(57)【要約】【課題】本発明の目的は、処理室内を温度制御する基板処理装置において、特にボート上方に設置されたウエーハに関してウエーハ中央部の膜厚均が薄いことを改善し面内均一性を向上させる基板処理装置を提供することを目的とする。【解決手段】  基板処理装置において、温度設定値と温度制御検出値との偏差を演算し加算器を介して帰算処理する第１の温度制御と、処理室内の所望の温度での電力出力値を予め設定し該設定された出力値による第２の温度制御とを有し、前記所望の温度になる際は、前記第１の温度制御から前記第２の温度制御に切替えることを特徴とする基板処理装置を提供することができる。【選択図】図３
2005136370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理室と前記基板の主面と平行方向に位置し前記処理室を囲う筒状ヒー
タと前記基板の主面と垂直方向に位置し、前記処理室の上方に設けた板状ヒータとを有す
る基板処理装置において、前記板状ヒータは、温度設定値と温度制御検出値との偏差を演
算し加算器を介して帰算処理する第１の温度制御と、前記処理室内の所望の温度での電力
出力値を予め設定し該設定された出力値による第２の温度制御とを有し、前記所望の温度
になる際は、前記第１の温度制御から前記第２の温度制御に切替えることを特徴とする基
板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板（半導体ウエーハやガラス基板等、以下ウエーハという）を熱処理するた
めの基板処理装置に係り、特に多数のウエーハを搭載して処理炉内にて加熱処理されるヒ
ータを備えている基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスの製造工程では、例えば熱拡散工程やアニール工程やＣＶＤ工程で
使用される基板処理装置としては、縦型熱処理装置や枚葉熱処理装置が主流となっている
。特にこの縦型熱処理装置は、複数のシリコン等のウエーハを熱処理する処理炉を形成し
、ウエーハはウエーハ移載機（基板移動手段）によりウエーハを保持する基板保持具（以
下ボートという）に多枚数搬送されてボートと共に加熱手段としてのヒータ内部にある反
応室（処理室）にボートエレベータによりローディングされる。
【０００３】
前述した縦型熱処理装置においては、ウエーハを複数枚ずつ処理する反応室（処理室）を
有し、反応室内にウエーハを挿入し、加熱した状態で、反応ガス（処理ガス）や不活性ガ
スを導入し、ウエーハ表面に所要の薄膜を生成したり、不純物の拡散などを行う。ウエー
ハに生成される薄膜の均一性などは、歩留り、半導体素子の性能に大きく影響する。その
ような半導体素子の性能に影響を与えるものとして、ウエーハに熱処理を行うことが挙げ
られる。ウエーハへの熱処理としては、酸化処理や熱処理そして拡散処理やＣＶＤ処理等
を行うものがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した縦型熱処理装置を用いて、熱処理を行う場合、従来ボート上に設置されるウエー
ハの面内温度偏差とプロセス処理後のウエーハ面内膜厚均一性との関係について、ウエー
ハ面内温度偏差を小さくすれば、プロセス処理をした結果であるウエーハ面内膜厚均一性
は向上すると考えられてきた。しかしボート上方に設置された約１０枚のウエーハに関し
ては、ウエーハ面内温度偏差がほとんど無いにも関わらず、プロセス処理をした結果、ウ
エーハ面内膜厚均一性が悪く、特にウエーハ中央部の膜厚が薄いことが判明した。
【０００５】
本発明の目的は、上記事情を考慮し、処理室内を温度制御する基板処理装置において、特
にボート上方に設置されたウエーハに関してウエーハ中央部の膜厚が薄いことを改善し面
内膜厚均一性を向上させる基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
好適には、本発明の目的は、熱処理装置に具備される温度制御において、加熱手段に入力
する操作量を比例・積分・微分（ＰＩＤ）演算による帰還制御を用いて、当該加熱手段か
