WO2009060766A9 - 加熱装置 - Google Patents

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WO2009060766A9
WO2009060766A9 PCT/JP2008/069631 JP2008069631W WO2009060766A9 WO 2009060766 A9 WO2009060766 A9 WO 2009060766A9 JP 2008069631 W JP2008069631 W JP 2008069631W WO 2009060766 A9 WO2009060766 A9 WO 2009060766A9
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heating element
heating unit
heating
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planar
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Inventor
賢治 斉藤
光明 小美野
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イーグル工業株式会社
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Application filed by イーグル工業株式会社 filed Critical イーグル工業株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/46—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater

Definitions

  • the present invention is a heating apparatus suitable for use in heating a chamber or a wall of a semiconductor manufacturing apparatus such as a CVD apparatus or an etching apparatus, a transfer path of an object to be processed such as a wafer, a supply / exhaust pipe for processing gas, or the like About.
  • a wafer is placed in a processing chamber, and the wafer is exposed to a reactive gas or plasma in a high-temperature atmosphere, whereby a desired film forming process or etching process is performed on the wafer.
  • a desired film forming process or etching process is performed on the wafer.
  • the processing gas and reaction by-products flowing in the chamber undergo sublimation changes in both the gas and solid phases depending on the relationship between pressure and temperature (sublimation curve), but the sublimation changes from gas to solid.
  • the by-product is deposited as a solid and adheres to the wall surface below the sublimation temperature such as in the chamber or the exhaust pipe.
  • piping and the like may be blocked by by-products, which is not preferable.
  • the temperature of the chamber and piping is set to a relatively uniform high temperature state. It is necessary to maintain and manage this accurately.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Publication No. 2003-27240 (Patent Document 1). )reference).
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Publication No. 2003-27240
  • the temperature of the chamber, piping, etc. can be maintained and controlled at a high temperature and in a uniform state, and by-product precipitation and deposition can be suppressed with high accuracy compared to previous apparatuses. it can.
  • Japanese Patent Application Publication No. 2003-27240 PCT International Publication No. 2004/105103 Japanese Patent Application Publication No. 2003-27240 PCT International Publication No. 2004/105103
  • Patent Document 2 in a heating apparatus that heats the inside of a chamber or the like, by joining the surface structural members of the heating apparatus by welding, A heating element is embedded inside.
  • the present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a heating device capable of easily replacing and repairing heating elements.
  • a heating apparatus includes a processing chamber for performing a desired process on an object to be processed, a conveyance path for the object to be processed, or a gas supply / exhaust pipe for the desired process.
  • a heating device disposed inside the sheet heating element, wherein the sheet heating element is an outer wall portion formed by joining a plurality of members, and the sheet heating element in a state where the members are joined.
  • a heating element accommodating portion that covers the periphery of the sheet and accommodates the planar heating element is formed on the outer wall portion, and the planar heating element is detachable in a state where at least some of the plurality of members are separated.
  • An outer wall portion that is in a state; a sealing material disposed at a joining position of the plurality of members around the heating element housing portion of the outer wall portion; and a joining unit that joins the plurality of members.
  • the heating element can be easily replaced and repaired even when a failure such as disconnection occurs in the heating element.
  • the outer wall portion includes a cylindrical inner member, and one or a plurality of outer members disposed along the outer surface of the inner member.
  • the heating element accommodating portion that accommodates the planar heating element is formed by a recess formed in either one or both of the outer surface and the inner surface of the outer member.
  • the heating device of the present invention having such a configuration, the heating device can be easily replaced or repaired, and is a cylindrical heating device that is disposed inside the processing chamber or the like and is disposed inside the chamber.
  • a heating device suitable for appropriately heating the space to a desired temperature can be provided.
  • a flange is formed on the inner member and the outer member in a tube core direction of the tubular member, and the flange is joined to each other by the flange.
  • the heating device of the present invention having such a configuration, in the cylindrical heating device in which the heating element can be easily replaced and repaired, the inner member and the outer member are firmly joined by the flange. Therefore, it is possible to increase the arrangement area (heater area) of the planar heating element, and the temperature distribution along the cylindrical circumferential direction can be made more appropriate.
  • the outer wall portion has two plate-like members joined to face each other, and either or both of the opposing surfaces of the two plate-like members are used.
  • the heating element accommodating portion that accommodates the planar heating element is formed by the formed recess.
  • the heating device of the present invention having such a configuration, is a plate-like heating device that can be easily replaced and repaired, and is arranged along the upper surface or the lower surface of the processing chamber.
  • the heating apparatus suitable for appropriately heating the chamber internal space to a desired temperature.
  • the heating device of the present invention it is possible to replace the planar heating element by removing the lid member, and to provide a heating device that can more easily replace the planar heating element. be able to.
  • the outer wall portion can be inserted with the planar heating element, and a body member formed with a slit having an opening having a width substantially equal to the thickness of the planar heating element, And a lid member that closes the opening.
  • the outer wall portion includes a cylindrical inner tube member and a plurality of outer tubes that are connected to the outside of the inner tube member in the length direction of the inner tube member.
  • a cylindrical member, A flange projecting in the radial direction along the outer periphery is formed at a location connected to each other outer cylinder member of each of the plurality of outer cylinder members, and the plurality of outer cylinder members are joined by joining the flanges.
  • the heating device of the present invention having such a configuration, it is a tubular heating device capable of easily replacing and repairing the heating element, and includes a conveyance path for an object to be processed and a gas supply / exhaust pipe It is possible to provide a heating device suitable for appropriately heating the inside of the pipe to a desired temperature.
  • the heating device of the present invention is characterized in that the joining means joins the plurality of members by any one of a screw, a magnetic force, a clamp, and a mechanical latching means.
  • any one of a screw, a magnetic force, a clamp, and a mechanical latching device is used as a joining device for a plurality of members constituting the outer wall portion of the heating device.
  • the members can be reliably and easily joined.
  • the heating device of the present invention further includes a lead wire lead-out portion for leading a lead wire for supplying electric power to the planar heating element to the outside, and the heating element housing portion of the outer wall portion includes It is characterized by being open to the atmosphere through the lead wire outlet.
  • the configuration of the heating device can be simplified. At the same time, replacement of the sheet heating element can be facilitated.
  • the outside air can be introduced into the heat generating portion (the heat generating member housing portion of the outer wall portion) and the sheet heating element can be cooled quickly, replacement of the sheet heating element can be performed more efficiently and quickly. Can do.
  • the heating element housing part to atmospheric pressure, the amount of heat generated by the heating element is converted into natural convection heat transfer in the heating element housing part space and heat conduction at the contact part between the heating element and the outer wall part. The two heat transfer modes can be efficiently transmitted to the heat consuming part.
  • the heating device of the present invention is characterized in that the member forming the outer wall portion is a metal member.
  • the heating apparatus of the present invention having such a configuration, it is possible to provide a heating apparatus that can efficiently transmit the heat generated by the planar heating element to the outside and perform heating efficiently.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of a cylindrical heating unit of the substrate processing apparatus shown in FIG. 3A is a cross-sectional view of the cylindrical heating unit shown in FIG. 3B is a cross-sectional view of the inner shell of the cylindrical heating unit shown in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the side wall of the cylindrical heating unit shown in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration of the disc-shaped heating unit of the substrate processing apparatus shown in FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a cylindrical heating unit for piping of the substrate processing apparatus shown in FIG. FIG.
  • FIG. 7A is a perspective view showing a schematic configuration of another example of the cylindrical heating unit of the substrate processing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 7B is a cross-sectional view of the cylindrical heating unit shown in FIG. 7A.
  • FIG. 8A is a perspective view showing a schematic configuration of an example of a cylindrical heating unit having a rectangular cross section according to the present invention.
  • FIG. 8B is a cross-sectional view of the cylindrical heating unit having a rectangular cross section shown in FIG. 8A.
  • FIG. 9A is a perspective view showing a schematic configuration of still another example of a cylindrical heating unit having a rectangular cross section according to the present invention.
  • FIG. 9B is a transverse sectional view of the cylindrical heating unit having a rectangular cross section shown in FIG. 9A.
  • FIG. 10A is a cross-sectional view showing another example of a disc-shaped heating unit according to the present invention.
  • FIG. 10B is a cross-sectional view showing still another example of the disc-shaped heating unit according to the present invention.
  • FIG. 10C is a cross-sectional view showing still another example of the disc-shaped heating unit according to the present invention.
  • FIG. 11 is a perspective view showing another example of the heating unit for piping according to the present invention.
  • 12 is a cross-sectional view of the heating unit shown in FIG.
  • FIG. 13 is a diagram showing another example of the heating unit for piping according to the present invention.
  • FIG. 14 is a diagram showing still another example of the heating unit for piping according to the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of the substrate processing apparatus.
  • a substrate processing apparatus 1 accommodates a semiconductor wafer W to be processed in an internal space (chamber internal space) 13, provides a desired environment, and performs a desired process.
  • a wafer transfer pipe 30 for carrying the wafer W to be processed into and out of the chamber internal space 13, and a processing gas.
  • a heating unit 101, 201, 202, 301, 401 and 501 according to the present invention for heating the chamber inner space 13 and the like.
  • the processing chamber 10 includes a chamber body 11 that is a bottomed cylindrical container having an upper opening, and a lid 12 that closes the upper opening.
  • the lid portion 12 is connected to the upper portion of the chamber body 11 by a connecting portion (not shown) so that the upper opening thereof can be opened and closed.
  • the lid 12 is placed on the upper edge surface of the chamber body 11 with an O-ring 19 interposed therebetween, and is fastened to the chamber body 11 by fastening means (not shown) so that the upper opening of the chamber body 11 is closed.
  • the chamber inner space 13 is a sealed space.
  • a susceptor 20 on which a wafer W to be processed is placed is installed in the approximate center of the inside of the processing chamber 10 (chamber internal space 13).
  • the susceptor 20 is supported by a support shaft 21 that has passed through the opening 14 at the bottom of the processing chamber 10 such that the susceptor 20 can move up and down and rotate.
  • the support shaft 21 is connected to an external drive mechanism (not shown), and is moved up and down and rotated.
  • the bottom opening 14 of the processing chamber 10 through which the support shaft 21 passes is provided with a not-shown magnetic fluid sealing device or the like, for example, so that the inside of the processing chamber 10 (chamber internal space 13) and the outside are vacuum-blocked. It is sealed.
  • An opening 15 having a rectangular cross section for carrying the wafer W in and out of the chamber internal space 13 is formed on the side wall of the chamber body 11.
  • a rectangular cylindrical wafer transfer tube 30 is connected to the wafer transfer opening 15 with an O-ring 31 interposed outside the chamber body 11.
  • An air supply port 16 having a circular cross section for introducing a processing gas into the chamber internal space 13 is formed at the center of the lid 12.
  • An annular air supply pipe 40 is connected to the air supply port 16 with an O-ring 41 interposed outside the processing chamber 10.
  • a shower head 42 is disposed inside the air supply port 16 so that the target gas is uniformly supplied to the entire wafer W placed on the susceptor 20.
  • an opening 241 for allowing gas to flow uniformly over the upper surface of the wafer W placed on the susceptor 20 is formed.
  • an exhaust port 17 for discharging the gas in the chamber internal space 13 is formed on the side wall of the chamber body 11.
  • An annular exhaust pipe 50 is connected to the exhaust port 17 outside the processing chamber 10 with an O-ring 51 interposed.
  • the end of the exhaust pipe 50 that is not connected to the exhaust port 17 is connected to exhaust means such as a turbo molecular pump (TMP) (not shown), and when the chamber internal space 13 is evacuated or inside the chamber When a desired reaction gas is circulated in the space 13 to perform a desired process, the gas in the chamber internal space 13 is exhausted.
