201230200 、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於-種縱型熱處理裝置及其控制方法。 【先前技術】 半導體元件之製造中係使用各種熱處理裂置來對 被處理體(例如半導體晶®)針氧化、擴散、CVD、退 火等熱處理。已知-種可-次性地進行多片熱處理之縱 型熱處理裝置。該縱型熱處理裝置係具備⑨下部具有開 口，之石英製處理容器；能夠開閉該處理容器的開口部 之，體，設置_蓋體上，而於上τ方向以特定間隔保 =複數片被處理體之保持具；以及包含有設置於該處理 容器周圍並用以進行被搬入至處理容器内之該被處理 體的加熱的加熱器之爐本體。 又，亦已被提出有一種具有將空氣送風到包含有加 熱器之爐本體内，而用以強制氣冷處理容器之送風機的 縱型熱處理裝置（參酌例如日本特開2002-305189號公 報）。上述送風機係為了能夠於熱處理結束後迅速地冷 卻晶圓及處理容器而使用。 然而’熱處理有一種例如於晶圓形成低介電率薄膜 時般地在低溫範圍（例如100〜500。〇下進行之熱處理。 於该低溫範圍下進行熱處理時，如何迅速地升溫、收斂 在特定熱處理溫度便成為課題。低溫用熱處理裝置已被 提出有一種為了使熱對應性良好，便不使用石英製處理 201230200 :::是ΐ有金屬製處理室之熱處理裝置。另-方面， 夺ί生了反應生成物或副生成物等附著物之 ‘的石構上仍必須要有能夠容易進行清潔或更 加熱器又1藉由使用具有高絕熱性能之 月見4置的省能源化’但卻合因卜 爐内溫度的控制性亞化。主π介古^ 口此而使仔 你# + Μ—h J心化畅亦有如何迅速地升溫並 圍之問題^s溫度之問題’而此並非僅限於低溫範 先前技術文獻： 專利文獻1 :日本特開2002-305189號公報 專利文獻2:日本特開2005-188869號公報 ，而’具有石英製處理容器之縱型熱處理裝置由於 的熱容量大’因此在低溫範圍之升溫回復過程 中便會有收斂時間變長之問題。又， 熱的加熱器之情況，仍係不限於低溫;= 生f問題。若升溫回復過程中的收斂時間變長，便會 ίΐ能提升造成影響。上述收斂時_長之問題不僅i =溫過程巾，而是在降溫雜或溫度穩定時亦會同樣地 座生之問題。 【發明内容】 本發明係鑑於上述問題點所發明者，其目的在於提 供-種在低溫範圍下或使用具有高絕熱性能的加熱器 之際能縮短升溫過程、降溫過程或溫度穩料的收敛時 201230200 間攸而τ使處理各器内的溫度高精確度地收斂在目標 溫度之熱處理裝置及其控制方法。 二本發明之熱處理裝置具備有：爐本體；加熱器，係 設置於爐本體内周面；處理容II，係配置於爐本體内而 與爐倾之間軸有空間，並且__有複數被處理 體’迗風機’錢接於爐本體，而雜讀與處理容 =間的空間供應冷卻媒體；溫度感測器，係檢測處理容 益内部或外部的溫度；及控制裝置，係控制加熱器與送 風機’並凋整處理容器内的溫度來使處理 “二产 收斂在特定目標溫度；其特徵在於該㈣裝置 =輸出演算部，係根據預先設定之設定溫度自 ΐ度感測器的溫度，來決定僅以加熱器進行溫度調t 月況的加熱器輸出；以及送風機輸出演算部，係 加輸:來決定送風機輸出。 係當來自加熱繼寅算部 況會產生送風機輸出，而當加埶器成為負的情 況則會停止送風機輸出。 ，達1i零以上之情 本發明係一種熱處理裝罟，甘… 係當來自加熱器輸—算部之減出演算部 某一閾值之情況會產生送風機輸出，而的=度低於 梯度難之情況料停輕器輸出的 本發明係一種熱處理裘置，其中控1 進—步地顯輪㈣算部之料機有 成冷卻媒體流量之流量控制演算部。 ㈣ί發明係—種熱處理裝置，其中流量控制演算邹係 χ々部紐流量來進行送風機崎轉數控制。 理^發t熱處理裝置的控制方法係使用上述熱處 步ϊ ί 縣置的㈣方法，其特徵在於具有以下 *"·於控制敦置的加熱器輪出 定之設定溫料來’根_先設 熱器谁r、…、來自，皿度感“的溫度，來決定僅以加 來自::、:2==，輪出之步驟；及根據 出演算ΐ來奂·*> 1'开輪出，而藉由送風機輪 、异。卩來決定送風機輸出之步驟。 本發明係―種熱處理裝置 :，部係當來自加熱器輪出風機 零以上之情況财停止送風機^而當加_輪出達到 本發明係—種熱處理裝 ，演算部係當來自加熱器輪出；！：法’其中送風機 的梯度低於某一閾值之情=狀加熱器輸出 熱器輪出的梯度超過苹 ⑨風機輸出，而當加 輸出。 閾值之情況則會停止送風機 將二:輸：置的控制方法，其更具備有 演算:轉換成冷卻媒體:::輪出藉由流量控制 制演算部係根據冷卻媒體以制方法’其中流量控 里采進行送風機的旋轉數 201230200 控制。 #置熱處理装置具備有:爐本體;加熱器“系 :二==;處理容器，係配置於爐本體内而 體間，並且内部收納有複數被處理 :對過冷卻媒體供應管而連接於爐本體， 構，㈣物供應彻體，·間機 係5周1從送風機所供應之冷卻媒旦.π # # 挪器，係檢測處理容器内邱二媒體的/…溫度感 置’係控制力，器與閥機構:並;=二及:制裝 來使處理容器内㈣η調整處理谷斋内的溫度 毁加熱器輪出演算部，係根據』 如熱器度感測器的溫度，來決定僅以 算部，係輸出；冷卻輸出演 =輪以及流量控制演算:'=== 轉換成冷卻媒體流== 本2 媒體流量來控制閥機構。 當來自加埶Ϊ輸理裝置’其中冷卻輸出演算部係 :產生冷;二:二之：出器二成為負_ 會停止冷卻輸出。”、、15輸出達到零以上之情沉則 當來ΪΓ:係一種熱處理裝置，其中冷卻輸出、r 句來自加熱器輸出㈣m ㈣心异部係 、閾值之情況會產生；I:pr出“、=出的梯度低於某 部輸出’而當加熱器輸出的梯度 201230200 超過某-閾值之情況則會停止冷卻輸出。 .、』進仃溫度調整之情況的加熱 輸出演算部之加熱器輸出，而藉由冷卻 :二ί定？卻輸出之步驟;及將來自冷卻輸出演算部 7部輪出猎域量㈣演算部轉誠冷卻媒體 構其中流量控制演算部係根據冷卻媒體流量:控 本發日㈣—賴處理裝置的㈣方法，其中 2算部係當來自加熱n輪出演算部之加熱器輪^則 上之情況則會停止冷卻輸出。”』輸出達到零以 本發明係一種熱處理裝置的控制方法 =算部係當來自加難輸出演算部之加鮮輪;^輸 &難之情況會產生冷卻輸出，而當如熱器 、梯度超過某一閾值之情況則會停止冷卻輪出。 依據本發明，可縮短在低溫範圍。 :收敛時間，從而可使處理容器内:溫:以= 在目標溫度，藉此便可更加提高產能。抑或，火 且熱器之情況，不會對產能造‘ 201230200 【實施方式】 (第1實施型態） 以下，參酌圖式來加以說明本發明第i實施型態。 此處圖1(a)係概略顯示本發明熱處理裝置之縱戴面 圖，圖1(b)係顯示熱處理裝置的控制裝置之圖式，圖2 係顯示縱型熱處理裴置的冷卻媒體供應管及冷卻媒體 排氣管之圖式’圖3(a)、（b)、⑷係顯示係熱處理裂置 的控制方法之圖式’圖4係顯示熱處理裝置的控制方法 之圖式。 圖1中’縱型熱處理裝置1係具備有可一次性地收 納多片被處理體(例如半導體晶圓w)來施予氧化、擴 散、減壓CVD等熱處理之縱型熱處理爐2。