WO2023002595A1 - ヒータアセンブリ、基板処理装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

ヒータアセンブリ、基板処理装置及び半導体装置の製造方法 Download PDF

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WO2023002595A1
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electric heating
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誠 河畠
朋之 山田
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株式会社Kokusai Electric
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Definitions

  • the present disclosure relates to a heater assembly, a substrate processing apparatus, and a semiconductor device manufacturing method.
  • a process of forming a film on a substrate placed in a processing container while heating the inside of the processing container with a heater may be performed.
  • a technique of heating a piping for supplying gas into the processing container or a furnace throat is sometimes used (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
  • JP 2009-176942 A Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-047911
  • An object of the present disclosure is to provide a technology capable of equalizing the temperature of an object to be heated.
  • a first electric heating element that has a first electric heating element that does not have self-controlling properties and a first insulating member that electrically insulates and surrounds the first electric heating element, and is deformable according to the shape of an object to be heated.
  • a heater sheet It has one or a plurality of second electric heating elements having self-regulating properties, and a second insulating member that electrically insulates and surrounds the second electric heating elements, and is deformable according to the shape of the object to be heated.
  • one or more second heater sheets is provided.
  • the temperature of the object to be heated can be made uniform.
  • FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing an outline of a vertical processing furnace of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the functional configuration of a controller of the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present disclosure
  • FIG. FIG. 4 is a flow diagram showing a substrate processing process in one embodiment of the present disclosure
  • FIG. 4A is an enlarged view of the portion indicated by A in FIG.
  • FIG. 4(B) is a cross-sectional view taken along line A-1 in FIG. 4(A).
  • FIG. 4(C) is a partially enlarged view for explaining the configuration of the pipe heater of FIG. 4(A).
  • It is a block diagram showing the configuration of a pipe heater of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a diagram showing a modification of the second heater sheet in one embodiment of the present disclosure
  • FIG. 10 is a diagram showing a modification of the second heater sheet in one embodiment of the present disclosure;
  • a reaction tube 203 is provided as a processing container for processing a wafer 200, which is a substrate.
  • An inlet flange 210 as a furnace opening is provided at the lower end of the reaction tube 203, and the inlet flange 210 is airtightly closed by a seal cap 219 as a cover via an O-ring 220 as an airtight member.
  • An inner tube 204 is mounted on the inlet flange 210 .
  • At least the reaction tube 203 , the inner tube 204 , the inlet flange 210 and the seal cap 219 form the processing chamber 201 .
  • a boat 217 as a substrate holder is installed on the seal cap 219 via a quartz cap 218 .
  • the quartz cap 218 and boat 217 are carried into and out of the processing chamber 201 .
  • a plurality of wafers 200 to be batch-processed are horizontally loaded in multiple stages on the boat 217 .
  • a heater 207 heats the wafer 200 inserted into the processing chamber 201 to a predetermined temperature.
  • the gas pipe 10 includes, from the upstream side, a gas supplier 4 for supplying a raw material gas as a first processing gas, and a flow controller (mass flow controller: MFC) 41 for controlling the flow rate of the raw material gas from the gas supplier 4. , a valve 34 for opening and closing the flow path of the raw material gas is provided.
  • a raw material gas is supplied into the processing chamber 201 from the gas pipe 10 via the gas supplier 4 , the MFC 41 , the valve 34 , and further via a nozzle 234 installed in the processing chamber 201 .
  • the gas pipe 10, the MFC 41, the valve 34, and the nozzle 234 constitute a first processing gas supply system (also referred to as a source gas supply system).
  • the gas pipe 11 includes, from the upstream side, a gas supplier 5 for supplying a reaction gas as a second process gas, an MFC 32 for controlling the flow rate of the reaction gas from the gas supplier 5, and a flow channel for opening and closing the reaction gas.
  • a valve 35 is provided.
  • a reaction gas is supplied into the processing chamber 201 from the gas pipe 11 via the gas supplier 5 , the MFC 32 , the valve 35 , and further via the nozzle 233 installed in the processing chamber 201 .
  • the gas pipe 11, MFC 32, valve 35, and nozzle 233 constitute a second processing gas supply system (also referred to as a reaction gas supply system).
  • a pipe heater 22 for heating the gas pipe 10, which is an object to be heated is provided.
  • the piping heater 22 is used as a heater assembly composed of a first heater sheet and a second heater sheet, which are sheet-shaped heaters, although the details will be described later.
  • a gas pipe 40 for supplying inert gas is connected to the gas pipe 10 downstream of the valve 34 via a valve 39 .
  • a pipe heater 22 is also provided between the connection point between the valve 39 of the gas pipe 40 and the gas pipe 10 .
  • a gas pipe 6 for supplying inert gas is connected to the gas pipe 11 downstream of the valve 35 via the MFC 33 and the valve 36 .
  • the gas pipes 10 and 40 are pipes for supplying gas to the processing chamber 201 for processing the wafers 200 . Moreover, the gas pipes 10 and 40 have a nominal diameter of 25 mm or less. Typical nominal diameters of semiconductor process gas supply tubing are 8, 10, 15, 20 and 25 mm (1/4, 3/8, 1/2, 3/4 and 1 inch respectively). Also, the typical wall thickness of these pipes is 0.71 to 2.11 mm.
  • the processing chamber 201 is connected to a vacuum pump 246 through an APC valve 243 by an exhaust pipe 231 as a gas pipe on the exhaust side for exhausting gas.
  • a gas exhaust system is configured by the exhaust pipe 231 , the APC valve 243 and the vacuum pump 246 .
  • a nozzle 234 is installed vertically extending from the bottom to the top of the reaction tube 203 .
  • the nozzle 234 is provided with a plurality of gas supply holes for distributing and supplying the raw material gas. This gas supply hole is opened at a position between the wafers 200 facing each other via the inner tube 204 to supply the processing gas to the wafers 200 .
  • a nozzle 233 is installed in the same manner as the nozzle 234 at a position away from the position of the nozzle 234 in the inner circumferential direction of the reaction tube 203 . This nozzle 233 is similarly provided with a plurality of gas supply holes.
  • the nozzle 234 communicates with the gas pipe 10 as described above, and supplies the raw material gas and the inert gas from the gas pipe 40 connected to the gas pipe 10 into the processing chamber 201 . Further, the nozzle 233 communicates with the gas pipe 11 as described above, and supplies the reaction gas and the inert gas from the gas pipe 6 connected to the gas pipe 11 into the processing chamber 201 . A process gas is alternately supplied into the process chamber 201 from the nozzles 234 and 233 to form a film.
  • a boat 217 for mounting a plurality of wafers 200 in multiple stages at equal intervals is provided in the inner tube 204, and the boat 217 can enter and exit the processing chamber 201 by means of a boat elevator. Further, a boat rotating mechanism 267, which is rotating means for rotating the boat 217, is provided to improve the uniformity of the treatment. It is designed to rotate.
  • controller 321 As a control unit will be described with reference to FIG.
  • the controller 321 is configured as a computer comprising a CPU (Central Processing Unit) 321a, a RAM (Random Access Memory) 321b, a storage device 321c, and an I/O port 321d.
  • the RAM 321b, storage device 321c, and I/O port 321d are configured to exchange data with the CPU 321a via an internal bus 321e.
  • the storage device 321c is composed of, for example, a flash memory.
  • a control program for controlling the operation of the substrate processing apparatus, a process recipe describing procedures and conditions for substrate processing, which will be described later, and the like are stored in a readable manner.
  • the process recipe is a combination that allows the controller 321 to execute each procedure in the substrate processing process including the substrate loading step S102 to the substrate unloading step S106, which will be described later, so as to obtain a predetermined result.
  • the RAM 321b is configured as a memory area (work area) in which programs and data read by the CPU 321a are temporarily held.
  • the I/O port 321d includes the above MFCs 32, 33, 41, valves 34, 35, 36, 39, pressure sensor, APC valve 243, vacuum pump 246, heater 207, temperature controller 600, first heater seat 412, temperature It is connected to the thermocouple 550 which is a sensor, the second heater sheet 414, the boat rotation mechanism 267, the boat elevator, and the like.
  • the CPU 321a is configured to read and execute a control program from the storage device 321c, and also to read a process recipe from the storage device 321c in response to input of an operation command from the input/output device 322 as an operation display unit. Then, the CPU 321a adjusts the flow rate of various gases by the MFCs 32, 33 and 41, opens and closes the valves 34, 35, 36 and 39, opens and closes the APC valve 243, and performs the APC valve Pressure adjustment operation based on the pressure sensor by 243, temperature adjustment operation of the heater 207, temperature adjustment operation of the first heater sheet 412 by the temperature controller 600 based on the thermocouple 550, self-temperature control operation of the second heater sheet 414, vacuum pump 246, rotation and rotational speed adjustment of the boat 217 by the boat rotation mechanism 267, lifting and lowering of the boat 217 by the boat elevator, and the like.
  • the controller 321 can be configured by installing the above-described program stored in an external storage device (eg, a semiconductor memory such as a USB memory or a memory card) 323 into a computer.
  • the storage device 321c and the external storage device 323 are configured as computer-readable recording media. Hereinafter, these are also collectively referred to simply as recording media.
  • recording medium When the term "recording medium” is used in this specification, it may include only the storage device 321c alone, may include only the external storage device 323 alone, or may include both.
  • the program may be provided to the computer using communication means such as the Internet or a dedicated line, without using the external storage device 323 .
  • a substrate processing apparatus as a semiconductor manufacturing apparatus is used to process a substrate, which is one step of a semiconductor device manufacturing process, which is a method of manufacturing a semiconductor device.
  • An outline of the processing steps will be described with reference to FIG.
  • This substrate processing step is, for example, one step for manufacturing a semiconductor device.
  • the controller 321 controls the operation and processing of each part constituting the substrate processing apparatus.
