JP2003017426A - Semiconductor manufacturing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造装置に係
り、特にウェハの酸化や拡散、あるいは熱処理といった
処理をなす半導体製造装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly to a semiconductor manufacturing apparatus for performing processing such as wafer oxidation, diffusion or heat treatment.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＶＬＳＩ製造工程における熱処理関連プ
ロセスでは、熱酸化、熱拡散、ＬＰＣＶＤを中心に多数
のバッチ式処理をなすファーネスを備えた半導体製造装
置が使用されている。ファーネス適用領域としては高温
処理領域と低温処理領域がある。前者の高温処理として
は、酸化／拡散／ＣＶＤ／アニールなどがあり、これら
は１バッチ当たり１００枚のウェハを８００〜１２００
℃の温度で１０分から数時間に亘って処理を行うもので
ある。後者の低温処理としては、ＡＬシンター／キュア
／シリサイドなどの処理があり、これらでは１バッチ当
たり１００枚のウェハを３００〜８００℃の温度でやは
り１０分から数時間に亘って処理を行うものである。2. Description of the Related Art In a heat treatment-related process in a VLSI manufacturing process, a semiconductor manufacturing apparatus having a furnace for performing a large number of batch processes, mainly thermal oxidation, thermal diffusion, and LPCVD, is used. The furnace application area includes a high temperature processing area and a low temperature processing area. The former high-temperature processing includes oxidation / diffusion / CVD / annealing, etc., and these are 800 to 1200 wafers of 100 wafers per batch.
The treatment is carried out at a temperature of ° C for 10 minutes to several hours. The latter low-temperature treatment includes treatments such as AL sinter / cure / silicide. In these, 100 wafers per batch are treated at a temperature of 300 to 800 ° C. for 10 minutes to several hours. .
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、ファーネス
は１００枚ものウェハが同時処理でき、スループットが
大きいため、３００枚時代においても依然として採用さ
れている。しかし、その熱容量が圧倒的に大きく、昇温
及び降温に時間を要し、安定した温度域に達するまで
に、一般的には数十分を要する。ファーネスの課題はこ
の昇降温時間をいかに短縮するかであり、スループット
向上の決め手とされている。By the way, since the furnace can process 100 wafers at a time and has a large throughput, it is still used in the 300 wafer era. However, the heat capacity is overwhelmingly large, it takes time to raise and lower the temperature, and generally several tens of minutes are required to reach a stable temperature range. The issue of the furnace is how to shorten the heating / cooling time, which is the decisive factor for improving the throughput.
【０００４】その目的のためには熱容量を低減させる炉
体の構造、水冷機構などの工夫や、１回のチャージ枚数
を減らして炉体自身を小型化することが有効と考えられ
ている。また、炉体を構成する抵抗線を細くすることに
より熱容量を低減させた方式もある。For that purpose, it is considered effective to devise the structure of the furnace body for reducing the heat capacity, the water cooling mechanism and the like, and to reduce the number of charges per charge to downsize the furnace body itself. There is also a method in which the heat capacity is reduced by thinning the resistance wire forming the furnace body.
【０００５】いずれにしても、ファーネスは３００ｍｍ
径ウェハ時代においても１００枚を１バッチとするよう
な大型装置が考えられているため、熱容量を低減させて
装置のサイクルタイムを短縮する方法の導入は不可欠で
あることは否定できず、従来方式では、熱容量が大きく
昇温・降温に要する時間を短縮することができないとい
う問題がある。In any case, the furnace is 300 mm
Even in the age of large-diameter wafers, large-scale equipment that considers 100 wafers as one batch is being considered, so it cannot be denied that the introduction of a method that reduces the heat capacity and shortens the cycle time of the equipment is indispensable. Then, there is a problem that the heat capacity is large and the time required for raising and lowering the temperature cannot be shortened.
【０００６】本発明は、上記課題を解決するためにプロ
セスチューブのゾーンコントロール誘導加熱を適用する
ことによって急速加熱・温度分布制御し、昇降温時間を
短縮し、スループット向上を図ることができる半導体製
造装置を提供することを目的とする。In order to solve the above problems, the present invention applies zone control induction heating of a process tube to control rapid heating and temperature distribution, shorten the temperature rising / falling time, and improve the throughput of semiconductor manufacturing. The purpose is to provide a device.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る半導体製造装置は、ウェハホルダを収
容するプロセスチューブとその周囲に配置された加熱手
段を有する半導体製造装置であって、前記プロセスチュ
ーブを導電性チューブにより形成し、前記加熱手段を前
記プロセスチューブの長手方向に沿って配置された複数
の加熱コイルを備えた誘導加熱手段によって構成し、複
数の加熱コイルの周波数・電流位相を同期させて個別に
電力制御可能としてプロセスチューブの長手方向に沿っ
た熱分布のゾーンコントロールを可能としたものであ
る。この場合において、前記プロセスチューブと加熱コ
イルの間に風道を形成し、プロセスチューブの空冷を可
能とし、また、前記プロセスチューブを導電性ＳｉＣま
たは金属含浸ＳｉＣにより形成することが望ましい。In order to achieve the above object, a semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention is a semiconductor manufacturing apparatus having a process tube accommodating a wafer holder and heating means arranged around the process tube. The process tube is formed of a conductive tube, the heating means is constituted by an induction heating means provided with a plurality of heating coils arranged along the longitudinal direction of the process tube, and the frequency and current phase of the plurality of heating coils. It is possible to individually control the electric power in synchronization with each other to enable zone control of heat distribution along the longitudinal direction of the process tube. In this case, it is preferable that an air passage is formed between the process tube and the heating coil to allow air cooling of the process tube, and the process tube is formed of conductive SiC or metal-impregnated SiC.
【０００８】更に、本発明に係る半導体製造装置は、ウ
ェハホルダを収容するプロセスチューブと、その周囲を
囲繞する均熱管、および均熱管の外周に配置された加熱
手段を有する半導体製造装置であって、前記均熱管を導
電性チューブにより形成し、前記加熱手段を前記均熱管
の長手方向に沿って配置された複数の加熱コイルを備え
た誘導加熱手段によって構成し、複数の加熱コイルの周
波数・電流位相を同期させて個別に電力制御可能として
均熱管の長手方向に沿った熱分布のゾーンコントロール
を可能とすることができる。当該構成おいて、前記均熱
管を導電性ＳｉＣまたは金属含浸ＳｉＣにより形成すれ
ばよい。Further, the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention is a semiconductor manufacturing apparatus having a process tube accommodating a wafer holder, a soaking tube surrounding the process tube, and heating means arranged on the outer periphery of the soaking tube. The soaking tube is formed of a conductive tube, the heating means is constituted by an induction heating means provided with a plurality of heating coils arranged along the longitudinal direction of the soaking tube, and the frequency and current phase of the plurality of heating coils. It is possible to individually control the electric power in synchronization with each other, thereby enabling zone control of heat distribution along the longitudinal direction of the soaking tube. In this structure, the soaking tube may be made of conductive SiC or metal-impregnated SiC.
