特開 2023-21828 熱処理システム、材料供給方法及び熱処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023021828

(43)【公開日】2023-02-14

(54)【発明の名称】熱処理システム、材料供給方法及び熱処理装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 16/448 20060101AFI20230207BHJP

【ＦＩ】

C23C16/448

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021126937

(22)【出願日】2021-08-02

(71)【出願人】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】広田 信之

(72)【発明者】

【氏名】鎌田 輝実

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 啓介

【テーマコード（参考）】

4K030

【Ｆターム（参考）】

4K030CA04

4K030CA12

4K030EA01

4K030EA04

4K030EA11

4K030FA10

4K030GA02

4K030GA12

4K030HA15

4K030JA05

4K030JA10

4K030JA11

4K030KA25

4K030KA39

4K030KA41

4K030LA15

(57)【要約】

【課題】熱処理装置に原料ガスを供給する複数の材料容器を自動的に切り替える技術を提供する。
【解決手段】熱処理装置と、熱処理装置に原料ガスを供給する材料供給装置と、を有する熱処理システムであって、材料を貯留し、貯留した材料を気化させて原料ガスを生成するように構成された複数の材料容器と、複数の材料容器の温度を制御する温度制御部と、複数の材料容器から熱処理装置に原料ガスを供給する供給路に設けられたバルブを、選択中の一つの材料容器から熱処理装置に原料ガスを供給するように制御するバルブ制御部と、選択中の一つの材料容器から熱処理装置に原料ガスを供給するためにバルブが開けられていた時間を積算する積算部と、積算した時間に基づいた状態信号を出力する状態信号出力部と、状態信号に従って、選択中の一つの材料容器を切り替える切替制御部と、を有することで上記課題を解決する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱処理装置と、前記熱処理装置に原料ガスを供給する材料供給装置と、を有する熱処理システムであって、
材料を貯留し、貯留した前記材料を気化させて前記原料ガスを生成するように構成された複数の材料容器と、
前記複数の材料容器の温度を制御する温度制御部と、
前記複数の材料容器から前記熱処理装置に前記原料ガスを供給する供給路に設けられたバルブを、選択中の一つの材料容器から前記熱処理装置に前記原料ガスを供給するように制御するバルブ制御部と、
選択中の前記一つの材料容器から前記熱処理装置に前記原料ガスを供給するために前記バルブが開けられていた時間を積算する積算部と、
積算した前記時間に基づいた状態信号を出力する状態信号出力部と、
前記状態信号に従って、選択中の前記一つの材料容器を切り替える切替制御部と、
を有する熱処理システム。

【請求項2】

前記状態信号出力部は、積算した前記時間が第一の閾値に達した場合に第一の状態信号を出力し、積算した前記時間が前記第一の閾値よりも大きい第二の閾値に達すると共に、前記熱処理装置が熱処理を実行中でない場合に第二の状態信号を出力し、
前記温度制御部は、前記第一の状態信号に従って、次に選択する一つの材料容器の加温を開始し、
前記切替制御部は、選択中の前記一つの材料容器を、前記第二の状態信号に従って、次に選択する前記一つの材料容器に切り替える、
請求項１記載の熱処理システム。

【請求項3】

前記複数の材料容器のうち、選択中の前記一つの材料容器を表す選択状態信号を出力する選択状態信号出力部、を更に有し、
前記積算部は、前記選択状態信号に従って、選択中の前記一つの材料容器から次に選択する前記一つの材料容器への切り替え完了を判定して、積算した前記時間を初期化する、
請求項１又は２記載の熱処理システム。

【請求項4】

熱処理装置と、前記熱処理装置に原料ガスを供給する材料供給装置と、を有する熱処理システムであって、
材料を貯留し、貯留した前記材料を気化させて前記原料ガスを生成するように構成された材料容器と、
前記材料容器から前記熱処理装置に前記原料ガスを供給する供給路に設けられたバルブの開閉を制御するバルブ制御部と、
前記材料容器から前記熱処理装置に前記原料ガスを供給するために前記バルブが開けられていた時間を積算する積算部と、
積算した前記時間と前記材料容器の設定温度とを対応付けた温度制御情報に従い、積算した前記時間に対応する温度設定信号を出力する温度設定信号出力部と、
前記温度設定信号に従って、前記材料容器の温度を制御する温度制御部と、
を有する熱処理システム。

【請求項5】

前記温度設定信号出力部は、積算した前記時間が長くなるほど、前記材料容器の設定温度が高くなるように、積算した前記時間と前記材料容器の設定温度とを対応付けた温度制御情報に従い、積算した前記時間に対応する温度設定信号を出力する、
請求項４記載の熱処理システム。

【請求項6】

前記温度設定信号出力部は、積算した前記時間と前記材料容器の設定温度とを対応付けた温度制御情報を線形補間し、積算した前記時間に対応する温度設定信号を出力する、
請求項４又は５記載の熱処理システム。

【請求項7】

熱処理装置と、前記熱処理装置に原料ガスを供給する材料供給装置と、を有する熱処理システムが実行する材料供給方法であって、
材料を貯留し、貯留した前記材料を気化させて前記原料ガスを生成するように構成された複数の材料容器から前記熱処理装置に前記原料ガスを供給する供給路に設けられたバルブを、選択中の一つの材料容器から前記熱処理装置に前記原料ガスを供給するように制御する工程と、
選択中の前記一つの材料容器から前記熱処理装置に前記原料ガスを供給するために前記バルブが開けられていた時間を積算する工程と、
積算した前記時間に基づいた状態信号を出力する工程と、
前記状態信号に従って、選択中の前記一つの材料容器を切り替える工程と、
を有する材料供給方法。

