TWI555959B - 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 - Google Patents
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Description
本案係基於且主張2010年5月11日提出申請之日本第2010-108968號專利申請案及2011年3月17日提出申請之日本第2011-58673號專利申請案之權益，而此諸申請案之全部內容係以全文引用方式被併於本案中。
本發明之諸實施例係有關於一種加熱器支撐裝置，其被使用在一半導體製造設備中，且更具體而言在一被運用於一半導體製造設備上之垂直式熔爐中者。
一垂直式熔爐可被用以執行一半導體製造程序，諸如一擴散程序及一化學氣相沉積(CVD)程序。
此垂直式熔爐加熱其內部並向此處供應反應氣體，以便藉此在一將被處理之基板(諸如晶圓或類似者)的表面上形成一薄膜。此垂直式熔爐上配備有一用於達成此目的之加熱器。
參照第8圖，其將敘述一具有用於半導體製造設備中之傳統加熱器的垂直式熔爐。
垂直式熔爐1配備有一圓柱型加熱器2。一均勻之加熱管3及一反應管4被同軸心的配置在加熱器2之內部中。一晶舟5被插入並配置在反應管4中。此晶舟5經由一晶舟罩6而坐落在一升降機蓋7上方。升降機蓋7被構形為可藉由一晶舟升降機(未示於圖)而向上及向下地移動。
一引氣導管8被插入並連通反應管4之上部。一排氣口9被配置在反應管4之下部。引氣導管8之下部被連接至一供氣導管10。排氣口9被連接至一排氣導管11。
晶舟5可與反應管4分離，且一預定數量之晶圓片12可被裝載於此晶舟5上。之後，荷載諸晶圓12於其上之晶舟5可藉晶舟升降機(未示於圖)而被向上地移動，以利被插入並配置在反應管4中。加熱器2接著可將反應管4之內部加熱至一預定溫度。一反應器體經由供氣導管10及引氣導管8而被引入反應管4內。結果，薄膜可形成於各晶圓12之表面上。在此薄膜形成後仍餘留之反應氣體可經由排氣口9及排氣導管11而被排放。
下文中，參照第9、10A及10B圖，將詳細說明傳統加熱器2。
第9圖係傳統式加熱器2之示意垂直剖面圖。加熱器2包括：一線圈型加熱元件13，其被構形為
可封住均勻加熱管3(未示於第9圖中)之周圍；若干支撐構件14，其被構形為可支撐線圈型加熱元件13；一構件支架15，其被構形為可支承諸支撐構件14；一周圍絕熱體16，其被提供用來纏繞在構件支架15周圍；及一頂板絕熱體17，其被構形為可密封周圍絕熱體16之頂板部分。周圍絕熱體16及頂板絕熱體17被一加熱器殼體(未示於圖)所封圍。線圈型加熱元件13具有一圓形截面，並被支撐於多個在加熱器2周圍由諸支撐構件14所相等分隔之位置處。
諸支撐構件14可由高氧化鋁材料所製。此諸支撐構件14多數可被相互垂直地連接。第10A及10B圖分別係此支撐構件之平面圖與前視圖。在此諸支撐構件14中之每一者的上表面上形成凸出部18及19，其係朝一向上向外之方向對角地延伸。一具有半圓形截面之朝上彎曲凹面21被形成來將諸凸出部18及19相互連接。再者，在諸支撐構件14中之每一者的下表面上形成一凹部22，其包含一具有倒梯形截面之凹嵌部23及一具有半圓形截面之朝下彎曲凹面24，其與凹嵌部23連續地相聯結。一支撐構件之凹嵌部23被構形為使另一支撐構件之諸凸出部18及19可被插入配合於其中(或與其相啣合)。藉由將諸凸出部18及19插入配合於凹嵌部23內，一中空體可藉由朝上彎曲凹面21與朝下彎曲凹面24之組合而被形成，以致使線圈型加熱元件13可被插入此中空體內。
第11A及11B圖分別係另一傳統式支撐構件
之平面圖與前視圖。
