KR20120096021A

KR20120096021A - 가열 제어 시스템, 그것을 구비한 성막 장치 및 온도 제어 방법

Info

Publication number: KR20120096021A
Application number: KR1020127016086A
Authority: KR
Inventors: 히데까즈 사까가미; 도시노리 오까다
Original assignee: 샤프 가부시키가이샤
Priority date: 2010-04-08
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2012-08-29
Also published as: US20130020311A1; EP2557591A4; JP2011222703A; JP5026549B2; CN102668034A; TW201208497A; US8907254B2; EP2557591A1; WO2011125654A1

Abstract

본 발명은, 복수의 히터로 피가열물을 가열함에 있어서, 복수의 히터 전원의 특성 변동에 의존하지 않는 가열 제어 시스템을 실현하기 위해, 본 발명의 가열 제어 시스템은, 피가열물의 온도를 검출하는 열전대(6M)와, 온도 제어 수단(3M) 및 온도 제어 수단(3S1)과, 전력값(Wm)을 검출하는 전류ㆍ전압 검출 수단(5M) 및 현재 전력(PVs1)을 검출하는 전류ㆍ전압 검출 수단(5S1)과, 목표 전력(SPs1)을 산출하는 목표 전력 산출 수단(1S1)을 구비하고 있다. 온도 제어 수단(3M)은 목표 온도(SPm) 및 현재 온도(PVm)를 입력하고, 현재 온도(PVm)가 목표 온도(SPm)에 일치하도록 전력을 제어하고, 목표 전력 산출 수단(1S1)은 전력값(Wm)을 입력하고, 전력값(Wm)에 소정의 비율을 곱해서 목표 전력(SPs1)을 산출하고, 온도 제어 수단(3S1)은 목표 전력(SPs1) 및 현재 전력(PVs1)을 입력하고, 현재 전력(PVs1)이 목표 전력(SPs1)에 일치하도록 전력을 제어하고 있다.

Description

가열 제어 시스템, 그것을 구비한 성막 장치 및 온도 제어 방법{HEATING CONTROL SYSTEM, DEPOSITION DEVICE PROVIDED THEREWITH, AND TEMPERATURE CONTROL METHOD}

본 발명은, 피가열물을 복수의 히터로 온도 제어하는 가열 제어 시스템, 그것을 구비한 성막 장치 및 온도 제어 방법에 관한 것이다.

기판에 박막을 성막시키는 프로세스 중 하나로서, 화합물 반도체 결정을 성장시키는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vaper Deposition)법이 있다. 이 MOCVD법은, 예를 들어 발광 다이오드, 반도체 레이저, 우주용 솔라 파워 디바이스 및 고속 디바이스의 제조에 있어서 사용된다.

MOCVD법에서는, 우선 적재대 위에 기판을 적재하고, 히터에 의해 기판을 가열한다. 그리고, 그 기판 위에 성막에 기여하는 원료 가스로서, 트리메틸갈륨(TMG) 등의 유기 금속 가스와 암모니아(NH₃) 등의 수소 화합물 가스를 도입함으로써, 기상 반응시켜 기판 위에 화합물 반도체 결정을 성막시킨다. 이 성막 처리에 있어서, 높은 면내 균일성을 확보하기 위해 기판의 온도를 균일하게 하거나, 혹은 그 장치에 걸맞는 적절한 온도 분포 패턴으로 설정할 필요가 있다. 이로 인해, 기판의 온도 제어법으로서, 예를 들어 특허문헌 1에 기재된 바와 같이 복수의 히터를 사용해서 온도 제어를 행하는 존 제어가 알려져 있다.

도 7은, 상기와 같이 복수의 히터를 사용해서 온도 제어를 행하는 존 제어 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다. 또한, 도 7에서는, 메인 히터(M)와 2개의 서브 히터(S1ㆍS2)와의 3개의 히터를 사용한 존 제어의 경우를 나타낸다.

도 7에 도시된 바와 같이 종래의 가열 제어 시스템은, 예를 들어 시퀀서 등과 같은 상위의 제어 기기(101)와, 온도 제어 수단(102)과, 분배기(103)와, 메인 히터(M) 및 서브 히터(S1ㆍS2) 각각의 전원인 히터 전원(104M, 104S1 및 104S2)과, 열전대 TC(105)를 구비하고 있다.

종래의 가열 제어 시스템에서는, 제어 기기(101)로부터 목표 온도(SPm)가 온도 제어 수단(102)에 설정된다. 온도 제어 수단(102)은, 히터 근방에 설치된 열전대(105)의 검출 온도로서 현재 온도(PVm)를 입력한다. 그리고, 목표 온도(SPm)와 현재 온도(PVm)에 의해 PID 연산된 제어 출력(MVm)을 출력한다. 제어 출력(MVm)은, 일단 분배기(103)에 입력된다. 그리고, 분배기(103)로부터 각 히터의 히터 전원(104M, 104S1 및 104S2)에 출력된다.

메인 히터(M)용의 히터 전원(M)에는, 분배기(103)로부터 온도 제어 수단(102)의 출력값(MVm)이 입력된다. 또한, 서브 히터(S1 및 S2)용의 히터 전원(S1 및 S2)에는 각각 출력값(MVs1 및 MVs2)이 입력된다. 출력값(MVs1 및 MVs2)은, 각각 하기 수학식 1 및 수학식 2와 같이 분배기(103) 내부에서 온도 제어 수단(102)의 출력값(MVm)에 일정 비율 αs1 및 αs2를 곱한 값이다.

<수학식 1>

MVs1=MVm×αs1

<수학식 2>

MVs2=MVm×αs2

이때, 히터 전원(104S1 및 104S2)이 각각 전력 제어 사양의 전원이면, 서브 히터(S1 및 S2)에는 각각 메인 히터(M)에 공급되는 전력에 대하여 일정 비율(αs1, αs2)의 전력이 공급되게 된다.

