[发明专利]纵型热处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种纵型热处理装置。

背景技术

在半导体设备的制造中，为了对被处理体例如半导体晶圆实施氧化、扩散、CVD、退火等的热处理而使用各种热处理装置。作为其一，已知能够一次进行多张的热处理的纵型热处理装置。该纵型热处理装置具备：石英制的处理容器，其在下部具有开口部；盖体，其开闭该处理容器的开口部；保持工具，其设置在该盖体上，在上下方向以规定的间隔来保持多张被处理体；以及炉本体，其设置在前述处理容器的周围，包含对搬入在处理容器内的前述被处理体进行加热的加热器。

另外，作为纵型热处理装置，还提出了具备送风机的装置，该送风机用于向包含加热器的炉本体内送入空气来对处理容器强制地进行空冷(例如，参照日本特开2002-305189号公报)。前述送风机是为了在热处理结束之后迅速地冷却晶圆以及处理容器而使用。

另外，作为热处理，有例如在晶圆形成低介电常数的膜时那样低温域例如100～500℃中的热处理。在该低温域中的热处理的情况下如何迅速地升温/收敛为规定的热处理温度成为课题。作为低温用热处理装置，提出了为了使热响应性良好而不使用石英制的处理容器但具有金属制的处理室的热处理装置。另一方面，在热处理时产生反应生成物、副生成物等的附着物的情况下，在装置结构上需要清洗、更换容易的石英制的处理容器。另外，通过使用具有高的隔热性能的加热器，能够实现装置的节能化，但是由此炉内温度的控制性恶化。在该情况下，如何迅速地升温/收敛为规定的热处理温度也成为课题，这不是限于低温域的课题。

专利文献1：日本特开2002-305189号公报

专利文献2：日本特开2005-188869号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在具有石英制的处理容器的纵型热处理装置中，处理容器的热容量大，因此存在如下问题：低温域中的升温恢复中的收敛时间长。另外，在为了节能化等而使用高隔热的加热器的情况下，是不限于低温域而产生的问题。当升温恢复中的收敛时间长时，对生产能力的提高带来影响。这种收敛时间长的问题是不仅在升温过程而且在降温过程或者温度稳定时也同样产生的问题。

本发明是考虑这种问题而作出的，其目的在于提供一种热处理装置及其控制方法，其能够缩短低温域中或者使用了具有高的隔热性能的加热器时的升温过程、降温过程或者温度稳定时的收敛时间，能够将处理容器内的温度高精度地收敛为目标温度。

用于解决问题的方案

本发明是一种热处理装置，其特征在于，具备：炉本体；加热器，其设置在炉本体内周面；处理容器，其配置在炉本体内，与炉本体之间形成空间，并且在该处理容器内部收纳多个被处理体；鼓风机，其经由冷却介质供给线连接于炉本体，向炉本体与处理容器之间的空间供给冷却介质；排气管，其设置于炉本体；炉内温度传感器，其检测处理容器内部或者外部的温度；以及控制装置，其控制加热器和鼓风机，调整处理容器内的温度来使处理容器内的温度收敛为规定的目标温度，其中，上述控制装置具有：预先确定的数值模型，其与加热器输出和鼓风机输出相关；加热器输出运算部，其根据上述数值模型和来自炉内温度传感器的炉内温度来求出加热器输出；以及鼓风机输出运算部，其根据上述数值模型和来自炉内温度传感器的炉内温度来求出鼓风机输出。

本发明是一种热处理装置，其特征在于，数值模型具有加热器输出用数值模型和鼓风机输出用数值模型，加热器输出运算部根据加热器输出用数值模型和来自炉内温度传感器的炉内温度来求出加热器输出，鼓风机输出运算部根据鼓风机输出用数值模型和来自炉内温度传感器的炉内温度来求出鼓风机输出。

本发明是一种热处理装置，其特征在于，控制装置还具有将来自鼓风机输出运算部的鼓风机输出转换为冷却介质流量的流量控制运算部。

本发明是一种热处理装置，其特征在于，流量控制运算部根据冷却介质流量来进行鼓风机的转速控制。

本发明是一种热处理装置，其特征在于，在排气管中设置有排气温度传感器，控制装置还具有：追加鼓风机输出运算部，其用对来自排气温度传感器的排气温度进行跟随的设定温度来确定追加鼓风机输出；以及鼓风机输出合计部，其对来自鼓风机输出运算部的鼓风机输出和来自追加鼓风机输出运算部的追加鼓风机输出进行合计。