TW201932776A - 加熱器支撐裝置 - Google Patents

Abstract

一種加熱器支撐裝置，係安裝於一垂直式熔爐內之一周圍絕熱體之內周緣，周圍絕熱體之內周緣設有複數個軸向且具有間隔之卡合部；而加熱器支撐裝置係包括複數個限位件以及複數個支撐件。其中，諸限位件係鬆動的卡接相對應的諸卡合部，使諸限位件與諸卡合部不會脫離；相對應的一限位件與一卡合部之間具有一徑向空間，使限位件在卡合部內具有足夠的徑向移動距離；而諸支撐件係分別位於諸限位件之一端，諸支撐件分別具有一定位槽，供容納並支撐與該周圍絕熱體同軸心之一線圈型加熱元件。

Description

加熱器支撐裝置

本發明係有關於一種加熱器支撐裝置，尤指一種能在熱膨脹/收縮時，讓諸支撐構件不會從周圍絕熱體處脫離，而被運用於半導體製造設備上之垂直式熔爐中者。

在半導體製程的擴散程序及化學氣相沉積(CVD)程序中，垂直式熔爐主要是利用熔爐內的線圈型加熱元件加熱反應氣體，藉以在諸如晶圓之類的基板上形成一薄膜。其中，線圈型加熱元件係由複數個軸向排列的支撐構件所支撐，複數個支撐構件係由構件支架所支撐定位，而絕熱體則是環繞在構件支架周圍。上述結構在晶圓進行薄膜形成期間之熱膨脹/收縮過程中，因為諸應力之作用，諸支撐構件容易會因損壞而降低加熱效率，或是讓線圈型加熱元件之預期使用壽命縮短。

如中華民國專利公告第I555959號之「加熱器支撐裝置、加熱器、半導體製造設備、半導體製造方法及支撐構件」，則是提供一種解決上述問題之加熱器支撐裝置，其包括：一線圈型加熱元件，其具有一線圈形狀，並被配置在一待加熱之物體的周圍；以及複數個被垂直連接地支撐構件，其中一具有朝半徑方向延長之橢圓形狀的複數個中空體分別地被形成於該等支撐構件之間，該線圈型加熱元件被插入該等中空體內，並分別 地由該等支撐構件所支撐，複數個凹嵌部朝一與該線圈型加熱元件交叉之方向分別地被安置在該等支撐構件之複數個上表面上，並且複數個凸嵌部被分別安置在該等支撐構件之複數個下表面上，而該等支撐構件其中之一者的該等凸嵌部與支撐構件中之一者相鄰接的該等支撐構件中之另一者的該等凹嵌部被插入配合，並且複數個支撐構件藉由該等凹嵌部與該等凸嵌部之插入配合而被垂直連接。複數個構件支架被垂直連接以便支撐該等支撐構件；及一周圍絕熱體，其被配置在該線圈型加熱元件周圍以便支撐該等構件支架，其中該等構件支架控制該等支撐構件在水平方向上之移動。藉由上述結構以分別限制諸支撐構件在一垂直式熔爐之半徑及圓周方向上的相對位移，並限制一被連接至各自支撐構件上之構件支架朝該垂直式熔爐之中心方向的移動。

如第8圖所示，經由上述加熱器支撐裝置9，確實可以達到預期之效果。惟，諸支撐構件91主要是由高氧化鋁材料所製成，在加熱至約800℃再冷卻以移出基板所需要的吸熱及散熱時間較長，對於縮短整個作業時間尚有待加強之空間；再者，為了防止諸支撐構件91由於線圈型加熱元件92之熱膨脹/收縮而導致偏離或變形、短路，上述加熱器支撐裝置9之諸構件支架93的周圍上形成兩層與線圈型加熱元件92呈同軸心之周圍絕熱體(94、95)，沿著內側周圍絕熱體94軸向並等距雕刻多個U形溝槽941，以分別地支撐諸構件支架93，使任一構件支架93之三個橫向側緊靠在諸溝槽941內；而諸多構件支架93之上部與下部分別插入上、下支架支撐凹部內並分別由其所支撐，以控制諸構件支架93不會從周圍絕熱體94處脫離，並移向垂直式熔爐之軸心位置。

