JP2000286197A - 熱処理装置 - Google Patents

熱処理装置

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JP2000286197A
JP2000286197A JP8878899A JP8878899A JP2000286197A JP 2000286197 A JP2000286197 A JP 2000286197A JP 8878899 A JP8878899 A JP 8878899A JP 8878899 A JP8878899 A JP 8878899A JP 2000286197 A JP2000286197 A JP 2000286197A
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JP
Japan
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heater
zone
heating
output
temperature
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Pending
Application number
JP8878899A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhiro Nakagome
和広 中込
Kazuto Ikeda
和人 池田
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Kokusai Denki Electric Inc
Original Assignee
Kokusai Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Kokusai Electric Co Ltd filed Critical Kokusai Electric Co Ltd
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  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
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  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 昇温特性と温度制御性の両立を図る。 【解決手段】 基板を加熱するヒータユニット1の加熱
領域4が、基板の加熱部位に応じて複数の加熱ゾーン
5、6に分割され、該各加熱ゾーン毎に、独立して出力
調節可能なヒータが装備されている熱処理装置におい
て、前記同一の加熱ゾーン5、6内のヒータとして、急
速加熱のための高出力ヒータ3A、3Bと、微少温度制
御のための低出力ヒータ2A、2Bとをそれぞれ一緒に
装備し、個別に温度制御できるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板やガラ
ス基板などを加熱して成膜または熱処理するための熱処
理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の装置として、例えばCVD装置
は、反応容器内に加熱源となるヒータユニットを備えて
おり、そのヒータユニットの上面に半導体ウェーハなど
の基板を保持した状態で、反応容器1内に反応ガスを流
し、ヒータユニットで基板を加熱することにより、基板
に対して成膜を施すようになっている。
【0003】図3は前記ヒータユニット11の概略構成
を示し、図4(a)、(b)は該ヒータユニット11の
加熱領域14の平面と断面を示している。
【0004】ヒータユニット11は、上面に基板Wを載
せることのできる円盤状の発熱板12を有しており、そ
の内部に抵抗加熱式のヒータ13を装備している。ヒー
タ13を装備することで、発熱板12の面内には、基板
Wの大きさに対応した円形の加熱領域14が形成されて
いる。
【0005】この場合の加熱領域14は、中心部のAゾ
ーン15と、その周辺部のBゾーンの2つの加熱ゾーン
に領域分けされている。ヒータ13は、各ゾーン15、
16毎に独立して温度制御できるように装備され、Aゾ
ーン15にはAゾーンヒータ13A、BゾーンにはBゾ
ーンヒータ13Bがそれぞれ装備されている。また、A
ゾーン15とBゾーン16には、各ヒータ13A、13
Bの温度を検出する温度センサとして、Aゾーンヒータ
用熱電対17AとBゾーンヒータ用熱電対17Bが装備
されている。
【0006】図5は温度制御系の構成を示している。温
度制御系としては、各ゾーン毎にAゾーン制御系とBゾ
ーン制御系が独立して設けられている。Aゾーン制御系
は、Aゾーンヒータ13Aと、Aゾーンヒータ用熱電対
17Aと、該Aゾーンヒータ用熱電対17Aの検出信号
に応じてAゾーンヒータ13Aの出力制御を行う温度調
