CN102051596A - 加热单元和具有加热单元的基板处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及加热单元和具有加热单元的基板处理装置。该基板处理装置包括加热单元，该加热单元对处理多个基板的处理室进行加热，并且在所述处理之后快速冷却所述处理室。所述加热单元包括：具有进气口和排气口的主体；位于所述主体内部的一个或多个加热器；连接至所述主体的进气口的冷却器；连接至所述主体的排气口的排气泵；以及控制所述冷却器的控制器。所述基板处理装置包括：船形体，多个基板被堆叠在该船形体中；提供处理所述基板的空间的处理室；将所述船形体送入或送出所述处理室的传送单元；以及位于所述处理室外部的所述加热单元。
Description
技术领域
本发明的方面涉及用于处理多个基板的基板处理装置，并且更具体地说，涉及用于对其中处理多个基板的处理室进行加热的加热单元以及具有该加热单元的基板处理装置，其中该加热单元在短时间内被冷却，从而减少冷却处理室所需的时间。
背景技术
平板显示设备由于诸如重量轻、厚度薄之类的特征而取代了阴极射线管显示装置。其典型示例包括液晶显示装置(LCD)和有机发光二极管(OLED)显示装置。与LCD相比，OLED显示装置的亮度和视角特性优良，并且不需要背光，因此它们可以是超薄显示装置。
OLED显示装置利用如下现象：从负极(阴极)注入的电子和从正极(阳极)注入的空穴复合以在有机薄膜中产生激子，从而通过激子的去激发所产生的能量释放而发出具有特定波长的光。根据驱动方法，OLED显示装置被分成无源矩阵型和有源矩阵型这两种类型。有源矩阵型OLED显示装置包括利用薄膜晶体管(TFT)的电路。
这些平板显示装置通过利用有机或无机化合物以预定图案在基板上形成具有电特性的薄膜，而后对所形成的薄膜进行热处理制造而成。形成薄膜的过程通常被划分成物理汽相沉积(PVD)过程和化学汽相沉积(CVD)过程，PVD过程例如向靶施加等离子体且向基板上沉积薄膜的溅射过程，CVD过程例如将包含源材料的反应气体喷射到基板上并且通过化学反应在该基板上形成该源材料的原子层的原子层沉积(ALD)过程。
与PVD过程相比，CVD过程具有较高的薄膜均匀度和阶梯覆盖度(stepcoverage)，并且允许多个基板在同一时间被处理，因而被广泛用在形成非晶硅层和诸如氮化层或氧化层之类的绝缘层的过程中。
通常，为了利用CVD过程在多个基板上同时形成薄膜或者对薄膜执行热处理，基板处理装置包括基板被堆叠在其上的船形体、提供可处理基板的空间的处理室、将船形体送入或送出处理室的传送单元以及位于处理室外部的加热单元。传送单元可以包括热绝缘段，以使处理室可易于被加热单元在该热绝缘段中加热。
该基板处理装置被设计成在堆叠在船形体上的基板被完全处理之后，将外部空气直接引入处理室中或者允许外部空气在处理室与加热单元之间流动。在外部空气被直接引入处理室中的情况下，可在短时间内冷却处理室，但是可能会有杂质沉积在堆叠在船形体上的基板上。进一步，在外部空气在处理室与加热单元之间流动的情况下，冷却处理室所需的时间由于加热单元的热而增加，从而使得总处理时间增加。
发明内容
本发明的方面提供一种加热单元和具有该加热单元的基板处理装置，其中加热单元在处理过程之后在短时间内快速冷却，以减少冷却处理室所需的时间，从而可以减少总处理时间。
根据本发明的示例性实施例，一种加热单元包括：具有进气口和排气口的主体；位于所述主体内部的一个或多个加热器；连接至所述主体的进气口的冷却器；连接至所述主体的排气口的排气泵；以及控制所述冷却器的控制器。
根据本发明的另一示例性实施例，一种基板处理装置包括：船形体，多个基板被堆叠在该船形体中；提供处理所述基板的空间的处理室；将所述船形体送入或送出所述处理室的传送单元；以及位于所述处理室外部的加热单元，该加热单元包括：具有进气口和排气口的主体、位于所述主体内部的一个或多个加热器、连接至所述主体的进气口的冷却器、连接至所述主体的排气口的排气泵、以及控制所述冷却器的控制器。
根据本发明的又一示例性实施例，一种控制处理室的温度的加热单元包括：围绕所述处理室的一部分的主体；位于所述主体内部的一个或多个加热器；位于所述主体内部的冷却通道；连接至所述冷却通道的进气口和排气口；连接至所述主体的进气口的冷却器；连接至所述主体的排气口的排气泵；以及控制器，控制所述冷却器在所述处理室已被所述一个或多个加热器加热之后冷却所述处理室。
本发明的另外的方面和/或优点的部分将在以下描述中被阐释，部分通过这些描述变得明显，或者可以通过实施本发明来获知。
附图说明
通过以下结合附图对实施例的描述，本发明的这些和/或其它方面和优点将变得显而易见且更容易理解，在附图中：
图1示意性地示出根据本发明示例性实施例的基板处理装置；并且
