JPS6298722A - Temperature controlling device for optical heating device - Google Patents
Temperature controlling device for optical heating deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体のウェハ・プロセスにおけるイオン注
入層の活性化、リンシリケートガラスのりフロー、金属
のアニール、Siと金属とのオーミックコンタクトの形
成等に使用される光加熱装置の温度制御装置に関するも
のである。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention is applicable to activation of ion implantation layers in semiconductor wafer processes, phosphosilicate glass glue flow, annealing of metals, and formation of ohmic contacts between Si and metals. The present invention relates to a temperature control device for a light heating device used in, for example.
従来の光加熱装置、例えばランプアニール装置は、第8
図に示すように、平板状反射板1に面して、棒状のタン
グステン・ハロケンランフ(以下ラングと略する)2,
2・・・・が平行に配置され(反射板1の表面は、反射
効果を高めるため、各ランプ2に対して曲面状に加工し
てもよい。)、この反射板1とランプ2の組が上下或い
は左右方向に離間して設置され、それらの間に石英ガラ
ス製のプロセスチューブ3が配置されたものである。Conventional optical heating devices, such as lamp annealing devices,
As shown in the figure, facing the flat reflecting plate 1, a rod-shaped tungsten haloken lamp (hereinafter abbreviated as a rung) 2,
2... are arranged in parallel (the surface of the reflector 1 may be curved with respect to each lamp 2 in order to enhance the reflection effect), and the combination of the reflector 1 and the lamp 2 are installed spaced apart in the vertical or horizontal direction, and a process tube 3 made of quartz glass is placed between them.
イオンを注入された半導体ウェハ4は、プロセスチュー
ブ3内に収容された石英製サセプタ5上に載置され、こ
の状態でランプ2を照射して加熱される。一方、プロセ
スチューブ3とふた6とからなる処理用空間には処理用
ガスの導入、排気等が行われ、ウェハ4が処理される。The ion-implanted semiconductor wafer 4 is placed on a quartz susceptor 5 housed in the process tube 3, and in this state is heated by irradiating it with the lamp 2. On the other hand, a processing gas is introduced and exhausted into the processing space formed by the process tube 3 and the lid 6, and the wafer 4 is processed.
第9図はウェハの加熱処理におけるウェハ温度の目標パ
ターンの一例で、ウェハの温度は、温度上昇開始後約8
秒で約1000℃の定温域に達し、同じく約30秒後か
ら徐々に冷却する。このパターンは、ランプ出力を制御
することによって得られる。Figure 9 is an example of the target pattern of wafer temperature in wafer heat treatment, and the wafer temperature is about 8
It reaches a constant temperature range of about 1000° C. in seconds, and gradually cools down after about 30 seconds. This pattern is obtained by controlling the lamp power.
ところで、ランプ出力の制御方式には開ループ制御方式
と閉ループ制御方式とがあり、各々次のように実施され
る。Incidentally, there are two types of lamp output control methods: an open-loop control method and a closed-loop control method, and each method is implemented as follows.
(1)開ループ制御方式
実験的に求められたラング出カバターフに従って実施さ
れる制御方式で、例えば、第10図に示すように、ラン
プ出力を最初は大きく、一定時間後はそれより小さくか
つ漸減するように制御する。(1) Open-loop control method A control method that is carried out according to the rung output cover turf determined experimentally. For example, as shown in Figure 10, the lamp output is initially high, and after a certain period of time, it becomes smaller and gradually decreases. control to do so.
(2)閉ループ制御方式
熱電対などの温度センナをウェハに接触させ、ウェハの
温度を測定しながらランプ出力を目標のパターンに合致
させるように制御する。(2) Closed-loop control method A temperature sensor such as a thermocouple is brought into contact with the wafer, and the lamp output is controlled to match the target pattern while measuring the temperature of the wafer.
従来の光加熱装置の温度制御装置において、ランプ出力
は上記の2方式のいずれかに従って制御されていたが、
それらの方式は下記のような問題点を含んでいる。すな
わち、
(1)開ループ制御方式における問題点ウェハ温度はラ
ンプより与えられるエネルギーによって決定されるが、
a)ウェハの初期温度、吸収率が異なると同一のエネル
ギーを与えても温度上昇の状態が異なり、被加熱物が成
る温度に達する時間は様々に変化する。すなわち制御対
象の状態は時々刻々変化するので、再現性のよいパター
ンを達成することはできない。In conventional temperature control devices for optical heating devices, lamp output was controlled according to one of the two methods described above.
