JPH11102915A - 半導体熱処理装置用ヒータユニット - Google Patents
半導体熱処理装置用ヒータユニットInfo
- Publication number
- JPH11102915A JPH11102915A JP27793897A JP27793897A JPH11102915A JP H11102915 A JPH11102915 A JP H11102915A JP 27793897 A JP27793897 A JP 27793897A JP 27793897 A JP27793897 A JP 27793897A JP H11102915 A JPH11102915 A JP H11102915A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wire
- carbon
- heater unit
- shape
- heat treatment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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- Surface Heating Bodies (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 均熱性及びフレキシビリティーに優れ急昇降
温が可能であって、形状設計を自在に行うことができる
半導体熱処理装置用ヒータユニットを提供する。 【解決手段】 両端にアルミナ製のワイヤ支持部１１，
２１，３１，４１を配置し、カーボンファイバーを束ね
たカーボンファイバー束を複数本用いてワイヤー形状に
編み込んだカーボンワイヤ１５，２５，３５，４５をヒ
ータ体として使用し、このカーボンワイヤ１５，２５，
３５，４５を両ワイヤ支持部１１，２１，３１，４１の
間で往復させて張り渡し、全体的に筒状の加熱空間１
６，２６，３６，４６を形成したことを特徴とする半導
体熱処理装置用ヒータユニット。
温が可能であって、形状設計を自在に行うことができる
半導体熱処理装置用ヒータユニットを提供する。 【解決手段】 両端にアルミナ製のワイヤ支持部１１，
２１，３１，４１を配置し、カーボンファイバーを束ね
たカーボンファイバー束を複数本用いてワイヤー形状に
編み込んだカーボンワイヤ１５，２５，３５，４５をヒ
ータ体として使用し、このカーボンワイヤ１５，２５，
３５，４５を両ワイヤ支持部１１，２１，３１，４１の
間で往復させて張り渡し、全体的に筒状の加熱空間１
６，２６，３６，４６を形成したことを特徴とする半導
体熱処理装置用ヒータユニット。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体熱処理装
置用ヒータユニットに関するものである。
置用ヒータユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造装置では、例えばシリコンウ
エハの種々の加熱処理が行われるが、当該処理では厳密
な温度管理が求められる。また、加熱処理雰囲気をクリ
ーンに保つことも重要である。
エハの種々の加熱処理が行われるが、当該処理では厳密
な温度管理が求められる。また、加熱処理雰囲気をクリ
ーンに保つことも重要である。
【０００３】このため、均熱性及び昇温・降温性に優
れ、汚染物質を放出しない高性能の半導体製造装置用ヒ
ータの開発、製品化が強く望まれている。
れ、汚染物質を放出しない高性能の半導体製造装置用ヒ
ータの開発、製品化が強く望まれている。
【０００４】特開平７−１６１７２５号公報は、ウエハ
加熱装置において黒鉛−炭素繊維複合材（以下Ｃ／Ｃと
記す）をヒーター部材に用いた電極構造を開示してい
る。
加熱装置において黒鉛−炭素繊維複合材（以下Ｃ／Ｃと
記す）をヒーター部材に用いた電極構造を開示してい
る。
【０００５】また、従来より同装置において平板状渦巻
き型のＳｉＣヒータ部材もしくは溶接処理を行なった複
雑形状のＭｏ−Ｓｉヒータ部材などが用いられてきた。
き型のＳｉＣヒータ部材もしくは溶接処理を行なった複
雑形状のＭｏ−Ｓｉヒータ部材などが用いられてきた。
【０００６】一方、半導体熱処理装置用ヒータとして、
金属ヒータが用いられることもあった。しかし、金属ヒ
ータは金属汚染を生じ易く、また、品質が不安定になり
易い問題があった。
金属ヒータが用いられることもあった。しかし、金属ヒ
ータは金属汚染を生じ易く、また、品質が不安定になり
易い問題があった。
【０００７】半導体の熱処理効率を向上するためには、
急速昇降温の可能なヒータが必要となる。しかし、金属
ヒータは熱容量が大きいため、昇降温特性の向上には限
界があった。
急速昇降温の可能なヒータが必要となる。しかし、金属
ヒータは熱容量が大きいため、昇降温特性の向上には限
界があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前記Ｃ／Ｃヒーター部
材においては、その構造上薄肉でも２次元各々の長さが
充分に採れる形状であれば、極めて高い機械的強度を有
するが、例えば１次元の長さつまり幅が５ｍｍ以下の縦
長形状とした場合には、充分な機械的強度が得られず、
また、半導体製造装置用のヒータとして用いた場合には
長さ方向の両端を端子に固定すると、Ｃ／Ｃの熱膨張に
伴い、特にこの端子固定部近傍において、熱的負荷が生
じ破損し易いといった問題があった。
