JPH09134886A - 半導体製造装置のランピング温度制御方法 - Google Patents
半導体製造装置のランピング温度制御方法Info
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- JPH09134886A JPH09134886A JP31470895A JP31470895A JPH09134886A JP H09134886 A JPH09134886 A JP H09134886A JP 31470895 A JP31470895 A JP 31470895A JP 31470895 A JP31470895 A JP 31470895A JP H09134886 A JPH09134886 A JP H09134886A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ランピング温度制御における時間遅れを解消
して目標温度を迅速且つ正確に達成する。 【請求項１】 温度変化の設定値ＳＶに従って半導体製
造装置の温度制御を行うランピング温度制御方法におい
て、設定値ＳＶと半導体製造装置の実際の温度との偏差
値αを予め求めておき、温度制御の目標値を超えない範
囲（時刻ｔ1’）内で、偏差値αを加えて補正した設定
値ＳＶ’に従って温度制御を行い、設定値ＳＶによって
理論的に目標値が達成される時刻ｔ1と実際の温度が目
標値に達する時刻ｔ2との間隔を極力短くする。
して目標温度を迅速且つ正確に達成する。 【請求項１】 温度変化の設定値ＳＶに従って半導体製
造装置の温度制御を行うランピング温度制御方法におい
て、設定値ＳＶと半導体製造装置の実際の温度との偏差
値αを予め求めておき、温度制御の目標値を超えない範
囲（時刻ｔ1’）内で、偏差値αを加えて補正した設定
値ＳＶ’に従って温度制御を行い、設定値ＳＶによって
理論的に目標値が達成される時刻ｔ1と実際の温度が目
標値に達する時刻ｔ2との間隔を極力短くする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、縦型拡散・ＣＶＤ装置
等といった半導体製造装置の温度制御方法に関し、特
に、ランプ入力により目標の温度を達成するランピング
温度制御方法に関する。
等といった半導体製造装置の温度制御方法に関し、特
に、ランプ入力により目標の温度を達成するランピング
温度制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウェーハやガラス基板等の基板に
所定の処理を施すために、例えば半導体製造装置の電気
炉においては、目標とする温度を迅速且つ正確に達成す
ることが要求される。このような温度制御は、加熱用ヒ
ータを制御するヒータ制御手段に入力する操作量を制御
し、このヒータ制御手段から加熱用ヒータへ出力される
制御量を制御することにより行われる。すなわち、操作
量を変化させることによって制御量を所期の目標値へ変
化させ、これによって、ヒータによる電気炉の炉内温度
を目標とする値へ変化させている。
所定の処理を施すために、例えば半導体製造装置の電気
炉においては、目標とする温度を迅速且つ正確に達成す
ることが要求される。このような温度制御は、加熱用ヒ
ータを制御するヒータ制御手段に入力する操作量を制御
し、このヒータ制御手段から加熱用ヒータへ出力される
制御量を制御することにより行われる。すなわち、操作
量を変化させることによって制御量を所期の目標値へ変
化させ、これによって、ヒータによる電気炉の炉内温度
を目標とする値へ変化させている。
【０００３】ここで、半導体製造装置の温度制御には種
々な方式があるが、その内の１つの方式としてランピン
グ制御方式がある。このランピング制御方式では、ヒー
タ制御手段の制御量に対して目標とする温度（目標値）
を与える際に、直ちに制御量を目標値へ向けて制御する
のではなく、単位時間当たりの温度変化率をランプ入力
として与え、時間経過とともに徐々に目標値へ向けて制
御する。例えば、温度安定状態における制御量が８００
℃、目標値が８５０℃である場合に、ランプ入力を上昇
率５℃／分といったように与えて電気炉の炉内温度を徐
々に変化させる。
々な方式があるが、その内の１つの方式としてランピン
グ制御方式がある。このランピング制御方式では、ヒー
タ制御手段の制御量に対して目標とする温度（目標値）
を与える際に、直ちに制御量を目標値へ向けて制御する
のではなく、単位時間当たりの温度変化率をランプ入力
として与え、時間経過とともに徐々に目標値へ向けて制
御する。例えば、温度安定状態における制御量が８００
℃、目標値が８５０℃である場合に、ランプ入力を上昇
率５℃／分といったように与えて電気炉の炉内温度を徐