一具有倒梯形截面之凸嵌部26被形成於一支撐構件25之上左側上。凸嵌部26之兩橫向端部係朝一向上向外方向從支撐構件25之上側呈對角地延伸。再者，在凸嵌部26之右側上形成一具有半橢圓形截面之朝上彎曲凹面27。另外，在支撐構件25之下左側上形成一具有倒梯形截面之凹嵌部28。一支撐構件之凹嵌部28被構形為使得另一支撐構件之凸嵌部26可被插入配合於其中。藉由將諸凸嵌部26插入配合於凹嵌部28內，一中空體可藉由朝上彎曲凹面27與支撐構件25之下表面的組合而被形成，以致使線圈型加熱元件13可被插入此中空體內。
在此傳統加熱器2中，外力可施加於諸多接式支撐構件14或25上，例如由於線圈型加熱元件13在運送過程中之震動，或線圈型加熱元件13在晶圓12上進行一薄膜形成加工期間之熱膨脹/收縮。在此情形中，此外力可朝一半徑或圓周方向被集中在此諸多接式支撐構件14或25中之一者上。具體而言，當使用此支撐構件14時，應力(或外力)可能被集中在支撐構件14之凹嵌部23的一傾斜部分，如第12A圖中所顯示。另一方面，當使用此支撐構件25時，應力可能被集中在支撐構件25之凹嵌部28的一傾斜部分，如第13A圖中所顯示。換言之，此應力可被集中在此諸支撐構件14或25被彼此相連接處之部分的鄰近區域上，並因此使得損壞可能發生在此諸支撐構件14或25的連接處。此支撐構件14
或25之損壞可能會降低加熱器2之加熱效率。
另外，如果一些碎片從支撐構件14或25上脫離並掉落，此將造成此諸多接式支撐構件14或25無法穩固地支撐線圈型加熱元件13。而可能造成線圈型加熱元件13的多個不同部分之間由於其電耦接而導致短路。再者，線圈型加熱元件13可能接觸均勻加熱管3,此可能導致諸如漏電之事故。結果，線圈型加熱元件13之預期壽命可能被減短。
再者，在如第14圖所示之傳統加熱器2中，由於在線圈型加熱元件13之輸送期間所發生之震動或由於線圈型加熱元件13之熱膨脹/收縮，此諸多接式支撐構件14或25及構件支架15可能會與周圍絕熱體16分離。此外，頂板絕熱體17可能會因為構件支架15與周圍絕熱體16間之熱膨脹差異而與周圍絕熱體16分離。結果，一間隙可能被形成於頂板絕熱體17與周圍絕熱體16之間，此造成熱經由此間隙洩漏並下降絕熱效率。
為了克服上述問題，一種加熱器支撐裝置已被提出用以防止諸支撐構件由於一線圈型加熱元件之熱膨脹/收縮而導致偏離或受損，此乃藉由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而達成，且此亦可藉由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而達成(例如，見日本早期公開第Hei-11-67424號專利公告案)。
本發明在一些實施例中提供一種用於半導體製造設備中之加熱器支撐裝置，其可防止諸支撐構件被毀損及自構件支架處脫離，並且可防止在頂板附近產生絕熱效率降低的情形，藉此增加溫度特性之均一性及預期之壽命。
根據本發明而提供一種加熱器支撐裝置，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。
再者，根據本發明，該加熱器支撐裝置另包括：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。
另外，根據本發明，在該加熱器支撐裝置中，該等各自之構件支架具有一U形凹部，一垂直修長之啣
合溝槽及一啣合凸部被形成於該凹部之諸內表面中之至少一者上，該等內表面彼此相對且分別地面朝該等支撐構件之諸橫向側中之至少一者，以致使該等啣合溝槽可面朝該等啣合凸部，且該等支撐構件藉由該合凸部與該啣合溝槽之插入配合而被插入配合至該等構件支架。
1‧‧‧垂直式熔爐
2‧‧‧圓柱型加熱器
3‧‧‧加熱管
4‧‧‧反應管
5‧‧‧晶舟
6‧‧‧晶舟罩
7‧‧‧升降機蓋
8‧‧‧引氣導管
9‧‧‧排氣口
10‧‧‧供氣導管
11‧‧‧排氣導管
12‧‧‧晶圓
13‧‧‧線圈型加熱元件
14、25‧‧‧支撐構件
15‧‧‧構件支架
16‧‧‧周圍絕熱體
17‧‧‧頂板絕熱體
18、19‧‧‧凸出部
21、24、27‧‧‧彎曲凹面
22‧‧‧凹部
23、28‧‧‧凹嵌部
