TW201603630A - 垂直式平板式加熱器 - Google Patents

Abstract

一種垂直式平板式加熱器，包含有一加熱板、一第二支撐架、二夾持單元以及複數個壓塊。該加熱板係應用於一大尺寸基板。該二個夾持單元設置於該第二支撐架上，且分別夾持於該加熱板之一上端邊與一下端邊。該複數個壓塊分別設置於該加熱板之複數個端角。各壓塊係用來抵接在該基板，以調整該加熱板與該基板之間的平行度。

Description

垂直式平板式加熱器

本發明係提供一種加熱器，尤指一種不會發生結構變形的垂直式平板式加熱器。

請參閱第1圖，第1圖為習知技術之一傳統加熱器10的示意圖。加熱器10包含有一加熱板12以及一支撐柱14。支撐柱14係設置於加熱板12之兩端面之其中一端面的一中心位置，用來支撐加熱板12以固定其位置。支撐柱14用來推動加熱板12水平位移以靠近待加熱物18，因此傳統加熱器10係為水平式加熱器。然而在水平式加熱器的兩個端面中，一個端面係平滑無任何元件，另一個端面則設置有支撐柱14，會造成兩端面的剛性不平均及拘束條件不對等的問題，使得在加熱器10的溫度升高時，加熱板12會因產生結構彎曲變形，加熱板12會與待加熱物18(例如基板、電極等)形成點接觸，而導致溫度不均勻的缺陷產生。

其中一種習知的解決方式係將一支架16設置在加熱板12的端面，支架16可由金屬材質或絕緣材質所組成。此種解決方式係利用支架16的剛性來限制加熱板12的形變量。然而此種強制導正方式會使得加熱板12在不同的溫度環境下(如高溫狀態或低溫狀態)，有著不同的形變趨勢。因此，如何設計出一種適用各種環境下，且不易發生結構變形的加熱器，即為相關產業的重點發展目標。

本發明係提供一種不會發生結構變形的垂直式平板式加熱器，以解決上述之問題。

本發明之申請專利範圍係揭露一種垂直式平板式加熱器，包含有一加熱板、一第一支撐架、一第二支撐架、二夾持單元、至少一連結構件以及複數個壓塊。該加熱板係應用於一大尺寸基板。該二個夾持單元設置於該第二支撐架上，且分別夾持於該加熱板之一上端邊與一下端邊。該至少一連結構件連接該相對應夾持單元，且以可活動方式設置於該第一支撐架內。該複數個壓塊分別設置於該加熱板之複數個端角。該夾持單元係藉由該第一支撐架與該連結構件沿著一第一方向移動，使得該加熱板可經由各壓塊抵接在該基板，以調整該加熱板與該基板之間的平行度。

本發明之申請專利範圍另揭露該二夾持單元分別夾持該上端邊與該下端邊的中心位置。

本發明之申請專利範圍另揭露該連結構件與該夾持單元為一線性導向組合。

本發明之申請專利範圍另揭露該垂直式平板式加熱器另包含有一球型軸承，設置於該夾持單元與該連結構件之間。該夾持單元係藉由該球型軸承，以沿著相異該第一方向之一第二方向與一第三方向軸向旋轉。

本發明之申請專利範圍另揭露該球型軸承為一萬向球座。

本發明之申請專利範圍另揭露該第二方向相異於該第三方向。

本發明之申請專利範圍另揭露該垂直式平板式加熱器另包含有一外部驅動單元，其係電連接於該連結構件。該外部驅動單元係驅動該連結構件相對該第一支撐架移動。

本發明之申請專利範圍另揭露該垂直式平板式加熱器係應用於電漿系統的加熱製程。

本發明之申請專利範圍另揭露該垂直式平板式加熱器包含有一加熱板、一第二支撐架、二夾持單元、一球型軸承以及複數個壓塊。該加熱板係應用於一大尺寸基板。該二個夾持單元設置於該第二支撐架上，且分別夾持於該加熱板之一上端邊與一下端邊。該球型軸承設置於該夾持單元與該加熱板之間。該複數個壓塊分別設置於該加熱板之複數個端角。該夾持單元係藉由該球型軸承產生軸向旋轉，使得該加熱板經由各壓塊活動地抵接在該基板，以調整該加熱板相對該基板的平行度。

本發明之垂直式平板式加熱器不破壞加熱板的表面結構，可確保加熱板之兩表面的剛性及拘束條件對等，故不會因加熱膨脹而產生過度彎曲變形的缺點。再者，本發明之垂直式平板式加熱器可自適地調整加熱板的旋轉角度，以達到加熱板表面與被加熱物表面的良好平行品質，同時亦達到良好的預設間距品質。

