KR100849012B1 - Heat treatment system and heat treatment method - Google Patents

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Abstract

열처리 장치는 상하 방향으로 분할된 3개의 영역을 갖는 반응 용기와, 기판을 지지하는 기판 보유 지지구와, 반응 용기의 측방에 영역마다 마련된 히터 및 제어부를 갖고 있다. 각 제어부에는 각각이 담당하는 영역의 온도를 검출하는 온도 검출부가 접속된다. 중단 영역의 온도 검출부는 상하단 영역에 대응하는 제어부에도 접속된다. 상하단 영역의 제어부는 기판 보유 지지구의 반입시, 중단 영역에 있어서의 온도 검출부에 의한 온도 검출치를 온도 목표치로서 상기 영역의 온도 검출치를 기초로 하여 연산하여 히터의 제어 신호를 출력한다. The heat treatment apparatus has a reaction container having three regions divided in the vertical direction, a substrate holding tool for supporting the substrate, and a heater and a control unit provided for each region on the side of the reaction vessel. Each control unit is connected to a temperature detection unit that detects a temperature of a region in charge of each. The temperature detector of the interruption region is also connected to a control unit corresponding to the upper and lower regions. The control unit of the upper and lower end regions outputs the control signal of the heater by calculating the temperature detection value by the temperature detection unit in the interruption region based on the temperature detection value of the region as the temperature target value when the substrate holding tool is loaded.

외관, 내관, 연산부, 히터, 반응관, 단열 부재, 매니폴드 Exterior, inner tube, calculator, heater, reaction tube, heat insulation member, manifold

Description

열처리 장치 및 열처리 방법{HEAT TREATMENT SYSTEM AND HEAT TREATMENT METHOD}Heat Treatment System and Heat Treatment Method {HEAT TREATMENT SYSTEM AND HEAT TREATMENT METHOD}

본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 기판에 대해 열처리를 행하는 열처리 장치 및 열처리 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a heat treatment apparatus and a heat treatment method for performing heat treatment on a substrate such as a semiconductor wafer.

반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서 이용되는 다수매의 반도체 웨이퍼(이하 웨이퍼라 함)에 대해 예를 들어 CVD(chemical vapor deposition: 화학 기상 증착)에 의한 성막 처리나 산화 및 확산 처리 등의 열처리를 일괄해서 행하는 종형 열처리 장치가 있다. 이 장치는 웨이퍼 보트라 불리는 보유 지지구에 다수매의 웨이퍼를 선반 형상으로 보유 지지시키고, 그 후 예를 들어 종형의 열처리로 내에 상기 보유 지지구를 예를 들어 하방측으로부터 반입하고, 처리 분위기를 소정 온도의 가열 분위기 및 열처리를 행하는 것이다. 일반적으로 열처리로는 피가열 영역을 상하로 복수로 분할하고, 각 영역마다 온도 제어할 수 있게 복수의 가열 수단 및 각각에 대응하는 온도 제어 수단을 구비한 구성으로 되어 있다. A plurality of semiconductor wafers (hereinafter referred to as "wafers") used in the manufacturing process of a semiconductor device are collectively subjected to a heat treatment such as a film forming process by CVD (chemical vapor deposition), an oxidation and diffusion process, or the like. There is a vertical heat treatment apparatus to be performed. This apparatus holds a plurality of wafers in a shelf shape in a holding tool called a wafer boat, and then carries the holding tool, for example, from the lower side, in a vertical heat treatment furnace, for example, to provide a processing atmosphere. The heating atmosphere and the heat treatment at a predetermined temperature are performed. In general, the heat treatment furnace is configured to include a plurality of heating means and corresponding temperature control means so as to divide the heated region into a plurality of vertically and plurally and to control the temperature for each region.

그런데 본 발명자는 가열 수단으로서 카본 와이어 히터를 사용한 도8에 도시한 바와 같은 종형 열처리 장치를 검토하고 있다. 도8 중, 부호 101은 하방측이 개방된 반응 용기이며, 그 주위에는 예를 들어 상하 3단으로 분할된 히터(200)가 설치되어 있다. 히터(200)는 열처리 영역의 대부분을 가열하는 메인 히터(202)와, 그 상하에 설치되는 서브 히터(201, 203)에 의해 구성되어 있다. 이 장치는 다수매의 웨이퍼(W)를 선반 형상으로 보유 지지하는 웨이퍼 보트(103)가 개구부(102)를 통해 반응관(101) 내로 반입되면, 상기 웨이퍼 보트(103)의 하단에 설치되는 덮개(104)가 개구부(102)를 폐쇄하고, 반응관(101) 내를 소정 온도로 가열하여 소정의 열처리가 행해진다. By the way, the present inventor is examining the vertical type heat processing apparatus as shown in FIG. 8 using a carbon wire heater as a heating means. In Fig. 8, reference numeral 101 denotes a reaction vessel in which the lower side is opened, and a heater 200 divided into, for example, three upper and lower stages is provided around it. The heater 200 is comprised by the main heater 202 which heats most of the heat processing area | region, and the sub heater 201,203 provided above and below. This apparatus is a cover installed at the bottom of the wafer boat 103 when the wafer boat 103 holding a plurality of wafers W in a shelf shape is brought into the reaction tube 101 through the opening 102. 104 closes the opening 102 and heats the inside of the reaction tube 101 to a predetermined temperature to perform a predetermined heat treatment.

또한, 각 히터(200)가 담당하는 열처리 분위기의 온도를 각각 검출하도록, 반응관(101)의 내측에는 내부 열전대[300(301 내지 303)]가, 또한 각 히터(200)의 근방 부위에는 외부 열전대[400(401 내지 403)]가 각각 설치되어 있고, 각 열전대(300, 400)로부터 얻어지는 온도 검출치를 각 히터[200(201 내지 203)]마다 설치되는 제어부[500(501 내지 503)]로 도입하도록 구성되어 있다. 즉, 제어부[500(501 내지 503)]는 상기 온도 검출치와 각 단마다 설정되는 온도 목표치를 기초로 하여, 대응하는 히터[200(201 내지 203)]마다 별개의 발열량 제어를 행하는 것이 가능하게 되어 있다. In addition, an internal thermocouple 300 (301 to 303) is provided inside the reaction tube 101, and an external portion is provided outside the heater 200 to detect the temperature of the heat treatment atmosphere that each heater 200 is responsible for. The thermocouples 400 (401 to 403) are provided respectively, and the temperature detection values obtained from the thermocouples 300 and 400 are provided to the control units 500 (501 to 503) provided for each heater 200 (201 to 203). It is configured to introduce. That is, the controller 500 (501 to 503) can perform separate calorific value control for each corresponding heater 200 (201 to 203) based on the temperature detection value and the temperature target value set for each stage. It is.

그런데, 웨이퍼 보트(103)의 반입시에 있어서 하부측의 서브 히터(203) 근방은 개구부(102)를 통해 반응관(101) 내로 유입하는 외부 분위기의 영향을 받고, 메인 히터(202) 근방에 비해 온도가 낮아지고 있다. 이러한 상황하에서 개구부(102)로부터 차가워진[반응관(101) 내의 분위기보다도 온도가 낮음] 웨이퍼(W) 및 웨이퍼 보트(103)가 반입되면, 우선 서브 히터(203) 근방의 온도가 더욱 저하되고, 웨이퍼 보트(103)가 상승함에 따라서 메인 히터(202) 근방 및 상부측의 서브 히터 (201) 근방도 영향을 받아 온도가 저하된다. However, at the time of carrying in the wafer boat 103, the vicinity of the sub heater 203 on the lower side is affected by the external atmosphere flowing into the reaction tube 101 through the opening 102, and is near the main heater 202. The temperature is lowering. Under these circumstances, when the wafer W and the wafer boat 103 brought in from the opening 102 (cold lower than the atmosphere in the reaction tube 101) are loaded, first, the temperature near the sub heater 203 is further lowered. As the wafer boat 103 rises, the vicinity of the main heater 202 and the vicinity of the sub heater 201 on the upper side are also affected and the temperature decreases.

따라서 히터(200) 근방의 온도는 상부측일수록 높아지고, 또한 웨이퍼(W) 및 웨이퍼 보트(103)의 온도는 그 위치가 상승함에 따라서 히터(200)에 의해 따뜻하게 되어 서서히 높아지고 있으므로, 히터(200) 근방에 있어서의 상하 방향의 온도 분포는 웨이퍼 보트(103)의 위치에 따라서 시시각각으로 변화하게 된다. 이로 인해 하단부 측의 서브 히터(203) 근방의 온도가 웨이퍼 보트(103)의 반입에 의해 급격히 저하되므로 제어부(503)는 서브 히터(203)에의 투입 전력을 크게 하도록 작용한다. 이에 대해 메인 히터(202) 근방의 온도는 웨이퍼 보트(103)의 투입에 의해 저하되지만 그 정도는 서브 히터(203) 근방보다도 적기 때문에 제어부(502)에 의한 전력의 투입량은 그만큼 크지 않다. 이와 같이 메인 히터(202)의 온도 제어와 서브 히터(203)의 온도 제어가 서로 다른 것이 되고, 게다가 히터(200) 근방에 있어서의 상하 방향의 온도 분포의 변화에 따라서 그 다른 방법도 변화하고, 또한 양쪽 영역의 온도 변화가 서로 영향을 받게 된다. Therefore, the temperature in the vicinity of the heater 200 increases as the upper side increases, and the temperature of the wafer W and the wafer boat 103 is warmed by the heater 200 and gradually increases as the position thereof rises. The temperature distribution in the up-down direction in the vicinity changes at every moment depending on the position of the wafer boat 103. For this reason, since the temperature of the vicinity of the sub heater 203 of the lower end side falls rapidly by carrying in the wafer boat 103, the control part 503 acts to make the input electric power to the sub heater 203 large. On the other hand, the temperature near the main heater 202 decreases due to the introduction of the wafer boat 103, but since the degree thereof is smaller than that near the sub heater 203, the amount of power input by the controller 502 is not so large. Thus, the temperature control of the main heater 202 and the temperature control of the sub heater 203 become different from each other, and also the other method changes with the change of the temperature distribution of the up-down direction in the vicinity of the heater 200, In addition, temperature changes in both regions are affected by each other.

