[实用新型]炉管及加热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体制造技术，特别涉及一种炉管及加热器。

背景技术

现有半导体制造技术中，很多工艺中会用到炉管，比如热氧化、扩散以及淀积等。以热氧化为例，可将硅片放置在炉管中，通过向炉管内输入氧气，利用高温使氧和硅之间发生化学反应，从而在硅片表面生长一层二氧化硅。

图1为现有炉管的剖面结构示意图。如图1所示，主要包括：加热器(Heater)11、由石英构成的反应腔(Quartz tube)12、底盖(Cap)13以及晶舟(Boat)14。各部分均是可拆卸的。

其中，底盖13和晶舟14相连，并能在外界驱动系统(未图示)的驱动下带动晶舟14上下移动；晶舟14用于装载硅片，通常，一次可装载100～150片硅片，如图1所示，每个格子上可放置一片。当需要装载硅片时，底盖13带动晶舟14向下移动，离开反应腔12，硅片装载完毕，底盖13带动晶舟14向上移动，进入到反应腔12内，并和反应腔12一起构成密闭结构。另外，反应腔12上设置有进气口15和出气口16，用于输入反应所需气体和排出废气。

加热器11位于反应腔12外，用于对反应腔12进行加热。在大多数炉管的设计中，加热器11的主体部分呈现圆柱形状，并采用石棉等材料制成的顶盖17封住顶部。通常，加热器11的主体部分的最外层由不锈钢材料制成，中间是一层绝热层，主要是为了防止反应腔12内的温度向外扩散，绝热层里面为加热电路，由环绕在绝热层内壁上的电阻丝等构成。

为了使加热更为均匀，加热器11按照从上到下的顺序分为4或5个温区(Zone)，每个温区的加热电路相互独立，互不干扰，分别用于对反应腔12内的不同区域进行加热。如图2所示，图2为现有加热器11的不同温区的示意图。假设共分为A、B、C、D、E 5个温区；可以看出，虽然对于不同的温区来说，其不锈钢层和绝热层是连接在一起的，但是加热电路是完全独立的。按照从上到下的顺序，这5个温区分别用于加热反应腔12的上部、上中部、中部、中下部以及下部5个不同的区域。

另外，通常，每个温区均可设置一个温度控制器(未图示)，其厚度与加热器11的不锈钢层加绝热层的厚度基本相同，可从加热器11外壁伸入到内壁侧，用于检测每个温区的温度并反馈给控制系统，以便系统根据需要对每个温区的温度进行调整。

需要说明的是，图1所示仅为一种可能的炉管结构，在实际应用中，根据实际需要的不同，炉管中可能还会包括其它组成部分，由于与本实用新型所述方案无直接关系，故不再一一介绍。

上述加热器11在实际应用中会存在一定的问题，比如：一旦加热器11中的某一个温区的加热电路出现故障，由于各个温区是连接在一起的，所以整个加热器11都需要进行更换，也就是说，没有出故障的温区也要进行更换，这无疑导致了更换成本的增加。

另外，为了方便批量生产和节约成本，现有半导体制造工艺中，硅片的直径越来越大，相应地，炉管及加热器11也变得越来越大，越来越重；那么，当需要对加热器11进行更换时，拆卸起来会很不方便。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出一种加热器，能够节约成本且便于拆卸。

本实用新型同时提出一种炉管，能够节约成本且便于拆卸。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种加热器，位于炉管中的反应腔外；所述加热器包括N个彼此独立，互不连接的子加热器；所述N的取值与加热器中的温区数相同，每个子加热器为一个温区；按照每个温区对应的加热区域的不同，所述N个子加热器依次叠加在一起。

较佳地，所述每个子加热器按照从外到内的顺序依次包括：不锈钢层、绝热层和加热电路。

一种炉管，包括：加热器、反应腔、底盖以及晶舟；所述晶舟用于装载硅片，所述底盖与所述晶舟相连，带动所述晶舟进入或离开反应腔，并在当所述晶舟进入反应腔时，所述底盖与所述反应腔构成密闭结构；所述加热器位于所述反应腔外，用于对所述反应腔进行加热；

其中，所述加热器包括N个彼此独立，互不连接的子加热器；所述N的取值与加热器中的温区数相同，每个子加热器为一个温区；按照每个温区对应的加热区域的不同，所述N个子加热器依次叠加在一起。

较佳地，所述每个子加热器按照从外到内的顺序依次包括：不锈钢层、绝热层和加热电路。