  • SiN silicon nitride
  • SiN silicon nitride
  • NH 3 ammonia
  • a predetermined film may be formed in advance on the wafer 200, or a predetermined pattern may be formed in advance on the wafer 200 or the predetermined film.
  • Substrate loading step S102 First, the wafers 200 are loaded into the boat 217 and loaded into the processing chamber 201, and the substrate loading step S102 is performed.
  • a film formation step S104 is performed to form a thin film on the surface of the wafer 200 .
  • the film formation process sequentially executes the following four steps. During steps 1 to 4, the heater 207 heats the wafer 200 to a predetermined temperature. Further, the pipe heater 22 heats a part of the gas pipe 10 and the gas pipe 40 to a predetermined set temperature.
  • the predetermined set temperature is appropriately set according to the raw material gas. In the present embodiment, gas obtained by vaporizing a liquid source material is used as the source gas, so during the film formation step S104, the gas is heated to, for example, 180° C. or higher as a predetermined set temperature necessary to prevent liquefaction.
  • Step 1 a Si raw material gas is flowed.
  • the valve 34 provided in the gas pipe 10 and the APC valve 243 provided in the exhaust pipe 231 are both opened, and the Si raw material gas whose flow rate is adjusted by the MFC 41 from the gas supply device 4 is passed through the gas pipe 10, and the gas of the nozzle 234 is While supplying the inside of the processing chamber 201 from the supply hole, the gas is exhausted from the exhaust pipe 231 .
  • the pipe heater 22 heats a part of the gas pipe 10 and the gas pipe 40 to a predetermined temperature.
  • the pressure inside the processing chamber 201 is kept at a predetermined pressure. Thereby, a silicon (Si) thin film is formed on the surface of the wafer 200 .
  • Step 2 the valve 34 of the gas pipe 10 is closed to stop the supply of the Si raw material gas.
  • the APC valve 243 of the exhaust pipe 231 is left open, and the processing chamber 201 is evacuated by the vacuum pump 246 to remove residual gas from the processing chamber 201 .
  • the valve 39 provided in the gas pipe 40 is opened to supply an inert gas such as N 2 from the gas pipe 40 to the processing chamber 201 to purge the processing chamber 201, thereby removing the residual gas in the processing chamber 201. It is discharged outside the chamber 201 .
  • the valve 36 provided in the gas pipe 6 is opened to supply inert gas such as N 2 whose flow rate is adjusted by the MFC 33 also from the gas pipe 6 to the processing chamber 201 .
  • Step 3 NH3 gas is flowed. Both the valve 35 provided in the pipe 11 and the APC valve 243 provided in the exhaust pipe 231 are opened, the NH 3 gas whose flow rate is adjusted by the MFC 32 from the gas supplier 5 is passed through the gas pipe 11, and the gas is supplied from the nozzle 233. While supplying to the processing chamber 201 through the hole, the gas is exhausted through the exhaust pipe 231 . Also, the pressure in the processing chamber 201 is adjusted to a predetermined pressure. By supplying the NH 3 gas, the Si source gas causes a surface reaction between the Si thin film formed on the surface of the wafer 200 and the NH 3 gas to form a SiN film on the wafer 200 .
  • Step 4 the processing chamber 201 is purged again with inert gas.
  • the valve 35 of the gas pipe 11 is closed to stop the supply of NH3 gas.
  • the APC valve 243 of the exhaust pipe 231 is left open, and the processing chamber 201 is evacuated by the vacuum pump 246 to remove residual gas from the processing chamber 201 .
  • the valve 36 provided in the gas pipe 6 is opened to supply an inert gas such as N 2 whose flow rate is adjusted by the MFC 33 to the processing chamber 201 through the gas pipe 6 to purge the processing chamber 201 .
  • the valve 39 provided in the gas pipe 40 is opened to supply an inert gas such as N 2 to the processing chamber 201 through the gas pipe 40 as well.
  • a SiN film having a predetermined thickness is formed on the wafer 200 by repeating this cycle a plurality of times.
  • the raw material Si raw material gas
  • the pipe heater 22 may be divided into a plurality of pieces.
  • the pipe heater 22 is composed of a first heater sheet 412 and one or more second heater sheets 414 .
  • the first heater sheet 412 and the second heater sheet 414 are each formed in a deformable sheet shape according to the shape of the gas pipe 10 to be heated, and are wound around the gas pipe 10 made of a metal member such as SUS. used for
  • the gas pipe 10 has a straight section and a curved section, and is configured so that a fluid flows inside.
  • the gas pipe 10 has a bent portion, and the first heater sheet 412 and the second heater sheet 414 are arranged inside and outside the bent portion of the gas pipe 10 to face each other.
  • the first heater sheet 412 and the second heater sheet 414 are arranged to face each other with the gas pipe 10 interposed therebetween. That is, the second heater sheet 414 is arranged at a position facing the first heater sheet 412 with the gas pipe 10 interposed therebetween.
  • the first heater sheet 412 or the second heater sheet 414 may be arranged either inside or outside the bent portion of the gas pipe 10 .
  • the difference in length between the inside and outside of the bent portion can be applied to each heater sheet. Since it is received and the adhesion to the gas pipe 10 is enhanced, even if the gas pipe has a complicated shape, the heating temperature uniformity of the gas pipe can be improved.
  • the first heater sheet 412 has a width that is substantially equal to or slightly shorter than half of the circumference of the gas pipe 10 and can be provided with the longitudinal direction of the first heater sheet 412 aligned with the extending direction of the gas pipe 10 .
  • the first heater sheet 412 also has a first electric heating element 416 that is a heating wire, and a first insulating member 418 that electrically insulates and surrounds the first electric heating element 416 .
  • the first electric heating element 416 is, for example, a nichrome wire, and radiates heat generated by energization.
  • the first insulating member 418 is a polyimide or fluoroethylene polymer film, glass cloth, or the like, and for example, polytetrafluoroethylene (PTFE) or the like is used.
  • the first heater sheet 412 is provided in close contact with the gas pipe 10 in the longitudinal direction.
  • the second heater sheet 414 has a width that is substantially equal to or slightly shorter than half of the circumference of the gas pipe 10 and can be provided with the longitudinal direction of the second heater sheet 414 aligned with the extending direction of the gas pipe 10 .
  • the second heater sheet 414 has a second electric heating element 420 that is one or more self-regulating heating wires, and a second insulating member 422 that electrically insulates and surrounds the second electric heating element 420.
  • self-control means having a function of automatically increasing or decreasing the amount of heat generated depending on the temperature. That is, the second electric heating element 420 increases or decreases the resistance value depending on the temperature of the second electric heating element 420 itself, whereby the amount of heat generated is autonomously controlled by negative feedback.
  • the temperature of body 420 may be stabilized.
  • a heater having self-controllability like the second heater sheet 414 can also be referred to as an auto-trace heater.
  • the second electrical heating element 420 is a resistance wire or metallized film having a higher positive temperature coefficient than the first electrical heating element 416, for example an alloy of 70% nickel and 30% iron known as MWS-120. etc. is available.
  • the electrical resistance of the second electric heating element 420 has a positive temperature coefficient of 0.5%/°C or more, more preferably 1%/°C or more at a predetermined set temperature.
  • the resistance value and power supply voltage of the second electric heating element 420 are set so that the second electric heating element 420 is self-controlled to a predetermined temperature lower than the set temperature, for example, 20° C. to 30° C. lower.
  • the amount of heat generated by the second electric heating element 420 when the temperature is between 150°C and 160°C is the amount of heat required to heat the gas pipe 10 to 180°C.
  • the resistance value and the like are selected so as to be equal to or less than , more preferably 50 to 70% of the required heat generation. In this manner, the temperature of the second heater sheet 414 is set to a temperature lower than the set temperature, and the first heater sheet 412 provided with the thermocouple 550 is adjusted to the set temperature. can be improved.
  • the second insulating member 422 is a polyimide or fluoroethylene polymer film, glass cloth, or the like, and for example, polytetrafluoroethylene (PTFE) is used.
  • the second heater sheet 414 is provided in close contact with the gas pipe 10 in the longitudinal direction.
  • the first heater sheet 412 and the second heater sheet 414 have different heating lines.
  • the first heater sheet 412 and the second heater sheet 414 are made of the same insulating material. Since flexible materials are used for the first electric heating element 416, the first insulating member 418, the second electric heating element 420, and the second insulating member 422, the first heater sheet 412 and the second heater sheet 414 are flexible. It can be bent in both the longitudinal direction and the width direction, and can be deformed according to the shape of the gas pipe 10 . In order to facilitate bending, the first insulating member 418 and the second insulating member 422 can be provided with grooves and notches to such an extent that the insulating performance is not impaired.
  • the first heater sheet 412 and the second heater sheet 414 have substantially the same width, that is, the length in the direction orthogonal to the longitudinal direction. At least one of the materials of the members is preferably the same. Furthermore, the first heater sheet 412 and the second heater sheet 414 preferably have the same shape. By making the shape and material of the first heater sheet 412 and the second heater sheet 414 of the pipe heater 22 the same, the temperature uniformity of the gas pipe can be improved and the manufacturing cost can be reduced.
  • Each of the first heater sheet 412 and the second heater sheet 414 has a width substantially corresponding to half of the outer circumference of the gas pipe 10, and the longitudinal direction of the first heater sheet 412 and the second heater sheet 414 is the same as that of the gas pipe. 10 are installed along the longitudinal direction. With this configuration, substantially all of the outer surface of gas pipe 10 is in contact with first heater sheet 412 or second heater sheet 414 . Also, the distance measured along the outer surface of the gas pipe 10 between the center lines in the width direction of the first heater sheet 412 and the second heater sheet 414 is 1/2 or less of the length of the outer circumference. Alternatively, the distance is 20 times or less the thickness of the gas pipe 10 .
  • the temperature deviation of the gas pipe 10 is the same as that of the gas pipe 10 itself. It can be kept sufficiently small by heat conduction. From the viewpoint of the temperature uniformity of the gas pipe, the smaller the distance, the better.
