KR101512874B1 - Vertical heat processing apparatus and control method of the same - Google Patents

Vertical heat processing apparatus and control method of the same Download PDF

Info

Publication number
KR101512874B1
KR101512874B1 KR1020110090071A KR20110090071A KR101512874B1 KR 101512874 B1 KR101512874 B1 KR 101512874B1 KR 1020110090071 A KR1020110090071 A KR 1020110090071A KR 20110090071 A KR20110090071 A KR 20110090071A KR 101512874 B1 KR101512874 B1 KR 101512874B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
output
heater
temperature
blower
cooling medium
Prior art date
Application number
KR1020110090071A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20120025434A (en
Inventor
고오지 요시이
다쯔야 야마구찌
웬링 왕
다까노리 사이또오
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2011164118A external-priority patent/JP2012080080A/en
Application filed by 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 filed Critical 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Publication of KR20120025434A publication Critical patent/KR20120025434A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101512874B1 publication Critical patent/KR101512874B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B17/00—Furnaces of a kind not covered by any preceding group
    • F27B17/0016—Chamber type furnaces
    • F27B17/0025—Especially adapted for treating semiconductor wafers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67248—Temperature monitoring

Abstract

본 발명의 과제는 처리 용기 내의 온도를 고정밀도로 목표 온도까지 수렴시키고, 또한 수렴 시간을 단축할 수 있는 열처리 장치 및 그 제어 방법을 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)로 보내진다. 히터 출력 연산부(51a)에 있어서, 설정 온도 결정부(51c)에서 구해진 설정 온도 A와 온도 센서(50)로부터의 온도에 기초하여, 히터(18A)만으로 온도 조정한 경우의 히터 출력이 구해진다. 블로어 출력 연산부(51b)는 히터 출력에 기초하여 블로어 출력을 발생시킨다.An object of the present invention is to provide a heat processing apparatus and a control method thereof that can converge the temperature in the processing vessel to a target temperature with high accuracy and shorten the 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. [ The signal from the temperature sensor 50 is sent to the heater output calculating section 51a of the control device 51. [ The heater output when the temperature is adjusted only by the heater 18A is obtained on the basis of the set temperature A and the temperature from the temperature sensor 50 obtained in the set temperature determining unit 51c in the heater output calculating unit 51a. The blower output calculating section 51b generates the blower output based on the heater output.

Description

종형 열처리 장치 및 그 제어 방법{VERTICAL HEAT PROCESSING APPARATUS AND CONTROL METHOD OF THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a vertical heat treatment apparatus and a control method thereof,

본 발명은, 종형 열처리 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vertical type heat treatment apparatus and a control method thereof.

반도체 디바이스의 제조에 있어서는, 피처리체, 예를 들어 반도체 웨이퍼에 산화, 확산, CVD, 어닐 등의 열처리를 실시하기 위하여 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, 복수 매의 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, and 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 공랭하기 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 신속히 냉각하기 위하여 사용되고 있었다.It is also proposed that a vertical type heat treatment apparatus is provided with a blower for blowing air into a furnace body including a heater to forcedly cool the processing vessel (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-305189 ). The blower was used to rapidly 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 100~500℃ 도에서의 열처리가 있다. 이 저온 영역에서의 열처리의 경우, 얼마나 신속히 소정의 열처리 온도로 승온ㆍ수렴시킬지가 과제가 된다. 저온용 열처리 장치로서는, 열 응답성을 양호하게 하기 위하여 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 악화한다. 이 경우도, 얼마나 신속히 소정의 열처리 온도로 승온, 수렴시킬지가 과제가 되고, 이것은 저온 영역으로 한정되지 않는 과제이다.As the heat treatment, there is a heat treatment at a low temperature region, for example, at a temperature of 100 to 500 DEG C as in the case of forming a film having a low dielectric constant 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 a 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. In this case, too, how to quickly heat up and converge 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 오래 걸린다고 하는 문제가 있었다. 또한 에너지 절약화 등을 위해 고단열의 히터를 사용하는 경우에는, 저온 영역으로 한정되지 않고 발생하는 문제이다. 승온 리커버리에 있어서의 수렴 시간이 오래 걸리면, 처리량의 향상에 영향을 미친다. 이러한 수렴 시간이 오래 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 temperature rise recovery in the low temperature region is long. In the case of using a high-temperature heater for energy saving and the like, the problem is not limited to a low-temperature region. If the convergence time in the temperature rise recovery takes a long time, the improvement in the throughput is affected. The problem that the convergence time takes a long time is a problem that occurs not only in the temperature raising process but also in the temperature decreasing process or the temperature stabilization.

본 발명은 이러한 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 this point, and it is possible to shorten the convergence time in the temperature raising process, the temperature raising process, or the temperature stabilizing process in a low temperature region or when a heater having high heat insulating performance is used, 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 접속되어, 노 본체와 처리 용기 사이의 공간에 냉각 매체를 공급하는 블로어와, 처리 용기 내부 또는 외부의 온도를 검출하는 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 설정 온도와 온도 센서로부터의 온도에 기초하여, 히터만으로 온도 조정한 경우의 히터 출력을 결정하는 히터 출력 연산부와, 히터 출력 연산부로부터의 히터 출력에 기초하여 블로어 출력을 결정하는 블로어 출력 연산부를 갖는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.The present invention relates to a furnace comprising 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 for supplying a cooling medium to a space between the furnace body and the processing vessel, a temperature sensor for detecting the temperature inside or outside the processing vessel, a heater, and a blower to control the temperature in the processing vessel, And the control device includes a heater output computing unit for determining a heater output when the temperature is adjusted only by the heater based on a predetermined set temperature and a temperature from the temperature sensor, And a blower output calculating section for determining a blower output based on a heater output from the heater output calculating section. A.

본 발명은, 블로어 출력 연산부는 히터 출력 연산부로부터의 히터 출력이 마이너스로 된 경우에 블로어 출력을 발생시키고, 히터 출력이 제로 이상으로 된 경우에 블로어 출력을 정지하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.The present invention is characterized in that the blower output calculating unit generates a blower output when the heater output from the heater output calculating unit becomes negative and stops the blower output when the heater output becomes zero or more.

본 발명은, 블로어 출력 연산부는 히터 출력 연산부로부터의 히터 출력의 기울기가, 어떤 임계값을 하회한 경우에 블로어 출력을 발생시키고, 히터 출력의 기울기가, 어떤 임계값을 상회한 경우에 블로어 출력을 정지하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.The present invention is characterized in that the blower output calculating section generates a blower output when the slope of the heater output from the heater output calculating section falls below a certain threshold value and outputs the blower output when the slope of the heater output exceeds a certain threshold value And stops the heat treatment.

