JP2003297544A - 誘導加熱装置 - Google Patents
誘導加熱装置Info
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- JP2003297544A JP2003297544A JP2002095675A JP2002095675A JP2003297544A JP 2003297544 A JP2003297544 A JP 2003297544A JP 2002095675 A JP2002095675 A JP 2002095675A JP 2002095675 A JP2002095675 A JP 2002095675A JP 2003297544 A JP2003297544 A JP 2003297544A
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- induction
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 チャンバ等の被誘導加熱体を加熱するための
磁束を、半導体ウェハ等の被加熱体に到達させないよう
にすると共に、装置周辺への漏洩磁束の発生を防止で
き.しかも、効率よく加熱できる誘導加熱装置を提供す
る。 【解決手段】 被加熱体20を内部に収容する被誘導加
熱体11と、該被誘導加熱体11の周囲に配設された誘
導加熱用コイル12と、該誘導加熱用コイル12に通電
するための電源15を備えた誘導加熱装置1において、
前記誘導加熱用コイル12を複数で形成すると共に、隣
接する前記誘導加熱用コイル12に流れる電流の位相を
異ならせて、前記誘導加熱用コイル12へ電流を供給す
るように構成する。
磁束を、半導体ウェハ等の被加熱体に到達させないよう
にすると共に、装置周辺への漏洩磁束の発生を防止で
き.しかも、効率よく加熱できる誘導加熱装置を提供す
る。 【解決手段】 被加熱体20を内部に収容する被誘導加
熱体11と、該被誘導加熱体11の周囲に配設された誘
導加熱用コイル12と、該誘導加熱用コイル12に通電
するための電源15を備えた誘導加熱装置1において、
前記誘導加熱用コイル12を複数で形成すると共に、隣
接する前記誘導加熱用コイル12に流れる電流の位相を
異ならせて、前記誘導加熱用コイル12へ電流を供給す
るように構成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、VLSI等の半導
体ウェハを間接加熱する誘導加熱装置に関するものであ
る。より詳細には、高周波電流により誘導加熱される炉
内の半導体ウェハへの磁束の侵入及び炉の周辺への漏洩
磁束による誘導加熱障害を回避できる誘導加熱用コイル
の構成に関する。
体ウェハを間接加熱する誘導加熱装置に関するものであ
る。より詳細には、高周波電流により誘導加熱される炉
内の半導体ウェハへの磁束の侵入及び炉の周辺への漏洩
磁束による誘導加熱障害を回避できる誘導加熱用コイル
の構成に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体製造プロセスにおいては、シリコ
ン(Si)の単結晶から切り出したシリコン基板(シリ
コンウェハ)を加工するウェハ製造工程(ウェハプロセ
ス)において、シリコン基板に熱酸化や熱拡散や各種の
アニール等の加工を行うために、酸化炉や拡散炉と呼ば
れるファーネス(管状炉)や、RPT(急速昇降温加熱
装置)と呼ばれる赤外線照射装置やランプ加熱装置等に
より、半導体ウェハを熱処理している。
ン(Si)の単結晶から切り出したシリコン基板(シリ
コンウェハ)を加工するウェハ製造工程(ウェハプロセ
ス)において、シリコン基板に熱酸化や熱拡散や各種の
アニール等の加工を行うために、酸化炉や拡散炉と呼ば
れるファーネス(管状炉)や、RPT(急速昇降温加熱
装置)と呼ばれる赤外線照射装置やランプ加熱装置等に
より、半導体ウェハを熱処理している。
【0003】これらのファーネス等の加熱装置は、半導
体ウェハ(シリコンウェハ)の処理枚数によって、多数
(25〜100枚程度)の半導体ウェハを同時に一括し
て行うバッチタイプ(バッチ方式:ホットウオール)
と、1枚毎に行う枚葉タイプがある。枚葉タイプにはホ
ットウオールタイプ(筒状被誘導加熱体)とコールドウ
オールタイプ(円板状被誘導加熱体)がある。
体ウェハ(シリコンウェハ)の処理枚数によって、多数
(25〜100枚程度)の半導体ウェハを同時に一括し
て行うバッチタイプ(バッチ方式:ホットウオール)
と、1枚毎に行う枚葉タイプがある。枚葉タイプにはホ
ットウオールタイプ(筒状被誘導加熱体)とコールドウ
オールタイプ(円板状被誘導加熱体)がある。
【0004】最近のように、半導体ウェハが大きくなっ
て、200mmφタイプから300mmφタイプへ移行
してくると、バッチタイプでは、均一加熱が困難となる
ため、一枚ずつ処理する枚葉タイプが注目されてきてい
る。
て、200mmφタイプから300mmφタイプへ移行
してくると、バッチタイプでは、均一加熱が困難となる
ため、一枚ずつ処理する枚葉タイプが注目されてきてい
る。
【0005】また、熱処理温度も各工程によって異な
り、高温処理領域では800℃〜1,200℃、低温処
