KR20230053689A - 기판 처리 장치, 온도 제어 프로그램, 반도체 장치의 제조 방법 및 온도 제어 방법 - Google Patents

기판 처리 장치, 온도 제어 프로그램, 반도체 장치의 제조 방법 및 온도 제어 방법 Download PDF

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히데토 야마구치
세이야 시게마츠
마사아키 우에노
마사시 스기시타
슈헤이 마에다
데츠야 고수기
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가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭
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Abstract

가열부의 온도 및 처리실의 온도 중 적어도 어느 하나의 온도, 냉각 밸브의 개방도, 배기 팬의 정보를 각각 취득해서 예측 모델을 따라서 산출되는 예측 온도 열과 현재의 목표 온도로부터 최종 목표 온도까지 변화할 때의 변화 비율로부터 산출되는 목표 온도 열과의 오차가 최소가 되도록, 냉각 밸브의 개방도를 조정하는 냉각 제어부를 갖도록 구성되어 있다.

Description

기판 처리 장치, 온도 제어 프로그램, 반도체 장치의 제조 방법 및 온도 제어 방법
본 개시는, 기판 처리 장치, 온도 제어 프로그램, 반도체 장치의 제조 방법 및 온도 제어 방법에 관한 것이다.
기판 처리 장치의 일례로서 반도체 제조 장치가 있고, 또한 반도체 제조 장치의 일례로서 종형 장치가 있다고 알려져 있다. 종형 장치에서는, 복수의 기판(이하, 웨이퍼라고도 함)을 다단으로 유지하는 기판 유지부로서의 보트를, 기판을 유지한 상태에서 반응관 내의 처리실에 반입하고, 복수의 존에서 온도 제어를 하면서 기판을 소정의 온도로 처리하는 것이 행해지고 있다. 지금까지, 종래 히터의 온도 제어에서는 강온 시에 히터 오프로 하고 있었으나, 근년, 기판 처리 후의 강온 특성을 적극적으로 향상시키는 것이 행해지고 있다.
예를 들어, 특허문헌 1은, 히터 유닛에 의한 가열과 쿨링 유닛에 의한 냉각을 병행시켜서, 소정의 승온 레이트 및 소정의 강온 레이트에 추종시키는 반도체 제조 장치를 개시한다. 또한, 특허문헌 2는, 미리 온도 특성을 자동 취득한 후에, 그 특성을 이용해서 온도 제어함으로써 조정자에 의한 제어 성능의 변동을 방지하는 반도체 제조 장치를 개시한다.
여기서, 상술한 쿨링 유닛 구성에서의 냉각 가스 유량의 제어에서는, 급속 냉각 중에, 존 마다의 강온 속도의 변화가 다르고 존간의 온도 이력에 차를 발생하는 경우가 있다. 또한, PID 연산에 의한 피드백 제어에서는, 적절한 파라미터를 미리 정해 둘 필요가 있지만, 이 PID 파라미터의 최적화는, 시행착오하면서 최적값을 찾는 수순을 채용할 수밖에 없고, 또한 그 성과는 조정자의 감과 경험에 의존하는 바가 크다.
국제 공개 제2018/100826호 팸플릿 일본 특허 공개 제2019-145730호 공보
본 개시의 목적은, 최적의 파라미터에 의해, 존간에서의 온도 편차를 개선 할 수 있는 기술을 제공하는 데 있다.
본 개시의 일 양태에 의하면,
기판을 처리하는 처리실을 내부에 구성하는 반응관과,
상기 반응관의 외측에 마련되고, 상기 기판을 가열하는 가열부를 갖는 히터 유닛과,
상기 히터 유닛과 상기 반응관과의 사이의 공간에 냉각 매체를 공급하는 냉각 밸브를 갖는 쿨링 유닛과,
상기 쿨링 유닛에 상기 냉각 매체를 공급하는 배기 팬과,
상기 배기 팬의 정보, 장래의 목표가 되는 최종 목표 온도, 상기 냉각 밸브의 개방도를 각각 포함하고, 상기 가열부의 온도 및 상기 처리실의 온도 중 적어도 어느 하나의 온도를 예측하는 예측 온도를 추측하는 예측 모델을 취득하고, 상기 가열부의 온도 및 상기 처리실의 온도 중 적어도 어느 하나의 온도, 상기 냉각 밸브의 개방도, 상기 배기 팬의 정보를 각각 취득해서 상기 예측 모델을 따라서 산출되는 예측 온도 열과 현재의 목표 온도에서 상기 최종 목표 온도까지 변화할 때의 변화 비율에 의해 산출되는 목표 온도 열과의 오차가 최소가 되도록, 상기 냉각 밸브의 개방도를 조정하는 냉각 제어부
를 갖는 기술이 제공된다.
본 개시에 의하면, 최적의 파라미터에 의해, 존간에서의 온도 편차를 개선 할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치를 나타내는 일부 절단 정면도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 정면 단면도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시 형태에 관한 온도 제어부를 설명하기 위한 도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치에 있어서의 컴퓨터의 하드웨어 구성을 나타내는 도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시 형태에 관한 냉각 제어부의 내부 제어 블록도이다.
도 6은 본 개시에서 사용하는 제1 유효 제약법을 설명하는 흐름도이다.
도 7은 본 개시에서 사용하는 제2 유효 제약법을 설명하는 흐름도이다.
도 8은 본 개시의 다른 실시 형태에 관한 냉각 제어부의 내부 제어 블록도이다.
도 9는 본 개시의 급랭 예측 모델 생성 시의 냉각 제어부의 내부 제어 블록도이다.
도 10은 본 개시의 급랭 예측 모델의 자동 취득 처리의 일례를 나타내는 제어 블록도이다.
도 11은 본 개시의 일 실시 형태에 관한 성막 처리 중의 온도에 관한 처리 의 일례를 나타내는 흐름도를 도시하는 도이다.
도 12는 도 11에 나타낸 흐름도에 있어서의 로내의 온도 변화를 나타내는 도이다.
도 13은 도 11에 나타낸 흐름도에 있어서의 제어부(200)와 온도 제어부(64)와 냉각 제어부(300)의 동작을 설명하기 위한 도이다.
도 14의 (A)는, 비교예에 관한 냉각 제어부를 사용해서 온도 제어를 행한 경우의, 각 존의 로내 온도와 존간 온도 편차를 도시한 도이다. 도 14의 (B)는, 본 실시예에 관한 냉각 제어부를 사용해서 온도 제어를 행한 경우의, 각 존의 로내 온도와 존간 온도 편차를 도시한 도이다.
도 15의 (A)는, 본 실시예에 관한 냉각 제어부에 있어서 배기 팬의 정보를 사용하지 않고 온도 제어를 행한 경우의 로내 온도의 실측값과 예측 온도와 그것들의 오차를 도시한 도이다. 도 15의 (B)는, 본 실시예에 관한 냉각 제어부를 사용해서 온도 제어를 행한 경우의 로내 온도의 실측값과 예측 온도와 그것들의 오차를 도시한 도이다.
<본 개시의 일 실시 형태>
이하, 본 개시의 일 실시 형태를 도면에 입각해서 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서 사용되는 도면은, 모두 모식적인 것이며, 도면에 도시되는, 각 요소의 치수 관계, 각 요소의 비율 등은, 현실의 것과 반드시 일치하는 것은 아니다. 또한, 복수의 도면의 상호간에 있어서도, 각 요소의 치수 관계, 각 요소의 비율 등이 반드시 일치하는 것은 아니다.
본 실시 형태에 있어서, 도 1 내지 도 3에 나타내고 있는 바와 같이, 본 개시에 관한 기판 처리 장치(10)는, 반도체 장치의 제조 방법에 있어서의 처리 공정을 실시하는 처리 장치(10)로서 구성되어 있다.
도 1에 도시된 기판 처리 장치(10)는, 지지된 세로형 반응관으로서의 프로세스 튜브(11)를 구비하고 있고, 프로세스 튜브(11)는 서로 동심원으로 배치된 아우터 튜브(12)와 이너 튜브(13)를 포함하고 있다. 아우터 튜브(12)는 석영(SiO2)이 사용되며, 상단이 폐색되고 하단이 개구된 원통 형상으로 일체 성형되어 있다. 이너 튜브(13)는 상하 양단이 개구된 원통 형상으로 형성되어 있다. 이너 튜브(13)의 통 중공부의 내부는 후기하는 보트가 반입되는 처리실(14)을 형성하고 있으며, 이너 튜브(13)의 하단 개구는 보트가 출입하기 위한 노구(15)를 구성하고 있다. 후술하는 바와 같이, 보트(31)는 복수매의 기판으로서의 웨이퍼를 길게 정렬한 상태로 유지하도록 구성되어 있다. 따라서, 이너 튜브(13)의 내경은 취급하는 웨이퍼(1)의 최대 외경(예를 들어, 직경 300mm)보다도 커지도록 설정되어 있다.
아우터 튜브(12)와 이너 튜브(13)와의 사이의 하단부는, 대략 원통 형상으로 구축된 매니폴드(16)에 의해 기밀 밀봉되어 있다. 아우터 튜브(12) 및 이너 튜브(13)의 교환 등을 위해서, 매니폴드(16)는 아우터 튜브(12) 및 이너 튜브(13)에 각각 착탈 가능하게 설치되어 있다. 매니폴드(16)가 CVD 장치의 하우징(2)에 지지 됨으로써, 프로세스 튜브(11)는 수직으로 설치된 상태로 되어 있다. 이후, 도면에서는 프로세스 튜브(11)로서 아우터 튜브(12)만을 나타내는 경우도 있다.
아우터 튜브(12)와 이너 튜브(13)와의 간극에 의해 배기로(17)가, 횡단면 형상이 일정 폭의 원형 링 형상으로 구성되어 있다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 매니폴드(16)의 측벽 상부에는 배기관(18)의 일단부가 접속되어 있고, 배기관(18)은 배기로(17)의 최하단부에 통한 상태로 되어 있다. 배기관(18)의 타단부에는 압력 제어부(21)에 의해 제어되는 배기 장치(19)가 접속되어 있고, 배기관(18)의 도중에는 압력 센서(20)가 접속되어 있다. 압력 제어부(21)는 압력 센서(20)로부터의 측정 결과에 기초하여 배기 장치(19)를 피드백 제어하도록 구성되어 있다.
매니폴드(16)의 하방에는 가스 도입관(22)이 이너 튜브(13)의 노구(15)에 통하도록 배치되어 있고, 가스 도입관(22)에는 원료 가스 공급 장치 및 불활성 가스 공급 장치(이하, 가스 공급 장치라고 함)(23)가 접속되어 있다. 가스 공급 장치(23)는 가스 유량 제어부(24)에 의해 제어되도록 구성되어 있다. 가스 도입관(22)으로부터 노구(15)에 도입된 가스는, 이너 튜브(13)의 처리실(14) 내를 유통하여 배기로(17)를 통해서 배기관(18)에 의해 배기된다.
매니폴드(16)에는 하단 개구를 폐색하는 시일 캡(25)이 수직 방향 하측으로부터 접하게 되어 있다. 시일 캡(25)은 매니폴드(16)의 외경과 대략 동등한 원반 형상으로 구축되고 있고, 하우징(2)의 대기실(3)에 설비된 보트 엘리베이터(26)에 의해 수직 방향으로 승강되도록 구성되어 있다. 보트 엘리베이터(26)는 모터 구동의 이송 나사 축 장치 및 벨로우즈 등에 의해 구성되어 있고, 보트 엘리베이터(26)의 모터(27)는 구동 제어부(28)에 의해 제어되도록 구성되어 있다. 시일 캡(25)의 중심선 위에는 회전축(30)이 배치되어 회전 가능하게 지지되어 있고, 회전축(30)은 구동 제어부(28)에 의해 제어되는 모터로서의 회전 기구(29)에 의해 회전 구동되도록 구성되어 있다. 회전축(30)의 상단에는 보트(31)가 수직으로 지지되어 있다.
