KR101509286B1 - Vertical thermal treatment equipment - Google Patents

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다쯔야 야마구찌
웬링 왕
다까노리 사이또오
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는 처리 용기 내의 온도를 고정밀도로 목표 온도까지 수렴시키고, 또한 수렴 시간을 단축할 수 있는 열처리 장치를 제공하는 것이다.
열처리 장치(1)는 노 본체(5)와, 노 본체(5) 내주면에 설치된 히터(18A)와, 노 본체(5) 내에 배치된 처리 용기(3)와, 노 본체(5)에 접속된 냉각 매체 공급 블로어(53) 및 냉각 매체 배기 블로어(63)와, 처리 용기(3) 내에 설치된 온도 센서(50)를 구비하고 있다. 온도 센서(50)로부터의 신호가 제어 장치(51)의 히터 출력 연산부(51a) 및 블로어 출력 연산부(51b)로 보내진다. 히터 출력 연산부(51a)에 있어서, 히터 출력용 수치 모델(71a) 및 온도 센서(50)로부터의 신호에 기초하여, 히터 출력이 구해진다. 블로어 출력 연산부(51b)에 있어서, 블로어 출력용 수치 모델(71b) 및 온도 센서(50)로부터의 신호에 기초하여, 블로어 출력이 구해진다.An object of the present invention is to provide a heat treatment apparatus capable of converging a temperature in a processing vessel to a target temperature with high accuracy and shortening a convergence time.
The heat treatment apparatus 1 includes a furnace body 5, a heater 18A provided on the inner circumferential surface of the furnace body 5, a processing vessel 3 disposed in the furnace body 5, A cooling medium supply blower 53, a cooling medium exhaust blower 63 and a temperature sensor 50 provided in the processing vessel 3. [ A signal from the temperature sensor 50 is sent to the heater output calculation section 51a and the blower output calculation section 51b of the control device 51. [ In the heater output computing section 51a, the heater output is obtained based on the signals from the numerical model 71a for heater output and the temperature sensor 50. [ In the blower output calculating section 51b, the blower output is obtained based on the signals from the numerical model for blower output 71b and the temperature sensor 50. [

Description

종형 열처리 장치{VERTICAL THERMAL TREATMENT EQUIPMENT}{Vertical Thermal Treatment Equipments}

본 발명은 종형 열처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vertical type heat treatment apparatus.

반도체 디바이스의 제조에 있어서는, 피처리체, 예를 들어 반도체 웨이퍼에 산화, 확산, CVD, 어닐 등의 열처리를 실시하기 위해 각종 열처리 장치가 사용되고 있다. 그 중 하나로서, 한번에 다수매의 열처리가 가능한 종형 열처리 장치가 알려져 있다. 이 종형 열처리 장치는 하부에 개구부를 갖는 석영제의 처리 용기와, 상기 처리 용기의 개구부를 개폐하는 덮개와, 상기 덮개 상에 설치되어, 복수매의 피처리체를 상하 방향으로 소정의 간격으로 보유 지지하는 보유 지지구와, 상기 처리 용기의 주위에 설치되어, 처리 용기 내로 반입된 상기 피처리체를 가열하는 히터를 포함하는 노 본체를 구비하고 있다.BACKGROUND ART [0002] In the manufacture of semiconductor devices, various heat treatment apparatuses are used for subjecting an object to be processed, for example, a semiconductor wafer, to heat treatment such as oxidation, diffusion, CVD, or annealing. As one of them, a vertical type heat treatment apparatus capable of performing a plurality of heat treatment at a time is known. The vertical type heat treatment apparatus includes a quartz processing vessel having an opening at a lower portion thereof, a lid for opening and closing an opening of the processing vessel, and a lid provided on the lid to hold a plurality of objects in a vertical direction at predetermined intervals And a furnace body provided around the processing vessel and including a heater for heating the object to be processed brought into the processing vessel.

또한, 종형 열처리 장치로서는, 히터를 포함하는 노 본체 내에 공기를 송풍하여 처리 용기를 강제적으로 공냉하기 위한 송풍기를 구비한 것도 제안되어 있다(예를 들어, 일본 특허 출원 공개 제2002-305189호 공보 참조). 상기 송풍기는 열처리 종료 후에 웨이퍼 및 처리 용기를 신속하게 냉각하기 위해 사용되고 있었다.Also, as a vertical heat treatment apparatus, there has been proposed a system in which a blower for blowing air into a furnace body including a heater to forcibly air-cool the processing vessel (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-305189 ). The blower was used to quickly cool the wafer and the processing container after the end of the heat treatment.

그런데, 열처리로서는, 예를 들어 웨이퍼에 저유전율의 막을 형성하는 경우와 같이 저온 영역, 예를 들어 100 내지 500℃에서의 열처리가 있다. 이 저온 영역에서의 열처리의 경우, 어떻게 신속하게 소정의 열처리 온도에 승온ㆍ수렴시킬지가 과제로 된다. 저온용 열처리 장치로서는, 열응답성을 양호하게 하기 위해 석영제의 처리 용기를 사용하지 않고 금속제의 처리실을 갖는 열처리 장치가 제안되어 있다. 한편, 열처리 시에 반응 생성물이나 부생성물 등의 부착물이 발생하는 경우에는, 클리닝이나 교환이 용이한 석영제의 처리 용기가 장치 구성상 필요하다. 또한, 높은 단열 성능을 가진 히터를 사용함으로써, 장치의 에너지 절약화를 실현할 수 있지만, 그것에 의해 노 내 온도의 제어성이 악화된다. 이 경우에도, 어떻게 신속하게 소정의 열처리 온도에 승온ㆍ수렴시킬지가 과제로 되고, 이는 저온 영역에 한정되지 않는 과제이다.As the heat treatment, for example, there is a heat treatment at a low temperature region, for example, at 100 to 500 ° C, as in the case of forming a low dielectric constant film on a wafer. In the case of the heat treatment in this low temperature region, how to rapidly raise and converge to a predetermined heat treatment temperature is a problem. As a low-temperature heat treatment apparatus, there has been proposed a heat treatment apparatus having a treatment chamber made of metal without using a quartz treatment vessel in order to improve heat responsiveness. On the other hand, when deposits such as reaction products and by-products are generated during the heat treatment, a quartz treatment vessel which is easy to clean or replace is required in view of the apparatus configuration. Further, by using a heater having a high heat insulating performance, the energy saving of the apparatus can be realized, but the controllability of the furnace temperature is deteriorated thereby. Even in this case, how to quickly raise and lower the temperature to a predetermined heat treatment temperature is a problem, which is not a problem in a low-temperature region.

일본 특허 출원 공개 제2002-305189호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-305189 일본 특허 출원 공개 제2005-188869호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-188869

그러나, 석영제의 처리 용기를 갖는 종형 열처리 장치에 있어서는, 처리 용기의 열용량이 크기 때문에, 저온 영역에서의 승온 리커버리에 있어서의 수렴 시간이 길게 걸린다고 하는 문제가 있었다. 또한, 에너지 절약화 등을 위해 고단열의 히터를 사용하는 경우에는 저온 영역에 한정되지 않고 발생하는 문제이다. 승온 리커버리에 있어서의 수렴 시간이 길게 걸리면, 처리량의 향상에 영향을 미친다. 이와 같은 수렴 시간이 길게 걸리는 문제는 승온 과정뿐만 아니라, 강온 과정 혹은 온도 안정 시에도 마찬가지로 발생하는 문제이다.However, in a vertical type heat treatment apparatus having a quartz-made processing vessel, there is a problem that the heat capacity of the processing vessel is large, so that the convergence time in the temperature rise recovery in the low temperature region is long. Further, in the case of using a heater with high thermal conductivity for energy saving and the like, the problem is not limited to the low temperature region. If the convergence time in the temperature rise recovery is long, the improvement of the throughput is affected. Such a problem that the convergence time takes a long time is a problem that occurs not only in the temperature rise process but also in the temperature decrease or temperature stabilization.

본 발명은 이와 같은 점을 고려하여 이루어진 것으로, 저온 영역에서의 혹은 높은 단열 성능을 갖는 히터를 사용했을 때의 승온 과정, 강온 과정 혹은 온도 안정 시에 있어서의 수렴 시간을 단축할 수 있고, 처리 용기 내의 온도를 고정밀도로 목표 온도에 수렴시킬 수 있는 열처리 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to shorten the convergence time in the temperature raising process, the temperature raising process or the temperature stabilizing process in the case of using a heater having a low heat- And a control method thereof, which can converge the temperature within a predetermined temperature range to a target temperature with high accuracy.

본 발명은 노 본체와, 노 본체 내주면에 설치된 히터와, 노 본체 내에 배치되어, 노 본체와의 사이에 공간을 형성하는 동시에, 내부에 복수의 피처리체를 수납하는 처리 용기와, 노 본체에 냉각 매체 공급 라인을 통해 접속되어, 노 본체와 처리 용기 사이의 공간에 냉각 매체를 공급하는 블로어와, 노 본체에 설치된 배기관과, 처리 용기 내부 또는 외부의 온도를 검출하는 노 내 온도 센서와, 히터와, 블로어를 제어하고, 처리 용기 내의 온도를 조정하여 처리 용기 내의 온도를 소정의 목표 온도에 수렴시키는 제어 장치를 구비하고, 제어 장치는 미리 정해진 히터 출력과 블로어 출력에 관한 수치 모델과, 이 수치 모델과 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 히터 출력을 구하는 히터 출력 연산부와, 수치 모델과 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 블로어 출력을 구하는 블로어 출력 연산부를 갖는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.A furnace is provided with a furnace body, a heater provided on the furnace inner circumferential surface, a processing vessel disposed in the furnace body and forming a space between the furnace body and accommodating a plurality of objects to be processed therein, A blower connected to the space between the furnace body and the processing vessel via a medium supply line, an exhaust pipe provided in the furnace body, an in-furnace temperature sensor for detecting the temperature inside or outside the processing vessel, And a control device for controlling the blower and adjusting the temperature in the processing container to converge the temperature in the processing container to a predetermined target temperature. The control device includes a numerical model relating to a predetermined heater output and a blower output, And a heater output calculation unit for obtaining a heater output based on the temperature in the furnace from the temperature sensor in the furnace, And a blower output calculating unit for obtaining a blower output based on the temperature.

본 발명은, 수치 모델은 히터 출력용 수치 모델과, 블로어 출력용 수치 모델을 갖고, 히터 출력 연산부는 히터 출력용 수치 모델과, 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 히터 출력을 구하고, 블로어 출력 연산부는 블로어 출력용 수치 모델과, 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 블로어 출력을 구하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.The present invention is characterized in that the numerical model has a numerical model for heater output and a numerical model for blower output, wherein the heater output calculation unit obtains a heater output based on the temperature in the furnace from the furnace temperature sensor, Is a heat treatment apparatus characterized by obtaining a blower output based on a numerical model for blower output and a furnace temperature from a furnace temperature sensor.

본 발명은, 제어 장치는 또한 블로어 출력 연산부로부터의 블로어 출력을 냉각 매체 유량으로 변환하는 유량 제어 연산부를 더 갖는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.The present invention is also the heat treatment apparatus characterized in that the control apparatus further includes a flow control arithmetic section for converting the blower output from the blower output arithmetic section into the cooling medium flow rate.

본 발명은, 유량 제어 연산부는 냉각 매체 유량에 기초하여, 블로어의 회전수 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.The present invention is a heat treatment apparatus characterized in that the flow rate control arithmetic unit controls the number of revolutions of the blower based on the cooling medium flow rate.

본 발명은 배기관에 배기 온도 센서가 설치되고, 제어 장치는 배기 온도 센서로부터의 배기 온도에 추종하는 설정 온도를 갖고 추가 블로어 출력을 결정하는 추가 블로어 출력 연산부와, 블로어 출력 연산부로부터의 블로어 출력과, 추가 블로어 출력 연산부로부터의 추가 블로어 출력을 합산하는 블로어 출력 합산부를 더 갖는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.The present invention is characterized in that the exhaust pipe is provided with an exhaust temperature sensor, the control device includes an additional blower output operation unit having a set temperature that follows the exhaust temperature from the exhaust temperature sensor and determining an additional blower output, a blower output from the blower output operation unit, And a blower output summing unit for summing the additional blower output from the additional blower output calculating unit.

