(57)【要約】【課題】レシピで定められた各工程に応じて可変にヒータ出力を制限し、装置の性能を向上させる。【解決手段】本発明に係る温度制御方法は、基板を処理する処理室内を加熱する加熱手段と、前記加熱手段を制御する加熱制御手段と、前記処理室内の温度を検出する温度検出手段とを備える熱処理装置において、前記加熱制御手段が、前記処理室内の予め定められた目標温度と、前記温度検出手段により検出された前記処理室内の温度との偏差に基づいて、前記加熱手段に対する第１の操作量を算出し、前記算出された第１の操作量および前記基板を処理する複数の工程それぞれに対して予め定められた前記加熱手段の操作量の制限値に基づいて、現在の工程における前記加熱手段に対する第２の操作量を算出し、前記算出された第２の操作量に基づいて、前記加熱手段を制御する。【選択図】図２
2014029570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理室内を加熱する加熱手段と、前記加熱手段を制御する加熱制御手段と、前記処理室内の温度を検出する温度検出手段とを備える熱処理装置において、前記加熱制御手段が、
前記処理室内の予め定められた目標温度と、前記温度検出手段により検出された前記処理室内の温度との偏差に基づいて、前記加熱手段に対する第１の操作量を算出し、
前記算出された第１の操作量および前記基板を処理する複数の工程それぞれに対して予め定められた前記加熱手段の操作量の制限値に基づいて、現在の工程における前記加熱手段に対する第２の操作量を算出し、
前記算出された第２の操作量に基づいて、前記加熱手段を制御する
温度制御方法。
【請求項２】
基板を処理する処理室内を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段を制御する加熱制御手段と、
前記処理室内の温度を検出する温度検出手段と
を備え、
前記加熱制御手段は、
前記処理室内の予め定められた目標温度と、前記温度検出手段により検出された前記処理室内の温度との偏差に基づいて、前記加熱手段に対する第１の操作量を算出し、
前記算出された第１の操作量および前記基板を処理する複数の工程それぞれに対して予め定められた前記加熱手段の操作量の制限値に基づいて、現在の工程における前記加熱手段に対する第２の操作量を算出し、
前記算出された第２の操作量に基づいて、前記加熱手段を制御する
熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度制御方法および熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１は、パターン発生部により出力される操作量と、目標値および制御検出値が加算器を介して入力される調節部により出力される操作量とを切り替えて出力する切替器を有する半導体製造装置を開示する。
また、例えば、特許文献２は、被処理物を熱処理する熱処理炉を制御するための複数の設定値と複数の制御部選択信号とを出力するシーケンサを有する熱処理装置を開示する。
また、例えば、特許文献３は、過剰な積分を防止して、ヒータ操作量を制限する半導体製造装置を開示する。
【０００３】
半導体製造装置では、炉内を適切な温度に維持したり、炉内を指定した温度変化に追従させたりする必要があるので、制御装置が、予め設定された目標温度に基づいて、温度制御を行っている。
ヒータにおいては、最大出力に対して出力制限値が設けられているので、比例・積分・微分（ＰＩＤ）演算による帰還制御の演算結果が大きい場合であっても、ヒータは、出力制限値以上の出力を行わず、期待する装置の性能が得られない場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１８３０７２号公報
【特許文献２】特開２００１−３４４００２号公報
