(57)【要約】【課題】発熱体に電力を供給する接続導体の温度を検出することによって、発熱体若しくは接続導体の異常又はその予兆を検知することができる熱処理装置の異常検知装置、熱処理装置又は異常検知方法を提供すること。【解決手段】処理室内に配置した基板を発熱体を用いて熱処理する熱処理装置が備える異常検知装置、熱処理装置又は異常検知方法であって、電源から出力した電力を前記発熱体に供給する接続導体と、前記接続導体の温度を検出する検出部と、前記検出部が検出した温度に基づいて、前記接続導体及び／又は前記発熱体の動作状態を判断する判断部とを有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室内に配置した基板を発熱体を用いて熱処理する熱処理装置が備える異常検知装置であって、
電源から出力した電力を前記発熱体に供給する接続導体と、
前記接続導体の温度を検出する検出部と、
前記検出部が検出した温度に基づいて、前記接続導体及び／又は前記発熱体の動作状態を判断する判断部と
を有することを特徴とする熱処理装置の異常検知装置。
【請求項２】
温度の所定の許容範囲を予め記憶している記憶部を更に有し、
前記判断部は、前記検出部が検出した温度が前記所定の許容範囲の範囲内か否かによって、前記動作状態が正常か又は異常か若しくは異常の予兆があるかを判断する、
ことを特徴とする、請求項１に記載の熱処理装置の異常検知装置。
【請求項３】
前記検出部は、前記接続導体の表面温度を検出する、ことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の熱処理装置の異常検知装置。
【請求項４】
前記判断部は、前記電源から出力した電力値を更に用いて、前記動作状態を判断する、ことを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の熱処理装置の異常検知装置。
【請求項５】
前記処理室内の複数の位置に夫々配置した複数の前記接続導体と、
複数の前記接続導体の温度を夫々検出する複数の前記検出部と
を有する、ことを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の熱処理装置の異常検知装置。
【請求項６】
前記判断部は、熱処理の開始時に、複数の前記接続導体が夫々検出した温度を互いに比較することによって、複数の該接続導体のうちの何れかが異常であるか否かを判断する、ことを特徴とする、請求項５に記載の熱処理装置の異常検知装置。
【請求項７】
前記検出部は、熱発電センサであり、
前記熱発電センサは、熱電素子を用いて、該熱電素子が温度差に応じて発生させた起電力を出力し、
前記判断部は、前記起電力に基づいて、前記動作状態を判断する、
ことを特徴とする、請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の熱処理装置の異常検知装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の異常検知装置を備える熱処理装置。
【請求項９】
発熱体に電力を供給して前記発熱体を発熱させ、発熱させた前記発熱体を用いて処理室内に配置した基板を熱処理する熱処理装置の異常検知方法であって、
電源から出力した電力を接続導体を介して前記発熱体に供給する電力供給ステップと、
前記接続導体の温度を検出する検出ステップと、
検出した温度に基づいて、前記接続導体及び／又は前記発熱体の動作状態を判断する判断ステップと
を含むことを特徴とする熱処理装置の異常検知方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の熱処理装置の異常検知方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱処理装置の異常検知装置及び異常検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱処理装置（例えば半導体製造装置）では、基板を加熱して処理（熱処理）するために、発熱体（ヒータなど）を用いるものがある。熱処理装置は、例えば処理室内に反応ガスを供給し、発熱体の発熱量を制御することによって処理室内に配置した複数の基板の熱処理を制御し、基板上に薄膜を形成する。
【０００３】
特許文献１では、ヒータの断線（接続導体又は発熱体の故障）を予知するために、ヒータ（発熱体）の駆動電流波形を検出し、検出した駆動電流波形に基づきヒータの抵抗値を算出し、算出した抵抗値と抵抗値上昇の傾きとノイズ成分の振幅とに基づいてヒータの断線を予知（判定）する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２４５９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、検出した駆動電流波形にノイズが多く含まれる場合に、ヒータの断線（接続導体又は発熱体の故障）を検知（又は予知）することができない場合がある。熱処理装置では、例えばプラズマ処理やその他の電気制御系を備えるため、ノイズ成分が多く含まれる場合がある。また、熱処理装置では、例えば処理室内の温度を高精度に制御するため、ヒータ（発熱体）に供給する電力（電流及び電圧）を変更する頻度が高く、駆動電流波形に含まれるノイズ成分を特定できない場合がある。更に、熱処理装置では、例えば加熱によってヒータ及び電気制御系の抵抗値が変化するため、ヒータの抵抗値に基づいてヒータの断線（接続導体又は発熱体の故障）を検知することができない場合がある。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑み、発熱体に電力を供給する接続導体の温度を検出することによって、発熱体若しくは接続導体の異常又はその予兆を検知することができる熱処理装置の異常検知装置、熱処理装置又は異常検知方法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】
