JPH09145491A - 熱処理炉の温度制御装置 - Google Patents
熱処理炉の温度制御装置Info
- Publication number
- JPH09145491A JPH09145491A JP32217295A JP32217295A JPH09145491A JP H09145491 A JPH09145491 A JP H09145491A JP 32217295 A JP32217295 A JP 32217295A JP 32217295 A JP32217295 A JP 32217295A JP H09145491 A JPH09145491 A JP H09145491A
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- JP
- Japan
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- temperature
- furnace
- detectors
- heat treatment
- control device
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Abstract
(57)【要約】
【課題】熱処理炉の温度制御装置に於いて、制御系を複
雑にすることなく、温度検出位置の間隔を小さくして温
度変化の著しい部分の温度検出精度を向上し、温度制御
の精度の向上を図る。 【解決手段】炉内に温度検出器８，９，１０，１１を所
要数挿入して温度検出を行い、該温度検出結果を基に炉
内の温度制御を行う熱処理炉の温度制御装置に於いて、
前記温度検出器１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを順次
切替え温度検出する様にし、温度のサンプリング位置を
順次移動させ、制御系に於いて処理信号を増やすことな
く、より多くの点での温度測定を可能とし、測定温度を
基に制御される炉内の温度の均一性、又温度制御の信頼
性、精度を向上する。
雑にすることなく、温度検出位置の間隔を小さくして温
度変化の著しい部分の温度検出精度を向上し、温度制御
の精度の向上を図る。 【解決手段】炉内に温度検出器８，９，１０，１１を所
要数挿入して温度検出を行い、該温度検出結果を基に炉
内の温度制御を行う熱処理炉の温度制御装置に於いて、
前記温度検出器１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを順次
切替え温度検出する様にし、温度のサンプリング位置を
順次移動させ、制御系に於いて処理信号を増やすことな
く、より多くの点での温度測定を可能とし、測定温度を
基に制御される炉内の温度の均一性、又温度制御の信頼
性、精度を向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造装置等に
用いられる熱処理炉、特に縦型熱処理炉の炉内を目的温
度に、又炉内を均一に加熱する為の熱処理炉の温度制御
装置に関するものである。
用いられる熱処理炉、特に縦型熱処理炉の炉内を目的温
度に、又炉内を均一に加熱する為の熱処理炉の温度制御
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の熱処理炉の温度制御装置を図３に
於いて説明する。
於いて説明する。
【０００３】図３は縦型熱処理炉の概略を示しており、
筒状に形成されたヒータ１内部に均熱管２が設けられ、
該均熱管２と同心に反応管３が配設されている。該反応
管３の内部にはウェーハ４を水平姿勢で多段に保持する
ボート５が装入される様になっている。
筒状に形成されたヒータ１内部に均熱管２が設けられ、
該均熱管２と同心に反応管３が配設されている。該反応
管３の内部にはウェーハ４を水平姿勢で多段に保持する
ボート５が装入される様になっている。
【０００４】前記ヒータ１で均熱管２内が所定の温度に
加熱保持された状態で、前記ウェーハ４が装填された前
記ボート５が均熱管２内に装入され、前記均熱管２内に
反応ガスが導入され、ウェーハ４に薄膜の生成、不純物
の拡散等熱処理がなされる。
加熱保持された状態で、前記ウェーハ４が装填された前
記ボート５が均熱管２内に装入され、前記均熱管２内に
反応ガスが導入され、ウェーハ４に薄膜の生成、不純物
の拡散等熱処理がなされる。
【０００５】ウェーハ４の熱処理に於いて、炉内温度は
表面処理品質を決定する重要な要素であり、炉内温度が
所定の温度に且均一となる様、熱処理炉の温度制御が行
われている。
表面処理品質を決定する重要な要素であり、炉内温度が
所定の温度に且均一となる様、熱処理炉の温度制御が行
われている。
【０００６】温度制御は、炉内を複数、例えば４或は５
のゾーンに分割し、ゾーンに対応させヒータ１を複数の
ヒータユニットに分割し、該ヒータユニット毎に独立し
て加熱制御できる様になっており、又各ゾーンの温度を
検出する熱電対等の温度検出器が前記各ゾーンに対応し
て１対、合計で４対或は５対炉内に挿入され設けられ
る。温度検出器は温度検出ユニット６に組込まれ、該温
度検出ユニット６は前記均熱管２と反応管３との間に立
設される。