該熱處理 爐2具備有：於内周面設置有發熱電阻體(加熱器）18八 之爐本體5 ;以及配置於爐本體5内而與爐本體5之間 形成有空間33，且能夠收納晶圓w來進行熱處理之處 理谷15 3。其中加熱器18A係如後所述地由複數加執亓 件18所構成。 … 又，爐本體5係由基底板6所加以支撐，該基底板 6係形成有供處理容器3從下方插入至上方之開口部 7。又基底板6的開口部7係設置有覆蓋基底板6與 處理各器3之間的間隙之絕熱材（未圖示）。 f理容器3為石英製容器，其形狀係呈現上端為封 閉狀恶’下端則作為爐口 3a而呈現開口狀之縱長形圓 201230200 筒狀。處理容器3下端係形成有朝向外部之凸緣％， 凸緣3b係透過凸緣抵壓組件（未圖示）而支撐於上述基 底板6。又，處理容器3係於下侧部設置有將處理氣^ 或非活性氣體等導入處理容器3内之導入埠（導入' :)8,以及用以將處理容器3⑽氣體排出之排氣璋(排 氣口’未®^)。導人槔8係連接至氣體供應源(未圖 不）’而排氣埠則連接至具有可減壓控制在例如 133_Pa〜133xl〇-2pa左右的真空幫浦之排氣系統(未 圖示）。 處里谷°° 3下方係設置有可藉由升降機構(未圖示） ，升降移動以封閉處理容器3的爐口 3a之蓋體1〇。該 蓋體10的上部係載置有爐口的保溫機#(保溫筒11)， 該保溫筒11的上部係載置有能夠於上下方向以特定間 隔載置多片（例如1GG〜15G片左右）直徑·mm的晶圓w 之保持具(石英製晶舟12)。蓋體Η)係設置有可使晶舟 12繞其轴心周圍旋轉之旋轉機構13。晶舟以係藉由蓋 體1〇的了降移動而從處理容器3内被搬出（卸載)至下方 的载置區域15内，在進行晶圓w的取換後，再藉由蓋 體1〇的上升移動而被搬入至（載置)處理容器3内。 上述爐本體1係具有圓筒狀絕熱材16，以及於軸 ° (圖示之$|例中為上下方向）上多段地形成於該絕熱材 ^内周面之溝狀擱架部17’且沿著各擱架部17而配置 加熱^件(加熱線、發熱電阻體）18。絕熱材16係由含 例如氧化石夕、氧化紹或石夕酸氧化铭之無機質纖維所構 11 1 201230200 成。絕熱材係縱向地分割為二，藉此便可容易地進 行加熱元件之組裝及加熱器之組裝。 ，上述絕熱材16係配設有可使上述加熱元件18以適 田間h移動於;^向上且保持該加熱元件不會自摘架 4 17脫落或掉出之銷組件(未圖示)。上述圓筒狀絕熱材 16的内周面係於軸向切特定間距多段地形成有盘苴 為同心之環狀溝部21，而相鄰之上部溝部21與下部溝 部21之間舞成有於_方向為連續 部17。上述溝部21處之加熱元件18的上部與 以及溝部21的後壁與加熱元件18之間係設置有可供加 熱凡件/8熱膨脹收縮及在徑向上移動之足夠的間隙， 又藉由該等間隙’财進行_冷卻時，冷卻媒體便合 5到力:熱元件18的背面，而可有效地冷卻加熱元件曰 。此外’上述冷卻媒體可為空氣、氮氣或水。 ^加熱元件18之間係藉由連接板而被加以接合， 位在卩側之加熱元件18係透過於徑向上貫穿絕熱材 =置之端子板仏、22b而連接於外部的加熱器驅 動部18B。 為了保持爐本體5之絕熱材16的形狀且補強絕熱 材，如圖i所示，賴材16外周面係覆蓋有金屬製 歹1 σ不鱗鋼製）的外殼(outershdI)28。又為了抑制對 爐本體5外部之熱影響，外殼28的外周 冷套3〇。絕熱材16 _部係設置有覆蓋其之 材，而該上部絕熱材31的上部則設置有覆蓋外殼28 12 201230200 的頂部(上端部)之不錄鋼製頂板32。 