【０００９】すなわち、本発明は、（１）加熱方法を温
度分布制御できる誘導加熱方式を採用し、（２）プロセ
スチューブを導電性チューブ（導電性ＳｉＣや金属含浸
ＳｉＣ）にして誘導加熱し、（３）誘導加熱コイルとプ
ロセスチューブ間を風冷できる構造としたのである。こ
こで用いられる温度分布制御できる誘導加熱手段を用い
ることにより、（ａ）誘導加熱によりプロセスチューブ
を直接加熱することにより昇温速度を速めることを可能
にし、（ｂ）誘導加熱コイルとプロセスチューブ間を風
冷することにより、急速降温を可能にし、（ｃ）ゾーン
コントロール誘導加熱により、プロセスチューブ内の上
下方向に対して任意の温度コントロールができる。That is, the present invention adopts (1) an induction heating method capable of controlling temperature distribution as a heating method, and (2) uses a conductive tube (conductive SiC or metal-impregnated SiC) as a process tube for induction heating, (3) The structure is such that air can be cooled between the induction heating coil and the process tube. By using the induction heating means capable of controlling the temperature distribution used here, (a) the heating rate can be increased by directly heating the process tube by induction heating, and (b) between the induction heating coil and the process tube. By air-cooling, the temperature can be rapidly lowered, and by (c) zone control induction heating, any temperature can be controlled in the vertical direction in the process tube.
【００１０】誘導加熱は、その急速昇降温性・小熱容量
から、本用途に最適であるが、従来の誘導加熱は相互誘
導のため複数の分割コイルに対しその温度分布制御が不
可能であり、ファーネスチャンバの上下方向での温度制
御が不可能であった。チャンバには下方から拡散用ガス
が入れられるため、チャンバ内下方温度からチャンバ内
上方温度に亘っての温度分布制御が不可欠である。本発
明では、誘導環境下の複数コイルの周波数、電流位相を
同期させて、個別に電力制御可能にした構成とすること
で、ゾーンコントロールを可能にできる。Induction heating is most suitable for this application because of its rapid temperature raising / lowering property and small heat capacity, but conventional induction heating cannot control the temperature distribution of a plurality of split coils because of mutual induction. It was impossible to control the temperature in the vertical direction of the furnace chamber. Since the diffusion gas is introduced into the chamber from below, it is essential to control the temperature distribution from the lower temperature in the chamber to the upper temperature in the chamber. According to the present invention, zone control can be performed by synchronizing the frequencies and current phases of a plurality of coils in an inductive environment so that power can be individually controlled.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る半導体製造
装置の具体的実施形態を、図面を参照して、詳細に説明
する。図１は実施形態に係る半導体製造装置の全体構成
を示している。まず、半導体製造装置を構成しているフ
ァーネス１０は多数枚のウェハ１２を石英（ＳｉＣ）ボ
ート１４に搭載した状態でプロセスチューブ１６に収容
するようになっている。この収容状態で石英ボート１４
の下端部に設けられた石英キャップ１８によってプロセ
スチューブ１６が閉塞される。プロセスチューブ１６に
反応ガスの注入口２０と排気口２２が設けられ、拡散な
どの熱処理をなすようにしている。プロセスチューブ１
６の内部を均一に加熱するために、この実施形態では石
英均熱管２４が設けられており、更にその外側全体を断
熱材２６で覆っている。そして、断熱材２６の内面側に
加熱コイルを設けており、この加熱コイルにより誘導加
熱をなすようにしているのである。この実施形態では、
加熱コイルを複数に分割し、プロセスチューブ１６の長
手方向をゾーン区画することによってチューブ加熱温度
をゾーンコントロールするように構成している。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Specific embodiments of a semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the overall configuration of a semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment. First, a furnace 10 that constitutes a semiconductor manufacturing apparatus is configured to accommodate a large number of wafers 12 in a process tube 16 while being mounted on a quartz (SiC) boat 14. In this housed state, the quartz boat 14
The process tube 16 is closed by a quartz cap 18 provided at the lower end of the process tube 16. The process tube 16 is provided with a reaction gas injection port 20 and an exhaust port 22 so as to perform heat treatment such as diffusion. Process tube 1
In order to heat the inside of 6 uniformly, in this embodiment, a quartz soaking tube 24 is provided, and the entire outside thereof is covered with a heat insulating material 26. A heating coil is provided on the inner surface of the heat insulating material 26, and induction heating is performed by this heating coil. In this embodiment,
The heating coil is divided into a plurality of sections, and the tube heating temperature is zone-controlled by zone-dividing the process tube 16 in the longitudinal direction.
【００１２】このため、実施形態に係る誘導加熱手段の
構成を図２に示す。この実施形態に係る誘導加熱手段１
００は、マスタ加熱ユニット１１０ｍと、複数のスレー
ブ加熱ユニット１１０ｓ（図示の例では１ユニットのみ
を示す。）とから形成してある。各加熱ユニット１１０
ｍ、１１０ｓは、それぞれ電源部１１２ｍ、１１２ｓ
と、これらの電源部１１２ｍ、１１２ｓから電力を供給
される負荷コイル部１５０ｍ、１５０ｓとを備えてい
る。Therefore, the structure of the induction heating means according to the embodiment is shown in FIG. Induction heating means 1 according to this embodiment
00 is formed of a master heating unit 110m and a plurality of slave heating units 110s (only one unit is shown in the illustrated example). Each heating unit 110
m and 110s are power supply units 112m and 112s, respectively.
And load coil sections 150m and 150s supplied with power from these power supply sections 112m and 112s.
【００１３】各電源部１１２ｍ、１１２ｓは、サイリス
タによってブリッジ回路を形成した整流回路である順変
換部１１４ｍ、１１４ｓを有し、これらの順変換部１１
４ｍ、１１４ｓがそれぞれ三相交流電源１１６ｍ、１１
６ｓに接続してある。そして、順変換部１１４ｍ、１１
４ｓの出力側には、平滑リアクトル１１８ｍ、１１８ｓ
を介してインバータ（逆変換部）１２０ｍ、インバータ
１２０ｓが接続してある。実施形態の場合、マスタ加熱
ユニット１１０ｍ側のインバータ１２０ｍがマスタイン
バータであって、スレーブ加熱ユニット１１０ｓ側のイ
ンバータ１２０ｓがスレーブインバータとなっている。
そして、各インバータ１２０ｍ、１２０ｓは、実施形態
の場合、電流型であって、周知のようにダイオードとト
ランジスタとを直列接続した辺からなるブリッジ回路に
よって形成してある。Each of the power supply units 112m and 112s has forward conversion units 114m and 114s which are rectifying circuits in which bridge circuits are formed by thyristors.
4m and 114s are three-phase AC power supplies 116m and 11 respectively
It is connected to 6s. Then, the forward conversion units 114m and 11
On the output side of 4s, smoothing reactors 118m, 118s
An inverter (inverse conversion unit) 120m and an inverter 120s are connected via. In the case of the embodiment, the inverter 120m on the master heating unit 110m side is the master inverter, and the inverter 120s on the slave heating unit 110s side is the slave inverter.
In the embodiment, each of the inverters 120m and 120s is a current type, and is formed by a bridge circuit including a side in which a diode and a transistor are connected in series, as is well known.
【００１４】インバータ１２０ｍ、１２０ｓの出力側に
接続した負荷コイル部１５０ｍ、１５０ｓは、負荷コイ
ルである加熱コイル１５２ｍ、１５２ｓを有している。
そして、各加熱コイル１５２ｍ、１５２ｓとその内部抵
抗１５６ｍ、１５６ｓとには、コンデンサ１５４ｍ、１
５４ｓが並列に接続してあって、加熱コイル１５２とコ
ンデンサ１５４とによって並列共振回路を形成してい
る。すなわち、実施形態の場合、インバータ１２０ｍ、
１２０ｓは、並列共振型インバータを構成している。ま
た、加熱コイル１５２ｍ、１５２ｓは、実施形態の場
合、相互に近接して配置してある。The load coil sections 150m and 150s connected to the output sides of the inverters 120m and 120s have heating coils 152m and 152s which are load coils.
