JP2012089775A - サセプタおよび半導体基板加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コールドウォール型加熱装置であっても、被加熱物における端部温度低下を抑制し、面内温度分布の均等化を図ることのできるサセプタを提供する。
【解決手段】課題を解決するためのサセプタは、垂直方向に複数、積層配置された上で誘導加熱されるサセプタ１４（１４ａ〜１４ｆ）であって、熱伝導により加熱を行なう被加熱物載置面１５ａと、被加熱物載置面１５ａの裏面側に位置し、被加熱物載置面１５ａに載置されるウエハ３０よりも大きな開口と、ウエハ３０の外縁部３０ａに向けて傾けられた側壁１５ｃとを有する凹部からなる輻射加熱面１５ｂとを備えることを特徴とする。また、このような特徴を有するサセプタ１４における前記凹部は、サセプタ１４の中心に近づくにつれて深さが深くなるように形成すると良い。
【選択図】図１

Description

本発明は、誘導加熱を利用した半導体基板加熱装置に係り、特に大径のウエハ等の基板を大量に処理する場合に好適なサセプタ、およびこれを利用した半導体基板加熱装置に関する。

半導体基板におけるバッチ式の熱処理は従来、ホットウォール型の恒温炉にて行われていた。このような装置では、抵抗加熱などにより、炉壁も含めて全体を加熱していたこともあり、昇降温速度が遅いという問題があった。また、このような加熱装置を成膜に用いた場合には、壁面温度も高温となることより、炉壁も成膜されることを考慮しなければならなかった。また、壁面からの輻射により加熱するため、基板の端部温度が高くなり、面内温度分布が悪くなるという問題もあった。
このような問題を鑑み、昇降温速度の急速化を望むことができ、かつコールドウォール化にも対応した誘導加熱を利用した半導体熱処理方法が注目されてきた。

誘導加熱を利用して半導体ウエハ等の基板を熱処理する装置としては、特許文献１や特許文献２に開示されているようなものが知られている。特許文献１に開示されている半導体基板加熱装置は、ソレノイド状のコイルを利用したバッチ式のものであり、ホットウォール型である。特許文献２に開示されている半導体基板加熱装置は、同心円状に配置した複数の円形コイルを利用した枚葉式のものである。

しかしこのような構成の半導体基板加熱装置ではいずれも、発熱体となるサセプタに対して垂直方向に磁束が作用することとなる。このため、ウエハ表面に金属膜を有する場合には、ウエハが直接加熱されてしまい、温度分布制御が乱れる虞があった。

これに対し、特許文献３に開示されているような技術がある。特許文献３に開示されている半導体基板加熱装置は図９に示すように、複数のサセプタ２を垂直方向に積層配置し、各サセプタ２上に被加熱物となるウエハ３を配置した、バッチ式の加熱装置１である。図９に示す加熱装置１では、サセプタ２における被加熱物載置面２ａと平行な方向に交流磁場を形成する誘導加熱コイル４を備える。このような構成の加熱装置１であれば、ウエハ３の表面に金属膜が形成されている場合であっても、ウエハ３表面の金属膜が直接加熱され、温度分布制御が乱れる虞が無い。

特開２００４−７１５９６号公報 特開２００９−８７７０３号公報 特開２０１０−５９４９０号公報

確かに、上記特許文献３に開示されているような、いわゆる水平磁束を用いた加熱装置であれば、被加熱物であるウエハの仕様に係わらず加熱処理を実施することができると考えられる。しかし、特許文献２、３のいずれにも該当することとなるコールドウォール型の加熱装置では、被加熱物端部からの放熱が大きいという問題がある。

このため、円板状のウエハでは一般に、中心部に比べて外縁部の温度が低くなってしまう。このような問題に対し、特許文献２に開示されているような枚葉式の加熱装置であれば、各円形コイルに対する投入電力を調整し、サセプタの面内温度を任意に調整することで、ウエハ外縁部の温度低下を抑制することは可能となる。一方特許文献１や３に開示されているバッチ式の加熱装置では、サセプタの外縁側からのみの磁束投入となるため、枚葉式のような任意の面内温度分布制御というものができない。

