TWI415191B - 基板處理設備 - Google Patents

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TWI415191B TW099105392A TW99105392A TWI415191B TW I415191 B TWI415191 B TW I415191B TW 099105392 A TW099105392 A TW 099105392A TW 99105392 A TW99105392 A TW 99105392A TW I415191 B TWI415191 B TW I415191B
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Description

基板處理設備
本教示的某一方面乃關於用來熱處理基板和/或在基板上形成薄膜的基板處理設備。
平面顯示裝置正在取代陰極射線管顯示裝置，因為前者的重量較輕、體積更薄。平面顯示裝置包括液晶顯示(liquid crystal display，LCD)裝置和有機發光二極體(有機light emitting diode，OLED)顯示裝置。相較於液晶顯示裝置，有機發光二極體顯示裝置提供改善的亮度和視角，並且不需要背光單元，藉此實現超薄的厚度。
為了產生光，有機發光二極體顯示裝置使用激子(exciton)所發出的能量，該激子係當陰極射出的電子與陽極射出的電洞結合時而形成於有機薄膜中。依據其驅動方法，有機發光二極體顯示裝置乃分類成被動矩陣式OLED和主動矩陣式OLED。主動矩陣式OLED的電路包括薄膜電晶體(thin film transistor，TFT)。
平面顯示裝置的製造是使用有機材料或無機材料而在基板上形成薄膜，該薄膜依據所決定的圖案而具有電特性。薄膜然後做熱處理。於此例，薄膜主要是以物理氣相沉積 (physical vapor deposition，PVD)方法所形成，例如濺鍍法，其中電漿乃施加於沉積靶；或者是以化學氣相沉積(chemical vapor deposition，CVD)方法所形成，例如原子層沉積(atomic layer deposition，ALD)法，其中包含來源材料的反應氣體噴灑於基板上，以在基板上化學形成來源材料的原子層。
相較於物理氣相沉積方法，化學氣相沉積方法產生的薄膜具有優異的均勻度和梯級覆蓋度，並且能夠同時處理複數個基板。因此，它廣泛用於形成非晶質矽層和絕緣層，例如氮化層或氧化層。
一般而言，為了在複數個基板上同時形成薄膜，或者為了使用化學氣相沉積方法來熱處理基板，基板處理設備包括：用於處理複副數個基板的處理腔室、當中堆疊了基板的晶舟、位在處理腔室外以加熱處理腔室內部的加熱器、移動晶舟進出處理腔室的進給器。
然而，由於加熱器位在處理腔室外、並且處理腔室一般很大而如此容納晶舟，所以難以均勻地加熱處理腔室的內部。尤其晶舟裡的基板不是均勻地加熱。
本教示的多個方面提供基板處理設備，其藉均勻加熱處理腔室的內部而均勻加熱所堆疊於晶舟的複數個基板。
依據一範例性方面，乃提供基板處理設備，其包括：處理腔 室；晶舟(坩堝)，其中堆疊了複數個基板；外部加熱器，其位在處理腔室外；進給器，其移動晶舟進出處理腔室；下方加熱器，其位在進給器底下；以及中央加熱器，其位在晶舟的中央而在基板之間。
本教示的額外方面和/或優點將部分列於後面的敘述，部分將從敘述中變得明顯，或者可以藉由實施本教示而得知。
100‧‧‧基板處理設備
102‧‧‧輸入管
104‧‧‧輸出管
110‧‧‧晶舟
112‧‧‧基板握持器
115‧‧‧中央加熱器
120‧‧‧處理腔室
122‧‧‧蓋套
124‧‧‧歧管
125‧‧‧第一管
130‧‧‧外部加熱器
132‧‧‧第一加熱器
134‧‧‧第二加熱器
140‧‧‧進給器
142‧‧‧下方加熱器
144‧‧‧絕緣板
145‧‧‧熱絕緣器
146‧‧‧握持器