The heating coils 152m and 152s and the internal resistances 156m and 156s of the heating coils 152m and 152s have capacitors 154m and 1s.
54s are connected in parallel, and the heating coil 152 and the capacitor 154 form a parallel resonance circuit. That is, in the case of the embodiment, the inverter 120m,
120s constitutes a parallel resonance type inverter. Further, the heating coils 152m and 152s are arranged close to each other in the case of the embodiment.
【００１５】各負荷コイル部１５０ｍ、１５０ｓには、
コンデンサ１５４ｍ、１５４ｓと並列に変圧器１５８
ｍ、１５８ｓが設けてあって、インバータ１２０ｍ、１
２０ｓの出力電圧に対応した電圧値を得ることができる
ようにしてある。そして、マスタ加熱ユニット１１０ｍ
側の変圧器１５８ｍの出力電圧Ｖｍは、詳細を後述する
マスタ側の電圧制御部１２２ｍと駆動制御部１２４ｍと
にフィードバックするようにしてある。また、スレーブ
加熱ユニット１１０ｓ側の変圧器１５８ｓの出力電圧Ｖ
ｓは、スレーブ側の電力制御部１２２ｍにフィードバッ
クするようにしてある。さらに、負荷コイル部１５０
ｍ、１５０ｓには、加熱コイル１５２ｍ、１５２ｓと直
列に変流器１６０ｍ、１６０ｓが設けてあって、その出
力電流Ｉｍ、Ｉｓが電力制御部１２２ｍ、１２２ｓにフ
ィードバックするようになっている。Each of the load coil parts 150m and 150s includes
The transformer 158 is connected in parallel with the capacitors 154m and 154s.
m, 158s are provided, and inverters 120m, 1
The voltage value corresponding to the output voltage of 20 s can be obtained. And the master heating unit 110m
The output voltage Vm of the transformer 158m on the side is fed back to the voltage control unit 122m and the drive control unit 124m on the master side, the details of which will be described later. Also, the output voltage V of the transformer 158s on the slave heating unit 110s side
s is fed back to the power control unit 122m on the slave side. Further, the load coil unit 150
Current transformers 160m and 160s are provided in m and 150s in series with the heating coils 152m and 152s, and output currents Im and Is of the current transformers are fed back to the power control units 122m and 122s.
【００１６】各電力制御部１２２ｍ、１２２ｓは、順変
換部１１４ｍ、１１４ｓを構成しているサイリスタに駆
動パルスを与えるもので、電力設定器１２６ｍ、１２６
ｓが接続してある。そして、マスタ側の駆動制御部１２
４ｍは、変圧器１５８ｍから入力する電圧Ｖｍのゼロク
ロスを検出し、このゼロクロスに同期してインバータ１
２０ｍを構成しているトランジスタＴＲｍＡ１、ＴＲｍ
Ａ２、ＴＲｍＢ１、ＴＲｍＢ２に駆動パルスを出力す
る。また、駆動制御部１２４ｍは、スレーブ側の駆動制
御部１２４ｓに前記の駆動パルスに同期した信号を入力
する。スレーブ側駆動制御部１２４ｓは、マスタ側駆動
制御部１２４ｍから入力する信号に基づいて、スレーブ
側インバータ１２０ｓを構成しているトランジスタＴＲ
ｓＡ１、ＴＲｓＡ２、ＴＲｓＢ１、ＴＲｓＢ２を駆動す
るパルスを生成してこれらのトランジスタに与える。The electric power control units 122m and 122s give drive pulses to the thyristors constituting the forward conversion units 114m and 114s, and the electric power setting units 126m and 126s.
s is connected. Then, the drive control unit 12 on the master side
4m detects the zero cross of the voltage Vm input from the transformer 158m, and the inverter 1 synchronizes with this zero cross.
Transistors TRmA1 and TRm forming 20 m
Drive pulses are output to A2, TRmB1, and TRmB2. In addition, the drive control unit 124m inputs a signal synchronized with the drive pulse to the drive control unit 124s on the slave side. The slave-side drive control unit 124s, based on the signal input from the master-side drive control unit 124m, configures the transistor TR that constitutes the slave-side inverter 120s.
Pulses for driving sA1, TRsA2, TRsB1, and TRsB2 are generated and given to these transistors.
【００１７】スレーブ加熱ユニット１１０ｓは、詳細を
後述するように、インバータ１２０ｓの出力電流Ｉｓと
出力電圧Ｖｓとの位相差を零にするための位相制御部１
７０を有している。この位相制御部１７０は、変圧器１
５４ｓと変流器１６０ｓとが出力する電圧Ｖｓ、電流Ｉ
ｓが入力する位相差検出部１７２と、この位相差検出部
１７２の出力信号に基づいて、インバータ１２０ｓと加
熱コイル１５２ｓとの間に設けた可変リアクトル部１６
２を制御する位相調整部１７４とから構成してある。そ
して、可変リアクトル部１６２は、実施形態の場合、加
熱コイル１５２ｓとコンデンサ１５４ｓとに並列接続し
た可変容量リアクタンス１６４と、加熱コイル１５２ｓ
に直列接続した可変誘導リアクタンス１６６とから構成
してある。The slave heating unit 110s has a phase controller 1 for making the phase difference between the output current Is and the output voltage Vs of the inverter 120s zero, as will be described later in detail.
Has 70. This phase control unit 170 uses the transformer 1
54 s and current transformer 160 s output voltage Vs and current I
Based on the output signal of the phase difference detection unit 172 and the phase difference detection unit 172 input by s, the variable reactor unit 16 provided between the inverter 120s and the heating coil 152s.
2 and a phase adjuster 174 for controlling the second phase. In the case of the embodiment, the variable reactor 162 includes the variable capacitance reactance 164 connected in parallel with the heating coil 152s and the capacitor 154s, and the heating coil 152s.
And a variable inductive reactance 166 connected in series with the.
【００１８】上記のごとく構成した誘導加熱手段１００
は、マスタ加熱ユニット１１０ｍの加熱コイル１５２ｍ
と、スレーブ加熱ユニット１１０ｓの加熱コイル１５２
ｓとが接するように近接して配置してある。各電源部１
１２ｍ、１１２ｓは、順変換部１１４ｍ、１１４ｓのサ
イリスタが電力制御部１２２ｍ、１２２ｓの出力する駆
動パルスによって駆動し、三相電源１１６ｍ、１１６ｓ
の出力する交流電力を整流して直流電力に変換し、平滑
コイル１１８ｍ、１１８ｓを介してインバータ（逆変換
部）１２０ｍ、１２０ｓに与える。電力制御部１２２ｍ
は、図３に示したように構成してあって、スレーブ側の
電力制御部１２２ｓも同様な構成となっている。Induction heating means 100 constructed as described above.
Is the heating coil 152m of the master heating unit 110m
And the heating coil 152 of the slave heating unit 110s
They are arranged close to each other so as to contact with s. Each power supply 1
The thyristors of the forward conversion units 114m and 114s are driven by the drive pulses output from the power control units 122m and 122s, and the three-phase power supplies 116m and 116s.
Is rectified and converted into DC power, and is supplied to the inverters (inverse conversion units) 120m and 120s via the smoothing coils 118m and 118s. Power control unit 122m
Is configured as shown in FIG. 3, and the power control unit 122s on the slave side has the same configuration.