理領域では300℃〜800℃と広く、処理時間も数十
秒から数時間となっている。
り、高温処理領域では800℃〜1,200℃、低温処
理領域では300℃〜800℃と広く、処理時間も数十
秒から数時間となっている。
【0006】そして、このファーネスとしては、抵抗炉
が多く使用されており、この抵抗炉では、チャンバの周
囲に配置した発熱抵抗体に通電して発熱させて、この熱
を放射伝熱によりチャンバに伝達してチャンバを加熱し
ている。
が多く使用されており、この抵抗炉では、チャンバの周
囲に配置した発熱抵抗体に通電して発熱させて、この熱
を放射伝熱によりチャンバに伝達してチャンバを加熱し
ている。
【0007】しかしながら、この抵抗炉では温度上昇率
が低く、半導体ウェハが大きくなるにつれて、時間が掛
かり過ぎるという問題がある。
が低く、半導体ウェハが大きくなるにつれて、時間が掛
かり過ぎるという問題がある。
【0008】また、ランプ炉では、半導体ウェハの表面
に光沢があるため、加熱効率も悪く、また、均等に加熱
できず、半導体ウェハが大きくなるにつれて、均一温度
分布を得ることが難しくなるという問題がある。
に光沢があるため、加熱効率も悪く、また、均等に加熱
できず、半導体ウェハが大きくなるにつれて、均一温度
分布を得ることが難しくなるという問題がある。
【0009】これらの欠点を補い、温度上昇率を高める
ため、図6及び図7に示すような誘導加熱炉が提案され
ている。この誘導加熱炉においては、酸化炉やLPVC
拡散炉等のチャンバを導電性SiC又はグラファイト等
で形成し、チャンバを誘導加熱してチャンバ内に入れた
半導体ウェハを間接加熱している。つまり、誘導加熱に
より、チャンバを加熱し、チャンバの熱を、処理ガス
(酸素(酸化炉)、ボロン(拡散炉)等)による対流伝
熱と、チャンバからの熱放射伝熱とによって、半導体ウ
ェハに伝熱し、加熱している。
ため、図6及び図7に示すような誘導加熱炉が提案され
ている。この誘導加熱炉においては、酸化炉やLPVC
拡散炉等のチャンバを導電性SiC又はグラファイト等
で形成し、チャンバを誘導加熱してチャンバ内に入れた
半導体ウェハを間接加熱している。つまり、誘導加熱に
より、チャンバを加熱し、チャンバの熱を、処理ガス
(酸素(酸化炉)、ボロン(拡散炉)等)による対流伝
熱と、チャンバからの熱放射伝熱とによって、半導体ウ
ェハに伝熱し、加熱している。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】誘導加熱を採用し、高
速に昇温するためにグラファイト等導電性被誘導加熱体
の厚みの薄肉化を図ると誘導磁束がシリコンウェハに到
達し渦電流を発生させる可能性がある。本発明はこの問
題を解決しようとするものである。
速に昇温するためにグラファイト等導電性被誘導加熱体
の厚みの薄肉化を図ると誘導磁束がシリコンウェハに到
達し渦電流を発生させる可能性がある。本発明はこの問
題を解決しようとするものである。
【0011】従来技術のソレノイド型の誘導加熱装置に
おいては、図6(a)に示すような1ターンコイルの構
成では加熱範囲が狭いという問題があり、また、図6
(b)に示すような電流が同じ方向に流れる複数ターン
コイルの構成においては、誘導加熱用コイル12Vに同
じ方向の電流が流れるため、誘導加熱用コイル12Vに
電流が流れた時に発生する磁束Bは,チャンバ11Vの
肉厚が薄い場合にはチャンバ内に漏洩する。そのため、
チャンバ11V内の半導体ウェハ20に影響が及ぶ可能
性がある。
おいては、図6(a)に示すような1ターンコイルの構
成では加熱範囲が狭いという問題があり、また、図6
(b)に示すような電流が同じ方向に流れる複数ターン
コイルの構成においては、誘導加熱用コイル12Vに同
じ方向の電流が流れるため、誘導加熱用コイル12Vに
電流が流れた時に発生する磁束Bは,チャンバ11Vの
肉厚が薄い場合にはチャンバ内に漏洩する。そのため、
チャンバ11V内の半導体ウェハ20に影響が及ぶ可能
性がある。
【0012】また、チャンバ11Vの外部においては、
漏洩磁束が周囲の金属製の配管、フレーム等を電磁誘導
してしまうため、誘導加熱障害が発生し、また、周辺に
配置された機器類に悪影響を及ぼす可能性がある。
漏洩磁束が周囲の金属製の配管、フレーム等を電磁誘導
してしまうため、誘導加熱障害が発生し、また、周辺に
配置された機器類に悪影響を及ぼす可能性がある。
【0013】このチャンバ内への影響についてより詳し
く説明すると、チャンバを形成する導電性SiC(Si
Cの気泡に金属シリコンを含浸)又はグラファイト等は
金属に比較して固有抵抗が大きいため、チャンバ肉厚が
薄い場合には、磁束がチャンバ内に入り、半導体ウェハ
に到達し、半導体ウェハに渦電流が発生する可能性があ
る。
く説明すると、チャンバを形成する導電性SiC(Si
Cの気泡に金属シリコンを含浸)又はグラファイト等は
金属に比較して固有抵抗が大きいため、チャンバ肉厚が
薄い場合には、磁束がチャンバ内に入り、半導体ウェハ
に到達し、半導体ウェハに渦電流が発生する可能性があ
る。
【0014】また、図6(c)に示すような、交互に電
流方向が逆方向となる複数ターンコイルの構成では、隣
接する磁束同士が相殺されて加熱ができない。
流方向が逆方向となる複数ターンコイルの構成では、隣