速降:來及圖2所示’為了在熱處理後使晶圓多 科署Γ田=:、&理的迅逮化及產能的提升，爐本體5孫 二以將爐本體5與處理容器 3内 =境氣體《至外部之排熱系統35，以及將常溫 、—30 0的冷部媒體導入至上述空間β來強制性地 進打冷卻之_冷卻媒體機構36。上述排齡統35存 由例如爐本體5的上部所設置之排氣口 37所構成，而 該排氣口 37騎接錢夠將空間Β _冷卻媒體排出 且具有流量感測器62a之冷卻媒體排氣管62。 卜再者，強制冷卻媒體機構36係具有於高度方向上 複數地形成於上述爐本體5之絕熱材16與外殼28間； 環狀流道38，以及設置於絕熱材16而從各環狀流道 朝絕熱材16中心斜向地噴出冷卻媒體以使迴旋流產生 於上述空間33圓周方向之冷卻媒體嘴出孔4〇。上述環 狀流道38係藉由於絕熱材16的外周面貼附有帶狀或壤 狀絕熱材41，或將絕熱材16外周面削成環狀所形成。 上述冷卻媒體喷出孔40係形成為於徑向内外地貫穿矣邑 熱材16之上下鄰接的加熱元件18間（擱架部17)\如此 地’藉由於擱架部17設置有冷卻媒體嘴出孔，便可 在不妨礙到加熱元件18之情況下將冷卻媒體喷出至上 述空間33。 然而’雖例示了使用帶狀發熱電阻體作為加熱元件 18而收納於擱架部17内之範例，但加熱元件18不限
S 13 201230200 於上述構造，而亦可使用其他各種構造的加熱元件β 又’雖例示了藉由來自冷卻媒體噴出孔40的冷卻媒體 來使迴旋流產生於空間33内之範例，但並非一定要藉 由來自冷卻媒體喷出孔40的冷卻媒體來產生迴旋流。 上述外殼28的外周面係沿著高度方向設置有用以 將冷卻媒體分配供應至各環狀流道38之共通的1根供 應導管49，外殼28係形成有連通供應導管49内與各 環狀流道38之連通口。供應導管49係連接有能夠供應 冷卻媒體且具有流量感測器52a之冷卻媒體供應管52。 又，處理谷器3内係設置有能夠檢測該處理容器3 内溫度之溫度感測器50，其中來自該溫度感測器5〇的 檢測訊號係透過訊號線50a而被傳送至控制裝置$ 1。此 外，並非一定要將溫度感測器50設置於處理容器3内， 而亦可將溫度感測器50設置在爐本體5與處理容器3 之間的空間33内，抑或兩者皆設置亦可。 又’如圖1及圖2所示’冷卻媒體供應管52與冷 卻媒體排氡官62係各自獨立而構成了開放系冷卻媒體 供應/排氣管。其中冷卻媒體供應管52係設置有冷卻媒 體供應送風機53，而該冷卻媒體供應送風機53則具有 變流器驅動部53a。 又，冷卻媒體供應送風機53的入口侧係設置有阻 尼器（damper)56’而冷卻媒體供應送風機53的出口側則 配置有孔閥54及蝶閥55。該等冷卻媒體供應送風機53 入口側的阻尼器56及冷卻媒體供應送風機53出口側的 201230200 孔閥54及蝶閥55皆可自由調整開閉，j：且尼器56、孔 間54及蝶閥55便構成了冷卻媒體供應管侧閥機構 54A。 又’冷卻媒體排氣管62係設置有冷卻媒體排氣送 風機63 ’而該冷卻媒體排氣送風機63則具有變流器軀 動部63a。 再者’冷卻媒體排氣送風機63的入口侧係設置有 蝶閥66及孔閥67 ’冷卻媒體排氣送風機63的出口側 則配置有孔間64及蝶閥65。該等冷卻媒體排氣送風機 63入口側的蝶閥66及孔閥67,及冷卻媒體排氣送風機 63出口侧的孔閥64及蝶閥65皆可自由調整開閉，並 且’冷卻媒體排氣送風機63入口侧的蝶閥66與孔閥 67’以及冷卻媒體排氣送風機63出口側的孔閥64與蝶 閥65係構成了冷卻媒體排氣管側閥機構64A。 