KR20120026452A - Vertical thermal treatment equipment - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 종형 열처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a longitudinal heat treatment apparatus.
반도체 디바이스의 제조에 있어서는, 피처리체, 예를 들어 반도체 웨이퍼에 산화, 확산, CVD, 어닐 등의 열처리를 실시하기 위해 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, 복수매의 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.In the manufacture of semiconductor devices, various heat treatment apparatuses are used to heat-treat an object, for example, a semiconductor wafer, such as oxidation, diffusion, CVD, annealing, or the like. As one of them, a vertical heat treatment apparatus capable of performing a plurality of heat treatments at one time is known. This vertical heat treatment apparatus is provided with a quartz processing container having an opening at a lower portion, a lid for opening and closing an opening of the processing container, and is provided on the lid to hold a plurality of objects to be processed at predetermined intervals in the vertical direction. And a furnace main body including a holding tool, and a heater provided around the processing container and heating the object to be loaded into the processing container.
또한, 종형 열처리 장치로서는, 히터를 포함하는 노 본체 내에 공기를 송풍하여 처리 용기를 강제적으로 공냉하기 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 신속하게 냉각하기 위해 사용되고 있었다.Moreover, as a vertical type heat processing apparatus, the thing provided with the blower for forcibly air-cooling a processing container by blowing air in the furnace main body containing a heater is proposed (for example, refer Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-305189). ). The blower was used to rapidly cool the wafer and the processing vessel after the end of the heat treatment.
그런데, 열처리로서는, 예를 들어 웨이퍼에 저유전율의 막을 형성하는 경우와 같이 저온 영역, 예를 들어 100 내지 500℃에서의 열처리가 있다. 이 저온 영역에서의 열처리의 경우, 어떻게 신속하게 소정의 열처리 온도에 승온ㆍ수렴시킬지가 과제로 된다. 저온용 열처리 장치로서는, 열응답성을 양호하게 하기 위해 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 악화된다. 이 경우에도, 어떻게 신속하게 소정의 열처리 온도에 승온ㆍ수렴시킬지가 과제로 되고, 이는 저온 영역에 한정되지 않는 과제이다.By the way, as heat processing, there exists heat processing in a low temperature area | region, for example, 100-500 degreeC like the case where a low dielectric constant film is formed in a wafer, for example. In the case of the heat treatment in this low temperature region, a problem is how to quickly raise and converge the temperature at a predetermined heat treatment temperature. As a low-temperature heat processing apparatus, the heat processing apparatus which has a metal processing chamber without using a quartz processing container in order to make thermal responsiveness favorable is proposed. On the other hand, when deposits such as reaction products and by-products are generated during the heat treatment, a treatment chamber made of quartz that is easy to clean or replace is necessary in the device configuration. In addition, by using a heater having high heat insulation performance, energy saving of the apparatus can be realized, but the controllability of the furnace internal temperature is thereby deteriorated. Also in this case, the problem is how to rapidly raise and converge at a predetermined heat treatment temperature, which is a problem not limited to the low temperature region.
그러나, 석영제의 처리 용기를 갖는 종형 열처리 장치에 있어서는, 처리 용기의 열용량이 크기 때문에, 저온 영역에서의 승온 리커버리에 있어서의 수렴 시간이 길게 걸린다고 하는 문제가 있었다. 또한, 에너지 절약화 등을 위해 고단열의 히터를 사용하는 경우에는 저온 영역에 한정되지 않고 발생하는 문제이다. 승온 리커버리에 있어서의 수렴 시간이 길게 걸리면, 처리량의 향상에 영향을 미친다. 이와 같은 수렴 시간이 길게 걸리는 문제는 승온 과정뿐만 아니라, 강온 과정 혹은 온도 안정 시에도 마찬가지로 발생하는 문제이다.However, in the vertical heat treatment apparatus having a quartz processing container, there is a problem that the convergence time in the temperature recovery in the low temperature region is long because the heat capacity of the processing container is large. In addition, when using a high insulation heater for energy saving, etc., it is a problem that is not limited to the low temperature region. If the convergence time in the temperature recovery takes a long time, the improvement in throughput is affected. Such a problem that the convergence time is long is a problem that occurs not only during the temperature increase process but also during the temperature decrease process or the temperature stability.
본 발명은 이와 같은 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 such a point, and can shorten the convergence time in a temperature raising process, a temperature lowering process, or a temperature stability when a heater having a low temperature region or a high heat insulating performance is used, and thus, a processing container. It is an object of the present invention to provide a heat treatment apparatus and a control method capable of converging the internal temperature 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 냉각 매체 공급 라인을 통해 접속되어, 노 본체와 처리 용기 사이의 공간에 냉각 매체를 공급하는 블로어와, 노 본체에 설치된 배기관과, 처리 용기 내부 또는 외부의 온도를 검출하는 노 내 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 히터 출력과 블로어 출력에 관한 수치 모델과, 이 수치 모델과 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 히터 출력을 구하는 히터 출력 연산부와, 수치 모델과 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 블로어 출력을 구하는 블로어 출력 연산부를 갖는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.The present invention provides a furnace body, a heater provided on the furnace body inner circumferential surface, a processing container disposed in the furnace body and forming a space between the furnace body and accommodating a plurality of objects to be processed therein, and cooling the furnace body. A blower connected through a medium supply line to supply a cooling medium to the space between the furnace body and the processing vessel, an exhaust pipe installed in the furnace body, a temperature sensor in the furnace for detecting a temperature inside or outside the processing vessel, and a heater; And a control device for controlling the blower and adjusting the temperature in the processing container to converge the temperature in the processing container to a predetermined target temperature. The control device includes a numerical model relating to a predetermined heater output and blower output, and the numerical model. A heater output calculating unit for obtaining a heater output based on the furnace temperature from the overheat furnace temperature sensor, and the furnace from the numerical model and the furnace temperature sensor It has a blower output calculating part which calculates a blower output based on temperature, It is a heat processing apparatus characterized by the above-mentioned.
본 발명은, 수치 모델은 히터 출력용 수치 모델과, 블로어 출력용 수치 모델을 갖고, 히터 출력 연산부는 히터 출력용 수치 모델과, 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 히터 출력을 구하고, 블로어 출력 연산부는 블로어 출력용 수치 모델과, 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 블로어 출력을 구하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.The numerical model has a numerical value model for a heater output and a numerical model for a blower output, The heater output calculating part calculates a heater output based on the numerical value for a heater output, and the furnace temperature from the furnace temperature sensor, The blower output calculating part Is a heat treatment apparatus which calculates a blower output based on the numerical model for blower outputs, and the furnace temperature from the furnace temperature sensor.
본 발명은, 제어 장치는 또한 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 further comprising a flow rate control calculation section that converts the blower output from the blower output calculation section 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, wherein the flow rate control calculation section controls the rotation speed of the blower based on the cooling medium flow rate.
