JP2014011375A - 半導体製造装置および半導体製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】チャネル内部において、基板が保持される中央部の均熱化を実現できる、半導体製造装置および半導体製造方法を提供する。
【解決手段】基板を処理する半導体製造装置１００であって、誘導加熱用コイル３と、誘導加熱用コイル３により加熱される発熱体６と、発熱体６に沿って延び、内部に基板１を保持するチャネル２とを備え、発熱体６は、チャネル２の延びる方向に並び、互いに厚みの異なる複数の部分を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体製造装置および半導体製造方法に関する。

炭化珪素のような化合物半導体を基板上にエピタキシャル成長させる際には、高温下で処理用ガス（原料ガス等）を反応させてエピタキシャル成長を行う必要がある。

一般に、処理用ガスと基板とを反応させる装置の構成の１つとして、処理用ガスを流通させ、基板との反応を生じさせるチャネルは処理用ガスの流通方向に沿って延び、周囲に導電材料からなるサセプタが付設されるものがある。さらにサセプタには可変磁束を与える誘導加熱用コイルが処理用ガスの流通方向（チャネルの延びる方向）に並んで付設される。チャネルおよび当該チャネルの内部に配置された基板は、誘導加熱用コイルに流れる交流電流により誘導加熱されたサセプタによって間接的に加熱される。

このとき、チャネル内部には温度分布が生じる。具体的には、サセプタと誘導加熱用コイルとを処理用ガスの流通方向に沿って均一に配置すると、チャネル全体がほぼ均一に加熱される。そして、処理用ガスの流通方向（チャネルの延びる方向）におけるチャネルの中央部は、当該チャネルの上記流通方向における上流側端部や下流側端部に比べて放熱されにくいことから、当該中央部が最高温度となり、中央部から上記上流側端部や下流側端部に向かうにつれて温度が低下するような温度分布が生じる。

さらに、チャネルに処理用ガスを流通させることにより、チャネルでの温度分布が変化する。一般に、処理用ガスは、チャネル内に供給された時点ではチャネル内部の温度よりも低いため、チャネル内の処理用ガスの流通方向における上流側は温度が低下し、また、チャネル内の高温領域が下流側に移動する。

これに対して、処理対象の基板表面においては、形成されるエピタキシャル膜の膜質を向上させるために、基板表面の温度分布は極力均一とすることが望まれる。そのため、従来は、たとえば基板が搭載されるサセプタにおいて、基板が搭載される部分に熱伝導率の相対的に大きな材料からなる均熱部材を配置するといったように、サセプタの構造を工夫することにより当該基板表面の温度を均一化するといった方法が提案されている（たとえば、特開２０１１−１６３４号公報参照）。

特開２０１１−１６３４号公報

しかし、上記のようにサセプタ自体の構造を改善したとしても、チャネル内の温度分布の均一性が悪ければ当該基板表面の温度の均一化には限界があった。さらに、より高品質な処理を、より大口径の基板に対し行うためには、チャネル内において、特に基板が保持される中央部において、より高い均熱化が求められる。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものである。本発明の主たる目的は、チャネル内部において、基板が保持される中央部の均熱化を実現できる、半導体製造装置および半導体製造方法を提供することである。

本発明の半導体製造装置は、基板を処理する半導体製造装置であって、誘導加熱用コイルと、誘導加熱用コイルにより加熱される発熱体と、発熱体に沿って延び、内部に前記基板を保持するチャネルとを備え、発熱体は、チャネルの延びる方向に並び、互いに厚みの異なる複数の部分を含む。

これにより、チャネルの延びる方向におけるチャネル内部の温度分布を低減し、チャネル内に保持された基板表面を均熱化することができる。

上記発熱体において、厚みの異なる複数の部分のうちの１つは、発熱体の壁に形成された開口部であってもよい。これにより、発熱体の開口部は誘導加熱されないため、開口部に隣接するチャネル領域は、発熱体の他の部分に隣接するチャネル領域と比較して温度が低下する。よって、チャネル内の温度分布に応じて開口部を設けることにより、チャネル内の温度分布を低減し、基板表面上を均熱化することができる。