10‧‧‧加熱器

12‧‧‧加熱板

14‧‧‧支撐柱

16‧‧‧支架

20‧‧‧垂直式平板式加熱器

22‧‧‧加熱板

221‧‧‧上端邊

223‧‧‧下端邊

24‧‧‧第二支撐架

26‧‧‧夾持單元

28‧‧‧壓塊

30‧‧‧第一支撐架

32‧‧‧連結構件

34‧‧‧球型軸承

36‧‧‧外部驅動單元

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

D3‧‧‧第三方向

第1圖為習知技術之傳統加熱器的示意圖。

第2圖為本發明實施例之垂直式平板式加熱器之示意圖。

請參閱第2圖，第2圖為本發明實施例之一垂直式平板式加熱器20之示意圖。垂直式平板式加熱器20的垂直方向係相對於放置垂直式平板式加熱器20的水平面而言。垂直式平板式加熱器20一般係應用於電漿系統的加熱製程，可自動調整加熱器表面與欲進行加熱的電極表面的平行度，且較佳地適用於加工大尺寸的電極基板。例如，此大尺寸電極基板的長度、寬度皆大於一公尺。垂直式平板式加熱器20包含有一加熱板22、一第二支撐架24、二夾持單元26、複數個壓塊28、一第一支撐架30、至少一連結構件32、一球型軸承34以及一外部驅動單元36。加熱板22係以直立方式應用於本發明之垂直式平板式加熱器20。兩個夾持單元26設置於第二支撐架24上，並分別夾持加熱板22之上端邊221與一下端邊223的中心位置(重心位置)，以確保第二支撐架24與夾持單元26可穩固地抓持，而不致造成加熱板22歪斜傾倒。垂直式平板式加熱器20可較佳地將四個壓塊28分別設置在加熱板22的四個端角，用來自適地調整加熱板22與被加熱物(例如電極基板)的表面平行度。

如第2圖所示，連結構件32之一端以可活動方式設置於第一支撐架30內，且連結構件32之另一段係藉由球型軸承34而連接相應的夾持單元26上。或者，垂直式平板式加熱器20可包含額外的球型軸承34，另設置在夾持單元26與加熱板22之間，使夾持單元26可利用球型軸承34相對加熱板22軸向旋轉；此狀態下，夾持單元26和連結構件32之間係非必要地設置球型軸承34。球型軸 承34之位置端視設計需求而定。本發明之垂直式平板式加熱器20可較佳地於兩個夾持單元26皆分別配置一組連結構件32與球型軸承34，因此加熱板22可利用連結構件32與夾持單元26的線性導向組合，而沿著第一方向D1相對第一支撐架30微幅傾斜；另一方面，球型軸承34可為一萬向球座，意即加熱板22可透過設置在夾持單元26與連結構件32之間的球型軸承34，微幅地沿著相異第一方向D1之一第二方向D2與一第三方向D3軸向旋轉。其中第二方向D2實質上垂直於第三方向D3。再者，外部驅動單元36係電連接於連結構件32。外部驅動單元36可為一馬達、汽缸、引擎等電動機，用來推動加熱板22移動以接近或遠離被加熱物(電極基板)。

詳細來說，本發明之垂直式平板式加熱器20係利用兩個夾持單元26分別夾持加熱板22的上端邊221及下端邊223，以小範圍的接觸面積來進行外部夾持，提供加熱板22沿著第三方向D3的支撐，可有效避免破壞加熱板22的結構剛性，並確保加熱板22之兩端面的剛性強度對等。當加熱板22因升溫而膨脹時，本發明之加熱板22可自然地伸展但不會彎曲變形。接著，本發明之垂直式平板式加熱器20另利用第一支撐架30與連結構件32之一組合，使得加熱板22可沿著第一方向D1朝向電極基板移動，此種移動機構有助於縮小垂直式平板式加熱器20的整體尺寸，故單一腔體(例如：電漿系統的製程腔或傳輸腔)內可設置複數個垂直式平板式加熱器20，以達到共用化設計考量，並大幅降低機台的製造成本。

除此之外，為了自適地調控加熱板22與被加熱物(電極基板)的表面平行度，本發明之垂直式平板式加熱器20較佳地可以對稱方式在加熱板22之表面設置複數個壓塊28，且另透過球型軸承 34提供加熱板22沿著第二方向D2及第三方向D3的軸向旋轉自由度。舉例來說，當加熱板22經由軌道30沿著第一方向D1移動而接近被加熱物時，加熱板22表面的其中一個壓塊28首先會接觸到被加熱物，此時加熱板22及被加熱物並未處於相對平行的位置上；接著外部驅動單元36可再持續驅動加熱板22沿著第一方向D1移動，由於已經有至少一個壓塊28觸及被加熱物，因此加熱板22可以前述已接觸被加熱物的壓塊28為轉動軸心，沿著第二方向D2或第三方向D3微幅地軸向旋轉，直至其他的壓塊28亦全數接觸被加熱物才停止移動。

如此一來，由於複數個壓塊28可預先依據使用者需求而設計為相同的尺寸，故當垂直式平板式加熱器20驅動加熱板22移動到全數壓塊28皆觸及被加熱物的位置時，壓塊28不但可用來間隔加熱板22與被加熱物以達到適當的預設間距，另用來確保加熱板22可實質上平行於被加熱物，因此垂直式平板式加熱器20便可用來對被加熱物之表面各處均勻地進行加熱，有助於提高電漿系統的製程良率。