26‧‧‧凸嵌部
30‧‧‧加熱器
31‧‧‧線圈型加熱元件
32‧‧‧支撐構件
33‧‧‧朝上彎曲凹面
34‧‧‧凸嵌部
35‧‧‧啣合凹部
36‧‧‧朝下彎曲凹面
37‧‧‧凹嵌部
38‧‧‧中空體
38a‧‧‧中空體
39‧‧‧支架支撐體
40‧‧‧間隙
41‧‧‧最下方支撐構件
42‧‧‧構件支架
42a‧‧‧最上方構件支架
42b‧‧‧最下方構件支架
43‧‧‧凹部
44‧‧‧啣合凸部
47‧‧‧周圍絕熱體
48‧‧‧周圍絕熱體
49‧‧‧溝槽
51‧‧‧頂板絕熱體
52‧‧‧支架支撐凹部
53‧‧‧間隙
54‧‧‧絕熱片
55‧‧‧加熱器線圈收納器
56‧‧‧突出部
57‧‧‧支架支撐凹部
58‧‧‧突出部
第1圖係一根據本發明之一實施例所實施之加熱器的垂直剖面圖。
第2圖係此加熱器沿第1圖之II-II線所取的水平剖面圖。
第3圖係第2圖之部分B的放大圖。
第4A、4B及4C圖分別係一根據本發明之一實施例所實施之支撐構件的平面圖、前視圖及側視圖。
第5A及5B圖分別係一根據本發明之一實施例所實施之支撐構件的平面圖及側視圖。
第6圖係第1圖之部分C的放大圖。
第7圖係第1圖之部分D的放大圖。
第8圖係一傳統垂直式熔爐之垂直剖面圖。
第9圖係一傳統式加熱器之示意垂直剖面圖。
第10A及10B圖分別係一傳統式支撐構件之平面圖與前視圖。
第11A及11B圖分別係另一傳統式支撐構件之平面圖與前視圖。
第12A及12B圖分別係一受損之傳統式支撐
構件之諸主要部分的放大前視圖及放大側視圖。
第13A及13B圖分別係另一受損之傳統式支撐構件之諸主要部分的放大前視圖及放大側視圖。
第14圖係一示意垂直剖面圖，其顯示一構件支架從一周圍絕熱體處分離及一被形成於一頂板絕熱體與此周圍絕熱體間之間隙。
第15A圖係一根據本發明所實施之處於正常狀態下之多接式支撐構件的側視圖。
第15B圖係一根據本發明所實施之處於一外力被朝一周圍方向作用狀態下之多接式支撐構件。
現將參照諸附圖詳細說明多個實施例。
參照第1至7圖，下文中將說明一根據本發明之一實施例所實施之加熱器30。
一線圈型加熱元件31相對於一待被加熱之均勻加熱管(未示於圖)被同心地配置。線圈型加熱元件31具有一圓形截面，且藉由多個支撐構件32被支撐在若干在加熱器30之周圍上被等距間隔之位置處。
諸支撐構件32可由高氧化鋁材料製成。另外，多個支撐構件32可相互被垂直地連接。參照第4A至4C圖，其將說明諸支撐構件32之一範例。第4B圖中之上、下、左及右側係指支撐構件32之相對應部分。再者，第4B圖中之左及右側分別指加熱器30之向中心側及其向外側。另外，第4A圖之垂直方向係指支撐構件32之厚度方向。
一具有半橢圓形截面之朝上彎曲凹面33被形成在支撐構件32之一上表面上。同樣地，在支撐構件32之上表面沿其厚度方向之一中心區段處(除了朝上彎曲凹面33以外)多個具有半圓形或大體成半圓形圓柱狀之凸嵌部34被形成為沿著一水平方向，亦即一與線圈型加熱元件31呈垂直之方向(亦即，一與朝上彎曲凹面33之一中心軸線成垂直之方向)，自此上表面在向中心側上之一端部延伸至其位於向外側上之另一端部。另外，在支撐構件32位於其向外側中之前及後表面上，多個具有大體成半圓形圓柱狀之啣合凹部35被形成為延伸於一垂直方向。
同時，一具有半橢圓形截面之朝下彎曲凹面36被形成在支撐構件32之一下表面上。同樣地，在支撐構件32的下表面沿其厚度方向之一中心區段處(除了朝下彎曲凹面36以外)多個具有半圓形或大體成半圓形圓柱狀之凹嵌部37被形成為沿著與線圈型加熱元件31呈垂直之方向(亦即一與朝下彎曲凹面36之一中心軸線成垂直之方向)延伸。憑此構形，一支撐構件32之諸凹嵌部37可與另一支撐構件32之諸凸嵌部34呈插入配合。依此方式，諸凸嵌部34與諸凹嵌部37彼此耦接以構成諸支撐構件32中之每一者的插入配合部(或啣合部)。經由諸凸嵌部34與諸凹嵌部37之插入配合，多個支撐構件32可相互地被垂直連接。再者，當複數個多接式支撐構件32如下文中將描述般地被緊固至複數個支撐構件支架42上時，其插入配合的部分相對於一垂直