上記発熱体において、厚みの異なる複数の部分のうち、相対的に厚みの薄い部分はチャネルの延びる方向における発熱体の中央部を含む位置に配置されてもよい。これにより、チャネルの延びる方向におけるチャネルの中央部の温度上昇を抑制し、該中央部における最高温度を下げてチャネルの延びる方向における温度分布を低減することができる。この結果、該中央部に基板が保持される場合に、基板表面を均熱化することができる。

上記チャネルの内部には、処理用ガスが流通し、チャネルは、処理用ガスの流通方向において、発熱体より下流側にまで延びる延長部を含んでもよい。これにより、チャネルの延びる方向における下流側端部を基板からより離れた位置に配置させることになる。この結果、当該下流側端部を介した基板からの輻射による温度低下を抑制できる。したがって、基板表面の温度の均一性を向上させることができる。

上記チャネルの延びる方向に対して交差する方向である横方向でのチャネルの幅は、基板の直径の２倍以上であってもよい。これにより、チャネルの側壁と基板との間の距離を十分大きくして基板近傍の温度に対する側壁の影響を低減できる。この結果、基板近傍でのチャネル内横方向の温度分布を低減し、基板表面の温度の均一性をより向上させることができる。

上記誘導加熱用コイルは、チャネルの延びる方向に並んで配置された第１のコイル部材、第２のコイル部材および第３のコイル部材を含み、チャネルの延びる方向における第１のコイル部材と第２のコイル部材との間の間隔は、第２のコイルと第３のコイルとの間の間隔と異なってもよい。これにより、発熱体に対する誘導加熱の効果を局所的に調整できるので、当該第１〜第３のコイルの間隔を適宜調整することによって、チャネル内の温度分布を低減させることができる。

本発明の半導体製造方法は、誘導加熱用コイルと、誘導加熱用コイルにより加熱される発熱体と、発熱体に沿って延び、内部に基板を保持するチャネルとを備え、発熱体は、チャネルの延びる方向に並び、互いに厚みの異なる複数の部分を含む、半導体製造装置を用いた半導体製造方法であって、基板を準備する工程と、基板をチャネル内に配置する工程と、発熱体を、誘導加熱用コイルにより加熱することによって、基板を加熱する工程を備える。

これにより、チャネルの延びる方向におけるチャネル内部の温度分布を低減し、チャネル内に保持された基板表面を均熱化することができる。この結果、基板表面における処理の均一性（たとえば基板表面に形成される膜の性質の均一性）を高めることができる。

上記半導体製造方法では、上記発熱体において、厚みの異なる複数の部分のうちの１つは、発熱体の壁に形成された開口部であってもよい。これにより、チャネル内の温度分布に応じて開口部を設けておくことにより、チャネル内の温度分布を低減し、基板表面上を均熱化することができる。

上記半導体製造方法では、上記発熱体において、厚みの異なる複数の部分のうち、相対的に厚みの薄い部分はチャネルの延びる方向における発熱体の中央部を含む位置に配置されてもよい。これにより、チャネルの延びる方向におけるチャネルの中央部の温度上昇を抑制し、該中央部における最高温度を下げてチャネルの延びる方向における温度分布を低減することができる。この結果、該中央部に基板が保持される場合に、基板表面を均熱化することができる。

上記半導体製造方法において、上記チャネルの内部には処理用ガスが流通し、チャネルは、処理用ガスの流通方向において、発熱体より下流側にまで延びる延長部を含んでいてもよい。これにより、チャネルの延びる方向における下流側端部を基板からより離れた位置に配置させることになる。この結果、当該下流側端部を介した基板からの輻射による温度低下を抑制できる。したがって、基板表面の温度の均一性を向上させて、基板における処理の均一性を高めることができる。