150‧‧‧氣體噴灑器
160‧‧‧開閉器
170‧‧‧第二管
175‧‧‧孔洞
200‧‧‧反應氣體供應器
300‧‧‧排放泵
d‧‧‧長度
S‧‧‧基板
從上述配合後附圖式所敘述的範例性具體態樣，本教示在此處和/或其他方面和優點業已變得明顯而更易體會。
圖1是示範依據本教示之範例性具體態樣的基板處理設備截面圖。
現在將詳細參考本教示的範例性具體態樣，其範例乃示範於所附圖式，其中全篇相同的參考數字是指相同的元件。藉著參考圖式，下面描述範例性具體態樣以便解釋本教示的多個方面。
圖1是依據本教示之範例性具體態樣的基板處理設備100之截面圖。參見圖1，基板處理設備100包括：晶舟110，當中堆疊了複數個基板S；處理腔室120；外部加熱器130；下方加熱器142；中央加熱器115；以及進給器140，其移動晶舟110進出處理腔室120。
基板S一般平行堆疊於晶舟110中。中央加熱器115位在晶舟 110的中央而在基板S之間。中央加熱器115聯合位在處理腔室120外面的外部加熱器130來運作以均勻加熱基板S。中央加熱器115一般施加至晶舟110中央之基板S的熱量要比施加至位在晶舟110末端的基板S還要多。晶舟110可以包括基板握持器112以固定基板S，以便當晶舟110移動時避免損傷了基板S。
雖然基板S顯示成垂直堆疊於晶舟110中，但是依據某些方面，基板S可以水平堆疊。於任一情形，中央加熱器115的長軸一般配置成平行於所堆疊在晶舟110中之基板S的長軸。
處理腔室120提供的空間用於在堆疊於晶舟110的基板S上同時形成薄膜和/或熱處理薄膜。處理腔室120包括歧管124，其具有：輸入管102，經由此而從反應氣體供應器200導入反應氣體、輸出管104，經由此而排放尚未與基板S反應的反應氣體；以及蓋套122，其位在歧管124上以密封處理腔室120。第一管125可以位在蓋套122和晶舟110之間而於處理腔室120中，以便隔絕處理腔室120(使晶舟110所散失的熱量減到最少)。
歧管124的底部是打開的，如此則晶舟110可以經此導入和撤出。可以水平移動的開閉器160則位在歧管124的下側上，如此則在晶舟110導入處理腔室120後可以關閉處理腔室120。歧管124的輸出管104可以連接到排放泵300，以排放反應氣體以及從處理腔室120的內部抽出氣體。
加熱器130位在處理腔室120外面並且加熱處理腔室120。加熱器130可以包括：第一加熱器132，其位置乃沿著處理腔室120的側面；以及第二加熱器134，其位在處理腔室120的頂面上。加熱器130可以類似爐子，並且可以圍繞著處理腔室120。
進給器140包括下方加熱器142，其位置乃相鄰於晶舟110的底側。進給器140可以進一步包括熱絕緣器145，其位在下方加熱器142之下，以便隔絕處理腔室120的底端。熱絕緣器145可以包括複數個絕緣板144和支持絕緣板144的握持器146。
基板處理設備100可進一步包括第二管170，其位在進給器140和第一管125之間而使用進給器140和第一管125之間的空間，以便進一步隔絕處理腔室120。第二管170可具有的長度d對應於進給器140重疊於第一管125的區域。
第二管170配置成繞著進給器140且具有孔洞175，其連接到歧管124的輸入管102。氣體噴灑器150連接到孔洞175且噴灑反應氣體供應器200所供應的反應氣體到堆疊於晶舟110的基板S上。第二管170密封晶舟110和第一管125之間的空間。氣體噴灑器150最好延伸到晶舟110的末端，以便均勻噴灑反應氣體到堆疊於晶舟110的基板S上。
於基板處理設備，處理腔室的內部被均勻加熱以均勻加熱位在晶舟上、中、下部分的基板。外部加熱器位在處理腔室外 ，下方加熱器位在進給器中，以及中央加熱器位在晶舟的中央，以便進行均勻的加熱。
因此，依據本教示的基板處理設備乃均勻加熱處理腔室的內部，以及加熱位在晶舟中央部分的基板、位在晶舟上部分的基板、位在晶舟下部分的基板至均勻的溫度，藉此在基板上均勻地形成薄膜和/或熱處理基板。
