JPH062236Y2 - Curved heater - Google Patents

Curved heater

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JPH062236Y2
JPH062236Y2 JP1988050337U JP5033788U JPH062236Y2 JP H062236 Y2 JPH062236 Y2 JP H062236Y2 JP 1988050337 U JP1988050337 U JP 1988050337U JP 5033788 U JP5033788 U JP 5033788U JP H062236 Y2 JPH062236 Y2 JP H062236Y2
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JP
Japan
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quartz tube
nichrome wire
tube
heating element
quartz
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JP1988050337U
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JPH01155295U (en
Inventor
征 浜田
育弘 市古
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オメガ電子工業株式会社
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  • Resistance Heating (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この考案は半導体製造のエッチング工程に用いるエッチ
ング液を加熱するための石英管ヒーターに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention relates to a quartz tube heater for heating an etching solution used in an etching process of semiconductor manufacturing.

[従来の技術] IC,LSIなどの半導体を製造する工程の一つに、シ
リコンウエハー上に形成された酸化Si膜を除去するエ
ッチング工程がある。この工程では、前工程の酸処理工
程で形成された薄い酸化Si膜のみを除去し、拡散マス
クあるいはゲート絶縁膜として本来必要な酸化Si膜の
腐蝕を最小限にするよう、エッチング速度及びエッチン
グ時間は注意深く管理される。エッチング液としては通
常リン酸液が用いられ、適当なエッチング速度とするた
め約180゜C程度に維持されている。エッチング液の加
熱には、発熱部がエッチング液中に浸される、いわゆる
投げ込み式のヒータが用いられており、特にリン酸に比
較的浸蝕されにくい石英管で発熱体を被覆した石英管ヒ
ータが用いられている。従来の石英管ヒータは、ニクロ
ム線、カンタル線等の発熱体と、この発熱体を包囲して
エッチング液から絶縁する石英管からなっており、発熱
部では発熱量を大きくするためニクロム線等は石英管内
径よりも僅かに小さい巻径のコイル状を為している。
[Prior Art] One of the processes for manufacturing semiconductors such as IC and LSI is an etching process for removing the Si oxide film formed on a silicon wafer. In this step, only the thin Si oxide film formed in the acid treatment step of the previous step is removed, and the etching rate and etching time are set so as to minimize the corrosion of the Si oxide film which is originally necessary as a diffusion mask or a gate insulating film. Is carefully managed. A phosphoric acid solution is usually used as the etching solution, and is maintained at about 180 ° C. to obtain an appropriate etching rate. To heat the etching solution, a so-called throw-in type heater is used, in which the heating portion is immersed in the etching solution. In particular, a quartz tube heater in which a heating element is covered with a quartz tube that is relatively unlikely to be corroded by phosphoric acid is used. It is used. A conventional quartz tube heater is composed of a heating element such as a nichrome wire or a kanthal wire and a quartz tube that surrounds the heating element and insulates it from the etching solution. The coil has a winding diameter slightly smaller than the inner diameter of the quartz tube.

[考案が解決しようとする課題] 上記のように構成された従来の石英管ヒータでは、第4
図に示す様に、コイル状をなしているニクロム線3は、
管の内周壁面にコイル状をなしたその一部で直接接して
支持されており、ニクロム線3と接する石英管2の部分
は、局所的に加熱されて非常な高温(約700゜C程度)
となる。石英管はリン酸に対して比較的腐蝕され難いも
のであるが、高温下では浸蝕される反応速度も速く、最
終的にはこの部分にピンホールが発生してしまう。ピン
ホールが発生した場合、エッチング工程の作業は中断さ
れなければならず、このためエッチング時間の管理が困
難となることから、ウエハーが使用不能となってしまう
危険性が大きい。これを避けるため、一定の使用時間で
石英管ヒータを交換することも行われている。連続して
使用する場合には約1週間程度、最高でも1ヵ月程度で
交換しなければならず、従来の石英管ヒータは寿命が非
常に短いという欠点を有していた。
[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional quartz tube heater configured as described above,
As shown in the figure, the coiled nichrome wire 3 is
The part of the quartz tube 2 that is in direct contact with the inner wall surface of the tube in a coiled shape and is in contact with it, and the portion of the quartz tube 2 that is in contact with the nichrome wire 3 is locally heated and is extremely hot (about 700 ° C )
Becomes The quartz tube is relatively hard to be corroded by phosphoric acid, but at a high temperature, the reaction rate of being corroded is high, and finally a pinhole is generated in this portion. When a pinhole occurs, the work of the etching process must be interrupted, which makes it difficult to control the etching time, and there is a high risk that the wafer will become unusable. In order to avoid this, the quartz tube heater is also replaced at regular intervals. In the case of continuous use, it has to be replaced in about one week, at most in about one month, and the conventional quartz tube heater has a drawback that the life is very short.

