JPH06295914A

JPH06295914A - 加熱処理装置

Info

Publication number: JPH06295914A
Application number: JP30695591A
Authority: JP
Inventors: Masamitsu Ueno; 正光上野
Original assignee: Tokyo Electron Ltd; Tokyo Electron Tohoku Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd; Tokyo Electron Tohoku Ltd
Priority date: 1991-10-24
Filing date: 1991-10-24
Publication date: 1994-10-21

Abstract

(57)【要約】【目的】連続した被加熱体を加熱する発熱体の均熱化
を実現する。【構成】連続した被加熱体に対応する発熱体（１０、
１２、１４）を複数のゾーン（Ｚｃ、Ｚｅ）に分割して
設置し、前記各ゾーンの発熱体に独立した電極（１６
ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂ、２０ａ、２０ｂ）を設け
て前記各ゾーンの発熱体毎に独立した発熱制御を行うと
ともに、前記各ゾーンの発熱体間に発熱分布に応じて任
意の間隔（Ｄ）を設定し、前記ゾーンの間隔内に仕切壁
（２８）を設置したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、半導体ウエーハなど
の加熱処理に用いる加熱器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体製造装置において、半導体
ウエーハを加熱する加熱器を成す電気炉では、図４に示
すように，、円筒上の断熱筒２の内部にコイル状を成す
発熱体４を設置している。そして、この発熱体４は、例
えば、エンドゾーンＺｅ及びセンターゾーンＺｃの３ゾ
ーンなどに分割するとともに、各ゾーンＺｅ、Ｚｃに対
応した電極６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄを設けている。そし
て、発熱体４は、各ゾーンＺｅ、Ｚｃ毎に独立又はマス
タスレーブ方式で電力制御を行って、炉内に温度分布を
設定しているのである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
加熱器では、隣合うゾーンＺｅ、Ｚｃを成す発熱体４
は、単一で連続しており、しかも、中間部分の電極（端
子）６ｂは、隣合うゾーンＺｅ、Ｚｃ間に、また、電極
６ｃは隣合うゾーンＺｃ、Ｚｅ間に共用されているので
ある。

【０００４】このため、発熱体４の隣合うゾーンＺｅ、
Ｚｃ間の発熱が互いに影響し合って、所定の温度分布の
設定が取りにくく、また、発熱体４の発熱による伸びが
電極部分に集中し、発熱体４の変形が大きいなどの欠点
がある。

【０００５】そこで、この発明は、連続した被加熱体を
加熱する発熱体の均熱化を図った加熱器を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】即ち、この発明の加熱器
は、連続した被加熱体に対応する発熱体（１０、１２、
１４）を複数のゾーン（Ｚｃ、Ｚｅ）に分割して設置
し、前記各ゾーンの前記発熱体に独立した電極（１６
ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂ、２０ａ、２０ｂ）を設け
て前記各ゾーンの前記発熱体毎に独立した発熱制御を行
うとともに、前記各ゾーンの前記発熱体間に発熱分布に
応じて任意の間隔（Ｄ）を設定し、前記ゾーンの間隔内
に仕切壁（２８）を設置したことを特徴とする。

【０００７】

【作用】この発明の加熱器では、各ゾーンＺｃ、Ｚｅ毎
に発熱体を独立させるとともに、個別に発熱制御が行わ
れるため、温度分布の設定が容易になり、連続する被加
熱体に対して均熱加熱が可能になる。そして、各ゾーン
の間隔内には仕切壁が設置され、仕切壁によって発熱体
間の熱的影響が改善される。即ち、隣接する発熱体間に
は熱輻射による熱加算と、熱対流による熱加算が相乗的
に加わり、部分的な高温部が形成されるおそれがある。
このような仕切壁の設置は、熱輻射や熱対流による熱加
算を効果的に抑制する機能を持つものである。したがっ
て、この加熱器では連続した被加熱体に対して最適な均
熱加熱が実現される。

【０００８】

【実施例】図１は、この発明の加熱器の一実施例を示
す。連続したプロセスチューブ等の被加熱体に対応した
長さを持つ断熱筒２の内部壁面に、連続する被加熱体の
長さ方向に、例えば、３ゾーン、即ち、１つのセンター
ゾーンＺｃ及び２つのエンドゾーンＺｅに分割された発
熱体１０、１２、１４が設置されている。各発熱体１０
〜１４は、発熱抵抗線を一定のピッチで巻回してコイル
状に成形したものであり、断熱筒２の内部に発熱分布を
考慮して特定の間隔で設置する。