節ユニット20Aとからなる。
【0007】同様に、Bゾーン制御系は、Bゾーンヒー
タ13Bと、Bゾーンヒータ用熱電対17Bと、該Bゾ
ーンヒータ用熱電対17Bの検出信号に応じてBゾーン
ヒータ13Bの出力制御を行う温度調節ユニット20B
とからなる。
【0008】従って、上記の構成のヒータユニット11
を備えることで、各ゾーン15、16毎に独立した温度
制御が可能となり、基板Wの中心部と周辺部の温度の均
一化を図ることができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、低温で基板
の処理を行う場合には、低出力のヒータが必要とされる
が、各ゾーンに低出力ヒータだけを装備したのでは、目
標温度に到達するまでに時間がかかる。つまり昇温特性
が悪くなる。一方、低出力ヒータの代わりに高出力ヒー
タだけを装備したのでは、昇温特性は良くなるが、所定
の処理温度を維持するための温度制御性が悪くなってし
まう。
【0010】本発明は、上記従来の事情を考慮し、昇温
特性と温度制御性の両立を図ることのできる熱処理装置
を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、被処理物を加
熱するヒータユニットの加熱領域が、被処理物の加熱部
位に応じて複数の加熱ゾーンに分割され、該各加熱ゾー
ン毎に、独立して出力調節可能なヒータが装備されてい
る熱処理装置において、前記同一の加熱ゾーン内のヒー
タとして、急速加熱のための高出力ヒータと、微少温度
制御のための低出力ヒータとをそれぞれ装備したもので
ある。
【0012】この発明の熱処理装置では、昇温時は高出
力ヒータを用いることで急速加熱を行うことができるの
で、昇温特性を良好にすることができる。また、所定の
温度領域に達したら、低出力ヒータの出力を調節するこ
とで、所定の管理温度を容易に維持することができるの
で、良好な温度制御特性を確保することができる。ここ
では特に、各ゾーン毎に高出力ヒータと低出力ヒータを
備えているので、各ゾーン毎に、昇温特性と温度制御特
性を個別に管理することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1は実施形態の熱処理装置に装備
されているヒータユニット1の加熱領域4の平面と断面
を示している。ヒータユニット1の全体構成は、図3に
示した例とほぼ同じであるので、ここでは説明を省略す
る。
【0014】このヒータユニット1の円形の加熱領域4
は、前記と同様に、中心部のAゾーン5と周辺部のBゾ
ーン6に領域分けされている。そして、同一ゾーン5、
6内のヒータとして、急速加熱のための高出力ヒータ3
A、3Bと、微少温度制御のための低出力ヒータ2A、
2Bとがそれぞれ装備されている。
【0015】即ち、Aゾーン5にはAゾーン高出力ヒー
タ3AとAゾーン低出力ヒータ2Aとが一緒に装備さ
れ、BゾーンにはBゾーン高出力ヒータ3BとBゾーン
低出力ヒータ2Bとが一緒装備されている。
【0016】ここでは加熱面に近い側(上面側)が制御
用の低出力領域とされ、ここに低出力ヒータ2A、2B
が配置されている。また、遠い側(下面側)が急速加熱
用の高出力領域とされ、ここに高出力ヒータ3A、3B
が配置されている。これは、微妙な温度制御を行うため
には、加熱面に近い側に低出力ヒータ2A、2Bが配置
されていた方が、熱伝導上において具合が良いからであ
る。ただし、各ゾーン5、6内における高出力ヒータ3
A、3Bと低出力ヒータ2A、2Bの配置は任意に行っ
てよい。
【0017】図2はヒータユニット1の温度制御系の構
成を示している。各ゾーン5、6には、各ヒータ2A、
3A、2B、3Bの温度を検出する温度センサとして、
それぞれAゾーン低出力ヒータ用熱電対7A、Aゾーン
高出力ヒータ用熱電対8A、Bゾーン低出力ヒータ用熱
電対7B、Bゾーン高出力ヒータ用熱電対8Bが装備さ
れている。
【0018】温度制御系としては、各ゾーン毎にAゾー
ン制御系とBゾーン制御系が独立して設けられ、さらに
個別に微少温度制御用の系統と急速加熱温度制御用の系
統が独立に設けられている。
【0019】微少温度制御のためのAゾーン制御系は、
Aゾーン低出力ヒータ2Aと、Aゾーン低出力ヒータ用
熱電対7Aと、該Aゾーン低出力ヒータ用熱電対7Aの
検出信号に応じてAゾーン低出力ヒータ2Aの出力制御
を行う温度調節ユニット9Aとから構成されている。
【0020】急速加熱温度制御のためのAゾーン制御系
は、Aゾーン高出力ヒータ3Aと、Aゾーン高出力ヒー
タ用熱電対8Aと、該Aゾーン高出力ヒータ用熱電対8
Aの検出信号に応じてAゾーン高出力ヒータ3Aの出力
制御を行う温度調節ユニット10Aとから構成されてい
る。
【0021】同様に、微少温度制御のためのBゾーン制
御系は、Bゾーン低出力ヒータ2Bと、Bゾーン低出力
ヒータ用熱電対7Bと、該Bゾーン低出力ヒータ用熱電
対7Bの検出信号に応じてBゾーン低出力ヒータ2Bの