본 발명은, 제어 장치는 블로어 출력 연산부로부터의 블로어 출력을 냉각 매체 유량으로 변환하는 유량 제어 연산부를 더 갖는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.The present invention is a heat treatment apparatus characterized by further comprising a flow rate control calculation unit for converting the blower output from the blower output calculation unit into a 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 상기 기재의 열처리 장치를 사용한 열처리 장치의 제어 방법에 있어서, 제어 장치의 히터 출력 연산부에 있어서, 미리 정해진 설정 온도와 온도 센서로부터의 온도에 기초하여, 히터만으로 온도 조정한 경우의 히터 출력을 결정하는 공정과, 히터 출력 연산부로부터의 히터 출력에 기초하여, 블로어 출력 연산부에 의해 블로어 출력을 결정하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 열처리 장치의 제어 방법이다.The present invention is a control method for a heat treatment apparatus using the above-described substrate heat treatment apparatus, wherein, in a heater output calculation unit of the control apparatus, based on a predetermined set temperature and a temperature from the temperature sensor, And a step of determining a blower output by a blower output calculating section on the basis of a heater output from the heater output calculating section.

본 발명은, 블로어 출력 연산부는 히터 출력 연산부로부터의 히터 출력이 마이너스로 된 경우에 블로어 출력을 발생시키고, 히터 출력이 제로 이상으로 된 경우에 블로어 출력을 정지하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치의 제어 방법이다.The present invention is characterized in that the blower output calculating section generates a blower output when the heater output from the heater output calculating section becomes negative and stops the blower output when the heater output becomes zero or more to be.

본 발명은, 블로어 출력 연산부는 히터 출력 연산부로부터의 히터 출력의 기울기가, 어떤 임계값을 하회한 경우에 블로어 출력을 발생시키고, 히터 출력의 기울기가, 어떤 임계값을 상회한 경우에 블로어 출력을 정지하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치의 제어 방법이다.The present invention is characterized in that the blower output calculating section generates a blower output when the slope of the heater output from the heater output calculating section falls below a certain threshold value and outputs the blower output when the slope of the heater output exceeds a certain threshold value And stopping the heat treatment.

본 발명은 블로어 출력 연산부로부터의 블로어 출력을 유량 제어 연산에 의해 냉각 매체 유량으로 변환하는 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는 열처리 장치의 제어 방법이다.The present invention further includes a step of converting the blower output from the blower output calculating unit to a cooling medium flow rate by a flow control calculation.

본 발명은, 유량 제어 연산부는 냉각 매체 유량에 기초하여, 블로어의 회전수 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치의 제어 방법이다.The present invention is a control method of a heat treatment apparatus characterized in that the flow rate control operation section controls the blower rotation speed based on the cooling medium flow rate.

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, 처리 용기 내부 또는 외부의 온도를 검출하는 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 설정 온도와 온도 센서로부터의 온도에 기초하여, 히터만으로 온도 조정한 경우의 히터 출력을 결정하는 히터 출력 연산부와, 히터 출력 연산부로부터의 히터 출력에 기초하여 냉각 출력을 결정하는 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 connected through a medium supply line to supply a cooling medium to a space between the furnace body and the processing vessel; a valve mechanism for adjusting a flow rate of the cooling medium supplied from the blower; And a control device for controlling the temperature sensor, the heater, and the valve mechanism to adjust the temperature in the processing container to converge the temperature in the processing container to a predetermined target temperature. The control device controls the temperature of the processing container, A heater output calculation unit for determining a heater output when the temperature is adjusted only by the heater based on the temperature, And a flow control arithmetic section for converting a cooling output from the cooling output arithmetic section into a cooling medium flow rate, wherein the flow control arithmetic section controls the valve mechanism based on the cooling medium flow rate And a heat treatment apparatus.

본 발명은, 냉각 출력 연산부는 히터 출력 연산부로부터의 히터 출력이 마이너스로 된 경우에 냉각 출력을 발생시키고, 히터 출력이 제로 이상으로 된 경우에 냉각 출력을 정지하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.In the present invention, the cooling output calculation unit generates a cooling output when the heater output from the heater output calculation unit becomes negative, and stops the cooling output when the heater output becomes zero or more.

본 발명은, 냉각 출력 연산부는 히터 출력 연산부로부터의 히터 출력의 기울기가, 어떤 임계값을 하회한 경우에 냉각 출력을 발생시키고, 히터 출력의 기울기가, 어떤 임계값을 상회한 경우에 냉각 출력을 정지하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.The present invention is characterized in that the cooling output calculation unit generates a cooling output when the slope of the heater output from the heater output calculation unit falls below a certain threshold value and outputs the cooling output when the slope of the heater output exceeds a certain threshold value And stops the heat treatment.

본 발명은 상기 기재의 열처리 장치를 사용한 열처리 장치의 제어 방법에 있어서, 제어 장치의 히터 출력 연산부에 있어서, 미리 정해진 설정 온도와 온도 센서로부터의 온도에 기초하여, 히터만으로 온도를 조정한 경우의 히터 출력을 결정하는 공정과, 히터 출력 연산부로부터의 히터 출력에 기초하여, 냉각 출력 연산부에 의해 냉각 출력을 결정하는 공정과, 냉각 출력 연산부로부터의 냉각 출력을, 유량 제어 연산부에 의해 냉각 매체 유량으로 변환하는 공정을 구비하고, 유량 제어 연산부는 냉각 매체 유량에 기초하여 밸브 기구를 제어하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치의 제어 방법이다.The present invention is a control method for a heat treatment apparatus using the above-described substrate heat treatment apparatus, wherein the heater output calculation unit of the control apparatus controls the temperature of the heater when the temperature is adjusted only by the heater based on a predetermined set temperature and a temperature from the temperature sensor Determining a cooling output by a cooling output computing unit based on a heater output from a heater output computing unit; and controlling a cooling output from the cooling output computing unit to be converted into a cooling medium flow rate by a flow control computing unit And the flow control arithmetic section controls the valve mechanism based on the cooling medium flow rate.

본 발명은, 냉각 출력 연산부는 히터 출력 연산부로부터의 히터 출력이 마이너스로 된 경우에 냉각 출력을 발생시키고, 히터 출력이 제로 이상으로 된 경우에 냉각 출력을 정지하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치의 제어 방법이다.According to the present invention, the cooling output calculation unit generates a cooling output when the heater output from the heater output calculation unit becomes negative, and stops the cooling output when the heater output becomes zero or more to be.

본 발명은, 냉각 출력 연산부는 히터 출력 연산부로부터의 히터 출력의 기울기가, 어떤 임계값을 하회한 경우에 냉각 출력을 발생시키고, 히터 출력의 기울기가, 어떤 임계값을 상회한 경우에 냉각 출력을 정지하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치의 제어 방법이다.The present invention is characterized in that the cooling output calculation unit generates a cooling output when the slope of the heater output from the heater output calculation unit falls below a certain threshold value and outputs the cooling output when the slope of the heater output exceeds a certain threshold value And stopping the heat treatment.

본 발명에 따르면, 저온 영역에서의 승온 리커버리에 있어서의 수렴 시간을 단축할 수 있고, 또한 처리 용기 내의 온도를 고정밀도로 목표 온도에 수렴시킬 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 rise recovery in the low temperature region, and to converge the temperature in the processing vessel to the target temperature with high accuracy, thereby improving the throughput. Alternatively, when a heater with high heat insulation performance is used, power consumption can be reduced without affecting the throughput.

