(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器内に戴置した半導体ウエハ−を気化化合物で処理する半導体製造装置において、半導体製造装置の少なくとも一部の配管に、被加熱体である前記配管と同一外形状を有する長尺の形状付与部材にスパイラル状に巻いた内側層となる耐熱性樹脂テ−プＡ、中間層を形成する接着剤層および外側層を形成する耐熱性樹脂テ−プＢのいずれかの層の長手方向の両端間に可撓性の電気抵抗を与える抵抗体を配置し、テ−プの内側層と外側層とを重ねたまま接着剤を硬化して積層一体化させた後、形状付与部材から外すことによって得られた形状保持性のスパイラル管状のヒ−タ−を装着し、配管の周囲をスパイラル管状のヒ−タ−で保温または加熱する半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体製造装置の配管の一部または全てをスパイラル管状のヒ−タ−で保温または加熱する半導体製造装置に関し、この発明の半導体製造装置を使用すれば配管のヒ−タ−巻き付けが容易に行え、温度の安定性も良好であり、半導体処理ガスを円滑に且つ安定して流すことができるため、均一な処理が可能となる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体製造装置、例えばＣＶＤ（化学気相成長法）装置では、窒化珪素膜付け用にジクロロハイドロシラン（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）や、アルミニウムの膜付け用に有機アルミニウム化合物等を供給するラインでは安定供給を目的とし、配管を所定温度に加熱し、ガス状物の凝縮や液状物の固着を防止する必要がある。また、排気ラインでもガス状物質の凝縮、固着防止のため同様に加熱する必要がある。そのため、リボン状のヒ−タ−でライン周囲を巻き付けて加熱する装置が一般的に使用されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の配管は、微小流量のコントロ−ルができる範囲内でこれに流れるガスや液体に過度の圧力損失を生ぜしめることなく流すことができるに十分ではあるが比較的細めの管径、例えば３／８インチや１／４インチの細管が多く用いられているため、このような細い管にリボンヒ−タ−を均一に巻き付けることは困難であり、しかもリボンヒ−タ−と細管との密着性が悪く、熱効率が低く、従って温度の制御を正確に行うことができない。
【０００４】
この発明の目的は、配管への装着が容易で密着性が良いヒ−タ−を備えた半導体製造装置を提供することである。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】
すなわち、この発明は、処理容器内に戴置した半導体ウエハ−を気化化合物で処理する半導体製造装置において、半導体製造装置の少なくとも一部の配管に、被加熱体である前記配管と同一外形状を有する長尺の形状付与部材にスパイラル状に巻いた内側層となる耐熱性樹脂テ−プＡ、中間層を形成する接着剤層および外側層を形成する耐熱性樹脂テ−プＢのいずれかの層の長手方向の両端間に可撓性の電気抵抗を与える抵抗体を配置し、テ−プの内側層と外側層とを重ねたまま接着剤を硬化して積層一体化させた後、形状付与部材から外すことによって得られた形状保持性のスパイラル管状のヒ−タ−を装着し、配管の周囲をスパイラル管状のヒ−タ−で保温または加熱する半導体製造装置に関する。
【０００６】
以下、この発明について、図面も参考にして、詳しく説明する。
図１は、この発明の半導体装置の一実施例の概略図である。