ら出力される制御量を制御する制御方式の改良することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため本発明に係る基板処理装置は、基板を処理する処理室と前記基
板の主面と平行方向に位置し前記処理室を囲う筒状ヒータと前記基板の主面と垂直方向に
位置し、前記処理室の上方に設けた板状ヒータとを有する基板処理装置において、前記板
状ヒータは、温度設定値と温度制御検出値との偏差を演算し加算器を介して帰算処理する
第１の温度制御と、前記処理室内の所望の温度での電力出力値を予め設定し該設定された
出力値による第２の温度制御とを有し、前記所望の温度になる際は、前記第１の温度制御
から前記第２の温度制御に切替えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明においては、ヒータからの制御量のオーバーシュートを低減することができ、処理
室（反応室）内を素早く一定の温度に安定させることができる。またボート上方の（約１
０枚の）ウエーハのウエーハ面内温度偏差を意図的に大きく、特にウエーハ中央部の温度
を高くできる。その結果、プロセス処理後のウエーハ面内膜厚均一性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の基板処理装置の構成を図面を用いて説明する。尚、以下の説明では、基板処理装
置として基板に熱処理などを行う縦型の装置（以下、単に処理装置とも表す）を適用した
場合について述べる。図１は、本発明に適用される一例である処理装置の外観斜視図であ
る。尚、この図は透視図として描かれている。また、図２は本発明に適用される一例であ
る図１に示す処理装置の側面図である。また、図３は本発明に適用される一例となる図１
に示す処理装置の酸化・拡散熱処理装置の構成図である。また、図４は本発明に適用され
る一例となる図１に示す処理装置の酸化・拡散熱処理装置の側面断面図である。また、図
５はＰＩＤ演算器で行われるＰＩＤ演算手順を表す構成図である。また、図６は切替え器
２５で行われる切替え制御のタイミングを表す温度と時間との関係グラフである。
【実施例１】
【００１０】
本発明の基板処理装置は、シリコン等からなるウエーハ２００を収納したポッド１００を
、外部から筐体１０１内へ挿入するため、およびその逆に筐体１０１内から外部へ払出す
ためのＩ／Ｏステージ（保持具授受部材）１０５が筐体１０１の前面に付設され、筐体１
０１内には挿入されたポッド１００を保管するためのカセット棚（載置手段）１０９が敷
設されている。また、ウエーハ２００の搬送エリアであり、後述のボート２１７のローデ
ィング、アンローディング空間となるＮ２パージ室（気密室）１０２が設けられている。
ウエーハ２００に処理を行うときのＮ２パージ室１０２の内部は、ウエーハ２００の自然
酸化膜を防止するためにＮ２ガスなどの不活性ガスが充満されるように、Ｎ２パージ室１
０２は密閉容器となっている。
【００１１】
上述したポッド１００としては、現在ＦＯＵＰというタイプが主流で使用されており、ポ
ッド１００の一側面に設けられた開口部を蓋体（図示せず）で塞ぐことで大気からウエー
ハ２００を隔離して搬送でき、蓋体を取り去る事でポッド１００内へウエーハ２００を入
出させることができる。このポッド１００の蓋体を取外し、ポッド内の雰囲気とＮ２パー
ジ室１０２の雰囲気とを連通させるために、Ｎ２パージ室１０２の前面側には、ポッドオ
ープナ（開閉手段）１０８が設けられている。ポッドオープナ１０８、カセット棚１０９
、およびＩ／Ｏステージ１０５間のポッド１００の搬送は、カセット移載機１１４によっ
て行なわれる。このカセット移載機１１４によるポッド１００の搬送空間には、筐体１０
１に設けられたクリーンユニット（図示せず）によって清浄化した空気をフローさせるよ
うにしている。
【００１２】
Ｎ２パージ室１０２の内部には、複数のウエーハ２００を多段に積載するボート２１７と
、ウエーハ２００のノッチ（又はオリエンテーションフラット）の位置を任意の位置に合
わせる基板位置合わせ装置１０６と、ポッドオープナ１０８上のポッド１００と基板位置