도 1의 (a)는 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 열처리 장치를 개략적으로 도시한 종단면도, 도 1의 (b)는 열처리 장치의 제어 장치를 도시한 도면.
도 2는 열처리 장치의 냉각 매체 공급 라인 및 냉각 매체 배기 라인을 도시한 도면.
도 3의 (a), (b), (c)는 열처리 장치의 제어 방법을 도시한 도면.
도 4는 열처리 장치의 제어 방법을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 열처리 장치의 제어 장치를 도시한 도면.Fig. 1 (a) is a longitudinal sectional view schematically showing a heat treatment apparatus according to a first embodiment of the present invention, and Fig. 1 (b) is a view showing a control apparatus of a heat treatment apparatus.
2 is a view showing a cooling medium supply line and a cooling medium exhaust line of the heat treatment apparatus;
3 (a), 3 (b) and 3 (c) are diagrams showing a control method of the heat treatment apparatus.
4 is a view showing a control method of a heat treatment apparatus;
5 is a view showing a control apparatus of a heat treatment apparatus according to a second embodiment of the present invention.

제1 실시 형태First Embodiment

이하에, 도면을 참조하여 본 발명의 제1 실시 형태에 대하여 설명한다. 여기서 도 1의 (a)는 본 발명에 의한 열처리 장치를 개략적으로 도시한 종단면도, 도 1의 (b)는 열처리 장치의 제어 장치를 도시한 도면, 도 2는 종형 열처리 장치의 냉각 매체 공급 라인 및 냉각 매체 배기 라인을 도시한 도면, 도 3의 (a), (b), (c)는 열처리 장치의 제어 방법을 도시한 도면, 도 4는 열처리 장치의 제어 방법을 도시한 도면이다.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. 1 (b) is a view showing a control apparatus of the heat treatment apparatus, and FIG. 2 is a cross- FIG. 3 is a view showing a control method of the heat treatment apparatus, and FIG. 4 is a diagram showing a control method 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)로부터 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, . This 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 And a processing vessel 3 for receiving and heat-treating the wafers w. 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. 또 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 노 입구(3a)로서 개방된 세로로 긴 원통 형상 형상을 갖는다. 처리 용기(3)의 하단부에는 외향의 플랜지(3b)가 형성되고, 플랜지(3b)는 도시하지 않은 플랜지 압박을 통해 상기 베이스 플레이트(6)에 지지되어 있다. 또 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 설치되어 있다. 도입 포트(8)에는 가스 공급원(도시하지 않음)이 접속되고, 배기 포트에는, 예를 들어 133×600㎩~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 long cylindrical shape in which the upper end is closed and the lower end is opened as the furnace inlet 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 through a flange compression not shown. An introduction port (introduction port) 8 for introducing a process gas, an inert gas, or the like into the process container 3 is provided in the process container 3, And an exhaust port (exhaust port) is provided. A gas supply source (not shown) is connected to the introduction port 8, and an exhaust port (not shown) provided with a vacuum pump capable of reducing pressure control, for example, at about 133 × 600 Pa to 133 × 10 -2 Pa Are connected.

처리 용기(3)의 하방에는 처리 용기(3)의 노 입구(3a)를 폐색하는 덮개(10)가 도시하지 않은 승강 기구에 의해 승강 이동 가능하게 설치되어 있다. 이 덮개(10)의 상부에는, 노 입구의 보온 수단인 보온통(11)이 적재되고, 상기 보온통(11)의 상부에는, 직경이 300㎜의 웨이퍼(w)를 다수매, 예를 들어 100~150매 정도 상하 방향으로 소정의 간격으로 탑재하는 보유 지지구인 석영제의 보트(12)가 적재되어 있다. 덮개(10)에는 보트(12)를 그 축심 주위로 회전하는 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 furnace inlet 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 portion of the lid 10 so as to be in contact with the upper surface of the lid 11. In the upper part of the lid 10, And a boat 12 made of quartz, which is a holding and supporting frame, is installed to be mounted at a predetermined interval in the vertical direction by about 150 sheets. 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 축 방향(도시예에서는 상하 방향)으로 다단으로 형성된 홈 형상의 선반부(17)를 갖고, 각 선반부(17)를 따라 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 세트 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, for example, inorganic fibers including silica, alumina or alumina silicate. The heat insulating material 16 is vertically divided into two parts, so that the set of the heater element and the heater can be easily assembled.

상기 단열재(16)에는 상기 히터 엘리먼트(18)를 적절한 간격으로 직경 방향으로 이동 가능하도록, 또한 선반부(17)로부터 탈락 또는 탈출하지 않도록 보유 지지하는 핀 부재(도시하지 않음)가 배치되어 있다. 상기 원통 형상의 단열재(16)의 내주면에는 이것과 동심의 환 형상의 홈부(21)가 축 방향으로 소정 피치로 다단으로 형성되고, 이웃하는 상부의 홈부(21)와 하부의 홈부(21) 사이에 둘레 방향으로 연속한 환 형상의 상기 선반부(17)가 형성되어 있다. 상기 홈부(21)에 있어서의 히터 엘리먼트(18)의 상부와 하부 및 홈부(21)의 안쪽 벽과 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 배면에 유입되어, 히터 엘리먼트(18)를 효과적으로 냉각할 수 있게 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 can move the heater element 18 at appropriate intervals in the radial direction, and which holds the heater element 18 so as not to fall off or escape from the shelf portion 17. An annular groove 21 concentric with the cylindrical heat insulating material 16 is formed in the inner circumferential surface of the cylindrical heat insulating material 16 at a predetermined pitch in the axial direction at a plurality of stages and is disposed between adjacent groove 21 and lower groove 21 And the annular shelf portion 17 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 And a cooling medium at the time of forced cooling flows into the back 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 접합되어, 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 22a 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 열 영향을 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.As shown in Fig. 1, the outer peripheral surface of the heat insulating material 16 is made of a metallic material, for example, a stainless steel sheath 16, for holding the shape of the heat insulating material 16 of the furnace body 5 and for reinforcing the heat insulating material 16. [ (Outer shell) 28 as shown in Fig. 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 강온 시켜 처리의 신속화 또는 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(20~30℃)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 동시에 유량 센서(62a)를 갖는 냉각 매체 배기 라인(62)이 접속되어 있다.As shown in Figs. 1 and 2, the furnace body 5 is provided with a furnace body 5 and a processing vessel 3 between the furnace body 5 and the 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 the room 33 by introducing a cooling medium at room temperature (20 to 30 ° C) into the space 33; Is installed. The array system 35 is made up of an exhaust port 37 formed in the upper portion of the furnace body 5. The exhaust port 37 discharges a cooling medium in the space 33 and a flow rate sensor 62a, And a cooling medium exhaust line 62 having a cooling medium outlet line 62 are connected.

또한, 강제 냉각 매체 수단(36)은 상기 노 본체(5)의 단열재(16)와 외피(28) 사이에 높이 방향으로 복수 형성된 환 형상 유로(38)와, 각 환 형상 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 환 형상 유로(38)는 단열재(16)의 외주면에 띠 형상 또는 환 형상의 단열재(41)를 부착하거나, 혹은 단열재(16)의 외주면을 환 형상으로 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)에 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 belt-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. [

그러나, 히터 엘리먼트(18)로서 띠 형상의 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 대하여 나타냈으나, 냉각 매체 분출 구멍(40)으로부터의 냉각 매체에 의해 반드시 선회류를 발생시킬 필요는 없다.However, the example in which the heater element 18 is used as the heater element and the heater element 18 is housed in the shelf portion 17 has been described. However, the heater element 18 is not limited to this structure, 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 is necessarily generated by the cooling medium from the cooling medium spouting hole 40 .