式熔爐(未示於圖)之中心將呈徑向地配置。
經由諸凸嵌部34與諸凹嵌部37之插入配合可控制諸支撐構件32之間分別地在該垂直式熔爐的垂直與圓周方向上被可控制地相對位移。再者，經由此插入配合結構，一中空體38可由一支撐構件32之朝上彎曲凹面33與另一支撐構件32之朝下彎曲凹面36的結合而構成。在此一情形之下，中空體38具有一朝該垂直式熔爐之半徑方向延長之橢圓形狀。在上述之方式中，複數個支撐溝件32被垂直地連接，以便在多個延垂直方向被等距分隔的位置處形成複數個中空體38。
因為諸凸嵌部34與諸凹嵌部37具有一呈半圓形或大致半圓形之圓柱形狀，所以當諸支撐構件32被相互插入配合時，將可使諸支撐構件32分別沿著諸凸嵌部34與諸凹嵌部37之彎曲表面傾斜至某一程度。因此，將可吸收朝向該垂直式熔爐之圓周方向被作用至諸支撐構件32上之外力，並可分散被作用在諸支撐構件32之諸插入配合部分上的應力。
第15A圖顯示諸多接式支撐構件32在正常狀態下之側視圖。當朝圓周方向被作用在此諸多接式支撐構件32中之一者上的外力高到使其可完全被諸支撐構件32沿著諸凸嵌部34與諸凹嵌部37之彎曲表面之傾斜所吸收時，一上支撐構件32之凹嵌部37將可沿著一下支撐構件32(其與上支撐構件成插入配合)之凸嵌部34的彎曲表面滑動。結果，下支撐構件32之凸嵌部34的彎曲表面將上支撐構件32之凹嵌部37舉起，如第15B
圖所示。依此方式，被外力所作用之諸支撐構件32將相對於彼此被位移在一圓周方向上。再者，上支撐構件32相對於下支撐構件32被位移在一朝上方向上，以便使被作用在諸支撐構件32之諸插入配合部分上之應力可朝該向上方向被分散。
此外，當外力不再朝圓周方向被作用在諸支撐構件32時，此諸支撐構件32由於其自身重量將相對於該外力而沿著諸凸嵌部34與諸凹嵌部37之彎曲表面再度地朝相反方向被相對地位移(或傾斜)。因此，諸凸嵌部34與諸凹嵌部37彼此啣合，致使諸支撐構件32被恢復至如第15A圖所示之正常狀態。
參照第6圖，在此諸多接式支撐構件32之最上方的構件上，一中空體38a被形成於朝上彎曲凹面33與一支架支撐體39之間，藉此構成一位於諸凸嵌部34與此支架支撐體39之間的間隙40。再者，如第7圖中所示，一中空體38b係藉由支撐構件32之下部與一最下方支撐構件41相啣合而構成，其中該最下方支撐構件41具有一朝上彎曲凹面33及多個凸嵌部34。
線圈型加熱元件31被插入中空體38內並被其支撐，以致使得在一不被加熱且最大收縮之狀態下，此線圈型加熱元件31可被放置在此中空體38之向中心側，而一間隙則被維持在此中空體38之向外側處。
諸多接式支撐構件32與諸構件支架42插入配合於該垂直式熔爐之向外側處。參照第5A及5B圖所示，諸構件支架42分別地被構形為一具有呈垂直伸長之
矩形柱體形狀且延伸於一垂直方向上的凹部43。如第5A圖所示，諸構件支架42分別地大致呈U形之水平截面。另外，多個具有延伸於垂直方向且大致呈半圓形圓柱狀之啣合凸部44(其被插入配合至諸啣合凹部35內)被形成在該凹部43之兩相反內側上。
複數個構件支架42彼此被垂直連接，以致使其多個啣合位置並不與諸多接式支撐構件32之啣合位置相對齊。憑上述之構形，支撐構件32一向外側部分可與凹部43呈插入配合(或相啣合)。具體而言，藉由使諸支撐構件32分別與諸凹部43相啣合以及使諸啣合凸部44與諸啣合凹部35相啣合，使諸支撐構件32相對於諸構件支架42之相對位移可被分別地控制在該垂直式熔爐之半徑與圓周方向上。
參照第3圖，在諸構件支架42的周圍上形成兩層與線圈型加熱元件31呈同軸心之周圍絕熱體47及48。一溝槽49沿著周圍絕熱體47被雕刻在多個被等距隔開之位置處。諸溝槽49分別地支撐諸構件支架42，以便使諸構件支架42之三個橫向側(亦即，一向外側及兩周邊側)緊靠在諸溝槽49上。諸構件支架42被多件地垂直連接，其中一最上方構件支架42a如第6圖所示地被配置在諸多接式構件支架42之一最上方部分中，而一最下方構件支架42b則如第7圖所示地被配置在其一最下方部分中。諸多接式構件支架42之高度係低於周圍絕熱體47之高度。同樣地，周圍絕熱體48之外表面被一加熱器殼體(未示於圖)所封圍。
