CN203807555U - 一种防氟气腐蚀的高温加热装置 - Google Patents
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- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
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Abstract
本实用新型提供了一种防氟气腐蚀的高温加热装置，能够提供400℃以上的高温环境，包括：用于载置基板的上平板，与所述上平板相对应的下平板，位于所述上平板和下平板之间并且与上平板或者下平板中的至少一个板保持热接触的铠装电加热器，所述铠装电加热器采用定位结构进行固定，所述上平板和下平板之间的侧边采用密封结构进行密封，以使所述铠装电加热器及其定位结构被密封其中，所述上平板、下平板、及侧边密封结构的材料均为防氟气腐蚀的材料。该高温加热装置在400℃以上的高温环境中既能够防氟气腐蚀又能够保持很好的表面平整度，有利于提高成膜质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及高温PECVD反应腔的设备领域，尤其涉及一种应用于高温PECVD反应腔的防氟气腐蚀的高温加热装置。
背景技术
在传统工业如太阳能和LCD平板显示行业中利用PECVD（等离子体增强型化学气相沉积）方法制备氮化膜，氧化膜，非晶/微晶硅膜等薄膜所需要的工艺温度通常为200-280℃。在这些PECVD设备中由于要使用NF3气体进行清洗以及薄膜沉积过程中反应腔内处于200-280℃温度氛围，要求腔体材料以及零部件必须具有较好的防氟气腐蚀特性和200-280℃范围内的温度特性。
在新兴的AMOLED（有源矩阵有机发光二极管）的工艺设备领域中，为了使薄膜具有最优的减反射和最佳表面钝化的效果，用于沉积AMOLED中的氮化膜，氧化膜，非晶硅膜的PECVD设备所采用的工艺温度必须达到450℃左右，这相对于传统工业中使用的PECVD设备中200-280℃的工艺温度提高了约200℃。
一般铝材的熔点为580-700℃，当用作制备PECVD反应腔腔体的铝材被加热至超过350℃以上时，铝材的刚度/强度会明显变差，甚至会出现软化现象，因此传统方式中对整个PECVD腔体进行加热将不再满足PECVD的工艺要求。此时，若针对基板采用局部加热方式来实现高温工艺，虽然可以缓解前述腔体在高温环境中刚度变差的问题，但却会使得整个加热装置都处于450℃左右的高温以及氟气环境中。加热装置中最常用的铠装电加热器一般都是用耐1000度以上的不锈钢材料拉拔而成，其只能适用于普通的酸碱环境中，特别是由于铠装电加热器本身会产生大量热量，使其表面温度甚至于达到800℃，在这种高温环境下，腔体内的氟气将使得加热器外壳加速腐蚀和老化。
另外，加热装置除了具有加热的功能外，通常还起着承载基板的作用，因此加热装置表面的平整度会直接影响基板上的成膜质量，例如通常的薄膜沉积工艺都要求承载基板的加热装置表面平整度小于0.2，特别是对于面积较大的基板，如半导体领域的4.5代920*730mm基板，其承载基板的加热装置的表面平整度变得至关重要。然而，AMOLED领域中由于450℃左右的高温所引起的热膨胀变形使得加热装置表面很难保持极高的平整度。
综上所述，如何提供一种在400℃以上的高温环境中既能够防氟气腐蚀又能够保持很好的表面平整度的加热装置成为一个需要解决的技术问题。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种防氟气腐蚀的高温加热装置，其能够在400℃以上的高温且含有氟气的反应腔中对基板进行加热，同时能保持优良的表面平整度，一方面防止了高温氟气环境对加热装置的腐蚀和损坏，另一方面消除了因加热形变而对大面积玻璃基板成膜质量产生的不良影响。