のゾーンに分割し、ゾーンに対応させヒータ１を複数の
ヒータユニットに分割し、該ヒータユニット毎に独立し
て加熱制御できる様になっており、又各ゾーンの温度を
検出する熱電対等の温度検出器が前記各ゾーンに対応し
て１対、合計で４対或は５対炉内に挿入され設けられ
る。温度検出器は温度検出ユニット６に組込まれ、該温
度検出ユニット６は前記均熱管２と反応管３との間に立
設される。
【０００７】図４に示す様に、該温度検出ユニット６は
保護管７の内部に所要数の温度検出器、例えば４対の温
度検出器８，９，１０，１１が挿入されており、更に前
記温度検出器８，９，１０，１１はそれぞれ温度検出ユ
ニット６の軸心方向の位置を変えられている。而して、
上記した様に温度検出器の位置が前記分割されたゾーン
に対応している。
保護管７の内部に所要数の温度検出器、例えば４対の温
度検出器８，９，１０，１１が挿入されており、更に前
記温度検出器８，９，１０，１１はそれぞれ温度検出ユ
ニット６の軸心方向の位置を変えられている。而して、
上記した様に温度検出器の位置が前記分割されたゾーン
に対応している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した従
来の熱処理炉の温度制御装置では、温度検出器の位置が
固定である。従って一度設置すると温度検出器と温度検
出器との間は温度検出をすることは出来ない。炉内の温
度分布を図５に示すが、図５中の曲線ａに見られる様
に、特に炉口部付近では温度検出器と温度検出器との中
間部での温度が上昇する傾向が見られる。従来では予め
炉内の加熱条件を変え、各加熱条件に対応した温度プロ
ファイルを測定しておいて、温度偏差が少なくなる温度
プロファイル（図５中曲線ｂ）の加熱条件を求めてお
き、該加熱条件となる様温度制御の目標値を設定してい
た。
来の熱処理炉の温度制御装置では、温度検出器の位置が
固定である。従って一度設置すると温度検出器と温度検
出器との間は温度検出をすることは出来ない。炉内の温
度分布を図５に示すが、図５中の曲線ａに見られる様
に、特に炉口部付近では温度検出器と温度検出器との中
間部での温度が上昇する傾向が見られる。従来では予め
炉内の加熱条件を変え、各加熱条件に対応した温度プロ
ファイルを測定しておいて、温度偏差が少なくなる温度
プロファイル（図５中曲線ｂ）の加熱条件を求めてお
き、該加熱条件となる様温度制御の目標値を設定してい
た。
【０００９】この為、準備作業が非常に煩雑で、長時間
を要し、更に温度検出器と温度検出器との中間部での温
度制御は上記温度プロファイルからの予測に基づくもの
であり、信頼性に問題があった。又、温度検出器の数を
多くして間隔を小さくすることも考えられるが、温度検
出器の数を多くすると制御系が複雑となり、装置の製作
費が増大するという問題がある。
を要し、更に温度検出器と温度検出器との中間部での温
度制御は上記温度プロファイルからの予測に基づくもの
であり、信頼性に問題があった。又、温度検出器の数を
多くして間隔を小さくすることも考えられるが、温度検
出器の数を多くすると制御系が複雑となり、装置の製作
費が増大するという問題がある。
【００１０】本発明は斯かる実情に鑑み、制御系を複雑
にすることなく、更に装置の製作費の増大を招くことな
く、温度検出位置の間隔を小さくして温度変化の著しい
部分の温度検出精度を向上し、温度制御の精度の向上を
図るものである。
にすることなく、更に装置の製作費の増大を招くことな
く、温度検出位置の間隔を小さくして温度変化の著しい
部分の温度検出精度を向上し、温度制御の精度の向上を
図るものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、炉内に温度検
出器を所要数挿入して温度検出を行い、該温度検出結果
を基に炉内の温度制御を行う熱処理炉の温度制御装置に
於いて、前記温度検出器を順次切替え温度検出する様に
し、温度のサンプリング位置を順次移動させる熱処理炉
の温度制御装置に係り、炉内を複数のゾーンに分割し、
ゾーン毎に加熱状態を制御する様にすると共に前記ゾー
ンの内少なくとも１に対して異なる位置に複数の温度検
出器を設け、該ゾーンについては温度検出器を順次切替
え温度検出する様にし、温度のサンプリング位置を順次
移動させる熱処理炉の温度制御装置に係るものである。
出器を所要数挿入して温度検出を行い、該温度検出結果
を基に炉内の温度制御を行う熱処理炉の温度制御装置に
於いて、前記温度検出器を順次切替え温度検出する様に
し、温度のサンプリング位置を順次移動させる熱処理炉
の温度制御装置に係り、炉内を複数のゾーンに分割し、
ゾーン毎に加熱状態を制御する様にすると共に前記ゾー
ンの内少なくとも１に対して異なる位置に複数の温度検
出器を設け、該ゾーンについては温度検出器を順次切替
え温度検出する様にし、温度のサンプリング位置を順次
移動させる熱処理炉の温度制御装置に係るものである。
【００１２】斯かる構成から、制御系に於いては処理信
号を増やすことなく、より多くの点での温度測定が可能
となり、測定温度を基に制御される炉内の温度の均一
性、又温度制御の信頼性、精度が向上する。
号を増やすことなく、より多くの点での温度測定が可能
となり、測定温度を基に制御される炉内の温度の均一
