JPH01282620A - 半導体処理炉用温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、半導体処理炉、例えば半導体拡散炉等用の
温度制御装置に関する。

（従来の技＃Ｉ） 半導体拡散炉等の半導体処理炉は、半導体装置の生産性
を上げる目的から、迅速な温度の上昇及び下降の能力を
備えていて炉内温度（以下、炉温ともいう）を短時間で
所要の温度に設定できるものが求められている。

第６図は、このような従来の半導体拡散炉の炉体構造例
を示している。同図中、１は断熱材であり、その内側に
は、加熱手段としてのヒータ２．３．４．５が、例えば
４ゾーンに分れて巻かれており、各ヒータ２．３．４．
５には、ヒータ温度検出器６．７．８．９がそれぞれ取
付けられている。これらのヒータ２．３．４．５の内側
には、石英管（反応管）１１が配置され、その下方には
、ボートローダ１２が配設されている。１３はボ−ト受
台、１４は、被処理対象であるウェーハ１５装填用のボ
ートである。

２１は石英バーであり、石英バー２１には炉温検出器１
６．１７．１８．１９が取付けられており、後述するよ
うに、ウェーハ１５近傍の炉温測定時に石英管１１内に
挿入されるものである。

そして、ヒータ温度検出器６．７．８．９からのヒータ
温度検出値の信号線が、図示省略の温度調節器に接続さ
れており、この温度調節器に所要の温度目標値が与えら
れるとともに、各ヒータ温度検出器６．７．８．９で検
出されたヒータ温度をフィードバック信号として各ゾー
ンのヒータ出力が制御され、炉温が所要の温度に加熱設
定されるようになっている。

また、断熱材１の上部開口部には、ブロア用配管２２が
接続され、このブロア用配管２２に、炉内温度を降下さ
せるための強制冷却手段としてのブロア２３が取付けら
れている。２４は冷却器である。

そして、強制空冷運転時には、ブロア２３が運転されて
、炉体下部から引込まれた冷却用の空気が石英管１１と
各ヒータ２．３．４．５の間を通り、炉体上部から引出
されてブロア用配管２２、冷却器２４を経由しブロア２
３に達することにより、炉温が所要の温度まで降下され
る。

上述のように、加熱又は冷却により、半導体拡散炉の炉
温を制御する主要な目的は、被処理対象が装填される石
英管１１内の温度を所要の温度で均熱化することである
。言い換えれば、石英管１１内の炉温を所要の温度に精
度よく制御するとともに、その石英管１１内に挿入され
た炉温検出器１６．１７．１Ｂ、１９で検出された各ゾ
ーンの炉温のゾーン相互間のばらつきを抑えることであ
る。しかし、石英バー２１に取付けられた炉温検出器１
６．１７．１８．１９を常時、炉内に設置しておくこと
は、ウェーハ１５の挿入に支障をきたす。このため、通
常は、炉温検出器１６．１７．１８．１９はウェーハ１
５が挿入されていないときに炉内に挿入してオフライン
データ採取用として使用されている。

したがって、実際の炉内温度制御は、前述のように、炉
内温度との相関が強いヒータ温度検出器６．７．８．９
で検出されたヒータ温度をフィードバック信号として行
なわれている。

この制御方式は、オートプロファイル制御とも呼ばれて
おり、定常状態でのヒータ温度検出値と炉内温度との相
関データよりヒータ温度検出値から炉内温度への変換モ
デルをオフライン的に作成し、この変換モデルを用いて
ヒータ温度検出値から間接的に炉内温度を予測し、これ
をフィードバック信号として炉内温度制御を行なうもの
である。

なお、前述のオフラインデータ採取の際、製品用ウェー
ハ１５の代りにダミーウェー八を挿入して可能な限りオ
ンラインに近い状態でデータを採取する事は可能である
。

（発明が解決しようとする課題） 従来の半導体拡散炉の炉内温度制御は、ヒータ温度検出
器６．７．８．９で検出されたヒータ温度をフィードバ
ック信号として行なわれていたため、制御精度上、加熱
・定常運転時には問題は生じないが、ブロア２３を用い
た強制空冷運転時には、冷却用の空気が石英管１１と各
ヒータ２．３．４．５の間を流れるので、ヒータ温度検
出器６．７．８．９がその空気で煽られ、実際のヒータ
温度よりも低目の温度検出値を出力してしまう。

