JP2005175366A

JP2005175366A - ヒータおよびヒータ付き炉

Info

Publication number: JP2005175366A
Application number: JP2003416431A
Authority: JP
Inventors: Michio Fujii; 道夫藤井
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-12-15
Filing date: 2003-12-15
Publication date: 2005-06-30

Abstract

【課題】従来の素線は、１本で形成されているため、素線が切れてしまうと温度が急激に低下し、これにより、熱処理中の半導体基板が直ちに不良となるという問題があった。
【解決手段】本発明に係るヒータ付き炉は、半導体基板を熱処理するヒータ付き炉であって、前記熱処理を行うために発熱する相互に並列接続された複数の素線を含む中空の筒状のヒータと、前記半導体基板を支持し前記ヒータの中に収容するためのボートとを含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体装置に熱処理を施すための、ヒータおよびヒータ付き炉に関する。

上記したヒータは、特許文献１および図６に示すように、発熱する素線１６を有する。

特開平１１−１０２９１５号公報

しかしながら、上記従来の素線１６は、１本で形成されているため、素線が切れてしまうと温度が急激に低下し、これにより、熱処理中の半導体基板が直ちに不良となるという問題があった。

上記した問題を解決するために、本発明に係るヒータ付き炉は、半導体基板を熱処理するヒータ付き炉であって、前記熱処理を行うために発熱する相互に並列接続された複数の素線を含む中空の筒状のヒータと、前記半導体基板を支持し前記ヒータの中に収容するためのボートとを含む。

本発明に係るヒータ付き炉によれば、ヒータは、複数の素線が相互に並列接続されていることにより、複数の素線のうち１本が切れても、残された素線の発熱によって、炉内の温度を熱処理可能な温度範囲に維持する。この結果、前記熱処理を続けることができ、半導体基板は直ちに不良となることを低減することが可能になる。

上記した本発明に係るヒータ付き炉では、前記複数の素線は、屈曲状または螺旋状の少なくともどちらか１つを有した形状であることが望ましい。

上記した本発明に係るヒータ付き炉では、前記複数の素線は、前記複数の素線のうち１本が切断されたときでも、前記ヒータ付き炉内の温度を熱処理可能な温度範囲に維持する本数を有していることが望ましい。

本発明に係るヒータは、半導体基板を熱処理するヒータであって、前記熱処理を行うために発熱する相互に並列接続された複数の素線を含む中空の筒状に形成されている。

本発明に係るヒータによれば、ヒータは、複数の素線が相互に並列接続されていることにより、複数の素線のうち１本が切れてしまっても、残された複数の素線の発熱によって、熱処理可能な温度範囲に維持する。よって、熱処理を続けることができ、半導体基板は直ちに不良となることを低減することが可能になる。

上記した本発明に係るヒータでは、前記複数の素線は、屈曲状または螺旋状の少なくともどちらか１つを有した形状であることが望ましい。

上記した本発明に係るヒータでは、前記複数の素線は、前記複数の素線のうち１本が切断されたときでも、前記ヒータの温度を熱処理可能な温度範囲に維持する本数を有していることが望ましい。

以下、本発明に係るヒータ付き炉の実施形態について図１〜図３を参照して説明する。

図１は、半導体基板を熱処理するヒータ付き炉の実施形態を示す断面図である。図１に示されるように、本実施形態のヒータ付き炉は、縦型炉１であり、半導体基板であるウエハ５を熱処理するために、ヒータ２と、炉心管３と、ボート４とを有する。

ヒータ２は、縦型炉１の内壁の近傍に配置される。ヒータ２は、発熱する温度を別々に制御するために、第１のヒータ２ａ、第２のヒータ２ｂ、第３のヒータ２ｃ、第４のヒータ２ｄ、第５のヒータ２ｅを有する。各ヒータ２ａ〜２ｅは、溶接などによって接合されており、全体に縦方向に延びた中空の円筒状に形成される。

炉心管３は、ヒータ２の内側に配置される。炉心管３は、ヒータ２によって発熱した熱を維持するために、中空の円筒状に形成される。

ボート４は、複数のウエハ５を並べて支持するために図示しない支持部が形成され、前記ウエハ５とともに炉心管３の中に挿入される。

図２は、ヒータ２の構造を示す斜視図である。図２に示されるように、ヒータ２は、第１〜第５のヒータ２ａ〜２ｅと、前記各ヒータ２ａ〜２ｅの温度を管理するための図示しない温度センサと、前記各ヒータ２ａ〜２ｅの温度を制御するための第１〜第５駆動電源７ａ〜７ｅとを有する。

