(57)【要約】【課題】簡単な構成でヒータの交換時期を判定して、ヒータの不具合による被処理基板の不良を防止することができる半導体製造装置の電熱線の劣化判定方法及び半導体製造装置を提供する。【解決手段】縦型拡散炉は、筐体の内部には筒状ヒータ１１を有している。筒状ヒータ１１の各ブロック２０Ａ〜２０Ｄには、それぞれ電熱線２４Ａ〜２４Ｄが備えられている。例えば、Ｕブロック２０Ｄを所定時間だけ所定温度（例えば８００度）に維持するために電熱線２４Ｄに供給される電流値の積算を第１の積算電流値として保存する。また、Ｕブロック２０Ｄを所定時間だけ所定温度に維持する場合に、交換が必要な程度に劣化した電熱線２４Ｄに供給される電流値の積算の第１の総電流値を予め求める。第１の総電流値と第１の積算電流値とを比較して、第１の積算電流値が第１の総電流値よりも大きい場合には電熱線２４Ｄが劣化していると判定する。【選択図】図２
2009076531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電熱線を備えたヒータを有する半導体製造装置の電熱線の劣化判定方法であって、
電流が供給された前記電熱線の熱により前記ヒータ内部の温度を所定温度に制御させて
いるときに、前記電熱線に供給される電流の電流値に基づいて算出される算出値を、予め
求めた前記電熱線の劣化を示す値としての劣化値と比較して、前記算出値と前記劣化値の
比較に基づいて前記電熱線が劣化していることを判定することを特徴とする半導体製造装
置の電熱線の劣化判定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体製造装置の電熱線の劣化判定方法において、
前記算出値は、所定の測定時間内に前記電熱線に供給された電流値を積算した第１の積
算電流値であり、
前記劣化値は、前記電熱線が劣化した場合に前記測定時間内に供給される電流値を積算
した第１の総電流値であり、
前記算出値と前記劣化値とを比較して、前記算出値が前記劣化値より大きい場合には前
記電熱線が劣化していると判定することを特徴とする半導体製造装置の電熱線の劣化判定
方法。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体製造装置の電熱線の劣化判定方法において、
前記算出値は、前記電熱線に使用を開始されてからこれまでに供給された電流値を積算
した第２の積算電流値であり、
前記劣化値は、前記電熱線が使用を開始されてから劣化するまでに該電熱線に流すこと
のできる電流値の積算である第２の総電流値であり、
前記算出値と前記劣化値とを比較して、前記算出値が前記劣化値より大きい場合には前
記電熱線が劣化していると判定することを特徴とする半導体製造装置の電熱線の劣化判定
方法。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体製造装置の電熱線の劣化判定方法において、
前記算出値は、前記電熱線が使用を開始されてから劣化するまでに該電熱線に流すこと
のできる電流値の積算である第２の総電流値と該電熱線に使用を開始されてからこれまで
に供給された電流値を積算した第２の積算電流値との差から差分電流値を算出して、前記
第２の積算電流値を前記電熱線のこれまでの使用日数で除した１日当りの平均電流値を算
出し、前記差分電流値を前記平均電流値で除して求められる前記電熱線が劣化するまでの
残日数であり、
前記劣化値は、前記残日数に対して前記電熱線の劣化を判定するための日数であり、
前記算出値と前記劣化値とを比較して、前記算出値が前記劣化値より小さい場合には前
記電熱線が劣化していると判定することを特徴とする半導体製造装置の電熱線の劣化判定
方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の半導体製造装置の電熱線の劣化判定方法において
、
前記ヒータ内部の温度を一定の温度に制御させているときに、前記電熱線の劣化の判定
をすることを特徴とする半導体製造装置の電熱線の劣化判定方法。
【請求項６】
ヒータに備えられた断熱筒と、
前記断熱筒の内側面に沿って螺旋状に配設された電熱線と、
前記電熱線の内側に設けられ、内部に配置される被処理基板を外気と隔離することがで
きる内管と、
前記電熱線の劣化を判定するために前記電熱線に供給される電流を測定する電流センサ
と、
電流が供給された前記電熱線の熱により前記ヒータ内部の温度を所定温度に制御させて
いるときに、前記電熱線に供給される電流の電流値に基づいて算出される算出値を、予め
求めた前記電熱線の劣化を示す値としての劣化値と比較して、前記算出値と前記劣化値の
比較に基づいて前記電熱線が劣化していることを判定する劣化判定手段と、
を備えることを特徴とする半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置の電熱線の劣化判定方法及び半導体製造装置に関するもので
ある。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体素子を含む集積回路を形成する半導体ウエハ等（被処理基板）の製造
工程に使用される半導体製造装置の一つとして熱処理装置がある。熱処理装置は、その内
部の処理室に格納した被処理基板を所定の高温にすることによって、該被処理基板に所定
の処理を施す装置である。被処理基板が熱処理装置にて施される処理としては、アニール
処理、薄膜などの成膜処理、及び不純物の拡散を行なう拡散処理等があげられる。
【０００３】
熱処理装置は、処理室周囲に配置されたヒータ（電熱線）を発熱させて、被処理基板が
格納された処理室の温度を目的の高温まで昇温させる。ところで、電熱線は、使用してい
ると使用に伴う経年変化などによる劣化を生じる。そして、劣化した電熱線は、発熱量の
