TW522292B - Inertial temperature control system and method - Google Patents

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522292 A7 —_ B7 五、發明説明（1 ) 優先權資料 本案請求2 0 0 1年2月6日所申請的專利申請案 N 〇 · 6 〇 / 2 6 6 9 2 6之優先權，且將其內容在此倂 入作爲參考。 發明領域 本發明係關於溫度控制系統及方法，係用以從一設定 點溫度改變成另一個設定點的溫度。更明確地說，本發明 係關於用在製造程序上的一慣性溫度控制系統及方法，例 如但不是侷限於半導體製造過程。 發明背景 溫度控制系統及方法在許多製造過程中扮演相當重要 的角色，現有的習知技術中，用來在製造過程中控制溫度 的方法一般使用溫度控制演算法，例如比例積分導數（ P I D )演算法或模糊邏輯學。P I D演算法在控制理論 上是眾所週知的，且使用目前測量到的溫度與想要的溫度 之間的差異（誤差値），來決定欲施加到加熱電路上的功 率量。正如其名，在P I D的計算方式中具有三項。比例 項提供功率正比於誤差値的分佈，積分項提供功率正比於 誤差値與時間的積分（總合），導數項則提供功率正比於 誤差値的導數（變化率）° 當改變想要的溫度時，P I D演算法會藉由增加功率 (假如突然衝至較高的設定點）或降低功率（假如突然急 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） Γ4Τ ^ mm I )· - · - I、—· -- - - I —I— I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 522292 A7 B7 五、發明説明（2 ) 速降至較低的設定點）來對應於設定點（理想溫度）的變 化。一般來說，當急速衝至較高的溫度時，則測量到的溫 度將會落後在設定點之後，會超過想要的溫度，且在吻合 之前會經歷到震盪。如圖1所示。 由於在物體內過量的慣性溫度梯度，所以尤其重要的 是限制暴衝速率以保護對於加熱物體的負面熱效應。這一 點在半導體晶圓處理系統中是相當重要的，晶圓邊緣相對 於中心之過量加熱可以導致物理及/或化學的損害，如此 會使晶圓無法使用或導致從晶圓製造出來的半導體晶片產 生早期失敗。 當在一半導體晶圓處理系統中，例如爐，從一溫度加 熱或冷卻至另一溫度時，在最小量的時間中將溫度穩定在 理想的設定點溫度上是很重要的。正統地，爐子會使用一 控制的線性暴增以便從一溫度設定點到另一個溫度設定點 。雖然如此會提供連續的設定點溫度値，但是所產生的暴 衝速率卻不會是連續的，如圖1所示。而且，此暴衝速率 從零跳到某一値（暴衝速率），然後當達到設定點時又返 回零。設定點的第二階導數是溫度加速度，必須是無限大 以便瞬間從零暴衝速率增加至一非零値’且再次返回。真 正的物體在溫度的暴衝速率上無法瞬間且無限大的加速， 所以必須在此理想化關係下加熱或冷卻。如此在開始加熱 之後在物體真正的溫度暴衝速率達到想要的暴衝速率之前 ，會產生時間延遲。、、熱慣性〃的類似效應也會發生在當 物體的溫度達到最後設定點時。當爐子關掉時’溫度暴衝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -5 - - - - - - .· ϋϋ - -- H 嘴丨 ! - I - - I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局W工消費合作社印製 522292 A7 B7 五、發明説明（3 ) 減速速率必須是負的無限大，以使暴衝速率從一非零値返 回零。結果，物體的溫度會超過設定點且然後會上下震盪 ’直到它最後安頓下來到一穩定的溫度，如圖1所示。 顯示在圖1中與習知技術有關的控制方法，其中在暴 衝相位開始時的時間延遲或落後，理想設定點的超過量， 及在設定點附近的溫度震盪，特別是當需要穩定與精確的 溫度控制時，這些方法在許多應用中均不理想。於是，需 要一種增進的溫度控制系統與方法。 發明槪述 於是，本發明的一目的是要提供一種增進的溫度控芾5J 系統與方法，更特別的是，本發明在製造過程中，例如但 不侷限於半導體處理及裝備，提供一種增進的溫度控制系 統及方法。明確地說，本發明提供一種控制溫度的系統與 方法，藉由使用慣性溫度控制及溫度控制演算法，例如用 於P I D控制器或其他根據模糊邏輯學設計等其他裝置。 本發明控制溫度暴衝速度設定點的加速及減速，致使在物 體內的溫度變化能在一有限且物理上可獲得的速率下發生 。