有鑑於此，為了提供一種有別於習用技術之結構，並改善上述之缺點，發明人積多年的經驗及不斷的研發改進，遂有本發明之產生。

本發明之一目的在提供一種加熱器支撐裝置，俾能解決習用諸構件支架係以三個橫向側緊靠在一周圍絕熱體之諸溝槽內，並使諸多構件支架之上部與下部分別限制在上、下支架支撐凹部內，以控制諸構件支架不會從周圍絕熱體處脫離之問題，而能利用另一種方式，藉由直接對構件支架及溝槽之形狀予以加工成型，使產生同樣的效益，而可簡化加工程序，降低生產成本。

本發明之一目的在提供一種加熱器支撐裝置，俾能解決習用諸支撐構件在加熱再冷卻以移出基板所需要的吸熱及散熱時間較長之問題，而能有效縮短整個作業時間，以提高生產效率。

為達上述之目的，本發明所設之加熱器支撐裝置係安裝於一垂直式熔爐內之一周圍絕熱體之內周緣，供支撐與該周圍絕熱體同軸心之一線圈型加熱元件；其主要之技術特點在於：周圍絕熱體之內周緣設有複數個軸向且具有間隔之卡合部；而該加熱器支撐裝置係包括複數個限位件以及複數個支撐件。其中，該限位件係鬆動的卡接相對應的卡合部，使限位件與卡合部不會脫離，且限位件與卡合部之間具有一徑向空間，使限位件在卡合部內具有足夠的徑向移動距離；而該支撐件係位於限位件之一端，支撐件具有一定位槽，供容納線圈型加熱元件。