일본 공개 특허 공보 「일본 특허 공개 제2009-74148호 공보(2009년 4월 9일 공개)」

그러나, 히터 전원의 출력 특성(입력 신호에 대한 출력값의 관계)에 개개의 변동이 있다. 이로 인해, 도 7에 도시하는 종래의 가열 제어 시스템에서는, 실제로 서브 히터(S1 및 S2)에 공급되는 전력 비율(메인 히터(M)에 공급되는 전력에 대한)과 설정 비율(αs1, αs2)과의 사이에 어긋남이 발생한다.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 복수의 히터 전원의 특성 변동에 의존하지 않는 가열 제어 시스템, 그것을 구비한 성막 장치 및 온도 제어 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 가열 제어 시스템은 상기한 과제를 해결하기 위해, 피가열물을 가열하기 위한 메인 히터 및 서브 히터와, 상기 메인 히터에 전력을 공급하는 메인 히터 전원 및 상기 서브 히터에 전력을 공급하는 서브 히터 전원을 구비하고, 메인 히터는, 피가열물의 온도가 목표 온도가 되도록 온도 제어되고, 서브 히터는, 메인 히터에 공급되는 제1 전력과 서브 히터에 공급되는 제2 전력이 소정의 비율이 되도록 전력 제어되는 가열 제어 시스템이며, 피가열물의 온도를 검출하는 온도 검출 수단과, 메인 히터용 온도 제어 수단 및 서브 히터용 온도 제어 수단과, 상기 제1 전력을 검출하는 메인 히터용 전력 검출 수단 및 상기 제2 전력을 검출하는 서브 히터용 전력 검출 수단과, 상기 제2 전력의 목표값을 산출하는 목표 전력 산출 수단을 구비하고, 상기 메인 히터용 온도 제어 수단은, 목표 온도의 설정값 및 상기 온도 검출 수단의 온도 검출값을 입력하고, 상기 온도 검출값이 목표 온도의 설정값에 일치하도록 상기 제1 전력을 제어하고, 상기 목표 전력 산출 수단은, 상기 메인 히터용 전력 검출 수단에서 검출되는 제1 전력 검출값을 입력하고, 상기 제1 전력 검출값에 소정의 비율을 곱해서 상기 제2 전력의 목표값을 산출하고, 상기 서브 히터용 온도 제어 수단은, 상기 제2 전력의 목표값 및 서브 히터용 전력 검출 수단에서 검출되는 제2 전력 검출값을 입력하고, 상기 제2 전력 검출값이 상기 제2 전력의 목표값에 일치하도록 제2 전력을 제어하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 가열 제어 시스템은, 피가열물을 가열하기 위한 메인 히터 및 서브 히터와, 상기 메인 히터에 전력을 공급하는 메인 히터 전원 및 상기 서브 히터에 전력을 공급하는 서브 히터 전원을 구비하고, 메인 히터는, 피가열물의 온도가 목표 온도가 되도록 온도 제어되고, 서브 히터는, 메인 히터에 공급되는 제1 전력과 서브 히터에 공급되는 제2 전력이 소정의 비율이 되도록 전력 제어되는 가열 제어, 즉 존 제어를 행하는 시스템이다.

상기한 구성에 의하면, 상기 메인 히터용 온도 제어 수단은, 목표 온도의 설정값 및 상기 온도 검출 수단의 온도 검출값을 입력하고, 상기 온도 검출값이 목표 온도의 설정값에 일치하도록 상기 제1 전력을 제어하고 있다. 한편, 상기 서브 히터용 온도 제어 수단은, 상기 제2 전력의 목표값 및 서브 히터용 전력 검출 수단에서 검출되는 제2 전력 검출값을 입력하고, 상기 제2 전력 검출값이 상기 목표 전력값에 일치하도록 제2 전력을 제어하고 있다. 이때, 서브 히터의 제2 전력의 목표값은, 상기 목표 전력 산출 수단에 의해 산출된다. 그리고, 상기 목표 전력 산출 수단은, 메인 히터용 전력 검출 수단에서 검출되는 제1 전력 검출값을 입력하고, 상기 제1 전력 검출값에 소정의 비율을 곱해서 상기 제2 전력의 목표값을 산출한다.

이와 같이 서브 히터용 온도 제어 수단이 서브 히터용 전력 검출 수단에서 검출되는 제2 전력 검출값을 피드백하여 전력 제어를 행하기 때문에, 서브 히터 전원의 출력 사양에 좌우되지 않고, 출력 특성의 변동을 무시할 수 있다. 또한, 목표 전력 산출 수단은, 메인 히터용 전력 검출 수단에서 검출되는 제1 전력 검출값, 즉, 실제로 메인 히터에 공급되는 제1 전력을 바탕으로 제2 전력의 목표값을 산출하기 때문에, 실제로 메인 히터에 공급되는 제1 전력과 실제로 서브 히터에 공급되는 제2 전력과의 비율과, 설정된 소정의 비율과의 어긋남을 없앨 수 있다. 그로 인해, 상기한 구성에 의하면, 제1 전력과 제2 전력과의 비율을 항상 일정한 상태로 할 수 있다.

이상과 같이 상기한 구성에 의하면, 복수의 히터 전원의 특성 변동에 의존하지 않는 가열 제어 시스템을 실현하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명의 온도 제어 방법은 상기한 과제를 해결하기 위해, 메인 히터 및 서브 히터를 사용해서 피가열물을 가열할 때에, 메인 히터에 공급되는 제1 전력 및 서브 히터에 공급되는 제2 전력이 소정의 비율이 되도록 전력 제어하고, 피가열물의 온도가 목표 온도가 되도록 온도 제어를 행하는 온도 제어 방법이며, 피가열물의 온도를 검출하는 온도 검출 공정과, 상기 온도 검출 공정에서 검출된 피가열물의 온도 검출값이 목표 온도의 설정값에 일치하도록 상기 제1 전력을 제어하는 메인 히터 온도 제어 공정과, 메인 히터에 공급되는 제1 전력을 검출하고, 검출된 제1 전력 검출값에 소정의 비율을 곱해서 상기 제2 전력의 목표값을 산출하는 목표 전력 산출 공정과, 서브 히터에 공급되는 제2 전력을 검출하고, 검출된 제2 전력 검출값이 상기 제2 전력의 목표값에 일치하도록 상기 제2 전력을 제어하는 서브 히터 전력 제어 공정을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.

이에 의해, 복수의 히터 전원의 특성 변동에 의존하지 않는 온도 제어 방법을 실현할 수 있다.

본 발명에 따르면, 복수의 히터 전원의 특성 변동에 의존하지 않는 가열 제어 시스템을 실현할 수 있다는 효과를 발휘한다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 우수한 점은, 이하에 나타내는 기재에 의해 충분히 알 수 있다. 또한, 본 발명의 이점은, 첨부 도면을 참조한 다음 설명에 의해 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시 형태의 가열 제어 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 메인 히터 및 서브 히터에 있어서의 제어 신호의 관계를 나타내며, (a)는 메인 히터의 온도 제어 수단의 입출력 신호를 설명하는 모식도이고, (b)는 서브 히터의 온도 제어 수단의 입출력 신호를 설명하는 모식도이고, (c)는 메인 히터 및 서브 히터에 대해서, 온도 제어 수단에 입력되는 신호 및 출력 신호를 나타낸 표이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 형태의 가열 제어 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 4는 목표 전력 산출 수단이 보유하는 테이블을 나타내며, (a)는 테이블에 기억되어 있는 현재 온도와 소정의 비율과의 대응 관계를 나타내는 표이고, (b)는 현재 온도와 소정의 비율과의 대응 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 형태의 가열 제어 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 형태의 가열 제어 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 7은 종래의 가열 제어 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 한 실시 형태의 가열 제어 시스템을 적용한 성막 장치의 일례인 MOCVD 장치의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.

