JP3940746B2 - 半導体製造装置及びその加熱ユニット - Google Patents
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したがって、不要の副生成物等が内壁面に付着しないようにして、ウエーハに対して所望の成膜処理あるいはエッチング処理等が均一に施されるようにするために、処理チャンバあるいは通路の壁面温度を管理する必要がある。
しかしながら、カートリッジ式のヒータを処理チャンバの外側に配置する手法では、ヒータは処理チャンバの外側に局所的に配置され、しかもヒータから処理チャンバの壁面までの距離は場所によって異なるため、内壁面を均一に加熱することができない。また、ヒータと壁面との間には、サーモセメント等の伝熱媒体が介在するものの、直接加熱する場合に比べて熱効率が低く、ヒータの加熱で所定温度に達するまでの昇温時間も長くかかり、稼動時間の低下を招いていた。さらに、内壁面に付着した副生成物等を除去するために、定期的にクリーニング処理を施しているのが実情である。
しかしながら、排気管の外側にヒータを設ける手法では、熱エネルギの一部は排気管の外側に向けて放射されるため、排気ガス等が接触する排気管の内壁面を所定温度に加熱するためのエネルギ効率が悪く、消費電力の増加を招いていた。
しかしながら、この手法では、リード線のポートが配管の中間部に位置しているので、ヒータを取り付ける際にリード線をポートに通すのが困難であり、作業性が悪いという問題があった。
また、ヒータが配管内において露出した状態で配設されているため、配管内を流れるガスや化学反応を起こした化学反応物質と反応して消耗し、特に、配管内の堆積物を除去するために定期的に流されるNF3,ClF3等のクリーニングガスが、ヒータの消耗を助長して寿命を短くするという問題があった。
さらに、ジグザグ配置のヒータで配管を全周的に加熱するとはいっても、ヒータの近傍が局部的に加熱されるだけで加熱温度にムラを生じ、熱が伝わり難い領域で副生成物が昇華して堆積し易いという問題もあった。
この構成によれば、面状の加熱ユニットを内壁面に隣接して配置し処理ガスに曝される壁面を画定したことにより、処理ガスに曝される壁面が直接加熱されて、加熱効率及びエネルギ効率が向上し、昇温時間を短縮でき、消費電力を低減でき、稼動効率を向上させることができ、副生成物等の付着を防止ないしは極力抑制することができる。また、加熱ユニットの抵抗発熱体が一対の金属板により挟み込んで覆われているため、処理ガスに直接曝されることはなく、その劣化、消耗等を防止でき、所期の発熱特性を維持することができる。さらに、一対の金属板の縁部のうち処理ガスに曝される縁部にはスペーサが設けられて抵抗発熱体が密閉されているため、抵抗発熱体が処理ガス等に曝されるのを完全に防止することができ、一方、処理ガスに曝されない外部に引き出される領域の縁部は開放されるため、通電用のリードを容易に引き出すことができる。
これにより、半導体製造装置で処理されるウエーハの歩留まりの向上、稼動時間の増大、消費電力の低減等を達成することができる。
この構成によれば、加熱ユニットを所定の加熱領域(内壁面)に取り付ける場合に、加熱本体部を内壁面の内側に沿わせると共にフランジ状に又は延出して形成された取付け部を所定の取付け位置に固定することで、簡単に取付け作業を行うことができる。また、コネクタが加熱ユニットの取付け部と一体となっているため、取り扱いが容易であると共に、装置の外部に露出した状態とすることができ、真空雰囲気内での接続等の煩わしさから開放され、取付け後に配線の接続作業等を容易に行うことができる。
この構成によれば、各々の配管内に、加熱ユニットの加熱本体部を挿入し、隣接する配管のフランジ部同士の間に、シール部材を介して加熱ユニットの取付け部を挟み込んで、隣接する配管同士を連結することにより、加熱ユニットを配管に取り付けることができ、又、逆の手順により容易に取り外すことができる。
この構成によれば、クランプ機構がチェーン状に形成されているため、配管のフランジ部にクランプブロックを巻回し、締結部材で締め付けることにより、加熱ユニットを装着した配管同士を容易に連結することができ、又、その連結を解除することができる。