본 발명은 배기관에 배기 온도 센서가 설치되고, 제어 장치는 배기 온도 센서로부터의 배기 온도에 추종하는 설정 온도를 갖고 추가 블로어 출력을 결정하는 추가 블로어 출력 연산부와, 블로어 출력 연산부로부터의 블로어 출력과, 추가 블로어 출력 연산부로부터의 추가 블로어 출력을 합산하는 블로어 출력 합산부를 더 갖는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.The present invention provides an exhaust temperature sensor in an exhaust pipe, and the control device includes an additional blower output calculating unit for determining an additional blower output having a set temperature following the exhaust temperature from the exhaust temperature sensor, a blower output from the blower output calculating unit, And a blower output summing unit for summing up additional blower outputs from the additional blower output calculating unit.
본 발명은 복수의 존으로 구획된 노 본체와, 노 본체의 각 존의 내주면에 설치된 히터와, 노 본체 내에 배치되어, 노 본체와의 사이에 공간을 형성하는 동시에, 내부에 복수의 피처리체를 수납하는 처리 용기와, 노 본체의 각 존에 냉각 매체 공급 라인을 통해 접속되어, 노 본체와 처리 용기 사이의 공간에 냉각 매체를 공급하는 블로어와, 노 본체의 각 존에 설치된 배기관과, 노 본체의 각 존에 대응하는 처리 용기의 내부 또는 외부의 온도를 검출하는 노 내 온도 센서와, 각 존에 대응하는 히터와 블로어를 제어하고, 처리 용기 내의 온도를 조정하여 처리 용기 내의 온도를 소정의 목표 온도에 수렴시키는 제어 장치를 구비하고, 제어 장치는 미리 정해진 히터 출력과 블로어 출력에 관한 각 존마다의 수치 모델과, 당해 존에 대응하는 수치 모델과 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 당해 존의 히터 출력을 구하는 히터 출력 연산부와, 당해 존에 대응하는 수치 모델과 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 당해 존의 블로어 출력을 구하는 블로어 출력 연산부를 갖는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.The present invention provides a furnace body partitioned into a plurality of zones, a heater provided on an inner circumferential surface of each zone of the furnace body, and a furnace body disposed in the furnace body to form a space therebetween, A blower connected to each of the zones of the furnace body through a cooling medium supply line and supplying the cooling medium to the space between the furnace body and the processing container, an exhaust pipe installed in each zone of the furnace body, and the furnace body. The temperature sensor in the furnace which detects the temperature inside or outside the processing container corresponding to each zone of the control chamber, the heater and the blower corresponding to each zone is controlled, and the temperature in the processing container is adjusted to set a temperature in the processing container. And a control device that converges to temperature, wherein the control device includes a numerical model for each zone related to a predetermined heater output and a blower output, a numerical model corresponding to the zone, and a furnace. A heater output calculating unit for calculating the heater output of the zone based on the furnace temperature from the figure sensor, and a blower for calculating the blower output of the zone based on the numerical model corresponding to the zone and the furnace temperature from the furnace temperature sensor. It is a heat processing apparatus characterized by having an output calculating part.
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, 노 본체에 설치된 배기관과, 처리 용기 내부 또는 외부의 온도를 검출하는 노 내 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 히터 출력과 냉각 출력에 관한 수치 모델과, 이 수치 모델과 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 히터 출력을 구하는 히터 출력 연산부와, 수치 모델과 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 냉각 출력을 구하는 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.The present invention provides a furnace body, a heater provided on the furnace body inner circumferential surface, a processing container disposed in the furnace body and forming a space between the furnace body and accommodating a plurality of objects to be processed therein, and cooling the furnace body. A blower connected through a medium supply line to supply a cooling medium to the 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, an exhaust pipe installed in the furnace body, and a processing vessel inside Or a control device for controlling an internal temperature sensor for detecting an external temperature, a heater, a valve mechanism, and adjusting a temperature in the processing container to converge the temperature in the processing container to a predetermined target temperature. Obtain a heater output based on a numerical model relating to a predetermined heater output and cooling output and the temperature in the furnace from this numerical model and the temperature sensor in the furnace. Has a heater output calculating section, a cooling output calculating section for obtaining a cooling output based on the numerical model and the furnace temperature from the furnace temperature sensor, a flow rate control calculating section for converting the cooling output from the cooling output calculating section into a cooling medium flow rate, The flow rate control calculation unit is a heat treatment apparatus characterized in that the valve mechanism is controlled based on the cooling medium flow rate.
본 발명은, 수치 모델은 히터 출력용 수치 모델과, 냉각 출력용 수치 모델을 갖고, 히터 출력 연산부는 히터 출력용 수치 모델과, 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 히터 출력을 구하고, 냉각 출력 연산부는 블로어 출력용 수치 모델과, 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 냉각 출력을 구하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.The numerical model has a numerical value model for a heater output, and a numerical model for cooling output, The heater output calculating part calculates a heater output based on the numerical value for a heater output, and the furnace temperature from the furnace temperature sensor, The cooling output calculating part Is a heat treatment apparatus characterized by obtaining a cooling output based on the numerical model for blower output and the furnace temperature from the furnace temperature sensor.
본 발명은 복수의 존으로 구획된 노 본체와, 노 본체의 각 존의 내주면에 설치된 히터와, 노 본체 내에 배치되어, 노 본체와의 사이에 공간을 형성하는 동시에, 내부에 복수의 피처리체를 수납하는 처리 용기와, 노 본체의 각 존에 냉각 매체 공급 라인을 통해 접속되어, 노 본체와 처리 용기 사이의 공간에 냉각 매체를 공급하는 블로어와, 블로어로부터 공급되는 냉각 매체의 유량을 조정하는 밸브 기구와, 노 본체의 각 존에 설치된 배기관과, 노 본체의 각 존에 대응하는 처리 용기의 내부 또는 외부의 온도를 검출하는 노 내 온도 센서와, 각 존에 대응하는 히터와 밸브 기구를 제어하고, 처리 용기 내의 온도를 조정하여 처리 용기 내의 온도를 소정의 목표 온도에 수렴시키는 제어 장치를 구비하고, 제어 장치는 미리 정해진 히터 출력과 냉각 출력에 관한 각 존마다의 수치 모델과, 당해 존에 대응하는 수치 모델과 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 당해 존의 히터 출력을 구하는 히터 출력 연산부와, 당해 존에 대응하는 수치 모델과 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 당해 존의 냉각 출력을 구하는 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.The present invention provides a furnace body partitioned into a plurality of zones, a heater provided on an inner circumferential surface of each zone of the furnace body, and a furnace body disposed in the furnace body to form a space therebetween, A valve for adjusting the flow rate of the cooling vessel supplied from the blower, the blower for supplying the cooling medium to the space between the furnace body and the processing container, connected to each zone of the furnace body via a cooling medium supply line. Controlling the mechanism, the exhaust pipe installed in each zone of the furnace body, the furnace temperature sensor for detecting the temperature inside or outside the processing vessel corresponding to each zone of the furnace body, and the heater and valve mechanism corresponding to each zone, And a control device that adjusts the temperature in the processing container to converge the temperature in the processing container to a predetermined target temperature, and the control device relates to a predetermined heater output and cooling output. A heater output calculation unit for obtaining heater output of the zone based on the numerical model for each zone, the numerical model corresponding to the zone, and the furnace temperature from the furnace temperature sensor, the numerical model and the furnace corresponding to the zone. It has a cooling output calculating part which calculates the cooling output of the said zone based on the furnace temperature from a temperature sensor, and the flow control calculating part which converts the cooling output from a cooling output calculating part into cooling medium flow volume, and a flow volume control calculating part is based on cooling medium flow volume. On the basis of this, the valve mechanism is controlled.
