[发明专利]感应加热装置及感应加热方法

说明书

技术领域

本发明涉及感应加热装置及方法，尤其是涉及在处理大直径的晶片等基板的情况下，在进行被加热物的温度控制时适合的半导体基板热处理用的装置及方法。

背景技术

作为利用感应加热对半导体晶片等基板进行热处理的装置，专利文献1及专利文献2公开的装置是公知的。专利文献1公开的热处理装置是接触型（パッチ型）的热处理装置，如图5所示，是指将多层堆叠的晶片2装入石英的工艺管3，在该工艺管3的外周配置由石墨等导电性部件形成的加热塔4，在其外周配置螺旋状的感应加热线圈5。根据这种结构的热处理装置1，因由感应加热线圈5产生的磁束的影响，加热塔4被加热，利用来自加热塔4的幅射热，加热配置于工艺管3内的晶片2。

另外，如图6所示，专利文献2所公开的热处理装置为片型的热处理装置，由石墨等形成以同心圆状分割为多个的感受器7，在该感受器7的上面侧载置晶片8，在下面侧将多个圆环状的感应加热线圈9配置于同心圆上，可以进行与这些多个感应加热线圈9对应的分别电力控制。根据这种结构的热处理装置6，抑制了位于各感应加热线圈9的加热范围的感受器7和被其它感应加热线圈9加热的感受器7之间的热传递，因此，提高了对感应加热线圈9的电力控制的晶片8的温度分布控制性。

另外，在专利文献2中，记载有通过分配载置晶片8的感受器7而良好地控制发热分布的技术，但在专利文献3中公开有通过研究感受器的截面形状而改善发热分布的技术。专利文献3所公开的热处理装置关注在形成圆环状的感应加热线圈的直径小的内侧发热量小的情况，通过加厚感受器的内侧部分的厚度，比外侧部分更靠内侧部分距感应加热线圈的距离变短，实现了发热量的增大和热容量的增大。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：（日本）特开2004－71596号公报

专利文献2：（日本）特开2009－87703号公报

专利文献3：（日本）特开2006－100067号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，在如上所述的结构的热处理装置中，对于石墨磁束是垂直地起作用。因此，在作为被加热物的晶片表面形成有金属膜等的情况下，有时晶片会被直接加热，会产生温度分布控制混乱的问题。

对此，通过对石墨（感受器）给予水平方向的磁束而促进加热的情况，难以层叠配置多个感受器并进行加热。为了消除这些问题，在沿层叠方向（垂直方向）接近配置多个感应加热线圈的情况下，因感应加热线圈间的相互感应的影响，产生加热控制不稳定这种问题。

在此，本发明的目的在于，消除上述问题点，提供一种感应加热装置及方法，即使是对感受器给予水平磁束并沿垂直方向配置多个感应加热线圈的情况，也可抑制感应加热线圈间的相互感应的影响，可以进行良好的加热控制。

解决问题的技术方案

用于实现上述目的的本发明的感应加热装置的特征为，具有：多个感应加热线圈，其水平配置并且配置于沿垂直方向层叠配置的多个感受器的外周侧，将所述感受器的被加热物载置面和卷绕的中心轴设定为平行，沿所述感受器的配置方向邻接堆叠；逆变器，其以邻接配置的所述感应加热线圈相互为减极性的方式通入电流；区域控制装置，其分别控制通入邻接配置的所述多个应加热线圈的电力比率。

另外，在具有如上所述的特征的感应加热装置中，所述感应加热线圈由至少一个主加热线圈和与所述主加热线圈电磁耦合的从属加热线圈构成，在所述主加热线圈上可以连接逆耦合线圈，该逆耦合线圈产生与所述从属加热线圈之间产生的互感的极性为逆极性的互感。

根据这种结构，通过逆耦合线圈的作用，能够抵消或部分抵消主加热线圈和从属加热线圈之间产生的相互感应电动势。

另外，在具有如上所述的特征的感应加热装置中，具有卷绕了所述主加热线圈和所述从属加热线圈的芯部，所述逆耦合线圈可以配置为相对于卷绕在所述芯部上的所述从属加热线圈，保持加极性的关系。

根据这种结构，通过使主加热线圈和从属加热线圈的电流的频率一致，使电流波形同步，逆耦合线圈相对于从属加热线圈和主加热线圈之间产生的互感，产生逆极性的互感。因此，能够抵消或部分抵消在主加热线圈和从属加热线圈之间产生的相互感应电动势。

另外，用于实现上述目的感应加热方法，是对水平配置并且配置于沿垂直方向层叠配置的多个感受器上的被加热物进行感应加热的方法，其特征在于，在将相对于所述感受器上的被加热物载置面产生水平的磁束的多个感应加热线圈沿所述感受器的层叠方向邻接堆叠后，以邻接的所述感应加热线圈相互为减极性的方式通入电流，分别控制通入所述感应加热线圈的电力比率。