このため、ヒータ温度が低目に評価されてフィードバッ
クされてしまうので、炉内温度制御としては、実際のヒ
ータ温度、ひいては炉内温度を温度目標値より高目に制
御してしまい制御粘度が低下してしまうという問題があ
った。

また、冷却用の空気は炉体内に引込まれてから、炉体外
に引出されるまでの問、徐々に暖められるので、上述の
ヒータ温度検出誤差の大きさはゾーンによって異なる。

このため、上述の制御精度の低下に加えて、さらに強制
空冷運転中のゾーン相互間の炉内温度差が増大してしま
うという問題があった。

そして、上記の制御精度の低下等により、拡散処理され
る半導体装置の性能に悪影響を与えてしまうおそれがあ
り、また歩留り低下を招くおそれがあるという問題があ
った。

この発明は上記事情に基づいてなされたもので、冷却運
転中もヒータ温度検出誤差の影響を受けることなく、炉
内温度を所要の温度目標値に精度よく制御することがで
き、また、ゾーン相互間の炉内温度差を最小に抑えるこ
とのできる半導体処理炉用温度υ制御装置を提供するこ
とを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は上記課題を解決するために、炉内を昇温する
ヒータ及び降温する冷却手段が備えられた半導体処理炉
における炉内温度を制御する温度制御装置であって、炉
内温度を所要の炉温目標値に降温設定するための事前冷
却運転時に炉内温度検出値をフィードバック信号として
当該炉温目標値に炉内温度制御を行なう第１の温度制御
手段と、該第１の温度制御手段による炉内温度制御の実
施中に前記ヒータ部のヒータ温度検出値の実績データを
採取しこの実績データから冷却運転時のヒータ温度目標
値パターンを作成する演算手段と、該演ｎ手段で作成さ
れたヒータ温度目標値パターンをヒータ温度目標値とし
ヒータ温度検出値をフィードバック信号として冷却運転
時のヒータ温度制御を行なう第２の温度制御手段とを有
することを要旨とする。

（作用） 上記構成において、炉内温度を所要の炉温目標値に降温
設定するに際し、被処理対象であるつ工−ハの非挿入時
等において、事前運転として炉内に炉温検出器を挿入し
、この炉温検出器の出力を直接フィードバック信号とし
て用い、このフィードバック信号を炉温目標値に制御し
ながら強制空冷運転を行なう。このとき、炉温検出器は
、石英管内部等の炉内にあるため、冷却用の空気等で煽
られることはなく、ヒータ温度検出器に見られるような
検出誤差は生じない。したがって、事前冷却運転時には
、炉内温度は炉温目標値に精度よく制御される。そして
、この事前冷却運転による炉内温度制御の実施中に、演
算手段により、ヒータ温度検出器から出力されるヒータ
温度検出値の実績データを時系列データ等として採取し
、この時系列データ等をもとに冷却運転時のヒータ温度
目標値パターンを作成する。このヒータ温度目標値パタ
ーンは、例えば、時系列データのテーブルとして作成し
てもよく、或いは時間の関数として作成してもよい。

次いで、炉内にウェーハを挿入した本冷却運転時には、
作成されたヒータ温度目標値パターンを再現させて、こ
れをヒータ温度目標値とし、ヒータ温度検出器の出力を
フィードバック信号としてヒータ温度制御を行なう。

而して１本冷却運転時にも、ヒータ温度検出誤差の影響
を受けることなく、炉内温度は炉温目標値に精度よく制
御される。また、半導体処理炉が複数ゾーンで構成され
る場合は、上記のヒータ温度目標値パターンを各ゾーン
について作成し、本冷却運転時には、各ヒータ温度目標
値パターンを、各ゾーンについてのヒータ温度目標値と
し、各ゾーンヒータ温度検出値をフィードバック信号と
してヒータ温度制御を行なうことにより、各ゾーン相互
間の炉内温度差も最小に抑えられる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。こ
の実施例は、半導体拡散炉用の温度制御装置に適用され
ている。