低下や断線などの不具合を生じ、これらの不具合によって処理室の温度を好適に目的の高
温にすることができなくなる。電熱線の不具合、特に断線が被処理基板を処理中に生じる
と処理室内部の温度を高温にすることができなくなり、処理中の被処理基板を不良にする
虞が大きかった。
【０００４】
そこで、ヒータ（電熱線）の断線により被処理基板に不良が生じることを防止するため
に、ヒータ（電熱線）の断線を好適に予知して必要に応じてヒータ交換ができる方法が提
案されている（特許文献１）。
【０００５】
特許文献１は、交流電源からヒータに電力を供給する電力調整用サイリスタ回路を、電
力フィードバック部が、制御するようになっている。詳述すると、電力フィードバック部
は、測定したヒータに供給された電流及び電圧と、温度制御部から入力されるヒータの測
定温度に対応した温度制御信号とに基づいて、電力調整用サイリスタ回路を介してヒータ
に供給する電力をフィードバック制御している。また、温度制御部は、断線予知機能を備
えている。断線予知機能は、測定温度及び抵抗温度係数から論理的なヒータ抵抗値を求め
、電力フィードバック部から送られる測定電流及び測定電圧から実際のヒータ抵抗値を求
め、求められた論理的なヒータ抵抗値に対する実際のヒータ抵抗値の変化率に基づいてヒ
ータの断線の虞を判定するものであった。
【特許文献１】特開２００６−８５９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１は、ヒータの断線の虞を判断するために、電流、電圧及び温
度を測定しなければならないとともに、抵抗温度係数といった電熱線固有の情報を必要と
し、ヒータの断線の虞を判定するシステム構成を複雑にしていた。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、簡単な構
成でヒータの交換時期を判定して、ヒータの不具合による被処理基板の不良を防止するこ
とができる半導体製造装置の電熱線の劣化判定方法及び半導体製造装置を提供することに
ある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の半導体製造装置の電熱線の劣化判定方法は、電熱線を備えたヒータを有する半
導体製造装置の電熱線の劣化判定方法であって、電流が供給された前記電熱線の熱により
前記ヒータ内部の温度を所定温度に制御させているときに、前記電熱線に供給される電流
の電流値に基づいて算出される算出値を、予め求めた前記電熱線の劣化を示す値としての
劣化値と比較して、前記算出値と前記劣化値の比較に基づいて前記電熱線が劣化している
ことを判定することを特徴とする。
【０００９】
本発明の半導体製造装置の電熱線の劣化判定方法によれば、電熱線に供給される電流値
に基づいて算出された算出値と劣化値の比較に基づいて電熱線の劣化を判定できる。従っ
て、劣化の判断が容易でなかった電熱線に対して、その劣化を、電熱線に劣化による不具
合が生じる以前に知ることができる。その結果、電熱線に生じた劣化による不具合によっ
て、被処理基板に不良が生じることを防ぐことができる。
【００１０】
また、劣化値として、交換が必要なほどに劣化した電熱線を示す値を用いれば、劣化し
た電熱線の交換時期を知ることができる。
この半導体製造装置の電熱線の劣化判定方法は、前記算出値は、所定の測定時間内に前
記電熱線に供給された電流値を積算した第１の積算電流値であり、前記劣化値は、前記電
熱線が劣化した場合に前記測定時間内に供給される電流値を積算した第１の総電流値であ
り、前記算出値と前記劣化値とを比較して、前記算出値が前記劣化値より大きい場合には
前記電熱線が劣化していると判定することが好適である。
【００１１】
この半導体製造装置の電熱線の劣化判定方法によれば、予め定められた所定の測定時間
内における第１の積算電流値によって、電熱線の劣化を判定した。従って、劣化の判定を
行ないたいときに所定の測定時間を確保するだけで容易に、電熱線の劣化の判定をするこ
とができる。
【００１２】
この半導体製造装置の電熱線の劣化判定方法は、前記算出値は、前記電熱線に使用を開
始されてからこれまでに供給された電流値を積算した第２の積算電流値であり、前記劣化
値は、前記電熱線が使用を開始されてから劣化するまでに該電熱線に流すことのできる電
流値の積算である第２の総電流値であり、前記算出値と前記劣化値とを比較して、前記算
出値が前記劣化値より大きい場合には前記電熱線が劣化していると判定するようにしても
よい。
【００１３】
この半導体製造装置の電熱線の劣化判定方法によれば、算出値は電熱線に供給された積
算電流値なので算出が容易である。また、積算電流値は、電熱線に流れた全ての電流値を
積算した値であるので、電流が流れることによって生じるによる電熱線の劣化を好適に判
定するこができる。
【００１４】
この半導体製造装置の電熱線の劣化判定方法は、前記算出値は、前記電熱線が使用を開
始されてから劣化するまでに該電熱線に流すことのできる電流値の積算である第２の総電
流値と該電熱線に使用を開始されてからこれまでに供給された電流値を積算した第２の積
算電流値との差から差分電流値を算出して、前記第２の積算電流値を前記電熱線のこれま
での使用日数で除した１日当りの平均電流値を算出し、前記差分電流値を前記平均電流値
で除して求められる前記電熱線が劣化するまでの残日数であり、前記劣化値は、前記残日
数に対して前記電熱線の劣化を判定するための日数であり、前記算出値と前記劣化値とを
比較して、前記算出値が前記劣化値より小さい場合には前記電熱線が劣化していると判定
することも好ましい。
【００１５】
この半導体製造装置の電熱線の劣化判定方法によれば、電熱線が劣化するまでの期間を