上記半導体製造方法において、上記チャネルの延びる方向に対して交差する方向である横方向でのチャネルの幅は、基板の直径の、２倍以上であってもよい。これにより、チャネル内横方向の温度分布を低減することができる。

本発明によれば、チャネル内部に保持された基板表面の温度分布の均一性を高めることができる。

本発明の実施の形態１に係る半導体製造装置の側面図である。 図１における線分ＩＩ−ＩＩでの断面図である。 本発明の実施の形態１に係る半導体製造装置のチャネルおよび発熱体の概略図である。 図３に示したチャネルおよび発熱体の側面図である。 図２の線分Ｖ−Ｖでの断面図である。 図４に示したチャネルおよび発熱体の変形例を示す図である。 本実施の形態に係る半導体製造方法のフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る半導体製造装置の部分断面図である。 図８に示した半導体製造装置の変形例を示す図である。 図８に示した半導体製造装置の他の変形例を示す図である。 図８に示した半導体製造装置のその他の変形例を示す図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。

（実施の形態１）
以下、図１および図２を参照して、本発明の実施の形態１に係る半導体製造装置について説明する。本実施の形態に係る半導体製造装置１００は、基板１を処理する半導体製造装置１００である。

基板１は、チャネル２の内部に保持される。チャネル２は、内部に基板１を保持し、さらに、処理用ガスを、基板１の表面上を通って、一方向に流通可能とする任意の構造を有する。図２に示すように、チャネル２は、その周囲を誘導加熱用コイル３と、石英管４と、断熱材５と、発熱体６とによって囲まれていてもよい。このとき、チャネル２の上壁および下壁は発熱体６により形成され、側壁はチャネル２の横方向の端部を規定する側壁部材２ｃ，２ｄにより形成されてもよい。チャネル２の側壁部材２ｃ，２ｄの材料としては、誘導加熱されない任意の材料とすることができ、例えば、高抵抗の焼結体とすることができる。また、チャネル２は、延長部２ｅにより、処理用ガスの流通方向に延長されていてもよい。延長部２ｅが、処理用ガスの流通方向の上流側に設けられた場合には、処理用ガスが基板１に到達する距離を延ばすことができ、処理用ガスを整流して基板１表面上に供給することができる。延長部２ｅは任意の構造とすることができ、チャネル２の側壁部材２ｃ，２ｄや発熱体６等と別体として設けてもよいし、一体として設けられてもよい。図３を参照して、好ましくは、延長部２ｅは、チャネル２の側壁部材２ｃ，２ｄや発熱体６と、内周側において段差を有さず接続される。一方、延長部２ｅは、外周側においても、チャネル２の側壁部材２ｃ，２ｄや発熱体６と段差を有さずに接続されてもよいが、段差を有してもよい。また、基板１を回転可能な構成となるように、チャネル２において基板１を保持する部分を構成してもよい。

発熱体６は、チャネル２を挟むように形成された任意の構造を有する。例えば、一部が反応室に近接して配置され、かつ、他の一部が誘導加熱用コイル３の内周形状に沿うように曲面状に形成され、これらの部分に囲まれた領域が中空である半円柱型の発熱体６を、チャネル２の上部と下部とを挟むように設けてもよい。発熱体６の材料としては、たとえば導電性の高純度カーボンを用いることができる。

断熱材５は、半導体製造装置１００の内部に位置するチャネル２と半導体製造装置１００の外部とを断熱するためのものであり、発熱体６の外周側を囲うように配置される。たとえば断熱材５は円筒状の形状を有する。断熱材５の材質としては、たとえば炭素繊維を用いることができる。石英管４は、断熱材５の外周側を囲うように配置される。石英管４の形状は、誘導加熱用コイル３の巻回を容易にするため、たとえば円筒状である。

