CN103779258B - 一种半导体热处理设备的加热装置、维修件及维修方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种半导体热处理设备的加热装置、维修件及维修方法，该装置包括炉体保温层、加热丝以及将加热丝固定在保温层上的支撑绝缘件，还包括辅助维修绝缘件。辅助维修绝缘件架设在需特殊加固绝缘的两段相邻加热丝之间，其形状为小写的”h”形，包括支撑连接部和从支撑连接部垂直延伸出去的第一、第二和第三凸缘，第一和第二凸缘共面且沿支撑连接部相反方向延伸，第三凸缘与第一和第二凸缘平行，且与第二个凸缘方向相同，第二凸缘与第三凸缘之间的支撑连接部用于隔开相邻的所述变形加热丝和正常加热丝之间。因此，本发明能在加热丝变形需要维修和绝缘件有破损脱落的时候，将辅助维修绝缘件安装在有问题的加热丝处，确保加热丝可以继续安全使用。

Description

一种半导体热处理设备的加热装置、维修件及维修方法
技术领域
本发明涉及集成电路制造技术领域，更具体地说，涉及一种用于热处理设备的加热丝部件的维修安装固定结构和维修安装固定方法。
背景技术
在半导体热处理设备中，例如，立式扩散/氧化炉，是集成电路生产线前工序的重要工艺设备半导体之一。请参阅图1,图1所示为现有技术中立式热处理设备的局部结构示意图。如图所示，在半导体工艺热处理设备中，热处理装置主要包括设置在外侧的炉体外壳1、炉体保温层2、炉体内的反应腔室4(tube)、晶舟(boat)+晶圆(wafer)6以及保温筒5。加热元件3安装在保温层2的内表面上，给反应腔室4内的晶圆6加热，以进行硅片工艺中的扩散、退火、合金、氧化、薄膜生长等工艺。
请参阅图2和图3，图2为图1中所示立式热处理设备中包括加热丝在内的炉体局部安装结构示意图，图3为图2中所示立式热处理设备中包括加热丝在内的炉体局部的剖面示图。如图所示，作为发热体的加热元件3通常包括加热丝31和将加热丝31固定在保温层2上的绝缘件32组成。最常用的安装形式为，加热丝31绕成螺旋状，贴着炉体外壳1的保温层2内壁面安装，支撑绝缘件32嵌入保温层2，并按一定的间距，将加热丝31安装在保温层2的内表面上。
在上下相邻两圈加热丝31之间的间距，通常由固定在保温层2上的绝缘件32来维持保证，这样的绝缘件32将加热丝31按一定的间距上下分隔开。为了避免加热丝31在反复使用后因为变形或长时间高温下软化与相邻的加热丝31接触，在保温层2的圆周上设置有若干列绝缘件32。理论上绝缘件32列数越多，对于加热丝31越安全，但不利的影响是过多的绝缘件32会增加发热的能耗，提高炉体的成本。
请参阅图4,图4为图2中所示立式热处理设备中加热丝经使用出现了变形的结构示意图。这种情况下的变形，通常是在热处理装置使用了一段时期之后，加热丝31在工艺温度和待机温度之间反复工作之后出现的变形，这是一种不可逆的变形。如果不及时采取措施，任其发展下去，有可能会使得相邻的两段加热丝31接触短路。
另外，由于上述绝缘件32的材料大多为陶瓷等，在烧制工艺上的缺陷等原因，在使用过程中，会出现破碎脱落的情况，这时就会给此处的加热丝31带来不安全的隐患。请参阅图5，图5为图2中所示立式热处理设备中加热丝的支撑绝缘件32破损情况下的结构示意图。如图所示，破损后的绝缘件32脱落后，此处的加热丝31会出现悬空并失去支撑，很容易与相邻的加热丝31接触短连。因此，如何能维护消除上述两种不安全的隐患，成为目前业界急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种半导体热处理设备的加热装置，其主要包括了一种辅助维修绝缘件。在加热丝变形需要维修的时候，将辅助维修绝缘件安装在有问题的加热丝处，当支撑加热丝的绝缘件有破损脱落的，可将辅助维修绝缘件安装在破损的绝缘件附近，确保加热丝的安全性。