第１図ないし第４図は、この発明の一実施例を示で図で
ある。

まず、半導体拡散炉用温度制御装置、の構成を説明する
と、第１図は、当該半導体拡散炉における１ゾ一ン分の
ヒータ及び温度制御装置等を示しており、第１図中、２
５は前記第６図におけるものとほぼ同様のヒータ、２６
はこのヒータ２５に取付けられたヒータ温度検出器、２
７はヒータ電源、２８は炉温測定時に石英管内（炉内）
に挿入される炉温検出器であり、ヒータ電源２７から供
給される電力によりヒータ２５が加熱されてヒータ温度
が変化し、さらに炉内プロセス２９を通して炉内温度が
昇温されるようになっている。また、第１図には図示省
略されているが、半導体拡散炉には、前記第６図におｔ
プるものとほぼ同様の冷却手段としてのブロアが取付け
られている。

３０は、炉内温度を制御する温度制御装置であり、その
内部には、事前の強制空冷時におけるヒータ温度検出値
の実績データを採取し解析を行なう第１の演算装置３１
、この実績データをもとに、強制空冷運転時のヒータ温
度目標値パターンを作成する第２の演算装置３２、前述
の事前冷却運転時に炉温検出器２８の出力である炉温検
出値θＦ（’Ｃ）をフィードバック信号とし、これを炉
温目標値θＦＲ（’Ｃ）に制御するための第１の温度制
御装置としての第１のＰＩＤ演算装置３３、ウェーハを
挿入した本冷却運転時にヒータ温度検出器２６の出力で
あるヒータ温度検出値θＮ（”Ｃ）をフィードバック信
号とし、これを第２の演算装置３２で作成されたヒータ
温度目標値θＨＲ（℃）に制御するための第２の制御手
段としての第２のＰＩＤ＊枠装置３４、ヒータ電源２７
（７）ＯＮｌｏＦＦを管理するヒータ電源ドライバ３５
等が備えられている。

上記第１の演ｔｉ装置３１にはヒータ温度検出値θＨ（
’Ｃ）と炉温検出値θＦ　　（’Ｃ）が取込まれ、ウェ
ーハ非挿入時に強制空冷開始タイミング信号３６が与え
られると、タイマ信号３７及びデータサンプリングピッ
チＴＳ　　（Ｓｅｃ＞に従って、ヒータ温度検出値の実
績データを時系列データ等として採取するようになって
いる。θＦＢ（’Ｃ）は強制空冷後の炉温目標値、Ｔ（
ｓｅｃ）は強制空冷開始後データサンプリングを開始す
るまでの時間、Ｅ　（’Ｃ）はデータサンプリング停止
条件用のパラメータであり、事前の強制空冷時に炉温検
出値θＦ　　（”Ｃ）が（θＦ　Ｂ　＋Ｅ）　　（”Ｃ
）以下となった時点で実績データのデータサンプリング
を停止するようになっている。この第１の演算装置３１
からは強制空冷時のヒータ温度目標値パターンを示す後
述のパラメータに、Ｃが第２の演算装置３２に送られる
。

第２の演算装置３２ではウェーハ挿入後、強制空冷開始
タイミング信号３Ｂが与えられると、炉内温度制御サン
プリングタイミング信号３９に従って、強制空冷時のヒ
ータ温度目標値パターンθＨＲが生成され、これが第２
のＰＩＤ演算装置３４の目標値とされるようになってい
る。

而して、上述の第１、第２の演算装Ｍ３１．３２により
、第１のＰＩＤ演算装置３３による炉内温度制御の実施
中に、ヒータ温度検出値の実績データを採取し、この実
績データから冷却運転時のヒータ温度目標値を作成する
演算手段が構成されている。