この構成によれば、加熱ユニットの取付け部(又はコネクタ)に配線が接続されているような場合に、離脱可能なリンクプレートを予め離脱した状態で配線を通し、その後、リンクプレートをクランプブロックに掛止させることにより、配線が接続された状態でも、容易に加熱ユニットを組付けることができる。
この構成によれば、加熱ユニットを内壁面に隣接して面状に配置し処理ガスに曝される壁面を画定したことにより、処理ガスに曝される壁面が直接加熱されて、加熱効率及びエネルギ効率が向上し、昇温時間を短縮でき、消費電力を低減でき、稼動効率を向上させることができ、副生成物等の付着を防止ないしは極力抑制することができる。また、面状をなす加熱ユニットの抵抗発熱体は、一対の金属板により挟み込んで覆われているため、処理ガスに直接曝されることはなく、その劣化、消耗等を防止でき、所期の発熱特性を長期に亘り維持することができる。さらに、一対の金属板の縁部のうち処理ガスに曝される縁部にはスペーサが設けられて抵抗発熱体が密閉されているため、抵抗発熱体が処理ガス等に曝されるのを完全に防止することができ、一方、処理ガスに曝されない外部に引き出される領域の縁部は開放されるため、通電用のリードを容易に引き出すことができる。
この構成によれば、加熱ユニットを所定の加熱領域(内壁面)に取り付ける場合に、加熱本体部を内壁面の内側に沿わせると共にフランジ状に又は延出して形成された取付け部を所定の取付け位置に固定することで、簡単に取付け作業を行うことができる。また、コネクタが加熱ユニットの取付け部と一体となっているため、取り扱いが容易であると共に、装置の外部に露出した状態とすることができ、真空雰囲気内での接続等の煩わしさから開放され、取付け後に配線の接続作業等を容易に行うことができる。
この構成によれば、処理チャンバの内壁面(側壁面及び底壁面)が全て面状の加熱ユニットで覆われるため、効率良く加熱して副生成物等の付着を防止ないし極力抑制できるのは勿論のこと、チャンバ加熱ユニットを取り付ける際に、円板状の加熱本体部を処理チャンバ内に挿入してその延出した取付け部を装置の下側から突出させ、円筒状の加熱本体部を処理チャンバ内に挿入しそのフランジ状の取付け部を装置の上端部に載せるだけでよいため、その着脱作業を容易に行うことができる。
この構成によれば、処理チャンバの内壁面を効率良く加熱して副生成物等の付着を防止ないし極力抑制できるのは勿論のこと、チャンバ加熱ユニットを取り付ける際に、有底円筒状の加熱本体部を処理チャンバ内に挿入し、そのフランジ状の取付け部を装置の上端部に載せるだけで、処理チャンバの内壁面(側壁面及び底壁面)が全て面状の加熱ユニットで覆われるため、その着脱作業を容易に行うことができ、又、円筒状の加熱本体部と円板状の加熱本体部を一体化したことにより、部品点数を削減することができる。
この構成によれば、搬送通路の内壁面を効率良く加熱して副生成物等の付着を防止ないし極力抑制できるのは勿論のこと、搬送通路加熱ユニットを取り付ける際に、筒状の加熱本体部を搬送通路内に挿入し、そのフランジ状の取付け部を装置の外壁面に接合させることにより、その着脱作業を容易に行うことができる。
この構成によれば、排気通路の内壁面を効率良く加熱して副生成物等の付着を防止ないし極力抑制できるのは勿論のこと、排気通路加熱ユニットを取り付ける際に、筒状の加熱本体部を排気通路内に挿入し、そのフランジ状の取付け部を配管の端部に接合させることにより、その着脱作業を容易に行うことができる。
この構成によれば、湾曲した排気通路においては、外側領域の方が内側領域よりも副生成物が堆積し易いため、この領域での副生成物の堆積及びその成長を有効に防止することができる。
この構成によれば、加熱ユニット(加熱本体部)と内壁面との間に気相が形成されるため、この気相により断熱効果が高まり、処理ガスに曝される壁面の加熱効率をさらに高めることができる。
この構成によれば、耐腐食性、高熱伝導率を確保しつつ、加熱ユニットを、比較的加工し易い薄板状(面状)に仕上げることができるため、処理チャンバの壁面や通路の壁面等の形状に対応させて容易に形成することができる。
本発明に係る加熱ユニットを備えた半導体製造装置(CVD装置)は、図2及び図3に示すように、本体10、本体10に対して開閉自在に連結された蓋体20、蓋体20に連結された処理ガス等の供給ライン30、本体10に連結され下流側にターボ分子ポンプ(TMP)等を備える排気ライン40等を備えている。