본 발명은 복수의 존으로 구획된 노 본체와, 노 본체의 각 존의 내주면에 설치된 히터와, 노 본체 내에 배치되어, 노 본체와의 사이에 공간을 형성하는 동시에, 내부에 복수의 피처리체를 수납하는 처리 용기와, 노 본체의 각 존에 냉각 매체 공급 라인을 통해 접속되어, 노 본체와 처리 용기 사이의 공간에 냉각 매체를 공급하는 블로어와, 노 본체의 각 존에 설치된 배기관과, 노 본체의 각 존에 대응하는 처리 용기의 내부 또는 외부의 온도를 검출하는 노 내 온도 센서와, 각 존에 대응하는 히터와 블로어를 제어하고, 처리 용기 내의 온도를 조정하여 처리 용기 내의 온도를 소정의 목표 온도에 수렴시키는 제어 장치를 구비하고, 제어 장치는 미리 정해진 히터 출력과 블로어 출력에 관한 각 존마다의 수치 모델과, 당해 존에 대응하는 수치 모델과 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 당해 존의 히터 출력을 구하는 히터 출력 연산부와, 당해 존에 대응하는 수치 모델과 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 당해 존의 블로어 출력을 구하는 블로어 출력 연산부를 갖는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.The present invention provides a furnace comprising a furnace body partitioned into a plurality of zones, a heater provided on an inner peripheral surface of each zone of the furnace body, and a heater disposed in the furnace body to form a space between the furnace body and a plurality of objects A blower connected to each zone of the furnace body through a cooling medium supply line to supply a cooling medium to a space between the furnace body and the processing chamber; an exhaust pipe provided in each zone of the furnace body; And a controller for controlling the heater and the blower corresponding to each zone to adjust the temperature in the processing vessel to set the temperature in the processing vessel to a predetermined target And the control device includes a numerical model for each zone relating to a predetermined heater output and a blower output, a numerical model corresponding to the zone, A heater output computing unit for obtaining a heater output of the zone based on the temperature in the furnace from the temperature sensor, a numerical model corresponding to the zone, and a blower for obtaining the blower output of the zone based on the furnace temperature from the furnace temperature sensor And an output calculating unit.

본 발명은 노 본체와, 노 본체 내주면에 설치된 히터와, 노 본체 내에 배치되어, 노 본체와의 사이에 공간을 형성하는 동시에, 내부에 복수의 피처리체를 수납하는 처리 용기와, 노 본체에 냉각 매체 공급 라인을 통해 접속되어, 노 본체와 처리 용기 사이의 공간에 냉각 매체를 공급하는 블로어와, 블로어로부터 공급되는 냉각 매체의 유량을 조정하는 밸브 기구와, 노 본체에 설치된 배기관과, 처리 용기 내부 또는 외부의 온도를 검출하는 노 내 온도 센서와, 히터와, 밸브 기구를 제어하고, 처리 용기 내의 온도를 조정하여 처리 용기 내의 온도를 소정의 목표 온도에 수렴시키는 제어 장치를 구비하고, 제어 장치는 미리 정해진 히터 출력과 냉각 출력에 관한 수치 모델과, 이 수치 모델과 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 히터 출력을 구하는 히터 출력 연산부와, 수치 모델과 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 냉각 출력을 구하는 냉각 출력 연산부와, 냉각 출력 연산부로부터의 냉각 출력을 냉각 매체 유량으로 변환하는 유량 제어 연산부를 갖고, 유량 제어 연산부는 냉각 매체 유량에 기초하여, 밸브 기구를 제어하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.A furnace is provided with a furnace body, a heater provided on the furnace inner circumferential surface, a processing vessel disposed in the furnace body and forming a space between the furnace body and accommodating a plurality of objects to be processed therein, A blower which is connected through a medium supply line and supplies a cooling medium to a space between the furnace body and the processing container; a valve mechanism that adjusts a flow rate of the cooling medium supplied from the blower; an exhaust pipe provided in the furnace body; And a control device for controlling the heater and the valve mechanism to adjust the temperature in the processing vessel to converge the temperature in the processing vessel to a predetermined target temperature, A numerical model relating to a predetermined heater output and a cooling output, and a heater output based on the numerical model and the furnace temperature from the furnace temperature sensor A cooling output calculation unit for obtaining a cooling output based on the temperature in the furnace from the numerical model and the furnace temperature sensor; and a flow control calculation unit for converting the cooling output from the cooling output calculation unit to the cooling medium flow rate, And the flow rate control operation unit controls the valve mechanism based on the cooling medium flow rate.

본 발명은, 수치 모델은 히터 출력용 수치 모델과, 냉각 출력용 수치 모델을 갖고, 히터 출력 연산부는 히터 출력용 수치 모델과, 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 히터 출력을 구하고, 냉각 출력 연산부는 블로어 출력용 수치 모델과, 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 냉각 출력을 구하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.The present invention is characterized in that the numerical model has a numerical model for a heater output and a numerical model for a cooling output, the heater output arithmetic section calculates a heater output based on a numerical model for heater output and a furnace temperature from the furnace temperature sensor, Is a heat treatment apparatus characterized by obtaining a cooling output based on a numerical model for blower output and a furnace temperature from a furnace temperature sensor.

본 발명은 복수의 존으로 구획된 노 본체와, 노 본체의 각 존의 내주면에 설치된 히터와, 노 본체 내에 배치되어, 노 본체와의 사이에 공간을 형성하는 동시에, 내부에 복수의 피처리체를 수납하는 처리 용기와, 노 본체의 각 존에 냉각 매체 공급 라인을 통해 접속되어, 노 본체와 처리 용기 사이의 공간에 냉각 매체를 공급하는 블로어와, 블로어로부터 공급되는 냉각 매체의 유량을 조정하는 밸브 기구와, 노 본체의 각 존에 설치된 배기관과, 노 본체의 각 존에 대응하는 처리 용기의 내부 또는 외부의 온도를 검출하는 노 내 온도 센서와, 각 존에 대응하는 히터와 밸브 기구를 제어하고, 처리 용기 내의 온도를 조정하여 처리 용기 내의 온도를 소정의 목표 온도에 수렴시키는 제어 장치를 구비하고, 제어 장치는 미리 정해진 히터 출력과 냉각 출력에 관한 각 존마다의 수치 모델과, 당해 존에 대응하는 수치 모델과 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 당해 존의 히터 출력을 구하는 히터 출력 연산부와, 당해 존에 대응하는 수치 모델과 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 당해 존의 냉각 출력을 구하는 냉각 출력 연산부와, 냉각 출력 연산부로부터의 냉각 출력을 냉각 매체 유량으로 변환하는 유량 제어 연산부를 갖고, 유량 제어 연산부는 냉각 매체 유량에 기초하여, 밸브 기구를 제어하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.The present invention provides a furnace comprising a furnace body partitioned into a plurality of zones, a heater provided on an inner peripheral surface of each zone of the furnace body, and a heater disposed in the furnace body to form a space between the furnace body and a plurality of objects A blower which is connected to each zone of the furnace body through a cooling medium supply line and supplies a cooling medium to a space between the furnace body and the processing vessel; a valve for regulating the flow rate of the cooling medium supplied from the blower; An exhaust pipe provided in each zone of the furnace body, an in-furnace temperature sensor for detecting the temperature inside or outside the processing vessel corresponding to each zone of the furnace body, and a heater and a valve mechanism corresponding to each zone And a control device for adjusting the temperature in the processing container so as to converge the temperature in the processing container to a predetermined target temperature, wherein the control device controls the predetermined heater output and the cooling output A heater output calculation unit for obtaining a heater output of the zone based on a numerical model for each zone, a numerical model corresponding to the zone, and a furnace temperature from the furnace temperature sensor, a numerical model corresponding to the zone, A cooling output calculation unit for obtaining a cooling output of the zone based on the temperature in the furnace from the temperature sensor; and a flow control calculation unit for converting the cooling output from the cooling output calculation unit to a cooling medium flow rate, And the valve mechanism is controlled on the basis of the detected temperature.

본 발명에 따르면, 저온 영역에서의 승온 과정, 강온 과정 혹은 온도 안정 시에 있어서의 수렴 시간을 단축할 수 있고, 또한 처리 용기 내의 온도를 고정밀도로 목표 온도에 수렴할 수 있고, 이에 의해 처리량의 향상을 도모할 수 있다. 혹은, 높은 단열 성능의 히터를 사용한 경우에, 처리량에 영향을 미치는 일 없이, 소비 전력의 저감을 도모할 수 있다.According to the present invention, it is possible to shorten the convergence time in the temperature raising process, the temperature raising process or the temperature stabilization in the low temperature region, and the temperature in the process container can be converged to the target temperature with high accuracy, . Alternatively, when a heater with high heat insulation performance is used, power consumption can be reduced without affecting the throughput.

도 1은 본 발명에 의한 열처리 장치의 제1 실시 형태를 개략적으로 도시하는 종단면도.
도 2는 열처리 장치의 냉각 매체 공급 라인 및 냉각 매체 배기 라인을 도시하는 도면.
도 3은 열처리 장치의 제어 방법을 도시하는 개략도.
도 4는 열처리 장치의 제어 장치를 도시하는 개략도.
도 5는 열처리 장치의 제2 실시 형태에 있어서의 제어 장치를 도시하는 개략도.
도 6은 열처리 장치의 제2 실시 형태에 있어서의 제어 방법을 도시하는 도면.
도 7은 열처리 장치의 제3 실시 형태에 있어서의 제어 장치를 도시하는 개략도.
도 8은 열처리 장치의 제4 실시 형태를 도시하는 개략도.1 is a longitudinal sectional view schematically showing a first embodiment of a heat treatment apparatus according to the present invention.
2 is a view showing a cooling medium supply line and a cooling medium discharge line of a heat treatment apparatus;
3 is a schematic view showing a control method of the heat treatment apparatus;
4 is a schematic view showing a control device of a heat treatment apparatus;
5 is a schematic view showing a control device in a second embodiment of the heat treatment apparatus;
6 is a view showing a control method in a second embodiment of the heat treatment apparatus;
7 is a schematic view showing a control device in a third embodiment of the heat treatment apparatus;
8 is a schematic view showing a fourth embodiment of the heat treatment apparatus;

제1 실시 형태First Embodiment

이하에, 도면을 참조하여 본 발명의 제1 실시 형태에 대해 설명한다. 여기서 도 1은 본 발명에 의한 열처리 장치를 개략적으로 도시하는 종단면도, 도 2는 종형 열처리 장치의 냉각 매체 공급 라인 및 냉각 매체 배기 라인을 도시하는 도면, 도 3은 열처리 장치의 제어 방법을 도시하는 개략도, 도 4는 열처리 장치의 제어 장치를 도시하는 개략도이다.Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a heat treatment apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a view showing a cooling medium supply line and a cooling medium exhaust line of a vertical type heat treatment apparatus, and FIG. 3 is a view showing a control method of a heat treatment apparatus And Fig. 4 is a schematic view showing a control device of the heat treatment apparatus.

도 1에 있어서, 종형의 열처리 장치(1)는 피처리체, 예를 들어 반도체 웨이퍼(w)를 한번에 다수매 수용하여 산화, 확산, 감압 CVD 등의 열처리를 실시할 수 있는 종형의 열처리로(2)를 구비하고 있다. 이 열처리로(2)는 내주면에 발열 저항체(히터)(18A)가 설치된 노 본체(5)와, 노 본체(5) 내에 배치되어, 노 본체(5)와의 사이에 공간(33)을 형성하는 동시에, 웨이퍼(w)를 수용하여 열처리하기 위한 처리 용기(3)를 구비하고 있다. 이 중 히터(18A)는, 후술하는 바와 같이 복수의 히터 엘리먼트(18)로 이루어져 있다.1, a vertical type heat treatment apparatus 1 includes a vertical heat treatment furnace 2 capable of housing a plurality of objects to be processed, for example, a plurality of semiconductor wafers at one time and performing heat treatment such as oxidation, diffusion, . The heat treatment furnace 2 is provided with a furnace body 5 provided with a heating resistor (heater) 18A on its inner circumferential surface and a furnace body 5 disposed in the furnace body 5 to form a space 33 between the furnace body 5 At the same time, a processing vessel 3 for receiving and heat-treating the wafers w is provided. Among them, the heater 18A is composed of a plurality of heater elements 18 as described later.

또한, 노 본체(5)는 베이스 플레이트(6)에 의해 지지되고, 이 베이스 플레이트(6)에는 처리 용기(3)를 하방으로부터 상방으로 삽입하기 위한 개구부(7)가 형성되어 있다. 또한, 베이스 플레이트(6)의 개구부(7)에는 베이스 플레이트(6)와 처리 용기(3) 사이의 간극을 덮도록 도시하지 않은 단열재가 설치되어 있다.The furnace body 5 is supported by a base plate 6 and an opening 7 is formed in the base plate 6 for inserting the processing vessel 3 upward from below. A heat insulating material (not shown) is provided in the opening 7 of the base plate 6 so as to cover the gap between the base plate 6 and the processing vessel 3.