４１．４２は第１、第２のＰＩＤ演算装置３３．３４の
制御出力であり、ヒータ電源２７のＯＮ率、即ち、ある
サイクルタイムの期間中、何％の割合でヒータ電源２７
をＯＮするかを示す指令を表わすものである。４３．４
４は制御方式切換用のスイッチであり、ウェーハ非挿入
時の事前運転においては、スイッチ４３が閉じ、ウェー
ハ挿入時の本運転ではスイッチ４４が閉じる。スイッチ
４３と４４は連動しており一方が閉じれば、他方は必ず
開くようになっている。４５は最終的にヒータ電１！ｉ
２７に与えられる電源０Ｎ１０ＦＦ信号である。

次に、上述のよう°に構成された半導体拡散用温度制御
装置の作用を第２図ないし第４図を用いて説明する。

第２図は第１の演算装置３１における処理内容を示すフ
ローチャート、第３図の（Ａ＞、（Ｂ）はウェーハ非挿
入時において第１図中のスイッチ４３を閉じ、炉温検出
値をフィードバック信号として強ｆ、ＩＪ空冷運転した
ときのヒータ温度検出値θト１及び炉温検出値θＦの挙
動を示したものであり、また第４図はヒータ温度目標値
の冷却パターンを示したものである。

第３図に示すように、強制空冷が開始されてブロアによ
り冷却空気が炉内に引込まれた時点からヒータ温度検出
値θ■が急激に低下している。これが前述の冷却空気に
よりヒータ温度検出器２６が煽られた影響を示している
。そして、強制空冷開始後、約Ｔｓｅｃ経過した時点か
らはヒータ温度θ■はほぼ直線的に降下している。した
がって、強制空冷時のヒータ温度検出値はほぼ第４図に
示される冷却パターンで近似することができる。

第１の演算装置３１は、上述の強制空冷運転中の実績デ
ータを採取、解析して第３図及び第４図に示されたパラ
メータＣ及びＫを求めることを、その主機能としている
。以下、第２図のフローチャートを用いて第１の演算装
置３１の処理内容を説明する。

まｆ１強制空冷開始後ステップ５１でデータサンプリン
グ回数を表わすパラメータｊがゼロにセットされる。次
に、ステップ５２で強制空冷開始後の経過時間ｔと（Ｔ
＋ｊ”ＴＳ）の比較がなされる。ここで王は強制空冷開
始後、データサンプリングが開始されるまでの時間（ｓ
ｅｃ）を示し、第３図（Ａ）のヒータ温度検出値θＨが
強制空冷開始後、直線的な降下を始めるまでの時間（通
常、約２５０ｓｅｃ＞として与えればよい。Ｔｓはデー
タサンプリングピッチである。データサンプリングタイ
ミングに達するまでは、ｔ＜（Ｔ＋Ｊ・Ｔｓ）であるの
で、ステップ５３のタイマのカウントアツプが行なわれ
、データサンプリングタイミングに達すると、ｔ≧（Ｔ
＋ｊ−ＴＳ　）となるためステップ５４に進む。

ステップ５４はデータサンプリングの終了条件を示すも
ので、炉温検出値θＦが強制空冷後の炉温目標値θＦＢ
に充分近づいた時点でデータサンプリングを終了するよ
うに条件設定がなされている。そのためのパラメータが
Ｅ　（”Ｃ）であり、θＦとθＦＢとの差（θＦ−θＦ
ｌ＋）（”Ｃ）とＥ　（’Ｃ）とを比べ、（θＦ−θＦ
Ｂ）≧Ｅである場合はステップ５１でｔｊ（ｓ　ｅ　ｃ
　）とθＨｊ（’Ｃ）とを記憶する。ここでｔｊ　　と
θＨｊ　　は第３図（Ａ）に示されるようにデータサン
プリング時点の経過時ｌ！Ｉｔ　（ｓｅａ）とヒータ温
度検出値θＨ（’Ｃ）を意味する。さらに、ステップ５
６でデータサンプリング回数を表わすパラメータｊのカ
ウントアツプ（ｊ−Ｊ＋１）を行ない、再びステップ５
２に戻る。

このようにして、（θＦ−θＦ１１）≧Ｅである間はＴ
ｓ　（ｓｅｃ）旬にｔＪ　　とθＨｊ　　が記憶されて
いき、ヒータ温度検出値θＨ（”Ｃ）の時系列データが
得られる。さらに強制空冷運転が進行し、炉温検出値θ
Ｆが強制空冷後の炉温目標値θＦＢに近づき、ステップ
５４で（θＦ−〇ＦＢ）＜Ｅとなった時点でデータサン
プリングを終了する。