合わせ装置１０６とボート２１７との間でウエーハ２００の搬送を行うウエーハ移載機（
搬送手段）１１２とが設けられている。また、Ｎ２パージ室１０２の上部にはウエーハ２
００を処理するための処理炉２０２が設けられており、ボート２１７はボートエレベータ
（昇降手段）１１５によって処理炉２０２へローディング、又は処理炉２０２からアンロ
ーディングすることができる。これら、Ｉ／Ｏステージ１０５やカセット移載機１１４ポ
ッドオープナ１０８等の搬送ロボットは、駆動制御部により制御する。
【００１３】
次に、本発明の処理装置の動作について説明する。
先ず、ＡＧＶやＯＨＴなどにより筐体１０１の外部から搬送されてきたポッド１００は
、Ｉ／Ｏステージ１０５に載置される。Ｉ／Ｏステージ１０５に載置されたポッド１００
は、カセット移載機１１４によって、直接ポッドオープナ１０８上に搬送されるか、また
は、一旦カセット棚１０９にストックされた後にポッドオープナ１０８上に搬送される。
ポッドオープナ１０８上に搬送されたポッド１００は、ポッドオープナ１０８によってポ
ッド１００の蓋体を取外され、ポッド１００の内部雰囲気がＮ２パージ室１０２の雰囲気
と連通される。
【００１４】
次に、ウエーハ搬送機１１２によって、Ｎ２パージ室１０２の雰囲気と連通した状態の
ポッド１００内からウエーハ２００を取出す。取出されたウエーハ２００は、基板位置合
わせ装置１０６によって任意の位置にノッチが定まる様に位置合わせが行なわれ、位置合
わせ後、ボート２１７へ搬送される。
【００１５】
ボート２１７へのウエーハ２００の搬送が完了したならば、処理室２０１の炉口シャッ
タ１１６を開けて、ボートエレベータ１１５５によりウエーハ２００を搭載したボート２
１７をローディングする。
ローディング後は、処理炉２０２にてウエーハ２００に任意の処理が実施され、処理後は
上述の逆の手順で、ウエーハ２００およびポッド１００は筐体１０１の外部へ払出される
。
【００１６】
次に、図４に示した酸化、拡散処理装置について説明する。
均熱管８は例えばＳＩＣ等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
円筒状の形態である。例えば石英（ＳｉＯ２）等の耐熱性材料からなる反応容器（以下反
応管７）は、下端に開口を有する円筒状の形態を有し、均熱管８内に同心円状に配置され
ている。反応管７の下部には例えば石英からなるガスの供給管１３と排気管１０が連結さ
れていて、供給管１３と連結する導入口２０は反応管７下部から、反応管７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７内部に至る。排気管１０は反応管７の排気
口１１に接続される。ガスは供給管１３から反応管７天井部から内部にガスを流し、反応
管７下部に接続された排気管１０から排気されるようになっている。
【００１７】
反応管７の導入口２０にはガスの供給管１３により、処理用のガスが反応管７内に供給さ
れるようになっている。このガスの供給管１３はガスの流量制御手段（以下マスフローコ
ントローラ（ＭＦＣ）１４）若しくは水分発生器（図示しない）に連結されており、ＭＦ
Ｃ１４はガス流量制御部に接続されており、供給するガス若しくは水蒸気（Ｈ２Ｏ）の流
量を所定の量に制御し得る。
【００１８】
反応管７の排気口１１には、圧力調節器（例えばＡＰＣ１５）に連結されたガスの排気管
１０が接続されており、反応管７内を流れるガスを排出し、反応管７内をＡＰＣ１５によ
り圧力を制御することにより、所定の圧力にするよう圧力検出手段（以下圧力センサ１６
）により検出し、圧力制御部により制御する。
【００１９】
反応管７の下端開口部には、例えば石英からなる円盤状の保持体（以下ベース１２）が、
Ｏリング１７を介して気密シール可能に着脱自在にあり、ベース１２は円盤状の蓋体（以
下シールキャップ１８）の上に取付けられている。又、シールキャップ１８には、回転手
段（以下回転軸１９）が連結されており、回転軸１９により、保持体（以下石英キャップ