材においては、その構造上薄肉でも２次元各々の長さが
充分に採れる形状であれば、極めて高い機械的強度を有
するが、例えば１次元の長さつまり幅が５ｍｍ以下の縦
長形状とした場合には、充分な機械的強度が得られず、
また、半導体製造装置用のヒータとして用いた場合には
長さ方向の両端を端子に固定すると、Ｃ／Ｃの熱膨張に
伴い、特にこの端子固定部近傍において、熱的負荷が生
じ破損し易いといった問題があった。
【０００９】そこで、前記幅を広くとると、今度は抵抗
値が小さくなり、所定の発熱を行うためには、電流値を
大幅にアップしなければならず、また、熱容量が大きく
なり急速加熱が困難であった。
値が小さくなり、所定の発熱を行うためには、電流値を
大幅にアップしなければならず、また、熱容量が大きく
なり急速加熱が困難であった。
【００１０】また、前記特開平７−１６１７２５号公報
図３の如き略渦巻き形状のような複雑形状を得ようとす
ると、均熱構造とするためのスリット加工が難しく、ま
た上述のように高抵抗とするためには、同部材の幅を狭
くする必要があるが、このような加工が難しく、コスト
の増大をまねき、もしくはコストにみあう加工を行う
と、均熱性がけっして充分なものとはなっていないのが
現状であった。
図３の如き略渦巻き形状のような複雑形状を得ようとす
ると、均熱構造とするためのスリット加工が難しく、ま
た上述のように高抵抗とするためには、同部材の幅を狭
くする必要があるが、このような加工が難しく、コスト
の増大をまねき、もしくはコストにみあう加工を行う
と、均熱性がけっして充分なものとはなっていないのが
現状であった。
【００１１】また、前記ＳｉＣヒーター部材やＭｏ−Ｓ
ｉヒーター部材においては昇華に伴う劣化を抑制するた
めに電気負荷密度を約１０Ｗ／ｃｍ2 程度とすることし
かできず、その結果、昇温速度の短縮化に限界があっ
た。また、これらのヒーター部材においても、屈曲部を
要するような複雑形状においては充分な耐熱強度が得ら
れていなかった。
ｉヒーター部材においては昇華に伴う劣化を抑制するた
めに電気負荷密度を約１０Ｗ／ｃｍ2 程度とすることし
かできず、その結果、昇温速度の短縮化に限界があっ
た。また、これらのヒーター部材においても、屈曲部を
要するような複雑形状においては充分な耐熱強度が得ら
れていなかった。
【００１２】このような技術的課題に鑑み、本発明は、
均熱性及びフレキシビリティーに優れ、急昇降温が可能
であって、低コストで製造できる半導体製造装置用カー
ボンヒータユニットを提供することを目的としている。
均熱性及びフレキシビリティーに優れ、急昇降温が可能
であって、低コストで製造できる半導体製造装置用カー
ボンヒータユニットを提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本願発明は、両端付近に
アルミナ製のワイヤ支持部（１１，２１，３１，４１）
を設け、カーボンファイバーを束ねたカーボンファイバ
ー束を複数本用いてワイヤー形状に編み込んだカーボン
ワイヤ（１５，２５，３５，４５）をヒータ体として使
用し、このカーボンワイヤ（１５，２５，３５，４５）
を両ワイヤ支持部（１１，２１，３１，４１）の間で往
復させて張り渡し、全体的に筒状の加熱空間（１６，２
６，３６，４６）を形成したことを特徴とする半導体熱
処理装置用ヒータユニットを第１の解決手段としてい
る。
アルミナ製のワイヤ支持部（１１，２１，３１，４１）
を設け、カーボンファイバーを束ねたカーボンファイバ
ー束を複数本用いてワイヤー形状に編み込んだカーボン
ワイヤ（１５，２５，３５，４５）をヒータ体として使
用し、このカーボンワイヤ（１５，２５，３５，４５）
を両ワイヤ支持部（１１，２１，３１，４１）の間で往
復させて張り渡し、全体的に筒状の加熱空間（１６，２
６，３６，４６）を形成したことを特徴とする半導体熱
処理装置用ヒータユニットを第１の解決手段としてい
る。
【００１４】本願発明は、ワイヤ支持部（１１，２１）
が多数の小穴（１２，２２）を有し、小穴（１２，２
２）を通してカーボンワイヤ（１５，２５）を案内する
構成になっていることを特徴とする前記構成の半導体熱
処理装置用ヒータユニットを別の解決手段としている。
が多数の小穴（１２，２２）を有し、小穴（１２，２
２）を通してカーボンワイヤ（１５，２５）を案内する
構成になっていることを特徴とする前記構成の半導体熱
処理装置用ヒータユニットを別の解決手段としている。
【００１５】本願発明は、カーボンワイヤ（１５，２
５）とワイヤ支持部（１１，２１）の間に、カーボン製
ピース（１７）を配置することを特徴とする前記構成の
半導体熱処理装置用ヒータユニットをさらに別の解決手
段としている。
５）とワイヤ支持部（１１，２１）の間に、カーボン製
ピース（１７）を配置することを特徴とする前記構成の
半導体熱処理装置用ヒータユニットをさらに別の解決手
段としている。
【００１６】本願発明は、ワイヤ支持部（１１，２１）
がリング形、馬蹄形、楕円形のような平板もしくは略同
形状を形成する分割された平板であることを特徴とする
前記構成の半導体熱処理装置用ヒータユニットをさらに
別の解決手段としている。本発明は、ワイヤ支持部（１
１，２１）の鉄不純物濃度が１００ｐｐｍ以下であるこ
とを特徴とする前記構成の半導体熱処理装置用ヒータユ
ニットをさらに別の解決手段としている。
がリング形、馬蹄形、楕円形のような平板もしくは略同
形状を形成する分割された平板であることを特徴とする