Those methods include the following problems. In other words, (1) Problems with open-loop control method The wafer temperature is determined by the energy given by the lamp, but a) If the initial temperature and absorption rate of the wafer are different, the temperature will rise even if the same energy is given. Differently, the time required for the heated object to reach the desired temperature varies. That is, since the state of the controlled object changes from moment to moment, it is impossible to achieve a pattern with good reproducibility.
′F3)プロセスチューブや処理用ガスの初期温度が異
なると同一のエネルギーを与えても温度上昇の状態が異
なる。'F3) If the initial temperature of the process tube or processing gas is different, the state of temperature rise will be different even if the same energy is applied.
等の理由により第9図に示すような目標パターンを得る
ことができなかった。For these reasons, the target pattern shown in FIG. 9 could not be obtained.
(2)熱電対を用いた閉ループ制御方式における熱電対
を用いて物体の温度を測定する場合、熱電対と物体とが
熱平衡に達していることが前提となるが、光加熱装置に
よる加熱ではウェハの温度上昇が短時間で行われ、熱電
対とウェハ及び熱電対とが熱平衡に達しないうちにウェ
ハ及び熱電対の温度が上昇するため、熱電対は正確なウ
ェハ温度を示さない。(2) When measuring the temperature of an object using a thermocouple in a closed-loop control method using a thermocouple, it is assumed that the thermocouple and the object have reached thermal equilibrium. The thermocouple does not accurately indicate the wafer temperature because the temperature rise occurs in a short period of time, and the temperature of the wafer and thermocouple increases before the thermocouple, wafer, and thermocouple reach thermal equilibrium.
従って、熱電対の出力を基にランプの出力を制御して目
標パターンに合致した熱電対出力を得たとしても、それ
は熱電対の温度を制御しただけのことで実際のウェハ温
度のパターンは目標パターンに合致しないことになる。Therefore, even if you control the lamp output based on the thermocouple output and obtain a thermocouple output that matches the target pattern, this only means that you are controlling the thermocouple temperature, and the actual wafer temperature pattern is different from the target pattern. It will not match the pattern.
そこで、開ループ制御方式および閉ループ制御方式にお
ける上記の問題点を回避するため、熱平衡のための時間
を必要としない放射温度計を使用し、ウェハ温度を測定
しながらランプ出力を目標パターンに従って制御しよう
とすると、下記のような問題が起こってくる。Therefore, in order to avoid the above-mentioned problems in open-loop and closed-loop control methods, we will use a radiation thermometer that does not require time for thermal equilibrium, and control the lamp output according to the target pattern while measuring the wafer temperature. If so, the following problems will occur.
問題点
放射温度計で物体の温度を測定する場合、被測定物がそ
の波長帯の温度で不透明で6D、また測定物体の周りに
熱放射源がない場合は問題はないが、光加熱装置の処理
対象の1つであるSlは赤外領域で(500℃位まで)
半透明物体であり、またプロセスチューブ自体も温度が
上昇するので、そこからの熱放射が被測定物(Sl)を
通過して放射温度計に入射する。その結果、放射温度計
は被測定物の温度を正確に指示しないことになる。Problem When measuring the temperature of an object with a radiation thermometer, there is no problem if the object to be measured is opaque at a temperature in the wavelength range of 6D, and there is no thermal radiation source around the object, but there is no problem with the measurement of the temperature of an optical heating device. Sl, which is one of the processing targets, is in the infrared region (up to about 500°C)
Since the process tube itself is a translucent object and its temperature increases, thermal radiation from the process tube passes through the object to be measured (Sl) and enters the radiation thermometer. As a result, the radiation thermometer does not accurately indicate the temperature of the object to be measured.
また一般的に放射温度計の測定範囲には限界がらジ、被
測定物の昇温過程の全域にわたって測定することは困難
である。Furthermore, the measurement range of radiation thermometers is generally limited, making it difficult to measure over the entire temperature rise process of the object to be measured.
上記の事情に鑑み、本発明は、放射温度計を特定の温度
測定範囲のみに使用してウニ/〜の温度を正確に測定す
るとともに、上記開ループ制御方式と閉ループ制御方式
とを組み合わせることによって、目標パターンに近い温
度変化を得るようランプの出力を制御する光加熱装置の
温度制御装置を提供することを目的としている。In view of the above circumstances, the present invention uses a radiation thermometer only in a specific temperature measurement range to accurately measure the temperature of sea urchins, and combines the open-loop control method and closed-loop control method described above. An object of the present invention is to provide a temperature control device for a light heating device that controls the output of a lamp so as to obtain a temperature change close to a target pattern.
〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明は、
上記の問題点を解決するため、被加熱体を加熱するラン
グ群、ランプ出力を制御するランプ出力制御装置、被加
熱体の温度を測定する放射温度計、放射温度計の出力を
受けラング出力制御装置に信号を送出する演算装置から
構成された光加熱装置の温度制御装置において、加熱開
始時点に目標とする定温域の温度に関連して定めた一定
のランプ出力を行い、所定の温度(閉ループ制御開始温
度)に目標とする定温域のランプ出力を維持するか、あ
るいは予め定めたパターンに従ってラング出力全制御し
、前記閉ループ制御開始温度に達した以降は目標のパタ
ーンに一致させるようにランプ出力を制御することによ
り、初期条件の差異が解消し、放射温度計が正確に被加
熱物の温度を測定し得るようになった後に、目標のパタ
ーンに従う加熱を達成することができる。[Means and effects for solving the problems] The present invention has the following features:
In order to solve the above problems, we created a group of rungs that heat the object to be heated, a lamp output control device that controls the lamp output, a radiation thermometer that measures the temperature of the object to be heated, and a rung output control that receives the output of the radiation thermometer. In the temperature control device of the optical heating device, which is composed of an arithmetic unit that sends signals to the device, a constant lamp output determined in relation to the target constant temperature range temperature is performed at the start of heating, and a predetermined temperature (closed loop Either maintain the lamp output in the target constant temperature range at the control start temperature, or fully control the rung output according to a predetermined pattern, and after the closed loop control start temperature is reached, the lamp output is adjusted to match the target pattern. By controlling , heating according to the target pattern can be achieved after the difference in initial conditions is resolved and the radiation thermometer can accurately measure the temperature of the object to be heated.
第1図は放射温度計9の設置状況を示す縦断側面図でち
る。光加熱装置は、第8図を参照して説明した従来装置
と同様に、平板状反射板1とハロゲン・ランプ2の組が
上下または左右に離間して設置され、それらの間にプロ
セスチューブ3が配置され、さらにその中にウェハを載
置したサセプタ5が収容されたものである。FIG. 1 is a longitudinal sectional side view showing how the radiation thermometer 9 is installed. The optical heating device is similar to the conventional device described with reference to FIG. A susceptor 5 on which a wafer is placed is housed therein.
ウェハ4の温度を測定するため、プロセスチューブ3の
側面の開口には中空管7が溶接され、その他端は取付具
8を介して放射温度計9に連結され、放射温度計9が、
プロセスチューブ3の前記開口から中空管7を通して、
半導体ウェハ4からの放射光を受光するようになってい
る。In order to measure the temperature of the wafer 4, a hollow tube 7 is welded to the side opening of the process tube 3, and the other end is connected to a radiation thermometer 9 via a fitting 8.
Passing the hollow tube 7 through the opening of the process tube 3,
It is adapted to receive radiation light from the semiconductor wafer 4.
第3図は、半導体ウェハ4の温度を制御する温度制御装
置のブロック図である。温度制御装置は放射温度計、演
算装置、ランプ出力制御装置およびラング群より構成さ
れており、各ブロックの機能は次の通りである。FIG. 3 is a block diagram of a temperature control device that controls the temperature of the semiconductor wafer 4. As shown in FIG. The temperature control device is composed of a radiation thermometer, a calculation device, a lamp output control device, and a rung group, and the functions of each block are as follows.
(1)放射温度計・・・
半導体ウェハ4の放射光を受光し、ウェハ温度に対応し
た信号を出力する。(1) Radiation thermometer... Receives radiation from the semiconductor wafer 4 and outputs a signal corresponding to the wafer temperature.
(2)演算装置・・・
放射温度計9の出力が一定値に達するまでは、ランプ群
が一定の出力かあるいは予め定めたパターンに従った出
力を発するようにランプ出力制御装置を制御する。(2) Arithmetic device... The lamp output control device is controlled so that the lamp group emits a constant output or an output according to a predetermined pattern until the output of the radiation thermometer 9 reaches a constant value.
放射温度計の出力が一定値に達した以降は目標のパター
ンに一致させるようにランプ出力制御装置を制御する。After the output of the radiation thermometer reaches a certain value, the lamp output control device is controlled to match the target pattern.