【請求項8】

熱処理装置と、前記熱処理装置に原料ガスを供給する材料供給装置と、を有する熱処理システムが実行する材料供給方法であって、
材料を貯留し、貯留した前記材料を気化させて前記原料ガスを生成するように構成された材料容器から前記熱処理装置に前記原料ガスを供給する供給路に設けられたバルブの開閉を制御する工程と、
前記材料容器から前記熱処理装置に前記原料ガスを供給するために前記バルブが開けられていた時間を積算する工程と、
積算した前記時間と前記材料容器の設定温度とを対応付けた温度制御情報に従い、積算した前記時間に対応する温度設定信号を出力する工程と、
前記温度設定信号に従って、前記材料容器の温度を制御する工程と、
を有する材料供給方法。

【請求項9】

材料を貯留し、貯留した前記材料を気化させて原料ガスを生成するように構成された複数の材料容器と、
前記複数の材料容器の温度を制御する温度制御部と、
前記複数の材料容器から処理容器に前記原料ガスを供給する供給路に設けられたバルブを、選択中の一つの材料容器から前記処理容器に前記原料ガスを供給するように制御するバルブ制御部と、
選択中の前記一つの材料容器から前記処理容器に前記原料ガスを供給するために前記バルブが開けられていた時間を積算する積算部と、
積算した前記時間に基づいた状態信号を出力する状態信号出力部と、
前記状態信号に従って、選択中の前記一つの材料容器を切り替える切替制御部と、
を有する熱処理装置。

【請求項10】

材料を貯留し、貯留した前記材料を気化させて原料ガスを生成するように構成された材料容器と、
前記材料容器から処理容器に前記原料ガスを供給する供給路に設けられたバルブの開閉を制御するバルブ制御部と、
前記材料容器から前記処理容器に前記原料ガスを供給するために前記バルブが開けられていた時間を積算する積算部と、
積算した前記時間と前記材料容器の設定温度とを対応付けた温度制御情報に従い、積算した前記時間に対応する温度設定信号を出力する温度設定信号出力部と、
前記温度設定信号に従って、前記材料容器の温度を制御する温度制御部と、
を有する熱処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、熱処理システム、材料供給方法及び熱処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば固体の原料を貯留する原料タンク内を加熱して固体の原料を昇華させて原料ガスを形成し、この原料ガスを原料タンクから延びる配管を介して成膜装置の処理容器内へ導入する原料ガス供給システムが知られている。（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

従来の熱処理装置は、原料タンク内の原料がなくなると、原料が充填されている原料タンクに交換する作業が必要であった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－８４２８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示は、熱処理装置に原料ガスを供給する複数の材料容器を自動的に切り替える技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様は、熱処理装置と、前記熱処理装置に原料ガスを供給する材料供給装置と、を有する熱処理システムであって、材料を貯留し、貯留した前記材料を気化させて前記原料ガスを生成するように構成された複数の材料容器と、前記複数の材料容器の温度を制御する温度制御部と、前記複数の材料容器から前記熱処理装置に前記原料ガスを供給する供給路に設けられたバルブを、選択中の一つの材料容器から前記熱処理装置に前記原料ガスを供給するように制御するバルブ制御部と、選択中の前記一つの材料容器から前記熱処理装置に前記原料ガスを供給するために前記バルブが開けられていた時間を積算する積算部と、積算した前記時間に基づいた状態信号を出力する状態信号出力部と、前記状態信号に従って、選択中の前記一つの材料容器を切り替える切替制御部と、を有する。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、熱処理装置に原料ガスを供給する複数の材料容器を自動的に切り替える技術を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態に掛かる熱処理システムの構成例を示す概略図である。

【図2】コンピュータの一例のハードウェア構成図である。

【図3】本実施形態に掛かるメイン制御部及び材料供給制御部の機能構成の一例を示す図である。

【図4】材料容器の切り替えの流れの一例の説明図である。

【図5】パラメータ設定画面の一例のイメージ図である。

【図6】バルブＯＰＥＮ時間積算値表示画面の一例のイメージ図である。

【図7】本実施形態に掛かるメイン制御部及び材料供給制御部の処理手順の一例を示したフローチャートである。

【図8】本実施形態に掛かるメイン制御部及び材料供給制御部の機能構成の一例を示す図である。

【図9】温度制御テーブル記憶部に記憶された温度制御テーブルの一例の構成図である。

【図10】材料容器に適用される設定温度の一例の説明図である。

【図11】本実施形態に掛かる材料容器の設定温度をバルブＯＰＥＮ時間積算値に応じて自動的に切り替える処理手順の一例を示したフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。なお、本明細書及び図面では、本実施形態の説明に不要な部分についての図示及び説明を適宜省略する。

【0010】

［第１の実施形態］
本実施形態では、熱処理装置１０と、材料供給装置１２と、を備える熱処理システム１の一例について説明する。図１は、本実施形態に掛かる熱処理システムの構成例を示す概略図である。

【0011】

図１の熱処理装置１０は、例えば成膜装置などの半導体製造装置である。熱処理装置１０は処理容器２０、及びメイン制御部２２を有する。処理容器２０は、被処理体としての半導体ウエハ（以下、ウエハと呼ぶ）を収容し、ウエハに対して熱処理を施す。例えば成膜装置の場合、処理容器２０は収容したウエハに対して成膜処理を施す。