처리 용기(3)는 석영제로 이루어지고, 상단부가 폐색되고, 하단부가 노구(3a)로서 개방된 세로로 긴 원통 형상을 갖는다. 처리 용기(3)의 하단부에는 외향의 플랜지(3b)가 형성되고, 플랜지(3b)는 도시하지 않은 플랜지 압박 부재를 통해 상기 베이스 플레이트(6)에 지지되어 있다. 또한, 처리 용기(3)에는 하측부에 처리 가스나 불활성 가스 등을 처리 용기(3) 내에 도입하는 도입 포트(도입구)(8) 및 처리 용기(3) 내의 가스를 배기하기 위한 도시하지 않은 배기 포트(배기구)가 형성되어 있다. 도입 포트(8)에는 가스 공급원(도시하지 않음)이 접속되고, 배기 포트에는, 예를 들어 133×600㎩ 내지 133×10-2㎩ 정도로 감압 제어가 가능한 진공 펌프를 구비한 배기계(도시하지 않음)가 접속되어 있다.The processing vessel 3 is made of quartz and has a vertically elongated cylindrical shape in which the upper end portion is closed and the lower end portion is opened as the noble portion 3a. An outward flange 3b is formed at the lower end of the processing vessel 3 and the flange 3b is supported on the base plate 6 via a flange pressing member not shown. An introduction port (introduction port) 8 for introducing a process gas or inert gas into the process container 3 is provided in the process container 3 and an introduction port And an exhaust port (exhaust port) is formed. Introducing a gas supply port 8 (not shown) is connected, the exhaust port, for example, about 133 × 133 × 10 -2 ㎩ 600㎩ to pressure control is the exhaust system with a possible vacuum pump (not shown Are connected.

처리 용기(3)의 하방에는 처리 용기(3)의 노구(3a)를 폐색하는 덮개(10)가 도시하지 않은 승강 기구에 의해 승강 이동 가능하게 설치되어 있다. 이 덮개(10)의 상부에는 노구의 보온 수단인 보온통(11)이 적재되고, 상기 보온통(11)의 상부에는 직경이 300㎜인 웨이퍼(w)를 다수매, 예를 들어 100 내지 150매 정도 상하 방향으로 소정의 간격으로 탑재하는 보유 지지구인 석영제의 보트(12)가 적재되어 있다. 덮개(10)에는 보트(12)를 그 축심 주위로 회전시키는 회전 기구(13)가 설치되어 있다. 보트(12)는 덮개(10)의 하강 이동에 의해 처리 용기(3) 내로부터 하방의 로딩 에어리어(15) 내로 반출(언로드)되어, 웨이퍼(w)의 이체 후, 덮개(10)의 상승 이동에 의해 처리 용기(3) 내로 반입(로드)된다.A lid 10 for closing the nail 3a of the processing vessel 3 is provided below the processing vessel 3 so as to be movable up and down by an elevating mechanism not shown. A plurality of wafers w having a diameter of 300 mm are stacked on the upper part of the heat-insulating container 11, for example, about 100 to 150 sheets of wafers w And a boat 12 made of quartz, which is a holding and supporting means, is mounted. The lid 10 is provided with a rotation mechanism 13 for rotating the boat 12 about its axis. The boat 12 is unloaded (unloaded) from the inside of the processing vessel 3 into the lower loading area 15 by the lowering movement of the lid 10, so that after the transfer of the wafer w, (Load) into the processing vessel 3 by the discharge gas.

상기 노 본체(5)는 원통 형상의 단열재(16)와, 상기 단열재(16)의 내주면에 축방향(도시예에서는 상하 방향)으로 다단으로 형성된 홈 형상의 선반부(17)를 갖고, 각 선반부(17)를 따라서 히터 엘리먼트(히터선, 발열 저항체)(18)가 배치되어 있다. 단열재(16)는, 예를 들어 실리카, 알루미나 혹은 규산 알루미나를 포함하는 무기질 섬유로 이루어져 있다. 단열재(16)는 세로로 2분할되어 있고, 이로 인해 히터 엘리먼트의 조립 부착 및 히터의 조립을 용이하게 행할 수 있다.The furnace body 5 has a cylindrical heat insulating material 16 and a grooved shelf portion 17 formed on the inner circumferential surface of the heat insulating material 16 at multiple stages in the axial direction A heater element (heater wire, heat generating resistor) 18 is disposed along a portion 17 of the substrate. The heat insulating material 16 is made of inorganic fibers including, for example, silica, alumina or alumina silicate. The heat insulating material 16 is vertically divided into two parts, so that the assembly of the heater element and the assembly of the heater can be easily performed.

상기 단열재(16)에는 상기 히터 엘리먼트(18)를 적절한 간격으로 직경 방향으로 이동 가능하고 또한 선반부(17)로부터 탈락 내지 탈출하지 않도록 보유 지지하는 핀 부재(도시하지 않음)가 배치되어 있다. 상기 원통 형상의 단열재(16)의 내주면에는 이것과 동심의 환형상의 홈부(21)가 축방향으로 소정 피치로 다단으로 형성되고, 이웃하는 상부의 홈부(21)와 하부의 홈부(21) 사이에 둘레 방향으로 연속된 환형상의 상기 선반부(17)가 형성되어 있다. 상기 홈부(21)에 있어서의 히터 엘리먼트(18)의 상부와 하부 및 홈부(21)의 안쪽벽과 히터 엘리먼트(18) 사이에는 히터 엘리먼트(18)의 열팽창 수축 및 직경 방향의 이동을 허용할 수 있는 충분한 간극이 형성되어 있고, 또한 이들 간극에 의해 강제 냉각 시의 냉각 매체가 히터 엘리먼트(18)의 배면으로 돌아 들어가, 히터 엘리먼트(18)를 효과적으로 냉각할 수 있도록 되어 있다. 또한, 이와 같은 냉각 매체로서는, 공기, 질소 가스 혹은 물이 생각된다.The heat insulating material 16 is provided with a fin member (not shown) which is movable in the radial direction at appropriate intervals and which holds the heater element 18 so as not to fall off or escape from the shelf portion 17. An annular groove portion 21 concentric with the cylindrical heat insulating material 16 is formed in the inner peripheral surface of the cylindrical heat insulating material 16 at a predetermined pitch in the axial direction at a plurality of stages and is formed between the adjacent groove portion 21 and the lower groove portion 21 And the shelf portion 17 in the annular shape continuous in the circumferential direction is formed. Between the upper and lower portions of the heater element 18 in the groove portion 21 and the inner wall of the groove portion 21 and the heater element 18, thermal expansion shrinkage and radial movement of the heater element 18 are allowed So that the cooling medium at the time of forced cooling can be directed to the rear surface of the heater element 18 by these gaps so that the heater element 18 can be effectively cooled. The cooling medium may be air, nitrogen gas or water.

각 히터 엘리먼트(18) 사이는 접속판에 의해 접합되고, 단부측에 위치하는 히터 엘리먼트(18)는 단열재(16)를 직경 방향으로 관통하도록 설치된 단자판(22a, 22b)을 통해 외부의 히터 구동부(18B)에 접속되어 있다.The heater element 18 located at the end side is joined to the outer heater driving portion 18a through the terminal plates 22a and 22b provided so as to penetrate the heat insulating material 16 in the radial direction 18B.

노 본체(5)의 단열재(16)의 형상을 보유 지지하는 동시에 단열재(16)를 보강하기 위해, 도 1에 도시한 바와 같이 단열재(16)의 외주면은 금속제, 예를 들어 스테인리스제의 외피(아우터 쉘)(28)로 덮여 있다. 또한, 노 본체(5)의 외부로의 열영향을 억제하기 위해, 외피(28)의 외주면은 수냉 재킷(30)으로 덮여 있다. 단열재(16)의 정상부에는 이것을 덮는 상부 단열재(31)가 설치되고, 이 상부 단열재(31)의 상부에는 외피(28)의 정상부(상단부)를 덮는 스테인리스제의 천장판(32)이 설치되어 있다.The outer circumferential surface of the heat insulating material 16 is made of a metallic material such as stainless steel so as to reinforce the shape of the heat insulating material 16 of the furnace body 5 and to reinforce the heat insulating material 16 Outer shell 28). Further, in order to suppress heat influences to the outside of the furnace body 5, the outer circumferential surface of the shell 28 is covered with a water-cooling jacket 30. A top insulating material 31 covering the top portion of the heat insulating material 16 is provided on the top of the heat insulating material 16. A top plate 32 made of stainless steel is provided on the top of the top insulating material 31 to cover the top (upper end)

또한, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 열처리 후에 웨이퍼를 급속 강온시켜 처리의 신속화 내지 처리량의 향상을 도모하기 위해, 노 본체(5)에는 노 본체(5)와 처리 용기(3) 사이의 공간(33) 내의 분위기를 외부로 배출하는 배열계(35)와, 상기 공간(33) 내에 상온(20 내지 30℃)의 냉각 매체를 도입하여 강제적으로 냉각하는 강제 냉각 매체 수단(36)이 설치되어 있다. 상기 배열계(35)는, 예를 들어 노 본체(5)의 상부에 형성된 배기구(37)로 이루어지고, 상기 배기구(37)에는 공간(33) 내의 냉각 매체를 배기하는 냉각 매체 배기 라인(62)이 접속되어 있다.1 and 2, the furnace body 5 is provided with a furnace main body 5 and a processing vessel 3 in order to rapidly reduce the temperature of the wafer after the heat treatment, A forced cooling medium means 36 for forcedly cooling a room temperature (20 to 30 ° C) by introducing a cooling medium into the space 33; Is installed. The arrangement system 35 comprises an exhaust port 37 formed in the upper portion of the furnace body 5 and a cooling medium exhaust line 62 (not shown) for exhausting the cooling medium in the space 33 is formed in the exhaust port 37 Are connected.

또한, 강제 냉각 매체 수단(36)은 상기 노 본체(5)의 단열재(16)와 외피(28) 사이에 높이 방향으로 복수 형성된 환형상 유로(38)와, 각 환형상 유로(38)로부터 단열재(16)의 중심 경사 방향으로 냉각 매체를 분출하여 상기 공간(33)의 둘레 방향으로 선회류를 발생시키도록 단열재(16)에 형성된 냉각 매체 분출 구멍(40)을 갖고 있다. 상기 환형상 유로(38)는 단열재(16)의 외주면에 띠형상 또는 환형상의 단열재(41)를 부착하거나, 혹은 단열재(16)의 외주면을 환형상으로 깎음으로써 형성되어 있다. 상기 냉각 매체 분출 구멍(40)은 단열재(16)에 있어서의 상하에 인접하는 히터 엘리먼트(18) 사이인 선반부(17)에 이것을 직경 방향의 내외로 관통하도록 형성되어 있다. 이와 같이 냉각 매체 분출 구멍(40)을 선반부(17)에 형성함으로써, 히터 엘리먼트(18)에 방해되는 일 없이 냉각 매체를 상기 공간(33)으로 분출할 수 있다.The forced cooling medium means 36 includes a plurality of annular flow paths 38 formed in the height direction between the heat insulating material 16 and the sheath 28 of the furnace body 5, (40) formed in the heat insulating material (16) for ejecting the cooling medium in the center oblique direction of the space (16) and generating a swirling flow in the circumferential direction of the space (33). The annular flow path 38 is formed by attaching a band-like or annular heat insulating material 41 to the outer circumferential surface of the heat insulating material 16 or by cutting the outer circumferential surface of the heat insulating material 16 into an annular shape. The cooling medium spouting holes 40 are formed in the shelf portion 17 between the heater elements 18 adjacent to the upper and lower sides of the heat insulating material 16 so as to penetrate the cooling medium spouting holes 40 in the radial direction. By forming the cooling medium spouting holes 40 in the shelf portion 17 in this manner, the cooling medium can be ejected into the space 33 without being disturbed by the heater element 18. [

그런데, 히터 엘리먼트(18)로서 띠형상의 발열 저항체를 사용하여, 선반부(17) 내에 수납한 예를 나타냈지만, 히터 엘리먼트(18)로서는 이와 같은 구조의 것으로 한정되지 않고, 다른 다양한 구조의 히트 엘리먼트를 사용할 수 있다. 또한, 냉각 매체 분출 구멍(40)으로부터의 냉각 매체에 의해 공간(33) 내에 선회류를 발생시키는 예에 대해 도시하였지만, 냉각 매체 분출 구멍(40)으로부터의 냉각 매체에 의해 반드시 선회류를 발생시킬 필요는 없다.However, the heater element 18 is not limited to the above-described structure. The heater element 18 may be a heater having various structures, for example, Element can be used. Although the example in which the swirling flow is generated in the space 33 by the cooling medium from the cooling-medium spouting hole 40 is shown, the swirling flow may be generated by the cooling medium from the cooling-medium spouting hole 40 There is no need.

상기 외피(28)의 외주면에는 각 환형상 유로(38)에 냉각 매체를 분배 공급하기 위한 공통의 1개의 공급 덕트(49)가 높이 방향을 따라서 설치되고, 외피(28)에는 공급 덕트(49) 내와 각 환형상 유로(38)를 연통하는 연통구가 형성되어 있다. 공급 덕트(49)에는 냉각 매체를 공급하는 냉각 매체 공급 라인(52)이 접속되어 있다.One common supply duct 49 for distributing and supplying the cooling medium to the respective annular flow paths 38 is provided along the height direction on the outer peripheral surface of the outer envelope 28. A supply duct 49 is provided on the outer envelope 28, And a communication hole communicating the inside and each of the annular flow paths 38 is formed. The supply duct 49 is connected to a cooling medium supply line 52 for supplying a cooling medium.