보트(31)는 상하로 한 쌍의 단부판(32, 33)과, 이들 사이에 수직으로 가설된 3개의 유지 부재(34)를 구비하고 있고, 3개의 유지 부재(34)에는 다수의 유지 홈(35)이 길이 방향으로 같은 간격으로 파여 있다. 3개의 유지 부재(34)에 있어서 동일한 단에 파인 유지 홈(35)끼리는, 서로 대향해서 개구되게 되어 있다. 보트(31)는 3개의 유지 부재(34)의 동일단의 유지 홈(35) 사이에 웨이퍼(1)를 삽입함로써, 복수매의 웨이퍼(1)를 수평하게 또한 서로 중심을 정렬시킨 상태로 정렬시켜서 유지하도록 되어 있다. 보트(31)와 회전축(30) 사이에는 단열 캡부(36)가 배치되어 있다. 회전축(30)은 보트(31)를 시일 캡(25)의 상면으로부터 들어 올린 상태로 지지함으로써, 보트(31)의 하단을 노구(15)의 위치에서 적당한 거리만큼 이격하도록 구성되어 있다. 단열 캡부(36)는 노구(15)의 근방을 단열하도록 되어 있다.
프로세스 튜브(11)의 외측에는, 세로 배치의 가열 장치로서의 히터 유닛(40)이 동심원으로 배치되고, 하우징(2)에 지지된 상태로 설치되어 있다. 히터 유닛(40)은 케이스(41)를 구비하고 있다. 케이스(41)는 스테인리스 강(SUS)이 사용되고 상단 폐색과 하단 개구의 통 형상, 바람직하게는 원통 형상으로 형성되어 있다. 케이스(41)의 내경 및 전체 길이는 아우터 튜브(12)의 외경 및 전체 길이보다 크게 설정되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 복수의 제어 존으로서, 히터 유닛(40)의 상단측에서부터 하단측에 걸쳐서, ７개의 제어 존(U1, U2, CU, C, CL, L1, L2)으로 분할되어 있다.
케이스(41) 내에는 단열 구조체(42)가 설치되어 있다. 본 실시 형태에 관한 단열 구조체(42)는, 통 형상, 바람직하게는 원통 형상으로 형성되어 있고, 그 원통체의 측벽부(43)가 복수층 구조로 형성되어 있다. 또한, 측벽부(43)를 상하 방향으로 복수의 존(영역)으로 격리하는 칸막이부(105)와, 측벽부(43)의 내측에 마련되고, 처리실(14)의 웨이퍼(1)를 가열하는 가열부로서의 발열체(56)를 구비한다.
히터 유닛(40)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 온도 제어부(64)에 의해 제어되도록 구성되어 있다. 또한, 히터 유닛(40)에는, 제어 존(U1, U2, CU, C, CL, L1, L2)에 대응해서 각 제어 존에 1대씩 열전대(65)와 열전대(66)가 마련되어 있다.
열전대(65)는, 히터 열전대이며, 각 제어 존에 있어서의 아우터 튜브(12)와 히터 유닛(40)과의 사이의 온도를 검출한다. 열전대(65)는, 각 제어 존에 있어서의 발열체(56) 근방의 주위 온도를 계측하도록 구성되어 있다. 이하에 있어서, 열전대(65)에 의한 검출 온도를 히터 온도로 한다. 또한, 발열체(56)의 온도를 히터 온도로서 사용해도 된다.
열전대(66)는, 캐스케이드 열전대이며, 각 제어 존에 있어서의 아우터 튜브(12)와 이너 튜브(13)와의 사이의 온도를 검출한다. 열전대(66)는, 각 제어 존에 있어서의 처리실(14)의 온도인 로내 온도를 계측하도록 구성되어 있다. 이하에 있어서, 열전대(66)에 의한 검출 온도를 로내 온도로 한다.
온도 제어부(64)는, 각 제어 존에 있어서의 열전대(65) 및 열전대(66)에 의해 검출된 온도 정보에 기초하여, 각 제어 존의 발열체(56)에의 통전 상태를 조정하고, 처리실(14)의 온도가 제어부(200)에 의해 설정된 처리 온도가 되도록 원하는 타이밍에서 제어되도록 구성되어 있다.
또한, 케이스(41) 내에는, 각 존에 역확산 방지부로서의 체크 댐퍼(104)가 마련되어 있다. 이 체크 댐퍼(104)의 개폐에 의해 냉각 매체로서의 냉각 가스(90)가 가스 유로(107)를 통해서 내부 공간(75)에 공급되도록 구성되어 있다. 도시하지 않은 가스원으로부터 냉각 가스(90)가 공급되지 않을 때에는, 이 체크 댐퍼(104)가 폐쇄되어, 내부 공간(75)의 분위기가 역류하지 않도록 구성되어 있다. 이 체크 댐퍼(104)가 개방하는 압력을 존에 따라서 변경하도록 구성해도 된다. 또한, 측벽부(43)의 외주면과 케이스(41)의 내주면과의 사이는, 금속의 열팽창을 흡수하도록 블랭킷으로서의 단열 천이 마련되어 있다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 단열 구조체(42)의 측벽부(43)의 상단측에는 천장부로서의 천장벽부(80)가 내부 공간(75)을 닫도록 씌워져 있다. 천장벽부(80)에는 내부 공간(75)의 분위기를 배기하는 배기 경로의 일부로서의 배기공(81)이 환상으로 형성되어 있고, 배기공(81)의 상류 측단부인 하단은 내측 공간(75)에 통하고 있다. 배기공(81)의 하류 측단부는 배기 덕트(82)에 접속되어 있다. 배기 덕트(82)는, 배기 팬(84)에 접속되어 있다. 배기 팬(84)은, 후술하는 냉각 장치로서의 쿨링 유닛에 냉각 매체로서의 냉각 가스(90)를 공급하고, 배기 덕트(82)를 통해서 배출하도록 구성되어 있다.
압력 제어부(21), 가스 유량 제어부(24), 구동 제어부(28), 온도 제어부(64), 냉각 제어부(300)는, 각각 제어부(200)와 전기적으로 접속되어 통신할 수 있도록 구성되어 있다. 압력 제어부(21), 가스 유량 제어부(24), 구동 제어부(28), 온도 제어부(64), 후술하는 냉각 제어부(300)는, 각각 제어부(200)의 지시에 따라서 각각 제어되도록 구성되어 있다.
[클리닝 유닛(301)의 구성]
이어서, 본 실시 형태에 있어서의 쿨링 유닛(301)에 대해서 도 2를 사용해서 상세하게 설명한다.
본 실시 형태에 있어서의 클리닝 유닛(301)은, 복수의 제어 존에 대응하는 복수의 냉각 존(U1, U2, CU, C, CL, L1, L2)으로 분할되어, 냉각 존마다, 냉각 가스(90)를 공급하는 흡기관(101)과, 흡기관(101)에 마련되고, 가스의 유량을 조정하는 컨덕턴스 밸브로서의 냉각 밸브(102)와, 프로세스 튜브(11)를 향해서 냉각 가스를 분출하는 복수의 개구 구멍(급랭 구멍)(110)을 구비한 구성으로 되어 있다. 냉각 밸브(102)는, 히터 유닛(40)과 프로세스 튜브(11)와의 사이의 내부 공간(75)에 냉각 매체로서의 냉각 가스(90)를 공급한다.
냉각 밸브(102)를 개폐시킴으로써, 각 냉각 존의 존 길이의 비율에 따라서 흡기관(101)에 도입되는 냉각 가스(90)의 유량을 설정하고, 개구 구멍(110)으로부터 프로세스 튜브(11)를 향해서 분출되는 가스의 유량 및 유속이 조정되도록 구성되어 있다. 즉, 냉각 밸브(102)는, 흡기관(101) 내의 구성물에 따라서 냉각 제어부(300)에 의해 밸브의 개방도가 조정됨으로써, 각 냉각 존에 도입되는 냉각 가스(90)의 유량 및 유속을 변경할 수 있다. 즉, 냉각 밸브(102)는, 각 냉각 존에서 다른 개방도로 제어 가능한 구성으로 되어 있다. 냉각 밸브(102)는, 냉각 제어부(300)에 의해 제어되는 것이 가능하도록 구성되어 있다.
또한, 흡기관(101)의, 냉각 밸브(102)의 하류측에는, 체크 댐퍼(104)가 마련되어, 처리실(14)로부터의 분위기의 역확산을 방지한다. 냉각 가스(90)는, 내부 공간(75)의 위쪽에 마련된 배기구(81)로부터 배기된다. 이 때문에, 체크 댐퍼(104)는, 냉각 가스(90)를 효율적으로 저류하도록 각 존에 마련되고, 급랭 미사용 시는, 흡기관(101)과 단열 구조체(42)와의 사이의 대류를 방지하고 있다.
또한, 보트(31)에 적재되는 웨이퍼(1)가 유지되는 영역의 최상단과 대략 동일한 높이에서 웨이퍼(1)가 유지되는 영역의 최하단까지의 각 냉각 존(예를 들어, 도 2에서는, U2, CU, C, CL, L1)에 분출되는 냉각 가스(90)의 유량 및 유속이 균등해지도록 개구 구멍(110)이 마련되어 있다. 구체적으로는, 개구 구멍(110)은, 냉각 존내에서 둘레 방향 및 상하 방향으로 같은 간격으로 마련되고, 가스 유로(107)를 통해서 내부 공간(75)에 분출하도록 구성되어 있다.
상술한 히터 유닛(40)에 사용되는 단열 구조체(42)는, 쿨링 유닛(301)으로서도 사용된다. 단열 구조체(42)는, 상술한 바와 같이, 원통 형상으로 형성된 측벽부(43)를 갖고, 해당 측벽부(43)가 복수층 구조로 형성되어 있다. 여기서, 측벽부(43)는, 상하 방향으로, 복수의 냉각 존(U1, U2, CU, C, CL, L1, L2)으로 구분 되도록 구성한다. 예를 들어, 칸막이부가, 측벽부(43)를 상하 방향으로, 복수의 냉각 존(U1, U2, CU, C, CL, L1, L2)으로 격리하는 구성으로 해도 되고, 칸막이부(105)와 측벽부(43)와의 사이에 공간을 마련하는 구성으로 해도 된다. 가스 유로(107)는, 흡기관(101)과 내부 공간(75)을 연통하고, 냉각 존마다 개구 구멍(110)을 통해서 내부 공간(75)에 냉각 가스(90)를 분출하도록 구성되어 있다.
또한, 개구 구멍(110)은, 분출되는 냉각 가스(90)가 발열체(56)를 피하게 배치되어 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 제어 존의 수와 냉각 존의 수가 일치하게 칸막이부(105)가 배치되도록 구성되어 있다. 이 형태에 한정되지 않고 제어 존의 수와 냉각 존의 수가 임의로 설정된다.
배기 덕트(82)는, 배기 팬(84)에 접속되어 있고, 배기 팬(84)의 배출 기능에 의해 냉각 가스(90)를 배출하도록 구성되어 있다.
또한, 냉각 제어부(300)는, 냉각 밸브(102)와 전기적으로 접속되어 있고, 냉각 밸브(102)의 개방도를 지시하도록 구성되어 있다. 또한, 냉각 제어부(300)는, 배기 팬(84)과 전기적으로 접속되고, 배기 팬(84)의 동작 온/오프를 지시하도록 구성되어 있다.