誘導加熱用コイル３は、複数のコイル部材を含み、例えば、石英管４の外周側を巻回するように設けられた第１〜第３のコイル部材３ａ〜３ｃを含む。これらの複数のコイル部材はチャネル２の延びる方向に並んで配置された高周波コイルである。誘導加熱用コイル３を高周波コイルとしてこれに高周波電流を流すと、電磁誘導作用により、図１に示す誘導加熱用コイル３に囲まれた領域に存在する導電性物質は誘導加熱される。つまり発熱体６が加熱される。発熱体６が加熱されることによってチャネル２内に流通する処理用ガスおよび基板１を所定の温度に加熱することができる。

このとき、チャネル２の内部には、温度分布が生ずる。すなわち、誘導加熱用コイル３を構成する各コイル部材がチャネル２の延びる方向に均等の間隔で配置され、かつ、発熱体６がチャネル２の延びる方向に均等の熱容量となるように構成された場合には、チャネル２の延びる方向におけるチャネル２の中央部は、最も加熱され易く、また放熱されにくい。そのため、当該チャネル２の中央部は、チャネル２において最も高温となるため、チャネル２の内部では当該チャネル２の延びる方向に温度分布を生じる。さらに、このチャネル２の延びる方向での温度分布は、チャネル２内部に処理用ガスを流通させることによっても変化する。また、チャネル２の延びる方向における端部２ａ、２ｂ（図５参照）は、処理用ガスの供給部または排気部が位置し、断熱材により覆われていないため、当該部分を介して輻射による基板表面の温度が起きる。

本実施の形態に係る半導体製造装置１００において、発熱体６は、チャネル２の延びる方向に並び互いに厚みの異なる複数の部分を含む。具体的には、図１、図３〜図５を参照して、発熱体６において厚みの異なる複数の部分のうちの１つ（相対的に厚みの薄い部分）は、発熱体６の壁に形成された開口部１１として構成される。

発熱体６は、上述のように、チャネル２に近接した（つまりチャネル２の壁を形成する平板状の）チャネル近接部６ａと、当該チャネル近接部６ａに接続されるとともに、誘導加熱用コイル３に近接した（誘導加熱用コイル３の内周に沿った曲面状の）コイル近接部６ｂとにより構成される。チャネル近接部６ａとコイル近接部６ｂとに囲まれた部分には中空部が形成される。このとき、発熱体６の壁に形成された開口部１１とは、コイル近接部６ｂに形成された開口部１１であることが好ましい。また、発熱体６のチャネル近接部６ａとコイル近接部６ｂの厚みは、それぞれ任意の厚みとすることができるが、好ましくは、５．０ｍｍ以上２０．０ｍｍ以下とする。

コイル近接部６ｂは、誘導加熱用コイル３の形状に沿って配置されるため、チャネル近接部６ａと比較して、貫通する磁束密度が大きく、大きな誘導電流を流すことができる。さらに、コイル近接部６ｂとチャネル近接部６ａとの間を中空部とすることによって、コイル近接部６ｂで生じた誘導電流はチャネル近接部６ａにも流れるため、チャネル近接部６ａにおいて生じるジュール熱を増大させることができる。

そして、図３などに示すようにコイル近接部６ｂに開口部１１が設けられた場合には、開口部１１が形成された領域の高周波磁束を発熱体が効果的に捕えることができず、結果的にコイル近接部６ｂに生じる誘導電流は減少する。つまり、開口部１１の直下に位置するチャネル２の領域は、チャネル近接部６ａにより誘導加熱されるものの、開口部１１が形成されたことによって当該部分には発熱体が存在しないため、当該チャネル２の領域が発熱体６から受ける熱量が減少する。この結果、開口部１１が形成されない場合に比べて、チャネル２の上記領域の温度上昇が抑制される。このように、チャネル２での上述した温度分布に応じて、発熱体６のコイル近接部６ｂに開口部１１を設けることにより、チャネル２の内部における温度の均一性を高めることができる。この結果、チャネル２の中央部に配置された基板１の表面を均熱化することができる。