【００１９】すなわち、電力制御部１２２ｍは、変圧器
１５８ｍの出力電圧Ｖｍと変流器１６０ｍの出力電流Ｉ
ｍとが入力される電力変換器１３０と、電力変換器１３
０の出力側に設けた電力比較器１３２と、電力比較器１
３２の出力側に接続した順変換位相制御器１３４、この
順変換位相制御器１３４の出力信号が入力する順変換ゲ
ートパルス発生器１３６とから構成してある。That is, the power control unit 122m controls the output voltage Vm of the transformer 158m and the output current I of the current transformer 160m.
power converter 130 to which m is input, and power converter 13
Power comparator 132 provided on the output side of 0 and power comparator 1
It is composed of a forward conversion phase controller 134 connected to the output side of 32 and a forward conversion gate pulse generator 136 to which an output signal of the forward conversion phase controller 134 is input.
【００２０】電力変換器１３０は、入力する電圧値Ｖｍ
と電流値Ｉｍとからインバータ１２０ｍの出力電力Ｐｍ
を求めて電力比較器１３２に出力する。電力比較器１３
２には、電力設定器１２６ｍが接続してあって、電力変
換器１３０が求めた電力値Ｐｍを電力設定器１２６ｍの
出力する設定値Ｐｍｃと比較し、両者の偏差に対応した
出力信号を順変換位相制御器１３４に送出する。そし
て、順変換位相制御器１３４は、電力比較器１３２の出
力信号に応じて順変換部１１４ｍを構成している各サイ
リスタに与えるゲートパルスの発生タイミングを調整
し、検出した電力値Ｐｍと設定値Ｐｍｃとの差が零とな
るサイリスタの駆動タイミングを求め、そのタイミング
に合わせて順変換ゲートパルス発生器１３６に駆動信号
を与える。順変換ゲートパルス発生器１３６は、順変換
位相制御器１３４の出力信号に同期してゲートパルスを
発生し、順変換部１１４ｍの各サイリスタに駆動信号と
して与える。なお、サイリスタ１２０ｍの出力電力は、
電力設定器１２６の設定値Ｐｍｃを変えることによって
変えることができる。The power converter 130 receives the input voltage value Vm.
And the current value Im from the output power Pm of the inverter 120m
Is output to the power comparator 132. Power comparator 13
2, the power setting device 126m is connected, and the power value Pm obtained by the power converter 130 is compared with the setting value Pmc output by the power setting device 126m, and the output signals corresponding to the deviation between the two are forwarded. It is sent to the conversion phase controller 134. Then, the forward conversion phase controller 134 adjusts the generation timing of the gate pulse given to each thyristor configuring the forward conversion unit 114m according to the output signal of the power comparator 132, and detects the detected power value Pm and the set value. The drive timing of the thyristor where the difference from Pmc becomes zero is obtained, and the drive signal is given to the forward conversion gate pulse generator 136 in accordance with the drive timing. The forward conversion gate pulse generator 136 generates a gate pulse in synchronization with the output signal of the forward conversion phase controller 134, and supplies it to each thyristor of the forward conversion unit 114m as a drive signal. The output power of the thyristor 120m is
It can be changed by changing the set value Pmc of the power setter 126.
【００２１】インバータ１２０ｍ、１２０ｓを駆動する
駆動制御部１２４ｍ、１２４ｓは、図４に示したように
なっている。すなわち、駆動制御部１２４ｍと駆動制御
部１２４ｓとは、それぞれトランジスタ用ゲートパルス
発生器１４０ｍ、１４０ｓを有し、それぞれの出力側に
一対のゲートユニット１４２ｍＡ、１４２ｍＢ、１４２
ｓＡ、１４２ｓＢが接続してある。また、スレーブ側の
駆動制御部１２４sには、位相調整回路１４３が設けて
ある。この位相調整回路１４３は、負荷電流制御部とな
っていて、後述するように、マスタ側加熱コイル１５２
ｍとスレーブ側加熱コイル１５２ｓとを流れる負荷電流
ＩＬｍ、ＩＬｓの位相を調整するためのもので、位相調
整回路１４３の出力側にトランジスタ用ゲートパルス発
生器１４０ｓが接続してある。さらに、位相調整回路１
４３には、マスタ側トランジスタ用ゲートパルス発生器
１４０ｍの出力パルスと、負荷電流ＩＬｍ、ＩＬｓの位
相差φｍｓとが入力するようになっている。そして、マ
スタ側の駆動制御部１２４ｍは、トランジスタ用ゲート
パルス発生器１４０ｍに変圧器１５８ｍの出力電圧Ｖｍ
がフィードバックするようになっており、図５に示した
ように、ゲートパルス発生器１４０ｍが電圧Ｖｍのゼロ
クロスを検出してトランジスタを駆動するためのゲート
パルスを発生し、ゲートユニット１４２ｍＡ、１４２ｍ
Ｂに入力するとともに、スレーブ側のトランジスタ用ゲ
ートパルス発生器１４０ｓに同期信号として与える。The drive control units 124m and 124s for driving the inverters 120m and 120s are as shown in FIG. That is, the drive control unit 124m and the drive control unit 124s respectively include transistor gate pulse generators 140m and 140s, and a pair of gate units 142mA, 142mB and 142 are provided on the respective output sides.
sA and 142sB are connected. A phase adjustment circuit 143 is provided in the drive control unit 124s on the slave side. The phase adjusting circuit 143 serves as a load current control unit, and as described later, the master heating coil 152.
m for adjusting the phases of load currents ILm and ILs flowing through the slave heating coil 152s, and a transistor gate pulse generator 140s is connected to the output side of the phase adjusting circuit 143. Furthermore, the phase adjustment circuit 1
An output pulse of the master-side transistor gate pulse generator 140m and a phase difference φms between the load currents ILm and ILs are input to 43. Then, the master-side drive control unit 124m causes the transistor gate pulse generator 140m to output the output voltage Vm of the transformer 158m.
As shown in FIG. 5, the gate pulse generator 140m detects a zero cross of the voltage Vm and generates a gate pulse for driving the transistor, and the gate units 142mA and 142m.
It is input to B and is given as a synchronizing signal to the transistor-side gate pulse generator 140s on the slave side.
【００２２】駆動制御部１２４ｍのトランジスタ用ゲー
トパルス発生器１４０ｍは、実施形態の場合、図５
（１）のように変化する電圧Ｖｍが入力すると、電圧Ｖ
ｍが下側からゼロクロスしたときに、同図（３）に示し
たように、Ａ相用トランジスタＴＲｍＡ１、ＴＲｍＡ２
を駆動するゲートパルスを生成してゲートユニット１４
２ｍＡとスレーブ側の位相調整回路１４３とに出力す
る。ゲートユニット１４２ｍＡは、ゲートパルス発生器
１４０ｍから入力したゲートパルスをトランジスタＴＲ
ｍＡ１、ＴＲｍＡ２のベースに駆動信号として与える。
また、ゲートパルス発生器１４０ｍは、電圧Ｖｍが上側
からゼロクロスしたときに、Ａ相用のゲートパルスの生
成を停止するとともに、同図（４）に示したように、Ｂ
相用トランジスタＴＲｍＢ１、ＴＲｍＢ２を駆動するゲ
ートパルスを生成し、ゲートユニット１４２ｍＢに出力
する。ゲートユニット１４２ｍＢは、入力したゲートパ
ルスをＢ相のトランジスタＴＲｍＢ１、ＴＲｍＢ２のベ
ースに与えてこれを駆動する。これにより、マスタ側の
インバータ１２０ｍは、固有の周波数で駆動され、図５
（５）に示したように、電圧Ｖｍに同期した電流Ｉｍが
出力され、同図（２）に示したように、加熱コイル１５
２ｍに負荷電流ＩＬｍが与えられる。In the embodiment, the transistor gate pulse generator 140m of the drive control unit 124m is the same as that shown in FIG.