(실시 형태 1)

본 발명의 한 실시 형태에 대해서, 도 1 및 도 2에 기초하여 이하에 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태의 가열 제어 시스템(이하, 본 가열 제어 시스템이라 기재함)의 구성을 도시하는 블록도이다. 또한, 본 발명의 도면에 있어서, 동일한 참조 부호는 동일 부분 또는 상당 부분을 나타내는 것으로 한다.

본 가열 제어 시스템으로서, 메인 히터(M) 및 2개의 서브 히터(S1 및 S2)를 사용하여 3 존의 온도 제어를 행하는 가열 제어 시스템을 예로 들어 설명한다. 또한, 본 실시 형태의 가열 제어 시스템에 사용되는 복수의 히터는 상기한 예로 한정되지 않으며, 메인 히터와 서브 히터를 포함하고 있으면 된다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 가열 제어 시스템은, 제어 기기(1)와, 메인 히터(M)용의 전원을 제어하는 메인 히터 전원 제어계(2M)와, 서브 히터(S1)용의 전원을 제어하는 서브 히터 전원 제어계(2S1)와, 서브 히터(S2)용의 전원을 제어하는 서브 히터 전원 제어계(2S2)를 구비하고 있다.

제어 기기(1)는, 그 내부에 서브 히터(S1ㆍS2)를 위한 목표 전력 산출 수단(1S1ㆍ1S2)을 구비하고 있다. 이러한 제어 기기(1)로서는, 예를 들어PLC(Programmable Logic Controller)와 같은 제어 장치를 들 수 있다.

메인 히터 전원 제어계(2M)는, 온도 제어 수단(3M)(메인 히터용 온도 제어 수단)과, 메인 히터(M)용의 전원인 메인 히터 전원(4M)과, 메인 히터 전원(4M)으로부터 출력되는 전류값 및 전압값을 검출하는 전류ㆍ전압 검출 수단(5M)(메인 히터용 전력 검출 수단)과, 메인 히터(M)와, 메인 히터(M) 근방에 설치된 열전대 TC (6M)(온도 검출 수단)를 구비하고 있다.

또한, 서브 히터 전원 제어계(2S1)는, 온도 제어 수단(3S1)(서브 히터용 온도 제어 수단)과, 서브 히터(S1)용의 전원인 서브 히터 전원(4S1)과, 서브 히터 전원(4S1)으로부터 출력되는 전류값 및 전압값을 검출하는 전류ㆍ전압 검출 수단(5S1)(서브 히터용 전력 검출 수단)과, 서브 히터(S1)를 구비하고 있다. 또한, 서브 히터 전원 제어계(2S2)는, 온도 제어 수단(3S2)(서브 히터용 온도 제어 수단)과, 서브 히터(S2)용의 전원인 서브 히터 전원(4S2)과, 서브 히터 전원(4S2)으로부터 출력되는 전류값 및 전압값을 검출하는 전류ㆍ전압 검출 수단(5S2)(서브 히터용 전력 검출 수단)과, 서브 히터(S2)를 구비하고 있다.

이어서, 가열 제어 시스템에 의한 본 실시 형태의 온도 제어 방법(이하, 본 온도 제어 방법이라 기재함)에 대해서 설명한다. 본 온도 제어 방법은, 메인 히터(M)에 대해서 열전대(6M)의 검출 온도가 목표 온도가 되도록 온도 제어하고, 서브 히터(S1ㆍS2)에 대해서 메인 히터(M)에 공급되는 전력값(Wm) 및 서브 히터(S1ㆍS2)에 공급되는 현재 전력(PVs1ㆍPVs2)이 소정의 비율이 되도록 전력 제어하고, 피가열물의 온도가 목표 온도(SPm)가 되도록 온도 제어를 행하기 위한 방법이다. 본 온도 제어 방법은, 열전대(6M)에 의해 피가열물의 온도를 검출하는 온도 검출 공정과, 메인 히터 온도 제어 공정과, 목표 전력 산출 공정과, 서브 히터 전력 제어 공정을 포함한다.

메인 히터 온도 제어 공정에서는, 메인 히터(M)의 전원 제어에 의해 열전대(6M)의 검출 온도가 목표 온도(SPm)가 되도록 현재 온도(PVm)를 제어한다. 우선, 제어 기기(1)로부터 메인 히터 전원 제어계(2M)의 온도 제어 수단(3M)에 목표 온도(SPm)가 설정된다. 또한, 온도 제어 수단(3M)은, 메인 히터(M)의 근방에 설치된 열전대(6M)의 검출 온도를 현재 온도(PVm)로서 입력한다. 온도 제어 수단(3M)은, 입력된 목표 온도(SPm) 및 현재 온도(PVm)를 바탕으로 PID 연산에 의해 메인 히터 전원(4M)에 출력하는 제어 출력(MVm)을 산출한다. 메인 히터 전원(4M)은 제어 출력(MVm)을 입력하면, 상기 제어 출력(MVm)에 대응하는 전류ㆍ전압을 메인 히터(M)에 공급한다. 메인 히터 전원 제어계(2M)에 있어서는, 메인 히터(M)에 공급하는 전류값 및 전압값은 전류ㆍ전압 검출 수단(5M)에 의해 검출된다. 전류ㆍ전압 검출 수단(5M)에 의해 검출된 전류값 Im 및 전압값 Vm(전력값Wm=Im×Vm)은, 제어 기기(1)에 입력된다.

서브 히터 전력 제어 공정에서는, 서브 히터(S1ㆍS2)에 공급되는 현재 전력(PVs1ㆍPVs2)를 검출하고, 서브 히터(S1ㆍS2)의 전원 제어에 의해 현재 전력(PVs1ㆍPVs2)이 목표 전력(SPs1ㆍSPs2)에 일치하도록 전력 제어한다. 서브 히터(S1)의 전력 제어 방법은, 서브 히터(S2)의 전력 제어 방법과 기본적으로 동일하다. 여기에서는, 서브 히터(S1)의 전력 제어 방법에 대해서 설명한다.