상기 외피(28)의 외주면에는 각 환 형상 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 환 형상 유로(38)를 연통하는 연통구가 형성되어 있다. 공급 덕트(49)에는 냉각 매체를 공급하는 동시에 유량 센서(52a)를 갖는 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 having a flow rate sensor 52a for supplying a cooling medium.

또한, 처리 용기(3) 내에는 당해 처리 용기(3) 내의 온도를 검지하는 온도 센서(50)가 설치되어, 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.A temperature sensor 50 for detecting the temperature in the processing vessel 3 is provided in the processing vessel 3. A detection signal from the temperature sensor 50 is supplied to the controller 51). 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, It may be installed.

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 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. A cooling medium supply blower 53 is provided in the cooling medium supply line 52, and 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 냉각 매체 배기 블로어(63)가 설치되고, 이 냉각 매체 배기 블로어(63)는 인버터 구동부(63a)를 갖고 있다.Further, a cooling medium exhaust blower 63 is provided in the cooling medium exhaust line 62, and 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 가능하도록 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.

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 is provided in the processing vessel 3 to detect the temperature in the processing vessel 3. The temperature sensor 50 is provided in the space 33 between the furnace body 5 and the processing vessel 3, The temperature in the processing vessel 3 may be detected indirectly by providing the processing vessel 50 in the processing vessel 3.

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℃~500℃의 저온 영역에서의 승온 과정, 강온 과정 혹은 온도 안정 시에 있어서, 소정의 목표 온도에 대한 수렴 시간을 단축하고, 또한 고정밀도로 목표 온도에 근접시키는 것이다[도 1의 (b)].The detection signal detected by the temperature sensor 50 is sent to the control device 51 through the signal line 50a. The control device 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 range of, for example, 100 deg. C to 500 deg. C, (Fig. 1 (b)).

즉, 제어 장치(51)는 미리 설정 온도 결정부(51c)에 있어서 정해진 설정 온도와, 온도 센서(50)로부터의 온도에 기초하여, 히터(18A)만으로 온도 조정한 경우의 히터 출력을 결정하는 히터 출력 연산부(51a)와, 히터 출력 연산부(51a)로부터의 히터 출력에 기초하여 블로어 출력을 결정하는 블로어 출력 연산부(51b)를 갖고 있다.That is, the controller 51 determines the heater output when the temperature is adjusted only by the heater 18A based on the preset temperature set by the preset temperature determination unit 51c and the temperature from the temperature sensor 50 A heater output calculating section 51a and a blower output calculating section 51b for determining the blower output based on the heater output from the heater output calculating section 51a.

여기서, 예를 들어 승온 과정에 있어서 소정의 목표 온도에 대해, 처리 용기(3) 내의 온도를 이 목표 온도에 수렴시키기 위해, 설정 온도 결정부(51c)에서는 설정 온도 A를 정한다[도 3의 (a), (b), (c) 참조]. 그리고 이 설정 온도 결정부(51c)에서 결정된 설정 온도 A가 히터 출력 연산부(51a)로 보내진다.Here, for example, in order to converge the temperature in the processing container 3 to the target temperature with respect to a predetermined target temperature in the heating process, the set temperature A is set in the set temperature determining section 51c a), (b), (c)]. Then, the set temperature A determined by the set temperature determining section 51c is sent to the heater output calculating section 51a.

또한, 히터 출력 연산부(51)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 51 is sent to the heater driving section 18B and 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 나타냈으나, 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 라인과 냉각 매체 배기 라인 모두 블로어와 접속하여, 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.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 present invention is not limited to this and even if only one of the cooling medium supply blower 53 or the cooling medium exhaust blower 63 is provided to supply the cooling medium into the space 33 between the furnace body 5 and the processing container 3 good. In this case, both the cooling medium supply line and the cooling medium exhaust line 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(18B)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 18B to operate the heater element 18 to heat the space 33 between the furnace body 5 and the processing vessel 3, The wafer W mounted on the boat 12 in the wafer boat 12 is subjected to the necessary heat treatment.

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. 이 때, 냉각 매체(20~30℃)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 환 형상 유로(38) 내에 진입하고, 다음에 환 형상 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.Thereafter, 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. Next, the cooling medium in the annular flow path 38 flows into the heat insulating material And sprayed into the space 33 between the furnace body 5 and the processing vessel 3 from the cooling medium spouting hole 40 formed through the through holes 16 to forcibly cool the space 33.

공간(33) 내의 냉각 매체는 냉각 매체 배기 라인(62)을 거쳐서 열 교환기(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.

다음에, 도 3의 (a), (b), (c)에 의해, 처리 용기(3) 내의 온도를 조정하고, 처리 용기(3) 내의 온도를 소정의 목표 온도 T에 수렴시키기 위한 제어 장치(51)에 있어서의 제어 방법에 대해, 이하 상세하게 서술한다.3 (a), 3 (b) and 3 (c), a control device for adjusting the temperature in the processing vessel 3 and converging the temperature in the processing vessel 3 to a predetermined target temperature T The control method in the control unit 51 will be described in detail below.

여기서 도 3의 (a)는 소정의 목표 온도에 대해 설정 온도 결정부(51c)에서 구해진 설정 온도 A와, 제어 대상의 온도[온도 센서(50)로부터의 온도] B를 도시한 도면이고, 도 3의 (b)는 제어 장치(51)에 있어서의 제1 제어 방법을 도시한 도면이고 도 3의 (c)는 제어 장치(51)에 있어서의 제2 제어 방법을 도시한 도면이다.3 (a) is a graph showing the set temperature A and the temperature of the controlled object (temperature from the temperature sensor 50) B obtained by the set temperature determining unit 51c with respect to the predetermined target temperature, and FIG. 3 (b) is a diagram showing a first control method in the control device 51, and Fig. 3 (c) is a diagram showing a second control method in the control device 51. Fig.

처음에, 도 3의 (a), (b)에 의해 제어 장치(51)에 있어서의 제1 제어 방법에 대해 서술한다. 도 3의 (a), (b)에 도시한 바와 같이, 냉온 영역에서의 승강 과정에 있어서, 소정의 목표 온도 T에 수렴시키기 위해, 제어 장치(51)의 설정 온도 결정부(51c)에 있어서 설정 온도 A가 구해진다.First, a first control method in the control device 51 will be described with reference to Figs. 3 (a) and 3 (b). As shown in Figs. 3 (a) and 3 (b), in the elevating process in the cold zone, in order to converge to the predetermined target temperature T, in the set temperature determination section 51c of the control device 51 The set temperature A is obtained.