接する磁束同士が相殺されて加熱ができない。
【0015】そして、図7に示すような円板型の誘導加
熱装置においても、ソレノイド型の誘導加熱装置と同様
に、図7(a)に示すような1ターンコイルの構成で
は、磁束Bがチャンバ11Xを加熱する範囲が少なく実
用的でない。また、図7(b)に示すような電流が同じ
方向に流れる複数ターンコイルの構成においては、チャ
ンバの肉厚が薄い場合には、磁束Bがチャンバ11Yの
内に漏洩する問題がある。又、図7(c)に示すよう
な、交互に電流方向が逆方向となる複数ターンコイルの
構成では、磁束Bが相殺されて加熱ができないという問
題がある。
熱装置においても、ソレノイド型の誘導加熱装置と同様
に、図7(a)に示すような1ターンコイルの構成で
は、磁束Bがチャンバ11Xを加熱する範囲が少なく実
用的でない。また、図7(b)に示すような電流が同じ
方向に流れる複数ターンコイルの構成においては、チャ
ンバの肉厚が薄い場合には、磁束Bがチャンバ11Yの
内に漏洩する問題がある。又、図7(c)に示すよう
な、交互に電流方向が逆方向となる複数ターンコイルの
構成では、磁束Bが相殺されて加熱ができないという問
題がある。
【0016】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、チャンバ等の被誘導
加熱体を加熱するための磁束を、半導体ウェハ等の被加
熱体に到達させないようにすると共に、装置周辺への漏
洩磁束の発生を防止でき、しかも、効率よく加熱できる
誘導加熱装置を提供することにある。
されたものであって、その目的は、チャンバ等の被誘導
加熱体を加熱するための磁束を、半導体ウェハ等の被加
熱体に到達させないようにすると共に、装置周辺への漏
洩磁束の発生を防止でき、しかも、効率よく加熱できる
誘導加熱装置を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】そして、本発明の誘導加
熱装置は、次のように構成される。
熱装置は、次のように構成される。
【0018】1)被加熱体を内部に収容する被誘導加熱
体と、該被誘導加熱体の周囲に配設された誘導加熱用コ
イルと、該誘導加熱用コイルに通電するための電源を備
えた誘導加熱装置において、前記誘導加熱用コイルを複
数で形成すると共に、隣接する前記誘導加熱用コイルに
流れる電流の位相を異ならせて、前記誘導加熱用コイル
へ電流を供給するように構成される。
体と、該被誘導加熱体の周囲に配設された誘導加熱用コ
イルと、該誘導加熱用コイルに通電するための電源を備
えた誘導加熱装置において、前記誘導加熱用コイルを複
数で形成すると共に、隣接する前記誘導加熱用コイルに
流れる電流の位相を異ならせて、前記誘導加熱用コイル
へ電流を供給するように構成される。
【0019】この誘導加熱により発熱し高温になる被誘
導加熱体は、誘導加熱できるように導電性SiC又はグ
ラファイト等の導電性材料で形成される。
導加熱体は、誘導加熱できるように導電性SiC又はグ
ラファイト等の導電性材料で形成される。
【0020】この構成により、誘導加熱用コイルに通電
した時に発生する磁束がウェハには到達しなくなるが、
その一方で被誘導加熱体のチャンバには到達し、チャン
バの加熱が可能になる。又、被誘導加熱体の外部の漏洩
磁束も小さくなる。
した時に発生する磁束がウェハには到達しなくなるが、
その一方で被誘導加熱体のチャンバには到達し、チャン
バの加熱が可能になる。又、被誘導加熱体の外部の漏洩
磁束も小さくなる。
【0021】2)そして、前記被加熱体が半導体ウェハ
である誘導加熱装置において、前記被誘導加熱体を円筒
形状のチャンバに形成すると共に、該チャンバの外周部
に前記誘導加熱用コイルを配設して構成される。
である誘導加熱装置において、前記被誘導加熱体を円筒
形状のチャンバに形成すると共に、該チャンバの外周部
に前記誘導加熱用コイルを配設して構成される。
【0022】3)また、一面側に被加熱体を配置し、他
面側に誘導加熱用コイルを配置する被誘導加熱体と、前
記誘導加熱用コイルに通電するための電源を備えた誘導
加熱装置において、前記誘導加熱用コイルを複数で形成
すると共に、隣接する前記誘導加熱用コイルに流れる電
流の位相を異ならせて、前記誘導加熱用コイルへ電流を
供給するように構成される。
面側に誘導加熱用コイルを配置する被誘導加熱体と、前
記誘導加熱用コイルに通電するための電源を備えた誘導
加熱装置において、前記誘導加熱用コイルを複数で形成
すると共に、隣接する前記誘導加熱用コイルに流れる電
流の位相を異ならせて、前記誘導加熱用コイルへ電流を
供給するように構成される。
【0023】この誘導加熱装置においても、総合的な干
渉の結果において磁束が小さいループに収まり、誘導加
熱用コイルが配置されている部分の略全面が、被誘導加
熱体に対して略1ターンの誘導加熱用コイルが発生する
磁束の大きさに相当する磁束分布となる。
渉の結果において磁束が小さいループに収まり、誘導加
熱用コイルが配置されている部分の略全面が、被誘導加
熱体に対して略1ターンの誘導加熱用コイルが発生する
磁束の大きさに相当する磁束分布となる。
【0024】4)更に、前記被加熱体が半導体ウェハで
ある誘導加熱装置において、前記被誘導加熱体を平板状
又は皿状に形成して半導体ウェハを載置可能にすると共
