TWI382485B - 熱處理裝置、自動調整控制常數之方法及儲存媒體 - Google Patents

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Description

熱處理裝置、自動調整控制常數之方法及儲存媒體
本發明係關於在熱處理需要處理之物件同時藉由P(比例元件)I(整合元件)D(衍生元件)控制器控制溫度之裝置中，用於自動調整PID常數之技術。
本發明係基於及主張在2007年4月13日申請的先前日本專利申請案第2007－106247號的優先權之權利，該案之全文以引用的方式併入本文中。
半導體製造裝置中存在批次型及晶圓饋送型之熱處理裝置。該等熱處理裝置中，將處理區域分割成複數個區，並且獨立地控制各區內之溫度。在垂直熱處理裝置中，例如，將垂直反應容器之內部垂直地分割成複數個區，並且在各區內佈置一加熱器及一溫度控制器。作為溫度偵測器，在反應容器內部佈置內部溫度偵測器，在反應容器外部佈置外部溫度偵測器，或者在基板附近佈置用於輪廓之溫度偵測器。藉由使用該等偵測器，提供溫度特性之預定組合。在此情形中，一般執行PID控制，同時需要各種溫度特性結果，其取決於佈置於個別區內之加熱器、欲調整之物件(溫度偵測器之類型)、以及配方(包括用於溫度增加步驟之設定圖案)。因此，根據所需結果必須使用最佳PID常數。
已知一調整PID常數之方法，其中以一步進方式將一特定功率輸入一加熱器，從(例如)一內部溫度偵測器獲得其 輸出，以及從一轉移函數、一頻率、及此時之一振幅計算PID常數。如此計算之PID常數已應用於所有配方。儘管作為用於此計算之演算法，存在關鍵敏感度方法、模糊及模型之應用，其具有以下缺點。
在將關鍵敏感度方法或模型之應用應用於不同區內之加熱器的情形中，由於個別加熱器間的較大干擾，存在無法正確執行自動調整之可能性。另外，難以對串聯控制應用關鍵敏感度方法及模型之應用。在模糊或模型之應用的情形中，當改變欲調整之硬結構及/或配方時，需要改變模型或性能函數之係數。在此情形中，因此需要可觀之發展程序。另外，傳統方法無法根據配方提供最佳PID常數，並且無法調整不同溫度控制區之溫度特性。另外，當溫度增加至目標值時，選擇過衝、下衝、恢復週期以及區間溫差中哪一參數以及如何改善參數可能不同於使用者的需要。除此之外，當改變硬結構時，可劣化調整精確度。因此，當執行自動調整時，實際上存在許多需要研究點。
JP56－153404A之請求項揭示包括以下步驟之方法：首先粗略設定PID常數，干擾一程序以獲得可控制性之測量值，以及根據測量值改變PID常數，以便藉由依序重複該等步驟自動調整PID常數。然而，由於此方法根據可控制性之改善或劣化改變PID常數，難以將各PID常數會聚至正確值內。即使可將PID常數會聚至正確值內，此一會聚前仍需要許多試驗性步驟。
本發明係針對上述情況而設計。本發明之目的係在熱處理欲處理之物件同時藉由PID控制器控制溫度的裝置內提供用於按可靠及容易方式調整PID常數之技術。
依據本發明之熱處理裝置係一熱處理裝置，其包含：一反應容器，其經組態用以包含一處理區域及欲處理之一物件；一加熱單元，其係佈置於該反應容器內並且經組態用以加熱處理區域；一溫度偵測部分，其經組態用以偵測藉由該加熱單元加熱之處理區域的溫度；以及一控制部分，其經組態用以藉由一PID控制器控制加熱單元；其中該控制部分包括：一規則表，其係製備成當該處理區域之一溫度增加至一目標值時預測一溫度特性項目之變化數量，以及PID常數之改變比率相應地彼此相關；一執行單元，其經組態用以重複執行：設定該等PID常數後，根據該溫度偵測部分之一溫度偵測值獲得一溫度輪廓，同時藉由該加熱單元將該處理區域之該溫度增加至一目標溫度，並且根據該溫度輪廓計算一實際測量值與該溫度特性項目之一目標值間一差異的一步驟；以及當該差異係超過一容許範圍且大於一規定值時，參考該規則表並改變該等PID常數，以藉由對應於該溫度特性項目之一預測變化數量相對於該差異的一變化比率重設新PID常數之一步驟；直至該差異可屬於該容許範圍；以及一更新單元，其經組態用以在已藉由改變該等PID常數改變的該溫度特性項目參考該規則表之一實際測量變化數量與在先前循環中已預測之該溫度特性項目的一預測變化數量間存在一差異時，根據該實際 測量變化數量更新該等PID常數與該規則表內所述該溫度特性項目之該等預測變化數量間的對應關係。
依據本發明之熱處理裝置中，較佳的係溫度特性項目包括複數個溫度特性項目，並且針對一情形優先化溫度特性項目，其中對應於個別溫度特性項目之預測變化數量的PID常數之變化比率彼此衝突。
依據本發明之熱處理裝置中，較佳的係該溫度特性項目係一過衝、一下衝及一溫度穩定性週期之至少一者，該過衝係超過該目標溫度的該溫度偵測部分之該溫度偵測值與該目標溫度間的一最大差異，該下衝係在該溫度偵測值超過該目標溫度並且接著降至該目標溫度以下後距該目標溫度之一最大下降數量，以及該溫度穩定性週期係從該溫度增加開始直至該溫度偵測值與一預定溫度範圍會聚的一週期。
依據本發明之熱處理裝置中，較佳的係當該實際測量值與該溫度特性項目之該目標值間的該差異係超過該容許範圍並且係小於該規定值時，該執行單元改變該等PID常數而不使用該規則表。
依據本發明之熱處理裝置中，較佳的係溫度特性項目包括複數個溫度特性項目，以及在已超過目標值之溫度特性項目在先前循環與當前循環間未變更的情形中，當執行單元改變PID常數而不使用規則表時，執行單元藉由一預設變化比率改變該等PID常數，其對此溫度特性項目具有一效應。
依據本發明之熱處理裝置中，較佳的係溫度特性項目包括複數個溫度特性項目，以及在已超過目標值之溫度特性項目在先前循環與當前循環間變更的情形中，當執行單元改變PID常數而不使用規則表時，執行單元使用用於先前循環與當前循環內之PID常數的平均值作為新改變PID常數。
依據本發明之熱處理裝置中，較佳的係將該反應容器分割成複數個分割區域，並且該加熱單元包括分別佈置於該等分割區域上之複數個加熱單元，以及該等加熱單元之每一者係藉由控制部分獨立地控制PID。
依據本發明之熱處理裝置中，較佳的係在該等溫度特性項目之該等實際測量值與根據對應於該等個別分割區域之溫度輪廓計算的該等目標值間之該等差異屬於該等容許範圍後，該執行單元判斷對應於該等個別分割區域之該等溫度輪廓是否彼此符合，若不符合，該等執行單元根據一預定規則調整該等PID常數，其對應於該複數個分割區域中的至少一個分割區域。