接下來詳細敘述連接於溫度感測器5〇之控制裝置 51。 溫度感測器50係如上所述地設置於處理容器3内 而用以檢測處理容器3内溫度，但亦可藉由於爐本體5 與處理容器3之間的空間33内設置有溫度感測器50來 間接地檢測處理容器3内溫度。 〇利用溫度感測器5〇所檢測出之檢測訊號係透過訊 娩線5〇a。而被傳送至控制裝置51。該控制裝置51會在 例=10(|C〜5〇〇°c之低溫範圍了的升溫過程、降溫過輕 或溫度穩定a輪短針對特定目標溫度的收斂時間，且高 201230200 精確度地接近目標溫度（圖1(b))。 亦即控制裝置51係具有根據設定溫度決定部51c 中所預先設定之設定溫度與來自溫度感測器5〇的溫 度，來決定僅以加熱器WA進行溫度調整情況的加熱器 輪出之加熱器輸出演算部51a，以及根據來自加熱器輸 出演算部51a之加熱器輸出來決定送風機輸出之送風機 輪出演算部51b。 此處’在例如升溫過程中，針對特定目標溫度， 為了使處理容器3内溫度收斂在該目標溫度，設定溫 度決定部51c便會決定設定溫度A(參酌圖3(a)、（b)、 ())…:後，遠S又疋溫度決定部所決定之設定溫度 A會被傳送至加熱器輸出演算部51a。 入 加·、，、器輸出演异部51所求得之加熱哭輸 出:被傳送至加熱器驅動㈣B，並由該加熱器驅：部 出，^據藉由加熱器輸出演算部Η戶斤求得之加熱器輸 ^驅動控制加熱器18Α的加熱元件18。 另方面，藉由送風機輸出演算部^ib所求得之送 風機輸出會被僂误5鐵、4哭 ' 等變法》。專送至變训―驅動部53a、63a，而藉由該 =驅動部53a、63a來驅動控制冷卻媒體供應送 機53及冷卻媒體排氣送風機^ ⑽t此—來’藉由冷卻媒體供應送風機53與冷卻媒 :理機63 ’便可將冷卻媒體供應至爐本體5與 里谷益3之間的空間33内。 b外’以上雖例示了藉由設置冷卻媒體供應送風機 16 201230200 本體5冷風機63，來將冷卻媒體供應至爐 二之間的空間33内之範例，咖 排氣送風機63 t供應送風機53或冷卻媒體 ，理容器3之間的空間=== =送接於冷卻媒體供應管與冷卻媒體: 置有冷卻_:==供=。例如僅設 出演算部5lb所卜機3 係根據藉由送風機輸 體供應賴㈣麵馳制冷卻媒 2來說明上較構所構成之熱處理裝置的作用。 圓:之 =由盍體H)的上升移動來將晶舟12搬人至處理容器3 加熱裝置51會控制加熱器骚動部⑽來使 的空間33 H’以加熱爐本體5舆處理容器3之間 w施予必要的熱對處處理理容器3内之晶舟12所載置的晶圓 理作如後所述地’為了依需要來謀求熱處 間33内強制冷卻便將爐本體5與處理容器3之間的空 供應= ===:，：
S 17 201230200 將冷卻媒體(2(Κ3 〇。「、道 著將冷卻频從冷卻供應管52内’接 導管49。 果體供應送風機53被傳送至供應 之後’供應導管 的絕熱㈣外側所V!叫冷卻雜會進人爐本體5 狀流道38内的冷卻環狀流道38内，接著，環 冷卻媒體噴出孔4〇3^從貫穿絕熱材16所設置之 ^ ^ BB .. . ^贾出至爐本體5與處理容器3之間 33㈣制冷卻。 时的冷部媒體會經過冷卻媒體排氣管62而 藉由…、乂換盗69被说 ㈣㈣出至㈣Μ’再錯由冷卻媒體排氣送風 3(a)' (b)、（_加敘述控制裝 【中：控制方法’該控制裝置51會調整處理容器3 /皿又”使處縣11 3内溫度收斂在特定目標溫度T。 ，處® 3_顯示針對特^目標溫度而在設定溫 =、、:疋部51e中所求得之設定溫度a，與控制對象的溫 二卜自溫度感測ϋ 5〇的溫度)B之圖式，圖3(b)係顯示 工制裝置51中的第1控制方法之圖式，圖3⑷係顯示 控制瓜置51中的第2控制方法之圖式。 ★首先，利用圖3(a)、（b)來加以敘述控制裝置51中 的第1控制方法。如圖3(a)、（b)所示，於低溫範圍下的 升降過程中，為了收斂在特定目標溫度τ，便在控制巢 置51的設定溫度決定部51c中求得設定溫度Α。 接下來，來自設定溫度決定部51c之設定溫度Α會 18 201230200 被輸入至加熱器輸出演算部51a，而於該於加熱器輸出 演算部51a中，根據來自設定溫度決定部51c之設定溫 度A與來自溫度感測器50之溫度B，來求得僅以加熱 器18A進行溫度調整情況的加熱器輸出。 接下來，如圖3(b)所示，藉由加熱器輸出演算部51 a 所求得之加熱器輸出會被傳送至送風機輸出演算部 51b。 於送風機輸出演算部51b中，當加熱器輸出為負的 情況，便會決定形狀對稱於該負程度的加熱器輸出之送 風機輸出。 此外，於送風機輸出演算部51b中，當加熱器輸出 為負的情況，只要決定形狀對應於負程度的加熱器輸出 之送風機輸出即可，此情況之加熱器輸出與送風機輸出 的形狀不需一定要對稱。 接下來，加熱器驅動部18B會根據藉由加熱器輸出 演算部51a所求得之加熱器輸出來驅動控制加熱器 18A。同時變流器驅動部53a、63a會根據藉由送風機輸 出演算部51b所求得之送風機輸出，而藉由各自的旋轉 數控制來驅動控制冷卻媒體供應送風機53及冷卻媒體 排氣送風機63。 如此地，加熱器驅動部18B會根據藉由加熱器輸出 演算部51a所求得之加熱器輸出來驅動加熱器18A，並 且當加熱器輸出成為負的情況，則根據該加熱器輸出的 負程度，而藉由送風機輸出演算部51b來求得送風機輸 19 201230200 出 二口熱器輸出達到零以上的情況，則停止送風機輸 出。藉此’便可使控制對象的溫度B高精確度地接近設 定溫度A，且迅速地收斂在特定目標溫度。 此外，送風機輸出演算部Slb不僅可以加熱器輸出 的零作為難，並根據負的程絲蚊送風機輸出，而 亦可於相值設置特定的偏移量來決定送風機輸出。 ，下來’利用圖3⑷、⑷來加以敛述控制裝置Μ 2控制方法。如圖3⑷、⑷所示，於低溫範圍下 過程中’為了收斂在特定目標溫度τ，便在控制 " 的設定溫度決定部51c中求得設定溫度Α。 接下來，來自設定溫度決定部51〇之設定溫度A會 曾二至加熱益輸出演算部51a ’於該於加熱器輸出演 ίΐ血1中’、會根據來自設定溫度決定部仏之設定溫 ;18Α'^自-溫度感測器5〇之溫度Β，來求得僅以加熱 °接進行溫度調整情況的加熱器輸出。 所求得如圖3(C)所不’藉由加熱器輸出演算部51a 5U。 熱器輸出會被傳送至送風機輸出演算部 成為= 1 寅算部训中’當加熱器輸出的梯度 的梯度達^以^產生送風機輸出’而當加熱器輸出 送風機輪I 情況，則會停止送風機輸出來決定 演算熱，驅動’ 18B會根據藉由加熱器輸出 斤求得之加熱器輸出來驅動控制加熱器
S 20 201230200 18A。同時，變流器驅動部53a、63a會根 ㈣所求狀送風機輸出，而藉 轉數控制來驅動控制冷部媒體供應送風機 體排氣送蘭63。 ㈣及冷邠媒 如此地’加熱器驅動部18B會根據藉由加 演算部51a所求得之加熱器輸出來驅動加細 ，加熱器輸出的梯度成為㈣情況該加二 輸出的梯度之負程度，而藉由送風機輸出演算部 求得送風機輸出，當加熱器輸出的梯度達到零以上之情 况，則停止送風機輸出。