  • TMP turbo molecular pump
  • heating units 101, 201, and 202 for maintaining the chamber internal space 13 at a desired temperature are disposed along the inner peripheral surface of the side wall thereof.
  • heating units 301, 401, and 501 for maintaining the inside of each tube at a desired temperature are arranged along the inner peripheral surface of the wafer transfer tube 30, the supply tube 40, and the exhaust tube 50, respectively. It is installed.
  • these heating units according to the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the heating unit 101 is a device disposed along the inner peripheral surface of the chamber body 11 of the processing chamber 10, and heats the chamber internal space 13 of the processing chamber 10 to a desired temperature.
  • . 2 to 4 are diagrams showing a configuration of the heating unit 101
  • FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of the heating unit 101
  • FIG. 3A is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 3B is a transverse sectional view of the inner shell 111 of the heating unit 101 at the same location (AA)
  • FIG. 4 is a sectional view taken along the line BB of FIG.
  • the heating unit 101 is a cylindrical device in which both upper and lower ends are opened.
  • the heating unit 101 includes an inner shell 111, outer shells 121a and 121b, planar heating elements 131a and 131b, O-rings 141a and 141b, and a plurality of screws 151.
  • the member in which the inner shell 111 and the outer shells 121a and 121b are joined corresponds to the outer wall portion according to the present invention, and the inner shell (inner member) 111, the outer shell (outer member) 121a and 121b, It corresponds to a plurality of members constituting the outer wall portion according to the present invention.
  • the inner shell 111 is a single cylindrical metal member having a cross-sectional shape as shown in FIG. 3B.
  • two concave portions 112a and 112b that are recessed (notched) along the circumferential direction are formed on the outer peripheral surface of the inner shell 111.
  • the recesses 112a and 112b are formed in a back-to-back state as shown in the drawing over substantially a half of the outer circumferential surface of the inner shell 111, that is, on the outer circumferential surface of the inner shell 111.
  • the recesses 112a and 112b are each formed in a two-step recess as shown.
  • the recesses 112a and 112b are a first-stage recess 113a and 113b formed on the outer peripheral surface side, and a second-stage recess in a form that is further deeply cut out in the inner circumferential direction from the first-stage recesses 113a and 113b.
  • 114a and 114b are each formed in a two-step recess as shown.
  • the recesses 112a and 112b are a first-stage recess 113a and 113b formed on the outer peripheral surface side, and a second-stage recess in a form that is further deeply cut out in the inner circumferential direction from the first-stage recesses 113a and 113b.
  • the first-stage recesses 113a and 113b are outer shell recesses in which the outer shells 121a and 121b are disposed.
  • the first-stage recesses 113a and 113b are recesses formed in a predetermined range in the circumferential direction of the inner shell 111, and are completely cut out from the upper edge to the lower edge in the vertical direction. It is a recess.
  • the recesses 114a and 114b in the second stage are heater recesses in which the planar heating elements 113a and 113b are disposed. That is, it is a recess for forming the heating element housing portion according to the present invention.
  • the second-stage recesses 114a and 114b are recesses further recessed from the bottom surfaces of the first-stage recesses 113a and 113b of the inner shell 111, and are configured to be recessed within a predetermined range in both the circumferential direction and the vertical direction.
  • the second-stage recesses 114a and 114b are side walls formed in four directions to define the range thereof, and are recesses that are open only in the outer diameter direction.
  • the recesses 114a and 114b are formed in a shape and size matching the shape and size of the planar heating elements 131a and 131b so that the planar heating elements 113a and 113b can be accommodated.
  • the outer shells 121a and 121b are desirably the same metal plate-like members as the inner shell 111, and are members in a form in which the metal plate is bent into an arc shape along the surfaces of the recesses 112a and 112b of the inner shell 111.
  • the planar heating elements 131a and 131b are resistance heating elements.
  • the planar heating elements 131a and 131b are accommodated in the second-stage recesses 114a and 114b of the recesses 112a and 112b of the inner shell 111, respectively, so that the space between the inner shell 111 and the outer shells 121a and 121b is finally reached. Sandwiched between. Therefore, the planar heating elements 131a and 131b are plate-like members that are bent into an arc shape along these peripheral curved surfaces.
  • recesses 121a and 121b in which the planar heating elements 131a and 131b are disposed on the outer peripheral surface of the inner shell 111 are formed. It was.
  • the concave portions for accommodating the planar heating elements 131a and 131b may be provided on the outer shells 121a and 121b side. Further, a configuration may be adopted in which concave portions are provided on both opposing surfaces of the inner shell 111 and the outer shells 121a and 121b, and the planar heating elements 131a and 131b are sandwiched between the opposing concave portions.
  • the O-rings 141a and 141b are arranged so as to surround the periphery of the planar heating elements 131a and 131b on the joint surface between the inner shell 111 and the outer shells 121a and 121b. ing. Similarly to the planar heating elements 131a and 131b, the O-rings 141a and 141b are also formed on one or both of the surfaces of the concave portions 112a and 112b of the inner shell 111 and the inner peripheral surfaces of the outer shells 121a and 121b. It arrange
  • the screws 151 are screwed into the inner shell 111 from the outer peripheral surfaces of the outer shells 121a and 121b, and the outer shells 121a and 121b are firmly joined to the inner shell 111 with sufficient and appropriate pressure. As shown in the figure, the screws 151 are used at predetermined appropriate intervals on the upper and lower sides of the outer shells 121a and 121b and on the peripheral edges at both ends in the circumferential direction.
  • the planar heating elements 131a and 131b are accommodated in the second-stage recesses 114a and 114b of the inner shell 111, and the first-stage recesses 113a and 113b of the inner shell 111 are accommodated.
  • the outer shells 121 a and 121 b are fitted with the O-rings 141 a and 141 b interposed therebetween, and the outer shells 121 a and 121 b are joined to the inner shell 111 with screws 151.
  • planar heating elements 131a and 131b are completely covered by the inner shell 111 and the outer shells 121a and 121b and are accommodated in the heating element accommodating portion in the outer wall portion of the heating unit 101, in other words, the heating unit. Even when the heating unit 101 is installed in the chamber internal space 13, the planar heating elements 131 a and 131 b are exposed to the processing gas supplied to the chamber internal space 13. Is prevented.
  • a pair of lead wires 132a and 132b for supplying power to the sheet heating elements 131a and 131b are connected to the sheet heating elements 131a and 131b.
  • the lead wires 132a and 132b are connected to the resistance heating circuit inside the planar heating elements 131a and 131b at the upper edges of the planar heating elements 131a and 131b, and are connected to the outside from the upper edges of the planar heating elements 131a and 131b.
  • lead wire outlet pipes lead wire outlet portions
  • the heating unit 101 having such a configuration is disposed in the chamber internal space 13 of the processing chamber 10 as shown in FIG. 1.
  • the lead wire outlet pipes 133 a and 133 b of the heating unit 101 pass through the lead wire outlet pipe passage openings 18 a and 18 b provided in the lid portion 12 of the processing chamber 10 and are drawn out of the processing chamber 10.
  • the lead wires 132a and 132b passing through the inside of the lead wire outlet tubes 133a and 133b are also led out to the outside of the processing chamber 10.
  • the processing chamber 10 is provided with a wafer transfer opening 15 and a wafer transfer pipe 30 for taking in and out the wafer.
  • the wafer is transferred to the susceptor 20 inside the heating unit 101 through this transfer path.
  • the heating unit 101 is also provided with an opening 115 at a position corresponding to the wafer transfer opening 15 in the processing chamber 10 so as to be appropriately loaded and unloaded.
  • the processing chamber 10 is provided with an exhaust port 17 and an exhaust pipe 50 for exhausting the gas in the chamber internal space 13, and the gas in the chamber internal space 13 is appropriately disposed through these.
  • the heating unit 101 is also provided with an opening 116 at a position corresponding to the exhaust port 17 of the processing chamber 10.
  • the inner shell 111 and the outer shells 121a and 121b are formed of a material having high heat transfer efficiency and corrosion resistance to the processing gas.
  • a stainless steel material for example, SUS316
  • an aluminum plate material for example, A5052
  • titanium, aluminum alloy, nickel cobalt alloy, or aluminum oxide, silicon carbide, aluminum nitride, silicon nitride, oxide Ceramics made of any of silicon may be used.
  • Corrosion resistance can be ensured by coating.
  • the coating material is preferably alumina (Al 2 O 3 ), SiC, AlN, Si 3 N 4, Y 2 O 3 or the like.
  • planar heating elements 131a and 131b are constituted by a resistance heating element such as a silicon rubber heater, a mica heater, a ceramic heater or a polyimide heater.
  • the plate thickness of the planar heating elements 131a and 131b is 0.1 mm to 2 mm.
  • the heating unit 201 is a heating unit disposed so as to close the upper opening of the heating unit 101, in other words, a disc-shaped heating unit disposed along the inner surface of the lid portion 12. Together with the heating unit 202 described later, the chamber internal space 13 of the processing chamber 10 is heated to a desired temperature.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the heating unit 201.
  • the heating unit 201 is a disc-shaped heating unit as a whole, but its basic configuration is the same as the heating unit 101 described above. As shown in FIG. 1, the heating unit 201 is a member disposed along the inner surface of the lid 12 inside the lid 12 at the top of the chamber internal space 13. Therefore, an opening 261 is formed in the central portion for allowing the gas released from the shower head 42 to flow in the direction of the wafer W placed on the susceptor 20. Accordingly, the heating unit 201 is strictly an annular heating means.
  • the heating unit 201 includes an inner shell 211, an outer shell 221, a planar heating element 231, an outer diameter side O-ring 241, an inner diameter side O-ring 242, and a plurality of screws 251.
  • the inner shell 211 and the outer shell 221 are made of metal and are ring-shaped members having openings 212 and 222 formed at the center, and the material and the like thereof are the inner shell 111 and the outer shell of the heating unit 101 described above. It is the same as 121a and 121b.
  • a concave portion 213 for arranging the planar heating element 231 is formed on the outer surface (upper surface) of the inner shell 211, and an outer diameter side O-ring 241 and an outer diameter side and an inner diameter side thereof are provided. Grooves 214 and 215 for arranging the inner diameter side O-ring 242 are formed.
  • the planar heating element 231 is an annular resistance heating element, and the material thereof is the same as the planar heating elements 131a and 131b of the heating unit 101 described above. As shown in FIG. 5, the outer diameter side O-ring 241 and the inner diameter side O-ring 242 are arranged between the inner shell 211 and the outer shell 221 so as to sandwich the planar heating element 231 from inside and outside in the radial direction. .
  • an outer diameter side O-ring 241 and an inner diameter side O-ring 242 are arranged between the inner shell 211 and the outer shell 221 as illustrated, and the inner shell 211 and the outer shell 221 are arranged.
  • the shell 221 is joined with the screw 251.
  • the central opening 212 of the inner shell 211 and the central opening 222 of the outer shell 221 are connected to form one opening 261 as a whole.
  • the screw 251 is screwed in from the outer surface (upper surface) of the outer shell 221 in the direction of the inner shell 211 to join the outer shell 221 firmly to the inner shell 211 with sufficient and appropriate pressure.
  • the screws 251 are respectively used at predetermined appropriate intervals along the inner peripheral edge and the outer peripheral edge of the annular heating unit 201.
  • the planar heating element 231 is completely covered with the inner shell 211 and the outer shell 221, and the heating element accommodating portion on the outer wall portion of the heating unit 201.
  • the planar heating element 231 is supplied to the chamber internal space 13. Exposure to the treated gas or the like is prevented.
  • a pair of lead wires 232 for supplying power to the planar heating element 231 is connected to the planar heating element 231.
  • the lead wire 232 is connected to a resistance heating circuit (not shown) inside the planar heating element 231 on the outer shell 221 side (upper surface side) of the planar heating element 231, and is connected to the outside from the outer surface side of the planar heating element 231.
