加熱器及加熱爐管的制作方法

專利名稱：加熱器及加熱爐管的制作方法
技術領域：
本發明涉及半導體制造技術領域，特別涉及一種加熱器及加熱爐管。
背景技術：
半導體制造工藝包括多次光刻工藝、刻蝕工藝和成膜工藝等，從而在半導體晶片 表面堆疊出有特殊結構的半導體元件。其中，成膜工藝普遍采用熱氧化法、化學氣相淀積 (CVD)工藝，用于形成各種薄膜。其中，熱氧化法主要是爐管熱氧化法，將反應氣體通入高溫 爐管內后，使反應氣體和爐內的半導體晶片發生化學反應，在晶片表面沉積一層薄膜。該工 藝用于生長Si02、Si3N4、Si0H或多晶硅等。爐管熱氧化工藝所使用的爐管(furnace)設備 一般有水平式和垂直式。例如在專利號為“03270634. 0”的中國專利文獻中提供了一種改善薄氧化層均一
性的爐管裝置，包括反應腔體；第一導管，連接該反應腔體；第一氮氣導管，連接該第一導 管；旁通導管，連接該第一氮氣導管；第二導管，連接該反應腔體并與該第一導管連接于一 共通接點；第二氮氣導管，連接該第二導管；以及一排放導管，連接該反應腔體側底，且連 接旁通導管。如圖1所示，上述的爐管都包括腔體21和加熱器22，加熱器22通常包括很多環狀
的電阻絲23，例如23a、23b......和陶瓷片24，每一個陶瓷片24連接所有的電阻絲，從而
將電阻絲固定，使加熱器22呈圓柱狀；加熱器22設置于腔體21的外圍。在利用上述的加熱爐管進行熱氧化工藝和化學氣相沉積工藝時，隨著加熱的時間 增長，加熱器經常會出現故障，從而導致加熱爐管失效。

發明內容
本發明解決的問題是加熱爐管及加熱器容易出現故障的技術問題。為了解決上述問題，本發明提供了一種加熱器，包括電阻絲和固定片，包括m根 環狀電阻絲，m根電阻絲排列為柱筒狀，且相鄰的電阻絲間隔一定間距排列；η個固定片，每 兩根相鄰的電阻絲之間具有n/(m-l)個固定片，所述固定片將相鄰的兩根電阻絲連接在一 起，且與同一根電阻絲連接的固定片分別連接電阻絲的不同位置；m和η為自然數，且η > m彡3，η為m-1的整數倍。和現有技術相比本發明的主要優點在于本發明通過在每兩根相鄰的電阻絲之間設置固定片，并且將與同一根電阻絲連接 的固定片分別連接電阻絲的不同位置，這樣可以在不增加固定片的前提下，使得一根電阻 絲的多個不同位置與固定片連接，這樣電阻絲由于被固定片固定就不容易變形，從而減少 了故障的發生，并且由于沒有增加固定片的用量，因此保證了原有的加熱效果。


通過附圖中所示的本發明的優選實施例的更具體說明，本發明的上述及其它目的、特征和優勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標記指示相同的部分。并未刻意按 實際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點在于示出本發明的主旨。圖1為一種爐管裝置及其加熱器的結構示意圖；圖2為圖1所示的加熱器出現故障的示意圖；圖3為本發明的加熱器一實施例的結構示意圖；圖4為本發明的加熱爐管一實施例的結構示意圖。
具體實施例方式從背景技術可知，現有技術中，加熱爐管的加熱器通常包括很多環狀的電阻絲
23a.23b.23c......和固定片24，每一個固定片24連接所有的電阻絲，從而將電阻絲固定，
使電阻絲和固定片構成的加熱器22呈圓柱狀；加熱器22設置于腔體21的外圍。但是在利 用上述的加熱爐管進行熱氧化工藝和化學氣相沉積工藝時，隨著加熱的時間增長，加熱器 經常會出現故障，從而導致加熱爐管失效。發明人研究后認為加熱器出現故障是由于在加熱過程中，如圖2所示，電阻絲受 熱會發生變形，隨著使用時間的增加，電阻絲變形越來越嚴重，為了保證加熱效果，通常相 鄰的電阻絲之間的間距較近，因此電阻絲變形嚴重后就會與相鄰的電阻絲接觸發生短路， 從而使得電阻絲燒毀。如果利用現有技術對加熱器進行一些改進，都會存在一些弊端，一方面因為相鄰 的電阻絲之間的間距越近，電阻絲相對排布的越多，從而加熱器的加熱效果越好，因此如果 將電阻絲之間的間距增大會使加熱器的加熱效果變差。另一方面，固定片24用來固定電阻 絲，但固定片又會對加熱效果造成影響，因此如果增加固定片既增加了加熱器的制造難度 和成本，又使加熱器的加熱效果變差。在經過上述考慮后，發明人經過大量的實驗研究后得到一種加熱器包括m根環 狀電阻絲，m根電阻絲排列為柱筒狀，且相鄰的電阻絲間隔一定間距排列；η個固定片，每 兩根相鄰的電阻絲之間具有n/(m-l)個固定片，所述固定片將相鄰的兩根電阻絲連接在一 起，且與同一根電阻絲連接的固定片分別連接電阻絲的不同位置；m和η為自然數，且η > m彡3，η為m-1的整數倍。由于本發明對于現有技術中存在的問題的研究，以及該發明的研究都付出了創造 性的勞動。上述技術方案中的加熱器，一方面沒有增大電阻絲之間的間距，另一方面沒有增 加固定片的用量，因此在不影響現有的加熱器的加熱效果基礎上，通過將與同一根電阻絲 連接的固定片分別連接電阻絲的不同位置，從而使得電阻絲被固定片固定的位置增加，這 樣電阻絲由于被固定片固定就不容易變形，從而減少了故障的發生。為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明 的具體實施方式