依據本發明之熱處理裝置中，較佳的係該規則表之該溫度特性項目包括一溫度穩定性週期，其係從該溫度增加開始直至該溫度偵測值與一預定溫度範圍會聚的一週期，以及當對應於該等個別分割區域之該等溫度輪廓彼此不符合時，該執行單元調整對應於另一分割區域之該等PID常數，使得該另一分割區域之該等溫度穩定性週期符合一分割區域之溫度穩定性週期。
依據本發明之熱處理裝置中，較佳的係該執行單元計算該另一分割區域之該溫度穩定性週期與該一分割區域之該溫度穩定性週期間的一週期差異，並且參考該規則表藉由對應於該溫度穩定性週期相對於該經計算週期差異之一預測變化數量的一變化比率改變該等PID常數以重設用於該等其他分割區域之新PID常數，以及該更新單元根據已改變PID常數更新該規則表。
依據本發明之自動調整控制常數之方法係控制常數之自動調整方法，其包含：一定位步驟，其將欲處理之物件定位於處理區域內；一熱處理步驟，其藉由一加熱單元熱處理該欲處理之物件；一控制步驟，其藉由一PID控制器控制該加熱單元之一溫度；一偵測步驟(a)，其偵測藉由該加熱單元加熱的該處理區域之一溫度；一重複步驟(b)，其重複：設定PID常數後，根據一熱偵測部分之一溫度偵測值獲得一溫度輪廓，同時藉由該加熱單元將該處理區域之一溫度增加至一目標溫度，並且根據該溫度輪廓計算一實際測量值與一目標值間之一差異的一步驟(b1)；以及當該差異係超過一容許範圍且大於一規定值時，參考一規則表，其係製備成當該處理區域之溫度增加至一目標值時預測一溫度特性項目之變化數量，並且該等PID常數之變化比率相應地彼此相關，以及改變該等PID常數以藉由對應於該溫度特性項目之一預測變化數量相對於該差異的一變化比率重設新PID常數之一步驟(b2)；直至該差異可屬於該容許範圍；以及一更新步驟(c)，其參考該規則表，當已藉由 該等PID常數之該變化改變的該溫度特性項目之一實際測量變化數量與在先前循環中已預測之該溫度特性項目的一預測變化數量間存在一差異時，根據該實際測量變化數量更新該等PID常數與該規則表內所述該溫度特性項目之該等預測變化數量間的對應關係。
依據本發明之自動調整控制常數之方法，較佳的係溫度特性項目包括優先化之複數個溫度特性項目，並且當對應於個別溫度特性項目之預測變化數量的PID常數之變化比率彼此衝突，根據優先化等級作出最好調整溫度特性項目之哪一個的決策。
依據本發明之自動調整控制常數之方法中，較佳的係將一過衝、一下衝及一溫度穩定性週期之至少一者用作該溫度特性項目，該過衝係超過該目標溫度的該溫度偵測部分之該溫度偵測值與該目標溫度間的一最大差異，該下衝係在該溫度偵測值超過該目標溫度並且接著降至該目標溫度以下後距該目標溫度之一最大下降數量，以及該溫度穩定性週期係從該溫度增加開始直至該溫度偵測值與一預定溫度範圍會聚的一週期。
依據本發明之自動調整控制常數之方法中，較佳的係該步驟(b2)包括當該實際測量值與該溫度特性項目之該目標值間的該差異係超過該容許範圍並且係小於該規定值時，改變該等PID常數而不使用該規則表之一步驟。
依據本發明之自動調整控制常數之方法中，較佳的係溫度特性項目包括複數個溫度特性項目，以及當已超過目標 值之溫度特性項目在先前循環與當前循環間未變更時，改變PID常數而不使用規則表之步驟藉由一預設變化比率改變該等PID常數，其對此溫度特性項目具有一效應。
依據本發明之自動調整控制常數之方法中，較佳的係溫度特性項目包括複數個溫度特性項目，以及當已超過目標值之溫度特性項目在先前循環與當前循環間變更時，改變PID常數而不使用規則表之步驟使用用於該先前循環與該當前循環間的該等PID常數之一平均值，作為新改變PID常數。
依據本發明之自動調整控制常數之方法中，較佳的係將一反應容器分割成複數個分割區域，並且該加熱單元包括分別佈置於該等分割區域上之複數個加熱單元，以及該等加熱單元之每一者係獨立地控制PID。
依據本發明之自動調整控制常數之方法中，較佳的係在該等溫度特性項目之該等實際測量值與根據對應於該等個別分割區域之溫度輪廓計算的該等目標值間之該等差異屬於該等容許範圍後，步驟(b)判斷對應於該等個別分割區域之該等溫度輪廓是否彼此符合，若不符合，根據一預定規則調整該等PID常數，其對應於該複數個分割區域中的至少一個分割區域。
依據本發明之自動調整控制常數之方法中，較佳的係該規則表之該溫度特性項目包括一溫度穩定性週期，其係從該溫度增加開始直至該溫度偵測值與一預定溫度範圍會聚的一週期，以及當對應於該等個別分割區域之該等溫度輪 廓彼此不符合時，對應於另一分割區域之該等PID常數使得該另一分割區域之該等溫度穩定性週期符合一分割區域之溫度穩定性週期。
依據本發明之自動調整控制常數之方法中，較佳的係計算該另一分割區域之該溫度穩定性週期與一分割區域之該溫度穩定性週期間的一週期差異，並且參考該規則表，藉由對應於該溫度穩定性週期相對於該經計算週期差異之一預測變化數量的一變化比率改變其他分割區域之該等PID常數以重設為新PID常數，以及藉由更新單元根據已改變PID常數更新該規則表。
依據本發明之儲存媒體係儲存用於使電腦執行控制常數之自動調整方法之電腦程式的儲存媒體，其中控制常數之自動調整方法包含：一定位步驟，其將欲處理之物件定位於處理區域內；一熱處理步驟，其藉由一加熱單元熱處理該欲處理之物件；一控制步驟，其藉由一PID控制器控制該加熱單元之一溫度；一偵測步驟(a)，其偵測藉由該加熱單元加熱的該處理區域之一溫度；一重複步驟(b)，其重複：設定PID常數後，根據一熱偵測部分之一溫度偵測值獲得一溫度輪廓，同時藉由該加熱單元將該處理區域之一溫度增加至一目標溫度，並且根據該溫度輪廓計算一實際測量值與一目標值間之一差異的一步驟(b1)；以及當該差異係超過一容許範圍且大於一規定值時，參考一規則表，其係製備成當該處理區域之溫度增加至一目標值時預測一溫度特性項目之變化數量，並且該等PID常數之變化比率 相應地彼此相關，以及改變該等PID常數以藉由對應於該溫度特性項目之一預測變化數量相對於該差異的一變化比率重設新PID常數之一步驟(b2)；直至該差異可屬於該容許範圍；以及一更新步驟(c)，其參考該規則表，當已藉由該等PID常數之該變化改變的該溫度特性項目之一實際測量變化數量與在先前循環中已預測之該溫度特性項目的一預測變化數量間存在一差異時，根據該實際測量變化數量更新該等PID常數與該規則表內所述該溫度特性項目之該等預測變化數量間的對應關係。