【特許文献３】特開２００１−０７５６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述のような背景からなされたものであり、レシピで定められた各工程に応じて可変にヒータ出力を制限し、装置の性能を向上させるよう改良された温度制御方法および熱処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る温度制御方法は、基板を処理する処理室内を加熱する加熱手段と、前記加熱手段を制御する加熱制御手段と、前記処理室内の温度を検出する温度検出手段とを備える熱処理装置において、前記加熱制御手段が、前記処理室内の予め定められた目標温度と、前記温度検出手段により検出された前記処理室内の温度との偏差に基づいて、前記加熱手段に対する第１の操作量を算出し、前記算出された第１の操作量および前記基板を処理する複数の工程それぞれに対して予め定められた前記加熱手段の操作量の制限値に基づいて、現在の工程における前記加熱手段に対する第２の操作量を算出し、前記算出された第２の操作量に基づいて、前記加熱手段を制御する。
【０００７】
本発明に係る熱処理装置は、基板を処理する処理室内を加熱する加熱手段と、前記加熱手段を制御する加熱制御手段と、前記処理室内の温度を検出する温度検出手段とを備え、前記加熱制御手段は、前記処理室内の予め定められた目標温度と、前記温度検出手段により検出された前記処理室内の温度との偏差に基づいて、前記加熱手段に対する第１の操作量を算出し、前記算出された第１の操作量および前記基板を処理する複数の工程それぞれに対して予め定められた前記加熱手段の操作量の制限値に基づいて、現在の工程における前記加熱手段に対する第２の操作量を算出し、前記算出された第２の操作量に基づいて、前記加熱手段を制御する。
【０００８】
本発明に係る半導体デバイスの製造方法は、基板を処理する処理室内を加熱する加熱手段と、前記加熱手段を制御する加熱制御手段と、前記処理室内の温度を検出する温度検出手段とを備える半導体製造装置において、前記加熱制御手段が、前記処理室内の予め定められた目標温度と、前記温度検出手段により検出された前記処理室内の温度との偏差に基づいて、前記加熱手段に対する第１の操作量を算出し、前記算出された第１の操作量および前記基板を処理する複数の工程それぞれに対して予め定められた前記加熱手段の操作量の制限値に基づいて、現在の工程における前記加熱手段に対する第２の操作量を算出し、前記算出された第２の操作量に基づいて、前記加熱手段を制御する温度制御方法による温度制御下で半導体デバイスを製造する。
【０００９】
本発明に係るクリーニング方法は、基板を処理する処理室内を加熱する加熱手段と、前記加熱手段を制御する加熱制御手段と、前記処理室内の温度を検出する温度検出手段とを備える熱処理装置において、前記加熱制御手段が、前記処理室内の予め定められた目標温度と、前記温度検出手段により検出された前記処理室内の温度との偏差に基づいて、前記加熱手段に対する第１の操作量を算出し、前記算出された第１の操作量および前記基板を処理する複数の工程それぞれに対して予め定められた前記加熱手段の操作量の制限値に基づいて、現在の工程における前記加熱手段に対する第２の操作量を算出し、前記算出された第２の操作量に基づいて、前記加熱手段を制御する温度制御方法による温度制御下で前記処理室内のクリーニングを実施する。
【００１０】
本発明に係るプログラムは、基板を処理する処理室内を加熱する加熱手段と、前記加熱手段を制御する加熱制御手段と、前記処理室内の温度を検出する温度検出手段とを備える熱処理装置において、前記処理室内の予め定められた目標温度と、前記温度検出手段により検出された前記処理室内の温度との偏差に基づいて、前記加熱手段に対する第１の操作量を算出するステップと、前記算出された第１の操作量および前記基板を処理する複数の工程それぞれに対して予め定められた前記加熱手段の操作量の制限値に基づいて、現在の工程における前記加熱手段に対する第２の操作量を算出するステップと、前記算出された第２の操作量に基づいて、前記加熱手段を制御するステップとを前記加熱制御手段のコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る温度制御方法および熱処理装置によれば、レシピで定められた各工程に応じて可変にヒータ出力を制限し、装置の性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体製造装置の構成を例示する図である。