  • the lead is led out to the outside of the heating unit 201 via a lead wire lead pipe (lead wire lead-out portion) 233 attached to the outer shell 221.
  • the heating unit 201 having such a configuration is disposed in the upper opening of the heating unit 101 in the chamber internal space 13 of the processing chamber 10.
  • the lead wire outlet tube 233 of the heating unit 201 is pulled out of the processing chamber 10 through the lead wire outlet tube passage 18 c provided in the lid 12.
  • the lead wire 232 passing through the inside of the lead wire outlet tube 233 is also led out of the processing chamber 10.
  • a disk-shaped heating unit 202 is disposed below the heating unit 101 inside the processing chamber 10.
  • the heating unit 202 is a disk-shaped heating unit disposed along the bottom surface of the chamber body 11 so as to close the lower opening of the heating unit 101, and together with the heating unit 101 and the heating unit 201, The chamber internal space 13 is heated to a desired temperature.
  • the heating unit 202 is different from the heating unit 201 described above in the size of the opening formed in the central portion. Since the heating unit 201 is disposed above the heating unit 101, an opening 261 is formed in the center of the heating unit 201 to allow the gas released from the shower head 42 to flow in the direction of the wafer W placed on the susceptor 20. It was. On the other hand, since the heating unit 202 is disposed below the heating unit 101, an opening 262 for allowing the support shaft 21 of the susceptor 20 to pass therethrough is formed at the center thereof. Therefore, the opening 262 at the center of the heating unit 202 is very small compared to the opening 261 at the center of the heating unit 201, and is formed to have a diameter sufficient to allow the support shaft 21 to pass therethrough. .
  • lead wires 234 connected to a planar heating element inside the heating unit 202 pass.
  • a tube (lead wire lead-out portion) 235 is mounted toward the bottom of the processing chamber 10, and the lead wire lead-out tube 235 is connected to a lead wire lead-out tube passage port 18 d formed at the bottom of the chamber body 11.
  • the lead wire 234 passing through the inside of the lead wire outlet tube 235 is also led out of the processing chamber 10.
  • heating units 301, 401, and 501 for maintaining the inside of each tube at a desired temperature are arranged along the inner peripheral surface of the wafer transfer tube 30, the supply tube 40, and the exhaust tube 50, respectively. It is installed.
  • heating units 301, 401, and 501 heating units having substantially the same configuration as the cylindrical heating unit 101 for the chamber described above with reference to FIGS. 2 to 4 can be used. That is, for the cylindrical heating unit 101 described above with reference to FIGS.
  • the cross-sectional shape of the heating unit 101 is matched to the cross-sectional shape of the tube to be installed, and the size in the cross-sectional direction is set to
  • the wafer transfer pipe 30 and the air supply pipe have a size that can be installed inside, the length in the extending direction of the cylinder is the length of the heating target area of the pipe, and a configuration suitable for the pipe in which the lead wire is led out.
  • the heating units 301, 401, and 501 are configured to heat the 40 and the exhaust pipe 50, respectively.
  • a heating unit 401 for heating the air supply pipe 40 is shown in FIG.
  • the same reference numerals are used for the same components as those of the heating unit 101 shown in FIG. 2, and description thereof is omitted.
  • the heating unit 401 is also sandwiched between the inner shell 111 and the outer shells 121a and 121b by the O-rings 141a and 141b so that the sheet heating elements 131a and 131b are sandwiched between the inner shell 111 and the outer shells 121a and 121b.
  • the inner shell 111 and the outer shells 121a and 121b are joined together by screws 151.
  • the heating unit 401 is different from the heating unit 101 described above in the form of lead wires for supplying power to the planar heating elements 131a and 131b.
  • the lead wire is led out further upward from the upper edge (inner shell 111) of the main body of the cylindrical heating unit 101.
  • the outer periphery of the main body of the cylindrical heating unit 401 is drawn. Lead wires are led out from the surface in the outer diameter direction. That is, the pair of lead wires 432a and 432b for supplying power to the sheet heating elements 131a and 131b are connected to the sheet heating elements 131a and 131b on the outer peripheral surface of the substantially central portion of the sheet heating elements 131a and 131b.
  • the lead wires are led out of the heating unit 401 via lead wire lead pipes (lead wire lead portions) 433a and 433b attached to the central portions of the outer peripheral surfaces of the outer shells 121a and 121b.
  • the heating unit 401 having such a configuration is disposed inside the air supply pipe 40 as shown in FIG. 1.
  • the lead wire outlet pipes 433a and 433b of the heating unit 401 are drawn out of the air supply pipe 40 through lead wire outlet pipe passage ports 43a and 43b formed on the side wall of the air supply pipe 40.
  • the lead wires 432a and 432b passing through the inside of the lead wire outlet tubes 433a and 433b are also led out to the outside of the air supply tube 40.
  • the heating unit 301 for heating the wafer transfer tube 30 preferably has a rectangular cross-sectional shape because the cross-sectional shape of the wafer transfer tube 30 is rectangular. Even when the cross section is rectangular, the configuration is basically the same as that of the heating unit 401 with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the heating unit 301 is disposed inside the wafer transfer tube 30, and the front end on the chamber internal space 13 side passes through the wafer transfer opening 15 of the chamber body 11 and is heated. It reaches the opening 115 formed on the peripheral surface.
  • Lead wire outlet tubes (lead wire outlet portions) 333a and 333b through which the lead wires 332a and 332b connected to the planar heating element of the heating unit 301 pass are lead wire outlet tube passage ports 33a formed in the wafer transfer tube 30. And 33b to the outside of the wafer transfer tube 30. As a result, the lead wires 332a and 332b passing through the lead wire outlet tubes 333a and 333b are also led out of the wafer transfer tube 30.
  • the heating unit 501 for heating the exhaust pipe 50 is basically the same as the heating unit 401 with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the heating unit 501 is disposed inside the exhaust pipe 50, and the front end of the chamber internal space 13 side passes through the exhaust port 17 of the chamber body 11 and the peripheral surface of the heating unit 101. The opening 116 is formed.
  • Lead wire outlet tubes (lead wire outlet portions) 533a and 533b through which the lead wires 532a and 532b connected to the planar heating element of the heating unit 501 pass are lead wire outlet tube passage ports 53a and 53a formed in the exhaust pipe 50, respectively. It is drawn out of the exhaust pipe 50 through 53b. Thereby, the lead wires 532a and 532b passing through the inside of the lead wire outlet pipes 533a and 533b are also led out to the outside of the exhaust pipe 50.
  • the heating units 101, 201, 202, 301, 401, and 501 are energized.
  • the interior of the chamber internal space 13, the wafer transfer pipe 30, the air supply pipe 40, and the exhaust pipe 50 are heated.
  • the heating units 101, 201, 202, 301, 401 and 501 are rapidly heated.
  • the chamber internal space 13 can be quickly brought to the target temperature. Further, the chamber internal space 13 can be heated uniformly, and temperature management can be performed appropriately.
  • the wafer to be processed is put into the chamber internal space 13 through the wafer transfer pipe 30 and the air supply pipe
  • a desired reaction gas is introduced into the chamber internal space 13 through 40, and a gas is discharged from the exhaust pipe 50 as necessary to perform a process such as film formation by CVD.
  • the inner surface temperature of the chamber inner space 13 is kept uniform and high by the heating units 101, 201, and 202, thereby preventing deposition of by-products.
  • the generation of particles due to the accumulation of by-products can be prevented.
  • the heating units 301, 401, and 501 appropriately heat the wafer transfer pipe 30, the air supply pipe 40, and the exhaust pipe 50. It is possible to prevent the gas component from being sublimated. That is, it is possible to prevent or suppress by-products from generating, adhering to and accumulating in these piping portions. As a result, for example, the exhaust pipe 50 can be prevented from being clogged with by-products, or the time until the exhaust pipe 50 can be clogged can be made sufficiently long, and the MTBF (Mean Time Between Failure) of the apparatus can be extended. Mean Time To Repair) can be shortened and the operating rate of the device can be improved.
  • MTBF Mel Time Between Failure
  • the heating units 101, 201, 202, 301, 401, and 501 each have an inner shell and an outer shell that sandwich the planar heating element are easily removed by screws. Joined freely. Therefore, if a disconnection failure occurs in the planar heating element, loosen the screw, separate the outer shell and inner shell, take out the defective planar heating element, set a new planar heating element, By repairing the outer shell with the inner shell again and joining them with screws, the repair can be performed. That is, in the heating unit of the present embodiment, it is possible to easily perform repair / repair when a failure occurs.
  • the heating unit can be repaired only by replacing parts, and the cost can be reduced.
  • a broken heating unit can be easily disassembled, it can be easily separated and discarded for each material.
  • the cylindrical heating unit may be a heating unit 102 having a configuration as shown in FIGS. 7A and 7B, for example.
  • the heating unit 102 shown in FIGS. 7A and 7B is provided with flanges 117a and 117b, 161a and 161b, and 162a and 162b in the cylindrical cylindrical core direction on the inner shell 112 and the outer shells 122a and 122b, respectively.
  • the screw 152 By joining with the screw 152, the inner shell and the outer shell are firmly joined.
  • the configurations of the planar heating elements 134a and 134b, the O-rings 142a and 142b, and the like are the same as the planar heating elements 131a and 131b, the O-ring 141a, and the like of the heating unit 101 described above. It is substantially the same as 141b.
  • lead wires 135a and 135b connected to the planar heating elements 134a and 134b are lead wire outlet tubes (installed on the outer peripheral surface of the cylindrical heating unit 102). Lead wire lead-out part) 136a and 136b.
  • the connection position and the lead-out form of the lead wire for supplying power to the planar heating element may be arbitrary.
  • the lead wires 135a and 135b may be led out from the upper edge portion of the heating unit, similarly to the heating unit 101 shown in FIG.
  • the cross-sectional shape is not limited to a circle, but may be a rectangle.
  • the heating unit having such a configuration is shown in FIGS. 8A and 8B and FIGS. 9A and 9B.
  • the heating unit 103 shown in FIGS. 8A and 8B is different from the heating unit 101 shown in FIG. 1 in that its cross-sectional shape is rectangular.
  • the basic configuration is the same as that of the heating unit 101 described above with reference to FIG.
  • planar heating elements 137a and 137b and O-rings 143a and 143b are interposed between the inner shell 113 and the outer shells 123a and 123b, and the inner shell 113 and the outer shells 123a and 123b are joined by the screws 153. ing.
  • Lead wires 172a and 172b connected to the planar heating elements 137a and 137b are connected to the heating unit via lead wire outlet pipes (lead wire outlet portions) 173a and 173b installed in the outer shells 123a and 123b of the heating unit 103.
  • 103 is led out from the side wall 103.
  • the heating unit 103 having such a configuration also has exactly the same function and effect as the above-described heating unit 101 of the present invention.
  • the lead wires 172a and 172b may be led out from the upper edge portion of the heating unit, similarly to the heating unit 101 shown in FIG.
  • the heating unit has a configuration in which the slits serve as heater accommodating portions (planar heating element accommodating portions) 118a and 118b for accommodating the planar heating elements 138a and 138b.
  • the heater accommodating portions (slits) 118a and 118b have openings having a width substantially the same as or slightly wider than the thickness of the planar heating elements 138a and 138b into which the planar heating elements 138a and 138b can be inserted. Through these openings, the planar heating elements 138a and 138b are inserted into and removed from the heater accommodating portions (slits) 118a and 118b.
  • the lid members 176a and 176b are attached to the heater accommodating portions 118a and 118b so as to cover the openings.
  • the lid members 176a and 176b are installed by screws 154 with O-rings 144a and 144b interposed between the cover members 176a and 176b.