この電熱線の使用状態に対応した残日数として算出することができる。その結果、電熱線
が劣化するまでの時間を、この電熱線の使用状態に対応させた残日数として容易に知るこ
とができる。
【００１６】
この半導体製造装置の電熱線の劣化判定方法は、前記ヒータ内部の温度を一定の温度に
制御させているときに、前記電熱線の劣化の判定をするようにしてもよい。
この半導体製造装置の電熱線の劣化判定方法によれば、ヒータ内部の温度を一定の温度
に制御させているときに劣化の判定をするので、ヒータの温度の昇温や降温を必要とする
測定に比べて、測定条件が簡単であるとともに、測定機会を多くすることができる。また
、ヒータの温度を昇温や降温させる煩わしさを減らすことができる。
【００１７】
本発明の半導体製造装置は、ヒータに備えられた断熱筒と、前記断熱筒の内側面に沿っ
て螺旋状に配設された電熱線と、前記電熱線の内側に設けられ、内部に配置される被処理
基板を外気と隔離することができる内管と、前記電熱線の劣化を判定するために前記電熱
線に供給される電流を測定する電流センサと、電流が供給された前記電熱線の熱により前
記ヒータ内部の温度を所定温度に制御させているときに、前記電熱線に供給される電流の
電流値に基づいて算出される算出値を、予め求めた前記電熱線の劣化を示す値としての劣
化値と比較して、前記算出値と前記劣化値の比較に基づいて前記電熱線が劣化しているこ
とを判定する劣化判定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明の半導体製造装置によれば、算出値と劣化値の比較に基づいて電熱線の劣化を判
定できる。従って、断熱筒と内管の間に配設されて、通常は容易に劣化の判断をすること
ができない電熱線に対して、電熱線に劣化による不具合が生じる以前に劣化による交換の
時期を知ることができる。その結果、電熱線に生じた劣化による不具合によって、被処理
基板に不良が生じることを防ぐことができる。
【００１９】
また、劣化値として、交換が必要なほどに劣化した電熱線を示す値を用いれば、劣化し
た電熱線の交換時期を知ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を具体化した実施形態を図１〜図６に従って説明する。
図１は、半導体製造装置としての縦型拡散炉１の断面構造を示す断面図である。
図１に示すように、縦型拡散炉１は、被処理基板を熱処理する装置であり、筐体１０を
有している。筐体１０の内部には、筒状ヒータ１１と、その筒状ヒータ１１の内部に設け
た筒状ヒータ１１と同心円筒形状の内管１２を有している。そして、内管１２の内部には
、複数の被処理基板（ワーク）Ｗを搭載したボート１３が配置されるようになっている。
【００２１】
筐体１０は、保守などに用いられる図示しない扉を有していて、その扉を開けると筐体
１０内部に配設されている筒状ヒータ１１の外側面１１Ａ等を筐体１０の外側から見るこ
とができるようになっている。
【００２２】
筐体１０の内側面には、ヒータ支持部１０Ａが延出形成され、そのヒータ支持部１０Ａ
の中心位置には、内管１２の外径と略同じ大きさの穴１０Ｂが貫通形成されている。そし
て、ヒータ支持部１０Ａは、筐体１０の天板１０Ｃとの間において、筒状ヒータ１１など
を配設可能に設けられていて、ヒータ支持部１０Ａの上面は、略水平に構成されている。
【００２３】
ヒータ支持部１０Ａの上面には、筒状ヒータ１１の底面と略同じ大きさの環状のヒータ
基台１４が固設されている。ヒータ基台１４の上面には、筒状ヒータ１１の底面が支持固
定されている。また、筒状ヒータ１１の上面には、筒状ヒータ１１の上面開口部を覆う断
熱材１４Ａが固定されている。
【００２４】
前記ヒータ支持部１０Ａに貫通形成された穴１０Ｂの内周面には、環状の炉口フランジ
１５が嵌合固着されている。
炉口フランジ１５の上部は、ヒータ支持部１０Ａの上面よりも上方に延出されるととも
に、内管１２の径と略同じ大きさの環状に形成されている。そして、炉口フランジ１５の
上部には、内管１２の底部が気密固定されている。また、炉口フランジ１５の内径は、内
管１２の内径と略同じ大きさに形成されている。
【００２５】
内管１２の内部（処理室１２Ａ）には、ボート１３が挿抜可能に配設されている。ボー
ト１３は、そのフレーム１３Ａによって支持された天板１３Ｂと底板１３Ｃの間に複数の
ワークＷを搭載するようになっている。
【００２６】
ボート１３は、シールキャップ１６に断熱キャップ１７を介して載置固定されている。
断熱キャップ１７の上面は、ボート１３の底板１３Ｃを着脱可能に載置固定するようにな
っている。断熱キャップ１７の下面は、シールキャップ１６に固着されている。
【００２７】
シールキャップ１６は、炉口フランジ１５の下部を下方から蓋状に覆うことができる大
きさに形成されていて、図示しない昇降装置によって上下動されることで炉口フランジ１
５の下部に対して接離可能に構成されている。シールキャップ１６の上面周辺部は、炉口
フランジ１５の下部と接触するようになっていて、炉口フランジ１５の下面と接触すると
炉口フランジ１５との間を気密するようになっている。すなわち、内管１２の内部（処理
室１２Ａ）は、炉口フランジ１５にシールキャップ１６が接触すると外部から気密封止さ
れるようになっている。
【００２８】
つまり、ボート１３は、シールキャップ１６が最も下動したときに断熱キャップ１７の
上面に載置固定されて、シールキャップ１６の上動により内管１２に挿入されるとともに
処理室１２Ａに気密封止されるようになっている。また、ボート１３は、処理室１２Ａに
気密封止された状態から、シールキャップ１６の下動により内管１２から離脱されて、シ
ールキャップ１６が最も下動したときに断熱キャップ１７の上面から取り外すことができ
るようになっている。