【図２】図１に示した温度制御部の構成および処理炉を例示する図である。
【図３】図２に示したＰＩＤ演算器の構成を例示する図である。
【図４】図１，図２に示したヒータの出力制限値設定情報を例示する図である。
【図５】レシピで定められた各工程における出力制御値の変化および各工程における処理炉内の温度変化を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［本発明の背景］
以下、本発明の実施形態に係る半導体製造装置１０の説明に先立ち、その理解を助けるために、本発明がなされるに至った背景について説明する。
【００１４】
上述したように、半導体製造装置のヒータは、ＰＩＤ演算による帰還制御の演算結果が大きい場合であっても、出力制限値以上の出力を行わないので、以下に示すように、期待する装置の性能が得られない場合がある。
例えば、ボートロード（複数枚のウエハを支持したボートが、ボートエレベータによって持ち上げられて反応管内に搬入される）時に、ヒータ出力が大きくなり、反応管表面の温度が急激に上昇すると、反応管内に付着した累積膜が剥がれ、パーティクルが発生する原因となることがある。
一方、上述の状態を考慮して、急激にヒータ出力がされないように、ヒータの出力制限値が小さく設定されると、反応管内の温度がデポ温度へ昇温する際に、ヒータの出力制限により熱量が不足し、昇温時間が遅延することがある。
【００１５】
また、急冷機構による空冷の使用により、反応管内の温度が、デポ温度からボートアンロード（処理済ウエハが、ボートに支持された状態で反応管から搬出される）時の温度へ降温する際に、ボートの上下方向のウエハ間で大きな熱履歴の差が生じないよう温度が制御される。
上述のように温度が制御される場合も、空冷による空気がヒータ素線を過剰に冷やすので、ヒータ出力が大きくなり、ヒータ素線が冷やされながらヒータ出力により暖めようとする熱ストレスによりヒータ素線の寿命が短縮する場合がある。
【００１６】
以下に説明する本発明の実施形態に係る半導体製造装置１０は、以上の経緯によりなされたものであり、レシピで定められた各工程に応じて可変にヒータ出力を制限し、装置の性能を向上させるよう工夫されている。
【００１７】
以下、本発明の実施形態を説明する。
【００１８】
［半導体製造装置］
図１は、本発明の実施形態に係る熱処理装置の一例である半導体製造装置１０の構成を例示する図である。
図１に示すように、半導体製造装置１０は、処理炉９０を構成する均熱管１２を有し、均熱管１２は、例えば、炭化ケイ素（ＳｉＣ）などの耐熱性材料からなり、上端が閉塞され、下端に開口を有する円筒状に形成されている。
石英（ＳｉＯ2）などの耐熱性材料からなる反応容器として用いられる反応管１４は、下端に開口を有する円筒状に形成され、均熱管１２内に同心円状に配置されている。
【００１９】
反応管１４の下部には、例えば、石英からなるガス供給管１６と、ガス排気管１８とが連結されている。
ガス供給管１６と連結される導入口２０は、反応管１４の下部から側部に添って、例えば、細管状に立ち上がり、天井部で反応管１４の内部に至る構成となっている。
ガス排気管１８は、反応管１４の排気口２２に接続される。
ガスは、ガス供給管１６から反応管１４の天井部を経て、反応管１４の内部に流入され、反応管１４の下部に接続されたガス排気管１８から排気される。
【００２０】
反応管１４の導入口２０から、ガス供給管１６により、処理用のガスが反応管１４内に供給される。