藉此，便可使控制對象的溫度 B高精確度地接近設定溫度A，並迅速地收斂在特二^ 標溫度。 ’疋 此外，送風機輸出演算部51b不僅可以加熱器輸出 的梯度零作為閾值，並根據負的程度來決定送風機輸 出而亦可於5亥閾值设置特定的偏移量來決定送風機輸 出。 ' 接下來’利用圖4來加以說明於低溫範圍下之降溫 過程中，藉由上述控制裝置51來實施第1控制方法之 情況’或實施第2控制方法之情況的具體作用。 如圖4所示，於低溫範圍下之降溫過程中，使處理 容器3内溫度從現在溫度4〇(rc降溫至目標溫度3〇(rc 之情況，首先係在控制裝置51的設定溫度決定部51c 中求得設定溫度A。 接下來，藉由實施上述第1控制方法（圖3(b)所示 21 J—1 201230200 之控制方法）或第2控制方法（圖3(c)所示之控制方法）， 便可使控制對象的溫度B接近設^溫度A，且在短收敛 S寺間内迅速且高精確度地降溫至 目標溫度300°C。
亦即如圖4所示，僅藉由關閉加熱器來從現在溫 度400 C降溫之情況，雖然處理容器3内溫度會降溫至 目才nwi度300 c(參酌圖4的C)’但到達目標溫度300〇C 的時間會變長，且縱使達到目標溫度以下，處理容器3 内zm度會更加下降而不會收斂在目標溫度3〇〇。〇。 另一方面，從現在溫度40(TC關閉加熱器，並且在 不控制送風機情況下使其加以作動時，雖然處理容器3 内溫度會迅速地降溫至目標溫度3〇(rc (參酌圖4的 D) ’但縱使達到目標溫度以下，處理容器3内的溫度會 更加下降而不會收斂在目標溫度3〇〇〇c。 相對於此，依據本發明，藉由使用上述第丨控制方 法或第2控制方法’便可使控制對象的溫度B接近設定 溫度A，且在短收斂時間内迅速且高精確度地降溫目標 溫度30(TC。又，可使控制對象的溫度B確實地收斂在 目標溫度300°C。 此外，本發明不限於上述各實施型態，可在本發明 要曰之範圍内做各種设计變更。例如，處理容器可為將 具有導入管部及排氣管部之耐熱金屬（例如不鏽鋼）製圓 筒狀分歧管連接於下端部所構成者，又，亦可為雙^管 構造。 … (第2實施型態）
22 201230200 接下來’利用圖5來加以說明本發明第2實施型熊。 圖5所示之第2實施型態僅有控制裝置51的結^ 不同，其他結構係與圖1至圖4所示之第}實施型態大 致相同。 圖5所示之第2實施型態中，與圖丨至圖4所示之 第1實施型態相同的部分則賦予相同符號而省略詳細 說明》 — 如圖5所示，控制裴置15具有··加熱器輸出演算 部51 a ’係根據設定溫度決定部51 c中所預先設定之設 定溫度與來自溫度感測器50之爐内溫度，來決定僅以 加熱器18A進行溫度調整情況的加熱器輸出；以及送風 j輪出演算部（冷卻輸出演算部)51b，其係根據來自加熱
器輸出演算部51a之加熱器輸出來決定送風機輸出 卻輸出）。 V 又，控制裝置51係具有將來自送風機輸出演算部 ^ b之送風機輸出（冷卻輪出）轉換成冷卻媒體流量之流 S控制演算部51e。此情況下，流量控制演算部51e會 將送風機輸出轉換成供應至爐本體5與處理容器3之間 的空間33内之適當的冷卻媒體流量。 、刀口热裔徇出演算部51a會根據來自溫度感 測益5〇之爐内溫度’來決趙以加熱器18A進行^ 調整情況的加熱11輪出。然後，送風機輸tB演算部皿5二 θ根據來自加熱$輸出演算部51a之加熱 送風機輸出。 阳及求付 23 201230200 更進—步地，流量控制演算部51e會將蕤由读風機 所求得之送風機輸出轉換成“媒體 根據该冷卻媒體流量與藉由流量感測器5 2 a、 62a所檢.