图2示意性地示出根据本发明示例性实施例的基板处理装置中的处理室的内部。
具体实施方式
现在将对本发明的当前实施例进行详细参考，本发明的示例被示出在附图中，其中相同的附图标记始终指代相同的元件。以下描述的实施例是为了通过参照附图阐释本发明的各方面。
图1示意性地示出根据本发明示例性实施例的基板处理装置。图2示意性地示出根据本发明示例性实施例的基板处理装置中的处理室的内部。
参照图1和图2，根据本发明示例性实施例的基板处理装置100包括：船形体110，多个基板S被堆叠在船形体110中；提供处理基板的空间的处理室120；将船形体110送入或送出处理室120的传送单元130；以及位于处理室120外部的加热单元200。
船形体110被设计成使得基板S可以沿竖直方向堆叠。尽管未被示出，但是船形体110可以进一步包括基板架(未示出)，该基板架夹紧每个基板S以防止基板S在被传送单元130运送时受到损坏。在该实施例中，船形体110已经被描述成被形成为使得基板S可以竖直堆叠。可替代地，船形体110可以被设计成使得基板S可以沿水平方向布置。
处理室120同时处理堆叠在船形体110中的基板S，该处理室120包括第一筒(tube)121和位于第一筒121下方的歧管(manifold)122，第一筒121防止堆叠在船形体110中的基板S在基板的处理期间与外部空气接触，具有堆叠的基板S的船形体110被送入或送出处理室120。此处，歧管122的下部可具有闸板124，闸板124可以沿水平方向移动，从而在船形体110被送入处理室120中之后可以密封处理室120。
进一步，歧管122可以包括与存储反应气体的反应气体供给单元140相连接的流入口122a以及排放不与基板反应的非反应气体的流出口122b，该流入口122a使反应气体流入处理室120中，从而使得薄膜可以被同时形成在处理室120中堆叠在船形体110中的基板S上。歧管122的流出口122b可以与将处理室120的内部维持在真空状态的真空泵150相连接，使得非反应气体可以被流畅地排放出。
传送单元130通过歧管122的下部将船形体110送入和送出处理室120，可以包括热绝缘体131，以减少被加热单元200加热的船形体110的热损失。此处，热绝缘体131可以由单个热绝缘板132构成。优选地，热绝缘体131包括多个热绝缘板132和支撑热绝缘板132的热绝缘板架133，从而使船形体110的热损失最小化。
进一步，基板处理装置100可以进一步包括置于处理室120的第一筒121与船形体110之间的第二筒123以及置于第二筒123与传送单元130之间的第三筒125，从而使船形体110的热损失最小化。优选地，第三筒125的长度d等于第二筒123叠盖传送单元130的长度。
此处，在歧管122的流入口122a位于歧管122的闸板124的一侧上而非第三筒125上的情况下，第三筒125可以设有孔125a，与流入口122a相连接的气体喷射单元160通过该孔125a。气体喷射单元160可以沿基板S在船形体110中堆叠的方向延伸到船形体110的上端，并且可以在周围设有喷射孔，使反应气体均匀地喷射到堆叠在船形体110中的基板S上。
加热单元200位于处理室120的外部，在处理基板S期间对处理室120以及船形体110进行加热。为此，加热单元200包括具有进气口211和排气口212的主体210、位于主体210内部的一个或多个加热器220、连接至主体210的进气口211的冷却器230、连接至主体210的排气口212的排气泵240以及控制冷却器230的控制器250。
主体210容纳一个或多个加热器220，并且用作空气的流动通道，以在处理一个或多个基板S的过程完成之后强制冷却一个或多个加热器220。为了有效冷却一个或多个加热器220，主体210可设有连接其进气口211和排气口212的冷却通道213。为了更有效地冷却一个或多个加热器220，冷却通道213优选地以螺旋形状围绕一个或多个加热器220。
在处理过程之后，冷却器230使冷空气流入主体210中，从而强制冷却位于主体210内部的一个或多个加热器220。排气泵240排放被冷却器230引入主体210中的空气，并且快速冷却一个或多个加热器220。
此处，加热单元200可以利用安装在第一管(pipe)410上的第一阀510和安装在第二管420上的第二阀520防止在处理期间空气流入和流出主体210，从而防止处理室210的处理状况被流过主体210内部的空气的流动改变，其中第一管410用于连接主体210的进气口211和冷却器230，第二管420用于连接主体210的排气口212和排气泵240。
进一步，根据本发明示例性实施例的加热单元200已经被描述成将进气口211设在主体210的侧壁以及将排气口212设在主体210的上部。可替代地，进气口211和排气口212可以位于主体210的相对侧壁上。进一步，冷却器230和排气泵240可以通过第三管430连接，并且用于强制冷却一个或多个加热器220的空气可以循环通过主体210、冷却器230和排气泵240。