雖然已經顯示和敘述了本教示的一些範例性具體態樣，但是熟於此技藝者會體認：這些範例性具體態樣可以做出改變而不偏離本發明的原理和精神，而本發明的範圍是界定於申請專利範圍及其等效者。
100‧‧‧基板處理設備
102‧‧‧輸入管
104‧‧‧輸出管
110‧‧‧晶舟
112‧‧‧基板握持器
115‧‧‧中央加熱器
120‧‧‧處理腔室
122‧‧‧蓋套
124‧‧‧歧管
125‧‧‧第一管
130‧‧‧外部加熱器
132‧‧‧第一加熱器
134‧‧‧第二加熱器
140‧‧‧進給器
142‧‧‧下方加熱器
144‧‧‧絕緣板
145‧‧‧熱絕緣器
146‧‧‧握持器
150‧‧‧氣體噴灑器
160‧‧‧開閉器
170‧‧‧第二管
175‧‧‧孔洞
200‧‧‧反應氣體供應器
300‧‧‧排放泵
d‧‧‧長度
S‧‧‧基板

Claims (18)

  1. 一種基板處理設備，其包括：處理腔室；晶舟，其容置基板；外部加熱器，其配置在處理腔室外；進給器，其移動晶舟進出處理腔室；下方加熱器，其配置在處理腔室底下且位於進給器中；以及中央加熱器，其位在晶舟的中央。
  2. 根據申請專利範圍第1項的基板處理設備，其中基板和中央加熱器兩者的長軸平行。
  3. 根據申請專利範圍第2項的基板處理設備，其進一步包括熱絕緣器，其配置在下方加熱器之下。
  4. 根據申請專利範圍第3項的基板處理設備，其中熱絕緣器包括絕緣板以及分別支持著絕緣板的握持器。
  5. 根據申請專利範圍第1項的基板處理設備，其中處理腔室包括歧管，其包括：輸入管，其供應反應氣體；輸出管，經由此輸出管而從處理腔室泵出排放氣體；以及蓋套，其配置在歧管上以包住處理腔室。
  6. 根據申請專利範圍第5項的基板處理設備，其進一步包括氣體供應器以供應反應氣體到輸入管。
  7. 根據申請專利範圍第6項的基板處理設備，其進一步包括連 接到輸入管的氣體噴灑器，其當晶舟配置於處理腔室時乃沿著晶舟的長度而延伸。
  8. 根據申請專利範圍第5項的基板處理設備，其進一步包括位在歧管下方的開閉器，以打開和關閉處理腔室。
  9. 根據申請專利範圍第5項的基板處理設備，其進一步包括所連接到輸出管的排放泵，以經由輸出管泵出排放氣體。
  10. 根據申請專利範圍第5項的基板處理設備，其進一步包括第一管，其配置在蓋套和晶舟之間。
  11. 根據申請專利範圍第10項的基板處理設備，其進一步包括第二管，其配置在進給器周圍而在第一管內。
  12. 根據申請專利範圍第11項的基板處理設備，其中第二管的長度等於第一管和進給器的重疊區域。
  13. 根據申請專利範圍第11項的基板處理設備，其中第二管具有孔洞，而反應氣體經此而通過。
  14. 一種基板處理設備，其包括：處理腔室，其包括歧管和所配置在歧管上的蓋套；晶舟，其容置基板；外部加熱器，其配置在蓋套周圍；進給器，其移動晶舟進出處理腔室；下方加熱器，其配置在進給器中；以及晶舟加熱器，其配置於晶舟中而在基板之間。
  15. 根據申請專利範圍第14項的基板處理設備，其中歧管包括：輸入管，其供應反應氣體至處理腔室；以及輸出管，經由此輸出管而從處理腔室泵出排放氣體。
  16. 根據申請專利範圍第15項的基板處理設備，其進一步包括：第一管，其配置在蓋套和歧管內以隔絕處理腔室；第二管，其配置在進給器周圍而在第一管內，並且具有所連接到輸入管的孔洞；以及噴灑器，其連接到孔洞以將反應氣體進給至基板。
  17. 根據申請專利範圍第16項的基板處理設備，其進一步包括：開閉器，其位在歧管之下，用以打開和關閉處理腔室；以及熱絕緣器，其配置在下方加熱器之下，並且包括絕緣板和所分別支持著絕緣板的握持器。
  18. 根據申請專利範圍第14項的基板處理設備，其中晶舟加熱器配置於晶舟的中央部分而在基板之間。
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