또한, 처리 용기(3) 내에는 당해 처리 용기(3) 내의 온도를 검지하는 온도 센서(노 내 온도 센서)(50)가 설치되고, 이 온도 센서(50)로부터의 검지 신호는 신호 라인(50a)을 통해 제어 장치(51)로 보내진다. 또한, 온도 센서(50)를 반드시 처리 용기(3) 내에 설치할 필요는 없고, 노 본체(5)와 처리 용기(3) 사이의 공간(33) 내에 온도 센서(50)를 설치하거나, 또는 양쪽에 설치해도 좋다(도 1의 2점 쇄선).A temperature sensor (non-in-temperature sensor) 50 for detecting the temperature in the processing vessel 3 is provided in the processing vessel 3, and a detection signal from the temperature sensor 50 is supplied to the signal line 50a To the control device 51 via the network interface. The temperature sensor 50 is not necessarily provided in the processing vessel 3 and the temperature sensor 50 may be provided in the space 33 between the furnace body 5 and the processing vessel 3, (Two-dot chain line in Fig. 1).

또한, 배기구(37) 내에도 온도 센서(배기 온도 센서)(80)가 설치되고, 이 온도 센서(80)로부터의 검지 신호는 신호 라인(80a)을 통해 제어 장치(51)로 보내진다.A temperature sensor (exhaust temperature sensor) 80 is also provided in the exhaust port 37 and a detection signal from the temperature sensor 80 is sent to the control device 51 through the signal line 80a.

또한, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 냉각 매체 공급 라인(52)과 냉각 매체 배기 라인(62)은 각각 독립하여 오픈계 냉각 매체 공급/배기 라인을 구성하고 있다. 이 중 냉각 매체 공급 라인(52)에는 유량 센서(52a) 및 냉각 매체 공급 블로어(53)가 설치되고, 이 냉각 매체 공급 블로어(53)는 인버터 구동부(53a)를 갖고 있다.1 and 2, the cooling medium supply line 52 and the cooling medium exhaust line 62 constitute an open system cooling medium supply / exhaust line independently of each other. The cooling medium supply line 52 is provided with a flow rate sensor 52a and a cooling medium supply blower 53. The cooling medium supply blower 53 has an inverter driving unit 53a.

또한, 냉각 매체 공급 블로어(53)의 입구측에는 댐퍼(56)가 설치되고, 냉각 매체 공급 블로어(53)의 출구측에는 구멍 밸브(54) 및 나비 밸브(55)가 배치되어 있다. 이들 냉각 매체 공급 블로어(53)의 입구측의 댐퍼(56) 및 냉각 매체 공급 블로어(53)의 출구측의 구멍 밸브(54) 및 나비 밸브(55)는 모두 개폐 조정 가능하게 되어 있고, 댐퍼(56), 구멍 밸브(54) 및 나비 밸브(55)는 냉각 매체 공급 라인측 밸브 기구(54A)를 구성하고 있다.A damper 56 is provided at the inlet side of the cooling medium supply blower 53 and a hole valve 54 and a butterfly valve 55 are disposed at the outlet side of the cooling medium supply blower 53. The damper 56 on the inlet side of the cooling medium supply blower 53 and the hole valve 54 and the butterfly valve 55 on the outlet side of the cooling medium supply blower 53 are both openable and closable, 56, the hole valve 54 and the butterfly valve 55 constitute a cooling medium supply line side valve mechanism 54A.

또한, 냉각 매체 배기 라인(62)에는 유량 센서(62a) 및 냉각 매체 배기 블로어(63)가 설치되고, 이 냉각 매체 배기 블로어(63)는 인버터 구동부(63a)를 갖고 있다.The cooling medium exhaust line 62 is provided with a flow rate sensor 62a and a cooling medium exhaust blower 63. The cooling medium exhaust blower 63 has an inverter driving section 63a.

또한, 냉각 매체 배기 블로어(63)의 입구측에는 나비 밸브(66) 및 구멍 밸브(67)가 설치되고, 냉각 매체 배기 블로어(63)의 출구측에는 구멍 밸브(64), 나비 밸브(65)가 배치되어 있다. 이들 냉각 매체 배기 블로어(63)의 입구측의 나비 밸브(66) 및 구멍 밸브(67) 및 냉각 매체 배기 블로어(63)의 출구측의 구멍 밸브(64) 및 나비 밸브(65)는 모두 개폐 조정 가능하게 되어 있고, 또한 냉각 매체 배기 블로어(63)의 입구측의 나비 밸브(66) 및 구멍 밸브(67) 및 냉각 매체 배기 블로어(63)의 출구측의 구멍 밸브(64) 및 나비 밸브(65)는 냉각 매체 배기 라인측 밸브 기구(64A)를 구성하고 있다.A butterfly valve 66 and a hole valve 67 are provided on the inlet side of the cooling medium exhaust blower 63 and a hole valve 64 and a butterfly valve 65 are disposed on the outlet side of the cooling medium exhaust blower 63 . Both the butterfly valve 66 and the hole valve 67 on the inlet side of the cooling medium exhaust blower 63 and the hole valve 64 and the butterfly valve 65 on the outlet side of the cooling medium exhaust blower 63 are both opened / The hole valve 66 and the hole valve 67 at the inlet side of the cooling medium exhaust blower 63 and the hole valve 64 at the outlet side of the cooling medium exhaust blower 63 and the butterfly valve 65 Constitute a cooling medium exhaust line side valve mechanism 64A.

그리고 냉각 매체 공급 블로어(53), 냉각 매체 공급 라인(52), 냉각 매체 공급 라인측 밸브 기구(54A), 냉각 매체 배기 블로어(63), 냉각 매체 배기 라인(62) 및 냉각 매체 배기 라인측 밸브 기구(64A)에 의해, RCU 시스템(Rapid Cooling Unit)(1A)이 구성되어 있다.The cooling medium supply line 51 is connected to the cooling medium supply line 53 and the cooling medium supply line 52. The cooling medium supply line 53 is connected to the cooling medium supply line 52, the cooling medium supply line side valve mechanism 54A, the cooling medium exhaustion blower 63, The mechanism 64A constitutes an RCU system (Rapid Cooling Unit) 1A.

다음에, 온도 센서(50)에 접속된 제어 장치(51)에 대해 상세하게 서술한다.Next, the control device 51 connected to the temperature sensor 50 will be described in detail.

온도 센서(50)는, 상술한 바와 같이 처리 용기(3) 내에 설치되어 처리 용기(3) 내의 온도를 검출하는 것이지만, 노 본체(5)와 처리 용기(3) 사이의 공간(33) 내에 온도 센서(50)를 설치함으로써, 간접적으로 처리 용기(3) 내의 온도를 검출해도 좋다.The temperature sensor 50 detects the temperature in the processing vessel 3 as described above but is disposed in the space 33 between the furnace body 5 and the processing vessel 3, By providing the sensor 50, the temperature in the processing vessel 3 may be detected indirectly.

온도 센서(50)로 검출된 검지 신호는 신호 라인(50a)을 통해 제어 장치(51)로 보내진다. 이 제어 장치(51)는, 예를 들어 100℃ 내지 500℃의 저온 영역에서의 승온 과정, 강온 과정 혹은 온도 안정 시에 있어서, 소정의 목표 온도에 대한 수렴 시간을 단축시키고, 또한 고정밀도로 목표 온도에 근접시키는 것이다(도 4).The detection signal detected by the temperature sensor 50 is sent to the control device 51 through the signal line 50a. The controller 51 shortens the convergence time for a predetermined target temperature in a temperature raising process, a temperature raising process or a temperature stabilization in a low temperature region of, for example, 100 deg. C to 500 deg. C, (Fig. 4).

즉, 제어 장치(51)는 미리 정해진 히터 출력과 블로어 출력에 관한 수치 모델(71)과, 이 수치 모델(71)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 히터 출력을 구하는 히터 출력 연산부(51a)와, 수치 모델(71)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 블로어 출력을 구하는 블로어 출력 연산부(51b)를 갖고 있다.That is, the control device 51 includes a numerical model 71 for a predetermined heater output and a blower output, a heater output (heater output) for obtaining a heater output based on the temperature in the furnace from the numerical model 71 and the temperature sensor 50 And a blower output calculating section 51b for obtaining a blower output based on the temperature in the furnace from the numerical model 71 and the temperature sensor 50. [

이 중, 수치 모델(71)은 히터 출력용 수치 모델(71a)과 블로어 출력용 수치 모델(71b)을 갖고 있고, 히터 출력 연산부(51a)는 히터 출력용 수치 모델(71a)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 히터 출력을 구하고, 블로어 출력 연산부(51b)는 블로어 출력용 수치 모델(71b)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 블로어 출력을 구한다.The numerical model 71 includes a numerical model 71a for heater output and a numerical model 71b for blower output and the heater output arithmetic unit 51a is a numerical model for the heater output, The blower output calculating unit 51b obtains the blower output based on the furnace temperature from the numerical model 71b for blower output and the temperature sensor 50. [

여기서 수치 모델(71) 중, 히터 출력용 수치 모델(71a)에 대해 설명한다.Here, the numerical model for heater output 71a of the numerical model 71 will be described.

히터 출력용 수치 모델(71a)은 온도 센서(50) 및 히터 구동부(18B)로부터, 미리 반도체 웨이퍼(w)의 온도를 추측하고, 또한 추측한 온도를 전체적으로 목적 온도에 근접시키기 위해, 히터(18)에 공급하는 전력을 특정 가능한 수학 모델이고, 임의의 모델(다변수, 다차원, 다출력 함수)을 이용 가능하다. 이와 같은 히터 출력용 수치 모델(71a)로서는, 예를 들어 미국 특허 제5,517,594호 공보에 개시된 모델을 사용할 수 있다.The heater output numerical model 71a estimates the temperature of the semiconductor wafer w in advance from the temperature sensor 50 and the heater driving section 18B and controls the heater 18 so as to approximate the estimated temperature as a whole to the target temperature as a whole. (Multivariable, multi-dimensional, multi-output function) can be used. As the heater output numerical model 71a, for example, a model disclosed in U.S. Patent No. 5,517,594 can be used.

이하, 미국 특허 제5,517,594호 공보에 개시된 모델을 예로 들어 설명한다. 우선, 도 1에 도시하는 열처리 장치에, 중심과 주연부로부터, 예를 들어 6㎜ 이격된 위치에 열전대를 내장한 5매의 테스트용 반도체 웨이퍼를 준비한다. 다음에, 이들 5매의 테스트용 반도체 웨이퍼가, 5개의 존에 1개씩 위치하도록, 테스트용 웨이퍼와 통상의 웨이퍼를 보트에 적재한다. 다음에, 이 보트를 처리 용기에 로드한다. 다음에, 히터에 고주파 대역의 신호 및 저주파 대역의 신호를 인가하고, 온도 센서의 출력, 테스트용 웨이퍼 상의 열전대의 출력(웨이퍼 온도), 히터에 공급되는 전류 등의 데이터를, 예를 들어 1 내지 5초의 샘플링 주기로 취득한다.Hereinafter, a model disclosed in U.S. Patent No. 5,517,594 will be described as an example. First, in the heat treatment apparatus shown in Fig. 1, five test semiconductor wafers each having a thermocouple built in a position separated from the center and the periphery by, for example, 6 mm are prepared. Next, the test wafer and the ordinary wafer are loaded on the boat so that the five test semiconductor wafers are positioned one by one in five zones. Next, the boat is loaded into a processing vessel. Next, a signal of a high frequency band and a signal of a low frequency band are applied to the heater, and data such as the output of the temperature sensor, the output (wafer temperature) of the thermocouple on the test wafer and the current supplied to the heater, The sampling period is 5 seconds.

다음에, 일정한 온도 범위, 예를 들어 400℃ 내지 1100℃의 범위에서, 100℃ 간격으로 온도 대역을 설정한다(넓은 온도 대역을 1개의 모델로 커버하면 온도의 추정 등이 부정확해져 버리기 때문에). 취득한 데이터로부터, 각 온도 대역에 대해, 수학식 1에 나타내는 ARX(자동 회귀) 모델을 설정한다.Next, a temperature band is set at an interval of 100 占 폚 at a constant temperature range, for example, in a range of 400 占 폚 to 1100 占 폚 (since the estimation of the temperature becomes inaccurate if a wide temperature band is covered with one model). From the obtained data, an ARX (automatic regression) model shown in Equation (1) is set for each temperature band.