如第6圖所示，一盤形頂板絕熱體51被水平地配置在周圍絕熱體47及48之上部上。一支架支撐體39被設置成會在一位於頂板絕熱體51之下表面上的預定位置處突出。支架支撐體39之下表面被配置成低於最上方構件支架42a之上表面。並且，一支架支撐凹部52被形成於支架支撐體39中並位於一段朝最上方構件支架42a之位置處，以致使此最上方構件支架42a之上部可被插入支架支撐凹部52內。或者，支架支撐體39可被形成一環形，而非被形成在一位於頂板絕熱體51之下表面上的預定位置處突出。
此外，支架支撐凹部52之一下表面被設置成高於最上方構件支架42a之上部分。因此，一間隙53被形成於最上方構件支架42a之上部與支架支撐凹部52之下表面之間。
參照第7圖，諸多接式構件支架42與周圍絕熱體47及48被垂直地設置以便坐落在一圓柱形加熱器線圈收納器55上，並在其間插置一絕熱片54。一突出部56被形成在加熱器線圈收納器55之一上表面的內側處，該突出部56支撐最下方支撐構件41並使一絕熱片54插置於其間。另外，一突出部58被設置在可突出部56之外圍，突出部56與突出部58之間形成一支架支撐凹部57。支架支撐凹部57及支架支撐凹部52係具有相同直徑之同心圓。最下方構件支架42b之下部被插入支架支撐凹部57內並由其所支撐。再者，絕熱片54被附接至及配置在加熱器線圈收納器55之一外圍表面及
一下表面上。
如上所述，最上方構件支架42a之上部被插入支架支撐凹部52內，而最下方支撐構件41則係由突出部56所支撐。另外，最下方構件支架42b具有一向下延伸且被插入支架支撐凹部57內之突出部。依此方式，諸多接式構件支架42之徑向移動會被支架支撐體39及加熱器線圈收納器55所控制。
當一薄膜形成程序被執行於一被裝載在垂直熔爐(未示於圖)中之晶圓上時，此垂直式熔爐係由線圈型加熱元件31所加熱，而其溫度亦顯著地增加。因此，線圈型加熱元件31熱膨脹以增加其線圈直徑；且因此，其整個周圍向該垂直式熔爐之向外側膨脹。由於中空體38具有一橢圓形狀並在該垂直式熔爐之向外側處包含一間隙，故此間隙甚至在線圈型加熱元件31於中空體38內膨脹時仍緩衝被推抵諸支撐構件32之力。再者，諸多接式構件支架42之最上方及最下方部分被分別地插入支架支撐凹部52與支架支撐凹部57內且分別地由其等所支撐。同時，朝向該垂直式熔爐之向外側的諸構件支架42之側表面係由周圍絕熱體47所支撐。憑藉此一構形，諸構件支架42被控制成不會移向該垂直式熔爐之向外側。
此外，由於從線圈型加熱元件31所產生之熱，使得諸支撐構件32、諸構件支架42、及周圍絕熱體47(具有不同之熱膨脹係數)能在不同之速率下被熱膨脹。結果，諸支撐構件32、諸構件支架42、及周圍絕熱
體47之上部的位移可因為熱膨脹速率之不同而彼此不同。然而，因為間隙53被形成於最上方構件支架42a的上部與支架支撐凹部52的下表面之間，故此間隙緩衝諸多接式構件支架42之向上熱膨脹，以致使頂板絕熱體51不會被此膨脹所舉高。再者，由於間隙40被形成於最上方支撐構件32之諸凸嵌部34與支架支撐體39之間，故支架支撐體39不會被諸多接式支撐構件32之膨脹所舉高。因此，這防止了在頂板絕熱體51與周圍絕熱體47之間形成一間隙，且亦避免了因該間隙所造成之絕熱效率的降低。