性、又温度制御の信頼性、精度が向上する。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図１、図２を参照しつつ本
発明の実施の形態を説明する。
発明の実施の形態を説明する。
【００１４】図１、図２に於いて、図３、図４中で示し
たものと同一のものには同符号を付し、その説明を省略
する。
たものと同一のものには同符号を付し、その説明を省略
する。
【００１５】温度検出ユニット６は前記均熱管２と反応
管３との間に立設され、該温度検出ユニット６は保護管
７の内部に所要数の温度検出器、例えば温度検出器８、
温度検出器９，温度検出器１０，温度検出器１１ａ，１
１ｂ，１１ｃ，１１ｄが挿入されており、更に前記温度
検出器８、温度検出器９，温度検出器１０，温度検出器
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、それぞれ温度検出
ユニット６の軸心方向の位置を変えられ、制御対象とな
るゾーンに対応している。即ち、前記温度検出器８は第
１ゾーンに、前記温度検出器９は第２ゾーンに、温度検
出器１０は第３ゾーンに、更に温度検出器１１ａ，１１
ｂ、１１ｃ，１１ｄは第４ゾーンにそれぞれ対応し、該
温度検出器１１ａ，１１ｂ、１１ｃ，１１ｄは第４ゾー
ンを軸心方向に所要間隔で分割した位置に配設されてい
る。
管３との間に立設され、該温度検出ユニット６は保護管
７の内部に所要数の温度検出器、例えば温度検出器８、
温度検出器９，温度検出器１０，温度検出器１１ａ，１
１ｂ，１１ｃ，１１ｄが挿入されており、更に前記温度
検出器８、温度検出器９，温度検出器１０，温度検出器
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、それぞれ温度検出
ユニット６の軸心方向の位置を変えられ、制御対象とな
るゾーンに対応している。即ち、前記温度検出器８は第
１ゾーンに、前記温度検出器９は第２ゾーンに、温度検
出器１０は第３ゾーンに、更に温度検出器１１ａ，１１
ｂ、１１ｃ，１１ｄは第４ゾーンにそれぞれ対応し、該
温度検出器１１ａ，１１ｂ、１１ｃ，１１ｄは第４ゾー
ンを軸心方向に所要間隔で分割した位置に配設されてい
る。
【００１６】前記温度検出器８、温度検出器９，温度検
出器１０，温度検出器１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ
から伸びるリード線は温度制御ユニット１２に接続さ
れ、該温度制御ユニット１２は図示しない主制御装置に
接続されている。
出器１０，温度検出器１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ
から伸びるリード線は温度制御ユニット１２に接続さ
れ、該温度制御ユニット１２は図示しない主制御装置に
接続されている。
【００１７】前記温度制御ユニット１２は所定の周期で
温度検出を行い、前記温度検出器８、温度検出器９，温
度検出器１０，温度検出器１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１
１ｄによる検出温度を前記図示しない主制御装置に入力
する様になっており、更に前記第４ゾーンに対応する前
記温度検出器１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄについて
は温度検出毎に切替えられ、測定のサンプリング位置が
順番に移動し、１回の測定では温度検出器１１ａ，１１
ｂ，１１ｃ，１１ｄ内の１つの検出結果が取込まれる様
になっている。従って、４回の温度検出で前記温度検出
器１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄからの検出結果が１
通り得られる様になっている。即ち、４回の温度検出で
前記第４ゾーンの４箇所の温度が検出できる。
温度検出を行い、前記温度検出器８、温度検出器９，温
度検出器１０，温度検出器１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１
１ｄによる検出温度を前記図示しない主制御装置に入力
する様になっており、更に前記第４ゾーンに対応する前
記温度検出器１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄについて
は温度検出毎に切替えられ、測定のサンプリング位置が
順番に移動し、１回の測定では温度検出器１１ａ，１１
ｂ，１１ｃ，１１ｄ内の１つの検出結果が取込まれる様
になっている。従って、４回の温度検出で前記温度検出
器１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄからの検出結果が１
通り得られる様になっている。即ち、４回の温度検出で
前記第４ゾーンの４箇所の温度が検出できる。
【００１８】而して、１度の温度検出に伴う、温度検出
信号は従来例と同様４信号であるにも拘らず、前記第４
ゾーン、本実施の形態では炉口部に相当するゾーンにつ
いては更にきめ細く４点で測定されることとなる。この
結果、温度変化の大きいゾーンについての加熱状態を正
確に把握することができる。
