Brevet FR2653215A1 — publié le 19910419

La présente concerne un dispositif de chauffe d'un corps plat, en particulier d'une plaquette de semi-conducteur. Lors de certains traitements que l'on fait subir aux plaquettes de semi-conducteurs en particulier en forme de disques, on chauffe ces dernières. Pour celà, on dispose en vis-à-vis des deux faces de la plaquette des faisceaux de lampes de chauffe cylindriques qui sont disposées parallèlements à ces faces. On s'est cependant aperçu qu'une telle disposition engendre une inhomogénéité de la température de la plaquette notamment entre sa partie centrale et sa périphérie. Pour tenter d'éviter ce problème, on a proposé de placer autour et à distance de la plaquette un anneau de garde qui constitue un miroir améliorant la chauffe du bord de la plaquette. Malgré tout, cette disposition ne convient pas pour les systèmes à chargement automatique des plaquettes et l'anneau de garde engendre des perturbations dans l'écoulement des gaz. On a par ailleurs proposé de disposer les deux faisceaux de lampes de chauffe précités de telle sorte que leurs lampes soient croisés à 900. Il a été remarqué que cette disposition ne permet pas de chauffer efficacement le bord de la plaquette traitée. En outre, les lampes de chauffe cylindriques généra- lement utilisées présentent une partie centrale chauffant de manière homogène. Mais, plus on se rapproche de leurs extrémités, moins elles chauffent. On est donc contraint d'utiliser des lampes de chauffe cylindriques débordant largement de part et d'autre de la plaquette. Celà conduit à des fours de grandes dimensions par rapport à la dimension de la plaquette traitée. La présente invention a pour but de remédier aux incon vénients précités et propose un dispositif de chauffe d'un corps plat qui permet d'obtenir une bonne homogénéité de la température de ce corps plat jusqu a son bord périphérique. Selon l'invention, le dispositif de chauffe d'un corps plat, en particulier d'une plaquette de semi-conducteur sensiblement en forme de disque, comprend au moins un faisceau de lampes cylindriques de chauffe disposées parallèlement, qui s'étend en visà-vis de l'une des faces du corps plat et parallèlement à ce dernier, et comprend en outre au moins une lampe cylindrique de chauffe additionnelle qui est disposée au-delà du bord du corps plat et parallèlement à ce dernier et qui est décalée par rapport audit faisceau du côté du corps plat. Dans une variante, ladite lampe de chauffe additionnelle est disposée perpendiculairement aux lampes constituant ledit faisceau. Dans une autre variante, ladite lampe de chauffe additionnelle est disposée parallèlement aux lampes constituant ledit faisceau. Dans une disposition particulière, le dispositif de chauffe comprend deux lampes de chauffe additionnelles disposées symétriquement par rapport au plan du corps plat. Dans une autre disposition, il peut comprendre deux lampes de chauffe additionnelles disposées symétriquement par rapport au plan médian du corps plat. Le dispositif de chauffe selon l'invention peut avantageusement comprendre deux faisceaux de lampes de chauffe qui s'étendent respectivement au moins en vis-à-vis des deux faces du corps plat et auxquels sont associées des lampes de chauffe additionnelles disposées symétriquement par rapport au corps plat. Le dispositif de chauffe selon l'invention peut comprendre deux paires de lampes de chauffe additionnelles disposées symétriquement par rapport au plan médian du corps plat, les lampes de chaque paire de lampes de chauffe additionnelles étant disposées symétriquement par rapport au plan du corps plat. La présente invention a également pour objet un réacteur ou four pour le traitement de plaquettes de semi-conducteur équipé d'un dispositif de chauffe précité. Ce réacteur ou four peut avantageusement comprendre une enceinte en quartz délimitant une chambre de réaction dans laquelle la plaquette est disposée et une enveloppe extérieure entourant à distance l'enceinte, les lampes de chauffe constituant le dispositif de chauffe précité