본 발명에 따르면, 저온 영역에서의 승온 과정, 강온 과정 혹은 온도 안정 시에 있어서의 수렴 시간을 단축할 수 있고, 또한 처리 용기 내의 온도를 고정밀도로 목표 온도에 수렴할 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 during the temperature rising process, the temperature lowering process or the temperature stability in the low temperature region, and the temperature in the processing container can be converged to the target temperature with high accuracy, thereby improving the throughput. Can be planned. Or when using the heater of high heat insulation performance, power consumption can be reduced, without affecting the throughput.
도 1은 본 발명에 의한 열처리 장치의 제1 실시 형태를 개략적으로 도시하는 종단면도.
도 2는 열처리 장치의 냉각 매체 공급 라인 및 냉각 매체 배기 라인을 도시하는 도면.
도 3은 열처리 장치의 제어 방법을 도시하는 개략도.
도 4는 열처리 장치의 제어 장치를 도시하는 개략도.
도 5는 열처리 장치의 제2 실시 형태에 있어서의 제어 장치를 도시하는 개략도.
도 6은 열처리 장치의 제2 실시 형태에 있어서의 제어 방법을 도시하는 도면.
도 7은 열처리 장치의 제3 실시 형태에 있어서의 제어 장치를 도시하는 개략도.
도 8은 열처리 장치의 제4 실시 형태를 도시하는 개략도.1 is a longitudinal sectional view schematically showing a first embodiment of a heat treatment apparatus according to the present invention.
2 shows a cooling medium supply line and a cooling medium exhaust line of a heat treatment apparatus.
3 is a schematic view showing a control method of a heat treatment apparatus.
4 is a schematic view showing a control device of the heat treatment apparatus.
5 is a schematic diagram illustrating a control device in a second embodiment of the heat treatment apparatus.
FIG. 6 is a diagram showing a control method in a second embodiment of the heat treatment apparatus. FIG.
7 is a schematic diagram illustrating a control device in a third embodiment of the heat treatment apparatus.
8 is a schematic view showing a fourth embodiment of the heat treatment apparatus.
제1 실시 형태First embodiment
이하에, 도면을 참조하여 본 발명의 제1 실시 형태에 대해 설명한다. 여기서 도 1은 본 발명에 의한 열처리 장치를 개략적으로 도시하는 종단면도, 도 2는 종형 열처리 장치의 냉각 매체 공급 라인 및 냉각 매체 배기 라인을 도시하는 도면, 도 3은 열처리 장치의 제어 방법을 도시하는 개략도, 도 4는 열처리 장치의 제어 장치를 도시하는 개략도이다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, 1st Embodiment of this invention is described with reference to drawings. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a heat treatment apparatus according to the present invention, FIG. 2 shows a cooling medium supply line and a cooling medium exhaust line of a vertical heat treatment apparatus, and FIG. 3 shows a control method of the heat treatment apparatus. 4 is a schematic view showing a control device 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)로 이루어져 있다.In Fig. 1, the vertical
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. 또한, 베이스 플레이트(6)의 개구부(7)에는 베이스 플레이트(6)와 처리 용기(3) 사이의 간극을 덮도록 도시하지 않은 단열재가 설치되어 있다.In addition, the
처리 용기(3)는 석영제로 이루어지고, 상단부가 폐색되고, 하단부가 노구(3a)로서 개방된 세로로 긴 원통 형상을 갖는다. 처리 용기(3)의 하단부에는 외향의 플랜지(3b)가 형성되고, 플랜지(3b)는 도시하지 않은 플랜지 압박 부재를 통해 상기 베이스 플레이트(6)에 지지되어 있다. 또한, 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 형성되어 있다. 도입 포트(8)에는 가스 공급원(도시하지 않음)이 접속되고, 배기 포트에는, 예를 들어 133×600㎩ 내지 133×10-2㎩ 정도로 감압 제어가 가능한 진공 펌프를 구비한 배기계(도시하지 않음)가 접속되어 있다.The
처리 용기(3)의 하방에는 처리 용기(3)의 노구(3a)를 폐색하는 덮개(10)가 도시하지 않은 승강 기구에 의해 승강 이동 가능하게 설치되어 있다. 이 덮개(10)의 상부에는 노구의 보온 수단인 보온통(11)이 적재되고, 상기 보온통(11)의 상부에는 직경이 300㎜인 웨이퍼(w)를 다수매, 예를 들어 100 내지 150매 정도 상하 방향으로 소정의 간격으로 탑재하는 보유 지지구인 석영제의 보트(12)가 적재되어 있다. 덮개(10)에는 보트(12)를 그 축심 주위로 회전시키는 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.Below the
상기 노 본체(5)는 원통 형상의 단열재(16)와, 상기 단열재(16)의 내주면에 축방향(도시예에서는 상하 방향)으로 다단으로 형성된 홈 형상의 선반부(17)를 갖고, 각 선반부(17)를 따라서 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 조립 부착 및 히터의 조립을 용이하게 행할 수 있다.The
상기 단열재(16)에는 상기 히터 엘리먼트(18)를 적절한 간격으로 직경 방향으로 이동 가능하고 또한 선반부(17)로부터 탈락 내지 탈출하지 않도록 보유 지지하는 핀 부재(도시하지 않음)가 배치되어 있다. 상기 원통 형상의 단열재(16)의 내주면에는 이것과 동심의 환형상의 홈부(21)가 축방향으로 소정 피치로 다단으로 형성되고, 이웃하는 상부의 홈부(21)와 하부의 홈부(21) 사이에 둘레 방향으로 연속된 환형상의 상기 선반부(17)가 형성되어 있다. 상기 홈부(21)에 있어서의 히터 엘리먼트(18)의 상부와 하부 및 홈부(21)의 안쪽벽과 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 배면으로 돌아 들어가, 히터 엘리먼트(18)를 효과적으로 냉각할 수 있도록 되어 있다. 또한, 이와 같은 냉각 매체로서는, 공기, 질소 가스 혹은 물이 생각된다.The
각 히터 엘리먼트(18) 사이는 접속판에 의해 접합되고, 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.Each heater element 18 is joined by a connecting plate, and the heater element 18 located at the end side is connected to an external heater driving unit through
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 열영향을 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.In order to retain the shape of the
또한, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 열처리 후에 웨이퍼를 급속 강온시켜 처리의 신속화 내지 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 내지 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 냉각 매체 배기 라인(62)이 접속되어 있다.1 and 2, the
또한, 강제 냉각 매체 수단(36)은 상기 노 본체(5)의 단열재(16)와 외피(28) 사이에 높이 방향으로 복수 형성된 환형상 유로(38)와, 각 환형상 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 환형상 유로(38)는 단열재(16)의 외주면에 띠형상 또는 환형상의 단열재(41)를 부착하거나, 혹은 단열재(16)의 외주면을 환형상으로 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)으로 분출할 수 있다.In addition, the forced cooling medium means 36 is provided with a plurality of
그런데, 히터 엘리먼트(18)로서 띠형상의 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 대해 도시하였지만, 냉각 매체 분출 구멍(40)으로부터의 냉각 매체에 의해 반드시 선회류를 발생시킬 필요는 없다.By the way, although the example which accommodated in the
상기 외피(28)의 외주면에는 각 환형상 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 환형상 유로(38)를 연통하는 연통구가 형성되어 있다. 공급 덕트(49)에는 냉각 매체를 공급하는 냉각 매체 공급 라인(52)이 접속되어 있다.One