９）及び基板保持手段（ボート２１７）、ボート２１７上に保持されている基板（ウエー
ハ２００）を回転させる。又、シールキャップは昇降手段（ボートエレベータ１１５）に
連結されていて、ボート２１７を昇降させる。回転軸１９、及びボートエレベータ６を所
定のスピードにするように、駆動制御部により制御する。
【００２０】
反応管７の外周には加熱手段（以下円筒状ヒータ２）が同心円状に配置されている。円筒
状ヒータ２は、反応管７内の温度を上位コントローラで設定された処理温度にするよう温
度検出手段（以下ヒータ熱電対４、カスケード熱電対５）により温度を検出し、温度制御
部により制御する。
【００２１】
ここでヒータ熱電対４は円筒状ヒータ２の近傍の温度を検出する。カスケード熱電対５は
均熱菅８と反応菅７の間の温度すなわち処理室２０１近傍を検出する。
また一例として、カスケード熱電対５は反応菅７とボート２１７の間に設置され、反応菅
７内の温度を検出することもできる。
【００２２】
反応菅７の上部には加熱手段（以下板状（面状）ヒータ１）が配置されている。板状（面
状）ヒータ１は反応菅７上部より熱量を加えることによって反応菅７内の温度を上位コン
トローラで設定された処理温度にするようヒータ熱電対３により温度を検出し、温度制御
部により制御する。ここでヒータ熱電対３は板状（面状）ヒータ１の近傍の温度を検出す
る。
【００２３】
図４に示した処理炉による酸化、拡散処理方法の一例を説明すると、まず、ボートエレベ
ータ１１５によりボート２１７を下降させる。ボート２１７に複数枚のウエーハ２００を
保持する。次いで、板状（面状）ヒータ１及び円筒状ヒータ２により加熱しながら、反応
管７内の温度を所定の処理温度にする。この際、反応管７上部に板状（面状）ヒータ１を
設けているため、反応管上部から熱量が処理室２０１内に入ることにより、意図的にボー
ト２１７上方約１０枚のウエーハ２００の見かけ上のウエーハ面内温度偏差を大きくする
ことにより、板状（面状）ヒータ１を設けていない際に生じていたウエーハ２００の中央
部の温度が低くなることを改善することができ、したがって、ウエーハ２００の面内温度
偏差が小さくすることができ、若いては、ウエーハプロセス処理をした結果、ウエーハ面
内膜厚均一性を向上させることができる。
【００２４】
ガスの供給管１３に接続されたＭＦＣ１４により予め反応管７内を不活性ガスで充填して
おき、ボートエレベータ１１５により、ボート２１７を上昇させて反応管７内に移し、反
応管７の内部温度を所定の処理温度に維持する。反応管７内を所定の圧力に保った後、回
転軸１９により、ボート２１７及びボート２１７上に保持されているウエーハ２００を回
転させる。同時にガスの供給管１３から処理用のガスを供給若しくは水分発生器から水蒸
気を供給する。供給されたガスは、反応管７を下降し、ウエーハ２００に対して均等に供
給される。
【００２５】
酸化・拡散処理中の反応管７内は、排気管１０を介して排気され、所定の圧力になるよう
ＡＰＣ１５により圧力が制御され、所定時間、酸化・拡散処理を行う。
【００２６】
このようにして酸化・拡散処理が終了すると、次のウエーハ２００の酸化・拡散処理に移
るべく、反応管７内のガスを不活性ガスで置換するとともに、圧力を常圧にし、その後、
ボートエレベータ１１５によりボート２１７を下降させて、ボート２１７及び処理済のウ
エーハ２００を反応管７から取出す。反応管７から取出されたボート２１７上の処理済の
ウエーハ２００は、未処理のウエーハ２００と交換され、再度前述同様にして反応管７内
に上昇され、酸化・拡散処理が成される。
【００２７】
なお、一例まで、本実施例の処理炉にて処理される処理条件は、酸化膜の成膜において、
ウエーハ温度１０００℃、ガス種供給量は、酸素（Ｏ２）が ３．２Ｌ／ＭＩＮ、水素（
Ｈ２）が２．８Ｌ／ＭＩＮ、処理圧力は０．１ＭＰａである。
【００２８】
前述したように、反応管７上部に加熱手段（板状（面状）ヒータ１）を設けていることに
より、ウエーハ２００の面内温度偏差が小さくすることができ、若いては、ウエーハプロ
セス処理をした結果、ウエーハ面内膜厚均一性を向上させることができるが、反応管７上