우선, 제어 기기(1)로부터, 서브 히터 전원 제어계(2S1)의 온도 제어 수단(3S1)에 목표 전력(SPs1)이 설정된다. 또한, 온도 제어 수단(3S1)은, 서브 히터(S1)에 공급되는 전력을 현재 전력(PVs1)으로서 입력한다. 또한, 현재 전력(PVs1)은, 전류ㆍ전압 검출 수단(5S1)에 의해 검출된다. 온도 제어 수단(3S1)은, 입력하는 목표 전력(SPs1) 및 현재 전력(PVs1)을 바탕으로 PID 연산에 의해 서브 히터 전원(4S1)에 출력하는 제어 출력(MVs1)을 산출한다. 서브 히터 전원(4S1)은 제어 출력(MVs1)을 입력하면, 상기 제어 출력(MVs1)에 대응하는 전류ㆍ전압을 서브 히터(S1)에 공급한다.

여기서, 서브 히터(S1ㆍS2)의 목표 전력(SPs1ㆍSPs2)은, 목표 전력 산출 공정에서 제어 기기(1) 내부의 목표 전력 산출 수단(1S1ㆍ1S2)에 의해 산출된다. 목표 전력 산출 공정에서는 메인 히터(M)에 공급되는 전력값(Wm)을 검출하고, 전력값(Wm)에 소정의 비율을 곱해서 목표 전력(SPs1ㆍSPs2)을 산출한다.

목표 전력 산출 수단(1S1)은, 전류ㆍ전압 검출 수단(5M)에 의해 검출된 전력값(Wm)을 입력한다. 목표 전력 산출 수단(1S1)은, 전력값(Wm)(메인 히터(M)의 전력값)에 대한 서브 히터(S1)의 전력값의 비율 αs1을 유지하고 있으며, 전력값(Wm)에 비율 αs1을 곱해서 목표 전력(SPs1)을 산출한다. 목표 전력(SPs1)은, 하기 수학식 3으로 표시된다.

<수학식 3>

SPs1=Wm×αs1

또한, 목표 전력 산출 수단(1S2)은, 목표 전력 산출 수단(1S1)과 마찬가지로 전류ㆍ전압 검출 수단(5M)에 의해 검출된 전력값(Wm)을 입력한다. 목표 전력 산출 수단(1S2)은, 전력값(Wm)(메인 히터(M)의 전력값)에 대한 서브 히터(S2)의 전력값의 비율 αs2을 유지하고 있으며, 전력값(Wm)에 비율 αs2를 곱해서 목표 전력(SPs2)을 산출한다. 목표 전력(SPs2)은, 하기 수학식 4로 표시된다.

<수학식 4>

SPs2=Wm×αs2

도 2는, 메인 히터(M) 및 서브 히터(S1ㆍS2)에 있어서의 제어 신호의 관계를 나타내며, 도 2의 (a)는 메인 히터(M)의 제어 신호를 출력하는 온도 제어 수단(3M)의 입출력 신호를 설명하는 모식도이고, 도 2의 (b)는 서브 히터(S1(S2))의 제어 신호를 출력하는 온도 제어 수단(3S1(3S2))의 입출력 신호를 설명하는 모식도이고, 도 2의 (c)는 메인 히터(M) 및 서브 히터(S1)에 대해서 온도 제어 수단에 입력되는 신호 및 출력 신호를 나타낸 표이다. 또한, 도 2의 (a) 내지 (c)에서는, 메인 히터(M) 및 서브 히터(S1)에 대해서 제어기 또는 목표 전력 산출 수단으로부터 온도 제어 수단에 입력되는 입력 신호를 「SP」, 온도 제어 수단에 피드백하여 입력되는 입력 신호를 「PV」, 온도 제어 수단의 출력 신호를 「MV」로 하여, 표기를 통일하고 있다.

도 2의 (a) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 메인 히터 전원 제어계(2M)의 온도 제어 수단(3M)에는 신호(SP)로서 목표 온도의 값이 입력되고, 피드백 신호(PV)로서 메인 히터(M) 근방에 설치된 열전대(6M)의 검출 온도의 값(현재 온도)이 입력된다.

또한, 도 2의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 서브 히터 전원 제어계(2S1(2S2))의 온도 제어 수단(3S1(3S2))에는 신호(SP)로서 목표 전력의 값이 입력되고, 피드백 신호(PV)로서 전류ㆍ전압 검출 수단(5S1(5S2))에서 검출된 전류ㆍ전압의 값(현재 전력)이 입력된다.

이와 같이, 본 가열 제어 시스템에 있어서는, 메인 히터 전원 제어계(2M)는 메인 히터(M) 근방에 설치된 열전대(6M)의 검출 온도를 온도 제어 수단(3M)에 피드백하여 온도 제어를 행한다. 또한, 서브 히터 전원 제어계(2S1ㆍ2S2)는, 각각 전류ㆍ전압 검출 수단(5S1ㆍ5S2)의 검출 전력을 피드백하여 전력 제어를 행하기 때문에, 서브 히터 전원(S1ㆍS2)의 출력 사양에 좌우되지 않고 출력 특성의 변동을 무시할 수 있다.

또한, 본 가열 제어 시스템에 의하면, 메인 히터(M)의 전력값은 전류ㆍ전압 검출 수단(5M)에 의해 검출되어, 제어 기기(1)에 입력되는 구성으로 되어 있다. 그리고, 제어 기기(1)에 입력된 메인 히터(M)의 전력값에 기초하여 서브 히터(S1ㆍS2) 각각의 목표 전력이 설정된다. 서브 히터(S1ㆍS2) 각각의 목표 전력은, 메인 히터(M)의 전력값의 변동에 따라 설정 비율 αs1ㆍαs2로 설정되게 된다. 이와 같이 각 서브 히터의 목표 전력이 메인 히터의 전력의 일정 비율로 산출됨으로써, 메인 히터와 각 서브 히터와의 전력 비율은 설정 비율 αs1ㆍαs2와 어긋남이 발생하지 않고, 항상 일정하게 제어된다.

또한, 메인 히터(M) 및 서브 히터(S1ㆍS2)의 각 히터의 저항값의 열화는, 사용 환경이나 개개의 히터에서 상이하다. 이로 인해, 종래의 가열 제어 시스템에서는, 각 존에 있어서의 히터의 저항값의 경시 변화가 동일한 비율이 되지 않고, PID 제어에 있어서의 P값, I값, D값 등의 초기 설정한 제어 조정값이 맞지 않게 된다. 그 결과, 온도 안정성이 악화된다는 문제가 발생한다.

