JP2000252223A - 半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体製造装置で加熱が必要とされる配管の配
管加熱装置に於いて、施工性がよく、配管の均一加熱が
可能であり、又、ヒータの局部的な過熱による断線等を
防止し、更に保守時の煩雑な作業を解消する。 【解決手段】反応管に連通するガス供給系、ガス排気系
の配管が配管加熱装置により加熱される半導体製造装置
に於いて、溝１７を刻設した２つの高伝熱性金属加熱ブ
ロック１８，１９により被加熱配管１０を前記溝に嵌込
んで挾持し、前記加熱ブロックに加熱手段２３を設ける
と共に温度検出器２４を設け、該温度検出器の検出結果
に基づき前記加熱手段の発熱量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体デバイスを製
造するＣＶＤ装置等の半導体製造装置に関するものであ
り、特に反応炉に連通する排気装置の改良に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図２により縦型反応炉を有する半導体製
造装置について説明する。

【０００３】有天筒状の反応管１の周囲にはヒータ２が
設けられ、前記反応管１の内部には内管３が前記反応管
１と同心に設けられ、前記内管３の内部にはウェーハ４
を水平姿勢で多段に収納するボート５が装入される様に
なっている。該ボート５の装入時には、前記反応管１内
は気密となり、前記内管３の下端位置に連通するガス供
給系６が設けられ、該ガス供給系６からは反応ガス、不
活性ガスが導入される。又、前記反応管１と内管３とが
成す空間の下端部に連通する様ガス排気系７が設けら
れ、該ガス排気系７は前記反応管１を真空排気すると共
にウェーハ処理中に反応後のガスを排気する。

【０００４】前記ボート５に収納された状態で前記反応
管１内にウェーハ４が装入されると、前記ガス排気系７
より前記反応管１内が真空引きされ、前記ウェーハ４は
前記ヒータ２により所定温度に加熱される。この状態
で、前記ガス供給系６より反応ガスを含むガスを導入す
ると、前記ウェーハ４の表面にＣＶＤ膜が生成される。

【０００５】前記ガス供給系６の配管、ガス排気系７の
配管を流通するガスの中には、常温で液化するもの、或
は常温で析出し、配管内面に付着堆積するガスがある。
斯かるガスを使用する場合には、前記配管は所定温度以
上となる様加熱されなければならない。

【０００６】図３は配管を加熱する従来の配管加熱装置
を示している。

【０００７】図中、１０は加熱の対象となる被加熱配管
であり、該被加熱配管１０を２本のテープヒータ１１で
挾込み、該テープヒータ１１を適宜屈曲させ前記被加熱
配管１０の形状に馴染ませる様成形し、断熱テープシー
ル１２を前記テープヒータ１１の上から巻付けて該テー
プヒータ１１を前記被加熱配管１０に固定し、更に断熱
チューブ１３を被覆している。又特に図示していない
が、前記被加熱配管１０とテープヒータ１１との間の所
要位置に熱電対等の温度検出器を取付け、前記被加熱配
管１０の温度を検出し、前記温度検出器の検出結果を基
に前記被加熱配管１０の加熱温度を制御している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の配管加
熱装置では、テープヒータ１１の成形、断熱テープシー
ル１２の巻付け、断熱チューブ１３の被覆等全て現場作
業となり、作業が面倒である。又、施工は作業者の熟練
度に影響され、前記テープヒータ１１が前記被加熱配管
１０に充分馴染まない場合は、該被加熱配管１０の均一
加熱が難しく、更に前記テープヒータ１１が前記被加熱
配管１０に接触していない部分については、過熱し断線
する虞れもある。更に、温度検出器は該被加熱配管１０
の加熱範囲の一点を検出しており、設置位置によっては
平均加熱温度より高く検出し、或は低く検出することが
あり、正確な温度検出が難しい。更に、この温度検出方
法では前記テープヒータ１１の過熱箇所の検出は不可能
であり、この為過熱による該テープヒータ１１の断線を
未然に防止するということはできなかった。

【０００９】又、前記被加熱配管１０には図４に示され
る様にバルブ、流量計等の配管付属部品１４が分岐配管
１５を介して設けられる。該配管付属部品１４が設けら
れた部分については、該配管付属部品１４、前記分岐配
管１５を避けて前記テープヒータ１１を設け、或は前記
断熱テープシール１２を巻付けなければならず、施工作
業は一層煩雑となると共に前記分岐配管１５等前記テー
プヒータ１１により加熱できない部分が生じる等の不具
合がある。

