专利名称：炉管隔热装置及利用该装置的炉管预防维护保养方法
技术领域：
本发明涉及炉管维护保养领域，特别是涉及一种炉管隔热装置及利用该装置的炉
管预防维护保养方法。
背景技术：
炉管系统广泛应用于半导体领域，为半导体器件的制造提供反应所需的空间环
境。图l便示出了常见的炉管机台的结构示意图。如图所示，该炉管机台包括加热器io，外 管11以及内管12，以将一定数量的晶圆W密封在反应室13内，以为晶圆W提供特定压力 和温度的反应环境。其中加热器10用于加热，以使反应室13内达到所需温度；外管11用 于反应室13密封，内管12用于与外管11隔离，其内具有晶圆支架14，用以承载晶圆W;支 架14下部对应设有升降机15，以调整支架14的高度；底座16用于承载外管ll，且其上安 装有多个进气歧管(Manifold) 17，反应所需的气体便通过进气歧管17注入反应室13内，从 而在一定压力和特定温度下，经过一段时间的反应在晶圆W表面生长出特定的薄膜。通常 进气歧管17相对于底座安装为垂直安装，且为了保证安装后的气密性，往往利用一些锁固 器件来将进气歧管17固定于底座16上，例如利用0型圈与固定螺栓来达到密封固定的安 装效果。 如此的垂直、且密封的安装要求，便为炉管机台的定期预防维护保养(PM)带来了 拆装上的不便，例如定期清理反应室13、更换进气歧管17等。其中部分较小范围内的预防 保养需要在高温环境下更换进气歧管17，在操作过程中，便需要将进气歧管17放入高温环 境或从高温环境中取出，因此需要耐热防护。 目前常见的耐热防护方式是手套，其中耐热效果比较好的是石棉手套。但其存在 以下缺点石棉手套太厚无法灵活操作，且石棉纤维容易脱落而粘在管壁(包括内管12、外 管11和底座16的侧壁)上或者粘在进气歧管17上而形成污染；此外，安装时需要两个人 协作方能完成。为了克服石棉手套的灵活性问题，可以利用羊皮手套来代替。然而羊皮手 套在高温环境下坚持不了太长时间，而且手套不易清洁；故有时在操作时将无尘布垫在手 套上再拿起进气歧管17 ;如此无尘布容易接触到管壁而被融化粘在管壁上形成污染。
另外，以上拆装进气歧管17的方式还容易出现以下不利状况
1.部分进气歧管17的长度较长(例如超过1000毫米)，在装入反应室13或从反 应室13内取出时，由于手只能捏住进气歧管17底部的转角处，无法实现稳定操作，而使进 气歧管17极易碰到管壁而产生不利颗粒。 2.进气歧管17安装完成后需要调整垂直度，然而进气歧管17可能已经与管壁接 触，所以调整时会产生摩擦而形成不利颗粒；另外，操作人员在观察上也存在感官差异及观 察难度，如此造成的垂直度安装差异会影响反应室13内的反应进程。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种炉管系统维护保养的隔热防护装置及使
4用方法，以避免现有手套防护方式所造成的污染。 为解决以上技术问题，本发明提供一种炉管隔热装置，于拆装炉管底座上的进气 歧管时，安装于炉管内，该隔热装置为向一侧凹陷的圆盘形，侧壁上具有一个或多个开口 ， 且所述开口的大小容所述进气歧管外圆转角处通过而使该转角处暴露于所述隔热装置的 凹陷空间内。 进一步的，所述开口的数量等于炉管底座上进气歧管安装孔的数量。
进一步的，所述隔热装置的盘口侧具有环形边缘。
进一步的，所述炉管隔热装置为一体成型。 进一步的，对应于所述每一个开口 ，该隔热装置上形成有导向滑道，且该导向滑道 从对应开口的一侧延伸至所述隔热装置的盘底。 进一步的，该隔热装置还包括夹持器，设置于所述隔热装置的盘底上且位于其凹 陷空间内，以夹持暴露于所述凹陷空间内的进气歧管。 进一步的，所述夹持器包括开闭把手与夹持端，且夹持端在开闭把手的作用下打 开与闭合，其中夹持端在闭合时形成圆柱形夹持口，以将部分所述进气歧管夹持在该夹持 口内。 进一步的，所述圆柱形夹持口的尺寸是根据所述进气歧管外圆转角尺寸设定。