본 가열 제어 시스템에 의하면, 메인 히터 전원 제어계(2M) 및 서브 히터 전원 제어계(2S1ㆍ2S2)에 각각 PID 제어를 행하는 온도 제어 수단(3M, 3S1, 3S2)이 구비되어 있다. 그로 인해, 메인 히터(M) 및 서브 히터(S1ㆍS2) 각 히터의 저항값의 경시 변화에 의해 저항값의 밸런스가 변경된 경우에도, 온도 제어 수단(3Mㆍ3S1ㆍ3S2)에 대해서 제어 파라미터(P값, I값, D값)를 개별적으로 조정함으로써, 온도 제어성을 안정적으로 유지하여 피가열물의 면내 온도 분포의 변동을 억제할 수 있다.

(실시 형태 2)

본 발명의 다른 실시 형태에 대해서, 도 3에 기초하여 이하에 설명한다. 도 3은, 본 실시 형태의 가열 제어 시스템(이하, 본 가열 제어 시스템이라 기재함)의 구성을 도시하는 블록도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 가열 제어 시스템은, 제어 기기(1)에 메인 히터(M) 근방에 설치된 열전대(6M)의 검출 온도의 값이 입력되는 구성으로 되어 있다. 제어 기기(1)는, 입력된 검출 온도의 값을 현재 온도(PVm)로서 온도 제어 수단(3M)에 출력한다. 온도 제어 수단(3M)은, 입력된 목표 온도(SPm) 및 현재 온도(PVm)를 바탕으로 PID 연산에 의해 메인 히터 전원(4M)에 출력하는 제어 출력(MVm)을 산출한다.

또한, 본 가열 제어 시스템에서는, 목표 전력 산출 수단(1S1ㆍ1S2)은 열전대(6M)의 검출 온도의 값(현재 온도(PVm))과 비율 αs1ㆍαs2와의 관계를 나타내는 테이블(T)을 보유하고 있다. 목표 전력 산출 수단(1S1)은 제어 기기(1)에 검출 온도의 값(현재 온도)이 입력되면, 이 검출 온도의 값과 테이블(T)을 대조하여 현재 온도에 대응하는 비율 αs1을 결정한다. 그리고, 입력되는 메인 히터(M)의 전력값(Wm)에 비율 αs1을 곱하여, 목표 전력(SPs1)을 산출한다. 또한, 목표 전력 산출 수단(1S2)은 목표 전력 산출 수단(1S1)과 마찬가지로, 제어 기기(1)에 검출 온도의 값(현재 온도)이 입력되면, 이 검출 온도의 값과 테이블(T)을 대조하여 현재 온도에 대응하는 비율 αs2을 결정한다. 그리고, 입력되는 메인 히터(M)의 전력값(Wm)에 비율 αs2를 곱하여, 목표 전력(SPs2)을 산출한다.

이어서, 목표 전력 산출 수단(1S1ㆍ1S2)이 보유하는 테이블(T)에 대해서 구체적으로 설명한다. 도 4는, 목표 전력 산출 수단(1S1ㆍ1S2)이 보유하는 테이블(T)을 나타내며, 도 4의 (a)는, 테이블(T)에 기억되어 있는 현재 온도(PVm)와 비율 αs1 및 αs2와의 대응 관계를 나타내는 표이고, 도 4의 (b)는, 현재 온도(PVm)와 비율 αs1 및 αs2와의 대응 관계를 나타내는 그래프이다.

도 4의 (a), (b)에 도시하는 테이블(T)에 있어서, 예를 들어 현재 온도(PVm)가 300℃인 경우, 목표 전력 산출 수단(1S1)은 비율 αs1=0.16으로 결정하고, 목표 전력 산출 수단(1S2)은 비율 αs2=0.23으로 결정한다. 그리고, 이 결정된 비율 αs1ㆍαs2를 전력값(Wm)에 곱해서 목표 전력(SPs1ㆍSPs2)이 산출된다. 즉, 본 가열 제어 시스템에 있어서는, 메인 히터(M)의 전력값(Wm)에 대한 서브 히터(S1ㆍS2)의 전력값의 비율은, 각각 현재 온도(PVm)의 함수(αs1(PVm), αs2(PVm)라 함)로서 표시된다. 따라서, 목표 전력(SPs1)은, 하기 수학식 5와 같은 PVm의 함수로서 정의된다.

<수학식 5>

SPs1=Wm×αs1(PVm)

또한, 목표 전력(SPs2)은, 목표 전력(SPs1)과 마찬가지로 하기 수학식 6과 같은 PVm의 함수로서 정의된다.

<수학식 6>

SPs2=Wm×αs2(PVm)

이와 같이 메인 히터(M)의 전력값(Wm)에 대한 서브 히터(S1ㆍS2)의 전력값의 비율이 현재 온도(PVm)의 함수로서 표시되기 때문에, 열전대(6M)의 검출 온도의 온도 영역에 맞추어 서브 히터(S1ㆍS2)의 전력값의 비율을 조정하는 것이 가능해진다. 그로 인해, 본 가열 제어 시스템에 의하면, 열전대(6M)에서 검출되는 전체 온도 영역에 있어서, 3 존을 동일한 온도 분포로 조정하는 것이 가능해진다.

(실시 형태 3)

본 발명의 또 다른 실시 형태에 대해서, 도 5에 기초하여 이하에 설명한다. 도 5는, 본 실시 형태의 가열 제어 시스템(이하, 본 가열 제어 시스템이라 기재함)의 구성을 도시하는 블록도이다.

도 5에 도시된 바와 같이 본 가열 제어 시스템은, 온도 제어 수단(3S1ㆍ3S2) 내부에 목표 전력 산출 수단(1S1ㆍ1S2)을 구비한 구성으로 되어 있다. 이러한 온도 제어 수단(3S1ㆍ3S2)으로서는, 예를 들어 야마따께(山武) 가부시끼가이샤제의 DMC50 등과 같은 프로그래머블한 조온기를 사용할 수 있다.