다음에, 설정 온도 결정부(51c)로부터의 설정 온도 A가 히터 출력 연산부(51a)에 입력되어, 이 히터 출력 연산부(51a)에 있어서, 설정 온도 결정부(51c)로부터의 설정 온도 A와, 온도 센서(50)로부터의 온도 B에 기초하여, 히터(18A)만으로 온도 조정한 경우의 히터 출력이 구해진다. Next, the set temperature A from the set temperature determining unit 51c is inputted to the heater output calculating unit 51a. In the heater output calculating unit 51a, the set temperature A from the set temperature determining unit 51c, Based on the temperature B from the temperature sensor 50, the heater output when the temperature is adjusted by the heater 18A alone is obtained.

다음에, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 히터 출력 연산부(51a)에 의해 구해진 히터 출력은 블로어 출력 연산부(51b)로 보내진다.Next, as shown in Fig. 3 (b), the heater output obtained by the heater output calculating section 51a is sent to the blower output calculating section 51b.

블로어 출력 연산부(51b)에서는 히터 출력이 마이너스로 된 경우에, 이 마이너스분의 히터 출력과 대칭 형상의 블로어 출력을 결정한다.In the blower output calculating section 51b, when the heater output becomes negative, the heater output of a negative value and the blower output of a symmetrical shape are determined.

또한, 블로어 출력 연산부(51b)에서는 히터 출력이 마이너스로 된 경우에, 마이너스분의 히터 출력에 대응하는 형상의 블로어 출력을 결정하면 좋고, 이 경우의 히터 출력과 블로어 출력이 반드시 대칭 형상을 가질 필요는 없다.When the heater output becomes negative in the blower output calculating section 51b, the blower output of the shape corresponding to the negative heater output may be determined, and the heater output and the blower output in this case must necessarily have a symmetrical shape There is no.

다음에, 히터 출력 연산부(51a)에 의해 구한 히터 출력에 기초하여, 히터 구동부(18B)가 히터(18A)를 구동 제어한다. 동시에 블로어 출력 연산부(51b)에 의해 구한 블로어 출력에 기초하여, 인버터 구동부(53a, 63a)가 냉각 매체 공급 블로어(53) 및 냉각 매체 배기 블로어(63)를 각각 회전수 제어함으로써 구동 제어한다.Next, based on the heater output obtained by the heater output calculating section 51a, the heater driving section 18B drives and controls the heater 18A. At the same time, based on the blower output obtained by the blower output calculating section 51b, the inverter driving sections 53a and 63a drive and control the cooling medium supply blower 53 and the cooling medium exhaust blower 63 by controlling the number of revolutions, respectively.

이와 같이, 히터 출력 연산부(51a)에서 구한 히터 출력에 기초하여, 히터(18A)를 히터 구동부(18B)에 의해 구동하는 동시에, 히터 출력이 마이너스로 된 경우에, 이 히터 출력의 마이너스분에 기초하여 블로어 출력 연산부(51b)에 의해 블로어 출력을 구하고, 히터 출력이 제로 이상으로 된 경우에 블로어 출력을 정지한다. 이에 의해, 제어 대상의 온도 B를 설정 온도 A에 고정밀도로 근접시키면서, 소정의 목표 온도에 신속히 수렴시킬 수 있다.As described above, when the heater 18A is driven by the heater driving unit 18B based on the heater output obtained by the heater output calculating unit 51a and the heater output becomes negative, based on the minus of the heater output, And the blower output is obtained by the blower output calculating unit 51b. When the heater output becomes zero or more, the blower output is stopped. Thereby, the temperature B of the controlled object can be quickly converged to the predetermined target temperature while closely approaching the set temperature A.

또한, 블로어 출력 연산부(51b)는 히터 출력의 제로를 임계값으로 하여 마이너스분에 기초하여 블로어 출력을 결정할 뿐만 아니라, 그 임계값에 소정의 오프셋을 형성하여 블로어 출력을 결정해도 좋다.In addition, the blower output calculating section 51b may determine the blower output by determining a zero output of the heater output as a threshold value, determining the blower output based on the minus minute, and forming a predetermined offset in the threshold value to determine the blower output.

다음에, 도 3의 (a), (c)에 의해 제어 장치(51)에 있어서의 제2 제어 방법에 대해 서술한다. 도 3의 (a), (c)에 도시한 바와 같이, 저온 영역에서의 승강 과정에 있어서, 소정의 목표 온도 T에 수렴시키기 위해, 제어 장치(51)의 설정 온도 결정부(51c)에 있어서 설정 온도 A가 구해진다.Next, a second control method in the control device 51 will be described with reference to Figs. 3 (a) and 3 (c). As shown in Figs. 3 (a) and 3 (c), in the set temperature determination section 51c of the control device 51, in order to converge to a predetermined target temperature T in the ascending / The set temperature A is obtained.

다음에, 설정 온도 결정부(51c)로부터의 설정 온도 A가 히터 출력 연산부(51a)에 입력되어, 이 히터 출력 연산부(51a)에 있어서, 설정 온도 결정부(51c)로부터의 설정 온도 A와, 온도 센서(50)로부터의 온도 B에 기초하여, 히터(18A)만으로 온도 조정한 경우의 히터 출력이 구해진다.Next, the set temperature A from the set temperature determining unit 51c is inputted to the heater output calculating unit 51a. In the heater output calculating unit 51a, the set temperature A from the set temperature determining unit 51c, Based on the temperature B from the temperature sensor 50, the heater output when the temperature is adjusted by the heater 18A alone is obtained.

다음에, 도 3의 (c)에 도시한 바와 같이, 히터 출력 연산부(51a)에 의해 구해진 히터 출력은 블로어 출력 연산부(51b)로 보내진다.Next, as shown in Fig. 3 (c), the heater output obtained by the heater output calculating section 51a is sent to the blower output calculating section 51b.

블로어 출력 연산부(51b)에서는 히터 출력의 기울기가 마이너스로 된 경우에 블로어 출력을 발생시키고, 히터 출력의 기울기가 제로 이상으로 된 경우에 블로어 출력을 정지하도록, 블로어 출력을 결정한다.In the blower output calculating section 51b, the blower output is generated when the slope of the heater output becomes negative, and the blower output is determined so as to stop the blower output when the slope of the heater output becomes zero or more.

다음에, 히터 출력 연산부(51a)에 의해 구한 히터 출력에 기초하여, 히터 구동부(18B)가 히터(18A)를 구동 제어한다. 동시에 블로어 출력 연산부(51b)에 의해 구한 블로어 출력에 기초하여, 인버터 구동부(53a, 63a)가 냉각 매체 공급 블로어(53) 및 냉각 매체 배기 블로어(63)를 각각 회전수 제어함으로써 구동 제어한다.Next, based on the heater output obtained by the heater output calculating section 51a, the heater driving section 18B drives and controls the heater 18A. At the same time, based on the blower output obtained by the blower output calculating section 51b, the inverter driving sections 53a and 63a drive and control the cooling medium supply blower 53 and the cooling medium exhaust blower 63 by controlling the number of revolutions, respectively.