そこで本発明では、バッチ式のコールドウォール型加熱装置であっても、被加熱物における端部温度低下を抑制し、面内温度分布の均等化を図ることのできるサセプタ、および半導体基板加熱装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係るサセプタは、垂直方向に複数、積層配置された上で誘導加熱されるサセプタであって、熱伝導により加熱を行なう被加熱物載置面と、前記被加熱物載置面の裏面側に位置し、前記被加熱物載置面に載置される被加熱物よりも大きな開口と、前記被加熱物の外縁部に向けて傾けられた側壁とを有する凹部からなる輻射加熱面とを備えることを特徴とする。
また、上記のような特徴を有するサセプタにおいて、前記凹部は、サセプタの中心に近づくにつれて深さが深くなるように形成されていると良い。

このような特徴を有することにより、サセプタの中心側は、外縁側に比べて熱容量が小さくなる。このため、サセプタの外縁部が誘導加熱された際に、熱伝導により中心部が加熱されるまでのタイムラグが小さくなる。

さらに、上記のような特徴を有するサセプタにおいて、前記側壁は、断面形状を円弧状とし、前記円弧は、サセプタを積層配置した際に、下部側に配置されたサセプタの被加熱物載置面に載置された被加熱物の外縁部に法線が集中するように曲率が定められていることが望ましい。

このような特徴を有することにより、ウエハ外縁部の放熱量に見合った輻射熱を、ウエハ外縁部に供給することが可能となる。よって、ウエハの外縁部の温度が低下し、均一加熱ができなくなるということを避けることができる。

また、上記目的を達成するための本発明に係る半導体基板加熱装置は、上記いずれかの特徴を有するサセプタと、前記サセプタを複数、積層配置するボートと、前記サセプタの外周側に配置され、前記サセプタにおける前記被加熱物載置面と平行な方向に交流磁束を形成する誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルに投入する電力を調整する電源部とを備えることを特徴とする。
また、上記のような特徴を有する半導体基板加熱装置において前記ボートは、積層配置された複数の前記サセプタを水平回転させる事を可能な構成とすると良い。

このような特徴を有することにより、誘導加熱コイルを１箇所に配置した場合であっても、サセプタを均等加熱することが可能となる。また、誘導加熱コイルを１箇所とすることで、加熱装置全体の小型化を図ることも可能となる。

また、上記のような特徴を有する半導体基板加熱装置では、前記ボートには、複数の前記サセプタを積層方向に挟み込むようにして配置する補助サセプタを備えると共に、前記誘導加熱コイルを前記サセプタの積層方向に挟み込むように補助加熱コイルを備え、前記誘導加熱コイルと前記補助加熱コイルとは、前記誘導加熱コイルは複数の前記サセプタの加熱割合が高く、前記補助加熱コイルは前記補助サセプタの加熱割合が高くなるように配置することもできる。

このような特徴を有することで、積層配置されたサセプタの上端側、または下端側における温度低下を抑制することが可能となる。

さらに、このような特徴を有する半導体基板加熱装置では、前記電源部は、前記誘導加熱コイルと前記補助加熱コイルに投入する電力割合を個別に制御するゾーンコントロール手段を有するようにすると良い。

このような特徴を有することで、積層方向に配置されたサセプタにおける積層方向の温度分布制御を行うことが可能となる。よって、より高精度に温度分布制御を行いつつ、半導体基板の加熱を行なうことが可能となる。