第１のヒータ２ａは、複数の素線６と、図示しない温度センサと、駆動電源７ａとを有する。前記素線６は、リング状の素線６ａと、直線の素線６ｂとを有する。リング状の素線６ａは、第１のヒータ２ａの上方と下方とに配置される。複数の素線６は、直線の素線６ｂが前記リング状の素線６ａ間に一定の間隔をおいて接続されていることにより、並列につながれている。他の第２のヒータ２ｂ〜第５のヒータ２ｅについても同様に構成される。
素線６の材質は、優れた耐酸化特性と超高温に対応した材料が使われる。例えば、二珪化モリブデン（ＭｏＳｉ２）及びカンタル（ＦｅＣｒＡｌ）などが使われる。

駆動電源７ａは、前記複数の素線６に接続されている。駆動電源７ａは、あらかじめ設定された温度に対応する量の電流を流して、複数の素線６を発熱させることにより、熱処理を行う温度に維持する。他の第２の駆動電源７ｂ〜第５の駆動電源７ｅについても同様に構成される。

以上詳述したように本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
本実施形態に係る縦型炉１によれば、ヒータ２は、複数の素線６が相互に並列接続されていることにより、素線６の１本が切れても、残された素線６の発熱によって、縦型炉１内の温度を熱処理可能な温度範囲に維持することが可能になる。よって、熱処理を続けることができ、ウエハ５は直ちに不良となることを低減することができる。

（変形例１）上記した素線６の形状は、図３〜５に示すように、波線形状８、折線形状９および螺旋形状１０であることが望ましい。前記形状により、素線の全長を長くすることができ、抵抗を大きくすることが可能になる。その結果、素線は、流す電流値を大きくすることなく高温に発熱させることができるので、効率よく熱処理することができる。

（変形例２）上記した複数の素線６は、１本の素線６が切れたときでも、縦型炉１内の温度を熱処理可能な温度範囲に維持することができる本数であることが望ましい。例えば、熱処理可能な温度範囲は、１０００℃±３℃であるとする。求めた本数の一つが５０本であれば、１本切れても１０００℃±３℃の範囲内に維持することができる。よって、熱処理は、素線６が１本切れても中断することなく続けてできる。

本実施形態における、縦型炉の構造を示す概略斜視図。ヒータの構造を示す概略斜視図。素線の形状を示す部分拡大図。素線の形状の変形例を示す部分拡大図。素線の形状の変形例を示す部分拡大図。従来技術のヒータの構造を示す概略斜視図。

符号の説明

２…ヒータ、２ａ〜２ｅ…第１〜第５のヒータ、６，６ａ，６ｂ…素線。

Claims

半導体基板を熱処理するヒータ付き炉であって、
前記熱処理を行うために発熱する相互に並列接続された複数の素線を含む中空の筒状のヒータと、
前記半導体基板を支持し前記ヒータの中に収容するためのボートと
を含むことを特徴とするヒータ付き炉。
請求項１に記載のヒータ付き炉であって、
前記複数の素線は、屈曲状または螺旋状の少なくともどちらか1つを有した形状であることを特徴とするヒータ付き炉。
請求項１又は２に記載のヒータ付き炉であって、
前記複数の素線は、前記複数の素線のうち１本が切断されたときでも、前記ヒータ付き炉内の温度を熱処理可能な温度範囲に維持する本数を有することを特徴とするヒータ付き炉。
半導体基板を熱処理するヒータであって、
前記熱処理を行うために発熱する相互に並列接続された複数の素線を含む中空の筒状に形成されていることを特徴とするヒータ。
請求項４に記載のヒータであって、
前記複数の素線は、屈曲状または螺旋状の少なくともどちらか１つを有した形状であることを特徴とするヒータ。
請求項４又は５に記載のヒータであって、
前記複数の素線は、前記複数の素線のうち１本が切断されたときでも、前記ヒータの温度を熱処理可能な温度範囲に維持する本数を有することを特徴とするヒータ。