【０００７】
本発明の一の態様によれば、処理室内に配置した基板を発熱体を用いて熱処理する熱処理装置が備える異常検知装置であって、電源から出力した電力を前記発熱体に供給する接続導体と、前記接続導体の温度を検出する検出部と、前記検出部が検出した温度に基づいて、前記接続導体及び／又は前記発熱体の動作状態を判断する判断部とを有することを特徴とする熱処理装置の異常検知装置が提供される。また、温度の所定の許容範囲を予め記憶している記憶部を更に有し、前記判断部は、前記検出部が検出した温度が前記所定の許容範囲の範囲内か否かによって、前記動作状態が正常か又は異常か若しくは異常の予兆があるかを判断する、ことを特徴とする熱処理装置の異常検知装置であってもよい。前記検出部は、前記接続導体の表面温度を検出する、ことを特徴とする熱処理装置の異常検知装置であってもよい。前記判断部は、前記電源から出力した電力値を更に用いて、前記動作状態を判断する、ことを特徴とする熱処理装置の異常検知装置であってもよい。前記処理室内の複数の位置に夫々配置した複数の前記接続導体と、複数の前記接続導体の温度を夫々検出する複数の前記検出部とを有する、ことを特徴とする熱処理装置の異常検知装置であってもよい。前記判断部は、熱処理の開始時に、複数の前記接続導体が夫々検出した温度を互いに比較することによって、複数の該接続導体のうちの何れかが異常であるか否かを判断する、ことを特徴とする熱処理装置の異常検知装置であってもよい。前記検出部は、熱発電センサであり、前記熱発電センサは、熱電素子を用いて、該熱電素子が温度差に応じて発生させた起電力を出力し、前記判断部は、前記起電力に基づいて、前記動作状態を判断する、ことを特徴とする熱処理装置の異常検知装置であってもよい。更に、上記のいずれか一つの異常検知装置を備える熱処理装置であってもよい。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、発熱体に電力を供給して前記発熱体を発熱させ、発熱させた前記発熱体を用いて処理室内に配置した基板を熱処理する熱処理装置の異常検知方法であって、電源から出力した電力を接続導体を介して前記発熱体に供給する電力供給ステップと、前記接続導体の温度を検出する検出ステップと、検出した温度に基づいて、前記接続導体及び／又は前記発熱体の動作状態を判断する判断ステップとを含むことを特徴とする熱処理装置の異常検知方法が提供される。また、前記熱処理装置の異常検知方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであってもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る熱処理装置の異常検知装置、熱処理装置又は異常検知方法によれば、発熱体に電力を供給する接続導体の温度を検出することによって、発熱体又は接続導体の異常又はその予兆を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る熱処理装置を説明する概略縦断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る熱処理装置の機能の一例を説明する機能ブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る熱処理装置の判断部の動作の一例（検出した温度のみを用いる例）を説明する説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る熱処理装置の判断部の動作の一例（電力値を更に用いる例）を説明する説明図である。
【図５】本発明の実施例に係る熱処理装置の要部の一例を説明する概略外観図である。
【図６】本発明の実施例に係る熱処理装置の検出部の検出結果の一例を説明する説明図である。
【図７】本発明の実施例に係る熱処理装置の検出部（熱発電センサ）の出力値の一例を説明する説明図である。
【図８】比較例１に係る電源の電圧値を説明する説明図である。
【図９】比較例２に係る電源の電流値を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
添付の図面を参照しながら、限定的でない例示の実施形態に係る熱処理装置の異常検知装置を用いて、本発明を説明する。本発明は、以下に説明する異常検知装置以外でも、熱処理装置の加熱手段（発熱体）に電力を供給する導体を含む部材の温度を検出して、加熱手段の動作状態（正常、異常若しくは異常の予兆、又は、経年劣化など）を検知するもの（装置、機器、ユニット、システムなど）であれば、いずれのものにも用いることができる。