étant disposées dans l'espace séparant l'enceinte et l'enveloppe précitées. De préférence, les lampes de chauffe précitées sont des lampes à filament de tungstène. La présente invention sera mieux comprise à l'étude d'un réacteur ou four pour le traitement d'un corps plat, notamment d'une plaquette de semi-conducteur en forme de disque, décrit à titre d'exemple non limitatif et illustré schématiquement par le dessin sur lequel - la figure 1 montre une coupe médiane en élévation d'un four équipé d'un dispositif de chauffe selon la présente invention - et la figure 2 représente une coupe selon II-II du four représenté sur la figure 1. Comme on peut le voir sur la figure 1, le four repéré d'une manière générale par la référence 1 comprend une enceinte en quartz 2 délimitant une chambre de réaction 3 de forme parallélipipédique dans laquelle est disposée, dans sa partie centrale, une plaquette de semi-conducteurs 4 disposée horizontalement. Autour et à distance de l'enceinte en quartz 2, le four 1 présente une enveloppe extérieure 5 constituant un réflecteur refroidit en général par circulation d'eau. L'enveloppe extérieure 5 délimite avec l'enceinte en quartz, tout autour de cette dernière, un espace 6. Dans l'espace 6, est disposé un dispositif de chauffe repéré d'une manière générale par la référence 7. Ce dispositif de chauffe 7 comprend un faisceau horizontal supérieur 8 et un faisceau horizontal inférieur 9 qui sont respectivement composés de neuf lampes de chauffe 8a et 9a.Les lampes de chauffe cylindriques 8a et 9a des faisceaux 8 et 9 sont disposées parallèlement et leurs axes sont respectivement dans le même plan parallèle aux faces de la plaquette 4. Dans l'exemple, les faisceaux 8 et 9 présentent cinq lampes centrales régulièrement espacées et de part et d'autre de ces dernières, respectivement deux lampes légèrement plus espacées, les deux lampes opposées d'extrémité de chacun des faisceaux étant situées au-delà de la plaquette 4. Comme on peut le voir sur les figures, les parties d'extrémité des lampes 8a et 9a s'étendent au-travers des deux parois verticales opposées Sa et 5b de l'enveloppe 5 et présentent, à l'extérieur, des connexions électriques 8b, 8c et 9b, 9c. Le dispositif de chauffe 7 présente en outre deux paires de lampes de chauffe cylindriques additionnelles 10a, 10b et lla, llb qui sont respectivement disposées de part et d'autre et à distance des faisceaux 8 et 9 et qui s'étendent parallèlement aux lampes de chauffe cylindriques 8a et 8b les constituant. Les paires de lampes 10a, 10b et lla, llb sont respectivement décalées vers la plaquette 4 par rapport au plan des faisceaux 8 et 9, les lampes 10a, lla et 10b, llb étant disposées symétriquement par rapport au plan de la plaquette 4. Comme les lampes 8a et 8b, les lampes 10a, 10b, lla et llb présentent des extrémités qui s'étendent au-travers des parois Sa et 5b de l'enveloppe extérieure 5 et qui sont munies de connexions électriques à l'intérieur de cette enveloppe. Le dispositif de chauffe 7 comprend également deux paires de lampes de chauffe cylindriques additionnelles 12a, 12b et 13a, 13b qui sont respectivement associées aux faisceaux 8 et 9. Ces paires de lampes de chauffe additionnelles 12a et 12b s'étendent horizontalement, respectivement en-dessous et en-dessus des faisceaux 8 et 9 et transversalement ou perpendiculairement aux lampes 8a et 8a constituant ces faisceaux. Elles sont donc situées du côté de la plaquette 4 par rapport aux faisceaux 8 et 9. Les lampes de chauffe 12a et 13a et les lampes de chauffe 12b et 13b sont respectivement disposées symétriquement par rapport au plan médian de la plaquette 4, qui s'étend perpendiculairement aux lampes 8a et 8b constituant les faisceaux 8 et 9, et les lampes de chauffe 12a et 12b et les lampes de chauffe 13a et 13b sont respectivement disposées symétriquement par rapport au plan de la plaquette 4. Comme les lampes de chauffe additionnelles 12a, 12b, 13a, et 13b se trouvent à l'extérieur de l'enceinte 2, elles sont donc disposées au-delà du bord de la plaquette 4. Comme