一旦此薄膜形成程序被完成，線圈型加熱元件31停止發出熱且線圈型加熱元件31之溫度降低。因此，線圈型加熱元件31之線圈直徑被減小，此導致線圈型加熱元件31之整個周邊收縮至該垂直式熔爐之向中心側。在此最大收縮狀態中，線圈型加熱元件31被預設成被配置在各中空體38之最內側，亦即中空體38最接近該垂直式熔爐之中心的部分。因此，甚至當線圈型加熱元件31之線圈直徑被收縮時，力將不會推抵中空體38之向中心側。再者，因為諸多接式構件支架42之上與下部被分別地插入支架支撐凹部52與支架支撐凹部57內並分別地由其等所支撐，故諸構件支架42被控制成不會移向該垂直式熔爐之向中心側；因此，諸構件支架42不會從周圍絕熱體47處脫離。
做為諸支撐構件32之插入配合部分之諸凸嵌部34及諸凹嵌部37被形成為朝半徑方向相對於該垂
直式熔爐之中心延伸於諸支撐構件32之兩端部間(亦即，從諸支撐構件32之向中心側延伸至其向外側)。因此，甚至當線圈型加熱元件31隨著溫度升高及降低而膨脹及收縮時，或當一外力朝該垂直式熔爐之半徑方向被作用在諸多接式線圈型加熱元件31(例如由於諸支撐構件32在運送過程中所造成之震動)時，此外力可不被集中在諸支撐構件32中之一者上，且應力亦不會被集中在一支撐構件32之諸插入配合部分上。因此，被作用至一支撐構件32上之外力被分散至相鄰之支撐構件32(例如，上及下支撐構件32)。依此方式，可能因作用於其上之外力所造成之支撐構件32的損壞將可被避免。
另外，諸凸嵌部34及諸凹嵌部37被形成一半圓形或大體上圓形之形狀，且上及下支撐構件32被緊緊地彼此啣合。因此，當一外力(例如運送過程中所產生之震動)朝該垂直式熔爐之圓周方向被作用至諸支撐構件32中之一者時，支撐構件32可被略微傾斜以分散被集中在諸凸嵌部34及諸凹嵌部37上之應力。結果，因被外力所作用之支撐構件32所造成的損壞將可被避免。
在一些情形中，當朝圓周方向被作用在支撐構件32上之外力變為較大時，一支撐構件32之傾斜可能不足以分散被集中在諸凸嵌部34及諸凹嵌部37上之應力。在此情形下，支撐構件32之諸凹嵌部37可沿著與此支撐構件32相啣合之下支撐構件32之諸凸嵌部34的彎曲表面滑動，且此支撐構件32之諸凸嵌部34經由
其彎曲表面亦向上舉起與此支撐構件32相啣合之上支撐構件32之諸凹嵌部37。依此方式，此被外力所作用之支撐構件32相對於諸相鄰之支撐構件被位移於圓周及向上方向上，以致使被集中於支撐構件32之諸凸嵌部34及諸凹嵌部37上之應力可被分散在垂直方向上。結果，因被外力所作用之支撐構件32所造成的損壞將可被避免。
如上所述，當一被外力所作用之支撐構件32被下支撐構件32之諸凸嵌部34所舉起，且此支撐構件32之諸凸嵌部34再次將上支撐構件32之諸凹嵌部37上推時，最上方支撐構件32之諸凸嵌部34被相對地位移在向上方向上。然而，因為間隙40緩衝此最上方支撐構件32之諸凸嵌部34的向上位移，故此最上方支撐構件32之諸凸嵌部34不會被推抵支架支撐體39，且因此沒有間隙會被形成於頂板絕熱體51與周圍絕熱體47之間。
藉由防止諸支撐構件32受損，產量將可增加且諸如短路、漏電、及由線圈型加熱元件31與其他構件間之接觸所導致之意外事件亦可被避免。因此，加熱器30之預期使用壽命及可靠性可改善。
在本實施例中，諸凸嵌部34及諸凹嵌部37被分別地形成於諸支撐構件32之上及下表面上。在其它可替代之實施例中，諸凹嵌部37及諸凸嵌部34亦可被分別地形成於諸支撐構件32之上及下表面上。
再者，在本實施例中，諸啣合凹部35被分
別地形成於諸支撐構件32上，而諸啣合凸部44則被分別地形成於諸構件支架42上。或者，在一些實施例中，諸啣合凸部44可被分別地形成於諸支撐構件32上，而諸啣合凹部35則被分別地形成於諸構件支架42上。
根據本實施例，諸多接式構件支架42朝該垂直式熔爐之半徑方向的移動係藉由將最上方構件支架42a之上部插入諸形成於支架支撐體39上之支架支撐凹部52內而被控制。然而，在一些實施例中，可藉由形成一被設置在頂板絕熱體51上與最上方構件支架42a之上部相對之位置處的支架支撐凹部，並且藉由將此最上方構件支架42a之上部插入此支架支撐凹部內來控制諸多接式構件支架42之移動。此消除了支架支撐體39之必需性，藉此而降低了製造成本。