  • the lid members 176a and 176b are provided with lead wire outlet tubes (lead wire outlet portions) 175a and 175b.
  • the lead wires 174a and 174b of the sheet heating elements 138a and 138b are connected to the lead wire outlet tubes 175a and 175b. It is derived to the outside through. Accordingly, in the heating unit 104, the two sets of lead wires 174 a and 174 b are led out from one side surface of the shell 114.
  • the heating unit 104 having such a configuration also has exactly the same function and effect as the heating unit 101 of the present invention described above. 8A and 8B, and in the heating units 103 and 104 having a rectangular cross section shown in FIGS. 9A and 9B, the planar heating elements are arranged on two opposing surfaces. It may be arranged on the entire surface.
  • FIGS. 10A to 10C are diagrams showing a modified example of the disk-shaped heating units 201 and 202 described above with reference to FIG. 5 and other examples of a method for joining the inner shell and the outer shell.
  • the heating unit 203 shown in FIG. 10A has a configuration in which the outer shell 226 is fitted into the recess formed in the inner shell 216, and screws 271 and 272 are formed on the fitting peripheral surface of the inner shell 216 and the outer shell 226.
  • the inner shell 216 and the outer shell 226 are fitted together.
  • the inner shell 216 and the outer shell 226 can be detached and firmly joined also by such mechanical latching means.
  • a heating unit 204 shown in FIG. 10B is configured to embed magnets 273 and 274 in an inner shell 217 and an outer shell 227, thereby joining the inner shell 217 and the outer shell 227 together.
  • a heating unit 205 shown in FIG. 10C is obtained by joining an inner shell 218 and an outer shell 228 with a clamp 275.
  • the inner shell 218 and the outer shell 228 can be easily detached by loosening the clamp 275. Even in such a configuration, the inner shell 218 and the outer shell 228 can be detached and firmly joined.
  • FIG. 11 to 14 are modified examples of the heating unit 401 for piping described above with reference to FIG. 6,
  • FIG. 11 is a perspective view showing a schematic configuration of the heating unit 601 for piping
  • FIG. FIG. 12 is a cross-sectional view for explaining the configuration in detail, and is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 13 and 14 are views showing another example of the method of joining the inner shell and the outer shell, and are the same sectional views as FIG.
  • the heating unit 601 has one inner shell (inner cylinder member) 611 and two outer shells (outer cylinder members) 621a and 621b.
  • One end portions of the outer shells 621a and 621b are formed in flanges 622a and 622b, respectively.
  • the outer shells 621a and 621b are integrated with one outer shell, and O-rings 641 and 642 are interposed.
  • the inner shell 611 is sandwiched from both ends, and thereby the heating unit 601 is integrally configured.
  • the lead wire 632 connected to the substantially central portion of the sheet heating element 631 is led out of the pipe through the lead wire lead-out opening 633.
  • this heating unit 601 When this heating unit 601 is arranged in a pipe, as shown in FIG. 12, the lead wire lead-out opening 633 is exposed to the outside from the joint or opening of the pipe 60, and the lead wire 632 is led out to the outside. Just keep it.
  • the method for joining the inner shell and the outer shell is not limited to the method shown in FIG. Another example is shown in FIGS.
  • the inner shell 614 and the outer shells 624 a and 624 b are joined by screws 652.
  • the inner shell 614 and the outer shells 624a and 624b are preferably joined by screws 652 outside the O-rings 641 and 642.
  • heating unit 603 shown in FIG. 14, screws (threads or thread grooves) 616a and 616b are formed at both ends of the inner shell 615, and screws (screw grooves or screws) are formed at each end of the outer shells 625a and 625b. Mountain) 626a and 626b are formed and the inner shell 615 and the outer shells 625a and 625b are joined by engaging them. Further, the flange portions 627a and 627b of the outer shells 625a and 625b are hooked by a locking pin or a screw 653. Any of these types of heating units 601 to 603 has exactly the same effect as the heating unit 401 described above with reference to FIG. The heating unit may be implemented in such various forms.
  • a sealing material between the inner shell and the outer shell a metal gasket, a metal O ring, a C seal, an E seal, or the like may be used in addition to the O ring.
  • a metal gasket a metal O ring, a C seal, an E seal, or the like may be used in addition to the O ring.
  • the heating apparatus of the present invention can be applied to semiconductor manufacturing apparatuses such as a substrate processing apparatus and an etching apparatus. Moreover, as long as it is necessary to heat the inner wall surface defining the flow path or space directly from the inside, it can also be used in other devices.

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Abstract

　本発明は、修理や補修を容易に行える加熱ユニットを提供する。本発明の加熱ユニット１０１においては、インナーシェル１１１とアウターシェル１２１ａ及び１２１ｂとの間に、面状発熱体１３１ａ及び１３１ｂを介在させ、インナーシェル１１１に対してアウターシェル１２１ａ及び１２１ｂをネジ１５１により着脱可能に接合する。面状発熱体１３１ａ及び１３１ｂの周囲には、Ｏリング１４１ａ及び１４１ｂを配設し、面状発熱体１３１ａ及び１３１ｂが外部のガスに曝されるのを防ぐ。

Description

加熱装置
　本発明は、ＣＶＤ装置、エッチング装置等の半導体製造装置のチャンバ、ウェーハ等の被処理物体の搬送通路あるいは処理ガス等の給排気管等の内部あるいは壁面を加熱するために用いて好適な加熱装置に関する。
　例えばＣＶＤ装置やエッチング装置等の半導体製造装置においては、処理チャンバ内にウェーハを配置し、そのウェーハを高温雰囲気中で反応ガスやプラズマ等に曝すことにより、ウェーハに所望の成膜処理やエッチング処理を施す。このような処理の際、チャンバ内を流れる処理ガスや反応副生成物は、圧力と温度との関係（昇華曲線）によって気体と固体との両相を昇華変化するが、気体から固体へ昇華変化した場合には、チャンバ内や排気管等の昇華温度以下の壁面に副生成物が固体として析出し付着する。その結果、配管等が副生成物により閉塞されてしまう場合があり好ましくない。