【００１２】
なお、以後の説明において、添付の全図面の記載の同一又は対応する装置、部品又は部材には、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は、特に説明しない限り、装置、部品若しくは部材間の限定的な関係を示すことを目的としない。したがって、具体的な相関関係は、以下の限定的でない実施形態に照らし、当業者により決定することができる。
【００１３】
本発明の一実施形態に係る熱処理装置を用いて、下記に示す順序で本発明を説明する。
【００１４】
１．熱処理装置及び異常検知装置の構成
２．熱処理装置の機能
３．熱処理装置の異常検知方法の例
４．プログラム及び記録媒体
５．実施例
［熱処理装置及び異常検知装置の構成］
図１を用いて、本発明の実施形態に係る熱処理装置の構成を説明する。ここで、図１は、本実施形態に係る熱処理装置１００の一例を説明する概略縦断面図である。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態に係る熱処理装置１００は、基板Ｗを熱処理するために複数の基板Ｗを配置される処理室１２２を備える。処理室１２２は、反応管１１０と、マニホールド１１２と、を有する。
【００１６】
反応管１１０は、内管１１０ａと外管１１０ｂとからなる二重管である。マニホールド１１２は、金属性の円筒形状の部材である。反応管１１０は、マニホールド１１２の上部に配置されている。なお、反応管１１０は、内管１１０ａと外管１１０ｂとに石英の管を用いることができる。
【００１７】
内管１１０ａは、上端に開口部を有する。また、内管１１０ａは、マニホールド１１２に支持されている。外管１１０ｂは、天井板を有する。外管１１０ｂは、その下端がマニホールド１１２の上端に気密に接合されている。
【００１８】
熱処理装置１００は、反応管１１０内に、複数（例えば１５０枚）の基板（ウエハ）Ｗを配置している。ここで、熱処理装置１００は、互いに所定の間隔をおいて、複数の基板Ｗを基板保持部材（ウエハボート）１１４に配置している。なお、基板保持部材１１４は、蓋体１１６上に、保温筒（断熱体）１１８を介して保持されている。
【００１９】
蓋体１１６は、基板保持部材１１４を反応管１１０内に搬入又は搬出するためのボートエレベータ１２０上に搭載されている。熱処理装置１００は、蓋体１１６が上限位置にあるときに、蓋体１１６を反応管１１０（処理室１２２）に気密に当接する。また、熱処理装置１００は、蓋体１１６が下限位置にあるときに、基板保持部材１１４に基板Ｗを搬入（載置）若しくは搬出する。
【００２０】
マニホールド１１２には、ガス源から処理室１２２内に反応ガス（処理ガス）を供給するための複数のガス供給管が接続されている。ここで、反応ガスとは、例えばジクロルシラン、アンモニア、窒素ガスなどである。なお、図１では、一例として、３本のガス供給管１４０Ａ、１４０Ｂ及び１４０Ｃを図示している。また、各ガス供給管１４０Ａ、１４０Ｂ及び１４０Ｃは、ガス流量を調整するためのマスフローコントローラ（ＭＦＣ）などの流量調整部１４２Ａ、１４２Ｂ及び１４２Ｃが介装（接続）されている。
【００２１】
また、マニホールド１１２には、排気管１５０を介して、排気手段１５２が接続されている。熱処理装置１００は、排気手段１５２を用いて、内管１１０ａと外管１１０ｂとの間隙から反応管１１０内の気体を排気する。また、熱処理装置１００は、流量調整部１４２Ａ等及び排気手段１５２を用いて、反応管１１０内の圧力を調整する。
【００２２】
なお、排気手段１５２は、例えばコンビネーションバルブ、バタフライバルブなどの各種バルブと真空ポンプから構成することができる。また、排気管１５０は、処理室１２２内の圧力をフィードバック制御するための圧力センサを備えてもよい。なお、圧力センサとして、外気圧の変化の影響を受けにくい絶対圧型を用いることが好ましい。
【００２３】
本実施形態に係る熱処理装置１００は、反応管１１０の周囲に加熱手段１０を備える。また、本実施形態に係る熱処理装置１００は、加熱手段１０の動作状態を検出するための検出手段２０を備える。更に、本実施形態に係る熱処理装置１００は、装置全体の動作を制御する制御手段３０を備える。
【００２４】
加熱手段１０は、反応管１１０を加熱する手段である。加熱手段１０は、電力を供給されることによって発熱する発熱体１１（本実施形態では、図中の１１ａ〜１１ｅ）と、発熱体１１に供給する電力の供給源である電源１２（本実施形態では、図中の１２ａ〜１２ｅ）と、電源１２と発熱体１１とを電気的に接続する接続導体１３（本実施形態では、図中の１３ａ〜１３ｅ）と、を備える。加熱手段１０は、後述する制御手段３０によって電源１２から供給される電力を制御され、接続導体１３を用いて発熱体１１に電力を供給され、発熱体１１の発熱動作を制御される。
【００２５】
本実施形態に係る熱処理装置１００は、加熱手段１０として、５組の発熱体１１ａ〜１１ｅと、電源１２ａ〜１２ｅと、接続導体１３ａ〜１３ｅとを備える。すなわち、熱処理装置１００は、反応管１１０の縦方向（垂直方向）に沿って、反応管１１０を５段の加熱ゾーンに分けて加熱し、その管内の温度を高精度に制御する。これにより、熱処理装置１００は、処理室１２２内を５組の加熱ゾーンに分けて加熱することができるので、熱処理中の処理室１２２内の温度を均一に保つことができ、すべての基板Ｗに対して均一に熱処理することができる。なお、本発明を用いることができる熱処理装置１００は、５組未満又は６組以上の発熱体、電源及び接続導体を備えてもよい。