ガス供給管１６は、ガス流量制御手段としてのマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４または水分発生器（図示せず）に連結されている。
ＭＦＣ２４は、制御部２６のガス流量制御部２８に接続され、ガス流量制御部２８により、供給するガスまたは水蒸気（Ｈ2Ｏ）の流量が所定の量になるよう制御される。
【００２１】
反応管１４の排気口２２からは、反応管１４内を流れるガスが排出される。
排気口２２には、圧力調節器として用いられるＡＰＣ（Auto Pressure Controller）３８に連結されたガス排気管１８が接続される。
ＡＰＣ３８は、圧力検出器として用いられる圧力センサ４０により検出された反応管１４内の圧力に基づいて、制御部２６の圧力制御部３２により、反応管１４内の圧力が所定の圧力になるよう制御される。
【００２２】
反応管１４の下端に形成された開口部には、例えば、石英からなる円盤状の保持体として用いられるベース４２が、Ｏリング４４を介して取り付けられている。
ベース４２は、反応管１４に対して着脱可能であり、反応管１４に装着された状態で、反応管１４を気密にシールする。
【００２３】
シールキャップ４６には、回転手段として回転軸４８が連結されている。
回転軸４８は、駆動源（図示せず）からの駆動伝達を受けて回転し、保持体として用いられる石英キャップ５０、基板保持手段として用いられるボート５２およびボート５２上に保持される基板であるウエハ５４を回転させる。
また、シールキャップ４６は、ボート５２を上下方向に移動させるために用いられるボートエレベータ５６に連結されている。
回転軸４８の回転速度およびボートエレベータ５６の移動速度は、制御部２６の駆動制御部３４により制御される。
【００２４】
反応管１４の外周には、加熱手段として用いられるヒータ５８が、同心円状に配置されている。
ヒータ５８は、温度検出手段として用いられるヒータ熱電対６０およびカスケード熱電対６２により検出された温度に基づいて、制御部２６の温度制御部３０により、反応管１４内の温度が上位コントローラ３６により設定された処理温度になるよう制御される。
ヒータ熱電対６０は、ヒータ５８の温度を検出し、カスケード熱電対６２は、均熱管１２と反応管１４との間の温度を検出する。
なお、カスケード熱電対６２は、反応管１４とボート５２との間に設置され、反応管１４内の温度を検出することもできる。
【００２５】
［酸化・拡散処理］
以下、図１に示した半導体製造装置１０において、反応管１４内で、ウエハ５４に対する酸化、拡散処理がなされる場合の動作の一例を説明する。
ボートエレベータ５６は、ボート５２を下降させる。
ボート５２は、複数枚のウエハ５４を保持する。
【００２６】
ヒータ５８により反応管１４が加熱され、反応管１４内の温度が所定の処理温度にされる。
ガス供給管１６に接続されたＭＦＣ２４は、予め反応管１４内を不活性ガスで充填し、ボートエレベータ５６は、ボート５２を上昇させて反応管１４内に移動させる。
反応管１４の内部温度は、所定の処理温度に維持される。
【００２７】
反応管１４内の圧力が所定の圧力に保たれた後、回転軸４８は、ボート５２およびボート５２上に保持されているウエハ５４を回転させる。
同時に、ガス供給管１６から処理用のガス、または、水分発生器から水蒸気が、反応管１４内に供給される。
反応管１４内に供給されたガスは、反応管１４内を下降し、ウエハ５４に対して均等に供給される。
【００２８】
酸化・拡散処理中の反応管１４内において、ガス排気管１８を介してガスが排出され、所定の圧力になるようＡＰＣ３８により圧力が制御され、所定時間、ウエハ５４に対する酸化・拡散処理が行われる。
酸化・拡散処理が終了すると、次のウエハ５４に対する酸化・拡散処理を行うために、反応管１４内のガスが不活性ガスで置換され、圧力が常圧にされ、ボートエレベータ５６がボート５２を下降させて、ボート５２および処理済のウエハ５４が反応管１４から取り出される。