　このような副生成物の析出・堆積を避けるため、あるいは抑制するため、及び、ウェーハに対する成膜処理やエッチング処理を均一に行うため、チャンバや配管等の温度は、比較的均一な高温状態に維持するとともに、これを正確に維持管理する必要がある。
　従来、チャンバ等の内部を高温に維持するためには、例えばチャンバ等の外側にヒーターを装着する等の方策がとられていた（例えば、日本国特許出願公開２００３－２７２４０号公報（特許文献１）参照）。しかしながら、ヒーターをチャンバの外側に配置した従来の方法では、チャンバの内壁を均一に加熱することが難しく、また、チャンバ内部あるいは内壁の温度を正確に維持管理することは難しかった。
　そこで、チャンバや配管の内壁に沿って円筒、円板又は矩形の加熱ユニットを配置し、これにより均一かつ効率よく、また正確にチャンバ内の温度を制御し管理する方法が提案されている（ＰＣＴ国際公開２００４／１０５１０３公報（特許文献２）参照）。この装置によれば、チャンバや配管等の温度を高温で均一な状態に維持、管理することができ、それまでの装置と比較して高精度に副生成物の析出・堆積を抑制することができる。
日本国特許出願公開２００３－２７２４０号公報 ＰＣＴ国際公開２００４／１０５１０３公報
　例えばＰＣＴ国際公開２００４／１０５１０３公報（特許文献２）に開示されているような従来の装置においては、チャンバ内部等を加熱する加熱装置において、加熱装置の表面構造部材を溶接により接合することにより、発熱体をその内部に埋設させている。
　しかしながら、そのような溶接構造では、発熱体に例えば断線等の故障が生じた場合には、これを修理・補修することは難しく、加熱装置自体を廃棄して新品に交換する必要があった。また、その結果、装置のコストあるいは装置の運用コストが高くなるという問題があった。
　また、取り出した故障した加熱装置を分解する際に手間がかかり、材料によって分別して廃棄することへの障害となる可能性があった。
　本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、発熱体の配設交換や補修を容易に行うことができる加熱装置を提供することにある。
　前記課題を解決するために、本発明の加熱装置は、被処理物体に所望の処理を行うための処理チャンバ、前記被処理物体の搬送通路、又は、前記所望の処理に係るガスの給排気管の内部に配置される加熱装置であって、面状発熱体と、複数の部材が接合されて形成される外壁部であって、前記複数の部材が接合された状態においては前記面状発熱体の周囲を被覆して当該面状発熱体を収容する発熱体収容部が当該外壁部に形成され、前記複数の部材の少なくとも一部が分離された状態においては前記面状発熱体が着脱可能な状態とされる外壁部と、前記外壁部の前記発熱体収容部の周囲の前記複数の部材の接合箇所に配設されるシール材と、前記複数の部材を接合する接合手段とを有することを特徴とする。
　このような構成の本発明の加熱装置によれば、発熱体に断線等の故障が生じた場合にも、発熱体の配設交換や補修を容易に行うことができる。
　好適には、本発明の加熱装置は、前記外壁部が、筒状の内側部材と、前記内側部材の外面に沿って配設される１又は複数の外側部材とを有し、前記内側部材の外面又は前記外側部材の内面のいずれか一方又は両方に形成された凹部により前記面状発熱体を収容する前記発熱体収容部が形成されることを特徴とする。
　このような構成の本発明の加熱装置によれば、発熱体の配設交換や補修を容易に行うことができる筒状の加熱装置であって、処理チャンバの内側等に配設してチャンバ内部空間を所望の温度に適切に加熱するのに好適な加熱装置を提供することができる。
　また好適には、本発明の加熱装置は、前記内側部材及び前記外側部材に、当該筒状部材の筒芯方向にフランジが形成されており、当該フランジにより相互に接合されることを特徴とする。
　このような構成の本発明の加熱装置によれば、発熱体の配設交換や補修を容易に行うことができる筒状の加熱装置において、フランジにより内側部材と外側部材とを強固に接合することができるので、面状発熱体の配設面積（ヒーター面積）を大きくとることが可能となり、筒状の周方向に沿った温度分布をより適切にすることができる。
　また好適には、本発明の加熱装置は、前記外壁部が、対向して接合される２枚の板状部材を有し、当該２枚の板状部材の対向面のいずれか一方又は両方に形成された凹部により前記面状発熱体を収容する前記発熱体収容部が形成されることを特徴とする。
　このような構成の本発明の加熱装置によれば、発熱体の配設交換や補修を容易に行うことができる板状の加熱装置であって、処理チャンバの上面あるいは下面等に沿って配設してチャンバ内部空間を所望の温度に適切に加熱するのに好適な加熱装置を提供することができる。
　また好適には、本発明の加熱装置によれば、蓋部材を取り外すことにより面状発熱体の交換配設が可能であり、一層簡単に面状発熱体の交換が可能な加熱装置を提供することができる。
　このような構成の本発明の加熱装置は、前記外壁部が、前記面状発熱体を挿入可能で当該面状発熱体の厚みに略等しい幅の開口を有するスリットが形成された本体部材と、前記開口を塞ぐ蓋部材とを有することを特徴とする。
　また好適には、本発明の加熱装置は、前記外壁部は、筒状の内筒部材と、前記内筒部材の外側に当該内筒部材の長さ方向に連接して設置される複数の外筒部材とを有し、
　前記複数の外筒部材の各々の他の前記外筒部材と連接される箇所には外周に沿って径方向に突出したフランジが形成され、当該フランジが接合されることにより前記複数の外筒部材が連接され、前記内筒部材の両端部の外周面は外側に配設される前記外筒部材の内周面と接合され、前記内筒部材と前記外筒部材との間に前記面状発熱体が挟持されていることを特徴とする。
　このような構成の本発明の加熱装置によれば、発熱体の配設交換や補修を容易に行うことができる管状の加熱装置であって、被処理物体の搬送通路や、ガスの給排気管等の内部に配設して管内を所望の温度に適切に加熱するのに好適な加熱装置を提供することができる。
　また好適には、本発明の加熱装置は、前記接合手段が、前記複数の部材をネジ、磁力、クランプ、機械的掛止手段のいずれかにより接合することを特徴とする。
　このような構成の本発明の加熱装置によれば、加熱装置の外壁部を構成する複数の部材の接合手段としてネジ、磁力、クランプ、機械的掛止手段のいずれかが用いられるので、それらの部材の接合を確実かつ容易に行うことができる。
　また好適には、本発明の加熱装置は、前記面状発熱体に電力を供給するリード線を外部に導出するリード線導出部をさらに有し、前記外壁部の前記発熱体収容部は、前記リード線導出部を通じて大気開放されていることを特徴とする。
　このような構成の本発明の加熱装置によれば、面状発熱体が収容される外壁部の発熱体収容部を封止密封する必要がないので、加熱装置の構成を簡単にすることができるとともに面状発熱体の交換配設を一層容易にすることができる。また、発熱箇所（外壁部の発熱体収容部）に外気を導入して面状発熱体の冷却を迅速にすることができるので、面状発熱体の交換配設を一層効率よく迅速に行うことができる。さらにまた、発熱体収容部を大気圧とすることにより、発熱体で発熱された熱量を、発熱体収容部空間内の自然対流熱伝達と、発熱体と外壁部との接触部での熱伝導との２つの伝熱形態により、熱消費部へ効率よく伝えることができる。
　また好適には、本発明の加熱装置は、前記外壁部を形成する前記部材は、金属製部材であることを特徴とする。
　このような構成の本発明の加熱装置によれば、面状発熱体の発熱を効率よく外部に伝達して効率よく加熱を行うことのできる加熱装置を提供することができる。
図１は、本発明の一実施形態の基板処理装置の要部断面図である。 図２は、図１に示した基板処理装置の円筒状加熱ユニットの概略構成を示す斜視図である。 図３Ａは、図２に示した円筒状加熱ユニットの横断面図である。 図３Ｂは、図２に示した円筒状加熱ユニットのインナーシェルの横断面図である。 図４は、図２に示した円筒状加熱ユニットの側壁の断面図である。 図５は、図１に示した基板処理装置の円板状加熱ユニットの構成を示す図である。 図６は、図１に示した基板処理装置の配管用の円筒状加熱ユニットの構成を示す図である。 図７Ａは、本発明に係る基板処理装置の円筒状の加熱ユニットの他の例の概略構成を示す斜視図である。 図７Ｂは、図７Ａに示した円筒状加熱ユニットの横断面図である。 図８Ａは、本発明に係る断面矩形の筒状の加熱ユニットの例の概略構成を示す斜視図である。 図８Ｂは、図８Ａに示した断面矩形の筒状の加熱ユニットの横断面図である。 図９Ａは、本発明に係る断面矩形の筒状の加熱ユニットのさらに他の例の概略構成を示す斜視図である。 図９Ｂは、図９Ａに示した断面矩形の筒状の加熱ユニットの横断面図である。 図１０Ａは、本発明に係る円板状の加熱ユニットの他の例を示す断面図である。 図１０Ｂは、本発明に係る円板状の加熱ユニットのさらに他の例を示す断面図である。 図１０Ｃは、本発明に係る円板状の加熱ユニットのさらに他の例を示す断面図である。 図１１は、本発明に係る配管用の加熱ユニットの他の例を示す斜視図である。 図１２は、図１１に示した加熱ユニットの断面図である。 図１３は、本発明に係る配管用の加熱ユニットの他の例を示す図である。 図１４は、本発明に係る配管用の加熱ユニットのさらに他の例を示す図である。
　本発明の一実施形態について、図１～図６を参照して説明する。
　本実施形態においては、本発明に係る加熱装置を具備し、ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition）等の処理に用いる基板処理装置を例示して本発明を説明する。
　図１は、その基板処理装置の要部断面図である。
　図１に示すように、基板処理装置１は、内部空間（チャンバ内部空間）１３に処理対象の半導体ウェーハＷを収容し、所望の環境を提供して所望の処理を施す処理チャンバ１０、チャンバ内部空間１３内において処理対象のウェーハＷが載置されるサセプタ２０、処理対象のウェーハＷをチャンバ内部空間１３に搬入出するためのウェーハ搬送管３０、処理ガス等をチャンバ内部空間１３に供給するための給気管４０、チャンバ内部空間１３の気体を排気するための排気管５０、及び、チャンバ内部空間１３等を加熱する本発明に係る加熱ユニット１０１、２０１、２０２、３０１、４０１及び５０１を有する。
　処理チャンバ１０は、上部が開口された有底円筒形状の容器であるチャンバ本体１１と、その上部開口を閉塞する蓋部１２とを有する。
　蓋部１２は、チャンバ本体１１の上部に、図示せぬ連結部により、その上部開口を開閉自在に連結されている。蓋部１２をＯリング１９を介在させてチャンバ本体１１の上縁面上に載置し、図示せぬ締結手段によりチャンバ本体１１に締め付けて固定設置することにより、チャンバ本体１１の上部開口は閉塞され、チャンバ内部空間１３は密封空間とされる。
　処理チャンバ１０の内部（チャンバ内部空間１３）の略中央には、処理対象のウェーハＷが載置されるサセプタ２０が設置されている。サセプタ２０は、処理チャンバ１０の底部の開口１４を通過した支持軸２１により上下移動及び回転移動可能に支持される。支持軸２１は、図示せぬ外部の駆動機構に連結され、上下移動及び回転移動される。支持軸２１が通過する処理チャンバ１０の底部開口１４には、図示しない例えば磁性流体シール装置等が配設されており、これにより処理チャンバ１０の内部(チャンバ内部空間１３）と外部とが真空遮断シールされている。
　チャンバ本体１１の側壁には、チャンバ内部空間１３にウェーハＷを搬入及び搬出するための断面矩形の開口１５が形成されている。ウェーハ搬送用開口１５には、チャンバ本体１１の外部において、Ｏリング３１を介在させて矩形筒状のウェーハ搬送管３０が接続されている。
　蓋部１２の中央部には、チャンバ内部空間１３に処理ガスを導入するための円形断面の給気口１６が形成されている。給気口１６には、処理チャンバ１０の外部において、Ｏリング４１を介在させて円環状の給気管４０が接続されている。また、給気口１６の内側には、サセプタ２０に載置されたウェーハＷの全体に均一に対象ガスが供給されるように、シャワーヘッド４２が配設されている。シャワーヘッド４２のサセプタ２０側の表面には、ガスをサセプタ２０に載置されたウェーハＷの上面に均一に流すための開口２４１が形成されている。
　また、チャンバ本体１１の側壁には、チャンバ内部空間１３のガスを排出するための排気口１７が形成されている。排気口１７には、処理チャンバ１０の外部において、Ｏリング５１を介在させて円環状の排気管５０が接続されている。排気管５０の排気口１７に接続されていない側の端部は、図示しないターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）等の排気手段に接続されており、チャンバ内部空間１３を真空引きする際、あるいは、チャンバ内部空間１３に所望の反応ガスを循環させて所望の処理を行う際に、チャンバ内部空間１３の気体を排気する。