【００２９】
処理室１２Ａには、内管１２の外部からのガス導入管１８及び排気管１９が連通されて
いる。ガス導入管１８は、炉口フランジ１５の外部から処理室１２Ａの上部まで連通され
ている。排気管１９は、処理室１２Ａから炉口フランジ１５の外部に連通されている。
【００３０】
上記構成により、縦型拡散炉１は、ボート１３に搭載された各ワークＷを処理室１２Ａ
に密封して筒状ヒータ１１により加熱処理する。また、縦型拡散炉１は、密封された処理
室１２Ａにガス導入管１８からガスを導入するとともに、処理室１２Ａのガスを排気管１
９から排出できるようになっている。
【００３１】
筒状ヒータ１１は、図２及び図３に示すように、断熱材からなる円筒形状の断熱筒とし
ての断熱層２１を有している。断熱層２１の内側面には、その内側面を上下方向に延びる
電熱線保持部材２２が複数個等角度間隔に配置固定されている。電熱線保持部材２２には
、その上下方向に所定の間隔で、複数の保持穴２３が貫通形成されている。
【００３２】
筒状ヒータ１１は、上下方向に連続した４つのブロックに区分されていて、下から順番
にＬ（Ｌｏｗｅｒ）ブロック２０Ａ、ＣＬ（Ｃｅｎｔｅｒ  Ｌｏｗｅｒ）ブロック２０Ｂ
、ＣＵ（Ｃｅｎｔｅｒ  Ｕｐｐｅｒ）ブロック２０Ｃ、及び、Ｕ（Ｕｐｐｅｒ）ブロック
２０Ｄに区分されている。すなわち、Ｌブロック２０Ａは、筒状ヒータ１１の最下部に割
り当てられており、ＣＬブロック２０Ｂは、Ｌブロック２０Ａの上側に隣接して筒状ヒー
タ１１の中央下部に割り当てられている。また、ＣＵブロック２０Ｃは、ＣＬブロック２
０Ｂの上側に隣接して筒状ヒータ１１の中央上部に割り当てられており、Ｕブロック２０
Ｄは、ＣＵブロック２０Ｃの上側に隣接して筒状ヒータ１１の最上部に割り当てられてい
る。
【００３３】
Ｌブロック２０Ａの内側面には、一本の下部電熱線２４Ａが電熱線保持部材２２に形成
した各保持穴２３を挿通することによって、螺旋状に配設されている。下部電熱線２４Ａ
は、各電熱線保持部材２２の保持穴２３を所定の順番で挿通保持されることで、Ｌブロッ
ク２０Ａの下部から上部までの間に配設されている。
【００３４】
下部電熱線２４Ａの上端と下端は、それぞれ別々の端子２５Ａの基端に電気的に接続さ
れている。各端子２５Ａは、それぞれＬブロック２０Ａの上部と下部において、断熱層２
１に貫通支持されるとともに、各端子２５Ａの先端を断熱層２１の外部に延出されている
。すなわち、各端子２５Ａには、外部から電力の供給が可能になっており、各端子２５Ａ
間に電力が供給されると下部電熱線２４Ａに電力が供給され、該電力により同電熱線２４
Ａが発熱するようになっている。
【００３５】
また、Ｌブロック２０Ａには、下部温度センサ２６Ａ及び第２温度センサ２７Ａがそれ
ぞれ設けられている。各温度センサ２６Ａ，２７Ａは、それぞれ棒状に形成されていて、
それぞれの先端部に温度を測定するための熱電対が設けられている。そして、各温度セン
サ２６Ａ，２７Ａは、筒状ヒータ１１の外部から筒状ヒータ１１の内部へ貫通支持され、
それぞれの先端部を内管１２の近傍に配置させて、内管１２の近傍の温度を測定できるよ
うになっている。尚、第２温度センサ２７Ａは、測定した温度が所定の温度以上になると
、各端子２５Ａ間へ供給されている電力を遮断して、下部電熱線２４Ａへの電力供給を強
制的に遮断させるようになっている。
【００３６】
ＣＬブロック２０Ｂの内側面には、一本の中央下部電熱線２４Ｂが電熱線保持部材２２
に形成した各保持穴２３を挿通することによって、螺旋状に配設されている。中央下部電
熱線２４Ｂは、各電熱線保持部材２２の保持穴２３を所定の順番で挿通保持されることで
、ＣＬブロック２０Ｂの下部から上部までの間に配設されている。
【００３７】
中央下部電熱線２４Ｂの上端と下端は、それぞれ別々の端子２５Ｂの基端に電気的に接
続されている。各端子２５Ｂは、それぞれＣＬブロック２０Ｂの上部と下部において、断
熱層２１に貫通支持されるとともに、各端子２５Ｂの先端を断熱層２１の外部に延出され
ている。すなわち、各端子２５Ｂには、外部から電力の供給が可能になっており、各端子
２５Ｂ間に電力が供給されると中央下部電熱線２４Ｂに電力が供給され、該電力により同
電熱線２４Ｂが発熱するようになっている。
【００３８】
また、ＣＬブロック２０Ｂには、中央下部温度センサ２６Ｂ及び第２温度センサ２７Ｂ
がそれぞれ設けられている。各温度センサ２６Ｂ，２７Ｂは、それぞれ棒状に形成されて
いて、それぞれの先端部に温度を測定するための熱電対が設けられている。そして、各温
度センサ２６Ｂ，２７Ｂは、筒状ヒータ１１の外部から筒状ヒータ１１の内部へ貫通支持
され、それぞれの先端部を内管１２の近傍に配置させて、内管１２の近傍の温度を測定で
きるようになっている。尚、第２温度センサ２７Ｂは、測定した温度が所定の温度以上に
なると、各端子２５Ｂ間へ供給されている電力を遮断して、中央下部電熱線２４Ｂへの電
力供給を強制的に遮断させるようになっている。
【００３９】
ＣＵブロック２０Ｃの内側面には、一本の中央上部電熱線２４Ｃが電熱線保持部材２２
に形成した各保持穴２３を挿通することによって、螺旋状に配設されている。中央上部電
熱線２４Ｃは、各電熱線保持部材２２の保持穴２３を所定の順番で挿通保持されることで
、ＣＵブロック２０Ｃの下部から上部までの間に配設されている。
【００４０】
中央上部電熱線２４Ｃの上端と下端は、それぞれ別々の端子２５Ｃの基端に電気的に接
続されている。各端子２５Ｃは、それぞれＣＵブロック２０Ｃの上部と下部において、断
熱層２１に貫通支持されるとともに、各端子２５Ｃの先端を断熱層２１の外部に延出され
ている。すなわち、各端子２５Ｃには、外部から電力の供給が可能になっており、各端子
２５Ｃ間に電力が供給されると中央上部電熱線２４Ｃに電力が供給され、該電力により同