또한, 처리 용기(3) 내에는 당해 처리 용기(3) 내의 온도를 검지하는 온도 센서(노 내 온도 센서)(50)가 설치되고, 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(도 1의 2점 쇄선).In addition, in the
또한, 배기구(37) 내에도 온도 센서(배기 온도 센서)(80)가 설치되고, 이 온도 센서(80)로부터의 검지 신호는 신호 라인(80a)을 통해 제어 장치(51)로 보내진다.In addition, a temperature sensor (exhaust temperature sensor) 80 is also provided in the
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 유량 센서(52a) 및 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
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.In addition, a
또한, 냉각 매체 배기 라인(62)에는 유량 센서(62a) 및 냉각 매체 배기 블로어(63)가 설치되고, 이 냉각 매체 배기 블로어(63)는 인버터 구동부(63a)를 갖고 있다.In addition, the
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 가능하게 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.In addition, a
그리고 냉각 매체 공급 블로어(53), 냉각 매체 공급 라인(52), 냉각 매체 공급 라인측 밸브 기구(54A), 냉각 매체 배기 블로어(63), 냉각 매체 배기 라인(62) 및 냉각 매체 배기 라인측 밸브 기구(64A)에 의해, RCU 시스템(Rapid Cooling Unit)(1A)이 구성되어 있다.And a cooling
다음에, 온도 센서(50)에 접속된 제어 장치(51)에 대해 상세하게 서술한다.Next, the
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.Although the
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℃ 내지 500℃의 저온 영역에서의 승온 과정, 강온 과정 혹은 온도 안정 시에 있어서, 소정의 목표 온도에 대한 수렴 시간을 단축시키고, 또한 고정밀도로 목표 온도에 근접시키는 것이다(도 4).The detection signal detected by the
즉, 제어 장치(51)는 미리 정해진 히터 출력과 블로어 출력에 관한 수치 모델(71)과, 이 수치 모델(71)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 히터 출력을 구하는 히터 출력 연산부(51a)와, 수치 모델(71)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 블로어 출력을 구하는 블로어 출력 연산부(51b)를 갖고 있다.That is, the
이 중, 수치 모델(71)은 히터 출력용 수치 모델(71a)과 블로어 출력용 수치 모델(71b)을 갖고 있고, 히터 출력 연산부(51a)는 히터 출력용 수치 모델(71a)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 히터 출력을 구하고, 블로어 출력 연산부(51b)는 블로어 출력용 수치 모델(71b)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 블로어 출력을 구한다.Among these, the
여기서 수치 모델(71) 중, 히터 출력용 수치 모델(71a)에 대해 설명한다.Here, the
히터 출력용 수치 모델(71a)은 온도 센서(50) 및 히터 구동부(18B)로부터, 미리 반도체 웨이퍼(w)의 온도를 추측하고, 또한 추측한 온도를 전체적으로 목적 온도에 근접시키기 위해, 히터(18)에 공급하는 전력을 특정 가능한 수학 모델이고, 임의의 모델(다변수, 다차원, 다출력 함수)을 이용 가능하다. 이와 같은 히터 출력용 수치 모델(71a)로서는, 예를 들어 미국 특허 제5,517,594호 공보에 개시된 모델을 사용할 수 있다.The heater output
이하, 미국 특허 제5,517,594호 공보에 개시된 모델을 예로 들어 설명한다. 우선, 도 1에 도시하는 열처리 장치에, 중심과 주연부로부터, 예를 들어 6㎜ 이격된 위치에 열전대를 내장한 5매의 테스트용 반도체 웨이퍼를 준비한다. 다음에, 이들 5매의 테스트용 반도체 웨이퍼가, 5개의 존에 1개씩 위치하도록, 테스트용 웨이퍼와 통상의 웨이퍼를 보트에 적재한다. 다음에, 이 보트를 처리 용기에 로드한다. 다음에, 히터에 고주파 대역의 신호 및 저주파 대역의 신호를 인가하고, 온도 센서의 출력, 테스트용 웨이퍼 상의 열전대의 출력(웨이퍼 온도), 히터에 공급되는 전류 등의 데이터를, 예를 들어 1 내지 5초의 샘플링 주기로 취득한다.Hereinafter, a model disclosed in US Patent No. 5,517,594 will be described as an example. First, in the heat treatment apparatus shown in FIG. 1, five test semiconductor wafers in which thermocouples are built in a position separated, for example, by 6 mm from the center and the peripheral portion are prepared. Next, the test wafer and the normal wafer are loaded into the boat so that these five test semiconductor wafers are located one by one in five zones. Next, this boat is loaded into a processing container. Next, a signal of a high frequency band and a signal of a low frequency band are applied to the heater, and data such as the output of the temperature sensor, the output of the thermocouple on the test wafer (wafer temperature), the current supplied to the heater, and the like are 1 to 1, for example. Acquire at a sampling cycle of 5 seconds.
다음에, 일정한 온도 범위, 예를 들어 400℃ 내지 1100℃의 범위에서, 100℃ 간격으로 온도 대역을 설정한다(넓은 온도 대역을 1개의 모델로 커버하면 온도의 추정 등이 부정확해져 버리기 때문에). 취득한 데이터로부터, 각 온도 대역에 대해, 수학식 1에 나타내는 ARX(자동 회귀) 모델을 설정한다.Next, in a constant temperature range, for example, in the range of 400 ° C to 1100 ° C, temperature bands are set at intervals of 100 ° C (because the estimation of temperature or the like becomes inaccurate when the wide temperature band is covered by one model). From the acquired data, the ARX (automatic regression) model shown in Formula (1) is set for each temperature band.
yt:시점 t에서의 이하의 내용을 성분으로 하는 p행 1열의 벡터y t : vector of p rows and 1 columns whose components are as follows at time t
내용:온도 센서의 출력의 변동량(이 예에서는 5개의 온도 센서 전대가 존재하므로, 5성분), 상기와는 별도의 장소에 놓인 온도 센서의 출력의 변동량(이 예에서는 5개의 온도 센서가 존재하므로, 5성분), 웨이퍼의 중심부에 세트한 열전대의 출력의 변동량(이 예에서는 5개), 웨이퍼의 주연부에 세트한 열전대의 출력 변동량(이 예에서는 5개). 따라서, 이 예에서는, y1은 20행 1열의 벡터로 된다.Contents: The amount of variation in the output of the temperature sensor (5 components in this example because there are five temperature sensor poles), and the amount of variation in the output of the temperature sensor located in a separate place from the above (in this example, there are five temperature sensors , Five components), the variation in the output of the thermocouple set at the center of the wafer (five in this example), and the variation in the output of the thermocouple set at the periphery of the wafer (five in this example). Therefore, in this example, y 1 is a vector of 20 rows and 1 column.
ut:시점 t에서의 히터 전력의 변동량을 성분으로 하는 m행 1열의 벡터(이 예에서는, 히터가 5대이므로, 5행 1열).u t : A vector of m rows and 1 column which has the fluctuation amount of heater electric power at the time t (in this example, since there are 5 heaters, 5 rows and 1 column).
et:화이트 노이즈를 성분으로 하는 m행 1열의 벡터.e t : m-row vector containing white noise as a component.
n:지연(예를 들어, 8).n: delay (for example, 8).