部に加熱手段（板状（面状）ヒータ１）を設けていることが、特に温度安定時において、
反応管上部への熱影響を大きくしすぎる場合がある。とりわけ、処理室２０１内の温度を
急速に上昇（例えば３０度／ＭＩＮ）させた後、処理室２０１内を所望の温度にて安定さ
せることを素早くする必要があるが、板状（面状）ヒータ１の熱影響により素早く所望の
温度に制御できないことになる。
【００２９】
次に図３に示す一つには、前述の温度変化工程から温度安定工程に移行する際の温度制御
を改善するための制御装置２８について説明する。
制御装置２８は減算器２０、２１、２２とＰＩＤ演算器２３、２４、２６と切替え装置２
５とＰｏｗｅｒ固定出力器２７とから構成される。
【００３０】
まず円筒状ヒータ２の温度制御について説明する。減算器２０は上位コントローラで設定
される設定値Ｓと制御量Ａを減算した結果を偏差Ｄとして算出し、ＰＩＤ演算器２３へ出
力するものである。
【００３１】
[ＰＩＤ制御]
ＰＩＤ演算器について図３に基づいて説明する。
ＰＩＤ演算器は図３に示す、加算器３０と積分演算３１と比例演算３２と微分演算３３と
から構成される。積分演算３１は偏差Ｉを入力し、偏差Ｉを時間積分演算（Ｉ演算）した
結果に予め設定されているパラメータＫiを乗じた値を積分値Ｎとして出力するものであ
る。ある特定の時間tにおける偏差ＩをＩ(t)、そのときの積分値ＮをＮ(t)で表すとする
と、積分値Ｎは（１）式（数１）に従って求められる。
【００３２】
【数１】
2005136370.tif 000003
【００３３】
比例演算器３２は偏差Ｉを入力し、予め設定されているパラメータＫpを乗じた（Ｐ演算
）値を比例値Оとして出力するものである。ある特定時間tにおける偏差ＩをＩ(t)、その
ときの比例値ОをО(t)で表すと、比例値Оは（２）式（数２）に従って求められる。
【００３４】
【数２】
2005136370.tif 000004
【００３５】
微分演算器３３は、偏差Ｉを入力し、偏差Ｉを時間微分演算（Ｄ演算）した結果に予め設
定されているパラメータＫdを乗じた値を微分値Ｒとして出力するものである。
ある特定の時間tにおける偏差ＩをＩ(t)、そのときの微分値ＲをＲ(t)で表すとすると、
微分値Ｒは（３）式（数３）に従って求められる。
【００３６】
【数３】
2005136370.tif 000005
【００３７】
加算器３０は積分値Ｎと比例値Оと微分値Ｒを入力し、それらの総和を算出し操作量Ｍを
出力するものである。ある特定の時間tにおける偏差ＩをＩ(t)、そのときの操作量ＭをＭ
(t)で表すとすると、前述した（１）式（数１）、（２）式（数２）、（３）式（数３）
から操作量Ｍは（４）式（数４）に従って求められ、これをＰＩＤ演算と呼ぶ。
【００３８】
【数４】
2005136370.tif 000006
【００３９】
つまり図３で示すように、まず、上位コントローラから制御装置２８へ目標値Ｓが入力さ
れ、加えてカスケード熱電対５からの制御量Ａが入力され、制御装置２８内の減算器２０
では目標値Ｓから制御量Ａを減算した偏差Ｄが出力され、ＰＩＤ演算器２３では、偏差Ｄ
を用いてＰＩＤ演算され、操作量Ｘが決定される。この操作量Ｘは目標値Ｗに変換され、
この目標値Ｗとヒータ熱電対４からの制御量Ｂが減算器２１に入力され、減算器２１では
目標値Ｗから制御量Ｂを減算した偏差Ｅが出力され、ＰＩＤ演算器２４では偏差Ｅを用い
てＰＩＤ演算され、制御装置２８の出力として操作量Ｚが出力され、円筒状ヒータ２に入
力される。そして円筒状ヒータ２から出力された制御量Ａ、Ｂは再び制御装置２８に帰還
される。このように制御装置２８から出力される操作量Ｚを、目標値Ｓと制御量Ａとの偏
差Ｄが零になるように時々刻々と変化させている。このような制御方式をＰＩＤ制御と呼
ぶ。
【００４０】
次に板状（面状）ヒータ１の温度制御について説明する。
板状（面状）ヒータ１では上記のＰＩＤ制御に加え、Ｐｏｗｅｒ固定制御が行われる。
【００４１】
減算器２２では上位コントローラで設定される目標値Ｖが入力され、加えてヒータ熱電対
３からの制御量Ｃが入力され、目標値Ｖと制御量Ｃを減算した偏差Ｆを出力する。