このとき、コイル近接部６ｂに配置した開口部１１の大きさ、位置および個数は、上述したチャネル２内部の温度分布を減少可能な任意の構成とすればよい。例えば、図３〜図５を参照して、チャネル２の上部に位置する発熱体６のみに開口部を設けてもよい。また、開口部１１においては、円筒形の断熱材５（図１参照）を当該開口部１１を塞ぐように配置してもよいし、あるいはチャネル近接部６ａの外側を覆うように断熱材５を設けてもよい。

好ましくは、図４および図５を参照して、発熱体６のコイル近接部６ｂの開口部１１を、チャネル２が延びる方向における発熱体６の中央部を含む位置に配置する。これにより、上述したように、チャネル２が延びる方向におけるチャネル２の中央部の温度を低下させることができる。そのため、チャネル２の該中央部が最高温度を示す温度分布が発生する場合には、当該温度分布における最高温度を低減し、結果的に当該温度分布を平準化することができる。

図６を参照して、チャネル２は、発熱体６より処理用ガスの流通方向における下流側にまで延びる延長部２ｆを含んでもよい。これにより、チャネル２の延びる方向における端部２ａ、２ｂのうち、下流側の端部２ｂの位置をチャネル２の中央から離れる方向へずらすことができる。この結果、輻射による基板１の温度低下の原因となる端部２ｂを基板１から遠ざけることができる。

なお、チャネル２の側壁部材２ｃ、２ｄは、断熱材５により覆われているものの、発熱体６と直接的に接触していないため、当該発熱体６から直接的には加熱されない。その結果、チャネル２の横方向においても、基板１とチャネル２の側壁部材２ｃ、２ｄとの距離がある程度近い場合には、基板１の表面に横方向での温度分布が生じてしまう。

そこで、チャネル２の延びる方向に対して交差する方向である横方向でのチャネル２の幅Ｗ２（図２参照）は、基板１の直径Ｗ１（図２参照）の２倍以上３倍以下としてもよい。ここで、チャネル２の幅Ｗ２が基板１の直径Ｗ１の２倍以上であれば温度分布を充分均一化できる。一方、チャネル２の幅Ｗ２を基板１の直径Ｗ１の３倍以上とした場合、チャネル２の幅Ｗ２を広げることにより温度分布の均一性が向上する度合いはあまり大きくなく、装置コストや製造コストを考慮すれば当該チャネル２の幅Ｗ２は基板１の直径Ｗ１の３倍以下とすれば充分である。また、基板１はチャネル２の横方向におけるほぼ中央に配置されることが好ましい。これにより、チャネル２の側壁部材２ｃ、２ｄから基板１の温度条件が受ける影響を充分小さくできるので、チャネル２の横方向における温度分布を均一化することができる。

上述した構成は、誘導加熱用コイル３の各コイル部材の配置については、特に制限なく適用可能であるが、上記のように発熱体６の構造を変更することに加え、誘導加熱用コイル３の構成を変更することによっても、さらにチャネル２の温度分布を低減することができる。

具体的には、図１を参照して、チャネル２の延びる方向における第１のコイル部材３ａと第２のコイル部材３ｂとの間の間隔は、第２のコイル部材３ｂと第３のコイル部材３ｃとの間の間隔と異なってもよい。例えば、チャネル２の延びる方向における発熱体６の中央部に位置するコイル部材間の間隔（第２のコイル部材３ｂと第３のコイル部材３ｃとの間の間隔）を、他の部分に位置するコイル部材間の間隔（第１のコイル部材３ａと第２のコイル部材３ｂとの間の間隔）より広くとってもよい。これにより、チャネル２の延びる方向においてコイル部材を均等に配置したときと比較して、チャネル２の延びる方向における第２のコイル部材３ｂと第３のコイル部材３ｃとの間の領域に位置する発熱体６の部分（つまりチャネル２の延在方向における発熱体６の中央部に位置する部分）を貫く磁束が減少する。このため、発熱体６の中央部に対する誘導加熱の効果は低下し、発熱体６の中央部の温度は低下する（あるいは発熱が抑制される）。その結果、発熱体６の中央部がチャネル２に対して与える熱量も低下し、チャネル２の中央部の温度が低下する。よって、上述したチャネル２の中央部が最高温度となる温度分布がある場合には、当該温度分布での最高温度を下げて温度分布を低減することができる。