電熱線２４Ｃが発熱するようになっている。
【００４１】
また、ＣＵブロック２０Ｃには、中央上部温度センサ２６Ｃ及び第２温度センサ２７Ｃ
がそれぞれ設けられている。各温度センサ２６Ｃ，２７Ｃは、それぞれ棒状に形成されて
いて、それぞれの先端部に温度を測定するための熱電対が設けられている。そして、各温
度センサ２６Ｃ，２７Ｃは、筒状ヒータ１１の外部から筒状ヒータ１１の内部へ貫通支持
され、それぞれの先端部を内管１２の近傍に配置させて、内管１２の近傍の温度を測定で
きるようになっている。尚、第２温度センサ２７Ｃは、測定した温度が所定の温度以上に
なると、各端子２５Ｃ間へ供給されている電力を遮断して、中央上部電熱線２４Ｃへの電
力供給を強制的に遮断させるようになっている。
【００４２】
Ｕブロック２０Ｄの内側面には、一本の上部電熱線２４Ｄが電熱線保持部材２２に形成
した各保持穴２３を挿通することによって、螺旋状に配設されている。上部電熱線２４Ｄ
は、各電熱線保持部材２２の保持穴２３を所定の順番で挿通保持されることで、Ｕブロッ
ク２０Ｄの下部から上部までの間に配設されている。
【００４３】
上部電熱線２４Ｄの上端と下端は、それぞれ別々の端子２５Ｄの基端に電気的に接続さ
れている。各端子２５Ｄは、それぞれＵブロック２０Ｄの上部と下部において、断熱層２
１に貫通支持されるとともに、各端子２５Ｄの先端を断熱層２１の外部に延出されている
。すなわち、各端子２５Ｄには、外部から電力の供給が可能になっており、各端子２５Ｄ
間に電力が供給されると上部電熱線２４Ｄに電力が供給され、該電力により同電熱線２４
Ｄが発熱するようになっている。
【００４４】
また、Ｕブロック２０Ｄには、上部温度センサ２６Ｄ及び第２温度センサ２７Ｄがそれ
ぞれ設けられている。各温度センサ２６Ｄ，２７Ｄは、それぞれ棒状に形成されていて、
それぞれの先端部に温度を測定するための熱電対が設けられている。そして、各温度セン
サ２６Ｄ，２７Ｄは、筒状ヒータ１１の外部から筒状ヒータ１１の内部へ貫通支持され、
それぞれの先端部を内管１２の近傍に配置させて、内管１２の近傍の温度を測定できるよ
うになっている。尚、第２温度センサ２７Ｄは、測定した温度が所定の温度以上になると
、各端子２５Ｄ間へ供給されている電力を遮断して、上部電熱線２４Ｄへの電力供給を強
制的に遮断させるようになっている。
【００４５】
尚、本実施形態では、各電熱線２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄは、電力を供給される
と発熱する電熱線、例えば、ニクロム線であって、太さ２０ｍｍの電線形状に形成されて
いる。
【００４６】
次に、上記のように構成した縦型拡散炉１の電気的構成を図４に従って説明する。
縦型拡散炉１は、図４に示すように、劣化判定手段としての制御装置３０を備えている
。
【００４７】
制御装置３０には、ＣＰＵ（中央演算装置）、ＲＯＭ及びＲＡＭが備えられている。そ
して、制御装置３０のＣＰＵは、ＲＯＭやＲＡＭに記憶された各種データ及び各種制御プ
ログラムに従って各種処理などを実行する。
【００４８】
尚、本実施形態では、ＣＰＵは、ＲＯＭやＲＡＭに記憶されたプログラム、及び、各種
データに基づいて、上部電熱線２４Ｄの発熱によるＵブロック２０Ｄの単位時間当たりの
温度変化量から上部電熱線２４Ｄの劣化の判断をする劣化判定処理を行なう。また、ＣＰ
Ｕは、上部電熱線２４Ｄの場合と同様に、各電熱線２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃの発熱による
それぞれに対応する各ブロック２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの単位時間当たりの温度変化量か
ら各電熱線２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃの劣化の判断をする劣化判定処理をそれぞれ行なう。
また、ＲＡＭには、各電熱線２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄの劣化状態をそれぞれ記録
するための劣化状態フラグ用のアドレスがそれぞれ確保されている。
【００４９】
制御装置３０は、上部温度センサ２６Ｄと電気的に接続されている。制御装置３０は、
上部温度センサ２６Ｄから入力される温度信号２６Ｄｔから、Ｕブロック２０Ｄの温度Ｔ
ｍ４を算出するようになっている。
【００５０】
制御装置３０は、中央上部温度センサ２６Ｃと電気的に接続されている。制御装置３０
は、中央上部温度センサ２６Ｃから入力される温度信号２６Ｃｔから、ＣＵブロック２０
Ｃの温度Ｔｍ３を算出するようになっている。
【００５１】
制御装置３０は、中央下部温度センサ２６Ｂと電気的に接続されている。制御装置３０
は、中央下部温度センサ２６Ｂから入力される温度信号２６Ｂｔから、ＣＬブロック２０
Ｂの温度Ｔｍ２を算出するようになっている。
【００５２】
制御装置３０は、下部温度センサ２６Ａと電気的に接続されている。制御装置３０は、
下部温度センサ２６Ａから入力される温度信号２６Ａｔから、Ｌブロック２０Ａの温度Ｔ
ｍ１を算出するようになっている。
【００５３】
外部電源２９は、上部電熱線駆動回路３１と電気的に接続されていて、上部電熱線駆動
回路３１に所定の電力ＰＷを供給する。
制御装置３０は、上部電熱線駆動回路３１と電気的に接続されている。上部電熱線駆動
回路３１は、制御装置３０から入力された上部電熱線制御信号３１Ｃに基づいて外部電源
２９から供給される電力ＰＷから生成した駆動電流３１Ｄを上部電熱線２４Ｄに供給して
同電熱線２４Ｄを駆動制御する。
【００５４】