본 실시 형태에 있어서의 쿨링 유닛(301)은, 냉각 제어부(300)를 통해서 냉각 밸브(102)의 개방도를 냉각 존마다 조정함으로써, 그리고 동시에 배기 팬(84)의 기동을 온으로 하는 것에 의해, 공급되는 냉각 가스의 유량을 냉각 존마다 조정할 수 있고, 그 결과, 냉각 능력을 냉각 존마다 조정할 수 있다.
[제어부의 구성]
이어서, 제어부(200)의 구성에 대해서 예시한다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 제어부(200)는, CPU(Central Precessing Unit) (201) 및 메모리(202) 등을 포함하는 컴퓨터 본체(203)와, 통신부로서의 통신IF(Interface)(204)와, 기억부로서의 기억 장치(205)와, 조작부로서의 표시·입력 장치(206)를 갖는다. 즉, 제어부(200)는 일반적인 컴퓨터로서의 구성 부분을 포함하고 있다.
CPU(201)는, 조작부의 중추를 구성하고, 기억 장치(205)에 기억된 제어 프로그램을 실행하고, 표시·입력 장치(206)로부터의 지시에 따라 기억 장치(205)에 기록되어 있는 프로세스 레시피(예를 들어, 프로세스용 레시피)를 실행한다.
또한, CPU(201)의 동작 프로그램 등을 기억하는 기록 매체(207)로서, ROM(Read Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 플래시 메모리, 하드 디스크 등이 사용된다. 여기서, RAM(Random Access Memory)은, CPU의 워크 에어리어 등으로서 기능한다.
통신부(204)는, 압력 제어부(21), 가스 유량 제어부(24), 구동 제어부(28), 온도 제어부(64), 냉각 제어부(300)(이들을 통합해서 서브 컨트롤러라고 하는 경우도 있음)와 전기적으로 접속되고, 각 부품의 동작에 관한 데이터를 교환할 수 있다.
기억부(205)는, 상술한 프로세스 레시피 등의 파일을 기억하는 프로그램 저장 영역을 갖고, 이 프로그램 저장 영역에는, 미리 유지하고 있는 로내 온도의 예측 모델을 따라서 산출된 예측 온도 열을 장래의 목표 온도 열에 접근하도록 히터 공급 전력을 제어하는 수순을 기판 처리 장치에 실행시키는 프로그램이나, 본 실시 형태에 있어서의 후술하는 배기 팬(84)의 정보, 장래의 목표가 되는 최종 목표 온도, 냉각 밸브(102)의 개방도를 각각 포함하고, 히터의 온도 및 로내 온도 중 적어도 어느 하나의 온도를 예측하는 예측 온도를 추측하는 급랭 예측 모델을 따라서 예측 온도 열과 현재의 목표 온도에서 최종 목표 온도까지 변화할 때의 변화 비율에 의해 산출되는 목표 온도 열과의 오차가 최소가 되도록, 냉각 밸브(102)의 개방도를 조정하는 수순을 기판 처리 장치에 실행시키는 프로그램이 저장된다. 또한, 도시하지 않은 파라미터 기억 영역에는, 상술한 각 예측 모델이나 상술한 각 예측 모델을 실현하기 위한 각종 파라미터가 적어도 기억되어 있다. 또한, 소정의 온도대에 있어서의 각 예측 모델이 적어도 저장된다.
본 개시의 일 실시 형태에 있어서, 제어부(200)를 예로 들어 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 통상의 컴퓨터 시스템을 사용해서 실현 가능하다. 예를 들어, 범용 컴퓨터에, 상술한 처리를 실행하기 위한 프로그램을 저장한 CDROM, USB 등의 기록 매체(207)로부터 해당 프로그램을 인스톨하는 것에 의해, 상술한 처리를 실행할 수도 있다. 또한, 통신 회선, 통신 네트워크, 통신 시스템 등의 통신부(204)를 사용해도 된다. 이 경우, 예를 들어 통신 네트워크의 게시판에 해당 프로그램을 게시하고, 이것을 네트워크를 통해서 반송파에 중첩해서 제공해도 된다. 그리고, 이렇게 제공된 프로그램을 기동하여, OS(Operating System)의 제어하에서, 다른 애플리케이션 프로그램과 마찬가지로 실행함으로써, 상술한 처리를 실행할 수 있다.
[냉각 제어부의 구성]
이어서, 냉각 제어부(300)의 제어 구성에 대해서 도 5를 사용해서 설명한다.
냉각 제어부(300)는, 로내 온도 취득부(351), 온도 이력 기억부(353), 배기 이력 기억부(355), 밸브 개방도 이력 기억부(357), 개별 특성 작성부(359), 목표 온도 열 작성부(361), 통합 특성 작성부(363), 제약 부가된 최적화 계산부(365), 개방도 신호 공급부(367)에 의해 구성되어 있다.
입력단(S)에는, 제어부(200)로부터의 목표 온도가 입력된다. 입력단(F)에는, 열전대(66)로부터의 로내 온도가 입력된다. 입력단(L)에는, 제어부(200)로부터의 배기 팬(84)의 온/오프 신호의 정보가 입력된다. 목표 온도, 입력단(S) 및 입력단(F)은, 열전대(66)의 개수분만큼 존재하지만, 도 4에서는, 동일 구성이기 때문에 하나만 도시하고 있다.
흡기관(101) 및 냉각 밸브(102)는, 상술한 바와 같이 냉각 존마다 마련되어 있지만, 도 5에서는, 설명을 위해 하나만 도시하고 있다. 즉, 냉각 밸브(102)는, 각 존에 있어서 다른 개방도로 할 수 있고, 냉각 가스는, 존마다 흡기관(101)에 공급된다.
열전대(66)는, 이너 튜브(13)의 내부 공간의 냉각 존에 대응하는 위치에, 각 존과 같은 수 배치되어, 웨이퍼(1)의 근방 온도를 미소 전압으로 변환해서 출력한다.
냉각 제어부(300)는, 미리 설정된 제어 주기에 따라, 입력단(S), 입력단(F) 및 입력단(L)으로부터 입력 신호를 미소 시간마다 취득하고, 출력 신호가 미소 시간마다 갱신 출력되도록 구성되어 있다.
로내 온도 취득부(351)는, 열전대(66)의 미소 전력을 취득하고, 잡음 제거를 위해서 평활화하고, 그 물리 특성에 따라 검지 온도로 변환한다. 즉, 로내 온도 취득부(351)는, 열전대(66)로부터 검출된 로내 온도를 취득한다. 로내 온도 취득부(351)는, 열전대(66)의 개수분만큼 존재한다.
온도 이력 기억부(353)는, 로내 온도 취득부(351)로부터 모든 존의 로내 온도 또는 히터 온도를 입력하고, 온도 이력 기억 영역 내에 그것들의 데이터를 일정 기간 기억시킨다. 온도 이력 기억부(353)는, 온도 이력 기억 영역 내에 대하여, 최초에 취득한 온도로부터 소정 간격으로 차례 차례로 기입해 간다. 온도 이력 기억 영역이 데이터로 채워진 이후는, 가장 오래된 데이터를 버리고, 그 위치에 새로운 데이터를 기입한다. 그렇게 함으로써, 온도 이력 기억부(353)는, 현재부터 일정 기간만큼 과거의 온도를 기억할 수 있도록 구성되어 있다.
시각에 관한 표시를 통일하기 위해서, 특정한 시각 t의 처리로 기입된 온도는, 1회 전의 온도(예를 들어, 식 1에서 나타내는 바의 y(t-1)과 같이 표시)로서 취급한다. 입력된 온도는, 기입하는 시각까지의 열전대(66)의 기전력 평균으로부터 산출하는 온도이다.
배기 이력 기억부(355)는, 제어부(200)로부터 배기 팬(84)의 온/오프 신호를 입력하고, 배기 이력 기억 영역에 그 입력된 배기 팬(84)의 온/오프 신호에 관한 데이터를 일정 기간 기억한다.
밸브 개방도 이력 기억부(357)는, 모든 존의 냉각 밸브(102)에 출력하는 개방도 정보를 각각 입력하고, 밸브 개방도 이력 기억 영역에 그 데이터를 일정 기간 기억한다. 밸브 개방도 이력 기억부(357)는, 밸브 개방도 이력 기억 영역 내에 대하여, 최초에 취득한 개방도로부터 소정 간격으로 차례 차례로 기입해 간다. 밸브 개방도 이력 기억 영역이 데이터로 채워진 이후는, 가장 오래된 데이터를 버리고, 그 위치에 새로운 데이터를 기입한다. 그렇게 함으로써, 밸브 개방도 이력 기억부(357)는, 현재부터 일정 기간만큼 과거의 개방도를 기억할 수 있도록 구성되어 있다.
시각에 관한 표시를 통일하기 위해서, 특정한 시각 t의 처리에서 기입된 개방도는, 1회 전의 온도(예를 들어, 식 1에서 나타내는 바의 Va(t-1)과 같이 표시)로서 취급한다. 입력된 개방도는, 전회의 처리에서 산출되어, 금회의 시각까지 계속해서 출력되는 개방도이다.
개별 특성 작성부(359)는, 상세하게는 후술하는 특정한 냉각 존의 예측 모델로서의 급랭 예측 모델을 기억부(205)로부터 취득하고, 로내 온도 또는 히터 온도의 소정의 과거의 온도 데이터를 온도 이력 기억부(353)로부터 취득하고, 배기 팬(84)의 소정의 과거의 온/오프에 관한 데이터를 배기 이력 기억부(355)로부터 취득하고, 냉각 밸브(102)의 소정의 과거의 개방도 데이터를 밸브 개방도 이력 기억부(357)로부터 취득하고, 이하, 식 2 및 식 3에서 설명하는 개별 입력 응답 특성 행렬 Ssr과 개별 제로 응답 특성 벡터 Szr을 산출한다. 개별 입력 응답 특성 행렬 Ssr과 개별 제로 응답 특성 벡터 Szr은, 제어 대상으로 하는 로내 온도의 수(=존 분할수)만큼 산출한다. 상술한 바와 같이, 급랭 예측 모델은 제어부(200)로부터 취득하도록 기재하고 있지만, 냉각 제어부(300) 내에, 예를 들어 급랭 예측 모델 기억부를 마련해도 된다. 상기한 것은 어디까지나 일례이다.
[급랭 예측 모델]
급랭 예측 모델이란, 히터 온도 및 로내 온도 중 적어도 어느 하나의 온도를 예측하는 예측 온도를 계산하는 수식이며 다음 식 1을 사용한다.
Figure pct00001
Figure pct00002
y0는, 기준 온도이고, 예를 들면 실온 부근을 상정하고 있다. 기준 온도(y0)는 20℃ 이상 30℃ 이하의 범위 내의 온도이다. a1, ..., an, b1, ..., bn, c1, ..., cn, d는, 각각 소정의 계수이다. n, m 값은, 미리 설정되는 값이며, 필요한 과거 데이터 수를 나타낸다. 예측 모델은, 각 냉각 존에 대해서 기억되어 제어 연산에 사용할 수 있다. 즉, 급랭 예측 모델은, 각각의 온도대에 대응하고 있다.
식 1에 의하면, 1회 전의 온도가 기준 온도(y0)일 경우, 「y(t-1)-y0」은 0이 되고, 그 결과,
Figure pct00003
이 되므로, 예측 온도=1회 전의 온도=기준 온도(y0)가 된다. 만일 로내 온도가 가령 실온이었을 경우, 냉각 밸브(102)의 개방도를 완전 개방하여 최대 유량의 냉각 가스(=실온)를 흘려도 로내 온도는 불변이다. 그것은, 기준 온도에서 식 1은 타당함을 나타내고 있다.