  • a heat insulating member 552 is provided outside the first heater sheet 412 and the second heater sheet 414 . That is, the heat insulating member 552 is configured to cover the gas pipe 10 from the outside of the first heater sheet 412 and the second heater sheet 414 . In other words, the outer peripheral sides of the first heater sheet 412 and the second heater sheet 414 are covered and surrounded by the heat insulating member 552 .
  • the heat insulating member 552 is fixed with a binding band (not shown) or the like, and the first heater sheet 412 and the second heater sheet 414 are maintained in a state of being fitted to the gas pipe 10 .
  • thermocouple 550 is provided for positive coupling.
  • Thermocouple 550 is configured to be separable from first heater sheet 412 and detects the temperature of gas pipe 10 .
  • Thermocouple 550 is mounted to thermally couple to gas line 10 by contacting gas line 10 .
  • only one thermocouple 550 is provided corresponding to one first heater sheet 412 . In other words, the amount of electricity supplied to the second heater sheet 414 is not controlled by detecting it with a thermocouple.
  • two second heater sheets 414 are opposed to one first heater sheet 412 via the gas pipe 10. located on the side.
  • the two second heater sheets 414 are arranged in series in the longitudinal direction on opposite sides of the first heater sheet 412 via the gas pipe 10 .
  • the two second heater sheets 414 are electrically connected in parallel to the AC power source 610 .
  • N is an integer equal to or greater than 2
  • second heater sheets 414 are provided, and each of the N second heater sheets 414 has a longitudinal length corresponding to 1/N of the first heater sheet 412 .
  • N second heater sheets 414 are provided, and the N second heater sheets 414 are electrically connected in parallel. That is, the second heater sheet 414 is divided in the longitudinal direction, and the respective second heater sheets 414 are connected in parallel.
  • each of the second heater sheets 414 generates more heat as the temperature of the gas pipes 10 to which it is thermally coupled is lower, so that it is possible to improve the temperature uniformity of the gas pipes.
  • the pipe heater 22 can be easily brought into close contact with the gas pipe, which can contribute to improving the heating temperature uniformity.
  • the second heater sheet 414 may be configured to have a length corresponding to that of the first heater sheet 412 . At this time, the second heater sheet 414 has a plurality of second electric heating elements electrically connected in parallel inside.
  • temperature uniformity is important for pipe heaters, but factors that worsen uniformity include the surrounding environment and the complicated shape of the gas pipe that is the object to be heated.
  • the amount of heating required by the heater to keep the gas pipe at a constant temperature depends on the degree of adhesion between the heater and the gas pipe, the amount of heat radiation to the surroundings of the heat insulating member 552, and the heat transfer between the gas and the gas pipe. Or the temperature varies with location.
  • the temperature controller heats the entire heater by applying the same current so that the temperature of that one point becomes the set temperature.
  • the pipe heater 22 is composed of a first heater sheet 412 using an electric heating element that does not have self-controllability and a second heater sheet 412 using an electric heating element that has self-controllability. It has been found that by constructing a composite of two heater sheets 414, the heating uniformity of the gas pipe can be improved without increasing the number of control points.
  • FIG. 5 is a block diagram for explaining the configuration of the piping heater 22 used in this embodiment.
  • An AC power supply 610 that is an alternating current power supply is connected to the first heater sheet 412 via an SSR 608 . That is, the AC power supply 610 supplies power at a predetermined effective voltage, eg, 100V. AC power supply 610 powers first electrical heating element 416 of first heater sheet 412 through SSR 608 .
  • the SSR 608 is inserted in series in a circuit including the AC power supply 610 and the first heater sheet 412 .
  • SSR 608 switches ON/OFF of energization of AC voltage input from AC power supply 610 according to the relay output from temperature controller 600 .
  • the temperature adjuster 600 compares the temperature detected by the thermocouple 550 with the set temperature, and adjusts the temperature detected by the thermocouple 550 to a predetermined set temperature by applying heat to the first heater sheet 412 (first electric heating element 416). It is configured to control on/off of energization. Specifically, when the temperature detected by the thermocouple 550 is lower than the set temperature, the temperature controller 600 turns on the relay output to energize the first heater sheet. Further, when the temperature detected by the thermocouple 550 is higher than the set temperature, the temperature controller 600 turns off the relay output to cut off the power supply to the first heater sheet. Temperature regulator 600 may be implemented with PID control having a non-zero integral gain.
  • thermocouple 550 since the difference between the detected temperature and the set temperature converges to 0, high temperature accuracy can be obtained.
  • a power regulator or the like is used instead of the SSR 608 so that the temperature regulator 600 can bring the temperature detected by the thermocouple 550 closer to the predetermined set temperature. It may be configured to continuously variably control the amount of energization.
  • An AC power supply 610 that is an alternating current power supply is connected in parallel to each of the plurality of second heater sheets 414 . That is, the AC power supply 610 supplies a constant effective voltage to the second electric heating elements 420 of each of the plurality of second heater sheets 414 . That is, a substantially constant voltage is applied to each second heater sheet 414 (second electric heating element 420) regardless of the temperature detected by the thermocouple 550.
  • the constant voltage is set so that the temperature of the gas pipe 10 when heated only by the second electric heating element 420 without energizing the first electric heating element 416 is a predetermined temperature lower than the predetermined set temperature.
  • An AC power source may be separately provided to supply power to the second heater sheet 414, and the effective voltage supplied to the second heater sheet 414 is equal to the effective voltage supplied to the first heater sheet 412 when the SSR 608 is on. may differ from
  • the constant voltage supplied by the AC power supply 610 is the ratio of the amount of heat generated by the first electric heating element 416 and the amount of heat generated by the second electric heating element 420 when the temperature detected by the thermocouple 550 converges to a predetermined set temperature. is set to be 1/2 or more and 2 or less. If this ratio is less than 1/2 or greater than 2, the temperature deviation in the circumferential direction of the gas pipe 10 cannot be maintained sufficiently small, the control based on the set temperature becomes impossible, or the self-controllability of the second heater sheet.
  • the controller 321 adjusts the manipulated variable (output value) indicating the electric power to be output to the first heater sheet 412 based on the detected temperature (actual value) detected by the thermocouple 550, so that the temperature of the gas pipe 10 ( Actual measured value) is controlled to follow each predetermined set temperature (set value).
  • a heater using an electric heating element having self-regulating properties is arranged on one side of the gas pipes 10 and 40, and an ordinary electric heating element such as a nichrome wire that does not have self-regulating properties is arranged on the other side. are arranged, and control is performed using two types of heaters. That is, the gas pipes 10 and 40 are heated to near a predetermined set temperature by the second heater sheet 414 having self-controllability so as to reduce the spatial deviation of the temperature, and the first heater sheet 412 heats the thermocouple 550 . The temperature is controlled to a predetermined set temperature by the detected temperature using .
  • the amount of electricity supplied to the second heater sheet 414 is detected by the thermocouple 550 and heated without control, and only the amount of electricity supplied to the first heater sheet 412 that heats uniformly is detected by the thermocouple 550.
  • the heating temperature of the gas pipes 10 and 40 can be made uniform.
  • the second heater sheet 414 having self-controlling properties heats to a predetermined set temperature, and the first heater sheet 412 adjusts the temperature to a predetermined set temperature, the gas pipes 10 and 40, which are objects to be heated, are heated.
  • the uniformity is improved while maintaining the temperature accuracy of .
  • the second heater sheet 414 in the aspect described above can be modified as in the modifications shown below.
  • the configuration of each modified example is the same as the configuration of the embodiment described above, and the description thereof will be omitted.
  • FIG. 6 is a diagram showing a second heater sheet 514 according to Modification 1.
  • the second heater sheet 514 according to Modification 1 has a length corresponding to that of the first heater sheet 412 and has a plurality of second electric heating elements 420 electrically connected in parallel inside.
  • one second heater sheet 514 electrically insulates and surrounds the plurality of self-regulating second electric heating elements 420 .
  • It is configured to include a second insulating member 422 that In FIG. 6, the configuration of the second electric heating element 420 and the bus conductors 520a and 520b in the second insulating member 422 is indicated by solid lines for explanation. Electric heating element 420 is surrounded by a second insulating member 422 .
  • the second heater sheet 514 has bus conductors 520a and 520b substantially parallel to each other in the longitudinal direction.
  • the ends of the meandering second electric heating elements 420 are connected to the bus conductors 520a and 520b, respectively. That is, one end of the meandering second electric heating element 420 is connected to the bus conductor 520a, and the other end is connected to the bus conductor 520b.
  • a plurality of second electric heating elements 420 are connected in parallel.
  • one end of the bus conductor 520 a is connected to the connector 524 .
  • One end of the bus conductor 520b is connected to a connector 524 via a protective circuit component 522 such as a thermostat or thermal fuse.
  • the protection circuit component 522 is configured to open the circuit when it reaches a certain temperature to protect the second heater sheet 514 from overheating. Furthermore, when a thermostat is used, when the temperature drops to a certain level, the circuit is closed and the current is restored, so it can function as a simple temperature control device. Connector 524 is also connected to AC power source 610 .
  • FIG. 7 is a diagram showing a second heater sheet 714 according to Modification 2. As shown in FIG. In the second heater sheet 714 according to Modification 2, one second heater sheet 714 electrically insulates and surrounds one second electric heating element 420 having self-regulating properties. A second insulating member 422 is provided so that the second electric heating element 420 can be connected to the second electric heating element 420 of another second heater sheet 714 . In FIG. 7, the configuration of the second electric heating element 420 and the bus conductors 520a and 520b in the second insulating member 422 is indicated by solid lines for explanation. 420 is surrounded by a second insulating member 422 .
  • the second heater sheet 714 has bus conductors 520a and 520b substantially parallel to each other in the longitudinal direction.