に、該被誘導加熱体の下側に、前記誘導加熱用コイルを
配設して構成される。
ある誘導加熱装置において、前記被誘導加熱体を平板状
又は皿状に形成して半導体ウェハを載置可能にすると共
に、該被誘導加熱体の下側に、前記誘導加熱用コイルを
配設して構成される。
【0025】5)そして、上記の誘導加熱装置におい
て、前記誘導加熱用コイルに流れる電流の位相差が、前
記誘導加熱用コイルの列順に、所定の角度の位相差で順
次増加又は減少するように構成される。
て、前記誘導加熱用コイルに流れる電流の位相差が、前
記誘導加熱用コイルの列順に、所定の角度の位相差で順
次増加又は減少するように構成される。
【0026】所定の角度を位相差とすることにより、誘
導加熱用コイルの配置数と相互誘導の干渉効果とが好ま
しいものとなる。
導加熱用コイルの配置数と相互誘導の干渉効果とが好ま
しいものとなる。
【0027】6)上記の誘導加熱装置において、前記誘
導加熱用コイルの被誘導加熱体と反対側を磁性体で覆
う。
導加熱用コイルの被誘導加熱体と反対側を磁性体で覆
う。
【0028】この構成により、誘導加熱用コイルの外
側、即ち、被誘導加熱体と反対側に、誘導加熱用コイル
を収容する凹部を有する鉄心等の磁性体を配置し、この
磁性体で誘導加熱用コイルの外側の磁束を吸収すること
により、誘導加熱用コイルの外側における漏洩磁束の発
生を回避する。
側、即ち、被誘導加熱体と反対側に、誘導加熱用コイル
を収容する凹部を有する鉄心等の磁性体を配置し、この
磁性体で誘導加熱用コイルの外側の磁束を吸収すること
により、誘導加熱用コイルの外側における漏洩磁束の発
生を回避する。
【0029】そして、上記の誘導加熱装置において、い
ずれの場合も、半導体ウェハ等の被加熱体に磁束が侵入
しないように、誘導加熱用コイルの相互の間の寸法と、
誘導加熱用コイルと被誘導加熱体との距離と、電流の位
相差となる所定の角度が決められる。
ずれの場合も、半導体ウェハ等の被加熱体に磁束が侵入
しないように、誘導加熱用コイルの相互の間の寸法と、
誘導加熱用コイルと被誘導加熱体との距離と、電流の位
相差となる所定の角度が決められる。
【0030】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明に係
る実施の形態の誘導加熱装置について説明する。
る実施の形態の誘導加熱装置について説明する。
【0031】最初に、図1に示す枚葉タイプの加熱装置
である第1の実施の形態の誘導加熱装置1について説明
する。
である第1の実施の形態の誘導加熱装置1について説明
する。
【0032】この誘導加熱装置1は、被加熱体である半
導体ウェハ20を収容する被誘導加熱体であるチャンバ
11(プロセスチューブ)と、このチャンバ11の周囲
に配設された誘導加熱用コイル12と、この誘導加熱用
コイル12を収容し外側から覆う磁性体である鉄心14
と、誘導加熱用コイル12に通電するための電源15
と、この通電を制御するための図示しない制御装置を備
えて構成される。
導体ウェハ20を収容する被誘導加熱体であるチャンバ
11(プロセスチューブ)と、このチャンバ11の周囲
に配設された誘導加熱用コイル12と、この誘導加熱用
コイル12を収容し外側から覆う磁性体である鉄心14
と、誘導加熱用コイル12に通電するための電源15
と、この通電を制御するための図示しない制御装置を備
えて構成される。
【0033】このチャンバ11は、導電性SiC等の導
電性材料で、アーチ状の天井を持つ円筒形状に形成さ
れ、この内部に半導体ウェハ20を搭載する石英(Si
C)ポート(図示しない)を収容する。また、図示しな
いが、反応ガス用のガス入口、ガス出口、及び、チャン
バ11を密閉するための石英キャップが設けられる。そ
して、このチャンバ11の外周や天井等の周囲に誘導加
熱用コイル12が配設される。
電性材料で、アーチ状の天井を持つ円筒形状に形成さ
れ、この内部に半導体ウェハ20を搭載する石英(Si
C)ポート(図示しない)を収容する。また、図示しな
いが、反応ガス用のガス入口、ガス出口、及び、チャン
バ11を密閉するための石英キャップが設けられる。そ
して、このチャンバ11の外周や天井等の周囲に誘導加
熱用コイル12が配設される。
【0034】この導電性材料としては、SiCの気泡部
分に金属シリコンを含浸して導電性を高めた導電性Si
Cを使用でき、また、チャンバ11を黒鉛の表面にSi
Cをコーティングしたもので形成してもよい。
分に金属シリコンを含浸して導電性を高めた導電性Si
Cを使用でき、また、チャンバ11を黒鉛の表面にSi
Cをコーティングしたもので形成してもよい。
【0035】そして、本発明においては、各誘導加熱用
コイル12に流す電流の位相を変更できるように、各誘
導加熱用コイル12のそれぞれが1ターン(1ループ)
を形成する多重コイル構造で設けて、それぞれの誘導加
熱用コイル12を電力線12aで電源15に接続する。
この電流の位相は隣接する誘導加熱用コイル12同士
で、所定の角度、例えば、30°や60°ずつ順次増加
又は減少するように構成する。
コイル12に流す電流の位相を変更できるように、各誘
導加熱用コイル12のそれぞれが1ターン(1ループ)
を形成する多重コイル構造で設けて、それぞれの誘導加