본 가열 제어 시스템에서는, 서브 히터 전원 제어계(2S1)의 온도 제어 수단(3S1)에 메인 히터의 전력값(Wm) 및 서브 히터(S1)에 공급되어 있는 현재 전력(PVs1)이 입력된다. 목표 전력 산출 수단(1S1)은, 비율 αs1을 유지하고 있다. 온도 제어 수단(3S1)에 메인 히터(M)의 전력값(Wm)이 입력되면, 목표 전력 산출 수단(1S1)은 전력값(Wm)에 비율 αs1을 곱해서 서브 히터(S1)의 목표 전력을 산출한다. 온도 제어 수단(3S1)은, 내부의 목표 전력 산출 수단(1S1)에 의해 산출된 목표 전력 및 현재 전력(PVs1)을 바탕으로 PID 연산에 의해 서브 히터 전원(4S1)에 출력하는 제어 출력(MVs1)을 산출한다.

이와 같이, 본 가열 제어 시스템에 있어서는, 서브 히터(S1)의 목표 전력은 제어 기기(1) 내부가 아닌 온도 제어 수단(3S1) 내부에서 산출된다. 그로 인해, 서브 히터(S1)의 전원 제어는 제어 기기(1)를 거치지 않고 행해지기 때문에, 제어 기기(1)의 처리 시간에 의존하지 않고 서브 히터(S1)의 온도 제어 처리를 실행하는 것이 가능해진다. 또한, 가열하는 존수를 늘리는(서브 히터의 수를 늘리는 등) 경우에는, 제어 기기(1)의 프로그램 변경 없이 대응하는 것이 가능해진다. 따라서, 본 가열 제어 시스템에 의하면, 온도 제어 처리 시간의 단축이 가능해진다.

(실시 형태 4)

본 발명의 또 다른 실시 형태에 대해서, 도 6에 기초하여 이하에 설명한다. 도 6은, 본 실시 형태의 가열 제어 시스템(이하, 본 가열 제어 시스템이라 기재함)의 구성을 도시하는 블록도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 가열 제어 시스템은 온도 제어 수단(3S1ㆍ3S2) 내부에 목표 전력 산출 수단(1S1ㆍ1S2)을 구비하고, 또한, 메인 히터(M) 근방에 설치된 열전대(6M)의 검출 온도의 값(현재 온도(PVm))이 온도 제어 수단(3S1ㆍ3S2)에 입력되는 구성으로 되어 있다.

온도 제어 수단(3S1ㆍ3S2) 내부의 목표 전력 산출 수단(1S1ㆍ1S2)은, 열전대(6M)의 검출 온도의 값(현재 온도(PVm))과 비율 αs1ㆍαs2와의 관계를 나타내는 테이블(T)을 보유하고 있다. 목표 전력 산출 수단(1S1)은, 온도 제어 수단(3S1)에 검출 온도의 값(현재 온도)이 입력되면, 이 검출 온도의 값과 테이블(T)을 대조하여 현재 온도에 대응하는 비율 αs1을 결정한다. 그리고, 입력되는 메인 히터(M)의 전력값(Wm)에 비율 αs1을 곱하여, 서브 히터(S1)의 목표 전력을 산출한다. 또한, 목표 전력 산출 수단(1S2)은, 목표 전력 산출 수단(1S1)과 마찬가지로 온도 제어 수단(3S2)에 검출 온도의 값(현재 온도)이 입력되면, 이 검출 온도의 값과 테이블(T)을 대조하여 현재 온도에 대응하는 비율 αs2를 결정한다. 그리고, 입력되는 메인 히터(M)의 전력값(Wm)에 비율 αs2를 곱하여, 서브 히터(S2)의 목표 전력을 산출한다.

온도 제어 수단(3S1)은, 내부의 목표 전력 산출 수단(1S1)에 의해 산출된 목표 전력 및 현재 전력(PVs1)을 바탕으로 PID 연산에 의해 서브 히터 전원(4S1)에 출력하는 제어 출력(MVs1)을 산출한다. 또한, 온도 제어 수단(3S2)은, 내부의 목표 전력 산출 수단(1S2)에 의해 산출된 목표 전력 및 현재 전력(PVs2)을 바탕으로 PID 연산에 의해 서브 히터 전원(4S2)에 출력하는 제어 출력(MVs1)을 산출한다.

본 가열 제어 시스템에 의하면, 서브 히터(S1ㆍS2)의 목표 전력은 제어 기기(1) 내부가 아닌 온도 제어 수단(3S1ㆍ3S2) 내부에서 산출된다. 그로 인해, 서브 히터(S1ㆍS2)의 전원 제어는 제어 기기(1)를 거치지 않고 행해지기 때문에, 제어 기기(1)의 처리 시간에 의존하지 않고 서브 히터(S1ㆍS2)의 온도 제어 처리를 실행하는 것이 가능해진다. 또한, 가열하는 존수를 늘리는(서브 히터의 수를 늘리는 등) 경우에는, 제어 기기(1)의 프로그램 변경 없이 대응하는 것이 가능해진다.

나아가, 목표 전력 산출 수단(1S1ㆍ1S2)은, 열전대(6M)의 검출 온도의 값(현재 온도(PVm))과 비율 αs1ㆍαs2와의 관계를 나타내는 테이블(T)을 보유하고 있기 때문에, 열전대(6M)에서 검출되는 전체 온도 영역에 있어서 3존을 동일한 온도 분포로 조정하는 것이 가능해진다.

(성막 장치)

상술한 본 가열 제어 시스템은, 기판에 박막을 성막시키는 성막 장치에 적용할 수 있다. 본 가열 제어 시스템을 적용할 수 있는 성막 장치는, MOCVD법에 의해 화합물 반도체 결정을 성장시키는 MOCVD 장치가 적합하다. 본 가열 제어 시스템을 적용할 수 있는 MOCVD 장치는, 기판을 존 가열하는 종래 공지된 장치이면 된다.

도 8은, 본 가열 제어 시스템을 적용한 성막 장치의 일례인 MOCVD 장치의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.

MOCVD 장치(100)는 도 8에 도시된 바와 같이, 내부를 대기측과 격리해서 기밀 상태를 유지하는 성장실로서의 반응실(11)을 갖는 반응로(10)와, 반응실(11) 내에 설치되어 복수의 피처리 기판(12)을 적재하는 기판 유지 부재(13)와, 기판 유지 부재(13)와 대향하는 위치에 설치되어, 피처리 기판(12)을 향해 복수의 원료 가스를 공급하는 가스 공급부(20)를 구비하고 있다.

기판 유지 부재(13)는 회전 전달 부재(14)의 일단부에 설치되어 있으며, 회전 전달 부재(14)는 도시하지 않은 회전 기구에 의해 자전 가능하게 되어 있다. 또한, 기판 유지 부재(13)의 하측에는, 기판 가열 히터(15)가 설치되어 있다.