When the changing voltage Vm is input as in (1), the voltage Vm
When m is zero-crossed from the lower side, as shown in (3) of the same figure, A-phase transistors TRmA1 and TRmA2
To generate a gate pulse for driving the gate unit 14
2 mA and the phase adjustment circuit 143 on the slave side. The gate unit 142mA receives the gate pulse input from the gate pulse generator 140m as a transistor TR.
It is given as a drive signal to the bases of mA1 and TRmA2.
Further, the gate pulse generator 140m stops the generation of the gate pulse for the phase A when the voltage Vm has a zero cross from the upper side, and as shown in FIG.
A gate pulse for driving the phase transistors TRmB1 and TRmB2 is generated and output to the gate unit 142mB. The gate unit 142mB applies the input gate pulse to the bases of the B-phase transistors TRmB1 and TRmB2 to drive them. As a result, the inverter 120m on the master side is driven at a unique frequency,
As shown in (5), the current Im synchronized with the voltage Vm is output, and as shown in (2) of the figure, the heating coil 15
A load current ILm is applied to 2m.
【００２３】一方、スレーブ側駆動制御部１２４ｓの位
相調整回路１４３は、マスタ側のゲートパルス発生器１
４０ｍが出力したパルスの立上がり、立下がりに同期し
て信号をトランジスタ用ゲートパルス発生器１４０ｓに
出力する。ゲートパルス発生器１４０ｂは、図５（６）
に示したように、位相調整回路１４３からパルスが入力
すると、これに同期してＡ相用パルスをＡ相用ゲートユ
ニット１４２ｓＡに出力する。ゲートユニット１４２ｓ
Ａは、入力したパルスを対応するトランジスタＴＲｓＡ
１、ＴＲｓＡ１のベースに駆動信号として与えて作動さ
せる。また、スレーブ側ゲートパルス発生器１４０ｓ
は、同図（７）に示したように、Ｂ相用パルスを生成し
てＢ相用ゲートユニット１４２ｓＢに与える。ゲートユ
ニット１４２ｓＢは、入力したパルスに基づいてトラン
ジスタＴＲｓＢ１、ＴＲｓＢ２を駆動する。これによ
り、インバータ１２０ｓから図５（８）に示したよう
に、マスタ側インバータ１２０ｍの出力する電流Ｉｍに
同期した電流Ｉｓが出力され、加熱コイル１５２ｓに負
荷電流ＩＬｓが供給される（図５（９）、（１０）参
照）。On the other hand, the phase adjusting circuit 143 of the slave side drive control section 124s includes the master side gate pulse generator 1
A signal is output to the transistor gate pulse generator 140s in synchronization with the rise and fall of the pulse output by 40m. The gate pulse generator 140b is shown in FIG.
As shown in, when a pulse is input from the phase adjustment circuit 143, the A-phase pulse is output to the A-phase gate unit 142sA in synchronization with this. Gate unit 142s
A is a transistor TRsA corresponding to the input pulse
1, it is applied to the base of TRsA1 as a drive signal to operate. Also, the slave side gate pulse generator 140s
Generates a B-phase pulse and supplies it to the B-phase gate unit 142sB, as shown in FIG. The gate unit 142sB drives the transistors TRsB1 and TRsB2 based on the input pulse. As a result, the inverter 120s outputs the current Is synchronized with the current Im output from the master-side inverter 120m, and the load current ILs is supplied to the heating coil 152s (see FIG. 5 (8)). 9) and (10)).
【００２４】スレーブ加熱ユニット１１０ｓに設けた位
相制御部１７０の位相差検出部１７２には、スレーブ側
の負荷コイル部１５０ｓを流れ負荷電流ＩＬｓが変流器
１６０ｓによってＩｓとして検出され、印加される負荷
電圧が変圧器１５０ｓによってＶｓとして検出される。
これらの電流Ｉｓと電圧Ｖｓとは、スレーブ加熱ユニッ
ト１１０ｓに設けた位相制御部１７０の位相差検出部１
７２に入力される。位相制御部１７０の位相調整部１７
４は、加熱コイル１５２ｍ、１５２ｓに負荷電流ＩＬ
ｍ、ＩＬｓが流れ、両者間に相互誘導が生じてスレーブ
側の負荷コイル部１５０ｓ側に誘導起電力が発生し、ス
レーブ側インバータ１２０ｓの出力電圧Ｖｓと出力電流
Ｉｓとの間に位相ずれを生ずると、電圧Ｖｓと電流Ｉｓ
との位相が一致するように可変リアクトル部１６２を制
御する。図６は、位相制御部１７０の作用を説明するフ
ローチャートである。In the phase difference detection section 172 of the phase control section 170 provided in the slave heating unit 110s, the load current ILs flowing through the load coil section 150s on the slave side is detected as Is by the current transformer 160s and applied. The voltage is detected as Vs by the transformer 150s.
The current Is and the voltage Vs are used for the phase difference detection unit 1 of the phase control unit 170 provided in the slave heating unit 110s.
It is input to 72. Phase adjuster 17 of phase controller 170
4 is a load current IL to the heating coils 152m and 152s.
m and ILs flow, mutual induction occurs between them, and induced electromotive force is generated on the load coil section 150s side on the slave side, causing a phase shift between the output voltage Vs and the output current Is of the slave side inverter 120s. And voltage Vs and current Is
The variable reactor unit 162 is controlled so that the phases of and are in agreement. FIG. 6 is a flowchart illustrating the operation of the phase control unit 170.
【００２５】位相制御部１７０の位相差検出部１７２
は、スレーブ側の変圧器１５８ｓと変流器１６０ｓと電
圧Ｖｓと電流Ｉｓとが入力すると、図６のステップ１９
０に示したように、両者の位相差を検出して位相角φを
求めて位相調整部１７４に送出する。位相調整部１７４
は、位相差検出部１７２が出力した位相角φが入力する
と、電圧Ｖｓと電流Ｉｓとの位相が一致しているか、す
なわちφ＝０であるか否かを判断する（ステップ１９
１）。そして、位相が一致している場合には、位相差検
出部１７２が出力する次の位相角φを読み込む。The phase difference detector 172 of the phase controller 170
When the transformer 158s on the slave side, the current transformer 160s, the voltage Vs, and the current Is are input, step 19 in FIG.
As indicated by 0, the phase difference between the two is detected, the phase angle φ is obtained, and the phase angle φ is sent to the phase adjusting unit 174. Phase adjuster 174
When the phase angle φ output from the phase difference detection unit 172 is input, determines whether the phases of the voltage Vs and the current Is match, that is, φ = 0 (step 19).
1). When the phases match, the next phase angle φ output by the phase difference detection unit 172 is read.
【００２６】位相調整部１７４は、ステップ１９１にお
いて位相角φ＝０でないと判断した場合、ステップ１９
２に進んで電流Ｉｓの位相が電圧Ｖｓの位相より進んで
いるか遅れているかを判断する。位相調整部１７４は、
図５（８）の破線に示したように、電圧Ｖｓ（Ｖｓ１）
が電流Ｉｓに対して位相角φ１だけ位相が遅れている場
合、すなわち電流の位相が電圧の位相より進んでいる場
合、ステップ１９３に示したように、位相角φ１に応じ
て可変リアクトル部１６２の可変容量リアクタンス１６
４のＣを減少、または可変誘導リアクタンスのＬを減
少、もしくは両方を減少させて電圧Ｖｓの位相を進めも
しくは電流Ｉｓの位相を遅らせ、図５（８）の実線に示
したように、電圧Ｖｓの位相を電流Ｉｓの位相と一致さ
せる。If the phase adjuster 174 determines in step 191 that the phase angle φ = 0 is not satisfied, then step 19
In step 2, it is determined whether the phase of the current Is is ahead of or behind the phase of the voltage Vs. The phase adjuster 174
As indicated by the broken line in FIG. 5 (8), the voltage Vs (Vs1)
Is lagging behind the current Is by the phase angle φ1, that is, when the phase of the current is ahead of the phase of the voltage, as shown in step 193, the variable reactor portion 162 of the variable reactor 162 is changed according to the phase angle φ1. Variable capacitance reactance 16
4 is decreased, or L of the variable inductive reactance is decreased, or both are decreased to advance the phase of the voltage Vs or delay the phase of the current Is, and as shown by the solid line in FIG. Is made to match the phase of the current Is.