이와 같이, 히터 출력 연산부(51a)에서 구한 히터 출력에 기초하여, 히터(18A)를 히터 구동부(18B)에 의해 구동하는 동시에, 히터 출력의 기울기가 마이너스로 된 경우에 이 히터 출력의 기울기의 마이너스에 기초하여 블로어 출력 연산부(51b)에 의해 블로어 출력을 구하고, 히터 출력의 기울기가 제로 이상으로 된 경우에 블로어 출력을 정지한다. 이에 의해, 제어 대상의 온도 B를 설정 온도 A에 고정밀도로 근접시키면서, 소정의 목표 온도에 신속히 수렴시킬 수 있다.As described above, when the heater 18A is driven by the heater driving unit 18B based on the heater output obtained by the heater output calculating unit 51a, and when the slope of the heater output is negative, the slope of the slope of the heater output The blower output calculating unit 51b obtains the blower output, and stops the blower output when the slope of the heater output becomes zero or more. Thereby, the temperature B of the controlled object can be quickly converged to the predetermined target temperature while closely approaching the set temperature A.

또한, 블로어 출력 연산부(51b)는 히터 출력의 기울기 제로를 임계값으로 하여, 마이너스에 기초하여 블로어 출력을 구할 뿐만 아니라, 그 임계값에 소정의 오프셋을 형성하여 블로어 출력을 결정해도 좋다.Further, the blower output calculating section 51b may determine the blower output by not only obtaining the blower output based on the minus, but also by forming a predetermined offset in the threshold value, with the slope zero of the heater output as the threshold value.

다음에, 도 4에 의해 저온 영역에서의 강온 과정에 있어서, 상술한 제어 장치(51)에 의해 제1 제어 방법을 실행한 경우, 혹은 제2 제어 방법을 실행한 경우의 구체적 작용에 대해 설명한다.Next, a concrete operation when the first control method is executed by the above-described control device 51 or when the second control method is executed in the process of cooling down in the low temperature region with reference to Fig. 4 will be described .

도 4에 도시한 바와 같이, 저온 영역에서의 강온 과정에 있어서, 처리 용기(3) 내의 온도를 현재 온도 400℃로부터 목표 온도 300℃까지 강온시키는 경우, 우선 제어 장치(51)의 설정 온도 결정부(51c)에 있어서, 설정 온도 A가 구해진다.4, when the temperature in the processing vessel 3 is lowered from the current temperature 400 DEG C to the target temperature 300 DEG C in the cooling process in the low temperature region, first, The set temperature A is obtained.

다음에, 상술한 제1 제어 방법[도 3의 (b)에 도시하는 제어 방법] 혹은 제2 제어 방법[도 3의 (c)에 도시하는 제어 방법]을 실행함으로써, 제어 대상의 온도 B를 설정 온도 A에 접근시키고, 또한 목표 온도 300℃까지 짧은 수렴 시간을 갖고 신속하고 또한 고정밀도로 강온시킬 수 있다.Next, by executing the above-mentioned first control method (the control method shown in FIG. 3B) or the second control method (the control method shown in FIG. 3C), the temperature B of the controlled object is set to The set temperature A can be approached and the convergence time can be shortened up to the target temperature of 300 DEG C, so that the temperature can be lowered quickly and with high accuracy.

즉, 도 4에 도시한 바와 같이, 현재 온도 400℃로부터 히터를 오프하는 것에 의해서만 강온시킨 경우, 처리 용기(3) 내의 온도는 목표 온도 300℃까지 강온하지만[도 4의 (C) 참조], 목표 온도 300℃까지 도달하는 시간은 길어지고, 또한 목표 온도 이하로 되어도, 더욱 처리 용기(3) 내의 온도는 강하되어 버려, 목표 온도 300℃에 수렴하는 일은 없다.4, when the temperature is lowered only by turning off the heater from the current temperature 400 ° C, the temperature in the processing vessel 3 is lowered to the target temperature 300 ° C (see FIG. 4C) The time for reaching the target temperature of 300 占 폚 is prolonged and even if the temperature becomes lower than the target temperature, the temperature in the processing vessel 3 is further lowered and the target temperature is not converged to 300 占 폚.

한편, 현재 온도 400℃로부터 히터를 오프하는 것과 동시에, 블로어를 제어하지 않고 작동시키면, 처리 용기(3) 내의 온도는 목표 온도 300℃까지 신속히 강온하지만[도 4의 (D) 참조], 목표 온도 이하로 되어도 처리 용기(3) 내의 온도는 더욱 강하되어 버려, 목표 온도 300℃에 수렴하는 일은 없다.On the other hand, when the heater is turned off from the current temperature of 400 占 폚 and the blower is operated without control, the temperature in the processing vessel 3 rapidly lowers to the target temperature of 300 占 폚 (see Fig. 4 (D) , The temperature in the processing vessel 3 is further lowered, and the target temperature is not converged to 300 캜.

이에 대해, 본 발명에 따르면, 상술한 제1 제어 방법 혹은 제2 제어 방법을 사용함으로써, 제어 대상의 온도 B를 설정 온도 A에 접근시키고, 또한 목표 온도 300℃까지 짧은 수렴 시간을 갖고 신속하고 또한 고정밀도로 강온시킬 수 있다. 또한, 제어 대상의 온도 B를 확실하게 목표 온도 300℃에 수렴시킬 수 있다.On the other hand, according to the present invention, by using the first control method or the second control method described above, the temperature B of the controlled object approaches the set temperature A, The temperature can be lowered with high accuracy. Further, the temperature B of the controlled object can be reliably converged to the target temperature of 300 占 폚.

또한, 본 발명은 상기 각 실시 형태로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지의 범위 내에서 다양한 설계 변경이 가능하다. 예를 들어, 처리 용기로서는, 도입관부 및 배기관부를 갖는 내열 금속, 예를 들어 스테인리스강제의 원통 형상의 매니폴드를 하단부에 접속하여 이루어지는 것이라도 좋고, 또한 이중관 구조라도 좋다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes are possible within the scope of the present invention. For example, the processing vessel may be a structure formed by connecting a heat-resistant metal having an introduction tube portion and an exhaust tube portion, for example, a cylindrical manifold made of stainless steel to the lower end portion, or a double tube structure.

제2 실시 형태 Second Embodiment

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

도 5에 도시한 제2 실시 형태는 제어 장치(51)의 구성이 다를 뿐이고, 다른 구성은 도 1 내지 도 4에 도시하는 제1 실시 형태와 대략 동일하다.The second embodiment shown in Fig. 5 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 5에 도시한 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 Fig. 5, 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 5에 도시한 바와 같이, 제어 장치(15)는 미리 설정 온도 결정부(51c)에 있어서 정해진 설정 온도와, 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 히터(18A)만으로 온도 조정한 경우의 히터 출력을 결정하는 히터 출력 연산부(51a)와, 히터 출력 연산부(51a)로부터의 히터 출력에 기초하여 블로어 출력(냉각 출력)을 결정하는 블로어 출력 연산부(냉각 출력 연산부)(51b)를 갖고 있다.5, the controller 15 adjusts the temperature only by the heater 18A based on the preset temperature set in the preset temperature determination unit 51c and the temperature in the furnace from the temperature sensor 50 And a blower output calculating section (cooling output calculating section) 51b for determining the blower output (cooling output) based on the heater output from the heater output calculating section 51a have.