【0012】

処理容器２０は、例えばアルミニウム合金等により例えば円筒形状に形成される。処理容器２０内には、ウエハを保持する保持部が設けられている。例えば保持部はウエハが載置される載置台を有する。載置台の内部には、ウエハを加熱するヒータ（加熱部）が設けられている。処理容器２０の側壁には、ウエハを搬出入する開口が形成されている。

【0013】

処理容器２０は排気口が設けられている。排気口には、排気路１６が接続されている。また、処理容器２０は原料ガスを供給する供給路１４の一端が接続されている。供給路１４を介して原料ガスは処理容器２０内に供給される。

【0014】

また、供給路１４の他端には材料供給装置１２が接続されている。熱処理装置１０の処理容器２０と材料供給装置１２とは供給路１４を介して連通している。図１の材料供給装置１２は、材料容器３０Ａ、材料容器３０Ｂ、加熱部３２Ａ、加熱部３２Ｂ、キャリアガス供給機構３４、材料供給制御部３６、及びバルブ３８Ａ１～３８Ａ３、３８Ｂ１～３８Ｂ３を有する。

【0015】

材料供給装置１２は、材料を貯留し、貯留した材料を気化させて原料ガスを生成するように構成されたタンクなどの複数の材料容器３０Ａ及び３０Ｂを有する。なお、材料容器３０Ａ及び３０Ｂは、両方を指す場合、又は、何れでもよい場合に、材料容器３０と呼ぶことがある。材料容器３０Ａ及び３０Ｂには、材料を加熱する加熱部３２Ａ及び３２Ｂが設けられている。加熱部３２Ａ及び３２Ｂで、材料容器３０Ａ及び３０Ｂの材料を加熱して気化することにより、原料ガスは生成される。なお、図１では材料容器３０が材料容器３０Ａ及び３０Ｂの二つの例を示したが、三つ以上であってもよい。

【0016】

バルブ３８Ａ１～３８Ａ３、３８Ｂ１～３８Ｂ３は、複数の材料容器３０から熱処理装置１０に原料ガスを供給する供給路１４に設けられており、選択中の一つの材料容器３０から熱処理装置１０に原料ガスを供給するように、管路を開放または閉止する。バルブ３８Ａ１～３８Ａ３、３８Ｂ１～３８Ｂ３の開放または閉止は、後述の材料供給制御部３６により制御される。キャリアガス供給機構３４は、キャリアガスを供給する。なお、材料容器３０は、温度制御などのため、熱電対などの温度センサが設けられている。

【0017】

熱処理装置１０のメイン制御部２２は、熱処理装置１０の全体の動作を制御する。材料供給装置１２の材料供給制御部３６は、材料供給装置１２の全体の動作を制御する。メイン制御部２２及び材料供給制御部３６は、例えば後述のコンピュータ５００により実現される。メイン制御部２２及び材料供給制御部３６は通信路１８を介して各種信号の送受信が可能である。

【0018】

通信路１８は有線通信方式であっても無線通信方式であってもよく、コンピュータの内外において各種信号を交換するための信号路であればよい。通信路１８はローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）などのネットワークを利用するものであってもよい。メイン制御部２２及び材料供給制御部３６は、記憶装置に記録されたプログラムを読み取り、そのプログラムに従って、熱処理システム１を構成する各部との間で各種信号を送受信することにより、熱処理を実行する。

【0019】

メイン制御部２２及び材料供給制御部３６は、例えば図２に示すようなハードウェア構成のコンピュータにより実現される。図２はコンピュータの一例のハードウェア構成図である。

【0020】

図２のコンピュータ５００は、入力装置５０１、出力装置５０２、外部Ｉ／Ｆ（インタフェース）５０３、ＲＡＭ（Random Access Memory）５０４、ＲＯＭ（Read Only Memory）５０５、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５０６、通信Ｉ／Ｆ５０７及びＨＤＤ（Hard Disk Drive）５０８などを備え、それぞれがバスＢで相互に接続されている。なお、入力装置５０１及び出力装置５０２は必要なときに接続して利用する形態であってもよい。

【0021】

入力装置５０１はキーボードやマウス、タッチパネルなどであり、作業者等が各操作信号を入力するのに用いられる。出力装置５０２はディスプレイ等であり、コンピュータ５００による処理結果を表示する。通信Ｉ／Ｆ５０７はコンピュータ５００をネットワーク等に接続するインタフェースである。ＨＤＤ５０８は、プログラムやデータを格納している不揮発性の記憶装置の一例である。

【0022】

外部Ｉ／Ｆ５０３は、外部装置とのインタフェースである。コンピュータ５００は外部Ｉ／Ｆ５０３を介してＳＤ（Secure Digital）メモリカードなどの記録媒体５０３ａの読み取り及び／又は書き込みを行うことができる。ＲＯＭ５０５は、プログラムやデータが格納された不揮発性の半導体メモリ（記憶装置）の一例である。ＲＡＭ５０４はプログラムやデータを一時保持する揮発性の半導体メモリ（記憶装置）の一例である。

【0023】

ＣＰＵ５０６は、ＲＯＭ５０５やＨＤＤ５０８などの記憶装置からプログラムやデータをＲＡＭ５０４上に読み出し、処理を実行することで、コンピュータ５００全体の制御や機能を実現する演算装置である。

【0024】

図１に示したメイン制御部２２及び材料供給制御部３６は、図２のハードウェア構成のコンピュータ５００がプログラムに従い処理を実行することで、図３の各種機能を実現できる。メイン制御部２２及び材料供給制御部３６の機能構成例について、図３を参照して説明する。

