[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2001102317A - 伝達ゲイン行列の逆行列の取得方法 - Google Patents

伝達ゲイン行列の逆行列の取得方法

Info

Publication number
JP2001102317A
JP2001102317A JP27678799A JP27678799A JP2001102317A JP 2001102317 A JP2001102317 A JP 2001102317A JP 27678799 A JP27678799 A JP 27678799A JP 27678799 A JP27678799 A JP 27678799A JP 2001102317 A JP2001102317 A JP 2001102317A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
matrix
temperature sensor
temperature sensors
sensors
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP27678799A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4413328B2 (ja
Inventor
Hideto Yamaguchi
英人 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Kokusai Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Kokusai Electric Inc filed Critical Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority to JP27678799A priority Critical patent/JP4413328B2/ja
Publication of JP2001102317A publication Critical patent/JP2001102317A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4413328B2 publication Critical patent/JP4413328B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Control Of Temperature (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱処理装置における伝達ゲイン行列の逆行列
を短時間で取得する方法を得る。 【解決手段】 加熱源3周辺に設けられる複数の第1の
温度センサ4、及び炉内に設けられる複数の第2の温度
センサ5が温度安定状態にあるときに、第2の温度セン
サ5の内の1つが異なる温度で安定状態になるように温
度制御を行って複数の第1、第2の温度センサが再び温
度安定状態となったときに、複数の第1の温度センサ4
のそれぞれについて温度変化分を求めるステップを、複
数の第2の温度センサ5のそれぞれについて行うことに
より、伝達ゲイン行列の逆行列を作成するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、拡散装置やCVD
装置など、半導体製造装置における半導体ウエハをバッ
チ処理する熱処理装置の温度制御方法に関し、特に複数
の加熱源から複数の温度センサへの熱の干渉を考慮に入
れて行われる制御に必要な熱の干渉行列としての伝達ゲ
インの逆行列を求める方法に関する。
【0002】
【従来の技術】縦型拡散装置やCVD装置など、多数の
ウエハを処理するバッチ方式熱処理装置では、炉内、特
に熱処理するウエハが置かれる領域の温度を均一に精度
よく制御する必要がある。対象とする熱処理装置の構成
は、例えば図4のように、ボートに乗せた多数のウエハ
1を熱処理するための石英管2、石英管2を周囲から熱
するヒータ3a、3b、3c、3d(まとめて取り扱う
ときは、ヒータ3とする。)、ヒータの周囲の温度を計
測する第1の温度センサ4a,4b,4c,4d(添字
a〜dはヒータ3と対応している。まとめて取り扱うと
きは、第1の温度センサ4とする)、石英管2の内部の
ウエハ1が置れる領域の温度を計測する第2の温度セン
サ5a、5b、5c、5d(添字a〜dはヒータ3と対
応している。まとめて取り扱うときは、第2の温度セン
サ5とする)、各温度センサの目標温度を設定する温度