々に変化させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ここで、上記のような
ランピング温度制御方法にあっては、追値制御であるた
めにランプ入力による設定値（ＳＶ）と実際の炉内温度
変化との間に偏差が生じてしまい、目標とする温度（目
標値）で炉内温度が安定するまでに多くの時間を要して
しまうという問題があった。すなわち、図１に示すよう
に、設定値（ＳＶ）をランプ入力として時刻ｔ0から時
刻ｔ1までの間で炉内温度を目標値へ上昇させようとし
た場合に、実際の炉内温度の変化は設定値より時間的に
遅れて偏差が生じ、炉内温度が目標値で安定するのは時
刻ｔ1より遅れた時刻ｔ2となってしまう。
ランピング温度制御方法にあっては、追値制御であるた
めにランプ入力による設定値（ＳＶ）と実際の炉内温度
変化との間に偏差が生じてしまい、目標とする温度（目
標値）で炉内温度が安定するまでに多くの時間を要して
しまうという問題があった。すなわち、図１に示すよう
に、設定値（ＳＶ）をランプ入力として時刻ｔ0から時
刻ｔ1までの間で炉内温度を目標値へ上昇させようとし
た場合に、実際の炉内温度の変化は設定値より時間的に
遅れて偏差が生じ、炉内温度が目標値で安定するのは時
刻ｔ1より遅れた時刻ｔ2となってしまう。
【０００５】このような温度制御の遅れは、半導体製造
装置においては製造工程の遅延をもたらすばかりか製品
の品質の低下をももたらす虞があり、改善を強く望まれ
ていた。本発明は上記従来の事情に鑑みなされたもの
で、ランピング温度制御における時間遅れを解消して目
標値を迅速且つ正確に達成することを目的とする。
装置においては製造工程の遅延をもたらすばかりか製品
の品質の低下をももたらす虞があり、改善を強く望まれ
ていた。本発明は上記従来の事情に鑑みなされたもの
で、ランピング温度制御における時間遅れを解消して目
標値を迅速且つ正確に達成することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る半導体製造装置のランピング温度制御
方法は、温度変化の設定値に従って半導体製造装置の温
度制御を行うランピング温度制御方法において、前記設
定値と半導体製造装置の実際の温度との偏差値を予め求
めておき、温度制御の目標値を超えない範囲内で、偏差
値を加えて補正した設定値に従って温度制御を行うこと
を特徴とする。
め、本発明に係る半導体製造装置のランピング温度制御
方法は、温度変化の設定値に従って半導体製造装置の温
度制御を行うランピング温度制御方法において、前記設
定値と半導体製造装置の実際の温度との偏差値を予め求
めておき、温度制御の目標値を超えない範囲内で、偏差
値を加えて補正した設定値に従って温度制御を行うこと
を特徴とする。
【０００７】
【作用】半導体製造装置における温度制御は、同一のプ
ロセス条件（温度条件、ランプ入力値、制御パラメータ
等）で繰り返しプロセス処理を行うため、プロセス条件
毎にランプ入力による設定値と半導体製造装置の実際の
炉内温度との偏差値は幾度かの試行によって予め正確に
求めておくことができる。本発明では、このような偏差
値を予め求めておき、実際のプロセス処理で用いるラン
プ入力の設定値をこの偏差を加えて補正し、温度制御の
目標値を超えない範囲内で、この補正された設定値を用
いてランピング温度制御を行う。
ロセス条件（温度条件、ランプ入力値、制御パラメータ
等）で繰り返しプロセス処理を行うため、プロセス条件
毎にランプ入力による設定値と半導体製造装置の実際の
炉内温度との偏差値は幾度かの試行によって予め正確に
求めておくことができる。本発明では、このような偏差
値を予め求めておき、実際のプロセス処理で用いるラン
プ入力の設定値をこの偏差を加えて補正し、温度制御の
目標値を超えない範囲内で、この補正された設定値を用
いてランピング温度制御を行う。
【０００８】
【実施例】本発明の一実施例に係る半導体製造装置のラ
ンピング温度制御方法を図面を参照して説明する。ま
ず、実際のプロセス処理におけるランピング温度制御を
開始する前に、ランプ入力による炉内温度制御を幾度か
試行して、ランプ入力による設定値と半導体製造装置の
実際の炉内温度との偏差値を予め求めておく。すなわ
ち、図１に示したように、ランプ入力の設定値（ＳＶ）
に対する炉内温度変化の偏差値を予め求めておき、ラン
プ入力値やその他のプロセス条件と対応付けてこの偏差
値を補正値αとしてテーブルに格納しておく。
ンピング温度制御方法を図面を参照して説明する。ま
ず、実際のプロセス処理におけるランピング温度制御を
開始する前に、ランプ入力による炉内温度制御を幾度か
試行して、ランプ入力による設定値と半導体製造装置の
実際の炉内温度との偏差値を予め求めておく。すなわ