  • An end of the meandering second electric heating element 420 is connected to each of the bus conductors 520a and 520b. That is, one end of the meandering second electric heating element 420 is connected to the bus conductor 520a, and the other end is connected to the bus conductor 520b via the protection circuit component 522.
  • Both ends of bus conductors 520a and 520b are connected to connectors 524, respectively.
  • the connector 524 can be connected to the AC power source 610 or to a connector 524 provided on another second heater sheet 714 . That is, by connecting the plurality of second heater sheets 714, the plurality of second electric heating elements 420 are provided in parallel.
  • the second heater sheet 714 according to Modification 2 includes one second electric heating element 420 in one second heater sheet 724, and is connected to another second heater sheet 724 via a connector 524, whereby a plurality of heater sheets 714 are heated. is configured to be connected to the second electric heating element of That is, the configuration is such that the second heater sheet having the self-controlling property can be extended like a vine. Even in this case, an effect similar to that of the piping heater 22 described above can be obtained.
  • the pipe heaters 22 are provided in the gas pipes 10 and 40 that supply gas to the processing chamber 201
  • the present disclosure is not limited to this, and the pipe heaters 22 are used in the exhaust pipe 231. It can be suitably applied in any case.
  • the nominal diameter of the exhaust pipe 231 is preferably 20 mm or less, for example, 3/4 inch or less.
  • the present disclosure to a pipe with a nominal diameter of 20 mm or less, the heating uniformity of the pipe is improved.
  • the longitudinal directions of the first heater sheet 412 and the second heater sheet 414 are arranged to face each other with the gas pipe 10 sandwiched from both sides so that the longitudinal directions of the gas pipes 10 and 40 are aligned.
  • the present disclosure is not limited to this, and when the first heater sheet 412 and the second heater sheet 414 are arranged in a double spiral in the longitudinal direction of the gas pipes 10 and 40, can also be suitably applied.
  • first heater sheet 412 and the second heater sheet 414 are separately provided in order to improve workability and adhesion at the bent portion
  • the present disclosure is limited to this.
  • it can also be suitably applied to pipes having a small number of curved sections, in which the long sides of the pipes are joined together and formed integrally.
  • perforations can be added to the seams so that they can be separated at an arbitrary point during construction.
  • the present disclosure is not limited to this, and may be formed in a curved surface shape close to the curvature radius of the pipe in advance.
  • the present invention can be suitably applied to tape heaters having different degrees of flexibility, jacket heaters, and various pipe heaters such as rubber heaters.
  • a device may be provided to actively and variably control the supplied power based on the actual temperature of the gas pipe 10 at the location where the second heater sheet 414 is provided. In that case, since it becomes a multi-input multi-output control system, parameters can be tuned using a technique such as Virtual Reference Feedback Tuning.
  • a substrate processing apparatus which is a batch-type vertical apparatus that processes a plurality of substrates at once.
  • the present invention can be suitably applied to film formation using a single substrate processing apparatus for processing one or several substrates.
  • thermocouple temperature sensor 552 heat insulating member 600 temperature controller

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Abstract

加熱対象物の温度を均一化させることができる。　自己制御性を有さない第１電熱体と、第１電熱体を電気的に絶縁して包囲する第１絶縁部材と、を有し、加熱対象物の形状に合わせて変形可能な第１ヒータシートと、自己制御性を有する１又は複数の第２電熱体と、第２電熱体を電気的に絶縁して包囲する第２絶縁部材と、を有し、加熱対象物の形状に合わせて変形可能な１又は複数の第２ヒータシートと、を備える。

Description

ヒータアセンブリ、基板処理装置及び半導体装置の製造方法
　本開示は、ヒータアセンブリ、基板処理装置及び半導体装置の製造方法に関する。
　半導体装置の製造工程の一工程として、処理容器内をヒータにより加熱しながら、処理容器内に載置された基板上に膜を形成する処理が行われることがある。また、処理容器内の温度ムラを抑制するために、処理容器内にガスを供給する配管や炉口部を加熱する技術が用いられることがある（例えば特許文献１及び特許文献２参照）。
特開２００９－１７６９４２号公報 特開２０２０－０４７９１１号公報
　本開示は、加熱対象物の温度を均一化させることが可能な技術を提供することを目的とする。
　本開示の一態様によれば、
　自己制御性を有さない第１電熱体と、前記第１電熱体を電気的に絶縁して包囲する第１絶縁部材と、を有し、加熱対象物の形状に合わせて変形可能な第１ヒータシートと、
　自己制御性を有する１又は複数の第２電熱体と、前記第２電熱体を電気的に絶縁して包囲する第２絶縁部材と、を有し、前記加熱対象物の形状に合わせて変形可能な１又は複数の第２ヒータシートと、
　を備えた技術が提供される。
　本開示によれば、加熱対象物の温度を均一化させることができる。
本開示の一実施形態における基板処理装置の縦型処理炉の概略を示す縦断面図である。 本開示の一実施形態における基板処理装置のコントローラの機能構成を説明する図である。 本開示の一実施形態における基板処理工程を示すフロー図である。 図４（Ａ）は、図１におけるＡで示される部分の拡大図である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＡ－１線断面図である。図４（Ｃ）は、図４（Ａ）の配管ヒータの構成について説明するための部分拡大図である。 本開示の配管ヒータの構成を示すブロック図である。 本開示の一実施形態における第２ヒータシートの変形例を示す図である。 本開示の一実施形態における第２ヒータシートの変形例を示す図である。