従って、この考案は局所的に高温となるのが防止され
た、従来よりも寿命の長い石英管ヒータを提供すること
を目的としている。
Therefore, the object of the present invention is to provide a quartz tube heater which is prevented from being locally heated and has a longer life than conventional ones.

[課題を解決するための手段] 上記課題を解決するため、この考案による曲管形ヒータ
は、細長状の発熱体と、前記発熱体を包囲して絶縁をな
す曲管とを備えており、前記発熱体は発熱体近傍に配さ
れた支持片を介して前記曲管に支持されている。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, a curved tube heater according to the present invention includes an elongated heating element and a curved tube that surrounds the heating element and insulates the heating element. The heating element is supported by the curved tube via a support piece arranged near the heating element.

好ましくは、前記発熱体は適当な間隔でこれに被着され
たビーズを介して前記曲管に支持されている。
Preferably, the heating element is supported by the curved tube via beads attached to the heating element at appropriate intervals.

また、前記発熱体は前記曲管内に充填された粒体を介し
て前記曲管に支持されていてもよい。
Further, the heating element may be supported by the curved tube via a granular material filled in the curved tube.

更に、好ましくは前記曲管は、所定形状に曲げられた石
英管である。
Further, preferably, the curved tube is a quartz tube bent into a predetermined shape.

[作用] 上記の様に構成されたこの考案による曲管形ヒータで
は、発熱体はその近傍に配された支持片を介して曲管に
支持されており、ある部分のみにより局部的に曲管に支
持されることがない。発熱体の発する熱は、支持片を介
して曲管に伝わる。このため、局所的に曲管に伝わるこ
とにより局所的に高温が発生するのが避けられ、局所的
に浸蝕が促進されることが抑制される。従って、曲管形
ヒータの寿命を延ばすことができる。
[Operation] In the curved tube heater according to the present invention configured as described above, the heating element is supported by the curved tube through the support piece arranged in the vicinity thereof, and the curved tube is locally supported only by a certain portion. Never supported by. The heat generated by the heating element is transmitted to the curved tube through the support piece. For this reason, it is avoided that a high temperature is locally generated by being locally transmitted to the curved pipe, and local promotion of erosion is suppressed. Therefore, the life of the bent tube heater can be extended.

発熱体が適当な間隔でこれに被着されたビーズを介して
前記曲管に支持されているものである場合には、発熱体
の熱はビーズを介して曲管の管壁に伝わるため、ビーズ
と接している箇所であってもそれほど高温となることは
ない。また、発熱体が前記曲管内に充填された粒体を介
して前記曲管に支持されている場合には、発熱体の熱は
直接に曲管の管壁に伝えられるものではなく、粒体を介
して配分される。このため、曲管形ヒータが局所的に高
温になるのが避けられる。
When the heating element is supported by the curved tube via the beads attached to the heating element at appropriate intervals, the heat of the heating element is transferred to the wall of the curved tube through the beads, The temperature does not become so high even at the place where it is in contact with the beads. Further, when the heating element is supported by the curved tube through the granules filled in the curved tube, the heat of the heating element is not directly transmitted to the tube wall of the curved tube, but the granular body. Is distributed through. For this reason, it is possible to avoid the temperature of the curved tube heater from locally increasing.