进一步的，夹持端在闭合时还形成方形引导口，位于所述夹持口与所述开闭把手 之间，以引导所述进气歧管。 进一步的，所述方形引导口内表面具有光滑软材。
进一步的，所述开闭把手上设置有张力锁紧装置。 进一步的，所述夹持器以步进旋转的方式设置于所述隔热装置的凹陷空间内。
进一步的，所述夹持器与所述隔离装置盘底的连接处设置有旋转角度定位装置， 以控制夹持器的旋转步进角度。 进一步的，所述夹持器的旋转步进角度等于炉管底座上两进气歧管安装孔之间的 角度。 进一步的，该隔热装置由不导热材料制成。
进一步的，该隔热装置的材质为双层真空结构。 本发明另提供一种炉管预防维护保养方法，利用以上炉管隔热装置拆卸进气歧 管，包括如下步骤 将炉管隔热装置固定在炉管底座上，使得进气歧管的转角处暴露于隔热装置的凹
陷空间内，且凹陷空间面向炉管底端； 移动夹持器并使其夹住进气歧管； 松动进气歧管固定螺栓并取出密封0型圈； 向炉管隔热装置中心部位移动夹持器； 打开夹持器，使得进气歧管进入所述导向滑道； 取出进气歧管。 本发明还提供一种炉管预防维护保养方法，利用以上炉管隔热装置安装进气歧 管，其特征是，包括如下步骤 将炉管隔热装置固定在炉管底座上，使得隔热装置侧壁上的开口对应于进气歧管的安装孔，且凹陷空间面向炉管底端； 将进气歧管通过导向滑道装入炉管内； 利用夹持器夹住进气歧管； 将进气歧管装入炉管底座上的进气歧管安装孔并将其锁紧；
打开并向炉管隔热装置中心部位移动夹持器。 可见，于炉管预防保养时，将以上隔热装置安装于炉管内，便可以从炉管底座上的 进气歧管安装处将炉管反应室分为两部分，其中隔热装置凹陷空间以下的部分温度较低， 在隔热装置的作用下，凹陷空间以上部分的热不会传导到下部来，从而不需要使用手套等 耐热防护，便可以于凹陷空间以下的部分进行进气歧管的拆装操作，进而保证了各管壁的
清洁度。 进一步在隔热装置上设置夹持器，且配合导向滑道的设计，可以保证进气歧管安 装的垂直度并减少划伤以及由进气歧管与管壁摩擦所产生的不利颗粒；同时，夹持器的使 用简化了拆装操作，一个人便可以完成，减少了人力资源的浪费。
图1为常见的炉管机台的结构示意图； 图2为本发明一实施例所提供的炉管隔热装置的立体结构示意图； 图3为本发明一实施例所提供的炉管隔热装置安装于炉管内的部分示意图； 图4为图2中炉管隔热装置的俯视示意图； 图5为图2中炉管隔热装置的部分放大示意图； 图6为图2中炉管隔热装置的截面示意图； 图7为图6中旋转角度定位装置的放大示意图； 图8为本发明一实施例所提供的炉管预防维护保养方法的流程示意图； 图9为本发明另一实施例所提供的炉管预防维护保养方法的流程示意图。
具体实施例方式
为使本发明的技术特征更明显易懂，下面结合附图与实施例，对本发明做进一步 的描述。 请参考图2，其为本发明一实施例所提供的炉管隔热装置的立体结构示意图。图中 简单示出了炉管机台的底座16，其上具有进气歧管安装孔20，进气歧管17便通过此安装孔 20装入炉管内。而隔热装置100于拆装进气歧管时，安装于该底座16之上。如图，隔热装 置100为向一侧凹陷的圆盘形，侧壁101上具有一个或多个开102。通常，开口 102的大小 可以容进气歧管17外圆转角处通过而使该转角处暴露于隔热装置100的凹陷空间103内。
