TW201706447A - 加熱裝置 - Google Patents

Abstract

一種加熱裝置，適於均勻地加熱一基板。加熱裝置包括一外殼、多個燈管、一支撐件、一隔離件以及至少一阻擋件。燈管配置在外殼內，並提供一熱能。支撐件配置於外殼，並位於燈管上，而基板適於放置於支撐件上。隔離件配置於燈管上，以隔離燈管與基板，而熱能從燈管穿過隔離件傳遞至基板。阻擋件配置在隔離件上，以阻擋部分熱能傳遞至基板的一局部。

Description

加熱裝置

本發明是有關於一種加熱裝置，且特別是有關於一種基板加熱裝置。

在習知的鍍膜製程中，基板(例如是晶圓)可在真空系統中藉由加熱裝置加熱而進行鍍膜。舉例而言，加熱裝置可應用於金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)製程中加熱基板，使反應物在被加熱的基板上發生化學反應而形成薄膜。常見的加熱裝置可分為熱板式與燈管式。其中，熱板式加熱裝置為接觸式加熱，其可直接接觸並加熱基板，使被加熱的基板達到良好的均溫性，但其所需的加熱時間較長。相對地，燈管式加熱裝置為非接觸式加熱，其所需的加熱時間較短，但其均溫性不佳。

更進一步地說，燈管式加熱裝置通常藉由多個燈管作為發熱源來加熱基板。當燈管式加熱裝置的尺寸變大時(例如用於加熱長度為1650毫米(millimeter，mm)且寬度為1300毫米的基板)，為使基板達到預定的均溫性，其需依據周圍環境調整燈管的位置以及燈管的尺寸。舉例而言，由於加熱裝置外側接觸周圍環 境，或者通常另配置冷卻系統降溫，故加熱裝置的周圍區域比中間區域的溫度低。藉此，當加熱裝置的加熱效果調整為周圍區域符合需求時，其中間區域則可能產生過熱的情況。藉此，目前的作法是調整燈管的配置位置或排列方式，或者在容易過熱的區域配置尺寸較小的燈管。此舉增加了燈管配置與溫度控制的複雜度，亦增加製作與維修成本。

本發明提供一種加熱裝置，可使被加熱的基板具有良好的整體均溫性。

本發明的加熱裝置適於均勻地加熱一基板。加熱裝置包括一外殼、多個燈管、一支撐件、一隔離件以及至少一阻擋件。燈管配置在外殼內，並提供一熱能。支撐件配置於外殼，並位於燈管上，而基板適於放置於支撐件上。隔離件配置於燈管上，以隔離燈管與基板，而熱能從燈管穿過隔離件傳遞至基板。阻擋件配置在隔離件上，以阻擋部分熱能傳遞至基板的一局部。

在本發明的一實施例中，上述的隔離件包括一隔離網，而熱能穿過隔離網傳遞至基板。

在本發明的一實施例中，上述的隔離網的材質包括金屬。

在本發明的一實施例中，上述的隔離件包括一隔離板，而熱能穿過隔離板傳遞至基板。

在本發明的一實施例中，上述的隔離板的材質包括石英。

在本發明的一實施例中，上述的阻擋件的材質包括金屬。

在本發明的一實施例中，上述的燈管的尺寸規格相同。

在本發明的一實施例中，上述的燈管所提供的熱能在穿過隔離件後的一散失量小於燈管所提供的熱能在穿過阻擋件後的一散失量。

在本發明的一實施例中，上述的各燈管包括一紅外光燈管，使燈管藉由發出紅外光而提供熱能。

在本發明的一實施例中，上述的燈管對應構成至少二加熱模組，加熱模組適於獨立地組裝至外殼或從外殼上拆卸。

基於上述，在本發明的加熱裝置中，燈管配置在外殼內，支撐件與隔離件配置於燈管上，而阻擋件配置在隔離件上。藉此，基板可放置於支撐件上而藉由燈管提供的熱能加熱，隔離件可防止基板接觸燈管，而基板上容易過熱的局部可對應藉由阻擋件阻擋部分熱能。藉此，本發明的加熱裝置適於均勻地加熱基板，使被加熱的基板具有良好的整體均溫性。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100、200‧‧‧加熱裝置