Figure 112011070145294-pat00001
Figure 112011070145294-pat00001

yt:시점 t에서의 이하의 내용을 성분으로 하는 p행 1열의 벡터y t : vector of row 1 of p column with the following contents at time t

내용:온도 센서의 출력의 변동량(이 예에서는 5개의 온도 센서 전대가 존재하므로, 5성분), 상기와는 별도의 장소에 놓인 온도 센서의 출력의 변동량(이 예에서는 5개의 온도 센서가 존재하므로, 5성분), 웨이퍼의 중심부에 세트한 열전대의 출력의 변동량(이 예에서는 5개), 웨이퍼의 주연부에 세트한 열전대의 출력 변동량(이 예에서는 5개). 따라서, 이 예에서는, y1은 20행 1열의 벡터로 된다.Contents: The variation of the output of the temperature sensor (five components in this example, since there are five temperature sensor generators), the variation of the output of the temperature sensor located separately from the above (in this example, there are five temperature sensors (Five in this example) of the output of the thermocouple set in the central portion of the wafer, and the output fluctuation amount (five in this example) of the thermocouple set on the periphery of the wafer. Therefore, in this example, y 1 is a vector of 20 rows and 1 column.

ut:시점 t에서의 히터 전력의 변동량을 성분으로 하는 m행 1열의 벡터(이 예에서는, 히터가 5대이므로, 5행 1열).u t is a vector of m rows and one column (in this example, five heaters, five rows and one column) having a variation in heater power at time t.

et:화이트 노이즈를 성분으로 하는 m행 1열의 벡터.e t : Vector of m rows and one column, white noise.

n:지연(예를 들어, 8).n: Delay (for example, 8).

AA1 내지 AAn:p행 p열의 행렬(이 예에서는 20행 20열).AA 1 to AA n : matrix of p rows and p columns (20 rows and 20 columns in this example).

BB1 내지 BBn:p행 m열의 행렬(이 예에서는 20행 50열).BB 1 to BB n : a matrix of p rows and m columns (20 rows and 50 columns in this example).

여기서, 각 계수 AA1 내지 AAn과 BB1 내지 BBn을, 최소 제곱법 등을 사용하여 결정한다.Here, the coefficients AA 1 to AA n and BB 1 to BB n are determined by a least square method or the like.

이 ARX 모델 관계를 상태 공간법에 적용하면, 그 기본 방정식은 수학식 2로 나타내게 된다.When this ARX model relation is applied to the state space method, its basic equation is expressed by Equation (2).

Figure 112011070145294-pat00002
Figure 112011070145294-pat00002

여기서, x는 상태 변수, K는 칼만 필터의 피드백계, A, B, C는 행렬이다.Where x is the state variable, K is the feedback system of the Kalman filter, and A, B, C are the matrices.

실제의 성막 시의 처리 속도를 향상시키기 위해, 차수를 10차 정도까지 저차원화하고, 수학식 2로부터 온도 대역마다 수식 모델을 작성한다.In order to improve the processing speed at the time of actual film formation, the degree is lowered to about the order of 10, and an equation model is created for each temperature band from the equation (2).

이와 같이 하여, 온도 대역마다, 입력[온도 센서 및 히터 전력(P)]으로부터 웨이퍼의 온도를 유도하는 수학식 3을 유도한다.In this manner, the formula (3) for deriving the wafer temperature from the input (temperature sensor and heater power (P)) is derived for each temperature band.

Figure 112011070145294-pat00003
Figure 112011070145294-pat00003

다음에, 다시 테스트용 웨이퍼를 처리하여, 수학식 3에 기초하여 추정된 웨이퍼 온도(Tmodel)와 실측값(Twafer)을 비교하여, 모델을 튜닝한다. 이 튜닝 동작을 필요에 따라서 복수회 반복한다.Next, the test wafer is processed again, and the estimated wafer temperature (Tmodel) is compared with the measured value (Twafer) based on Equation (3) to tune the model. This tuning operation is repeated a plurality of times as necessary.

이와 같이 하여, 웨이퍼의 처리 매수 및 그 배치에 따라서, 웨이퍼의 온도 추정 및 웨이퍼 온도를 목표 온도로 하기 위한 출력을 정의하는 히터 출력용 수치 모델(71a)이 얻어진다. 또한, 추측한 웨이퍼 온도를 제어 대상으로 하는 예를 나타냈지만, 관측 온도 그 자체를 제어 대상으로 하는 모델로 해도 좋다.In this manner, a numerical model 71a for heater output is obtained which defines the temperature estimation of the wafer and the output to bring the wafer temperature to the target temperature, in accordance with the number of processed wafers and their arrangement. In addition, while the assumed wafer temperature is shown as an object to be controlled, the observation temperature itself may be a control object.

한편, 블로어 출력용 수치 모델(71b)은 상술한 히터 출력용 수치 모델(71a)을 구하는 방법과 마찬가지로, 히터(18A)를 동작시키면서, 냉각 매체 공급 블로어(53) 및 냉각 매체 배기 블로어(63)를 실제로 동작시켜, 반도체 웨이퍼(w)의 온도를 실측함으로써, 히터 출력용 수치 모델(71a)과 함께 취득 가능하다.On the other hand, the numerical model 71b for outputting the blower actually operates the cooling medium supply blower 53 and the cooling medium exhaust blower 63 while actually operating the heater 18A in the same manner as the above-described method for obtaining the numerical model for heater output 71a And by measuring the temperature of the semiconductor wafer w, it is possible to obtain it together with the numerical model for heater output 71a.

또한, 수치 모델(71)이 히터 출력용 수치 모델(71a)과 블로어 출력용 수치 모델(71b)의 양쪽을 갖는 예를 나타냈지만, 단일의 수치 모델(71) 내에 히터 출력용 수치 모델 및 블로어 출력용 수치 모델을 포함시켜도 좋다.Although the numerical model 71 has both of the heater output numerical model 71a and the blower output numerical model 71b, the numerical model for heater output and the numerical model for blower output May be included.

또한, 히터 출력 연산부(51a)에 의해 구해진 히터 출력은 히터 구동부(18B)로 보내져, 이 히터 구동부(18B)에 의해, 히터 출력 연산부(51)에 의해 구해진 히터 출력에 기초하여 히터(18A)의 히터 엘리먼트(18)가 구동 제어된다.The heater output obtained by the heater output calculating section 51a is sent to the heater driving section 18B so that the heater driving section 18B controls the heater 18A based on the heater output obtained by the heater output calculating section 51 The heater element 18 is driven and controlled.

한편, 블로어 출력 연산부(51b)에 의해 구해진 블로어 출력은 인버터 구동부(53a, 63a)로 보내져, 이들 인버터 구동부(53a, 63a)에 의해 냉각 매체 공급 블로어(53) 및 냉각 매체 배기 블로어(63)가 구동 제어된다.The blower output obtained by the blower output calculating section 51b is sent to the inverter driving sections 53a and 63a and the cooling medium supply blower 53 and the cooling medium exhaust blower 63 are driven by the inverter driving sections 53a and 63a And is driven and controlled.

이와 같이 하여, 냉각 매체 공급 블로어(53)와 냉각 매체 배기 블로어(63)에 의해, 노 본체(5)와 처리 용기(3) 사이의 공간(33) 내에 냉각 매체가 공급된다.The cooling medium is supplied into the space 33 between the furnace body 5 and the processing vessel 3 by the cooling medium supply blower 53 and the cooling medium exhaust blower 63. [

또한, 냉각 매체 공급 블로어(53)와 냉각 매체 배기 블로어(63)를 설치함으로써, 노 본체(5)와 처리 용기(3) 사이의 공간(33) 내에 냉각 매체를 공급하는 예를 나타냈지만, 이에 한정되지 않고, 냉각 매체 공급 블로어(53) 또는 냉각 매체 배기 블로어(63) 중, 어느 한쪽만을 설치하여 노 본체(5)와 처리 용기(3) 사이의 공간(33) 내에 냉각 매체를 공급해도 좋다. 또한, 그 경우에 냉각 매체 공급 라인(52)과 냉각 매체 배기 라인(62)이 모두 블로어에 접속하고, 클로즈계 냉각 매체 공급/배기 라인을 구성해도 좋다. 예를 들어, 냉각 매체 공급 블로어(53)만을 설치하는 경우, 블로어 출력 연산부(51b)에 의해 구해진 블로어 출력에 기초하여, 냉각 매체 공급 블로어(53)의 인버터 구동부(53a)가 구동 제어된다.While the cooling medium supply blower 53 and the cooling medium exhaust blower 63 are provided to supply the cooling medium into the space 33 between the furnace body 5 and the processing vessel 3, The cooling medium supply blower 53 or the cooling medium exhaust blower 63 may be provided to supply the cooling medium into the space 33 between the furnace body 5 and the processing vessel 3 . In this case, both the cooling medium supply line 52 and the cooling medium exhaust line 62 may be connected to the blower to constitute a closed system cooling medium supply / exhaust line. For example, when only the cooling medium supply blower 53 is installed, the inverter driving section 53a of the cooling medium supply blower 53 is driven and controlled based on the blower output obtained by the blower output calculating section 51b.

다음에, 이와 같은 구성으로 이루어지는 열처리 장치의 작용에 대해 설명한다.Next, the operation of the heat treatment apparatus having such a structure will be described.

우선, 보트(12) 내에 웨이퍼(w)가 탑재되고, 웨이퍼(w)가 탑재된 보트(12)가 덮개(10)의 보온통(11) 상에 적재된다. 그 후 덮개(10)의 상승 이동에 의해 보트(12)가 처리 용기(3) 내로 반입된다.First of all, the wafer w is loaded in the boat 12, and the boat 12 on which the wafer w is mounted is placed on the heat insulating container 11 of the lid 10. Thereafter, the boat 12 is carried into the processing vessel 3 by the upward movement of the lid 10.

다음에, 제어 장치(51)는 히터 구동부(18A)를 제어하여 히터 엘리먼트(18)를 작동시켜, 노 본체(5)와 처리 용기(3) 사이의 공간(33)을 가열하고, 처리 용기(3) 내의 보트(12)에 탑재된 웨이퍼(w)에 대해 필요한 열처리를 실시한다.Next, the control device 51 controls the heater driving unit 18A to operate the heater element 18 to heat the space 33 between the furnace body 5 and the processing vessel 3, 3 to the wafer W mounted on the boat 12. [

그동안, 후술하는 바와 같이, 필요에 따라서 열처리 작업의 효율화를 도모하기 위해, 노 본체(5)와 처리 용기(3) 사이의 공간(33) 내를 강제적으로 냉각한다.Meanwhile, as will be described later, the space 33 between the furnace body 5 and the processing vessel 3 is forcibly cooled in order to improve the efficiency of the heat treatment operation as required.

이 경우, 우선 제어 장치(51)에 의해 냉각 매체 공급 블로어(53) 및 냉각 매체 배기 블로어(54)가 작동한다. 이때 냉각 매체(20 내지 30℃)가 냉각 매체 공급 라인(52) 내에 도입되고, 다음에 냉각 매체는 냉각 매체 공급 블로어(53)로부터 공급 덕트(49)로 보내진다.In this case, first, the cooling medium supply blower 53 and the cooling medium exhaust blower 54 are operated by the control device 51. At this time, a cooling medium (20 to 30 캜) is introduced into the cooling medium supply line 52, and then the cooling medium is sent from the cooling medium supply blower 53 to the supply duct 49.

그 후 공급 덕트(49) 내의 냉각 매체는 노 본체(5)의 단열재(16) 외측에 형성된 각 환형상 유로(38) 내에 진입하고, 다음에 환형상 유로(38) 내의 냉각 매체는 단열재(16)를 관통하여 형성된 냉각 매체 분출 구멍(40)으로부터 노 본체(5)와 처리 용기(3) 사이의 공간(33) 내에 분출되어, 이 공간(33) 내를 강제적으로 냉각한다.The cooling medium in the supply duct 49 enters each annular flow path 38 formed outside the heat insulating material 16 of the furnace body 5 and then the cooling medium in the annular flow path 38 flows into the heat insulating material 16 Is blown into the space 33 between the furnace body 5 and the processing vessel 3 from the cooling medium spouting hole 40 formed so as to pass through the space 33 to forcibly cool the space 33. [

공간(33) 내의 냉각 매체는 냉각 매체 배기 라인(62)을 거쳐서 열교환기(69)에 의해 냉각된 후, 냉각 매체 배기 블로어(63)에 의해 외부로 배기된다.The cooling medium in the space 33 is cooled by the heat exchanger 69 via the cooling medium exhaust line 62 and then exhausted to the outside by the cooling medium exhaust blower 63. [

이 경우, 히터 출력 연산부(51a)는 히터 출력용 수치 모델(71a)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 히터 출력을 결정하고, 이 히터 출력에 기초하여 히터 구동부(18B)가 히터(18A)를 구동 제어한다. 또한, 블로어 출력 연산부(51b)는 블로어 출력용 수치 모델(71b)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 블로어 출력을 결정하고, 이 히터 출력에 기초하여 인버터 구동부(53a, 63a)가 냉각 매체 공급 블로어(53) 및 냉각 매체 배기 블로어(54)를 회전수 제어함으로써 구동 제어한다.In this case, the heater output calculating section 51a determines the heater output based on the temperature in the furnace from the numerical model 71a for heater output and the temperature sensor 50, and based on this heater output, (18A). The blower output calculating section 51b determines the blower output based on the temperature in the furnace from the numerical model 71b for blower output and the temperature sensor 50 and determines the blower output based on the heater output based on the output of the inverter drive sections 53a and 63a The cooling medium supply blower 53 and the cooling medium exhaust blower 54 are driven and controlled by controlling the number of revolutions.