出力制御を行う温度調節ユニット9Bとから構成されて
いる。
【0022】急速加熱温度制御のためのBゾーン制御系
は、Bゾーン高出力ヒータ3Bと、Bゾーン高出力ヒー
タ用熱電対8Bと、該Bゾーン高出力ヒータ用熱電対8
Bの検出信号に応じてBゾーン高出力ヒータ3Bの出力
制御を行う温度調節ユニット10Bとから構成されてい
る。
【0023】このような構成のヒータユニット1を用い
て処理を行う場合、目的の温度に達するまでは、高出力
ヒータ3A、3Bを駆動して基板を急速加熱する。この
際、併せて低出力ヒータ2A、2Bを駆動することも可
能である。そして、目的の温度に到達したら、高出力ヒ
ータ3A、3Bの出力を止め、低出力ヒータ2A、2B
のみの駆動に切り替えて、微少温度制御を実行する。こ
れを繰り返すことで、次々に基板の処理を行う。
【0024】従って、高出力ヒータ3A、3Bの加熱に
より昇温特性を向上させることができるし、低出力ヒー
タ2A、2Bの加熱により温度制御特性を向上させるこ
とができる。ここでは特に、各ゾーン5、6毎に高出力
ヒータ3A、3Bと低出力ヒータ2A、2Bを装備した
ことにより、各ゾーン5、6毎に昇温特性と温度制御特
性を個別に管理することができるようになる。
【0025】なお、上記実施形態では、加熱領域4をA
ゾーン5とBゾーン6の2つの加熱ゾーンに分割した場
合を示したが、領域分けの数はそれに限定されないし、
どのように領域分けを行うかについても特に限定されな
い。
【0026】また、上記実施形態では、各ヒータ毎に熱
電対7A、7B、8A、8Bを設けた場合を示したが、
各ゾーン毎に一つずつ熱電対を設けるだけでもよい。た
とえば、低出力ヒータ用の熱電対7A、7Bで、高出力
ヒータ用の熱電対8A、8Bを兼ねることもできる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
の効果を奏する。 (1)ヒータユニットによる昇温特性の向上が図れる。 (2)ヒータユニットよる低温での精密な温度調整が可
能となる。 (3)役割分担したヒータを用いることで、消費電力の
低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の熱処理装置におけるヒータ
ユニットの加熱領域を示す図であり、(a)は平面図、
(b)は(a)図のIb−Ib断面図である。
【図2】前記ヒータユニットの温度制御系を示す図であ
る。
【図3】従来の熱処理装置におけるヒータユニットの概
略構成を示す側断面図である。
【図4】従来の熱処理装置におけるヒータユニットの加
熱領域を示す図であり、(a)は平面図、(b)は
(a)図のIVb−IVb断面図である。
【図5】図4のヒータユニットの温度制御系を示す図で
ある。
【符号の説明】
1 ヒータユニット 4 加熱領域 5 Aゾーン(加熱ゾーン) 6 Bゾーン(加熱ゾーン) 2A Aゾーン低出力ヒータ 2B Bゾーン低出力ヒータ 3A Aゾーン高出力ヒータ 3B Bゾーン高出力ヒータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F27D 19/00 F27D 19/00 A H01L 21/68 H01L 21/68 N Fターム(参考) 4K050 AA02 BA17 CD08 EA07 4K056 AA09 BB06 CA18 FA02 FA13 4K063 AA05 AA12 BA12 CA06 FA02 FA15 FA29 5F031 CA02 HA37 MA28 MA30 5F045 BB08 DP02 EK22 EK28 EM02 GB05 GB15

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被処理物を加熱するヒータユニットの加
    熱領域が、被処理物の加熱部位に応じて複数の加熱ゾー
    ンに分割され、該各加熱ゾーン毎に、独立して出力調節
    可能なヒータが装備されている熱処理装置において、 前記同一の加熱ゾーン内のヒータとして、急速加熱のた
    めの高出力ヒータと、微少温度制御のための低出力ヒー
    タとが、それぞれ装備されていることを特徴とする熱処
    理装置。
JP8878899A 1999-03-30 1999-03-30 熱処理装置 Pending JP2000286197A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003224078A (ja) * 2002-01-31 2003-08-08 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
JP2018125342A (ja) * 2017-01-30 2018-08-09 株式会社Screenホールディングス 熱処理装置および熱処理方法

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