(3) ランプ出力制御装置・・・
演算装置の指示に従ってランプ群の出力を制御するが、
具体的にはサイリスタやトライアックによってランプの
電流を制御する。(3) Lamp output control device... Controls the output of the lamp group according to instructions from the calculation device.
Specifically, the lamp current is controlled using a thyristor or triac.
第4図は、上述(2)項記載の機能を実現するための演
算装置の回路構成を示すもので、以下、主な機能部の構
成と動作を説明する。FIG. 4 shows a circuit configuration of an arithmetic unit for realizing the functions described in item (2) above, and the configuration and operation of the main functional parts will be explained below.
(1)処理選択スイッチ・・・
第2図に示したような熱処理パターンがメモIJ (R
OM)内に複数個準備されており、このスイッチによジ
熱処理パターンの選択が行われる。第2図に示された温
度パターンは、閉ループ開始温度T1から約t5秒後に
定温域温度T2に達し、t2秒後から温度が漸減するパ
ターンである。(1) Processing selection switch... The heat treatment pattern shown in Figure 2 is the memo IJ (R
A plurality of heat treatment patterns are prepared in the OM), and the heat treatment pattern is selected by this switch. The temperature pattern shown in FIG. 2 is a pattern in which the constant temperature range temperature T2 is reached approximately t5 seconds after the closed loop start temperature T1, and the temperature gradually decreases after t2 seconds.
(2)メモリ(ROM)・・・
熱処理パターンに関するデータが記憶されておジ、アド
レスバスの下位12Bitはカウンタよp1上位4 B
itはエンコーダよりそれぞれアクセスされる。従って
16種類のパターンが記憶可能である。(2) Memory (ROM): Data related to heat treatment patterns are stored.The lower 12 bits of the address bus are counters, p1 and upper 4 B.
It is accessed by the encoder. Therefore, 16 types of patterns can be stored.
なお、xxxxヤやヤφやや槃やφΦΦΦB番地には処
理開始時に出力されるランプ出力に関するデータが記憶
されている。Note that data related to the lamp output output at the start of processing is stored at addresses xxxx, ya, ya, ke, and φΦΦΦB.
(3)エンコーダ・・・
16個の処理選択スイッチのオン、オフ状態を4 Bi
tデータに変換する。出力はメモIJ (ROM)の上
位4 Bitに接続される。(3) Encoder... 4 Bi for on/off status of 16 processing selection switches
Convert to t data. The output is connected to the upper 4 bits of the memory IJ (ROM).
(4) カウンタ・・・
クロック発生器からゲートを介してクロック信号を受け
、カウントアツプする。12Bitのカウンタで出力は
メモリ(ROM)のアドレスバス下位12Bitに接続
される。なおスタートスイッチが押されたときにタイミ
ング制御回路が発する信号により倚クリアされる。(4) Counter: Receives a clock signal from a clock generator via a gate and counts up. It is a 12-bit counter, and its output is connected to the lower 12 bits of the address bus of the memory (ROM). Note that it is cleared by a signal issued by the timing control circuit when the start switch is pressed.
(5) コンパレータ
放射温度計の出力信号がアンプを経て入力され、アナロ
グスイッチ1より送られてきた信号(基準信号と呼ぶ)
とを比較する。(5) The output signal of the comparator radiation thermometer is input through the amplifier, and the signal sent from analog switch 1 (referred to as the reference signal)
Compare with.
放射温度計の信号が基準信号より小さい場合は論理レベ
ル乙の信号を、大きい場合はHの信号をタイミング制御
回路に送る。If the signal from the radiation thermometer is smaller than the reference signal, a signal of logic level B is sent to the timing control circuit, and if it is larger than the reference signal, a signal of logic level H is sent to the timing control circuit.
(6) アナログスイッチト・・
入力に接続されたボテ/ショメータハ、16種類の熱処
理パターンにそれぞれ対応して定められた閉ルーズ制御
開始温度に対応した電圧に設定されている。そして、エ
ンコーダの4 Bitデータに従って16種類から1つ
を選び出してその電圧をコンパレータに送る。(6) Analog switch: The voltage of the input/switch meter connected to the input is set to a voltage corresponding to the close/loose control start temperature determined for each of the 16 types of heat treatment patterns. Then, one voltage is selected from 16 types according to the 4-bit data of the encoder and the voltage is sent to the comparator.