冷卻雜供輕52 流量，來輸出變流器 63a會根據藉由流量控制演算部％ 流器驅動用訊號，而藉由旋轉數控制來驅動 ，制冷:媒體供應送風機53及冷卻媒體排氣送風機 人控制冷卻媒體供應管52及冷卻媒體排氣管62的 冷部媒體流量。 如此地，將藉由送風機輸出演算部51b所求得之送 風=出轉換賴量控龍算部％中，供應至爐本體 5，、處理容器3之間的” 33内之冷卻媒體流量，並 調整错由流量感測器52a、62a所檢測之冷卻媒體流量， 則當例如冷卻媒體供應管52及冷卻媒體排氣管62具有 ，配管的情況，或冷卻媒體供應管52及冷卻媒體排氣 管62具有短配管的情況等，縱使熱處理裝置丨的冷卻 媒體供應管52及冷卻媒體排氣管62的配置、形狀不 同’仍可將期望量的冷卻媒體供應至爐本體5與處理容 器3之間的空間33内。 ' 藉此便可不受限於熱處理裝置1之冷卻媒體供應 管52及冷卻媒體排氣管62的配置、形狀，來隨時高精 確度地控制爐内溫度。 此外，雖例示了根據错由流量控制演算部51 e所求 24 201230200 传之冷部媒體流量，來㈣控制冷卻媒體送風機^及 冷卻媒體排氣送風機63之範例，但不限於此，亦可根 據藉由流量控制演算部51e所求得之冷卻媒體流量來驅 ^控制冷卻媒體供應㈣_構Μ，抑雜據藉由流 里控制演算部仏所求得之冷卻媒體流量來驅動控制冷 Z體排氣側閥機構64A。再者，雖例示了流量控制演 51e係轉換送風機輸出（冷卻輸出）來求得冷卻媒體 ，量，並調整來自流量感測器52a、02a的冷卻媒體流 量之範例，但亦可使用來自流量感測器52a、623其中 一者的冷卻媒體流量來進行調整。 【圖式簡單說明】 圖1(a)係概略顯示本發明第丨實施型態之熱處理裝 置之縱截面圖，圖1(b)係顯示熱處理裝置的控制裝置之 圖式。 圖2係顯示熱處理裝置的冷卻媒體供應管及冷卻 媒體排氣管之圖式。 圖3(a)、（b)、（c)係顯示熱處理裝置的控制方法之 圖式。 圖4係顯示熱處理裝置的控制方法之圖式。 圖5係顯示本發明第2實施型態之熱處理裝置的控 制裝置之圖式。 【主要元件符號說明】
25 S 201230200 w 半導體晶圓（被處理體) 1 熱處理裝置 2 熱處理爐 3 處理容器 3a 爐口 3b 凸緣 5 爐本體 6 基底板 7 開口部 8 導入埠 10 蓋體 11 保溫筒 12 晶舟 13 旋轉機構 15 載置區域 16 絕熱材 17 搁架部 18 加熱元件(發熱電阻體） 18A 加熱器 18B 加熱器驅動部 21 溝部 22a、 22b端子板 28 外殼 30 水冷套 26 31 上部絕熱材 32 頂板 33 空間 35 排熱系統 36 強制冷卻媒體機構 37 排氣口 37 環狀流道 40 冷卻媒體噴出孔 41 絕熱材 49 供應導管 50 溫度感測器 50a 訊號線 51 控制裝置 51a 加熱器輸出演算部 51b 送風機輸出演算部 51c 設定溫度決定部 51e 流量控制演算部 52 冷卻媒體供應管 52a、 62a流量感測器 201230200 53 冷卻媒體供應送風機 53a、63a變流器驅動部 54、 64、67 孔閥 54A 冷卻媒體供應管側閥機構 55、 65、66 蝶閥 27 201230200 56 62 63 64A 69 阻尼器 冷卻媒體排氣管 冷卻媒體排氣送風機 冷卻媒體排氣管側閥機構 熱交換器
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