【００２６】
発熱体１１は、例えば鉄−タンタル−カーボン合金などの抵抗発熱体を用いることができる。熱処理装置１００は、実施形態では、発熱体１１として抵抗発熱体の素線を用いる。また、発熱体１１は、その素線を反応管１１０の外周にコイル形状に巻き付けている。ここで、素線（発熱体１１）は、接続導体１３を介して電源１２から電力を供給され、供給された電力値に応じて発熱する。なお、本発明に用いることができる発熱体１１は、抵抗発熱体の素線に限定されるものではない。
【００２７】
電源１２は、後述する制御手段３０から入力される制御信号（電源供給指示）に基づいて、電源１２ａ乃至１２ｅから発熱体１１ａ乃至１１ｅに電力を夫々供給する。すなわち、電源１２は、発熱体１１ａ乃至１１ｅを供給した電力値に応じた発熱量で発熱させる。
【００２８】
接続導体１３は、電線を含む接続部材（端子、ラインなど）である。接続導体１３は、電源１２から出力した電力を発熱体１１に供給する。接続導体１３は、本実施形態では、電源１２ａ乃至１２ｅから発熱体１１ａ乃至１１ｅに夫々電力を供給する接続導体１３ａ乃至１３ｅを有する。なお、接続導体１３は、絶縁体などで被覆されている。
【００２９】
検出手段２０は、加熱手段１０の動作状態を検出する手段である。検出手段２０は、加熱手段１０の動作状態として、接続導体１３の温度を検出する。すなわち、検出手段２０は、加熱手段１０（発熱体１１、接続導体１３）の異常時の抵抗値の変化に伴う温度変化を検出する。検出手段２０は、本実施形態では、接続導体１３ａ乃至１３ｅの表面温度を検出する検出部２０ａ乃至２０ｅを備える。
【００３０】
また、検出手段２０は、検出部２０ａ乃至２０ｅとして、熱発電センサを用いることができる。ここで、熱発電センサとは、熱電素子のゼーベック効果を用いて、熱電素子が温度差に応じて発生させた起電力（例えば後述する図７）を出力するセンサ（サーモジェネレータ、熱ジェネレータ、熱電変換モジュール、TEMPERATURE SWITCH（温度スイッチ（センサ）など）である。
【００３１】
検出手段２０によれば、熱発電センサの起電力を取得することによって、接続導体１３の温度（例えば表面温度）を検出することができる。また、検出手段２０によれば、熱発電センサの自己発電機能を用いることによって、検出手段２０を作動させるための電力を必要としない。すなわち、本発明の実施形態に係る熱処理装置１００によれば、検出手段２０に電源ケーブルを接続する必要がないため、特に複数の検出部を用いて複数の位置の温度を検出する場合に、複数の検出部の複数の電源ケーブルの配線を省略することができ、装置全体を小型化することができる。
【００３２】
制御手段３０は、熱処理装置１００の各構成に動作を指示し、各構成の動作を制御する手段である。制御手段３０は、本実施形態では、後述する図２で示すように、記憶部３１と、判断部３２と、加熱制御部３３と、検出制御部３４と、通信部３５と、を有する。ここで、記憶部３１とは、熱処理装置１００の動作状態を記憶するものである。判断部３２とは、熱処理装置１００の加熱手段１０の動作状態を判断するものである。加熱制御部３３とは、加熱手段１０の動作を制御するものである。検出制御部３４とは、検出手段２０の動作を制御するものである。通信部３５とは、熱処理装置１００外部と情報の入出力を制御するものである。
【００３３】
制御手段３０は、熱処理装置１００が熱処理する動作（加熱手段１０の加熱動作、ガス供給系の供給動作など）を制御する。また、制御手段３０は、（例えば記憶部３１に）予め記憶されているプログラム（制御プログラム、アプリケーション等）を用いて、熱処理装置１００の動作を制御することができる。更に、制御手段３０は、熱処理装置１００外部から入力された情報等に基づいて、熱処理装置１００の動作を制御してもよい。
【００３４】
制御手段３０は、本実施形態では、記憶部３１を用いて、加熱手段１０の動作及び検出手段２０の検出結果などを記憶する。また、制御手段３０は、判断部３２を用いて、検出手段２０が検出した温度に基づいて、加熱手段１０の動作状態を判断する。
【００３５】
すなわち、本実施形態に係る熱処理装置１００は、制御手段３０（判断部３２）を用いて、検出手段２０（検出部２０ａ等）が検出した温度に基づいて、接続導体１３（１３ａ等）及び／又は発熱体１１（１１ａ）の動作状態を判断する。また、熱処理装置１００は、制御手段３０（判断部３２）及び検出手段２０（検出部２０ａ等）を接続導体１３（１３ａ等）及び／又は発熱体１１（１１ａ）の動作状態を判断する異常検知装置として機能させる。ここで、動作状態とは、正常な状態、又は、異常な状態若しくは異常の予兆がある状態（性能低下、劣化、不安定動作、経年変化など）をいう。
【００３６】
制御手段３０の異常検知装置としての機能は、後述する［熱処理装置の機能］で説明する。なお、制御手段３０は、公知の技術のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）及びメモリ等を含む演算処理装置で構成してもよい。