熱用コイル12を電力線12aで電源15に接続する。
この電流の位相は隣接する誘導加熱用コイル12同士
で、所定の角度、例えば、30°や60°ずつ順次増加
又は減少するように構成する。
【0036】例えば、位相差用の所定の角度が30°の
場合では、上から列順に、誘導加熱用コイル12に流れ
る電流の位相差が、30°ずつ増加し、0°,30°,
60°,90°,120°,150°,180°,21
0°,240°,270°,300°,330°とな
り、チャンバ内に入る磁束は発生しなくなるが、チャン
バを加熱する磁束は存在することになる。
場合では、上から列順に、誘導加熱用コイル12に流れ
る電流の位相差が、30°ずつ増加し、0°,30°,
60°,90°,120°,150°,180°,21
0°,240°,270°,300°,330°とな
り、チャンバ内に入る磁束は発生しなくなるが、チャン
バを加熱する磁束は存在することになる。
【0037】更に、誘導加熱用コイル12の外側、即
ち、チャンバ11と反対側に、凹部14hに誘導加熱用
コイル12を収容する磁性体である鉄心14を配置す
る。つまり、誘導加熱用コイル12をU字形状の凹部1
4hを有する鉄心14で覆い、この凹部14hに誘導加
熱用コイル12を収容する。
ち、チャンバ11と反対側に、凹部14hに誘導加熱用
コイル12を収容する磁性体である鉄心14を配置す
る。つまり、誘導加熱用コイル12をU字形状の凹部1
4hを有する鉄心14で覆い、この凹部14hに誘導加
熱用コイル12を収容する。
【0038】この構成により、鉄心14で誘導加熱用コ
イル12が発生する磁束を吸収することができるので、
磁束を外部に出さずに、誘導加熱用コイル12の外側に
おける漏洩磁束の発生を回避することができる。
イル12が発生する磁束を吸収することができるので、
磁束を外部に出さずに、誘導加熱用コイル12の外側に
おける漏洩磁束の発生を回避することができる。
【0039】また、この誘導加熱用コイル12には、制
御装置で制御されて電源15に備えられているインバー
タから、数十kHzの高周波電流が供給され、この誘導
加熱用コイル12に発生する交番磁界により、チャンバ
11を誘導加熱する。
御装置で制御されて電源15に備えられているインバー
タから、数十kHzの高周波電流が供給され、この誘導
加熱用コイル12に発生する交番磁界により、チャンバ
11を誘導加熱する。
【0040】この誘導加熱されて高温となったチャンバ
11により、内部の半導体ウェハ20が加熱される。こ
の加熱は、チャンバ11からの熱放射による加熱もある
が、主に、チャンバ11に設けられたガス入口(図示し
ない)から流入する反応ガス(酸化炉では酸素、拡散炉
ではボロン等)による対流伝熱で行われる。
11により、内部の半導体ウェハ20が加熱される。こ
の加熱は、チャンバ11からの熱放射による加熱もある
が、主に、チャンバ11に設けられたガス入口(図示し
ない)から流入する反応ガス(酸化炉では酸素、拡散炉
ではボロン等)による対流伝熱で行われる。
【0041】次に、図2に示すバッチタイプの加熱装置
である第2の実施の形態の誘導加熱装置1Aについて説
明する。
である第2の実施の形態の誘導加熱装置1Aについて説
明する。
【0042】この誘導加熱装置1Aは、径の小さい半導
体ウェハ向きで、チャンバ11Aが、通常25枚〜10
0枚程度の多数の半導体ウェハ20を一度に収容できる
ように大きく形成される以外は、第1の実施の形態の誘
導加熱装置1と同じである。
体ウェハ向きで、チャンバ11Aが、通常25枚〜10
0枚程度の多数の半導体ウェハ20を一度に収容できる
ように大きく形成される以外は、第1の実施の形態の誘
導加熱装置1と同じである。
【0043】つまり、各誘導加熱用コイル12Aに流す
電流の位相を変更できるように、各誘導加熱用コイル1
2Aのそれぞれが1ターン(1ループ)を形成する多重
コイル構造で設けて、それぞれの誘導加熱用コイル12
Aを電力線12Aaで電源15に接続し、この電流の位
相を隣接する誘導加熱用コイル12A同士の間で、所定
の角度、例えば、30°や60°ずつ順次増加又は減少
するように構成する。
電流の位相を変更できるように、各誘導加熱用コイル1
2Aのそれぞれが1ターン(1ループ)を形成する多重
コイル構造で設けて、それぞれの誘導加熱用コイル12
Aを電力線12Aaで電源15に接続し、この電流の位
相を隣接する誘導加熱用コイル12A同士の間で、所定
の角度、例えば、30°や60°ずつ順次増加又は減少
するように構成する。
【0044】次に、図3に示す枚葉タイプ(円板状グラ
ファイト)の加熱装置である第3の実施の形態の誘導加
熱装置1Bについて説明する。
ファイト)の加熱装置である第3の実施の形態の誘導加
熱装置1Bについて説明する。
【0045】この誘導加熱装置1Bは、被加熱体の半導
体ウェハ20を載置する平板状や皿状等の被誘導加熱体
11Bと、この被誘導加熱体11Bの下側に配設され、
矩形状や円状のループを形成する誘導加熱用コイル12
Bと、この誘導加熱用コイル12Bを凹部14Bhに収
容し下側(外側)から覆う鉄心(磁性体)14Bと、誘
導加熱用コイル12Bに通電するための電源15と、こ
の通電を制御するための図示しない制御装置を備えて構
成される。
体ウェハ20を載置する平板状や皿状等の被誘導加熱体