設定部6、第1の温度センサ4と第2の温度センサ5の
温度と温度設定部6の目標温度からヒータ3を個別に制
御する温度制御部7とで構成される。
【0003】装置によっては、石英管2とヒータ3の間
に図示しない均熱管があり、第2の温度センサ5が石英
管2と均熱管の間にあることもあるが、その場合は均熱
管内部を、炉内とする。そして、図4のような熱処理装
置では、ヒータ3が分割された4つのヒータ3a〜3d
からなるように、炉内を加熱する加熱源を複数に分割し
て、それらの加熱源を独立に操作することによって、温
度制御を行っている。温度制御に際しては、炉の伝達ゲ
イン行列を用いて熱干渉を考慮して得られる温度目標値
を、それぞれの熱源の温度設定部6に設定することによ
って、温度の均一性を実現してきた。
【0004】ここで述べている伝達ゲインとは、加熱源
から温度センサへの熱の影響の度合いを示すものであ
り、伝達ゲイン行列とは、1つの加熱源に対する1つの
温度センサの伝達ゲインを、とりうる全ての1つの加熱
源と1つの温度センサとの対に対して求め、それらを行
列で表したものである。図5に示すように、全ての温度
センサで得られる温度は、全ての熱源の影響の和で表さ
れるという考え方に基づいている。すなわち、たとえば
ヒータ3aから第2の温度センサ5aへの影響度は、ヒ
ータ3aの状態を表す第1の温度センサ4aの温度変化
のG11倍が第2の温度センサ5aの温度変化に現れると
し、その影響度を伝達ゲインとしてG11で表す。そし
て、第1の温度センサ4aの温度変化のG11倍、4bの
温度変化のG 21倍、4cの温度変化のG31倍、4dの温
度変化のG41倍の総和が、第2の温度センサ5aに温度
変化として現れる。以下5b、5c、5dも同様であ
る。
【0005】このような伝達ゲインの考え方によれば、
第1の温度センサ4の変化から第2の温度センサ5への
変化が、伝達ゲイン行列を用いて(1)式で表される。
ΔXは第1の温度センサ4の温度変化、ΔYは第2の温
度センサ5の温度変化を表す。
【0006】
【数1】
【0007】従って、温度の均一性を得るために変化さ
せなければいけない第2の温度センサ5の温度変化を改
めてΔYとすると、伝達ゲイン行列の逆行列による
(2)式で得られるΔXを第1の温度センサ4の温度変
化として与えれば、炉内の温度均一性が得られる。
【0008】
【数2】
【0009】このような伝達ゲイン行列の逆行列を使っ
た温度補正の方法は、温度を一定値に制御する静的な温
度制御のみならず、目標値が変化する場合も、フィード
バック制御では得られないような温度の追従性を得るた
めに、使用されることもある。
【0010】従来、このような伝達ゲイン行列の逆行列
は、温度制御部を図6に示すような構成とし、図7に示
すような手順で作成される。図6に示した温度制御部
は、第1の温度センサ4からの検出温度信号と、温度設
定部6からの設定温度信号とが入力される制御演算部7
1と、第1の温度センサ4からの検出温度信号と第2の
温度センサ5からの検出温度信号とが入力されるメモリ
72とで構成される。
【0011】以上の構成において、制御演算部71で第
1の温度センサ4を目標温度に制御し、メモリ72で各
温度センサの温度変化を記録する。図7に示す流れ図で
は、全ての温度センサの温度が安定している状態から、
まず第1の温度センサ4aの目標温度をΔXa上昇させ
る(ステップS101)。次にその状態で全ての温度セ
ンサの検出温度が安定するのを待つ(ステップS10
2)。検出温度が安定したならば、第2の温度センサ5
a〜5dの温度変化ΔYa〜ΔYdを記録する(ステッ
プS103)。この温度変化ΔYa〜ΔYdを用いる
と、(3)式で示すように、伝達ゲイン行列の第1列が
求まる。
【0012】
【数3】
【0013】そして次に、第1の温度センサ4bの目標
温度をΔXb上昇させて(ステップS104)、再び全
ての温度センサの検出温度を安定させる(ステップS1
05)。ΔYa〜ΔYdを記録する(ステップS10
6)。このようにして、ステップS112まで行えば、
(1)式を得ることができる。次に得られた行列の逆行
列演算をすること(ステップS113)により、得られ
た伝達ゲイン行列の逆行列を得ることができる。
【0014】しかしながら、上述した図7に示すような
手順では、伝達ゲイン行列を作成するのに多くの時間を
費やしてしまう。図8にS101からS103までの温
度変化を示している。t0はS101を行った時刻であ
る。t1は、第1の温度センサ4が全て安定した時刻で
ある。そして、t2は第2の温度センサ5が全て安定し
た時刻である。炉内の温度の変化は通常ヒータ3の周辺
の温度の変化よりも遅れが大きい(温度が変化するのが