なお、発熱体６に開口部を設けずに、誘導加熱用コイル３の各コイル部材の配置のみによって温度分布を低減させてもよい。しかし、発熱体６の開口部の設置位置と、誘導加熱用コイル３の間隔の調整とを同時に組み合わせることにより、より複雑な温度分布にも対応できる。

以上のように、本実施の形態に係る半導体製造装置は、発熱体６の開口部１１および誘導加熱用コイルの間隔を相対的に大きくした部分の少なくとも一方を、チャネル内の温度分布に応じて設けることにより、チャネル２内の温度分布を低減し、チャネル２内の基板１の表面を均熱化することができる。

次に、図１および図７を参照して、本実施の形態の半導体製造方法について説明する。本実施の形態に係る半導体製造方法は、図１〜図５に示した本発明による半導体製造装置１００を用いた半導体製造方法であって、図７に示すように基板１を準備する工程（Ｓ０１）と、基板１をチャネル２内に配置する工程（Ｓ０２）と、発熱体６を誘導加熱用コイル３により加熱することによって、基板１を加熱する工程（Ｓ０３）とを備える。

基板１を準備する工程（Ｓ０１）では、任意の基板１を準備すればよい。例えば、炭化珪素（ＳｉＣ）や窒化ガリウム（ＧａＮ）等からなる基板、あるいは表面にＳｉＣやＧａＮなどの化合物半導体層、あるいは他の材料層を形成するための基板を準備する。

次に、基板１をチャネル２内に配置する工程（Ｓ０２）では、基板１をチャネル２内部の基板保持部に配置する。配置する手段は基板１を搬送可能な任意の手段を用いることができる。

発熱体６を誘導加熱用コイル３により加熱することによって、基板１を加熱する工程（Ｓ０３）では、誘導加熱用コイル３に所定の交流電流を流すことにより誘導加熱された発熱体６がチャネル２を上下から加熱する。この結果、チャネル２内に保持された基板１が所定の温度に加熱される。このとき、上述した半導体製造装置１００を用いているため、チャネル２の延在方向における温度分布を小さくできるので、結果的にチャネル２の中央部に配置された基板１の表面上を均熱化することができる。

（実施の形態２）
次に、図８〜図１１を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態に係る半導体製造装置および半導体製造方法は、基本的には実施の形態１と同様の構成を備えるが、発熱体６のコイル近接部６ｂの構造が実施の形態１における半導体製造装置と異なっている。本実施の形態２においては、発熱体６のコイル近接部６ｂには開口部は形成されておらず、かわりにコイル近接部６ｂを構成する壁部の厚みが互いに異なる複数の部分が形成されている。なお、図８〜図１１は、発熱体６のコイル近接部６ｂにおける、チャネル２の延在方向の中央部近傍の断面模式図である。

ここで、発熱体６の厚みは、発熱体６の熱容量と相関がある。図８を参照して、コイル近接部６ｂの厚みが相対的に薄い部分６ｂａ（以下、「コイル近接部の薄い部分６ｂａ」という）は、コイル近接部６ｂの厚みが相対的に厚い部分６ｂｂ（以下、「コイル近接部の厚い部分６ｂｂ」という）に比べて、チャネル２（図１参照）の延在方向に沿った方向での単位長さ当たりでの体積が小さくなるため、誘導加熱用コイル３が起こす磁束のうち当該部分を貫通する磁束が少ない。そのため、コイル近接部の薄い部分６ｂａにおいて誘導される電流は少なく、誘導加熱の効果は小さい。よって、コイル近接部の薄い部分６ｂａがチャネル２に与える熱量も、コイル近接部の厚い部分６ｂｂに比べて小さくなる。