100a至100c‧‧‧加熱模組

102‧‧‧基板

110‧‧‧外殼

120‧‧‧燈管

130、230‧‧‧隔離件

140a、140b‧‧‧阻擋件

150‧‧‧支撐件

H1、H2、H3、H4‧‧‧箭頭

圖1是本發明一實施例的加熱裝置的立體圖。

圖2是圖1的加熱裝置的俯視示意圖。

圖3是圖1的加熱裝置的側視示意圖。

圖4是本發明另一實施例的加熱裝置的側視示意圖。

圖1是本發明一實施例的加熱裝置的立體圖。圖2是圖1的加熱裝置的俯視示意圖。圖3是圖1的加熱裝置的側視示意圖。請參考圖1至圖3，在本實施例中，加熱裝置100包括外殼110、多個燈管120、隔離件130、多個阻擋件140a與140b(圖1與圖2繪示兩種不同尺寸的阻擋件140a與140b作為示意)以及支撐件150。藉此，加熱裝置100適於均勻地加熱基板102(繪示於圖3)，例如是應用在真空系統中加熱基板102，但本發明不限制加熱裝置100的應用以及基板的種類，其可依據需求調整。

具體而言，在本實施例中，燈管120依序排列配置在外殼110內，其中各燈管120例如是紅外光燈管(inferred light lamp)，使燈管120藉由發出紅外光而提供熱能。藉此，燈管120可作為加熱裝置100的發熱源，且作為發熱源的燈管120所發出的紅外光可依據需求調整為短波(波長約為1微米(micrometer，um))或中波(波長約為2至4微米)。然而，燈管120的種類、數量與發光波長可依據需求調整，本發明不加以限制。

再者，在本實施例中，多個燈管120可對應構成至少兩組加熱模組，例如是圖1至圖2所繪示的三組加熱模組100a至100c，且燈管120的尺寸規格相同。換言之，本實施例採用尺寸 規格相同的燈管120作為發熱源，藉此簡化其製作過程並降低製作成本。此外，本實施例的燈管120可模組化，使加熱模組100a至100c適於獨立地組裝至外殼110或從外殼110上拆卸，藉此降低加熱裝置100製作困難度以及簡化燈管120的維修方式，但本發明不限於上述實施方式，其可依據需求調整。

藉此，在本實施例中，基板102可藉由支撐件150支撐 承載而位於燈管120上方，進而藉由燈管120提供的熱能加熱。 詳細而言，支撐件150配置於外殼110的內側，並位於燈管120上，而基板102適於放置於支撐件150上。換言之，本實施例以凸出於外殼110內側的凸柱作為支撐件150，但在其他實施例中，支撐件150亦可為凸肋或者其他適用的凸出結構，本發明不限制支撐件150的結構、數量與位置。較佳地，支撐件150的結構不影響燈管120的熱能傳遞至基板102。藉此，當基板102放置於支撐件150上時，基板102位於燈管120上方，且藉由支撐件150支撐承載的基板102不接觸燈管120，進而藉由燈管120所提供的熱能加熱(如圖3所示)。

另一方面，在本實施例中，隔離件130配置於燈管120 上，以隔離燈管120與基板102。更進一步地說，隔離件130將燈管120與藉由支撐件150支撐的基板102隔離在相對兩側，以防止基板102產生位移或者產生破裂後形成的碎片接觸燈管120。藉此，隔離件130較佳地是覆蓋所有燈管120，以有效隔離基板102與所有燈管120，但熱能仍可從燈管120穿過隔離件130傳遞至基 板102。換言之，位在燈管120與基板102之間的隔離件130並不影響燈管120對基板102的加熱效果，使燈管120所提供的大部分的熱能可從燈管120穿過隔離件130往外傳遞至基板102，以藉此加熱基板102。有關隔離件130的實施方式詳見後續內容。

再者，在本實施例中，阻擋件140a與140b配置在隔離件130上，以阻擋部分熱能傳遞至基板102的局部。藉此，在燈管120所提供的熱能穿過隔離件130傳遞至基板102的過程中，部分熱能被阻擋件140a與140b吸收或阻擋，以減少基板102上對應於阻擋件140a與140b的區域所吸收的熱能。舉例而言，本實施的阻擋件140a與140b的材質較佳地為金屬，使阻擋件140a與140b可藉由吸收部分熱能而減少基板102中對應於阻擋件140a與140b的區域所吸收的熱能。然而，阻擋件140a與140b亦可採用導熱性較差的材質，而使部分熱能無法穿過阻擋件傳遞至基板102中對應於阻擋件140a與140b的區域，進而減少基板102中對應於阻擋件140a與140b的區域所吸收的熱能。藉此，本發明並不限制阻擋件140a與140b的尺寸、數量、位置與材質。