外部電源２９は、中央上部電熱線駆動回路３２と電気的に接続されていて、中央上部電
熱線駆動回路３２に所定の電力ＰＷを供給する。
制御装置３０は、中央上部電熱線駆動回路３２と電気的に接続されている。中央上部電
熱線駆動回路３２は、制御装置３０から入力された中央上部電熱線制御信号３２Ｃに基づ
いて外部電源２９から供給される電力ＰＷから生成した駆動電流３２Ｄを中央上部電熱線
２４Ｃに供給して同電熱線２４Ｃを駆動制御する。
【００５５】
外部電源２９は、中央下部電熱線駆動回路３３と電気的に接続されていて、中央下部電
熱線駆動回路３３に所定の電力ＰＷを供給する。
制御装置３０は、中央下部電熱線駆動回路３３と電気的に接続されている。中央下部電
熱線駆動回路３３は、制御装置３０から入力された中央下部電熱線制御信号３３Ｃに基づ
いて外部電源２９から供給される電力ＰＷから生成した駆動電流３３Ｄを中央下部電熱線
２４Ｂに供給して同電熱線２４Ｂを駆動制御する。
【００５６】
外部電源２９は、下部電熱線駆動回路３４と電気的に接続されていて、下部電熱線駆動
回路３４に所定の電力ＰＷを供給する。
制御装置３０は、下部電熱線駆動回路３４と電気的に接続されている。下部電熱線駆動
回路３４は、制御装置３０から入力された下部電熱線制御信号３４Ｃに基づいて外部電源
２９から供給される電力ＰＷから生成した駆動電流３４Ｄを下部電熱線２４Ａに供給して
同電熱線２４Ａを駆動制御する。
【００５７】
制御装置３０は、上部電流計３５と電気的に接続されている。上部電流計３５は、上部
電熱線駆動回路３１から上部電熱線２４Ｄに供給される駆動電流３１Ｄの電流を測定する
。制御装置３０は、上部電流計３５から入力される電流信号３５Ｃから、上部電熱線２４
Ｄに流れている電流値Ｉｃ４を算出するようになっている。
【００５８】
制御装置３０は、中央上部電流計３６と電気的に接続されている。中央上部電流計３６
は、中央上部電熱線駆動回路３２から中央上部電熱線２４Ｃに供給される駆動電流３２Ｄ
の電流を測定する。制御装置３０は、中央上部電流計３６から入力される電流信号３６Ｃ
から、中央上部電熱線２４Ｃに流れている電流値Ｉｃ３を算出するようになっている。
【００５９】
制御装置３０は、中央下部電流計３７と電気的に接続されている。中央下部電流計３７
は、中央下部電熱線駆動回路３３から中央下部電熱線２４Ｂに供給される駆動電流３３Ｄ
の電流を測定する。制御装置３０は、中央下部電流計３７から入力される電流信号３７Ｃ
から、中央下部電熱線２４Ｂに流れている電流値Ｉｃ２を算出するようになっている。
【００６０】
制御装置３０は、下部電流計３８と電気的に接続されている。下部電流計３８は、下部
電熱線駆動回路３４から下部電熱線２４Ａに供給される駆動電流３４Ｄの電流を測定する
。制御装置３０は、下部電流計３８から入力される電流信号３８Ｃから、下部電熱線２４
Ａに流れている電流値Ｉｃ１を算出するようになっている。
【００６１】
制御装置３０は、入出力装置３９と電気的に接続されている。制御装置３０は、入出力
装置３９から縦型拡散炉１がワークＷを加熱処理するための各種データＤＴ等を入力され
てＲＡＭに保存する。また、制御装置３０は、縦型拡散炉１の各種状態を示す表示信号Ｐ
Ｓを入出力装置３９に出力する。入出力装置３９は、入力された表示信号ＰＳに基づいて
各種情報を状態表示器３９Ｄに表示するようになっている。尚、本実施形態では、表示信
号ＰＳに基づいて各電熱線２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄの交換時期をそれぞれ状態表
示器３９Ｄに表示させるようになっている。
【００６２】
次に、上記のように構成した縦型拡散炉１において、上部電熱線２４Ｄの劣化を判断す
る方法について説明する。尚、下部電熱線２４Ａ、中央下部電熱線２４Ｂ及び中央上部電
熱線２４Ｃの劣化の判断は上部電熱線２４Ｄの場合と同様の方法で判断することができる
ので、以下では上部電熱線２４Ｄの劣化を判断する方法についての説明のみをし、下部電
熱線２４Ａ、中央下部電熱線２４Ｂ及び中央上部電熱線２４Ｃの劣化の判断の方法につい
ての説明は省略する。
【００６３】
一般的に、新品など劣化の少ない上部電熱線２４Ｄは単位電力あたりの発熱量が多く、
一方、劣化が進行した上部電熱線２４Ｄは単位電力あたりの発熱量が少ないことが知られ
ている。すなわち、劣化の少ない上部電熱線２４Ｄを用いた場合、Ｕブロック２０Ｄは、
少ない電力（電流）で温度上昇をする。一方、劣化が進行した上部電熱線２４Ｄを用いた
場合、Ｕブロック２０Ｄは、温度上昇に多くの電力（電流）を必要とする。そこで、本実
施形態では、Ｕブロック２０Ｄの温度上昇に要する電力（電流）から上部電熱線２４Ｄの
交換時期を判断する。
【００６４】
図５（ａ）は、Ｕブロック２０Ｄの温度Ｔｍ４を所定の温度、例えば８００度に維持す
る場合に、劣化の少ない上部電熱線２４Ｄに供給する電流（電力）の変化をグラフ４０に
示しており、上部電熱線２４Ｄに供給した電力（電流）の累積量をグラフ４１に示してい
る。
【００６５】
図５（ｂ）は、Ｕブロック２０Ｄの温度Ｔｍ４を同じく所定の温度、例えば８００度に
維持する場合に、劣化の進行した上部電熱線２４Ｄに供給する電流（電力）の変化をグラ
フ４２に示しており、上部電熱線２４Ｄに供給した電力（電流）の累積量をグラフ４３に
示している。
【００６６】
詳述すると、Ｕブロック２０Ｄの温度Ｔｍ４を所定の温度（図５では８００度）に維持
する場合、温度Ｔｍ４が所定の温度（８００度）から予め定めてある許容温度差の範囲を
超えて低下すると上部電熱線２４Ｄに電流が供給される電流制御が行われる。一方、温度
Ｔｍ４が所定の温度（８００度）から予め定めてある許容温度差の範囲を超えて上昇する
と上部電熱線２４Ｄの電流が遮断される電流制御が行われる。すなわち、上部電熱線２４