【００２７】位相調整部１７４は、ステップ１９２にお
いて図５（８）の一点鎖線に示したように、電圧Ｖｓ
（Ｖｓ２ ）が電流Ｉｓに対してφ２だけ位相が進んで
いる（電流の位相が電圧の位相より遅れている）と判断
した場合、ステップ１９２からステップ１９４に進み、
位相角φ２に応じて可変容量リアクタンス１６４のＣを
増加、または可変誘導リアクタンス１６６のＬを増加、
もしくは両者を増加させて電圧Ｖｓの位相を遅らせ、も
しくは電流Ｉｓの位相を進め、電圧Ｖｓと電流Ｉｓとの
位相を一致させる。In step 192, the phase adjuster 174 receives the voltage Vs as shown by the dashed line in FIG.
When it is determined that (Vs2) is ahead of the current Is by φ2 (the phase of the current is behind the phase of the voltage), the process proceeds from step 192 to step 194.
C of the variable capacitance reactance 164 is increased or L of the variable inductive reactance 166 is increased according to the phase angle φ2,
Alternatively, both are increased to delay the phase of the voltage Vs, or the phase of the current Is is advanced so that the phases of the voltage Vs and the current Is match.
【００２８】このように、可変リアクトル部１６２を制
御してスレーブ側インバータ１２０ｓの出力電圧Ｖｓと
出力電流Ｉｓとの位相を調整したときに、マスタ側加熱
コイル１５２ｍに供給される負荷電流ＩＬｍと、スレー
ブ側加熱コイル１５２ｓに供給される負荷電流ＩＬｓと
の間に、位相ずれを生ずることがある。このため、加熱
コイル１５２ｍ、１５２ｓとの間に相互誘導が発生す
る。そこで、この実施形態においては、負荷電流ＩＬ
ｍ、ＩＬｓの位相差φｍｓを図示しない位相検出器によ
って検出し、図４に示したように、スレーブ側駆動制御
部１２４ｓの位相調整回路１４３に入力する。位相調整
回路１４３は、スレーブ側負荷電流ＩＬｓがマスタ側負
荷電流ＩＬｍに対してφｍｓ１だけ位相が遅れている場
合、この位相差φｍｓ１をなくすようにゲートパルス発
生器１４０ｓに与える信号の発生タイミングを進め、負
荷電流ＩＬｍと負荷電流ＩＬｓとの位相を一致させる。
また、位相調整回路１４３は、スレーブ側負荷電流ＩＬ
ｓがマスタ側負荷電流ＩＬｍに対して、φｍｓ２だけ位
相が進んでいる場合、この位相差φｍｓ２ をなくすよ
うに、ゲートパルス発生器１４０ｓに与える信号を遅ら
せ、負荷電流ＩＬｍと負荷電流ＩＬｓとの位相を一致さ
せる。As described above, when the variable reactor 162 is controlled to adjust the phases of the output voltage Vs and the output current Is of the slave side inverter 120s, the load current ILm supplied to the master side heating coil 152m, A phase shift may occur with the load current ILs supplied to the slave heating coil 152s. Therefore, mutual induction occurs between the heating coils 152m and 152s. Therefore, in this embodiment, the load current IL
The phase difference φms between m and ILs is detected by a phase detector (not shown), and is input to the phase adjustment circuit 143 of the slave side drive control unit 124s as shown in FIG. When the slave-side load current ILs has a phase delay of φms1 with respect to the master-side load current ILm, the phase adjustment circuit 143 advances the generation timing of the signal to be given to the gate pulse generator 140s so as to eliminate this phase difference φms1. , The phases of the load current ILm and the load current ILs are matched.
Further, the phase adjustment circuit 143 controls the slave side load current IL.
When s leads the master side load current ILm by φms2, the signal applied to the gate pulse generator 140s is delayed so as to eliminate this phase difference φms2, and the phase between the load current ILm and the load current ILs is delayed. To match.
【００２９】これにより、負荷電流ＩＬｍ、ＩＬｓの位
相が完全に一致し、マスタ側加熱コイル１５２ｍとスレ
ーブ側加熱コイル１５２ｓとの間に相互誘導が生ずるの
を防ぐことができる。従って、加熱コイル１５２ｍ、１
５２ｓを相互に近接して配置したとしても、相互誘導の
影響を受けることなく誘導加熱を行なうことができ、加
熱コイル１５２ｍ、１５２ｓの境界部における加熱温度
の低下などの不都合をなくすことができる。そして、実
施の形態においては、マスタ加熱ユニット１１０ｍとス
レーブ加熱ユニット１１０ｓとのそれぞれに電力制御部
１２２ｍ、１２２ｓを設け、加熱コイル１５２ｍ、１５
２ｓに供給する電力を独立して調整をできるようにした
ことにより、加熱コイル１５２ｍ、１５２ｓ間で任意に
加熱温度を変えることができるとともに、高精度の温度
制御を行なうことができる。This makes it possible to prevent the phases of the load currents ILm and ILs from completely matching each other and to prevent mutual induction between the master side heating coil 152m and the slave side heating coil 152s. Therefore, the heating coils 152m, 1
Even if 52s are arranged close to each other, induction heating can be performed without being affected by mutual induction, and inconvenience such as a decrease in heating temperature at the boundary between heating coils 152m and 152s can be eliminated. In the embodiment, the master heating unit 110m and the slave heating unit 110s are provided with power control units 122m and 122s, respectively, and the heating coils 152m and 15m are provided.
Since the power supplied to 2s can be adjusted independently, the heating temperature can be arbitrarily changed between the heating coils 152m and 152s, and highly accurate temperature control can be performed.
【００３０】なお、スレーブ加熱ユニット１１０ｓを１
つだけ設けた場合について説明したが、実施形態におい
ては、スレーブ加熱ユニット１１０ｓは複数設けている
（実施形態では１１０ｓ1〜１１０ｓ3）のは前述した通
りである。そして、マスタとするものは、従来技術にお
いて説明した誘導加熱手段における複数の加熱コイルに
おける任意の加熱コイルであってよい。また、実施形態
においては、スレーブ側の電流Ｉｓと電圧Ｖｓとの位相
を一致させる場合に、位相制御部１７０の位相差検出部
１７２に電流Ｖｓと電流Ｉｓとを入力させる場合につい
て説明したが、電流Ｉｓの代わりにスレーブ側インバー
タ１２０ｓのトランジスタに与えるゲートパルスを用い
てもよい。The slave heating unit 110s is set to 1
One has been described the case of providing only, in embodiments, the slave heating unit 110s is the (110s 1 ~110s 3 embodiment) in which a plurality provided which is as described above. Then, the master may be any heating coil among the plurality of heating coils in the induction heating means described in the prior art. Further, in the embodiment, the case has been described in which the phase difference detection unit 172 of the phase control unit 170 inputs the current Vs and the current Is when the phases of the current Is and the voltage Vs on the slave side are matched. A gate pulse given to the transistor of the slave side inverter 120s may be used instead of the current Is.