Ｅ　（’Ｃ）の値は約３０　（”Ｃ）とすると、第３図
（Ａ）に示されるようにθＨ（”Ｃ）の時系列変化のほ
ぼ直線的な変化部分をサンプリングすることができる。

データサンプリング終了後、ステップ５７以下の処理が
行なわれる。ステップ５７のｎはステップ５８の処理で
必要なパラメータであり、データサンプリング回数のト
ータル値を示している。ステップ５８では記憶された時
系列データ（１Ｊ。

θＨ，；（ｊ−０，１，２、・・・、ｎ−１＞）を直線
近似し、第４図に示す冷却パターンで近似したときのパ
ラメータＫ及びＣの計算を行なう。Ｋ、Ｃの値は時系列
データ（’ｊｊｓθｏｊ　（ｊ−０，１，２、・・・、
ｎ−１））を最小２乗法により１次近似することにより
、次式で計算される。

Ｋ−（ｎ−Ｗ−Ｘ−Ｙ）／（ｎ−Ａ−Ｘ２）（’Ｃ／５
ｅｃ）・・・（１） Ｃ−θＨ＾−（Ａ−Ｙ−Ｗ−Ｘ） ／　　（ｎ　　−Ａ−Ｘ２　）　　（”Ｃ）−”　　（
２）但し、 Ａ−Σ（ｔｊ）２　　　　　　　　　　・・・（４）　
ｓＱ １％−１ である。なお、上記（１）〜（５）式の導出過程は後述
の他の実施例のところでまとめて詳述する。

以上が第１の演算装置！３１の処理内容である。

第１の演算装置３１により強制空冷時のヒータ温度検出
値θＨの冷却パターンが得られたので、ウェーハ挿入時
の強制空冷運転においてはスイッチ４４を閉じ、ヒータ
温度検出値θＨをフィードバック信号とした制御に切り
換える。このときのヒータ温度目標値は前述のパラメー
タに１Ｇを用い第４図の冷却パターンに従って第２の演
算装置３２より出力され、ヒータ温度の制御が行なわれ
る。第２の演算装置３２より出力されるヒータ温度目標
値パターンθＨＲは事前運転時のヒータ温度検出値θＩ
（（’Ｃ）の冷却パターンを模擬しているため、このθ
ｏｎ（’Ｃ）をヒータ瀉度目標値として第２のＰＩＤ演
算装置３４で、ヒータ温度の制御を行なうことにより、
第３図（Ｂ）の事前運転時の炉内温度検出値θＦ　　（
’Ｃ）の挙動がほぼ再現される。

なお、第１図及び第２図は説明の便宜上、複数ゾーンの
うちのあるゾーンに注目してその構成及び処理内容を表
わしているが、他のゾーンについても同様の構成及び処
理内容となるのでここでは説明を省略する。

上述したように、この実施例の半導体処理炉用温度制御
ｌ装置は、事前運転時において炉内温度を直接検出して
これを炉温目標値に精度よく制御し、このときのヒータ
温度検出値の運転データを採取、解析することにより、
炉内温度を直接検出できない本運転時においても、事前
運転時と同様の炉内温度を再現でるように構成されてい
るので、強制空冷時のヒータ温度検出誤差が原因となっ
て生ずる炉内温度制御誤差及びゾーン相互間の炉内温度
差が解消され、強制空冷運転中に高精度の炉内温度制御
を実現することができる。

また、事前運転時の採取データには偶々のヒータの特性
や冷却用空気の通路特性といった機械定数の影響も反映
されるため、これら個々の拡散炉によって異なる機械定
数の影響を考慮した制御系調整が殆んど不要となる。