實施時，支撐件具有一板體，定位槽係形成於板體之另一端，且定位槽周緣之板體上具有鄰接且與定位槽之外形相同之一凸出部， 凸出部之厚度大於板體之厚度。

實施時，限位件之一端具有一限位槽，限位槽內具有至少一第一卡接部；板體之一端插入限位槽內，板體之該端兩側面具有至少一第二卡接部，供卡接相對應的至少一第一卡接部。

實施時，該第一卡接部係為形成於限位件之限位槽內之軸向凹槽，該第二卡接部係為由板體之兩側面向外凸出之軸向凸肋。

實施時，本發明更包括一延伸部，延伸部鄰接板體另一端之頂面，且延伸部係由凸出部之一端延伸，延伸部之厚度大於板體之厚度。

實施時，板體之頂面與底面具有相同形狀而可相互連結之一第一連接部與一第二連接部。

實施時，該第一連接部係為位於板體頂面之鳩形塊，該第二連接部係為位於板體底面且與鳩形塊形狀相同之鳩形槽。

實施時，該卡合部係為由周圍絕熱體之內周緣徑向凹陷之長條形軸向凹槽，該限位件係呈長條狀，且卡合部之截面與限位件之截面分別為錐狀之梯形，或是為T字形。

為進一步了解本發明，以下舉較佳之實施例，配合圖式、圖號，將本發明之具體構成內容及其所達成的功效詳細說明如下。

1‧‧‧加熱器支撐裝置

11‧‧‧周圍絕熱體

12‧‧‧加熱元件

13‧‧‧卡合部

131‧‧‧限位部

14‧‧‧徑向空間

2‧‧‧限位件

21‧‧‧小端面

22‧‧‧大端面

23‧‧‧限位槽

24‧‧‧第一卡接部

3‧‧‧支撐件

31‧‧‧板體

32‧‧‧第二卡接部

33‧‧‧第一連接部

34‧‧‧第二連接部

35‧‧‧定位槽

36‧‧‧凸出部

37‧‧‧延伸部

9‧‧‧加熱器支撐裝置

91‧‧‧支撐構件

92‧‧‧線圈型加熱元件

93‧‧‧構件支架

94、95‧‧‧周圍絕熱體

941‧‧‧U形溝槽

第1圖係為本發明安裝於垂直式熔爐內之立體外觀圖。

第2圖係為本發明安裝於垂直式熔爐內之俯視圖。

第3圖係為本發明安裝於垂直式熔爐內之立體剖面圖。

第4圖係為本發明之較佳實施例之立體外觀圖。

第5圖係為本發明之較佳實施例之另一實施樣態之立體外觀圖。

第6、7圖係為本發明之較佳實施例之使用狀態示意圖。

第8圖係為習用加熱器支撐裝置之使用狀態示意圖。

請參閱第1~3圖所示，本創作加熱器支撐裝置1係供安裝於一垂直式熔爐內之一周圍絕熱體11之內周緣，供支撐與該周圍絕熱體11同軸心之一線圈型加熱元件12。上述垂直式熔爐可用以諸如擴散及化學氣相沉積(CVD)之類的半導體製造程序，且垂直式熔爐可經由上述程序，加熱熔爐內部之反應氣體，以使諸如晶圓之類的基板表面上形成一薄膜。而該周圍絕熱體11係呈圓管狀，其內周緣設有複數個軸向且具有間隔之長條形軸向凹槽，該凹槽做為卡合部13，凹槽係由周圍絕熱體11之內周緣徑向凹陷而成，且該凹槽之截面係為錐狀之梯形，其開口位置具有寬度小於該凹槽內部寬度之一限位部131；實施時，該凹槽之截面亦可呈T字形。而本創作加熱器支撐裝置1係包括複數個限位件2以及複數個支撐件3。其中，複數個限位件2分別連結周圍絕熱體11內周緣之複數個卡合部13內，而複數個支撐件3分別連結複數個限位件2，以支撐線圈型加熱元件12。

第4圖係為本創作加熱器支撐裝置1之較佳實施例，其中，該限位件2係呈長條狀，限位件2之截面與卡合部13之截面分別為錐狀之梯形；實施時，當卡合部13之截面呈T字形時，限位件2之截面亦呈T字形，且限位件2之截面與卡合部13之截面大小不同，藉以使限位件2鬆動的卡接相對應的卡合部13，讓限位件2不會與卡合部13脫離，並讓限位件2與卡合部13之間 形成一徑向空間14(如第6圖所示)。該限位件2具有一小端面21及反向於小端面21之一大端面22，限位件2之小端面21上具有朝向大端面22凹陷之一長方形限位槽23，長方形限位槽23所鄰接的兩相對側壁上分別具有軸向弧形截面凹槽，該凹槽做為第一卡接部24。

該支撐件3具有一長方形板體31，板體31具有一右端、一左端、一頂面、一底面及兩側面。板體31之右端由上而下插入限位件2之長方形限位槽23內，板體31之右端兩側面分別向外凸出一軸向凸肋，該凸肋做為第二卡接部32，供相對應插入限位件2之第一卡接部24內。另，板體31之右端頂面向上延伸一鳩形塊，該鳩形塊做為第一連接部33；板體31之右端底面向上凹陷一鳩形槽，該鳩形槽做為第二連接部34。實施時，第一連接部33亦可為鳩形槽，而第二連接部34係為鳩形塊，第一連接部33與第二連接部34之形狀相同而可讓上下堆疊的二個支撐件3相互連結。

板體31之左端具有一頂部開放之U字形定位槽35，供容納線圈型加熱元件12，定位槽35周緣之板體31上具有鄰接且與定位槽35之U字外形相同之一凸出部36，凸出部36之厚度大於板體31之厚度；而一延伸部37係鄰接板體31左端之頂面，並由凸出部36之左端頂部向左延伸，延伸部37之厚度大於板體31之厚度。實施時，支撐件3與限位件2亦可如第5圖所示，係為一體製造成型，而可讓成組之支撐件3與限位件2上下堆疊。

藉此，如第6、7圖所示，當複數個限位件2分別軸向插入周圍絕熱體11內周緣的複數個卡合部13內，讓同軸向之上、下支撐件(3、3’)與限位件2相互連結，並讓線圈型加熱元件12定位於支撐件3的U字形定位槽35內時，在線圈型加熱元件12及支撐件3的熱膨脹/收縮過程中，由於限位件 2與卡合部13之間具有徑向空間14，即可讓限位件2限位於卡合部13的內部，讓限位件2可以朝向周圍絕熱體11的軸心徑向移動，或讓限位件2遠離周圍絕熱體11的軸心徑向移動。