이러한 온도 제어 상태가 다른 현상은 상단부 측의 서브 히터(201)와 메인 히터(202) 사이에서도 발생하고, 이 결과 웨이퍼 보트(103)의 반입(로딩) 종료 후에 있어서의 각 히터(200) 근방의 온도의 안정화에 시간이 걸리게 되어 버린다는 문제가 발생하고 있었다. 웨이퍼 보트(103)의 반입 후, 통상 반응관(101) 내부를 소정의 프로세스 온도까지 승온하지만, 승온 전에 반응관(101) 내의 온도가 안정적이지 않으면 승온 후 온도의 안정화에 시간이 걸리게 되어 버리므로, 결국 처리량이 저하되게 되어 버린다. Such a phenomenon in which the temperature control state is different also occurs between the sub heater 201 and the main heater 202 on the upper end side, and as a result, in the vicinity of each heater 200 after the loading (loading) of the wafer boat 103 is completed. There was a problem that stabilization of temperature would take time. After the wafer boat 103 is loaded, the inside of the reaction tube 101 is usually heated up to a predetermined process temperature. However, if the temperature in the reaction tube 101 is not stable before the temperature rises, it takes time to stabilize the temperature after the temperature rise. As a result, the throughput decreases.

본 발명은 이러한 사정을 기초로 하여 이루어진 것으로, 그 목적은 복수 영역으로 분할된 열처리 분위기 내에서 기판의 처리를 행함에 있어서, 각 영역마다의 온도를 신속하게 안정시킬 수 있어 처리량의 향상을 도모할 수 있는 기술을 제공하는 데 있다.  SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made on the basis of such circumstances, and its object is to provide a stable treatment of the substrates in a heat treatment atmosphere divided into a plurality of regions, thereby improving the throughput of each region. It is to provide the technology that can be.

본 발명은 복수의 영역으로 분할된 반응 용기와, 복수의 기판을 지지하는 동시에 반응 용기 내로 반입되는 기판 보유 지지구와, 각 영역마다 마련된 가열 수단과, 각 영역마다 마련된 온도 검출부와, 각 영역마다 마련되고, 각 가열 수단을 독립하여 제어하는 제어부를 구비하고, 하나의 영역에 대응하는 제어부는 상기 기판의 반입시에는 상기 하나의 영역에 대응하는 온도 검출부의 온도 검출치를 기초로 하여, 다른 영역에 대응하는 온도 검출부의 온도 검출치를 온도 목표치로서 연산을 행하고, 그 연산 결과를 가열 수단의 제어 신호로서 출력하는 제1 연산부를 갖는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다. The present invention provides a reaction vessel divided into a plurality of regions, a substrate holding tool for supporting a plurality of substrates and being carried into the reaction vessel, heating means provided for each region, a temperature detector provided for each region, and provided for each region. And a control unit for independently controlling each heating means, wherein a control unit corresponding to one region corresponds to another region on the basis of the temperature detection value of the temperature detection unit corresponding to the one region at the time of carrying in the substrate. It is a heat processing apparatus characterized by having the 1st calculating part which calculates the temperature detection value of the temperature detection part to make as a temperature target value, and outputs the calculation result as a control signal of a heating means.

본 발명은, 온도 검출부는 가열 수단 근방의 온도를 검출하는 제1 온도 검출부를 포함하고, 상기 다른 영역에 대응하는 온도 검출부의 온도 검출치는 제1 온도 검출부의 온도 검출치인 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다. The temperature detection unit includes a first temperature detection unit that detects a temperature in the vicinity of the heating unit, and the temperature detection unit corresponding to the other area is a temperature detection unit of the first temperature detection unit. .

본 발명은, 온도 검출부는 반응 용기 내의 온도를 검출하는 제2 온도 검출부를 포함하고, 상기 다른 영역에 대응하는 온도 검출부의 온도 검출치는 제2 온도 검출부의 온도 검출치인 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다. This invention is a heat processing apparatus characterized by the temperature detection part including the 2nd temperature detection part which detects the temperature in a reaction container, and the temperature detection value of the temperature detection part corresponding to the said other area | region is a temperature detection value of a 2nd temperature detection part.

본 발명은, 하나의 영역에 대응하는 제어부는 기판을 열처리할 때에는, 상기 하나의 영역으로 설정된 온도 목표치와 상기 하나의 영역에 대응하는 온도 검출부의 온도 검출치를 기초로 하여 연산을 행하고, 그 연산 결과를 가열 수단의 제어 신호로서 출력하는 제2 연산부를 더 갖는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다. According to the present invention, when the control unit corresponding to one region heat-treats the substrate, the control unit performs calculation based on the temperature target value set as the one region and the temperature detection value of the temperature detection unit corresponding to the one region, and the calculation result. It further has a 2nd calculating part which outputs as a control signal of a heating means, The heat processing apparatus characterized by the above-mentioned.

본 발명은, 온도 검출부는 가열 수단 근방의 온도를 검출하는 제1 온도 검출부와, 반응 용기 내의 온도를 검출하는 제2 온도 검출부를 갖고, 하나의 영역에 대응하는 제어부의 제1 연산부는 기판의 반입시에는, 다른 영역에 대응하는 제1 온도 검출부 또는 제2 온도 검출부의 온도 검출치를 온도 목표치로서 연산을 행하고, 그 연산 결과를 가열 수단의 제어 신호로서 출력하여 하나의 영역에 대응하는 제어부는 기판을 열처리할 때에는, 상기 하나의 영역으로 설정된 온도 목표치와 상기 영역에 대응하는 제1 온도 검출부 및 제2 온도 검출부의 각 온도 검출치를 기초로 하여 연산을 행하고, 그 연산 결과를 가열 수단의 제어 신호로서 출력하는 제2 연산부를 더 갖는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다. According to the present invention, the temperature detector includes a first temperature detector that detects a temperature in the vicinity of the heating means, and a second temperature detector that detects a temperature in the reaction vessel, and the first calculation unit of the controller corresponding to one region carries in the substrate. At this time, the temperature detection value of the first temperature detection unit or the second temperature detection unit corresponding to the other region is calculated as the temperature target value, and the result of the calculation is output as a control signal of the heating means, so that the control unit corresponding to the one region is connected to the substrate. In the heat treatment, the calculation is performed based on the temperature target value set in the one region and the respective temperature detection values of the first temperature detector and the second temperature detector corresponding to the region, and the calculation result is output as a control signal of the heating means. It further has a 2nd calculating part, The heat processing apparatus characterized by the above-mentioned.

본 발명은, 하나의 영역에 대응하는 제어부의 제1 연산부는 다른 영역에 대응하는 온도 검출부의 온도 검출치에 보정치를 가산한 값과 상기 하나의 영역에 대응하는 온도 검출부의 온도 검출치와의 편차분을 기초로 하여 연산을 행하고, 그 연산 결과를 가열 수단의 제어 신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다. According to the present invention, a first calculation unit of a control unit corresponding to one region adds a correction value to a temperature detection value of a temperature detection unit corresponding to another region and a deviation between a temperature detection unit and a temperature detection unit corresponding to the one region. An operation is performed on the basis of minutes, and the result of the calculation is output as a control signal of the heating means.

본 발명은, 하나의 영역에 대응하는 제어부의 제1 연산부는 기판을 열처리할 때에 하나의 영역으로 설정된 온도 목표치와 다른 영역에 대응하는 온도 목표치와의 차분을 보정치로서 이용하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다. The present invention is a heat treatment apparatus characterized by using a difference between a temperature target value set as one region and a temperature target value corresponding to another region as a correction value when the first calculation unit of the control unit corresponding to one region is heat treated. .

본 발명은, 하나의 영역에 대응하는 제어부의 제1 연산부는 상기 편차분에 소정의 비율을 곱한 값을 기초로 하여 연산을 행하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다. The present invention is a heat treatment apparatus characterized in that the first calculation unit of the control unit corresponding to one area performs calculation based on a value obtained by multiplying the deviation by a predetermined ratio.

본 발명은, 반응 용기는 종형으로 구성되는 동시에, 기판 보유 지지구는 반응 용기의 하방측으로부터 반입되고, 반응 용기 내부는 상하 방향으로 적어도 3단으로 분할되어 상기 하나의 영역은 최하단 영역이며, 상기 다른 영역은 최상단 이외의 영역인 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다. According to the present invention, the reaction vessel is configured in a vertical shape, and the substrate holding tool is carried in from the lower side of the reaction vessel, and the inside of the reaction vessel is divided into at least three stages in the up and down direction so that the one region is the lowest region. The region is a heat treatment apparatus characterized in that the region is other than the uppermost stage.

본 발명은, 복수의 영역으로 분할된 반응 용기 내에 복수의 기판을 지지하는 기판 보유 지지구를 반입하고, 상기 복수의 영역에 각각 대응하는 가열 수단에 의해 각 영역을 가열하는 열처리 방법에 있어서, 각 영역에 대응하는 온도를 검출하는 공정과, 온도 목표치와 각 영역마다의 온도 검출치를 기초로 하여 각 가열 수단을 제어하는 공정을 구비하고, 상기 기판 보유 지지구의 반입시에는 하나의 영역에 있어서의 온도 목표치로서 다른 영역에 대응하는 온도 검출치를 이용하여 가열 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법이다. In the heat treatment method of carrying out the board | substrate holding tool which supports a some board | substrate in the reaction container divided | segmented into a some area | region, and heating each area | region by the heating means corresponding to each of these some area | region, And a step of detecting a temperature corresponding to the area, and a step of controlling each heating means based on the temperature target value and the temperature detected value for each area, and at the time of carrying in the substrate holding tool, the temperature in one area. The heating means is controlled by using a temperature detection value corresponding to another region as a target value.

본 발명은, 상기 기판 보유 지지구의 반입시에 있어서, 하나의 영역에 있어서의 온도 목표치는 다른 영역에 대응하는 온도 검출치에 보정치를 가산한 값으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열처리 방법이다. The present invention is a heat treatment method characterized in that, at the time of carrying in the substrate holding tool, a temperature target value in one region is a value obtained by adding a correction value to a temperature detection value corresponding to another region.