在本實施例中，加熱器30被描述成被運用於半導體製造設備中，但其並不受限於此。在一些實施例中，除了半導體製造設備外，此加熱器30可被運用於具有熔爐之任何類型設備中。
(其他實施例)
雖然本發明之一些實施例以被詳述於上文中，但本發明並不受限於上述諸實施例且可包括下文中所列之諸實施例。
<第一額外實施例>
根據本發明之一第一額外實施例，其提供一種加熱器支撐裝置包括：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；複數個
支撐構件，其被多件地垂直連接；複數個中空體，其具有一朝半徑方向延長之橢圓形狀且被形成於諸彼此相連接之支撐構件間，其中線圈型加熱元件被插入此諸中空體內，並由諸支撐構件所支撐。一凹嵌部朝一與線圈型加熱元件交叉之方向被形成在諸支撐構件中之每一支撐構件之上及下部分中之一者上，且一凸嵌部被形成在該等支撐構件之上及下部分中之另一者上，而此凸嵌部被插入配合該凹嵌部。諸支撐構件藉由此凹嵌部與此凸嵌部之插入配合而彼此被垂直連接。
<第二額外實施例>
在根據本發明之第一額外實施例所實施之加熱器支撐裝置中，諸支撐構件係由複數個構件支架所支撐，而此諸構件支架被垂直地設置以便控制此諸支撐構件在一水平方向上之移動。另外，諸構件支架係由一被配置在該線圈型加熱元件周圍之周圍絕熱體所支撐。
<第三額外實施例>
在根據本發明之第一額外實施例所實施之加熱器支撐裝置中，凹嵌部與凸嵌部相對於待加熱物體被形成於一半徑方向上，其分別地從諸支撐構件之上及下表面的一端部延伸至其另一端部。
<第四額外實施例>
根據本發明之第二額外實施例所實施之加熱器支撐裝置另包括：一頂板絕熱體，其被配置在該周圍絕熱體之一上部上；一支架支撐體，其包含一被形成於該頂板絕熱體之一下表面上之突出部；及一支架支撐
凹部，其被形成於該支架支撐體上，其中諸多接式構件支架之一最上方部分被插入該支架支撐凹部內。
<第五額外實施例>
根據本發明之第二額外實施例所實施之加熱器支撐裝置另包括：一頂板絕熱體，其被配置在該周圍絕熱體之一上部上；及一支架支撐凹部，其被形成於該頂部絕熱體上，其中諸多接式構件支架之一最上方部分被插入該支架支撐凹部內。
<第六額外實施例>
在根據本發明之第四及五額外實施例之任一者所實施之加熱器支撐裝置中，一間隙被形成於諸多接式構件支架的上端部與該支架支撐凹部的下端部之間。
根據以上之諸實施例，甚至在該線圈型加熱元件隨著其溫度之上升與下降而熱膨脹或收縮時，外力仍不會經由諸中空體而推抵諸支撐構件。另外，如果外力被作用在諸多接式支撐構件中之一者(例如由於運送過程中之震動)，則可將此外力分散至與該被外力作用之支撐構件相鄰之上及下支撐構件，而不致將此外力及應力集中在此支撐構件上。結果，因被外力所作用之支撐構件32所造成的損壞將可被避免。
再者，根據以上之諸實施例，諸支撐構件係由多個構件支架所支撐，其等被多件地垂直連接，藉此控制諸支撐構件在一水平方向上之移動。另外，諸構件支架分別被一配置在該加熱元間周圍之周圍絕熱體所支
撐。因此，可防止因諸支撐構件之相對位移所造成之損壞，而此相對位移則分別係由該線圈型加熱元件之膨脹及收縮所導致。再者，一由於該線圈型加熱元件之某些部分間之接觸所導致之短路及由於該線圈型加熱元件與其他組件間之接觸所導致之漏電可被避免。
另外，根據以上之諸實施例，具有一U形截面之諸構件支架分別包括一凹部。一垂直修長之啣合溝槽被形成在位於該凹部中成彼此相對的諸表面中之至少一者上，或諸個別支撐構件之諸橫向側邊中之至少一者上。一啣合凸部被形成於與其上設有該啣合溝槽之表面相面對之另一表面上，以致使此啣合凸部可與此啣合溝槽成插入配合。依此方式，諸支撐構件分別被插入配合至諸構件支架，且此啣合凸部亦與此啣合溝槽成插入配合。因此，將可防止分別因諸支撐構件與諸構件支架之相對位移所導致之損壞。並且，此亦消除了重新組裝加熱器所需之維修工作。