次いで、第５図のフローチャートを用いて他の実施例を
説明する。

前述の一実施例では事前運転時のヒータ温度検出値の冷
却パターンを近似したものをそのまま本運転時のヒータ
濡度目標値とした。このため、ヒータ温度制御系の遅れ
が大きい場合には事前運転時の炉温変化の再現性が低下
することが考えられる。その場合には、第１図における
第２の演算装置３２の出力の後に、位相進み補償、例え
ば、１＋Ｔ１　・Ｓ、（１＋ＴＩ　−５）／（１＋Ｔ２
　・ｓ）などの補償要素（但し、Ｓはラプラス演算子、
Ｔ１、Ｔ２は定数）を挿入して、上述の遅れに関する対
策をとることができる。

また、第１図における第１の演算装置３１の処理内容を
示す第２図のフローチャートにおいては事前運転時のヒ
ータ温度検出値θＨｊ　　の時系列データ（ｔＪＮ　θ
ｈｊ　（ｊ＝ｏ、１．２、・・・、ｎ−１））を記憶し
ていたが、メモリ節約のため、第５図のフローチャート
に示されるような処理を行ってもよい。

ここで、この第５図のフローチャートに見られるメモリ
節約の基本的な考え方について以下に説明する。

前記第３図（Ａ）に見られる時系列データ（１，；１　
　θＨｊ　（Ｊ−０，１，２、・・・、（ｎ−１））を
第４図に見られるように、次式、 θｏ；　　：に−ｔｊ＋　（θＨ＾−Ｃ）ｊ−０，１，
２、・・・、（ｎ−１＞ ・・・（６） で１次近似する場合を考える（Ｋ、Ｃ：最小２乗法で決
定すべき定数〉。

（６）式において近似誤差をε・とすると、次式が成り
立つ θＨｏ＝に−Ｔｏ＋（θＨＡ−Ｃ）＋ε０θＨ１＝に−
ｔ１＋　（θＨ＾−Ｃ）＋ε１θ８１１−１＝　Ｋ　１
１ｔｎ−＋＋　（θＨＡ−Ｃ）＋ε−・・・（７） （７）式の近似誤差に対する２次評価関数を、Ｊ＝Σε
・２　　　　　　　　　　　　・・・（８）ｊ・０″ｌ と設定し、Ｊを最小とすることを考える。

−（θＨＡ−Ｃ））２ ・・・（９） であるので、Ｊが最小となるための必要十分条件は次の
（１０）及び（１１）式となる。

−（θＨ＾−Ｃ））　　・　（−ｔｊ　）＝０・・・　
（１０） −（θＨＡ−Ｃ））＝０・・・　（１１）（１０）、（
１１）式より ｈ−啜 ・・・　（１３） さらに、これを展開して、 一Σｔ・　・θＨｊ　　　　　　　　　・・・（１４）
−ＯＪ バー１ 一Σ゛θＨｊ　　　　　・・・（１５）ＩＩＯ これをマトリクス形式でまとめると、 但し、 ・・・（１７） Ｗ；Σｔｊ　　・θｎｊ　　　　　　　　　　・・・（
１８）ａＱ である。

（１６）式より、ＫｌＧを求めると、 Ｋ−（ｎ−Ｗ−Ｘ　−Ｙ）／　（ｎ−Ａ−Ｘ２）・・・
（１９） Ｃ＝θＨＡ−（Ａ−Ｙ−Ｗ−Ｘ） ／（ｎ−Ａ−Ｘ２）　　　・　（２０）となる。

このに、Ｃの値は時系列データ（ｔ・　、θＨｊ（ｊ＝
０．１．２、・・・、ｎ−１））の採取が終了した後、
計算することになるため通常メモリに余裕がある場合は
、時系列データを一旦記憶しておく方式を採用してもよ
い。これが第２図の方式である。