一般來說，垂直式平板式加熱器20較佳地設置在被加熱物側邊，且加熱板22利用第一支撐架30沿著第一方向D1靠近被加熱物。當加熱板22透過壓塊28貼上被加熱物時，垂直式平板式加熱器20可利用加熱板22的移動/擺動去微調連結構件32相對第一支撐架30的活動距離、及夾持單元26相對球型軸承34的旋轉角度，而壓塊28還可自適地調整加熱板22與被加熱物之間的平行度，使得本發明之加熱板22不會因外力推擠而產生結構變形。

相較於先前技術，本發明之垂直式平板式加熱器不破壞加熱板的表面結構，可確保加熱板之兩表面的剛性及拘束條件對等，故不會因加熱膨脹而產生過度彎曲變形的缺點。再者，本發明之垂直式平板式加熱器可自適地調整加熱板的旋轉角度，以達到加熱板表面與被加熱物表面的良好平行品質，同時亦達到良好的預設間距品質。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

20‧‧‧垂直式平板式加熱器

22‧‧‧加熱板

221‧‧‧上端邊

223‧‧‧下端邊

24‧‧‧第二支撐架

26‧‧‧夾持單元

28‧‧‧壓塊

30‧‧‧第一支撐架

32‧‧‧連結構件

34‧‧‧球型軸承

36‧‧‧外部驅動單元

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

D3‧‧‧第三方向

Claims (17)

1. 一種垂直式平板式加熱器，包含有：一加熱板，其係應用於一大尺寸基板；一第一支撐架；一第二支撐架；二夾持單元，設置於該第二支撐架上，且分別夾持於該加熱板之一上端邊與一下端邊；至少一連結構件，連接該相對應夾持單元，且以可活動方式設置於該第一支撐架內；以及複數個壓塊，分別設置於該加熱板之複數個端角，該夾持單元係藉由該第一支撐架與該連結構件沿著一第一方向移動，使得該加熱板經由各壓塊活動地抵接在該基板，以調整該加熱板相對該基板的平行度。
2. 如請求項1所述之垂直式平板式加熱器，其中該二夾持單元分別夾持該上端邊與該下端邊的中心位置。
3. 如請求項1所述之垂直式平板式加熱器，其中該連結構件與該夾持單元為一線性導向組合。
4. 如請求項1所述之垂直式平板式加熱器，其另包含有：一球型軸承，設置於該夾持單元與該連結構件之間，該夾持單元係藉由該球型軸承，以沿著相異該第一方向之一第二方向與一第三方向軸向旋轉。
5. 如請求項4所述之垂直式平板式加熱器，其中該球型軸承為一萬 向球座。
6. 如請求項4所述之垂直式平板式加熱器，其中該第二方向相異於該第三方向。
7. 如請求項1所述之垂直式平板式加熱器，其另包含有：一外部驅動單元，電連接於該連結構件，該外部驅動單元係驅動該連結構件相對該第一支撐架移動。
8. 如請求項1所述之垂直式平板式加熱器，其中該垂直式平板式加熱器係應用於電漿系統的加熱製程。
9. 一種垂直式平板式加熱器，包含有：一加熱板，其係應用於一大尺寸基板；一第二支撐架；二夾持單元，設置於該第二支撐架上，且分別夾持於該加熱板之一上端邊與一下端邊；一球型軸承，設置於該夾持單元與該加熱板之間；以及複數個壓塊，分別設置於該加熱板之複數個端角，該夾持單元係藉由該球型軸承相對該加熱板產生軸向旋轉，使得該加熱板經由各壓塊活動地抵接在該基板，以調整該加熱板相對該基板的平行度。
10. 如請求項9所述之垂直式平板式加熱器，其中該二夾持單元分別夾持該上端邊與該下端邊的中心位置。
11. 如請求項9所述之垂直式平板式加熱器，其另包含有： 一第一支撐架；以及至少一連結構件，連接該相對應夾持單元，且以可活動方式設置於該第一支撐架內，該夾持單元係藉由該第一支撐架與該連結構件，以沿著一第一方向移動。
12. 如請求項11所述之垂直式平板式加熱器，其中該連結構件與該夾持單元為一線性導向組合。
13. 如請求項11所述之垂直式平板式加熱器，其中該夾持單元係藉由該球型軸承沿著相異該第一方向之一第二方向與一第三方向軸向旋轉。
14. 如請求項13所述之垂直式平板式加熱器，其中該第二方向相異於該第三方向。
15. 如請求項9所述之垂直式平板式加熱器，其中該球型軸承為一萬向球座。
16. 如請求項9所述之垂直式平板式加熱器，其另包含有：一外部驅動單元，電連接於該連結構件，該外部驅動單元係驅動該連結構件相對該第一支撐架移動。
17. 如請求項9所述之垂直式平板式加熱器，其中該垂直式平板式加熱器係應用於電漿系統的加熱製程。