図１において、半導体装置１は、戴置台２に戴置した半導体ウエハ−３上にシャワ−ヘッド４を備えた処理容器５に、スパイラル管状のヒ−タ−６で加熱された配管（図示せず）を通って気化装置７（図示されていないがヒ−タ−を備えている）で気化された反応ガスが導かれ、該気化ガスにはスパイラル管状のヒ−タ−８で加熱された配管９を通ってキャリア−ガスである水素ガスがボンベ１０から送られ、一方、前記気化装置７にはポンプ１１で送られた液状の有機アルミニウム化合物が配管１２を通って送られ、容器１３に貯蔵された液状の有機アルミニウム化合物１４が配管１５を通ってアルゴンガスボンベ１６に貯蔵された同伴ガスのアルゴンガスによって一定量供給され、処理後のガスがパ−ジ管１７から排出される構造からなる。
【０００７】
この発明におけるスパイラル管状のヒ−タ−は、例えば、被加熱体である配管と同一外形状を有する長尺の形状付与部材に巻いた内側層となる耐熱性樹脂テ−プＡ、中間層を形成する接着剤層、好適にはポリイミド系熱可塑性接着剤またはポリイミド（またはポリイミドシロキサン）／エポキシ樹脂系熱硬化性接着剤（これらをまとめてポリイミド系接着剤という。）（好適には内側層に接する接着剤層と外側層に接する接着剤層とからなる。）および外側層を形成する耐熱性樹脂テ−プＢのいずれかの層の長手方向の両端間に可撓性の抵抗体を配置し、テ−プの内側層と外側層とを重ねたまま接着剤を硬化して積層一体化せせることによって得ることができる。
【０００８】
この発明において使用されるスパイラル管状のヒ−タ−は、常温で、好適には前記のポリイミド系接着剤を使用することによって、２００℃程度以下の高温に加熱した環境下においても、また被加熱体に装着した後もほとんどスパイラル物の外径などの形状や均等・整然さに変化がなく形状保持される。
【０００９】
前記のスパイラル管状のヒ−タ−の内側層および外側層を形成する耐熱性樹脂テ−プＡ、Ｂとしては、剛性〔厚み×厚み（ｍｍ2 ）×弾性率（ｋｇ／ｍｍ2 ）〕が０．８５ｋｇ以上、特に１．０ｋｇ以上、その中でも特に１．５ｋｇ以上（好ましくは５０ｋｇ以下）の樹脂フィルム製（好適には耐熱性樹脂フィルム製）であるものが好ましい。
【００１０】
上記のような高剛性の耐熱性樹脂テ−プを使用することによって、スパイラル管状ヒ−タ−の他部分への力の伝達が可能になるため、配管へのスパイラル管状ヒ−タ−の装着が容易になる。
また、形状保持性が良好になるため、配管とスパイラル管状ヒ−タ−との間に隙間の少ない（ほとんどない）被覆が可能になる。
【００１１】
これに対し、剛性の小さい樹脂テ−プを使用すると、形状保持性が小さくなるため、装着が容易ではなく、装着しても緩んで配管への被覆率が低下する。
【００１２】
また、前記の耐熱性樹脂テ−プＡとしては、ガラス転移温度あるいは融点が１８０℃以上である芳香族ポリイミドあるいは芳香族ポリアミドからなり、好適には厚みが２５−２００μｍ、幅が３−５０ｍｍの樹脂テ−プが使用される。特に、５０−３００℃での熱膨張係数：線膨張係数（ＣＴＥ）が６０×１０-6ｃｍ／ｃｍ／℃（ｐｐｍで表示することもある）以下、その中でも特に３−５０×１０-6ｃｍ／ｃｍ／℃であって、引張弾性率が２００−１４００ｋｇ／ｍｍ2 である芳香族ポリイミドフィルムあるいは芳香族ポリアミドフィルムなどの耐熱性樹脂テ−プが好適に使用される。そのなかでも、吸水率が４％以下、特に３％以下である芳香族ポリイミドテ−プが好適に使用される。
【００１３】
前記の芳香族ポリイミドは、例えば３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物などの芳香族テトラカルボン酸二無水物とｐ−フェニレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルエ−テルなどの芳香族ジアミンとを重合、イミド化して得られる。特に、芳香族ポリイミドとして３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を芳香族テトラカルボン酸成分中１５モル％以上使用して得られるものが耐熱性、低線膨張係数、低吸水率であることから好ましい。
【００１４】
前記の芳香族ポリアミドは、例えば２−クロロテレフタル酸クロリド、２，５−ジクロロテレフタル酸クロリドなどの芳香族酸クロリドと２−クロロ−ｐ−フェニレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルエ−テルなどの芳香族ジアミンとの反応で得られる。
【００１５】
この発明において中間層を形成する接着剤層は、耐熱性の熱可塑性接着剤、熱硬化性接着剤、好適には熱硬化性接着剤からなり、好適には積層した接着剤層の乾燥状態での厚みが２−１００μｍ、幅が３−５０ｍｍである。
また、この接着剤層は接着剤付きの樹脂テ−プとして設けてもよくあるいは樹脂テ−プを巻きつけた後、接着剤を塗布あるいは接着剤シ−トを張り合わせて接着剤付きテ−プを設けてもよい。
【００１６】
前記熱硬化性接着剤としては、エポキシ樹脂、ＮＢＲ−フェノ−ル系樹脂、フェノ−ル−ブチラ−ル系樹脂、エポキシ−ＮＢＲ系樹脂、エポキシ−フェノ−ル系樹脂、エポキシ−ナイロン系樹脂、エポキシ−ポリエステル系樹脂、エポキシ−アクリル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド−エポキシ−フェノ−ル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリイミドシロキサン−エポキシ樹脂などが挙げられる。
【００１７】
また、前記熱可塑性接着剤としては、熱融着性ポリイミドが挙げられる。
前記の接着剤は、樹脂テ−プＡの片面と樹脂テ−プＢの片面とのそれぞれに設けることが好ましい。
【００１８】
前記の外側層を形成する耐熱性樹脂テ−プＢとしては、ガラス転移温度あるいは融点が１８０℃以上である芳香族ポリイミド、芳香族ポリアミド、芳香族ポリエステル、フッ素樹脂または芳香族ポリアミドイミドからなり、好適には厚みが２５−２００μｍ、幅が３−５０ｍｍのテ−プ状フィルムが使用される。特に、５０−２５０℃での熱膨張係数：線膨張係数（ＣＴＥ）が６０×１０-6ｃｍ／ｃｍ／℃（ｐｐｍで表示することもある）以下、特に３−５０×１０-6ｃｍ／ｃｍ／℃であって、引張弾性率が２００−１４００ｋｇ／ｍｍ2 である芳香族ポリイミドフィルムあるいは芳香族ポリアミドフィルムなどの耐熱性樹脂フィルムが好適に使用される。そのなかでも、吸水率が４％以下、特に３％以下である芳香族ポリイミドフィルムが好適に使用される。
【００１９】
前記の抵抗体としては、スパイラル状管状ヒ−タ−の長手方向の両端間にヒ−タ−の機能を与える金属箔、金属線、帯状の金属、好適には厚みが５−１００μｍ、幅が０．４−４０ｍｍ程度の銅箔、ニクロム箔などの金属箔が使用される。
この抵抗体は１本のみを設けてもよく複数本を平行して設けてもよく、また、前記の接着剤によって樹脂テ−プＢのほぼ全面に設けてもよいが、ほぼ中央部に設けることが好ましい。
【００２０】
また、抵抗体の表面をあらかじめ塗布法などによって耐熱性樹脂で薄く被覆したものを使用してもよい。
【００２１】
前記の方法において、配管と同一外形状を有する（形状は、断面円形または角形等任意の形状を有してよい。）長尺の形状付与部材、例えば耐熱性の棒またはパイプにスパイラル状に巻いた内側層となる耐熱性樹脂テ−プＡ、好適にはテ−プ状芳香族ポリイミドフィルムＡとそれと同じ幅か少し幅の狭い外側層となる耐熱性樹脂テ−プＢ、好適にはテ−プ状芳香族ポリイミドフィルムＢとその間に接着剤および長手方向の両端間に電気抵抗を与える抵抗体、好適にはテ−プ状ヒ−タ−を配置し、熱硬化性接着剤の場合には溶媒を乾燥してＢステ−ジの段階で、熱可塑性接着剤の場合にはそのまま、さらにその外側に糸状またはテ−プ状の締めつけ部材を巻き付けることでフィルムの内側層と外側層とを重ねたまま、積層体に圧力を加えて軟化点あるいはガラス転移温度あるいは融点以上の温度に加熱することによって、熱硬化性接着剤の場合には硬化温度以上の温度に加熱して、あるいは熱可塑性接着剤の場合には冷却して、接着剤を硬化して積層一体化させた後、スパイラル状の積層体を長尺の形状付与部材から外すことによって行うことが好ましい。
【００２２】
前記の糸状またはテ−プ状の締めつけ部材としては、耐熱性で熱可塑性の樹脂製の糸状またはテ−プ状のものがなどが挙げられる。
この締めつけ部材は、熱膨張係数が形状付与部材のものより小さいことが好ましい。
また、締めつけ部材は、熱収縮性を有しているものが好ましい。
【００２３】
さらに、締めつけ部材は、組紐であることが好ましい。
【００２４】
上記の方法は、好適には、先ず、前記の内側層となる耐熱性樹脂テ−プＡおよび耐熱性樹脂テ−プＢの片面に接着剤を塗布し、接着剤の乾燥厚みが２−１００μｍであるテ−プを得る。このテ−プムを３−５０ｍｍにスリットし、熱硬化性接着剤付きの耐熱性樹脂テ−プを製造する。この耐熱性樹脂テ−プＡを接着剤面を外側にして直径が５−５０ｍｍの円状の棒またはパイプにスパイラル状に巻きつけ、両端を固定する。次いで、その上に前記のテ−プよりも幅の狭い抵抗体、好適にはテ−プ状ヒ−タ−をスパイラル状に巻きつける。次いで、さらにその上に接着剤同士が重なるように、外側層となる熱硬化性接着剤付き樹脂テ−プＢを巻き付け、樹脂テ−プＡ／熱硬化性接着剤／ヒ−タ−／熱硬化性接着剤／樹脂テ−プＢの構成にして、周囲を糸状またはテ−プ状の締めつけ部材を巻き付けることで加圧・固定して、１５０−４００℃の範囲内の温度に加熱して接着剤を硬化して積層一体化し、冷却した後、形成された積層体を棒またはパイプから外し、スパイラル管状ヒ−タ−を得ることによって行うことができる。
【００２５】
前記のスパイラル管状ヒ−タ−は、好適には耐電圧が１．５ｋＶ以上、絶縁抵抗が６０ＭΩ以上である。
前記のスパイラル管状ヒ−タ−はそのままで被加熱体に適用してもよく、あるいは適当な長さに切断して使用してもよく、さらに最外層に保温の目的で耐熱性発砲シ−ト、耐熱性多孔シ−トで覆って使用してもよい。
【００２６】
また、形状が複雑な被加熱体の場合には、スパイラル管状ヒ−タ−と平面状ヒ−タ−とを組み合わせて使用して配管を覆ってもよい。
【００２７】
【実施例】
以下にこの発明の実施例を示す。
実施例１
処理装置として、図１に示す半導体製造装置１の１種である熱ＣＶＤ成膜装置を用い、有機アルミニウム金属化合物としてＤＭＡＨ（ジメチルアルミニウムハイドライド）を用いて、半導体ウエハ−３にアルミニウム成膜を形成する例を示す。
【００２８】
密閉容器１３に微量のエ−テルを添加したＤＭＡＨを入れてあり、これをＡｒ（アルゴン）ガスによりＤＭＡＨを圧送し、ポンプで定量的に気化装置に導入する。ここで、スパイラル管状ヒ−タ−８で８０℃に加熱された配管９からＨ２ガスが供給され、ＤＭＡＨが気化し、スパイラル管状ヒ−タ−６で８０℃に加熱された配管を通り、処理容器５に到達し、最終的にシャワ−ヘッド４からガスを供給し、半導体ウエハ３の処理を行う。
【００２９】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように構成されているので、以下に記載のような効果を奏する。
この発明によれば、配管のヒ−タ−巻き付けが容易に行え、温度の安定性も良好であり、半導体処理ガスを円滑に且つ安定して流すことができるため、均一な処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の半導体装置の一実施例の概略図である。
１  半導体製造装置
２  戴置台
３  半導体ウエハ−
４  シャワ−ヘッド
５  処理容器
６  スパイラル管状のヒ−タ−
７  気化装置
８  スパイラル管状のヒ−タ−
９  配管
１０  ボンベ
１１  ポンプ
１２  配管
１３  容器
１４  液状の有機アルミニウム化合物
１５  配管
１６  アルゴンガスボンベ
１７  パ−ジ管
【図１】
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