更進一步地說，雖然本實施例的燈管120依序排列配置在外殼110內，但其所產生的熱能並非均勻地往外傳遞，而使加熱裝置100的局部(例如是中間區域)可能有溫度過高的情況。 或者，加熱裝置100的圍環境亦可能另配置有冷卻系統，例如是藉由冷卻水來降低加熱裝置100的周圍溫度，進而使加熱裝置100的周圍區域的溫度低於中間區域的溫度。藉此，為使加熱裝置100 具有均勻的加熱效果，阻擋件140a與140b可依據需求配置在加熱裝置100中溫度過高的區域，例如是對應於基板102的中間區域(如圖3所示)，以在溫度過高的區域中吸收或阻擋部分熱能，進而減少基板102上對應於阻擋件140a與140b的區域所吸收的熱能，使基板102上對應於阻擋件140a與140b的區域與其他區域的溫度一致。由此可知，藉由調整阻擋件140a與140b的尺寸、數量、位置與材質，可有效使加熱裝置100均勻地加熱基板102的各局部，使基板102的整體具有良好的均溫性。

再者，在本實施例中，由於隔離件130較佳地是覆蓋所 有燈管120，以有效隔離基板102與所有燈管120，但熱能仍可從燈管120穿過隔離件130傳遞至基板102，故隔離件130的材質或形狀較佳地需對熱能有較小的吸收率，以使大部分的熱能得以穿過隔離件130傳遞至基板102。更進一步地說，在本實施例中，燈管120所提供的熱能在穿過隔離件130後的散失量小於燈管120所提供的熱能在穿過阻擋件140a後的散失量。亦即，燈管120所提供的大部分熱能可穿過隔離件130，使加熱裝置100不因隔離件130的配置而散失過多熱能。相對地，對應於阻擋件140a與140b之處的熱能則被阻擋件140a與140b吸收或阻擋，以降低穿過阻擋件140a與140b的熱能，進而減少基板120上對應於阻擋件140a與140b的區域所吸收的熱能。

舉例而言，請參考圖3，在本實施例中，加熱裝置100 所採用的隔離件130為隔離網，而隔離網的材質例如是金屬，即 本實施例採用金屬網作為隔離件130，但本發明不以此為限制。藉由金屬網作為隔離件130，燈管120所提供的大部分熱能可穿過作為隔離件130的金屬網的網孔傳遞至基板102，而藉此加熱基板102，如圖3的箭頭H1。此外，在燈管120所提供的熱能穿過作為隔離件130的隔離網往外傳遞至基板102的過程中，部分熱能被作為阻隔件140a與140b的金屬板吸收或阻擋，進而減少基板102上對應於阻隔件140a與140b的局部所吸收的熱能，如圖3的箭頭H2。

由此可知，本實施例的加熱裝置100可採用規格尺寸相 同的燈管120作為加熱源，以藉此簡化加熱裝置100的製作過程並降低製作成本。再者，藉由金屬網作為隔離件130的設計，可避免隔離件130在支撐承載基板102的同時影響基板102的加熱效果。換言之，隔離件130的材質與形狀不影響基板102的加熱效果，使熱能可穿過隔離件130傳遞至基板102。此外，作為阻擋件140a與140b的金屬板可進一步依據需求配置在加熱裝置100上溫度過高的區域而吸收或阻擋部分熱能，即本實施例採用阻擋件140a與140b調整基板102的各個局部的加熱情況，以達到均勻加熱基板102的目的。據此，本實施例的加熱裝置100適於均勻地加熱基板102，使被加熱的基板102具有良好的整體均溫性。