切替え装置２５ではある条件において制御切替え処理を行う。ここで制御切替え処理を行
うある条件とは一例として図６に示すように設定温度Ｔがランプレート制御（例：設定温
度を100℃/minで昇温する制御）されており、設定温度Ｔが目標温度T0 になった時点t0 
である。ある特定の時間tにおける設定温度をＴ(t)とすると、条件（５）（数５）を満た
す場合は偏差ＦをＰＩＤ演算器２６に入力し、ＰＩＤ制御を行い板状（面状）ヒータ１へ
の出力Ｙを決定する。
【００４２】
【数５】
2005136370.tif 000007
【００４３】
あるいは条件（６）（数６）を満たす場合はＰｏｗｅｒ固定制御を行い板状（面状）ヒー
タ１への出力Ｙを決定する。
【００４４】
【数６】
2005136370.tif 000008
【００４５】
[Ｐｏｗｅｒ固定制御]
Ｐｏｗｅｒ固定制御について説明する。
Ｐｏｗｅｒ固定出力器２７は、板状（面状）ヒータ１の目標温度T0 安定時のＰｏｗｅｒ
出力を予め求めておきその値をＰｏｗｅｒ固定出力器の出力として出力するものである。
つまり図１に示すようにまず上位コントローラから制御装置２８へ目標値Ｖが入力され、
加えてヒータ熱電対３からの制御量Ｃが制御装置２８に入力され、切替え装置２５では図
４に示すようにランプレート制御された設定温度Ｔが目標温度T0より低い場合は偏差Ｆを
出力し、ＰＩＤ演算器２６では偏差Ｆを用いてＰＩＤ演算され、制御装置２８の出力とし
て操作量Ｙを板状（面状）ヒータ１に入力される。またランプレート制御された設定温度
Ｔが目標温度T0より高いか同じである場合は、Ｐｏｗｅｒ固定出力器によって予め設定さ
れたある一定の値Ｙを制御装置２８の出力として板状（面状）ヒータ１に入力される。
【００４６】
そして板状（面状）ヒータ１から出力された制御量Ｃは再び制御装置２８へ帰還される。
このように制御装置２８から出力される操作量Ｙを目標値Ｖと制御量Ｃとの偏差Ｆが零に
なるように時々刻々変化させている。
このような制御方式をＰＩＤ＋Ｐｏｗｅｒ固定制御と呼ぶ。
【００４７】
この他にも板状（面状）ヒータ１の制御についてはＰｏｗｅｒ固定制御のみで行うことも
考えられる。
この場合、図４で示す温度制御を切り返る時点 t0以前もＰＩＤ制御ではなく、Ｐｏｗｅ
ｒ固定制御を行う。
【００４８】
また板状（面状）ヒータ１の制御については、ＰＩＤ制御からＰｏｗｅｒ固定制御に切替
える条件として、上記の（５）（数５）、（６）（数６）だけでなく、減算器２２の出力
である偏差Ｆの値、あるいはヒータ２から出力される制御量Ａ，Ｂの値などを用いた条件
が考えられる。
【００４９】
前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。
【００５０】
例えば、板状（面状）ヒータをＰＩＤ制御、円筒状ヒータもＰＩＤ制御とすると、お互い
がフィードバック制御するため、熱の干渉により、円筒状ヒータと板状（面状）ヒータの
影響する範囲（ボート上方の約１０枚）において、温度が安定するまでに余計な時間がか
かったりする。特に、処理室内の温度上昇具合を急速に変化させる、すなわち、温度上昇
期から温度安定期に差し掛かるタイミングにおいて、所望の設定温度より高い温度になる
オーバーシュートが、非常に大きくなってしまう。このオーバーシュートを回復すべく、
板状（面状）ヒータ、円筒状ヒータそれぞれが、フィードバック制御するため、温度が安
定するまで時間がかかってしまう。対し本実施例の形態によれば、板状（面状）ヒータの
電力値を所望の電力にて固定とし制御とすることで、板状（面状）ヒータの温度制御は一
定となるため、フィードバック制御は円筒状ヒータのみとなり、温度の安定する時間が短
縮する。特に、温度上昇期から温度安定期に差し掛かるタイミングにおいて、所望の設定
温度より高い温度になるオーバーシュートが、軽減される。また、オーバーシュートが軽
減された分および、円筒状ヒータのみのフィードバック制御となるため、温度が安定する
まで時間が短縮する。
【００５１】
特に、円筒状ヒータと板状（面状）ヒータの影響する範囲（ボート上方の約１０枚）の中