圖1係應用本發明之一具體實施例內的垂直熱處理裝置之總體結構圖。首先簡要描述垂直熱處理裝置之總體結構。圖1內之參考數字2描述由具有垂直圓柱形形狀之石英製成的反應容器。處理容器2之較低端開放，作為載入/卸載埠(熔爐開口)，以界定一開口21。凸緣22係採用開口21之周邊成整體形成。在反應容器2下方配置由石英製成之蓋部件23。蓋部件23係經組態用以接觸凸緣22之較低表面，以便密封地關閉開口21。將旋轉軸24佈置成穿過蓋部件23之中心部分。將用作基板支架之晶舟25放置於旋轉軸24之較高端上。晶舟25係經組態用以按層狀方式固定作為基板之若干晶圓W。作為用於旋轉旋轉軸24的驅動部分之馬達M係佈置於旋轉軸24之較低部分上。在蓋部件23上放置溫度保持單元27，其圍繞旋轉軸24。
透過反應容器2之較低部分上的凸緣22插入L形注入器 28，其用於將氣體供應至反應容器2內的晶圓W。因此，可透過注入器28將膜沈積所需之氣體供應至反應容器2內。用於排出反應容器2之內部的排氣埠係形成於反應容器2之較高部分內。將排氣埠連接至具備真空幫浦29之排氣管30，其作為真空排氣單元，能夠抽空反應容器2之內部並降低其中壓力至所需真空程度。
在反應容器2周圍，將圓柱形熱絕緣層31固定於基底部件32上。例如，各由用作加熱單元的加熱電阻器形成之垂直分割加熱器係佈置於熱絕緣層31之內部。在此範例中，分割加熱器之數目係(例如)四，並且參考數字41至44係分別從第一級至第四級分配給加熱器。用於熱處理晶圓之處理區域係垂直地分割成用於熱控制之四個區(最高區、較高區、較低區、最低區)。該等加熱器41至44係經組態用以分別管理四個區(分割區域)之加熱。
對應於內部溫度偵測器並且由(例如)熱電耦形成之內部溫度感測器TC1至TC4，係於對應於個別加熱器41至44之高度位置處佈置於反應容器2內。將該等內部溫度感測器TC1至TC4附著於桿4，例如，其係固定於蓋部件23上。佈置電源部分(電源供應部分)51至54，其分別對應於加熱器41至44。
垂直熱處理裝置包括：四個溫度控制器61至64，其用於控制四個區之溫度，並且對應於用於個別級之加熱器的電源部分51至54加以佈置；以及控制部分7，其用於執行下述控制操作，例如設定溫度控制器61至64之溫度值以及設 定PID。溫度控制器61至64藉由下述PID計算部分61計算藉由個別加熱器41至44加熱的區之溫度設定值與藉由內部溫度感測器TC1至TC4偵測之溫度偵測值間的偏差，並提供用於個別加熱器41至44之功率命令值至電源部分51至54(參見圖2)。接下來，參考圖2詳細描述控制部分7。在圖2中，參考數字80描述一匯流排。匯流排80係由調整條件設定部分81、配方執行程式82、調整程式83、規則表84、CPU 85等組成。將構成電腦之控制部分7連接至匯流排80。圖2以區塊示意性解說該等部件。儲存於諸如硬碟、光碟、磁光碟或記憶卡等儲存媒體內之配方執行程式82及調整程式83係從該等儲存媒體安裝至電腦中。
配方執行程式82係用於執行一配方的程式，該配方係選自預先製備之複數個配方。配方包括關於用於各週期之處理參數(溫度、壓力、氣體之類型、氣體流速)的資訊。程式讀出資訊並依序控制控制部件。
調整條件設定部分81實行一功能，其用於透過來自(例如)垂直熱處理裝置之控制系統管理者的軟開關接收各種調整條件設定。調整條件設定部分81中，存在用於(例如)欲調整之物件、調整控制模式、各溫度特性項目之目標值的設定條件，並且優先化該等溫度特性項目。
欲藉由調整條件設定部分81調整之物件係佈置於反應容器2內之四個內部溫度感測器TC1至TC4，以對應於用於四個分割區之個別級的加熱器41至44。調整條件設定部分81可選擇是否相對於溫度控制器61至64(其對應於個別內部 溫度感測器TC1至TC4)執行PID常數之調整。
根據一種熱處理裝置，存在一情形，其中對應於用於個別區之加熱器41至44的外部溫度偵測器係佈置於反應容器外部，並根據外部溫度偵測器調整溫度輪廓。如先前技術中所描述，存在一情形，例如維護操作，其中將用於輪廓之溫度偵測器佈置於個別區內的晶圓附近。欲藉由調整條件設定部分81調整之物件不限於內部溫度感測器TC1至TC4，如此具體實施例中，但調整條件設定部分81可選擇欲使用之溫度偵測器的類型。
可採用串聯方法及比率混合控制方法，作為調整控制模式之範例。
接下來，參考圖3描述各種欲藉由調整條件設定部分81設定的溫度特性項目。圖3藉由使用此具體實施例內之溫度控制器61至64顯示加熱器41至44之溫度控制之結果，即，圖3示意性顯示反應容器2內之溫度輪廓(溫度轉變資料)，其係藉由內部溫度感測器TC1至TC4偵測。控制(PID控制)反應容器2內之溫度(程序溫度)，使得溫度從預熱溫度增加至預定目標值，例如容器內之溫度(容器內溫度)在開始溫度控制後立即增加並超過目標值一次。之後，溫度重複地低於及高於目標值，以便隨時間逐漸會聚至目標值內。
相對於此一典型溫度輪廓，此具體實施例中設定以下四個溫度特性項目之目標值。即，針對以下各項設定目標值(1)"過衝"(對應於圖3內之溫差a)，其代表超過目標值之容 器內溫度與目標值間的最大差異(絕對值)，(2)"下衝"(對應於溫差b)，其代表已超過目標值一次然後降至目標值以下的容器內溫度與目標值間之最大差異(絕對值)，(3)"恢復週期"(對應於週期c)，其代表容器內溫度之變化會聚於目標溫度範圍(預設溫度範圍，其中目標值係中心值，例如中心值之溫度範圍±1℃)內的時間週期，以及(4)"區間溫差"，其代表四個分割區間的最大溫差。根據設定之目標值，可自動調整用於各溫度控制器61至64之PID常數。
當針對個別溫度特性項目設定目標值，並且根據目標值調整PID常數時，若最佳調整結果在溫度特性項目間不同，存在對應於個別溫度特性項目之預測變化數量的PID常數之變化比率彼此衝突的可能性。因此，考慮此情形，調整條件設定部分81可決定溫度特性項目之優先權等級。即，調整條件設定部分81可決定最好調整哪一溫度優先權項目。
返回圖2所示之控制部分7的說明，決定個別PID常數值並且執行溫度增加操作(RUN)後，調整程式83係經組態用以根據在溫度增加操作期間藉由內部溫度感測器TC1至TC4偵測之溫度值完成溫度輪廓(溫度轉變資料)，以及參考藉由分析溫度輪廓及下述規則表84獲得之結果執行一系列程序，其用於調整PID常數之個別值。
如圖4(a)至4(c)所示，規則表84係各溫度特性項目之變更數量之預測值(預測變化數量)以及各PID常數之變化比率相應地彼此相關的表格。針對各溫度特性項目製備規則 表84。此外，相對於各溫度特性項目，提供用於各程序溫度帶之規則表84，例如，其係藉由每隔100℃分割程序溫度之目標值而獲得。圖4(a)顯示關於過衝之規則表84a，過衝係溫度特性項目之一。圖4(b)顯示關於下衝之規則表84b。圖4(c)顯示關於恢復週期之規則表84c。