圖4是本發明另一實施例的加熱裝置的側視示意圖。請 參考圖4，在本實施例中，加熱裝置200與前述的加熱裝置100的主要差異在於，加熱裝置200所採用的隔離件230為隔離板， 而隔離板的材質例如是石英，即本實施例採用石英板作為隔離件230，但本發明不以此為限制。藉由石英板作為隔離件230，燈管120所提供的大部分熱能可穿過作為隔離件230的石英板傳遞至基板102。更進一步地說，作為隔離件230的隔離板所採用的材質需可允許燈管120所發出的紅外光穿過，例如石英板可吸收波長為0.4微米的紅外光而允許燈管120所發出的波長為1至4微米的紅外光穿過。藉此，即使採用平板狀的隔離板作為隔離件230，熱能仍能穿過隔離板傳遞至基板102，而藉此加熱基板102，如圖4的箭頭H3。此外，在燈管120所提供的熱能穿過作為隔離件230的隔離板往外傳遞至基板102的過程中，部分熱能被作為阻隔件140a與140b的金屬板吸收或阻擋，進而減少基板102上對應於阻隔件140a與140b的局部所吸收的熱能，如圖4的箭頭H4。

由此可知，本實施例的加熱裝置200可採用規格尺寸相 同的燈管120作為加熱源，以藉此簡化加熱裝置200的製作過程並降低製作成本。再者，藉由石英板作為隔離件230的設計，可避免隔離件230在支撐承載基板102的同時影響基板102的加熱效果。換言之，隔離件230的材質與形狀不影響基板102的加熱效果，使熱能可穿過隔離件230傳遞至基板102。此外，作為阻擋件140a與140b的金屬板可進一步依據需求配置在加熱裝置200上溫度過高的區域而吸收或阻擋部分熱能，即本實施例採用阻擋件140a與140b調整基板102的各個局部的加熱情況，以達到均勻加熱基板102的目的。據此，本實施例的加熱裝置200適於均 勻地加熱基板102，使被加熱的基板102具有良好的整體均溫性。

綜上所述，在本發明的加熱裝置中，燈管配置在外殼內， 支撐件與隔離件配置於燈管上，而阻擋件配置在隔離件上。藉此，基板可放置於支撐件上而藉由燈管提供的熱能加熱，隔離件可防止基板接觸燈管，而基板上容易過熱的局部可對應藉由阻擋件阻擋部分熱能。其中，隔離件的形狀與材質可允許大部分熱能傳遞至基板，而部分熱能被阻擋件吸收，以調整基板的局部加熱程度。 藉此，本發明的加熱裝置適於均勻地加熱基板，使被加熱的基板具有良好的整體均溫性。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧加熱裝置

100a至100c‧‧‧加熱模組

110‧‧‧外殼

120‧‧‧燈管

130‧‧‧隔離件

140a、140b‧‧‧阻擋件

150‧‧‧支撐件

Claims (10)

1. 一種加熱裝置，適於均勻地加熱一基板，該加熱裝置包括：一外殼；多個燈管，配置在該外殼內，並提供一熱能；一支撐件，配置於該外殼，並位於該些燈管上，而該基板適於放置於該支撐件上；一隔離件，配置於該些燈管上，以隔離該些燈管與該基板，而該熱能從該些燈管穿過該隔離件傳遞至該基板；以及至少一阻擋件，配置在該隔離件上，以阻擋部分該熱能傳遞至該基板的一局部。
2. 如申請專利範圍第1項所述的加熱裝置，其中該隔離件包括一隔離網，而該熱能穿過該隔離網傳遞至該基板。
3. 如申請專利範圍第2項所述的加熱裝置，其中該隔離網的材質包括金屬。
4. 如申請專利範圍第1項所述的加熱裝置，其中該隔離件包括一隔離板，而該熱能穿過該隔離板傳遞至該基板。
5. 如申請專利範圍第4項所述的加熱裝置，其中該隔離板的材質包括石英。
6. 如申請專利範圍第1項所述的加熱裝置，其中該阻擋件的材質包括金屬。
7. 如申請專利範圍第1項所述的加熱裝置，其中該些燈管的尺寸規格相同。
8. 如申請專利範圍第1項所述的加熱裝置，其中該些燈管所提供的該熱能在穿過該隔離件後的一散失量小於該些燈管所提供的該熱能在穿過該阻擋件後的一散失量。
9. 如申請專利範圍第1項所述的加熱裝置，其中各該燈管包括一紅外光燈管，使該些燈管藉由發出紅外光而提供該熱能。
10. 如申請專利範圍第1項所述的加熱裝置，其中該些燈管對應構成至少二加熱模組，該些加熱模組適於獨立地組裝至該外殼或從該外殼上拆卸。