【００３７】
［熱処理装置の機能］
図２を用いて、熱処理装置１００の機能の一例を説明する。ここで、図２は、本実施形態に係る熱処理装置１００の異常検知機能の一例を説明する機能ブロック図である。
【００３８】
図２に示すように、熱処理装置１００は、熱処理開始時に、電力供給ステップとして、加熱制御部３３（制御手段３０）を用いて、加熱手段１０の電源１２（１２ａ等）に「電源供給指示」を出力する。このとき、電源１２（１２ａ等）は、入力された「電源供給指示」に応じて、接続導体１３（１３ａ等）を介して、発熱体１１（１１ａ等）に電力を供給する。また、発熱体１１（１１ａ等）は、供給された電力を用いて、供給された電力値に基づいて発熱する。これにより、熱処理装置１００は、反応管１２２の各加熱ゾーンを加熱することができ、反応管１２２内の基板Ｗの熱処理を開始することができる。
【００３９】
また、熱処理装置１００は、熱処理開始時に、検出ステップとして、検出制御部３４（制御手段３０）を用いて、検出手段２０（検出部２０ａ等）に「温度検出指示」を出力する。このとき、検出手段２０（２０ａ等）は、入力された「温度検出指示」に応じて、接続導体１３（１３ａ等）の夫々の表面温度を検出する。ここで、熱処理装置１００（検出手段２０）は、検出部２０ａ等に熱発電センサを用いることによって、ゼーベック効果で発生させた起電力を判断部３２（制御手段３０）に出力することができる。
【００４０】
更に、熱処理装置１００は、熱処理開始時に、判断ステップとして、判断部３２（制御手段３０）を用いて、検出手段２０から入力された起電力の値（電圧値又は電力値）に基づいて、接続導体１３（１３ａ等）の表面温度を検知することができる。また、熱処理装置１００は、判断部３２（制御手段３０）を用いて、検知した複数の接続導体１３ａ等の表面温度を互いに比較することによって、複数の接続導体１３ａ等又は複数の発熱体１１ａ等のうちの異常若しくは異常の予兆がある接続導体又は発熱体を特定（校正）することができる。判断部３２（制御手段３０）は、例えば検知した複数の表面温度において、表面温度が所定の許容範囲内にないものに対応する接続導体又は発熱体を故障していると判断してもよい。なお、判断部３２（制御手段３０）は、電源１２（１２ａ等）が発熱体１１（１１ａ等）に供給した電力値を更に用いて、動作状態（正常、異常、異常の予兆など）を判断してもよい。
【００４１】
ここで、所定の許容範囲とは、加熱手段１０、検出手段２０又はその他熱処理装置１００の仕様に対応する範囲とすることができる。また、所定の許容範囲とは、熱処理装置１００の動作状態（加熱温度など）に基づいて定められる範囲とすることができる。更に、所定の許容範囲は、（記憶部３１に記憶された）実験又は計算等によって予め定められた範囲とすることができる。
【００４２】
図２に示すように、熱処理装置１００は、熱処理中に、加熱温度を制御するために、電力供給ステップとして、加熱制御部３３（制御手段３０）を用いて、加熱手段１０の電源１２（１２ａ等）に「電源供給指示」を出力する。このとき、電源１２（１２ａ等）は、入力された「電源供給指示」に応じて、発熱体１１（１１ａ等）に供給する電力を制御される。これにより、熱処理装置１００は、反応管１２２の各加熱ゾーンを加熱する温度を制御することができ、反応管１２２内の基板Ｗの熱処理を制御することができる。
【００４３】
また、熱処理装置１００は、熱処理中に、検出ステップとして、検出制御部３４（制御手段３０）を用いて、検出手段２０（検出部２０ａ等）に「温度検出指示」を出力する。このとき、検出手段２０（２０ａ等）は、入力された「温度検出指示」に応じて、接続導体１３（１３ａ等）の夫々の表面温度を検出する。なお、検出手段２０は、「温度検出指示」が入力されない構成の場合でも、熱発電センサを用いて、発生した起電力を判断部３２（制御手段３０）に出力する構成であってもよい。
【００４４】
更に、熱処理装置１００は、熱処理中に、判断ステップとして、判断部３２（制御手段３０）を用いて、検出手段２０から入力された起電力の値（電圧値又は電力値）に基づいて、接続導体１３（１３ａ等）の表面温度を検知することができる。すなわち、熱処理装置１００は、判断部３２（制御手段３０）を用いて、複数の接続導体１３ａ等の表面温度をリアルタイムで検知する。これにより、熱処理装置１００は、熱処理中に、接続導体１３ａ等又は発熱体１１ａ等において異常又は異常の予兆を示した場合に、判断部３２（制御手段３０）を用いて異常又はその予兆を検知することができる。なお、熱処理装置１００は、異常又はその予兆を検知した場合に、所定の手順に従って、熱処理を中止する。
【００４５】
図２に示すように、熱処理装置１００は、記憶部３１（制御手段３０）を用いて、熱処理開始時及び熱処理中の加熱手段１０の加熱動作、検出部２０ａ等（検出手段２０）の検出結果及び判断部３２（制御手段３０）の判断結果などを記憶する。また、熱処理装置１００は、判断部３２を用いて、記憶部３１に記憶されている以前の検出結果又は判断結果に基づいて、加熱手段１０の動作状態を判断してもよい。
【００４６】