　処理チャンバ１０の内部には、その側壁の内周面に沿って、チャンバ内部空間１３を所望の温度に維持するための本発明に係る加熱ユニット１０１、２０１及び２０２が配設されている。また、ウェーハ搬送管３０、給気管４０及び排気管５０の内部には、各々その内周面に沿って、各管の内部を所望の温度に維持するための加熱ユニット３０１、４０１及び５０１が配設されている。
　以下、さらに図２～図６を参照して本発明に係るこれらの加熱ユニットについて説明する。
　加熱ユニット１０１は、図１に示すように、処理チャンバ１０のチャンバ本体１１の内周面に沿って配設される装置であって、処理チャンバ１０のチャンバ内部空間１３を所望の温度に加熱する。
　図２～図４は、加熱ユニット１０１の構成を示す図であって、図２は加熱ユニット１０１の概略構成を示す斜視図であり、図３Ａは図２のＡ－Ａにおける横断面図であり、図３Ｂは同じ箇所（Ａ－Ａ）における加熱ユニット１０１のインナーシェル１１１の横断面図であり、図４は図２のＢ－Ｂにおける断面図である。
　加熱ユニット１０１は、図２に示すように、上下両端が開口状態となった円筒形状の装置である。
　加熱ユニット１０１は、図２及び図３Ａに示すように、インナーシェル１１１、アウターシェル１２１ａ及び１２１ｂ、面状発熱体１３１ａ及び１３１ｂ、Ｏリング１４１ａ及び１４１ｂ及び複数のネジ１５１を有する。
　なお、インナーシェル１１１とアウターシェル１２１ａ及び１２１ｂとが接合された部材が本発明に係る外壁部に相当するものであり、インナーシェル（内側部材）１１１、アウターシェル（外側部材）１２１ａ及び１２１ｂは、本発明に係る外壁部を構成する複数の部材に相当するものである。
　インナーシェル１１１は、図３Ｂに示すような断面形状の１つの円筒状金属部材である。インナーシェル１１１の外周面には、周方向に沿って凹んだ（切り欠き状態とされた）２つの凹部１１２ａ及び１１２ｂが形成されている。凹部１１２ａ及び１１２ｂは、各々、インナーシェル１１１の外周面の略半周にわたって、すなわち、インナーシェル１１１の外周面上に図示のごとく背中合わせ状態で形成されている。
　凹部１１２ａ及び１１２ｂは、各々、図示のごとく２段の凹部に形成されている。凹部１１２ａ及び１１２ｂは、外周面側に形成される１段目の凹部１１３ａ及び１１３ｂと、この１段目の凹部１１３ａ及び１１３ｂからさらに内周方向に深く切り欠かれた形態の２段目の凹部１１４ａ及び１１４ｂとを有する。
　１段目の凹部１１３ａ及び１１３ｂは、アウターシェル１２１ａ及び１２１ｂが配設されるアウターシェル用凹部である。１段目の凹部１１３ａ及び１１３ｂは、インナーシェル１１１の周方向においては所定の範囲に形成された凹部であり、上下方向においては上側縁部から下側縁部まで完全に切り欠かれた形態の凹部である。
[規則91に基づく訂正 14.08.2009]　
　一方、２段目の凹部１１４ａ及び１１４ｂは、面状発熱体１１３ａ及び１１３ｂが配設されるヒーター用凹部である。すなわち本願発明に係る発熱体収容部を形成するための凹部である。２段目凹部１１４ａ及び１１４ｂは、インナーシェル１１１の１段目の凹部１１３ａ及び１１３ｂの底面からさらに凹んだ凹部であり、周方向及び上下方向の両方向において所定の範囲で凹んで構成される。すなわち、２段目の凹部１１４ａ及び１１４ｂは、インナーシェル１１１の周面方向においては四方に側壁が形成されてその範囲が規定されており、外径方向のみが開口した形態の凹部である。凹部１１４ａ及び１１４ｂは、面状発熱体１１３ａ及び１１３ｂが収容できるように、面状発熱体１３１ａ及び１３１ｂの形状及びサイズに合わせた形状及び大きさに形成される。
　アウターシェル１２１ａ及び１２１ｂは、インナーシェル１１１と同じ金属製の板状部材が望ましく、金属板をインナーシェル１１１の凹部１１２ａ及び１１２ｂの表面に沿う円弧形状に曲げた形態の部材である。
　面状発熱体１３１ａ及び１３１ｂは、抵抗発熱体である。面状発熱体１３１ａ及び１３１ｂは、各々、インナーシェル１１１の凹部１１２ａ及び１１２ｂの２段目の凹部１１４ａ及び１１４ｂに収容されることにより、最終的にインナーシェル１１１とアウターシェル１２１ａ及び１２１ｂとの間に挟持される。そのために面状発熱体１３１ａ及び１３１ｂは、これらの周曲面に沿って円弧形状に曲げた形態の板状部材である。
　なお、本実施形態においては、図３Ａ、図３Ｂ及び図４に示すように、インナーシェル１１１の外周面に面状発熱体１３１ａ及び１３１ｂが配設される凹部１２１ａ及び１２１ｂが形成されているものとした。しかし、面状発熱体１３１ａ及び１３１ｂを収容する凹部は、アウターシェル１２１ａ及び１２１ｂ側に設けてもよい。また、インナーシェル１１１とアウターシェル１２１ａ及び１２１ｂの対向面の両方に凹部を設けて、その対向する凹部の間に面状発熱体１３１ａ及び１３１ｂを挟持するような構成でもよい。
　Ｏリング１４１ａ及び１４１ｂは、各々、図２及び図３Ａに示すように、インナーシェル１１１とアウターシェル１２１ａ及び１２１ｂとの接合面上において面状発熱体１３１ａ及び１３１ｂの周囲を囲むように配設されている。Ｏリング１４１ａ及び１４１ｂも面状発熱体１３１ａ及び１３１ｂと同様に、インナーシェル１１１の凹部１１２ａ及び１１２ｂの表面、あるいは、アウターシェル１２１ａ及び１２１ｂの内周面のいずれか一方あるいは双方に形成された図示せぬ凹部に沿って配設され、最終的にインナーシェル１１１とアウターシェル１２１ａ及び１２１ｂとの間に挟持される。
　ネジ１５１は、アウターシェル１２１ａ及び１２１ｂの外周面からインナーシェル１１１にねじ込まれ、アウターシェル１２１ａ及び１２１ｂをインナーシェル１１１に強固に、また十分かつ適度な圧力で接合する。ネジ１５１は、図示のごとく、アウターシェル１２１ａ及び１２１ｂの上下及び周方向両端の周縁部に所定の適切な間隔で使用される。
　このような各部材を有する加熱ユニット１０１においては、インナーシェル１１１の２段目の凹部１１４ａ及び１１４ｂに面状発熱体１３１ａ及び１３１ｂを収容し、インナーシェル１１１の１段目の凹部１１３ａ及び１１３ｂにＯリング１４１ａ及び１４１ｂを介在させてアウターシェル１２１ａ及び１２１ｂを嵌合し、ネジ１５１によりアウターシェル１２１ａ及び１２１ｂをインナーシェル１１１に接合する。
　これにより、面状発熱体１３１ａ及び１３１ｂは、インナーシェル１１１とアウターシェル１２１ａ及び１２１ｂとにより完全に被覆されて加熱ユニット１０１の外壁部内の発熱体収容部に収容された状態、換言すれば加熱ユニット１０１の壁面に埋設された状態となり、加熱ユニット１０１がチャンバ内部空間１３に設置された際にも、面状発熱体１３１ａ及び１３１ｂがチャンバ内部空間１３に供給された処理ガス等に曝されることが防止される。
　面状発熱体１３１ａ及び１３１ｂには、図２及び図４に示すように、面状発熱体１３１ａ及び１３１ｂに電力を供給する各々一対のリード線１３２ａ及び１３２ｂが接続されている。リード線１３２ａ及び１３２ｂは、面状発熱体１３１ａ及び１３１ｂの上縁部において面状発熱体１３１ａ及び１３１ｂ内部の抵抗発熱回路と接続されており、面状発熱体１３１ａ及び１３１ｂの上縁部から外部に導出され、加熱ユニット１０１の本体（インナーシェル１１１とアウターシェル１２１ａ及び１２１ｂ）の上縁部に装着されたリード線導出管（リード線導出部）１３３ａ及び１３３ｂを介して、加熱ユニット１０１の外部に導出されている。
　基板処理装置１においては、このような構成の加熱ユニット１０１が、図１に示すように、処理チャンバ１０のチャンバ内部空間１３に配設される。
　その際、加熱ユニット１０１のリード線導出管１３３ａ及び１３３ｂは、処理チャンバ１０の蓋部１２に設けられたリード線導出管通過口１８ａ及び１８ｂを通過して処理チャンバ１０の外部に引き出される。これにより、リード線導出管１３３ａ及び１３３ｂの内部を通過するリード線１３２ａ及び１３２ｂも、処理チャンバ１０の外部に導出される。
　また、処理チャンバ１０には、ウェーハを出し入れするためのウェーハ搬送用開口１５及びウェーハ搬送管３０が設けられているが、この搬送通路を介して加熱ユニット１０１の内部のサセプタ２０に対してウェーハが適切に搬入及び搬出されるように、加熱ユニット１０１にも、処理チャンバ１０のウェーハ搬送用開口１５に対応する位置に、開口部１１５が設けられている。
　同様に、処理チャンバ１０にはチャンバ内部空間１３のガスを排気するための排気口１７及び排気管５０が設けられているが、これらを介してチャンバ内部空間１３のガスが適切に配設されるように、加熱ユニット１０１にも、処理チャンバ１０の排気口１７に対応する位置に、開口部１１６が設けられている。
　なお、インナーシェル１１１及びアウターシェル１２１ａ及び１２１ｂは、伝熱効率が高く、処理ガスに対して耐腐食性を有する材料により形成される。具体的には、例えばステンレス鋼材（例えばＳＵＳ３１６）あるいはアルミニウム板材（例えばＡ５０５２）等が好適であるが、チタン、アルミニウム合金、ニッケルコバルト合金、あるいは、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化アルミニウム、窒化珪素、酸化珪素のいずれかからなるセラミックス等であってもよい。また、耐腐食性をコーティングによって確保することも可能であり、その場合のコーティング材料としては、アルミナ（Ａｌ２　Ｏ３　）、ＳｉＣ、ＡｌＮ、Ｓｉ３　Ｎ４　あるいはＹ２　Ｏ３　等が好ましい。
　また、面状発熱体１３１ａ及び１３１ｂは、シリコンラバーヒーター、マイカヒーター、セラミックスヒーターあるいはポリイミドヒーター等の抵抗発熱体により構成される。
　また、本実施形態において、面状発熱体１３１ａ及び１３１ｂの板厚は、０．１ｍｍ～２ｍｍである。
　加熱ユニット２０１は、加熱ユニット１０１の上部開口を塞ぐように配設される加熱手段、換言すれば蓋部１２の内面に沿って配設される円板形状の加熱手段であり、加熱ユニット１０１及び後述する加熱ユニット２０２とともに、処理チャンバ１０のチャンバ内部空間１３を所望の温度に加熱する。
　図５は、加熱ユニット２０１の構成を示す断面図である。
　加熱ユニット２０１は、全体形状が円板形状の加熱手段であるが、その基本的な構成は前述した加熱ユニット１０１と同じである。
　なお、加熱ユニット２０１は、図１に示すように、チャンバ内部空間１３の上部の蓋部１２の内側に蓋部１２の内面に沿って配設される部材である。そのため、その中央部には、シャワーヘッド４２から放出されるガスをサセプタ２０に載置されたウェーハＷ方向に流すための開口２６１が形成されている。従って、加熱ユニット２０１は、厳密には円環形状の加熱手段である。
　加熱ユニット２０１は、インナーシェル２１１、アウターシェル２２１、面状発熱体２３１、外径側Ｏリング２４１、内径側Ｏリング２４２及び複数のネジ２５１を有する。
　インナーシェル２１１及びアウターシェル２２１は、金属製で、中央部に開口２１２及び２２２が形成された円環形状の部材であり、その材質等は前述した加熱ユニット１０１のインナーシェル１１１、及び、アウターシェル１２１ａ及び１２１ｂと同じである。インナーシェル２１１の外側の面（上側の面）には、面状発熱体２３１を配置するための凹部２１３が形成されており、その外径側及び内径側には、外径側Ｏリング２４１及び内径側Ｏリング２４２を配置するための溝２１４及び２１５が形成されている。
　面状発熱体２３１は、円環形状の抵抗発熱体であり、その材質等は前述した加熱ユニット１０１の面状発熱体１３１ａ及び１３１ｂと同じである。
　外径側Ｏリング２４１及び内径側Ｏリング２４２は、図５に示すように、インナーシェル２１１とアウターシェル２２１との間において面状発熱体２３１を径方向の内外から挟むように配設される。
　加熱ユニット２０１においては、このような面状発熱体２３１、外径側Ｏリング２４１及び内径側Ｏリング２４２を図示のごとくインナーシェル２１１とアウターシェル２２１との間に配置し、インナーシェル２１１とアウターシェル２２１とをネジ２５１により接合する。この際、インナーシェル２１１の中央部開口２１２とアウターシェル２２１の中央部開口２２２とが連結され、全体として１の開口２６１が形成される。
　ネジ２５１は、アウターシェル２２１の外面（上面）からインナーシェル２１１方向にねじ込まれ、アウターシェル２２１をインナーシェル２１１に強固に、また十分かつ適度な圧力で接合する。ネジ２５１は、円環形状の加熱ユニット２０１の内周縁及び外周縁に沿って、各々、所定の適切な間隔で使用される。