이에 의해, 예를 들어 저온 영역에서의 승온 과정, 강온 과정 혹은 온도 안정 시에 있어서 처리 용기(3) 내에 있어서의 온도를 소정의 목표 온도에 단시간에, 또한 고정밀도로 수렴시킬 수 있다.This makes it possible to converge the temperature in the processing vessel 3 to a predetermined target temperature in a short time and with high accuracy, for example, during a temperature raising process, a temperature raising process or a temperature stabilization in a low temperature region.

제2 실시 형태Second Embodiment

다음에, 도 5 및 도 6에 의해 본 발명의 제2 실시 형태에 대해 설명한다.Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 5 and 6. Fig.

도 5 및 도 6에 도시하는 제2 실시 형태는 제어 장치(51)의 구성이 다를 뿐이고, 다른 구성은 도 1 내지 도 4에 나타내는 제1 실시 형태와 대략 동일하다.The second embodiment shown in Figs. 5 and 6 is different only in the configuration of the control device 51, and the other configurations are substantially the same as those of the first embodiment shown in Fig. 1 to Fig.

도 5 및 도 6에 도시하는 제2 실시 형태에 있어서, 도 1 내지 도 4에 도시하는 제1 실시 형태와 동일 부분에는 동일한 부호를 부여하여 상세한 설명은 생략한다.In the second embodiment shown in Figs. 5 and 6, the same parts as those in the first embodiment shown in Figs. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.

도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 미리 정해진 히터 출력과 블로어 출력에 관한 수치 모델(71)과, 이 수치 모델(71)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 히터 출력을 구하는 히터 출력 연산부(51a)와, 수치 모델(71)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 블로어 출력을 구하는 블로어 출력 연산부(51b)를 갖고 있다.5 and 6, the numerical model 71 relating to the predetermined heater output and the blower output, and the heater output based on the furnace temperature from the numerical model 71 and the temperature sensor 50 And a blower output calculating section 51b for obtaining a blower output based on the temperature in the furnace from the numerical model 71 and the temperature sensor 50. [

이 중, 수치 모델(71)은 히터 출력용 수치 모델(71a)과 블로어 출력용 수치 모델(71b)을 갖고 있고, 히터 출력 연산부(51a)는 히터 출력용 수치 모델(71a)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 히터 출력을 구하고, 블로어 출력 연산부(51b)는 블로어 출력용 수치 모델(71b)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 블로어 출력을 구한다.The numerical model 71 includes a numerical model 71a for heater output and a numerical model 71b for blower output and the heater output arithmetic unit 51a is a numerical model for the heater output, The blower output calculating unit 51b obtains the blower output based on the furnace temperature from the numerical model 71b for blower output and the temperature sensor 50. [

또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 제어 장치(51)는 배기 온도 센서(80)로부터의 배기 온도에 추종하는 설정 온도(블로어용 설정 온도)를 갖고 추가 블로어 출력을 결정하는 추가 블로어 출력 연산부(51c)를 갖고 있다.5, the control device 51 is provided with an additional blower output calculating section (for determining the additional blower output) having a set temperature (blower setting temperature) that follows the exhaust temperature from the exhaust temperature sensor 80 51c.

그리고, 블로어 출력 연산부(51b)로부터의 블로어 출력과, 추가 블로어 출력 연산부(51c)로부터의 추가 블로어 출력이 블로어 출력 합산부(51d)에 있어서 합산되고, 이와 같이 합산된 블로어 출력에 기초하여 인버터 구동부(53a, 63a)에 의해 냉각 매체 공급 블로어(53)와 냉각 매체 배기 블로어(63)를 각각 회전수 제어함으로써 구동 제어한다.Then, the blower output from the blower output calculating section 51b and the additional blower output from the additional blower output calculating section 51c are added together in the blower output summing section 51d, and based on the sum of the blower outputs, The cooling medium supply blower 53 and the cooling medium exhaust blower 63 are driven and controlled by the rotation speeds 53a and 63a, respectively.

도 5 및 도 6에 있어서, 히터 출력 연산부(51a)는 히터 출력용 수치 모델(71a)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 히터 출력을 구하고, 블로어 출력 연산부(51b)는 블로어 출력 수치 모델(71b)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 블로어 출력을 구한다.5 and 6, the heater output calculating unit 51a obtains the heater output based on the temperature in the furnace from the heater output numerical model 71a and the temperature sensor 50. The blower output calculating unit 51b calculates the heater output based on the blower output The blower output is obtained on the basis of the temperature in the furnace from the numerical model 71b and the temperature sensor 50. [

또한, 추가 블로어 출력 연산부(51c)는 배기 온도 센서(80)로부터의 배기 온도에 추종하는 설정 온도를 갖고, 추가 블로어 출력을 구한다.Further, the additional blower output calculating section 51c has a set temperature that follows the exhaust temperature from the exhaust temperature sensor 80, and obtains an additional blower output.

이 경우, 도 6에 도시한 바와 같이 히터(18) 및 RCU 시스템(1A)을 작동시키고, 예를 들어 노 내 온도를 승온시키고, 일정한 목표 온도까지 승온시키면, 그 목표 온도로 유지하여 노 내 온도를 안정화시켜 두는 것을 생각한다.In this case, as shown in Fig. 6, when the heater 18 and the RCU system 1A are operated, for example, the temperature in the furnace is raised to a predetermined target temperature, the temperature is maintained at the target temperature, To stabilize the temperature.

도 6에 있어서, 블로어 출력 연산부(51b)에 의해 블로어 출력용 수치 모델(71b)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 블로어 출력을 구하는 것에 추가하여, 추가 블로어 출력 연산부(51c)에 의해 배기 온도 센서(80)로부터의 배기 온도에 추종하도록 설정 온도를 정하고, 이 설정 온도와 배기 온도 센서(80)로부터의 배기 온도에 기초하여 추가 블로어 출력을 구한다.6, in addition to obtaining the blower output based on the furnace temperature from the numerical model 71b for blower output and the temperature sensor 50 by the blower output calculating section 51b, the additional blower output calculating section 51b The set temperature is determined so as to follow the exhaust temperature from the exhaust temperature sensor 80 and an additional blower output is obtained based on the set temperature and the exhaust temperature from the exhaust temperature sensor 80. [

추가 블로어 출력 연산부(51c)에 있어서 설정되는 설정 온도는 항상 마이너스의 추가 블로어 출력을 발생시키도록 배기 온도 센서(80)로부터의 배기 온도에 대해 적절한 오프셋을 갖도록 요구된다. 이와 같이, 추가 블로어 출력 연산부(51c)에 있어서, 항상 마이너스의 추가 블로어 출력을 발생시킴으로써, 특히 노 내 온도를 안정시킬 때(온도 안정 시), 블로어 출력 합산부(51d)에 있어서 합산되는 블로어 출력을 0에 근접시킬 수 있다. 이로 인해 노 내 온도의 온도 안정 시에 있어서, 히터(18)만으로 노 내 온도를 조정할 수 있어, RCU 시스템(1A)의 사용을 최소한으로 억제할 수 있다.The set temperature set in the additional blower output calculating section 51c is always required to have an appropriate offset with respect to the exhaust temperature from the exhaust temperature sensor 80 so as to generate a negative additional blower output. In this manner, the additional blower output calculating section 51c always generates a negative additional blower output so that the blower output summed in the blower output summing section 51d, particularly when the temperature in the furnace is stabilized Can be brought close to zero. As a result, when the temperature of the furnace temperature is stabilized, the furnace temperature can be adjusted only by the heater 18, and the use of the RCU system 1A can be minimized.

제3 실시 형태Third Embodiment

다음에 도 7에 의해 본 발명의 제3 실시 형태에 대해 설명한다.Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

도 7에 도시하는 제3 실시 형태는 제어 장치(51)의 구성이 다를 뿐이고, 다른 구성은 도 1 내지 도 4에 도시하는 제1 실시 형태와 대략 동일하다.The third embodiment shown in Fig. 7 differs from the first embodiment shown in Figs. 1 to 4 only in the configuration of the control device 51, and the other configuration is substantially the same as that of the first embodiment shown in Figs.

도 7에 도시하는 제3 실시 형태에 있어서, 도 1 내지 도 4에 도시하는 제1 실시 형태와 동일 부분에는 동일한 부호를 부여하여 상세한 설명은 생략한다.In the third embodiment shown in Fig. 7, the same parts as those in the first embodiment shown in Figs. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.

도 7에 도시한 바와 같이, 제어 장치(51)는 미리 정해진 히터 출력과 블로어 출력(냉각 출력)에 관한 수치 모델(71)과, 이 수치 모델(71)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 히터 출력을 구하는 히터 출력 연산부(51a)와, 수치 모델(71)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 블로어 출력(냉각 출력)을 구하는 블로어 출력 연산부(냉각 출력 연산부)(51b)를 갖고 있다.7, the control device 51 is provided with a numerical model 71 relating to a predetermined heater output and a blower output (cooling output), and a numerical model 71 relating to the numerical model 71 and the temperature sensor 50 A blower output calculating section (cooling output calculating section) 51b for obtaining a blower output (cooling output) based on the temperature in the furnace from the numerical model 71 and the temperature sensor 50; ) 51b.

이 중, 수치 모델(71)은 히터 출력용 수치 모델(71a)과 블로어 출력용 수치 모델(냉각 출력용 수치 모델)(71b)을 갖고 있고, 히터 출력 연산부(51a)는 히터 출력용 수치 모델(71a)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 히터 출력을 구하고, 블로어 출력 연산부(51b)는 블로어 출력용 수치 모델(71b)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 블로어 출력을 구한다.The numerical model 71 has a numerical model for heater output 71a and a numerical model for blower output (numerical model for cooling output) 71b. The heater output arithmetic unit 51a calculates the temperature The heater output is obtained on the basis of the temperature in the furnace from the sensor 50 and the blower output arithmetic unit 51b obtains the blower output based on the furnace temperature from the numerical model 71b for blower output and the temperature sensor 50. [

또한, 제어 장치(51)는 블로어 출력 연산부(51b)로부터의 블로어 출력을 냉각 매체 유량으로 변환하는 유량 제어 연산부(51e)를 갖고 있다. 이 경우, 유량 제어 연산부(51e)는 블로어 출력을 노 본체(5)와 처리 용기(3) 사이의 공간(33) 내에 공급되는 적절한 냉각 매체 유량으로 변환한다.The control device 51 also has a flow rate control calculation section 51e for converting the blower output from the blower output calculation section 51b into a cooling medium flow rate. In this case, the flow rate computation unit 51e converts the blower output to an appropriate amount of the cooling medium supplied into the space 33 between the furnace body 5 and the processing vessel 3.

도 7에 있어서, 히터 출력 연산부(51a)는 히터 출력용 수치 모델(71a)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 히터 출력을 구하고, 블로어 출력 연산부(51b)는 블로어 출력용 수치 모델(71b)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 블로어 출력을 구한다.7, the heater output computing section 51a obtains the heater output based on the temperature in the furnace from the numerical model 71a for heater output and the temperature sensor 50. The blower output computing section 51b computes the heater output from the numerical model for blower output 71b and the temperature sensor 50, the blower output is obtained.

또한, 유량 제어 연산부(51e)는 블로어 출력 연산부(51b)에서 구한 블로어 출력을 냉각 매체 유량으로 변환하고, 또한 이 냉각 매체 유량과 유량 센서(52a, 62a)로 검출된 냉각 매체 공급 라인(52) 및 냉각 매체 배기 라인(62)의 냉각 매체 유량에 기초하여 인버터 구동용 신호를 출력한다. 그 후, 인버터 구동부(53a, 63a)는 유량 제어 연산부(51e)에서 구한 인버터 구동용 신호에 기초하여, 냉각 매체 공급 블로어(53) 및 냉각 매체 배기 블로어(63)를 회전수 제어함으로써 구동 제어하여 냉각 매체 공급 라인(52) 및 냉각 매체 배기 라인(62)의 냉각 매체 유량을 제어한다.The flow rate computation unit 51e converts the blower output obtained from the blower output computation unit 51b into a cooling medium flow rate and also controls the cooling medium flow rate and the cooling medium supply line 52 detected by the flow rate sensors 52a, And the cooling medium flow rate of the cooling medium exhaust line (62). Thereafter, the inverter driving units 53a and 63a drive-control the cooling medium supply blower 53 and the cooling medium exhaust blower 63 based on the inverter driving signals obtained by the flow control arithmetic unit 51e And controls the cooling medium flow rate of the cooling medium supply line 52 and the cooling medium exhaust line 62.