【0025】

図３は本実施形態に掛かるメイン制御部及び材料供給制御部の機能構成の一例を示す図である。メイン制御部２２は、バルブ開閉指示信号出力部１００、積算部１０２、状態信号出力部１０４、及び温度設定信号出力部１０６を有する。材料供給制御部３６は、温度制御部１２０、バルブ制御部１２２、切替制御部１２４、選択状態信号出力部１２６、及び温度状態信号出力部１２８を有する。なお、図３の機能構成は本実施形態の説明に不要な機能構成について適宜省略している。

【0026】

バルブ開閉指示信号出力部１００は、バルブ開閉指示信号を材料供給制御部３６に送信することで、材料供給装置１２から熱処理装置１０への原料ガスの供給を制御する。バルブ開閉指示信号出力部１００は、例えばレシピに示された種々の処理条件下で熱処理が行われるように、材料供給装置１２から熱処理装置１０への原料ガスの供給を制御する。

【0027】

積算部１０２は、バルブ開閉指示信号により、材料供給装置１２から熱処理装置１０へ原料ガスが供給されていた時間を、バルブＯＰＥＮ時間積算値として積算する。状態信号出力部１０４はバルブＯＰＥＮ時間積算値に基づいたＬ－Ｆｌａｇ状態信号及びＬＬ－Ｆｌａｇ状態信号を材料供給制御部３６に出力する。

【0028】

例えば状態信号出力部１０４はバルブＯＰＥＮ時間積算値がＬ－Ｆｌａｇ ＯＮ時間閾値に達すると、Ｌ－Ｆｌａｇ状態信号をＯＮする。Ｌ－Ｆｌａｇ状態信号がＯＮされることにより、材料供給装置１２は次に選択する材料容器３０（選択中の材料容器３０ではなく待機中の材料容器３０）の加温を開始する。

【0029】

例えば状態信号出力部１０４はバルブＯＰＥＮ時間積算値がＬＬ－Ｆｌａｇ ＯＮ時間閾値に達すると共に、レシピによる熱処理を実行中（以下、レシピ実行中という）でない場合に、Ｌ－Ｆｌａｇ状態信号をＯＦＦし、ＬＬ－Ｆｌａｇ状態信号をＯＮする。材料供給装置１２はＬＬ－Ｆｌａｇ状態信号がＯＮされることにより、次に選択する材料容器３０への切り替えを行う。

【0030】

温度設定信号出力部１０６は、材料供給装置１２の材料容器３０ごとの温度設定信号を材料供給制御部３６に送信することで、材料供給装置１２の材料容器３０ごとに温度を設定する。例えば温度設定信号出力部１０６は、材料容器３０Ａの温度設定信号及び材料容器３０Ｂの温度設定信号を材料供給制御部３６に送信することで、材料容器３０Ａ及び３０Ｂごとに設定温度を指定できる。

【0031】

温度制御部１２０は、メイン制御部２２から受信した材料容器３０ごとの温度設定信号に従って、材料容器３０ごとに設定温度を指定する。例えば温度制御部１２０はメイン制御部２２から受信した材料容器３０Ａの温度設定信号に従って、材料容器３０Ａの設定温度を指定する。また、温度制御部１２０はメイン制御部２２から受信した材料容器３０Ｂの温度設定信号に従って、材料容器３０Ｂの設定温度を指定する。

【0032】

例えば温度制御部１２０は材料容器３０ごとに指定された設定温度に従って、選択中の材料容器３０の温度を制御する。また、温度制御部１２０はメイン制御部２２から受信しているＬ－Ｆｌａｇ状態信号がＯＮされることにより、次に選択する材料容器３０の加温を開始し、次に選択する材料容器３０の温度を制御する。

【0033】

バルブ制御部１２２は、複数の材料容器３０から熱処理装置１０に原料ガスを供給する供給路１４に設けられたバルブ３８Ａ１～３８Ａ３、３８Ｂ１～３８Ｂ３の開放または閉止を、選択中の一つの材料容器３０から熱処理装置１０に原料ガスを供給するように制御する。

【0034】

例えばバルブ制御部１２２は、材料容器３０Ａが選択中の材料容器３０であれば、材料容器３０Ａから熱処理装置１０に原料ガスを供給するように、供給路１４に設けられたバルブ３８Ａ１～３８Ａ３、３８Ｂ１～３８Ｂ３の開放または閉止を、制御する。また、バルブ制御部１２２は、材料容器３０Ｂが選択中の材料容器３０であれば、材料容器３０Ｂから熱処理装置１０に原料ガスを供給するように、供給路１４に設けられたバルブ３８Ａ１～３８Ａ３、３８Ｂ１～３８Ｂ３の開放または閉止を、制御する。

【0035】

切替制御部１２４は、メイン制御部２２から受信しているＬＬ－Ｆｌａｇ状態信号がＯＮされることにより、選択中の材料容器３０から次に選択する材料容器３０への切り替えを開始する。

【0036】

選択状態信号出力部１２６は、選択中の材料容器３０を表す選択状態信号をメイン制御部２２に出力する。例えば選択状態信号出力部１２６は材料容器３０Ａの選択状態信号及び材料容器３０Ｂの選択状態信号を出力する。材料容器３０Ａの選択状態信号は、材料容器３０Ａが選択されていることを表す信号であって、材料容器３０Ｂから材料容器３０Ａへの切り替え時、ＯＮされることで材料容器３０Ａへの切り替え完了を表す。材料容器３０Ｂの選択状態信号は、材料容器３０Ｂが選択されていることを表す信号であって、材料容器３０Ａから材料容器３０Ｂへの切り替え時、ＯＮされることで材料容器３０Ｂへの切り替え完了を表す。