図８を参照して、本実施の形態の発熱体６は、チャネル２の延びる方向における中央部にコイル近接部の薄い部分６ｂａを有し、それをチャネル２の延びる方向において当該コイル近接部の薄い部分６ｂａを挟むように、コイル近接部の厚い部分６ｂｂが形成されている。このとき、コイル近接部の薄い部分６ｂａは、発熱体６の外周側（断熱材５（図２参照）と対向する外周表面側）にコイル近接部の厚い部分６ｂｂとの段差部６ｂｃを有している（つまり発熱体６の外周側に凹部が形成されることで、当該凹部の底がコイル近接部の薄い部分６ｂａになっている）。このような凹部を、コイル近接部６ｂの任意の位置に形成することで、発熱体６での発熱量を局所的に調整できる。この結果、開口部１１（図３参照）を形成する場合と同様の効果を得ることができる。

図９を参照して、図８に示した半導体製造装置の変形例を説明する。図９を参照して、図９に示したコイル近接部６ｂを含む半導体装置は、基本的には図８を参照して説明した半導体製造装置と同様の構造を備えるが、コイル近接部の薄い部分６ｂａの構造が異なっている。すなわち、図９に示した半導体製造装置では、コイル近接部６ｂの内周側（チャネル２に対向する内周表面側）に凹部が形成されている。このため、発熱体６の内周側に段差部６ｂｃが設けられている。この場合も、図８に示した半導体製造装置と同様の効果を得ることができる。なお、発熱体６のコイル近接部６ｂにおける外周側および内周側の両方に凹部を形成することで、段差部６ｂｃを設けてもよい。

図１０を参照して、図８に示した半導体製造装置の他の変形例を説明する。図１０を参照して、図１０に示したコイル近接部６ｂを含む半導体装置は、基本的には図９を参照して説明した半導体製造装置と同様の構造を備えるが、コイル近接部の薄い部分６ｂａの構造が異なっている。すなわち、図１０に示した半導体製造装置では、コイル近接部の薄い部分６ｂａは、コイル近接部の厚い部分６ｂｂとの間に段差部６ｂｃ（図９参照）を有さずに、曲面状の接続部を有している。また異なる観点から言えば、図１０に示したコイル近接部の薄い部分６ｂは、側壁が傾斜しかつ曲面状の形状を有する凹部の底部として形成されている。これにより、図９に示した半導体製造装置と同様の効果を得られる。さらに、図１０に示した半導体製造装置では、コイル近接部６ｂにおいて誘導される電流が当該コイル近接部の薄い部分６ｂの外周部において連続的に変化するため、チャネル２に対する加熱効果も当該外周部において連続的に増減させることができる。

図１１を参照して、図８に示した半導体製造装置のその他の変形例を説明する。図１１を参照して、図１１に示したコイル近接部６ｂを含む半導体装置は、基本的には図１０を参照して説明した半導体製造装置と同様の構造を備えるが、コイル近接部の薄い部分６ｂａの構造が異なっている。すなわち、図１１に示した半導体製造装置では、コイル近接部６ｂの外周側に凹部が形成されている。このため、発熱体６の内周側寄りにコイル近接部の薄い部分６ｂａが位置する。この場合も、図１０に示した半導体製造装置と同様の効果を得ることができる。なお、発熱体６のコイル近接部６ｂにおける外周側および内周側の両方に、図１０または図１１に示したような側壁が曲面状の凹部を形成することで、コイル近接部の薄い部分６ｂａを設けてもよい。

図８〜図１１に示したいずれの場合にも、チャネル２の延びる方向において、チャネル２の中央部が最高温となる温度分布がある場合に、チャネル２内の温度分布を抑制し、基板表面上を均熱化することができる。また、その他の温度分布に対しても、発熱体６のコイル近接部６ｂの厚みを変化させることにより、基板１表面を均熱化することができる。

なお、チャネルの延びる方向に対して交差する方向である横方向においても、コイル近接部６ｂの厚みを変化させてもよい。これにより、チャネル２における横方向の温度分布に対しても、温度分布を低減することができる。また、上述した例では発熱体６のコイル近接部６ｂについて開口部を形成したり厚みを変更したりしているが、発熱体６のチャネル近接部６ａにおいて同様に開口部を形成したりその厚みを変更してもよい。