(7)Pより演算器・・・
目標とする温度パターンに対応したD/Aコンバータの
出力電圧と放射温度計の出力電圧との差に対してPより
演算を行い、ランプ出方制御装置にアナログスイッチ2
を経て出力する。(7) Calculator from P... Calculate from P the difference between the output voltage of the D/A converter and the output voltage of the radiation thermometer corresponding to the target temperature pattern, and apply it to the lamp output control device. analog switch 2
Output via .
(8) アナログスイッチ2・・・
タイミング制御回路の指示に従ってD/Aコ/バータの
出力(アンプ2経由)またハpより演算器の出力又はグ
ランドレベルN’ V ) 全出力する。(8) Analog switch 2... According to the instructions from the timing control circuit, the output of the D/A converter (via the amplifier 2) and the output of the arithmetic unit or the ground level (N'V) are fully output from the HAP.
(9)アンブト・・
放射温度計の出力を増幅し、コンパレータおよび減算器
を経てPより演算器に送る。(9) Ambut... Amplifies the output of the radiation thermometer and sends it to the computing unit from P via the comparator and subtractor.
00 7ンプ2・・・
D/Aコンバータの出力を増幅し、アナログスイッチ2
に送る。00 7amp 2... Amplifies the output of the D/A converter and converts it to analog switch 2.
send to
次に演算装置を動作順序に従って説明する。Next, the arithmetic unit will be explained according to the order of its operation.
(1)スタートスイッチが押されると、タイミング制御
回路はカウンタを食クリアすると共にアナログスイッチ
2に信号を送りD/Aコンバータの出力(アンプ2経由
)を通過させる。(1) When the start switch is pressed, the timing control circuit clears the counter and sends a signal to the analog switch 2 to pass the output of the D/A converter (via the amplifier 2).
メモリノ××××+ヤヤやキや青や苛卑φ〜B番地がア
クセスされるので該番地データに対応する電圧がアナロ
グスイッチ2から出力される(初期出力と呼ぶ)ことに
なる。Since the memory no.XXXX+YayaYakiYABlueYYYYYYYYYYYYYYY φ~B address is accessed, the voltage corresponding to the address data is output from the analog switch 2 (referred to as initial output).
(2)初期出力によりウェハは加熱され、徐々に温度が
上昇する。アナログスイッチ1は×××x番地がアクセ
スされるので、該当するポテンショメータにより調整さ
れた電圧(VR)がコンパレータに加えられる。(2) The wafer is heated by the initial output, and the temperature gradually rises. Since the address XXXX of the analog switch 1 is accessed, a voltage (VR) adjusted by the corresponding potentiometer is applied to the comparator.
ウェハ温度の上昇に伴って放射温度計の出力電圧(To
>も増加するがコンパレータはこの電圧VOとVRとの
比較を行う。そして、Vo < Vnのとき論理レベル
Lの信号を、またVo≧vRのときレベルHの信号をタ
イミング制御回路に送り出す。As the wafer temperature rises, the output voltage of the radiation thermometer (To
> also increases, but the comparator compares this voltage VO and VR. Then, when Vo<Vn, a signal of logic level L is sent to the timing control circuit, and when Vo≧vR, a signal of logic level H is sent to the timing control circuit.
(3) タイミング制御回路は、コンパレータから論
理レベルHの信号を受けると、ゲートに論理レベルの信
号をまたアナログスイッチ2にPより演算器の出力を通
過させる信号を送る。(3) When the timing control circuit receives a logic level H signal from the comparator, it sends a logic level signal to the gate and a signal to the analog switch 2 to allow the output of the arithmetic unit to pass through P.
(4) この結果、ゲートはクロック発生器の信号を
通過させ、カウンタはカウントアツプされる。(4) As a result, the gate passes the clock generator signal and the counter is counted up.
従ってメモリは×××キやヤΦ☆φキ々やφ卿IB番地
から順にアクセスされ目標パターンを発生させる。Therefore, the memory is sequentially accessed from addresses XXX, Y, Φ☆φ, and φ, and a target pattern is generated.
(5) この目標パターン信号はD/A変換され、前
述の信号voとの減算が行われる(偏差信号と呼ぶ)。(5) This target pattern signal is D/A converted and subtracted from the signal vo described above (referred to as a deviation signal).
この偏差信号に対してPより演算が施されアナログスイ
ッチ2を経てランプ出力制御装置に演算結果を与える。A calculation is performed on this deviation signal by P, and the calculation result is provided to the lamp output control device via the analog switch 2.