【0037】

メイン制御部２２は、選択中の材料容器３０から次に選択する材料容器３０への切り替え時、次に選択する材料容器３０の選択状態信号がＯＮされると、次に選択する材料容器３０への切り替えが完了したとみなす。次に選択する材料容器３０への切り替えが完了したとみなすと、メイン制御部２２の状態信号出力部１０４は、ＬＬ－Ｆｌａｇ状態信号をＯＦＦする。また、積算部１０２はバルブＯＰＥＮ時間積算値をクリア（初期化）する。

【0038】

温度状態信号出力部１２８は、複数の材料容器３０の温度を表す温度状態信号をメイン制御部２２に出力する。例えば温度状態信号出力部１２８は、温度センサで測定した材料容器３０Ａの温度を表す材料容器３０Ａの温度状態信号を出力する。また、温度状態信号出力部１２８は、温度センサで測定した材料容器３０Ｂの温度を表す材料容器３０Ｂの温度状態信号を出力する。

【0039】

図４は材料容器の切り替えの流れの一例の説明図である。図４（ａ）はレシピ実行によるバルブＯＰＥＮ時間積算値の増加例を表したグラフ図である。図４（ｂ）はレシピ実行によるＬ－Ｆｌａｇ状態信号、ＬＬ－Ｆｌａｇ状態信号、材料容器Ａの選択状態信号、及び材料容器Ｂの選択状態信号の変化例を表したタイミング図である。

【0040】

図４（ａ）では２回目のレシピ実行中に、積算部１０２が積算しているバルブＯＰＥＮ時間積算値がＬ－Ｆｌａｇ ＯＮ時間閾値に達している。したがって、図４（ｂ）に示すように、状態信号出力部１０４が材料供給制御部３６に出力しているＬ－Ｆｌａｇ状態信号はバルブＯＰＥＮ時間積算値がＬ－Ｆｌａｇ ＯＮ時間閾値に達したタイミングでＯＮされている。

【0041】

図４（ａ）では３回目のレシピ実行中に、積算部１０２が積算しているバルブＯＰＥＮ時間積算値がＬＬ－Ｆｌａｇ ＯＮ時間閾値に達している。したがって、図４（ｂ）に示すように、状態信号出力部１０４が材料供給制御部３６に出力しているＬＬ－Ｆｌａｇ状態信号はバルブＯＰＥＮ時間積算値がＬＬ－Ｆｌａｇ ＯＮ時間閾値に達した後、レシピ実行が終了したタイミングでＯＮされている。なお、図４（ｂ）に示すように、状態信号出力部１０４が材料供給制御部３６に出力しているＬ－Ｆｌａｇ状態信号はバルブＯＰＥＮ時間積算値がＬＬ－Ｆｌａｇ ＯＮ時間閾値に達した後、レシピ実行が終了したタイミングでＯＦＦされている。

【0042】

材料供給制御部３６の切替制御部１２４は、メイン制御部２２から受信中のＬＬ－Ｆｌａｇ状態信号がＯＮされることにより、選択中の材料容器３０から次に選択する材料容器３０への切り替えを開始する。例えば図４（ｂ）は選択中の材料容器３０Ａから次に選択する材料容器３０Ｂへの切り替えを開始する例を示している。

【0043】

選択状態信号出力部１２６は、選択中の材料容器３０から次に選択する材料容器３０への切り替えを開始する場合、選択中の材料容器３０の選択状態信号をＯＦＦし、次に選択する材料容器３０への切り替えが完了すると、次に選択する材料容器３０の選択状態信号をＯＮする。

【0044】

例えば図４（ｂ）では、選択中の材料容器３０Ａから次に選択する材料容器３０Ｂへの切り替えを開始する場合に、選択中の材料容器３０Ａの選択状態信号をＯＦＦし、次に選択する材料容器３０Ｂへの切り替えが完了すると、材料容器３０Ｂの選択状態信号をＯＮしている。メイン制御部２２の積算部１０２は、次に選択する材料容器３０の選択状態信号がＯＮされると、バルブＯＰＥＮ時間積算値をクリアする。

【0045】

図５は、パラメータ設定画面の一例のイメージ図である。図５に示したパラメータ設定画面は、Ｌ－Ｆｌａｇ ＯＮ時間閾値及びＬＬ－Ｆｌａｇ ＯＮ時間閾値の設定画面の一例である。作業者等は、図５のパラメータ設定画面からＬ－Ｆｌａｇ ＯＮ時間閾値及びＬＬ－Ｆｌａｇ ＯＮ時間閾値を設定できる。

【0046】

図６は、バルブＯＰＥＮ時間積算値表示画面の一例のイメージ図である。図６に示したバルブＯＰＥＮ時間積算値表示画面は、バルブＯＰＥＮ時間積算値であるバルブＯＰＥＮ積算時間現在値を表示する画面の一例であって、バルブＯＰＥＮ積算時間現在値を変更する操作を作業者等から受け付ける。

【0047】

図５のパラメータ設定画面及び図６のバルブＯＰＥＮ時間積算値表示画面は、例えば熱処理装置１０の操作パネル、熱処理装置１０の制御装置など、画面表示が可能な表示部に表示される。画面表示が可能な表示部には、材料容器３０の選択状態信号、Ｌ－Ｆｌａｇ状態信号、及びＬＬ－Ｆｌａｇ状態信号などの各信号の状態を作業者等に確認させる信号表示画面を表示してもよい。