[実施例] 図を参照して、この考案による曲管形ヒータの一実施例
である石英管ヒータを説明する。第1図に示す石英管ヒ
ータ1は、曲管を構成する石英管2と、発熱体としての
ニクロム線3を備えており、ニクロム線3は石英管2内
に挿通されている。ニクロム線3はカンタル線などの他
の発熱材料を用いてもよい。石英管2は、所定の外径、
管壁厚さ、長さの管を所定の形状に屈曲させてなる石英
ガラスの管であり、第1図に示す例では、全体としてほ
ぼU字形状を為している。この実施例では、石英管2
は、U字形状の並列部分において、そのほぼ中央で直角
にたちあげられ、管の端部付近で再び直角に曲げられて
なるクランク状を為しており、従って、石英管2は概略
的に、U字部4、立上げ部5,5及び端部6,6から構
成されている。
[Embodiment] With reference to the drawings, a quartz tube heater as an embodiment of the curved tube heater according to the present invention will be described. A quartz tube heater 1 shown in FIG. 1 includes a quartz tube 2 that constitutes a curved tube and a nichrome wire 3 as a heating element, and the nichrome wire 3 is inserted into the quartz tube 2. The nichrome wire 3 may use other heat-generating materials such as Kanthal wire. The quartz tube 2 has a predetermined outer diameter,
This is a quartz glass tube formed by bending a tube having a wall thickness and a length into a predetermined shape, and in the example shown in FIG. 1, it is substantially U-shaped as a whole. In this embodiment, the quartz tube 2
Has a crank shape in which the U-shaped juxtaposed portions are raised at a right angle in the approximate center and are bent at a right angle again near the ends of the tube. Therefore, the quartz tube 2 is roughly , U-shaped portion 4, rising portions 5, 5 and end portions 6, 6.

石英管2内には、石英管2の内径に比べて充分に細い所
定の線径を有するニクロム線3が挿通されており、ニク
ロム線3は石英管2の一方の立上げ部5からU字部4を
通って他方の立上げ部5にまで延びている。第1図の破
断部分から明らかな様に、ニクロム線3の両端部は、石
英管2の立上げ部5において、ニッケル圧着スリーブ7
を介してニッケル線8,8にそれぞれ接続されており、
ここでは発熱を防止するためニクロム線の両端部は適当
な長さだけ二重になるようにからげられている。各ニッ
ケル線8はさらに、石英管の端部6において銅圧着スリ
ーブ9を介してリード線10に接続されており、従っ
て、石英管の各端部6からは、ニクロム線3と導通した
リード線10がそれぞれ導出されている。
A nichrome wire 3 having a predetermined wire diameter that is sufficiently smaller than the inner diameter of the quartz tube 2 is inserted into the quartz tube 2, and the nichrome wire 3 is U-shaped from one rising portion 5 of the quartz tube 2. It extends through the part 4 to the other rising part 5. As is apparent from the broken portion in FIG. 1, the both ends of the nichrome wire 3 are formed by the nickel crimp sleeve 7 at the rising portion 5 of the quartz tube 2.
Are connected to the nickel wires 8 and 8 respectively via
Here, in order to prevent heat generation, both ends of the nichrome wire are twisted so as to be doubled by an appropriate length. Each nickel wire 8 is further connected to a lead wire 10 at the end 6 of the quartz tube via a copper crimp sleeve 9, and therefore, from each end 6 of the quartz tube, a lead wire electrically connected to the nichrome wire 3 is formed. 10 are derived respectively.

ニクロム線3には、両端部を除いたほぼ全長にわたっ
て、所定の間隔でビーズ11が装着されており、また、
ニクロム線3は石英管U字部4のほぼ全長に亙る範囲
で、石英管2の内径よりも所定量だけ小さな巻径のコイ
ル状を為している。
Beads 11 are attached to the nichrome wire 3 at a predetermined interval over substantially the entire length excluding both ends.
The nichrome wire 3 has a coil shape having a winding diameter smaller than the inner diameter of the quartz tube 2 by a predetermined amount in a range substantially over the entire length of the U-shaped portion 4 of the quartz tube.