【００１０】更に、前記テープヒータ１１が断線した場
合は、該テープヒータ１１の長さ（通常は１〜２ｍ）分
に渡って前記断熱チューブ１３、断熱テープシール１２
を取外し再施工する必要があり、保守作業も非常に面倒
であった。

【００１１】本発明は斯かる実情に鑑み、施工性がよ
く、配管の均一加熱が可能であり、又ヒータの局部的な
過熱による断線等が生じない様な、更に保守時の煩雑な
作業を解消する配管加熱装置を具備する半導体製造装置
を提供しようとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、反応管に連通
するガス供給系、ガス排気系の配管が配管加熱装置によ
り加熱される半導体製造装置に於いて、溝を刻設した２
つの高伝熱性金属加熱ブロックにより被加熱配管を前記
溝に嵌込んで挾持し、前記加熱ブロックに加熱手段を設
けると共に温度検出器を設け、該温度検出器の検出結果
に基づき前記加熱手段の発熱量を制御する様構成した半
導体製造装置に係り、又前記温度検出器は被加熱配管を
挾み加熱手段と対向した状態で設けられる半導体製造装
置に係り、更に又前記加熱ブロックにヒータ収納穴が形
成され、該ヒータ収納穴に棒状の発熱体を抜脱可能に挿
入した半導体製造装置に係るものであり、発熱手段は加
熱ブロックを介して被加熱配管を加熱するので、被加熱
配管が均等に加熱され、又加熱ブロックの熱伝導性が高
いので、温度検出器による１点の温度検出でも検出精
度、信頼性が高く、被加熱配管加熱制御が容易になり、
更に被加熱配管への加熱ブロックの組込みは、加熱ブロ
ックで挾持するだけでよく、作業が簡単であると共に発
熱体、温度検出器が経時的に劣化した場合の交換も発熱
体、温度検出器を抜脱して新しいものに交換するだけで
よい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態を説明する。

【００１４】図１中、図３、図４中で示したものと同等
のものには同符号を付してある。

【００１５】それぞれ被加熱配管１０、該被加熱配管１
０より分岐した分岐配管１５の半断面と合致する形状の
溝１７，２２が刻設された加熱ブロック１８，１９の一
方の該加熱ブロック１８には前記溝１７と平行にヒータ
収納穴２０を穿設し、他方の前記加熱ブロック１９には
温度検出器収納穴２１を穿設する。前記加熱ブロック１
８，１９の材質は、熱伝導性の高い、而も加工性に優れ
た材質、例えばアルミ、アルミ合金、銅、銅合金等が使
用される。又、特に図示していないが、前記加熱ブロッ
ク１８と加熱ブロック１９とはボルト等の締結具により
一体化される。

【００１６】前記ヒータ収納穴２０には棒状に成形され
た発熱体２３が挿入される。該発熱体２３はニクロム線
等の抵抗発熱線を埋設したものであり、該発熱体２３は
図示しない加熱電源に接続され、該加熱電源は図示しな
い制御部に接続されている。前記温度検出器収納穴２１
には熱電対等の温度検出器２４が挿入される。該温度検
出器２４の検出結果は、前記制御部に入力され、該制御
部は前記温度検出器２４の検出温度が設定温度となる様
に前記加熱電源を介して前記発熱体２３への供給電力を
制御する。

【００１７】前記配管付属部品１４が設けられた分岐配
管１５を前記溝２２に位置合せし、前記被加熱配管１
０、分岐配管１５を前記加熱ブロック１８，１９の溝１
７，２２に嵌込み、図示しないボルトにより加熱ブロッ
ク１８と加熱ブロック１９とを締結する。前記被加熱配
管１０、分岐配管１５は前記加熱ブロック１８、加熱ブ
ロック１９により密に挾持され、前記配管付属部品１４
は加熱ブロック１８，１９より外部に突出する。前記ヒ
ータ収納穴２０に前記発熱体２３を挿入すると共に、前
記温度検出器収納穴２１に前記温度検出器２４を挿入す
る。

【００１８】前記発熱体２３に前記加熱電源より電力を
供給し、該発熱体２３を発熱させ、前記加熱ブロック１
８を加熱する。該加熱ブロック１８及び加熱ブロック１
９は熱伝導性が高いので該加熱ブロック１８を加熱する
ことで前記加熱ブロック１９も同様に加熱することがで
きる。前記被加熱配管１０、分岐配管１５は前記加熱ブ
ロック１８、加熱ブロック１９に挾持されているので該
両加熱ブロック１８，１９に接している範囲が均等に加
熱される。前記温度検出器２４は前記加熱ブロック１９
の温度を検出する。前述した様に前記加熱ブロック１
８、加熱ブロック１９は単一部材であり、熱伝導性もよ
いので、該加熱ブロック１８、加熱ブロック１９自体及
び両加熱ブロック１８，１９間には温度差は殆ど生じな
い。又、前記被加熱配管１０、分岐配管１５と加熱ブロ
ック１９間の温度差も計算、実験により容易に算出する
ことができる。而して、前記温度検出器２４による前記
加熱ブロック１９の温度検出結果、即ち被加熱配管１０
の温度検出は精度が高く、信頼性も高い。