【0048】

図７は本実施形態に掛かるメイン制御部及び材料供給制御部の処理手順の一例を示したフローチャートである。ステップＳ１０において、状態信号出力部１０４は積算部１０２が積算したバルブＯＰＥＮ時間（バルブＯＰＥＮ時間積算値）とＬ－Ｆｌａｇ ＯＮ時間閾値とを比較する。

【0049】

ステップＳ１２において、状態信号出力部１０４はバルブＯＰＥＮ時間積算値がＬ－Ｆｌａｇ ＯＮ時間閾値を超えたか否かを判定する。バルブＯＰＥＮ時間積算値がＬ－Ｆｌａｇ ＯＮ時間閾値を超えていなければ、状態信号出力部１０４はステップＳ１０の処理に戻る。

【0050】

バルブＯＰＥＮ時間積算値がＬ－Ｆｌａｇ ＯＮ時間閾値を超えていれば、状態信号出力部１０４はステップＳ１４の処理に進み、Ｌ－Ｆｌａｇ状態信号をＯＮする。ステップＳ１４においてＬ－Ｆｌａｇ状態信号がＯＮされることにより、材料供給装置１２は次に選択する材料容器３０の加温を開始する。

【0051】

また、ステップＳ１６において、状態信号出力部１０４はバルブＯＰＥＮ時間積算値とＬＬ－Ｆｌａｇ ＯＮ時間閾値とを比較すると共に、レシピ実行中であるか否かの確認を行う。

【0052】

ステップＳ１８において、状態信号出力部１０４はバルブＯＰＥＮ時間積算値がＬ－Ｆｌａｇ ＯＮ時間閾値を超え、かつレシピ実行中でない、という条件を満たしているか否かを判定する。条件を満たしていないと判定すると、状態信号出力部１０４はステップＳ１６の処理に戻る。

【0053】

条件を満たしていると判定すると、状態信号出力部１０４はステップＳ２０の処理に進み、Ｌ－Ｆｌａｇ状態信号をＯＦＦ、ＬＬ－Ｆｌａｇ状態信号をＯＮする。材料供給装置１２はＬＬ－Ｆｌａｇ状態信号がＯＮされることにより、次に選択する材料容器３０への切り替えを開始する。

【0054】

ステップＳ２２において、積算部１０２及び状態信号出力部１０４は、切り替えて新たに選択する材料容器３０の選択状態信号がＯＮに変化するまで待機する。材料供給制御部３６の選択状態信号出力部１２６は、選択中の材料容器３０から切り替えて新たに選択する材料容器３０への切り替えを開始する場合、選択中の材料容器３０の選択状態信号をＯＦＦする。また、選択状態信号出力部１２６は新たに選択する材料容器３０への切り替えが完了すると、新たに選択する材料容器３０の選択状態信号をＯＮする。

【0055】

切り替えて新たに選択する材料容器３０の選択状態信号がＯＮに変化すると、状態信号出力部１０４はステップＳ２４において、ＬＬ－Ｆｌａｇ状態信号をＯＦＦする。積算部１０２はステップＳ２４において、バルブＯＰＥＮ時間積算値をクリアする。

【0056】

以上、本実施形態によれば、バルブＯＰＥＮ時間積算値とＬ－Ｆｌａｇ ＯＮ時間閾値及びＬＬ－Ｆｌａｇ ＯＮ時間閾値とを用いた制御により、熱処理装置１０に原料ガスを供給する複数の材料容器３０を自動的に切り替える技術を提供できる。

【0057】

なお、本実施形態に掛かる熱処理システム１は、材料容器３０が原料ガスを供給可能状態となるとＯＮするディスペンスレディ信号などを、材料供給制御部３６からメイン制御部２２に出力するようにしてもよい。この場合、レシピにはディスペンスレディ信号のＯＮを待つステップアップ条件を設定するようにしてもよい。

【0058】

また、本実施形態に掛かる熱処理システム１は、ＬＬ－Ｆｌａｇ状態信号がＯＮしてから材料容器３０の切り替えタイムアウト時間以内に、切り替え先の材料容器３０の選択状態信号がＯＮしなければ、アラームを発報するようにしてもよい。また、本実施形態に掛かる熱処理システム１は、ＬＬ－Ｆｌａｇ状態信号がＯＮしたときの材料容器３０の選択状態信号により選択中の材料容器３０を確認し、選択中の材料容器３０が無いか、又は複数の材料容器３０が選択中の場合に、アラームを発報するようにしてもよい。

【0059】

［第２の実施形態］
第２の実施形態に掛かる熱処理システム１は、バルブＯＰＥＮ時間積算値と材料容器３０の温度設定信号とを用いた制御により、熱処理装置１０に原料ガスを供給する材料容器３０の設定温度を自動的に調整する技術を提供する。なお、第２の実施形態は一部を除いて第１の実施形態と同様であるため、適宜説明を省略する。

【0060】

熱処理システム１の構成例は図１と同様である。図１に示したメイン制御部２２及び材料供給制御部３６は、図２のハードウェア構成のコンピュータ５００がプログラムに従い処理を実行することで、図８の各種機能を実現できる。メイン制御部２２及び材料供給制御部３６の機能構成例について、図８を参照して説明する。

【0061】

図８は、本実施形態に掛かるメイン制御部及び材料供給制御部の機能構成の一例を示す図である。メイン制御部２２は、バルブ開閉指示信号出力部１００、積算部１０２、状態信号出力部１０４、温度設定信号出力部１０６、及び温度制御テーブル記憶部１０８を有する。材料供給制御部３６は、温度制御部１２０、バルブ制御部１２２、切替制御部１２４、選択状態信号出力部１２６、及び温度状態信号出力部１２８を有する。なお、図８の機能構成は本実施形態の説明に不要な機能構成について適宜省略している。