또한, 제어 장치(51)는 블로어 출력 연산부(51b)로부터의 블로어 출력(냉각 출력)을 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 (cooling 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 5에 있어서, 히터 출력 연산부(51a)는 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여, 히터(18A)만으로 온도 조정한 경우의 히터 출력을 결정한다. 그리고 히터 출력 연산부(51a)로부터의 히터 출력에 기초하여, 블로어 출력 연산부(51b)에 의해 블로어 출력이 구해진다.5, the heater output calculating unit 51a determines the heater output when the temperature is adjusted only by the heater 18A, based on the furnace temperature from the temperature sensor 50. [ Based on the heater output from the heater output calculating section 51a, the blower output is obtained by the blower output calculating section 51b.

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 제어하고, 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 The cooling medium supply line 52, and the cooling medium exhaust line 62, as shown in FIG.

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 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 출력(냉각 출력)을 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.Although the example in which the cooling medium blower 53 and the cooling medium exhaust blower 63 are driven and controlled based on the cooling medium flow rate obtained by the flow control computation section 51e is shown, Side valve mechanism 54A may be controlled on the basis of the cooling medium flow rate calculated by the flow rate calculation section 51e and the cooling medium flow rate obtained by the flow rate computation section 51e, The drive control unit 64A may be driven. The flow rate computation unit 51e has an example of converting the blower output (cooling output) to obtain the cooling medium flow rate and adjusting the flow rate of the cooling medium from the flow rate sensors 52a and 62a. The flow rate sensors 52a and 62a, The flow rate of the cooling medium may be adjusted.

w : 반도체 웨이퍼(피처리체)
1 : 열처리 장치
2 : 열처리로
3 : 처리 용기
3a : 노 입구
5 : 노 본체
16 : 단열재
18 : 히터 엘리먼트(발열 저항체)
18A : 히터
18B : 히터 구동부
33 : 공간
40 : 냉각 매체 분출 구멍
49 : 공급 덕트
50 : 온도 센서
51 : 제어 장치
51a : 히터 출력 연산부
5lb : 블로어 출력 연산부
51c : 설정 온도 결정부
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 구동부w: semiconductor wafer (object to be processed)
1: Heat treatment apparatus
2: Heat treatment furnace
3: Processing vessel
3a: Entrance to the furnace
5: furnace body
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
51: Control device
51a: heater output calculating section
5lb: blower output operation unit
51c: set temperature determination 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

Claims (16)

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 접속되어, 노 본체와 처리 용기 사이의 공간에 냉각 매체를 공급하는 블로어와,
처리 용기 내부 또는 외부의 온도를 검출하는 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 설정 온도와 온도 센서로부터의 온도에 기초하여, 히터만으로 온도 조정한 경우의 히터 출력을 결정하는 히터 출력 연산부와, 히터 출력 연산부로부터의 히터 출력에 기초하여 블로어 출력을 결정하는 블로어 출력 연산부를 갖고,
블로어 출력 연산부는 히터 출력 연산부로부터의 히터 출력의 기울기가, 어떤 임계값을 하회한 경우에 블로어 출력을 발생시키고, 히터 출력의 기울기가, 어떤 임계값을 상회한 경우에 블로어 출력을 정지하는 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 for supplying a cooling medium to a space between the furnace body and the processing vessel,
A temperature sensor for detecting a 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,
The control device includes a heater output calculation unit for determining a heater output when temperature is adjusted only by a heater based on a predetermined set temperature and a temperature from the temperature sensor and a blower for determining a blower output based on a heater output from the heater output calculation unit An output calculating unit,
The blower output calculating section generates a blower output when the slope of the heater output from the heater output calculating section falls below a certain threshold value and stops the blower output when the slope of the heater output exceeds a certain threshold value . 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 제어 장치는 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 comprises a flow control arithmetic section for converting the blower output from the blower output arithmetic section into a cooling medium flow rate. 제4항에 있어서, 유량 제어 연산부는 냉각 매체 유량에 기초하여, 블로어의 회전수 제어를 행하는 것을 특징으로 하는, 열처리 장치.5. The heat treatment apparatus according to claim 4, wherein the flow rate control operation unit controls the number of rotations of the blower based on the cooling medium flow rate. 제1항에 기재된 열처리 장치를 이용한 열처리 장치의 제어 방법에 있어서,
제어 장치의 히터 출력 연산부에 있어서, 미리 정해진 설정 온도와 온도 센서로부터의 온도에 기초하여, 히터만으로 온도 조정한 경우의 히터 출력을 결정하는 공정과,
히터 출력 연산부로부터의 히터 출력에 기초하여, 블로어 출력 연산부에 의해 블로어 출력을 결정하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는, 열처리 장치의 제어 방법.A control method of a heat treatment apparatus using the heat treatment apparatus according to claim 1,
A step of determining a heater output when temperature is adjusted only by a heater based on a predetermined set temperature and a temperature from the temperature sensor in a heater output calculating unit of the control apparatus,
And a step of determining the blower output by the blower output calculating unit based on the heater output from the heater output calculating unit. 제6항에 있어서, 블로어 출력 연산부는 히터 출력 연산부로부터의 히터 출력이 마이너스로 된 경우에 블로어 출력을 발생시키고, 히터 출력이 제로 이상으로 된 경우에 블로어 출력을 정지하는 것을 특징으로 하는, 열처리 장치의 제어 방법.The apparatus according to claim 6, wherein the blower output calculating unit generates a blower output when the heater output from the heater output calculating unit becomes negative, and stops the blower output when the heater output becomes zero or more. / RTI > 제6항에 있어서, 블로어 출력 연산부는 히터 출력 연산부로부터의 히터 출력의 기울기가, 어떤 임계값을 하회한 경우에 블로어 출력을 발생시키고, 히터 출력의 기울기가, 어떤 임계값을 상회한 경우에 블로어 출력을 정지하는 것을 특징으로 하는, 열처리 장치의 제어 방법.7. The braking device according to claim 6, wherein the blower output calculating unit generates a blower output when the slope of the heater output from the heater output calculating unit is lower than a certain threshold, and when the slope of the heater output exceeds a certain threshold, And stopping the output of said heating means. 제6항에 있어서, 블로어 출력 연산부로부터의 블로어 출력을 유량 제어 연산에 의해 냉각 매체 유량으로 변환하는 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는, 열처리 장치의 제어 방법.The control method of a heat treatment apparatus according to claim 6, further comprising a step of converting a blower output from a blower output calculating section into a cooling medium flow rate by a flow control calculation. 제9항에 있어서, 유량 제어 연산부는 냉각 매체 유량에 기초하여, 블로어의 회전수 제어를 행하는 것을 특징으로 하는, 열처리 장치의 제어 방법.The control method for a thermal processing apparatus according to claim 9, wherein the flow control arithmetic unit controls the number of rotations of the blower based on the cooling medium flow rate. 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,
처리 용기 내부 또는 외부의 온도를 검출하는 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 설정 온도와 온도 센서로부터의 온도에 기초하여, 히터만으로 온도 조정한 경우의 히터 출력을 결정하는 히터 출력 연산부와, 히터 출력 연산부로부터의 히터 출력에 기초하여 냉각 출력을 결정하는 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 제어하고,
냉각 출력 연산부는 히터 출력 연산부로부터의 히터 출력의 기울기가, 어떤 임계값을 하회한 경우에 냉각 출력을 발생시키고, 히터 출력의 기울기가, 어떤 임계값을 상회한 경우에 냉각 출력을 정지하는 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,
A temperature sensor for detecting a 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 determines a cooling output based on a heater output from the heater output calculation unit and a heater output calculation unit that determines a heater output when the temperature is adjusted only by the heater based on a predetermined set temperature and a temperature from the temperature sensor And a flow rate computation unit for converting the cooling output from the cooling output computation unit to a cooling medium flow rate. The flow rate computation unit controls the valve mechanism based on the cooling medium flow rate,
The cooling output calculation unit generates a cooling output when the slope of the heater output from the heater output calculation unit falls below a certain threshold value and stops the cooling output when the slope of the heater output exceeds a certain threshold value . 삭제delete 삭제delete 제11항에 기재된 열처리 장치를 이용한 열처리 장치의 제어 방법에 있어서,
제어 장치의 히터 출력 연산부에 있어서, 미리 정해진 설정 온도와 온도 센서로부터의 온도에 기초하여, 히터만으로 온도 조정한 경우의 히터 출력을 결정하는 공정과,
히터 출력 연산부로부터의 히터 출력에 기초하여, 냉각 출력 연산부에 의해 냉각 출력을 결정하는 공정과,
냉각 출력 연산부로부터의 냉각 출력을, 유량 제어 연산부에 의해 냉각 매체 유량으로 변환하는 공정을 구비하고, 유량 제어 연산부는 냉각 매체 유량에 기초하여 밸브 기구를 제어하는 것을 특징으로 하는, 열처리 장치의 제어 방법.A control method for a heat treatment apparatus using the heat treatment apparatus according to claim 11,
A step of determining a heater output when temperature is adjusted only by a heater based on a predetermined set temperature and a temperature from the temperature sensor in a heater output calculating unit of the control apparatus,
A step of determining a cooling output by a cooling output calculating unit based on a heater output from the heater output calculating unit,
And a step of converting the cooling output from the cooling output computing unit into the cooling medium flow rate by the flow control computing unit and wherein the flow control computing unit controls the valve mechanism based on the cooling medium flow rate . 제14항에 있어서, 냉각 출력 연산부는 히터 출력 연산부로부터의 히터 출력이 마이너스로 된 경우에 냉각 출력을 발생시키고, 히터 출력이 제로 이상으로 된 경우에 냉각 출력을 정지하는 것을 특징으로 하는, 열처리 장치의 제어 방법.The heat treatment apparatus according to claim 14, wherein the cooling output calculation unit generates a cooling output when the heater output from the heater output calculation unit becomes negative, and stops the cooling output when the heater output becomes zero or more. / RTI > 제14항에 있어서, 냉각 출력 연산부는 히터 출력 연산부로부터의 히터 출력의 기울기가, 어떤 임계값을 하회한 경우에 냉각 출력을 발생시키고, 히터 출력의 기울기가, 어떤 임계값을 상회한 경우에 냉각 출력을 정지하는 것을 특징으로 하는, 열처리 장치의 제어 방법.The cooling output calculation unit according to claim 14, wherein the cooling output calculation unit generates a cooling output when the slope of the heater output from the heater output calculation unit falls below a certain threshold value, and when the slope of the heater output exceeds a certain threshold value, And stopping the output of said heating means.
KR1020110090071A 2010-09-07 2011-09-06 Vertical heat processing apparatus and control method of the same KR101512874B1 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010200201 2010-09-07
JPJP-P-2010-200201 2010-09-07
JP2011164118A JP2012080080A (en) 2010-09-07 2011-07-27 Vertical heat treatment apparatus and control method therefor
JPJP-P-2011-164118 2011-07-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120025434A KR20120025434A (en) 2012-03-15
KR101512874B1 true KR101512874B1 (en) 2015-04-16