또한, 식 1에 의하면, 예를 들어 C존의 온도에 관한 급랭 예측 모델이라고 하면, 각 계수에 의존하여, C존의 냉각 밸브(102)의 개방도 뿐만 아니라, 인접 존인 CU 존이나 CL 존의 냉각 밸브(102)의 개방도도, 예측 온도에 영향을 미치는 것을 나타내고 있다. 이에 의해, 각 계수에 의존하여, 존간의 상호 간섭을 표현할 수 있게 되어 있다. 또한, 식 1의 급랭 예측 모델에 있어서, 상수 항으로서, 배기 팬(84)의 온(=1) 오프(=0)의 데이터를 사용함으로써 급랭 개시 시의 존간의 온도 오차를 개량할 수 있게 되어 있다. 여기서, 배기 팬(84)의 구동을 하더라도, 급랭 개시 직전까지는 모든 냉각 밸브(102)가 폐색하고 있기 때문에, 로내 온도에 영향을 미치지 않을 것으로 생각할 수도 있지만, 급랭 개시 시의 미소 시간에 있어서의 배기 팬(84)의 동작에 의한 로내 분위기의 배기 영향을 고려하는 것에 의해, 급랭 개시 시의 존간의 온도 오차가 개량되어, 온도 제어성이 향상된다.
여기서, 인접 존은, 냉각 특성을 감안해서 미리 설정하게 되어 있다. 예를 들어, 상호 간섭 상태에 따라서는 인접 2개 존이 필요한 경우가 있다. 또한 쿨링 유닛의 특성 상, 냉각 가스는 내부 공간(75)을 상측 방향으로 흐르므로, 예를 들어 연직 하측의 인접 2개 존만을 설정하기도 한다.
또한, 식 1에 의하면, 해당 존이나 인접 존의 냉각 밸브(102)의 개방도가 모두 0(=완전 폐쇄)인 경우라도, d에 관한 항에 의해 예측 온도가 변화하게 되어 있다. 이에 의해, 흡기관(101)으로부터의 냉각 가스(90)에 의한 것 이외의 냉각, 예를 들어 자연 냉각이나 의도하지 않은 틈새 바람에 의한 냉각을 표현할 수 있게 되어 있다.
상술한 식 1을 다음 식 2로 나타내는 바와 같은 상태 공간 모델로 나타낸다.
Figure pct00004
여기서, 행렬 A, B, C는 다음과 같아진다. 또한, 표기를 간단하게 하기 위해서 n=4, m=3으로 했다.
Figure pct00005
Figure pct00006
또한, 벡터 x(t), u(t) 및, 출력 y(t)는 다음과 같아진다.
Figure pct00007
Figure pct00008
식 2에 있어서, 시각 t의 경우 u(t)을 입력하고, 그 후 그대로 u(t)를 계속해서 입력하면, t+1 이후의 예측 온도는 다음 식 3과 같아진다.
Figure pct00009
Figure pct00010
식 2에서는, 표기를 간단하게 하기 위해서 n=4, m=3으로 하여 예시했지만, 식 3은 거기에 한정되지 않는다. 또한, 식 3에 있어서, Szr은 개별 제로 응답 특성 벡터, Ssr은 개별 입력 응답 특성 행렬이다.
각각의 행수는, 제어 주기와 컨트롤러가 사용하는 CPU의 연산 처리 성능에 의존해서 허용되는 수만큼 계산한다.
개별 제로 응답 특성 벡터 Szr은, 예측 온도 벡터 중 과거의 온도와 과거의 냉각 밸브(102)의 개방도에 영향을 받아 변화하는 변화량을 나타내고 있다. 또한, 개별 입력 응답 특성 행렬 Ssr은, 예측 온도 벡터 중 금회 산출한 냉각 밸브(102)의 개방도에 영향을 받아 변화하는 변화량을 나타내고 있다.
이하, 개별 입력 응답 특성 행렬 Ssr, 개별 제로 응답 특성 벡터 Szr 및, 예측 온도 벡터를 대응 존에서 구별할 때는, 존(a)에 대응하는 개별 입력 응답 특성 행렬은 Ssr-a, 존(b)에 대응하는 개별 제로 응답 특성 벡터는 Szr-b 등으로 표기한다.
Figure pct00011
목표 온도 열 산출부(361)는, 설정 온도가 갱신되는 타이밍에서, 제어부(200)로부터 목표 온도, 현재의 목표 온도 및 램프 레이트를 입력하고, 개별 목표 온도 열 벡터 Stg를 산출한다. 램프 레이트란, 현재의 목표 온도에서, 장래의 목표가 되는 최종 목표 온도까지 변화할 때의 변화 비율을 지시하는 것이며, 예를 들어 1℃/분의 설정이라면, 1분간에 1℃의 비율로 변화하는 지시를 나타내고 있다. 제어부(200)로부터 입력하는 정보는, 예를 들어 현재의 목표 온도가 100℃이고, 갱신된 설정 온도가 200℃, 램프 레이트가 10℃/분인 경우는, 목표 온도=200℃, 현재의 목표 온도=100℃, 램프 레이트=10℃/분이 된다. 그 후, 현재의 목표 온도가 200℃에 달성하기 전, 예를 들어 150℃인 때에, 설정 온도가 300℃, 램프 레이트가 1℃/분으로 갱신되었을 때는, 목표 온도=300℃, 현재의 목표 온도=150℃, 램프 레이트=1℃/분이 된다.
그리고, 목표 온도 열 작성부(361)는, 램프 레이트가 0인 경우와, 0 이외인 경우에 작성하는 개별 목표 온도 열 벡터 Stg를 전환한다.
먼저, 램프 레이트가 0인 경우, 목표 온도 열 작성부(361)는,
(1) 램핑 온도 편차 = 목표 온도-현재의 목표 온도
(2) 램핑 시간 = 절댓값(램핑 온도 편차)÷기준 램프 레이트
(3) 기준 설정값 = 현재의 목표 온도+램핑 온도 편차×(1-exp(경과 시간÷(램핑 시간÷시 상수))
의 기준 설정값에 따라 개별 목표 온도 열 벡터 Stg를 산출한다. 시 상수로는 예를 들어 1.0을 설정한다.
이어서, 램프 레이트가 0 이외인 때, 목표 온도 열 작성부(361)는,
(1) 램핑 온도 편차 = 목표 온도-현재의 목표 온도
(2) 램핑 시간 = 절댓값(램핑 온도 편차)÷램프 레이트
(3) 기준 설정값 = 현재의 목표 온도+램핑 온도 편차×(경과 시간÷램핑 시간)
의 기준 설정값에 따라 개별 목표 온도 열 벡터 Stg를 산출한다.
개별 목표 온도 열 벡터 Stg는, 이하의 설명을 위해, 식 4와 같이 표기한다.
Figure pct00012
식 4의 시각 및 행수는, 식 3 등의 그것들과 대응한다. 목표 온도 열 작성부(361)는, 제어 대상으로 하는 온도와 같은 수, 즉 열전대(66)와 같은 수만큼 존재한다.
이하, 개별 목표 온도 열 벡터 Stg를 대응 존에서 구별할 때는, 존(a)에 대응하는 경우는 Stg-a, 존(e)에 대응하는 경우는 Stg-e 등으로 표기한다.
통합 특성 작성부(363)는, 복수개 있는 개별 특성 작성부(359)로부터 개별 입력 응답 특성 행렬 Ssr과 개별 제로 응답 특성 벡터 Szr을 입력하고, 또한 복수개 있는 목표 온도 열 작성부(361)로부터 개별 목표 온도 열 벡터 Stg를 입력하여, 통합 특성 방정식을 작성한다.
먼저, 개별 입력 응답 특성 행렬 Ssr을 변형한다. 개별 입력 응답 특성 행렬 Ssr은 시각 t의 경우 u(t)를 입력하고, 그 후 그대로 u(t)를 계속해서 입력했을 때의 예측 온도의 변화량을 나타내고 있다. u(t)를 유지하지 않고, 모든 제어 타이밍에서 상이한 값 u(t) 내지 u(t+Np-1)을 입력했다고 하면, 식 3의 우변 제2항은, 다음과 같아진다. 또한, 식 3의 행수를 Np로 했다.
Figure pct00013
잘 알려져 있는 모델 예측 제어에서는, 모든 연산 처리의 타이밍에서 상이한 값 u(t) 내지 u(t+Np-1)을 입력하는 것을 가정하고, 이들을 계산해서 구한다. 그러나, 냉각 제어부(300)의 CPU 연산 처리 성능이 충분하지 않기 때문에, 본 개시에서는, 입력 패턴을 고정으로 함으로써 식 3의 우변 제2항을 다음과 같이 한다.
Figure pct00014
Figure pct00015
이상과 같이 개별 입력 응답 특성 행렬 Ssr을 변형하여, 식 3으로부터 다음 식 5를 얻는다.
Figure pct00016
Figure pct00017
식 5에 있어서, Sdsr을 다시 개별 입력 응답 특성 행렬로 한다. 대응 존에서 구별할 때는, 존(a)에 대응하는 개별 입력 응답 행렬을 Sdsr-a 등으로 표기한다.
이어서, 상술한 식 5 및 식 4에 관하여, 제어 대상으로 하는 모든 냉각 존에 배열한다.
Figure pct00018
Figure pct00019
이상과 같이, 통합 특성 작성부(363)는, 식 6 및 식 7로 표시되는 통합 입력 응답 특성 행렬 Udsr, 통합 제로 응답 특성 벡터 Uzr, 통합 목표 온도 벡터 Utg를 산출해서 출력한다.
제약 부가된 최적화 계산부(365)는, 통합 특성 작성부(363)로부터 통합 입력 응답 특성 행렬 Udsr, 통합 제로 응답 특성 벡터 Uzr, 통합 목표 온도 벡터 Utg를 입력하고 후술하는 유효 제약법이라고 불리는 방법에 의해, 최적의 금회의 개방도를 계산한다.
개방도 신호 공급부(367)는, 냉각 존의 분할수, 즉 접속되고 있는 냉각 밸브(102)와 같은 수만큼 존재하고, 소정의 제어 주기로, 제약 부가된 최적화 계산부(365)로부터 대응하는 개방도를 취득하고, 냉각 밸브(102)에의 개방도 지시를 갱신한다.
[제1 유효 제약법]
본 개시에서 사용하고 있는, 제1 유효 제약법에 대해서 설명한다.
유효 제약법은, 다음 식 9의 제약 조건 하에, 다음 식 8로 부여되는 평가 함수 f(x)를 최대로 하는 해 벡터 x를 구한다.
Figure pct00020
식 8, 식 9에 있어서, c, Q, b, A는, 주어진 상수 행렬 또는 벡터이다. 또한, 기호 T는 전치를 나타낸다. 이때, 유효 제약법은 도 6에 나타내는 플로우를 실시함으로써 해 벡터 x를 구할 수 있다.
S201에서는, 식 9의 등호가 유효하지 않은 범위의 해 xk를 선택한다. 그리고, 식 9의 각 행 중 등호가 유효한 행의 집합을 Ae, be로 한다. S201에서는 Ae, be 모두, 공집합이다. 또한, 식 9의 각 행 중 등호가 유효하지 않은 행의 집합을 Ad, bd로 한다. S201에서는 Ad=A, bd=b이다.