また、本体10には、加熱ユニットとして、処理チャンバ11の内壁面を加熱する二つのチャンバ加熱ユニット50,60、排気通路13の内壁面を加熱する排気通路加熱ユニット70、搬送通路12の内壁面を加熱する搬送通路加熱ユニット80等が設けられている。
取付け部52は、インナーシェル51aに接合されたフランジ52a及びアウターシェル51bに接合されたフランジ52bにより形成されており、両フランジ52a,52bの間には、抵抗発熱体51cに接続された通電用のリード51c´及び抵抗発熱体51cの温度を測定する温度センサとしての熱電対のリード51c´´が挟まれて、コネクタ53まで引き出されている。すなわち、フランジ52a,52bにおいては、両者の間が完全に密閉されるのではなく外部に開放された状態となっている。そして、コネクタ53には、リード51c´に対して電力供給用のケーブル90が接続され、又、リード51c´´に対して測定器に接続されるケーブル91が接続されるようになっている。
尚、ここでは、抵抗発熱体51cとして、ポリイミドフィルムを用いたポリイミドヒータを採用したが、その他に、シリコンラバーヒータ、マイカヒータ、シースヒータ等を採用してもよい。このように、可撓性のある薄膜状の抵抗発熱体を用いることで、内壁面に対応した種々の形状に形成することができる。
このように、加熱本体部51に取付け部52を設けたことにより、着脱作業を簡単に行うことができ、又、内壁面11aとの間に隙間(気相)を設けることで、着脱作業がさらに容易になると共に、加熱本体部51から外部に伝わる熱が低減されて、加熱本体部51による加熱効率がさらに高まる。
取付け部62は、アウターシェル61bに接合された直線管62aにより形成されており、この直線管62aには、抵抗発熱体61cに接続された通電用のリード61c´及び抵抗発熱体61cの温度を測定する温度センサとしての熱電対のリード61c´´が通されて、コネクタ63まで引き出されている。そして、コネクタ63には、リード61c´に対して電力供給用のケーブル90が接続され、又、リード61c´´に対して測定器に接続されるケーブル91が接続されるようになっている。
尚、インナーシェル61a及びアウターシェル61b、並びに抵抗発熱体61cとしては、前述のチャンバ加熱ユニット50と同様の構成及び材料が適用される。
尚、断熱部材65としては、アルミナセラミックス(Al2O3)等により形成されたものが採用される。
このように、加熱本体部61に取付け部62を設けたことにより、着脱作業を簡単に行うことができ、又、内壁面11bとの間に隙間(気相)及び断熱部材65を設けることで、加熱本体部61から外部に伝わる熱が低減されて、加熱本体部61による加熱効率がさらに高まる。
すなわち、このチャンバ加熱ユニット50´は、図9に示すように、上端開口部50a、中央開口部50b´、搬送通路12に対応する矩形開口部50c、排気通路13に対応する円形開口部50dを画定するべく、処理チャンバ11の内壁面(側壁面及び底壁面)11a,11bを覆うように隣接して配置される有底円筒状の加熱本体部51´、加熱本体部51´の上端部に略矩形のフランジ状に一体的に形成された取付け部52、取付け部52の外側端部に設けられたコネクタ53等により形成されている。
スペーサ51d´は、両シェル51a´,51b´の縁部のうち、処理ガスに曝される領域の縁部(中央開口部50b´、矩形開口部50c、及び円形開口部50dの縁部)に設けられて、抵抗発熱体51c´が処理ガス等に曝されるのを完全に防止するようになっている。
このチャンバ加熱ユニット50´では、前述のチャンバ加熱ユニット50,60が一体的に形成された構造となっているため、処理チャンバ11の内壁面を効率良く加熱して副生成物等の付着を防止ないし極力抑制できるのは勿論のこと、部品点数が削減され、着脱作業がさらに簡略化される。
スペーサ71dは、両シェル71a,71bの縁部のうち、処理ガスに曝される領域の縁部(開口部70a,70bの縁部)に設けられて、抵抗発熱体71cが処理ガス等に曝されるのを完全に防止するようになっている。