信号は従来例と同様４信号であるにも拘らず、前記第４
ゾーン、本実施の形態では炉口部に相当するゾーンにつ
いては更にきめ細く４点で測定されることとなる。この
結果、温度変化の大きいゾーンについての加熱状態を正
確に把握することができる。
【００１９】上述した温度検出の状態を表１に示す。
【表１】
【００２０】本実施の形態では、温度変化の大きい、例
えば炉口部での温度を小さな間隔で数多く検出して加熱
を制御することとなるので、従来例の様に温度検出器と
温度検出器との中間で目標温度より大きく温度が上昇す
るという事態が避けられ、炉口部での温度の不均一を防
ぐことができ、炉内の均熱領域を拡大でき、又温度制御
の精度を向上させることができる。
えば炉口部での温度を小さな間隔で数多く検出して加熱
を制御することとなるので、従来例の様に温度検出器と
温度検出器との中間で目標温度より大きく温度が上昇す
るという事態が避けられ、炉口部での温度の不均一を防
ぐことができ、炉内の均熱領域を拡大でき、又温度制御
の精度を向上させることができる。
【００２１】尚、本実施の形態では炉口部を４箇所で測
定する様にしたが、３箇所以下或は５箇所以上でもよ
く、更に炉口部に限らず他のゾーンに適用してもよいこ
と、或は適用するゾーンの箇所も２以上であってもよい
ことは言う迄もない。
定する様にしたが、３箇所以下或は５箇所以上でもよ
く、更に炉口部に限らず他のゾーンに適用してもよいこ
と、或は適用するゾーンの箇所も２以上であってもよい
ことは言う迄もない。
【００２２】更に、温度検出器を炉全体に多数配設し、
例えば温度検出器の内所要数、例えば４ずつ温度検出器
を順次切替え信号を取込む様にしてもよい。更に又、本
発明は縦型炉に限らず横型炉にも実施可能であることは
勿論である。
例えば温度検出器の内所要数、例えば４ずつ温度検出器
を順次切替え信号を取込む様にしてもよい。更に又、本
発明は縦型炉に限らず横型炉にも実施可能であることは
勿論である。
【００２３】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、制御系
を複雑にすること無く、炉内温度をきめ細く測定して温
度制御を行うことができ、測定精度、信頼性が向上し、
又均熱領域が拡大され、ウェーハの熱処理が安定し、製
品品質が向上し、更に歩留まりが向上するという優れた
効果を発揮する。
を複雑にすること無く、炉内温度をきめ細く測定して温
度制御を行うことができ、測定精度、信頼性が向上し、
又均熱領域が拡大され、ウェーハの熱処理が安定し、製
品品質が向上し、更に歩留まりが向上するという優れた
効果を発揮する。
【図１】本発明の実施の形態を示す概略立断面図であ
る。
る。
【図２】本実施の形態に用いられる温度検出ユニット斜
視図である。
視図である。
【図３】従来例を示す概略立断面図である。
【図４】該従来例に用いられる温度検出ユニット斜視図
である。
である。
【図５】炉内温度分布を示す線図である。
【符号の説明】 １ ヒータ ２ 均熱管 ３ 反応管 ４ ウェーハ ６ 温度検出ユニット ８ 温度検出器 ９ 温度検出器 １０ 温度検出器 １１ 温度検出器
Claims (2)
- 【請求項１】 炉内に温度検出器を所要数挿入して温度
検出を行い、該温度検出結果を基に炉内の温度制御を行
う熱処理炉の温度制御装置に於いて、前記温度検出器を
順次切替え温度検出する様にし、温度のサンプリング位
置を順次移動させることを特徴とする熱処理炉の温度制
御装置。 - 【請求項２】 炉内を複数のゾーンに分割し、ゾーン毎
に加熱状態を制御する様にすると共に前記ゾーンの内少
なくとも１に対して異なる位置に複数の温度検出器を設
け、該ゾーンについては温度検出器を順次切替え温度検
出する様にし、温度のサンプリング位置を順次移動させ
ることを特徴とする熱処理炉の温度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32217295A JPH09145491A (ja) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | 熱処理炉の温度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32217295A JPH09145491A (ja) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | 熱処理炉の温度制御装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006297561A Division JP2007096332A (ja) | 2006-11-01 | 2006-11-01 | 半導体製造装置及び半導体製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09145491A true JPH09145491A (ja) | 1997-06-06 |
Family