본 발명은, 상기 기판 보유 지지구의 반입시에 있어서, 기판을 열처리할 때 하나의 영역으로 설정된 온도 목표치와 다른 영역에 대응하는 온도 목표치와의 차분을 보정치로서 이용하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법이다. The present invention is a heat treatment method characterized in that a difference between a temperature target value set in one region and a temperature target value corresponding to another region is used as a correction value at the time of carrying in the substrate holding tool.

본 발명은, 상기 기판 보유 지지구의 반입시에 있어서, 상기 하나의 영역에 대응하는 가열 수단을 제어할 때, 상기 영역의 온도 검출치와, 다른 영역에 대응하는 온도 검출치로부터 구해지는 온도 목표치 또는 온도 목표치에 보정치를 가산한 값과의 편차분에 소정의 비율을 곱한 값을 기초로 하여 연산을 행하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법이다. The present invention provides a temperature target value determined from a temperature detection value of the area and a temperature detection value corresponding to another area when controlling the heating means corresponding to the one area at the time of carrying in the substrate holding tool. A calculation is performed based on a value obtained by multiplying a predetermined ratio by a deviation from a value obtained by adding a correction value to a temperature target value.

본 발명에 따르면, 기판을 반응 용기 내로 반입할 때에, 하나의 영역의 온도 제어가 다른 영역의 온도 제어에 추종하기 때문에, 기판을 반입한 후 신속하게 반응 용기 내의 온도가 안정된다. 예를 들어 그 후 반응 용기 내의 온도를 프로세스 온도까지 승온하면 신속하게 프로세스 온도로 안정된다. 또 본 발명은, 기판 반입시의 각 영역의 온도와 프로세스시의 각 영역의 온도 등이 동일한 경우도 적용할 수 있다. According to the present invention, since the temperature control of one region follows the temperature control of the other region when the substrate is brought into the reaction vessel, the temperature in the reaction vessel is stabilized quickly after the substrate is loaded. For example, when the temperature in the reaction vessel is subsequently raised to the process temperature, the temperature is stabilized quickly. Moreover, this invention is applicable also when the temperature of each area | region at the time of carrying in a board | substrate, the temperature of each area | region at the process, etc. are the same.

도1은 본 발명에 관한 열처리 장치의 실시 형태를 도시하는 종단면도이다.  1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a heat treatment apparatus according to the present invention.

도2는 본 실시 형태에서 사용되는 제어부 및 그 관련 부위를 도시하는 블록도이다. Fig. 2 is a block diagram showing a control unit and its associated portion used in the present embodiment.

도3은 상기 제어부 내에 설치되는 제1 연산부의 내부 구성을 도시하는 블록도이다. 3 is a block diagram showing an internal configuration of a first calculation unit provided in the control unit.

도4는 상기 제어부 내에 설치되는 제2 연산부의 내부 구성을 도시하는 블록도이다. 4 is a block diagram showing an internal configuration of a second calculation unit provided in the control unit.

도5는 본 실시 형태에 있어서의 온도의 시간 경과 따른 변화와 사용하는 연 산부와의 관계를 나타내는 작용 설명도이다. FIG. 5 is an explanatory view of the operation showing the relationship between the time-dependent change in temperature and the computing part to be used in the present embodiment. FIG.

도6은 상기 제1 연산부에 있어서의 작용을 설명하기 위한 작용 설명도이다. 6 is an operation explanatory diagram for explaining the operation in the first calculation unit.

도7은 웨이퍼 보트 반입시의 각 외부 열전대에 있어서의 온도 변화의 형태를 나타내는 특성도이다. Fig. 7 is a characteristic diagram showing the form of temperature change in each external thermocouple at the time of wafer boat loading.

도8은 종래의 열처리 장치의 전체 구조를 도시하는 종단면도이다. 8 is a longitudinal sectional view showing the entire structure of a conventional heat treatment apparatus.

도1은 본 발명을 종형 열처리 장치에 적용한 실시 형태의 전체 구성도이다. 우선 이 종형 열처리 장치의 전체 구성에 대해 간단히 서술해 두면, 이 장치는, 예를 들어 양단부가 개구되어 있는 내관(1a) 및 상단부가 폐색되어 있는 외관(1b)으로 이루어지는 예를 들어 석영제의 이중 구조의 반응관(1)을 구비하고 있다. 반응관(1) 내부는 상하 방향으로 3개의 영역(Z1, Z2, Z3)으로 구획되어 있다. 반응관(1)의 주위에는 통형의 단열 부재(21)가 베이스 부재(22)에 고정하여 설치되고, 이 단열 부재(21)의 내측에는 가열 수단인 예를 들어 저항 발열체로 이루어지는 히터(3) 및 천정 히터(31)가 설치되어 있다. 히터(3)는 예를 들어 상하로 3단 분할(3a, 3b, 3c)하여 단열 부재(21)의 측벽에 설치되고, 천정 히터(31)는 천정부에 설치되어 있다. 그리고 히터(3a)는 영역(Z1)에, 히터(3b)는 영역(Z2)에, 히터(3c)는 영역(Z3)에 각각 대응하여 설치되어 있다. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment in which the present invention is applied to a vertical heat treatment apparatus. First, the overall configuration of the vertical heat treatment device will be briefly described. For example, the device is made of, for example, a double tube made of quartz, including an inner tube 1a having both ends opened and an outer casing 1b with the upper end closed. The reaction tube 1 of the structure is provided. The inside of the reaction tube 1 is partitioned into three regions Z 1 , Z 2 , and Z 3 in the vertical direction. In the circumference | surroundings of the reaction tube 1, the tubular heat insulation member 21 is fixed to the base member 22, and the heater 3 which consists of a resistance heating element which is a heating means inside this heat insulation member 21 is installed. And a ceiling heater 31 are provided. The heater 3 is divided into three stages 3a, 3b, and 3c up and down, for example, and is installed on the side wall of the heat insulation member 21, and the ceiling heater 31 is provided in the ceiling part. The heater 3a is provided in the region Z 1 , the heater 3b is provided in the region Z 2 , and the heater 3c is provided corresponding to the region Z 3 , respectively.

히터[3(3a 내지 3c)] 중 중단 영역(Z2)의 히터(3b)는, 도1에 도시한 바와 같이 반응관(1) 내의 대부분의 열처리 분위기를 형성하는 이른바 메인 히터이며, 그 상하에 배치되는 히터(3a, 3c)는 각각 반응관(1)의 상단부 및 하단부의 열처리 분위기를 형성하는 메인 히터(3b)보다도 소형인 이른바 서브 히터이다. 히터(3)의 소재로서는, 예를 들어 선 직경 10 미크론 전후의 고순도의 카본 파이버의 다발을 복수 이용하여 짜 넣음으로써 형성된 카본 와이어를 세라믹스, 예를 들어 외부 직경이 수십 밀리가 투명한 석영관 속에 밀봉된 것을 이용할 수 있다. 또 히터(3)는 이에 한정되는 것은 아니며 예를 들어 철 - 탄탈 - 카본 합금 등의 금속체라도 좋다. Among the heaters 3 (3a to 3c), the heater 3b of the interruption zone Z 2 is a so-called main heater that forms most of the heat treatment atmosphere in the reaction tube 1, as shown in FIG. The heaters 3a and 3c disposed in the heaters are so-called sub-heaters that are smaller than the main heater 3b which forms the heat treatment atmospheres of the upper end and the lower end of the reaction tube 1, respectively. As a raw material of the heater 3, for example, a carbon wire formed by squeezing a plurality of bundles of high-purity carbon fiber around 10 microns in line diameter is sealed in ceramics, for example, a transparent quartz tube having an outer diameter of several tens of millimeters. Can be used. The heater 3 is not limited to this and may be, for example, a metal body such as iron-tantalum-carbon alloy.

내관(1a) 및 외관(1b)은 하부측에서 통형의 매니폴드(23) 상에 지지되고, 이 매니폴드(23)에는 내관(1a)의 내측의 하부 영역에 공급구가 개구되도록 가스 공급관(24)이 설치되는 동시에, 내관(1a)과 외관(1b) 사이로부터 배기하도록 도시하지 않은 진공 펌프에 일단부 측이 접속된 배기관(25)이 접속되어 있다. 이 예에서는 내관(1a), 외관(1b) 및 매니폴드(23)에 의해 반응 용기가 구성된다. The inner tube 1a and the outer tube 1b are supported on the cylindrical manifold 23 on the lower side, and the gas supply pipe (to the manifold 23) opens a supply port in the lower region inside the inner tube 1a. At the same time, the exhaust pipe 25 having one end side connected to a vacuum pump (not shown) is connected to the exhaust pipe between the inner tube 1a and the outer tube 1b. In this example, the reaction vessel is constituted by the inner tube 1a, the outer tube 1b, and the manifold 23.

또한 매니폴드(23)의 하단 개구부를 페색하도록 덮개(11)가 설치되어 있고, 이 덮개(11)는 보트 엘리베이터(12) 상에 설치되어 있다. 덮개(11) 상에는 보온 유닛(13)과, 보트 엘리베이터(12)에 설치되는 구동부(14)와 접속하고, 보온 유닛(13) 내부를 관통하여 설치되는 회전축(15)과, 이 회전축(15)에 의해 그 하단부를 회전 가능하게 보유 지지되는 기판 보유 지지구를 이루는 웨이퍼 보트(16) 등이 설치되어 있다. 웨이퍼 보트(16)는 다수의 기판인 웨이퍼(W)를 선반 형상으로 보유 지지할 수 있는 구성으로 되어 있고, 또한 보온 유닛(13)은 석영 핀 등의 단열 유닛(13a) 및 발열체 유닛(13b) 등을 조합한 구성으로 되어 있다. Moreover, the cover 11 is provided so that the lower opening part of the manifold 23 may be colored, and this cover 11 is provided on the boat elevator 12. As shown in FIG. On the cover 11, it is connected with the heat retention unit 13, the drive part 14 provided in the boat elevator 12, the rotating shaft 15 installed through the inside of the thermal insulation unit 13, and this rotating shaft 15 The wafer boat 16 etc. which form the board | substrate holding tool which hold | maintain rotatably the lower end part by this are provided. The wafer boat 16 has a structure which can hold | maintain the wafer W which is many board | substrates in a shelf shape, and the heat insulation unit 13 is a heat insulation unit 13a, such as a quartz fin, and the heat generating unit 13b. It is a structure which combined these.