AA1 내지 AAn:p행 p열의 행렬(이 예에서는 20행 20열).A matrix from AA 1 to AA n : p rows p columns (20 rows 20 columns in this example).
BB1 내지 BBn:p행 m열의 행렬(이 예에서는 20행 50열).BB 1 to BB n : p matrix of m rows (20 rows and 50 columns in this example).
여기서, 각 계수 AA1 내지 AAn과 BB1 내지 BBn을, 최소 제곱법 등을 사용하여 결정한다.Here, the coefficients AA 1 to AA n and BB 1 to BB n are determined using the least square method or the like.
이 ARX 모델 관계를 상태 공간법에 적용하면, 그 기본 방정식은 수학식 2로 나타내게 된다.Applying this ARX model relationship to the state space method, the basic equation is represented by equation (2).
여기서, x는 상태 변수, K는 칼만 필터의 피드백계, A, B, C는 행렬이다.Where x is a state variable, K is a Kalman filter feedback system, and A, B, and C are matrices.
실제의 성막 시의 처리 속도를 향상시키기 위해, 차수를 10차 정도까지 저차원화하고, 수학식 2로부터 온도 대역마다 수식 모델을 작성한다.In order to improve the processing speed during the actual film formation, the order is reduced to about tenth order, and a mathematical model is created for each temperature band from the equation (2).
이와 같이 하여, 온도 대역마다, 입력[온도 센서 및 히터 전력(P)]으로부터 웨이퍼의 온도를 유도하는 수학식 3을 유도한다.In this way, the equation (3) which derives the temperature of the wafer from the input (temperature sensor and heater power P) is derived for each temperature band.
다음에, 다시 테스트용 웨이퍼를 처리하여, 수학식 3에 기초하여 추정된 웨이퍼 온도(Tmodel)와 실측값(Twafer)을 비교하여, 모델을 튜닝한다. 이 튜닝 동작을 필요에 따라서 복수회 반복한다.Next, the test wafer is processed again, and the model is tuned by comparing the estimated wafer temperature Tmodel and measured value Twafer based on Equation (3). This tuning operation is repeated a plurality of times as necessary.
이와 같이 하여, 웨이퍼의 처리 매수 및 그 배치에 따라서, 웨이퍼의 온도 추정 및 웨이퍼 온도를 목표 온도로 하기 위한 출력을 정의하는 히터 출력용 수치 모델(71a)이 얻어진다. 또한, 추측한 웨이퍼 온도를 제어 대상으로 하는 예를 나타냈지만, 관측 온도 그 자체를 제어 대상으로 하는 모델로 해도 좋다.In this way, a
한편, 블로어 출력용 수치 모델(71b)은 상술한 히터 출력용 수치 모델(71a)을 구하는 방법과 마찬가지로, 히터(18A)를 동작시키면서, 냉각 매체 공급 블로어(53) 및 냉각 매체 배기 블로어(63)를 실제로 동작시켜, 반도체 웨이퍼(w)의 온도를 실측함으로써, 히터 출력용 수치 모델(71a)과 함께 취득 가능하다.On the other hand, the blower output
또한, 수치 모델(71)이 히터 출력용 수치 모델(71a)과 블로어 출력용 수치 모델(71b)의 양쪽을 갖는 예를 나타냈지만, 단일의 수치 모델(71) 내에 히터 출력용 수치 모델 및 블로어 출력용 수치 모델을 포함시켜도 좋다.In addition, although the
또한, 히터 출력 연산부(51a)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.In addition, the heater output calculated by the heater
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.On the other hand, the blower output obtained by the blower output calculating unit 51b is sent to the
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.In this way, the cooling medium is supplied into the
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 나타냈지만, 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 라인(52)과 냉각 매체 배기 라인(62)이 모두 블로어에 접속하고, 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.Moreover, although the cooling
다음에, 이와 같은 구성으로 이루어지는 열처리 장치의 작용에 대해 설명한다.Next, the effect | action of the heat processing apparatus which consists of such a structure is demonstrated.
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, the wafer w is mounted in the
다음에, 제어 장치(51)는 히터 구동부(18A)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
그동안, 후술하는 바와 같이, 필요에 따라서 열처리 작업의 효율화를 도모하기 위해, 노 본체(5)와 처리 용기(3) 사이의 공간(33) 내를 강제적으로 냉각한다.In the meantime, as will be described later, the
이 경우, 우선 제어 장치(51)에 의해 냉각 매체 공급 블로어(53) 및 냉각 매체 배기 블로어(54)가 작동한다. 이때 냉각 매체(20 내지 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
그 후 공급 덕트(49) 내의 냉각 매체는 노 본체(5)의 단열재(16) 외측에 형성된 각 환형상 유로(38) 내에 진입하고, 다음에 환형상 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
공간(33) 내의 냉각 매체는 냉각 매체 배기 라인(62)을 거쳐서 열교환기(69)에 의해 냉각된 후, 냉각 매체 배기 블로어(63)에 의해 외부로 배기된다.The cooling medium in the
이 경우, 히터 출력 연산부(51a)는 히터 출력용 수치 모델(71a)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 히터 출력을 결정하고, 이 히터 출력에 기초하여 히터 구동부(18B)가 히터(18A)를 구동 제어한다. 또한, 블로어 출력 연산부(51b)는 블로어 출력용 수치 모델(71b)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 블로어 출력을 결정하고, 이 히터 출력에 기초하여 인버터 구동부(53a, 63a)가 냉각 매체 공급 블로어(53) 및 냉각 매체 배기 블로어(54)를 회전수 제어함으로써 구동 제어한다.In this case, the heater
이에 의해, 예를 들어 저온 영역에서의 승온 과정, 강온 과정 혹은 온도 안정 시에 있어서 처리 용기(3) 내에 있어서의 온도를 소정의 목표 온도에 단시간에, 또한 고정밀도로 수렴시킬 수 있다.Thereby, for example, the temperature in the
제2 실시 형태2nd embodiment
다음에, 도 5 및 도 6에 의해 본 발명의 제2 실시 형태에 대해 설명한다.Next, the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
도 5 및 도 6에 도시하는 제2 실시 형태는 제어 장치(51)의 구성이 다를 뿐이고, 다른 구성은 도 1 내지 도 4에 나타내는 제1 실시 형태와 대략 동일하다.5 and 6 differ only in the structure of the
도 5 및 도 6에 도시하는 제2 실시 형태에 있어서, 도 1 내지 도 4에 도시하는 제1 실시 형태와 동일 부분에는 동일한 부호를 부여하여 상세한 설명은 생략한다.In 2nd Embodiment shown in FIG. 5 and FIG. 6, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as 1st Embodiment shown in FIGS. 1-4, and detailed description is abbreviate | omitted.
