けられ、前記目標値と
プロセス用の温度検出部の検出値との偏差を求める第２
の偏差回路部と、 前記第２の偏差回路部の後段に設けられ、前記偏差に基
づいて前記加熱源の制御信号を出力する調節部と、 前記調節部の制御信号に基づいて前記加熱源の電力供給
量を制御する電力制御部と、 前記プロセス用の温度検出部及び調整用の温度検出部の
各検出値を取り込み、プロセス用の温度検出部の検出値
が目標値に収束しているか否かを監視して収束 している
と判断したときに、このときの調整用の温度検出部の検
出値が前記設定値に安定しているか否かを判定し、安定
していないときには、この時点の調整用の温度検出部の
検出値と前記プロセス用の温度検出部の検出値との差を
補正値として前記第１の偏差回路部に出力する補正値出
力部と、を備えたことを特徴とする熱処理装置。 - 【請求項４】 調整用の温度検出部は反応管内に設けら
れ、プロセス用の温度検出部は反応管の外に設けられた
ことを特徴とする請求項３記載の熱処理装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02848296A JP3380668B2 (ja) | 1996-01-23 | 1996-01-23 | 温度調整方法、温度調整装置及び熱処理装置 |
| US08/787,172 US5875416A (en) | 1996-01-23 | 1997-01-23 | Temperature adjusting method and apparatus therefor using at least two temperature sensors and a correction value |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02848296A JP3380668B2 (ja) | 1996-01-23 | 1996-01-23 | 温度調整方法、温度調整装置及び熱処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09199491A JPH09199491A (ja) | 1997-07-31 |
| JP3380668B2 true JP3380668B2 (ja) | 2003-02-24 |
Family
ID=12249886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02848296A Expired - Fee Related JP3380668B2 (ja) | 1996-01-23 | 1996-01-23 | 温度調整方法、温度調整装置及び熱処理装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5875416A (ja) |
| JP (1) | JP3380668B2 (ja) |
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| US6121882A (en) * | 1999-01-04 | 2000-09-19 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Munitions cook-off warning system |
| US6340444B1 (en) * | 1999-04-23 | 2002-01-22 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Heat treatment apparatus |
| JP4426024B2 (ja) * | 1999-09-02 | 2010-03-03 | 東京エレクトロン株式会社 | 熱処理装置の温度校正方法 |
| US6191399B1 (en) | 2000-02-01 | 2001-02-20 | Asm America, Inc. | System of controlling the temperature of a processing chamber |
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| US6596973B1 (en) | 2002-03-07 | 2003-07-22 | Asm America, Inc. | Pyrometer calibrated wafer temperature estimator |
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| EP1450230B1 (en) * | 2003-02-21 | 2016-09-28 | Whirlpool Corporation | Method for controlling the temperature inside a cavity of a refrigerator or freezer |
| TWI229402B (en) * | 2003-06-27 | 2005-03-11 | Macronix Int Co Ltd | Method and apparatus for preventing furnace from temperature and gas excursion |
| CN1301534C (zh) * | 2003-07-15 | 2007-02-21 | 旺宏电子股份有限公司 | 半导体炉管温度及气体流量异常事件的预防方法 |
| US7060946B1 (en) * | 2004-11-23 | 2006-06-13 | Shimadzu Corporation | Analytical device with temperature control system |
| JP4444090B2 (ja) | 2004-12-13 | 2010-03-31 | 東京エレクトロン株式会社 | 熱処理板の温度設定方法，熱処理板の温度設定装置，プログラム及びプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
| KR100874500B1 (ko) * | 2004-12-27 | 2008-12-18 | 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 | 온도조정방법, 열처리장치, 반도체장치의 제조방법 |
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| KR100766379B1 (ko) * | 2006-08-11 | 2007-10-12 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 메모리 장치의 온도 감지 회로 |
| CN101990707B (zh) * | 2008-09-30 | 2013-03-06 | 东京毅力科创株式会社 | 基板的异常载置状态的检测方法、基板处理方法、计算机可读取的存储介质以及基板处理装置 |
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| DE102010009794A1 (de) * | 2010-03-01 | 2011-09-01 | Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh | Verfahren und Anordnung zur Beschichtung von beheizten Substraten in Durchlauf-Vakuumbeschichtungsanlagen |
| DE102010009795B4 (de) * | 2010-03-01 | 2014-05-15 | Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von metallischen Rückkontakten für waferbasierte Solarzellen |
| JP5734081B2 (ja) * | 2010-10-18 | 2015-06-10 | 株式会社日立国際電気 | 基板処理装置、基板処理装置の温度制御方法、及び基板処理装置の加熱方法 |
| JP2012172871A (ja) * | 2011-02-18 | 2012-09-10 | Tokyo Electron Ltd | 熱処理装置および熱処理装置の温度測定方法 |
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| DE102013114412A1 (de) * | 2013-12-18 | 2015-06-18 | Aixtron Se | Vorrichtung und Verfahren zur Regelung der Temperatur in einer Prozesskammer eines CVD-Reaktors unter Verwendung zweier Temperatursensoreinrichtungen |
| CN103710684B (zh) * | 2013-12-31 | 2015-12-09 | 中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所 | 一种用于化学气相沉积反应的一体化在线检测系统 |
| CN103792971B (zh) * | 2014-02-20 | 2017-03-01 | 北京七星华创电子股份有限公司 | 一种用于半导体热处理设备的温度控制等效方法 |
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| KR101870976B1 (ko) * | 2016-04-04 | 2018-07-23 | (주)화인 | 히트 재킷 온도 제어 모듈 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CA2039845A1 (en) * | 1990-04-09 | 1991-10-10 | Kiyoshi Nashimoto | Method and apparatus for processing substrate |
| US5436172A (en) * | 1991-05-20 | 1995-07-25 | Texas Instruments Incorporated | Real-time multi-zone semiconductor wafer temperature and process uniformity control system |
| US5305417A (en) * | 1993-03-26 | 1994-04-19 | Texas Instruments Incorporated | Apparatus and method for determining wafer temperature using pyrometry |
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-
1996
- 1996-01-23 JP JP02848296A patent/JP3380668B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-01-23 US US08/787,172 patent/US5875416A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09199491A (ja) | 1997-07-31 |
| US5875416A (en) | 1999-02-23 |
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