JPH062236Y2 - 曲管形ヒータ - Google Patents

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。

［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。

［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。

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。

［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。

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。

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。

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。

［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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【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。