내관(11a) 내에는 열전대용의 가는 석영관(40)이 설치되어 있고, 이 석영관(40) 내에는, 예를 들어 3단으로 분할된 각 히터[3(3a, 3b, 3c)]가 담당하는 영역(Z1, Z2, Z3)의 온도를 각각 검출하도록 각 영역(Z1 내지 Z3)마다 내부 온도 검출부인 3개의 내부 열전대(제2 온도 검출부)[4(4a, 4b, 4c)]가 설치되어 있다. 또한, 히터[3(3a, 3b, 3c)]의 근방에는 히터[3(3a, 3b, 3c)]의 온도를 각각 검출하는 외부 온도 검출부인 외부 열전대(제1 온도 검출부)[5(5a, 5b, 5c)]가 각 영역(Z1 내지 Z3)마다 설치되어 있다. In the inner tube 11a, a thin quartz tube 40 for thermocouples is provided. In the quartz tube 40, for example, each heater 3 (3a, 3b, 3c) divided into three stages is provided. Three internal thermocouples (second temperature detectors) 4 (4a, 4b, which are internal temperature detectors) for each of the zones Z 1 to Z 3 so as to detect the temperatures of the regions Z 1 , Z 2 , and Z 3 in charge . 4c)] is installed. In addition, near the heater 3 (3a, 3b, 3c), an external thermocouple (first temperature detector) [5 (5a, which is an external temperature detector for detecting the temperature of the heater 3 (3a, 3b, 3c), respectively). 5b, 5c) are provided for each of the regions Z 1 to Z 3 .

그리고, 각 단 영역(Z1 내지 Z3)의 히터[3(3a, 3b, 3c)]에 대응하여 전력을 공급하는 전력 공급부[20(20a, 20b, 20c)] 및 각각의 전력 공급부[20(20a, 20b, 20c)]의 공급 전력을 제어하여 각 히터[3(3a, 3b, 3c)]의 발열량을 제어하기 위한 제어부(6, 7, 8)가 설치되어 있다. 상세한 것은 후술하지만 관련 부위의 배선 구성에 대해 간단히 설명해 두면, 내부 열전대[4(4a, 4b, 4c)] 및 외부 열전대[5(5a, 5b, 5c)]는 각각이 대응하는 각 단 영역(Z1 내지 Z3)의 제어부(6, 7, 8) 중 어느 하나로 접속되고, 히터(3b)가 담당하는 중단 영역(Z2)에 설치된 외부 열전대(5b)로부터 연장되는 신호선은 도중에서 분기하여 제어부(7)뿐만 아니라 제어부(6, 8)에도 접속된다. 또한 단열 부재(21)의 천정부에 설치한 천정 히터(31)에 있어서도, 히터[3(3a, 3b, 3c)]와 같이 열전대(32)가 설치되어 있고, 제어부(33)로부터 전력 공급부(34)를 통해 히터(31)에 대한 급전량을 제어함으로써, 발열량의 조절을 행하는 구성으로 되어 있다. Then, the power supply unit 20 (20a, 20b, 20c) for supplying electric power corresponding to the heaters 3 (3a, 3b, 3c) of each of the end regions Z 1 to Z 3 and the respective power supply units 20 Control units 6, 7, 8 are provided for controlling the power supply of the 20a, 20b, and 20c to control the amount of heat generated by each heater 3 (3a, 3b, 3c). Although details will be described later, the wiring configuration of the relevant site will be briefly explained. The internal thermocouples 4 (4a, 4b, 4c) and the external thermocouples 5 (5a, 5b, 5c) are respectively shorter regions Z corresponding to each other. Signal lines extending from the external thermocouple 5b connected to any one of the control units 6, 7 and 8 of 1 to Z 3 , and installed in the interruption zone Z 2 that the heater 3b is responsible for, branch off in the middle of the control unit. Not only (7) but also the control parts 6 and 8 are connected. Also in the ceiling heater 31 installed on the ceiling of the heat insulating member 21, the thermocouple 32 is provided like the heaters 3 (3a, 3b, 3c), and the power supply unit 34 is provided from the control unit 33. The amount of heat generated is controlled by controlling the amount of power supplied to the heater 31 through?).

히터[3(3a, 3b, 3c)] 및 이에 접속하는 제어부(6, 7, 8)에 있어서, 상기한 바와 같은 배선 구조로 하고 있는 이유는, 히터(3)를 각 단 영역(Z1 내지 Z3)마다 별개로 제어하는 경우와, 메인 히터를 이루는 히터(3b)에 대응하는 외부 열전대(5b)의 온도 검출치를 다른 부위에서 이용하여, 히터(3a, 3c)에서는 이른바 추종 제어를 행하는 경우로 절환하는 운용을 가능하게 하기 때문이다. 이하 도2를 참조하면서 본 실시 형태의 주요부를 이루는 히터(3)의 제어계의 구성에 대해 설명을 행한다. In the heaters 3 (3a, 3b, 3c) and the control units 6, 7, 8 connected thereto, the reason for having the wiring structure as described above is that the heaters 3 are formed at each end region Z 1 to 1 . In the case of separately controlling each of Z 3 ), and so-called tracking control is performed in the heaters 3a and 3c by using the temperature detection value of the external thermocouple 5b corresponding to the heater 3b constituting the main heater in another region. This is because the operation is switched to. Hereinafter, with reference to FIG. 2, the structure of the control system of the heater 3 which comprises the principal part of this embodiment is demonstrated.

우선 제어부(6, 8)는 상술한 바와 같이 2개의 연산 방법을 구분하여 사용할 필요가 있다. 이로 인해 제어부(6)는 제1 연산부(61)와 제2 연산부(62)를 갖고, 제어부(8)는 제1 연산부(81)와 제2 연산부(82)를 갖고 있다. 연산 방법을 절환할 필요가 없는 제어부(7)는 제2 연산부(72)만을 갖고 있다(부호 71은 편의적으로 결번으로 함). 즉, 제어부(6, 8)의 제1 연산부(61, 81)는 제어부(6, 8)가 제어부(7)에 추종[정확하게는 제어부(7)가 담당하는 영역(Z2)으로부터 얻어지는 온도 검출치에 추종)하는 연산을 행할 때에 사용되는 것이다. 이로 인해, 상술한 외부 열전대(5b)로부터 연장되는 신호선은 제어부(6)에서는 제1 연산부(61)로, 제어부(8)에서는 제1 연산부(81)로 각각 접속된다. First, the control parts 6 and 8 need to use two calculation methods separately as mentioned above. For this reason, the control part 6 has the 1st calculating part 61 and the 2nd calculating part 62, and the control part 8 has the 1st calculating part 81 and the 2nd calculating part 82. FIG. The control part 7 which does not need to switch arithmetic methods has only the 2nd arithmetic part 72 (the code | symbol 71 is abbreviated conveniently). That is, the first calculation units 61 and 81 of the control units 6 and 8 detect the temperature obtained by the control units 6 and 8 following the control unit 7 (exactly from the region Z 2 that the control unit 7 is in charge of). Value). For this reason, the signal line extending from the external thermocouple 5b mentioned above is connected to the 1st calculating part 61 in the control part 6, and to the 1st calculating part 81 in the control part 8, respectively.

한편, 제2 연산부(62, 72, 82)는 대응하는 영역(Z1 내지 Z3)마다 설치된 내부 열전대[4(4a, 4b, 4c)] 및 외부 열전대[5(5a, 5b, 5c)]로부터 얻어지는 온도 검 출치와, 각각 별개로 각 영역(Z1 내지 Z3) 전용으로 설정되는 온도 목표치를 기초로 하여 연산이 행해지기 때문에, 제2 연산부(62, 72, 82)에는 내부 열전대(4a, 4b, 4c), 외부 열전대(5a, 5b, 5c) 및 목표치 출력부(63, 73, 83)가 접속된다. 그리고 제1 연산부(61, 81) 또는 제2 연산부(62, 72, 82)에서 출력되는 연산 결과는, 제어 신호로서 전력 공급부[20(20a, 20b, 20c)]로 출력되는 구성으로 되어 있다. 또한 제어부(6, 8)에서는 절환부(64, 84)에 의해 제1 연산부(61, 81) 또는 제2 연산부(62, 82) 중 어느 하나를 사용하는지 선택할 수 있게 되어 있다. On the other hand, the second calculating sections 62, 72, and 82 are provided with the inner thermocouples 4 (4a, 4b, 4c) and the outer thermocouples 5 (5a, 5b, 5c) provided for the corresponding regions Z 1 through Z 3 . The calculation is performed on the basis of the temperature detection value obtained from and the temperature target value set for each of the zones Z 1 to Z 3 separately, so that the second calculating section 62, 72, 82 has an internal thermocouple 4a. , 4b, 4c, external thermocouples 5a, 5b, 5c and target value output units 63, 73, 83 are connected. The calculation result output from the first calculation section 61, 81 or the second calculation section 62, 72, 82 is configured to be output to the power supply section 20 (20a, 20b, 20c) as a control signal. In addition, the control parts 6 and 8 can select whether the switching part 64 and 84 use either the 1st calculating part 61 and 81 or the 2nd calculating part 62 and 82. FIG.