前記構成の半導体熱処理装置用ヒータユニットをさらに
別の解決手段としている。本発明は、ワイヤ支持部（１
１，２１）の鉄不純物濃度が１００ｐｐｍ以下であるこ
とを特徴とする前記構成の半導体熱処理装置用ヒータユ
ニットをさらに別の解決手段としている。
【００１７】本発明は、上記カーボンワイヤ（１５，２
５）が、５〜１５μｍのカーボンファイバーを束ねたカ
ーボンファイバー束を３本以上用いてワイヤ形状やテー
プ形状のような縦長形状に編み込まれたものであること
を特徴とする前記構成の半導体製造装置用カーボンヒー
タユニットをさらに別の解決手段としている。
５）が、５〜１５μｍのカーボンファイバーを束ねたカ
ーボンファイバー束を３本以上用いてワイヤ形状やテー
プ形状のような縦長形状に編み込まれたものであること
を特徴とする前記構成の半導体製造装置用カーボンヒー
タユニットをさらに別の解決手段としている。
【００１８】本発明は、上記カーボンワイヤ（１５，２
５）を密閉形の石英ガラスまたは透光性アルミナ容器に
封入したことを特徴とする前記構成の半導体熱処理装置
用ヒータユニットをさらに別の解決手段としている。
５）を密閉形の石英ガラスまたは透光性アルミナ容器に
封入したことを特徴とする前記構成の半導体熱処理装置
用ヒータユニットをさらに別の解決手段としている。
【００１９】本発明は、上記容器が二重管形状であり、
複数個組み合わせて所定形状のヒーティングゾーンを形
成することを特徴とする前記構成の半導体熱処理装置用
ヒータユニットをさらに別の解決手段としている。
複数個組み合わせて所定形状のヒーティングゾーンを形
成することを特徴とする前記構成の半導体熱処理装置用
ヒータユニットをさらに別の解決手段としている。
【００２０】本発明は、上記容器内に窒素、水素または
不活性ガスを流入することを特徴とする前記構成の半導
体熱処理装置用ヒータユニットをさらに別の解決手段と
している。
不活性ガスを流入することを特徴とする前記構成の半導
体熱処理装置用ヒータユニットをさらに別の解決手段と
している。
【００２１】本発明は、上記容器内が２００ｔｏｒｒ以
下に減圧されていることを特徴とする前記構成の半導体
熱処理装置用ヒータユニットをさらに別の解決手段とし
ている。
下に減圧されていることを特徴とする前記構成の半導体
熱処理装置用ヒータユニットをさらに別の解決手段とし
ている。
【００２２】本発明は、上記小穴に貫通穴を有する透光
性アルミナピンを挿入し、その貫通穴にカーボンやワイ
ヤを通す構成にしたことを特徴とする構成の半導体熱処
理装置用ヒータユニットをさらに別の解決手段としてい
る。
性アルミナピンを挿入し、その貫通穴にカーボンやワイ
ヤを通す構成にしたことを特徴とする構成の半導体熱処
理装置用ヒータユニットをさらに別の解決手段としてい
る。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明の半導体熱処理装置用ヒー
タユニットは、両端にアルミナ製のワイヤ支持部を配置
し、カーボンファイバーを束ねたカーボンファイバー束
を複数本用いてワイヤー形状に編み込んだカーボンワイ
ヤをヒータ体として使用し、このカーボンワイヤを両ワ
イヤ支持部の間で往復させて張り渡し、全体的に筒状の
加熱空間を形成したことを特徴としている。
タユニットは、両端にアルミナ製のワイヤ支持部を配置
し、カーボンファイバーを束ねたカーボンファイバー束
を複数本用いてワイヤー形状に編み込んだカーボンワイ
ヤをヒータ体として使用し、このカーボンワイヤを両ワ
イヤ支持部の間で往復させて張り渡し、全体的に筒状の
加熱空間を形成したことを特徴としている。
【００２４】ワイヤ支持部をアルミナ製にしたのは、カ
ーボンワイヤが高温（例えば１３００℃以下）で石英ガ
ラスや金属と接触すると反応して強度劣化を起こすため
である。アルミナ製の支持部材であっても、カーボンワ
イヤの劣化を防止するため、高純度のアルミナ材料を使
用することが好ましい。
ーボンワイヤが高温（例えば１３００℃以下）で石英ガ
ラスや金属と接触すると反応して強度劣化を起こすため
である。アルミナ製の支持部材であっても、カーボンワ
イヤの劣化を防止するため、高純度のアルミナ材料を使
用することが好ましい。
【００２５】特に、鉄不純物を低濃度とすることが重要
である。すなわち、アルミナ製ワイヤ支持部の鉄不純物
濃度は、１００ｐｐｍ以下が好ましい。鉄不純物のより
好ましい濃度は、１０ｐｐｍ以下である。
である。すなわち、アルミナ製ワイヤ支持部の鉄不純物
濃度は、１００ｐｐｍ以下が好ましい。鉄不純物のより
好ましい濃度は、１０ｐｐｍ以下である。
【００２６】ワイヤ支持部に多数の小穴を設け、小穴を
通してカーボンワイヤを案内する構成にすることができ
る。
通してカーボンワイヤを案内する構成にすることができ
る。
【００２７】ワイヤ支持部はリング形、馬蹄形、楕円形
のような平板で構成することができる。
のような平板で構成することができる。
【００２８】カーボンヒータの不純物を灰分で１０ｐｐ
ｍ以下にするのが好ましいのは、不純物が１０ｐｐｍを
超えると、微量の酸素でも酸化され易くなり、このため
に異常発熱を起こし易くなるからである。
ｍ以下にするのが好ましいのは、不純物が１０ｐｐｍを
超えると、微量の酸素でも酸化され易くなり、このため
に異常発熱を起こし易くなるからである。
【００２９】実際、不純物が灰分で１０ｐｐｍを超える
場合には、８００℃の大気中で１０分間で異常発熱を起