【0062】

図８のメイン制御部２２は、図３のメイン制御部２２に温度制御テーブル記憶部１０８が追加された構成である。温度制御テーブル記憶部１０８は、バルブオープン時間積算値と材料容器３０の設定温度とを対応付けた温度制御テーブルを記憶する。温度制御テーブルは温度制御情報の一例である。

【0063】

温度設定信号出力部１０６は、積算部１０２が積算したバルブＯＰＥＮ時間積算値に対応する設定温度を温度制御テーブル記憶部１０８から読み出す。温度設定信号出力部１０６は読み出した設定温度を、選択中の材料容器３０の設定温度として温度設定信号を出力することで、材料供給装置１２の選択中の材料容器３０の設定温度を、バルブＯＰＥＮ時間積算値に応じて変化させる。また、温度設定信号出力部１０６は、材料供給装置１２の選択中以外の材料容器３０の設定温度が、選択中の材料容器３０と異なるように、温度設定信号を出力する。

【0064】

材料供給制御部３６は、メイン制御部２２から受信した材料容器３０ごとの温度設定信号に従って、材料容器３０ごとに設定温度を指定する。例えば温度制御部１２０はメイン制御部２２から受信した選択中の材料容器３０の温度設定信号に従って、選択中の材料容器３０の設定温度をバルブＯＰＥＮ時間積算値に応じて変化させる。また、例えば温度制御部１２０は、メイン制御部２２から受信した選択中以外の材料容器３０の温度設定信号に従って、選択中以外の材料容器３０の設定温度を変化させる。

【0065】

また、温度制御部１２０は材料容器３０ごとに指定された設定温度に従って、選択中の材料容器３０及び選択中以外の材料容器３０の温度を制御する。例えば、温度制御部１２０は選択中の材料容器３０に対して指定された設定温度に従って、選択中の材料容器３０の温度がバルブＯＰＥＮ時間積算値に応じて変化するように、選択中の材料容器３０の加温を制御する。

【0066】

温度制御テーブル記憶部１０８は、例えば図９に示すような構成の温度制御テーブルを記憶する。図９は温度制御テーブル記憶部に記憶された温度制御テーブルの一例の構成図である。

【0067】

図９の温度制御テーブルは、バルブＯＰＥＮ時間積算値と材料容器３０の設定温度とを対応付けた温度制御テーブルを記憶する。図９は、１００行分のデータ例である。図９の温度制御テーブルは、例えば温度制御テーブル用の編集画面を設け、作業者が編集できるようにしてもよい。また、図９の温度制御テーブルは、指定フォーマットの外部ファイルからデータ取込を行えるようにしてもよい。

【0068】

図９の温度制御テーブルは、材料容器３０内の材料の減少と関連のあるバルブＯＰＥＮ時間積算値を材料容器３０の設定温度と対応付けることで、材料容器３０内の材料の減少による供給圧の低下を相殺するように、材料容器３０の設定温度を制御できる。例えば図９の温度制御テーブルは、バルブＯＰＥＮ時間積算値が大きくなるほど、選択中の材料容器３０の設定温度が高くなるように、バルブＯＰＥＮ時間積算値と、選択中の材料容器３０の設定温度と、が対応付けられている。

【0069】

また、図９の温度制御テーブルの一部は、選択中以外の材料容器３０の設定温度として利用してもよい。例えば最小のバルブＯＰＥＮ時間積算値（図９の温度制御テーブルの例では０）と対応付けられた設定温度は選択中以外の材料容器３０の設定温度、後述の「ＲＥＡＤＹ ＨＯＴ」状態の設定温度として利用してもよい。

【0070】

また、温度制御テーブルを利用する温度設定信号出力部１０６は、現在のバルブＯＰＥＮ時間積算値が、温度制御テーブルに設定されているバルブＯＰＥＮ時間積算値の行間にある場合に、前後の設定温度を線形補間して算出した設定温度を使用してもよい。

【0071】

図１０は材料容器に適用される設定温度の一例の説明図である。図１０（ａ）は材料容器Ａ及び材料容器Ｂの選択状態の一例を表したタイミング図である。図１０（ｂ）は材料容器Ａ及び材料容器Ｂの設定温度の一例を表したタイミング図である。図１０（ｃ）は材料容器Ａ及び材料容器Ｂの最終的な設定温度の一例を表したタイミング図である。

【0072】

図１０において「ＲＥＡＤＹ ＨＯＴ」は、次に選択する材料容器３０として加温が開始された状態である。図１０において「ＲＥＡＤＹ ＣＯＬＤ」は、材料供給装置１２側の温度（ベース温度）で制御されている状態である。図１０において「選択中」は、原料ガスを熱処理装置１０に供給する材料容器３０として選択中であり、バルブＯＰＥＮ時間積算値（積算時間）に対応する設定温度で制御されている状態である。

【0073】

図１０（ａ）に示すように、次に選択する材料容器３０の状態は、Ｌ－Ｆｌａｇ状態信号がＯＮされることにより「ＲＥＡＤＹ ＣＯＬＤ」から「ＲＥＡＤＹ ＨＯＴ」に遷移する。また、次に選択する材料容器３０の状態は、ＬＬ－Ｆｌａｇ状態信号がＯＮされることにより「ＲＥＡＤＹ ＨＯＴ」から「選択中」に遷移する。材料が空になった材料容器３０は、例えば作業者が材料を充填する作業や、材料が充填されている材料容器３０に交換する作業などを行い、次に選択する材料容器３０として準備する。次に選択する材料容器３０として準備された材料容器３０は「ＲＥＡＤＹ ＣＯＬＤ」状態となる。