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种半导体热处理设备的加热装置，其包括炉体保温层、加热丝以及将所述加热丝固定在所述保温层上的支撑绝缘件，其中,所述加热丝绕成螺旋状，贴着所述炉体保温层的内壁面安装，所述支撑绝缘件嵌入所述保温层，并按一定的间距，将所述加热丝安装在所述保温层的内表面上，其还包括辅助维修绝缘件。辅助维修绝缘件架设在需加固绝缘的两段相邻加热丝之间，其形状为小写的”h”形，包括支撑连接部和从支撑连接部垂直延伸出去的第一、第二和第三凸缘，第一和第二凸缘共面且沿所述支撑连接部相反方向延伸，第三凸缘与第一和第二凸缘平行，且与第二个凸缘方向相同，第二凸缘与第三凸缘之间的支撑连接部用于隔开相邻的所述变形加热丝和正常加热丝。
作为可选择的技术方案，所述第一和第二凸缘分别放置于两段相邻加热丝与保温层之间，所述支撑连接部位于变形加热丝和变形方向相邻加热丝之间，所述第三凸缘放置在加热丝远离保温层的一面。
作为可选择的技术方案，所述第三凸缘和第二凸缘安装后，其延伸方向与重力方向相同。
作为可选择的技术方案，所述第一个凸缘延伸的距离大于所述第二个凸缘延伸的距离。
作为可选择的技术方案，所述第三凸缘延伸的距离大于所述第一个凸缘延伸的距离。
作为可选择的技术方案，所述第一、第二、第三凸缘与支撑连接部由陶瓷制成。
作为可选择的技术方案，所述第一、第二、第三凸缘与支撑连接部一体成型制作。
作为可选择的技术方案，所述第一、第二、第三凸缘的端点具有圆角或倒角特征。
为实现上述目的，本发明还提供另一种技术方案如下：
一种半导体热处理设备的加热装置的维修方法，在已经出现变形的加热丝和与变形方向相邻的加热丝之间，安装上述辅助维修绝缘件，其包括如下安装步骤：将所述第一和第二凸缘分别放置于两段相邻加热丝与保温层之间，所述支撑连接部位于变形加热丝和变形方向相邻加热丝之间，所述第三凸缘放置在加热丝远离保温层的一面。优选地，所述第三凸缘和第二凸缘安装后，其延伸方向与重力方向相同。
为实现上述目的，本发明还提供又一种技术方案如下：
一种半导体热处理设备的加热装置的维修方法，在修补支撑绝缘件有破损脱落情况下，安装上述辅助维修绝缘件包括如下安装步骤：将第一和第二凸缘分别放置于两段需加固绝缘的相邻加热丝与保温层之间，支撑连接部位于有破损脱落支撑绝缘件处的两段相邻加热丝之间，第三凸缘放置在加热丝远离保温层的一面。较佳地，第三凸缘和第二凸缘安装后，其延伸方向与重力方向相同。
为实现上述目的，本发明还再提供了一种技术方案如下：
一种辅助维修绝缘件，用于半导体热处理设备的加热装置，其架设在需加固绝缘的两段相邻加热丝之间，形状为小写的”h”形，包括支撑连接部和从支撑连接部垂直延伸出去的第一、第二和第三凸缘，第一和第二凸缘共面且沿所述支撑连接部相反方向延伸，第三凸缘与第一和第二凸缘平行，且与第二个凸缘方向相同，第二凸缘与第三凸缘之间的支撑连接部用于隔开相邻的所述变形加热丝和正常加热丝之间。
从上述技术方案可以看出，本发明提供的装置能防止相邻两段加热丝接触，在需要修补的两相邻加热丝之间，设置一个修补绝缘部件，将两段加热丝有效的绝缘开，避免加热丝在长时间使用后的变形或高温下软化与相邻加热丝接触短连。同时，对修补绝缘部件的结构也做了特别的设计，能够保证在绝缘子安装到两段相邻的加热丝之间后，不会自行脱落下来。
附图说明
图1所示为现有技术中立式热处理设备的局部结构示意图
图2为图1中所示立式热处理设备中包括加热丝在内的炉体局部剖面图
图3为图2中所示立式热处理设备中包括加热丝在内的炉体局部,沿A-A箭头方向的剖面图
图4为图2中所示立式热处理设备中加热丝经使用出现了变形的示意图
图5为图2中所示立式热处理设备中加热丝的支撑绝缘件破损情况下的结构示意图
图6所示为本发明加热丝辅助维修绝缘件的结构示意图
图7所示为本发明实施例中将辅助维修绝缘件在修补加热丝变形情况下，包括加热丝在内的炉体局部剖面结构示意图
图8为图7中所示本发明实施例中将辅助维修绝缘件在修补加热丝变形情况下，沿B-B箭头方向剖面的结构示意图
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