여기서 제1 연산부(61, 81)의 구성을 설명하거나, 이들은 동일한 구조를 갖고 있으므로, 제1 연산부(81)를 예로 들어 도3을 참조하면서 설명한다. 도3 중 부호 811은 비교 연산부, 부호 812는 보정치 출력부이며, 비교 연산부(811)에서는 중단 영역(Z2)에 설치된 외부 열전대(5b)의 온도 검출치를 온도 목표치로 하고, 이 온도 목표치에 대해 보정치 출력부(812)로부터 출력되는 보정치를 가산하고, 또한 하단 영역(Z3)에 설치된 외부 열전대(5c)의 온도 검출치를 제한다. 상기 보정치는 중단 영역(Z2) 및 하단 영역(Z3)에 있어서의 프로세스시의 목표 온도의 차를 보정하기 위한 이른바 정적인 보정 요소이다. 구체적으로는 이 보정치는 예를 들어 후술하는 제2 연산부(72, 82)에서 이용하는 목표치 출력부(73, 83)로부터 출력되는 양쪽 온도 목표치의 차분치로서 구해진다. Here, the structure of the 1st calculating parts 61 and 81 is demonstrated, or since they have the same structure, it demonstrates, referring FIG. 3, taking the 1st calculating part 81 as an example. In FIG. 3, reference numeral 811 denotes a comparison operation unit, and reference numeral 812 denotes a correction value output unit. In the comparison operation unit 811, the temperature detection value of the external thermocouple 5b provided in the interruption zone Z 2 is set as the temperature target value. The correction value output from the correction value output unit 812 is added, and the temperature detection value of the external thermocouple 5c provided in the lower region Z 3 is subtracted. The correction value is a so-called static correction element for correcting the difference in the target temperature during the process in the interruption zone Z 2 and the lower zone Z 3 . Specifically, this correction value is calculated | required as the difference value of both temperature target values output from the target value output parts 73 and 83 used by the 2nd calculating part 72 and 82 mentioned later, for example.

비교 연산부(811)의 출력측에는, 그 출력치(편차분)(q1)에 대해 소정의 계수(k)를 곱하는 승산부(813)가 마련된다. 이미 서술한 바와 같이 제어부(8)가 대응 하는 하단 영역(Z3)은 반응관(1a)의 하방측 개구부에 가장 가깝고, 웨이퍼 보트(16)와 함께 유입되어 오는 차가워진 공기의 영향을 받기 쉽기 때문에, 중단 영역(Z2)에 비해 승온에 요하는 가열 출력이 많아진다. 이러한 것을 고려하여, 승산부(813)에서는 비교 연산부(811)로부터의 출력의 증가분을 출력치에 반영하기 위해 상기한 바와 같이 출력치(q1)에 대해 소정의 계수(k)를 곱하도록 이른바 동적인 보정을 행한다. 승산부(813)에 있어서는, 계수(k)의 값은 예를 들어 1.2[냉기의 영향이 작은 상단 영역(Z1)에 대응하는 제1 연산부(61)에서는 예를 들어 0.8]가 이용된다. 이 출력치에 대해서는 적분 요소(I1), 비례 요소(P1), 미분 요소(D1)에 대한 각종 연산(PID 연산)이 행해지고, 혼합부(814)를 통해 상기 편차분(q1)에 따른 전력 공급을 행하기 위한 출력치(B1)가 출력된다. On the output side of the comparison operation unit 811, a multiplier 813 is provided which multiplies the output value (deviation amount) q1 by a predetermined coefficient k. As described above, the lower region Z 3 to which the control unit 8 corresponds is closest to the lower opening of the reaction tube 1a and is susceptible to the influence of cold air flowing in with the wafer boat 16. Therefore, the heating output becomes greater than the temperature increase required for the break zone (Z 2). In view of this, the multiplication unit 813 uses the so-called dynamic to multiply the predetermined value k by the output value q1 as described above in order to reflect the increase in the output from the comparison operation unit 811 in the output value. Phosphorus correction is performed. In the multiplier 813, the value of the coefficient (k), for example, 1.2 [in the first operation section 61 for the effect of the cooling air corresponding to the small top area (Z 1), for example, 0.8] is used. For this output value, various calculations (PID operations) are performed on the integral element I1, the proportional element P1, and the differential element D1, and the power supply according to the deviation q1 is supplied through the mixing unit 814. An output value B1 for performing the operation is output.

다음에 제2 연산부(62, 72, 82)의 구성을 설명하지만, 상술한 제1 연산부인 경우와 마찬가지로 모두 동일한 구조를 갖고 있기 때문에, 제2 연산부(82)를 예로 들어 도4를 참조하면서 설명한다. 이 제2 연산부(82)는 내부 열전대(4c)에 있어서의 온도 검출치를 메이저 루프에 조립하고, 외부 열전대(5c)의 온도 검출치를 마이너 루프에 조립한 캐스케이드 제어를 행하여 제어 신호(B2)를 얻는 것이고, 부호 821 내지 824는 비교 연산부, I1은 적분 요소, P2는 비례 요소, D2는 적분 요소를 나타낸다. Next, although the structure of the 2nd calculating part 62, 72, 82 is demonstrated, since it has the same structure similarly to the case of the 1st calculating part mentioned above, it demonstrates, referring FIG. 4, taking the 2nd calculating part 82 as an example. do. The second calculating unit 82 assembles the temperature detection value of the internal thermocouple 4c into the major loop, and performs cascade control in which the temperature detection value of the external thermocouple 5c is assembled into the minor loop to obtain the control signal B2. Reference numerals 821 to 824 denote comparison operators, I1 denotes an integral element, P2 denotes a proportional element, and D2 denotes an integral element.

그런데, 지금까지 설명해 온 제어부(6)는, 실제로는 CPU, 프로그램을 저장한 ROM 및 온도 설정치를 기록한 메모리 등에 의해 구성되고, 또는 각 연산 프로그램 에 의해 소프트적으로 행해지는 것인지만, 본 실시 형태에서는 이러한 연산을 하드 구성으로 행해도 좋다. 또한 절환부(84, 64)에 있어서의 제1 연산부(81, 61)로부터 제2 연산부(82, 2)로의 절환 타이밍은, 예를 들어 웨이퍼 보트(16)를 반입한 후 승온 전에 반응 용기 내의 온도가 안정된 것을 검출하였을 때, 혹은 웨이퍼 보트(16)를 반입한 후 소정 시간이 경과된 후 등으로 할 수 있고, 그 반대로 절환 타이밍 예를 들어 프로세스 후에 반응 용기 내부가 소정의 온도로 강온하였을 때 등으로 할 수 있다. By the way, the control part 6 demonstrated so far is comprised by the CPU, the ROM which stored the program, the memory which recorded the temperature setting value, etc., or is performed softly by each arithmetic program, In this embodiment, Such an operation may be performed in a hard configuration. In addition, the switching timing from the 1st arithmetic units 81 and 61 to the 2nd arithmetic units 82 and 2 in the switching parts 84 and 64 is, for example, after carrying in the wafer boat 16 and before raising a temperature, in the reaction container. When it is detected that the temperature has stabilized or after a predetermined time has elapsed after the wafer boat 16 is carried in, or the like, on the contrary, when the inside of the reaction vessel is lowered to a predetermined temperature after a switching timing, for example, a process Or the like.

다음에 상술한 실시 형태의 작용에 대해 설명한다. Next, the operation of the above-described embodiment will be described.

상기의 장치에 있어서의 웨이퍼(W)에 대한 가열은, 상기 반응관(1)의 측방 측에 설치되는 히터(3)와 상부측에 설치되는 천정 히터(31)로 행해진다. 본 실시 형태에 있어서의 주요부는 분할하여 설치되는 히터[3(3a, 3b, 3c)]의 제어 방식에 있으므로, 이 점에 주목하면서 도5도 참조하여 설명을 행한다. 우선 기판인 웨이퍼(W)를 선반 형상으로 탑재한 웨이퍼 보트(16)는, 도5의 t1 시점에 있어서 보트 엘리베이터(12)를 상승시킴으로써 반응 용기[반응관(1) 및 매니폴드(23)] 내로 반입되기 시작한다. 이 때 반응관(1) 내부는 이미 소정의 온도 예를 들어 600 ℃ 정도가 되도록 가열되어 있고, 상하단 영역(Z1, Z3)에 대응하는 제어부(6, 8)에서는,이미 서술한 바와 같이 중단 영역(Z2)의 온도 제어에 추종하도록 절환부(64, 84)에서 제1 연산부(61, 81)가 선택되어 있다. The heating with respect to the wafer W in the said apparatus is performed by the heater 3 provided in the side of the said reaction tube 1, and the ceiling heater 31 provided in the upper side. Since the main part in this embodiment is in the control system of the heater 3 (3a, 3b, 3c) which is divided | segmented, it demonstrates with reference to FIG. 5, paying attention to this point. First, the wafer boat 16 in which the wafer W serving as the substrate is mounted in a shelf shape is lifted by the boat elevator 12 at the time t1 in FIG. 5 (reaction tube 1 and manifold 23). It starts to import into me. In this case the reaction tube (1) inside has already been heated so that contains about 600 ℃ a predetermined temperature for example, the top and bottom area (Z 1, Z 3) the control unit (6, 8) corresponding to, as already described The first calculating sections 61, 81 are selected in the switching sections 64, 84 so as to follow the temperature control of the interruption zone Z 2 .

우선 웨이퍼 보트(16)의 상단부가 반응 용기 내에 진입하기 시작하면, 웨이 퍼 보트(16) 및 웨이퍼(W)는 그것까지 반응 용기 외에 위치하고 있었으므로 차가워지고 있고, 이로 인해 서브 히터(3c)의 담당 범위인 반응 용기의 하단 영역(Z3)의 온도가 일단 낮아진다. 또한 메인 히터(3b)의 담당 범위인 중단 영역(Z2)의 온도도 차가운 웨이퍼 보트(16)의 영향을 받아 낮아지지만, 중단 영역(Z2)의 온도 저하는 하단 영역(Z3)의 온도 저하보다도 정도는 작다. 그리고, 웨이퍼 보트(16)가 중단 영역(Z2)에 도달하면, 이 중단 영역(Z2)의 온도도 저하된다. 이 때 웨이퍼 보트(16) 및 웨이퍼(W)는 반응 용기 내를 상승함에 따라 서서히 따뜻하게 되어 가므로, 중단 영역(Z2)은 웨이퍼 보트(16)의 반입 전의 온도보다도 낮아지지만, 하단 영역(Z3)만큼 낮아지지 않는다. First, when the upper end of the wafer boat 16 starts to enter the reaction vessel, the wafer boat 16 and the wafer W are cooled because they have been located outside the reaction vessel up to this point, which is responsible for the sub heater 3c. The temperature of the lower zone Z 3 of the reaction vessel in the range is lowered once. The temperature of the interruption zone Z 2 , which is the charge range of the main heater 3b, is also lowered by the influence of the cold wafer boat 16, but the temperature decrease of the interruption zone Z 2 is lowered by the temperature of the lower zone Z 3 . The degree is smaller than the fall. Then, when the wafer boat 16 has reached the stop zone (Z 2), it is also lowered temperatures of a stop zone (Z 2). At this time, the wafer boat 16 and the wafer W are gradually warmed as they rise in the reaction vessel, so the stop region Z 2 is lower than the temperature before the wafer boat 16 is loaded, but the lower region Z Not as low as 3 ).