【0074】

図１０では、「ＲＥＡＤＹ ＣＯＬＤ」状態の設定温度と「ＲＥＡＤＹ ＨＯＴ」状態の設定温度とが同じ温度であり、温度制御テーブルの積算時間「０」の設定温度である例を示している。このように、本実施形態では材料容器３０が貯留している材料の減少により供給圧が低下しないように、選択中の材料容器３０の設定温度を、バルブＯＰＥＮ時間積算値（積算時間）に応じて自動的に切り替えることができる。

【0075】

図１１は本実施形態に掛かる材料容器の設定温度をバルブＯＰＥＮ時間積算値に応じて自動的に切り替える処理手順の一例を示したフローチャートである。ステップＳ５０において、メイン制御部２２の温度設定信号出力部１０６は、材料供給制御部３６から出力されている材料容器３０の選択状態信号に基づき、選択中の材料容器３０を判断する。

【0076】

ステップＳ５２において、温度設定信号出力部１０６は積算部１０２からバルブＯＰＥＮ時間積算値を取得する。ステップＳ５４において、温度設定信号出力部１０６は温度制御テーブル記憶部１０８に記憶されている例えば図９の温度制御テーブルから、ステップＳ５２で取得したバルブＯＰＥＮ時間積算値に対応する設定温度を読み出す。

【0077】

ステップＳ５６において、温度設定信号出力部１０６はステップＳ５４で読み出した設定温度を、選択中の材料容器３０の設定温度として、材料供給制御部３６に温度設定信号を出力する。これにより、材料供給制御部３６の温度制御部１２０はメイン制御部２２から受信した選択中の材料容器３０の温度設定信号に従って、選択中の材料容器３０が設定温度となるように制御できる。

【0078】

また、ステップＳ５８において、温度設定信号出力部１０６は選択中以外の材料容器３０の設定温度に応じた温度設定信号を材料供給制御部３６に出力する。これにより、材料供給制御部３６の温度制御部１２０はメイン制御部２２から受信した選択中以外の材料容器３０の温度設定信号に従って、選択中以外の材料容器３０が設定温度となるように制御できる。

【0079】

ステップＳ６０において、温度設定信号出力部１０６は材料供給制御部３６から出力されている材料容器３０の選択状態信号に基づき、選択中の材料容器３０の切り替えの有無を判定する。選択中の材料容器３０の切り替えがなければ、温度設定信号出力部１０６はステップＳ５２の処理に戻り、ステップＳ５２～Ｓ６０の処理を繰り返す。また、選択中の材料容器３０の切り替えがあれば、温度設定信号出力部１０６はステップＳ５０の処理に戻り、ステップＳ５０～Ｓ６０の処理を繰り返す。なお、図１１のフローチャートの処理手順は一例であって、例えばステップＳ６０の選択中の材料容器３０の切り替えの有無の判定を省略し、ステップＳ５８の処理からステップＳ５０の処理に戻るような処理手順であってもよい。

【0080】

以上、本実施形態によれば、バルブＯＰＥＮ時間積算値と材料容器３０の温度設定信号とを用いた制御により、熱処理装置１０に原料ガスを供給する材料容器３０の設定温度を自動的に調整する技術を提供できる。

【0081】

また、本実施形態に掛かる熱処理システム１によれば、複数の材料容器３０を有する材料供給装置１２側に、材料の残量を確認する仕組みが無くても、バルブＯＰＥＮ時間積算値から選択中の材料容器３０の材料の残量を推定し、熱処理装置１０に原料ガスを供給する材料容器３０を自動的に切り替える技術を提供できる。

【0082】

さらに、本実施形態に掛かる熱処理システム１によれば、複数の材料容器３０を有する材料供給装置１２側に、材料の残量を確認する仕組みが無くても、バルブＯＰＥＮ時間積算値から選択中の材料容器３０の材料の残量を推定し、材料容器３０の供給圧を維持するように設定温度を自動的に調整する技術を提供できる。

【0083】

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

【0084】

例えば処理容器２０が２つある熱処理システム１の場合は、材料供給装置１２の材料容器３０を３つ設け、それぞれの処理容器２０に原料ガスを供給するために２つの材料容器３０を選択し、残りの１つの材料容器３０を次に選択する材料容器３０とする。このような運用により、処理容器２０が２つある熱処理システム１は、選択中の２つの材料容器３０のうち、材料が無くなった材料容器３０を次に選択する材料容器３０に切り替え、材料が無くなった材料容器３０に材料を充填できるため、生産性を落とすことがない。

【符号の説明】

【0085】

１ 熱処理システム
１０ 熱処理装置
１２ 材料供給装置
１４ 供給路
２０ 処理容器
２２ メイン制御部
３０、３０Ａ、３０Ｂ 材料容器
３２Ａ、３２Ｂ 加熱部
３６ 材料供給制御部
３８Ａ１～３８Ａ３、３８Ｂ１～３８Ｂ３ バルブ
１００ バルブ開閉指示信号出力部
１０２ 積算部
１０４ 状態信号出力部
１０６ 温度設定信号出力部
１０８ 温度制御テーブル記憶部
１２０ 温度制御部
１２２ バルブ制御部
１２４ 切替制御部
１２６ 選択状態信号出力部
１２８ 温度状態信号出力部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】