ち、図１に示したように、ランプ入力の設定値（ＳＶ）
に対する炉内温度変化の偏差値を予め求めておき、ラン
プ入力値やその他のプロセス条件と対応付けてこの偏差
値を補正値αとしてテーブルに格納しておく。
【０００９】この後、実際のプロセス処理を開始し、ラ
ンピング温度制御に際してテーブルに格納された補正値
αを用いてランプ入力を補正する。すなわち、図２に示
すように、時刻ｔ0から時刻ｔ1までの間で炉内温度を目
標値へ上昇させようとした場合に、ランプ入力を従来で
用いていた設定値（ＳＶ）に換えて補正値αを加えた設
定値（ＳＶ’）として温度制御を行う。なお、この場合
に、補正された設定値（ＳＶ’）を用いるのは、当該設
定値（ＳＶ’）によって目標値を達成する時刻ｔ1’ま
での間であり、これによって炉内温度が目標値を大きく
上回ってしまう事態を防止している。
ンピング温度制御に際してテーブルに格納された補正値
αを用いてランプ入力を補正する。すなわち、図２に示
すように、時刻ｔ0から時刻ｔ1までの間で炉内温度を目
標値へ上昇させようとした場合に、ランプ入力を従来で
用いていた設定値（ＳＶ）に換えて補正値αを加えた設
定値（ＳＶ’）として温度制御を行う。なお、この場合
に、補正された設定値（ＳＶ’）を用いるのは、当該設
定値（ＳＶ’）によって目標値を達成する時刻ｔ1’ま
での間であり、これによって炉内温度が目標値を大きく
上回ってしまう事態を防止している。
【００１０】ここで、本実施例では、制御対象としての
ヒータ制御手段に入力する操作量をＰＩＤ（比例・積分
・微分）制御しており、このＰＩＤ制御に与える設定値
を直ちに目標値とする制御と、ＰＩＤ制御に与える設定
値を単位時間当たりの温度変化率とするランピング制御
とが選択できるようにしている。ＰＩＤ制御では、図４
に示すように、制御対象２に入力する操作量を設定値
（ＳＶ’）と制御対象２の制御量（ＰＶ）とに基づいて
ＰＩＤ演算による帰還処理できめ細かく制御し、制御対
象から目標とする制御量が出力されるようにしている。
すなわち、ＰＩＤ演算手段１へ目標とする設定値（Ｓ
Ｖ’）を入力して、目標値を達成するための操作量
（Ｙ）をＰＩＤ演算手段１から制御対象（ヒータ制御手
段）２へ入力する。そして、制御対象２から出力された
制御量（ＰＶ）をＰＩＤ演算手段１へ帰還させ、制御量
（ＰＶ）が目標値となるようにする。
ヒータ制御手段に入力する操作量をＰＩＤ（比例・積分
・微分）制御しており、このＰＩＤ制御に与える設定値
を直ちに目標値とする制御と、ＰＩＤ制御に与える設定
値を単位時間当たりの温度変化率とするランピング制御
とが選択できるようにしている。ＰＩＤ制御では、図４
に示すように、制御対象２に入力する操作量を設定値
（ＳＶ’）と制御対象２の制御量（ＰＶ）とに基づいて
ＰＩＤ演算による帰還処理できめ細かく制御し、制御対
象から目標とする制御量が出力されるようにしている。
すなわち、ＰＩＤ演算手段１へ目標とする設定値（Ｓ
Ｖ’）を入力して、目標値を達成するための操作量
（Ｙ）をＰＩＤ演算手段１から制御対象（ヒータ制御手
段）２へ入力する。そして、制御対象２から出力された
制御量（ＰＶ）をＰＩＤ演算手段１へ帰還させ、制御量
（ＰＶ）が目標値となるようにする。
【００１１】次に、半導体製造装置に付設された制御装
置によって実施される本実施例のランピング温度制御方
法を図３に示す処理手順を参照して説明する。まず、ラ
ンプ入力による温度制御状態かを判断し（ステップＳ
１）、設定値を直ちに目標値とする制御である場合に
は、温度制御の目標値をＰＩＤ制御の設定値（ＳＶ’）
に設定して（ステップＳ２）、ＰＩＤ制御による温度制
御を実行する（ステップＳ３）。
置によって実施される本実施例のランピング温度制御方
法を図３に示す処理手順を参照して説明する。まず、ラ
ンプ入力による温度制御状態かを判断し（ステップＳ
１）、設定値を直ちに目標値とする制御である場合に
は、温度制御の目標値をＰＩＤ制御の設定値（ＳＶ’）
に設定して（ステップＳ２）、ＰＩＤ制御による温度制
御を実行する（ステップＳ３）。
【００１２】一方、ランプ入力による温度制御である場
合には、予めテーブルに格納してある補正値αを読み出
し（ステップＳ５）、この補正値αを制御に用いようと
している設定値（ＳＶ）に加え、この値（ＳＶ＋α）が
目標値以上となったかを判断する（ステップＳ６）。こ
の結果、目標値以上となっている場合には補正値αを加
えた制御を中止して、温度制御の目標値をＰＩＤ制御の
設定値（ＳＶ’）に設定して（ステップＳ２）、通常の
ＰＩＤ制御（ステップＳ３）を実行する。一方、値（Ｓ
Ｖ＋α）が目標値に満たない場合には、この補正された
設定値をＰＩＤ制御に用いる設定値（ＳＶ’）として
（ステップＳ７）、ＰＩＤ制御（ステップＳ３）を実行