參考圖4(a)描述過衝之規則表84a(程序溫度帶：400℃)的具體範例，其係溫度特性項目之一。規則表84a具有五行。當最左行稱為第一行時，描述：在第一行內，應用規則表84a之程序溫度帶；在第二行內，過衝之變更數量之預測值；及在第三至第五行內，對應於第二行內所述預測值之PID常數的變化比率。
參見規則表84a之第三列。當I之變化比率為0.55時，過衝之變更數量的預測值為3℃。即，預測過衝減小3℃。此處，變化比率係用於乘以PID常數之預定標準值的比率。例如，當I之標準值為1000時，1000係乘以0.55以獲得解550，其在下一RUN用作藉由溫度控制器61至64之PID計算中的I值。
調整程式83進一步包括具有學習功能之程式。根據使用規則表84執行之RUN的結果，程式校正規則表84至更適當者。簡要描述學習功能。例如，根據估計執行RUN，即鑑於現有規則表84a將過衝減小3℃。然而，過衝實際上減小2℃。在此情形中，根據實際RUN結果，將規則表84a內所述估計3℃改變為2℃。
實際RUN結果通常採取圖4(a)所示之預測值間的一值。 在此情形中，可根據獲得之RUN結果內插欲改變之預測值，或者可藉由預定規則加以校正，其在總體流程之以下描述中加以描述。此外，根據各種情形，調整程式83具有用於基於由RUN獲得之溫度輪廓獨立地執行PID常數之調整程序的功能。
在申請專利範圍中，執行單元對應於配方執行程式82及調整程式83之一部分，並且更新單元對應於調整程式83之一部分。
下面參考圖5內所示之流程圖描述藉由調整程式83執行的自動調整操作之內容。
例如，當啟動裝置時，在裝置經受維護後，以及當開始垂直熱處理裝置之運行時，執行PID常數之自動調整。藉由調整條件設定部分81設定調整條件(步驟S1)。
當設定調整條件時，選擇欲在此時調整之內部溫度感測器TC1至TC4。相對於各內部溫度感測器TC1至TC4(下文亦稱為"系統")，針對所有四個溫度特性項目設定目標值，即過衝、下衝、恢復週期、及區間溫差。另外，決定該等溫度特性項目間之優先權等級。當設定目標值時，亦設定其容許範圍。下文中，特定溫度特性項目之值在特定目標值之容許範圍內的狀態係表達為"屬於目標值範圍"。
設定該等值後，將測試晶圓放置於晶舟25內，並執行配方以便將反應容器2內之溫度從(例如)200℃增加至400℃，其係目標值，同時將惰性氣體供應至反應容器2內之流程，例如，以便獲得溫度增加操作之溫度輪廓(步驟S2)。 在實際熱程序中，將晶圓載入反應容器2，並且在穩定化反應容器2內之溫度後操作溫度增加操作。之後，將溫度增加至程序溫度(目標溫度)。因此，當開始用於自動調整之溫度增加操作時，反應容器2內之溫度已穩定。此時，個別區之溫度係藉由溫度控制器61至64控制PID，其係分別連接至內部溫度感測器TC1至TC4。藉由使用作為PID常數之標準值(圖4內所示之規則表84a內，P係設定於1000，I係設定於1000，以及D係設定於1000)執行PID計算。
獲得各區之溫度輪廓後，根據如此獲得之溫度輪廓分析個別溫度特性項目(步驟S3)。即，從四個系統之每一者的溫度輪廓計算過衝、下衝、及恢復週期。區間溫差係如下獲得。即，四個系統之溫度係作為每隔預定間隔下之樣本，同時執行上述配方。將溫度彼此比較，計算最大溫度與最小溫度間的溫差。溫差輪廓之該等溫差間的最大值係視為區間溫差。
分析溫度特性項目後，確認四個系統之每一者的過衝、下衝、及恢復週期(下文簡稱為"過衝等等")是否屬於目標值範圍(步驟S4)。當所有四個系統之過衝等等的實際測量值屬於目標值範圍時(步驟S4；是)，進一步確認區間溫差是否屬於目標值範圍(步驟S6)。當區間溫差屬於目標值範圍時(步驟S6；是)，因為不需要調整，自動調整操作係完成，而不改變PID常數之標準值(結束)。
另一方面，當特定一個系統無法屬於過衝等等之任一者的目標值範圍時(步驟S4；否)，計算對應於目標值上溫度 特性項目之PID常數的重設值(步驟S5)，並且在溫度控制器61至64之對應者上反映重設結果，其無法屬於目標值範圍(步驟S8)。
在完成PID常數至溫度控制器61至64的重設後，重複配方之執行以及溫度輪廓之獲得(步驟S2)、溫度特性項目之分析(步驟S3)、以及過衝等等至目標值之實際測量值的比較(步驟S4)，直至所有系統之溫度特性項目的實際測量值屬於目標值範圍(步驟S4；是)內。
另一方面，儘管過衝等等之實際測量值屬於目標值範圍(步驟S4；是)，僅區間溫差不屬於目標值範圍(步驟S6；否)，計算對應於區間溫差的PID常數之重設值(步驟S7)，並且在超過目標值之溫度控制器61至64上反映獲得之結果(步驟S8)。類似於過衝等等之實際測量值無法屬於目標值範圍內的情形，重複溫度輪廓之重新獲得及溫度特性項目之分析(步驟S2至S4；是及S6)，直至區間溫差屬於目標值範圍內(步驟S6；是)。
依此方式，此具體實施例中之調整程式83重複PID常數相對於溫度控制器61至64的重設，直至溫度特性項目之實際測量值屬於目標值範圍內。下文中，描述計算用於重設之PID常數的方法，其係分類成(A)計算處理過衝等等之PID常數的方法，以及(B)計算處理區間溫差之PID常數的方法。
(A)計算處理過衝等等之PID常數的方法
圖6顯示計算處理過衝等等之PID常數的流程(對應於圖5 內之步驟S5)。如上所述，在存在任何溫度特性項目(例如過衝等等)之實際測量值係超過目標值的系統之情形中，即存在實際測量值與目標值間差異係超過容許範圍之系統的情形中(步驟S4；否)，判斷實際測量值超過溫度特性項目之目標值間的差異是否等於或小於規定值(步驟S501)。
本文之規定值係用於決定使用以下三種計算PID常數之方法中哪一方法的標準之一。規定值係設定於大於相對於目標值之容許範圍的值。當實際測量值與目標值間的差異係大於規定值時(步驟S501；否)，需要大幅改變已用於獲得溫度輪廓之PID常數，並且使用規則表84計算PID常數(步驟S502至S504)。另一方面，當差異係等於或小於規定值時(步驟S501；是)，不需要大幅改變PID常數。因此，使用計算PID常數之方法，其中未過分改變PID常數(步驟S505至S508)。以下參考圖6之流程圖及圖7至10之說明圖依序描述計算PID常數之該等方法。