遅い)ため、たとえ第1の温度センサ4の温度が例えば
10分くらいで、早く安定したとしても、第2の温度セ
ンサ5の温度が安定する時間それよりもはるかに長く、
例えば2時間くらいかかってしまう。このように、従来
の伝達ゲインの逆行列の取得方法では、まず伝達ゲイン
行列を求め、次に求められた伝達ゲイン行列から逆行列
を求めるようにしているが、この伝達ゲインを求めるの
に長時間要してしまうという問題点がある。
【0015】そこで、本発明は、上記実情に鑑みて為さ
れたもので、伝達ゲイン行列の逆行列を従来よりも短時
間で得られる伝達ゲインの逆行列の取得方法を得ること
を目的とする。
【0016】上述した課題を解決するため、本発明は、
複数に分離された加熱源と、分離された前記加熱源それ
ぞれに対応して、前記加熱源周辺と炉内とにそれぞれ設
けられる複数の第1の温度センサ及び第2の温度センサ
とを有し、前記複数の第1、第2の温度センサの検出温
度に基いて前記炉の温度制御を行う熱処理装置における
伝達ゲインの逆行列を求める取得方法において、前記複
数の第1、第2の温度センサが温度安定状態にあるとき
に、前記複数の第2の温度センサの内の1つが異なる温
度で安定状態になるよう温度制御を行って前記複数の第
1、第2の温度センサが再び温度安定状態となったとき
に、前記複数の第1の温度センサのそれぞれについて温
度変化分を求めるステップを、前記複数の第2の温度セ
ンサのそれぞれについて行うことにより、前記伝達ゲイ
ン行列の逆行列を作成するようにしたものである。
【0017】熱処理装置の構成上、第1の温度センサ
は、第2の温度センサ5より遅れが小さく反応が速いの
で、まず、第2の温度センサの出力が安定状態となるよ
う温度制御を行い、第1の温度センサの出力が安定状態
になるまでの時間は、その逆、即ち、第1の温度センサ
の出力が安定状態となるよう温度制御を行い、第2の温
度センサの出力が安定状となるまでの時間よりも短くな
り、よって、伝達ゲイン行列の逆行列を短時間で得るこ
とができる。また、従来のように、逆行列を演算する必
要もなく、演算処理が簡単となる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
を用いて説明する。図1は実施の形態を示すブロック図
であり、伝達ゲイン行列の逆行列を作成する場合の温度
制御部の構成を示している。なお、熱処理装置の構成は
図6に示したものと同一であり、ここでの説明は省略す
る。この温度制御部7Aは、温度設定部6からの目標温
度と、第1の温度センサ4からの第1検出温度と、第2
の温度センサ5からの第2検出温度が入力される制御演
算部71Aと、これら第1検出温度と第2検出温度を記
憶するメモリ72を用いて構成される。
【0019】制御演算部71Aは、第2の温度センサ5
を速やかに安定させるべく、第2の温度センサ5の温度
を早く追従させるために、例えば、主制御量を第2の温
度センサ5とし、副制御量を第1の温度センサ4とする
カスケード制御を行う。この実施の形態において、カス
ケード制御は、主制御量を目標値に追従させる「手段」
として副制御量を扱う構成となっており、まず主制御量
が定常状態になった後、徐々に副制御量を定常状態にす
る。すなわち、遅れが大きい第2の温度センサ5を主制
御量とすることによって、第2の温度センサ5が目標温
度に到達できるだけの熱量(操作量)を速やかに入力す
る。このとき一般的に第1の温度センサ4はオーバーシ
ュートし(図3(a)を参照)、第2の温度センサ5が
定常状態になった後、徐々に定常状態になることとなる
が、第1の温度センサ4は、第2の温度センサ5より遅
れが小さく反応が速いので、従来技術より早く両方の温
度センサが定常状態になることができる。
【0020】そして、伝達ゲイン行列の逆行列は、図2
に示す手順で得る。すなわち、全ての温度センサの温度
が安定している状態から、上述のカスケード制御を用
い、まず第2の温度センサ5aの目標温度をΔYa上昇
させる(ステップS201)。次にその状態で全ての温
度センサの温度が安定するのを待つ(ステップS20
2)。温度が安定したならば、第1の温度センサ4a〜
4dの温度変化ΔXa〜ΔXdを記録する(ステップS
203)。この温度変化ΔXa〜ΔXdを用いると、Δ
Xa/ΔYa,ΔXb/ΔYa,ΔXc/ΔYa,ΔX
d/ΔYaにより伝達ゲイン行列の逆行列の第1列が直
接求まる。
【0021】そして次に、第2の温度センサ5bの目標
温度をΔYb上昇させ(ステップS204)、再び安定
させる(ステップS205)。そして、ΔXa〜ΔXd
を記録する(ステップS206)。このようにして、ス
テップS212まで行えば、(2)式を直接得ることが
できる。