因此，本發明具有以下之優點：

1、本發明之支撐件之板體右端兩側面分別向外凸出軸向凸肋，以限制於限位件內，板體左端設有凸出部及延伸部，以強化板體之結構，且凸出部及延伸部之厚度大於板體之厚度，因此，可以減少支撐件之厚度，使吸熱及散熱的時間縮短，而能有效縮短整個作業時間，以提高作業效率，並能節省部分能源。

2、本發明係將限位件與周圍絕熱體內周緣之卡合部設計成相應的形狀，而可讓限位件限位於周圍絕熱體內周緣之卡合部內，使限位件與卡合部不會脫離；並在限位件與卡合部之間具有一徑向空間，在線圈型加熱元件及支撐件的熱膨脹/收縮過程中，可以讓限位件在卡合部內具有足夠的徑向移動距離，因此可以減少線圈因熱膨脹擠壓變形所導致之短路燒毀現象，以確保使用安全。

綜上所述，依上文所揭示之內容，本發明確可達到預期之目的，提供一種能有效縮短作業時間以提高作業效率，且能簡化加工程序以降低生產成本之加熱器支撐裝置，極具產業上利用之價值，爰依法提出發明專利申請。

Claims (9)

1. 一種加熱器支撐裝置，係安裝於一垂直式熔爐內之一周圍絕熱體之內周緣，供支撐與該周圍絕熱體同軸心之一線圈型加熱元件；其改良在於：該周圍絕熱體之內周緣設有複數個軸向且具有間隔之卡合部；以及該加熱器支撐裝置包括複數個限位件及複數個支撐件，該限位件係鬆動的卡接相對應的該卡合部，使該限位件與該卡合部不會脫離，該限位件與該卡合部之間具有一徑向空間，使該限位件在該卡合部內具有足夠的徑向移動距離；該支撐件位於該限位件之一端，該支撐件具有一定位槽，供容納該線圈型加熱元件。
2. 如申請專利範圍第1項所述之加熱器支撐裝置，其中，該支撐件具有一板體，該定位槽係形成於該板體之另一端，且該定位槽周緣之該板體上具有鄰接且與該定位槽之外形相同之一凸出部，該凸出部之厚度大於該板體之厚度。
3. 如申請專利範圍第2項所述之加熱器支撐裝置，其中，該限位件之一端具有一限位槽，該限位槽內具有至少一第一卡接部；該板體之一端插入該限位槽內，該板體之該端兩側面具有至少一第二卡接部，供卡接相對應的該至少一第一卡接部。
4. 如申請專利範圍第3項所述之加熱器支撐裝置，其中，該第一卡接部係為形成於該限位件之該限位槽內之軸向凹槽，該第二卡接部係為由該板體之兩側面向外凸出之軸向凸肋。
5. 如申請專利範圍第2項所述之加熱器支撐裝置，其更包括一延伸部，該延伸部係鄰接該板體另一端之頂面，且該延伸部係由該凸出部之一端延伸，該延伸部之厚度大於該板體之厚度。
6. 如申請專利範圍第2項所述之加熱器支撐裝置，其中，該板體之頂面與底面具有相同形狀而可相互連結之一第一連接部與一第二連接部。
7. 如申請專利範圍第6項所述之加熱器支撐裝置，其中，該第一連接部係為位於該板體頂面之鳩形塊，該第二連接部係為位於該板體底面且與該鳩形塊形狀相同之鳩形槽。
8. 如申請專利範圍第1至7項其中任一項所述之加熱器支撐裝置，其中，該卡合部係為由該周圍絕熱體之內周緣徑向凹陷之長條形軸向凹槽，且該卡合部之截面與該限位件之截面分別為錐狀之梯形。
9. 如申請專利範圍第1至7項其中任一項所述之加熱器支撐裝置，其中，該卡合部係為由該周圍絕熱體之內周緣徑向凹陷之長條形軸向凹槽，且該卡合部之截面與該限位件之截面分別為T字形。