図２に示すように、熱処理装置１００は、通信部３５（制御手段３０）を用いて、外部機器２００（Ｉ／Ｏ２１３）と情報の入出力を行うことができる。ここで、熱処理装置１００は、外部機器２００（記憶手段２１２）を用いて、例えば加熱手段１０の加熱動作、検出部２０ａ等（検出手段２０）の検出結果及び判断部３２（制御手段３０）の判断結果などを記憶又は監視してもよい。また、熱処理装置１００は、外部機器２００（コントローラ２１０等）の資源を用いて、判断部３２等の制御手段３０の処理の一部を実施してもよい。更に、本発明に係る熱処理装置１００は、外部機器２００の資源を用いて実現される熱処理システム（異常検知システム、異常監視システム）であってもよい。なお、熱処理装置１００と外部機器２００との情報の入出力は、有線及び／又は無線のネットワークを用いてもよい。
【００４７】
［熱処理装置の異常検知方法の例］
図３及び図４を用いて、本実施形態に係る熱処理装置１００の異常検知方法の例を説明する。ここで、図３は、熱処理装置１００の判断部３２（図２）が、接続導体１３（加熱手段１０）の温度のみを用いて、動作状態（正常、異常、異常の予兆）を判断する異常検知方法の例である。図４は、熱処理装置１００の判断部３２が、電源１２（加熱手段１０）の出力した電力値を更に用いて、動作状態を判断する異常検知方法の例である。図４の左縦軸は温度、右縦軸は電力値、横軸は経過時間である。
【００４８】
なお、図３及び図４に示す異常検知方法は一例であり、本発明は以下に示す異常検知方法に限定されるものではない。すなわち、熱処理装置１００の加熱手段１０（発熱体１１）に電力を供給する接続導体１３（を含む部材）の温度を検出して、検出した温度に基づいて加熱手段１０の動作状態（正常、又は、異常若しくは異常の予兆など）を検知するいずれの方法にも、本発明を用いることができる。
【００４９】
図３に示すように、熱処理装置１００は、熱処理中（電源１２の電源出力率６０％）のケース１、ケース２及びケース３について、判断部３２（制御手段３０）を用いて、検出温度（接続導体１３の温度）Ｔ１、Ｔ２及びＴ３と基準温度Ｔｏとを比較することによって、加熱手段１０の動作状態を判断する。
【００５０】
具体的には、判断部３２は、ケース１の場合に、検出温度Ｔ１が基準温度Ｔｏより２度大きいため、偏差を＋２度と判断する。このとき、判断部３２は、図に示すように例えば許容値±５度としている。これにより、判断部３２は、ケース１の偏差が許容値の範囲内であるため、加熱手段１０の動作状態を「正常」と判断することができる。
【００５１】
一方、判断部３２は、ケース２の場合に、検出温度Ｔ２が基準温度Ｔｏより１０度小さいため、偏差を−１０度と判断する。このとき、判断部３２は、ケース２の偏差が許容値の範囲外であるため、加熱手段１０の動作状態を「異常」と判断することができる。また、判断部３２は、ケース３の場合も同様に、加熱手段１０の動作状態を「異常」と判断することができる。
【００５２】
図４に示すように、熱処理装置１００は、熱処理中に検出した温度変化Ｔ２ａ、Ｔ３ａについて、判断部３２（制御手段３０）を用いて、基準温度変化Ｔｏａと比較することによって、加熱手段１０の動作状態を判断する。また、熱処理装置１００は、熱処理中に電源１２が出力する電力値の変化Ｐｉｎを更に用いて、加熱手段１０の動作状態を判断する。
【００５３】
具体的には、判断部３２は、温度変化Ｔ２ａの場合に、基準温度変化Ｔｏａと比較して、図に示す差分Ｄ２ａ、Ｄ２ｂ、Ｄ２ｃが不規則に発生するため、加熱手段１０の動作状態を「異常の予兆がある」（又は「異常」）と判断することができる。一方、判断部３２は、温度変化Ｔ３ａの場合に、基準温度変化Ｔｏａと比較して、図に示す時系列的に一定の差分Ｄ３ａが発生するため、加熱手段１０の動作状態を「正常」と判断することができる。なお、判断部３２は、一定の差分が発生する場合でも、その差分の絶対値が所定の閾値より大きいときに、加熱手段１０の動作状態を「異常」と判断してもよい。
【００５４】
更に、判断部３２は、温度変化Ｔ２ａ若しくはＴ３ａと電力値の変化Ｐｉｎとを比較することによって、加熱手段１０の動作状態を判断してもよい。判断部３２は、電力値の変化Ｐｉｎに追従して温度変化が発生しない場合に、加熱手段１０の動作状態を「異常」と判断してもよい。
【００５５】
［プログラム及び記録媒体］
本発明のプログラムＰｒは、発熱体に電力を供給して前記発熱体を発熱させ、発熱させた前記発熱体を用いて処理室内に配置した基板を熱処理する熱処理装置の異常検知方法であって、電源から出力した電力を接続導体を介して前記発熱体に供給する電力供給ステップと、前記接続導体の温度を検出する検出ステップと、検出した温度に基づいて、前記接続導体及び／又は前記発熱体の動作状態を判断する判断ステップとを含むことを特徴とする熱処理装置の異常検知方法を実行する。これによれば、本発明の実施形態に係る熱処理装置の１００と同等の効果が得られる。
【００５６】
また、本発明は、上記プログラムＰｒを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体Ｍｄとしてもよい。上記プログラムＰｒを記録した記録媒体Ｍｄは、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ−ＲＯＭ）、ＣＤ−Ｒ（ＣＤ  Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）及びその他コンピュータ読み取り可能な媒体、並びに、フラッシュメモリ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の半導体メモリ、メモリカード、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｃ  Ｄｒｉｖｅ）及びその他コンピュータ読み取り可能なものを用いることができる。また、上記プログラムＰｒを記録した記録媒体Ｍｄを図２に示す外部機器２００のドライブ２１４に媒体２１４ａとして配置して、ドライブ２１４でプログラムＰｒを読み込み、通信部２１３及び３４を介して、熱処理装置１００にインストールしてもよい。