请合并参考图l，炉管内反应结束后，调低升降机15并将晶圆支架14取出，从而 开始对炉管机台的维护保养。当维护保养中需要更换进气歧管17时，将以上所述的隔热 装置100安装于底座16上，而进气歧管17便通过隔热装置100上的开口 102暴露于隔热 装置100的凹陷空间103内。于安装时，凹陷空间103面向炉管底部安装，将反应室13隔 离为两个部分，凹陷空间13以下的部分温度较低，在隔离装置100的作用下，凹陷空间13 以上部分的热不会传导到下部来，从而不需要使用手套等耐热防护，便可以于凹陷空间103以下的部分进行进气歧管17的拆装操作。如此，不会造成管壁污染，同时，由于无需使用具 有一定厚度的手套，从而保证了操作的灵活性。 通常，炉管上安装有多个进气歧管17，为了保证对每一个进气歧管的方便操作，隔 热装置100的开口 102的数量往往等于炉管底座16上进气歧管安装孔20的数量。另外， 为了方便安装，隔热装置100的盘口侧具有环形边缘104 ;通常该边缘104是对应于底座16 的端边缘160而设，这样便可以很好的为隔热装置100定位。 该隔热装置100可以利用模具浇注以一体成型的方式制作而成，其材质可以是不 导热材料，以保证其良好的隔热性能。此外，该隔热装置100也可以采用双层真空结构制 成；而采用双层真空结构时，仅将盘底106制作为双层真空结构，便可以满足隔热性能的要 求。 在背景技术中已经提及，部分进气歧管17的长度较长(例如超过1000毫米)，在 装入反应室13或从反应室13内取出时，由于手只能捏住进气歧管17底部的转角处，无法 实现稳定操作，而使进气歧管17极易碰到管壁而产生不利颗粒。为了克服以上缺陷，对进 气歧管17的插入与取出进行引导，对应于每一个开口 102，隔热装置100上形成有导向滑道 105，且该导向滑道105从对应开 102的一侧延伸至隔热装置100的盘底106。通常，其于盘底106的延伸长度不会 很长，否则会影响该隔热装置100的隔热性能。 请参考图3，其简单示出了安装有进气歧管17的炉管机台的情况。通常，进气歧管 17安装完成后需要调整垂直度，然而进气歧管17十分靠近内管壁，操作人员手动直接调整 极易使进气歧管17与内管12产生摩擦，而产生不利颗粒；另外，操作人员的感官差异也会 导致垂直度的调整误差。为此，在以上隔热装置100上安装夹持器110，以克服所述缺点， 提高垂直度调整的精确度。请合并参考图2，该夹持器110设置于隔热装置100的盘底106 上且位于其凹陷空间103内，以夹持暴露于凹陷空间103内的进气歧管17。
请参考图4与图5，其中图4为图2中炉管隔热装置100的俯视示意图；图5为图 2中夹持器的放大示意图。该夹持器IIO包括开闭把手111与夹持端112，且夹持端112在 开闭把手111的作用下打开与闭合，如图，夹持端112在闭合时形成圆柱形夹持口 1121，以 将部分进气歧管17夹持在该夹持口 1121内。该夹持口 1121的尺寸是根据进气歧管17外 圆转角尺寸设定。另外，夹持端112在闭合时还形成方形引导口 1123，位于夹持口 1121与 开闭把手111之间，以便引导进气歧管17 ;通常方形引导口 1123内表面具有光滑软材(例 如聚四氟光滑软材)，从而于引导出入进气歧管17时，防止其划伤。为了方便人员操作开 闭把手lll，其上往往设置有张力锁紧装置1111，以增加操作手感。此外，夹持器110的夹 持端112的前端还可以设置有安装深度调节螺栓，用以调整夹持器IIO相对于内管12的距 离。此外，夹持器110可以与导向滑道105配合使用，即其可通过导向滑道105进退，增加 其使用的灵活性。 考虑到以下问题即炉管机台往往具有多个进气歧管17，对应底座16上具有多个 进气歧管安装孔20，如何在安装好隔热装置IOO后精确的将夹持器IIO与进气歧管17所在 位置对准，且在完成对一个进气歧管17的拆装后，如何调整夹持器110的位置，以对其他进 气歧管17进行操作。