本方法可以應用至各種系統上，尤其需要精確控制可變 溫度設定點，例如半導體處理爐。在一較佳實施例中，係 在用於半導體處理時的一多區爐中實施本發明的系統與方 法。 在本發明的一實施例中，提供一方法，用以將放置在 溫度控制爐中的溫度內室內之一物體的溫度予以改變，使 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ϋ— ϋϋ ^ϋ«ι K« n ^ri^i .1.^1 ϋϋ I— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局W工消費合作社印製 -6 - 522292 A7 ___ B7 五、發明説明（4 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 用溫度控制演算法從起點到終點溫度。至少一個可控制加 熱元件及至少一個溫度感測元件是存放在爐子的加熱內室 中’提供改變的溫度設定點到溫度控制演算法。此設定點 溫度從開始溫度朝終點溫度以一有限速率加速，直到溫度 暴衝速率達到界定的最大暴衝速率。大致上維持最大暴衝 速率直到設定點溫度達到終點溫度，然後設定點溫度會從 最大暴衝速率以一有限速率減速以達到終點溫度，溫度控 制演算法大致上維持物體的溫度符合提供的設定點溫度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明的另一個實施例提供一種方法，可以將放置於 溫度控制爐中加熱內室內的物體溫度，使用溫度控制演算 法從起點溫度變化到終點溫度，此方法包含以下步驟··提 供溫度資料，這些資料是從放置在加熱內室中至少一個溫 度感測裝置來的，及提供一溫度設定點。溫度控制演算法 控制能量傳送到爐中的至少一個可控制加熱元件上，溫度 設定點從起初設定點溫度以一有限且預先設定好的加速度 速率進行加速，直到達成界定的最大溫度暴衝速率。然後 ’設定點溫度被維持在最大溫度暴衝速率下，直到接近終 點溫度。最後，溫度設定點從最大暴衝速率開始以一有限 且預先設定好的減速速率減速，直到到達終點設定溫度。 這樣的減速是用以下的方式實施的，就是使物體的溫度平 •順地達到終點設定溫度而不會過量或在終點設定溫度附近 震盪。 本發明的另一個實施例提供一種溫度控制爐，用以改 變物體的溫度。此爐包括一加熱內室，其中放置至少一個 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公釐） -7 - 522292 A7 B7_ 五、發明説明（5 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 可控制加熱元件，及至少一個溫度感測裝置。藉由一溫度 控制器而控制傳送到加熱元件的能量，構成此溫度控制器 以便接收一設定點溫度圖表及代表放置在加熱內室中的溫 度感測裝置之溫度資料。此溫度控制器提供加熱能量指令 以便透過一溫度加速相位、固定的暴衝速率相位及一溫度 減速相位暴增物體的溫度，在想要的溫度附近以最小震盪 平順地達到想要的溫度。 圖示簡易說明 在閱讀過本發明的詳細說明、申請專利範圍及參考附 圖之後，本發明的其他目的及優點將會更加明顯，其中 圖1是一圖形，顯示習知技術溫度控制法的溫度控制 反應。 圖2是一圖形，說明本發明的方法及系統之溫度控制 反應。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖3顯示一個用於半導體製造的爐，此爐使用本發明 的系統及方法，該爐包括熱偶用以測量溫度及電子加熱元 件用以提供能量。在此實施例中，有五個控制區，在每個 區域中具有兩個熱偶用以測量。 圖4是一爐的槪略圖，僅顯示本發明的方法所使用的 控制元件及系統。 圖5是一流程圖，顯示本發明系統與方法之一實施例 的溫度控制軟體之慣性結構。 圖6是一流程圖，顯示本發明方法的一實施例。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 7« . ' 522292 A7 B7 五、發明説明（6 ) 圖7是一圖形，顯示習知溫度控制方法所用的溫度及 量的資料。 -1 ίΜ 冬蕤娟il A顧心、U續a t此叫/| |衿成茂 1¾¾ 1 2 :可控制加熱器元件 1 6 :信號 2 2 :加熱內室 2 6 :尖峰熱偶 3 2 :控制器 3 6 :尖峰溫度 4 2 :設定點函數 較佳實施例之詳細說明 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1〇：爐 1 4 :可控制區域 2 0 :物體 2 4 :想要的溫度 3 0 :外廓熱偶 3 4 :控制器 3 8 :外廓溫度 4 4 :目前的設定點 須應付如何 技術溫度控 性方式增加 ，所以在開 本發明提供 接近一個真 溫度變化的 能夠更加接 術筆直的線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在本發明慣性溫度控制中所使用的觀念必 管理溫度設定點。