首先，描述使用規則表84之計算方法。當溫度特性項目之實際測量值與目標值間的差異係大於規定值時(步驟S501；否)，確認當前RUN是否係第一RUN(步驟S502)。當當前RUN係第一RUN時，其PID常數應使用規則表84加以校正(步驟S502；是)，程式繼續至參考規則表84計算PID常數的步驟(步驟S504)。另一方面，當當前RUN係第二或隨後RUN時，其PID常數應使用規則表84加以校正(步驟S502；否)，藉由使用由複數個RUN獲得之溫度輪廓執行用於更新規則表84至更適當者的學習功能(步驟S503)，並 根據更新之規則表84計算PID常數(步驟S504)。
在根據規則表84之PID常數的計算步驟中(步驟S504)，如圖4(a)內採用過衝為範例所描述，相對於超過目標值之溫度特性項目，指定改變超過值至目標值所需的變更數量。接著，將PID常數之標準值乘以變化比率，其對應於變更數量，從而將獲得值用作校正之PID常數。
圖7再次顯示圖4(a)內所示之規則表84a。依據規則表84a，當所需變化數量係1.5℃或3℃時，使用對應列內所述之變化比率，以便計算PID常數。另一方面，當所需變化數量不對應於該等值時，如圖7所示，根據規則表84a內所述的三個資料，藉由(例如)最小平方方法製備近似表達式。藉由將變化數量代入近似表達式，可獲得一變化比率。
在圖7所示之範例中，例如，根據規則表84a獲得的用於400℃之溫度帶的近似表達式係：y＝0.056x2 －0.3167x＋1，其中"x"代表過衝之變化數量，"y"代表I值之變化比率。
在此情形中，根據藉由執行特定RUN獲得的溫度輪廓，假設使過衝符合目標值所需的變化比率係2℃。由於變化數量2℃不對應於值1.5℃及3℃之任一個，將"x＝2"代入上述近似表達式，以獲得"y＝0.59"，其係I之新變化比率。接著，在PID常數之校正上反映如此獲得之值0.59。
根據上述方法計算PID常數之重設值後(步驟S504)，在溫度控制器61至64上反映重設值，並且再次獲得溫度輪廓(圖5，步驟S8至S3)。在第二或隨後RUN中，當相同溫度 特性項目值不屬於目標值範圍內時(圖5內之步驟S4；否)，另外此溫度特性項目之實際測量值與目標值間的差異超過規定值(圖6內之步驟S501；否，S502；否)，藉由使用由此RUN獲得之溫度輪廓執行學習功能(步驟S503)。
關於學習功能，參考圖8及9描述用於改變圖4(a)內所示之規則表84a的程序。圖8顯示用於僅改變規則表84a內所述變化數量的程序，而圖9顯示用於改變變化數量及對應其之變化比率的程序。下文中，過衝等等之實際測量值僅作為範例，以便於說明用於改變規則表84a之程序。該等值不嚴格代表當執行圖6之流程圖內所示操作時獲得的值。
首先描述圖8內所示之情形。如上所述，假設當採用設定於標準值之PID常數執行第一RUN時，過衝為3℃。在此情形中，由於使過衝對應於目標值之變化數量為3℃，選擇圖8(a)之表格內第三列內所述的變化比率0.55。
根據變化比率重設溫度控制器61至64之每一者的I值後，執行第二RUN。當仍存在1℃之過衝時，可瞭解藉由將I值乘以0.55之變化比率獲得的變化數量實際上係2℃。因此，為將規則表84a校正至更適當者，如圖8(b)內所示，將對應於變化比率0.55之變化數量校正為2℃。當僅校正變化數量時，藉由此程序執行學習功能(步驟S503)。接著，根據校正之規則表84a製備新近似表達式，並且將第二RUN之1℃之過衝作為下一變化數量輸入近似表達式。接著，根據如此獲得之變化比率，計算用於執行第三RUN 之PID常數(步驟S504)。
接下來，描述圖9內所示之情形。在圖9(a)中，在執行第一RUN並且過衝為3℃後，選擇0.55作為I值之變化比率，其類似於圖8(a)。採用此變化比率執行第二RUN後，仍存在2℃之過衝。在此情形中，可瞭解藉由將I值乘以0.55之變化比率獲得之變化數量實際上係1℃。
在此情形中，判斷校正圖9(a)內規則表84中的該等列內之哪一列。三個點中，亦即規則表84a內所述之0℃、1.5℃、及3℃，最近似實際上藉由第二RUN獲得之變化數量的值係第二列內所述之1.5℃。因此，校正第二列內所述之變化數量。此外，由於第二行內所述之I值的變化比率係0.65，亦應將此值校正為0.55。因此，如圖9(b)內所示，將變化數量及變化比率之兩個值校正為實際獲得值。
在此校正中，如圖9(b)內所示，第二列及第三列內所述I值的變化比率變為相同。在此情形中，由於I值之變化數量之預測值與變化比率間無法獲得一對一關係，亦應校正第三列。在此具體實施例中，假設對應於在第二列與第三列間獲得之變化數量之一變化的I值之變化之傾向在此校正後不變更，以及其間關係得以維持，校正第三列內之I值(圖9(c))。當校正變化數量及對應於其之變化比率時，藉由此程序執行學習功能(步驟S503)。由於用於根據已校正規則表84a重設PID常數之步驟S504的隨後程序與圖8(a)內所示之情形相同，省略其描述以避免複製。
上文中已描述當溫度特性項目與目標值間的差異係大於 規定值時(步驟S501；否)，藉由使用規則表84a計算PID常數的方法。接下來，參考圖6及圖10之流程圖計算當上述差異係等於或小於規定值之PID常數之方法(步驟S501；是)。
在此情形中，判斷(步驟S501；是)後，確認當前RUN是否係第一RUN(步驟S505)。當當前RUN係第一RUN時，其PID常數應予以精細調整(步驟S505；是)，將對應PID常數減小輕微數量。例如，I之標準值1000減小大約2%至3%(步驟S507)，然後根據重設值執行第二RUN。
另一方面，當當前RUN係第二或隨後RUN時，其PID常數應予以輕微調整(步驟S505；否)，判斷已超過目標值之溫度特性項目在先前RUN與當前RUN間是否變更(步驟S506)。當溫度特性項目未變更時(步驟S506；否)，除先前變化外PID常數同樣減小大約2%至3%，並且執行下一RUN(步驟S507)。
已超過目標值之溫度特性項目未變更的事實意謂著如圖10(a)所示，藉由當前第n RUN獲得之溫度輪廓內的溫度特性項目(例如，圖10(a)內之過衝)與藉由先前第(n－1)RUN獲得之溫度輪廓相比逐漸改善。此輕微調整在接下來的第(n＋1)RUN繼續，可改善溫度輪廓同時避免過分改變PID常數以分散調整結果之風險。
另一方面，當已超過目標值之溫度特性項目在先前RUN與當前RUN間改變時(步驟S506；是)，藉由使用用於先前RUN及當前RUN內之PID常數的平均值作為重設值來執行 下一RUN(步驟S508)。