上記のような特徴を有するサセプタによれば、バッチ式のコールドウォール型加熱装置であっても、被加熱物における端部温度低下を抑制し、面内温度分布の均等化を図ることが可能となる。また、上記のような特徴を有する半導体基板加熱装置によれば、上記サセプタにおける効果の他に、被加熱物となる基板の表面上に金属膜が形成されている場合であっても、ウエハが直接加熱されて温度分布が乱れるといった虞が無い。

第１の実施形態に係る加熱装置の側面構成を示すブロック図である。 第１の実施形態に係るサセプタの断面形態と、輻射熱、熱伝導による熱、放熱の様子を示すブロック図である。 第１の実施形態に係るサセプタの断面形態と、温度分布、輻射熱量、熱伝導による熱量、および放熱量の様子を示すブロック図である。 従来のサセプタの断面形態と、温度分布、輻射熱量、熱伝導による熱量、および放熱量の様子を示すブロック図である。 第２の実施形態に係る加熱装置の側面構成を示すブロック図である。 第２の実施形態に係るサセプタの断面形態と、輻射熱、熱伝導による熱、放熱の様子を示すブロック図である。 第２の実施形態に係るサセプタの断面形態と、温度分布、輻射熱量、熱伝導による熱量、および放熱量の様子を示すブロック図である。 第３の実施形態に係る加熱装置の側面構成を示すブロック図である。 従来の加熱装置の側面構成を示すブロック図である。

以下、本発明のサセプタ、および半導体加熱装置に係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。まず、図１を参照して、第１の実施形態に係る半導体加熱装置（以下、単に加熱装置と称す）の概要構成について説明する。なお、図１は加熱装置の側面構成を示すブロック図である。

本実施形態に係る加熱装置１０は、被加熱物としてのウエハ３０と発熱体としてのサセプタ１４（１４ａ〜１４ｆ，・・・）を多段に重ねて熱処理を行うバッチ式のものとする。

加熱装置１０は、ウエハ３０とサセプタ１４を多段に重ねて配置することを可能とするボート１２と、サセプタ１４を加熱する誘導加熱コイル２０、および誘導加熱コイル２０に電力を供給する電源部２４とを基本として構成される。
サセプタ１４は、導電性部材で構成されれば良く、例えばグラファイト、ＳｉＣ、ＳｉＣコートグラファイト、および耐熱金属等により構成すれば良い。

本実施形態におけるサセプタ１４は上述したように、ボート１２を介して垂直方向に積層配置される。サセプタ１４単体としては、一方の主面を被加熱物載置面１５ａとすると共に他方の主面を輻射加熱面１５ｂとし、平面形態は円形としている。被加熱物載置面１５ａは平坦面とし、ウエハ３０などの被加熱物（半導体基板）を載置することを可能としている。一方、輻射加熱面１５ｂは、すり鉢状の凹部を有する。凹部は、少なくとも側壁１５ｃを傾斜させて構成されている。側壁１５ｃの傾斜は、側壁１５ｃを構成する面が、直下に配置されるサセプタ１４（例えばサセプタ１４ａに対するサセプタ１４ｂ）における被加熱物載置面１５ａに載置されるウエハ３０の外縁部３０ａへ向けられるような角度とする（図２参照）。よって、側壁１５ｃの傾斜角度は、上部側に配置されるサセプタ１４（例えばサセプタ１４ａ）と下部側に配置されるサセプタ１４（例えばサセプタ１４ｂ）との配置間隔や、ウエハ３０の外径と凹部の開口径との関係等を考慮して定められる。また、本実施形態に係るサセプタ１４における輻射加熱面１５ｂを構成する凹部は、サセプタ１４の中心に近づくにしたがって深くなるように形成されている。このため、サセプタ１４の厚みは、中心に近づくにつれて薄くなる。なお、このような構成となるサセプタ１４では当然、載置対象とされるウエハ３０の外径よりも、被加熱物載置面１５ａ、並びに輻射加熱面１５ｂの外径が大きくなるように構成される。