【００３１】このように構成された誘導加熱手段１００
を備えた半導体製造装置は、石英均熱管２４を導電性チ
ューブによって形成し、望ましくは導電性ＳｉＣやＳｉ
Ｃ−Ｓｉなどの金属含浸ＳｉＣによって形成するように
する。これによって石英均熱管２４が誘導加熱される。
実施形態では、プロセスチューブ１６および石英均熱管
２４の長手方向に沿って順次配列されている複数の加熱
コイル１５２ｍ、１５２ｓ1、１５２ｓ2、１５２ｓ3に
より個別に調整された温度に加熱することができる。通
常、反応ガスの注入口２０から排気口２２に至る経路に
おいて、注入口２０に近い下部領域は比較的高温であ
り、上端部領域は比較的低温となって温度勾配が生じ
る。そこで、図１に示した構成例では上位の加熱コイル
１５２ｍを高温加熱するように投入エネルギを調整し、
順次下位の加熱コイル１５２ｓ1、１５２ｓ2、１５２ｓ
3に至るにしたがって投入エネルギが小さくなるように
制御して加熱する。Induction heating means 100 having such a configuration
In the semiconductor manufacturing apparatus provided with, the quartz soaking tube 24 is formed of a conductive tube, and preferably, conductive SiC or Si is used.
It is made of metal-impregnated SiC such as C-Si. As a result, the quartz soaking tube 24 is induction-heated.
In the embodiment, the process tubes 16 and the quartz soaking tube 24 can be heated to individually adjusted temperatures by the plurality of heating coils 152m, 152s 1 , 152s 2 , 152s 3 sequentially arranged along the longitudinal direction. . Normally, in the path from the reaction gas injection port 20 to the exhaust port 22, the lower region near the injection port 20 has a relatively high temperature, and the upper end region has a relatively low temperature, resulting in a temperature gradient. Therefore, in the configuration example shown in FIG. 1, the input energy is adjusted so that the upper heating coil 152m is heated to a high temperature,
Lower heating coils 152s 1 , 152s 2 , 152s in order
The heating is controlled so that the input energy becomes smaller as the temperature reaches 3 .
【００３２】また、前記加熱コイル１５２（１５２ｍ、
１５２ｓ1、１５２ｓ2、１５２ｓ3）が配設された断熱
材２６は中空容器状に形成されてプロセスチューブ１６
並びに均熱管２４を覆っているが、実施形態では均熱管
２４と断熱材２６の内面に配設した加熱コイル１５２と
の間の風路２００を形成し、これに冷風導入口２０２
と、排風口２０４を形成している。冷風導入口２０２に
は図示しない空気源から空気が供給され、均熱管２４を
通じてプロセスチューブ１６を急速空冷できるようにし
ている。The heating coil 152 (152m,
152s 1 , 152s 2 , 152s 3 ) are disposed in the heat insulating material 26 in the shape of a hollow container.
Further, although the soaking tube 24 is covered, in the embodiment, an air passage 200 is formed between the soaking tube 24 and the heating coil 152 arranged on the inner surface of the heat insulating material 26, and the cold air introducing port 202 is formed in this.
And the exhaust port 204 is formed. Air is supplied to the cold air inlet 202 from an air source (not shown), and the process tube 16 can be rapidly air-cooled through the soaking tube 24.
【００３３】これによって、プロセスチューブ１６の内
部に収容されているウェハ１２を加熱処理するに際し
て、誘導加熱手段１００によって立ち上がりの速い温度
制御が可能となるとともに、プロセスチューブ１６の加
熱をゾーンコントロールすることができる。そして、加
熱処理の終了後は、加熱コイル１５２と石英均熱管２４
（プロセスチューブ１６）との間の風路２００を通じて
空冷処理することができるので、冷却時間を大幅に短縮
することができる。Thus, when the wafer 12 housed inside the process tube 16 is heat-treated, the induction heating means 100 can control the temperature at a fast rise, and the heating of the process tube 16 can be zone-controlled. You can After the heat treatment is finished, the heating coil 152 and the quartz soaking tube 24
Since the air cooling process can be performed through the air passage 200 between the (process tube 16), the cooling time can be significantly shortened.
【００３４】なお、上記実施形態では、プロセスチュー
ブ１６を石英均熱管２４で覆い、この周囲を誘導加熱す
るように構成しているが、石英均熱管２４を省略した構
造とする場合には、プロセスチューブ１６自身を導電性
ＳｉＣやＳｉＣ−Ｓｉなどのような金属含浸ＳｉＣによ
って形成し、この周囲を誘導加熱手段１００の加熱コイ
ル１５２で囲むように構成すればよい。In the above embodiment, the process tube 16 is covered with the quartz soaking tube 24, and the periphery of the quartz tube is induction-heated. However, when the quartz soaking tube 24 is omitted, the process is not performed. The tube 16 itself may be formed of metal-impregnated SiC such as conductive SiC or SiC-Si, and the periphery thereof may be surrounded by the heating coil 152 of the induction heating means 100.
【００３５】[0035]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る半導
体製造装置によれば、ウェハホルダを収容するプロセス
チューブとその周囲に配置された加熱手段を有する半導
体製造装置であって、前記プロセスチューブを導電性チ
ューブにより形成し、前記加熱手段を前記プロセスチュ
ーブの長手方向に沿って配置された複数の加熱コイルを
備えた誘導加熱手段によって構成し、複数の加熱コイル
の周波数・電流位相を同期させて個別に電力制御可能と
してプロセスチューブの長手方向に沿った熱分布のゾー
ンコントロールを可能としたので、プロセスチューブの
ゾーンコントロール誘導加熱を適用することによって急
速加熱・温度分布制御し、昇降温時間を短縮し、スルー
プット向上を図ることができるという優れた効果が得ら
れる。As described above, the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention is a semiconductor manufacturing apparatus having a process tube accommodating a wafer holder and heating means arranged around the process tube. Formed by a conductive tube, the heating means is constituted by an induction heating means provided with a plurality of heating coils arranged along the longitudinal direction of the process tube, and the frequency and current phase of the plurality of heating coils are synchronized. Since power can be controlled individually and zone control of heat distribution along the longitudinal direction of the process tube is possible, rapid heating and temperature distribution control can be performed by applying zone control induction heating of the process tube, shortening the temperature rising / falling time. However, an excellent effect that the throughput can be improved can be obtained.
【図１】実施形態に係る半導体製造装置の全体構成図を
示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an overall configuration diagram of a semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment.
【図２】同半導体製造装置に適用する誘導加熱手段の構
成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of induction heating means applied to the semiconductor manufacturing apparatus.
【図３】同誘導加熱手段の電力制御部の詳細説明図であ
る。FIG. 3 is a detailed explanatory diagram of a power control unit of the induction heating unit.
【図４】同誘導加熱手段の駆動制御部の詳細説明図であ
る。FIG. 4 is a detailed explanatory diagram of a drive control unit of the induction heating unit.
【図５】同誘導加熱手段のインバータの動作を説明する
タイムチャートである。FIG. 5 is a time chart explaining the operation of the inverter of the induction heating means.
【図６】同誘導加熱手段の位相制御部の作用を説明する
フローチャートである。FIG. 6 is a flowchart explaining the operation of the phase control unit of the induction heating means.