在半導體工業所使用的習知 制法中，例如半導體晶圓的物體，一般是以線 溫度。物體的真正溫度無法配合線性暴增速率 始時會落後，且在結束時會超過。相較之下， 一溫度設定點比上時間的曲線’此曲線會更加 正物體所能達成的曲線。因此，本發明能說明 慣性，且控制設定點以便允許物體的真正溫度 近設定點，且藉此縮小超過量，而比起習知技 性暴增法中更能快速達成溫度穩定。 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（2!〇X 297公釐） -9 - 522292 A7 —__^ 五、發明説明（7 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 施加到物體的熱量不會立刻傳送到該物體上，在熱傳 送的傳導、對流及輻射三種方式上會有延遲。上述習知技 術溫度控制方法所產生的問題不在於控制演算法本身，而 是在於溫度的變化能夠立即開始或停止的假設。溫度變化 無法以一瞬間的方式加速到特定的暴衝速率，或當溫度達 到想要的最終溫度時瞬間停止，如同在圖1中所示的習知 方法。此問題亦可藉由類推到牛頓物理學而說明，靜止的 物體不法一瞬間加速到一非零的速度。反之，必須是逐漸 加速到一最大速度。當物體返回靜止時，此過程以逐漸減 速而逆向進行。在本發明所點出的問題中，溫度好比是位 置，暴衝速度（溫度的第一階時間導數）好比是速度，且 暴衝速率所增加的速率（溫度的第二階時間導數）是加速 度或減速度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 將設定點的溫度線性地從一溫度變化至另一溫度，需 要物體無限大的加速度或無限大的減速度，由於物體無法 配合此輸入的命令，所以結果使物體的溫度相對於理想假 設產生起初落後，接著當物體溫度在暴增終點時超過設定 點而產生超過量，且然後在最終穩定於想要的溫度之前又 會在設定點附近產生震盪◊爲了較佳地控制溫度，本發明 提供的控制輸入（設定點）是物體能以物理方式達到的。 溫度加速到一特定暴衝速度，維持在該暴衝速度直到接近 設定點溫度，且然後當物體達到想要的穩定狀態設定點溫 度時，減速到一零暴衝速度。如圖2所示，提供修改過的 控制輸入，致使溫度控制演算法所命令的加速度是有限的 尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） JO : 522292 A7 __ B7 五、發明説明（8 ) ，且被加熱的物體在物理上可以達到。本發明縮小或理想 地消除習知方法的超過與震盪問題。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖3 ，4及5進一步說明本發明。在本發明的一實施 例中，可以使用此方法在一半導體爐中，例如但是並未侷 限至圖3所示的垂直急速加熱爐。在本實施例中，此爐包 括可控制加熱器元件1 2，可以分隔成可個別控制區1 4 。可控制加熱器元件1 2可以是電阻加熱線圈、輻射熱燈 ，或其他用以傳送熱量的可控制機構或系統。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖4中所示的控制系統包括五個區域1 4，在每個區域 1 4中個別地控制一功率指令或信號1 6，加熱器元件 1 2的目的是要加熱物體2 0，在此範例中爲矽晶圓，這 些物體係放置在爐1 0的加熱內室2 2內部，以便加熱至 想要的溫度2 4。雖然已經顯示具有五個區域1 4的特定 半導體爐，但是對於熟知此項技術者來說，本發明的系統 與方法可以應用於其他形式的半導體爐上，且可以其他半 導體形式的裝備及需要精確溫度控制的應用上實施本發明 。因此，本發明並未被侷限於所顯示的特定範例而已，例 如，本發明可以用於具有多數區域的爐內，或具有至少一 區域的單一晶圓工具。也可以被用在其他加熱裝置上。除 了加熱迴路之外，慣性溫度也很適合用以控制冷卻迴路。 再次參考圖3及4中的實施例，顯示出控制系統，一 般包含一處理控制器3 4，其具有處理控制軟體，連接到 具有溫度控制軟體的一溫度控制器3 2上。至少設有一溫 度感測裝置。在實施例中，最好有兩組熱偶，均包含至少 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -11 - 522292 A7 _____B7 五、發明説明（9 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 一個尖峰熱偶2 6及至少一個外廓熱偶3 0，用以測量在 加熱內室2 2內部的溫度。