図１に示すような形態のサセプタ１４を外周側から誘導加熱した場合、磁束の到達範囲はサセプタ１４の外縁部が主となり、中心部付近には到達し難い。しかし、本実施形態に係るサセプタ１４は上述したように、中心部に近づくにつれて厚みが薄くなるように構成されている。このように、加熱割合の大きい外縁部の熱容量が大きい場合、熱容量の小さな中心部には、熱伝導により熱が伝わり易くなる。従って、磁束が到達し難い中心部であっても、十分な発熱量を得ることが可能となる。

実施形態に係るサセプタ１４を積層配置した場合におけるサセプタ１４とウエハ３０における断面の温度分布は、図３に示す破線Ｔ１〜Ｔ３のようになる。図３によれば、サセプタ１４は、ウエハ３０の外縁部３０ａよりも外側と、中心部３０ｂ付近の温度が低くなっているが（Ｔ１，Ｔ２参照）、ウエハ３０の温度分布（Ｔ３参照）は、略均等となっていることが判る。

ウエハ３０に対し、Ｔ３に示すような温度分布を与えることができる要因は、上側サセプタ１４ａからの輻射によるウエハ３０の受熱量（Ｑ１参照）と、下側サセプタ１４ｂからの熱伝導によるウエハ３０の受熱量（Ｑ２参照）、およびウエハ３０からの放熱量（Ｑ３参照）の関係にある。すなわち、上側サセプタ１４ａからの輻射熱量Ｑ１は、側壁１５ｃの傾斜角度に従って、熱線が集中するウエハ３０の外縁部３０ａ近傍が最も高くなる。そして、すり鉢状とした内周面の形状に起因して、その法線に沿って放射される熱線は、中心付近で重複することとなるため、ウエハ３０の中心部３０ｂ近傍で若干増加する。

ウエハ３０が受ける下側サセプタ１４ｂからの熱伝導による熱量Ｑ２は、ウエハ３０を実際に載置している領域においては放熱の影響が殆ど無く、ウエハ３０の外縁部３０ａ側が最も大きくなる。これは、サセプタ１４ｂの外縁部側が、最も熱容量が大きいためである。そして、肉薄化され、熱容量が小さく、かつ熱伝導により加熱される中心部３０ｂ付近は、外縁側に比べて発熱量が小さい。また、ウエハ３０からの放熱量は、中心部３０ｂから外縁部３０ａ近傍までにおいては略均一なのに対し、外縁部３０ａにおいて急激に増加する。

そして、このような関係を示す輻射熱量Ｑ１と熱伝導による熱量Ｑ２、および放熱量Ｑ３を合成した熱収支は、ウエハ３０における実際の発熱分布（Ｑ参照）を示すこととなる。具体的には、輻射熱量Ｑ１と熱伝導による熱量Ｑ２を合成すると、中央部３０ｂの熱量は平坦となるが、外縁部３０ａの熱量は極端に高いものとなる。これに対し、ウエハ３０の放熱量Ｑ３を合成すると、外縁部３０ａの熱量との間で熱量が相殺される。これにより、ウエハ３０の熱量（熱収支）Ｑは、中心部３０ｂから外縁部３０ａにかけて、略均等なものとなる。

このような熱収支を得られる本実施形態に係るサセプタ１４に対し、従来のサセプタ１１４（１１４ａ，１１４ｂ）で得られる熱収支Ｑは、図４に示すようなものとなる。従来のサセプタ１１４は、被加熱物載置面１５ａと輻射加熱面１５ｂとが互いにフラットであるため、輻射熱をウエハ３０の外縁部３０ａへ集中させることはできない。このため、輻射熱量Ｑ１は、中心部３０ｂから外縁部３０ａ近傍までは一定であるものの、放熱量の大きくなる外縁部３０ａ近傍では、その熱量が小さくなっていることが判る。これに対し熱伝導による熱量Ｑ２は、サセプタ１１４の厚みが一定であることより、熱容量が等しくなり、中心部３０ｂから外縁部３０ａにかけて、略一定となる。また、ウエハ３０の放熱量Ｑ３は、上述した本実施形態に係るサセプタ１４上のウエハ３０と同様に、外縁部３０ａにて急激に増加する傾向にある。