反応管１４から取り出されたボート５２上の処理済のウエハ５４は、未処理のウエハ５４と交換され、交換された未処理のウエハ５４に対して、上述の酸化・拡散処理が行われる。
【００２９】
［温度制御部］
図２は、図１に示した温度制御部３０の構成および処理炉９０を例示する図である。
以下、温度制御部３０の構成をさらに説明する。
図２に示すように、温度制御部３０は、減算器６４，６６、ＰＩＤ演算器６８，７０および出力制限器７２から構成される。
【００３０】
減算器６４，６６は、入力された２つの値のうちの１つの値から、もう一方の値を減算し、減算結果を偏差としてＰＩＤ演算器６８，７０に対して出力する。
具体的には、例えば、減算器６４は、上位コントローラ３６により設定される目標値（つまり、目標温度）Ｓから、カスケード熱電対６２から入力された制御量（つまり、検出温度）Ａを減算し、減算結果を偏差ＤとしてＰＩＤ演算器６８に出力する。
【００３１】
ＰＩＤ演算器６８，７０は、減算器６４，６６から入力された偏差を用いて、図３を参照して後述するＰＩＤ（比例（Proportional）・積分（Integral）・微分（Differential））演算を行う。
具体的には、例えば、ＰＩＤ演算器６８は、減算器６４から入力された偏差Ｄを用いて、ＰＩＤ演算を行い、演算結果を示す操作量Ｘを目標値Ｗに変換して、減算器６６に対して出力する。
出力制限器７２は、ＰＩＤ演算器７０から入力された操作量および上位コントローラ３６から入力された後述する工程ＩＤを用いて、図４を参照して後述するヒータ５８の出力制限値を決定し、ヒータ５８の出力を制御する。
【００３２】
［ＰＩＤ演算］
図３は、図２に示したＰＩＤ演算器６８の構成を例示する図である。
以下、図３に示したＰＩＤ演算器６８の構成を参照して、ＰＩＤ演算の手順を説明する。
図３に示すように、ＰＩＤ演算器６８は、積分演算器７４、比例演算器７６、微分演算器７８および加算器８０から構成される。
【００３３】
積分演算器７４は、減算器６４（図２）から入力された偏差Ｄを時間積分演算（Ｉ演算）した結果に、予め定められたパラメータＫｉを乗じた値を積分値Ｎとして加算器８０に対して出力する。
ある特定の時間ｔにおける偏差ＤをＤ（ｔ）、その時間ｔにおける積分値ＮをＮ（ｔ）で表すとすると、積分値Ｎは、以下の式（１）に従って求められる。
なお、式（１）において、∫Ｄ（ｕ）ｄｕの積分範囲は、０からｔの間である。
Ｎ（ｔ）＝Ｋｉ・∫Ｄ（ｕ）ｄｕ・・・（１）
【００３４】
比例演算器７６は、減算器６４（図２）から入力された偏差Ｄに、予め定められたパラメータＫｐを乗じた（Ｐ演算）値を比例値Ｏとして加算器８０に対して出力する。
ある特定の時間ｔにおける偏差ＤをＤ（ｔ）、その時間ｔにおける比例値ＯをＯ（ｔ）で表すとすると、比例値Ｏは、以下の式（２）に従って求められる。
Ｏ（ｔ）＝Ｋｐ・Ｄ（ｔ）・・・（２）
【００３５】
微分演算器７８は、減算器６４（図２）から入力された偏差Ｄを時間微分演算（Ｄ演算）した結果に、予め定められたパラメータＫｄを乗じた値を微分値Ｒとして加算器８０に対して出力する。
ある特定の時間ｔにおける偏差ＤをＤ（ｔ）、その時間ｔにおける微分値ＲをＲ（ｒ）で表すとすると、微分値Ｒは、以下の式（３）に従って求められる。
Ｒ（ｔ）＝Ｋｄ・ｄＤ（ｔ）／ｄｔ・・・（３）
【００３６】
加算器８０は、積分演算器７４から入力された積分値Ｎ、比例演算器７６から入力された比例値Ｏおよび微分演算器７８から入力された微分値Ｒの総和を求めて、操作量Ｘとして出力する。
ある特定の時間ｔにおける偏差ＤをＤ（ｔ）、その時間ｔにおける操作量ＸをＸ（ｔ）で表すとすると、上述の式（１），式（２）および式（３）から、操作量Ｘは、以下の式（４）に従って求められ、これをＰＩＤ演算と呼ぶ。
なお、式（４）において、∫Ｄ（ｕ）ｄｕの積分範囲は、０からｔの間である。