도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 미리 정해진 히터 출력과 블로어 출력에 관한 수치 모델(71)과, 이 수치 모델(71)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 히터 출력을 구하는 히터 출력 연산부(51a)와, 수치 모델(71)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 블로어 출력을 구하는 블로어 출력 연산부(51b)를 갖고 있다.As shown in Figs. 5 and 6, the heater output is calculated based on the
이 중, 수치 모델(71)은 히터 출력용 수치 모델(71a)과 블로어 출력용 수치 모델(71b)을 갖고 있고, 히터 출력 연산부(51a)는 히터 출력용 수치 모델(71a)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 히터 출력을 구하고, 블로어 출력 연산부(51b)는 블로어 출력용 수치 모델(71b)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 블로어 출력을 구한다.Among these, the
또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 제어 장치(51)는 배기 온도 센서(80)로부터의 배기 온도에 추종하는 설정 온도(블로어용 설정 온도)를 갖고 추가 블로어 출력을 결정하는 추가 블로어 출력 연산부(51c)를 갖고 있다.In addition, as shown in FIG. 5, the
그리고, 블로어 출력 연산부(51b)로부터의 블로어 출력과, 추가 블로어 출력 연산부(51c)로부터의 추가 블로어 출력이 블로어 출력 합산부(51d)에 있어서 합산되고, 이와 같이 합산된 블로어 출력에 기초하여 인버터 구동부(53a, 63a)에 의해 냉각 매체 공급 블로어(53)와 냉각 매체 배기 블로어(63)를 각각 회전수 제어함으로써 구동 제어한다.And the blower output from the blower output calculating part 51b and the additional blower output from the additional blower output calculating part 51c are summed in the blower
도 5 및 도 6에 있어서, 히터 출력 연산부(51a)는 히터 출력용 수치 모델(71a)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 히터 출력을 구하고, 블로어 출력 연산부(51b)는 블로어 출력 수치 모델(71b)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 블로어 출력을 구한다.5 and 6, the heater
또한, 추가 블로어 출력 연산부(51c)는 배기 온도 센서(80)로부터의 배기 온도에 추종하는 설정 온도를 갖고, 추가 블로어 출력을 구한다.In addition, the additional blower output calculating section 51c has a set temperature following the exhaust temperature from the
이 경우, 도 6에 도시한 바와 같이 히터(18) 및 RCU 시스템(1A)을 작동시키고, 예를 들어 노 내 온도를 승온시키고, 일정한 목표 온도까지 승온시키면, 그 목표 온도로 유지하여 노 내 온도를 안정화시켜 두는 것을 생각한다.In this case, when the heater 18 and the
도 6에 있어서, 블로어 출력 연산부(51b)에 의해 블로어 출력용 수치 모델(71b)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 블로어 출력을 구하는 것에 추가하여, 추가 블로어 출력 연산부(51c)에 의해 배기 온도 센서(80)로부터의 배기 온도에 추종하도록 설정 온도를 정하고, 이 설정 온도와 배기 온도 센서(80)로부터의 배기 온도에 기초하여 추가 블로어 출력을 구한다.In FIG. 6, in addition to obtaining a blower output on the basis of the furnace temperature from the
추가 블로어 출력 연산부(51c)에 있어서 설정되는 설정 온도는 항상 마이너스의 추가 블로어 출력을 발생시키도록 배기 온도 센서(80)로부터의 배기 온도에 대해 적절한 오프셋을 갖도록 요구된다. 이와 같이, 추가 블로어 출력 연산부(51c)에 있어서, 항상 마이너스의 추가 블로어 출력을 발생시킴으로써, 특히 노 내 온도를 안정시킬 때(온도 안정 시), 블로어 출력 합산부(51d)에 있어서 합산되는 블로어 출력을 0에 근접시킬 수 있다. 이로 인해 노 내 온도의 온도 안정 시에 있어서, 히터(18)만으로 노 내 온도를 조정할 수 있어, RCU 시스템(1A)의 사용을 최소한으로 억제할 수 있다.The set temperature set in the additional blower output calculating section 51c is required to have an appropriate offset with respect to the exhaust temperature from the
제3 실시 형태Third embodiment
다음에 도 7에 의해 본 발명의 제3 실시 형태에 대해 설명한다.Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7.
도 7에 도시하는 제3 실시 형태는 제어 장치(51)의 구성이 다를 뿐이고, 다른 구성은 도 1 내지 도 4에 도시하는 제1 실시 형태와 대략 동일하다.The configuration of the
도 7에 도시하는 제3 실시 형태에 있어서, 도 1 내지 도 4에 도시하는 제1 실시 형태와 동일 부분에는 동일한 부호를 부여하여 상세한 설명은 생략한다.In 3rd Embodiment shown in FIG. 7, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as 1st Embodiment shown in FIGS. 1-4, and detailed description is abbreviate | omitted.
도 7에 도시한 바와 같이, 제어 장치(51)는 미리 정해진 히터 출력과 블로어 출력(냉각 출력)에 관한 수치 모델(71)과, 이 수치 모델(71)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 히터 출력을 구하는 히터 출력 연산부(51a)와, 수치 모델(71)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 블로어 출력(냉각 출력)을 구하는 블로어 출력 연산부(냉각 출력 연산부)(51b)를 갖고 있다.As shown in FIG. 7, the
이 중, 수치 모델(71)은 히터 출력용 수치 모델(71a)과 블로어 출력용 수치 모델(냉각 출력용 수치 모델)(71b)을 갖고 있고, 히터 출력 연산부(51a)는 히터 출력용 수치 모델(71a)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 히터 출력을 구하고, 블로어 출력 연산부(51b)는 블로어 출력용 수치 모델(71b)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 블로어 출력을 구한다.Among these, the
또한, 제어 장치(51)는 블로어 출력 연산부(51b)로부터의 블로어 출력을 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.Moreover, the
도 7에 있어서, 히터 출력 연산부(51a)는 히터 출력용 수치 모델(71a)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 히터 출력을 구하고, 블로어 출력 연산부(51b)는 블로어 출력용 수치 모델(71b)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 블로어 출력을 구한다.In Fig. 7, the heater
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 제어하여 냉각 매체 공급 라인(52) 및 냉각 매체 배기 라인(62)의 냉각 매체 유량을 제어한다.Further, the flow rate
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.Thus, the blower output calculated by the blower output calculating part 51b is converted into the cooling medium flow volume supplied in the
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.In this way, the furnace temperature can always be controlled with high accuracy regardless of the arrangement and shape of the cooling
또한, 유량 제어 연산부(51e)에 의해 구한 냉각 매체 유량에 기초하여, 냉각 매체 블로어(53) 및 냉각 매체 배기 블로어(63)를 회전수 제어함으로써 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 출력을 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.Moreover, although the example which drive-controlled by rotation speed control of the cooling
제4 실시 형태Fourth Embodiment
다음에, 도 8에 의해 본 발명의 제4 실시 형태에 대해 설명한다.Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8.