【００５７】
なお、上記プログラムＰｒを記録した記録媒体Ｍｄには、ネットワークを介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリに一時的に保持しているものも含むものとする。ここで、ネットワークとは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を含む。また、揮発性メモリとは、例えばＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）である。更に、記録媒体Ｍｄに記録された上記プログラムＰｒには、コンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで機能を実現する所謂差分ファイルであってもよい。
【００５８】
以上のとおり、本発明の実施形態に係る異常検知装置、熱処理装置又は異常検知方法によれば、発熱体１１に電力を供給する接続導体１３の温度（加熱手段１０の異常時の抵抗値の変化に伴う温度変化）を検出することによって、発熱体１１若しくは接続導体１３の異常又はその予兆を検知することができる。また、本実施形態に係る異常検知装置等によれば、接続導体１３の温度に基づいて加熱手段１０（発熱体１１等）の動作状態を判断することができるので、加熱手段１０の故障が起きる前に加熱手段１０をメンテナンス（取り換え等）することができる。更に、本実施形態に係る異常検知装置等によれば、加熱手段１０の故障が起きる前に加熱手段１０をメンテナンス（取り換え等）することができるので、熱処理中に加熱手段１０の異常が発生し、熱処理中の複数の基板を廃棄しなければいけない状態を回避することができる。すなわち、本発明の実施形態に係る異常検知装置、熱処理装置又は異常検知方法によれば、熱処理中に加熱手段１０に異常が発生したことによる処理中の複数の基板の廃棄を回避することができるので、基板処理に要するコストを大幅に削減することができる。また、本発明の実施形態に係る異常検知装置、熱処理装置又は異常検知方法によれば、検知した加熱手段１０の動作状態に基づいて、熱処理装置（加熱手段１０）の保守・管理を計画的且つ効率的に行うことができる。
【００５９】
また、本発明の実施形態に係る異常検知装置、熱処理装置又は異常検知方法によれば、発熱体１１に電力を供給する接続導体１３の温度を検出することによって、熱処理開始時及び熱処理中に、ノイズ及び電力制御の影響を受けることなく、加熱手段１０の動作状態（正常、異常若しくは異常の予兆など）を高精度に検知（又は校正）することができる。また、また、本実施形態に係る異常検知装置等によれば、発熱体１１に電力を供給する接続導体１３の温度を検出するので、接続導体１３等の微小な抵抗値の変化を検出することができる。すなわち、本実施形態に係る異常検知装置等によれば、接続導体１３等の微小な抵抗値の変化を検出することができるので、接続導体１３等の経年劣化を検出することができる。
【００６０】
更に、本発明の実施形態に係る異常検知装置、熱処理装置又は異常検知方法によれば、熱発電センサ（自己発電機能）を用いて接続導体１３の温度を検出することができるので、特に複数の位置の温度を検出する場合に、複数の熱発電センサに接続する複数の電源ケーブルを省略することができ、装置全体の配線を簡略化でき、装置を小型化することができる。
【実施例】
【００６１】
実施例に係る熱処理装置を用いて、本発明を説明する。
【００６２】
［熱処理装置及び異常検知装置の構成］、［熱処理装置の機能］
実施例に係る熱処理装置（及び異常検知装置）の構成等は、実施形態に係る熱処理装置１００の構成等と基本的に同様のため、異なる部分を主に説明する。
【００６３】
図５を用いて、本実施例に係る熱処理装置の検出部（検出手段）の配置を説明する。
【００６４】
図５に示すように、本実施例に係る熱処理装置は、バスバーＢＳに検出部２０ａ―Ａ、２０ａ―Ｂ及び２０ａ―Ｃを配置する。すなわち、本実施例に係る熱処理装置は、検出部２０ａ―Ａ、２０ａ―Ｂ及び２０ａ―Ｃを用いて、接続導体１３ａに対応するバスバーＢＳの表面温度を検出する。なお、接続導体１３ｂ乃至１３ｅに配置される検出部は、接続導体１３ａの場合と同様のため、説明を省略する。
【００６５】
図６を用いて、本実施例に係る熱処理装置の検出部（２０ａ―Ａ等）の検出結果を説明する。ここで、図６の左縦軸は反応管１２２の加熱温度、右縦軸はバスバーＢＳの表面温度、横軸は経過時間である。
【００６６】
図６に示すように、本実施例に係る熱処理装置は、バスバーＢＳに配置した検出部２０ａ―Ａ、２０ａ―Ｂ及び２０ａ―Ｃを用いて、接続導体１３ａの表面温度を時系列的に夫々検出する。ここで、検出部２０ａ―Ａ、２０ａ―Ｂ及び２０ａ―Ｃは、夫々温度Ｔｔａ、Ｔｔｂ及びＴｔｃを検出する。なお、図中のＴｈａは、反応管１２２の加熱温度である。