　このような構成により、加熱ユニット２０１においても加熱ユニット１０１と同様に、面状発熱体２３１は、インナーシェル２１１とアウターシェル２２１とにより完全に被覆されて加熱ユニット２０１の外壁部の発熱体収容部に収容された状態、換言すれば加熱ユニット２０１の壁面に埋設された状態となり、加熱ユニット２０１がチャンバ内部空間１３に設置された際にも、面状発熱体２３１がチャンバ内部空間１３に供給された処理ガス等に曝されることが防止される。
　なお、面状発熱体２３１には、面状発熱体２３１に電力を供給する一対のリード線２３２が接続されている。リード線２３２は、面状発熱体２３１のアウターシェル２２１側（上面側）において面状発熱体２３１内部の図示せぬ抵抗発熱回路と接続されており、面状発熱体２３１の外面側から外部に導出され、アウターシェル２２１に装着されたリード線導出管（リード線導出部）２３３を介して、加熱ユニット２０１の外部に導出されている。
　基板処理装置１においては、図１に示すように、このような構成の加熱ユニット２０１が、処理チャンバ１０のチャンバ内部空間１３の加熱ユニット１０１の上部開口に配設される。
　その際、加熱ユニット２０１のリード線導出管２３３は、蓋部１２に設けられたリード線導出管通過口１８ｃを介して処理チャンバ１０の外部に引き出される。これにより、リード線導出管２３３の内部を通過するリード線２３２も、処理チャンバ１０の外部に導出される。
　処理チャンバ１０の内部の加熱ユニット１０１の下部には、図１に示すように、円板形状の加熱ユニット２０２が配設される。
　加熱ユニット２０２は、加熱ユニット１０１の下部開口を塞ぐように、チャンバ本体１１の底面に沿って配設される円板形状の加熱手段であり、加熱ユニット１０１及び加熱ユニット２０１とともに、処理チャンバ１０のチャンバ内部空間１３を所望の温度に加熱する。
　加熱ユニット２０２の構成は、前述した加熱ユニット２０１と実質的に同じなので、その詳細な説明は省略する。
　加熱ユニット２０２は、中央部に形成される開口のサイズが前述した加熱ユニット２０１とは異なる。
　加熱ユニット２０１は、加熱ユニット１０１の上部に配設されるため、その中央部にシャワーヘッド４２から放出されるガスをサセプタ２０に載置されたウェーハＷ方向に流すための開口２６１が形成されていた。これに対して加熱ユニット２０２は、加熱ユニット１０１の下部に配設されるため、その中央部にはサセプタ２０の支持軸２１を通過させるための開口２６２が形成されている。従って、加熱ユニット２０２の中央部の開口２６２は、加熱ユニット２０１の中央部の開口２６１と比較して非常に小さく、支持軸２１を通過させることができれば十分な径に形成されているものである。
　処理チャンバ１０の内部（チャンバ内部空間１３）の加熱ユニット１０１の下部に設置された加熱ユニット２０２からは、加熱ユニット２０２の内部の面状発熱体に接続されたリード線２３４が通過するリード線導出管（リード線導出部）２３５が、処理チャンバ１０の底方向に向けて装着されており、このリード線導出管２３５は、チャンバ本体１１の底部に形成されたリード線導出管通過口１８ｄを介して処理チャンバ１０の外部に引き出される。これにより、リード線導出管２３５の内部を通過するリード線２３４も、処理チャンバ１０の外部に導出される。
　また、ウェーハ搬送管３０、給気管４０及び排気管５０の内部には、各々その内周面に沿って、各管の内部を所望の温度に維持するための加熱ユニット３０１、４０１及び５０１が配設されている。
　これら加熱ユニット３０１、４０１及び５０１は、図２～図４を参照して前述したチャンバ用の円筒形状の加熱ユニット１０１とほぼ同じ構成の加熱ユニットを用いることができる。すなわち、図２～図４を参照して前述した筒状（前述の例では円筒状）の加熱ユニット１０１について、その断面形状を設置する管の断面形状に合わせ、その断面方向のサイズを管の内側に設置可能なサイズとし、筒の延伸方向の長さを管の加熱対象領域の長さとし、リード線の導出形態を設置する管に適応した形態とすることにより、ウェーハ搬送管３０、給気管４０及び排気管５０を各々加熱する加熱ユニット３０１、４０１及び５０１が構成される。
　一例として、給気管４０を加熱する加熱ユニット４０１を図６に示す。図６においては、図２に示した加熱ユニット１０１と同一の構成については同一の符号を用いるものとし、その説明は省略する。図示のごとく、加熱ユニット４０１も加熱ユニット１０１と同様に、インナーシェル１１１とアウターシェル１２１ａ及び１２１ｂとの間に、Ｏリング１４１ａ及び１４１ｂにより周囲を囲まれるように面状発熱体１３１ａ及び１３１ｂが挟持されて、インナーシェル１１１とアウターシェル１２１ａ及び１２１ｂとがネジ１５１により接合されているものである。
　加熱ユニット４０１においては、面状発熱体１３１ａ及び１３１ｂに電力を供給するリード線の導出形態が前述した加熱ユニット１０１とは異なる。加熱ユニット１０１においては、筒状の加熱ユニット１０１の本体の上縁部（インナーシェル１１１）からさらに上方にリード線を導出したが、加熱ユニット４０１においては、円筒状の加熱ユニット４０１の本体の外周面から外径方向にリード線を導出している。すなわち、面状発熱体１３１ａ及び１３１ｂに電力を供給する各々一対のリード線４３２ａ及び４３２ｂは、面状発熱体１３１ａ及び１３１ｂのほぼ中央部の外周面において面状発熱体１３１ａ及び１３１ｂと接続されており、アウターシェル１２１ａ及び１２１ｂの各外周面中央部に装着されたリード線導出管（リード線導出部）４３３ａ及び４３３ｂを介して、加熱ユニット４０１の外部に導出されている。
　基板処理装置１においては、このような構成の加熱ユニット４０１が、図１に示すように、給気管４０の内側に配設される。
　その際、加熱ユニット４０１のリード線導出管４３３ａ及び４３３ｂは、給気管４０の側壁に形成されたリード線導出管通過口４３ａ及び４３ｂを介して給気管４０の外部に引き出される。これにより、リード線導出管４３３ａ及び４３３ｂの内部を通過するリード線４３２ａ及び４３２ｂも、給気管４０の外部に導出される。
　ウェーハ搬送管３０を加熱する加熱ユニット３０１は、ウェーハ搬送管３０の断面形状が矩形であるがために、断面形状を矩形とするのが好適である。断面を矩形にした場合もその構成は図６を参照した加熱ユニット４０１と基本的に同じである。
　加熱ユニット３０１は、図１に示すようにウェーハ搬送管３０の内部に配設されており、そのチャンバ内部空間１３側の先端は、チャンバ本体１１のウェーハ搬送用開口１５を通過して加熱ユニット１０１の周面に形成された開口１１５にまで達している。
　加熱ユニット３０１の面状発熱体に接続されたリード線３３２ａ及び３３２ｂが通過するリード線導出管（リード線導出部）３３３ａ及び３３３ｂは、ウェーハ搬送管３０に形成されたリード線導出管通過口３３ａ及び３３ｂを介してウェーハ搬送管３０の外部に引き出される。これにより、リード線導出管３３３ａ及び３３３ｂの内部を通過するリード線３３２ａ及び３３２ｂも、ウェーハ搬送管３０の外部に導出される。
　排気管５０を加熱する加熱ユニット５０１は、図６を参照した加熱ユニット４０１と基本的に同じである。
　加熱ユニット５０１は、図１に示すように排気管５０の内部に配設されており、そのチャンバ内部空間１３側の先端は、チャンバ本体１１の排気口１７を通過して加熱ユニット１０１の周面に形成された開口１１６にまで達している。
　加熱ユニット５０１の面状発熱体に接続されたリード線５３２ａ及び５３２ｂが通過するリード線導出管（リード線導出部）５３３ａ及び５３３ｂは、排気管５０に形成されたリード線導出管通過口５３ａ及び５３ｂを介して排気管５０の外部に引き出される。これにより、リード線導出管５３３ａ及び５３３ｂの内部を通過するリード線５３２ａ及び５３２ｂも、排気管５０の外部に導出される。
　このような構成の基板処理装置１においては、例えば、排気管５０を介してチャンバ内部空間１３が真空引きされた後、加熱ユニット１０１、２０１、２０２、３０１、４０１及び５０１に通電が行われて、チャンバ内部空間１３、ウェーハ搬送管３０、給気管４０及び排気管５０の内部が加熱される。このように加熱ユニット１０１、２０１、２０２、３０１、４０１及び５０１によりチャンバ内部空間１３、ウェーハ搬送管３０、給気管４０及び排気管５０を直接的に加熱することにより、これらの空間を急速に加熱することができ、チャンバ内部空間１３を迅速に目的の温度とすることができる。また、チャンバ内部空間１３を均一に加熱することができ、温度管理を適切に行うことが可能となる。
　チャンバ内部空間１３、ウェーハ搬送管３０、給気管４０及び排気管５０の内部が所望の高温状態となったら、ウェーハ搬送管３０を介して処理対象のウェーハをチャンバ内部空間１３に投入し、給気管４０を介して所望の反応ガスをチャンバ内部空間１３に導入し、また必要に応じて排気管５０からのガスの排出を行い、ＣＶＤによる成膜等の処理を行う。この際、本実施形態の基板処理装置１においては、加熱ユニット１０１、２０１、２０２によりチャンバ内部空間１３の内表面温度が均一かつ高温に保持されるため、副生成物が堆積することを防ぐことができ、また、副生成物が堆積することによるパーティクルの発生を防ぐことができる。また、成膜速度の向上・反応速度の向上、さらには、膜厚均一性等の向上を同時に図ることができる。
　また、基板処理装置１においては、加熱ユニット３０１、４０１及び５０１によりウェーハ搬送管３０、給気管４０及び排気管５０の内部も適切に高温状態としているため、これら配管部分において、温度の低下により反応ガスの成分が昇華析出することを防ぐことができる。すなわち、これら配管部分に副生成物が発生し付着し堆積することを防止、あるいは抑制することができる。
　その結果、例えば排気管５０が副生成物で閉塞されることを防ぐことができ、あるいは閉塞するまでの時間を十分長くすることができ、装置のＭＴＢＦ（Mean Time Between Failure）を伸ばし、ＭＴＴＲ（Mean Time To Repair）を短縮し、装置の稼働率を向上させることができる。
　そして、本実施形態の基板処理装置１においては、加熱ユニット１０１、２０１、２０２、３０１、４０１及び５０１は、各々、面状発熱体を挟持するインナーシェルとアウターシェルとが、ネジにより容易に取り外し自在に接合されている。
　従って、仮に面状発熱体に断線故障が生じた時には、ネジを緩めて、アウターシェルとインナーシェルとを分離し、故障した面状発熱体を取り出して、新しい面状発熱体をセットして、再度アウターシェルをインナーシェルに合わせてこれらをネジにより接合することにより、その修理を行うことができる。
　すなわち、本実施形態の加熱ユニットにおいては故障が生じた時の修理・補修を容易に行うことができる。
　そしてその結果、半導体製造工程において基板処理装置の加熱ユニットの断線故障が生じた時にも、部品の取替えのみで加熱ユニットの修理が可能となりコストを低減することができる。
　また、故障した加熱ユニットにおいても、分解が容易なため、これを材料ごとに分別して廃棄することが容易に行える。
　なお、前述した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって本発明を何ら限定するものではない。本実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含み、また任意好適な種々の改変が可能である。
　例えば、本発明に係る加熱ユニットの形態は、上述した各例に限られるものではない。　例えば、円筒形状の加熱ユニットとしては、例えば図７Ａ及び図７Ｂに示すような形態の加熱ユニット１０２でもよい。
　図７Ａ及び図７Ｂに示す加熱ユニット１０２は、インナーシェル１１２及びアウターシェル１２２ａ及び１２２ｂの各々に円筒筒芯方向のフランジ１１７ａ及び１１７ｂ、１６１ａ及び１６１ｂ、及び、１６２ａ及び１６２ｂを設け、このフランジ部分をネジ１５２により接合することによりインナーシェル及びアウターシェルを強固に接合するようにしたものである。このような方法によりインナーシェル１１２及びアウターシェル１２２ａ及び１２２ｂを接合することにより、図２に示した例よりも面状発熱体の配設面積（ヒーター面積）を大きくとることが可能となり、周方向の温度分布をよりよくすることが可能である。
　なお、図７Ａ及び図７Ｂに示す加熱ユニット１０２において、面状発熱体１３４ａ及び１３４ｂ、Ｏリング１４２ａ及び１４２ｂ等の構成は、前述した加熱ユニット１０１の面状発熱体１３１ａ及び１３１ｂ、Ｏリング１４１ａ及び１４１ｂと実質的に同じである。
　また図７Ａ及び図７Ｂに示す加熱ユニット１０２においては、面状発熱体１３４ａ及び１３４ｂに接続されたリード線１３５ａ及び１３５ｂは、円筒状の加熱ユニット１０２の外周面に設置されたリード線導出管（リード線導出部）１３６ａ及び１３６ｂを介して外部に導出されている。面状発熱体に電力を供給するリード線の接続位置及び導出形態は任意でよく、処理チャンバ１０の内部に設置する円筒状の加熱ユニットにおいても、このように加熱ユニット本体の外周部から、すなわちアウターシェル１２２ａ及び１２２ｂから外部に引き出すようにしてもよい。