する。
合には、予めテーブルに格納してある補正値αを読み出
し（ステップＳ５）、この補正値αを制御に用いようと
している設定値（ＳＶ）に加え、この値（ＳＶ＋α）が
目標値以上となったかを判断する（ステップＳ６）。こ
の結果、目標値以上となっている場合には補正値αを加
えた制御を中止して、温度制御の目標値をＰＩＤ制御の
設定値（ＳＶ’）に設定して（ステップＳ２）、通常の
ＰＩＤ制御（ステップＳ３）を実行する。一方、値（Ｓ
Ｖ＋α）が目標値に満たない場合には、この補正された
設定値をＰＩＤ制御に用いる設定値（ＳＶ’）として
（ステップＳ７）、ＰＩＤ制御（ステップＳ３）を実行
する。
【００１３】上記の温度制御処理は周期的に繰り返し行
われ、ランピング制御にあっても目標値を迅速且つ正確
に達成することができる。すなわち、図２に示すよう
に、ランプ入力による設定値（ＳＶ）に補正値αを加え
た補正設定値（ＳＶ’）を用いて温度制御を行うことに
より、設定値によって目標値を達成する時期ｔ1と実際
に炉内温度が目標値で安定する時期ｔ2との時間間隔を
従来に比して大幅に短縮することができる。なお、この
場合、補正値αを加えた補正設定値（ＳＶ’）は理論的
に時刻ｔ1より早い時期ｔ1’に目標値に達してしまうた
め、補正値αによる補正は当該時期ｔ1’までで打ち切
り、炉内温度が目標値をオーバーシュートしてしまうこ
とを回避している。
われ、ランピング制御にあっても目標値を迅速且つ正確
に達成することができる。すなわち、図２に示すよう
に、ランプ入力による設定値（ＳＶ）に補正値αを加え
た補正設定値（ＳＶ’）を用いて温度制御を行うことに
より、設定値によって目標値を達成する時期ｔ1と実際
に炉内温度が目標値で安定する時期ｔ2との時間間隔を
従来に比して大幅に短縮することができる。なお、この
場合、補正値αを加えた補正設定値（ＳＶ’）は理論的
に時刻ｔ1より早い時期ｔ1’に目標値に達してしまうた
め、補正値αによる補正は当該時期ｔ1’までで打ち切
り、炉内温度が目標値をオーバーシュートしてしまうこ
とを回避している。
【００１４】なお、上記の実施例ではＰＩＤ制御を基本
とした実施例を示したが、本発明は他の制御方式にも適
用することが可能であり、要は、ランピング制御による
追従遅れを予め求めた偏差によって補正し、この追従遅
れの影響を極力小さくするようにすればよい。
とした実施例を示したが、本発明は他の制御方式にも適
用することが可能であり、要は、ランピング制御による
追従遅れを予め求めた偏差によって補正し、この追従遅
れの影響を極力小さくするようにすればよい。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る半導
体製造装置のランピング温度制御方法によれば、追従遅
れに起因した偏差値を用いて設定値を補正するようにし
たため、炉内温度を目標値に迅速且つ正確に変化させる
ことができる。このため、半導体製造装置の電気炉等を
所定の温度に迅速且つ正確に制御することができ、半導
体製造装置による製造工程の遅延が防止されるととも
に、プロセス処理の精度が向上して高品質な製品を安定
して製造することができる。
体製造装置のランピング温度制御方法によれば、追従遅
れに起因した偏差値を用いて設定値を補正するようにし
たため、炉内温度を目標値に迅速且つ正確に変化させる
ことができる。このため、半導体製造装置の電気炉等を
所定の温度に迅速且つ正確に制御することができ、半導
体製造装置による製造工程の遅延が防止されるととも
に、プロセス処理の精度が向上して高品質な製品を安定
して製造することができる。
【図１】従来のランピング温度制御による作用を説明す
るグラフである。
るグラフである。
【図２】本発明の一実施例に係るランピング温度制御に
よる作用を説明するグラフである。
よる作用を説明するグラフである。
【図３】本発明の一実施例に係るランピング温度制御の
処理手順を示すフローチャートである。
処理手順を示すフローチャートである。
【図４】ＰＩＤ制御を説明するブロック図である。
２ 制御対象、 ＰＶ 制御量、 ＳＶ、ＳＶ’ 設定値、 α 偏差値、
Claims (1)
- 【請求項１】 温度変化の設定値に従って半導体製造装
置の温度制御を行うランピング温度制御方法において、 前記設定値と半導体製造装置の実際の温度との偏差値を
予め求めておき、温度制御の目標値を超えない範囲内
で、偏差値を加えて補正した設定値に従って温度制御を
行うことを特徴とする半導体製造装置のランピング温度