도 8에 도시하는 제4 실시 형태에 있어서, 노 본체(5)가 상방으로부터 하방을 향해 5개의 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)으로 구획되고, 각 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)마다 히터(18)가 설치되어 있다.In the fourth embodiment shown in FIG. 8, the
또한, 노 본체(5)의 각 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)마다, 각각 냉각 매체 공급 라인(52)과 냉각 매체 배기 라인(62)을 갖는 RCU 시스템(1A)이 접속되어 있다.In addition, the
또한, 노 본체(5)의 각 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)에 대응하여, 처리 용기(3)의 내부 또는 외부의 온도를 검출하는 노 내 온도 센서(50)가 설치되고, 이들 각 노 내 온도 센서(50)로부터의 검지 신호는 제어 장치(51)로 보내지도록 되어 있다.Moreover, in correspondence with each
그리고, 제어 장치(51)는 노 본체(5)의 각 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)에 대응하는 히터(18A), 냉각 매체 공급 블로어(53) 및 냉각 매체 배기 블로어(63)를 제어하여 처리 용기(3) 내의 온도를 조정한다.And the
도 8에 도시하는 제4 실시 형태에 있어서, 다른 구성은 도 1 내지 도 4에 도시하는 제1 실시 형태와 대략 동일하다.In 4th Embodiment shown in FIG. 8, another structure is substantially the same as 1st Embodiment shown in FIGS.
도 8에 도시하는 제4 실시 형태에 있어서, 도 1 내지 도 4에 도시하는 제1 실시 형태와 동일 부분에는 동일한 부호를 부여하여 상세한 설명은 생략한다.In 4th Embodiment shown in FIG. 8, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as 1st Embodiment shown in FIGS. 1-4, and detailed description is abbreviate | omitted.
도 8에 있어서, 제어 장치(51)는 미리 정해진 히터 출력과 블로어 출력에 관한 각 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)마다의 수치 모델(71)과, 당해 수치 모델(71)과 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)마다 설치된 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)의 히터 출력을 구하는 히터 출력 연산부(51a)와, 수치 모델(71)과 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)마다 설치된 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)마다의 블로어 출력을 구하는 블로어 출력 연산부(51b)를 갖고 있다.In FIG. 8, the
이 중 수치 모델(71)은 히터 출력용 수치 모델(71a)과 블로어 출력용 수치 모델(71b)을 갖고 있고, 히터 출력 연산부(51a)는 히터 출력용 수치 모델(71a)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여, 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)마다의 히터 출력을 구하고, 블로어 출력 연산부(51b)는 블로어 출력용 수치 모델(71b)과 온도 센서(50)로부터의 노 내 온도에 기초하여 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)마다의 블로어 출력을 구한다.Among these, the
그리고, 제어 장치(51)는 이와 같이 하여 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)마다 구한 히터 출력에 기초하여, 히터 구동부(18B)에 의해 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)마다 설치된 히터(18A)를 구동 제어한다. 동시에 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)마다 구한 블로어 출력에 기초하여, 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)마다 설치된 RCU 시스템(1A) 내에 있어서 인버터 구동부(53a, 63a)에 의해 공기 공급 블로어(53) 및 공기 배기 블로어(63)를 회전수 제어함으로써 구동 제어한다.And the
이상과 같이 본 실시 형태에 따르면, 노 본체(5) 내를 복수의 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)으로 구획하는 동시에, 제어 장치(51)에 의해 각 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)마다 설치된 히터(18A) 및 RCU 시스템(1A)의 냉각 매체 공급 블로어(53) 및 냉각 매체 배기 블로어(63)를 구동 제어하므로, 노 본체(5) 내에 설치된 처리 용기(3) 내의 온도를 존(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)마다 미세하게 제어할 수 있다.As described above, according to the present embodiment, the inside of the furnace
w : 반도체 웨이퍼(피처리체)
1 : 열처리 장치
1A : RCU 시스템
2 : 열처리로
3 : 처리 용기
3a : 노구
5 : 노 본체
5a, 5b, 5c, 5d, 5e : 존
16 : 단열재
18 : 히터 엘리먼트(발열 저항체)
18A : 히터
18B : 히터 구동부
33 : 공간
40 : 냉각 매체 분출 구멍
49 : 공급 덕트
50 : 노 내 온도 센서
51 : 제어 장치
51a : 히터 출력 연산부
51b : 블로어 출력 연산부
51c : 추가 블로어 출력 연산부
51d : 블로어 출력 합산부
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 구동부
71 : 수치 모델
71a : 히터 출력용 수치 모델
71b : 블로어 출력용 수치 모델
80 : 배기 온도 센서w: semiconductor wafer (object to be processed)
1: heat treatment device
1A: RCU system
2: heat treatment furnace
3: processing container
3a: furnace
5: furnace body
5a, 5b, 5c, 5d, 5e: zone
16: heat insulation
18: heater element (heat generating resistor)
18A: Heater
18B: heater driving unit
33: space
40: cooling medium jet hole
49: supply duct
50: temperature sensor in the furnace
51: control unit
51a: heater output calculation unit
51b: blower output calculator
51c: additional blower output operation unit
51d: blower output adder
51e: flow control calculator
52: cooling medium supply line
53: cooling medium supply blower
53a: inverter drive unit
62: cooling medium exhaust line
63: cooling medium exhaust blower
63a: inverter drive unit
71: numerical model
71a: Numerical model for heater output
71b: Numerical model for blower output
80: exhaust temperature sensor
Claims (9)
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,
노 본체에 설치된 배기관과,
처리 용기 내부 또는 외부의 온도를 검출하는 노 내 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 히터 출력과 블로어 출력에 관한 수치 모델과,
이 수치 모델과 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 히터 출력을 구하는 히터 출력 연산부와, 수치 모델과 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 블로어 출력을 구하는 블로어 출력 연산부를 갖는 것을 특징으로 하는, 열처리 장치.With the furnace body,
The heater installed in the furnace body inner peripheral surface,
A processing container 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 to the furnace body via a cooling medium supply line and supplying the cooling medium to the space between the furnace body and the processing vessel;
An exhaust pipe installed in the furnace body,
A temperature sensor in the furnace for detecting a temperature inside or outside the processing vessel,
It is provided with the control apparatus which controls a heater and a blower, adjusts the temperature in a processing container, and converges the temperature in a processing container to predetermined | prescribed target temperature,
The control device includes a numerical model relating to a predetermined heater output and a blower output,
It has a heater output calculation part which calculates a heater output based on this numerical model and the furnace temperature from a furnace temperature sensor, and a blower output calculation part which calculates a blower output based on the numerical model and the furnace temperature from a furnace temperature sensor. Heat treatment apparatus.
히터 출력 연산부는 히터 출력용 수치 모델과, 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 히터 출력을 구하고,
블로어 출력 연산부는 블로어 출력용 수치 모델과, 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 블로어 출력을 구하는 것을 특징으로 하는, 열처리 장치.The numerical model according to claim 1, wherein the numerical model has a numerical model for heater output and a numerical model for blower output,
The heater output calculating unit calculates the heater output based on the numerical model for the heater output and the furnace temperature from the furnace temperature sensor.
The blower output calculating part calculates a blower output based on the numerical model for a blower output, and the furnace temperature from the furnace temperature sensor.