Ｘ（ｔ）＝Ｋｐ・Ｄ（ｔ）＋Ｋｉ・∫Ｄ（ｕ）ｄｕ
＋Ｋｄ・ｄＤ（ｔ）／ｄｔ                    ・・・（４）
【００３７】
なお、上述の説明においては、ＰＩＤ演算器６８の構成を具体例として説明したが、ＰＩＤ演算器７０もまた、ＰＩＤ演算器６８と同様な構成により、減算器６６から入力された偏差Ｅを用いて、ＰＩＤ演算を行い、操作量Ｚを出力する。
【００３８】
［出力制限器］
図４は、ヒータ５８（図１，図２）に対する出力制限値設定情報を例示する図である。
以下、図４に示した出力値設定情報を用いた出力制限器７２（図２）の動作をさらに説明する。
【００３９】
出力制限値設定情報は、例えば、出力制限器７２が備える記憶部（図示せず）に予め格納されている。
図４に示すように、出力制限値設定情報は、レシピ（例えば、半導体製造の処理手順）で定められている各処理工程を識別する工程ＩＤと、各処理工程の工程名と、各処理工程におけるヒータ５８の出力制限値との対応付けを示す。
例えば、図４に示した出力制限値設定情報において、工程ＩＤが「１」に対応する工程名は「ボートロード（ウエハ５４（図１，図２）の反応管１４への搬入工程）」を示し、「ボートロード」工程におけるヒータ５８の出力制限値は、３０％を示す。
【００４０】
出力制限器７２（図２）は、出力制限値設定情報（図４）を参照して、上位コントローラ３６から入力された工程ＩＤに対応するヒータ５８の出力制限値を決定する。
具体的には、例えば、上位コントローラ３６から入力された工程ＩＤが「１」を示す場合、出力制限器７２は、出力制限値設定情報（図４）を参照して、ヒータ５８の出力制限値を３０％と決定する。
また、出力制限器７２は、ＰＩＤ演算器７０から入力された操作量Ｚに対して決定した出力制限値を適用して、上位コントローラ３６から入力された工程ＩＤに対応する工程におけるヒータ５８に対する操作量Ｚ´を決定する。
【００４１】
具体的には、例えば、操作量Ｚが５０％を示す場合において、操作量を出力制限値で打切る打切り型を適用するときは、工程ＩＤが「１」を示すボートロード工程における出力制限値は３０％で打ち切られるので、ボートロード工程における操作量Ｚ´は３０％を示す。
また、例えば、操作量Ｚが出力制限値よりも小さい場合（例えば、操作量Ｚが５０％、出力制限値が９０％）において、打切り型を適用するときは、出力制限量が操作量Ｚを上回るので、操作量Ｚ´は、そのまま５０％を示す。
また、例えば、操作量Ｚが５０％を示す場合において、操作量を出力制限値が示す割合に制限する線形補正型を適用するときは、工程ＩＤが「１」を示すボートロード工程における操作量Ｚ´は、以下の式により求められる。
Ｚ´＝５０％×０．３（出力制限値３０％に制限）＝１５％
【００４２】
［温度制御部の制御処理］
以下、温度制御部３０（図１，図２）の制御処理（ＰＩＤ制御）を説明する。
（ステップ１）減算器６４（図２）は、上位コントローラ３６（図２）から入力された目標値（目標温度）Ｓから、カスケード熱電対６２（図２）から入力された制御量（検出温度）Ａを減算して、減算結果を偏差ＤとしてＰＩＤ演算器６８（図２）に対して出力する。
【００４３】
（ステップ２）ＰＩＤ演算器６８は、減算器６４から入力された偏差Ｄを用いて、ＰＩＤ演算を行い、演算結果を示す操作量Ｘを、目標値Ｗに変換して、減算器６６（図２）に対して出力する。
（ステップ３）減算器６６は、ＰＩＤ演算器６８から入力された目標値Ｗから、ヒータ熱電対６０（図２）から入力された制御量（検出温度）Ｂを減算して、減算結果を偏差ＥとしてＰＩＤ演算器７０（図２）に対して出力する。
【００４４】
（ステップ４）ＰＩＤ演算器７０は、減算器６６から入力された偏差Ｅを用いて、ＰＩＤ演算を行い、演算結果を示す操作量Ｚを出力制限器７２（図２）に対して出力する。
（ステップ５）出力制限器７２は、ＰＩＤ演算器７０から入力された操作量Ｚおよび上位コントローラ３６から入力された工程ＩＤに基づいて、工程ＩＤに対応する工程における操作量Ｚ´を決定し、ヒータ５８の出力を操作量Ｚ´で制御する。