雖然某些實施例已被敘述於上文中，但這些實施例僅只作為範例被呈現，且非有意用來限制本發明之範圍。確實，在此所述之諸新穎實施例可以許多種其他型式被具體實施；除此之外，對前述諸實施例之型式所作之各種不同之省略、取代、及改變均可在不脫離本發明之精神下達成。後附之申請專利範圍及其均等物係用以涵蓋此類落在本發明之範圍及精神內之型式與修改。
30‧‧‧加熱器
31‧‧‧線圈型加熱元件
32‧‧‧支撐構件
38‧‧‧中空體
39‧‧‧支架支撐體
41‧‧‧最下方支撐構件
42‧‧‧構件支架
47‧‧‧周圍絕熱體
48‧‧‧周圍絕熱體
51‧‧‧頂板絕熱體
53‧‧‧間隙
55‧‧‧加熱器線圈收納器
56‧‧‧突出部
Claims (7)
- 一種加熱器支撐裝置，該加熱器支撐裝置支撐一線圈型加熱元件，該加熱器支撐裝置包含：多個支撐構件，被多件地垂直連接，以形成支撐該線圈型加熱元件的加熱元件支撐體，其中多個凹嵌部與多個凸嵌部之一者係在與該線圈型加熱元件相交的半徑方向上形成於該等各自的支撐構件之上表面與下表面之一者，而該等凹嵌部與該等凸嵌部之另一者係形成於該等各自的支撐構件之上表面與下表面之另一者，一個支撐構件的凹嵌部及凸嵌部被構造成分別被插入配合另一支撐構件的凸嵌部及凹嵌部。
- 如請求項1之裝置，更包含：多個構件支架，被多件地垂直連接，以支撐該等支撐構件；及一周圍絕熱體，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。
- 如請求項2之裝置，其中該等各自的構件支架具有一凹部，多個垂直長狀之啣合溝槽及多個啣合凸部之一者被形成於該等各自的構件支架之內側，該等垂直長狀之啣合溝槽及該等啣合凸部之另一者被形成於該等各自的支撐構件之側邊，藉由將該等各自的支撐構件之啣合凸部插入配合該等各自的構件支架的啣合溝槽，或藉由將該等各自的構件支架之啣合凸部插入配合該等支撐構件的啣合溝槽，而將該等構件支架及該 等支撐構件互相插入配合。
- 一種加熱器，支撐一線圈型加熱元件，該加熱器包含：多個支撐構件，被多件地垂直連接，以形成支撐該線圈型加熱元件的加熱元件支撐體，其中多個凹嵌部與多個凸嵌部之一者係在與該線圈型加熱元件相交的半徑方向上形成於該等各自的支撐構件之上表面與下表面之一者，而該等凹嵌部與該等凸嵌部之另一者係形成於該等各自的支撐構件之上表面與下表面之另一者，一個支撐構件的凹嵌部及凸嵌部被構造成分別被插入配合另一支撐構件的凸嵌部及凹嵌部。
- 一種半導體製造設備，包含處理一基板的一反應管及加熱該反應管內部的一加熱器，其中該加熱器包含：多個支撐構件，被多件地垂直連接，以形成支撐一線圈型加熱元件的加熱元件支撐體，其中多個凹嵌部與多個凸嵌部之一者係在與該線圈型加熱元件相交的半徑方向上形成於該等各自的支撐構件之上表面與下表面之一者，而該等凹嵌部與該等凸嵌部之另一者係形成於該等各自的支撐構件之上表面與下表面之另一者，一個支撐構件的凹嵌部及凸嵌部被構造成分別被插入配合另一支撐構件的凸嵌部及凹嵌部。
- 一種半導體製造方法，包含：在使用一加熱器加熱一反應管時，在收容於該反 應管之基板上形成薄膜，其中該加熱器包含：多個支撐構件，被多件地垂直連接，以形成支撐一線圈型加熱元件的加熱元件支撐體，其中多個凹嵌部與多個凸嵌部之一者係在與該線圈型加熱元件相交的半徑方向上形成於該等各自的支撐構件之上表面與下表面之一者，而該等凹嵌部與該等凸嵌部之另一者係形成於該等各自的支撐構件之上表面與下表面之另一者，一個支撐構件的凹嵌部及凸嵌部被構造成分別被插入配合另一支撐構件的凸嵌部及凹嵌部。
- 一種支撐構件，被多件地垂直連接，以形成支撐一線圈型加熱元件的加熱元件支撐體，其中凹嵌部與凸嵌部之一者係在與該線圈型加熱元件相交的半徑方向上形成於該支撐構件之上表面與下表面之一者，而該凹嵌部與該凸嵌部之另一者係形成於該支撐構件之上表面與下表面之另一者，該凹嵌部及該凸嵌部被構造成分別被插入配合另一支撐構件的凸嵌部及凹嵌部。
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