(6)一方り/Aコンバータの出力電圧は、タイミング
制御回路に送られる。タイミング制御回路は〜V倍信号
継続して°一定時間以上のとき、処理完了の判断を行い
、アナログスイッチ2に信号を送って4vの信号を通過
させる。(6) The output voltage of the one-way/A converter is sent to the timing control circuit. The timing control circuit determines that processing is complete when the ~V times signal continues for a certain period of time or more, and sends a signal to the analog switch 2 to pass the 4V signal.
つぎに第5図は演算装置の第2実施例のブロック図であ
る。この演算装置はアンプ、A/Dコンバータ、入力装
置、マイクロコンピュータ、D/Aコンバータおよび表
示装置より構成されており、その各ブロックの機能はつ
ぎのとおシでらる。Next, FIG. 5 is a block diagram of a second embodiment of the arithmetic unit. This arithmetic unit is composed of an amplifier, an A/D converter, an input device, a microcomputer, a D/A converter, and a display device, and the functions of each block are as follows.
1)マイクロコンビュ「りφ・φ
第4図の機能がプログラムにより入力され、そのROM
領域に蓄えられている。1) Microcomputer φ・φ The functions shown in Figure 4 are input by a program, and the ROM
stored in the area.
2) A/Dコンバータ、11゜
放射温度計の出力(アンプ経由)をA/D変換し、マイ
クロコンピュータに送出する。2) A/D converter converts the output of the 11° radiation thermometer (via amplifier) into A/D and sends it to the microcomputer.
3)D/Aコンバータ拳・・
マイクロコンピュータの出力をD/A変換し、ランプ出
力制御装置に送る。3) D/A converter: D/A converts the output of the microcomputer and sends it to the lamp output control device.
4) 入力装置・・・
目標パターンの設定や制御パラメータ等の設定を行うた
めの装置である。4) Input device: A device for setting target patterns, control parameters, etc.
5) 表示装置・・・
入力装置からデータを入力する場合の表示や、マイクロ
コンピュータの内部状態の表示を行う。5) Display device: Displays data when inputting data from an input device and displays the internal status of the microcomputer.
第6図は第5図のマイクロコンピュータの作動を説明す
るフローチャートで、働きは第4図と同様である。FIG. 6 is a flowchart illustrating the operation of the microcomputer shown in FIG. 5, and the operation is the same as that in FIG. 4.
即ち、最初制御ロジックから目標パターンの設定や制御
パラメータ等の設定を行い、スタートスイッチを押す。That is, first, the target pattern and control parameters are set from the control logic, and the start switch is pressed.
するとマイクロコンピュータは初期出力を発生するよう
指令し、放射温度計の出力が一定温度に達するまでは初
期出力を出力し開ループ制御が行われる。一定温度に達
すると、目標パターンに一致させるようにPより演算を
行い、演算結果をD/Aコンバータに出力し、閉ループ
制御が行われる。このとき目標のパターンハマイクロコ
ンピュータのROMまたはRAMなどのメモリに記憶さ
れている。そして、処理が完了すれば、スタート前の状
態にもどる。Then, the microcomputer commands to generate an initial output, and open loop control is performed by outputting the initial output until the output of the radiation thermometer reaches a certain temperature. When a certain temperature is reached, calculation is performed using P so as to match the target pattern, the calculation result is output to the D/A converter, and closed loop control is performed. At this time, the target pattern is stored in a memory such as ROM or RAM of the microcomputer. When the process is completed, the process returns to the state before the start.
第6図(1))はMD演算の方法を示す。ここでTrt
は目標パターン上の時刻tにおける温度データ、Tit
は時刻tにおける放射温度計の出力である。et、et
、 et 、 Mt などは図中に示す通りの計算
式で定義される。FIG. 6(1)) shows the method of MD calculation. Here Trt
is the temperature data at time t on the target pattern, Tit
is the output of the radiation thermometer at time t. et, et
, et, Mt, etc. are defined by the calculation formulas shown in the figure.
第7図は第6図のj、°:内の変型実施例である。FIG. 7 is a modified embodiment of the portions j and ° in FIG. 6.