こうした関係を示す従来のサセプタ１１４における輻射熱量Ｑ１と熱伝導による熱量Ｑ２、および放熱量Ｑ３を合成した場合の熱収支Ｑは、図４に示すように、ウエハ３０の外縁部３０ａ側にて熱量が低下するといったものになる。すなわち、輻射熱量Ｑ１と熱伝導による熱量Ｑ２とを合成した時点で外縁部３０ａの熱量が低下する傾向を示すこととなる。このため、外縁部３０ａの放熱量が急激に増加する放熱量Ｑ３を合成することで、熱収支Ｑは、ウエハ３０の外縁部３０ａにて熱量が急激に低下する傾向を示すこととなるのである。

本実施形態に係る加熱装置１０では、従来、熱量の低下に伴い温度分布が下がる傾向にあったウエハ３０の外縁部３０ａについて、ウエハ３０の外縁部３０ａに輻射熱の熱線を集中させることで、放熱による熱量低下分を補う構成とした。これによりウエハ３０の外縁部３０ａにおいても、略均一な温度分布を得ることが可能となる。

なお、サセプタ１４の積層には、上下に配置されるサセプタ１４間に支持部材１６を配置することで対応すれば良い。ここで、支持部材１６には、電磁誘導による加熱の影響を受けない石英などで構成したものを採用することが望ましい。

また、本実施形態におけるボート１２は、図示しないモータを備えた回転テーブル１８を備えており、熱処理工程中のサセプタ１４及びウエハ３０を回転させることができる。このような構成とすることにより、サセプタ１４を加熱する際の発熱分布の偏り（一点加熱となること）を抑制することができる。さらに、誘導加熱コイル２０をサセプタ１４の外周に均等配置しない場合であっても、サセプタ１４の発熱分布の偏りを抑えることが可能となる。これにより、誘導加熱コイル２０をサセプタ１４の外周側に１つだけ配置するといった形態を採ることが可能となり、加熱装置１０の小型化を図ることが可能となる。

誘導加熱コイル２０は、ボート１２の外周側に配置されたコア２２に導線を巻回されて構成される。コア２２は、フェライト系セラミックなどにより構成すると良く、粘土状の原料を形状形成した上で焼成して成るようにすれば良い。このような部材により構成すれば、形状形成を自由に行うことが可能となるからである。また、コア２２を用いることにより、誘導加熱コイル２０単体の場合に比べて磁束の拡散を防止することができ、磁束を集中させた高効率な誘導加熱を実現することができる。

また、誘導加熱コイル２０の巻回方向の中心軸とウエハ３０又はサセプタ１４の載置状態における中心軸とは直行する方向を向くように構成することで、サセプタ１４に対向するコア２２の先端面が磁極面となる。このような構成から、誘導加熱コイル２０が巻回された磁極面からは、サセプタ１４の被加熱物載置面に平行な方向に交流磁束が生ずることとなる。

また、各誘導加熱コイル２０は、内部を中空とした管状部材（例えば銅管）とすることが望ましい。熱処理中に銅管内部に冷却部材（例えば冷却水）を挿通させることにより、誘導加熱コイル２０自体の加熱を抑制することが可能となるからである。

誘導加熱コイル２０は、電源部２４に接続される。電源部２４には図示しないインバータと図示しない交流電源が設けられ、電源部２４には図示しない電力制御部が接続されており、誘導加熱コイル２０に供給する電流や電圧、および周波数等を調整することができるように構成されている。

ここでインバータとして共振型のものを採用する場合、周波数の切り替えを行うためには、想定される制御周波数に合わせた共振回路を並列接続し、これを図示しない電力制御部からの信号に応じて切り替えることができるように構成すれば良い。