【００６７】
図６に示すように、検出部２０ａ―Ａ、２０ａ―Ｂ及び２０ａ―Ｃは、接続導体１３ａとの離間距離に比例して、温度の絶対値が小さくなる。しなしながら、検出部２０ａ―Ａ、２０ａ―Ｂ及び２０ａ―Ｃの温度変化の傾向は、互いに同様のため、加熱手段１０の動作状態を「正常」と判断することができる。なお、本実施例に係る熱処理装置は、検出部２０ａ―Ａ、２０ａ―Ｂ及び２０ａ―Ｃが夫々検出した温度の絶対値に基づいて、検出部２０ａ―Ａ、２０ａ―Ｂ又は２０ａ―Ｃの経年劣化の状態を判断してもよい。
【００６８】
図７を用いて、本実施例に係る熱処理装置の検出部が出力する電圧又は電力を説明する。
【００６９】
図７に示すように、本実施例に係る熱処理装置は、検出部として、熱発電センサ（熱電素子）を用いる。ここで、熱発電センサは温度差によって、起電力を発生する。図７に示すように、熱処理装置（判断部３２）は、検出部が出力する起電力（図７（ａ）の電圧Ｅ又は図７（ｂ）の電力Ｐ）に基づいて、予め定められる変換係数などを用いて、接続導体１３の温度に換算することができる。なお、熱発電センサを用いて温度を検出する方法は公知の技術を用いることができる。
【００７０】
［比較例１］
図８に、比較例１に係る電源の出力電圧値の波形の例を示す。
【００７１】
図８に示すように、本比較例に係る熱処理装置では、加熱手段に供給する電源の出力電圧値に基づいて、加熱手段の動作が正常か異常かを判断する。この場合、電源の出力電圧値にはノイズが含まれた波形となる。熱処理装置では、例えばプラズマ処理やその他の電気制御系を備えるため、電源の出力電圧値にノイズ成分が多く含まれる場合がある。また、熱処理装置では、例えば加熱によって加熱手段（発熱体、接続導体など）の抵抗値が変化するため、電源の出力電圧値も変位する場合がある。
【００７２】
すなわち、本比較例に係る熱処理装置の電源の出力電圧値に基づく加熱手段の動作状態の判断では、本発明の実施形態に係る熱処理装置１００の異常検知方法と比較して、異常を検知する精度が低下する。
【００７３】
したがって、本発明の実施形態に係る熱処理装置１００によれば、比較例１の電源の出力電圧値に基づく加熱手段の動作状態の判断方法と比較して、検出値に含まれるノイズの影響を低減又は除去することができる。これにより、本発明の実施形態に係る熱処理装置１００によれば、比較例１の場合と比較して、動作状態を高精度に検知することができる。
【００７４】
［比較例２］
図９に、比較例２に係る電源の出力電流値の波形の例を示す。ここで、図９の左縦軸は電源の出力電流値、右縦軸は本実施形態に係る熱処理装置１００が検出した接続導体１３（加熱手段１０）の温度、横軸は経過時間である。
【００７５】
図９に示すように、本比較例に係る熱処理装置では、加熱手段に供給する電源の出力電流値に基づいて、加熱手段の動作が正常か異常かを判断する。熱処理装置では、熱処理中に加熱温度を高精度に制御するために、加熱手段（発熱体）に供給する電流Ｉｓを頻繁に変更する場合がある。また、熱処理装置では、例えば加熱によって加熱手段（発熱体、接続導体など）の抵抗値が変化するため、電源の出力電流値Ｉｓも変位する場合がある。なお、図中のＴｔＤは、本発明の実施形態に係る熱処理装置１００（検出部、判断部）が検知した接続導体１３の温度である。本発明の実施形態に係る熱処理装置１００が検知した接続導体１３の温度は、熱処理中の電力制御（電源の出力値の変化）の影響を受けない。
【００７６】
すなわち、本比較例に係る熱処理装置の電源の出力電流値Ｉｓに基づく加熱手段の動作状態の判断では、本発明の実施形態に係る熱処理装置１００の異常検知方法と比較して、異常を検知する精度が低下する。
【００７７】
したがって、本発明の実施形態に係る熱処理装置１００によれば、電力制御の影響を除去することができるので、比較例２の場合と比較して、高精度、且つ、容易に動作状態を検知することができる。
【００７８】
以上のとおり、本発明の実施形態及び実施例を参照しながら、本発明を説明したが、本発明は上記の実施形態及び実施例に限定されることなく、添付の特許請求の範囲に照らし、種々に変更又は変形することが可能である。
【符号の説明】
【００７９】
１００  ：  熱処理装置
２００  ：  外部機器（ＰＣなど）
１０  ：  加熱手段
１１，１１ａ〜１１ｅ  ：  発熱体
１２，１２ａ〜１２ｅ  ：  電源
１３，１３ａ〜１３ｅ  ：  接続導体（電線を含む接続部材、バスバーなど）
２０  ：  検出手段
２０ａ〜２０ｅ  ：  検出部
３０  ：  制御手段
３１  ：  記憶部
３２  ：  判断部
３３  ：  加熱制御部
３４  ：  検出制御部
３５  ：  通信部
Ｐｒ  ：  プログラム
Ｍｄ  ：  プログラムを記録した記録媒体
【図１】
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【図２】
2014178071.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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