（１）基板処理装置の構成
　以下、実施形態について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明を省略することがある。なお、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本開示の解釈を限定するものではない。
（処理炉）
　図１に示すように、ヒータ２０７の内側に、基板であるウエハ２００を処理する処理容器として反応管２０３が設けられる。この反応管２０３の下端には炉口部としてのインレットフランジ２１０が設けられ、インレットフランジ２１０は蓋体であるシールキャップ２１９により気密部材であるＯリング２２０を介して気密に閉塞されている。また、インレットフランジ２１０には、インナーチューブ２０４が載置されている。少なくとも、反応管２０３、インナーチューブ２０４、インレットフランジ２１０、シールキャップ２１９により処理室２０１を形成している。シールキャップ２１９には石英キャップ２１８を介して基板保持部であるボート２１７が設置されている。石英キャップ２１８、ボート２１７は処理室２０１内外に搬入出される。ボート２１７にはバッチ処理される複数のウエハ２００が水平に多段に積載される。ヒータ２０７は処理室２０１に挿入されたウエハ２００を所定の温度に加熱する。
　処理室２０１には第１の処理ガス(原料ガス)を供給するガス管としてのガス配管１０と第２の処理ガス(反応ガス)を供給するガス配管１１とが連通される。ガス配管１０には、上流側から、第１の処理ガスとしての原料ガスを供給するガス供給器４、ガス供給器４からの原料ガスの流量を制御する流量制御器（マスフローコントローラ：ＭＦＣ）４１、原料ガスの流路を開閉するバルブ３４が設けられている。ガス配管１０からは、ガス供給器４、ＭＦＣ４１、バルブ３４を介し、さらに処理室２０１内に設置されたノズル２３４を介して、処理室２０１内に原料ガスが供給される。ガス配管１０、ＭＦＣ４１、バルブ３４、ノズル２３４により第１の処理ガス供給系（原料ガス供給系ともいう）が構成される。
　ガス配管１１には、上流側から、第２の処理ガスとしての反応ガスを供給するガス供給器５、ガス供給器５からの反応ガスの流量を制御するＭＦＣ３２、反応ガスの流路を開閉するバルブ３５が設けられている。ガス配管１１からは、ガス供給器５、ＭＦＣ３２、バルブ３５を介して、さらに処理室２０１内に設置されたノズル２３３を介して、処理室２０１内に反応ガスが供給される。ガス配管１１、ＭＦＣ３２、バルブ３５、ノズル２３３により第２の処理ガス供給系（反応ガス供給系ともいう）が構成される。
　ガス供給器４から処理室２０１までのガス配管１０の周りには、加熱対象物であるガス配管１０を加熱する配管ヒータ２２が設けられている。配管ヒータ２２は、詳細には後述するが、シート状のヒータである第１ヒータシートと第２ヒータシートにより構成されるヒータアセンブリとして用いられる。
　ガス配管１０には、不活性ガスを供給するためのガス配管４０が、バルブ３９を介してバルブ３４の下流側に接続されている。ガス配管４０のバルブ３９からガス配管１０との接続点の間にも、配管ヒータ２２が設けられる。また、ガス配管１１には、不活性ガスを供給するためのガス配管６がＭＦＣ３３、バルブ３６を介してバルブ３５の下流側に接続されている。
　ガス配管１０，４０は、ウエハ２００を処理する処理室２０１へガスを供給するための配管である。また、ガス配管１０，４０は、２５ｍｍ以下の呼び径を有する。半導体プロセスガスの供給配管の典型的な呼び径は、８，１０，１５，２０及び２５ｍｍ（それぞれ１／４，３／８，１／２，３／４及び１インチ）である。またこれらの配管の典型的な肉厚は、０．７１から２．１１ｍｍである。
　なお、本実施形態では第２の処理ガス供給系に配管ヒータを設けていないが、第２の処理ガスに応じて適宜本実施形態における配管ヒータ２２を設けるようにしてもよい。
　処理室２０１は、ガスを排気する排気側のガス配管としての排気配管２３１によりＡＰＣバルブ２４３を介して真空ポンプ２４６に接続されている。排気配管２３１、ＡＰＣバルブ２４３、真空ポンプ２４６によりガス排気系が構成されている。
　反応管２０３の下部から上部へ縦方向に延在して、ノズル２３４が設置されている。そしてノズル２３４には原料ガスを分配し供給するための複数のガス供給孔が設けられている。このガス供給孔は、インナーチューブ２０４を介して対向するウエハ２００とウエハ２００の間の位置に開けられ、ウエハ２００に処理ガスが配給される。ノズル２３４の位置より反応管２０３の内周方向に離れた位置に、ノズル２３３がノズル２３４と同様に設置されている。このノズル２３３にも同様に複数のガス供給孔が設けられている。ノズル２３４は上述の通りガス配管１０に連通し、処理室２０１内に原料ガス及びガス配管１０に接続されたガス配管４０からの不活性ガスを配給する。また、ノズル２３３は上述の通りガス配管１１に連通し、処理室２０１内に、反応ガス及びガス配管１１に接続されたガス配管６からの不活性ガスを配給する。ノズル２３４及びノズル２３３から交互に処理室２０１内に処理ガスが供給されて成膜が行われる。
　インナーチューブ２０４内には複数枚のウエハ２００を多段に同一間隔で載置するボート２１７が設けられており、このボート２１７はボートエレベータにより処理室２０１内に出入りできるようになっている。また、処理の均一性を向上するためにボート２１７を回転するための回転手段であるボート回転機構２６７が設けてあり、ボート回転機構２６７を回転することにより石英キャップ２１８に保持されたボート２１７を回転するようになっている。
（コントローラ３２１の機能構成）
　次に、制御部としてのコントローラ３２１について図２を用いて説明する。
　コントローラ３２１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）３２１ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）３２１ｂ、記憶装置３２１ｃ、Ｉ／Ｏポート３２１ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ３２１ｂ、記憶装置３２１ｃ、Ｉ／Ｏポート３２１ｄは、内部バス３２１ｅを介して、ＣＰＵ３２１ａとデータ交換可能なように構成されている。コントローラ３２１には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置３２２が接続されている。
　記憶装置３２１ｃは、例えばフラッシュメモリ等で構成される。記憶装置３２１ｃ内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件などが記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。なお、プロセスレシピは、後述する基板搬入工程Ｓ１０２から基板搬出工程Ｓ１０６までを含む基板処理工程における各手順をコントローラ３２１に実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものである。また、ＲＡＭ３２１ｂは、ＣＰＵ３２１ａによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域(ワークエリア)として構成されている。
　Ｉ／Ｏポート３２１ｄは、上述のＭＦＣ３２，３３，４１、バルブ３４，３５，３６，３９、圧力センサ、ＡＰＣバルブ２４３、真空ポンプ２４６、ヒータ２０７、温度調節器６００、第１ヒータシート４１２、温度センサである熱電対５５０、第２ヒータシート４１４、ボート回転機構２６７、ボートエレベータ等に接続されている。
　ＣＰＵ３２１ａは、記憶装置３２１ｃから制御プログラムを読み出して実行すると共に、操作表示部としての入出力装置３２２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置３２１ｃからプロセスレシピを読み出すように構成されている。そして、ＣＰＵ３２１ａは、読み出したプロセスレシピの内容に沿うように、ＭＦＣ３２，３３，４１による各種ガスの流量調整動作、バルブ３４，３５，３６，３９の開閉動作、ＡＰＣバルブ２４３の開閉動作及びＡＰＣバルブ２４３による圧力センサに基づく圧力調整動作、ヒータ２０７の温度調整動作、熱電対５５０に基づく温度調節器６００による第１ヒータシート４１２の温度調整動作、第２ヒータシート４１４の自己温度制御動作、真空ポンプ２４６の起動および停止、ボート回転機構２６７によるボート２１７の回転および回転速度調節動作、ボートエレベータによるボート２１７の昇降動作等を制御するように構成されている。
　なお、コントローラ３２１は、外部記憶装置（例えば、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）３２３に格納された上述のプログラムを、コンピュータにインストールすることにより構成することができる。記憶装置３２１ｃや外部記憶装置３２３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成されている。以下、これらを総称して、単に、記録媒体ともいう。本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置３２１ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置３２３単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。なお、コンピュータへのプログラムの提供は、外部記憶装置３２３を用いず、インターネットや専用回線等の通信手段を用いて行ってもよい。
（２）基板処理工程
　次に、半導体製造装置としての基板処理装置を使用して、半導体装置の製造方法である半導体装置の製造工程の一工程であり、基板を処理する基板処理方法である基板処理工程の概略について図３を用いて説明する。この基板処理工程は、例えば、半導体装置を製造するための一工程である。なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作や処理は、コントローラ３２１により制御される。
　ここでは、基板としてのウエハ２００に対して、第１の処理ガス（原料ガス）と第２の処理ガス（反応ガス）とを交互に供給することで、ウエハ２００上に膜を形成する例について説明する。以下、原料ガスとして常温で液体のＳｉ含有原料ガスであるＳｉ原料ガスを用い、反応ガスとしてＮ含有原料ガスであるＮＨ３（アンモニア）ガスを用いてウエハ２００上に薄膜としてＳｉＮ（シリコン窒化）膜を形成する例について説明する。なお、例えば、ウエハ２００上には、予め所定の膜が形成されていてもよく、また、ウエハ２００又は所定の膜には予め所定のパターンが形成されていてもよい。