本实用新型提供了一种防氟气腐蚀的高温加热装置，能够提供400℃以上的高温环境，其特征在于：包括：用于载置基板的上平板，与所述上平板相对应的下平板，位于所述上平板和下平板之间并且与上平板或者下平板中的至少一个板保持热接触的铠装电加热器，所述铠装电加热器采用定位结构进行固定，所述上平板和下平板之间的侧边采用密封结构进行密封，以使所述铠装电加热器及其定位结构被密封其中，所述上平板、下平板、及侧边密封结构的材料均为防氟气腐蚀的材料。
可选地，所述铠装电加热器为不锈钢材质。
可选地，所述铠装电加热器的加热温度范围为500-800℃。
可选地，所述上平板、下平板、侧边密封结构的材料为铝。
可选地，所述铠装电加热器的定位结构的材料为铝或者不锈钢。
可选地，所述上平板和下平板的平面度范围为：0.1-0.15mm1m2。
可选地，所述上平板或下平板的面积范围为0.1m2—2m2。
可选地，所述铠装电加热器的定位结构为一种金属板，所述金属板的厚度小于或者等于所述铠装电加热器的厚度。
可选地，所述金属板上设置有挖槽，用以固定所述铠装电加热器，所述挖槽可以为盲槽或者通槽。
可选地，所述挖槽的分布方式可以通过仿真计算得出。
可选地，所述铠装电加热器的定位结构为若干小卡子。
可选地，所述小卡子的分布方式可以通过仿真计算得出。
可选地，所述上平板或者下平板采用倒角设计。
可选地，所述高温加热装置应用于PECVD反应腔中。
相对于现有技术，本实用新型主要实现了如下技术效果：
1，本实用新型提供了一种防氟气腐蚀的高温加热装置，能够提供400℃以上的高温环境，在含氟气的高温反应腔中，通过将铠装电加热器及其定位结构密封于防氟气腐蚀材料的上平板、下平板及其侧边中，避免了氟气对铠装电加热器外壳的腐蚀和损坏，并且弱化了铠装电加热器形变对基板的不良影响,再加上采用上平板来承载基板，有利于保持优良的表面平整度，进一步消除了因铠装电加热器受高温形变而对大面积玻璃基板成膜质量产生的不良影响，从而改善了高温反应腔内的成膜质量。
2，通过将铠装电加热器及其定位结构完全密封于上平板、下平板及其侧边中，并且使铠装电加热器与上平板或者下平板中的至少一个板保持热接触，可以很好地实现热传导，能够在同样的工艺温度下降低铠装电加热器的表面温度，从而提高铠装电加热器的使用寿命。
3，上平板和下平板可以通过直接购买市面现有的超平板实现，一方面节省了机械加工量，另一方面减少了高温环境中上平板和下平板的机械加工残余应力释放，提高了上下平板高温下的平整度。
4，在可选方案中，铠装电加热器的定位结构可以采用若干小卡子的方式进行固定，这种方式可以使铠装电加热器加热时在上平板和下平板之间更容易相对自由地横向移动，减弱了铠装电加热器在纵向上的形变拱起，从而能够更好地保持上下平板的平整度，进一步提高高温反应腔内的成膜质量。
5，在分别采用金属板或者小卡子作为固定结构的可选方案中，可以通过仿真计算出金属板上挖槽的分布方式以及小卡子的分布方式，从而优化该高温加热装置的温度均一性。
6，在可选方案中，上平板或者下平板采用倒角设计能够使反应腔内的射频电磁场和气体流场更加平缓，改善基板的电磁场和气流场的边界效应，有利于提高成膜的均匀性。
附图说明
图1是本实用新型中的防氟气腐蚀的高温加热装置的结构示意图。
图2是本实用新型的一具体实施方式中的定位结构与铠装电加热器的位置关系图。
图3是本实用新型的另一具体实施方式中的定位结构与铠装电加热器的位置关系图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施例对本实用新型进行详细描述。值得说明的是，下文所记载的实施例并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施例所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。
