專利名稱：加熱器及加熱爐管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種加熱器及加熱爐管。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)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(dǎo)體晶片 表面堆疊出有特殊結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體元件。其中，成膜工藝普遍采用熱氧化法、化學(xué)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(yīng)氣體通入高溫 爐管內(nèi)后，使反應(yīng)氣體和爐內(nèi)的半導(dǎo)體晶片發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，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(shè)備 一般有水平式和垂直式。例如在專利號(hào)為“03270634. 0”的中國專利文獻(xiàn)中提供了一種改善薄氧化層均一
性的爐管裝置，包括反應(yīng)腔體；第一導(dǎo)管，連接該反應(yīng)腔體；第一氮?dú)鈱?dǎo)管，連接該第一導(dǎo) 管；旁通導(dǎo)管，連接該第一氮?dú)鈱?dǎo)管；第二導(dǎo)管，連接該反應(yīng)腔體并與該第一導(dǎo)管連接于一 共通接點(diǎn)；第二氮?dú)鈱?dǎo)管，連接該第二導(dǎo)管；以及一排放導(dǎo)管，連接該反應(yīng)腔體側(cè)底，且連 接旁通導(dǎo)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(huán)狀
的電阻絲23，例如23a、23b......和陶瓷片24，每一個(gè)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(shè)置于腔體21的外圍。在利用上述的加熱爐管進(jìn)行熱氧化工藝和化學(xué)氣相沉積工藝時(shí)，隨著加熱的時(shí)間 增長，加熱器經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)故障，從而導(dǎo)致加熱爐管失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是加熱爐管及加熱器容易出現(xiàn)故障的技術(shù)問題。為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種加熱器，包括電阻絲和固定片，包括m根 環(huán)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(gè)固定片，每 兩根相鄰的電阻絲之間具有n/(m-l)個(gè)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(shù)，且η > m彡3，η為m-1的整數(shù)倍。和現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明通過在每兩根相鄰的電阻絲之間設(shè)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(gè)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(fā)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(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的更具體說明，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按 實(shí)際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。圖1為一種爐管裝置及其加熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示的加熱器出現(xiàn)故障的示意圖；圖3為本發(fā)明的加熱器一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明的加熱爐管一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式從背景技術(shù)可知，現(xiàn)有技術(shù)中，加熱爐管的加熱器通常包括很多環(huán)狀的電阻絲
23a.23b.23c......和固定片24，每一個(gè)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(gòu)成的加熱器22呈圓柱狀；加熱器22設(shè)置于腔體21的外圍。但是在利 用上述的加熱爐管進(jìn)行熱氧化工藝和化學(xué)氣相沉積工藝時(shí)，隨著加熱的時(shí)間增長，加熱器 經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)故障，從而導(dǎo)致加熱爐管失效。發(fā)明人研究后認(rèn)為加熱器出現(xiàn)故障是由于在加熱過程中，如圖2所示，電阻絲受 熱會(huì)發(fā)生變形，隨著使用時(shí)間的增加，電阻絲變形越來越嚴(yán)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(yán)重后就會(huì)與相鄰的電阻絲接觸發(fā)生短路， 從而使得電阻絲燒毀。如果利用現(xiàn)有技術(shù)對(duì)加熱器進(jìn)行一些改進(jìn)，都會(huì)存在一些弊端，一方面因?yàn)橄噜?的電阻絲之間的間距越近，電阻絲相對(duì)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(huì)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(huì)對(duì)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(jīng)過上述考慮后，發(fā)明人經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)研究后得到一種加熱器包括m根環(huán) 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(gè)固定片，每 兩根相鄰的電阻絲之間具有n/(m-l)個(gè)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(shù)，且η > m彡3，η為m-1的整數(shù)倍。由于本發(fā)明對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題的研究，以及該發(fā)明的研究都付出了創(chuàng)造 性的勞動(dòng)。上述技術(shù)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(xiàn)有的加熱器的加熱效果基礎(chǔ)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(fā)生。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明 的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以 很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況 下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施的限制。其次，本發(fā)明利用示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為便于說明，表 示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會(huì)不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是實(shí)例，其在此不應(yīng)