S203에서는, 다음 연립방정식을 풀고, 그 해를 x, λ로 한다. x=xk이면, S205으로 진행한다. x≠xk이면, S207로 진행한다.
Figure pct00021
S205에서는, λ의 요소가 모두 0 이상인가 아닌가를 판정한다. 0 이상이라면 S213으로 진행한다. λ의 요소가 모두 0 이상이 아니면 S211로 진행한다.
S207에서는, 다음 식 10에 따라 α를 구한다. bi, ai는, 각각 Ad, bd로부터 1행을 발췌한 것이다. α=1이라면 S205로 진행한다. α<1 이라면 S209로 진행한다.
Figure pct00022
S209에서는, 식 10에 따라 α(<1)를 구했을 때에 사용한 제약[bi, ai}을, Ad, bd로부터 삭제하고, Ae, be에 추가하여, S203으로 진행한다.
S211에서는, 음의 값으로 최소가 되는 λ의 요소를 선택하고, Ae, be에 포함되는 제약 중 대응하는 것[bi, ai}을, Ae, be로부터 삭제하고, Ad, bd에 추가하여, S203으로 진행한다.
S213에서는, S203에서 구한 해 x를 최적 해로 하여 종료한다.
도 6에 나타낸 유효 제약법은, 부대 승수 λ를 사용해서 식 9의 각 행 중 등호가 유효한 행의 조합을 탐색하는 것에 의해, 식 9를 충족하고 또한 식 8을 최대로 하는 해를 구할 수 있다.
[유효 제약법의 제어에의 적용]
이어서, 본 개시에서의 유효 제약법의 적용 방법에 대해서 설명한다.
통합 특성 작성부(363)에 있어서, 식 6에서 로내 온도의 예측 온도 열(예측 온도 벡터)을, 식 7에서 목표 온도 열(통합 목표 온도 벡터)을 얻을 수 있었다. 그래서, 제약 부가된 최적화 계산부(365)에서는, 평가 함수로서, 목표 온도 열과 예측 온도 열의 오차의 2승을 채용한다. 평가 함수 V(u(t))는, 다음 식 11과 같아진다.
Figure pct00023
식 11의 제2항 외측의 원괄호 내부와 식 8을 비교하면, 식 8의 c, Q는, 각각 이하의 식으로 치환할 수 있다.
Figure pct00024
이것에 의해, 전술한 유효 제약법에 의해, 식 11의 제2항 외측의 원괄호 내부를 최대로 하는 해를 얻을 수 있다. 따라서, 평가 함수 V(u(t))를 최소로 하는 해를 구할 수 있고, 목표 온도 열과 예측 온도 열의 오차의 2승을 최소로 하는 평가 함수V(u(t))를 작성하고, 이 평가 함수 V(u(t))가 최소가 되도록 연립방정식을 계산한다. 그리고, 이 연립방정식을 푸는 것에 의해, 예측 온도 열의 해에 포함되는 냉각 밸브(102)의 개방도를 취득할 수 있고, 냉각 제어부(300)는, 냉각 밸브(102)의 개방도를 조정한다.
이어서, 제약에 관한 식 9에 대해서는, 표기를 간단하게 하기 위해서 존(a) 내지 존(c)의 개방도에 관한 것만을 예시하면, 다음 식 12에 나타내는 바와 같이, 각 존의 전력 공급 값 ka, kb, kc에 각각 화살표 좌측의 상하한 리미트가 부여된 경우, 화살표 우측과 같이 부등호 식을 세움으로써, 식 9에 적용시킬 수 있다. 다음 식 12에 있어서, LLa, ULa는 각각 존(a)에 대한 전력 공급값의 상한과 하한, LLb, ULb, LLc, ULc도 마찬가지로 각각 존(b), 존(c)에 대한 전력 공급값의 상한과 하한이다. 예를 들어, LLa=0%, ULa=100%와 같이 설정된다.
Figure pct00025
[제2 유효 제약법]
이어서, 본 개시에서 사용 가능한 제2 유효 제약법에 대해서 설명한다. 상술한 도 6에 나타낸 유효 제약법에서는, CPU의 연산 처리 능력이 충분하지 않을 경우에는, 미리 정해진 제어 주기로 계산이 종료하지 않을 경우가 있었다. 그래서, 도 6의 플로우 대신에, 도 7의 플로우로 해 벡터 x를 구할 수 있도록 했다.
도 6에 있어서의 제1 유효 제약법과의 차이는, 개시 직후에 S215를 추가하고, S201을 S217로 처리 변경하고, S209와 S211로부터 추가한 S219로 진행하도록 하고, S219에 있어서의 판정에 의해 S203 또는 S213으로 진행하도록 한 것이다. 하기에 있어서는, 제1 유효 제약법과 다른 점에 대해서만 설명한다.
S215에서는, 루프 횟수를 초기화한다.
그리고, S217에서는, 식 9의 등호가 유효하지 않은 범위의 해 xk를 선택한다. 후술하는 S219에서 최적화 계산이 도중 종료하는 경우에 대비해, 특히, 선택 해를 식 9의 등호가 유효하지 않은 범위의 상한값으로 했다. 예를 들어, 존(a)의 개방도가, 0≤Va(t)≤100인 경우, 선택 해를 Va(t)=99.9 등으로 한다. 그렇게 선택함으로써, S209에서 추가되는 제약은 상한 제약이 우선되게 되므로, 최적화 계산이 도중에 종료했다고 해도, 안전한 계산 결과를 낼 수 있다.
S219에서는, 루프 횟수를 카운트 업하고, 미리 정해진 횟수 이내라면, S203으로 진행한다. 미리 정해진 횟수를 초과한 경우는, S213으로 진행하고, 직전의 S203에서 구한 해 x를 최적 해로 하여 종료한다.
도 7과 같은 플로우로 함으로써, 최적 해의 계산을 필요 최소한의 처리로 종료할 수 있기 때문에, 미리 정해진 제어 주기 이내에서 계산을 종료할 수 있게 된다.
<본 개시의 제2 실시 형태>
이어서, 본 개시의 제2 실시 형태에 대해서 설명한다. 본 개시의 제2 실시 형태에 있어서의 냉각 제어부(300)에서는, 열전대(66) 대신에 열전대(65)가 검출하는 온도를 로내 온도 취득부(351)에 입력한다. 즉, 로내 온도 취득부(351)는, 열전대(65)가 검출하는 히터 온도를 취득해서 목표 온도에 따라서 제어한다. 이에 의해, 열전대(66)를 구비하지 않는 구성이어도, 열전대(65)가 검출하는 온도를 사용함으로써 상술한 실시 형태에 의한 것과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
<본 개시의 제3 실시 형태>
이어서, 본 개시의 제3 실시 형태에 대해서 설명한다.
도 8은, 본 개시의 제3 실시 형태에 관한 냉각 제어부(300)의 내부 제어 블록도이다. 제3 실시 형태에서는, 도 5에 나타내는 제어 블록도에 있어서의 통합 특성 작성부(363) 대신에 통합 특성 작성부(369)를, 제약 부가된 최적화 계산부(365) 대신에 최적화 계산부(371)를 사용한다. 이하에 있어서, 상술한 도 5에 나타내는 제어 블록과 다른 부분만을 이하에 설명하고, 동일한 부분은 상세한 설명을 생략한다.
통합 특성 작성부(369)는, 존 분할 수만큼의 개별 특성 작성부(359)로부터 개별 입력 응답 특성 행렬 Ssr과 개별 제로 응답 특성 벡터 Szr을 입력하고, 또한 존 분할 수만큼의 목표 온도 열 작성부(361)로부터 목표 온도 열 벡터 Stg를 입력하여, 통합 특성 방정식을 작성한다.
통합 특성 방정식은, 식 6과 식 7이 아니고, 다음 식 13과 식 14로 나타내는 방법으로 작성한다.
Figure pct00026
Figure pct00027
식 13, 식 14에서는, 2단째 이후에, 각각 존(a)와의 차를 배치하고 있다. 존(a)를 차의 기준으로 하는 것은 미리 파라미터 등으로 설정할 수 있게 한다. 여기에서는 존(a)를 차의 기준으로 했지만, 존(a) 이외의 존이여도 된다. 또한, 식 13, 식 14의 시각 및 행수는, 식 6, 식 7에 대응한다.
그리고, 통합 특성 작성부(369)는, 식 13 및 식 14로 나타내지는 통합 입력 응답 특성 행렬 Udsr, 통합 제로 응답 특성 벡터 Uzr, 통합 목표 온도 벡터 Utg를 산출해서 출력한다.
제약 부가된 최적화 계산부(371)는, 통합 특성 작성부(369)로부터 통합 입력 응답 특성 행렬 Udsr, 통합 제로 응답 특성 벡터 Uzr, 통합 목표 온도 벡터 Utg를 입력하고, 상술한 유효 제약법에 의해, 최적의 금회의 개방도를 계산한다.
최적화 계산부(371)에서는, 평가 함수로서, 기준 존에 관해서는 목표 온도 열과 예측 온도 열의 오차의 2승, 기타의 존에 관해서는 해당 존의 예측 온도 열과 기준 존의 예측 온도 열의 차의 2승을 가산한 것을 채용한다. 단, 해당 존의 예측 온도 열과 기준 존의 예측 온도 열의 차의 2승을 가산한 것에 관해서는 가중치 행렬 Z를 고려한다. 평가 함수 V(ut))는 다음 식 15와 같이 된다.
Figure pct00028
Figure pct00029
로 치환하면, 상술한 유효 제약법을 적용할 수 있다.
여기서, 가중치 행렬 Z는, 기준 존의 편차에 관한 평가에의 가중치에 대해서는 1을, 그 외의 존의 기준 존에서의 차에 관한 평가에의 가중치에 대해서는 Z를 배치한 대각 행렬이다. Z는, 예를 들어 1 내지 10의 값을 채용한다.
Figure pct00030
도 8에 도시되는 냉각 제어부(300)의 제어 방법에 의하면, 온도를 제어할 때에 각 존에 배치된 온도의 존간 온도 편차를 고려해서 제어할 수 있고, 각 존에 배치된 온도의 강온을 대략 동시에 동일한 온도 이력으로 제어할 수 있다.
[급랭 예측 모델의 갱신 처리의 구성]
식 1에 예시한 급랭 예측 모델의 자동 취득 수순에 대해서 설명한다. 이 수순에 의해, 급랭 예측 모델의 계수(식 1에 있어서의 a1, ···, an, b1, ···, bn, c1, ···, cn, d)가 결정된다.
도 9는, 급랭 예측 모델 생성 시에 냉각 제어부(300)에서 행해지는 처리 블록도를 도시한 것이다.
랜덤 개방도 신호 공급부(373)는, 제어부(200)로부터의 명령에 의해, 3개의 이산값 중 랜덤하게 선택된 개방도(이하, 랜덤 개방도)를, 대응하는 냉각 밸브(102)에 지시한다. 랜덤 개방도 신호 공급부(373)는, 냉각 존 수, 즉, 냉각 밸브(102)와 같은 수만큼 존재한다. 랜덤 개방도가 취할 수 있는 값, 변경까지의 계속 시간은, 제어부(200)로부터 입력하거나 또는, 미리 파라미터 등으로 설정할 수 있게 되어 있다.
급랭 예측 모델 갱신부(375)는, 제어부(200)로부터의 명령에 의해, 급랭 예측 모델을 기억부(205)로부터 취득하고, 필요한 과거의 온도 데이터를 온도 이력 기억부(353)로부터 취득하고, 필요한 과거의 배기 팬(84)의 온/오프에 관한 정보를 배기 이력 기억부(355)로부터 취득하고, 필요한 과거의 개방도에 관한 정보를 밸브 개방도 이력 기억부(357)로부터 취득하고, 그 시점에서 얻어지는 최신의 급랭 예측 모델을 산출하고 갱신하여 다시 기록한다. 급랭 예측 모델의 갱신은, 개시 후, 미리 정해진 주기로 반복해서 행해지고, 미리 정해진 시간만큼 그 동작을 반복하고 종료한다.