取付け部72は、アウターシェル71bに接合されたフランジ72a,72bにより形成されており、両フランジ72a,72bの間には、抵抗発熱体71cに接続された通電用のリード71c´及び抵抗発熱体71cの温度を測定する温度センサとしての熱電対のリード71c´´が挟まれて、コネクタ73まで引き出されている。すなわち、フランジ72a,72bにおいては、両者の間が完全に密閉されるのではなく外部に開放された状態となっている。そして、コネクタ73には、リード71c´に対して電力供給用のケーブル90が接続され、又、リード71c´´に対して測定器に接続されるケーブル91が接続されるようになっている。
尚、インナーシェル71a及びアウターシェル71b、フランジ72a,72b、並びに抵抗発熱体71cとしては、前述のチャンバ加熱ユニット50と同様の構成及び材料が適用される。
このように、加熱本体部71に取付け部72を設けたことにより、着脱作業を簡単に行うことができ、又、内壁面13aとの間に隙間(気相)を設けることで、着脱作業がさらに容易になると共に、加熱本体部71から外部に伝わる熱が低減されて、加熱本体部71による加熱効率がさらに高まる。
尚、ここでは、ターボ分子ポンプの上流側に排気通路加熱ユニット70を配置しているが、排気ライン40の全域において、例えば、エルボ管タイプ、直線管タイプ等の如く、適宜形状を変更した同様の面状加熱ユニットを配置することができる。
加熱本体部81は、一対の金属板としての薄肉で矩形筒状のインナーシェル81a及びアウターシェル81b、両シェル81a,81bの間に挟み込んで覆われた薄板状の抵抗発熱体81c、両シェル81a,81bの縁部を接合すると共に抵抗発熱体81cを密閉するスペーサ81d等により形成されている。
取付け部82は、アウターシェル81bに接合されたフランジ82a,82bにより形成されており、両フランジ82a,82bの間には、抵抗発熱体81cに接続された通電用のリード81c´及び抵抗発熱体81cの温度を測定する温度センサとしての熱電対のリード81c´´が挟まれて、コネクタ83まで引き出されている。すなわち、フランジ82a,82bにおいては、両者の間が完全に密閉されるのではなく外部に開放された状態となっている。そして、コネクタ83には、リード81c´に対して電力供給用のケーブル90が接続され、又、リード81c´´に対して測定器に接続されるケーブル91が接続されるようになっている。
尚、インナーシェル81a及びアウターシェル81b、フランジ82a,82b、並びに抵抗発熱体81cとしては、前述のチャンバ加熱ユニット50と同様の構成及び材料が適用される。
このように、加熱本体部81に取付け部82を設けたことにより、着脱作業を簡単に行うことができ、又、内壁面12aとの間に隙間(気相)を設けることで、着脱作業がさらに容易になると共に、加熱本体部81から外部に伝わる熱が低減されて、加熱本体部81による加熱効率がさらに高まる。
先ず、蓋体20を開けて、サセプタ14を取り外す。そして、チャンバ加熱ユニット60を処理チャンバ11に挿入して、その底領域に配置する。
続いて、チャンバ加熱ユニット50の加熱本体部51を処理チャンバ11内に挿入して、取付け部52を上面15に載せる。
続けて、トランスファーチャンバを開放した状態で、搬送通路加熱ユニット80の加熱本体部81を搬送通路12に挿入して、その先端部(矩形開口部80a)を加熱本体部51の開口部50cに嵌め込むと共に、取付け部82を外壁面19に接合して固定板88で固定する。
続いて、排気ライン40を取り外した状態で、排気通路加熱ユニット70の加熱本体部71を排気通路13に挿入して、その先端部(開口部70a)を加熱本体部51の円形開口部50dに嵌め込むと共に、取付け部72を外壁面19に接合して固定板78で固定する。これにより、加熱ユニット50,60,70,80の取付け作業が完了する。一方、取り外し作業は逆の手順で行われる。
このように、全ての加熱ユニット50,60,70,80が手際よく円滑に着脱されるため、装置を停止して部品の交換作業等が必要になっても、休止時間を極力短縮でき、稼動時間を増大させることができる。
尚、チャンバ加熱ユニット50,60に替えて、チャンバ加熱ユニット50´を用いる場合は、取付け作業及び取り外し作業がより簡略化される。
この排気ライン40´は、図14に示すように、着脱自在に形成され相互に連結される複数の排気管(配管)410,420を含み、各々の排気管410,420内に排気通路加熱ユニット170,270が配置されている。そして、排気管410,420同士が、シール部材としてのOリング200を挟み込んだ状態で、クランプ機構300により連結されている。