こし、窒素中に１００ｐｐｍの酸素が存在する雰囲気に
おいては８００℃で１０時間使用すると異常発熱を起こ
すことが確認されている。
場合には、８００℃の大気中で１０分間で異常発熱を起
こし、窒素中に１００ｐｐｍの酸素が存在する雰囲気に
おいては８００℃で１０時間使用すると異常発熱を起こ
すことが確認されている。
【００３０】一方、不純物が灰分で１０ｐｐｍ以下の場
合には、窒素中に１００ｐｐｍの酸素が存在する雰囲気
において８００℃で５０時間以上使用しても異常発熱を
起こさないこと、及び、８００℃の大気中においては１
０分未満であれば異常発熱を起こさないことが確認され
ている。
合には、窒素中に１００ｐｐｍの酸素が存在する雰囲気
において８００℃で５０時間以上使用しても異常発熱を
起こさないこと、及び、８００℃の大気中においては１
０分未満であれば異常発熱を起こさないことが確認され
ている。
【００３１】不純物は灰分で５ｐｐｍ以下であることが
より好ましい。この場合には、特に異常発熱を抑える効
果が大きくなり、より長寿命化を達成できる。
より好ましい。この場合には、特に異常発熱を抑える効
果が大きくなり、より長寿命化を達成できる。
【００３２】ヒータ部材の抵抗値は、好ましくは１００
０℃で２〜１０Ω／ｍである。その理由は、一般的な半
導体製造用加熱装置において、従来からのトランス容量
にマッチングさせる必要があるからである。
０℃で２〜１０Ω／ｍである。その理由は、一般的な半
導体製造用加熱装置において、従来からのトランス容量
にマッチングさせる必要があるからである。
【００３３】すなわち、抵抗値が１０Ω／ｍを超える場
合には、抵抗が大きいためヒータ長を長くとることがで
きず、端子間で熱が奪われて温度むらが生じ易くなる。
合には、抵抗が大きいためヒータ長を長くとることがで
きず、端子間で熱が奪われて温度むらが生じ易くなる。
【００３４】一方、抵抗値が２Ω／ｍ未満の場合には、
反対に抵抗が低いためヒータ長を必要以上に長くとらな
ければならず、カーボンワイヤーやカーボンテープのよ
うな細長のヒータ部材の組織むらや雰囲気のむらにより
温度のばらつきが生じる恐れが大きくなる。従って、カ
ーボンワイヤーを複数本束ねることが有効であり、並列
結線することがより好ましい。
反対に抵抗が低いためヒータ長を必要以上に長くとらな
ければならず、カーボンワイヤーやカーボンテープのよ
うな細長のヒータ部材の組織むらや雰囲気のむらにより
温度のばらつきが生じる恐れが大きくなる。従って、カ
ーボンワイヤーを複数本束ねることが有効であり、並列
結線することがより好ましい。
【００３５】ヒーター部材は、５〜１５μｍのカーボン
ファイバーを例えば３００〜８００本束ねて、撚りを形
成したカーボンファイバー束を３本以上用いてワイヤ形
状やテープ形状のような縦長形状に編み込んだものであ
ることが好ましい。これによって、ヒーター部材として
の高温時の引張強度が確保され、またカーボンファイバ
ーの密着性がその長さ方向において均一になり、よって
長さ方向での発熱ムラが低減される。
ファイバーを例えば３００〜８００本束ねて、撚りを形
成したカーボンファイバー束を３本以上用いてワイヤ形
状やテープ形状のような縦長形状に編み込んだものであ
ることが好ましい。これによって、ヒーター部材として
の高温時の引張強度が確保され、またカーボンファイバ
ーの密着性がその長さ方向において均一になり、よって
長さ方向での発熱ムラが低減される。
【００３６】ヒータ部材を密閉形の石英ガラス容器また
は透光性アルミナ容器に封入し、半導体製造装置用カー
ボンヒータを構成することができる。
は透光性アルミナ容器に封入し、半導体製造装置用カー
ボンヒータを構成することができる。
【００３７】前記容器の形状は、例えば二重管形状とす
ることができる。
ることができる。
【００３８】このような形状の複数個の石英ガラスまた
は透光性アルミナ容器を組み合わせて所定形状のヒーテ
ィングゾーンを形成することにより、その形状に合致し
た被処理物を均一に加熱することができる。
は透光性アルミナ容器を組み合わせて所定形状のヒーテ
ィングゾーンを形成することにより、その形状に合致し
た被処理物を均一に加熱することができる。
【００３９】また、上記容器内に窒素、水素または不活
性ガスを流入したり、容器内を２０ｔｏｒｒ以下の真空
にすることが好ましい。これによって、上記カーボンヒ
ータの劣化を防止でき、長寿命化及び均熱性の長時間の
持続が可能となる。
性ガスを流入したり、容器内を２０ｔｏｒｒ以下の真空
にすることが好ましい。これによって、上記カーボンヒ
ータの劣化を防止でき、長寿命化及び均熱性の長時間の
持続が可能となる。
【００４０】以上のようなカーボンヒータユニットは、
適宜半導体製造用縦型炉のカーボンヒータとして用いる
ことができる。
適宜半導体製造用縦型炉のカーボンヒータとして用いる
ことができる。
【００４１】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
する。
【００４２】図１は、半導体熱処理装置用ヒータユニッ
トの実施例を示す斜視図である。図２は、図１のヒータ
ユニットの一部分を拡大して示す斜視図である。
トの実施例を示す斜視図である。図２は、図１のヒータ
ユニットの一部分を拡大して示す斜視図である。
【００４３】半導体熱処理装置用ヒータユニット１０
は、頂部と底部に配置されたワイヤ支持部材１１と、そ