Family

ID=45885281

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110090071A KR101512874B1 (en) 2010-09-07 2011-09-06 Vertical heat processing apparatus and control method of the same

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101512874B1 (en)
CN (1) CN102403195A (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6442339B2 (en) * 2015-03-26 2018-12-19 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス Heat treatment apparatus and heat treatment method
CN106440827B (en) * 2016-10-20 2018-06-19 志圣科技（广州）有限公司 A kind of cold descending temperature ramp back down control method of non-oxidation oven air water
JP7101599B2 (en) * 2018-11-27 2022-07-15 東京エレクトロン株式会社 Heat treatment equipment and heat treatment method

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004186492A (en) 2002-12-04 2004-07-02 Sumitomo Heavy Ind Ltd Control method of chuck temperature
JP2008205426A (en) 2007-01-26 2008-09-04 Hitachi Kokusai Electric Inc Substrate processing method and semiconductor manufacturing apparatus

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0379985A (en) * 1989-08-22 1991-04-04 Deisuko Haitetsuku:Kk Controlling method for temperature of electric furnace
JP4642349B2 (en) * 2003-12-26 2011-03-02 東京エレクトロン株式会社 Vertical heat treatment apparatus and low temperature region temperature convergence method
US7727780B2 (en) * 2007-01-26 2010-06-01 Hitachi Kokusai Electric Inc. Substrate processing method and semiconductor manufacturing apparatus

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004186492A (en) 2002-12-04 2004-07-02 Sumitomo Heavy Ind Ltd Control method of chuck temperature
JP2008205426A (en) 2007-01-26 2008-09-04 Hitachi Kokusai Electric Inc Substrate processing method and semiconductor manufacturing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120025434A (en) 2012-03-15
CN102403195A (en) 2012-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101585287B1 (en) Heat treatment apparatus and control method thereof
KR101360069B1 (en) Vertical heat treatment apparatus and method for cooling the apparatus
TWI518296B (en) Vertical-type heat treatment apparatus
JP2012080080A (en) Vertical heat treatment apparatus and control method therefor
JP4365017B2 (en) Method for controlling temperature drop rate of heat treatment apparatus and heat treatment apparatus
KR101368206B1 (en) Vertical heat treatment apparatus and, assembly of pressure detection system and temperature sensor
KR101509286B1 (en) Vertical thermal treatment equipment
TWI781096B (en) Heat treatment device
JP2012209517A (en) Heat processing control system and heat processing control method
KR101512874B1 (en) Vertical heat processing apparatus and control method of the same
JP2013149916A (en) Thermal treatment apparatus and method of controlling thermal treatment apparatus
US20220119951A1 (en) Substrate processing apparatus, method of processing substrate, method of manufacturing semiconductor device and recording medium
JP5613471B2 (en) Vertical heat treatment apparatus and control method thereof
JP2006222327A (en) Substrate processing apparatus
JP2004071929A (en) Semiconductor manufacturing apparatus
KR20130014335A (en) Heat treatment apparatus
JP2007080939A (en) Substrate processing apparatus
JPH07335581A (en) Cooling apparatus of vertical furnace
JP2006093195A (en) Semiconductor manufacturing apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180329

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190328

Year of fee payment: 5