控制器250控制冷却器230，从而控制流入主体210中的空气的冷却以及主体210的温度，可以包括测量主体210的温度的温度传感器(未示出)。
结果，根据本发明示例性实施例的基板处理装置将冷空气引入容纳一个或多个换热器的加热单元的主体中，以强制冷却一个或多个加热器，从而减少在处理过程之后冷却处理室所需的时间。
因此，根据本发明示例性实施例的基板处理装置被配置成在处理过程被完成之后，迫使冷空气循环通过加热单元的主体内部，从而强制冷却位于主体内部的一个或多个加热器。结果，基板处理装置可以减少冷却处理室所需的时间，从而缩短总体处理时间。
尽管已经示出并描述本发明的一些实施例，但是本领域技术人员将理解的是，可以在这些实施例中进行改变，而不偏离其范围由权利要求书及其等同物中所限定的本发明的原理和精神。
Claims (20)
1.一种加热单元，包括：
具有进气口和排气口的主体；
位于所述主体内部的一个或多个加热器；
连接至所述主体的进气口的冷却器；
连接至所述主体的排气口的排气泵；以及
控制所述冷却器的控制器。
2.根据权利要求1所述的加热单元，进一步包括：
安装在第一管上的第一阀，该第一管连接所述主体的进气口和所述冷却器；以及
安装在第二管上的第二阀，该第二管连接所述主体的排气口和所述排气泵。
3.根据权利要求1所述的加热单元，其中所述控制器包括测量所述主体的温度的温度传感器。
4.根据权利要求1所述的加热单元，进一步包括冷却通道，该冷却通道位于所述主体中并且连接所述主体的进气口和排气口。
5.根据权利要求4所述的加热单元，其中所述冷却通道以螺旋形状围绕所述一个或多个加热器。
6.根据权利要求1所述的加热单元，进一步包括第三管，该第三管将所述排气泵连接至所述冷却器，使得从所述排气口流到所述排气泵的排放流体被引向所述冷却器。
7.一种基板处理装置，包括：
船形体，多个基板被堆叠在该船形体中；
提供处理所述多个基板的空间的处理室；
将所述船形体送入或送出所述处理室的传送单元；以及
位于所述处理室外部并且被设置成控制所述处理室的温度的加热单元，
其中所述加热单元包括：具有进气口和排气口的主体、位于所述主体内部的一个或多个加热器、连接至所述主体的进气口的冷却器、连接至所述主体的排气口的排气泵以及控制所述冷却器的控制器。
8.根据权利要求7所述的基板处理装置，其中所述加热单元进一步包括：安装在第一管上的第一阀，该第一管连接所述主体的进气口和所述冷却器；以及安装在第二管上的第二阀，该第二管连接所述主体的排气口和所述排气泵。
9.根据权利要求7所述的基板处理装置，其中所述加热单元的控制器包括测量所述主体的温度的温度传感器。
10.根据权利要求7所述的基板处理装置，其中所述加热单元进一步包括位于所述主体中并且连接所述主体的进气口和排气口的冷却通道。
11.根据权利要求10所述的基板处理装置，其中所述冷却通道以螺旋形状围绕所述一个或多个加热器。
12.根据权利要求7所述的基板处理装置，其中所述加热单元进一步包括第三管，该第三管将所述排气泵连接至所述冷却器，使得从所述排气口流到所述排气泵的排放流体被引向所述冷却器。
13.根据权利要求7所述的基板处理装置，其中所述传送单元包括热绝缘体。
14.根据权利要求13所述的基板处理装置，其中所述热绝缘体包括一个或多个热绝缘板以及支撑所述一个或多个热绝缘板的热绝缘板架。
15.根据权利要求7所述的基板处理装置，其中所述处理室包括具有流入口和流出口的歧管以及位于所述歧管上的第一筒。
16.根据权利要求15所述的基板处理装置，进一步包括气体供给单元，该气体供给单元将通过所述流入口供给的反应气体喷射到堆叠在所述船形体中的基板上。
17.根据权利要求15所述基板处理装置，进一步包括真空泵，该真空泵连接至所述流出口以将所述处理室的内部维持在真空状态。
18.根据权利要求15所述的基板处理装置，进一步包括被置于所述第一筒与所述船形体之间的第二筒以及被置于所述第二筒与所述传送单元之间且具有孔的第三筒。
19.根据权利要求18所述的基板处理装置，其中所述第二筒叠盖所述传送单元的一部分，并且延伸到所述处理室内，并且其中所述第三筒具有与所述第二筒叠盖所述传送单元的区域的长度相同的长度。
20.一种控制处理室的温度的加热单元，包括：
围绕所述处理室的一部分的主体；
位于所述主体内部的一个或多个加热器；
位于所述主体内部的冷却通道；
连接至所述冷却通道的进气口和排气口；
连接至所述主体的进气口的冷却器；
连接至所述主体的排气口的排气泵；以及
控制器，控制所述冷却器在所述处理室已被所述一个或多个加热器加热之后冷却所述处理室。
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