１０………ファーネス、１２………ウェハ、１４………
石英ボート、１６………プロセスチューブ、１８………
石英キャップ、２０………反応ガス注入口、２２………
反応ガス排気口、２４………石英均熱管、２６………断
熱材。１００………誘導加熱装置、１１０ｍ………マス
タ加熱ユニット、１１０ｓ………スレーブ加熱ユニッ
ト、１１２ｍ、１１２ｓ………電源部、１１４ｍ、１１
４ｓ………順変換部、１１８ｍ、１１８ｓ………平滑リ
アクトル、１２０ｍ、１２０ｓ………インバータ、１２
２ｍ、１２２ｓ………電力制御部、１２４ｍ、１２４ｓ
………駆動制御部、１４３………負荷電流制御部（位相
調整回路）、１５０ｍ、１５０ｓ………負荷コイル部、
１５２ｍ、１５２ｓ………加熱コイル、１５４ｍ、１５
４ｓ………コンデンサ、１６２………可変リアクトル
部、１６４………可変容量リアクタンス、１６６………
可変誘導リアクタンス、１７０………位相制御部、１７
２………位相差検出部、１７４………位相調整部。10 ... Furnace, 12 ... Wafer, 14 ...
Quartz boat, 16 ... Process tube, 18 ...
Quartz cap, 20 ......... Reaction gas inlet, 22 ...
Reactant gas exhaust port, 24 ......... Quartz soaking tube, 26 ... 100 ... Induction heating device, 110m ... Master heating unit, 110s ... Slave heating unit, 112m, 112s ... Power supply section, 114m, 11
4s ......... Forward converter, 118m, 118s ..... Smoothing reactor, 120m, 120s ..... Inverter, 12
2m, 122s ......... Power control unit, 124m, 124s
...... Drive control unit, 143 ...... Load current control unit (phase adjustment circuit), 150 m, 150 s ...... Load coil unit,
152m, 152s ......... Heating coil, 154m, 15
4s ......... Condenser, 162 ......... Variable reactor section, 164 ......... Variable capacitance reactance, 166 ...
Variable inductive reactance, 170 ......... Phase control unit, 17
2 ... Phase difference detector, 174 ... Phase adjuster.
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｈ０５Ｂ 6/10 ３３１ Ｈ０５Ｂ 6/10 ３３１ ３７１ ３７１ (72)発明者 矢部 泰司 岡山県玉野市玉３丁目１番１号 三井造船 株式会社玉野事業所内 (72)発明者 川中 啓二 岡山県玉野市玉３丁目１番１号 三井造船 株式会社玉野事業所内 (72)発明者 難波 秀之 岡山県玉野市玉３丁目１番１号 三井造船 株式会社玉野事業所内 (72)発明者 難波 政雄 岡山県玉野市玉３丁目１番１号 三井造船 株式会社玉野事業所内 Ｆターム(参考） 3K059 AA08 AA09 AA10 AB15 AB23 AC70 AD02 AD05 CD18 CD32 5F045 BB08 DP19 DQ05 EC02 EC05 EJ04 EJ10 EK02 EK22 EK27 EK30 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H05B 6/10 331 H05B 6/10 331 371 371 (72) Inventor Yasushi Yabe 3-1, Tamama, Okayama Prefecture Number 1 Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. Tamano Works (72) Inventor Keiji Kawanaka 1-1 1-1 Tamama-shi, Okayama Prefecture Mitsui Shipbuilding Co., Ltd. Tamano Works (72) Inventor Hideyuki Namba 3-chome Tamama, Okayama Prefecture No. 1 Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. Tamano Works (72) Inventor Masao Namba 3-1-1 Tamama, Tamano-shi, Okayama Mitsui Shipbuilding Co., Ltd. Tamano Works F-term (reference) 3K059 AA08 AA09 AA10 AB15 AB23 AC70 AD02 AD05 CD18 CD32 5F045 BB08 DP19 DQ05 EC02 EC05 EJ04 EJ10 EK02 EK22 EK27 EK30
Claims (5)
ブとその周囲に配置された加熱手段を有する半導体製造
装置であって、前記プロセスチューブを導電性チューブ
により形成し、前記加熱手段を前記プロセスチューブの
長手方向に沿って配置された複数の加熱コイルを備えた
誘導加熱手段によって構成し、複数の加熱コイルの周波
数・電流位相を同期させて個別に電力制御可能としてプ
ロセスチューブの長手方向に沿った熱分布のゾーンコン
トロールを可能としたことを特徴とする半導体製造装
置。1. A semiconductor manufacturing apparatus having a process tube accommodating a wafer holder and heating means arranged around the process tube, wherein the process tube is formed of a conductive tube, and the heating means is provided in a longitudinal direction of the process tube. It is composed of an induction heating means having a plurality of heating coils arranged along with each other, and it is possible to individually control electric power by synchronizing the frequency / current phase of the plurality of heating coils, thereby making it possible to control the heat distribution along the longitudinal direction of the process tube. A semiconductor manufacturing device characterized by enabling zone control.
に風道を形成し、プロセスチューブの空冷を可能とした
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。2. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein an air passage is formed between the process tube and the heating coil to enable air cooling of the process tube.
たは金属含浸ＳｉＣにより形成したことを特徴とする請
求項１または２に記載の半導体製造装置。3. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the process tube is formed of conductive SiC or metal-impregnated SiC.
ブと、その周囲を囲繞する均熱管、および均熱管の外周
に配置された加熱手段を有する半導体製造装置であっ
て、前記均熱管を導電性チューブにより形成し、前記加
熱手段を前記均熱管の長手方向に沿って配置された複数
の加熱コイルを備えた誘導加熱手段によって構成し、複
数の加熱コイルの周波数・電流位相を同期させて個別に
電力制御可能として均熱管の長手方向に沿った熱分布の
ゾーンコントロールを可能としたことを特徴とする半導
体製造装置。4. A semiconductor manufacturing apparatus having a process tube for accommodating a wafer holder, a soaking tube surrounding the wafer holder, and heating means arranged on the outer periphery of the soaking tube, wherein the soaking tube is formed of a conductive tube. However, the heating means is constituted by an induction heating means having a plurality of heating coils arranged along the longitudinal direction of the soaking tube, and the power can be individually controlled by synchronizing the frequency / current phase of the plurality of heating coils. As a result, a semiconductor manufacturing apparatus characterized by enabling zone control of heat distribution along the longitudinal direction of a soaking tube.
浸ＳｉＣにより形成したことを特徴とする請求項４に記
載の半導体製造装置。5. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 4, wherein the soaking tube is formed of conductive SiC or metal-impregnated SiC.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001200505A JP2003017426A (en) | 2001-07-02 | 2001-07-02 | Semiconductor manufacturing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2001200505A JP2003017426A (en) | 2001-07-02 | 2001-07-02 | Semiconductor manufacturing apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003017426A true JP2003017426A (en) | 2003-01-17 |
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ID=19037616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001200505A Withdrawn JP2003017426A (en) | 2001-07-02 | 2001-07-02 | Semiconductor manufacturing apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003017426A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004260097A (en) * | 2003-02-27 | 2004-09-16 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Method for thermally processing semiconductor |
| JP2010259298A (en) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Tokyo Electron Ltd | Thermal treatment system |
| JP2011119448A (en) * | 2009-12-03 | 2011-06-16 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Heat processing apparatus of semiconductor substrate |
| US8658951B2 (en) | 2008-10-23 | 2014-02-25 | Tokyo Electron Limited | Heat treatment apparatus |
| US8674273B2 (en) | 2008-09-04 | 2014-03-18 | Tokyo Electron Limited | Heat treatment apparatus |
| CN103806094A (en) * | 2012-11-08 | 2014-05-21 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | Epitaxial growth apparatus |
-
2001
- 2001-07-02 JP JP2001200505A patent/JP2003017426A/en not_active Withdrawn
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