尖峰熱偶2 6放置在加熱元件 1 2附近，且因此對於加熱內室2 2反應溫度控制輸入的 溫度變化會比較快。外廓熱偶3 0比較接近物體2 0，在 此範例爲矽晶圓，且因此在表現溫度上較佳。以市面可得 的溫度控制軟體而編程的溫度控制器會從處理控制器3 4 接收到設定點的理想溫度2 4，且從個別電偶2 6，3 0 讀取測量到的尖峰溫度3 6及外廓溫度3 8。作爲時間函 數的溫度設定點可以被編程到處理控制軟體中以作爲設定 點溫度圖表。根據此控制演算法，溫度控制器軟體3 2會 決定施加到爐加熱器元件1 2的每個區域1 4之能量。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖5是一流程圖，顯示本發明一實施例的溫度控制器 3 2之內部控制軟體。在決定控制溫度函數4 0中，從個 別的熱偶2 6，3 0根據尖峰及外廓溫度3 6，3 8而計 算單一控制溫度4 1。在本發明此實施例中，這些値是以 一特定比例而結合，且可以包含偏差量以便更加反應出晶 圓的真正溫度。這些比例可用以對應不同的溫度範圍，由 於尖峰熱偶2 6放置在加熱元件1 2附近，所以他們快速 反應到功率輸入。外廓熱偶3 0比較接近物體2 2，且因 此反應較慢。假如爐子的控制是僅基於外廓熱偶3 0的話 ，則然後物體2 2的反應速度慢會導致震盪。藉由選定一 比例，則能使反應與精確性達到最佳。特定範圍的爐、區 域及溫度條件之最佳比例可以藉由熟知此項技術者憑經驗 得到，但是一般會與高溫的外廓溫度3 8有很大的關係， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） _彳2 : 522292 A7 ____B7 五、發明説明（10) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在此高溫下從線圈到熱偶2 6 ，3 0的熱傳較快。在本發 明的一實施例中，於3 0 0 m m的氣壓急速垂直處理器（ R V P )爐中執行反應，此爐具有五個區域及電子線圈， 用以計算控制溫度的外廓溫度對尖峰溫度之比例是以下列 方式變化：4 0 0 °C時，5 0 %外廓溫度加5 0 %尖峰溫 度，6 0 0 °C時，6 0 %外廓溫度加4 0 %尖峰溫度， 7 0 0 °C時，9 0 %外廓溫度加1 〇 %尖峰溫度，在超過 8 0 0 °C以上時是1 〇 〇 %外廓溫度。也可以根據被加熱 的物體與使用的爐參數而決定使用其他的比例。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 計算設定點函數4 2計算中間的溫度設定點，此函數 作爲其輸入想要的設定點溫度2 4。它將會維持在其目前 的設定點4 4上。當目前的設定點4 4等於想要的設定點 溫度2 4時，然後沒有進行任何處理，且目前設定點通過 到溫度控制演算4 6上。設定點4 4是可變化的且在此以 多種方式稱呼，例如目前設定點溫度或中間設定點溫度。 當計算設定點函數4 2接收到與目前控制溫度4 1不同的 想要設定點溫度2 4時，它會使目前設定點4 4以一預定 加速速率朝想要的設定點溫度2 4加速。計算設定點函數 4 2也維持預定的溫度加速速率。當溫度暴衝速率達到最 大的暴衝速率時，它能將暴衝速率維持在最大暴衝速率， 直到溫度接近終點設定點。當中間溫度設定點4 4夠接近 終點設定點，致使以減速速率減速時將會導致中間設定點 接近它，然後減少暴衝速率以允許此事發生。最大的暴衝 速率最好是在2 °C / m i m到3 0 °C / m i m的範圍內， 本紙尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 「13 - -- 522292 A7 B7 五、發明説明（^1) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 然後根據許多因素來選擇的正確値，這些因素包括爐的操 作溫度及是否正在加熱或冷卻。對於加熱處理來說，溫度 暴衝速率最好是在2 °C / m i m到1 〇 °C / m i m的範圍 內，在高溫時使用較低的最大暴衝速率以便減小被加熱物 體因爲熱膨脹而導致的損壞風險。對於冷卻處理來說，最 大暴衝速率一般受到爐子功率以外的物理因素限制，因此 ，冷卻時的最大暴衝速率一般會小於3 °C / m i m。