第2図は、第1図に示された石英管ヒータ1の横断面図
であり、ニクロム線3のコイル状をなした部分に装着さ
れたビーズ11の詳細が示されている。各ビーズ11
は、石英ガラスにより製造され、ニクロム線3を包囲す
る様にして、つまりニクロム線3がビーズ11を貫通す
る様にしてニクロム線3に装着されている。ビーズ11
は、コイル状に巻かれたニクロム線3にほぼ等間隔にし
て、この場合にはコイルの周回に対して4半周毎に配さ
れており、U字部4の範囲では、各ビーズ11はニクロ
ム線3に装着された状態で、それぞれ石英管2の管壁に
接触するような寸法および配置関係を有している。この
場合、第2図に示す様に、ニクロム線3はビーズ11の
装着されていない部分においても石英管2とは直接接触
していない。各ビーズ11の寸法およびビーズ間の間隔
は、この実施例に示すものに限られず、ニクロム線3が
石英管2と直接に接触しないものであれば如何なるもの
であってもよい。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the quartz tube heater 1 shown in FIG. 1, showing the details of the beads 11 attached to the coiled portion of the nichrome wire 3. Each bead 11
Is made of quartz glass and is attached to the nichrome wire 3 so as to surround the nichrome wire 3, that is, the nichrome wire 3 penetrates the beads 11. Beads 11
Are arranged at approximately equal intervals on the nichrome wire 3 wound in a coil shape, and in this case, they are arranged every quarter turn with respect to the winding of the coil, and in the range of the U-shaped portion 4, each bead 11 has nichrome. When mounted on the wire 3, the dimensions and the layout relationship are such that they contact the tube wall of the quartz tube 2, respectively. In this case, as shown in FIG. 2, the nichrome wire 3 is not in direct contact with the quartz tube 2 even in the portion where the beads 11 are not mounted. The size of each bead 11 and the interval between the beads are not limited to those shown in this embodiment, and any nichrome wire 3 may be used as long as it does not come into direct contact with the quartz tube 2.

上記の様に構成されたこの考案による石英管ヒータ1
は、ウエハーのエッチングをなすエッチング液中に、少
なくとも石英管2のU字部4が浸され、且つエッチング
液の液面上に端部6が出ている状態で使用される。端部
6から延出しているリード線10に電源電極が接続され
て電力が供給されることにより、ニクロム線3が発熱す
る。特に、ニクロム線3がコイル状を為したU字部4で
はその発熱量が大きい。これに対してニクロム線3がニ
ッケル線8と接続されている立上げ部5では、ニクロム
線がその端部で二重になっているため、その発熱量は比
較的小さい。大きな発熱量が有るU字部4では、コイル
状を為したニクロム線3は、前述のようにビーズ11を
介して、多くの箇所で石英管2に支持されており、直接
石英管2の管壁とは接触していない。このため、石英管
ヒータ1は局所的に加熱されることがなく、従って石英
管が局所的に高温となることもない。
The quartz tube heater 1 according to the present invention constructed as described above
Is used in a state in which at least the U-shaped portion 4 of the quartz tube 2 is immersed in the etching liquid for etching the wafer, and the end portion 6 is exposed on the liquid surface of the etching liquid. The power supply electrode is connected to the lead wire 10 extending from the end portion 6 and electric power is supplied, so that the nichrome wire 3 generates heat. In particular, the U-shaped portion 4 in which the nichrome wire 3 has a coil shape has a large amount of heat generation. On the other hand, in the rising portion 5 in which the nichrome wire 3 is connected to the nickel wire 8, the nichrome wire is doubled at its end, and therefore the amount of heat generated is relatively small. In the U-shaped portion 4 having a large amount of heat generation, the coiled nichrome wire 3 is supported by the quartz tube 2 at many points via the beads 11 as described above, and the tube of the quartz tube 2 is directly connected. No contact with walls. Therefore, the quartz tube heater 1 is not locally heated, and therefore the quartz tube is not locally heated to a high temperature.