また、図８〜図１１で説明した半導体製造装置を用いた半導体製造方法は、基本的には図７に示した半導体製造方法と同様であり、図７で説明した半導体製造方法と同様の効果を得ることができる。

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 基板、２ チャネル、２ａ，２ｂ チャネルの延びる方向における端部、２ｃ，２ｄ 側壁部材、２ｅ，２ｆ 延長部、３ 誘導加熱用コイル、３ａ 第１のコイル部材、３ａ〜３ｃ，３ｃ 第３のコイル部材、３ｂ 第２のコイル部材、４ 石英管、５ 断熱材、６ 発熱体、６ａ チャネル近接部、６ｂ コイル近接部、６ｂａ コイル近接部の薄い部分、６ｂｂ コイル近接部の厚い部分、６ｂｃ 段差部、６ｃ 中空部、１００ 半導体製造装置。

Claims (11)

1. 基板を処理する半導体製造装置であって、
   誘導加熱用コイルと、
   前記誘導加熱用コイルにより加熱される発熱体と、
   前記発熱体に沿って延び、内部に前記基板を保持するチャネルとを備え、
   前記発熱体は、前記チャネルの延びる方向に並び、互いに厚みの異なる複数の部分を含む、半導体製造装置。
2. 前記発熱体において、前記厚みの異なる複数の部分のうちの１つは、前記発熱体の壁に形成された開口部である、請求項１に記載の半導体製造装置。
3. 前記発熱体において、前記厚みの異なる複数の部分のうち、相対的に厚みの薄い部分は前記チャネルの延びる方向における前記発熱体の中央部を含む位置に配置される、請求項１または請求項２に記載の半導体製造装置。
4. 前記チャネルの内部には、処理用ガスが流通し、
   前記チャネルは、前記処理用ガスの流通方向において、前記発熱体より下流側にまで延びる延長部を含む、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
5. 前記チャネルの延びる方向に対して交差する方向である横方向での前記チャネルの幅は、前記基板の直径の２倍以上である、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
6. 前記誘導加熱用コイルは、前記チャネルの延びる方向に並んで配置された第１のコイル部材、第２のコイル部材および第３のコイル部材を含み、
   前記チャネルの延びる方向における前記第１のコイル部材と前記第２のコイル部材との間の間隔は、第２のコイルと第３のコイルとの間の間隔と異なる、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
7. 誘導加熱用コイルと、前記誘導加熱用コイルにより加熱される発熱体と、前記発熱体に沿って延び、内部に基板を保持するチャネルとを備え、前記発熱体は、前記チャネルの延びる方向に並び、互いに厚みの異なる複数の部分を含む、半導体製造装置を用いた半導体製造方法であって、
   前記基板を準備する工程と、
   前記基板を前記チャネル内に配置する工程と、
   前記発熱体を、前記誘導加熱用コイルにより加熱することによって、前記基板を加熱する工程とを備える、半導体製造方法。
8. 前記発熱体において、前記厚みの異なる複数の部分のうちの１つは、前記発熱体の壁に形成された開口部である、請求項７に記載の半導体製造方法。
9. 前記発熱体において、前記厚みの異なる複数の部分のうち、相対的に厚みの薄い部分は前記チャネルの延びる方向における前記発熱体の中央部を含む位置に配置される、請求項７または請求項８に記載の半導体製造方法。
10. 前記チャネルの内部には、処理用ガスが流通し、前記チャネルは、前記処理用ガスの流通方向において、前記発熱体より下流側にまで延びる延長部を含む、請求項７〜請求項９のいずれか１項に記載の半導体製造方法。
11. 前記チャネルの延びる方向に対して交差する方向である横方向での前記チャネルの幅は、前記基板の直径の２倍以上である、請求項７〜請求項１０のいずれか１項に記載の半導体製造方法。

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