【0022】図3にはS201からS203までの温度
変化を描いた。t0はS201を行った時刻である。t3
は第2の温度センサ5が全て安定した時刻である。そし
てt4は、第1の温度センサ4が全て安定した時刻であ
る。炉内の温度の変化は通常ヒータ3の周辺の温度の変
化よりも遅れが大きいため、t3は前述のt1よりも遅く
なるが、t4はt2より例えば1時間くらいで、早く収束
する。従って、図3の(a)の手順と(b)の手順を比
較すれば、(b)は(a)の半分以下の時間で目的を達
成できる。
【0023】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明は、複
数に分離された加熱源と、分離された前記加熱源それぞ
れに対応して、前記加熱源周辺と炉内とにそれぞれ設け
られる複数の第1の温度センサ及び第2の温度センサと
を有し、前記複数の第1、第2の温度センサの検出温度
に基いて前記炉の温度制御を行う熱処理装置における伝
達ゲインの逆行列を求める取得方法において、前記複数
の第1、第2の温度センサが温度安定状態にあるとき
に、前記複数の第2の温度センサの内の1つが異なる温
度で安定状態になるよう温度制御を行って前記複数の第
1、第2の温度センサが再び温度安定状態となったとき
に、前記複数の第1の温度センサのそれぞれについて温
度変化分を求めるステップを、前記複数の第2の温度セ
ンサのそれぞれについて行うことにより、前記伝達ゲイ
ン行列の逆行列を作成するようにしたため、伝達ゲイン
行列の逆行列を従来よりも短時間で得ることができると
いう効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態における温度制御部を示
すブロック図である。
【図2】この発明の実施の形態の動作を示すフローチャ
ートである。
【図3】実施の形態における第1、第2の温度センサの
検出温度を示すタイムチャートである。
【図4】熱処理装置の全体構成を示す側面図である。
【図5】熱処理装置の伝達ゲインを示すブロック図であ
る。
【図6】従来の温度制御部を示すブロック図である。
【図7】従来のゲイン行列の逆行列を求める動作を示す
フローチャートである。
【図8】従来の第1、第2の温度センサの検出温度を示
すタイムチャートである。
【符号の説明】
3,3a,3b,3c,3d ヒータ 4,4a,4b,4c,4d 第1の温度センサ 5,5a,5b,5c,5d 第2の温度センサ 6 温度設定部 7A 温度制御部 71A 制御演算部 72 メモリ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数に分離された加熱源と、分離された
    前記加熱源それぞれに対応して、前記加熱源周辺と炉内
    とにそれぞれ設けられる複数の第1の温度センサ及び第
    2の温度センサとを有し、前記複数の第1、第2の温度
    センサの検出温度に基いて前記炉の温度制御を行う熱処
    理装置における伝達ゲインの逆行列を求める取得方法に
    おいて、 前記複数の第1、第2の温度センサが温度安定状態にあ
    るときに、前記複数の第2の温度センサの内の1つが異
    なる温度で安定状態になるよう温度制御を行って前記複
    数の第1、第2の温度センサが再び温度安定状態となっ
    たときに、前記複数の第1の温度センサのそれぞれにつ
    いて温度変化分を求めるステップを、前記複数の第2の
    温度センサのそれぞれについて行うことにより、前記伝
    達ゲイン行列の逆行列を作成するようにした伝達ゲイン
    行列の逆行列の取得方法。
JP27678799A 1999-09-29 1999-09-29 伝達ゲイン行列の逆行列の取得方法及びその装置 Expired - Lifetime JP4413328B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27678799A JP4413328B2 (ja) 1999-09-29 1999-09-29 伝達ゲイン行列の逆行列の取得方法及びその装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27678799A JP4413328B2 (ja) 1999-09-29 1999-09-29 伝達ゲイン行列の逆行列の取得方法及びその装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001102317A true JP2001102317A (ja) 2001-04-13
JP4413328B2 JP4413328B2 (ja) 2010-02-10