【００４５】
（ステップ６）カスケード熱電対６２は、ステップ５において制御されたヒータ５８の出力により検出された制御量Ａを減算器６４に対して出力し、ヒータ熱電対６０は、ステップ５において制御されたヒータ５８の出力により検出された制御量Ｂを減算器６６に対して出力する。
（ステップ７）目標値Ｓと制御量Ａとの偏差Ｄが０になるように、ステップ１〜ステップ６が繰り返され、操作量Ｚ´を変化させる。
【００４６】
［半導体製造装置１０の特徴］
図５は、レシピで定められた各工程における出力制御値の変化および各工程における半導体製造装置１０の処理炉９０（図１，図２）内の温度変化を例示する図である。
図５における横軸は、レシピで定められた各工程と対応させた時系列を示し、右側の縦軸は、出力制限値（％）を示し、横軸に平行な直線に対応し、左側の縦軸は、処理炉９０内の温度（℃）を示す。
以下、図５を参照して、レシピで定められた各工程のうちの４つの工程における温度制御部３０（図１，図２）による温度制御例を示し、本発明の実施形態に係る半導体製造装置１０（図１）の特徴を説明する。
【００４７】
（１）ボートロード工程
反応管１４（図１，図２）に膜が累積するプロセスの場合、ウエハ５４の反応管１４への搬入工程を示すボートロード工程における急激なヒータ５８（図１，図２）の出力により、反応管１４の表面温度の変化が大きくなり、累積した膜の膜剥がれが発生し、パーティクルの原因となり得る。
ボートロード工程において、半導体製造装置１０の温度制御部３０（図１，図２）は、ヒータ５８の出力を、例えば、ボートロード工程における出力制限値である３０％（図４）に制限するよう制御する。
このような制御により、図５に示すように、ボートロード工程において処理炉９０内の温度は上昇せず、急激なヒータ５８の出力による膜剥がれが軽減される。
【００４８】
（２）第１ランプアップ工程：
半導体製造装置１０の処理炉９０（図１，図２）内の昇温工程を示す第１ランプアップ工程において、半導体製造装置１０の温度制御部３０（図１，図２）は、ヒータ５８の出力を、例えば、第１ランプアップ工程における出力制限値である９０％（図４）に制限するよう制御する。
このような制御により、ヒータ５８の出力制限値が、昇温開始から短時間だけ他の工程よりも大きく設定され、昇温速度が向上し、図５に示すように、第１ランプアップ工程において処理炉９０内の温度が上昇する。
また、ランプアップ工程以外の工程においては、ヒータ５８の出力制限値をより小さく設定することができるので、半導体製造処理の安全性が向上される。
【００４９】
（３）第１ランプダウン工程：
半導体製造装置１０の処理炉９０（図１，図２）内の降温工程を示す第１ランプダウン工程においては、急冷機構による空冷による空気がヒータ５８の素線近傍に流れるので、ヒータ５８の素線およびヒータ５８の近傍に設定された熱電対が冷えやすくなる。
このような状態で処理炉９０内の温度を制御するためにヒータ５８が出力されると、ヒータ５８の素線が冷やされながら、ヒータ５８の出力により暖めようとする熱ストレスにより素線の寿命が短縮される場合がある。
【００５０】
第１ランプダウン工程において、半導体製造装置１０の温度制御部３０（図１，図２）は、ヒータ５８の出力を、例えば、第１ランプダウン工程における出力制限値である１０％（図４）に制限するよう制御する。
このような制御により、ヒータ素線に対する熱ストレスが軽減されつつ、図５に示すように、処理炉９０内の温度が下降するので、ヒータ５８の素線の寿命が短縮されることを防止できる。
【００５１】
（４）クリーニング工程：
反応管１４（図１，図２）内のクリーニング工程において、まず、半導体製造装置１０の処理炉９０（図１，図２）内の昇温工程を示す第２ランプアップ工程が実施される。
第２ランプアップ工程においては、処理炉９０内の温度を急激に上昇させるために、他の工程よりも大きなヒータ出力が必要とされる。