【００１９】更に、前記発熱体２３は前記ヒータ収納穴
２０に収納されているので発熱は全て前記加熱ブロック
１８に吸収されるので、無駄がなく、又前記発熱体２３
が局部的に過熱することもなく断線の可能性も著しく低
減する。

【００２０】前記温度検出器２４は前記被加熱配管１０
を挾み前記発熱体２３と対向した位置に設けられている
が、前記温度検出器２４を前記発熱体２３と離して設置
することで、該発熱体２３自体の発熱状態の影響が少な
くなり、前記加熱ブロック１８、加熱ブロック１９の平
均化された温度を検出でき、温度制御性が向上する。

【００２１】又、前記被加熱配管１０が曲っている場合
或いは前述の様に分岐している場合には配管の状態に合
わせ、前記両加熱ブロック１８，１９の形状、溝１７，
２２の形状を決定すればよい。

【００２２】尚、前記ヒータ収納穴２０は前記加熱ブロ
ック１８に穿設したが、前記溝１７の様に前記加熱ブロ
ック１８、加熱ブロック１９にヒータ収納溝を刻設し、
両ブロックを合体させた場合に前記ヒータ収納溝により
前記ヒータ収納穴２０が形成される様にしてもよい。こ
の場合も前記発熱体２３による前記加熱ブロック１８、
加熱ブロック１９の加熱条件は同一となる。

【００２３】又、前記ヒータ収納穴２０を流路とし、該
流路に加熱油等の熱媒体を流通させてもよく、或は加熱
パイプ中に熱媒体を流通させ、該加熱パイプを前記ヒー
タ収納穴２０に挿入する様にしてもよい。更に、前記溝
１７，２２の内径を前記被加熱配管１０、分岐配管１５
の外径より若干小さくすると、前記加熱ブロック１８と
加熱ブロック１９とを合体させた場合に、被加熱配管１
０、分岐配管１５は両ブロックに対して圧入状態とな
り、密着性が向上し、熱伝達率がよくなる。

【００２４】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、被加熱
配管分岐部、分岐配管が密集している部分等従来加熱で
きなかった部分であっても、容易に加熱でき、又発熱体
は加熱ブロックを介して被加熱配管を加熱するので、被
加熱配管が均等に加熱され、又加熱ブロックは熱伝導性
が高いので、温度検出器による１点の温度検出でも検出
精度、信頼性が高く、被加熱配管加熱制御が容易にな
り、更に被加熱配管への加熱ブロックの組込みは、ボル
トの締結だけでよく、作業が簡単であると共に発熱体、
温度検出器が経時的に劣化した場合の交換も発熱体、温
度検出器を抜脱して新しいものに交換するだけでよいの
で、作業上極めて簡単である等の優れた効果を発揮す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の要部を示す分解斜
視図である。

【図２】半導体製造装置の概略を示す説明図である。

【図３】従来例の説明図である。

【図４】従来例の説明図である。

【符号の説明】

６ ガス供給系 ７ ガス排気系 １０ 被加熱配管 １８ 加熱ブロック １９ 加熱ブロック ２３ 発熱体 ２４ 温度検出器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 反応管に連通するガス供給系、ガス排気
   系の配管が配管加熱装置により加熱される半導体製造装
   置に於いて、溝を刻設した２つの高伝熱性金属加熱ブロ
   ックにより被加熱配管を前記溝に嵌込んで挾持し、前記
   加熱ブロックに加熱手段を設けると共に温度検出器を設
   け、該温度検出器の検出結果に基づき前記加熱手段の発
   熱量を制御する様構成したことを特徴とする半導体製造
   装置。
2. 【請求項２】 前記温度検出器は被加熱配管を挾み加熱
   手段と対向した状態で設けられる請求項１の半導体製造
   装置。
3. 【請求項３】 前記加熱ブロックにヒータ収納穴が形成
   され、該ヒータ収納穴に棒状の発熱体を抜脱可能に挿入
   した請求項１の半導体製造装置。