Family

ID=17574378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27678799A Expired - Lifetime JP4413328B2 (ja) 1999-09-29 1999-09-29 伝達ゲイン行列の逆行列の取得方法及びその装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4413328B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007250682A (ja) * 2006-03-14 2007-09-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 基板処理装置の温度制御方法、基板処理装置および基板処理システム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007250682A (ja) * 2006-03-14 2007-09-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 基板処理装置の温度制御方法、基板処理装置および基板処理システム

Also Published As

Publication number Publication date
JP4413328B2 (ja) 2010-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI382485B (zh) 熱處理裝置、自動調整控制常數之方法及儲存媒體
JP3497450B2 (ja) バッチ式熱処理装置及びその制御方法
US7049553B2 (en) Substrate processing apparatus and substrate processing method
KR101227765B1 (ko) 레지스트막을 열처리하기 위한 온도 제어 방법 및 그 장치
KR101314001B1 (ko) 온도 제어 방법, 온도 조절기 및 열처리 장치
US7655886B2 (en) Method of measuring a heating plate temperature, substrate processing device and computer-readable recording medium with computer program recorded thereon for measuring the heating plate temperature
US5875416A (en) Temperature adjusting method and apparatus therefor using at least two temperature sensors and a correction value
JP5049303B2 (ja) 熱処理装置、熱処理装置の温度調整方法、及び、プログラム
JP2006113724A (ja) 制御方法、温度制御方法、温度調節器、熱処理装置、プログラムおよび記録媒体
KR20110086793A (ko) 온도 제어 방법, 온도 보정치 취득 방법, 반도체 디바이스를 제조하기 위한 방법, 기판 처리 장치
JP2013161857A (ja) 熱処理装置及び熱処理装置の制御方法
TWI250585B (en) Heat treatment apparatus for preventing an initial temperature drop when consecutively processing a plurality of objects
JP6353802B2 (ja) 処理システム、処理方法、及び、プログラム
JP4262908B2 (ja) 熱処理装置及び熱処理方法
JP2001102317A (ja) 伝達ゲイン行列の逆行列の取得方法
JP3519436B2 (ja) 熱処理装置およびその温度制御方法
JP2002108408A (ja) 半導体製造装置の温度制御方法
JP3628905B2 (ja) 熱処理装置
JP2001144019A (ja) バッチ式熱処理装置
KR100849012B1 (ko) 열처리 장치 및 열처리 방법
JP6578101B2 (ja) 処理システム及び処理方法
JPH07283158A (ja) 熱処理装置およびその温度制御方法
JP6358977B2 (ja) 熱処理装置、熱処理方法、及び、プログラム
JP4686887B2 (ja) 成膜方法
JP2001273002A (ja) 制御システム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060914

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061027

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090825

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090827

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091014

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20091110

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091118

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121127

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4413328

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121127

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131127

Year of fee payment: 4

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term