そこで、第２ランプアップ工程において、半導体製造装置１０の温度制御部３０（図１，図２）は、ヒータ５８の出力を、例えば、第２ランプアップ工程における出力制限値である１００％（図４）になるよう制御する。
このような制御により、図５に示すように、処理炉９０内の温度を急激に上昇させることができる。
【００５２】
次に、第２ランプダウン工程において、半導体製造装置１０の処理炉９０内の温度を下降させるために、半導体製造装置１０の温度制御部３０（図１，図２）は、ヒータ５８の出力を、例えば、第２ランプダウン工程における出力制限値である０％（図４）に制限するよう制御する。
このような制御により、図５に示すように、処理炉９０内の温度を急激に降下させることができる。
このように、第２ランプアップ工程および第２ランプダウン工程における急激な温度変化により、反応管１４内の累積した膜を効率良く剥がすことができる。
【００５３】
このように、半導体製造装置１０（図１）は、レシピで定められた各工程および処理炉９０内の状況などに応じて、ヒータ５８（図１，図２）の出力を可変に制限することで、装置の性能を向上させることができる。
【００５４】
なお、本発明の実施形態に係る半導体製造装置１０の温度制御部３０（図１）は、専用のシステムによらず、汎用的なコンピュータシステムを用いて実現されてもよい。
例えば、温度制御部３０は、記憶媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＵＳＢなど）に格納された上述の温度制御処理を実行するプログラムが、汎用コンピュータのメモリにロードされ、汎用コンピュータで動作するＯＳ上で、汎用コンピュータのハードウェア資源を具体的に利用して実行されることにより構成される。
【００５５】
また、このようなプログラムを供給するための手段は任意である。
上述のように、プログラムは、所定の記憶媒体を介して供給されるだけでなく、例えば、通信回線、通信ネットワーク、通信システムなどを介して供給されてもよい。
このように提供されたプログラムが、汎用コンピュータのＯＳ上で、他のアプリケーションと同様に実行されることにより、上述の温度制御処理が実行される。
【００５６】
本発明の実施形態に係る熱処理装置は、半導体製造装置だけでなく、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）装置などのようなガラス基板を処理する装置であってもよい。
また、炉内の処理内容は任意であり、炉内の処理は、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）、酸化処理、拡散処理、アニール処理が含まれる。
【符号の説明】
【００５７】
１０・・・半導体製造装置，
１２・・・均熱管，
１４・・・反応管，
１６・・・ガス供給管，
１８・・・ガス排気管，
２０・・・導入口，
２２・・・排気口，
２４・・・ＭＦＣ，
２６・・・制御部，
２８・・・ガス流量制御部，
３０・・・温度制御部，
３２・・・圧力制御部，
３４・・・駆動制御部，
３６・・・上位コントローラ，
３８・・・ＡＰＣ，
４０・・・圧力センサ，
４２・・・ベース，
４４・・・Ｏリング，
４６・・・シールキャップ，
４８・・・回転軸，
５０・・・石英キャップ，
５２・・・ボート，
５４・・・ウエハ，
５６・・・ボートエレベータ，
５８・・・ヒータ，
６０・・・ヒータ熱電対，
６２・・・カスケード熱電対，
６４，６６・・・減算器，
６８，７０・・・ＰＩＤ演算器，
７２・・・出力制限器，
７４・・・積分演算器，
７６・・・比例演算器，
７８・・・微分演算器，
８０・・・加算器，
９０・・・処理炉
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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