已超過目標值之溫度特性項目變更的事實意謂著如圖10(b)所示，很可能藉由當前(第n次)RUN獲得之溫度輪廓內的溫度特性項目與藉由先前第(n－1)RUN獲得之溫度輪廓相比顯著改變(在圖10(b)中，儘管消除過衝，但恢復週期延長)。因此，藉由使用用於第n RUN及第(n＋1)RUN內之PID常數的平均值作為重設值執行接下來的第(n＋1)RUN。接著，可能獲得溫度輪廓，其中過衝及恢復週期可採用適當值。
依此方式，當溫度特性項目之實際測量值與目標值間的差異係超過容許範圍並且係大於規定值時，使用規則表84改變PID常數。同時，差異係等於或小於規定值，按上述方式改變PID常數，例如，不使用規則表84。因此，可防止PID常數之變化比率過大而分散其效應。應注意，輕微調整PID常數之方法並不限於上述範例。
(B)處理區間溫差之PID常數的計算
圖11顯示計算處理區間溫差之PID常數的操作流程(對應於圖5內之步驟S7)。如上所述，僅區間溫差不屬於目標值範圍(步驟S6；否)，儘管溫度特性項目(例如過衝等等)之實際測量值屬於目標值範圍內(步驟S4；是)，將四個區之溫度輪廓彼此比較。接著，確認關於恢復週期最慢的區之溫度輪廓(下文中稱為"最慢區")，過衝與目標值間的差異係等於或小於第二規定值(步驟S601)。
由於藉由先前操作(即，用以實現小於用於圖6內之流程 圖的規定值之值)，溫度特性項目，例如過衝等等，已經屬於目標值範圍內，例如，將第二規定值設定成小於容許錯誤。當過衝與目標值間之差異係等於或小於規定值(步驟S601；Y)，計算PID常數之重設值(步驟S602)，以便除最慢區外之三個區的恢復週期符合最慢區之恢復週期。具體而言，關於圖4(c)內所示之恢復週期的規則表84c係針對個別區來製備，例如，並且藉由使用該等規則表84c計算用於使恢復週期較慢之P值。建議藉由與用於計算關於過衝之PID常數的重設值之程序相同的程序執行恢復週期之計算，如參考圖7所述。
結果，如圖12(a)示意性顯示，區間溫度輪廓內之分散可減少，而不改變最慢區之PID常數，其係關於過衝予以明確調整。在圖12中，為便於解說僅顯示三個溫度輪廓。
另一方面，當藉由使用規則表84c重設PID常數，但區間溫差不在目標值範圍內時，藉由學習功能將規則表84c校正至更適當者，其類似於參考圖8及9所述的過衝之情形。之後，使用已校正規則表84c重設PID常數，並執行下一RUN。重複該等操作，直至區間溫差屬於目標值範圍內。
另一方面，當最慢區之溫度輪廓內的過衝與目標值間的差異不等於或小於第二規定值時(步驟S601；N)，計算PID常數，使得除最快區外之三個區的恢復週期符合最快區之恢復週期(步驟S603)，其與步驟S602中相反。在此情形中，亦可能使用規則表84c，以便計算PID常數。然而，由於變化數量之調整方向係減號方向，藉由向恢復週期之減 號方向外插規則表84c之近似表達式，可指定用於加速恢復週期之變化比率。
其後，當最慢區之過衝不等於或小於第二規定值時，如圖12(b)所示，即使當採用恢復週期控制過衝時，無法再改善過衝之調整結果。因此，執行調整，其中最好執行溫度輪廓之會聚，並且減少區間溫度輪廓內的分散。另外在此操作中，若藉由使用規則表84c重設PID常數，但區間溫差不屬於目標值範圍，重複用於將規則表84c校正至更適當者之學習功能的執行以及PID常數之重設，直至區間溫差可屬於目標值範圍內。
依此方式，當對應於個別區之溫度輪廓彼此不符合時，藉由調整除一個區(最快區或最慢區)外的區之PID常數，以便其他區之恢復週期符合一個區之恢復週期，區間溫度輪廓可彼此對應。依據上述具體實施例，設定PID常數後，增加處理區域之溫度並獲得溫度輪廓。接著，當溫度特性項目之實際測量值與目標值間的差異係超過容許範圍時，根據對應於溫度特性項目之預測變化數量相對於差異的變化比率改變並重設PID常數，然後重複相同步驟，直至差異屬於容許範圍內。此外，規則表具有學習功能，以便可根據溫度特性項目之實際測量變化數量(其係在使用規則表84後予以實際測量)更新規則表84內之PID常數與溫度特性項目之預測變化數量間的對應關係。因此，可按可靠及容易方式自動將PID常數設定為適當值。另外，由於用於減小區間溫差之功能，可限制基板之處理中的分散， 其導致產量改良。另外，由於可根據用於自動調整之配方以及溫度偵測器之類型執行各種調整，可執行適用於使用者的需要之調整。
範例
以下描述為確認本發明之效應實行的實驗。
(範例1)
藉由使用上述垂直熱處理裝置，將固定試驗晶圓之晶舟25載入反應容器2，且將加熱器之溫度設定於300℃。隨著將晶舟25載入反應容器2後時間的消逝，反應容器2內溫度變得穩定。之後，將加熱器之設定溫度升高至800℃。反應容器2之內部係惰性氣體之降壓大氣。圖13(a)顯示藉由第一RUN後的個別內部溫度感測器TC1至TC4獲得之溫度輪廓。圖13(b)顯示當根據圖5內所示之流程圖執行自動調整直至第三RUN時獲得的溫度輪廓。藉由比較圖13(a)與圖13(b)，可看出，隨著RUN之次數增加，最高內部溫度感測器TC1之過衝可減少，並且亦可減少溫度感創器TC1至TC4間之溫度輪廓內的分散。即，可執行極佳自動調整。因此，可瞭解反應容器2內程序區域中的溫度梯度可消除，藉此可使程序區域內之溫度變得均勻。
(範例2)
在與範例1相同之條件下執行第一RUN，除了在將晶舟25載入反應容器2時加熱器的設定溫度係400℃，並且在穩定反應容器2內之溫度後，將加熱器之設定溫度提高至600℃。圖14(a)顯示執行第一RUN後藉由個別內部溫度感測器 TC1至TC4獲得之溫度輪廓，而圖14(b)顯示執行第四RUN後之結果。藉由比較圖14(a)與圖14(b)，可看出第一RUN後最高內部溫度感測器TC1之過衝數量可減小，並且亦可減少區間溫度輪廓內的分散。
(範例3)
將晶舟25載入反應容器2時加熱器之溫度係設定於400℃，並且在穩定反應容器2內之溫度後，將加熱器之設定溫度提高至760℃。接著，以具體實施例中所述方式執行自動調整。圖15(a)顯示此時之溫度輪廓的範例，其中過衝、下衝、及恢復週期與目標值會聚，而區間溫差與規定值範圍不會聚。圖15(b)顯示一溫度輪廓，其中執行如圖11內所示的調整後，區間溫差可屬於規定值內。另外根據此結果，本發明之發明者相信圖11內所示之步驟係有效。
2‧‧‧處理容器
4‧‧‧桿
7‧‧‧控制部分
21‧‧‧開口
22‧‧‧凸緣
23‧‧‧蓋部件
24‧‧‧旋轉軸
25‧‧‧晶舟
27‧‧‧溫度保持單元
28‧‧‧L形注入器
29‧‧‧真空幫浦
30‧‧‧排氣管
31‧‧‧圓柱形熱絕緣層
32‧‧‧基底部件
41‧‧‧加熱器
42‧‧‧加熱器