Ｄに供給される電流は、グラフ４０，４２に示すように、「０」と所定の電流値Ｉｓとを
ステップ状に変化する制御が行われるようになっている。
【００６７】
このとき、劣化の少ない上部電熱線２４Ｄは単位電力あたりの発熱量が多いので、短い
時間だけ電流値Ｉｓの電流を供給すれば、Ｕブロック２０Ｄの温度Ｔｍ４を所定の温度に
維持することができる。例えば、グラフ４０に示すように、電流が供給されていない時間
ｔ１に比べて電流が供給されている時間ｔ２は短くなる。このときの累積電力量は、グラ
フ４１に示すように、時間に対しての増加量が少ない。
【００６８】
一方、劣化の進行した上部電熱線２４Ｄは単位電力あたりの発熱量が少ないので、Ｕブ
ロック２０Ｄの温度Ｔｍ４を所定の温度に維持するためには、比較的長い時間だけ電流値
Ｉｓの電流を供給す必要がある。例えば、グラフ４２に示すように、電流が供給されてい
ない時間ｔ３に比べて電流が供給されている時間ｔ４は長くなる。このときの累積電力量
は、グラフ４３に示すように、時間に対しての増加量が多くなる。
【００６９】
同様に、Ｕブロック２０Ｄの温度Ｔｍ４を昇温させる場合や、降温させる場合において
も、劣化の進行した上部電熱線２４Ｄに電流が供給される時間は、劣化していない上部電
熱線２４Ｄに電流が供給される時間に対して長くなる。
【００７０】
すなわち、電流値Ｉｓの電流が供給されている時間の長さや、供給された累積電力量の
比較から、グラフ４０の時の上部電熱線２４Ｄに対して、グラフ４１の時の上部電熱線２
４Ｄは、その劣化が進行していることが分かる。
【００７１】
そこで、上部電熱線２４Ｄに供給された電流量から上部電熱線２４Ｄの劣化を判断する
制御装置３０の処理手順について図６に示すフローチャート図に従って説明する。
まず、制御装置３０は、Ｕブロック２０Ｄの温度Ｔｍ４を所定温度（例えば、８００度
）にし、該所定温度に維持する動作に入ってから、図６に示すように、第１劣化判定処理
を開始する。第１劣化判定処理が開始されると、制御装置３０は、算出値としての第１の
積算電流値Ｉｐ１の値をクリアする（ステップＳ２０）。
【００７２】
第１の積算電流値Ｉｐ１の値をクリアしたら、制御装置３０は、予め定めた測定時間経
過したかどうかを判断する（ステップＳ２１）。測定時間経過したかどうかの判断は、Ｃ
ＰＵに備えられたタイマを第１劣化判定処理が開始されてから計測動作を開始することに
よって判断する。測定時間内の場合（ステップＳ２１でＮＯ）、制御装置３０は、上部電
熱線２４Ｄに供給されている駆動電流３１Ｄを測定して電流値Ｉｃ４を算出する（ステッ
プＳ２２）。そして、その算出された電流値Ｉｃ４を、第１の積算電流値Ｉｐ１に積算し
てから（ステップＳ２３）、ステップＳ２１に戻り、所定の測定時間経過したかどうかの
判断以降を一定周期で繰り返す。
【００７３】
すなわち、制御装置３０は、第１劣化判定処理が開始されてから測定時間が経過するま
でに、一定周期で駆動電流３１Ｄをサンプリングして、そのサンプリング時の電流値Ｉｃ
４を算出し、算出されたその時々の電流値Ｉｃ４を第１の積算電流値Ｉｐ１に積算するよ
うになっている。
【００７４】
一方、測定時間が経過した場合（ステップＳ２１でＹＥＳ）、制御装置３０は、第１の
積算電流値Ｉｐ１が劣化値及び第１の総電流値としての劣化判断用閾値β１より大きいか
どうかを判断する（ステップＳ２４）。劣化判断用閾値β１は、予め試験で上記と同じサ
ンプリング周期によるサンプリングに基づいて求められた値であって、交換が必要な程度
に劣化した上部電熱線２４Ｄに対して供給される、測定時間の間にＵブロック２０Ｄの温
度Ｔｍ４を所定温度（ここでは８００度）に維持するために必要な電流値を積算した値で
ある。
【００７５】
第１の積算電流値Ｉｐ１が劣化判断用閾値β１より大きい場合（ステップＳ２４でＹＥ
Ｓ）、制御装置３０は、劣化フラグに「１」を設定する（ステップＳ２５）とともに、上
部電熱線２４Ｄが劣化していることを示す信号を表示信号ＰＳに付加して入出力装置３９
に出力する（ステップＳ２６）。そして、制御装置３０は、第１劣化判定処理を終了する
。
【００７６】
一方、第１の積算電流値Ｉｐ１が劣化判断用閾値β１より大きくない場合（ステップＳ
２４でＮＯ）、制御装置３０は、劣化フラグに「０」を設定して（ステップＳ２７）から
、第１劣化判定処理を終了する。
【００７７】
上記構成によって、縦型拡散炉１は、上部電熱線２４Ｄの劣化による交換時期を、残日
数α１と劣化判断用閾値β１との比較により、上部電熱線２４Ｄに切断などの不具合が生
じる前に知ることができる。
【００７８】
次に、上記のように構成した本実施形態の効果を以下に記載する。
（１）本実施形態によれば、第１の積算電流値Ｉｐ１と劣化判断用閾値β１の比較に基
づいて上部電熱線２４Ｄの劣化を判定した。従って、通常は外部からも内部からも視認に
よる劣化の判断をすることができない上部電熱線２４Ｄに対して、その劣化による不具合
が生じる以前に、劣化による交換の時期を知ることができるようになる。その結果、上部
電熱線２４Ｄに生じた劣化による不具合によって、ワークＷに不良が生じることを防ぐこ
とができた。
【００７９】
（２）本実施形態によれば、測定時間内の電流値Ｉｃ４を測定して第１劣化判定処理を
した。従って、上部電熱線２４Ｄの劣化の判定を行ないたいときに電流値Ｉｃ４を測定す
るための測定時間を確保することで、上部電熱線２４Ｄの劣化の判定をすることができる
。
【００８０】
（３）本実施形態によれば、劣化判断用閾値β１は交換が必要な程度に劣化した上部電
熱線２４Ｄに対して供給される、単位時間にＵブロック２０Ｄの温度Ｔｍ４を８００度に
維持するために必要な電流値を積算した値とした。従って、劣化判断用閾値β１と第１の