のワイヤ支持部１１を連結する８本の縦枠部材１３と、
縦枠部材１３を相互に連結する横枠部材１４をフレーム
としている。頂部と底部のワイヤ支持部１１の間には、
ヒータ体としてのカーボンワイヤ１５が所定間隔で平行
に張り渡されている。
は、頂部と底部に配置されたワイヤ支持部材１１と、そ
のワイヤ支持部１１を連結する８本の縦枠部材１３と、
縦枠部材１３を相互に連結する横枠部材１４をフレーム
としている。頂部と底部のワイヤ支持部１１の間には、
ヒータ体としてのカーボンワイヤ１５が所定間隔で平行
に張り渡されている。
【００４４】この実施例では、カーボンワイヤ１５は、
両ワイヤ支持部１１の間に円筒型に配置される。そし
て、ヒータユニット１０の内側には、円筒状の加熱空間
１６が形成される。
両ワイヤ支持部１１の間に円筒型に配置される。そし
て、ヒータユニット１０の内側には、円筒状の加熱空間
１６が形成される。
【００４５】支持部材１１はアルミナ製であり、リング
型の平板形状になっている。支持部材１１の内周に沿っ
た部分には、貫通穴１２が所定間隔をおいて一列に設け
られている。カーボンワイヤ１５は、この貫通穴１２を
通って方向転換され、両支持部材１１の間で往復して張
り渡されている。
型の平板形状になっている。支持部材１１の内周に沿っ
た部分には、貫通穴１２が所定間隔をおいて一列に設け
られている。カーボンワイヤ１５は、この貫通穴１２を
通って方向転換され、両支持部材１１の間で往復して張
り渡されている。
【００４６】支持部材１１の形状はリング型に限らず、
馬蹄形、楕円形、多角形等の形状でも良い。支持部材１
１は複数片に分割することもできる。また、貫通穴１２
は一列ばかりでなく、千鳥足状に配置することもでき
る。
馬蹄形、楕円形、多角形等の形状でも良い。支持部材１
１は複数片に分割することもできる。また、貫通穴１２
は一列ばかりでなく、千鳥足状に配置することもでき
る。
【００４７】縦枠部材１３と横枠部材１４は、石英ガラ
ス、炭素、金属等によって形成することができる。
ス、炭素、金属等によって形成することができる。
【００４８】枠部材１３，１４は本来ならアルミナ製が
良いが、アルミナは成形が難しく高価になるため、前述
の材料で形成する。その中では、石英ガラスが最良であ
ると考えられる。
良いが、アルミナは成形が難しく高価になるため、前述
の材料で形成する。その中では、石英ガラスが最良であ
ると考えられる。
【００４９】カーボンワイヤ１５は、抵抗調整のため、
途中で電極部を複数本取り出して分割回路にした方が良
い。
途中で電極部を複数本取り出して分割回路にした方が良
い。
【００５０】カーボンワイヤ１５は、複数のカーボンフ
ァイバーを束ねたカーボンファイバー束を複数本用いて
ワイヤー形状に編み込んだものである。
ァイバーを束ねたカーボンファイバー束を複数本用いて
ワイヤー形状に編み込んだものである。
【００５１】カーボンワイヤ１５の含有不純物量は、灰
分で１０ｐｐｍ以下、より好ましくは５ｐｐｍ以下にす
ることが好ましい。含有不純物が１０ｐｐｍを超える
と、異常発熱を起こし易くなる。
分で１０ｐｐｍ以下、より好ましくは５ｐｐｍ以下にす
ることが好ましい。含有不純物が１０ｐｐｍを超える
と、異常発熱を起こし易くなる。
【００５２】カーボンワイヤは異常発熱を起こし易いの
で、酸化雰囲気下での使用には適さない。このため、半
導体熱処理装置用ヒータユニット１０は、石英ガラス容
器や金属ドーム内で使用することが好ましい。それゆ
え、ヒータユニット１０は厚さを薄くして、コンパクト
な構成にすることが望ましい。
で、酸化雰囲気下での使用には適さない。このため、半
導体熱処理装置用ヒータユニット１０は、石英ガラス容
器や金属ドーム内で使用することが好ましい。それゆ
え、ヒータユニット１０は厚さを薄くして、コンパクト
な構成にすることが望ましい。
【００５３】カーボンワイヤは、好ましくは１０００℃
の抵抗値で２〜１０Ω／ｍに設定する。その理由は、一
般的な半導体用加熱装置において、従来からのトランス
容量にマッチングさせる必要があるからである。
の抵抗値で２〜１０Ω／ｍに設定する。その理由は、一
般的な半導体用加熱装置において、従来からのトランス
容量にマッチングさせる必要があるからである。
【００５４】カーボンワイヤーを円周方向に巻く配線方
式では、ワイヤを支えるための碍子の構造が複雑になっ
てしまう。このため、前述の実施例では往復させて配線
する方式を採用している。
式では、ワイヤを支えるための碍子の構造が複雑になっ
てしまう。このため、前述の実施例では往復させて配線
する方式を採用している。
【００５５】図１に示すヒータユニット１０を上下に２
個以上積み重ねて縦長の加熱空間を構成すれば、電力パ
ワーを制御して温度制御を細かく行うことができる。
個以上積み重ねて縦長の加熱空間を構成すれば、電力パ
ワーを制御して温度制御を細かく行うことができる。
【００５６】また、カーボンワイヤ１５と石英ガラス製
の枠部材１３，１４との間に、ガラス状カーボン製反射
板を配置することもできる。このような反射板を設ける
ことによって、カーボンワイヤの熱効率を高めると共
に、枠部材１３，１４付近の熱逃げによる温度のばらつ
きを抑制することが可能である。
の枠部材１３，１４との間に、ガラス状カーボン製反射
板を配置することもできる。このような反射板を設ける
ことによって、カーボンワイヤの熱効率を高めると共
に、枠部材１３，１４付近の熱逃げによる温度のばらつ