本实用新型揭示了一种防氟气腐蚀的高温加热装置，其通常应用于含有氟气的高温反应腔中，例如可以是用于生产AMOLED的高温PECVD反应腔。
图1所示为所述防氟气腐蚀的高温加热装置的结构示意图，其能够提供400℃以上的高温环境，如图所示，所述防氟气腐蚀的高温加热装置100包括了用于载置基板200的上平板110和与所述上平板110相对应的下平板120，所述基板200可以为玻璃基板或金属基板中的任意一种，工业上通常多采用玻璃基板。所述上平板110或下平板120的面积范围为0.1m2—2m2，厚度范围为5-20mm，平面度范围为0.1-0.15mm1m2，可以通过直接购买市面上的“超平板”方式获得，这样一方面能够节省机械加工量，另一方面也能够避免由于大量机械加工而带来的加工应力释放所造成的板的变形，从而提高了上下平板在高温环境中的平整度。所述上平板110和下平板120之间通过定位结构140来固定设置铠装电加热器130，所述铠装电加热器130为不锈钢材质，其加热温度达到500-800℃以上。所述铠装电加热器130与所述上平板110或者下平板120中至少一个板保持热接触。所述上平板110和所述下平板120之间形成的侧边采用密封结构150进行密封，从而使得所述铠装电加热器130及其定位结构140被密封其中，所述上平板110、下平板120、及侧边的密封结构150材料均采用防氟气腐蚀的材料，例如：铝，镍，钽和钛合金等金属材料，对于尺寸大于0.5m2的AMOLED基板而言，因镍，钽和钛合金受工艺水平的限制难以做大和价格昂贵的原因，使得本实用新型中上平板110、下平板120、及侧边的密封结构150的材料优选为铝。所述密封结构150可以为铝材密封板，采用台阶密封或者金属压簧密封等方式将上平板110和下平板120紧固连接。
在本实用新型中，通过在所述上平板110和下平板120之间设置500-800℃以上的铠装电加热器130，实现了对基板高于400℃高温加热，通过将所述铠装电加热器130及其定位结构140密封于防氟气腐蚀材料的上平板110、下平板120及其侧边中，避免了氟气对铠装电加热器外壳的腐蚀和损坏，并且弱化了铠装电加热器形变对基板的不良影响,再加上采用平面度范围为0.1-0.15mm1m2的上平板来承载基板，有利于保持优良的表面平整度，进一步消除了因铠装电加热器受高温形变而对大面积玻璃基板成膜质量产生的不良影响，从而改善了高温反应腔内的成膜质量。
在本实用新型中，通过将铠装电加热器130及其定位结构140完全密封于上平板110、下平板120及其侧边中，并且使铠装电加热器130与上平板110或者下平板120中的至少一个板保持热接触，可以很好地实现热传导，能够在同样的工艺温度下降低铠装电加热器130的表面温度，从而提高铠装电加热器的使用寿命。
在一种具体实施方式中，所述定位结构140可以是金属板，其于铠装电加热器130的关系具体可参照图2所示。所述金属板的材料优选为不锈钢或铝，所述金属板上设置有用以盛放述铠装电加热器130的挖槽（图未示）。所述金属板的厚度可以相对于铠装电加热器较厚，此时在金属板上为挖盲槽，即仅挖出金属板的部分深度，并将所述铠装电加热器压入所述盲槽中；另外，所述金属板的厚度也可以相对于铠装电加热器较薄，此时所述金属板上的挖槽为通槽，其能够将一定分布的铠装电加热器分隔开，优选地，金属板与铠装电加热器的厚度差不超过0.5mm。需要指出的是，无论挖槽是盲槽还是通槽，都应使得铠装电加热器与所述上平板或者下平板中至少一个板保持热接触，以能够实现良好的热传导功能。为了能够提高本实用新型中高温加热装置的温度均一性，可以根据仿真计算结果来选择最优的挖槽的分布方式。
在另一具体实施方式中，所述定位结构140可以是若干小卡子，参照图3，所述小卡子的材料优选为不锈钢，所述小卡子的分布方式可以根据仿真计算的结果进行排布，从而改善本实用新型的高温加热装置的温度均一性。采用小卡子作为定位结构可以使铠装电加热器130在高温状态下更容易在上平板和下平板之间进行相对自由地横向移动，减弱了铠装电加热器在纵向上的形变拱起，从而能够更好地保持上下平板的平整度，进一步提高高温反应腔内的成膜质量。