제어 장치는 배기 온도 센서로부터의 배기 온도에 추종하는 설정 온도를 갖고 추가 블로어 출력을 결정하는 추가 블로어 출력 연산부와,
블로어 출력 연산부로부터의 블로어 출력과, 추가 블로어 출력 연산부로부터의 추가 블로어 출력을 합산하는 블로어 출력 합산부를 더 갖는 것을 특징으로 하는, 열처리 장치.The exhaust pipe according to claim 1, wherein an exhaust temperature sensor is provided in the exhaust pipe,
The control apparatus includes an additional blower output calculating section having a set temperature following the exhaust temperature from the exhaust temperature sensor and determining an additional blower output;
And a blower output summing unit for summing the blower outputs from the blower output calculating unit and the additional blower outputs from the additional blower output calculating unit.
노 본체의 각 존의 내주면에 설치된 히터와,
노 본체 내에 배치되어, 노 본체와의 사이에 공간을 형성하는 동시에, 내부에 복수의 피처리체를 수납하는 처리 용기와,
노 본체의 각 존에 냉각 매체 공급 라인을 통해 접속되어, 노 본체와 처리 용기 사이의 공간에 냉각 매체를 공급하는 블로어와,
노 본체의 각 존에 설치된 배기관과,
노 본체의 각 존에 대응하는 처리 용기의 내부 또는 외부의 온도를 검출하는 노 내 온도 센서와,
각 존에 대응하는 히터와 블로어를 제어하고, 처리 용기 내의 온도를 조정하여 처리 용기 내의 온도를 소정의 목표 온도에 수렴시키는 제어 장치를 구비하고,
제어 장치는 미리 정해진 히터 출력과 블로어 출력에 관한 각 존마다의 수치 모델과, 당해 존에 대응하는 수치 모델과 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 당해 존의 히터 출력을 구하는 히터 출력 연산부와, 당해 존에 대응하는 수치 모델과 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 당해 존의 블로어 출력을 구하는 블로어 출력 연산부를 갖는 것을 특징으로 하는, 열처리 장치.The furnace body divided into plural zones,
Heater installed in the inner circumference of each zone of the furnace body,
A processing container 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 to each zone of the furnace body via a cooling medium supply line and supplying the cooling medium to the space between the furnace body and the processing vessel,
Exhaust pipe installed in each zone of the furnace body,
A furnace temperature sensor for detecting a temperature inside or outside the processing vessel corresponding to each zone of the furnace body;
It is provided with the control apparatus which controls the heater and blower corresponding to each zone, adjusts the temperature in a process container, and converges the temperature in a process container to a predetermined target temperature,
The control device is a heater output calculating unit for obtaining a heater output of the zone based on the numerical model for each zone related to the predetermined heater output and the blower output, the numerical model corresponding to the zone, and the furnace temperature from the furnace temperature sensor. And a blower output calculating unit for calculating a blower output of the zone based on the numerical model corresponding to the zone and the furnace temperature from the furnace temperature sensor.
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,
노 본체에 설치된 배기관과,
처리 용기 내부 또는 외부의 온도를 검출하는 노 내 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 히터 출력과 냉각 출력에 관한 수치 모델과, 이 수치 모델과 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 히터 출력을 구하는 히터 출력 연산부와,
수치 모델과 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 냉각 출력을 구하는 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 장치.With the furnace body,
The heater installed in the furnace body inner peripheral surface,
A processing container 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 to the furnace body via a cooling medium supply line and supplying the cooling medium to the 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,
An exhaust pipe installed in the furnace body,
A temperature sensor in the furnace for detecting a temperature inside or outside the processing vessel,
It is provided with the control apparatus which controls a heater and a valve mechanism, adjusts the temperature in a process container, and converges the temperature in a process container to a predetermined | prescribed target temperature,
The control apparatus includes a numerical model relating to a predetermined heater output and a cooling output, a heater output calculating unit for obtaining a heater output based on the numerical model and the furnace temperature from the furnace temperature sensor,
It has a cooling output calculation part which calculates a cooling output based on a numerical model and the furnace temperature from a furnace temperature sensor, and the flow control calculation part which converts the cooling output from a cooling output calculation part into cooling medium flow volume, and a flow control calculation part is a cooling medium. The heat treatment apparatus, characterized in that the valve mechanism is controlled based on the flow rate.
히터 출력 연산부는 히터 출력용 수치 모델과, 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 히터 출력을 구하고,
냉각 출력 연산부는 냉각 출력용 수치 모델과, 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 냉각 출력을 구하는 것을 특징으로 하는, 열처리 장치.The numerical model according to claim 7, wherein the numerical model has a numerical model for heater output and a numerical model for cooling output,
The heater output calculating unit calculates the heater output based on the numerical model for the heater output and the furnace temperature from the furnace temperature sensor.
The cooling output calculation part calculates a cooling output based on the numerical model for cooling output, and the furnace temperature from the furnace temperature sensor, The heat processing apparatus characterized by the above-mentioned.
노 본체의 각 존의 내주면에 설치된 히터와,
노 본체 내에 배치되어, 노 본체와의 사이에 공간을 형성하는 동시에, 내부에 복수의 피처리체를 수납하는 처리 용기와,
노 본체의 각 존에 냉각 매체 공급 라인을 통해 접속되어, 노 본체와 처리 용기 사이의 공간에 냉각 매체를 공급하는 블로어와,
블로어로부터 공급되는 냉각 매체의 유량을 조정하는 밸브 기구와,
노 본체의 각 존에 설치된 배기관과,
노 본체의 각 존에 대응하는 처리 용기의 내부 또는 외부의 온도를 검출하는 노 내 온도 센서와,
각 존에 대응하는 히터와 밸브 기구를 제어하고, 처리 용기 내의 온도를 조정하여 처리 용기 내의 온도를 소정의 목표 온도에 수렴시키는 제어 장치를 구비하고,
제어 장치는 미리 정해진 히터 출력과 냉각 출력에 관한 각 존마다의 수치 모델과,
당해 존에 대응하는 수치 모델과 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 당해 존의 히터 출력을 구하는 히터 출력 연산부와, 당해 존에 대응하는 수치 모델과 노 내 온도 센서로부터의 노 내 온도에 기초하여 당해 존의 냉각 출력을 구하는 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 장치.The furnace body divided into plural zones,
Heater installed in the inner circumference of each zone of the furnace body,
A processing container 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 to each zone of the furnace body via a cooling medium supply line and supplying the cooling medium to the 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,
Exhaust pipe installed in each zone of the furnace body,
A furnace temperature sensor for detecting a temperature inside or outside the processing vessel corresponding to each zone of the furnace body;
It is provided with the control apparatus which controls the heater and valve mechanism corresponding to each zone, adjusts the temperature in a process container, and converges the temperature in a process container to a predetermined target temperature,
The control device includes a numerical model for each zone related to a predetermined heater output and cooling output,
A heater output calculating section for obtaining a heater output of the zone based on the numerical model corresponding to the zone and the furnace temperature from the furnace temperature sensor, and the furnace model from the numerical model and the furnace temperature sensor corresponding to the zone. A cooling output calculating section that calculates a cooling output of the zone based on the above, and a flow rate control calculating section that converts the cooling output from the cooling output calculating section into the cooling medium flow rate, and the flow rate control calculating section controls the valve mechanism based on the cooling medium flow rate. A heat treatment apparatus, characterized in that.
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