급랭 예측 모델 갱신부(375)는, 냉각 존 수, 즉, 냉각 밸브(102)와 같은 수만큼 존재한다. 급랭 예측 모델의 항 수(식 1에 있어서의 n, m 값)나 상호 간섭 상태(식 1) 등은, 제어부(200)로부터 입력하거나 또는, 미리 파라미터 등으로 설정할 수 있게 되어 있다.
[급랭 예측 모델의 갱신 방법]
다음에 급랭 예측 모델 갱신부(375)에서 행해지는 급랭 예측 모델의 갱신 방법에 대해서 설명한다. 본 개시에 있어서의 갱신 방법은, 축차 최소 제곱법이라고 불리는 방법을 사용한다. 다음 식 17은, 식 1을 행렬·벡터를 사용해서 표기한 것이다.
Figure pct00031
단, Y=y(t-1)-y0으로 하고 있다.
여기서, 시각 t는, 금회의 처리를 나타내고, x(t)의 요소 중에 최신 데이터가 Va(t-1)로 되어 있는 것은, 전술한 바와 같이, 금회의 처리에서 얻어지는 개방도 등의 시각을 t-1로 했기 때문이다.
예측 모델의 최신 계수 θ(t)를 다음 식 18과 같이 계산한다.
Figure pct00032
여기서,Δy(t-1)은 금회 취득한 온도와 전회 취득한 온도와의 차(=y(t-1)-y(t-2))이다. ρ은 망각 계수라고 불리는 파라미터로, 미리 파라미터로서 설정한다. P(t)는 계수 오차 상관 행렬이며 갱신마다 급랭 예측 모델과 함께 기록된다. 초기값에 예를 들어 100 내지 1000을 요소로 하는 단위 행렬을 설정한다.
급랭 예측 모델의 계수 θ(t)는, 미리 설정된 시간의 경과 후에 냉각 제어부(300) 내의 소정의 기억 영역에 기록된다.
[급랭 예측 모델의 자동 취득 수순]
이어서, 도 10을 사용해서 냉각 제어부(300)에서 행해지는 급랭 예측 모델의 자동 취득 수순에 대해서 설명한다.
S300에서는, 제어부(200)의 지시에 의해, 로내 온도를 목표 온도(T1)로 제어한다. 이때, 히터 유닛(40), 온도 제어부(64) 및 열전대(66)의 피드백 루프에 의해 제어된다.
S304에서는, 제어부(200)로부터의 지시에 의해 배기 팬(84)의 구동이 개시(온)되고, 동시에, 제어부(200)로부터의 지시에 의해 냉각 제어부(300)에서 급랭 예측 모델의 갱신이, 도 9에 나타낸 구성으로 개시된다. 도 9에서 설명한 바와 같이 냉각 제어부(300)는, 한쪽에서 각 냉각 존의 냉각 밸브(102)에 독립적으로 랜덤 개방도를 지시하고, 다른 쪽에서 급랭 예측 모델을 갱신(식 18)한다. 이 스텝의 개시 시각으로부터 미리 설정된 시간만큼 경과하면, 랜덤 개방도의 지시를 정지함과 동시에 급랭 예측 모델을 확정하고, 냉각 제어부(300) 내의 소정의 기억 영역에 기록한다. 또한, 이 스텝의 종료 시에 제어부(200)는 배기 팬(84)의 구동을 정지(오프)한다.
S306에서는, S304에서 확정한 급랭 예측 모델이 타당한가 아닌가 판단한다. 판단하는 조건은, S304를 실행한 횟수 또는, S304 실행 중인 예측 모델의 수렴 상황 또는, 그들의 조합을 채용한다.
Figure pct00033
판단의 결과 타당하지 않다(="아니오")면, 다시 S300으로 되돌아간다. 판단의 결과 타당하다(="예")면, 급랭 예측 모델의 자동 취득 수순을 종료한다. 확정한 타당한 급랭 예측 모델은, 후술하는 강온 스텝 S5에서 본 개시의 온도 제어를 실시할 때, 개별 특성 작성부(359)에서 읽어내져서 사용된다.
[본 개시의 제2 급랭 예측 모델]
이어서, 본 개시의 제2 급랭 예측 모델에 대해서 설명한다.
상술한 식 1의 급랭 예측 모델에 있어서, 예측 온도의 정밀도를 충분하게 하기 위해서, 식 1의 미리 설정해 두는 n값을, 충분히 큰 값으로 설정하는 것이 필요한 경우가 있다. 그러나, 냉각 제어부(300)의 CPU 연산 처리 성능이 충분하지 않기 때문에, n값을 크게 하면 소정의 제어 주기로 제어 연산을 종료할 수 없는 경우가 있었다. 그래서, 본 개시자 등은, 상술한 식 1의 급랭 예측 모델 대신에, 다음 식 19의 급랭 예측 모델을 사용하는 것이 가능함을 발견했다.
Figure pct00034
여기서, 예를 들어 k=2 또는, k=10과 같은 자연수를 채용하고,
y(t-k)는, k회 전의 온도의 기준 온도로부터의 어긋남,
Va(t-k), Va(t-2k), ···, Va(t-nk)는, k회 전, 2k회 전, ···, nk회 전의 해당 냉각 존의 개방도,
Vb(t-k), Vb(t-2k), ···, Vb(t-nk)는, k회 전, 2k회 전, ···, nk회 전의 해당 존의 한쪽에 인접하는 존의 개방도,
Vc(t-k), Vc(t-2k), ···, Vc(t-nk)는, k회 전, 2k회 전, ···, nk회 전의 해당 존의 다른 쪽에 인접하는 존의 개방도,
f(t-k), f(t-2k), ···, f(t-mk)는, k회 전, 2k회 전, ···, mk회 전의 배기 팬(84)의 온(=1) 오프(=0)에 관한 정보이며, 다른 요소는, 상술한 식 1과 마찬가지이다.
그리고, 식 19는, k=1로 하면 상술한 식 1에 일치한다. 즉, 식 19는, 예측 온도를 추정하는 재료로서 nk회 전까지의 데이터를 사용하지만, 연산량을 억제하기 위해 k 샘플마다의 데이터만을 사용하고 있다.
또한, k 샘플마다의 데이터만을 사용하면 노이즈 등에 의해 벗어난 값을 사용하는 경우가 있으므로, 예를 들어 단순 이동 평균 등의 로우-패스 필터(low-pass filter) 처리를 실시한 후의 k 샘플마다의 데이터를 사용하도록 한, 다음 식 20을 사용해도 된다.
Figure pct00035
Figure pct00036
급랭 예측 모델로서, 상술한 식 19 또는 식 20을 사용함으로써 특성에 포함되는 주파수 성분이 비교적 작은 경우에도, 고정밀도로 예측 온도를 취득할 수 있으며, 또한, 제어 연산량을 적게 할 수 있다.
이어서, 기판 처리 장치(10)에서 행해지는 온도 시퀀스의 일례에 대해서 도 11 내지 도 13을 사용해서 설명한다. 도 12에 도시되어 있는 부호 S1 내지 S6은, 도 11의 각 스텝 S1 내지 S6이 행해지는 것을 나타내고 있다.
스텝 S1에 있어서, 로내 온도를 처리 온도(T1)보다 낮은 목표 온도(T0)로 유지한다. 제어부(200)는, 목표 온도를 온도 제어부(64)에 입력한다. 온도 제어부(64)는, 열전대(66) 또는 열전대(65)가 검출한 온도를 피드백하고, 제어부(200)로부터 입력되는 목표 온도에 기초하여, 전력 공급 회로(63)에의 전력 공급값을 제어함으로써, 로내 온도가 목표 온도(T0)를 유지하도록 제어한다. 이때 웨이퍼(1)는, 처리실(14)에 반입되어 있지 않다. 이 스텝 S1로부터 후술하는 스텝 S4까지, 제어부(200)는, 배기 팬(84)의 구동을 오프로 함과 동시에, 배기 팬(84)의 오프 신호에 관한 정보를, 냉각 제어부(300)의 배기 이력 기억부(355)에 통지한다. 또한, 스텝 S1로부터 후술하는 스텝 S4까지, 냉각 제어부(300)에 의한 온도 제어는 행해지지 않고, 냉각 밸브(102)는 폐색한 상태이다.
스텝 S2에 있어서, 미리 지정된 매수의 웨이퍼(1)가 보트(31)에 장전되면, 웨이퍼(1) 군을 유지한 보트(31)는 시일 캡(25)이 보트 엘리베이터(26)에 의해 상승됨으로써, 이너 튜브(13)의 처리실(14)에 반입(보트 로딩)되어 간다. 상한에 달한 시일 캡(25)은 매니폴드(16)에 압접함으로써, 프로세스 튜브(11)의 내부가 시일한 상태로 된다. 보트(31)는 시일 캡(25)에 지지된 채의 상태로 처리실(14)에 존치된다. 이때, 보트(31) 및 웨이퍼(1)의 온도는, 로내 온도(T0)보다 낮고, 또한, 보트(31)에 유지된 웨이퍼(1)를 로내에 삽입한 결과, 로외의 분위기(실온)가 로내로 도입되기 때문에, 로내의 온도는 일시적으로 T0보다 낮아지지만, 온도 제어부(64)에 의한 제어에 의해 로내의 온도는 약간의 시간을 거쳐서 다시 T0로 안정된다.
스텝 S3에 있어서, 프로세스 튜브(11)의 내부가 배기관(18)에 의해 배기된다. 또한, 온도 제어부(64)가 시퀀스 제어함으로써, 온도 T0으로부터 웨이퍼(1)에 소정의 처리를 실시하기 위한 목표 온도(T1)까지, 서서히 로내 온도를 승온시킨다. 프로세스 튜브(11)의 내부 실제 상승 온도와, 온도 제어부(64)의 시퀀스 제어 목표 온도와의 오차는, 열전대(65, 66)의 계측 결과에 기초하는 피드백 제어에 의해 보정된다. 또한, 보트(31)가 모터(29)에 의해 회전된다.
스텝 S4에 있어서, 프로세스 튜브(11)의 내압 및 온도, 보트(31)의 회전이 전체적으로 일정한 안정 상태로 되면, 프로세스 튜브(11)의 처리실(14)에는 원료 가스가 가스 공급 장치(23)에 의해 가스 도입관(22)으로부터 도입된다. 즉, 온도 제어부(64)는, 소정의 제어 주기로, 히터 온도 또는 로내 온도 및 전력 공급값을 취득하고, 발열체(56)에 출력되는 전력 공급값을 조정하도록 제어함으로써, 로내 온도를 목표 온도(T1)로 유지해서 안정시킨다. 가스 도입관(22)에 의해 도입된 원료 가스는, 이너 튜브(13)의 처리실(14) 내를 유통하여 배기로(17)를 통해서 배기관(18)에 의해 배기된다. 처리실(14)을 유통할 때에 원료 가스가 소정의 처리 온도로 가열된 웨이퍼(1)에 접촉하는 것에 의한 열 CVD 반응에 의해, 웨이퍼(1)에 소정의 막이 형성된다.