(a)は一定温度に達するまでの間、たとえば時刻t、
で初期出力から出力P、に、時刻t2で出力P2に・・
・・のような、予め定められたパターンで出゛力を制御
する方法、(b)は閉ループ制御の開始を、前述の一定
温度でなく、放射温度計が温度上昇を開始したことをも
って行う方法、(、)は閉ループ制御の開始を、放射温
度計の温度上昇開始後一定温度巾以上上昇したとき、例
えば温度Titが上昇開始温度Tltoから温度Tc
だけ上昇した温度Tito+Te以上になったとき、を
もって行う方法をそれぞれ示す。(a) is a period of time until reaching a certain temperature, for example, at time t,
From the initial output to output P at time t2, to output P2 at time t2...
A method of controlling the output in a predetermined pattern, such as (b), a method of starting closed-loop control not at the constant temperature described above, but when the temperature of the radiation thermometer starts to rise. , (,) indicates the start of closed-loop control when the temperature of the radiation thermometer increases by a certain temperature range or more after the temperature starts to rise, for example, when the temperature Tit changes from the rising start temperature Tlto to the temperature Tc.
The method is shown below, which is carried out when the temperature reaches Tito+Te or higher.
これらの方法のうち、(b)、 (e)の場合、目標の
温度パターンの基本は第9図で与えられるが、閉ループ
制御の開始温度が例えばTIであり、このとき初期出力
後tx/秒経過しているとすると、tj秒を改めて1.
とじ、71以上の温度範囲の温度パターンを目標パター
ンとして用いる。Among these methods, in the case of (b) and (e), the basics of the target temperature pattern are given in Fig. 9, but the starting temperature of the closed loop control is, for example, TI, and in this case, tx/sec after the initial output If it has elapsed, rewrite tj seconds as 1.
The temperature pattern in the temperature range of 71 or higher is used as the target pattern.
本発明は、一定温度まで開ループ制御を行い、それ以降
目標パターンに従う閉ループ制御を行うことにより、
■ 放射温度計を、被加熱物が不透明物体になるある温
度以上から制御に使用して閉ループ制御を行うため、所
期の正しい温度制御を行うことができる。The present invention performs open-loop control up to a certain temperature, and thereafter performs closed-loop control according to a target pattern. ■ Closed-loop control is achieved by using a radiation thermometer for control from a certain temperature or higher where the object to be heated becomes an opaque object. Therefore, the desired and correct temperature control can be performed.
■ 初期状態の違いによる温度Tt (第2図参照)
までの上昇時間は無視されるので、初期状態の違いがこ
の時間の中に吸収され、温度T1以上の制御に悪影響を
及ぼさない(熱処理として意味のある温度は一定温度T
、から一100℃〜−200℃の範囲で、それ以下は影
響がない)。■ Temperature Tt due to differences in initial conditions (see Figure 2)
Since the time required for the temperature to rise to
, -100°C to -200°C, below which there is no effect).
■ 常に一定温度T、 (第2図)以上の範囲に対し
てPよりの係数が調整される。即ち、初期状態の影響の
取り除かれた範囲での調整により、調整段階と実際の処
理段階での再現性が良い。■ The coefficient from P is adjusted for the range above the constant temperature T (Figure 2). That is, since the adjustment is made within a range where the influence of the initial state is removed, reproducibility between the adjustment stage and the actual processing stage is good.
等の効果を奏する。It has the following effects.
また、上記(D)、 (Cりの方法により閉ループに移
行するようにしたものでは、プロセスチューブが熱平衡
に達し、また被加熱物の初期温度が一定かつ一定の間隔
で処理する場合は閉ループに移行する温度が一定値に収
束するため上記(a)と同一の結果が得られる。In addition, in the case where the process tube transitions to a closed loop using methods (D) and (C) above, if the process tube reaches thermal equilibrium and the initial temperature of the heated object is constant and the process is performed at regular intervals, the closed loop will be established. Since the transition temperature converges to a constant value, the same result as in (a) above is obtained.
第1図は本発明を実施するための、放射温度計の設置状
況を示す光加熱装置の縦断側面図。
第2図は目標パターンの一例を示す線図。第3図は温度
制御装置のブロック図。第4図は演算装置の第1実施例
を示すブロック図。第5図は演算装置の第2実施例(マ
イクロコンピュータ化したもの)を示すブロック図。第
6図は前記マイクロコンピュータにおける処理のフロー
チャート。第7図はその変型実施例を示すフローチャー
ト。第8図は従来の光加熱装置を示す縦断側面図。第9
図は目標パターンの一例を示す線図。第10図は従来の
開ループ出力信号の一例を示す線図。
1・・・反射板 2・・・ハロゲン・ランプ3・・
・プロセスチューブFIG. 1 is a longitudinal sectional side view of a light heating device showing the installation situation of a radiation thermometer for carrying out the present invention. FIG. 2 is a diagram showing an example of a target pattern. FIG. 3 is a block diagram of the temperature control device. FIG. 4 is a block diagram showing a first embodiment of the arithmetic device. FIG. 5 is a block diagram showing a second embodiment of the arithmetic unit (microcomputerized). FIG. 6 is a flowchart of processing in the microcomputer. FIG. 7 is a flowchart showing a modified embodiment. FIG. 8 is a longitudinal sectional side view showing a conventional optical heating device. 9th
The figure is a diagram showing an example of a target pattern. FIG. 10 is a diagram showing an example of a conventional open loop output signal. 1...Reflector plate 2...Halogen lamp 3...