きを抑制することが可能である。
【００５７】図５のように、カーボンワイヤ１５支持部
材１１の間に、カーボン製ピース１７を配置すると有利
である。カーボン製ピース１７を配置することによっ
て、カーボンワイヤ１５と支持部材１１の接触部分を低
減して、熱衝撃が支持部材１１に及ぶことを防止でき
る。
材１１の間に、カーボン製ピース１７を配置すると有利
である。カーボン製ピース１７を配置することによっ
て、カーボンワイヤ１５と支持部材１１の接触部分を低
減して、熱衝撃が支持部材１１に及ぶことを防止でき
る。
【００５８】図３は、本発明の他の実施例を示してい
る。
る。
【００５９】この実施例では、カーボンワイヤ２５を支
える支持部材２１が、筒状容器２９に取り付けられてい
る。
える支持部材２１が、筒状容器２９に取り付けられてい
る。
【００６０】支持部材２１は複数の片に分割されてお
り、全体としてリング状に配置される。支持部材２１を
分割せずに、筒状容器２９を縦方向に２分割しても良
い。
り、全体としてリング状に配置される。支持部材２１を
分割せずに、筒状容器２９を縦方向に２分割しても良
い。
【００６１】筒状容器２９は二重管形状になっている
が、図面では内管は省略されている。また、上下のフタ
と排管系も省略されている。
が、図面では内管は省略されている。また、上下のフタ
と排管系も省略されている。
【００６２】排管系を用いて容器内に不活性ガスを導入
したり、容器内を例えば２００ｔｏｒｒ以下に減圧する
ことができる。
したり、容器内を例えば２００ｔｏｒｒ以下に減圧する
ことができる。
【００６３】筒状容器２９は、上部と下部に環状の設定
部を有し、そこに支持部材２１を保持する構成になって
いる。設定部と支持部材２１の間には、図４に示すカー
ボン製スプリングワッシャ２８が複数個配置され、支持
部材２１を固定している。
部を有し、そこに支持部材２１を保持する構成になって
いる。設定部と支持部材２１の間には、図４に示すカー
ボン製スプリングワッシャ２８が複数個配置され、支持
部材２１を固定している。
【００６４】図６は、本発明の別の実施例を示してい
る。
る。
【００６５】半導体熱処理用ヒータユニット３０の全体
的構成は、図３の実施例と同じである。
的構成は、図３の実施例と同じである。
【００６６】本実施例では、ワイヤ支持部３１の小穴３
２がやや大きめに形成され、その中に透光性アルミナピ
ン５１を挿入する構成になっている。
２がやや大きめに形成され、その中に透光性アルミナピ
ン５１を挿入する構成になっている。
【００６７】透光性アルミナピン５１は、少なくともカ
ーボンワイヤ３５が通過する内壁５２が透光性アルミナ
から構成されている。ピン５１の高さは、ワイヤ支持部
３１の肉厚と同等又はそれ以上になっている。ピン５１
は、図７（Ａ）〜（Ｃ）に示すように様々な形状にする
ことができる。
ーボンワイヤ３５が通過する内壁５２が透光性アルミナ
から構成されている。ピン５１の高さは、ワイヤ支持部
３１の肉厚と同等又はそれ以上になっている。ピン５１
は、図７（Ａ）〜（Ｃ）に示すように様々な形状にする
ことができる。
【００６８】ピン５１を用いることによって、石英製ワ
イヤ支持部３１とカーボンワイヤ３５との高温時の反応
を防止することができる。
イヤ支持部３１とカーボンワイヤ３５との高温時の反応
を防止することができる。
【００６９】ピン５１の頭部には、図７（Ａ）に示すカ
ーボン製リング状部材５３を配置することができる。カ
ーボン製リング状部材５３は、急速昇降温時におけるピ
ン５１の割れを防止する。
ーボン製リング状部材５３を配置することができる。カ
ーボン製リング状部材５３は、急速昇降温時におけるピ
ン５１の割れを防止する。
【００７０】図７（Ｂ）に示すカーボン製リング状部材
５５は、リングに切り欠き５６が形成されている。この
切り欠き５６は、ワイヤが通過できる幅を有する。リン
グ状部材５５が劣化した場合には、切り欠き５６を利用
してリング状部材５５のみを交換することができる。ま
た、切り欠き５６は耐熱衝撃性の向上にも役立つ。
５５は、リングに切り欠き５６が形成されている。この
切り欠き５６は、ワイヤが通過できる幅を有する。リン
グ状部材５５が劣化した場合には、切り欠き５６を利用
してリング状部材５５のみを交換することができる。ま
た、切り欠き５６は耐熱衝撃性の向上にも役立つ。
【００７１】図６の下側の支持部３１の左端の小穴３２
ａは、切欠部３２ｂを有している。切欠部３２ｂは、カ
ーボンワイヤ３５が通過できる幅を有している。このよ
うに支持部３１に切欠部３２ｂを設けた場合には、すべ
てのピン５１をワイヤ３５に通した後で、１つ１つのピ
ン５１を順次支持部３１の小穴３２にセットすることが
できるので、ユニットの組立てを簡略化できる。
ａは、切欠部３２ｂを有している。切欠部３２ｂは、カ
ーボンワイヤ３５が通過できる幅を有している。このよ
うに支持部３１に切欠部３２ｂを設けた場合には、すべ
てのピン５１をワイヤ３５に通した後で、１つ１つのピ
ン５１を順次支持部３１の小穴３２にセットすることが
できるので、ユニットの組立てを簡略化できる。
【００７２】図８は、さらに別の実施例を示している。
【００７３】このヒータユニット４０では、筒状容器４
９の外側にワイヤ支持部４１が配置され、容器４９の外
側にカーボンワイヤ４５が張り渡されている。
９の外側にワイヤ支持部４１が配置され、容器４９の外
側にカーボンワイヤ４５が張り渡されている。
【００７４】この実施例では、容器内の加熱空間４６に