また、インバータとして非共振型のものを採用する場合には、例えばＰＷＭ型のインバータを採用することで、電力制御部からの信号に応じた周波数での運転ができるようになる。

出力電力の制御は、電力制御部に設けられた図示しない記憶手段（メモリ）に記憶された制御マップや、図示しない温度検出センサにより検出される信号に基づいて行うようにすれば良い。例えば制御マップに基づいて電力制御を行う場合には、加熱開始からの経過時間単位に、電流周波数の切り替えや電流値を変化させる信号を電源部２４に出力すれば良い。なお、制御マップは、加熱開始から熱処理終了に至るまでの積層配置されたサセプタ１４の温度変化を補正し、任意の温度分布（例えば均一な温度分布）を得るために誘導加熱コイルに与える電力値や電流の周波数切り替えタイミングを、熱処理開始からの経過時間と共に記録したものであれば良い。なお、制御マップを得るためには、予めサセプタの径時的な温度変化や、周波数切り替えによる影響を計測しておく必要がある。
また、温度検出センサによって検出された信号に基づく制御の場合、検出信号に基づいて、周波数切り替えや、出力電流を変化させるようにすれば良い。

電源部２４では、電力制御部からの信号に基づいて誘導加熱コイル２０に投入する電流の周波数の切り替えを行うと共に、誘導加熱コイル２０に供給する電流値の調整を行うことで、積層されたサセプタ１４（ウエハ３０）の温度分布を任意の温度分布または均一な温度分布に制御する。

また、磁極面を構成するコア２２の先端側には、図示しない断熱材を配置し、コア２２や誘導加熱コイル２０が加熱されることを抑制するようにしても良い。なおこのような構成とする場合、断熱材としては、セラミック板などであれば良く、例えば多孔質アルミナにより構成された板部材などが好ましい。

上記のような構成の加熱装置１０によれば、ウエハ３０の表面に金属膜等の導電性部材が形成されていた場合であっても、金属膜内では電流の打ち消しが生ずるため、発熱はサセプタ１４のみに生じ、ウエハ３０の温度分布が乱れる虞が無い。

次に、本発明の加熱装置に係る第２の実施形態について、図５を参照して説明する。なお、図５に示す加熱装置の殆どの構成は、上述した第１の実施形態に係る加熱装置と同様である。よって、その構成を同一とする箇所には、図面に同一符号を附して、詳細な説明は省略することとする。

本実施形態に係る加熱装置１０ａと、第１の実施形態に係る加熱装置１０との相違点は、ボート１２に配置されたサセプタの形態にある。具体的には、第１の実施形態に係る加熱装置１０では、サセプタ１４における輻射加熱面１５ｂを単純なすり鉢状としていたのに対し、本実施形態に係る加熱装置１０ａでは、輻射加熱面１５ｂより照射される熱線を、第１の実施形態に係るサセプタ１４よりも一層、ウエハ３０の外縁部３０ａに集中させることを可能な構成としたのである（図６参照）。

本実施形態に係る加熱装置１０ａにおけるサセプタ２１４（２１４ａ〜２１４ｅ）は輻射加熱面１５ｂの外縁部に、円弧状の断面を有するザグリ部１５ｄを備え、ザグリ部１５ｄの内周側にすり鉢状の凹部を配置する形態とした。ザグリ部１５ｄの円弧は、サセプタ２１４を積層配置した際、その円弧部からの法線が、下部側に配置されたサセプタ２１４（例えばサセプタ２１４ｂ）における被加熱物載置面１５ａに載置されたウエハ３０の外縁部３０ａに集中するように曲率が定められている（図６参照）。このような構成とすることで、放熱量が大きく、温度低下を生じさせ易いウエハ３０の外縁部３０ａにおける温度低下を抑制し、温度分布の均一化を図ることが可能となる。