11Bと、この被誘導加熱体11Bの下側に配設され、
矩形状や円状のループを形成する誘導加熱用コイル12
Bと、この誘導加熱用コイル12Bを凹部14Bhに収
容し下側(外側)から覆う鉄心(磁性体)14Bと、誘
導加熱用コイル12Bに通電するための電源15と、こ
の通電を制御するための図示しない制御装置を備えて構
成される。
【0046】この被誘導加熱体11Bは、半導体ウェハ
20を加熱する。
20を加熱する。
【0047】そして、各誘導加熱用コイル12Bに流す
電流の位相を変更できるように、それぞれが1ターン
(1ループ)を形成する多層巻コイル構造で設けて、各
誘導加熱用コイル12Bを電力線12Baで電源15に
接続し、この電流の位相を隣接する誘導加熱用コイル1
2B同士の間で、所定の角度、例えば、30°や60°
ずつ順次増加又は減少するように構成する。
電流の位相を変更できるように、それぞれが1ターン
(1ループ)を形成する多層巻コイル構造で設けて、各
誘導加熱用コイル12Bを電力線12Baで電源15に
接続し、この電流の位相を隣接する誘導加熱用コイル1
2B同士の間で、所定の角度、例えば、30°や60°
ずつ順次増加又は減少するように構成する。
【0048】例えば、位相差用の所定の角度が30°の
場合では、内側から列順に、誘導加熱用コイル12Bに
流れる電流の位相差が、30°ずつ増加し、0°,30
°,60°,90°,120°,150°,180°,
210°,240°,270,300°,330°とな
る。
場合では、内側から列順に、誘導加熱用コイル12Bに
流れる電流の位相差が、30°ずつ増加し、0°,30
°,60°,90°,120°,150°,180°,
210°,240°,270,300°,330°とな
る。
【0049】この構成により、各誘導加熱用コイル12
Bに通電した時に発生する磁束が、電流の位相を変える
ことにより少しずつ打ち消し合って、総合的な干渉の結
果において磁束が小さいループに収まるようになる。そ
のため、被誘導加熱体11Bに対して略1ターンの誘導
加熱用コイル12Bが発生する磁束の大きさに相当する
磁束分布を誘導加熱用コイル12Bが配置されている略
全面において得ることができる。これにより、磁束が被
誘導加熱体11Bの上方に漏洩しないようになる。
Bに通電した時に発生する磁束が、電流の位相を変える
ことにより少しずつ打ち消し合って、総合的な干渉の結
果において磁束が小さいループに収まるようになる。そ
のため、被誘導加熱体11Bに対して略1ターンの誘導
加熱用コイル12Bが発生する磁束の大きさに相当する
磁束分布を誘導加熱用コイル12Bが配置されている略
全面において得ることができる。これにより、磁束が被
誘導加熱体11Bの上方に漏洩しないようになる。
【0050】そして、この誘導加熱用コイル12Bに
は、制御装置(図示しない)で制御される電源15に備
えられたインバータから、数十kHzの高周波電流が供
給され、被誘導加熱体11Bが誘導加熱される。
は、制御装置(図示しない)で制御される電源15に備
えられたインバータから、数十kHzの高周波電流が供
給され、被誘導加熱体11Bが誘導加熱される。
【0051】この誘導加熱されて高温となった被誘導加
熱体11Bにより、上に載置された半導体ウェハ20が
加熱される。この加熱は、被誘導加熱体11Bからの放
射伝熱と、図示されていないガス入口から供給される反
応ガスが被誘導加熱体11Bと半導体ウェハ20に触れ
ることによる対流伝熱とによって行われる。
熱体11Bにより、上に載置された半導体ウェハ20が
加熱される。この加熱は、被誘導加熱体11Bからの放
射伝熱と、図示されていないガス入口から供給される反
応ガスが被誘導加熱体11Bと半導体ウェハ20に触れ
ることによる対流伝熱とによって行われる。
【0052】以上の実施の形態では、半導体ウェハの加
熱を行う半導体熱処理用の装置として、本発明の誘導加
熱装置を説明したが、本発明は、上述の半導体熱処理に
使用する誘導加熱装置に限定されるものではなく、半導
体熱処理は勿論のこと、その他のガラス溶融等に使用す
る誘導加熱炉等、一般の誘導加熱炉にも適用できるもの
である。
熱を行う半導体熱処理用の装置として、本発明の誘導加
熱装置を説明したが、本発明は、上述の半導体熱処理に
使用する誘導加熱装置に限定されるものではなく、半導
体熱処理は勿論のこと、その他のガラス溶融等に使用す
る誘導加熱炉等、一般の誘導加熱炉にも適用できるもの
である。
【0053】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る誘導加熱装置によれば、次のような効果を奏する
ことができる。
に係る誘導加熱装置によれば、次のような効果を奏する
ことができる。
【0054】隣接して配置される複数の誘導加熱用コイ
ルの電流の位相を順次変化させて構成することにより、
各誘導加熱用コイルに通電した時に発生する磁束が、電
流位相を変えることにより少しずつ打ち消し合って、総
合的な干渉の結果において磁束が小さいループに収まる
ようにすることができ、チャンバ等の被誘導加熱体に対
して略1ターンの誘導加熱用コイルが発生する磁束の大
きさに相当する磁束分布を誘導加熱用コイルが配置され
ている略全面において得ることができる。