需要说明的是,请结合图1参阅图6，本发明的一种半导体热处理设备的加热装置，包括除图1中炉体保温层2、加热丝31以及将加热丝固定在保温层2上的支撑绝缘件32外，还包括辅助维修绝缘件33。
在本实施例中，如图所示，加热丝31绕成螺旋状，贴着炉体保温层2的内壁面安装，支撑绝缘件32嵌入在保温层2中，并按一定的间距，将加热丝31安装在保温层2的内表面上。当半导体热处理设备的加热装置工作一段时间后，加热丝31有可能出现下述两种情况，一种是在一些局部地方,会出现变形的加热丝的情况，另一种是在一些局部地方,会出现加热丝支撑绝缘件破损脱落的情况。
上述两种情况,均可以通过安装使用本发明的辅助维修绝缘件33,其架设在需特殊加固绝缘的两段相邻加热丝31之间。例如，在一段加热丝31向下变形需要维修的时候，将辅助维修绝缘件33安装在有问题的加热丝31和其向下相邻的另一段加热丝31之间，以防有问题的加热丝31和其向下相邻的另一段加热丝31间因相距太近而短路。同理，如果有问题的加热丝31段是向上变形的,当然,这种情况较少,那么,可以将辅助维修绝缘件33安装在有问题的加热丝31和其向上相邻的另一段加热丝31之间。
当支撑加热丝31的绝缘件32有破损脱落的，也同样可将辅助维修绝缘件33安装在破损的支撑绝缘件32附近。即安装在位于该破损的支撑绝缘件32部位的两段相邻加热丝31之间。需要说明的是，本实施例中的一段加热丝31，可以理解为一整个加热丝的一段，也可以理解为一个加热丝，在此不做限制。而且，由于辅助维修绝缘件33的特殊结构，能够在安装到两段相邻的加热丝31之间后，其本身还不会自行脱落下来。
再请参阅图6，图6所示为本发明加热丝辅助维修绝缘件的结构示意图。如图所示，辅助维修绝缘件33形状非常像小写的”h”形。在本实施例中，辅助维修绝缘件33包括支撑连接部334和从支撑连接部334垂直延伸出去的第一凸缘331、第二凸缘332和第三凸缘333，第一凸缘331和第二凸缘332共面且沿支撑连接部334相反方向延伸，第三凸缘333与第一凸缘331和第二凸缘332平行，且与第二个凸缘332方向相同，第二凸缘332与第三凸缘333之间的支撑连接部334用于隔开一段变形加热丝31和一段相邻的正常加热丝31之间。
请参阅图7，图7所示为本发明实施例中将辅助维修绝缘件在修补加热丝31变形情况下，包括加热丝31在内的炉体局部剖面结构示意图。在本实施例中，如图所示，第一凸缘331和第二凸缘332分别放置于两段相邻加热丝与保温层之间，支撑连接334部位于变形加热丝31和变形方向相邻加热丝31之间，第三凸缘333放置在加热丝远离保温层2的一侧。在本实施例中,变形加热丝31是向下变形,那么,支撑连接334部位于变形加热丝31和其下面相邻加热丝31之间。
在本实施例中，请参阅8，图8是图7中所示的本发明实施例中将辅助维修绝缘件在加热丝变形情况下，包括加热丝31在内的炉体局部沿B-B箭头方向剖面的结构示意图。如图所示，第三凸缘333和第二凸缘332是平行安装,他们的延伸方向与重力方向相同。
为了安装方便起见,第一凸缘331向上延伸的距离可以设计成大于第二凸缘332向下延伸的距离。并且,第三凸缘333向下延伸的距离大于第一个凸缘331向上延伸的距离。
较佳地,与正常使用的支撑绝缘件相同,第一凸缘331、第二凸缘332、第三凸333与支撑连接部334由耐高温材料制成,例如,由陶瓷材料制成。从图8看出,第一凸缘331、第二凸缘332、第三凸333与支撑连接部334可以一体成型制作。并且,第一凸缘331、第二凸缘332和第三凸333的端点具有圆角或倒角特征。
本发明的半导体热处理设备的加热装置的维修方法可以在两种情况下使用，一种是在加热丝已经出现变形的情况下安装辅助维修绝缘件，另一种是在出现加热丝支撑绝缘件破损脱落的一边或两侧安装辅助维修绝缘件。他们的安装基本相同。
在修补已经出现变形的加热丝情况下，安装辅助维修绝缘件包括如下安装步骤：将第一和第二凸缘分别放置于两段相邻加热丝与保温层之间，支撑连接部位于变形加热丝和变形方向相邻加热丝之间，第三凸缘放置在加热丝远离保温层的一面。较佳地，第三凸缘和第二凸缘安装后，其延伸方向与重力方向相同。
