[发明专利]热处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于对处理容器内的基板实施热处理的热处理装置。

背景技术

例如，在对半导体晶圆等基板进行成膜处理、氧化处理等热处理时，广泛使用如下述这样的分批式的立式热处理装置：在立式的石英制的处理容器内，在铅垂方向上分多层配置多张基板并利用设在处理容器的周围的圆筒状的电阻发热型的加热器加热基板。

但是，以往的立式热处理装置是使用电阻发热型的加热器从处理容器的外侧加热的方式，因此，会将热容量较大的石英制的处理容器也加热，能量效率低。另外，处理容器的壁部成为与基板同等程度的高温，因此特别是在进行成膜处理时，由用于处理的原料气体产生的生成物也沉积到处理容器的内壁，从而有可能使用于供给到基板的原料气体不足、有可能使沉积到处理容器的内壁面的沉积物成为微粒并附着于基板。

另外，随着半导体元件的微细化，从防止掺杂剂的非必要的扩散等的必要性等方面考虑，要求能够进行高速升温及高速降温，另外，近来，正在研究在立式热处理装置中利用外延生长(epitaxial growth)来形成GaN系半导体元件，但仍然需要进行高速升温及高速降温，并且需要能够加热到1000℃以上的高温。但是，在以往的立式处理装置中，热容量较大的处理容器也被加热，因此，难以应对所要求的高速升温及高速降温。另外，电阻发热型的加热器难以应对1000℃以上的高温。

作为能够解决这样的问题的技术，可以想到利用了感应加热的处理装置。即，作为利用了感应加热的处理装置，可以想到如下述这样的处理装置：在由电介体构成的处理容器的外部设置感应加热用线圈，在配置在处理容器内部的基板的下方设置发热体，将高频电供给到感应加热线圈，由此，对发热体进行感应加热并利用该发热体的热来加热基板。在这样利用借助感应加热而发热的感应发热体来加热基板时，热容量较大的处理容器自身不被加热而对基板进行加热的加热能力较大，因此，能够进行高速升温及高速降温，也能够应对1000℃以上的加热，也不会产生伴随处理容器被加热而存在的上述问题。

但是，在设置与基板相对应的形状、例如圆板状的实心的发热体的情况下，由于集肤效应，感应电流仅在发热体的周缘部流动，仅有发热体的周缘部发热而中央部不发热，因此，难以均匀地加热基板。

作为防止这样的问题的技术，专利文献1提出了在感应发热体上形成切入状的槽部而使感应电流在发热体的内部也流动的技术。

专利文献1：日本特开2009-176841号公报

在发热体上形成有切入状的槽部的情况下，中央部也发热，因此，温度均匀性比实心的发热体的温度均匀性提高，但是，在槽部的顶端部产生热点(hot spot)，因此，难以得到充分的温度均匀性。另外，存在这样的问题：感应电流在发热体的内部流动时，必然会产生反电动势，从而总的发热量下降，效率降低。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而做成的，其要解决的问题是在利用感应加热对基板进行热处理的热处理装置中、提高基板的温度均匀性并提高效率。

为了解决上述问题，本发明的第1技术方案提供一种热处理装置，其是用于对多张基板实施热处理的热处理装置，其特征在于，该热处理装置包括：处理容器，其用于收容被实施热处理的多张基板；基板保持构件，其将多张基板以在上下方向上排列的状态保持并相对于上述处理容器内插入或退出；感应加热线圈，其用于通过在上述处理容器内形成感应磁场而进行感应加热；高频电源，其用于对上述感应加热线圈施加高频电；感应发热体，其具有螺旋状部，以与上述多张基板分别重合的方式设在上述处理容器内，并因感应电流在该感应发热体中流动而发热，该感应电流是由于对上述感应加热线圈施加上述高频电而产生的。

本发明的第2技术方案提供一种热处理装置，其是用于对基板实施热处理的热处理装置，其特征在于，该热处理装置包括：处理容器，其用于收容被实施热处理的基板；基板保持构件，其用于将1张或者两张以上的基板保持在上述处理容器内；感应加热线圈，其用于通过在上述处理容器内形成感应磁场而进行感应加热；高频电源，其用于对上述感应加热线圈施加高频电；感应发热体，其具有螺旋状部，以与基板相对应的方式设在上述处理容器内，并因感应电流在该感应发热体中流动而发热，该感应电流是由于对上述感应加热线圈施加上述高频电而产生的。