43‧‧‧加熱器
44‧‧‧加熱器
51‧‧‧電源部分(電源供應部分)
52‧‧‧電源部分(電源供應部分)
53‧‧‧電源部分(電源供應部分)
54‧‧‧電源部分(電源供應部分)
61‧‧‧溫度控制器
61a‧‧‧PID
62‧‧‧溫度控制器
63‧‧‧溫度控制器
64‧‧‧溫度控制器
80‧‧‧匯流排
81‧‧‧調整條件設定部分
82‧‧‧配方執行程式
83‧‧‧調整程式
84‧‧‧規則表
85‧‧‧CPU
M‧‧‧馬達
TC1‧‧‧內部溫度感測器
TC2‧‧‧內部溫度感測器
TC3‧‧‧內部溫度感測器
TC4‧‧‧內部溫度感測器
圖1係顯示本發明之一具體實施例內的垂直熱處理裝置之縱向側視圖。
圖2係顯示用於本發明之具體實施例的控制部分之方塊圖。
圖3係顯示欲分析之溫度特性項目的說明圖。
圖4(a)至4(c)係顯示用於過衝、下衝、及恢復之規則表的說明圖。
圖5係顯示本發明之一具體實施例中PID之工作流程的流程圖。
圖6係顯示本發明之一具體實施例中PID之工作流程的流 程圖。
圖7係顯示當溫度特性與目標值間之差異不小於規定數值時計算PID常數之方法的說明圖。
圖8係顯示用於過衝之規則表之更新範例的說明圖。
圖9(a)至9(c)係顯示用於過衝之規則表之更新範例的第二說明圖。
圖10(a)及10(b)係顯示當溫度特性與目標值間之差異係小於規定數值時計算PID常數之方法的說明圖。
圖11係顯示本發明之一具體實施例中PID之工作流程的流程圖。
圖12(a)係顯示除最慢區外之該等區符合最慢區之圖式，而圖12(b)係顯示除最快區外之該等區符合最快區之圖式。
圖13(a)及13(b)係顯示執行本發明之調整前及後的溫度輪廓之說明圖。
圖14(a)及14(b)係顯示執行本發明之調整前及後的溫度輪廓之說明圖。
圖15(a)及15(b)係顯示執行本發明之調整前及後的溫度輪廓之說明圖。
2‧‧‧處理容器
4‧‧‧桿
7‧‧‧控制部分
21‧‧‧開口
22‧‧‧凸緣
23‧‧‧蓋部件
24‧‧‧旋轉軸
25‧‧‧晶舟
27‧‧‧溫度保持單元
28‧‧‧L形注入器
29‧‧‧真空幫浦
30‧‧‧排氣管
31‧‧‧圓柱形熱絕緣層
32‧‧‧基底部件
41‧‧‧加熱器
42‧‧‧加熱器
43‧‧‧加熱器
44‧‧‧加熱器
51‧‧‧電源部分(電源供應部分)
52‧‧‧電源部分(電源供應部分)
53‧‧‧電源部分(電源供應部分)
54‧‧‧電源部分(電源供應部分)
61‧‧‧溫度控制器
62‧‧‧溫度控制器
63‧‧‧溫度控制器
64‧‧‧溫度控制器
TC1‧‧‧內部溫度感測器
TC2‧‧‧內部溫度感測器
TC3‧‧‧內部溫度感測器
TC4‧‧‧內部溫度感測器
M‧‧‧馬達

Claims (21)

  1. 一種熱處理裝置，其包含：一反應容器，其構成為包含一處理區域及欲處理之一物件；一加熱單元，其係佈置於該反應容器內並且構成為加熱該處理區域；一溫度偵測部分，其構成為偵測藉由該加熱單元加熱的該處理區域之一溫度；以及一控制部分，其構成為藉由一PID控制器控制該加熱單元；其中該控制部分包括：一規則表，其係製備成當該處理區域之一溫度增加至一目標值時預測一溫度特性項目之變化數量，以及PID常數之改變比率相應地彼此相關；一執行單元，其構成為重複執行：設定該等PID常數後，根據該溫度偵測部分之一溫度偵測值獲得一溫度輪廓，同時藉由該加熱單元將該處理區域之該溫度增加至一目標溫度，並且根據該溫度輪廓計算一實際測量值與該溫度特性項目之一目標值間一差異的一步驟；以及當該差異係超過一容許範圍且大於一規定值時，參考該規則表並改變該等PID常數，以藉由對應於該溫度特性項目之一預測變化數量相對於該差異的一變化比率重設新PID常數之一步驟；直至該差異可屬於該容許範圍；以及一更新單元，其構成為在已藉由改變該等PID常數改 變的該溫度特性項目參考該規則表之一實際測量變化數量與在先前循環中已預測之該溫度特性項目的一預測變化數量間存在一差異時，根據該實際測量變化數量更新該等PID常數與該規則表內所述該溫度特性項目之該等預測變化數量間的對應關係。
  2. 如請求項1之熱處理裝置，其中：該溫度特性項目包括複數個溫度特性項目；以及該等溫度特性項目係針對對應於該等個別溫度特性項目之該等預測變化數量的該等PID常數之該等變化比率彼此衝突的一情形加以優先化。
  3. 如請求項1之熱處理裝置，其中該溫度特性項目係一過衝(overshoot)、一下衝(undershoot)及一溫度穩定性週期之至少一者，該過衝係超過該目標溫度的該溫度偵測部分之該溫度偵測值與該目標溫度間的一最大差異，該下衝係在該溫度偵測值超過該目標溫度並且接著降至該目標溫度以下後距該目標溫度之一最大下降數量，以及該溫度穩定性週期係從該溫度增加開始直至該溫度偵測值與一預定溫度範圍會聚的一週期。
  4. 如請求項1之熱處理裝置，其中當該實際測量值與該溫度特性項目之該目標值間的該差異超過該容許範圍並且小於該規定值時，該執行單元改變該等PID常數而不使用該規則表。
  5. 如請求項4之熱處理裝置，其中： 該溫度特性項目包括複數個溫度特性項目；以及在已超過該目標值之該溫度特性項目在該先前循環與該當前循環間未變更的一情形中，當該執行單元改變該等PID常數而不使用該規則表時，該執行單元改變該等PID常數，其藉由一預設變化比率對此溫度特性項目具有一效應。
  6. 如請求項4之熱處理裝置，其中：該溫度特性項目包括複數個溫度特性項目；以及在已超過該目標值之該溫度特性項目在該先前循環與該當前循環間變更的一情形中，當該執行單元改變該等PID常數而不使用該規則表時，該執行單元使用該等PID常數之一平均值，其在該先前循環與該當前循環中用作新改變之PID常數。
  7. 如請求項1之熱處理裝置，其中：將該反應容器分割成複數個分割區域；該加熱單元包括分別佈置於該等分割區域上之複數個加熱單元；以及該等加熱單元之每一者係藉由該控制部分獨立地控制PID。
  8. 如請求項7之熱處理裝置，其中在該等溫度特性項目之該等實際測量值與根據對應於該等個別分割區域之溫度輪廓計算的該等目標值間之該等差異屬於該等容許範圍後，該執行單元判斷對應於該等個別分割區域之該等溫度輪廓是否彼此符合，若不符 合，該等執行單元根據一預定規則調整該等PID常數，其對應於該複數個分割區域中的至少一個分割區域。
  9. 如請求項8之熱處理裝置，其中：該規則表之該溫度特性項目包括一溫度穩定性週期，其係從該溫度增加開始直至該溫度偵測值與一預定溫度範圍會聚的一週期；以及當對應於該等個別分割區域之該等溫度輪廓彼此不符合時，該執行單元調整對應於另一分割區域之該等PID常數，使得該另一分割區域之該等溫度穩定性週期符合一個分割區域之該溫度穩定性週期。