MOCVD 장치(100)에서 피처리 기판(12)의 주표면에 박막을 형성할 때에는, 원료 가스를 가스 공급부(20)로부터 반응실(11)에 도입한다. 이때 기판 가열 히터(15)에 의해 기판 유지 부재(13)를 거쳐 피처리 기판(12)이 가열되고, 피처리 기판(12) 위에서의 성막 화학 반응이 촉진됨으로써, 피처리 기판(12) 위에 박막이 형성된다. 피처리 기판(12) 위를 통과한 가스는 가스 배출구(11a)로부터 배출된다. 또한, 반응로(10)의 상측에 설치된 가스 공급부(20)는, 대략 원통형 형상으로 되어 있다.

또한, 기판 가열 히터(15)는, 메인 히터(M), 서브 히터(S1) 및 서브 히터(S2)를 구비하고 있다. 메인 히터(M), 서브 히터(S1) 및 서브 히터(S2)는, 모두 회전 전달 부재(14)를 축으로 한 동심원형 형상으로 되어 있으며, 회전 전달 부재(14)로부터 외측으로 이 순서대로 설치되어 있다.

MOCVD 장치(100)에 있어서는, 피처리 기판(12)의 온도를 균일하게 하기 위해 메인 히터(M), 서브 히터(S1) 및 서브 히터(S2)에 의해 존 제어가 행해진다. 이 존 제어를 위해, 본 실시 형태의 가열 제어 시스템이 적용된다.

본 발명의 가열 제어 시스템은, 이하의 구성을 특징으로 하고 있다고 환언할 수 있다.

즉, 피가열물을 가열하는 메인 히터와 복수의 서브 히터, 각 히터에 전력을 공급하는 히터 전원, 각 히터 전원을 제어하는 온도 제어 수단, 복수의 히터에 공급되는 전류, 전압을 검출하는 전류ㆍ전압 검출 수단, 피가열물의 근방에 위치하는 온도 검출 수단 및 각 서브 히터의 목표 전력을 산출하는 목표 전력 산출 수단을 구비하고, 상기 메인 히터를 상기 온도 검출 수단의 온도 검출값에 기초하여 목표 온도로 제어함과 함께, 각 서브 히터는, 메인 히터에 공급되는 전류ㆍ전압의 검출값과 미리 정해진 비율로부터 목표 전력 산출 수단에 의해 산출되는 목표 전력값으로 각 서브 히터에 공급되는 전류ㆍ전압값(전력값)을 제어하는 것을 특징으로 하고 있다고 환언할 수 있다. 또한, 상기한 구성에 있어서, 각 서브 히터의 목표 전력값을 산출하는 비율은, 현재 온도에 의해 가변할 수 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기한 구성에 있어서, 상기 온도 제어 수단은 내부에 목표 전력 산출 수단을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 가열 제어 시스템은, 이상과 같이 피가열물을 가열하기 위한 메인 히터 및 서브 히터와, 상기 메인 히터에 전력을 공급하는 메인 히터 전원 및 상기 서브 히터에 전력을 공급하는 서브 히터 전원을 구비하고, 메인 히터는, 피가열물의 온도가 목표 온도가 되도록 온도 제어되고, 서브 히터는, 메인 히터에 공급되는 제1 전력과 서브 히터에 공급되는 제2 전력이 소정의 비율이 되도록 전력 제어되는 가열 제어 시스템이며, 피가열물의 온도를 검출하는 온도 검출 수단과, 메인 히터용 온도 제어 수단 및 서브 히터용 온도 제어 수단과, 상기 제1 전력을 검출하는 메인 히터용 전력 검출 수단 및 상기 제2 전력을 검출하는 서브 히터용 전력 검출 수단과, 상기 제2 전력의 목표값을 산출하는 목표 전력 산출 수단을 구비하고, 상기 메인 히터용 온도 제어 수단은, 목표 온도의 설정값 및 상기 온도 검출 수단의 온도 검출값을 입력하고, 상기 온도 검출값이 목표 온도의 설정값에 일치하도록 상기 제1 전력을 제어하고, 상기 목표 전력 산출 수단은, 상기 메인 히터용 전력 검출 수단에서 검출되는 제1 전력 검출값을 입력하고, 상기 제1 전력 검출값에 소정의 비율을 곱해서 상기 제2 전력의 목표값을 산출하고, 상기 서브 히터용 온도 제어 수단은, 상기 제2 전력의 목표값 및 서브 히터용 전력 검출 수단에서 검출되는 제2 전력 검출값을 입력하고, 상기 제2 전력 검출값이 상기 제2 전력의 목표값에 일치하도록 제2 전력을 제어하는 구성이다.

또한, 본 발명의 성막 장치는, 이상과 같이 상기 가열 제어 시스템을 구비한 구성이다.

또한, 본 발명의 온도 제어 방법은, 이상과 같이 메인 히터 및 서브 히터를 사용해서 피가열물을 가열할 때에, 메인 히터에 대해서 피가열물의 온도가 목표 온도가 되도록 온도 제어하고, 서브 히터에 대해서 메인 히터에 공급되는 제1 전력 및 서브 히터에 공급되는 제2 전력이 소정의 비율이 되도록 전력 제어하는 온도 제어 방법이며, 피가열물의 온도를 검출하는 온도 검출 공정과, 상기 온도 검출 공정에서 검출된 피가열물의 온도 검출값이 목표 온도의 설정값에 일치하도록 상기 제1 전력을 제어하는 메인 히터 온도 제어 공정과, 메인 히터에 공급되는 제1 전력을 검출하고, 검출된 제1 전력 검출값에 소정의 비율을 곱해서 상기 제2 전력의 목표값을 산출하는 목표 전력 산출 공정과, 서브 히터에 공급되는 제2 전력을 검출하고, 검출된 제2 전력 검출값이 상기 제2 전력의 목표값에 일치하도록 상기 제2 전력을 제어하는 서브 히터 전력 제어 공정을 포함하는 구성이다.

그로 인해, 복수의 히터 전원의 특성 변동에 의존하지 않는 가열 제어 시스템을 실현할 수 있다는 효과를 발휘한다.

또한, 본 발명의 가열 제어 시스템에 있어서, 상기 목표 전력 산출 수단은, 상기 온도 검출값과 상기 소정의 비율과의 관계를 나타내는 테이블을 보유하고 있으며, 입력되는 온도 검출값과 상기 테이블을 대조하여 상기 소정의 비율을 결정하는 것이 바람직하다.