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 加速速率、減速速率及最大暴衝速率是爲了特定爐所 建立的預定値，此預定値是根據測量元件的性能以經驗獲 得。不同形式的元件展現出不同的性能，加速及減速速率 係根據熱偶能多麼快速反應功率輸入，此亦關於元件所能 供應的熱量總量。具有較高瓦特密度的元件會具有較大的 .設定點加速度。較佳的是加速速率能在2 °C / m i m 2到 4 0 °C / m i m 2的範圍內，更好的是加速速率能在在4 °C / m i m 2到1 5 °C / m i m 2的範圍內。在上述的R V P 爐中，最好使用大約8 °C / m i m 2的加速速率。同樣地， 具有快速冷卻的低絕緣性之元件可以具有較大的設定點減 速。使用在1 °C / m i m 2到6 °C / m i m 2的範圍內的溫 度減速速率且最好是2 t： / m i m 2。 在一實施例中，使用sensarray晶圓建立偏移量，這些 是測試晶圓且上面附著有熱偶。明確地說，晶圓被維持在 一特定的爐溫中一段時間，且測量介於外廓與晶圓之間的 溫度。一旦知道靜態的偏移，則sensarray晶圓會從爐內室 2 2移除。然後藉由將外廓溫度設定成想要的晶圓溫度減 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨OX297公釐) -14 - 522292 A7 ___ _B7_ 五、發明説明（12) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 去偏移而進行未感測晶圓的處理，然後正確控制預估晶圓 溫度。P I D演算法函數4 6將會根據控制溫度4 1與設 定點4 4而決定指令功率1 6。 經濟部智慧財產局Μ工消費合作社印製 圖6顯示本發明的一實施例之流程圖，這是包含在計 算設定點函數4 2中的邏輯詳細說明，用以計算中間設定 點4 4。此流程圖說明用以從一溫度平順變化到另一溫度 的邏輯，這是藉由先檢查是否物體2 0正在加熱或冷卻 5 0而完成的。假如不是的話，則不需要暴衝，所以程式 維持在目前的設定點5 2且結束5 4。假如目前正在進行 一溫度暴衝的話，則程式會檢查是否該是開始減速的時候 5 6。假如獲准減速的話，則計算減速速率6 0以便平順 地從中間設定點轉移到終點設定點。假如程式目前正在減 .速暴衝速率的話6 2，則根據目前的減速速率而計算出一 校正過的溫度设疋點4 4。假如暴衝速率既不是減速也不 需要減速的話，則程式會證實是否暴衝速率目前在最大暴 衝速率以下6 6。由於在這些條件下暴衝速率是位於最大 値以下，所以程式會產生朝最大暴衝速率的加速7 0。假 如暴衝速率目前在最大値的話，則程式會維持最大暴衝速 度7 2，直到它到達需要平順減速到最終設定點之位置。 實驗證明 進行以下的實驗，其中sensan'ay半導體晶圓以一模擬 氧化處理在垂直快速加熱爐中加熱，以比較本發明的方法 與習知技術溫度控制法。以下所提出的例子僅僅用於說明 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） :巧- 522292 A7 ___B7___ 五、發明説明（13) 而已，不是用以侷限本發明。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 爲了建立比較本發明與習知技術的底線，進行以下的 實驗，其中晶圓以五個加熱器元件區域在P丨D演算法所 控制的爐中加熱制8 5 0 °C，而不用本發明的慣性溫度控 制系統。圖7顯示溫度對時間的關係，及施加的加熱器功 率對五個爐加熱器元件區域的時間反應之關係。如圖7所 示，藉由習知P I D控制溫度恢復，在溫度暴衝以大約3 到4 °C的終點溫度過量及大約1 〇分鐘恢復時間，在此恢 復時間期間，不同的爐區域溫度會在想要的溫度附近震盪 ，且施加功率重複關掉。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 使用相同的爐及以本發明慣性溫度控制方法所擴大的 P I D溫度控制演算法，來執行類似測試。起初步驟時間 、溫度及來自僅P I D測試的氣體流等因素均被維持。如 圖8所示，慣性溫度控制同時減少熱過量及穩定時間，熱 過量在所有區域中被限制到小於0 . 5 °C，且溫度恢復發 生在小於五分鐘。此外，當比較兩個資料圖形時，可以看 出上述在功率調節中的進步。使用本發明的方法，能夠抑 制功率在振幅及頻率上的波動，且在整個熱週期之間明顯 地減少。此點對於爐操作具有幾個正向的衝擊。由於功率 的減少循環，所以可以預期的是元件壽命的增加，此外在 接近爐線圈的機械組件上也會有比較少的應力，且如此可 增進整個爐的可靠性。 上述的說明及特定實施例僅作爲說明目的而已，並非 用以限制本發明，且對於熟知此項技術者來說，可以根據 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -把_ 522292 A7 B7 五、發明説明（Η) 發定 本界 此而 因換 。 置 化效 變等 及其 例及 施圍 實範 、 利 改專 修請 多申 許的 出下 生以 產由 而藉 導是 教圍 的範 述的。 上明的 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -17 -