  10. 如請求項9之熱處理裝置，其中：該執行單元計算該另一分割區域之該溫度穩定性週期與該一個分割區域之該溫度穩定性週期間的一週期差異，並且參考該規則表，藉由對應於該溫度穩定性週期相對於經計算週期差異之一預測變化數量的一變化比率改變該等PID常數以重設用於其他分割區域之新PID常數；以及該更新單元根據已改變PID常數更新該規則表。
  11. 一種控制常數之自動調整方法，其包含：一定位步驟，其將欲處理之一物件定位於一處理區域內；一熱處理步驟，其藉由一加熱單元熱處理該欲處理之物件；一控制步驟，其藉由一PID控制器控制該加熱單元之 一溫度；一偵測步驟(a)，其偵測藉由該加熱單元加熱的該處理區域之一溫度；一重複步驟(b)，其重複：設定PID常數後，根據一熱偵測部分之一溫度偵測值獲得一溫度輪廓，同時藉由該加熱單元將該處理區域之一溫度增加至一目標溫度，並且根據該溫度輪廓計算一實際測量值與一目標值間之一差異的一步驟(b1)；以及當該差異係超過一容許範圍且大於一規定值時，參考一規則表，其係製備成當該處理區域之該溫度增加至一目標值時預測一溫度特性項目之變化數量，並且該等PID常數之變化比率相應地彼此相關，以及改變該等PID常數以藉由對應於該溫度特性項目之一預測變化數量相對於該差異的一變化比率重設新PID常數之一步驟(b2)；直至該差異可屬於該容許範圍；以及一更新步驟(c)，其參考該規則表，當已藉由該等PID常數之變化改變的該溫度特性項目之一實際測量變化數量與在先前循環中已預測之該溫度特性項目的一預測變化數量間存在一差異時，根據該實際測量變化數量更新該等PID常數與該規則表內所述該溫度特性項目之該等預測變化數量間的該對應關係。
  12. 如請求項11之控制常數之自動調整方法，其中：該溫度特性項目包括優先化之複數個溫度特性項目；以及 當對應於該等個別溫度特性項目之預測變化數量的該等PID常數之變化比率彼此衝突時，根據優先化等級作出最好調整該等溫度特性項目之哪一個的決策。
  13. 如請求項11之控制常數之自動調整方法，其中將一過衝、一下衝及一溫度穩定性週期之至少一者用作該溫度特性項目，該過衝係超過該目標溫度的該溫度偵測部分之該溫度偵測值與該目標溫度間的一最大差異，該下衝係在該溫度偵測值超過該目標溫度並且接著降至該目標溫度以下後距該目標溫度之一最大下降數量，以及該溫度穩定性週期係從該溫度增加開始直至該溫度偵測值與一預定溫度範圍會聚的一週期。
  14. 如請求項11之控制常數之自動調整方法，其中該步驟(b2)包括當該實際測量值與該溫度特性項目之該目標值間的該差異超過該容許範圍並且小於該規定值時，改變該等PID常數而不使用該規則表之一步驟。
  15. 如請求項14之控制常數之自動調整方法，其中：該溫度特性項目包括複數個溫度特性項目；以及當已超過該目標值之該溫度特性項目未在該先前循環與該當前循環間變更時，改變該等PID常數而不使用該規則表之該步驟藉由一預設變化比率改變該等PID常數，其對此溫度特性項目具有一效應。
  16. 如請求項14之控制常數之自動調整方法，其中：該溫度特性項目包括複數個溫度特性項目；以及當已超過該目標值之該溫度特性項目在該先前循環與 該當前循環間變更時，改變該等PID常數而不使用該規則表之該步驟使用用於該先前循環與該當前循環間的該等PID常數之一平均值，作為新改變之PID常數。
  17. 如請求項11之控制常數之自動調整方法；其中將一反應容器分割成複數個分割區域，並且該加熱單元包括分別佈置於該等分割區域上之複數個加熱單元；以及該等加熱單元之每一者係獨立地控制PID。
  18. 如請求項17之控制常數之自動調整方法，其中在該等溫度特性項目之該等實際測量值與根據對應於該等個別分割區域之溫度輪廓計算的該等目標值間之該等差異屬於該等容許範圍後，該步驟(b)判斷對應於該等個別分割區域之該等溫度輪廓是否彼此符合，若不符合，則根據一預定規則調整於該複數個分割區域中的至少一個分割區域中之該等PID常數。
  19. 如請求項18之控制常數之自動調整方法，其中該規則表之該溫度特性項目包括一溫度穩定性週期，其係從該溫度增加開始直至該溫度偵測值與一預定溫度範圍會聚的一週期；以及當對應於該等個別分割區域之該等溫度輪廓彼此不符合時，對應於另一分割區域之該等PID常數使得該另一分割區域之該等溫度穩定性週期符合一個分割區域之該溫度穩定性週期。
  20. 如請求項19之控制常數之自動調整方法，其中 計算該另一分割區域之該溫度穩定性週期與該一個分割區域之該溫度穩定性週期間的一週期差異，並且參考該規則表，藉由對應於該溫度穩定性週期相對於該經計算週期差異之一預測變化數量的一變化比率改變用於該等其他分割區域之該等PID常數以重設為新PID常數；以及根據該等已改變PID常數藉由一更新單元更新該規則表。
  21. 一種儲存媒體，其儲存用於使一電腦執行控制常數之一自動調整方法之一電腦程式，其中該控制常數之自動調整方法包含：一定位步驟，其將欲處理之一物件定位於一處理區域內；一熱處理步驟，其藉由一加熱單元熱處理該欲處理之物件；一控制步驟，其藉由一PID控制器控制該加熱單元之一溫度；一偵測步驟(a)，其偵測藉由該加熱單元加熱的該處理區域之一溫度；一重複步驟(b)，其重複：設定PID常數後，根據一熱偵測部分之一溫度偵測值獲得一溫度輪廓，同時藉由該加熱單元將該處理區域之一溫度增加至一目標溫度，並且根據該溫度輪廓計算一實際測量值與一目標值間之一差異的一步驟(b1)；以及當該差異係超過一容許範圍且大於一規定值時，參考一規則表，其係製備成當該處理 區域之該溫度增加至一目標值時預測一溫度特性項目之變化數量，並且該等PID常數之變化比率相應地彼此相關，以及改變該等PID常數以藉由對應於該溫度特性項目之一預測變化數量相對於該差異的一變化比率重設新PID常數之一步驟(b2)；直至該差異可屬於該容許範圍；以及一更新步驟(c)，其參考該規則表，當已藉由該等PID常數之該變化改變的該溫度特性項目之一實際測量變化數量與在該先前循環中已預測之該溫度特性項目的一預測變化數量間存在一差異時，根據該實際測量變化數量更新該等PID常數與該規則表內所述該溫度特性項目之該等預測變化數量間的該對應關係。
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