このような構成のサセプタ２１４では図７に示すように、熱伝導による熱量Ｑ２と放熱量Ｑ３については、上述した第１の実施形態に係る加熱装置１０のサセプタ１４と近似しているものの（対比対象としては図３参照）、輻射熱量Ｑ１については、第１の実施形態におけるサセプタ１４よりも、ウエハ３０の外縁部３０ａにおける上昇が急激となっていることが判る。輻射熱量Ｑ１がこのような傾向を示すことより、これらの合成である熱収支Ｑは、ウエハ載置範囲において、第１の実施形態に係る加熱装置１０よりも、高精度に均一性を確保することができることとなる。
その他の構成、作用、効果については、上述した第１の実施形態に係る加熱装置１０と同様である。

次に、本発明の加熱装置に係る第３の実施形態について、図８を参照して説明する。なお、図８に示す加熱装置の殆どの構成は、上述した第１、第２の実施形態に係る加熱装置１０，１０ａと同様である。よって、その構成を同一とする箇所には、図面に同一符号を附して、詳細な説明は省略することとする。

本実施形態に係る加熱装置１０ｂと、第１、第２の実施形態に係る加熱装置１０，１０ａとの相違点は、補助サセプタ４０（４０ａ〜４０ｃ）、および補助加熱コイル４２（４２ａ，４２ｂ）を備えた点にある。積層配置され、外周側から誘導加熱されるサセプタ１４は、その配置形態の特性により、上端に配置されたサセプタ１４ａ、および下端に配置されたサセプタ１４ｆからの放熱量が多くなる傾向がある。このため、本実施形態に係る加熱装置１０ｂでは、加熱対象とする複数のサセプタ１４を積層方向に挟み込むように、サセプタ１４ａの上側とサセプタ１４ｆの下側に、補助サセプタ４０を配置した。補助サセプタ４０は、少なくとも１つ、望ましくは２つ以上ずつ設けるようにすると良い。補助サセプタを２つ設けた場合には、最端部（上端部または下端部）に配置された補助サセプタ４０ａ，４０ｃが、加熱対象とされるサセプタ１４の放熱を抑え、最端部から１つ内側に配置された補助サセプタ４０ｂが、その内側に位置するサセプタ１４上に配置されたウエハ３０、またはサセプタ１４ｆを輻射加熱し、放熱の影響による温度低下を防ぐことができるからである。

なお、図８に示す例では、輻射熱源としてのみ機能することとなるサセプタ１４ａを補助サセプタ兼用として機能させている。このような構成とした場合であっても、補助サセプタ４０を上端に２つ配置した場合と同様な効果を得ることができるからである。

また、本実施形態に係る加熱装置１０ｂは、補助加熱コイル４２（４２ａ，４２ｂ）を有する。補助加熱コイル４２は、サセプタ１４を加熱する誘導加熱コイル２０を、サセプタ１４の積層方向に挟み込むように配置される一対の加熱コイルである。このような配置形態とされる誘導加熱コイル２０と補助加熱コイル４２との関係は、次のようなものである。すなわち、誘導加熱コイル２０は、実施形態に係るサセプタ１４（ウエハ３０を載置するもの）を加熱する割合が高くなるように配置される。一方、補助加熱コイル４２は、補助サセプタ４０の加熱割合が高くなるように配置される。

誘導加熱コイル２０と、これを挟み込むように配置される補助加熱コイル４２とは、電源部２４内において各々個別のインバータ（不図示）に接続されることで、個別に投入電力を制御することが可能となる。電源部２４には、近接配置された誘導加熱コイル２０と補助加熱コイル４２との間に生ずる相互誘導の影響を抑制し、誘導加熱コイル２０と補助加熱コイル４２に投入する電力割合を個別に制御するゾーンコントロール手段４６が接続されている。このような構成とすることで、誘導加熱コイル２０と補助加熱コイル４２に投入する電力の制御を任意に行うことが可能となり、ボート１２に配置された複数のサセプタ１４における積層方向の温度分布を制御することが可能となる。