ルの電流の位相を順次変化させて構成することにより、
各誘導加熱用コイルに通電した時に発生する磁束が、電
流位相を変えることにより少しずつ打ち消し合って、総
合的な干渉の結果において磁束が小さいループに収まる
ようにすることができ、チャンバ等の被誘導加熱体に対
して略1ターンの誘導加熱用コイルが発生する磁束の大
きさに相当する磁束分布を誘導加熱用コイルが配置され
ている略全面において得ることができる。
【0055】これにより、半導体ウェハ等の被加熱体へ
の磁束の侵入を防止でき、また、被誘導加熱体の外部へ
の磁束の漏洩量を小さくすることができる。
の磁束の侵入を防止でき、また、被誘導加熱体の外部へ
の磁束の漏洩量を小さくすることができる。
【0056】更に、誘導加熱用コイルを凹部を有する鉄
心等の磁性体で覆い、誘導加熱用コイルの外側を磁性体
に収容することにより、この磁性体で誘導加熱用コイル
の外側の磁束を吸収することができるので、誘導加熱用
コイルの外側に磁束が漏洩することを防止できる。
心等の磁性体で覆い、誘導加熱用コイルの外側を磁性体
に収容することにより、この磁性体で誘導加熱用コイル
の外側の磁束を吸収することができるので、誘導加熱用
コイルの外側に磁束が漏洩することを防止できる。
【図1】本発明に係る枚葉タイプ(筒状被誘導加熱体)
の加熱装置である第1実施の形態の誘導加熱装置の模式
的な構成図である。
の加熱装置である第1実施の形態の誘導加熱装置の模式
的な構成図である。
【図2】本発明に係るバッチタイプの加熱装置である第
2実施の形態の誘導加熱装置の模式的な構成図である。
2実施の形態の誘導加熱装置の模式的な構成図である。
【図3】本発明に係る枚葉タイプ(円板状被誘導加熱
体)の加熱装置である第3実施の形態の誘導加熱装置の
模式的な構成図である。
体)の加熱装置である第3実施の形態の誘導加熱装置の
模式的な構成図である。
【図4】従来技術のソレノイド型の誘導加熱装置におけ
る誘導加熱用コイルの配置を示す図であり、(a)は1
ターンコイルの場合の図で、(b)は同方向電流の多重
巻の場合の図で、(c)交互逆方向電流の多重巻の場合
の図である。
る誘導加熱用コイルの配置を示す図であり、(a)は1
ターンコイルの場合の図で、(b)は同方向電流の多重
巻の場合の図で、(c)交互逆方向電流の多重巻の場合
の図である。
【図5】従来技術の円板型の誘導加熱装置における誘導
加熱用コイルの配置を示す図であり、(a)は1ターン
コイルの場合の図で、(b)は同方向電流の多層巻の場
合の図で、(c)交互逆方向電流の多層巻の場合の図で
ある。
加熱用コイルの配置を示す図であり、(a)は1ターン
コイルの場合の図で、(b)は同方向電流の多層巻の場
合の図で、(c)交互逆方向電流の多層巻の場合の図で
ある。
1,1A,1B 誘導加熱装置
20 半導体ウェハ(被加熱体)
11、11A,11B チャンバ(被誘導加熱体)
12,12A,12B 誘導加熱用コイル
14,14A,14B 鉄心(磁性体)
15 電源
─────────────────────────────────────────────────────
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 6/06 301 H05B 6/06 301
Claims (6)
- 【請求項1】 被加熱体を内部に収容する被誘導加熱体
と、該被誘導加熱体の周囲に配設された誘導加熱用コイ
ルと、該誘導加熱用コイルに通電するための電源を備え
た誘導加熱装置において、前記誘導加熱用コイルを複数
で形成すると共に、隣接する前記誘導加熱用コイルに流
れる電流の位相を異ならせて、前記誘導加熱用コイルへ
電流を供給することを特徴とする誘導加熱装置。 - 【請求項2】 前記被加熱体が半導体ウェハである誘導
加熱装置において、前記被誘導加熱体を円筒形状のチャ
ンバに形成すると共に、該チャンバの外周部に前記誘導
加熱用コイルを配設したことを特徴とする請求項1に記
載の誘導加熱装置。 - 【請求項3】 一面側に被加熱体を配置し、他面側に誘
導加熱用コイルを配置する被誘導加熱体と、前記誘導加
熱用コイルに通電するための電源を備えた誘導加熱装置
において、前記誘導加熱用コイルを複数で形成すると共
に、隣接する前記誘導加熱用コイルに流れる電流の位相
を異ならせて、前記誘導加熱用コイルへ電流を供給する
ことを特徴とする誘導加熱装置。 - 【請求項4】 前記被加熱体が半導体ウェハである誘導
加熱装置において、前記被誘導加熱体を平板状又は皿状
に形成して半導体ウェハを載置可能にすると共に、該被
誘導加熱体の下側に、前記誘導加熱用コイルを配設した
ことを特徴とする請求項3に記載の誘導加熱装置。 - 【請求項5】 前記誘導加熱用コイルに流れる電流の位
相差が、前記誘導加熱用コイルの列順に、所定の角度の
位相差で順次増加又は減少することを特徴とする請求項
1〜4のいずれか1項に記載の誘導加熱装置。 - 【請求項6】 前記誘導加熱用コイルの被誘導加熱体と
反対側を磁性体で覆ったことを特徴とする請求項1〜5