・Process tube
Claims (5)
するランプ出力制御装置、被加熱体の温度を測定する放
射温度計、放射温度計の出力を受けランプ出力制御装置
に信号を送出する演算装置から構成され、加熱開始時点
に目標とする定温域の温度に関連して定めた一定のラン
プ出力を行い、所定の閉ループ制御開始温度に達するま
では前記一定のランプ出力を維持するか、あるいは予め
定めたパターンに従つてランプ出力を制御し(開ループ
制御)、それ以降は目標のパターンに一致させるように
ランプ出力を制御する(閉ループ制御)ことを特徴とす
る光加熱装置の温度制御装置。(1) A group of lamps that heat the heated object, a lamp output control device that controls the lamp output, a radiation thermometer that measures the temperature of the heated object, and a signal that receives the output of the radiation thermometer and sends a signal to the lamp output control device. consisting of an arithmetic unit, which performs a constant lamp output determined in relation to the temperature of the target constant temperature range at the time of heating start, and maintains the constant lamp output until a predetermined closed-loop control start temperature is reached; Alternatively, temperature control of a light heating device is characterized in that the lamp output is controlled according to a predetermined pattern (open-loop control), and thereafter the lamp output is controlled to match a target pattern (closed-loop control). Device.
が一定値に達する温度である特許請求の範囲第1項記載
の光加熱装置の温度制御装置。(2) The temperature control device for a light heating device according to claim 1, wherein the closed loop control start temperature is a temperature at which the output of the radiation thermometer reaches a certain value.
が上昇を開始する温度または上昇開始後一定温度巾以上
上昇した温度である特許請求の範囲第1項記載の光加熱
装置の温度制御装置。(3) The temperature control device for a light heating device according to claim 1, wherein the closed-loop control start temperature is a temperature at which the output of the radiation thermometer starts to rise or a temperature that has risen by a certain temperature range or more after the output of the radiation thermometer starts to rise. .
に関連して定めた温度以上の範囲のみに定められた特許
請求の範囲第1項記載の光加熱装置の温度制御装置。(4) The temperature control device for an optical heating device according to claim 1, wherein the target pattern is defined only in a range above a temperature determined in relation to the temperature of the target constant temperature range.
ら始まる定められたパターンから予め抽出された、閉ル
ープ開始温度より高い温度範囲のパターンである特許請
求の範囲第1項記載の光加熱装置の温度制御装置。(5) The optical heating device according to claim 1, wherein the target pattern is a pattern in a temperature range higher than the closed loop start temperature, which is extracted in advance from a predetermined pattern starting from 0° C. or an appropriate temperature. Temperature control device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23757785A JPS6298722A (en) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | Temperature controlling device for optical heating device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP23757785A JPS6298722A (en) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | Temperature controlling device for optical heating device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6298722A true JPS6298722A (en) | 1987-05-08 |
Family
ID=17017377
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23757785A Pending JPS6298722A (en) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | Temperature controlling device for optical heating device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6298722A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5332883A (en) * | 1991-06-28 | 1994-07-26 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Temperature control system for lamp annealer |
CN106325348A (en) * | 2016-08-29 | 2017-01-11 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | Method of control multi-mode power |
CN109240375A (en) * | 2018-10-10 | 2019-01-18 | 中国科学院国家授时中心 | A kind of Multi-stage precise temprature control method |
Citations (2)
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JPS5999509A (en) * | 1982-11-30 | 1984-06-08 | Chino Works Ltd | Programmed controller |
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-
1985
- 1985-10-25 JP JP23757785A patent/JPS6298722A/en active Pending
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CN109240375B (en) * | 2018-10-10 | 2020-09-29 | 中国科学院国家授时中心 | Multistage precision temperature control method |
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