積算電流値Ｉｐ１を比較して、劣化判断用閾値β１に対して第１の積算電流値Ｉｐ１が大
きい場合に、上部電熱線２４Ｄの交換時期を指示することができる。
【００８１】
（４）本実施形態によれば、Ｕブロック２０Ｄの温度Ｔｍ４を所定温度（例えば、８０
０度）に保持して上部電熱線２４Ｄの劣化の判定をした。従って、昇温や降温を必要とす
る場合に比べて、測定条件が簡単であるとともに、測定機会を多くすることができる。ま
た、上部電熱線２４Ｄの劣化の判定をする場合に、Ｕブロック２０Ｄの温度Ｔｍ４を昇温
や降温させる煩わしさを減らすことができる。
【００８２】
なお、上記実施形態は以下の様に変更してもよい。
・上記実施形態では、筒状ヒータ１１は、上下方向に４つのブロックに区分されていた
が、４つ以外に区分されていてもよい。また、筒状ヒータ１１は、区分されていなくても
よい。
【００８３】
・上記実施形態では、全ての電熱線２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄについて劣化によ
る交換時期の判定を行なうこととしたが、少なくとも一部の電熱線について劣化による交
換時期の判定を行ってもよい。
【００８４】
・上記実施形態では、測定期間中における第１の積算電流値Ｉｐ１に基づいて上部電熱
線２４Ｄの劣化を判定したが、上部電熱線２４Ｄに対してその使用開始からこれまでに流
がされた電流値の積算である第２の積算電流値Ｉｐ２に基づいて上部電熱線２４Ｄの劣化
を判定してもよい。この場合、予め定められた上部電熱線２４Ｄに流すことができる積算
電流量から求められる第２の総電流値Ｉｍａｘ２と第２の積算電流値Ｉｐ２との比較、例
えば、第２の総電流値Ｉｍａｘ２が第２の積算電流値Ｉｐ２より大きければ上部電熱線２
４Ｄが劣化したと判定する事ができる。
【００８５】
さらに、この場合、第２の積算電流値Ｉｐ２を上部電熱線２４Ｄのこれまでの使用日数
で除して一日当りの平均電流値Ｉｄを求める。そして、第２の総電流値Ｉｍａｘ２と第２
の積算電流値Ｉｐ２との差から求めた差分電流値ΔＩ（＝Ｉｍａｘ２−Ｉｐ２）を平均電
流値Ｉｄで除して、上部電熱線２４Ｄが劣化するまでを残日数α１（＝ΔＩ／Ｉｄ）とし
て通知することもできる。また、予め求められた電熱線の劣化を判定するための日数α２
と残日数α１とを比較して、残日数α１が日数α２より小さいときに、上部電熱線２４Ｄ
の劣化を通知するようにすることもできる。
【００８６】
・上記実施形態では、縦型拡散炉１の各電熱線２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄの劣化
判定を行なったが、電熱線の劣化判定は、電熱線を用いる他の半導体製造装置、例えば横
型拡散炉、恒温槽、洗浄槽、乾燥炉又はバーンイン炉に用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本実施形態における半導体製造装置の断面構造を示す断面図。
【図２】本実施形態における半導体製造装置の筒状ヒータの断面構造を示す断面図。
【図３】本実施形態における半導体製造装置の筒状ヒータの一部を断面にした斜視構造を示す斜視図。
【図４】本実施形態における半導体製造装置の筒状ヒータに関する部分の電気的構成を示すブロック図。
【図５】本実施形態における半導体製造装置の電熱線に供給される電流の例を示すグラフ図であって、（ａ）は新品の電熱線に供給される電流を示す図、（ｂ）は劣化が進んで交換時期になった電熱線に供給される電流を示す図。
【図６】本実施形態における半導体製造装置の劣化判定手順を示すフローチャート図。
【符号の説明】
【００８８】
Ｗ…被処理基板（ワーク）、ＤＴ…データ、ＰＳ…表示信号、ＰＷ…電力、ｔ１，ｔ２
，ｔ３，ｔ４…時間、１…縦型拡散炉、１０…筐体、１０Ａ…ヒータ支持部、１０Ｂ…穴
、１０Ｃ…天板、１１…筒状ヒータ、１１Ａ…外側面、１２…内管、１２Ａ…処理室、１
３…ボート、１３Ａ…フレーム、１３Ｂ…天板、１３Ｃ…底板、１４…ヒータ基台、１４
Ａ…断熱材、１５…炉口フランジ、１６…シールキャップ、１７…断熱キャップ、１８…
ガス導入管、１９…排気管、２０Ａ…Ｌブロック、２０Ｂ…ＣＬブロック、２０Ｃ…ＣＵ
ブロック、２０Ｄ…Ｕブロック、２１…断熱層、２２…電熱線保持部材、２３…保持穴、
２４Ａ…下部電熱線、２４Ｂ…中央下部電熱線、２４Ｃ…中央上部電熱線、２４Ｄ…上部
電熱線、２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄ…端子、２６Ａ…下部温度センサ、２６Ｂ…中
央下部温度センサ、２６Ｃ…中央上部温度センサ、２６Ｄ…上部温度センサ、２６Ａｔ，
２６Ｂｔ，２６Ｃｔ，２６Ｄｔ…温度信号、２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ…第２温度
センサ、２９…外部電源、３０…制御装置、３１…上部電熱線駆動回路、３１Ｃ…上部電
熱線制御信号、３１Ｄ，３２Ｄ，３３Ｄ，３４Ｄ…駆動電流、３２…中央上部電熱線駆動
回路、３２Ｃ…中央上部電熱線制御信号、３３…中央下部電熱線駆動回路、３３Ｃ…中央
下部電熱線制御信号、３４…下部電熱線駆動回路、３４Ｃ…下部電熱線制御信号、３５…
上部電流計、３５Ｃ，３６Ｃ，３７Ｃ，３８Ｃ…電流信号、３６…中央上部電流計、３７
…中央下部電流計、３８…下部電流計、３９…入出力装置、３９Ｄ…状態表示器、４０〜
４３…グラフ。
【図１】
2009076531.tif 000003
【図２】
2009076531.tif 000004
【図３】
2009076531.tif 000005
【図４】
2009076531.tif 000006
【図５】
2009076531.tif 000007
【図６】
2009076531.tif 000008