カーボンワイヤ４５がないため、よりクリーンな雰囲気
での加熱が可能である。
カーボンワイヤ４５がないため、よりクリーンな雰囲気
での加熱が可能である。
【００７５】
【発明の効果】本発明の半導体熱処理装置用ヒータユニ
ットは、均熱性及びフレキシビリティーに優れ、急昇降
温が可能であって、形状設計を自在に行うことができ
る。
ットは、均熱性及びフレキシビリティーに優れ、急昇降
温が可能であって、形状設計を自在に行うことができ
る。
【００７６】なお、本発明は前述の実施例に限定されな
い。例えば、支持部材に穴ではなく溝や突起を形成し
て、ワイヤを案内することも可能である。
い。例えば、支持部材に穴ではなく溝や突起を形成し
て、ワイヤを案内することも可能である。
【図１】本発明の半導体熱処理装置用ヒータユニットの
実施例を示す斜視図。
実施例を示す斜視図。
【図２】図１の半導体熱処理装置用ヒータユニットの一
部分を拡大して示す斜視図。
部分を拡大して示す斜視図。
【図３】本発明の半導体熱処理装置用ヒータユニットの
他の実施例を示す斜視図。
他の実施例を示す斜視図。
【図４】図３の実施例におけるカーボン製スプリングワ
ッシャを示す図。
ッシャを示す図。
【図５】カーボン製ピースを用いた状態を示す斜視図。
【図６】本発明の半導体熱処理装置用ヒータユニットの
別の実施例を示す斜視図。
別の実施例を示す斜視図。
【図７】図６の半導体熱処理装置用ヒータユニットに用
いる透過性アルミナピンを示す斜視図。
いる透過性アルミナピンを示す斜視図。
【図８】半導体熱処理装置用ヒータユニットのさらに別
の実施例示す斜視図。
の実施例示す斜視図。
１０，２０，３０，４０ 半導体熱処理装置用ヒータ
ユニット １１，２１，３１，４１ ワイヤ支持部 １２，２２，３２，４２ 貫通穴 １３ 縦枠部材 １４ 横枠部材 １５，２５，３５，４５ カーボンワイヤ １６，２６，３６，４６ 熱空間 １７ カーボン製ピース ２８ カーボン製スプリングワッシャ ２９，３９，４９ 筒状容器 ５１，５４，５７ 透過性アルミナピン ５３，５５ カーボン製リング状部材
ユニット １１，２１，３１，４１ ワイヤ支持部 １２，２２，３２，４２ 貫通穴 １３ 縦枠部材 １４ 横枠部材 １５，２５，３５，４５ カーボンワイヤ １６，２６，３６，４６ 熱空間 １７ カーボン製ピース ２８ カーボン製スプリングワッシャ ２９，３９，４９ 筒状容器 ５１，５４，５７ 透過性アルミナピン ５３，５５ カーボン製リング状部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ // Ｈ０１Ｌ 21/205 Ｈ０１Ｌ 21/205 (72)発明者 中尾 賢 神奈川県津久井郡城山町町屋１−２−41 東京エレクトロン東北株式会社相模事業所 内 (72)発明者 斎藤 孝規 神奈川県津久井郡城山町町屋１−２−41 東京エレクトロン東北株式会社相模事業所 内
Claims (11)
- 【請求項１】 両端付近にアルミナ製のワイヤ支持部
（１１，２１，３１，４１）を設け、カーボンファイバ
ーを束ねたカーボンファイバー束を複数本用いてワイヤ
ー形状に編み込んだカーボンワイヤ（１５，２５，３
５，４５）をヒータ体として使用し、このカーボンワイ
ヤ（１５，２５，３５，４５）を両ワイヤ支持部（１
１，２１，３１，４１）の間で往復させて張り渡し、全
体的に筒状の加熱空間（１６，２６，３６，４６）を形
成したことを特徴とする半導体熱処理装置用ヒータユニ
ット。 - 【請求項２】 ワイヤ支持部（１１，２１，３１，４
１）が多数の小穴（１２，２２，３２，４２）を有し、
小穴（１２，２２，３２，４２）を通してカーボンワイ
ヤ（１５，２５，３５，４５）を案内する構成になって
いることを特徴とする請求項１に記載の半導体熱処理装
置用ヒータユニット。 - 【請求項３】 カーボンワイヤ（１５，２５，３５，４
５）とワイヤ支持部（１１，２１，３１，４１）の間
に、カーボン製ピース（１７）を配置することを特徴と
する請求項２に記載の半導体熱処理装置用ヒータユニッ
ト。 - 【請求項４】 ワイヤ支持部（１１，２１，３１，４
１）がリング形、馬蹄形、楕円形のような平板もしくは
略同形状を形成する分割された平板であることを特徴と
する請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体熱処理
装置用ヒータユニット。 - 【請求項５】 ワイヤ支持部（１１，２１，３１，４
１）の鉄不純物濃度が１００ｐｐｍ以下であることを特
徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体熱
処理装置用ヒータユニット。 - 【請求項６】 上記カーボンワイヤ（１５，２５，３
５，４５）が、５〜１５μｍのカーボンファイバーを束
ねたカーボンファイバー束を３本以上用いてワイヤ形状
やテープ形状のような縦長形状に編み込まれたものであ
ることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載
の半導体製造装置用カーボンヒータユニット。 - 【請求項７】 上記カーボンワイヤ（１５，２５，３
５，４５）を密閉形の石英ガラスまたは透光性アルミナ
容器に封入したことを特徴とする請求項１〜６のいずれ
か１項に記載の半導体熱処理装置用ヒータユニット。 - 【請求項８】 上記容器が二重管形状であり、複数個組