이와 같이, 블로어 출력 연산부(51b)에서 구한 블로어 출력을 유량 제어 연산부(51e)에 있어서 노 본체(5)와 처리 용기(3) 사이의 공간(33) 내에 공급되는 냉각 매체 유량으로 변환하고, 유량 센서(52a, 62a)로 검출한 냉각 매체 유량을 조정함으로써, 예를 들어 냉각 매체 공급 라인(52) 및 냉각 매체 배기 라인(62)이 긴 배관을 갖는 경우, 혹은 냉각 매체 공급 라인(52) 및 냉각 매체 배기 라인(62)이 짧은 배관을 갖는 경우 등, 열처리 장치(1)의 냉각 매체 공급 라인(52) 및 냉각 매체 배기 라인(62)의 배치, 형상이 상이해도, 노 본체(5)와 처리 용기(3) 사이의 공간(33) 내에 원하는 양의 냉각 매체를 공급할 수 있다.The blower output obtained by the blower output calculating section 51b is converted into the flow rate of the cooling medium supplied in the space 33 between the furnace main body 5 and the processing vessel 3 in the flow control operating section 51e, For example, the cooling medium supply line 52 and the cooling medium discharge line 62 have long piping, or the cooling medium supply line 52 and / Even if the arrangement and shape of the cooling medium supply line 52 and the cooling medium exhaust line 62 of the heat treatment apparatus 1 are different from each other even when the cooling medium exhaust line 62 has a short pipe, It is possible to supply a desired amount of the cooling medium in the space 33 between the processing vessels 3.

이에 의해 열처리 장치(1)의 냉각 매체 공급 라인(52) 및 냉각 매체 배기 라인(62)의 배치, 형상에 의하지 않고, 항상 노 내 온도를 고정밀도로 제어할 수 있다.Thus, the furnace temperature can be always controlled with high accuracy regardless of the arrangement and shape of the cooling medium supply line 52 and the cooling medium exhaust line 62 of the heat treatment apparatus 1. [

또한, 유량 제어 연산부(51e)에 의해 구한 냉각 매체 유량에 기초하여, 냉각 매체 블로어(53) 및 냉각 매체 배기 블로어(63)를 회전수 제어함으로써 구동 제어한 예를 나타냈지만, 이에 한정되지 않고, 유량 제어 연산부(51e)에 의해 구한 냉각 매체 유량에 기초하여, 냉각 매체 공급 라인측 밸브 기구(54A)를 구동 제어해도 좋고, 유량 제어 연산부(51e)에 의해 구한 냉각 매체 유량에 기초하여, 냉각 매체 배기측 밸브 기구(64A)를 구동 제어해도 좋다. 또한, 유량 제어 연산부(51e)는 블로어 출력을 변환하여 냉각 매체 유량을 구하고, 유량 센서(52a, 62a)로부터의 냉각 매체 유량을 조정한 예를 나타냈지만, 유량 센서(52a, 62a) 중 한쪽으로부터의 냉각 매체 유량을 사용하여 조정해도 좋다.In addition, although the example in which the drive control is performed by controlling the number of revolutions of the cooling medium blower 53 and the cooling medium exhaust blower 63 based on the cooling medium flow rate obtained by the flow control arithmetic operation section 51e is shown, The cooling medium supply line side valve mechanism 54A may be driven or controlled based on the cooling medium flow rate obtained by the flow control computation section 51e and the cooling medium flow rate computed by the flow control computation section 51e may be controlled based on the cooling medium flow rate, The exhaust valve mechanism 64A may be controlled to be driven. The flow rate control calculation unit 51e has an example in which the blower output is converted to obtain the cooling medium flow rate and the flow rate of the cooling medium is adjusted from the flow rate sensors 52a and 62a. However, from one of the flow rate sensors 52a and 62a May be adjusted by using the cooling medium flow rate.

제4 실시 형태Fourth Embodiment

다음에, 도 8에 의해 본 발명의 제4 실시 형태에 대해 설명한다.Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to Fig.

도 8에 도시하는 제4 실시 형태에 있어서, 노 본체(5)가 상방으로부터 하방을 향해 5개의 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)으로 구획되고, 각 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)마다 히터(18)가 설치되어 있다.The furnace body 5 is divided into five zones 5a, 5b, 5c, 5d and 5e downward from the upper side in the fourth embodiment shown in Fig. 8, and the zones 5a, 5b, 5c, 5d, and 5e, respectively.

또한, 노 본체(5)의 각 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)마다, 각각 냉각 매체 공급 라인(52)과 냉각 매체 배기 라인(62)을 갖는 RCU 시스템(1A)이 접속되어 있다.The RCU system 1A having the cooling medium supply line 52 and the cooling medium exhaust line 62 is connected to each zone 5a, 5b, 5c, 5d, and 5e of the furnace body 5 .

또한, 노 본체(5)의 각 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)에 대응하여, 처리 용기(3)의 내부 또는 외부의 온도를 검출하는 노 내 온도 센서(50)가 설치되고, 이들 각 노 내 온도 센서(50)로부터의 검지 신호는 제어 장치(51)로 보내지도록 되어 있다.An in-furnace temperature sensor 50 for detecting the temperature inside or outside the processing vessel 3 is provided corresponding to each zone 5a, 5b, 5c, 5d, and 5e of the furnace body 5, The detection signals from the respective in-furnace temperature sensors 50 are sent to the control device 51.

그리고, 제어 장치(51)는 노 본체(5)의 각 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)에 대응하는 히터(18A), 냉각 매체 공급 블로어(53) 및 냉각 매체 배기 블로어(63)를 제어하여 처리 용기(3) 내의 온도를 조정한다.The controller 51 controls the heater 18A corresponding to each zone 5a, 5b, 5c, 5d and 5e of the furnace body 5, the cooling medium supply blower 53 and the cooling medium exhaust blower 63, So as to adjust the temperature in the processing vessel 3.

도 8에 도시하는 제4 실시 형태에 있어서, 다른 구성은 도 1 내지 도 4에 도시하는 제1 실시 형태와 대략 동일하다.In the fourth embodiment shown in Fig. 8, the other configuration is substantially the same as that of the first embodiment shown in Figs. 1 to 4. Fig.

도 8에 도시하는 제4 실시 형태에 있어서, 도 1 내지 도 4에 도시하는 제1 실시 형태와 동일 부분에는 동일한 부호를 부여하여 상세한 설명은 생략한다.In the fourth embodiment shown in Fig. 8, the same parts as those in the first embodiment shown in Figs. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals and the detailed description is omitted.

도 8에 있어서, 제어 장치(51)는 미리 정해진 히터 출력과 블로어 출력에 관한 각 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)마다의 수치 모델(71)과, 당해 수치 모델(71)과 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)마다 설치된 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)의 히터 출력을 구하는 히터 출력 연산부(51a)와, 수치 모델(71)과 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)마다 설치된 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)마다의 블로어 출력을 구하는 블로어 출력 연산부(51b)를 갖고 있다.8, the control device 51 has a numerical model 71 for each zone 5a, 5b, 5c, 5d, and 5e relating to a predetermined heater output and a blower output, 5b, 5c, 5d, and 5e based on the temperature in the furnace from the temperature sensor 50 provided for each of the heaters 5a, 5b, 5c, 5d, and 5e, The blower output for each zone 5a, 5b, 5c, 5d, 5e based on the numerical model 71 and the temperature in the furnace from the temperature sensor 50 provided for each zone 5a, 5b, 5c, 5d, And a blower output calculating unit 51b for obtaining a blower output calculating unit 51b.

이 중 수치 모델(71)은 히터 출력용 수치 모델(71a)과 블로어 출력용 수치 모델(71b)을 갖고 있고, 히터 출력 연산부(51a)는 히터 출력용 수치 모델(71a)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여, 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)마다의 히터 출력을 구하고, 블로어 출력 연산부(51b)는 블로어 출력용 수치 모델(71b)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)마다의 블로어 출력을 구한다.The numerical model 71 includes a numerical model 71a for heater output and a numerical model 71b for blower output and the heater output arithmetic section 51a is a numerical model for the heater output, The blower output calculating unit 51b obtains the heater output for each zone 5a, 5b, 5c, 5d and 5e on the basis of the internal temperature of the blower output numerical model 71b and the temperature sensor 50 5b, 5c, 5d, and 5e based on the above-mentioned equation (1).

그리고, 제어 장치(51)는 이와 같이 하여 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)마다 구한 히터 출력에 기초하여, 히터 구동부(18B)에 의해 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)마다 설치된 히터(18A)를 구동 제어한다. 동시에 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)마다 구한 블로어 출력에 기초하여, 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)마다 설치된 RCU 시스템(1A) 내에 있어서 인버터 구동부(53a, 63a)에 의해 공기 공급 블로어(53) 및 공기 배기 블로어(63)를 회전수 제어함으로써 구동 제어한다.5b, 5c, 5d, and 5e by the heater driving unit 18B based on the heater outputs obtained for the zones 5a, 5b, 5c, 5d, and 5e, And controls the heater 18A installed every time. The inverter drive units 53a and 63a in the RCU system 1A provided for each of the zones 5a, 5b, 5c, 5d and 5e on the basis of the blower outputs obtained for the zones 5a, 5b, 5c, 5d and 5e The air supply blower 53 and the air exhaust blower 63 are driven and controlled by controlling the number of revolutions.

이상과 같이 본 실시 형태에 따르면, 노 본체(5) 내를 복수의 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)으로 구획하는 동시에, 제어 장치(51)에 의해 각 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)마다 설치된 히터(18A) 및 RCU 시스템(1A)의 냉각 매체 공급 블로어(53) 및 냉각 매체 배기 블로어(63)를 구동 제어하므로, 노 본체(5) 내에 설치된 처리 용기(3) 내의 온도를 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)마다 미세하게 제어할 수 있다.As described above, according to the present embodiment, the inside of the furnace body 5 is divided into the plurality of zones 5a, 5b, 5c, 5d and 5e, and the control device 51 divides the zones 5a, 5b, 5c The cooling medium supply blower 53 and the cooling medium exhaust blower 63 of the RCU system 1A are driven and controlled so that the processing vessel 3 provided in the furnace body 5 is driven, The temperature within the zones 5a, 5b, 5c, 5d and 5e can be finely controlled.

w : 반도체 웨이퍼(피처리체)
1 : 열처리 장치
1A : RCU 시스템
2 : 열처리로
3 : 처리 용기
3a : 노구
5 : 노 본체
5a, 5b, 5c, 5d, 5e : 존
16 : 단열재
18 : 히터 엘리먼트(발열 저항체)
18A : 히터
18B : 히터 구동부
33 : 공간
40 : 냉각 매체 분출 구멍
49 : 공급 덕트
50 : 노 내 온도 센서
51 : 제어 장치
51a : 히터 출력 연산부
51b : 블로어 출력 연산부
51c : 추가 블로어 출력 연산부
51d : 블로어 출력 합산부
51e : 유량 제어 연산부
52 : 냉각 매체 공급 라인
53 : 냉각 매체 공급 블로어
53a : 인버터 구동부
62 : 냉각 매체 배기 라인
63 : 냉각 매체 배기 블로어
63a : 인버터 구동부
71 : 수치 모델
71a : 히터 출력용 수치 모델
71b : 블로어 출력용 수치 모델
80 : 배기 온도 센서w: semiconductor wafer (object to be processed)
1: Heat treatment apparatus
1A: RCU system
2: Heat treatment furnace
3: Processing vessel
3a: Nogu
5: furnace body
5a, 5b, 5c, 5d, 5e: zone
16: Insulation
18: heater element (heat generating resistor)
18A: Heater
18B: heater driving part
33: Space
40: cooling medium ejection hole
49: Supply duct
50: Temperature sensor in furnace
51: Control device
51a: heater output calculating section
51b: the blower output calculating section
51c: additional blower output operation unit
51d: blower output summing unit
51e: Flow control operation section
52: Cooling medium supply line
53: Cooling medium supply blower
53a:
62: Cooling medium exhaust line
63: Cooling medium exhaust blower
63a: inverter driving section
71: Numerical model
71a: Numerical model for heater output
71b: Numerical model for blower output
80: Exhaust temperature sensor

Claims (9)