　なお、図７Ａ及び図７Ｂに示す加熱ユニット１０２においても、図２に示した加熱ユニット１０１と同様に、リード線１３５ａ及び１３５ｂを加熱ユニットの上縁部から導出するようにしてもよい。
　また、このような内部空間を加熱する加熱ユニットとして、その断面形状は円形に限られるものではなく、矩形であってもよい。そのような構成の加熱ユニットを図８Ａ及び図８Ｂ、及び、図９Ａ及び図９Ｂに示す。
　図８Ａ及び図８Ｂに示す加熱ユニット１０３は、その断面形状が矩形となっている点が図１に示す加熱ユニット１０１と異なる。しかし、その基本的な構成は図１を参照して前述した加熱ユニット１０１と同じである。すなわち、インナーシェル１１３とアウターシェル１２３ａ及び１２３ｂとの間に面状発熱体１３７ａ及び１３７ｂ、及び、Ｏリング１４３ａ及び１４３ｂが介在され、インナーシェル１１３とアウターシェル１２３ａ及び１２３ｂとがネジ１５３により接合されている。面状発熱体１３７ａ及び１３７ｂに接続されたリード線１７２ａ及び１７２ｂは、加熱ユニット１０３のアウターシェル１２３ａ及び１２３ｂに設置されたリード線導出管（リード線導出部）１７３ａ及び１７３ｂを介して、加熱ユニット１０３の側壁から外部に導出されている。
　このような形態の加熱ユニット１０３も、前述した本発明の加熱ユニット１０１と全く同じ作用効果を有するものである。
　なお、図８Ａ及び図８Ｂに示す加熱ユニット１０３においても、図２に示した加熱ユニット１０１と同様に、リード線１７２ａ及び１７２ｂを加熱ユニットの上縁部から導出するようにしてもよい。
　また、図９Ａ及び図９Ｂに示す加熱ユニット１０４は、その断面形状が矩形となっているとともに、インナーシェルとアウターシェルとが一体となったシェル１１４として形成され、そのシェル１１４の側壁中に形成されたスリットを、面状発熱体１３８ａ及び１３８ｂを収容するためのヒーター収容部（面状発熱体収容部）１１８ａ及び１１８ｂとする構成の加熱ユニットである。
　ヒーター収容部（スリット）１１８ａ及び１１８ｂには、面状発熱体１３８ａ及び１３８ｂが挿入可能な面状発熱体１３８ａ及び１３８ｂの厚みと略同じか若干広い程度の幅の開口がシェル１１４の一方の側面に形成されており、この開口を介して面状発熱体１３８ａ及び１３８ｂはヒーター収容部（スリット）１１８ａ及び１１８ｂに挿入され、また取り出される。
　ヒーター収容部１１８ａ及び１１８ｂに対しては、この開口を被覆するように蓋部材１７６ａ及び１７６ｂが装着される。蓋部材１７６ａ及び１７６ｂは、シェル１１４の対向面との間にＯリング１４４ａ及び１４４ｂを介在させて、ネジ１５４により設置される。蓋部材１７６ａ及び１７６ｂには、リード線導出管（リード線導出部）１７５ａ及び１７５ｂが設置されており、面状発熱体１３８ａ及び１３８ｂのリード線１７４ａ及び１７４ｂは、このリード線導出管１７５ａ及び１７５ｂを介して外部に導出される。従って加熱ユニット１０４においては、２組のリード線１７４ａ及び１７４ｂは、シェル１１４の一方の側面から外部に導出されている。
　このような形態の加熱ユニット１０４も、前述した本発明の加熱ユニット１０１と全く同じ作用効果を有するものである。
　なお、図８Ａ及び図８Ｂ、及び、図９Ａ及び図９Ｂ示す断面が矩形の加熱ユニット１０３及び１０４においては、面状発熱体を対向する２面に配置しているが、これを周囲の４面の全面に配置するようにしてもよい。
　図１０Ａ～図１０Ｃは、図５を参照して前述した円板形状の加熱ユニット２０１及び２０２の変形例であるとともに、インナーシェルとアウターシェルとの接合方法の他の例を示す図である。
　図１０Ａに示す加熱ユニット２０３は、インナーシェル２１６に形成した凹部にアウターシェル２２６を嵌合させる構成とした上で、インナーシェル２１６とアウターシェル２２６との嵌合周面にネジ２７１及び２７２を形成して、これによりインナーシェル２１６とアウターシェル２２６とを嵌合させる構成としたものである。
　このような機械的掛止手段によってもインナーシェル２１６とアウターシェル２２６とを取り外し可能かつ強固に接合することができる。
　図１０Ｂに示す加熱ユニット２０４は、インナーシェル２１７とアウターシェル２２７とに磁石２７３及び２７４を埋設し、これによりインナーシェル２１７とアウターシェル２２７とを接合するものである。
　このような構成の加熱ユニット２０４においては、例えば消磁機により磁力を弱めることにより、インナーシェル２１７とアウターシェル２２７とを取り外すのが好適である。そしてそのような構成においても、インナーシェル２１７とアウターシェル２２７とを取り外し可能かつ強固に接合することができる。
　また、図１０Ｃに示す加熱ユニット２０５は、インナーシェル２１８とアウターシェル２２８とをクランプ２７５により接合したものである。
　このような構成の加熱ユニット２０５においては、クランプ２７５を緩めることにより、インナーシェル２１８とアウターシェル２２８とを取り外すことが容易にできて好適である。そしてこのような構成においても、インナーシェル２１８とアウターシェル２２８とを取り外し可能かつ強固に接合することができる。
　図１１～図１４は、図６を参照して前述した配管用の加熱ユニット４０１の変形例であり、図１１は、その配管用加熱ユニット６０１の概略構成を示す斜視図であり、図１２はその構成を詳細に説明するための断面図であって図１１のＣ－Ｃにおける断面図である。
　また、図１３及び図１４は、インナーシェルとアウターシェルとの接合方法の他の例を示す図であり、図１２と同様の断面図である。
　図１１及び図１２に示すように、加熱ユニット６０１は、１つのインナーシェル（内筒部材）６１１と、２つのアウターシェル（外筒部材）６２１ａ及び６２１ｂを有する。
　インナーシェル６１１とアウターシェル６２１ａ及び６２１ｂとを図示のごとく接合すると、図１２に示すようにその間に間隙が形成されるようになっており、ここに面状発熱体６３１が収容配置される。加熱ユニット６０１の長手方向（筒の長さ方向）の両端部のインナーシェル６１１とアウターシェル６２１ａとの間、及び、インナーシェル６１１とアウターシェル６２１ｂとの間には、各々、Ｏリング６４１及び６４２が介在されている。これにより、面状発熱体６３１が収容される空間と配管の内部とはシールされ、面状発熱体６３１が配管内のガス雰囲気に曝されるのを防ぐことができる。
　アウターシェル６２１ａ及び６２１ｂの一方の端部は、各々フランジ６２２ａ及び６２２ｂに形成されている。このアウターシェル６２１ａのフランジ６２２ａとアウターシェル６２１ｂのフランジ６２２ｂとをネジ６５１により接合することにより、アウターシェル６２１ａ及び６２１ｂは１のアウターシェルと一体化されるとともに、Ｏリング６４１及び６４２を介在させてインナーシェル６１１を両端部より挟持することとなり、これにより加熱ユニット６０１が一体的に構成される。
　また、アウターシェル６２１ａのフランジ６２２ａとアウターシェル６２１ｂのフランジ６２２ｂとを接合した時に、その境界の所定箇所にはリード線６３２を外部に導出するためのリード線導出用開口（リード線導出部）６３３が形成される。面状発熱体６３１のほぼ中央部に接続されたリード線６３２は、このリード線導出用開口６３３を介して配管の外部に導出される。
　この加熱ユニット６０１を、配管に配置する場合には、図１２に示すように、配管６０の継ぎ目あるいは開口からリード線導出用開口６３３が外部に露出し、リード線６３２が外部に導出されるようにしておけばよい。
　なお、このような形態の配管用加熱ユニット６０１において、インナーシェルとアウターシェルとの接合方法は、図１２に示した方法に限られない。他の例を図１３及び図１４に示す。
　図１３に示す加熱ユニット６０２においては、インナーシェル６１４とアウターシェル６２４ａ及び６２４ｂとを、ネジ６５２により接合している。この場合、インナーシェル６１４とアウターシェル６２４ａ及び６２４ｂとは、Ｏリング６４１及び６４２の外側において、ネジ６５２により接合されるのが好適である。
　また、図１４に示す加熱ユニット６０３においては、インナーシェル６１５の両端部にネジ（ネジ山あるいはネジ溝）６１６ａ及び６１６ｂを形成し、アウターシェル６２５ａ及び６２５ｂの各端部にネジ（ネジ溝あるいはネジ山）６２６ａ及び６２６ｂを形成し、これらを係合させることによりインナーシェル６１５とアウターシェル６２５ａ及び６２５ｂとを接合している。またアウターシェル６２５ａ及び６２５ｂのフランジ部分６２７ａ及び６２７ｂは、緩め止めピンあるいはネジ６５３により掛止されている。
　これらいずれの形態の加熱ユニット６０１～６０３も、図６を参照して前述した加熱ユニット４０１と全く同じ作用効果を有する。加熱ユニットは、このような種々の形態で実施してよい。
　また前述したいずれの場合においても、インナーシェルとアウターシェルとの間のシール材としては、Ｏリングの他に、金属ガスケット、メタルＯリング、Ｃシール、Ｅシール等を用いてよい。
　また、それらのシール材の材質は、圧力、使用温度、雰囲気ガス等に応じて選定することが好適である。
産業上の利用分野
　本発明の加熱装置は、基板処理装置、エッチング装置等の半導体製造装置に適用できる。また、流路あるいは空間を確定する内壁面を内側から直接加熱する必要があるものであれば、その他の装置等においても使用することができる。

Claims (9)

  1. 　被処理物体に所望の処理を行うための処理チャンバ、前記被処理物体の搬送通路、又は、前記所望の処理に係るガスの給排気管の内部に配置される加熱装置であって、
    　面状発熱体と、
    　複数の部材が接合されて形成される外壁部であって、前記複数の部材が接合された状態においては前記面状発熱体の周囲を被覆して当該面状発熱体を収容する発熱体収容部が当該外壁部に形成され、前記複数の部材の少なくとも一部が分離された状態においては前記面状発熱体が着脱可能な状態とされる外壁部と、
    　前記外壁部の前記発熱体収容部の周囲の前記複数の部材の接合箇所に配設されるシール材と、
    　前記複数の部材を接合する接合手段と
    を有することを特徴とする加熱装置。
  2. 　前記外壁部は、筒状の内側部材と、前記内側部材の外面に沿って配設される１又は複数の外側部材とを有し、前記内側部材の外面又は前記外側部材の内面のいずれか一方又は両方に形成された凹部により前記面状発熱体を収容する前記発熱体収容部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
  3. 　前記内側部材及び前記外側部材には、当該筒状部材の筒芯方向にフランジが形成されており、当該フランジにより相互に接合されることを特徴とする請求項２に記載の加熱装置。
  4. 　前記外壁部は、対向して接合される２枚の板状部材を有し、当該２枚の板状部材の対向面のいずれか一方又は両方に形成された凹部により前記面状発熱体を収容する前記発熱体収容部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
  5. 　前記外壁部は、前記面状発熱体を挿入可能で当該面状発熱体の厚みに略等しい幅の開口を有するスリットが形成された本体部材と、前記開口を塞ぐ蓋部材とを有することを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
  6. 　前記外壁部は、筒状の内筒部材と、前記内筒部材の外側に当該内筒部材の長さ方向に連接して設置される複数の外筒部材とを有し、
    　前記複数の外筒部材の各々の他の前記外筒部材と連接される箇所には外周に沿って径方向に突出したフランジが形成され、当該フランジが接合されることにより前記複数の外筒部材が連接され、
    　前記内筒部材の両端部の外周面は外側に配設される前記外筒部材の内周面と接合され、
    　前記内筒部材と前記外筒部材との間に前記面状発熱体が挟持されていることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
  7. 　前記接合手段は、前記複数の部材をネジ、磁力、クランプ、機械的掛止手段のいずれかにより接合することを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
  8. 　前記面状発熱体に電力を供給するリード線を外部に導出するリード線導出部をさらに有し、
    　前記外壁部の前記発熱体収容部は、前記リード線導出部を通じて大気開放されていることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
  9. 　前記外壁部を形成する前記部材は、金属製部材であることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
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