4限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。此外，在實(shí)際制作中應(yīng)包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。圖3為本發(fā)明的加熱器的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，下面結(jié)合圖3對(duì)本發(fā)明的加熱 器進(jìn)行說明。在本實(shí)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(huán)狀，在本實(shí)施例中優(yōu)選的為圓環(huán)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(chǎn)生熱能，用于給被包圍在加熱器內(nèi)的腔室加熱。
其中m為自然數(shù)，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(shí)施例中，加熱器包括η個(gè)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(gè)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(gè)固定片，那么在每相鄰的兩個(gè)電阻絲之間具有n+(m-l) = 24+(5_1) =8個(gè) 固定片。其中η為自然數(shù)，且η >m，η為m-1的整數(shù)倍。在本實(shí)施例中，改變了現(xiàn)有技術(shù)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(gè)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(xiàn)有 技術(shù)多了一倍，從而使得電阻絲在加熱之后更加不容易變形。因?yàn)楸景l(fā)明通過將現(xiàn)有技術(shù) 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(gè)電阻絲，并且連接位置錯(cuò)開，因此沒有增加固定片總的用量，僅僅是將固定片的結(jié)構(gòu)和 連接位置進(jìn)行了改進(jìn)，因此保證了加熱器的加熱效果。在本實(shí)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(shí)施例中，優(yōu)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(chǎn)制造過程簡便，又減小了電阻絲的形變。在本實(shí)施例中，優(yōu)選的，與同一個(gè)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(diǎn)，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(duì)電阻 絲起到了更好的固定且防止變形的作用。在本實(shí)施例中，優(yōu)選的每根所述電阻絲構(gòu)成的圓形的直徑為600mm士 10mm，這樣可 以適應(yīng)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(fā) 明人根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究認(rèn)為固定片之間的間距為20cm士 Icm時(shí)就可以保證固定片的設(shè)置不影 響加熱效果，又使得電阻絲之間不容易因?yàn)樽冃我疬B電短路。在本實(shí)施例中，優(yōu)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?yàn)樽冃我疬B電短路。
在上述實(shí)施例中，上述電阻絲110可以利用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的導(dǎo)電材料。圖4為本發(fā)明的加熱爐管一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，下面結(jié)合圖4對(duì)發(fā)明的加熱爐 管進(jìn)行說明。如圖4所示，在本實(shí)施例中，加熱爐管包括上述實(shí)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(gè)所述加熱器410，例如2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)......同一個(gè)加熱器410的電阻絲110
連接到一個(gè)電源。因此每個(gè)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(shí)施例中的加熱器的結(jié)構(gòu)。上述加熱器可加熱爐管可以使用于半導(dǎo)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(xué)氣相淀積工藝等等。從上述實(shí)施例可以看出，本發(fā)明通過在每兩根相鄰的電阻絲之間設(shè)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(gè)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(fā)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(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。任 何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方 法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí) 施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做 的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)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(huán)狀電阻絲，相鄰的電阻絲間隔一定間距排列；η個(gè)固定片，每兩根相鄰的電阻絲之間具有n/(m-l)個(gè)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(shù)，且n>m≥3，n為m-1的整數(shù)倍。
2.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)利要求2所述的加熱器，其特征在于，與同一個(gè)電阻絲連接的固定片之間的 間距相同。
4.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)利要求4所述的加熱器，其特征在于，每根所述電阻絲構(gòu)成的圓形的直徑為 600mm士1Omm。
6.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(quán)利要求1至7任意一項(xiàng)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(jù)權(quán)利要求8所述的加熱爐管，其特征在于，包括至少兩個(gè)所述加熱器，每個(gè)加熱 器的電阻絲連接到一個(gè)電源。
10.根據(jù)權(quán)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(fā)明提供了一種加熱器及加熱爐管，該加熱器包括m根環(huán)狀電阻絲，相鄰的電阻絲間隔一定間距排列；n個(gè)固定片，每兩根相鄰的電阻絲之間具有n/(m-1)個(gè)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(shù)，且n＞m≥3，n為m-1的整數(shù)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(xiàn)故障的問題。
文檔編號(hào)H05B3/64GK102006688SQ20091019479
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2009年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月28日
發(fā)明者任瑞龍, 凌堯, 劉剛, 李軍 申請(qǐng)人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司