이렇게 해서 웨이퍼 보트(16)가 반응 용기 내로 반입되면, 하단 영역(Z3)이 가장 차가워지고, 중단 영역(Z2)도 차가워져 상단 영역(Z1)이 약간 냉각되게 된다. 하단 영역(Z3)에 대응하는 제어부(8)에서는 외부 열전대(5c)의 온도가 낮아지므로 서브 히터(3c)에의 공급 전력을 급격히 크게 하고자 하지만, 온도 목표치인 중단 영역(Z2)의 온도 검출치도 저하되므로, 이 저하에 따라서 서브 히터(3c)에의 전력 공급량의 증가가 조금 억제된다. 그 후는 중단 영역(Z2)의 온도 검출치의 상승에 수반하여 하단의 서브 히터(3c)의 온도가 높아져 간다. 그리고 중단 영역(Z2)에서 는 외부 열전대(5b)의 온도가 온도 목표치를 넘어서 오버 슈트한 상태가 되고, 이후는 외부 열전대(5b)의 온도가 온도 목표치를 향해 저하된다. 중단 영역(Z2)의 이러한 온도의 움직임에 추종하여 하단 영역(Z3)의 서브 히터(3c)에의 전력 공급량이 제어되고, 서브 히터(3c)의 온도가 중단 영역(Z2)의 서브 히터(3b)의 온도의 수속에 맞춰 온도 목표치에 수속해 간다. In this way, when the wafer boat 16 is carried into the reaction vessel, the lower end region Z 3 is coldest and the stop region Z 2 is also cold, so that the upper region Z 1 is slightly cooled. In the control unit 8 corresponding to the lower region Z 3 , since the temperature of the external thermocouple 5c is lowered, the power supply to the sub-heater 3c is rapidly increased, but the temperature of the interruption region Z 2 , which is a temperature target value, is detected. Since the value is also lowered, an increase in the amount of power supplied to the sub heater 3c is slightly suppressed in accordance with this decrease. Thereafter, the temperature of the lower sub heater 3c increases with the increase in the temperature detection value of the interruption zone Z 2 . In the interruption zone Z 2 , the temperature of the external thermocouple 5b is overshooted beyond the temperature target value, after which the temperature of the external thermocouple 5b is lowered toward the temperature target value. The amount of power supply to the sub heater 3c in the lower region Z 3 is controlled in accordance with the movement of the temperature in the stopping region Z 2 , and the temperature of the sub heater 3c is controlled in the sub heater of the stopping region Z 2 . It converges to a temperature target value according to the procedure of temperature of (3b).

또한 상단 영역(Z1)의 서브 히터(3a)에 있어서도 중단 영역(Z2)의 메인 히터(3b)의 온도의 움직임에 추종하여 전력 공급량이 제어되고, 서브 히터(3a)의 온도가 중단 영역(Z2)의 메인 히터(3b)의 온도의 수속에 맞춰 온도 목표치에 수속해 간다. 또 서브 히터(3c, 3a)가 수속하는 온도는 도3에서 도시한 바와 같이 중단 영역(Z2)의 온도 검출치에 보정치를 가산하는 연산을 행하고 있기 때문에, 예를 들어 열처리시(프로세스시)에 중단 영역(Z2)보다도 하단 영역(Z3)의 온도 목표치가 예를 들어 10 ℃ 높으면, 하단 영역(Z3)의 서브 히터(3c)가 수속하는 온도는 메인 히터(3b)의 온도보다도 10 ℃ 높은 값이 된다. In addition, in the sub heater 3a of the upper region Z 1 , the amount of power supply is controlled in accordance with the movement of the temperature of the main heater 3b of the stopping region Z 2 , and the temperature of the sub heater 3a is stopped. (Z 2) procedure to the target temperature according to the temperature of the procedures of the main heater (3b) goes on. In the sub-heater (3c, 3a) is because procedures temperature it performs the operation for adding the correction value to the temperature detection value of the break zone (Z 2), as shown in FIG. 3, for example during heat treatment (the process upon) stop zone (Z 2) than the temperature target value of the lower zone (Z 3) high, containing 10 ℃. g., the temperature is sub-heater (3c) in the lower zone (Z 3) converging in the than the temperature of the main heater (3b) 10 ° C high value.

그리고 t2 시점에서 웨이퍼 보트(16)의 반입이 완료되고, t3 시점까지 반응 용기 내의 각 영역의 온도가 안정되면, 제어부(6, 8)는 제1 연산부(61, 81)로부터 제2 연산부(62, 82)로 절환하여 히터(3a, 3c)의 전력을 제어를 행한다. 다음에 t3 시점으로부터 승온을 개시하여 소정의 프로세스 온도까지 가열한 후, t4 시점(상세하게는 각 영역이 프로세스 온도로 안정된 후)에 있어서 웨이퍼(W)에 대해 열처리 를 행한다. 이 열처리의 일례로서는, 예를 들어 반응 용기 내를 800 ℃ 정도로 유지하고, 소정의 성막 가스를 가스 공급관(23)으로부터 반응 용기 내에 공급하는 동시에 배기관(25)으로부터 진공 배기하여 소정의 진공도로 유지하고, 웨이퍼(W)에 대해 성막 처리를 행하는 프로세스를 예로 들 수 있다. 또 제1 연산부(61, 81)로부터 제2 연산부(62, 82)로의 절환은 승온 도중 혹은 프로세스 온도로 안정되었을 때라도 좋다. t5 시점에 있어서 웨이퍼(W) 표면에 소정의 성막이 형성되면, 예를 들어 반입시의 온도인 600 ℃ 정도까지 강온한 후, 예를 들어 t6 시점에 있어서 반입시와는 반대의 순서로 웨이퍼 보트(16)의 반출이 행해진다. When the loading of the wafer boat 16 is completed at time t2 and the temperature of each region in the reaction vessel is stabilized until time t3, the controllers 6 and 8 control the second calculator 62 from the first calculators 61 and 81. And 82, the electric power of the heaters 3a and 3c is controlled. Then, the temperature is started from the time t3 and heated to a predetermined process temperature, and then the heat treatment is performed on the wafer W at the time t4 (in detail, after each region is stabilized at the process temperature). As an example of this heat treatment, for example, the inside of the reaction vessel is maintained at about 800 ° C, the predetermined film forming gas is supplied from the gas supply pipe 23 into the reaction vessel, and the vacuum is exhausted from the exhaust pipe 25 to maintain the predetermined vacuum degree. For example, the process of performing a film-forming process with respect to the wafer W is mentioned. In addition, switching from the 1st calculating parts 61 and 81 to the 2nd calculating parts 62 and 82 may be carried out in the middle of temperature rising, or when it is stabilized by process temperature. When a predetermined film formation is formed on the surface of the wafer W at the time t5, the temperature is lowered to about 600 ° C, which is the temperature at the time of loading, for example, and then, for example, the wafer boat is carried out in the reverse order to the time of the loading at the time t6. Export of (16) is performed.

지금까지 서술한 바와 같이, 상술한 실시 형태에 따르면 복수 분할하여 설치되는 히터[3(3a, 3b, 3c)]의 온도 제어에 있어서, 상하단 영역(Z1, Z3)의 가열 제어를 담당하는 제어부(6, 8)는 웨이퍼(W)의 반입시에 중단 영역(Z2)의 온도 검출치를 온도 목표치로서 이와 자기의 영역(Z1, Z3)의 온도 검출치를 기초로 하여 온도 제어를 행하고 있다. 이로 인해, 각 영역(Z1 내지 Z3)의 온도가 신속하게 온도 목표치로 안정된다. 예를 들어 하단 영역(Z3)의 서브 히터(3c) 근방에 대해서는, 웨이퍼 보트(16)의 반입에 의해 온도가 저하되거나, 온도 목표치인 중단 영역(Z2)의 메인 히터(3b) 근방의 온도도 저하되기 때문에, 온도 목표치와 온도 검출치와의 편차분이 작아져 서브 히터(3c)의 발열량의 증가를 느슨히 억제할 수 있다. 그리고 서브 히터(3c) 근방의 온도는 본래의 온도 목표치를 넘어서 오버 슈트하고, 이번은 서브 히터(3c)의 발열량이 작아지려고 하지만(온도가 낮아지려고 함), 서브 히터(3c)의 발열량은 메인 히터(3b) 근방의 온도에 추종하므로, 종래와 같이 온도 목표치 일정하였던 경우에 비해 온도의 저하를 완만하게 행할 수 있다. 이 결과, 온도의 상하 진동이 억제되어 온도 목표치에 신속하게 소프트 랜딩한다. 또한 상단 영역(Z1)의 서브 히터(3a) 근방의 온도에 대해서도 메인 히터(3b) 근방의 온도에 추종하므로, 온도가 온도 목표치에 신속하게 안정된다. As described above, according to the above-described embodiment, in the temperature control of the heaters 3 (3a, 3b, 3c) provided in a plurality of divisions, the heating control of the upper and lower end regions Z 1 , Z 3 is in charge. The controllers 6 and 8 perform temperature control on the basis of the temperature detection value of the interruption zone Z 2 as the temperature target value at the time of carrying in the wafer W and the temperature detection value of the magnetic zones Z 1 and Z 3 . have. For this reason, the temperature of each region Z 1 to Z 3 is quickly stabilized at the temperature target value. For example, in the vicinity of the sub heater 3c in the lower region Z 3 , the temperature decreases due to the loading of the wafer boat 16, or in the vicinity of the main heater 3b in the middle region Z 2 , which is a temperature target value. Since the temperature also decreases, the deviation between the temperature target value and the temperature detection value is small, and the increase in the amount of heat generated by the sub heater 3c can be loosely suppressed. The temperature near the sub-heater 3c is overshooted beyond the original temperature target value, and this time, the amount of heat generated by the sub-heater 3c tends to be small (temperature is lowered), but the amount of heat generated by the sub-heater 3c is main. Since it follows the temperature in the vicinity of the heater 3b, compared with the case where the temperature target value was constant like before, the temperature can be reduced smoothly. As a result, the vertical vibration of the temperature is suppressed and soft landing is performed quickly to the temperature target value. In addition, since the temperature near the sub heater 3a in the upper region Z 1 is also followed by the temperature near the main heater 3b, the temperature is quickly stabilized at the temperature target value.