（基板搬入工程Ｓ１０２）
　まず、ウエハ２００をボート２１７に装填し、処理室２０１内へ搬入し、基板搬入工程Ｓ１０２を行う。
（成膜工程Ｓ１０４）
　次に、ウエハ２００の表面上に薄膜を形成する成膜工程Ｓ１０４を行う。成膜工程は次の４つのステップを順次実行する。なお、ステップ１～４の間は、ヒータ２０７により、ウエハ２００を所定の温度に加熱しておく。また、配管ヒータ２２は、ガス配管１０及びガス配管４０の一部を所定の設定温度に加熱する。所定の設定温度は、原料ガスに応じて適宜設定される。本実施の形態では、原料ガスとして液体原料を気化させたガスが用いられるので、成膜工程Ｓ１０４の間、例えば、液化を防ぐために必要な所定の設定温度として１８０℃以上に加熱される。
［ステップ１］
　ステップ１では、Ｓｉ原料ガスを流す。まず、ガス配管１０に設けたバルブ３４と排気配管２３１に設けたＡＰＣバルブ２４３を共に開けて、ガス供給器４からＭＦＣ４１により流量調節されたＳｉ原料ガスをガス配管１０に通し、ノズル２３４のガス供給孔から処理室２０１内に供給しつつ、排気配管２３１から排気する。この際、配管ヒータ２２はガス配管１０及びガス配管４０の一部を所定温度に加熱する。また、この際、処理室２０１内の圧力を所定の圧力に保つ。これにより、ウエハ２００の表面にシリコン（Ｓｉ）薄膜を形成する。
［ステップ２］
　ステップ２では、ガス配管１０のバルブ３４を閉めてＳｉ原料ガスの供給を止める。排気配管２３１のＡＰＣバルブ２４３は開いたままにし、真空ポンプ２４６により処理室２０１を排気し、残留ガスを処理室２０１から排除する。また、ガス配管４０に設けられたバルブ３９を開けて、ガス配管４０からＮ２等の不活性ガスを処理室２０１に供給し処理室２０１のパージを行い、処理室２０１内の残留ガスを処理室２０１外に排出する。さらに、ガス配管６に設けられたバルブ３６を開けて、ＭＦＣ３３により流量調節されたＮ２等の不活性ガスをガス配管６からも処理室２０１に供給する。
［ステップ３］
　ステップ３では、ＮＨ３ガスを流す。配管１１に設けられた、バルブ３５と排気配管２３１に設けられたＡＰＣバルブ２４３を共に開け、ガス供給器５からＭＦＣ３２により流量調節されたＮＨ３ガスをガス配管１１に通し、ノズル２３３のガス供給孔から処理室２０１に供給しつつ、排気配管２３１から排気する。また、処理室２０１の圧力を所定の圧力に調整する。ＮＨ３ガスの供給により、Ｓｉ原料ガスがウエハ２００の表面に形成したＳｉ薄膜とＮＨ３ガスが表面反応して、ウエハ２００上にＳｉＮ膜が形成される。
［ステップ４］
　ステップ４では、再び不活性ガスによる処理室２０１のパージを行う。ガス配管１１のバルブ３５を閉めて、ＮＨ３ガスの供給を止める。排気配管２３１のＡＰＣバルブ２４３は開いたままにし、真空ポンプ２４６により処理室２０１を排気し、残留ガスを処理室２０１から排除する。また、ガス配管６に設けられたバルブ３６を開けて、ＭＦＣ３３により流量調節されたＮ２等の不活性ガスをガス配管６より処理室２０１に供給して処理室２０１のパージを行う。さらに、ガス配管４０に設けられたバルブ３９を開けて、ガス配管４０からもＮ２等の不活性ガスを処理室２０１に供給する。
　上記ステップ１～４を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことによりウエハ２００上に所定膜厚のＳｉＮ膜を形成する。
（基板搬出工程Ｓ１０６）
　次に、ＳｉＮ膜が形成されたウエハ２００が載置されたボート２１７を、処理室２０１から搬出する。
　本実施形態によれば、少なくとも配管ヒータ２２により加熱した状態でガス配管１０から処理室２０１に原料(Ｓｉ原料ガス)を供給する構成となっているので、原料ガスの液化を抑制し、処理室２０１にパーティクルを含むガスが供給されることを防ぐことができる。言い換えれば、温度の上昇と共に飽和蒸気圧が上がり、液化を起こさせることなく供給できる圧力及び量を増加させることができる。なお、ガス配管１０は、上流から下流に亘って均一な温度或いは下流に行くほど緩やかに上昇する温度分布で加熱されることが望ましい。温度ムラはガス配管１０が原料ガスよりも低温となる状況を引き起こしうる。その結果、液化のリスクが生じる。ガス配管１０やガス配管４０が長い場合、配管ヒータ２２は、複数に分割して設けられうる。
　なお、本実施形態において、ステップ１～４のサイクルを複数回繰り返している間、少なくとも、配管ヒータ２２はガス配管１０及びガス配管４０を加熱し続けており、所定の設定温度を保つようにしている。
（３）配管ヒータ２２の構成
　次に、本実施形態における配管ヒータ２２の詳細について、図４（Ａ）～図４（Ｃ）を用いて説明する。以下において、ガス配管１０に設置された配管ヒータ２２を用いて説明する。
　配管ヒータ２２は、第１ヒータシート４１２と、１又は複数の第２ヒータシート４１４により構成される。第１ヒータシート４１２と第２ヒータシート４１４は、それぞれ加熱対象物であるガス配管１０の形状に合わせて変形可能なシート状に形成され、ＳＵＳ等の金属部材で構成されるガス配管１０に巻き付けて用いられる。
　ここで、ガス配管１０は、直線区間と屈曲区間とを有し、内部に流体が流通するよう構成されている。つまり、ガス配管１０は屈曲部を有し、第１ヒータシート４１２と第２ヒータシート４１４は、ガス配管１０の屈曲部の内側と外側にそれぞれ対向して配置される。言い換えれば、第１ヒータシート４１２と第２ヒータシート４１４は、ガス配管１０を両側から挟んで対向するように配置される。つまり、第２ヒータシート４１４は、ガス配管１０を挟んで第１ヒータシート４１２と対向する位置に配置される。なお、ガス配管１０の屈曲部の内側と外側のどちらに、第１ヒータシート４１２又は第２ヒータシート４１４を配置してもよい。このように、ガス配管１０の屈曲部の内側と外側にそれぞれ第１ヒータシート４１２と第２ヒータシート４１４を配置することにより、屈曲部の内側と外側の長さの違いがそれぞれのヒータシートに受容され、ガス配管１０との密着性が高まるため、ガス配管が複雑な形状であってもガス配管の加熱温度均一性を向上させることができる。
　第１ヒータシート４１２は、ガス配管１０の外周の半分に略一致するか僅かに短い幅を有し、第１ヒータシート４１２の長手方向をガス配管１０の延伸方向に合わせて、設けられうる。
　また、第１ヒータシート４１２は、発熱線である第１電熱体４１６と、第１電熱体４１６を電気的に絶縁して包囲する第１絶縁部材４１８と、を有する。第１電熱体４１６は、例えばニクロム線であり、通電されることによって生じた熱を放熱する。また、第１絶縁部材４１８は、ポリイミド又はフルオロエチレン重合体のフィルムやガラスクロス等であって、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等が用いられる。第１ヒータシート４１２は、ガス配管１０の長手方向に亘って密着して設けられる。
　第２ヒータシート４１４は、ガス配管１０の外周の半分に略一致するか僅かに短い幅を有し、第２ヒータシート４１４の長手方向をガス配管１０の延伸方向に合わせて、設けられうる。
　第２ヒータシート４１４は、自己制御性を有する１又は複数の発熱線である第２電熱体４２０と、第２電熱体４２０を電気的に絶縁して包囲する第２絶縁部材４２２と、を有する。ここで、自己制御とは、発熱量が温度によって自動的に増減する機能を有することを意味している。すなわち、第２電熱体４２０は、第２電熱体４２０自身の温度によって抵抗値を大きくしたり、小さくすることにより、発熱量が自律的に負帰還制御され、環境の変化に対して第２電熱体４２０の温度が安定化されうる。なお、第２ヒータシート４１４のように、自己制御性を有するヒータを、オートトレースヒータと称することもできる。
　第２電熱体４２０は、第１電熱体４１６よりも高い正の温度係数を有する抵抗線またはメタライズ膜であり、例えばＭＷＳ－１２０の呼称で知られる７０％のニッケルと３０％の鉄からなる合金等が利用できる。また、第２電熱体４２０の電気抵抗は、所定の設定温度において、０．５％／℃以上、より好適には１％／℃以上の正の温度係数を有する。また、第２電熱体４２０は、設定温度から所定温度であって、例えば２０℃から３０℃低い値に自己制御するように抵抗値と給電電圧が設定される。具体的には、設定温度が１８０℃である場合に、第２電熱体４２０による温度が１５０℃から１６０℃の時の発熱量が、ガス配管１０を１８０℃に加熱するのに必要な発熱量と同じかそれ以下になるように、より好適には必要な発熱量の５０～７０％となるように、抵抗値等が選択される。このように、第２ヒータシート４１４による温度を、設定温度より低い温度に設定し、熱電対５５０が設けられた第１ヒータシート４１２により設定温度に調整することにより、ガス配管１０の温度均一性を向上させることができる。
　また、第２絶縁部材４２２は、ポリイミド又はフルオロエチレン重合体のフィルムやガラスクロス等であって、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が用いられる。第２ヒータシート４１４は、ガス配管１０の長手方向に亘って密着して設けられる。
　つまり、第１ヒータシート４１２と第２ヒータシート４１４は、発熱線が異なる。また、第１ヒータシート４１２と第２ヒータシート４１４は、絶縁部材の材質が同じであることが好ましい。第１電熱体４１６、第１絶縁部材４１８、第２電熱体４２０及び第２絶縁部材４２２に可撓性を有する素材を用いたため、第１ヒータシート４１２と第２ヒータシート４１４は可撓性を有し、長手方向及び幅方向の両方に曲げることができ、ガス配管１０の形状に合わせて変形可能である。第１絶縁部材４１８や第２絶縁部材４２２には、曲げやすくするために、絶縁性能を損なわない程度の溝や切れ込みを設けることができる。
　また、第１ヒータシート４１２と、第２ヒータシート４１４は、幅つまり長手方向に直交する方向の長さが、略等しく、第１ヒータシート４１２と第２ヒータシート４１４は、横幅、厚み、絶縁部材の材質の少なくとも１つが同じであることが好ましい。さらに、第１ヒータシート４１２と第２ヒータシート４１４は、同一形状であることが好ましい。このように、配管ヒータ２２における第１ヒータシート４１２と第２ヒータシート４１４の形状や材質を同等とすることにより、ガス配管の温度均一性を向上させることができるとともに製作コストが低減できる。
　また、第１ヒータシート４１２と第２ヒータシート４１４はそれぞれ、ガス配管１０の外周の半分に略対応する幅を有し、第１ヒータシート４１２及び第２ヒータシート４１４の長手方向が、ガス配管１０の長手方向にそれぞれ沿うように設置される。このように構成することにより、ガス配管１０の外側表面の実質的に全てが、第１ヒータシート４１２又は第２ヒータシート４１４に接することとなる。また第１ヒータシート４１２と第２ヒータシート４１４のそれぞれの幅方向の中心線の間を、ガス配管１０の外側表面に沿って測った距離が、外周の長さの１／２以下となる。或いは、その距離はガス配管１０の肉厚の２０倍以下となる。このように構成することで、後述するように第１ヒータシート４１２と第２ヒータシート４１４は単位面積当たりの発熱量又は温度が異なっても、ガス配管１０の温度偏差は、ガス配管１０自体の熱伝導により十分小さく抑えることができる。ガス配管の温度均一性の観点において、上述の距離は小さければ小さいほど良い。