ここで、フランジ部同士412と412、412と422は、図14及び図15に示すように、接続方向においてお互いが対向するように形成され、対向する反対側の面を傾斜させて径方向外側に向けて薄肉となる先細りの断面形状に形成されている。
複数のリンクプレート303の一つのリンクプレート303´は、図16に示すように、その一端部303a´がクランプブロック301のピン305に対して掛止及び離脱自在なフック状に形成されている。
そして、Oリング200を介して、排気通路加熱ユニット170,270の後述する取付け部172,272をフランジ部412と412、412と422に挟持した状態で、クランプ機構300は、フランジ部412と412、412と422の外周に巻回されて、ボルト304を螺合することにより、排気管同士410と410、410と420を連結するようになっている。
特に、少なくとも一つのリンクプレート303´が、クランプブロック301に対して掛止及び離脱自在となっているため、排気通路加熱ユニット170,270の取付け部172,272に形成されたコネクタ173,273が比較的長尺である場合あるいはケーブル90,91が接続されているような場合に、離脱可能なリンクプレート303´を予め離脱した状態でコネクタ173,273又はケーブル90,91を通し、その後、リンクプレート303´をクランプブロック301に掛止させることにより、容易に排気通路加熱ユニット170,270を組付けることができる。
スペーサ171dは、両シェル171a,171bの縁部のうち、処理ガスに曝される領域の縁部に設けられて、抵抗発熱体171cが処理ガス等に曝されるのを完全に防止するようになっている。
取付け部172は、インナーシェル171aに接合されたフランジ172a及びアウターシェル171bに接合されたフランジ172bにより形成されており、両フランジ172a,172bの間には、抵抗発熱体171cに接続された通電用のリード171c´及び抵抗発熱体171cの温度を測定する温度センサとしての熱電対のリード171c´´が挟まれて、コネクタ173まで引き出されている。すなわち、フランジ172a,172bにおいては、両者の間が完全に密閉されるのではなく外部に開放された状態となっている。そして、コネクタ173には、リード171c´に対して電力供給用のケーブル90が接続され、又、リード171c´´に対して測定器に接続されるケーブル91が接続されるようになっている。
アウターシェル171bとフランジ172bとは、図19Aに示すように、それぞれ別個に形成された後に、溶接(例えば、TIG溶接、プラズマ溶接、レーザ溶接等)又はロー付け等により接合される。尚、フランジ172bには、Oリング200を嵌め込む環状溝172b´が形成されている。
インナーシェル171aとフランジ172aとは、図19Bに示すように、それぞれ別個に形成された後に、溶接(例えば、TIG溶接、プラズマ溶接、レーザ溶接等)又はロー付け等により接合される。尚、フランジ172aには、Oリング200を嵌め込む環状溝172a´及び位置決め用の環状凸部172a´´が形成されている。
尚、インナーシェル171a及びアウターシェル171b、フランジ172a,172b、並びに抵抗発熱体171cとしては、前述のチャンバ加熱ユニット50と同様の材料あるいは構成及び材料が適用される。
昇温特性については、図20Aに示すように、排気管の内壁温度が約150℃に達するまでに要する時間が、従来のラバーヒータでは720秒であるのに対して、本発明の排気通路加熱ユニット170では240秒であった。すなわち、内壁が一定の温度に達するまでの時間を大幅に短縮でき、それ故に、エネルギの利用効率が大幅に改善される。
また、降温特性については、図20Bに示すように、排気管の内壁温度が150℃から80℃に降下するまでに要する時間が、従来のラバーヒータでは540秒であるのに対して、本発明の排気通路加熱ユニット170では420秒であり、内壁が一定の温度に降下するまでの時間を短縮できる。すなわち、クールダウンが早いため、プロセス終了後に、装置の降温処理を行い、NF3、ClF3等のクリーニングガスを流すまでの時間を短縮できる。