상기한 구성에 의하면, 상기 목표 전력 산출 수단은, 상기 온도 검출값과 상기 소정의 비율과의 관계를 나타내는 테이블을 보유하고 있으며, 입력되는 온도 검출값과 상기 테이블을 대조하여 상기 소정의 비율을 결정하기 때문에, 온도 검출값에 따라 제1 전력과 제2 전력과의 비율을 변화시킬 수 있다. 이에 의해, 온도 검출 수단에서 검출되는 온도 검출값에 있어서의 저온 영역으로부터 고온 영역에 이르는 전체 온도 영역에 걸쳐서, 적절한 온도 분포의 가열 제어를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명의 가열 제어 시스템에 있어서, 상기 목표 전력 산출 수단은, 상기 서브 히터용 온도 제어 수단의 내부에 구비되어 있는 것이 바람직하다.

상기한 구성에 의하면, 내부에 제2 전력의 목표값을 연산하는 기능을 갖는 서브 히터용 온도 제어 수단을 사용함으로써, 서브 히터용 온도 제어 수단만으로 온도 제어 처리를 행할 수 있다. 그로 인해, 상기한 구성에 의하면, 예를 들어 PLC 등의 제어 기기에 의해 제2 전력의 목표값을 산출한 경우와 비교하여 제어 기기의 처리 시간에 의존하지 않는 온도 제어 루프를 구축할 수 있다.

본 발명의 성막 장치는 상기한 과제를 해결하기 위해, 상술한 가열 제어 시스템을 구비한 것을 특징으로 하고 있다.

상술한 가열 제어 시스템을 성막 장치에 사용함으로써, 히터 교환시나 히터 저항의 경시 변화에 대해서도 기판 온도 분포의 재현성이 확보된다. 따라서, 안정된 특성의 화합물 반도체 결정을 성막시킬 수 있다.

본 발명은 상술한 각 실시 형태로 한정되는 것은 아니며, 청구항에 나타낸 범위에서 다양한 변경이 가능하고, 다른 실시 형태에 각각 개시된 기술적 수단을 적절히 조합하여 얻어지는 실시 형태에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

본 발명은, 성막 장치 등과 같은 피가열물을 복수의 히터로 가열하는 장치에 있어서, 온도 제어하는 경우에 이용 가능하다.

1: 제어 기기
1S1, 1S2: 목표 전력 산출 수단
2M: 메인 히터 전원 제어계
3M: 온도 제어 수단(메인 히터용 온도 제어 수단)
4M: 메인 히터 전원
5M: 전류ㆍ전압 검출 수단(메인 히터용 전력 검출 수단)
6M: 열전대(온도 검출 수단)
2S1, 2S2: 서브 히터 전원 제어계
3S1, 3S2: 온도 제어 수단(서브 히터용 온도 제어 수단)
4S1, 4S2: 서브 히터 전원
5S1, 5S2: 전류ㆍ전압 검출 수단(서브 히터용 전력 검출 수단)
SPm: 목표 온도(목표 온도의 설정값)
PVm: 현재 온도(온도 검출값)
Wm: 전력값(제1 전력 검출값)
SPs1, SPs2: 목표 전력(제2 전력의 목표값)
PVs1, PVs2: 현재 전력(제2 전력 검출값)
T: 테이블

Claims

피가열물을 가열하기 위한 메인 히터 및 서브 히터와,
상기 메인 히터에 전력을 공급하는 메인 히터 전원 및 상기 서브 히터에 전력을 공급하는 서브 히터 전원을 구비하고, 메인 히터는, 피가열물의 온도가 목표 온도가 되도록 온도 제어되고, 서브 히터는, 메인 히터에 공급되는 제1 전력과 서브 히터에 공급되는 제2 전력이 소정의 비율이 되도록 전력 제어되는 가열 제어 시스템으로서,
피가열물의 온도를 검출하는 온도 검출 수단과,
메인 히터용 온도 제어 수단 및 서브 히터용 온도 제어 수단과,
상기 제1 전력을 검출하는 메인 히터용 전력 검출 수단 및 상기 제2 전력을 검출하는 서브 히터용 전력 검출 수단과,
상기 제2 전력의 목표값을 산출하는 목표 전력 산출 수단을 구비하고,
상기 메인 히터용 온도 제어 수단은, 목표 온도의 설정값 및 상기 온도 검출 수단의 온도 검출값을 입력하고, 상기 온도 검출값이 목표 온도의 설정값에 일치하도록 상기 제1 전력을 제어하고,
상기 목표 전력 산출 수단은, 상기 메인 히터용 전력 검출 수단에서 검출되는 제1 전력 검출값을 입력하고, 상기 제1 전력 검출값에 소정의 비율을 곱해서 상기 제2 전력의 목표값을 산출하고,
상기 서브 히터용 온도 제어 수단은, 상기 제2 전력의 목표값 및 서브 히터용 전력 검출 수단에서 검출되는 제2 전력 검출값을 입력하고, 상기 제2 전력 검출값이 상기 제2 전력의 목표값에 일치하도록 제2 전력을 제어하는 것을 특징으로 하는 가열 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 목표 전력 산출 수단은, 상기 온도 검출값과 상기 소정의 비율과의 관계를 나타내는 테이블을 보유하고 있으며, 입력되는 온도 검출값과 상기 테이블을 대조하여 상기 소정의 비율을 결정하는 것을 특징으로 하는 가열 제어 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 목표 전력 산출 수단은, 상기 서브 히터용 온도 제어 수단의 내부에 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 가열 제어 시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 가열 제어 시스템을 구비한 것을 특징으로 하는 성막 장치.
메인 히터 및 서브 히터를 사용해서 피가열물을 가열할 때에, 메인 히터에 대해서 피가열물의 온도가 목표 온도가 되도록 온도 제어하고, 서브 히터에 대해서 메인 히터에 공급되는 제1 전력 및 서브 히터에 공급되는 제2 전력이 소정의 비율이 되도록 전력 제어하는 온도 제어 방법으로서,
피가열물의 온도를 검출하는 온도 검출 공정과,
상기 온도 검출 공정에서 검출된 피가열물의 온도 검출값이 목표 온도의 설정값에 일치하도록 상기 제1 전력을 제어하는 메인 히터 온도 제어 공정과,
메인 히터에 공급되는 제1 전력을 검출하고, 검출된 제1 전력 검출값에 소정의 비율을 곱해서 상기 제2 전력의 목표값을 산출하는 목표 전력 산출 공정과,
서브 히터에 공급되는 제2 전력을 검출하고, 검출된 제2 전력 검출값이 상기 제2 전력의 목표값에 일치하도록 상기 제2 전력을 제어하는 서브 히터 전력 제어 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 방법.