在可选方案中，所述上平板110或者下平板120还可以采用倒角设计，以能够使反应腔内的射频电磁场和气体流场更加平缓，改善基板的电磁场和气流场的边界效应，有利于提高成膜的均匀性。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种防氟气腐蚀的高温加热装置，能够提供400℃以上的高温环境，其特征在于：包括：用于载置基板的上平板，与所述上平板相对应的下平板，位于所述上平板和下平板之间并且与上平板或者下平板中的至少一个板保持热接触的铠装电加热器，所述铠装电加热器采用定位结构进行固定，所述上平板和下平板之间的侧边采用密封结构进行密封，以使所述铠装电加热器及其定位结构被密封其中，所述上平板、下平板、及侧边密封结构的材料均为防氟气腐蚀的材料。
2.根据权利要求1所述的一种防氟气腐蚀的高温加热装置，其特征在于：所述铠装电加热器为不锈钢材质。
3.根据权利要求1所述的一种防氟气腐蚀的高温加热装置，其特征在于：所述铠装电加热器的加热温度范围为500-800℃。
4.根据权利要求1所述的一种防氟气腐蚀的高温加热装置，其特征在于：所述上平板、下平板、侧边密封结构的材料为铝。
5.根据权利要求1所述的一种防氟气腐蚀的高温加热装置，其特征在于：所述铠装电加热器的定位结构的材料为铝或者不锈钢。
6.根据权利要求1所述的一种防氟气腐蚀的高温加热装置，其特征在于：所述上平板和下平板的平面度范围为：0.1-0.15mm1m2。
7.根据权利要求1所述的一种防氟气腐蚀的高温加热装置，其特征在于：所述上平板或下平板的面积范围为0.1m2—2m2。
8.根据权利要求1所述的一种防氟气腐蚀的高温加热装置，其特征在于：所述铠装电加热器的定位结构为一种金属板，所述金属板的厚度小于或者等于所述铠装电加热器的厚度。
9.根据权利要求8所述的一种防氟气腐蚀的高温加热装置，其特征在于：所述金属板上设置有挖槽，用以固定所述铠装电加热器，所述挖槽可以为盲槽或者通槽。
10.根据权利要求9所述的一种防氟气腐蚀的高温加热装置，其特征在于：所述挖槽的分布方式可以通过仿真计算得出。
11.根据权利要求1所述的一种防氟气腐蚀的高温加热装置，其特征在于：所述铠装电加热器的定位结构为若干小卡子。
12.根据权利要求11所述的一种防氟气腐蚀的高温加热装置，其特征在于：所述小卡子的分布方式可以通过仿真计算得出。
13.根据权利要求1所述的一种防氟气腐蚀的高温加热装置，其特征在于：所述上平板或者下平板采用倒角设计。
14.根据权利要求1所述的一种防氟气腐蚀的高温加热装置，其特征在于：所述高温加热装置应用于PECVD反应腔中。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 201306 plant 3, Lane 2699, Jiangshan Road, Lingang xinpian District, China (Shanghai) pilot Free Trade Zone, Pudong New Area, Shanghai Patentee after: Ideal Wanlihui Semiconductor Equipment (Shanghai) Co.,Ltd. Address before: 201203 No.1, Juli Road, Zhangjiang, Pudong New Area, Shanghai Patentee before: SHANGHAI LIXIANG WANLIHUI FILM EQUIPMENT Co.,Ltd. |
|
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20140903 |