その結果、図21に示すように、インナーシェル171aの温度は、軸方向の中央部が高く、両端部に向かって徐々に低くなる温度分布となる。そして、抵抗発熱体171cの温度を150℃に昇温した場合に中央部で140℃程度及び両端部で120℃程度であり、抵抗発熱体171cの温度を200℃に昇温した場合に中央部で180℃程度及び両端部で160℃程度であり、中央部と両端部の温度差は20℃程度に収まっている。
また、排気管410の温度は、抵抗発熱体171cの温度が150℃の場合に130.8℃、抵抗発熱体171cの温度が200℃の場合に173.3℃となり、略インナーシェル171aの温度と同程度まで昇温している。
スペーサ271dは、図23Bに示すように、両シェル271a,271bの縁部のうち、処理ガスに曝される領域の縁部に設けられて、抵抗発熱体271cが処理ガス等に曝されるのを完全に防止するようになっている。
インナーシェル271aとフランジ272aとは、図24Bに示すように、それぞれ別個に形成された後に、溶接(例えば、TIG溶接、プラズマ溶接、レーザ溶接等)又はロー付け等により接合される。尚、フランジ272aには、Oリング200を嵌め込む環状溝272a´及び位置決め用の環状凸部272a´´が形成されている。
尚、インナーシェル271a及びアウターシェル271b、フランジ272a,272bとしては、前述のチャンバ加熱ユニット50と同様の材料が適用される。
また、抵抗発熱体271cには、その温度を検出する温度センサとしての素線2715,2716を含む熱電対2720が設けられ、その一部からリード271c´´が引き出されている。そして、抵抗発熱体271cは、熱伝導用箔2713がインナーシェル271aに接触するように配置される。
ここで、絶縁性フィルム2711は、ポリイミド樹脂等の耐熱性に優れた樹脂材料により形成され、熱伝導用箔2713は、厚さ50μm程度のステンレス鋼等の金属箔により形成されている。
尚、ここでは、抵抗発熱体271cとして、ポリイミドフィルムを用いたポリイミドヒータを採用したが、その他に、シリコンラバーヒータ、マイカヒータ、シースヒータ等を採用してもよい。このように、可撓性のある薄膜状の抵抗発熱体を用いることで、内壁面に対応した種々の形状に形成することができる。
先ず、図27Aに示すように、ステンレス鋼等からなるプレートPAを環状に切り抜く。続いて、図27Bに示すように、金型M1を用いて、プレートPAの外周縁領域を、断面が円弧状になるように絞り加工する。続いて、図27Cに示すように、金型M2を用いて、プレートPA´の内周縁領域を、断面が円弧状になるように絞り加工し、半ドーナツ状の成形体PA´´を製造する。
そして、図28Aに示すように、2つの成形体PA´´を用意し、図28Bに示すように、両者を対向して突き合わせ、外周縁部及び内周縁部を全周に亘って溶接する。続いて、溶接工程で蓄積された残留応力を除去するために、熱処理を施す。続いて、金型M1,M2を再び用いて、修正スピニング処理を施す。
その後、図28Cに示すように、完成したドーナツ状の構造体PA´´´を、ワイヤーカット等により4つに等分割する。続いて、ワイヤーカットにより切断された切断面を研摩して、アウターシェル271b又はインナーシェル271aが完成する。
そして、アウターシェル271b及びインナーシェル271aに、予め切削加工等により製造したフランジ272b及びフランジ272aを溶接し、さらに両シェル271a,271bの縁部にスペーサ271dを溶接した後、両シェル271a,271b間に抵抗発熱体271cを湾曲させて挿入し、コネクタ273を設けることで、排気通路加熱ユニット270が完成する。
この排気通路加熱ユニット370は、図29ないし図31に示すように、排気管同士410,410の接続端部の所定領域に亘る内壁面410aを覆うように隣接して配置される円筒状の加熱本体部371、加熱本体部371の外周において環状でかつフランジ状に一体的に形成された取付け部372、取付け部372の外側端部に設けられたコネクタ373等により形成されている。
スペーサ371dは、図29及び図30Bに示すように、両シェル371a,371bの縁部のうち、処理ガスに曝される両端縁部に設けられて、抵抗発熱体371cが処理ガス等に曝されるのを完全に防止するようになっている。
尚、インナーシェル371a及びアウターシェル371b、フランジ372a,372bとしては、前述のチャンバ加熱ユニット50と同様の材料が適用され、又、抵抗発熱体371cとしては、図31に示すような形態に形成され、その構成については前述のチャンバ加熱ユニット50と同様のものが適用される。また、ここでは、抵抗発熱体371cが、両シェル371a,371b内に密着して配置される構成を示したが、アウターシェル371bと隙間をおいて配置されてもよい。