誘導加熱コイル２０と補助加熱コイル４２の制御は、上端側のサセプタ１４（例えば、サセプタ１４ａやサセプタ１４ｂ）の温度が低い場合には、誘導加熱コイル２０の上部側に位置する補助加熱コイル４２ａに投入する電力を増やせば良い。逆に、下端部側のサセプタ１４（例えばサセプタ１４ｆやサセプタ１４ｅ）の温度が低い場合には、誘導加熱コイル２０の下部側に位置する補助加熱コイル４２ｂに投入する電力を増やせば良い。このような制御を可能とすることで、バッチ式の加熱装置において、より精度良くウエハを加熱することが可能となる。

なお、上記実施形態ではいずれも、誘導加熱コイル２０は、サセプタ１４の外周側に１つのみ配置する構成としていたが、これを複数とした場合であっても、本実施形態の一部とみなすことができる。

また、上記実施形態ではいずれも、加熱装置として、いわゆる水平磁束を利用する形態のものを例に挙げて説明した。しかしながら本発明に係るサセプタは、従来より知られているような、ソレノイド型の誘導加熱コイル（ボートを螺旋状に取り囲む形態）を用いた加熱装置にも適用することができる。

１０………半導体加熱装置（加熱装置）、１２………ボート、１４（１４ａ〜１４ｆ）………サセプタ、１５ａ………被加熱物載置面、１５ｂ………輻射加熱面、１５ｃ………側壁、１５ｄ………ザグリ部、１６………支持部材、１８………回転テーブル、２０………誘導加熱コイル、２２………コア、２４………電源部、３０………ウエハ、３０ａ………外縁部、３０ｂ………中心部。

Claims (7)

1. 垂直方向に複数、積層配置された上で誘導加熱されるサセプタであって、
   熱伝導により加熱を行なう被加熱物載置面と、
   前記被加熱物載置面の裏面側に位置し、前記被加熱物載置面に載置される被加熱物よりも大きな開口と、前記被加熱物の外縁部に向けて傾けられた側壁とを有する凹部からなる輻射加熱面とを備えることを特徴とするサセプタ。
2. 前記凹部は、サセプタの中心に近づくにつれて深さが深くなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のサセプタ。
3. 前記側壁は、断面形状を円弧状とし、
   前記円弧は、サセプタを積層配置した際に、下部側に配置されたサセプタの被加熱物載置面に載置された被加熱物の外縁部に法線が集中するように曲率が定められていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のサセプタ。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のサセプタと、
   前記サセプタを複数、積層配置するボートと、
   前記サセプタの外周側に配置され、前記サセプタにおける前記被加熱物載置面と平行な方向に交流磁束を形成する誘導加熱コイルと、
   前記誘導加熱コイルに投入する電力を調整する電源部とを備えることを特徴とする半導体基板加熱装置。
5. 前記ボートは、積層配置された複数の前記サセプタを水平回転させる事を可能な構成とすることを特徴とする請求項４に記載の半導体基板加熱装置。
6. 前記ボートには、複数の前記サセプタを積層方向に挟み込むようにして配置する補助サセプタを備えると共に、前記誘導加熱コイルを前記サセプタの積層方向に挟み込むように補助加熱コイルを備え、
   前記誘導加熱コイルと前記補助加熱コイルとは、前記誘導加熱コイルは複数の前記サセプタの加熱割合が高く、前記補助加熱コイルは前記補助サセプタの加熱割合が高くなるように配置したことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の半導体基板加熱装置。
7. 前記電源部は、前記誘導加熱コイルと前記補助加熱コイルに投入する電力割合を個別に制御するゾーンコントロール手段を有することを特徴とする請求項６に記載の半導体基板加熱装置。

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