ID=18140747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32217295A Pending JPH09145491A (ja) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | 熱処理炉の温度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09145491A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100762157B1 (ko) * | 2000-09-29 | 2007-10-01 | 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 | 온도제어방법, 열처리장치 및 반도체장치의 제조방법 |
| CN102879116A (zh) * | 2011-07-13 | 2013-01-16 | 株式会社日立国际电气 | 温度检测装置、衬底处理装置和半导体装置的制造方法 |
| CN103792970A (zh) * | 2014-01-01 | 2014-05-14 | 广盟（广州）包装有限公司 | 恒温发热装置 |
| CN103838271A (zh) * | 2014-03-20 | 2014-06-04 | 冶金自动化研究设计院 | 一种冗余测温式全自动热处理电源控制系统 |
| CN104133505A (zh) * | 2014-07-21 | 2014-11-05 | 昆明理工大学 | 一种用于脉冲电流细化金属凝固组织的温度控制装置 |
| CN106774522A (zh) * | 2017-03-30 | 2017-05-31 | 成都优创复材科技有限公司 | 一种纳米相变储能材料的真空干燥设备控制系统 |
| CN106843320A (zh) * | 2017-03-30 | 2017-06-13 | 成都优创复材科技有限公司 | 一种微胶囊材料的喷雾干燥设备用温度控制系统 |
| CN107885253A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-04-06 | 中国工程物理研究院电子工程研究所 | 一种用于半导体器件剂量率效应实验的精密控温装置 |
| CN108760073A (zh) * | 2018-05-03 | 2018-11-06 | 中航金属材料理化检测科技有限公司 | 一种用于测试加热炉炉温均匀性的装置及测试方法 |
-
1995
- 1995-11-16 JP JP32217295A patent/JPH09145491A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100762157B1 (ko) * | 2000-09-29 | 2007-10-01 | 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 | 온도제어방법, 열처리장치 및 반도체장치의 제조방법 |
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| CN103838271A (zh) * | 2014-03-20 | 2014-06-04 | 冶金自动化研究设计院 | 一种冗余测温式全自动热处理电源控制系统 |
| CN103838271B (zh) * | 2014-03-20 | 2015-10-28 | 冶金自动化研究设计院 | 一种冗余测温式全自动热处理电源控制系统 |
| CN104133505A (zh) * | 2014-07-21 | 2014-11-05 | 昆明理工大学 | 一种用于脉冲电流细化金属凝固组织的温度控制装置 |
| CN106774522A (zh) * | 2017-03-30 | 2017-05-31 | 成都优创复材科技有限公司 | 一种纳米相变储能材料的真空干燥设备控制系统 |
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| CN107885253A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-04-06 | 中国工程物理研究院电子工程研究所 | 一种用于半导体器件剂量率效应实验的精密控温装置 |
| CN107885253B (zh) * | 2017-11-21 | 2024-05-03 | 中国工程物理研究院电子工程研究所 | 一种用于半导体器件剂量率效应实验的精密控温装置 |
| CN108760073A (zh) * | 2018-05-03 | 2018-11-06 | 中航金属材料理化检测科技有限公司 | 一种用于测试加热炉炉温均匀性的装置及测试方法 |
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Legal Events
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061101 |
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| A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20061201 |