더욱 차가운 웨이퍼 보트(16) 및 웨이퍼(W)가 반응 용기 내로 반입될 때에, 각 영역(Z1 내지 Z3)의 온도가 웨이퍼 영역(16) 및 웨이퍼(W)로부터 영향을 받는 정도에 따라서 제어부(6, 8)의 제1 연산부(61, 81) 중에, 중단 영역(Z2)에 있어서의 제어부(7)에 대한 추종 비율을 조립하고 있다. 예를 들어 상술한 예에서는, 상단 영역(Z1)이 받는 영향의 정도는 중단 영역(Z2)이 받는 영향의 정도보다도 작고, 또한 하단 영역(Z3)이 받는 영향의 정도는 중단 영역(Z2)이 받는 영향의 정도보다도 크므로, 상단 영역(Z1)에 있어서의 제어부(6)의 추종 비율은 0.8, 하단 영역(Z3)에 있어서의 제어부(8)의 추종 비율은 1.2로 각각 설정하고 있다. 도6은 중단 영역(Z2)의 외부 열전대(5b)의 온도 검출치의 변화와, 추종 비율을 5 ％, 30 ％, 100 ％로 바꾸었을 때 상단 영역(Z1)의 각 온도 검출치를 나타낸 것이고, 이 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이 상단 영역(Z1)의 외부 열전대(5a)의 온도 검출치의 변화 폭은 추종 비율이 커지면 증가되고, 추종 비율이 작아지면 감소된다. 따라서 상술한 실시 형태와 같이 메인 히터(3b)에 대한 서브 히터(3a, 3c)의 온도 제어의 추종하는 비율을 조정해 둠으로써, 웨이퍼 보트(16)의 반입시 반응 용기 내의 온도 분포에 적당한 온도 제어를 상단 영역(Z1), 하단 영역(Z3)의 각각으로 행할 수 있고, 이 점으로부터도 각 영역의 온도가 온도 목표치에 신속하게 안정된다. 또한 웨이퍼 보트(16)의 반입 후 각 영역의 온도 안정 시간이 처리량을 크게 좌우하는 것이므로, 본 실시 형태에서는 처리량을 향상시킬 수 있다. When cooler wafer boat 16 and wafer W are brought into the reaction vessel, the control unit depends on the degree to which the temperature of each region Z 1 to Z 3 is affected from wafer region 16 and wafer W. In the first calculation units 61 and 81 of (6, 8), the following ratio with respect to the control unit 7 in the interruption zone Z 2 is assembled. For example, in the above-described example, the degree of influence of the upper region Z 1 is smaller than that of the stopping region Z 2 , and the degree of influence of the lower region Z 3 is the stopping region ( Since Z 2 ) is greater than the degree of influence affected, the tracking ratio of the control unit 6 in the upper region Z 1 is 0.8, and the tracking ratio of the control unit 8 in the lower region Z 3 is 1.2. Each is set. FIG. 6 shows changes in the temperature detection value of the external thermocouple 5b of the interruption zone Z 2 and respective temperature detection values of the upper zone Z 1 when the tracking ratio is changed to 5%, 30%, and 100%. As can be seen from this figure, the change width of the temperature detection value of the external thermocouple 5a in the upper region Z 1 increases when the following ratio increases, and decreases when the following ratio decreases. Therefore, by adjusting the following ratio of the temperature control of the sub-heaters 3a and 3c to the main heater 3b as in the above-described embodiment, the temperature suitable for the temperature distribution in the reaction vessel at the time of loading of the wafer boat 16 is adjusted. Control can be performed in each of the upper region Z 1 and the lower region Z 3 , and from this point, the temperature of each region is quickly stabilized at the temperature target value. Moreover, since the temperature stabilization time of each area | region after carrying in the wafer boat 16 greatly influences a throughput, in this embodiment, a throughput can be improved.

도7은, 도1에 도시한 종형 열처리 장치에 있어서 웨이퍼 보트(16)가 반응 용기 내로 반입되기 전 서브 히터(3a) 근방, 메인 히터(3b) 근방, 서브 히터(3c) 근방의 온도가 각각 575 ℃, 573 ℃, 560 ℃로 안정되어 있는 상태로부터 웨이퍼 보트(16)의 반입을 행하였을 때 각 히터(3a 내지 3c) 근방의 온도의 시간 경과 따른 변화를 시뮬레이션한 결과를 나타내는 것이다. 웨이퍼 보트(16)의 반입을 개시하고 나서 각 히터(3a 내지 3c) 근방의 온도가 안정화되기까지의 시간은 약 13분간이며, 웨이퍼(W)의 반입시에 각 영역의 온도가 단시간에 안정되는 것을 알 수 있다. FIG. 7 shows that the temperature of the vicinity of the sub heater 3a, the vicinity of the main heater 3b, and the vicinity of the sub heater 3c before the wafer boat 16 is carried into the reaction vessel in the vertical heat treatment apparatus shown in FIG. When the wafer boat 16 is carried in from the state which is stable at 575 degreeC, 573 degreeC, and 560 degreeC, the result of simulating the change over time of the temperature near each heater 3a-3c is shown. The time from the start of the wafer boat 16 to the temperature stabilization in the vicinity of the heaters 3a to 3c is about 13 minutes, and the temperature of each region is stabilized for a short time when the wafer W is loaded. It can be seen that.

또, 제1 연산부(61, 81)의 설명에 있어서, 상하단의 각 영역(Z1, Z3)에 있어서의 중단 영역과의 추종 비율을 구하는 연산 방법으로서, 미리 정한 계수(k)를 곱하는 방법을 기재하였지만, 웨이퍼 보트(16)의 상승시에 있어서 상기 웨이퍼 보트(16)의 위치에 따라서 k를 변화시키도록 해도 좋다. 또 본 실시 형태에서는 웨이퍼(W)의 반입시에 각 제어부(6, 7, 8)에 각각 대응하는 내부 열전대(4a 내지 4c)의 온도 검출치를 도입하고, 제어부(6, 8)에 있어서는 중단 영역(Z2)의 내부 열전대(4b)의 온도 검출치를 온도 목표치로서 각각 내부 열전대(4a, 4c)의 온도 검출치와 비교하여, 그 편차분에 따라서 서브 히터(3a, 3c)의 온도 제어를 행하는 동시에, 제어부(7)에 있어서는 전용의 온도 목표치와 내부 열전대(4b)의 온도 검출치과의 편차분에 따라서 메인 히터(3b)를 제어하도록 해도 좋다. 게다가 또한 본 실시 형태는 하단 영역(Z3)의 서브 히터(3c)에 대해서만, 중단 영역(Z2)에 대응하는 온도 검출치를 온도 목표치로 하는 추종 제어를 행하도록 해도 좋다. In addition, in the description of the first calculation units 61 and 81, as a calculation method for calculating the following ratio with the interruption area in each of the upper and lower regions Z 1 and Z 3 , a method of multiplying a predetermined coefficient k is multiplied. Although is described, k may be changed depending on the position of the wafer boat 16 when the wafer boat 16 is raised. Moreover, in this embodiment, the temperature detection value of the internal thermocouples 4a-4c corresponding to each control part 6, 7, 8 is introduce | transduced at the time of carrying in the wafer W, In the control part 6, 8, the interruption | region area | region The temperature detection value of the internal thermocouple 4b of (Z 2 ) is compared with the temperature detection value of the internal thermocouples 4a and 4c as temperature target values, respectively, and temperature control of the sub heaters 3a and 3c is performed in accordance with the deviation. At the same time, the control unit 7 may control the main heater 3b according to the deviation between the dedicated temperature target value and the temperature detection value of the internal thermocouple 4b. In addition, according to the present embodiment, only the sub heater 3c in the lower region Z 3 may be controlled to follow the temperature detection value corresponding to the interruption region Z 2 as the temperature target value.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 복수 영역으로 분할된 열처리 분위기 내에서 기판의 처리를 행함에 있어서, 각 영역마다 온도를 신속하게 안정시킬 수 있어 처리량의 향상을 도모할 수 있다.  As described above, according to the present invention, in processing a substrate in a heat treatment atmosphere divided into a plurality of regions, the temperature can be quickly stabilized in each region, and the throughput can be improved.