on le voit sur la figure 2, les parties d'extrémité des lampes de chauffe additionnelles 12a et 12b s'étendent au travers des deux parois verticales opposées 5c et 5d de l'enveloppe extérieure 5 et présentent des connexions électriques 14 à l'extérieur de cette enveloppe. Les lampes de chauffe additionnelle 13a et 13b sont montées de la même manière. Grâce à la disposition des lampes du dispositif de chauffe 7 décrit ci-dessus, et notamment aux lampes transversales additionnelles 12a, 12b, 13a et 13b qui sont disposées au-delà des parties centrales plus chauffantes des lampes 8a et 9a des faisceaux 8 et 9, on réduit considérablement l'écart de température entre la partie centrale de la plaquette 4 et son bord. Dans un exemple, le rapport entre d'une part les lampes additionnelles ci-dessus et d'autre part les lampes consituant les faisceaux 8 et 9 et les lampes additionnelles 10a, 10b, lla, et llb peut être d'environ 1,5. Dans une application particulière, le dispositif de chauffe 7 décrit ci-dessus peut etre monté dans un four 1 de recuit rapide de plaquettes 4 de semi-conducteur, les lampes de chauffe précitées étant des lampes à filament de tungstène constituant une source de rayons infra-rouges. REVENDICATIONS 1. Dispositif de chauffe (7) d'un corps plat (4), en particulier d'une plaquette de semi-conducteur sensiblement en forme de disque, comprenant au moins un faisceau (8) de lampes cylindriques (8a) de chauffe disposées parallèlement, qui s'étend en vis-à-vis de l'une des faces du corps plat (4) et parallèlement à cette face, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre au moins une lampe cylindrique de chauffe additionnelle (12a) qui est disposée au-delà du bord du corps plat et parallèlement à sa surface et qui est décalée par rappor audit faisceau (8) du côté du corps plat. 2. Dispositif de chauffe selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite lampe de chauffe additionnelle (12a) est disposée perpendiculairement aux lampes constituant ledit faisceau. 3. Dispositif de chauffe selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que ladite lampe de chauffe additionnelle (10a) est disposée parallèlement aux lampes constituant ledit faisceau (8). 4. Dispositif de chauffe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que deux lampes additionnelles (12a, 13a) disposées symétriquement par rapport au plan du corps plat (4). 5. Dispositif de chauffe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend deux lampes de chauffe additionnelles (12a, 12b) disposées symétriquement par rapport au plan médian du corps plat (4). 6. Dispositif de chauffe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend deux faisceaux (8, 9) de lampes de chauffe qui s'étendent respectivement au moins en vis-à-vis des deux faces du corps plat (4) et auxquels sont associées des lampes de chauffe additionnelles (12a, 13a) disposées symétriquement par rapport au corps plat. 7. Dispositif de chauffe selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il comprend deux paires de lampes de chauffe additionnelles (12a, 12b) disposées symétriquement par rapport au plan médian du corps plat, les lampes (12a, 13a) de chaque paire de lampes de chauffe additionnelles étant disposées symétriquement par rapport au plan du corps plat. 8. Dispositif de chauffe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les lampes de chauffe précitées sont des lampes à filament de tungstène. 9. Réacteur ou four (1) pour le traitement de plaquettes (4) de semi-conducteur, caractérisé par le fait qu'il est équipé d'un dispositif de chauffe (7) selon l'une quelconque des revendications précédentes. 10. Réacteur ou four selon la revendication 9, caractérisé par le fait qu'il comprend une enceinte (2) en quartz délimitant une chambre de réaction (3) dans laquelle la plaquette (4) est disposée et une enveloppe extérieure (5) entourant à distance l'enceinte, les lampes de chauffe constituant le dispositif de chauffe précité (7) étant disposées dans l'espace (6) séparant l'enceinte (2) et l'enveloppe (5) précitées.