しかしながら、メモリに余裕がない場合は第５図のステ
ップ６１〜ステツプ６８に示されるように、Ｋ、Ｃの計
算に必要なパラメータＸ、Ｙ１Ａ。

Ｗをデータサンプリングと並行して逐次更新して行き、
結果として（１７）、（１８）式が計葬される方式をと
ることができる。

上記第５図に示した処理内容と、前記第２図に示した処
理内容との差異は次の通りである。

第２図の処理では、データサンプリング中ヒータ温度検
出値θ１４　Ｊ　　（℃）と強制空冷開始後の経過時間
ｔｊ　　（Ｓ　ｅ　Ｇ　）とを時系列データ（１ｊ。

θＨｊ　（ｊ＝ｏ、１．２、・・・、ｎ−１））として
記憶し、データサンプリング終了後、パラメータに、Ｃ
を演算している。

一方、第５図の処理ではデータサンプリング中、前記第
２図の処理のような時系列データ記憶を行なわず、代り
にパラメータに、Ｃの計算に必要な萌述の（３）、（４
）、（５）式で示される×１Ｙ、Ａ、Ｗの値をデータサ
ンプリングタイミング毎に逐次更新する方法を採用する
ことによりメモリの節約をはかっている。

なお、第２図及び第５図の処理では強制空冷中のヒータ
温度検出値の冷却パターンを１次近似しているが、これ
を２次以上の高次の曲線で近似しでもよいのは勿論のこ
と、このような近似を行なわずに時系列データ（ｔ・、
θＨｊ　（ｊ＝０．１、２、・・・、ｎ−１））を内挿
、外挿することによりヒータ温度目標値θＨＲのパター
ンを作成してもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、炉内温度を所
要の炉温目標値に降温設定する際に、炉内温度検出値を
直接、フィードバック信号として当該炉温目ＩＩ！Ａ値
に炉内温度制御を行なう事前冷却運転を実施し、この事
前冷却運転の実施中に、ヒータ温度検出値の実績データ
を採取し、この実績データをもとに冷却運転時のヒータ
温度目標値パターンを作成し、本冷却運転時には、この
ヒータ温度目標値パターンをヒータ温度目標値としヒー
タ温度検出値をフィードバック信号としてヒータ温度制
御を行なうようにしたので、本冷却運転時には、ヒータ
温度検出誤差の影響を受けることなく炉内温度を炉潟目
ＦｔｌｉｉｌＩに精度よく制御することができる。

また、半導体処理炉が複数ゾーンで構成されるときは、
上記のヒータ温度目標値パターンを各ゾーンについて作
成し、本冷却運転時には、各ヒータ温度目標値パターン
を各ゾーンについてのピー９１度目標値とし各ゾーンヒ
ータ温度検出値をフィードバック信号としてヒータ温度
制御を行なうことにより、各ゾーン相互間の炉内温度差
を最小に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はこの発明に係る半導体処理炉用温
度υ１１ＩＩ装置の一実施例を示すもので、第１図はブ
ロック図、第２図は第１の演算装置部分の処理内容を示
すフローチャート、第３図は事前冷却運転時のヒータ温
度検出値及び炉温検出値の挙動を示す特性図、第４図は
ヒータ温度目標値パターンを示す特性図、第５図はこの
発明の他の寅流側における第１の演算装置部分の処理内
容を示すフローチャート、第６図は従来の半導体拡散炉
の炉体構造を示す縦断面図である。 ２３ニブロア（冷却手段）、　２５：ヒータ、２６：ヒ
ータ温度検出器、　２８：炉温検出器、３１：第１の演
算装置、 ３２：第１の演算装置とともに演算手段を構成する第２
の演算装置、 ３３：第１のＰＡＤ演算装置（第１の温度制御手段）、 ３４：第２のＰＩＤ演眸装置（第２の温度制御手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　炉内を昇温するヒータ及び降温する冷却手段が備えら
   れた半導体処理炉における炉内温度を制御する温度制御
   装置であって、炉内温度を所要の炉温目標値に降温設定
   するための事前冷却運転時に炉内温度検出値をフィード
   バック信号として当該炉温目標値に炉内温度制御を行な
   う第１の温度制御手段と、該第１の温度制御手段による
   炉内温度制御の実施中に前記ヒータ部のヒータ温度検出
   値の実績データを採取しこの実績データから冷却運転時
   のヒータ温度目標値パターンを作成する演算手段と、該
   演算手段で作成されたヒータ温度目標値パターンをヒー
   タ温度目標値としヒータ温度検出値をフィードバック信
   号として冷却運転時のヒータ温度制御を行なう第２の温
   度制御手段とを有することを特徴とする半導体処理炉用
   温度制御装置。