소정의 처리 시간이 경과하면, 스텝 S5에 있어서, 처리 가스의 도입이 정지된 후에, 질소 가스 등의 퍼지 가스가 프로세스 튜브(11)의 내부에 가스 도입관(22)으로부터 도입된다. 동시에, 냉각 가스(90)가 흡기관(101)으로부터 체크 댐퍼(104)를 통해서 가스 유로(107)에 공급된다. 그리고, 복수개의 냉각 가스 공급구로서의 개구 구멍(110)으로부터 내부 공간(75)으로 분출한다. 그리고, 개구 구멍(110)으로부터 내부 공간(75)에 분출한 냉각 가스(90)는 배기공(81), 배기 덕트(82) 및 배기 팬(84)을 통해서 배기된다.
스텝 S5에서는, 기판에의 처리 종료 후에, 로내 온도를 온도 T1으로부터 다시 비교적 낮은 온도 T0까지 빠르게 강온(강하)시킨다. 이때, 제어부(200)는, 배기 팬(84)의 구동을 개시(온)함과 동시에, 배기 팬(84)의 온 신호에 관한 정보를, 냉각 제어부(300)의 배기 이력 기억부(355)에 통지한다. 그리고, 냉각 제어부(300)에 의한 제어에 의해, 냉각 밸브(102)의 개방도를 조정해서 원하는 온도 궤적을 얻도록 제어한다. 이때, 온도 제어부(64)에 의한 온도 제어는 행하지 않고, 히터 유닛(40)에 출력되는 공급 전력을 0으로 한다. 즉, 온도 제어부(64)는, 각 제어 존의 발열체(56)에 출력되는 전력 공급값을 0으로 하도록 구성된다.
이상의 냉각 가스(90)의 흐름에 의해, 히터 유닛(40) 전체가 강제적으로 냉각되기 때문에, 단열 구조체(42)는 프로세스 튜브(11)와 함께 큰 레이트(속도)로 급속하게 냉각되게 된다. 또한, 내부 공간(75)은 처리실(14)로부터 격리되어 있기 때문에, 냉각 가스(90)를 사용할 수 있다. 그러나, 냉각 효과를 보다 일층 높이기 위해서나, 가스내의 불순물에 의한 고온 하에서의 발열체(56)의 부식을 방지하기 위해서, 질소 가스 등의 불활성 가스를 냉각 가스로서 사용해도 된다.
처리실(14)의 온도가 목표 온도(T0)로 하강하면, 스텝 S6에 있어서, 시일 캡(25)에 지지된 보트(31)는 보트 엘리베이터(26)에 의해 하강됨으로써, 처리실(14)로부터 반출(보트 언로딩)된다. 이때, 제어부(200)는, 배기 팬(84)의 구동을 오프로 함과 동시에, 배기 팬(84)의 오프 신호에 관한 정보를, 냉각 제어부(300)의 배기 이력 기억부(355)에 통지한다. 또한, 이때 냉각 제어부(300)에 의한 온도 제어는 행해지지 않고, 냉각 밸브(102)를 폐색한다.
그리고, 처리를 실시해야 할 미처리의 웨이퍼(1)가 남아있을 경우에는, 보트(31) 위의 처리가 끝난 웨이퍼(1)가 미처리의 웨이퍼(1)와 교체되고, 이들 스텝 S1 내지 S6의 일련 처리가 반복된다.
상술한 스텝 S1 내지 S6의 처리는, 모두 목표 온도에 대하여, 로내 온도가 미리 정해진 미소 온도 범위에 있고, 또한 미리 정해진 시간 이상 그 상태가 계속되는 안정 상태를 얻은 후, 다음 스텝으로 진행하게 되어 있다. 그 때문에, 예를 들어 스텝 S3의 승온 스텝에 있어서 빠르게 로내 온도를 목표 온도(T1)로 수렴시키는 것이 중요한 제어 성능 지표가 된다.
또한, 보트(31)에 유지된 복수의 웨이퍼(1)에 같은 처리를 실시하기 위해서, 이들의 스텝에서는, 복수의 제어 존의 로내 온도가 대략 동일한 온도 궤적을 거치는 것이 요구된다. 그 때문에, 복수의 제어 존의 로내 온도 중 최댓값으로부터 최솟값을 차감한 값(이하, 존간 온도 편차로 기재함)을 작게 하는 것이 중요한 제어 성능 지표가 된다.
본 개시에 의한 냉각 제어부(300)에 의하면, 존간 편차를 작게 할 수 있다. 또한, 히터의 개개 온도 특성 변동이 큰 경우나, 담당 엔지니어가 충분히 시간을 얻지 못하는 경우에서도, 열 특성을 자동으로 취득할 수 있고, 파라미터 조정없이 또는, 용이하게 파라미터를 조정하여 최적의 제어 방법을 얻을 수 있다. 그 때문에, 기대하는 장치의 성능을 용이하게 얻을 수 있다. 또한, 본 개시에 의한 냉각 제어부(300)에 의하면, 급랭 개시 시의 미소 시간에 있어서의 배기 팬(84)의 동작에 의한 로내 분위기의 배기 영향을 고려하는 것에 의해, 급랭 개시 시의 존간의 온도 오차가 개량되어, 온도 제어성이 향상된다.
[실시예1]
이어서, 본 개시의 냉각 제어부(300)를 상술한 강온 스텝(스텝 S5)에 적용한 경우의 실시예 1에 대해서 도 14의 (A) 및 도 14의 (B)를 사용해서 설명한다.
도 14의 (A)는, 비교예에 관한 냉각 제어부(300)를 상술한 도 11에 있어서의 스텝 S5에 적용한 경우의 각 존의 로내 온도 궤적을 도시한 도이다. 도 14의 (B)는, 본 실시예에 관한 냉각 제어부(300)를 상술한 도 11에 있어서의 스텝 S5에 적용한 경우의 각 존의 로내 온도 궤적을 도시한 도이다. 비교예에 관한 냉각 제어부는, 기준 존 이외의 열전대에 의해 검출된 온도를 기준 존의 열전대에 의해 검출된 온도와의 편차가 0이 되도록 냉각 밸브(102)의 개방도를 제어하는 것이다.
도 14의 (A)에 나타내는 비교예에 관한 온도 제어에 의한 존간 온도 편차와, 도 14의 (B)에 나타내는 본 실시예에 관한 온도 제어에 의한 존간 온도 편차를 비교하면, 본 실시예에 관한 온도 제어를 행함으로써, 존간 온도 편차를 작게 할 수 있음이 확인되었다. 또한, 도 14에서는, 도 3에 나타내는 L2 내지 U1 존의 로내 온도를 실제로 비교했다.
[실시예 2]
이어서, 본 개시의 냉각 제어부(300)를, 상술한 도 11에 있어서의 스텝 S5의 강온 스텝에 적용한 경우의 실시예 2에 대해서 도 15의 (A) 및 도 15의 (B)를 사용해서 설명한다.
도 15의 (A)는, 본 실시예에 관한 냉각 제어부(300)에 있어서 배기 팬(84)의 정보를 사용하지 않고 급랭 예측 모델을 사용하는 온도 제어를 행한 경우의 로내 온도의 실측값과 예측 온도와 그것들의 오차인 예측 모델 오차를 도시한 도이다. 도 15의 (B)는, 본 실시예에 관한 냉각 제어부를 사용해서 온도 제어를 행한 경우의 로내 온도의 실측값과 예측 온도와 그것들의 오차인 예측 모델 오차를 도시한 도이다.
도 15의 (A) 및 도 15의 (B)에 나타내는 바와 같이, 배기 팬(84)의 정보를 사용한 급랭 예측 모델을 사용하는 온도 제어를 행함으로써, 배기 팬(84)의 정보를 사용하지 않고 급랭 예측 모델을 사용하는 온도 제어를 행하는 경우와 비교하여, 급랭 실측값과 예측 온도의 오차가 작아져서, 예측 모델 오차가 작아지는 것이 확인되었다. 특히, 급랭 개시 시의 예측 모델 오차를 작게 할 수 있어서, 온도 제어성이 향상되는 것이 확인되었다.
이상, 본 개시의 실시 형태를 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시 형태 및 실시예에 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 스텝 S5에 있어서 급랭 예측 모델을 사용하는 온도 제어를 행하는 것을 기재하고 있지만, 다른 스텝에 있어서도 마찬가지로 예측 모델을 사용한 온도 제어를 행하고 있어도 된다. 예를 들어, 스텝 S4에 있어서, 온도 제어부(64)가, 소정의 제어 주기로, 히터 온도 또는 로내 온도 및 전력 공급값을 취득하고, 기억부(205)에 기억된 예측 모델을 사용하고, 최종 목표 온도와 예측 온도와의 어긋남이 최소가 되도록, 발열체(56)에 출력되는 전력 공급값을 조정하도록 제어함으로써, 로내 온도를 목표 온도(T1)로 유지하여 안정시키도록 해도 된다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 온도 제어부(64)와 냉각 제어부(300)를 각각별도로 마련하는 예에 대해서 설명했지만, 본 발명은, 이것에 한정되지 않고, 온도 제어부(64)와 냉각 제어부(300)를 1개의 제어부로 해도 된다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 웨이퍼(200) 위에 소정의 막을 형성시키는 예에 대해서 설명했지만, 본 발명은, 막 종류는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 웨이퍼(200) 위에 질화 막(SiN 막)이나 금속 산화 막 등, 여러가지 막 종류를 형성시키는 경우에도, 적합하게 적용 가능하다.
또한, 상술한 실시 형태에 관한 기판 처리 장치와 같은 반도체 웨이퍼를 처리하는 반도체 제조 장치 등에 한정하지 않고, 유리 기판을 처리하는 LCD(Liquid Crystal Display) 제조 장치에도 적용할 수 있다.