同样,在修补支撑绝缘件有破损脱落情况下，安装辅助维修绝缘件包括如下安装步骤：将第一和第二凸缘分别放置于两段相邻加热丝与保温层之间，支撑连接部位于有破损脱落支撑绝缘件处的两段相邻加热丝之间，第三凸缘放置在加热丝远离保温层的一面。较佳地，第三凸缘和第二凸缘安装后，其延伸方向与重力方向相同。
以上所述的仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (13)

1.一种半导体热处理设备的加热装置，其包括炉体保温层、加热丝以及将所述加热丝固定在所述保温层上的支撑绝缘件，其中,所述加热丝绕成螺旋状，贴着所述炉体保温层的内壁面安装，所述支撑绝缘件嵌入所述保温层，并按一定的间距，将所述加热丝安装在所述保温层的内表面上，其特征在于，还包括：
辅助维修绝缘件，其架设在需加固绝缘的两段相邻加热丝之间，形状为小写的”h”形，包括支撑连接部和从支撑连接部垂直延伸出去的第一、第二和第三凸缘，第一和第二凸缘共面且沿所述支撑连接部相反方向延伸，第三凸缘与第一和第二凸缘平行，且与第二个凸缘方向相同，第二凸缘与第三凸缘之间的支撑连接部用于隔开相邻的变形加热丝和正常加热丝之间。
2.如权利要求1所述的半导体热处理设备的加热装置，其特征在于，所述第一和第二凸缘分别放置于两段相邻加热丝与保温层之间，所述支撑连接部位于变形加热丝和其变形方向相邻加热丝之间，所述第三凸缘放置在加热丝远离保温层的一侧。
3.如权利要求2所述的半导体热处理设备的加热装置，其特征在于，所述第三凸缘和第二凸缘安装后，其延伸方向与重力方向相同。
4.如权利要求1所述的半导体热处理设备的加热装置，其特征在于，所述第一凸缘延伸的距离大于所述第二凸缘延伸的距离。
5.如权利要求1所述的半导体热处理设备的加热装置，其特征在于，所述第三凸缘延伸的距离大于所述第一凸缘延伸的距离。
6.如权利要求1所述的半导体热处理设备的加热装置，其特征在于，所述第一、第二、第三凸缘与支撑连接部由陶瓷制成。
7.如权利要求1所述的半导体热处理设备的加热装置，其特征在于，所述第一、第二、第三凸缘与支撑连接部一体成型制作。
8.如权利要求1-7任意所述的半导体热处理设备的加热装置，其特征在于，所述第一、第二、第三凸缘的端点具有圆角或倒角特征。
9.一种半导体热处理设备的加热装置的维修方法，其特征在于，在已经出现变形的加热丝和与其变形方向相邻的加热丝之间，安装权利要求1中所述辅助维修绝缘件，其包括如下安装步骤：
将所述第一和第二凸缘分别放置于两段相邻加热丝与保温层之间，所述支撑连接部位于变形加热丝和与其变形方向相邻的加热丝之间，所述第三凸缘放置在加热丝远离保温层的一面。
10.如权利要求9所述的加热装置的维修方法，其特征在于，所述第三凸缘和第二凸缘安装后，其延伸方向与重力方向相同。
11.一种半导体热处理设备的加热装置的维修方法，其特征在于，在已经出现支撑绝缘件有破损脱落的相邻两段加热丝之间，安装权利要求1中所述辅助维修绝缘件，其包括如下安装步骤：
将所述第一和第二凸缘分别放置于需加固绝缘的两段相邻加热丝与保温层之间，支撑连接部位于有破损脱落支撑绝缘件处的两段相邻加热丝之间，所述第三凸缘放置在加热丝远离保温层的一面。
12.如权利要求11所述的加热装置的维修方法，其特征在于，所述第三凸缘和第二凸缘安装后，其延伸方向与重力方向相同。
13.一种辅助维修绝缘件，用于半导体热处理设备的加热装置，其架设在需加固绝缘的两段相邻加热丝之间，形状为小写的”h”形，包括支撑连接部和从支撑连接部垂直延伸出去的第一、第二和第三凸缘，第一和第二凸缘共面且沿所述支撑连接部相反方向延伸，第三凸缘与第一和第二凸缘平行，且与第二个凸缘方向相同，第二凸缘与第三凸缘之间的支撑连接部用于隔开相邻的变形加热丝和正常加热丝之间。
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