Claims (13)

복수의 영역으로 분할된 반응 용기와, A reaction vessel divided into a plurality of regions, 복수의 기판을 지지하는 동시에 반응 용기 내로 반입되는 기판 보유 지지구와, A substrate holding tool which supports a plurality of substrates and is carried into the reaction vessel, 각 영역마다 마련된 가열 수단과, Heating means provided for each region, 각 영역마다 마련된 온도 검출부와, A temperature detector provided for each region, 각 영역마다 마련되고, 각 가열 수단을 독립하여 제어하는 제어부를 구비하고, It is provided for each area | region, and is provided with the control part which controls each heating means independently, 하나의 영역에 대응하는 제어부는 상기 기판의 반입시에는, 상기 하나의 영역에 대응하는 온도 검출부의 온도 검출치를 기초로 하여, 다른 영역에 대응하는 온도 검출부의 온도 검출치를 온도 목표치로서 연산을 행하고, 그 연산 결과를 가열 수단의 제어 신호로서 출력하는 제1 연산부를 갖는 것을 특징으로 하는 열처리 장치. The control part corresponding to one area | region calculates the temperature detection value of the temperature detection part corresponding to another area | region as a temperature target value based on the temperature detection value of the temperature detection part corresponding to the said one area | region when carrying in the said board | substrate, And a first calculating part for outputting the calculation result as a control signal of the heating means. 제1항에 있어서, 온도 검출부는 가열 수단 근방의 온도를 검출하는 제1 온도 검출부를 포함하고, 상기 다른 영역에 대응하는 온도 검출부의 온도 검출치는 제1 온도 검출부의 온도 검출치인 것을 특징으로 하는 열처리 장치. 2. The heat treatment according to claim 1, wherein the temperature detector includes a first temperature detector that detects a temperature in the vicinity of the heating means, and the temperature detected value of the temperature detector corresponding to the other area is a temperature detected value of the first temperature detector. Device. 제1항에 있어서, 온도 검출부는 반응 용기 내의 온도를 검출하는 제2 온도 검출부를 포함하고, 상기 다른 영역에 대응하는 온도 검출부의 온도 검출치는 제2 온도 검출부의 온도 검출치인 것을 특징으로 하는 열처리 장치. The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the temperature detector includes a second temperature detector for detecting a temperature in the reaction vessel, and the temperature detected value of the temperature detector corresponding to the other area is a temperature detected value of the second temperature detector. . 제1항에 있어서, 하나의 영역에 대응하는 제어부는, The method of claim 1, wherein the control unit corresponding to one area includes: 기판을 열처리할 때에는, 상기 하나의 영역에 설정된 온도 목표치와 상기 하나의 영역에 대응하는 온도 검출부의 온도 검출치를 기초로 하여 연산을 행하고, 그 연산 결과를 가열 수단의 제어 신호로서 출력하는 제2 연산부를 더 갖는 것을 특징으로 하는 열처리 장치. When heat-processing a board | substrate, a 2nd calculating part which performs a calculation based on the temperature target value set in the said one area | region and the temperature detection value of the temperature detection part corresponding to said one area | region, and outputs the calculation result as a control signal of a heating means Heat treatment apparatus characterized in that it further has. 제1항에 있어서, 온도 검출부는 가열 수단 근방의 온도를 검출하는 제1 온도 검출부와, 반응 용기 내의 온도를 검출하는 제2 온도 검출부를 갖고, The temperature detection unit according to claim 1, wherein the temperature detection unit has a first temperature detection unit that detects a temperature near the heating means, and a second temperature detection unit that detects a temperature in the reaction vessel, 하나의 영역에 대응하는 제어부의 제1 연산부는, 기판의 반입시에는 다른 영역에 대응하는 제1 온도 검출부 또는 제2 온도 검출부의 온도 검출치를 온도 목표치로서 연산을 행하고, 그 연산 결과를 가열 수단의 제어 신호로서 출력하고, The first calculating part of the control part corresponding to one area calculates the temperature detection value of the 1st temperature detection part or the 2nd temperature detection part corresponding to another area as a temperature target value at the time of carrying in a board | substrate, and calculates the calculation result of a heating means. Output as a control signal, 하나의 영역에 대응하는 제어부는 기판을 열처리할 때에는, 상기 하나의 영역으로 설정된 온도 목표치와 상기 영역에 대응하는 제1 온도 검출부 및 제2 온도 검출부의 각 온도 검출치를 기초로 하여 연산을 행하고, 그 연산 결과를 가열 수단의 제어 신호로서 출력하는 제2 연산부를 더 갖는 것을 특징으로 하는 열처리 장치. When the substrate is heat-treated, the control unit corresponding to one region performs calculation based on the temperature target value set as the one region and the respective temperature detection values of the first and second temperature detectors corresponding to the region. And a second calculating section for outputting the calculation result as a control signal of the heating means. 제1항에 있어서, 하나의 영역에 대응하는 제어부의 제1 연산부는 다른 영역에 대응하는 온도 검출부의 온도 검출치에 보정치를 가산한 값과 상기 하나의 영역에 대응하는 온도 검출부의 온도 검출치와의 편차분을 기초로 하여 연산을 행하고, 그 연산 결과를 가열 수단의 제어 신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치. The temperature calculating unit of claim 1, wherein the first calculating unit of the control unit corresponding to one region includes a value obtained by adding a correction value to a temperature detection value of the temperature detection unit corresponding to the other region, and a temperature detection value of the temperature detection unit corresponding to the one region; And calculating the result of the calculation as a control signal of the heating means. 제6항에 있어서, 하나의 영역에 대응하는 제어부의 제1 연산부는 기판을 열처리할 때에 하나의 영역으로 설정된 온도 목표치와 다른 영역에 대응하는 온도 목표치와의 차분을 보정치로서 이용하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치. The heat treatment apparatus of claim 6, wherein the first calculation unit of the control unit corresponding to one region uses a difference between a temperature target value set as one region and a temperature target value corresponding to another region as a correction value when heat treating the substrate. Device. 제6항에 있어서, 하나의 영역에 대응하는 제어부의 제1 연산부는 상기 편차분에 소정의 비율을 곱한 값을 기초로 하여 연산을 행하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치. The heat treatment apparatus according to claim 6, wherein the first calculation unit of the control unit corresponding to one area performs the calculation based on a value obtained by multiplying the deviation by a predetermined ratio. 제1항에 있어서, 반응 용기는 종형으로 구성되는 동시에, 기판 보유 지지구는 반응 용기의 하방측으로부터 반입되고, The reaction vessel according to claim 1, wherein the reaction vessel is configured in a vertical shape, while the substrate holding tool is carried in from the lower side of the reaction vessel, 반응 용기 내부는 상하 방향으로 적어도 3단으로 분할되고, 상기 하나의 영역은 최하단 영역이며, 상기 다른 영역은 최상단 이외의 영역인 것을 특징으로 하는 열처리 장치. The inside of the reaction vessel is divided into at least three stages in the vertical direction, wherein the one region is the lowermost region, and the other region is a region other than the uppermost stage. 복수의 영역으로 분할된 반응 용기 내에 복수의 기판을 지지하는 기판 보유 지지구를 반입하고, 상기 복수의 영역에 각각 대응하는 가열 수단에 의해 각 영역을 가열하는 열처리 방법에 있어서, In the heat treatment method of carrying in the board | substrate holding tool which supports a some board | substrate in the reaction container divided | segmented into a some area | region, and heating each area | region by the heating means corresponding to each of the said some area | region 각 영역에 대응하는 온도를 검출하는 공정과, Detecting a temperature corresponding to each region; 온도 목표치와 각 영역마다의 온도 검출치를 기초로 하여 각 가열 수단을 제어하는 공정을 구비하고, And controlling each heating means based on the temperature target value and the temperature detection value for each region, 상기 기판 보유 지지구의 반입시에는, 하나의 영역에 있어서의 온도 목표치로서 다른 영역에 대응하는 온도 검출치를 이용하여 가열 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법. At the time of carrying in the said board | substrate holding tool, a heating means is controlled using the temperature detection value corresponding to another area | region as a temperature target value in one area | region. 제10항에 있어서, 상기 기판 보유 지지구의 반입시에 있어서, 하나의 영역에 있어서의 온도 목표치는 다른 영역에 대응하는 온도 검출치에 보정치를 가산한 값으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열처리 방법. The heat treatment method according to claim 10, wherein at the time of carrying in the substrate holding tool, the temperature target value in one region is a value obtained by adding a correction value to a temperature detection value corresponding to another region. 제11항에 있어서, 상기 기판 보유 지지구의 반입시에 있어서, 기판을 열처리할 때 하나의 영역으로 설정된 온도 목표치와 다른 영역에 대응하는 온도 목표치와의 차분을 보정치로서 이용하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법. The heat treatment method according to claim 11, wherein at the time of carrying in the substrate holding tool, a difference between a temperature target value set as one region and a temperature target value corresponding to another region is used as a correction value when the substrate is heat treated. 제10항에 있어서, 상기 기판 보유 지지구의 반입시에 있어서, 상기 하나의 영역에 대응하는 가열 수단을 제어할 때, 상기 영역의 온도 검출치와, 다른 영역에 대응하는 온도 검출치로부터 구해진 온도 목표치 또는 온도 목표치에 보정치를 가산한 값과의 편차분에 소정의 비율을 곱한 값을 기초로 하여 연산을 행하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.The temperature target value of Claim 10 calculated | required from the temperature detection value of the said area | region, and the temperature detection value corresponding to another area | region when controlling the heating means corresponding to the said one area | region at the time of carrying in the said board | substrate holding tool. Or calculating based on a value obtained by multiplying a predetermined ratio by a deviation from a value obtained by adding a correction value to a temperature target value.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP6333126B2 (en) * 2014-08-29 2018-05-30 東京エレクトロン株式会社 Magnetic annealing apparatus and magnetic annealing method
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CN112086378A (en) * 2019-06-12 2020-12-15 株式会社国际电气 Heating unit, temperature control system, processing apparatus, and method for manufacturing semiconductor device
JP7101718B2 (en) * 2019-06-12 2022-07-15 株式会社Kokusai Electric Manufacturing method for heating unit, temperature control system, processing equipment and semiconductor equipment

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR950009971A (en) * 1993-09-09 1995-04-26 이노우에 아키라 Temperature control method and apparatus of heat treatment apparatus
KR20020021054A (en) * 2000-09-13 2002-03-18 히가시 데쓰로 Heat treatment apparatus of batch-type and control method of the same
KR20020025789A (en) * 2000-09-29 2002-04-04 엔도 마코토 Temperature controlling method, thermal treating apparatus, and method of manufacturing semiconductor device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR950009971A (en) * 1993-09-09 1995-04-26 이노우에 아키라 Temperature control method and apparatus of heat treatment apparatus
KR20020021054A (en) * 2000-09-13 2002-03-18 히가시 데쓰로 Heat treatment apparatus of batch-type and control method of the same
KR20020025789A (en) * 2000-09-29 2002-04-04 엔도 마코토 Temperature controlling method, thermal treating apparatus, and method of manufacturing semiconductor device

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