　また、第１ヒータシート４１２と第２ヒータシート４１４の外側には断熱部材５５２が設けられている。すなわち、断熱部材５５２は、ガス配管１０を、第１ヒータシート４１２及び第２ヒータシート４１４の外側から覆うように構成されている。言い換えれば、第１ヒータシート４１２と第２ヒータシート４１４の外周側は、断熱部材５５２で覆われて包囲される。断熱部材５５２は、図示しない結束バンド等で固定され、第１ヒータシート４１２と第２ヒータシート４１４は、ガス配管１０にフィットした状態で維持される。
　また、図４（Ｂ）に示すように、断熱部材５５２と第１ヒータシート４１２の内側における、第１ヒータシート４１２とガス配管１０の間には、ガス配管１０若しくは第１電熱体４１６と熱的に結合するように熱電対５５０が設けられている。熱電対５５０は、第１ヒータシート４１２と分離可能に構成され、ガス配管１０の温度を検出する。熱電対５５０は、ガス配管１０に接触することによりガス配管１０に熱的に結合するように装着される。また、熱電対５５０は、１つの第１ヒータシート４１２に対応して１つのみ設けられる。つまり、第２ヒータシート４１４への通電量は、熱電対により検出して制御しない。
　また、図４（Ｃ）に示すように、例えば、１個の第１ヒータシート４１２に対して、２個の第２ヒータシート４１４が、ガス配管１０を介して第１ヒータシート４１２の対向する側に設けられている。そして、２個の第２ヒータシート４１４は、ガス配管１０を介して第１ヒータシート４１２の対向する側で、長手方向に連なって配置されている。また、２個の第２ヒータシート４１４は、ＡＣ電源６１０に対して、電気的に並列に接続されている。
　つまり、第２ヒータシート４１４はＮ（Ｎは２以上の整数）個設けられ、Ｎ個の第２ヒータシート４１４のそれぞれは、第１ヒータシート４１２の１／Ｎに相当する長手方向の長さを有する。また、第２ヒータシート４１４はＮ個設けられ、Ｎ個の第２ヒータシート４１４は、電気的に並列に接続されている。すなわち、第２ヒータシート４１４は、長手方向に分割されて、それぞれの第２ヒータシート４１４が並列接続されるよう構成されている。このように構成することにより、それぞれの第２ヒータシート４１４は、熱的に結合しているガス配管１０の温度が低いほど多く発熱するので、ガス配管の温度均一性を向上させることが可能となる。更に、加熱対象物であるガス配管が複雑な形状である場合であっても、ガス配管に配管ヒータ２２を密着させやすくなり、加熱温度均一性の向上に寄与しうる。
　なお、第２ヒータシート４１４は、第１ヒータシート４１２と対応する長さを有するように構成してもよい。この際、第２ヒータシート４１４は、内部で電気的に並列接続された複数の第２電熱体を有する。
　ここで、配管ヒータには温度均一性が重要であるが、均一性を悪化させる要因として周囲の環境や加熱対象物であるガス配管の複雑な形状が挙げられる。つまり、ヒータとガス配管との密着度や、断熱部材５５２の周囲への放熱量、ガスとガス配管の間の熱の移動によって、ガス配管を一定の温度に保つのに必要なヒータの加熱量又は温度は、位置によって異なる。一方で、１つの熱電対で１つのヒータを制御する原則に基づく典型的な配管加熱技術では、その１点の温度を設定温度にするように温度調節器はヒータ全体に同じ電流を流して加熱させている。この問題点に対して配管ヒータの長さを短くする技術を用いてもよいが、制御点数の増加によりコストアップの問題が発生する。また、自己制御性を有するヒータのみを用いてガス配管全体を制御した場合、ヒータの長さを短くすることは可能だが、自己制御性を有する電熱体は温度精度が悪く、温度を所定の絶対値に保つことが求められるガス配管には使用が困難な場合が多い。
　本件開示者等は、上述の問題を解決するために、配管ヒータ２２を、自己制御性を有さない電熱体を用いた第１ヒータシート４１２と、自己制御性を有する電熱体を用いた第２ヒータシート４１４の複合体として構成することにより、制御点数を増加させることなくガス配管の加熱均一性を向上させることができることを見出した。
　図５は、本実施形態において用いられる配管ヒータ２２の構成を説明するためのブロック図である。
　第１ヒータシート４１２には、ＳＳＲ６０８を介して、交流電源であるＡＣ電源６１０が接続されている。すなわち、ＡＣ電源６１０は、所定の実効電圧、例えば１００Ｖで電力を供給する。ＡＣ電源６１０はＳＳＲ６０８を介して第１ヒータシート４１２の第１電熱体４１６に電力を供給する。
　ＳＳＲ６０８は、ＡＣ電源６１０と第１ヒータシート４１２を含む回路に直列に挿入されている。また、ＳＳＲ６０８は、温度調節器６００からのリレー出力に応じてＡＣ電源６１０から入力された交流電圧の通電のオンオフを切り換える。
　温度調節器６００は、熱電対５５０による検知温度と設定温度とを比較し、熱電対５５０の検知温度を所定の設定温度に近づけるように、第１ヒータシート４１２（第１電熱体４１６）への通電のオンオフを制御するよう構成されている。具体的には、温度調節器６００は、熱電対５５０による検知温度が設定温度よりも低い場合には、リレー出力をオンにして第１ヒータシートに通電する。また、温度調節器６００は、熱電対５５０による検知温度が設定温度より高い場合には、リレー出力をオフにして第１ヒータシートへの通電を切る。温度調節器６００は、非ゼロの積分ゲインを有するＰＩＤ制御によって実現されうる。この場合、検知温度と設定温度の偏差は０に収束するので、高い温度精度が得られる。なお、ＳＳＲ６０８の代わりに電力調整器等を用いて、温度調節器６００が、熱電対５５０の検知温度を所定の設定温度に近づけるように、第１ヒータシート４１２（第１電熱体４１６）への通電量を連続的に可変制御するよう構成してもよい。
　複数の第２ヒータシート４１４には、交流電源であるＡＣ電源６１０がそれぞれ並列接続されている。すなわち、ＡＣ電源６１０は、複数の第２ヒータシート４１４のそれぞれの第２電熱体４２０に一定の実効電圧を供給する。つまり、それぞれの第２ヒータシート４１４（第２電熱体４２０）には、熱電対５５０の検知温度に関わらず実質的に一定の電圧が印加される。一定の電圧は、第１電熱体４１６に通電せずに第２電熱体４２０だけで加熱した場合のガス配管１０の温度が、所定の設定温度よりも、所定温度低くなるように設定される。なお第２ヒータシート４１４に電力を供給するＡＣ電源を別途設けてもよく、第２ヒータシート４１４に供給される実効電圧は、ＳＳＲ６０８がオンのときに第１ヒータシート４１２に供給される実効電圧と異なっても良い。また、ＡＣ電源６１０により供給される一定の電圧は、熱電対５５０の検知温度が所定の設定温度に収束した状態において、第１電熱体４１６の発熱量と第２電熱体４２０の発熱量の比率が１／２以上且つ２以下になるように設定される。この比率が１／２未満又は２より大きいと、ガス配管１０の円周方向における温度偏差を十分小さく維持できなくなったり、設定温度に基づく制御が不能になったり、第２ヒータシートの自己制御性の発揮が不十分になったりする恐れがある。１／２以上且つ２以下の範囲内であれば、第２電熱体４２０の発熱量の比率が大きい方が温度偏差を縮小する能力が高くなり、所望の自己制御性で安定的にガス配管１０の加熱を行うことができる。
　そして、コントローラ３２１は、熱電対５５０により検出される検知温度(実測値)に基づいて第１ヒータシート４１２に出力する電力を示す操作量（出力値）を調整して、ガス配管１０の温度(実測値)をそれぞれの所定の設定温度（設定値）に追従させるように制御する。
　すなわち、本開示では、ガス配管１０，４０の一方の面に自己制御性を有する電熱体を用いたヒータを配置し、他方の面に通常の自己制御性を有さないニクロム線等の電熱体を用いたヒータを配置して、２種類のヒータを用いた制御を行う。つまり、自己制御性を有する第２ヒータシート４１４によりガス配管１０，４０を所定の設定温度近傍まで、温度の空間的な偏差を縮小するような加熱を行い、第１ヒータシート４１２により熱電対５５０を用いた検知温度により所定の設定温度に制御する。このように第２ヒータシート４１４への通電量を、熱電対５５０により検出して制御しないで加熱し、一様に加熱する第１ヒータシート４１２への通電量のみを、熱電対５５０により検出して制御することにより、ガス配管１０，４０の温度ムラが抑制され、ガス配管１０，４０の加熱温度を均一化させることができる。
　つまり、自己制御性を有する第２ヒータシート４１４により所定の設定温度近傍まで加熱を行い、第１ヒータシート４１２により所定の設定温度に温度調整を行うため、加熱対象物であるガス配管１０，４０の温度の精度を維持しつつ均一性が向上される。
　従い、例えば、ガス配管１０，４０の温度低下による処理ガスの液化が抑えられることで、炉口部に溜まることがない。よって、膜厚への影響が抑えられるので基板の処理品質の低下が抑えられる。
（４）他の実施形態
　以上、本開示の種々の典型的な実施形態を説明してきたが、本開示はそれらの実施形態に限定されず、適宜組み合わせて用いることもできる。
　例えば、上述した態様における、第２ヒータシート４１４は、以下に示す変形例のように変形することができる。特に説明がない限り、各変形例における構成は、上述した態様における構成と同様であり、説明を省略する。
（変形例１）
　図６は、変形例１に係る第２ヒータシート５１４を示す図である。
　変形例１に係る第２ヒータシート５１４は、第１ヒータシート４１２と対応する長さを有し、内部で電気的に並列接続された複数の第２電熱体４２０を有する。具体的には、第２ヒータシート５１４は、１つの第２ヒータシート５１４が、自己制御性を有する複数の第２電熱体４２０と、複数の第２電熱体４２０を電気的に絶縁して包囲する第２絶縁部材４２２を備えるよう構成されている。なお、図６において、第２絶縁部材４２２内の第２電熱体４２０及びバス導線５２０ａ，５２０ｂの構成を説明のため実線で示しているが、バス導線５２０ａ，５２０ｂの一部及び複数の第２電熱体４２０は、第２絶縁部材４２２に包囲されている。
　具体的には、第２ヒータシート５１４は、長手方向の両端側に略平行にバス導線５２０ａ，５２０ｂを備えている。そして、バス導線５２０ａ，５２０ｂのそれぞれに、蛇行状の第２電熱体４２０の端部がそれぞれ接続されている。すなわち、蛇行状の第２電熱体４２０の一端がバス導線５２０ａに接続され、他端がバス導線５２０ｂに接続されている。そして、複数の第２電熱体４２０がそれぞれ並列接続される。また、バス導線５２０ａの一端は、コネクタ５２４に接続されている。また、バス導線５２０ｂの一端は、サーモスタットや温度ヒューズ等の保護回路部品５２２を介してコネクタ５２４に接続されている。保護回路部品５２２は、一定の温度まで上がると回路を開き、第２ヒータシート５１４を過熱から保護するよう構成されている。更にはサーモスタットを用いた場合、一定の温度まで下がると回路が閉じ通電が復帰するので、簡易的な温度調整装置として機能することができる。また、コネクタ５２４は、ＡＣ電源６１０に接続される。