のいずれか1項に記載の誘導加熱装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002095675A JP2003297544A (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 誘導加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002095675A JP2003297544A (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 誘導加熱装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003297544A true JP2003297544A (ja) | 2003-10-17 |
Family
ID=29387283
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002095675A Pending JP2003297544A (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 誘導加熱装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003297544A (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006112250A1 (ja) * | 2005-04-13 | 2006-10-26 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | ガラス状炭素製誘導発熱体及び加熱装置並びに加熱器 |
JP2007150124A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-06-14 | Koyo Thermo System Kk | 熱処理方法、熱処理装置用管体、およびこれを用いた熱処理装置 |
JP2010192182A (ja) * | 2009-02-17 | 2010-09-02 | Inax Corp | 暖房装置および便座便座装置 |
JP2012186186A (ja) * | 2012-07-06 | 2012-09-27 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 誘導加熱装置および誘導加熱方法 |
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CN104513971A (zh) * | 2013-09-29 | 2015-04-15 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 反应腔室及等离子体加工设备 |
KR101792937B1 (ko) | 2015-03-10 | 2017-11-02 | 가부시키가이샤 스크린 홀딩스 | 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 |
JP2018206925A (ja) * | 2017-06-02 | 2018-12-27 | 昭和電工株式会社 | アニール装置及び半導体ウェハの製造方法 |
KR20190124748A (ko) * | 2017-03-31 | 2019-11-05 | 브리티시 아메리칸 토바코 (인베스트먼츠) 리미티드 | 유도 코일 배열체 |
KR102333319B1 (ko) * | 2020-12-16 | 2021-12-01 | 한덕자 | 인덕션 타입 고효율 전기보일러 |
-
2002
- 2002-03-29 JP JP2002095675A patent/JP2003297544A/ja active Pending
Cited By (16)
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KR102389218B1 (ko) * | 2017-03-31 | 2022-04-20 | 니코벤처스 트레이딩 리미티드 | 유도 코일 배열체 |
KR20220053687A (ko) * | 2017-03-31 | 2022-04-29 | 니코벤처스 트레이딩 리미티드 | 유도 코일 배열체 |
AU2021203158B2 (en) * | 2017-03-31 | 2023-04-13 | Nicoventures Trading Limited | Induction coil arrangement |
US11839010B2 (en) | 2017-03-31 | 2023-12-05 | Nicoventures Trading Limited | Induction coil arrangement for heating smokable material |
KR102653410B1 (ko) * | 2017-03-31 | 2024-03-29 | 니코벤처스 트레이딩 리미티드 | 유도 코일 배열체 |
JP2018206925A (ja) * | 2017-06-02 | 2018-12-27 | 昭和電工株式会社 | アニール装置及び半導体ウェハの製造方法 |
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