请合并参考图2与图6，其中图6为图2中炉管隔热装置的截面示意 图。将夹持器110以步进旋转的方式设置于隔热装置100的凹陷空间103内，便可以解决以上问题。其中夹持器110与隔离装置100盘底的连接处设置有旋转角度定位装置120，以 控制夹持器110的旋转步进角度，该旋转步进角度等于炉管底座16上两进气歧管安装孔20 之间的角度。请合并参考图7，其示出了旋转角度定位装置120的截面放大示意图。夹持器 IIO通过旋转轴130设置于隔热装置100的凹陷空间103内，如此，便可以相对于隔热装置 100的盘底转动；而旋转角度定位装置120便在夹持器IIO旋转一定角度时，将其固定。该 旋转角度定位装置120包括轴套122、容置于轴套122边缘的滚珠121，以及与轴套122相 通的滚珠容槽124，滚珠容槽124内具有弹簧123。当完成一个进气歧管的拆装而需要转动 夹持器110到新的位置时，弹簧123将滚珠121从滚珠容槽124推出，夹持器110便可以无 障碍的旋转；当其旋转到下一个滚珠所在的位置时，下一个滚珠进入滚珠容槽124，重新实 现夹持器110的定位。可见，利用旋转角度定位装置120可以很好的将夹持器110定位于 进气歧管17所在的位置，简化了操作，提高了拆装效率。
以上装置在炉管预防维护保养中的使用过程如下 请参考图8，其为本发明一实施例所提供的炉管预防维护保养方法的流程示意图。 拆卸进气歧管的过程包括如下步骤 Sl :将炉管隔热装置100固定在炉管底座16上，使得进气歧管17的转角处暴露于
隔热装置100的凹陷空间103内，且凹陷空间103面向炉管底端； S2 :移动夹持器110并使其夹住进气歧管17 ; S3 :松动进气歧管17固定螺栓并取出密封0型圈； S4 :后退夹持器110，即向炉管隔热装置中心部位移动夹持器110 ; S5 :打开夹持器IIO，使得进气歧管17进入导向滑道105 ; S6 :取出进气歧管17。 完成以上拆卸后，需安装进气歧管，此时，炉管隔热装置固定在炉管底座上，且隔 热装置侧壁上的开口对应于进气歧管的安装孔，凹陷空间面向炉管底端。具体请参考图9， 其为本发明另一实施例所提供的炉管预防维护保养方法的流程示意图。其过程包括如下步 骤 S10 :将进气歧管17通过导向滑道105装入炉管内；
S20 :利用夹持器110夹住进气歧管17 ; S30 :将进气歧管装入炉管底座16上的进气歧管安装孔20并将其锁紧； S40 :打开并后退夹持器110，即打开夹持器110后，向炉管隔热装置中心部位移动
夹持器110。
在以上炉管预防维护保养的过程中，由于隔热装置100的引入而具有以下优点
1.无需使用手套等耐热保护，能够保证各管壁的清洁度； 2.夹持器配合导向滑道的设计，可以直接保证进气歧管安装的垂直度，无需调整 可防止划伤； 3.夹持器的设计，可以调节保证进气歧管与内管壁之间的间隙，进一步防止划伤。
以上仅为举例，并非用以限定本发明，本发明的保护范围应当以权利要求书所涵 盖的范围为准。
权利要求
一种炉管隔热装置，于拆装炉管底座上的进气歧管时，安装于炉管内，其特征是，该隔热装置为向一侧凹陷的圆盘形，侧壁上具有一个或多个开口，其中所述开口的大小容所述进气歧管外圆转角处通过而使该转角处暴露于所述隔热装置的凹陷空间内。
2. 根据权利要求1所述的炉管隔热装置，其特征是，其中所述开口的数量等于炉管底 座上进气歧管安装孔的数量。
3. 根据权利要求1所述的炉管隔热装置，其特征是，其中所述隔热装置的盘口侧具有 环形边缘。
4. 根据权利要求3所述的炉管隔热装置，其特征是，其中所述隔热装置为一体成型。