これにより、排気管410´のフランジ部同士412,412をより近づけた状態で連結することができる。この場合においても、前述同様に、着脱作業を簡単に行うことができ、加熱効率が高まる。
この排気通路加熱ユニット470は、図34A、図34Bに示すように、排気管410及び蓋440の内壁面410a,440aを覆うように隣接して配置される有底円筒状の加熱本体部471、加熱本体部471の外周において環状でかつフランジ状に一体的に形成された取付け部472、取付け部472の外側端部に設けられたコネクタ473等により形成されている。
スペーサ471dは、図34Bに示すように、両シェル471a,471bの縁部のうち、処理ガスに曝される両端縁部に設けられて、抵抗発熱体471cが処理ガス等に曝されるのを完全に防止するようになっている。
取付け部472は、図34Aに示すように、アウターシェル471bに接合されたフランジ472a,472bにより形成されており、両フランジ472a,472bの間には、抵抗発熱体471cに接続された通電用のリード471c´及び抵抗発熱体471cの温度を測定する温度センサとしての熱電対のリード471c´´が挟まれて、コネクタ473まで引き出されている。すなわち、フランジ472a,472bにおいては、両者の間が完全に密閉されるのではなく外部に開放された状態となっている。そして、コネクタ473には、図34Aに示すように、リード471c´に対して電力供給用のケーブル90が接続され、又、リード471c´´に対して測定器に接続されるケーブル91が接続されるようになっている。
尚、インナーシェル471a及びアウターシェル471b、フランジ472a,472bとしては、前述のチャンバ加熱ユニット50と同様の材料が適用され、又、抵抗発熱体471cとしては、図35に示すような形態に形成され、その構成については前述のチャンバ加熱ユニット50と同様のものが適用される。
また、上記実施形態においては、CVD装置において、処理チャンバ11,搬送通路12、排気通路13の全てを加熱する加熱ユニット50,60,70,80を採用した場合を示したが、いずれか一つの加熱ユニットを採用してもよい。
上記実施形態においては、本発明の加熱ユニットを適用する半導体製造装置として、CVD装置を示したが、エッチング装置、その他の処理装置等においても同様に適用することができる。
上記構成をなす半導体製造装置及びその加熱ユニットによれば、処理ガス等に曝される通路及び処理チャンバ等の内壁面に副生成物等が付着するのを防止ないし極力抑制して、処理されるウエーハの歩留まりの向上、稼動時間の増大、エネルギ効率の向上による消費電力の低減等を達成することができる。
Claims (13)
- 処理チャンバと、前記処理チャンバ内に処理ガスを供給する供給通路と、前記処理チャンバに対してウエーハを出し入れする搬送通路と、前記処理チャンバ内の処理ガスを排出する排気通路と、前記供給通路,搬送通路,処理チャンバ,及び排気通路の少なくとも一つの内壁面を加熱するべく,薄板状の抵抗発熱体を一対の金属板で挟み込んで覆うと共に前記内壁面を内側から覆うようにかつその一部が外部に引き出されるように着脱自在に形成された面状の加熱ユニットと、を備え、
前記面状の加熱ユニットは、前記一対の金属板の縁部のうち、外部に引き出される領域の縁部が開放され、処理ガスに曝される領域の縁部がスペーサにより密閉されている、
半導体製造装置。 - 前記加熱ユニットは、前記内壁面に隣接して配置される加熱本体部と、前記加熱本体部と一体的にフランジ状に又は延出して形成された取付け部と、前記抵抗発熱体に電気を通すための配線及び前記抵抗発熱体の温度を検出する温度センサの配線を引き出すべく前記取付け部に設けられたコネクタと、を有する、
ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の半導体製造装置。 - 前記排気通路を画定する配管は、着脱自在に形成されかつ相互に連結される複数の配管からなり、
前記複数の配管は、接続端部において、径方向外側に突出すると共にお互いに対向する鍔状のフランジ部を有し、