　すなわち、変形例１に係る第２ヒータシート５１４は、１つの第２ヒータシート５１４に複数の第２電熱体４２０が内部分割して設けられている。この場合であっても、上述した配管ヒータ２２と同様の効果が得られる。
（変形例２）
　図７は、変形例２に係る第２ヒータシート７１４を示す図である。
　変形例２に係る第２ヒータシート７１４は、１つの第２ヒータシート７１４が、自己制御性を有する１つの第２電熱体４２０と、１つの第２電熱体４２０を電気的に絶縁して包囲する第２絶縁部材４２２を備え、第２電熱体４２０が別の第２ヒータシート７１４の第２電熱体４２０と接続可能なように構成されている。なお、図７において、第２絶縁部材４２２内の第２電熱体４２０及びバス導線５２０ａ，５２０ｂの構成を説明のため実線で示しているが、バス導線５２０ａ，５２０ｂの一部及び第２電熱体４２０は、第２絶縁部材４２２に包囲されている。
　具体的には、第２ヒータシート７１４は、長手方向の両端側に略平行にバス導線５２０ａ，５２０ｂを備えている。そして、バス導線５２０ａ，５２０ｂのそれぞれに、蛇行状の第２電熱体４２０の端部が接続されている。すなわち、蛇行状の第２電熱体４２０の一端がバス導線５２０ａに接続され、他端が保護回路部品５２２を介してバス導線５２０ｂに接続されている。また、バス導線５２０ａ，５２０ｂの両端は、それぞれコネクタ５２４に接続されている。また、コネクタ５２４は、ＡＣ電源６１０に接続したり、別の第２ヒータシート７１４に設けられたコネクタ５２４に接続することができる。すなわち、複数の第２ヒータシート７１４を接続することにより、複数の第２電熱体４２０がそれぞれ並列して設けられる。
　すなわち、変形例２に係る第２ヒータシート７１４は、１つの第２ヒータシート７２４に一つの第２電熱体４２０を備え、コネクタ５２４を介して別の第２ヒータシート７２４に接続することにより複数の第２電熱体が接続されるよう構成されている。すなわち、自己制御性を有する第２ヒータシートを芋づる式に延長することが可能な構成となっている。この場合であっても、上述した配管ヒータ２２と同様の効果が得られる。
　なお、上記実施形態では、処理室２０１へガスを供給するガス配管１０，４０に配管ヒータ２２を設ける構成について説明したが、本開示はこれに限定されず、処理室２０１へガスを供給するガス配管１１，６に配管ヒータ２２を用いる場合にも、好適に適用できる。
　また、上記実施形態では、処理室２０１へガスを供給するガス配管１０，４０に配管ヒータ２２を設ける構成について説明したが、本開示はこれに限定されず、排気配管２３１に配管ヒータ２２を用いる場合にも、好適に適用できる。この場合、排気配管２３１の呼び径が２０ｍｍ以下であって、例えば３／４インチ以下であることが好ましい。このように、本開示を、呼び径が２０ｍｍ以下の配管に適用することにより、配管の加熱均一性が向上される。
　また、上記実施形態では、第１ヒータシート４１２と第２ヒータシート４１４の長手方向が、ガス配管１０，４０の長手方向にそれぞれ沿うように、ガス配管１０を両側から挟んで対向するように配置された構成について説明したが、本開示はこれに限定されず、第１ヒータシート４１２と第２ヒータシート４１４をガス配管１０，４０の長手方向に２重螺旋状に配置するようにした場合にも、好適に適用できる。
　また、上記実施形態では、屈曲部での施工性や密着性を向上させるため、第１ヒータシート４１２と第２ヒータシート４１４を別体にする例について説明したが、本開示はこれに限定されず、特に曲線区間が少ない配管に対しては、それぞれの長辺同士をつなぎ合わせて一体に形成する場合にも、好適に適用できる。更に、つなぎ目にミシン目を入れて、施工時に任意の箇所で切り離せるようにすることができる。
　また、上記実施形態では、配管ヒータ２２としてシート状のヒータシートを用いる例について説明したが、本開示はこれに限定されず、予め配管の曲率半径に近い曲面状に形成しても良く、可撓性の程度の異なるテープ状のテープヒータや、ジャケットヒータや、ラバーヒータ等の各種の配管ヒータを用いる場合にも、好適に適用できる。
　また、上記実施形態では、ウエハ２００上にＳｉＮ膜を形成する工程の一例について説明したが、本開示はこれに限定されず、配管ヒータ２２を用いて膜を形成、改質或いはエッチングする場合に、好適に適用できる。
　また、上記実施形態では、第２ヒータシート４１４は一定の実効電圧で給電される例について説明したが、本開示はこれに限定されず、第１ヒータシート４１２と同様に、熱電対及び温度調節器を備えて、第２ヒータシート４１４が設けられた箇所のガス配管１０の実際の温度に基づいて給電電力を能動的に可変制御するようにしてもよい。その場合は多入力多出力制御システムとなるので、Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　Ｆｅｅｄｂａｃｋ　Ｔｕｎｉｎｇ等の手法を用いてパラメータをチューニングすることができる。
　また、上記実施形態では、一度に複数枚の基板を処理するバッチ式の縦型装置である基板処理装置を用いて成膜する例について説明したが、本開示はこれに限定されず、一度に１枚または数枚の基板を処理する枚葉式の基板処理装置を用いて成膜する場合にも、好適に適用できる。
　また、上記実施形態では、加熱対象物として配管を加熱する場合を用いて説明したが、本開示はこれに限定されるものではない。
１０　　ガス配管
２２　　配管ヒータ
２００　ウエハ（基板）
２０１　処理室
２３１　排気配管
３２１　コントローラ
４１２　第１ヒータシート
４１４、５１４、７１４　第２ヒータシート
４１６　第１電熱体
４１８　第１絶縁部材
４２０　第２電熱体
４２２　第２絶縁部材
５５０　熱電対（温度センサ）
５５２　断熱部材
６００　温度調節器

Claims (16)

  1. 　自己制御性を有さない第１電熱体と、前記第１電熱体を電気的に絶縁して包囲する第１絶縁部材と、を有し、加熱対象物の形状に合わせて変形可能な第１ヒータシートと、
    　自己制御性を有する１又は複数の第２電熱体と、前記第２電熱体を電気的に絶縁して包囲する第２絶縁部材と、を有し、前記加熱対象物の形状に合わせて変形可能な１又は複数の第２ヒータシートと、
    　を備えたヒータアセンブリ。
  2. 　直線区間と屈曲区間とを有し、内部を流体が流通する配管と、
    　自己制御性を有さない第１電熱体と、前記第１電熱体を電気的に絶縁して包囲する第１絶縁部材と、を有し、前記配管の長手方向に亘って密着して設けられる第１ヒータシートと、
    　自己制御性を有する１又は複数の第２電熱体と、前記第２電熱体を電気的に絶縁して包囲する第２絶縁部材と、を有し、前記配管を挟んで前記第１ヒータシートと対向する位置に配置され、前記配管の長手方向に亘って密着して設けられる１又は複数の第２ヒータシートと、
    　前記配管を、前記第１ヒータシート及び前記第２ヒータシートの外側から覆う断熱部材と、
    　前記断熱部材の内側において、前記配管若しくは前記第１電熱体と熱的に結合するように設けられる温度センサと、
    　前記温度センサの検知温度を所定の設定温度に近づけるように、前記第1ヒータシートへの通電量を制御する温度調節器と、
    　を備える基板処理装置。
  3. 　前記第１ヒータシートと前記第２ヒータシートは、横幅、厚み、絶縁部材の材質の少なくとも１つが同じである請求項２記載の基板処理装置。
  4. 　前記第２電熱体は、前記温度センサの検知温度に関わらず実質的に一定の電圧が印加される請求項２記載の基板処理装置。
  5. 　前記一定の電圧は、前記第１電熱体に通電せずに前記第２電熱体だけで加熱した場合の前記配管の温度が、前記所定の設定温度よりも、所定温度低くなるように設定される請求項４記載の基板処理装置。
  6. 　前記一定の電圧は、前記温度センサの検知温度が所定の設定温度に収束した状態において、前記第１電熱体の発熱量と前記第２電熱体の発熱量の比率が１／２以上且つ２以下になるように設定される請求項４記載の基板処理装置。
  7. 　前記第１ヒータシートと、前記第２ヒータシートは、短辺方向における幅が、略等しい請求項５又は６記載の基板処理装置。
  8. 　前記配管は屈曲部を有し、前記第1ヒータシートと前記第２ヒータシートは前記屈曲部の内側と外側にそれぞれ対向して配置される請求項２記載の基板処理装置。
  9. 　前記第１ヒータシートと前記第２ヒータシートはそれぞれ、前記配管の外周の半分に略対応する幅を有し、前記第１ヒータシート及び前記第２ヒータシートの長手方向が、前記配管にそれぞれ沿うように設置される請求項２又は８記載の基板処理装置。
  10. 　前記第１絶縁部材と前記第２絶縁部材は、ポリイミド又はフルオロエチレン重合体である請求項２記載の基板処理装置。
  11. 　前記第２電熱体の電気抵抗は、前記設定温度において、０．５％／℃以上の正の温度係数を有する請求項２記載の基板処理装置。
  12. 　前記配管は、基板を処理する処理室へガスを供給するための配管であるか、２５ｍｍ以下の呼び径を有する請求項２記載の基板処理装置。
  13. 　前記第２ヒータシートはＮ個設けられ、Ｎ個の前記第２ヒータシートのそれぞれは、前記第１ヒータシートの１／Ｎに相当する長手方向の長さを有し、前記配管を介して前記第1ヒータシートの対向する側で、長手方向に連なって配置される請求項２記載の基板処理装置。
  14. 　前記第２ヒータシートはＮ個設けられ、Ｎ個の前記第２ヒータシートは、電気的に並列に接続される請求項２記載の基板処理装置。
  15. 　前記第２ヒータシートは、前記第1ヒータシートと対応する長さを有し、内部で電気的に並列接続された複数の第２電熱体を有する請求項２記載の基板処理装置。
  16. 　直線区間と屈曲区間とを有し、内部を流体が流通する配管を、
    　自己制御性を有さない第１電熱体と、前記第１電熱体を電気的に絶縁して包囲する第1絶縁部材と、を有し、前記配管の長手方向に亘って密着して設けられる第１ヒータシートと、自己制御性を有する１又は複数の第２電熱体と、前記第２電熱体を電気的に絶縁して包囲する第２絶縁部材と、を有し、前記配管を挟んで前記第１ヒータシートと対向する位置に配置され、前記配管の長手方向に亘って密着して設けられる１又は複数の第２ヒータシートと、を備える配管ヒータにより加熱する工程と、
    　前記配管を、前記第１ヒータシート及び前記第２ヒータシートの外側から覆う断熱部材の内側において、前記配管若しくは前記第１電熱体と熱的に結合するように設けられた温度センサにより前記配管の温度を検出する工程と、
    　検出された温度に基づき、前記温度センサの検知温度を所定の設定温度に近づけるように、温度調節器により前記第１ヒータシートへの通電量を制御する工程と、
    　を備える半導体装置の製造方法。
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