でも、ウエーハの中央部温度において、板状（面状）ヒータの電力出力量とボート上方の
約１０枚のウエーハ中央部温度には、所定の関係が生じる。そのため、板状（面状）ヒー
タの電力出力値は、例えば、ＰＩＤ制御のように、処理室の実際の温度と設定温度との偏
差を用いて、フィードバック制御するのでは、トータルの電力出力量としては、所望の量
とは必ずしもならず、時々に応じバラツキが生じてしまう。対し本実施例の形態によれば
、固定制御とすることにより、電力出力量が固定されるため、所望の安定した電力出力量
を供給できることになる。
【００５２】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々に変更が可能であることはいうまでもない。
【００５３】
例えば、本実施例では、円筒状ヒータ２は１ゾーンとしたが、２ゾーン以上であっても良
い。また、その際、本発明の１ゾーンの説明同様に温度制御もそれぞれが独立して制御が
可能であるとしても良い。
【００５４】
熱処理は酸化処理や拡散処理および拡散だけでなくイオン打ち込み後のキャリア活性化や
平坦化のためのリフローおよびアニール処理等に限らず、成膜処理等の熱処理であっても
よい。
【００５５】
被処理物はウエ−ハに限らず、ホトマスクやプリント配線基板、液晶パネル、光ディスク
および磁気ディスク等であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、縦形熱処理装置（バッチ式縦形ホットウオール形熱処理装置）および枚葉式
ホットウオール形熱処理装置に限らず、バッチ式横形ホットウオール形熱処理装置や縦形
および横形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置等の熱処理装置全般並びに半導体製造装置全
般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に適用される一例である処理装置の外観斜視図である。
【図２】本発明に適用される一例である図１に示す処理装置の側面図である。
【図３】本発明に適用される一例となる図１に示す処理装置の酸化・拡散熱処理装置の構成図である。
【図４】本発明に適用される一例となる図１に示す処理装置の酸化・拡散熱処理装置の側面断面図である。
【図５】ＰＩＤ演算器で行われるＰＩＤ演算手順を表す構成図である。
【図６】切替え器２５で行われる切替え制御のタイミングを表す温度と時間との関係グラフである。
【符号の説明】
【００５８】
１   板状（面状）ヒータ
２   円筒状ヒータ
３   ヒータ熱電対
４   ヒータ熱電対
５   カスケード熱電対
６   導入管
７   反応管
８   均熱管
９   石英キャップ
１０ 排気管
１１ 排気口
１２ ベース
１３ ガス供給管
１４ ＭＦＣ（マスフローコントローラ、流量調節器）
１５ ＡＰＣ（オートプレッシャコントローラ、圧力調節器）
１６ 圧力センサ
１７ Ｏリング
１８ シールキャップ
１９ 回転軸
２０ 減算器
２１ 減算器
２２ 減算器
２３ ＰＩＤ演算器
２４ ＰＩＤ演算器
２５ 切替え器
２６ ＰＩＤ演算器
２７ ＰＯＷＥＲ固定出力器
２８ 制御装置
３０ 加算器
３１ 積分演算
３２ 比例演算
３３ 微分演算
１００  ポッド
１０１  筐体
１０２  Ｎ２パージ室
１０５  Ｉ／Ｏステージ
１０６  基板位置合わせ装置
１０８  ポッドオープナ
１０９  カセット棚（裁置手段）
１１２  ウエーハ移載機
１１４  カセット移載機
１１５  ボートエレベータ
１１６  炉口シャッタ
２００  基板（ウエーハ）
２０１  処理室
２０２  処理炉
２１７  ボート
【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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【図６】
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