み合わせて所定形状のヒーティングゾーンを形成するこ
とを特徴とする請求項７に記載の半導体熱処理装置用ヒ
ータユニット。 - 【請求項９】 上記容器内に窒素、水素または不活性ガ
スを流入することを特徴とする請求項７又は８に記載の
半導体熱処理装置用ヒータユニット。 - 【請求項１０】 上記容器内が２００ｔｏｒｒ以下に減
圧されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の
半導体熱処理装置用ヒータユニット。 - 【請求項１１】 上記小穴（３２）に貫通穴を有する透
光性アルミナピン（５１，５４，５７）を挿入し、その
貫通穴にカーボンワイヤ（３５）に通す構成にしたこと
を特徴とする請求項２に記載の半導体熱処理装置用ヒー
タユニット。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27793897A JP3930119B2 (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | 半導体熱処理装置用ヒータユニット |
| TW087112052A TW452826B (en) | 1997-07-31 | 1998-07-23 | Carbon heater |
| DE69826594T DE69826594T2 (de) | 1997-07-31 | 1998-07-31 | Aus Kohlenstoff bestehender Heizkörper |
| EP98114463A EP0899777B1 (en) | 1997-07-31 | 1998-07-31 | Carbon heater |
| US09/126,847 US6043468A (en) | 1997-07-21 | 1998-07-31 | Carbon heater |
| KR1019980031133A KR100274312B1 (ko) | 1997-07-31 | 1998-07-31 | 카본 히터 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27793897A JP3930119B2 (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | 半導体熱処理装置用ヒータユニット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11102915A true JPH11102915A (ja) | 1999-04-13 |
| JP3930119B2 JP3930119B2 (ja) | 2007-06-13 |
Family
ID=17590382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27793897A Expired - Lifetime JP3930119B2 (ja) | 1997-07-21 | 1997-09-26 | 半導体熱処理装置用ヒータユニット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3930119B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001257057A (ja) * | 2000-03-14 | 2001-09-21 | Japan Science & Technology Corp | 発熱体並びにその発熱体を用いた加熱体およびアクチュエータとそのアクチュエータの製造方法 |
| US6444940B1 (en) | 1999-11-30 | 2002-09-03 | Tokyo Electron Limited | Heat treating device and heat treating method |
| JP2020143892A (ja) * | 2019-03-07 | 2020-09-10 | トゥ, フン‐チTu, Hung‐Chi | 不活性雰囲気保護下の高温プロセスに用いられる組立式保護筒 |
-
1997
- 1997-09-26 JP JP27793897A patent/JP3930119B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6444940B1 (en) | 1999-11-30 | 2002-09-03 | Tokyo Electron Limited | Heat treating device and heat treating method |
| JP2001257057A (ja) * | 2000-03-14 | 2001-09-21 | Japan Science & Technology Corp | 発熱体並びにその発熱体を用いた加熱体およびアクチュエータとそのアクチュエータの製造方法 |
| JP2020143892A (ja) * | 2019-03-07 | 2020-09-10 | トゥ, フン‐チTu, Hung‐Chi | 不活性雰囲気保護下の高温プロセスに用いられる組立式保護筒 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3930119B2 (ja) | 2007-06-13 |
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