Claims (1)

1. 522292 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 . 一種改變物體溫度的方法，此物體是放置在溫度 控制爐內的加熱內室中，藉由一溫度控制演算法而從起點 到終點設定點溫度，此方法其特徵在於： 該加熱內室放置至少一個可控制加熱元件，及至少一 個溫度感測裝置； 一設定點溫度是以一有限的速率從該起點溫度朝向該 ’終點溫度加速，直到達成所界定的最大暴衝速率； 該設定點溫度大致上維持在該最大暴衝速率上，直到 接近該終點溫度； 該設定點溫度是以一有限速率從該最大暴衝速率朝向 該終點溫度減速；及 該溫度控制演算法大致上維持該物體的溫度以便符合 該設定點溫度。 2 · —種改變物體溫度的方法，此物體是放置在溫度 ί空制爐內的加熱內室中，藉由一溫度控制演算法而從起點 到終點設定點溫度，此方法包含以下步驟： 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 從該加熱內室中的至少一溫度感測裝置中提供溫度·資. 料·或設定點，輸入到該溫度控制演算法中，此演算法能夠 控制功率傳送到該爐中的至少一個可控制加熱元件； 溫度設定點從起初設定點溫度以一有限且預先設定好 的加速度速率進行加速，直到達成界定的最大溫度暴衝速 率； 設定點溫度被維持在最大溫度暴衝速率下，直到接近 終點溫度； -18 本紙張尺度適用中國國家標準（CNs ) Α4規格（210Χ297公釐） 522292 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 2 溫度設定點從最大暴衝速率開始以一有限且預先設定 好的減速速率減速，.直到到達終點設定溫度，致使物體的 '溫度平順地達到終點設定點溫度而不會過量或在終點設定 溫度附近震盪。 3 ·如申請專利範圍第1或2項之方法，其中該可控 制加熱元件是電子加熱線圈。 4 ·如申請專利範圍第1或2項之方法，其中該可控 制加熱元件是輻射加熱燈。 5 ·如申請專利範圍第1或2項之方法，其中該溫度 感測裝置是一或多個熱偶，用以在該至少一個可控制加熱 元件上提供至少一溫度。 6 .如申請專利範圍第5項之方法，其中作爲該一或 多個熱偶溫度的數學結合之控制溫度是該溫度控制演算法 的輸入。 7 ·如申請專利範圍第6項之方法，其中進一步界定 該控制溫度以便與該熱偶溫度具有一已知的偏移。 8 .如申請專利範圍第7項之方法，其中該溫度偏移. 是靜態偏移，能夠矯正該控制溫度，而該控制溫度是用以 控制該物體溫度與熱偶溫度之間的差異。 9 .如申請專利範圍第1或2 ·項之方法，.其中該物體 是一半導體晶圓。 1 0 . —種改變物體溫度的溫度控制爐，包含： 一加熱內室，放置至少一可控制加熱元件及至少一溫 度感測裝置；及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

   522292 A8 B8 C8 ____ D8 六、申請專利範圍 3 一溫度控制器，用以實施申請專利範圍第1或2項之 方法。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 1 · 一種改變物體溫度的溫度控制爐，包含： 一加熱內室，放置至少一可控制加熱元件及至少一溫 度感測裝置；及 一溫度控制器，用以接收一設定點溫度圖表及溫度資 料輸入，這些資料能代表放置在該加熱內室中的溫度感測 裝置，且此溫度控制器用以改變傳送到至少一可控制加熱 元件的功率，致使該物體的溫度是經由一溫度加速相位、 一固定暴衝速率相位，及一溫度減速相位而暴衝，以便在 想要溫度周圍以最小的震盪，平順地到達想要的溫度。 1 2 .如申請專利範圍第1 1項之爐，其中該可控制 加熱元件是電子加熱線圏或輻射加熱燈。 1 3 ·如申請專利範圍第1 1項之爐，其中該溫度感 測裝置是一或多個熱偶，用以在該至少一個可控制加熱元 件上提供至少一溫度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐）