(57)【要約】本発明の半導体製造装置は、処理チャンバ（１１）、処理チャンバ（１１）に対してウエーハを出し入れする搬送通路（１２）、処理チャンバ（１１）内の処理ガスを排出する排気通路（１３）及び排気ライン（４０，４０’）等を備え、処理チャンバ（１１），搬送通路（１２）、排気通路（１３）及び排気管（４１０，４２０）の内壁面（１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１３ａ，４１０ａ，４２０ａ）を加熱するべく、薄板状の抵抗発熱体を一対の金属板で挟み込んで覆うと共に内壁面を内側から覆うように形成された面状の加熱ユニット（５０，６０，７０，８０，１７０，２７０）を有する。これにより、処理ガスに曝される壁面の加熱効率が高まり、副生成物等の付着を防止でき、又、抵抗発熱体の劣化も防止できる。
2004105103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理チャンバと、
前記処理チャンバ内に処理ガスを供給する供給通路と、
前記処理チャンバに対してウエーハを出し入れする搬送通路と、
前記処理チャンバ内の処理ガスを排出する排気通路と、
前記供給通路，搬送通路，処理チャンバ，及び排気通路の少なくとも一つの内壁面を加熱するべく，薄板状の抵抗発熱体を一対の金属板で挟み込んで覆うと共に前記内壁面を内側から覆うように形成された面状の加熱ユニットと、
を有する、半導体製造装置。
【請求項２】
前記加熱ユニットは、前記内壁面に隣接して配置される加熱本体部と、前記加熱本体部と一体的にフランジ状に又は延出して形成された取付け部と、前記抵抗発熱体に電気を通すための配線及び前記抵抗発熱体の温度を検出する温度センサの配線を引き出すべく前記取付け部に設けられたコネクタと、を有する、
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の半導体製造装置。
【請求項３】
前記排気通路を画定する配管は、着脱自在に形成されかつ相互に連結される複数の配管からなり、
前記複数の配管は、接続端部において、径方向外側に突出すると共にお互いに対向する鍔状のフランジ部を有し、
前記加熱ユニットの取付け部は、シール部材を介して前記フランジ部に挟持される、
ことを特徴とする請求の範囲第２項に記載の半導体製造装置。
【請求項４】
前記複数の配管のフランジ部同士を連結するためのクランプ機構を有し、
前記クランプ機構は、前記フランジ部同士を近づける方向に押し付けるように受け入れる略Ｖ字状の断面をなす溝をもつ複数のクランプブロックと、前記複数のクランプブロックを連結する複数のリンクプレートと、隣接する２つの前記クランプブロックを締結する締結部材と、を有する、
ことを特徴とする請求の範囲第３項に記載の半導体製造装置。
【請求項５】
前記複数のリンクプレートは、前記クランプブロックの一側部同士を連結する複数の第１リンクプレートと、前記クランプブロックの他側部同士を連結する複数の第２リンクプレートとを含み、
前記第１リンクプレート又は第２リンクプレートのうち少なくとも一つのリンクプレートは、前記クランプブロックに対して掛止及び離脱自在に形成されている、
ことを特徴とする請求の範囲第４項に記載の半導体製造装置。
【請求項６】
処理チャンバ、前記処理チャンバに対してウエーハを出し入れする搬送通路、及び前記処理チャンバ内の処理ガスを排出する排気通路のいずれかの内壁面を加熱する半導体製造装置の加熱ユニットであって、
薄板状の抵抗発熱体と、
前記抵抗発熱体を挟み込んで覆うと共に，前記内壁面を内側から面状に覆うように，かつ，前記処理チャンバ又は通路を画定するように形成された一対の金属板と、
を有する、半導体製造装置の加熱ユニット。
【請求項７】
前記加熱ユニットは、前記内壁面に隣接して配置される加熱本体部と、前記加熱本体部と一体的にフランジ状に又は延出して形成された取付け部と、前記抵抗発熱体に電気を通すための配線及び前記抵抗発熱体の温度を検出する温度センサの配線を引き出すべく前記取付け部に設けられたコネクタと、を有する、
ことを特徴とする請求の範囲第６項に記載の半導体製造装置の加熱ユニット。
【請求項８】
前記加熱ユニットは、前記処理チャンバの内壁面に隣接して配置されるチャンバ加熱ユニットを含み、
前記チャンバ加熱ユニットは、前記処理チャンバの側壁面に隣接して配置される筒状の加熱本体部及びその端部にフランジ状に設けられた取付け部と、前記処理チャンバの底壁面に対向して配置される円板状の加熱本体部及びその下面に延出して設けられた取付け部と、含む、
ことを特徴とする請求の範囲第７項に記載の半導体製造装置の加熱ユニット。
【請求項９】
前記加熱ユニットは、前記処理チャンバの内壁面に隣接して配置されるチャンバ加熱ユニットを含み、
前記チャンバ加熱ユニットは、底壁をもつ筒状の加熱本体部と、前記加熱本体部の開口端部にフランジ状に設けられた取付け部と、を含む、
ことを特徴とする請求の範囲第７項に記載の半導体製造装置の加熱ユニット。
【請求項１０】
前記加熱ユニットは、前記搬送通路の内壁面に隣接して配置される搬送通路加熱ユニットを含み、
前記搬送通路加熱ユニットは、略矩形断面をなす筒状の加熱本体部と、前記加熱本体部にフランジ状に設けられた取付け部と、を含む、
ことを特徴とする請求の範囲第７項に記載の半導体製造装置の加熱ユニット。
【請求項１１】
前記加熱ユニットは、前記排気通路の内壁面に隣接して配置される排気通路加熱ユニットを含み、
前記排気通路加熱ユニットは、筒状の加熱本体部と、前記加熱本体部にフランジ状に設けられた取付け部と、を含む、
ことを特徴とする請求の範囲第７項に記載の半導体製造装置の加熱ユニット。
【請求項１２】
前記加熱ユニットは、湾曲した排気通路の内壁面に隣接して配置される排気通路加熱ユニットを含み、
前記排気通路加熱ユニットは、湾曲した筒状の加熱本体部と、前記加熱本体部にフランジ状に設けられた取付け部と、を含み、
前記加熱本体部は、前記湾曲した排気通路の内側領域よりも外側領域に対して発熱量が多くなるように形成されている、
ことを特徴とする請求の範囲第７項に記載の半導体製造装置の加熱ユニット。
【請求項１３】
前記加熱ユニットは、前記内壁面との間に断熱用の隙間を設けて配置されている、
ことを特徴とする請求の範囲第７項に記載の半導体製造装置の加熱ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、ＣＶＤ装置、エッチング装置等の半導体製造装置及びその加熱ユニットに関し、特に、処理チャンバ、ウエーハの搬送通路、排気管等の内壁面が加熱される半導体製造装置及びその加熱ユニットに関する。
【背景技術】  ＣＶＤ装置、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エーハを配置し、高温雰囲気下で真空引きしつつ、所望の成膜処理、エッチング処理等が施される。この処理の際に、内部空間を流れる処理ガスや反応副生成物等は、図１に示すように、その場の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し、特に、気体から固体へ変化した場合、堆積物として内壁面に付着してしまう。
したがって、不要の副生成物等が内壁面に付着しないようにして、ウエーハに対して所望の成膜処理あるいはエッチング処理等が均一に施されるようにするために、処理チャンバあるいは通路の壁面温度を管理する必要がある。
これに対処する従来の手法としては、処理チャンバを画定する内壁面の外側領域において、伝熱媒体であるサーモセメント等と共にカートリッジ式のヒータを装填したものが知られている（例えば、特開２００３−２７２４０号公報）。
しかしながら、カートリッジ式のヒータを処理チャンバの外側に配置する手法では、ヒータは処理チャンバの外側に局所的に配置され、しかもヒータから処理チャンバの壁面までの距離は場所によって異なるため、内壁面を均一に加熱することができない。また、ヒータと壁面との間には、サーモセメント等の伝熱媒体が介在するものの、直接加熱する場合に比べて熱効率が低く、ヒータの加熱で所定温度に達するまでの昇温時間も長くかかり、稼動時間の低下を招いていた。さらに、内壁面に付着した副生成物等を除去するために、定期的にクリーニング処理を施しているのが実情である。
また、処理チャンバの下流側に連結された排気管等においては、副生成物等が管路内の内壁面に付着するのを抑制ないしは局部的に付着させるために、排気管の一部を外側からヒータで加熱する手法が知られている（例えば、特開２００３−３７０７０号公報、特開平８−７８３００号公報）。
しかしながら、排気管の外側にヒータを設ける手法では、熱エネルギの一部は排気管の外側に向けて放射されるため、排気ガス等が接触する排気管の内壁面を所定温度に加熱するためのエネルギ効率が悪く、消費電力の増加を招いていた。
さらに、他の手法として、排気管等の配管の内壁に、ヒータをジグザグに配設し、ヒータのリード線を配管の中間部に設けたポートから外部に引き出し、このリード線を介してヒータに電力を供給することで、配管の内側を全周的に加熱するようにしたものが知られている（例えば、特開平１１−１０８２８３号公報）。
しかしながら、この手法では、リード線のポートが配管の中間部に位置しているので、ヒータを取り付ける際にリード線をポートに通すのが困難であり、作業性が悪いという問題があった。
また、ヒータが配管内において露出した状態で配設されているため、配管内を流れるガスや化学反応を起こした化学反応物質と反応して消耗し、特に、配管内の堆積物を除去するために定期的に流されるＮＦ３，ＣｌＦ３等のクリーニングガスが、ヒータの消粍を助長して寿命を短くするという問題があった。
さらに、ジグザグ配置のヒータで配管を全周的に加熱するとはいっても、ヒータの近傍が局部的に加熱されるだけで加熱温度にムラを生じ、熱が伝わり難い領域で副生成物が昇華して堆積し易いという問題もあった。
【発明の開示】
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、半導体製造装置等において、処理ガス等に曝される通路又は処理チャンバ等の内壁面に副生成物等が付着するのを極力防止して、処理されるウエーハの歩留まりの向上、稼動時間の増大、エネルギ効率の向上による消費電力の低減等を図れる半導体製造装置及びその加熱ユニットを提供することにある。
上記目的を達成する本発明に係る半導体製造装置は、所定の処理を施す処理チャンバと、処理チャンバ内に処理ガスを供給する供給通路と、処理チャンバに対してウエーハを出し入れする搬送通路と、処理チャンバ内の処理ガスを排出する排気通路と、供給通路，搬送通路，処理チャンバ，及び排気通路の少なくとも一つの内壁面を加熱するべく，薄板状の抵抗発熱体を一対の金属板で挟み込んで覆うと共に内壁面を内側から覆うように形成された面状の加熱ユニットと、を有する。
この構成によれば、面状の加熱ユニットを内壁面に隣接して配置し処理ガスに曝される壁面を画定したことにより、処理ガスに曝される壁面が直接加熱されて、加熱効率及びエネルギ効率が向上し、昇温時間を短縮でき、消費電力を低減でき、稼動効率を向上させることができ、副生成物等の付着を防止ないしは極力抑制することができる。また、加熱ユニットの抵抗発熱体が一対の金属板により挟み込んで覆われているため、処理ガスに直接曝されることはなく、その劣化、消耗等を防止でき、所期の発熱特性を維持することができる。
これにより、半導体製造装置で処理されるウエーハの歩留まりの向上、稼動時間の増大、消費電力の低減等を達成することができる。
上記構成において、  加熱ユニットは、内壁面に隣接して配置される加熱本体部と、加熱本体部と一体的にフランジ状に又は延出して形成された取付け部と、抵抗発熱体に電気を通すための配線及び抵抗発熱体の温度を検出する温度センサの配線を引き出すべく取付け部に設けられたコネクタと、を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、加熱ユニットを所定の加熱領域（内壁面）に取り付ける場合に、加熱本体部を内壁面の内側に沿わせると共にフランジ状に又は延出して形成された取付け部を所定の取付け位置に固定することで、簡単に取付け作業を行うことができる。また、コネクタが加熱ユニットの取付け部と一体となっているため、取り扱いが容易であると共に、装置の外部に露出した状態とすることができ、真空雰囲気内での接続等の煩わしさから開放され、取付け後に配線の接続作業等を容易に行うことができる。
上記構成において、排気通路を画定する配管は、着脱自在に形成されかつ相互に連結される複数の配管からなり、複数の配管は、接続端部において、径方向外側に突出すると共にお互いに対向する鍔状のフランジ部を有し、加熱ユニットの取付け部は、シール部材を介して隣接するフランジ部に挟持される、構成を採用することができる。
この構成によれば、各々の配管内に、加熱ユニットの加熱本体部を挿入し、隣接する配管のフランジ部同士の間に、シール部材を介して加熱ユニットの取付け部を挟み込んで、隣接する配管同士を連結することにより、加熱ユニットを配管に取り付けることができ、又、逆の手順により容易に取り外すことができる。
上記構成において、複数の配管のフランジ部同士を連結するためのクランプ機構を有し、このクランプ機構は、フランジ部同士を近づける方向に押し付けるように受け入れる略Ｖ字状の断面をなす溝をもつ複数のクランプブロックと、複数のクランプブロックを連結する複数のリンクプレートと、隣接する２つのクランプブロックを締結する締結部材と、を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、クランプ機構がチェーン状に形成されているため、配管のフランジ部にクランプブロックを巻回し、締結部材で締め付けることにより、加熱ユニットを装着した配管同士を容易に連結することができ、又、その連結を解除することができる。
上記構成において、複数のリンクプレートは、クランプブロックの一側部同士を連結する複数の第１リンクプレートと、クランプブロックの他側部同士を連結する複数の第２リンクプレートとを含み、第１リンクプレート又は第２リンクプレートのうち少なくとも一つのリンクプレートは、クランプブロックに対して掛止及び離脱自在に形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、加熱ユニットの取付け部（又はコネクタ）に配線が接続されているような場合に、離脱可能なリンクプレートを予め離脱した状態で配線を通し、その後、リンクプレートをクランプブロックに掛止させることにより、配線が接続された状態でも、容易に加熱ユニットを組付けることができる。
また、上記目的を達成する本発明に係る半導体製造装置の加熱ユニットは、所定の処理を施す処理チャンバ、処理チャンバに対してウエーハを出し入れする搬送通路、及び処理チャンバ内の処理ガスを排出する排気通路のいずれかの内壁面を加熱する半導体製造装置の加熱ユニットであって、薄板状の抵抗発熱体と、抵抗発熱体を挟み込んで覆うと共に内壁面を内側から面状に覆うようにかつ処理チャンバ又は通路を画定するように形成された一対の金属板と、を有する。
この構成によれば、加熱ユニットを内壁面に隣接して面状に配置し処理ガスに曝される壁面を画定したことにより、処理ガスに曝される壁面が直接加熱されて、加熱効率及びエネルギ効率が向上し、昇温時間を短縮でき、消費電力を低減でき、稼動効率を向上させることができ、副生成物等の付着を防止ないしは極力抑制することができる。また、面状をなす加熱ユニットの抵抗発熱体は、一対の金属板により挟み込んで覆われているため、処理ガスに直接曝されることはなく、その劣化、消耗等を防止でき、所期の発熱特性を長期に亘り維持することができる。
上記構成において、加熱ユニットは、内壁面に隣接して配置される加熱本体部と、加熱本体部と一体的にフランジ状に又は延出して形成された取付け部と、抵抗発熱体に電気を通すための配線及び抵抗発熱体の温度を検出する温度センサの配線を引き出すべく取付け部に設けられたコネクタと、を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、加熱ユニットを所定の加熱領域（内壁面）に取り付ける場合に、加熱本体部を内壁面の内側に沿わせると共にフランジ状に又は延出して形成された取付け部を所定の取付け位置に固定することで、簡単に取付け作業を行うことができる。また、コネクタが加熱ユニットの取付け部と一体となっているため、取り扱いが容易であると共に、装置の外部に露出した状態とすることができ、真空雰囲気内での接続等の煩わしさから開放され、取付け後に配線の接続作業等を容易に行うことができる。
上記構成において、加熱ユニットは、処理チャンバの内壁面に隣接して配置されるチャンバ加熱ユニットを含み、チャンバ加熱ユニットは、処理チャンバの側壁面に隣接して配置される筒状の加熱本体部及びその端部にフランジ状に設けられた取付け部と、処理チャンバの底壁面に対向して配置される円板状の加熱本体部及びその下面に延出して設けられた取付け部と、を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、処理チャンバの内壁面（側壁面及び底壁面）が全て面状の加熱ユニットで覆われるため、効率良く加熱して副生成物等の付着を防止ないし極力抑制できるのは勿論のこと、チャンバ加熱ユニットを取り付ける際に、円板状の加熱本体部を処理チャンバ内に挿入してその延出した取付け部を装置の下側から突出させ、円筒状の加熱本体部を処理チャンバ内に挿入しそのフランジ状の取付け部を装置の上端部に載せるだけでよいため、その着脱作業を容易に行うことができる。
上記構成において、加熱ユニットは、処理チャンバの内壁面に隣接して配置されるチャンバ加熱ユニットを含み、このチャンバ加熱ユニットは、底壁をもつ筒状の加熱本体部と、加熱本体部の開口端部にフランジ状に設けられた取付け部と、を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、処理チャンバの内壁面を効率良く加熱して副生成物等の付着を防止ないし極力抑制できるのは勿論のこと、チャンバ加熱ユニットを取り付ける際に、有底円筒状の加熱本体部を処理チャンバ内に挿入し、そのフランジ状の取付け部を装置の上端部に載せるだけで、処理チャンバの内壁面（側壁面及び底壁面）が全て面状の加熱ユニットで覆われるため、その着脱作業を容易に行うことができ、又、円筒状の加熱本体部と円板状の加熱本体部を一体化したことにより、部品点数を削減することができる。
上記構成において、加熱ユニットは、搬送通路の内壁面に隣接して配置される搬送通路加熱ユニットを含み、搬送通路加熱ユニットは、略矩形断面をなす筒状の加熱本体部と、この加熱本体部にフランジ状に設けられた取付け部と、を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、搬送通路の内壁面を効率良く加熱して副生成物等の付着を防止ないし極力抑制できるのは勿論のこと、搬送通路加熱ユニットを取り付ける際に、筒状の加熱本体部を搬送通路内に挿入し、そのフランジ状の取付け部を装置の外壁面に接合させることにより、その着脱作業を容易に行うことができる。
上記構成において、加熱ユニットは、排気通路の内壁面に隣接して配置される排気通路加熱ユニットを含み、この排気通路加熱ユニットは、筒状の加熱本体部と、加熱本体部にフランジ状に設けられた取付け部と、を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、排気通路の内壁面を効率良く加熱して副生成物等の付着を防止ないし極力抑制できるのは勿論のこと、排気通路加熱ユニットを取り付ける際に、筒状の加熱本体部を排気通路内に挿入し、そのフランジ状の取付け部を配管の端部に接合させることにより、その着脱作業を容易に行うことができる。
上記構成において、加熱ユニットは、湾曲した排気通路の内壁面に隣接して配置される排気通路加熱ユニットを含み、排気通路加熱ユニットは、湾曲した筒状の加熱本体部と、加熱本体部にフランジ状に設けられた取付け部と、を含み、加熱本体部は、湾曲した排気通路の内側領域よりも外側領域に対して発熱量が多くなるように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、湾曲した排気通路においては、外側領域の方が内側領域よりも副生成物が堆積し易いため、この領域での副生成物の堆積及びその成長を有効に防止することができる。
上記構成において、加熱ユニットは、内壁面との間に断熱用の隙間を設けて配置されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、加熱ユニット（加熱本体部）と内壁面との間に気相が形成されるため、この気相により断熱効果が高まり、処理ガスに曝される壁面の加熱効率がさらに高めることができる。
上記構成において、一対の金属板は、ステンレス鋼、チタン、アルミニウム合金、ニッケルコバルト合金のうちのいずれかの材料により形成され、抵抗発熱体は、ポリイミドヒータ、シリコンラバーヒータ、マイカヒータ、シースヒータのいずれかにより形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、耐腐食性、高熱伝導率を確保しつつ、加熱ユニットを、比較的加工し易い薄板状（面状）に仕上げることができるため、処理チャンバの壁面や通路の壁面等の形状に対応させて容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】  図１は、反応副生成物の昇華曲線を示すグラフである。
図２は、本発明に係る加熱ユニットを取り付ける半導体製造装置を示す外観斜視図である。
図３は、本発明の加熱ユニットを取り付けた半導体製造装置の断面図である。
図４は、本発明に係るチャンバ加熱ユニットの外観斜視図である。
図５は、図４に示すチャンバ加熱ユニットの断面図である。
図６は、本発明に係る加熱ユニットの一部をなす抵抗発熱体を示す構造図である。
図７は、本発明に係るチャンバ加熱ユニットの外観斜視図である。
図８は、図７に示すチャンバ加熱ユニットの断面図である。
図９は、本発明に係るチャンバ加熱ユニットの他の実施形態を示す断面図である。
図１０は、本発明に係る排気通路加熱ユニットの外観斜視図である。
図１１は、図１０に示す排気通路加熱ユニットの断面図である。
図１２は、本発明に係る搬送通路加熱ユニットの外観斜視図である。
図１３は、図１２に示す搬送通路加熱ユニットの断面図である。
図１４は、本発明に係る排気通路加熱ユニットを排気管に取り付けた他の実施形態を示す断面図である。
図１５は、図１４に示す排気通路加熱ユニットの一部を拡大した拡大断面図である。
図１６は、排気通路加熱ユニットを装着した状態で排気管同士を連結するクランプ機構を示す構成図である。
図１７は、本発明に係る排気通路加熱ユニットの他の実施形態を示す外観斜視図である。
図１８は、図１７に示す排気通路加熱ユニットの断面図である。
図１９Ａは、図１７に示す排気通路加熱ユニットの一部をなすアウターシェル及びフランジの半断面図、図１９Ｂは、図１７に示す排気通路加熱ユニットの一部をなすインナーシェル及びフランジの半断面図である。
図２０Ａは、本発明に係る加熱ユニットと従来のラバーヒータとの昇温特性を示すグラフであり、図２０Ｂは、本発明に係る加熱ユニットと従来のラバーヒータとの降温特性を示すグラフである。
図２１は、本発明に係る排気通路加熱ユニットの断面図及び軸方向における温度分布を示すグラフである。
図２２は、本発明に係る排気通路加熱ユニットのさらに他の実施形態を示す断面図である。
図２３Ａ及び図２３Ｂは、図２２に示す排気通路加熱ユニットの一部を拡大した拡大断面図である。
図２４Ａは、図２２に示す排気通路加熱ユニットの一部をなすアウターシェルの一部分を分解して示した部分半断面図、図２４Ｂは、図２２に示す排気通路加熱ユニットの一部をなすインナーシェルの一部分を分解して示した部分半断面図である。
図２５は、図２２に示す排気通路加熱ユニットの一部をなす抵抗発熱体の展開図である。
図２６は、図２５に示した抵抗発熱体を立体化した状態を示す斜視図である。
図２７Ａ、図２７Ｂ、及び図２７Ｃは、図２２に示す排気通路加熱ユニットの一部をなすアウターシェルの製造工程を示す工程図である。
図２８Ａ、図２８Ｂ、及び図２８Ｃは、図２２に示す排気通路加熱ユニットの一部をなすアウターシェルの製造工程を示す工程図である。
図２９は、本発明に係る排気通路加熱ユニットのさらに他の実施形態を示す断面図である。
図３０Ａ及び図３０Ｂは、図２９に示す排気通路加熱ユニットの一部を拡大した拡大断面図である。
図３１は、図２９に示す排気通路加熱ユニットの一部をなす抵抗発熱体の概略構成を示す展開図である。
図３２は、本発明に係る排気通路加熱ユニットのさらに他の実施形態を示す断面図である。
図３３は、本発明に係る排気通路加熱ユニットのさらに他の実施形態を示す断面図である。
図３４Ａ及び図３４Ｂは、本発明に係る排気通路加熱ユニットのさらに他の実施形態を示す断面図である。
図３５は、図３４Ａ及び図３４Ｂに示す排気通路加熱ユニットの一部をなす抵抗発熱体の概略構成を示す展開図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
本発明に係る加熱ユニットを備えた半導体製造装置（ＣＶＤ装置）は、図２及び図３に示すように、本体１０、本体１０に対して開閉自在に連結された蓋体２０、蓋体２０に連結された処理ガス等の供給ライン３０、本体１０に連結され下流側にターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）等を備える排気ライン４０等を備えている。
本体１０は、半導体用のウエーハを収容して所定の処理を施す円筒空間をなす処理チャンバ１１、処理チャンバ１１に対してウエーハを出し入れする略矩形断面の搬送通路１２、処理チャンバ内の処理ガスを排出する略円筒状の排気通路１３、処理チャンバ１１内においてウエーハを載置するサセプタ１４等を備えている。尚、サセプタ１４は、着脱自在に連結された駆動機構１４ａにより上下方向に駆動され、又、カバー部材１４ｂにより外部と遮断され、真空シールされている。
蓋体２０は、処理チャンバ１１内に処理ガスを供給する供給通路を画定するシャワーヘッド２１、シール部材としてのＯリング２２等を備えている。
また、本体１０には、加熱ユニットとして、処理チャンバ１１の内壁面を加熱する二つのチャンバ加熱ユニット５０，６０、排気通路１３の内壁面を加熱する排気通路加熱ユニット７０、搬送通路１２の内壁面を加熱する搬送通路加熱ユニット８０等が設けられている。
本体１０は、図２及び図３に示すように、処理チャンバ１１を画定する内壁面（側壁面）１１ａ及び内壁面（底壁面）１１ｂ、搬送通路１２を画定する内壁面１２ａ、排気通路１３を画定する内壁面１３ａ、蓋体２０が接合される上面１５、上面１５に設けられたシール部材としてのＯリング１６、底壁面（内壁面１１ｂ）に形成された貫通孔１７，１８，外壁面１９、外壁面１９に設けられた取付け用のネジ穴１９ａ等により形成されている。
チャンバ加熱ユニット５０は、図４及び図５に示すように、上端開口部５０ａ、下端開口部５０ｂ、搬送通路１２に対応する矩形開口部５０ｃ、排気通路１３に対応する円形開口部５０ｄを画定するべく、処理チャンバ１１の内壁面（側壁面）１１ａを覆うように隣接して配置される円筒状の加熱本体部５１、加熱本体部５１の上端部に略矩形のフランジ状に一体的に形成された取付け部５２、取付け部５２の外側端部に設けられたコネクタ（コネクションボックス）５３等により形成されている。
加熱本体部５１は、一対の金属板としての薄肉で円筒状のインナーシェル５１ａ及びアウターシェル５１ｂ、両シェル５１ａ，５１ｂの間に挟み込んで覆われた薄板状の抵抗発熱体５１ｃ、両シェル５１ａ，５１ｂの縁部を接合すると共に抵抗発熱体５１ｃを密閉するスペーサ５１ｄ等により形成されている。
スペーサ５１ｄは、両シェル５１ａ，５１ｂの縁部のうち、処理ガスに曝される領域の縁部（下端開口部５０ｂ、矩形開口部５０ｃ、及び円形開口部５０ｄの縁部）に設けられて、抵抗発熱体５１ｃが処理ガス等に曝されるのを完全に防止するようになっている。
取付け部５２は、インナーシェル５１ａに接合されたフランジ５２ａ及びアウターシェル５１ｂに接合されたフランジ５２ｂにより形成されており、両フランジ５２ａ，５２ｂの間には、抵抗発熱体５１ｃに接続された通電用のリード５１ｃ´及び抵抗発熱体５１ｃの温度を測定する温度センサとしての熱電対のリード５１ｃ´´が挟まれて、コネクタ５３まで引き出されている。すなわち、フランジ５２ａ，５２ｂにおいては、両者の間が完全に密閉されるのではなく外部に開放された状態となっている。そして、コネクタ５３には、リード５１ｃ´に対して電力供給用のケーブル９０が接続され、又、リード５１ｃ´´に対して測定器に接続されるケーブル９１が接続されるようになっている。
ここで、インナーシェル５１ａ及びアクターシェル５１ｂとしては、伝熱効率を高めるために、板厚約０．５ｍｍ程度で、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。この材料としては、例えば、ステンレス鋼、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が好ましい。尚、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（Ａｌ２Ｏ３）、ＳｉＣ、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４等が好ましい。また、フランジ５２ａ，５２ｂとしても、同様の材料を用いることができる。さらに、高温に曝される両シェル５１ａ，５１ｂの表面に平滑処理を施す、望ましくは、Ｒａ≦０．１程度の表面粗さに仕上げることで、副生成物が堆積したとしても、メンテナンス時にその堆積した副生成物を容易に離脱させることができる。
抵抗発熱体５１ｃは、図６に示すように、可撓性の絶縁フィルム５０１、絶縁フィルム５０１にジグザグ状にレイアウトされて挟まれた電熱用の抵抗箔５０２、抵抗箔５０２で発生した熱を全体に分散させる熱伝導用箔５０３により形成され、その一部からリード５１ｃ´を形成するリード箔５０４が引き出されている。また、抵抗発熱体５１ｃには、その温度を検出する温度センサとしての素線５１１，５１２を含む熱電対５１０が設けられ、その一部からリード５１ｃ´´が引き出されている。そして、抵抗発熱体５１ｃは、熱伝導用箔５０３がインナーシェル５１ａに接触するように配置される。
ここで、絶縁性フィルム５０１は、ポリイミド樹脂等の耐熱性に優れた樹脂材料により形成され、熱伝導用箔５０３は、厚さ５０μｍ程度のステンレス鋼等の金属箔により形成されている。
尚、ここでは、抵抗発熱体５１ｃとして、ポリイミドフィルムを用いたポリイミドヒータを採用したが、その他に、シリコンラバーヒータ、マイカヒータ、シースヒータ等を採用してもよい。このように、可撓性のある薄膜状の抵抗発熱体を用いることで、内壁面に対応した種々の形状に形成することができる。
上記のチャンバ加熱ユニット５０は、図３及び図５に示すように、アウターシェル５１ｂと内壁面１１ａとの間に僅かな隙間Ｃが形成されるように、加熱本体部５１を処理チャンバ１１内に挿入し、取付け部５２を上面１５に載せると、取付け作業が完了し、又、蓋体２０を閉じると、取付け部５２のフランジ５２ａ，５２ｂにそれぞれＯリング２２，１６が接触して、処理チャンバ１１内を外部から遮断し、真空シールするようになっている。
このように、加熱本体部５１に取付け部５２を設けたことにより、着脱作業を簡単に行うことができ、又、内壁面１１ａとの間に隙間（気相）を設けることで、着脱作業がさらに容易になると共に、加熱本体部５１から外部に伝わる熱が低減されて、加熱本体部５１による加熱効率がさらに高まる。
チャンバ加熱ユニット６０は、図７及び図８に示すように、中央開口部６０ａを画定するべく、処理チャンバ１１の内壁面（底壁面）１１ｂを覆うように対向して配置される円板状の加熱本体部６１、加熱本体部６１の下面から延出して一体的に形成された直線管としての取付け部６２、取付け部６２の下端部に設けられたコネクタ６３等により形成されている。
加熱本体部６１は、図８に示すように、一対の金属板としての薄肉で円板状のインナーシェル６１ａ及びアウターシェル６１ｂ、両シェル６１ａ，６１ｂの間に挟み込んで覆われた薄板状の抵抗発熱体６１ｃ、両シェル６１ａ，６１ｂの縁部（中央開口６０ａの内周縁部、外周縁部）を接合すると共に抵抗発熱体６１ｃを密閉するスペーサ６１ｄ等により形成されている。
取付け部６２は、アウターシェル６１ｂに接合された直線管６２ａにより形成されており、この直線管６２ａには、抵抗発熱体６１ｃに接続された通電用のリード６１ｃ´及び抵抗発熱体６１ｃの温度を測定する温度センサとしての熱電対のリード６１ｃ´´が通されて、コネクタ６３まで引き出されている。そして、コネクタ６３には、リード６１ｃ´に対して電力供給用のケーブル９０が接続され、又、リード６１ｃ´´に対して測定器に接続されるケーブル９１が接続されるようになっている。
尚、インナーシェル６１ａ及びアウターシェル６１ｂ、並びに抵抗発熱体６１ｃとしては、前述のチャンバ加熱ユニット５０と同様の構成及び材料が適用される。
上記のチャンバ加熱ユニット６０は、図３及び図８に示すように、チャンバ加熱ユニット５０の装着に先立って、サセプタ１４が取り外した状態で上方から処理チャンバ１１内に挿入し、加熱本体部６１を処理チャンバ１１の内壁面（底壁面）１１ｂに対向させた状態で、その下面（アウターシェル６１ｂ）を断熱部材６５で支持すると共に、取付け部６２を本体１０の外壁面１９から突出させて、シール部材としてのＯリング６６を外嵌させた後、二分割型の固定部材６７で固定することで、取付け作業が完了する。
尚、断熱部材６５としては、アルミナセラミックス（Ａｌ２Ｏ３）等により形成されたものが採用される。
このように、加熱本体部６１に取付け部６２を設けたことにより、着脱作業を簡単に行うことができ、又、内壁面１１ｂとの間に隙間（気相）及び断熱部材６５を設けることで、加熱本体部６１から外部に伝わる熱が低減されて、加熱本体部６１による加熱効率がさらに高まる。
図９は、前述のチャンバ加熱ユニット５０を一部変更したものであり、前述の実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
すなわち、このチャンバ加熱ユニット５０´は、図９に示すように、上端開口部５０ａ、中央開口部５０ｂ´、搬送通路１２に対応する矩形開口部５０ｃ、排気通路１３に対応する円形開口部５０ｄを画定するべく、処理チャンバ１１の内壁面（側壁面及び底壁面）１１ａ，１１ｂを覆うように隣接して配置される有底円筒状の加熱本体部５１´、加熱本体部５１´の上端部に略矩形のフランジ状に一体的に形成された取付け部５２、取付け部５２の外側端部に設けられたコネクタ５３等により形成されている。
加熱本体部５１´は、一対の金属板としての薄肉で有底円筒状のインナーシェル５１ａ´及びアウターシェル５１ｂ´、両シェル５１ａ´，５１ｂ´の間に挟み込んで覆われた薄板状の抵抗発熱体５１ｃ´、両シェル５１ａ´，５１ｂ´の縁部を接合すると共に抵抗発熱体５１ｃ´を密閉するスペーサ５１ｄ´等により形成されている。
スペーサ５１ｄ´は、両シェル５１ａ´，５１ｂ´の縁部のうち、処理ガスに曝される領域の縁部（中央開口部５０ｂ´、矩形開口部５０ｃ、及び円形開口部５０ｄの縁部）に設けられて、抵抗発熱体５１ｃ´が処理ガス等に曝されるのを完全に防止するようになっている。
このチャンバ加熱ユニット５０´では、前述のチャンバ加熱ユニット５０，６０が一体的に形成された構造となっているため、処理チャンバ１１の内壁面を効率良く加熱して副生成物等の付着を防止ないし極力抑制できるのは勿論のこと、部品点数が削減され、着脱作業がさらに簡略化される。
排気通路加熱ユニット７０は、図３、図１０、図１１に示すように、処理チャンバ１１側の開口部７０ａ、排気ライン４０側の開口部７０ｂ、取付け用の孔７０ｃを画定するべく、排気通路１３の内壁面１３ａを覆うように隣接して配置される円筒状の加熱本体部７１、加熱本体部７１の外周において略矩形のフランジ状に一体的に形成された取付け部７２、取付け部７２の外側端部に設けられたコネクタ７３等により形成されている。
加熱本体部７１は、一対の金属板としての薄肉で円筒状のインナーシェル７１ａ及びアウターシェル７１ｂ、両シェル７１ａ，７１ｂの間に挟み込んで覆われた薄板状の抵抗発熱体７１ｃ、両シェル７１ａ，７１ｂの縁部を接合すると共に抵抗発熱体７１ｃを密閉するスペーサ７１ｄ等により形成されている。
スペーサ７１ｄは、両シェル７１ａ，７１ｂの縁部のうち、処理ガスに曝される領域の縁部（開口部７０ａ，７０ｂの縁部）に設けられて、抵抗発熱体７１ｃが処理ガス等に曝されるのを完全に防止するようになっている。
取付け部７２は、アウターシェル７１ｂに接合されたフランジ７２ａ，７２ｂにより形成されており、両フランジ７２ａ，７２ｂの間には、抵抗発熱体７１ｃに接続された通電用のリード７１ｃ´及び抵抗発熱体７１ｃの温度を測定する温度センサとしての熱電対のリード７１ｃ´´が挟まれて、コネクタ７３まで引き出されている。すなわち、フランジ７２ａ，７２ｂにおいては、両者の間が完全に密閉されるのではなく外部に開放された状態となっている。そして、コネクタ７３には、リード７１ｃ´に対して電力供給用のケーブル９０が接続され、又、リード７１ｃ´´に対して測定器に接続されるケーブル９１が接続されるようになっている。
尚、インナーシェル７１ａ及びアウターシェル７１ｂ、フランジ７２ａ，７２ｂ、並びに抵抗発熱体７１ｃとしては、前述のチャンバ加熱ユニット５０と同様の構成及び材料が適用される。
上記の排気通路加熱ユニット７０は、図３及び図１１に示すように、アウターシェル７１ｂと内壁面１３ａとの間に僅かな隙間が形成されるように、加熱本体部７１が排気通路１３内に挿入され、Ｏリング７６，７７を取り付けた状態で、取付け部７２を外壁面１９に接合し、その外側から排気ラインの一部をなす固定板７８を押し付けて、ネジ７９により締結することで、取付けが完了すると共に、排気通路１３を外部から遮断し、真空シールするようになっている。
このように、加熱本体部７１に取付け部７２を設けたことにより、着脱作業を簡単に行うことができ、又、内壁面１３ａとの間に隙間（気相）を設けることで、着脱作業がさらに容易になると共に、加熱本体部７１から外部に伝わる熱が低減されて、加熱本体部７１による加熱効率がさらに高まる。
尚、ここでは、ターボ分子ポンプの上流側に排気通路加熱ユニット７０を配置しているが、排気ライン４０の全域において、例えば、エルボ管タイプ、直線管タイプ等の如く、適宜形状を変更した同様の面状加熱ユニットを配置することができる。
搬送通路加熱ユニット８０は、図３、図１２、図１３に示すように、処理チャンバ１１側の開口部８０ａ、ウエーハを搬入及び搬出する際に用いられるトランスファーチャンバのゲートバルブに対向する開口部８０ｂ、取付け用の孔８０ｃを画定するべく、搬送通路１２の内壁面１２ａを覆うように隣接して配置される略矩形断面をなす筒状の加熱本体部８１、加熱本体部８１の外周において略矩形のフランジ状に一体的に形成された取付け部８２、取付け部８２の外側端部に設けられたコネクタ８３等により形成されている。
加熱本体部８１は、一対の金属板としての薄肉で矩形筒状のインナーシェル８１ａ及びアウターシェル８１ｂ、両シェル８１ａ，８１ｂの間に挟み込んで覆われた薄板状の抵抗発熱体８１ｃ、両シェル８１ａ，８１ｂの縁部を接合すると共に抵抗発熱体８１ｃを密閉するスペーサ８１ｄ等により形成されている。
スペーサ８１ｄは、両シェル８１ａ，８１ｂの縁部のうち、処理ガスに曝される領域の縁部（開口部８０ａ，８０ｂの縁部）に設けられて、抵抗発熱体８１ｃが処理ガス等に曝されるのを完全に防止するようになっている。
取付け部８２は、アウターシェル８１ｂに接合されたフランジ８２ａ，８２ｂにより形成されており、両フランジ８２ａ，８２ｂの間には、抵抗発熱体８１ｃに接続された通電用のリード８１ｃ´及び抵抗発熱体８１ｃの温度を測定する温度センサとしての熱電対のリード８１ｃ´´が挟まれて、コネクタ８３まで引き出されている。すなわち、フランジ８２ａ，８２ｂにおいては、両者の間が完全に密閉されるのではなく外部に開放された状態となっている。そして、コネクタ８３には、リード８１ｃ´に対して電力供給用のケーブル９０が接続され、又、リード８１ｃ´´に対して測定器に接続されるケーブル９１が接続されるようになっている。
尚、インナーシェル８１ａ及びアウターシェル８１ｂ、フランジ８２ａ，８２ｂ、並びに抵抗発熱体８１ｃとしては、前述のチャンバ加熱ユニット５０と同様の構成及び材料が適用される。
上記の搬送通路加熱ユニット８０は、図３及び図１３に示すように、アウターシェル８１ｂと内壁面１２ａとの間に僅かな隙間が形成されるように、加熱本体部８１を搬送通路１２内に挿入し、シール部材としての矩形環状のリング８６，８７を取り付けた状態で、取付け部８２を外壁面１９に接合し、その外側から固定板８８を押し付けてネジ８９により締結することで、取付けが完了すると共に、搬送通路１２を外部から遮断し、真空シールするようになっている。
このように、加熱本体部８１に取付け部８２を設けたことにより、着脱作業を簡単に行うことができ、又、内壁面１２ａとの間に隙間（気相）を設けることで、着脱作業がさらに容易になると共に、加熱本体部８１から外部に伝わる熱が低減されて、加熱本体部８１による加熱効率がさらに高まる。
次に、上記チャンバ加熱ユニット５０，６０、排気通路加熱ユニット７０、搬送通路加熱ユニット８０の取付け手順について簡単に説明する。
先ず、蓋体２０を開けて、サセプタ１４を取り外す。そして、チャンバ加熱ユニット６０を処理チャンバ１１に挿入して、その底領域に配置する。
続いて、チャンバ加熱ユニット５０の加熱本体部５１を処理チャンバ１１内に挿入して、取付け部５２を上面１５に載せる。
続けて、トランスファーチャンバを開放した状態で、搬送通路加熱ユニット８０の加熱本体部８１を搬送通路１２に挿入して、その先端部（矩形開口部８０ａ）を加熱本体部５１の開口部５０ｃに嵌め込むと共に、取付け部８２を外壁面１９に接合して固定板８８で固定する。
続いて、排気ライン４０を取り外した状態で、排気通路加熱ユニット７０の加熱本体部７１を排気通路１３に挿入して、その先端部（開口部７０ａ）を加熱本体部５１の円形開口部５０ｄに嵌め込むと共に、取付け部７２を外壁面１９に接合して固定板７８で固定する。これにより、加熱ユニット５０，６０，７０，８０の取付け作業が完了する。一方、取り外し作業は逆の手順で行われる。
このように、全ての加熱ユニット５０，６０，７０，８０が手際よく円滑に着脱されるため、装置を停止して部品の交換作業等が必要になっても、休止時間を極力短縮でき、稼動時間を増大させることができる。
尚、チャンバ加熱ユニット５０，６０に替えて、チャンバ加熱ユニット５０´を用いる場合は、取付け作業及び取り外し作業がより簡略化される。
図１４は、半導体製造装置における排気ライン及び排気通路加熱ユニットの他の実施形態並びにクランプ機構を示したものである。
この排気ライン４０´は、図１４に示すように、着脱自在に形成され相互に連結される複数の排気管（配管）４１０，４２０を含み、各々の排気管４１０，４２０内に排気通路加熱ユニット１７０，２７０が配置されている。そして、排気管４１０，４２０同士が、シール部材としてのＯリング２００を挟み込んだ状態で、クランプ機構３００により連結されている。
排気管４１０は、直線状の排気通路を画定する直線円筒部４１１、直線円筒部４１１の接続端部において径方向外側に突出して鍔状に形成されたフランジ部４１２を有する。排気管４２０は、湾曲した排気通路を画定する曲がり円筒部４２１、曲がり円筒部４２１の接続端部において径方向外側に突出して鍔状に形成されたフランジ部４２２を有する。
ここで、フランジ部同士４１２と４１２、４１２と４２２は、図１４及び図１５に示すように、接続方向においてお互いが対向するように形成され、対向する反対側の面を傾斜させて径方向外側に向けて薄肉となる先細りの断面形状に形成されている。
クランプ機構３００は、図１４ないし図１６に示すように、フランジ部同士４１２と４１２、４１２と４２２を近づける方向に押し付けるように受け入れる略Ｖ字状の断面をなす溝３０１ａをもつ複数のクランプブロック３０１、クランプブロック３０１の一側部３０１ｂ同士を連結する複数（ここでは、４本）の第１リンクプレート３０２、クランプブロック３０１の他側部３０１ｃ同士を連結する複数（ここでは、４本）の第２リンクプレート３０３、隣接する２つのクランプブロック３０１同士を諦結するべく、一方のクランプブロック３０１に回動自在に支持された締結部材としてのボルト３０４及び他方のクランプブロック３０１に形成されてボルト３０４を螺合する雌ネジ等を備えている。
複数のリンクプレート３０３の一つのリンクプレート３０３´は、図１６に示すように、その一端部３０３ａ´がクランプブロック３０１のピン３０５に対して掛止及び離脱自在なフック状に形成されている。
そして、Ｏリング２００を介して、排気通路加熱ユニット１７０，２７０の後述する取付け部１７２，２７２をフランジ部４１２と４１２、４１２と４２２に挟持した状態で、クランプ機構３００は、フランジ部４１２と４１２、４１２と４２２の外周に巻回されて、ボルト３０４を螺合することにより、排気管同士４１０と４１０、４１０と４２０を連結するようになっている。
このように、クランプ機構３００がチェーン状に形成されているため、排気通路加熱ユニット１７０，２７０を装着した排気管同士４１０と４１０、４１０と４２０を容易に連結及びその連結を解除することができる。
特に、少なくとも一つのリンクプレート３０３´が、クランプブロック３０１に対して掛止及び離脱自在となっているため、排気通路加熱ユニット１７０，２７０の取付け部１７２，２７２に形成されたコネクタ１７３，２７３が比較的長尺である場合あるいはケーブル９０，９１が接続されているような場合に、離脱可能なリンクプレート３０３´を予め離脱した状態でコネクタ１７３，２７３又はケーブル９０，９１を通し、その後、リンクプレート３０３´をクランプブロック３０１に掛止させることにより、容易に排気通路加熱ユニット１７０，２７０を組付けることができる。
排気通路加熱ユニット１７０は、図１７及び図１８に示すように、排気管４１０（排気通路）の内壁面４１０ａを覆うように隣接して配置される円筒状の加熱本体部１７１、加熱本体部１７１の外周において環状でかつフランジ状に一体的に形成された取付け部１７２、取付け部１７２の径方向外側端部に設けられたコネクタ１７３等により形成されている。
加熱本体部１７１は、一対の金属板としての薄肉で円筒状のインナーシェル１７１ａ及びアウターシェル１７１ｂ、両シェル１７１ａ，１７１ｂの間に挟み込んで覆われた薄板状の抵抗発熱体１７１ｃ、両シェル１７１ａ，１７１ｂの縁部を接合すると共に抵抗発熱体１７１ｃを密閉するスペーサ１７１ｄ等により形成されている。
スペーサ１７１ｄは、両シェル１７１ａ，１７１ｂの縁部のうち、処理ガスに曝される領域の縁部に設けられて、抵抗発熱体１７１ｃが処理ガス等に曝されるのを完全に防止するようになっている。
取付け部１７２は、インナーシェル１７１ａに接合されたフランジ１７２ａ及びアウターシェル１７１ｂに接合されたフランジ１７２ｂにより形成されており、両フランジ１７２ａ，１７２ｂの間には、抵抗発熱体１７１ｃに接続された通電用のリード１７１ｃ´及び抵抗発熱体１７１ｃの温度を測定する温度センサとしての熱電対のリード１７１ｃ´´が挟まれて、コネクタ１７３まで引き出されている。すなわち、フランジ１７２ａ，１７２ｂにおいては、両者の間が完全に密閉されるのではなく外部に開放された状態となっている。そして、コネクタ１７３には、リード１７１ｃ´に対して電力供給用のケーブル９０が接続され、又、リード１７１ｃ´´に対して測定器に接続されるケーブル９１が接続されるようになっている。
アウターシェル１７１ｂとフランジ１７２ｂとは、図１９Ａに示すように、それぞれ別個に形成された後に、溶接（例えば、ＴＩＧ溶接、プラズマ溶接、レーザ溶接等）又はロー付け等により接合される。尚、フランジ１７２ｂには、Ｏリング２００を嵌め込む環状溝１７２ｂ´が形成されている。
インナーシェル１７１ａとフランジ１７２ａとは、図１９Ｂに示すように、それぞれ別個に形成された後に、溶接（例えば、ＴＩＧ溶接、プラズマ溶接、レーザ溶接等）又はロー付け等により接合される。尚、フランジ１７２ａには、Ｏリング２００を嵌め込む環状溝１７２ａ´及び位置決め用の環状凸部１７２ａ´´が形成されている。
尚、インナーシェル１７１ａ及びアウターシェル１７１ｂ、フランジ１７２ａ，１７２ｂ、並びに抵抗発熱体１７１ｃとしては、前述のチャンバ加熱ユニット５０と同様の材料あるいは構成及び材料が適用される。
上記の排気通路加熱ユニット１７０は、図１８に示すように、アウターシェル１７１ｂが内壁面４１０ａと密着するようにあるいは内壁面４１０ａと間に僅かな隙間が形成されるように、加熱本体部１７１が排気通路内に挿入され、Ｏリング２００を取り付けた状態で、取付け部１７２をフランジ部同士４１２と４１２、４１２と４２２で挟み込んで、前述のクランプ機構３００により締結することで、取付けが完了すると共に、排気通路を外部から遮断し、真空シールするようになっている。このように、加熱本体部１７１に取付け部１７２を設けたことにより、着脱作業を簡単に行うことができる。
ここで、排気通路加熱ユニット１７０と従来のラバーヒータとの昇温特性及び降温特性を比較すると、図２０Ａ及び図２０Ｂに示すような結果が得られた。尚、雰囲気温度２０℃、排気通路内部に２０℃の静止エアーが存在するものとして、抵抗発熱体１７１ｃ及びヒータに１０８Ｗを印加した場合の昇温特性と、１５０℃からの降温特性を解析した。
昇温特性については、図２０Ａに示すように、排気管の内壁温度が約１５０℃に達するまでに要する時間が、従来のラバーヒータでは７２０秒であるのに対して、本発明の排気通路加熱ユニット１７０では２４０秒であった。すなわち、内壁が一定の温度に達するまでの時間を大幅に短縮でき、それ故に、エネルギの利用効率が大幅に改善される。
また、降温特性については、図２０Ｂに示すように、排気管の内壁温度が１５０℃から８０℃に降下するまでに要する時間が、従来のラバーヒータでは５４０秒であるのに対して、本発明の排気通路加熱ユニット１７０では４２０秒であり、内壁が一定の温度に降下するまでの時間を短縮できる。すなわち、クールダウンが早いため、プロセス終了後に、装置の降温処理を行い、ＮＦ３、ＣｌＦ３等のクリーニングガスを流すまでの時間を短縮できる。
さらに、排気通路加熱ユニット１７０を排気管４１０に装着した場合の軸方向の温度分布を測定したところ、図２１に示すような結果が得られた。尚、測定ポイントは、インナーシェル１７１ａについて軸方向の５ヶ所、排気管４１０の外周面について接続端面から距離Ｌが５０ｍｍの位置の１ヶ所の温度を測定した。また、ここでは、抵抗発熱体（ヒータ）１７１ｃの温度が、１５０℃、２００℃のそれぞれの場合の温度分布を測定した。
その結果、図２１に示すように、インナーシェル１７１ａの温度は、軸方向の中央部が高く、両端部に向かって徐々に低くなる温度分布となる。そして、抵抗発熱体１７１ｃの温度を１５０℃に昇温した場合に中央部で１４０℃程度及び両端部で１２０℃程度であり、抵抗発熱体１７１ｃの温度を２００℃に昇温した場合に中央部で１８０℃程度及び両端部で１６０℃程度であり、中央部と両端部の温度差は２０℃程度に収まっている。
また、排気管４１０の温度は、抵抗発熱体１７１ｃの温度が１５０℃の場合に１３０．８℃、抵抗発熱体１７１ｃの温度が２００℃の場合に１７３．３℃となり、略インナーシェル１７１ａの温度と同程度まで昇温している。
排気通路加熱ユニット２７０は、図２２ないし図２６に示すように、湾曲した排気管４２０（排気通路）の内壁面４２０ａを覆うように隣接して配置されるように円筒状でかつ円弧状に湾曲して形成された加熱本体部２７１、加熱本体部２７１の外周において環状でかつフランジ状に一体的に形成された取付け部２７２、取付け部２７２の径方向外側端部に設けられたコネクタ２７３等により形成されている。
加熱本体部２７１は、一対の金属板としての薄肉で湾曲した円筒状のインナーシェル２７１ａ及びアウターシェル２７１ｂ、両シェル２７１ａ，２７１ｂの間に挟み込んで覆われた薄板状の抵抗発熱体２７１ｃ、両シェル２７１ａ，２７１ｂの縁部を接合すると共に抵抗発熱体２７１ｃを密閉するスペーサ２７１ｄ等により形成されている。
スペーサ２７１ｄは、図２３Ｂに示すように、両シェル２７１ａ，２７１ｂの縁部のうち、処理ガスに曝される領域の縁部に設けられて、抵抗発熱体２７１ｃが処理ガス等に曝されるのを完全に防止するようになっている。
取付け部２７２は、図２３Ａに示すように、インナーシェル２７１ａに接合されたフランジ２７２ａ及びアウターシェル２７１ｂに接合されたフランジ２７２ｂにより形成されており、両フランジ２７２ａ，２７２ｂの間には、抵抗発熱体２７１ｃに接続された通電用のリード２７１ｃ´及び抵抗発熱体２７１ｃの温度を測定する温度センサとしての熱電対のリード２７１ｃ´´が挟まれて、コネクタ２７３まで引き出されている。すなわち、フランジ２７２ａ，２７２ｂにおいては、両者の間が完全に密閉されるのではなく外部に開放された状態となっている。そして、コネクタ２７３には、リード２７１ｃ´に対して電力供給用のケーブル９０が接続され、又、リード２７１ｃ´´に対して測定器に接続されるケーブル９１が接続されるようになっている。
アウターシェル２７１ｂとフランジ２７２ｂとは、図２４Ａに示すように、それぞれ別個に形成された後に、溶接（例えば、ＴＩＧ溶接、プラズマ溶接、レーザ溶接等）又はロー付け等により接合される。尚、フランジ２７２ｂには、Ｏリング２００を嵌め込む環状溝２７２ｂ´及び位置決め用の環状凸部２７２ｂ´´が形成されている。
インナーシェル２７１ａとフランジ２７２ａとは、図２４Ｂに示すように、それぞれ別個に形成された後に、溶接（例えば、ＴＩＧ溶接、プラズマ溶接、レーザ溶接等）又はロー付け等により接合される。尚、フランジ２７２ａには、Ｏリング２００を嵌め込む環状溝２７２ａ´及び位置決め用の環状凸部２７２ａ´´が形成されている。
尚、インナーシェル２７１ａ及びアウターシェル２７１ｂ、フランジ２７２ａ，２７２ｂとしては、前述のチャンバ加熱ユニット５０と同様の材料が適用される。
抵抗発熱体２７１ｃは、図２５に示すように、可撓性の絶縁フィルム２７１１、絶縁フィルム２７１１にジグザグ状にレイアウトされて挟まれた電熱用の抵抗箔２７１２、抵抗箔２７１２で発生した熱を全体に分散させる熱伝導用箔２７１３により形成され、その一部からリード２７１ｃ´を形成するリード箔２７１４が引き出されている。そして、抵抗発熱体２７１ｃには、複数の切り込みが設けられて、湾曲した筒状に成形できるようになっている。
また、抵抗発熱体２７１ｃには、その温度を検出する温度センサとしての素線２７１５，２７１６を含む熱電対２７２０が設けられ、その一部からリード２７１ｃ´´が引き出されている。そして、抵抗発熱体２７１ｃは、熱伝導用箔２７１３がインナーシェル２７１ａに接触するように配置される。
ここで、絶縁性フィルム２７１１は、ポリイミド樹脂等の耐熱性に優れた樹脂材料により形成され、熱伝導用箔２７１３は、厚さ５０μｍ程度のステンレス鋼等の金属箔により形成されている。
さらに、抵抗発熱体２７１ｃは、両シェル２７１ａ，２７１ｂの間に配置された状態で、図２６に示すように、Ａ領域が排気管４２０の外側領域（曲率半径が大きい領域）に対応し、Ｂ領域が排気管４２０の内側領域（曲率半径が小さい領域）に対応している。そして、抵抗発熱体２７１ｃは、抵抗箔２７１２の配置密度すなわちワット密度が、内側のＢ領域に比べて外側のＡ領域が大きくなるように設定されている。これにより、排気管４２０の湾曲した外側領域において、発熱量が多くなり、この領域において、副生成物が堆積し成長するのを有効に防止することができる。
尚、ここでは、抵抗発熱体２７１ｃとして、ポリイミドフィルムを用いたポリイミドヒータを採用したが、その他に、シリコンラバーヒータ、マイカヒータ、シースヒータ等を採用してもよい。このように、可撓性のある薄膜状の抵抗発熱体を用いることで、内壁面に対応した種々の形状に形成することができる。
上記の排気通路加熱ユニット２７０は、図２２、図２３Ａ、図２３Ｂに示すように、アウターシェル２７１ｂと排気管４２０の内壁面４２０ａとの間に僅かな隙間が形成されるように、加熱本体部２７１が排気通路内に挿入され、Ｏリング２００を取り付けた状態で、取付け部２７２をフランジ部同士４２２，４１２で挟み込んで、前述のクランプ機構３００により締結することで、取付けが完了すると共に、排気通路を外部から遮断し、真空シールするようになっている。このように、加熱本体部２７１に取付け部２７２を設けたことにより、着脱作業を簡単に行うことができる。
図２７Ａないし図２８Ｃは、アウターシェル２７１ｂ及びインナーシェル２７１ａの製造及び組立て方法を示したものである。
先ず、図２７Ａに示すように、ステンレス鋼等からなるプレートＰＡを環状に切り抜く。続いて、図２７Ｂに示すように、金型Ｍ１を用いて、プレートＰＡの外周縁領域を、断面が円弧状になるように絞り加工する。続いて、図２７Ｃに示すように、金型Ｍ２を用いて、プレートＰＡ´の内周縁領域を、断面が円弧状になるように絞り加工し、半ドーナツ状の成形体ＰＡ´´を製造する。
そして、図２８Ａに示すように、２つの成形体ＰＡ´´を用意し、図２８Ｂに示すように、両者を対向して突き合わせ、外周縁部及び内周縁部を全周に亘って溶接する。続いて、溶接工程で蓄積された残留応力を除去するために、熱処理を施す。続いて、金型Ｍ１，Ｍ２を再び用いて、修正スピニング処理を施す。
その後、図２８Ｃに示すように、完成したドーナツ状の構造体ＰＡ´´´を、ワイヤーカット等により４つに等分割する。続いて、ワイヤーカットにより切断された切断面を研摩して、アウターシェル２７１ｂ又はインナーシェル２７１ａが完成する。
そして、アウターシェル２７２ｂ及びインナーシェル２７１ａに、予め切削加工等により製造したフランジ２７２ｂ及びフランジ２７２ａを溶接し、さらに両シェル２７１ａ，２７１ｂの縁部にスペーサ２７１ｄを溶接した後、両シェル２７１ａ，２７１ｂ間に抵抗発熱体２７１ｃを湾曲させて挿入し、コネクタ２７３を設けることで、排気通路加熱ユニット２７０が完成する。
図２９ないし図３１は、排気通路加熱ユニットのさらに他の実施形態を示すものである。尚、この実施形態において、排気管４１０のフランジ部４１２から離れた所定領域には、外部ヒータ４３０が巻回されている。
この排気通路加熱ユニット３７０は、図２９ないし図３１に示すように、排気管同士４１０，４１０の接続端部の所定領域に亘る内壁面４１０ａを覆うように隣接して配置される円筒状の加熱本体部３７１、加熱本体部３７１の外周において環状でかつフランジ状に一体的に形成された取付け部３７２、取付け部３７２の外側端部に設けられたコネクタ３７３等により形成されている。
加熱本体部３７１は、一対の金属板としての薄肉で円筒状のインナーシェル３７１ａ及びアウターシェル３７１ｂ、両シェル３７１ａ，３７１ｂの間に挟み込んで覆われた薄板状の抵抗発熱体３７１ｃ、両シェル３７１ａ，３７１ｂの縁部を接合すると共に抵抗発熱体３７１ｃを密閉するスペーサ３７１ｄ等により形成されている。
スペーサ３７１ｄは、図２９及び図３０Ｂに示すように、両シェル３７１ａ，３７１ｂの縁部のうち、処理ガスに曝される両端縁部に設けられて、抵抗発熱体３７１ｃが処理ガス等に曝されるのを完全に防止するようになっている。
取付け部３７２は、図３０Ａに示すように、アウターシェル３７１ｂに接合されたフランジ３７２ａ，３７２ｂにより形成されており、両フランジ３７２ａ，３７２ｂの間には、抵抗発熱体３７１ｃに接続された通電用のリード３７１ｃ´及び抵抗発熱体３７１ｃの温度を測定する温度センサとしての熱電対のリード３７１ｃ´´が挟まれて、コネクタ３７３まで引き出されている。すなわち、フランジ３７２ａ，３７２ｂにおいては、両者の間が完全に密閉されるのではなく外部に開放された状態となっている。そして、コネクタ３７３には、図２９に示すように、リード３７１ｃ´に対して電力供給用のケーブル９０が接続され、又、リード７１ｃ´´に対して測定器に接続されるケーブル９１が接続されるようになっている。
尚、インナーシェル３７１ａ及びアウターシェル３７１ｂ、フランジ３７２ａ，３７２ｂとしては、前述のチャンバ加熱ユニット５０と同様の材料が適用され、又、抵抗発熱体３７１ｃとしては、図３１に示すような形態に形成され、その構成については前述のチャンバ加熱ユニット５０と同様のものが適用される。また、ここでは、抵抗発熱体３７１ｃが、両シェル３７１ａ，３７１ｂ内に密着して配置される構成を示したが、アウターシェル３７１ｂと隙間をおいて配置されてもよい。
上記の排気通路加熱ユニット３７０は、図２９に示すように、アウターシェル３７１ｂと内壁面４１０ａとの間に僅かな隙間が形成されるように、加熱本体部３７１が排気管４１０内に挿入され、Ｏリング２００を取り付けた状態で、取付け部３７２をフランジ部４１２で挟み込み、クランプ機構３００により締結することで、取付けが完了すると共に、排気通路を外部から遮断し、真空シールするようになっている。また、前述同様に、着脱作業を簡単に行うことができ、加熱効率が高まる。
図３２は、上記排気通路加熱ユニット３７０を、別の排気管４１０´に装着した実施形態を示したものである。すなわち、この実施形態においては、排気通路加熱ユニット３７０が排気管４１０´の円筒部４１１´に挿入された状態で、アウターシェル３７１ｂと内壁面４１０ａ´との隙間が、前述の実施形態よりも大きくなっている。この場合においても、前述同様に、着脱作業を簡単に行うことができ、加熱効率が高まる。
図３３は、上記排気通路加熱ユニット３７０の取付け部３７２を変更したものである。すなわち、この排気通路加熱ユニット３７０´においては、図３３に示すように、取付け部３７２´の幅を狭くしたものであり、フランジ３７２ａ´，３７２ｂ´の肉厚を変化させると共に屈曲して形成し、Ｏリング２００´，２００´´が径方向において内側と外側に配置されるようになっている。
これにより、排気管４１０´のフランジ部同士４１２，４１２をより近づけた状態で連結することができる。この場合においても、前述同様に、着脱作業を簡単に行うことができ、加熱効率が高まる。
図３４Ａ、図３４Ｂ及び図３５は、排気管４１０の接続端部が蓋４４０により閉鎖される構成において採用される排気通路加熱ユニットの実施形態を示すものである。尚、蓋４４０は、円板状の閉塞部４４１、閉塞部４４１の外周に形成されてフランジ部４１２と対向して配置されるフランジ部４４２等により形成されている。
この排気通路加熱ユニット４７０は、図３４Ａ、図３４Ｂに示すように、排気管４１０及び蓋４４０の内壁面４１０ａ，４４０ａを覆うように隣接して配置される有底円筒状の加熱本体部４７１、加熱本体部４７１の外周において環状でかつフランジ状に一体的に形成された取付け部４７２、取付け部４７２の外側端部に設けられたコネクタ４７３等により形成されている。
加熱本体部４７１は、一対の金属板としての薄肉で有底円筒状のインナーシェル４７１ａ及び有底円筒状のアウターシェル４７１ｂ、両シェル４７１ａ，４７１ｂの間に挟み込んで覆われた薄板状の抵抗発熱体４７１ｃ、両シェル４７１ａ，４７１ｂの縁部を接合すると共に抵抗発熱体４７１ｃを密閉するスペーサ４７１ｄ等により形成されている。
スペーサ４７１ｄは、図３４Ｂに示すように、両シェル４７１ａ，４７１ｂの縁部のうち、処理ガスに曝される両端縁部に設けられて、抵抗発熱体４７１ｃが処理ガス等に曝されるのを完全に防止するようになっている。
取付け部４７２は、図３４Ａに示すように、アウターシェル４７１ｂに接合されたフランジ４７２ａ，４７２ｂにより形成されており、両フランジ４７２ａ，４７２ｂの間には、抵抗発熱体４７１ｃに接続された通電用のリード４７１ｃ´及び抵抗発熱体４７１ｃの温度を測定する温度センサとしての熱電対のリード４７１ｃ´´が挟まれて、コネクタ４７３まで引き出されている。すなわち、フランジ４７２ａ，４７２ｂにおいては、両者の間が完全に密閉されるのではなく外部に開放された状態となっている。そして、コネクタ４７３には、図３４Ａに示すように、リード４７１ｃ´に対して電力供給用のケーブル９０が接続され、又、リード４７１ｃ´´に対して測定器に接続されるケーブル９１が接続されるようになっている。
尚、インナーシェル４７１ａ及びアウターシェル４７１ｂ、フランジ４７２ａ，４７２ｂとしては、前述のチャンバ加熱ユニット５０と同様の材料が適用され、又、抵抗発熱体４７１ｃとしては、図３５に示すような形態に形成され、その構成については前述のチャンバ加熱ユニット５０と同様のものが適用される。
上記の排気通路加熱ユニット４７０は、図３４Ａ及び図３４Ｂに示すように、アウターシェル４７１ｂと内壁面４１０ａとの間に僅かな隙間が形成されるように、加熱本体部４７１が排気管４１０内に挿入され、Ｏリング２００を取り付けた状態で、アウターシェル４７１ｂと内壁面４４０ａとの間にも同様の隙間が形成されるようにして蓋４４０が接合され、取付け部４７２をフランジ部４１２，４４２で挟み込み、クランプ機構３００により締結することで、取付けが完了すると共に、排気通路を外部から遮断し、真空シールするようになっている。また、前述同様に、着脱作業を簡単に行うことができ、加熱効率が高まる。
上記実施形態においては、ＣＶＤ装置の処理チャンバ１１、搬送通路１２、排気通路１３の内壁面１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１３ａ、並びに、排気管４１０，４２０、４１０´の内壁面４１０ａ，４２０ａ，４１０ａ´，４４０ａを内側から覆う面状の加熱ユニットを示したがこれに限定されるものではなく、処理ガス等を供給する供給通路の内壁面を覆う面状の加熱ユニットを採用してもよい。
また、上記実施形態においては、ＣＶＤ装置において、処理チャンバ１１，搬送通路１２、排気通路１３の全てを加熱する加熱ユニット５０，６０，７０，８０を採用した場合を示したが、いずれか一つの加熱ユニットを採用してもよい。
上記実施形態においては、本発明の加熱ユニットを適用する半導体製造装置として、ＣＶＤ装置を示したが、エッチング装置、その他の処理装置等においても同様に適用することができる。
上記構成をなす半導体製造装置及びその加熱ユニットによれば、処理ガス等に曝される通路及び処理チャンバ等の内壁面に副生成物等が付着するのを防止ないし極力抑制して、処理されるウエーハの歩留まりの向上、稼動時間の増大、エネルギ効率の向上による消費電力の低減等を達成することができる。
【産業上の利用可能性】  以上述べたように、本発明の加熱ユニットは、ＣＶＤ装置、エッチング装置等の半導体製造装置に適用できるのは勿論のこと、通路あるいは空間を画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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２９】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３５】
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【国際調査報告】
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