做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明。但是本發明能夠以 很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況 下做類似推廣，因此本發明不受下面公開的具體實施的限制。其次，本發明利用示意圖進行詳細描述，在詳述本發明實施例時，為便于說明，表 示器件結構的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是實例，其在此不應
4限制本發明保護的范圍。此外，在實際制作中應包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。圖3為本發明的加熱器的一實施例的結構示意圖，下面結合圖3對本發明的加熱 器進行說明。在本實施例中如圖3所示，加熱器包括電阻絲110和固定片120。其中電阻絲110為環狀，在本實施例中優選的為圓環狀。加熱器可以包括m根
電阻絲110，例如電阻絲110a、110b、110c、110d、110e......，例如可以包括3根、4根、5
根.......電阻絲110在通電之后可以產生熱能，用于給被包圍在加熱器內的腔室加熱。
其中m為自然數，且m>3。固定片120位于相鄰的電阻絲110之間，將電阻絲110連接起來，從而起到固定 作用。在本實施例中，加熱器包括η個固定片，例如固定片120aU20bU20cU20aM20b\
120c’......，這些固定片120被均勻的分配于相鄰的電阻絲110之間，也就是每兩根相鄰
的電阻絲110之間具有n+ (m-1)個固定片，例如m = 5，n = 24，也就是說加熱器具有5根 電阻絲，24個固定片，那么在每相鄰的兩個電阻絲之間具有n+(m-l) = 24+(5_1) =8個 固定片。其中η為自然數，且η >m，η為m-1的整數倍。在本實施例中，改變了現有技術中利用一整根固定片將所有電阻絲串起來固定的 方式，而將一個固定片120僅連接相鄰的兩根電阻絲110，例如固定片120a’僅連接電阻絲 IlOb和電阻絲110c，并且與同一根電阻絲110連接的固定片120分別連接電阻絲的不同位
置，例如與電阻絲IlOb連接的固定片120a、120b、120c、120a，、120b，、120c，......都連接
在電阻絲IlOb的不同位置，這樣就可以使電阻絲IlOb被固定片120固定的位置就比現有 技術多了一倍，從而使得電阻絲在加熱之后更加不容易變形。因為本發明通過將現有技術 中的與所有電阻絲連接的每一根固定片，例如陶瓷片分為多根，使得每一根固定片僅連接 兩個電阻絲，并且連接位置錯開，因此沒有增加固定片總的用量，僅僅是將固定片的結構和 連接位置進行了改進，因此保證了加熱器的加熱效果。在本實施例中所述固定片為陶瓷材料，除此之外也可以為其它的絕緣隔熱材料。在本實施例中，優選的，電阻絲IlOb位于所述相鄰電阻絲間的固定片之間的間距
相同，例如相鄰的電阻絲IlOb和電阻絲IlOc之間的固定片120a，、120b，、120c，......之
間的間距相同。這樣即使得生產制造過程簡便，又減小了電阻絲的形變。在本實施例中，優選的，與同一個電阻絲連接的固定片之間的間距相同，例如與電
阻絲IlOb連接的固定片120a、120b、120c、120a，、120b，、120c，......之間的間距相同，這
樣使得固定片120a’與電阻絲IlOb的連接位置，位于固定片120a和固定片120b與電阻絲 IlOb的連接位置的中點，使得固定片在電阻絲之間均勻分布，從而簡化了制作工藝，對電阻 絲起到了更好的固定且防止變形的作用。在本實施例中，優選的每根所述電阻絲構成的圓形的直徑為600mm士 10mm，這樣可 以適應特定尺寸的腔室，位于相鄰的電阻絲之間的相鄰固定片之間的間距為20cm士 lcm，例 如位于相鄰的電阻絲IlOb和電阻絲IlOc之間的相鄰固定片之間的間距為20cm士 lcm。發 明人根據實驗研究認為固定片之間的間距為20cm士 Icm時就可以保證固定片的設置不影 響加熱效果，又使得電阻絲之間不容易因為變形引起連電短路。在本實施例中，優選的相鄰電阻絲之間的間距為20cm士 lcm，使得電阻絲之間不容 易因為變形引起連電短路。