노 본체와,
노 본체 내주면에 설치된 히터와,
노 본체 내에 배치되어, 노 본체와의 사이에 공간을 형성하는 동시에, 내부에 복수의 피처리체를 수납하는 처리 용기와,
노 본체에 냉각 매체 공급 라인을 통해 접속되어, 노 본체와 처리 용기 사이의 공간에 냉각 매체를 공급하는 블로어와,
노 본체에 설치된 배기관과,
처리 용기 내부 또는 외부의 온도를 검출하는 노 내 온도 센서와,
히터와, 블로어를 제어하고, 처리 용기 내의 온도를 조정하여 처리 용기 내의 온도를 소정의 목표 온도에 수렴시키는 제어 장치를 구비하고,
제어 장치는 미리 정해진 히터 출력과 블로어 출력에 관한 수치 모델로서, 전력을 특정할 수 있는 수치 모델과,
이 수치 모델과 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 히터 출력을 구하는 히터 출력 연산부와, 수치 모델과 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 블로어 출력을 구하는 블로어 출력 연산부를 갖는 것을 특징으로 하는, 열처리 장치.The furnace body,
A heater provided on an inner peripheral surface of the furnace body,
A processing vessel which is disposed in the furnace body and which forms a space between the furnace body and the furnace body and accommodates a plurality of objects to be processed therein,
A blower connected to the furnace body through a cooling medium supply line to supply a cooling medium to a space between the furnace body and the processing vessel,
An exhaust pipe provided in the furnace body,
An in-furnace temperature sensor for detecting the temperature inside or outside the processing vessel,
And a control device for controlling the heater and the blower and adjusting the temperature in the processing vessel to converge the temperature in the processing vessel to a predetermined target temperature,
A control device is a numerical model relating to a predetermined heater output and a blower output, and includes a numerical model capable of specifying power,
A heater output calculating section for obtaining a heater output based on the numerical model and a furnace temperature from the furnace temperature sensor and a blower output calculating section for obtaining a blower output based on the numerical model and the furnace temperature from the furnace temperature sensor Characterized in that the heat treatment apparatus. 제1항에 있어서, 수치 모델은 히터 출력용 수치 모델과, 블로어 출력용 수치 모델을 갖고,
히터 출력 연산부는 히터 출력용 수치 모델과, 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 히터 출력을 구하고,
블로어 출력 연산부는 블로어 출력용 수치 모델과, 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 블로어 출력을 구하는 것을 특징으로 하는, 열처리 장치.The apparatus according to claim 1, wherein the numerical model has a numerical model for heater output and a numerical model for blower output,
The heater output calculating unit obtains the heater output based on the numerical model for heater output and the furnace temperature from the furnace temperature sensor,
Wherein the blower output calculating section obtains the blower output based on the numerical model for blower output and the furnace temperature from the furnace temperature sensor. 제1항에 있어서, 제어 장치는 또한 블로어 출력 연산부로부터의 블로어 출력을 냉각 매체 유량으로 변환하는 유량 제어 연산부를 더 갖는 것을 특징으로 하는, 열처리 장치.The heat treatment apparatus according to claim 1, characterized in that the control apparatus further has a flow control arithmetic section for converting the blower output from the blower output arithmetic section into a cooling medium flow rate. 제3항에 있어서, 유량 제어 연산부는 냉각 매체 유량에 기초하여, 블로어의 회전수 제어를 행하는 것을 특징으로 하는, 열처리 장치.The heat treatment apparatus according to claim 3, characterized in that the flow rate control calculation unit controls the number of rotations of the blower based on the cooling medium flow rate. 제1항에 있어서, 배기관에 배기 온도 센서가 설치되고,
제어 장치는 배기 온도 센서로부터의 배기 온도에 추종하는 설정 온도를 갖고 추가 블로어 출력을 결정하는 추가 블로어 출력 연산부와,
블로어 출력 연산부로부터의 블로어 출력과, 추가 블로어 출력 연산부로부터의 추가 블로어 출력을 합산하는 블로어 출력 합산부를 더 갖는 것을 특징으로 하는, 열처리 장치.2. The exhaust gas purification apparatus according to claim 1, wherein an exhaust temperature sensor is provided in the exhaust pipe,
The control device includes an additional blower output operation unit having a set temperature that follows the exhaust temperature from the exhaust temperature sensor and determines an additional blower output,
Further comprising: a blower output summing section for summing a blower output from the blower output calculating section and an additional blower output from the additional blower output calculating section. 복수의 존으로 구획된 노 본체와,
노 본체의 각 존의 내주면에 설치된 히터와,
노 본체 내에 배치되어, 노 본체와의 사이에 공간을 형성하는 동시에, 내부에 복수의 피처리체를 수납하는 처리 용기와,
노 본체의 각 존에 냉각 매체 공급 라인을 통해 접속되어, 노 본체와 처리 용기 사이의 공간에 냉각 매체를 공급하는 블로어와,
노 본체의 각 존에 설치된 배기관과,
노 본체의 각 존에 대응하는 처리 용기의 내부 또는 외부의 온도를 검출하는 노 내 온도 센서와,
각 존에 대응하는 히터와 블로어를 제어하고, 처리 용기 내의 온도를 조정하여 처리 용기 내의 온도를 소정의 목표 온도에 수렴시키는 제어 장치를 구비하고,
제어 장치는 미리 정해진 히터 출력과 블로어 출력에 관한 각 존마다의 수치 모델로서, 전력을 특정할 수 있는 수치 모델과, 당해 존에 대응하는 수치 모델과 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 당해 존의 히터 출력을 구하는 히터 출력 연산부와, 당해 존에 대응하는 수치 모델과 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 당해 존의 블로어 출력을 구하는 블로어 출력 연산부를 갖는 것을 특징으로 하는, 열처리 장치.A furnace body partitioned by a plurality of zones,
A heater provided on an inner peripheral surface of each zone of the furnace body,
A processing vessel which is disposed in the furnace body and which forms a space between the furnace body and the furnace body and accommodates a plurality of objects to be processed therein,
A blower connected to each zone of the furnace body through a cooling medium supply line to supply the cooling medium to a space between the furnace body and the processing chamber,
An exhaust pipe provided in each zone of the furnace body,
An in-furnace temperature sensor for detecting the temperature inside or outside the processing vessel corresponding to each zone of the furnace body;
And a controller for controlling the heater and the blower corresponding to each zone and adjusting the temperature in the processing vessel to converge the temperature in the processing vessel to a predetermined target temperature,
The control device is a numerical model for each zone relating to a predetermined heater output and a blower output, and includes a numerical model capable of specifying power, a numerical model corresponding to the zone, and a furnace temperature from the furnace temperature sensor And a blower output calculating section for obtaining a blower output of the zone based on the temperature in the furnace from the numerical model corresponding to the zone and the furnace temperature sensor. Device. 노 본체와,
노 본체 내주면에 설치된 히터와,
노 본체 내에 배치되어, 노 본체와의 사이에 공간을 형성하는 동시에, 내부에 복수의 피처리체를 수납하는 처리 용기와,
노 본체에 냉각 매체 공급 라인을 통해 접속되어, 노 본체와 처리 용기 사이의 공간에 냉각 매체를 공급하는 블로어와,
블로어로부터 공급되는 냉각 매체의 유량을 조정하는 밸브 기구와,
노 본체에 설치된 배기관과,
처리 용기 내부 또는 외부의 온도를 검출하는 노 내 온도 센서와,
히터와, 밸브 기구를 제어하고, 처리 용기 내의 온도를 조정하여 처리 용기 내의 온도를 소정의 목표 온도에 수렴시키는 제어 장치를 구비하고,
제어 장치는 미리 정해진 히터 출력과 냉각 출력에 관한 수치 모델로서, 전력을 특정할 수 있는 수치 모델과, 이 수치 모델과 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 히터 출력을 구하는 히터 출력 연산부와,
수치 모델과 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 냉각 출력을 구하는 냉각 출력 연산부와, 냉각 출력 연산부로부터의 냉각 출력을 냉각 매체 유량으로 변환하는 유량 제어 연산부를 갖고, 유량 제어 연산부는 냉각 매체 유량에 기초하여, 밸브 기구를 제어하는 것을 특징으로 하는, 열처리 장치.The furnace body,
A heater provided on an inner peripheral surface of the furnace body,
A processing vessel which is disposed in the furnace body and which forms a space between the furnace body and the furnace body and accommodates a plurality of objects to be processed therein,
A blower connected to the furnace body through a cooling medium supply line to supply a cooling medium to a space between the furnace body and the processing vessel,
A valve mechanism for adjusting the flow rate of the cooling medium supplied from the blower,
An exhaust pipe provided in the furnace body,
An in-furnace temperature sensor for detecting the temperature inside or outside the processing vessel,
And a controller for controlling the heater and the valve mechanism to adjust the temperature in the processing vessel to converge the temperature in the processing vessel to a predetermined target temperature,
The control device is a numerical model relating to a predetermined heater output and a cooling output, and includes a numerical model capable of specifying power, a heater output calculating section for obtaining a heater output based on the numerical model and the furnace temperature from the furnace temperature sensor ,
A cooling output calculation unit for obtaining a cooling output based on the numerical model and the temperature in the furnace from the in-furnace temperature sensor; and a flow control calculation unit for converting the cooling output from the cooling output calculation unit into a cooling medium flow rate, And controls the valve mechanism based on the flow rate. 제7항에 있어서, 수치 모델은 히터 출력용 수치 모델과, 냉각 출력용 수치 모델을 갖고,
히터 출력 연산부는 히터 출력용 수치 모델과, 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 히터 출력을 구하고,
냉각 출력 연산부는 냉각 출력용 수치 모델과, 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 냉각 출력을 구하는 것을 특징으로 하는, 열처리 장치.8. The method according to claim 7, wherein the numerical model has a numerical model for heater output and a numerical model for cooling output,
The heater output calculating unit obtains the heater output based on the numerical model for heater output and the furnace temperature from the furnace temperature sensor,
Wherein the cooling output calculating unit obtains the cooling output based on the numerical model for cooling output and the furnace temperature from the furnace temperature sensor. 복수의 존으로 구획된 노 본체와,
노 본체의 각 존의 내주면에 설치된 히터와,
노 본체 내에 배치되어, 노 본체와의 사이에 공간을 형성하는 동시에, 내부에 복수의 피처리체를 수납하는 처리 용기와,
노 본체의 각 존에 냉각 매체 공급 라인을 통해 접속되어, 노 본체와 처리 용기 사이의 공간에 냉각 매체를 공급하는 블로어와,
블로어로부터 공급되는 냉각 매체의 유량을 조정하는 밸브 기구와,
노 본체의 각 존에 설치된 배기관과,
노 본체의 각 존에 대응하는 처리 용기의 내부 또는 외부의 온도를 검출하는 노 내 온도 센서와,
각 존에 대응하는 히터와 밸브 기구를 제어하고, 처리 용기 내의 온도를 조정하여 처리 용기 내의 온도를 소정의 목표 온도에 수렴시키는 제어 장치를 구비하고,
제어 장치는 미리 정해진 히터 출력과 냉각 출력에 관한 각 존마다의 수치 모델로서, 전력을 특정할 수 있는 수치 모델과,
당해 존에 대응하는 수치 모델과 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 당해 존의 히터 출력을 구하는 히터 출력 연산부와, 당해 존에 대응하는 수치 모델과 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 당해 존의 냉각 출력을 구하는 냉각 출력 연산부와, 냉각 출력 연산부로부터의 냉각 출력을 냉각 매체 유량으로 변환하는 유량 제어 연산부를 갖고, 유량 제어 연산부는 냉각 매체 유량에 기초하여, 밸브 기구를 제어하는 것을 특징으로 하는, 열처리 장치.A furnace body partitioned by a plurality of zones,
A heater provided on an inner peripheral surface of each zone of the furnace body,
A processing vessel which is disposed in the furnace body and which forms a space between the furnace body and the furnace body and accommodates a plurality of objects to be processed therein,
A blower connected to each zone of the furnace body through a cooling medium supply line to supply the cooling medium to a space between the furnace body and the processing chamber,
A valve mechanism for adjusting the flow rate of the cooling medium supplied from the blower,
An exhaust pipe provided in each zone of the furnace body,
An in-furnace temperature sensor for detecting the temperature inside or outside the processing vessel corresponding to each zone of the furnace body;
And a control device for controlling the heater and the valve mechanism corresponding to each zone and adjusting the temperature in the processing vessel to converge the temperature in the processing vessel to a predetermined target temperature,
The control device is a numerical model for each zone relating to a predetermined heater output and cooling output, and includes a numerical model capable of specifying power,
A heater output calculation unit for obtaining a heater output of the zone based on the numerical model corresponding to the zone and the furnace temperature from the furnace temperature sensor and a heater output calculation unit for calculating the heater output from the numerical model corresponding to the zone and the furnace temperature from the furnace temperature sensor And a flow rate calculation unit for converting the cooling output from the cooling output calculation unit to a cooling medium flow rate. The flow rate control calculation unit controls the valve mechanism based on the cooling medium flow rate ≪ / RTI >
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