第3図には、この考案による石英管ヒータ1の第2実施
例が示されている。第2実施例は、以下の点を除いて、
第1実施例とほぼ同じ構成となっている。第2実施例で
は、ニクロム線3にビーズ11を装着する代りに、ニク
ロム線3が挿通された石英管2内に砂粒状の石英粒体1
2を充填している。石英粒体12は、石英管2の内周壁
基準面と、コイル状を為すニクロム線3との隙間に入り
込んで、ニクロム線3を多くの箇所で支持できる様な、
適当な大きさを有している。また、この実施例の場合、
石英粒体12が吸湿性を有していることから、石英管2
の両端はリード線10を通した状態で気密にして封止さ
れている。このように構成されてなる石英管ヒータ1で
は、第1実施例とは異なり、ニクロム線3が石英管2の
管壁に接触する箇所が全く存在しないわけではない。し
かしながら、その部分のニクロム線3は同時にその付近
の多数の石英粒体12にも接していることから、石英管
2が局所的に加熱されることがなく、従って、石英管ヒ
ータ1が局所的に非常な高温となることが避けられる。
FIG. 3 shows a second embodiment of the quartz tube heater 1 according to the present invention. The second embodiment, except for the following points,
The structure is almost the same as that of the first embodiment. In the second embodiment, instead of mounting the beads 11 on the nichrome wire 3, a sand granulated quartz particle 1 is placed in a quartz tube 2 in which the nichrome wire 3 is inserted.
2 is filled. The quartz granules 12 enter the gap between the inner peripheral wall reference surface of the quartz tube 2 and the coil-shaped nichrome wire 3 so that the nichrome wire 3 can be supported at many places.
It has an appropriate size. Further, in the case of this embodiment,
Since the quartz particles 12 have hygroscopicity, the quartz tube 2
Both ends of are sealed airtightly with the lead wire 10 being passed therethrough. In the quartz tube heater 1 configured as described above, unlike the first embodiment, the nichrome wire 3 does not necessarily exist at a portion where the nichrome wire 3 contacts the tube wall of the quartz tube 2. However, since the nichrome wire 3 in that portion is also in contact with a large number of quartz particles 12 in the vicinity thereof at the same time, the quartz tube 2 is not locally heated, and therefore, the quartz tube heater 1 is locally heated. It is possible to avoid extremely high temperatures.

尚、この考案は上述した実施例に限定されることなく、
この考案の範囲内で種々変形可能である。例えば、石英
のビーズ及び石英粒体は、耐熱性を有する他の適当な材
料を用いたものでもよい。
Incidentally, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment,
Various modifications are possible within the scope of this invention. For example, the quartz beads and the quartz particles may be made of another suitable material having heat resistance.

[考案の効果] 上記のように構成されたこの考案による石英管ヒータ1
では、局所的に高温となることがなく、局所的に浸蝕反
応が促進されることによるピンホール発生の危険性も少
ない。従って、この考案による石英管ヒータは、従来の
石英管ヒータよりも寿命の長いものとなっている。従来
のものと同じ使用条件では、この考案による石英管ヒー
タの寿命は6ヵ月程度であり、従来のものに比べてその
寿命が飛躍的に延びている。
[Advantage of the Invention] The quartz tube heater 1 according to the present invention configured as described above.
Then, the temperature is not locally high, and the risk of pinhole generation due to the local promotion of the erosion reaction is small. Therefore, the quartz tube heater according to the present invention has a longer life than the conventional quartz tube heater. Under the same usage conditions as the conventional one, the life of the quartz tube heater according to the present invention is about 6 months, which is dramatically longer than that of the conventional one.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの考案による石英管ヒータの第1実施例を示
す斜視図であり、部分的に断面して示されており、第2
図は第1図のA−A線に沿った横断面図、第3図は第2
図に対応する石英管ヒータの第2実施例を示す横断面
図、及び第4図は第2図に対応する従来の石英管ヒータ
の横断面図。 1…石英管ヒータ、2…石英管、3…ニクロム線、10
…リード線、11…ビーズ。
FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a quartz tube heater according to the present invention, which is partially shown in section.
The figure is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1, and FIG.
2 is a cross sectional view showing a second embodiment of the quartz tube heater corresponding to the figure, and FIG. 4 is a cross sectional view of the conventional quartz tube heater corresponding to FIG. 1 ... Quartz tube heater, 2 ... Quartz tube, 3 ... Nichrome wire, 10
… Lead wire, 11… beads.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】コイル状の発熱体と、前記発熱体を包囲し
て加熱される液体との絶縁をなす曲管とを備えてなる曲
管形ヒータにおいて、前記発熱体は複数のビーズを貫通
し、このビーズを介して前記曲管に支持されていること
を特徴とする曲管形ヒータ。
1. A curved tube-shaped heater comprising a coil-shaped heating element and a curved tube which surrounds the heating element and insulates a liquid to be heated, wherein the heating element penetrates a plurality of beads. And a curved tube-shaped heater which is supported by the curved tube through the beads.
JP1988050337U 1988-04-14 1988-04-14 Curved heater Expired - Lifetime JPH062236Y2 (en)

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