在上述實施例中，上述電阻絲110可以利用本領域技術人員熟知的導電材料。圖4為本發明的加熱爐管一實施例的結構示意圖，下面結合圖4對發明的加熱爐 管進行說明。如圖4所示，在本實施例中，加熱爐管包括上述實施例中的加熱器410。還包括腔 室420，所述腔室420為圓柱狀，所述加熱器410圍繞在腔室420外圍。上述加熱爐管可以
包括至少兩個所述加熱器410，例如2個、3個、4個......同一個加熱器410的電阻絲110
連接到一個電源。因此每個加熱器410可以分開控制。在加熱器410外圍還包括保溫裝置430，可以減少加熱器410溫度的損耗。另外，加熱爐管還可以為其它包括上述實施例中的加熱器的結構。上述加熱器可加熱爐管可以使用于半導體制造工藝中的需要加熱的工藝步驟中， 例如熱氧化工藝、化學氣相淀積工藝等等。從上述實施例可以看出，本發明通過在每兩根相鄰的電阻絲之間設置固定片，并 且將與同一根電阻絲連接的固定片分別連接電阻絲的不同位置，這樣可以在不增加固定片 的前提下，使得一根電阻絲的多個不同位置與固定片連接，這樣電阻絲由于被固定片固定 就不容易變形，從而減少了故障的發生，并且由于沒有增加固定片的用量，因此保證了原有 的加熱效果。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制。任 何熟悉本領域的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方 法和技術內容對本發明技術方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實 施例。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做 的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發明技術方案保護的范圍內。
權利要求
1.一種加熱器，包括電阻絲和固定片，其特征在于，包括m根環狀電阻絲，相鄰的電阻絲間隔一定間距排列；η個固定片，每兩根相鄰的電阻絲之間具有n/(m-l)個固定片，所述固定片將相鄰的兩 根電阻絲連接在一起，且與同一根電阻絲連接的固定片分別連接電阻絲的不同位置；m和n為自然數，且n>m≥3，n為m-1的整數倍。
2.根據權利要求1所述的加熱器，其特征在于，位于所述相鄰電阻絲間的固定片之間 的間距相同。
3.根據權利要求2所述的加熱器，其特征在于，與同一個電阻絲連接的固定片之間的 間距相同。
4.根據權利要求3所述的加熱器，其特征在于，所述m根電阻絲排列為圓柱筒狀。
5.根據權利要求4所述的加熱器，其特征在于，每根所述電阻絲構成的圓形的直徑為 600mm士1Omm。
6.根據權利要求5所述的加熱器，其特征在于，位于相鄰的電阻絲之間的相鄰固定片 之間的間距為20cm士 lcm。
7.根據權利要求1所述的加熱器，其特征在于，所述相鄰電阻絲之間的間距為 20cm士1cm。
8.一種包括權利要求1至7任意一項所述的加熱器的加熱爐管，其特征在于，還包括腔 室，所述腔室為圓柱狀，所述加熱器圍繞在腔室外圍。
9.根據權利要求8所述的加熱爐管，其特征在于，包括至少兩個所述加熱器，每個加熱 器的電阻絲連接到一個電源。
10.根據權利要求8所述的加熱爐管，其特征在于，在加熱器圍還包括保溫裝置。
全文摘要
本發明提供了一種加熱器及加熱爐管，該加熱器包括m根環狀電阻絲，相鄰的電阻絲間隔一定間距排列；n個固定片，每兩根相鄰的電阻絲之間具有n/(m-1)個固定片，所述固定片將相鄰的兩根電阻絲連接在一起，且與同一根電阻絲連接的固定片分別連接電阻絲的不同位置；m和n為自然數，且n＞m≥3，n為m-1的整數倍。該加熱器及加熱爐管減少了加熱器及加熱爐管容易出現故障的問題。
文檔編號H05B3/64GK102006688SQ20091019479
公開日2011年4月6日 申請日期2009年8月28日 優先權日2009年8月28日
發明者任瑞龍, 凌堯, 劉剛, 李軍 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司