前記加熱ユニットの取付け部は、シール部材を介して前記フランジ部に挟持される、
ことを特徴とする請求の範囲第2項に記載の半導体製造装置。 - 前記複数の配管のフランジ部同士を連結するためのクランプ機構を有し、
前記クランプ機構は、前記フランジ部同士を近づける方向に押し付けるように受け入れる略V字状の断面をなす溝をもつ複数のクランプブロックと、前記複数のクランプブロックを連結する複数のリンクプレートと、隣接する2つの前記クランプブロックを締結する締結部材と、を有する、
ことを特徴とする請求の範囲第3項に記載の半導体製造装置。 - 前記複数のリンクプレートは、前記クランプブロックの一側部同士を連結する複数の第1リンクプレートと、前記クランプブロックの他側部同士を連結する複数の第2リンクプレートとを含み、
前記第1リンクプレート又は第2リンクプレートのうち少なくとも一つのリンクプレートは、前記クランプブロックに対して掛止及び離脱自在に形成されている、
ことを特徴とする請求の範囲第4項に記載の半導体製造装置。 - 処理チャンバ、前記処理チャンバに対してウエーハを出し入れする搬送通路、及び前記処理チャンバ内の処理ガスを排出する排気通路のいずれかの内壁面を加熱するべく着脱自在に形成された半導体製造装置の加熱ユニットであって、
薄板状の抵抗発熱体と、
前記抵抗発熱体を挟み込んで覆うと共に,前記内壁面を内側から面状に覆うように,かつ,前記処理チャンバ又は通路を画定すると共にその一部が外部に引き出されるように形成された一対の金属板と、を有し、
前記一対の金属板の縁部は、外部に引き出される領域の縁部が開放され、処理ガスに曝される領域の縁部がスペーサにより密閉されている、
半導体製造装置の加熱ユニット。 - 前記加熱ユニットは、前記内壁面に隣接して配置される加熱本体部と、前記加熱本体部と一体的にフランジ状に又は延出して形成された取付け部と、前記抵抗発熱体に電気を通すための配線及び前記抵抗発熱体の温度を検出する温度センサの配線を引き出すべく前記取付け部に設けられたコネクタと、を有する、
ことを特徴とする請求の範囲第6項に記載の半導体製造装置の加熱ユニット。 - 前記加熱ユニットは、前記処理チャンバの内壁面に隣接して配置されるチャンバ加熱ユニットを含み、
前記チャンバ加熱ユニットは、前記処理チャンバの側壁面に隣接して配置される筒状の加熱本体部及びその端部にフランジ状に設けられた取付け部と、前記処理チャンバの底壁面に対向して配置される円板状の加熱本体部及びその下面に延出して設けられた取付け部と、含む、
ことを特徴とする請求の範囲第7項に記載の半導体製造装置の加熱ユニット。 - 前記加熱ユニットは、前記処理チャンバの内壁面に隣接して配置されるチャンバ加熱ユニットを含み、
前記チャンバ加熱ユニットは、底壁をもつ筒状の加熱本体部と、前記加熱本体部の開口端部にフランジ状に設けられた取付け部と、を含む、
ことを特徴とする請求の範囲第7項に記載の半導体製造装置の加熱ユニット。 - 前記加熱ユニットは、前記搬送通路の内壁面に隣接して配置される搬送通路加熱ユニットを含み、
前記搬送通路加熱ユニットは、略矩形断面をなす筒状の加熱本体部と、前記加熱本体部にフランジ状に設けられた取付け部と、を含む、
ことを特徴とする請求の範囲第7項に記載の半導体製造装置の加熱ユニット。 - 前記加熱ユニットは、前記排気通路の内壁面に隣接して配置される排気通路加熱ユニットを含み、
前記排気通路加熱ユニットは、筒状の加熱本体部と、前記加熱本体部にフランジ状に設けられた取付け部と、を含む、
ことを特徴とする請求の範囲第7項に記載の半導体製造装置の加熱ユニット。 - 前記加熱ユニットは、湾曲した排気通路の内壁面に隣接して配置される排気通路加熱ユニットを含み、
前記排気通路加熱ユニットは、湾曲した筒状の加熱本体部と、前記加熱本体部にフランジ状に設けられた取付け部と、を含み、
前記加熱本体部は、前記湾曲した排気通路の内側領域よりも外側領域に対して発熱量が多くなるように形成されている、
ことを特徴とする請求の範囲第7項に記載の半導体製造装置の加熱ユニット。 - 前記加熱ユニットは、前記内壁面との間に断熱用の隙間を設けて配置されている、
ことを特徴とする請求の範囲第7項に記載の半導体製造装置の加熱ユニット。
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