制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31470895A JPH09134886A (ja) | 1995-11-08 | 1995-11-08 | 半導体製造装置のランピング温度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31470895A JPH09134886A (ja) | 1995-11-08 | 1995-11-08 | 半導体製造装置のランピング温度制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09134886A true JPH09134886A (ja) | 1997-05-20 |
Family
ID=18056607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31470895A Pending JPH09134886A (ja) | 1995-11-08 | 1995-11-08 | 半導体製造装置のランピング温度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09134886A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002525842A (ja) * | 1998-09-14 | 2002-08-13 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | プログラム可能な処理パラメータを備えたウエハ処理リアクタシステム及びその操作方法 |
| JP2003527738A (ja) * | 1998-07-13 | 2003-09-16 | エーケーティー株式会社 | 基板ハンドリングチャンバ内の基板支持体の加熱 |
| JP2007088394A (ja) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置 |
| JP2008305157A (ja) * | 2007-06-07 | 2008-12-18 | Isao Shiromaru | 偏差量補償プログラム、偏差量補償装置、ｐｉｄ制御出力補償装置 |
| JP2008305158A (ja) * | 2007-06-07 | 2008-12-18 | Isao Shiromaru | 制御安定化プログラム、制御安定化装置 |
| JP2010056568A (ja) * | 2009-11-30 | 2010-03-11 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 半導体製造装置、半導体製造装置における表示方法及び異常処理方法 |
| JP2010147486A (ja) * | 1998-10-07 | 2010-07-01 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 半導体製造装置 |
| WO2016084183A1 (ja) * | 2014-11-27 | 2016-06-02 | 理化工業株式会社 | 温度制御装置及び温度制御方法 |
-
1995
- 1995-11-08 JP JP31470895A patent/JPH09134886A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2002525842A (ja) * | 1998-09-14 | 2002-08-13 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | プログラム可能な処理パラメータを備えたウエハ処理リアクタシステム及びその操作方法 |
| JP4789323B2 (ja) * | 1998-09-14 | 2011-10-12 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | プログラム可能な処理パラメータを備えたウエハ処理リアクタシステム及びその操作方法 |
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| JP2008305157A (ja) * | 2007-06-07 | 2008-12-18 | Isao Shiromaru | 偏差量補償プログラム、偏差量補償装置、ｐｉｄ制御出力補償装置 |
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| JPWO2016084183A1 (ja) * | 2014-11-27 | 2017-07-13 | 理化工業株式会社 | 温度制御装置及び温度制御方法 |
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