【０００９】そして、各発熱体１０〜１４の端部には、
複数の独立した電極１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂ、
２０ａ、２０ｂが取り付けられ、各電極１６ａ〜２０ｂ
は、断熱筒２を貫いて断熱筒２の外部壁面に引き出され
ている。

【００１０】このように構成された加熱器は、図２に示
すように各ゾーンＺｅ、Ｚｃを成す発熱体１０、１２、
１４が特定の間隔Ｄを置いて設置され、電極１６ａ、１
６ｂ間、電極１８ａ、１８ｂ間、電極２０ａ、２０ｂ間
のそれぞれに独立した電源２２、２４、２６を与えて、
独立した電力制御により、各発熱体１０〜１４の温度制
御を個別に行い、処理に必要な均一又は傾斜を持つな
ど、特定の温度分布を容易に設定できる。また、連続し
た発熱体では困難であった各ゾーンＺｅ、Ｚｃの間隔Ｄ
を温度分布に応じて容易に設定することができるととも
に、熱伝導による熱的影響を回避でき、温度分布精度を
高めることができる。間隔Ｄ内の発熱体が不要になるの
で、その分だけ発熱体材料の節減が図られる。

【００１１】また、各ゾーンＺｅ、Ｚｃ毎に発熱体１０
〜１４が独立しているため、各発熱体１０〜１４の伸び
が従来の共用した電極部分に集中することがなく、応力
集中による変形が防止される。

【００１２】そして、図３に示すように、各ゾーンＺ
ｅ、Ｚｃの発熱体１０、１２、１４の間隔Ｄ内にリング
状の仕切壁２８を設置すれば、隣接する発熱体１０〜１
４の間隔Ｄの熱伝導を遮断して熱的影響を回避でき、安
定した精度の高い温度分布の設定を容易に行うことがで
きる。仕切壁２８は、断熱筒２と同様にセラミックなど
の断熱材によって、断熱筒２と一体に形成し、又は、断
熱筒２とは独立したものを断熱筒２の内部壁面に固定し
てもよい。

【００１３】なお、実施例では、３ゾーンに設定した場
合について説明したが、この発明は２ゾーン又は４ゾー
ン以上の分割の場合にも適用できるものである。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、連続した被加熱体に対応する発熱体を各ゾーンに分
割し、各ゾーンの発熱体に独立した電極を設置して電力
制御を行うことにより独立した温度設定ができるととも
に、各ゾーン間の間隔には各発熱体を分離する仕切壁を
設置したので、隣接した発熱体間の熱輻射や熱対流によ
る温度上昇を回避でき、温度分布の設定が容易になると
ともに、連続した発熱体の場合に生じていた発熱体の変
形などの不都合を解消できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の加熱器の実施例を示す図である。

【図２】図１に示した加熱器の発熱体の構成を示す図で
ある。

【図３】この発明の加熱器の他の実施例を示す図であ
る。

【図４】従来の加熱器を示す図である。

【符号の説明】

１０、１２、１４発熱体１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂ、２０ａ、２０ｂ電
極２８仕切壁ＺｃセンターゾーンＺｅエンドゾーンＤ間隔

【手続補正書】

【提出日】平成３年１２月２０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】加熱処理装置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、半導体ウエーハなど
の加熱処理に用いる加熱処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体製造装置において、半導体
ウエーハを加熱する加熱器を成す電気炉では、図４に示
すように、円筒上の断熱筒２の内部にコイル状を成す発
熱体４を設置している。この発熱体４は、例えば、エン
ドゾーンＺｅ及びセンターゾーンＺｃの３ゾーンなどに
分割するとともに、各ゾーンＺｅ、Ｚｃに対応した電極
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄを設けている。そして、この発
熱体４は、各ゾーンＺｅ、Ｚｃ毎に独立又はマスタスレ
ーブ方式で電力制御を行って、炉内に温度分布を設定し
ているのである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
加熱処理装置では、発熱体４の隣合うゾーンＺｅ、Ｚｃ
間の発熱が互いに影響し合って、所定の温度分布の設定
が取りにくい欠点がある。

【０００４】そこで、この発明は、連続した被処理体を
所望する温度分布への設定を容易にした加熱処理装置を
提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の加熱処理装置
は、発熱抵抗線がコイル状に設けられた発熱体と、この
発熱体に設けられた２つの電極と、上記発熱体が独立し
て複数設けられ各発熱体に夫々独立して接続された複数
の可変電源と、これら各可変電源により上記複数の発熱
体を夫々個別に電力制御する手段と、上記複数の発熱体
を内部に収容する如く設けられたセラミックからなる断
熱体とを具備してなることを特徴とする。

【０００６】また、この発明の加熱処理装置において、
各発熱体に設けられる各電極は断熱体を貫通して設けら
れることを特徴とする。

【０００７】また、この発明の加熱処理装置は、発熱抵
抗線が一定のピッチでコイル状に設けられた発熱体と、
この発熱体に設けられた２つの電極と、上記発熱体が独
立して複数設けられ各発熱体の上記２つの電極間に夫々
接続された可変電源と、これら発熱体の外側に設けられ
たセラミックからなる断熱体とを具備してなることを特
徴とする。

【０００８】

【作用】この発明の加熱処理装置では、独立する複数の
コイル状発熱体をセラミック型なる断熱体内に収容し、
各発熱体に設けられる電極間に可変電源を接続すること
より温度分布の設定を容易にしたものである。

【０００９】

【実施例】図１は、この発明の加熱処理装置の一実施例
を示す。連続したプロセスチューブ等の被加熱体に対応
した長さを持つ断熱筒２の内部壁面に、連続する被加熱
体の長さ方向に、例えば、３ゾーン、即ち、１つのセン
ターゾーンＺｃ及び２つのエンドゾーンＺｅに分割され
た発熱体１０、１２、１４が設置されている。各発熱体
１０〜１４は、発熱抵抗線を一定のピッチで巻回してコ
イル状に成形したものであり、断熱筒２の内部に発熱分
布を考慮して特定の間隔で設置する。

【００１０】そして、各発熱体１０〜１４の端部には、
複数の独立した電極１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂ、
２０ａ、２０ｂが取り付けられ、各電極１６ａ〜２０ｂ
は、断熱筒２を貫いて断熱筒２の外部壁面に引き出され
ている。

【００１１】このように構成された加熱処理装置は、図
２に示すように各ゾーンＺｅ、Ｚｃを成す発熱体１０、
１２、１４が特定の間隔Ｄを置いて設置され、電極１６
ａ、１６ｂ間、電極１８ａ、１８ｂ間、電極２０ａ、２
０ｂ間のそれぞれに独立した電源２２、２４、２６を与
えて、独立した電力制御により、各発熱体１０〜１４の
温度制御を個別に行い、処理に必要な均一温度分布又は
温度勾配を持つなど、特定の温度分布を容易に設定でき
る。また、連続した発熱体では困難であった各ゾーンＺ
ｅ、Ｚｃの間隔Ｄを温度分布に応じて容易に設定するこ
とができるとともに、熱伝導による熱的影響を回避で
き、温度分布精度を高めることができる。間隔Ｄ内の発
熱体が不要になるので、その分だけ発熱体材料の節減が
図られる。

【００１２】また、各ゾーンＺｅ、Ｚｃ毎に発熱体１０
〜１４が独立しているため、各発熱体１０〜１４の伸び
が従来の共用した電極部分に集中することがなく、応力
集中による変形が防止される。

【００１３】そして、図３に示すように、各ゾーンＺ
ｅ、Ｚｃの発熱体１０、１２、１４の間隔Ｄ内にリング
状の仕切壁２８を設置すれば、隣接する発熱体１０〜１
４の間隔Ｄの熱伝導を遮断して熱的影響を回避でき、安
定した精度の高い温度分布の設定を容易に行うことがで
きる。仕切壁２８は、断熱筒２と同様にセラミックなど
の断熱材によって断熱筒２と一体に形成し、又は、断熱
筒２とは独立したものを断熱筒２の内部壁面に固定して
もよい。

【００１４】なお、実施例では、３ゾーンに設定した場
合について説明したが、この発明は２ゾーン又は４ゾー
ン以上の分割の場合にも適用できるものである。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、セラミックからなる断熱体の内部に設けられた複数
のコイル状発熱体と各発熱体に独立する２つの電極を設
置して各発熱体を独立して電力制御を行うことにより、
所望する温度分布の設定が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の加熱処理装置の実施例を示す図であ
る。

【図２】図１に示した加熱処理装置の発熱体の構成を示
す図である。

【図３】図１に示した加熱処理装置の他の実施例を示す
図である。

【図４】従来の加熱処理装置を示す図である。

【符号の説明】１０、１２、１４発熱体１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂ、２０ａ、２０ｂ電
極ＺｃセンターゾーンＺｅエンドゾーン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】連続した被加熱体に対応する発熱体を複
数のゾーンに分割して設置し、前記各ゾーンの前記発熱
体に独立した電極を設けて前記各ゾーンの前記発熱体毎
に独立した発熱制御を行うとともに、前記各ゾーンの前
記発熱体間に発熱分布に応じて任意の間隔を設定し、前
記ゾーンの間隔内に仕切壁を設置したことを特徴とする
加熱器。