1: 웨이퍼(기판)
40: 히터 유닛
84: 배기 팬
300: 냉각 제어부
301: 쿨링 유닛

Claims (19)

  1. 기판을 처리하는 처리실을 내부에 구성하는 반응관과,
    상기 반응관의 외측에 마련되고, 상기 기판을 가열하는 가열부를 갖는 히터 유닛과,
    상기 히터 유닛과 상기 반응관과의 사이의 공간에 냉각 매체를 공급하는 냉각 밸브를 갖는 쿨링 유닛과,
    상기 쿨링 유닛에 상기 냉각 매체를 공급하는 배기 팬과,
    상기 배기 팬의 정보, 장래의 목표가 되는 최종 목표 온도, 상기 냉각 밸브의 개방도를 각각 포함하고, 상기 가열부의 온도 및 상기 처리실의 온도 중 적어도 어느 하나의 온도를 예측하는 예측 온도를 추측하는 예측 모델을 취득하고, 상기 가열부의 온도 및 상기 처리실의 온도 중 적어도 어느 하나의 온도, 상기 냉각 밸브의 개방도, 상기 배기 팬의 정보를 각각 취득해서 상기 예측 모델을 따라서 산출되는 예측 온도 열과 현재의 목표 온도로부터 상기 최종 목표 온도까지 변화할 때의 변화 비율에 의해 산출되는 목표 온도 열과의 오차가 최소가 되도록, 상기 냉각 밸브의 개방도를 조정하는 냉각 제어부
    를 갖도록 구성되어 있는, 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 제어부는, 상기 가열부의 온도 및 상기 처리실의 온도 중 적어도 어느 하나의 온도를 기억하는 온도 이력 기억부와, 상기 배기 팬의 온/오프 신호를 기억하는 배기 이력 기억부와, 상기 냉각 밸브에 출력하는 개방도 정보를 기억하는 밸브 개방도 이력 기억부를 갖고, 상기 온도 이력 기억부, 상기 배기 이력 기억부 및 상기 밸브 개방도 이력 기억부는, 일정 기간, 각 데이터를 기억하도록 구성되어 있는, 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 제어부는, 상기 예측 모델을 취득함과 동시에, 상기 가열부의 온도 및 상기 처리실의 온도 중 적어도 어느 하나의 온도인 과거 온도 데이터, 상기 배기 팬의 과거 온/오프 데이터, 상기 냉각 밸브의 과거 개방도 데이터를 취득하고, 개별 입력 응답 특성 행렬과 개별 제로 응답 특성 벡터를 산출하는 작성부를 더 갖는, 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 예측 모델은, 상기 예측 온도를 계산하는 수식이며, 다음 식 1로 표현되는, 기판 처리 장치:
    [수학식 1]
    Figure pct00037

    [수학식 2]
    Figure pct00038
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기준 온도 y0은, 실온 부근의 20℃ 이상 30℃ 이하의 범위 내의 온도이며,
    상기 n, m 값은, 필요한 과거 데이터 수인, 기판 처리 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 작성부는, 다음 식 3으로 표현되는 식을 작성하는, 기판 처리 장치:
    [수학식 3]
    Figure pct00039

    [수학식 4]
    Figure pct00040
  7. 제6항에 있어서,
    상기 개별 제로 응답 특성 벡터 Szr은, 상기 예측 온도 벡터 중 과거의 온도와 과거의 개방도에 영향을 받아 변화하는 양을 나타내고, 상기 개별 입력 응답 특성 행렬 Ssr은, 상기 예측 온도 벡터 중 금회 산출한 개방도에 영향을 받아 변화하는 양을 나타내는, 기판 처리 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 냉각 제어부는, 다음 식 4로 표시되는 개별 목표 온도 열 벡터 Stg를 산출하는 목표 온도 열 작성부를 더 갖고,
    상기 목표 온도 열 작성부는, 목표 온도, 현재의 목표 온도 및 현재의 목표 온도로부터 최종 목표 온도까지 변화할 때의 변화 비율로부터 상기 개별 목표 온도 열 벡터 Stg를 산출하도록 구성되어 있는 기판 처리 장치:
    [수학식 5]
    Figure pct00041

    식 4의 시각 t 및 행수는, 식 3의 시각 t 및 행수와 대응한다.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 목표 온도 열 작성부는, 상기 목표 온도와 상기 현재의 목표 온도의 램핑 온도 편차를 산출하여, 상기 램핑 온도 편차의 절댓값을 상기 변화의 비율로 나누고,
    상기 변화의 비율이 0인 경우, 다음 식으로 기준 설정값을 산출하고,
    기준 설정값 = 현재의 목표 온도+램핑 온도 편차×(1-exp(경과 시간÷(램핑 시간÷시 상수))
    상기 변화의 비율이 0 이외인 경우, 다음 식으로 기준 설정값을 산출하고,
    기준 설정값 = 현재의 목표 온도+램핑 온도 편차×(1-exp(경과 시간÷(램핑 시간))
    상기 기준 설정값에 따라 상기 개별 목표 온도 열 벡터 Stg를 산출하는,
    기판 처리 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 냉각 제어부는, 상기 개별 입력 응답 특성 행렬 Ssr과, 상기 개별 제로 응답 특성 벡터 Szr과, 상기 개별 목표 온도 열 벡터 Stg로부터, 소정의 방정식을 작성하는 통합 특성 작성부를 더 갖고,
    상기 통합 특성 작성부는, 상기 개별 입력 응답 특성 행렬 Ssr을 다음 식으로 표시되는 개별 입력 응답 특성 행렬 Sdsr로 변환하도록 구성되어 있는, 기판 처리 장치:
    [수학식 6]
    Figure pct00042
  11. 제10항에 있어서,
    상기 통합 특성 작성부는, 상기 개별 제로 응답 특성 벡터 Szr과 상기 개별 입력 응답 특성 행렬 Sdsr과 상기 개별 목표 온도 열 벡터 Stg를 각각 상기 제어 대상으로 되는 전 냉각 존에 배열하고, 통합 입력 응답 특성 행렬 Udsr, 통합 제로 응답 특성 벡터 Uzr을 포함하는 예측 온도 열과, 통합 목표 온도 벡터 Utg를 포함하는 목표 온도 열을 각각 작성하도록 구성되어 있는, 기판 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 냉각 제어부는, 상기 목표 온도 열과 상기 예측 온도 열의 오차의 2승을 나타내는 평가 함수를 작성하고, 상기 평가 함수가 최소가 되도록 소정의 연립방정식을 계산하는 계산부를 더 갖고,
    상기 계산부는, 상기 소정의 연립방정식을 푸는 것에 의해, 상기 예측 온도 열의 해에 포함되는 상기 냉각 밸브의 개방도를 취득하도록 구성되어 있는, 기판 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 냉각 제어부는, 소정의 제어 주기로, 상기 계산부에서 취득한 상기 냉각 밸브에의 개방도로 갱신하는 개방도 신호 공급부를 갖도록 구성되어 있는, 기판 처리 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 히터 유닛은, 복수의 제어 존으로 분할되어, 각 제어 존의 온도를 검출하는 온도 센서가 마련되고,
    상기 쿨링 유닛은, 복수의 냉각 존으로 분할되어, 각 냉각 존에 상기 냉각 밸브가 각각 마련되는, 기판 처리 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    각 냉각 존의 가열부의 온도 및, 처리실의 온도 중 적어도 어느 하나의 온도인 예측 온도를 예측하는 예측 모델은, 각각의 온도대에 대응하고 있는, 기판 처리 장치.
  16. 기판을 처리하는 처리실을 내부에 구성하는 반응관과,
    상기 반응관의 외측에 마련되고, 상기 기판을 가열하는 가열부를 갖는 히터 유닛과,
    상기 히터 유닛과 상기 반응관과의 공간에 냉각 매체를 공급하는 냉각 밸브를 갖는 쿨링 유닛과,
    상기 쿨링 유닛에 상기 냉각 매체를 공급하는 배기 팬
    을 구비한 기판 처리 장치에 있어서 실행되는 온도 제어 프로그램으로서,
    상기 배기 팬의 정보, 장래의 목표가 되는 최종 목표 온도, 상기 냉각 밸브의 개방도를 각각 포함하고, 상기 가열부의 온도 및 상기 처리실의 온도 중 적어도 어느 하나의 온도를 예측하는 예측 온도를 추측하는 예측 모델을 취득하는 수순과,
    상기 가열부의 온도 및, 상기 처리실의 온도 중 적어도 어느 하나의 온도, 상기 온도 비율, 상기 냉각 밸브의 개방도, 상기 배기 팬의 정보를 각각 취득하는 수순과,
    상기 예측 모델을 따라서 산출되는 예측 온도 열과 현재의 목표 온도로부터 상기 최종 목표 온도까지 변화할 때의 변화 비율로부터 산출되는 목표 온도 열과의 오차가 최소가 되도록 상기 냉각 밸브의 개방도를 조정하는 수순
    을 상기 기판 처리 장치에 실행시키는 온도 제어 프로그램.
  17. 기판을 처리하는 처리실의 온도를 소정의 온도로부터 처리 온도로 승온시키는 공정과, 상기 처리 온도로 유지하여 상기 기판을 처리하는 처리 공정과, 상기 처리 공정 후, 상기 처리실의 온도를 상기 처리 온도로부터 강온시키는 공정을 갖는 반도체 장치의 제조 방법으로서,
    상기 처리실의 온도를 강온시키는 공정에서는,
    가열부의 온도 및, 상기 처리실의 온도 중 적어도 어느 하나의 온도, 냉각 밸브의 개방도, 배기 팬의 정보를 각각 취득하는 공정과,
    상기 배기 팬의 정보, 장래의 목표가 되는 최종 목표 온도, 상기 냉각 밸브의 개방도를 각각 포함하고, 상기 가열부의 온도 및 상기 처리실의 온도 중 적어도 어느 하나의 온도를 예측하는 예측 온도를 추측하는 예측 모델을 따라서 산출되는 예측 온도 열과 현재의 목표 온도로부터 상기 최종 목표 온도까지 변화할 때의 변화 비율로부터 산출되는 목표 온도 열과의 오차가 최소가 되도록 상기 냉각 밸브의 개방도를 조정하는 공정
    을 갖는, 반도체 장치의 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 처리실의 온도를 강하시키는 공정에서는, 상기 가열부로부터 출력되는 전력 공급 값을 0으로 하도록 구성되는, 반도체 장치의 제조 방법.
  19. 가열부의 온도 및, 처리실의 온도 중 적어도 어느 하나의 온도, 냉각 밸브의 개방도, 배기 팬의 정보를 각각 취득하는 공정과,
    상기 배기 팬의 정보, 장래의 목표가 되는 최종 목표 온도, 상기 냉각 밸브의 개방도를 각각 포함하고, 상기 가열부의 온도 및 상기 처리실의 온도 중 적어도 어느 하나의 온도를 예측하는 예측 온도를 추측하는 예측 모델을 따라서 산출되는 예측 온도 열과 현재의 목표 온도로부터 상기 최종 목표 온도까지 변화할 때의 변화 비율로부터 산출되는 목표 온도 열과의 오차가 최소가 되도록 상기 냉각 밸브의 개방도를 조정하는 공정
    을 갖는 온도 제어 방법.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018100826A1 (ja) 2016-11-30 2018-06-07 株式会社日立国際電気 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム
JP2019145730A (ja) 2018-02-23 2019-08-29 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 基板処理装置、温度制御方法、半導体装置の製造方法及び温度制御プログラム

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3042786B2 (ja) * 1990-07-03 2000-05-22 株式会社日立製作所 真空内被処理物の温度測定方法並びに温度制御方法及び装置
JPH10193062A (ja) * 1997-01-08 1998-07-28 Kawasaki Steel Corp 表面性状の優れた連続鋳造鋳片の製造方法
JP2002130961A (ja) * 2000-10-27 2002-05-09 Tokyo Electron Ltd 熱処理装置の校正方法及び熱処理装置の数学モデル生成・校正方法
JP5662845B2 (ja) * 2011-03-01 2015-02-04 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置およびその制御方法
JP5698059B2 (ja) * 2011-04-08 2015-04-08 株式会社日立国際電気 基板処理装置、及び、太陽電池の製造方法
JP2013062361A (ja) * 2011-09-13 2013-04-04 Tokyo Electron Ltd 熱処理装置、温度制御システム、熱処理方法、温度制御方法及びその熱処理方法又はその温度制御方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体
JP6186000B2 (ja) * 2013-08-27 2017-08-23 株式会社日立国際電気 基板処理装置のメンテナンス方法、半導体装置の製造方法、基板処理装置、及び基板処理装置のメンテナンスプログラム
WO2018100850A1 (ja) * 2016-12-01 2018-06-07 株式会社日立国際電気 基板処理装置、天井ヒータおよび半導体装置の製造方法
JP6752291B2 (ja) * 2016-12-09 2020-09-09 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 基板処理装置、クーリングユニット及び断熱構造体並びに半導体装置の製造方法
JP6615153B2 (ja) * 2017-06-16 2019-12-04 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板載置機構、および基板処理方法
JP6881170B2 (ja) * 2017-09-11 2021-06-02 日本製鉄株式会社 連続鋳造機の２次冷却制御装置、連続鋳造機の２次冷却制御方法、およびプログラム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018100826A1 (ja) 2016-11-30 2018-06-07 株式会社日立国際電気 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム
JP2019145730A (ja) 2018-02-23 2019-08-29 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 基板処理装置、温度制御方法、半導体装置の製造方法及び温度制御プログラム

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