5. 根据权利要求1所述的炉管隔热装置，其特征是，其中对应于所述每一个开口，该隔 热装置上形成有导向滑道，且该导向滑道从对应开口的一侧延伸至所述隔热装置的盘底。
6. 根据权利要求1所述的炉管隔热装置，其特征是，该隔热装置还包括 夹持器，设置于所述隔热装置的盘底上且位于其凹陷空间内，以夹持暴露于所述凹陷空间内的进气歧管。
7. 根据权利要求6所述的炉管隔热装置，其特征是，其中所述夹持器包括 开闭把手与夹持端，且夹持端在开闭把手的作用下打开与闭合，其中夹持端在闭合时形成圆柱形夹持口 ，以将部分所述进气歧管夹持在该夹持口内。
8. 根据权利要求7所述的炉管隔热装置，其特征是，其中所述圆柱形夹持口的尺寸是 根据所述进气歧管外圆转角尺寸设定。
9. 根据权利要求7所述的炉管隔热装置，其特征是，其中夹持端在闭合时还形成方形 引导口 ，位于所述夹持口与所述开闭把手之间，以引导所述进气歧管。
10. 根据权利要求9所述的炉管隔热装置，其特征是，其中所述方形引导口内表面具有 光滑软材。
11. 根据权利要求7所述的炉管隔热装置，其特征是，其中所述开闭把手上设置有张力 锁紧装置。
12. 根据权利要求6所述的炉管隔热装置，其特征是，其中所述夹持器以步进旋转的方 式设置于所述隔热装置的凹陷空间内。
13. 根据权利要求12所述的炉管隔热装置，其特征是，其中所述夹持器与所述隔离装 置盘底的连接处设置有旋转角度定位装置，以控制夹持器的旋转步进角度。
14. 根据权利要求13所述的炉管隔热装置，其特征是，其中所述夹持器的旋转步进角 度等于炉管底座上两进气歧管安装孔之间的角度。
15. 根据权利要求1所述的炉管隔热装置，其特征是，其中该隔热装置由不导热材料制成。
16. 根据权利要求1所述的炉管隔热装置，其特征是，其中该隔热装置的材质为双层真 空结构。
17. —种炉管预防维护保养方法，利用权利要求1至17中任一项所述的炉管隔热装置 拆卸进气歧管，其特征是，包括如下步骤将炉管隔热装置固定在炉管底座上，使得进气歧管的转角处暴露于隔热装置的凹陷空 间内，且凹陷空间面向炉管底端；移动夹持器并使其夹住进气歧管；松动进气歧管固定螺栓并取出密封O型圈； 向炉管隔热装置中心部位移动夹持器； 打开夹持器，使得进气歧管进入所述导向滑道； 取出进气歧管。
18. —种炉管预防维护保养方法，利用权利要求1至17中任一项所述的炉管隔热装置 安装进气歧管，其特征是，包括如下步骤将炉管隔热装置固定在炉管底座上，使得隔热装置侧壁上的开口对应于进气歧管的安 装孔，且凹陷空间面向炉管底端；将进气歧管通过导向滑道装入炉管内；利用夹持器夹住进气歧管；将进气歧管装入炉管底座上的进气歧管安装孔并将其锁紧； 打开并向炉管隔热装置中心部位移动夹持器。
全文摘要
本发明揭露了一种炉管隔热装置及利用该装置的炉管预防维护保养方法。该炉管隔热装置，于拆装炉管底座上的进气歧管时，安装于炉管内，该隔热装置为向一侧凹陷的圆盘形，侧壁上具有一个或多个开口。于炉管预防保养时，将以上隔热装置安装于炉管内，便可以从炉管底座上的进气歧管安装处将炉管反应室分为两部分，其中隔热装置凹陷空间以下的部分温度较低，在隔热装置的作用下，凹陷空间以上部分的热不会传导到下部来，从而不需要使用手套等耐热防护，便可以于凹陷空间以下的部分进行进气歧管的拆装操作，进而保证了各管壁的清洁度。
文档编号F27B17/00GK101738088SQ20081020307
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月20日 优先权日2008年11月20日
发明者周江, 徐国利, 李瑞秋, 王刚, 高文良 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司