加热装置的制作方法

本发明涉及一种加热装置，可以用于给基板加热。

背景技术：

在已知的镀膜制造工序中，基板(例如是晶圆)可在真空系统中通过加热装置加热而进行镀膜。例如加热装置可应用于金属有机化学气相沉积(MOCVD)的制造工序中加热基板，使反应物在被加热的基板上发生化学反应而形成薄膜。常见的加热装置可分为热板式加热装置和灯管式加热装置。其中，热板式加热装置为接触式加热，其可直接接触并加热基板，使被加热的基板达到良好的均温性，但其所需的加热时间较长。灯管式加热装置为非接触式加热，其所需的加热时间较短，但其均温性不好。

更进一步地说，灯管式加热装置的常规结构是通过多个灯管作为发热源来加热基板。当灯管式加热装置的尺寸较大时(例如用于加热长度为1650毫米(millimeter，mm)且宽度为1300毫米的基板)，为使基板达到预定的均温性，需要跟据周围的环境来调整灯管的位置以及灯管的尺寸。例如由于加热装置外侧接触周围环境，或者加热装置通常另外配置有用来降温的冷却系统，因此加热装置的周围区域比中间区域的温度低。因此，当加热装置的加热效果调整为周围区域的温度符合需求时，加热装置的中间区域则可能产生过热的情况。针对上述情况，目前的作法是调整灯管的配置位置或排列方式，或者在容易过热的区域配置尺寸较小的灯管。但是此种做法增加了灯管配置与温度控制的复杂度，亦增加了制作与维修成本。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种灯管配置与温度控制简单、低成本、均温性好的加热装置。

本发明提供的一种加热装置，其技术方案为：

一种加热装置，包括：外壳、提供热能的灯管和放置基板的支撑件，灯管配置在外壳内，支撑件设置在外壳的侧壁上，还包括隔离件和阻挡热能传递到基板的阻挡件，隔离件设置在基板与灯管之间，灯管发出的热能能够穿过隔离件传递到基板上，阻挡件设置在隔离件上。

本发明提供的一种加热装置，还可以包括以下附属技术方案：

其中，隔离件是隔离网。

其中，隔离网是金属隔离网。

其中，隔离件是隔离板。

其中，隔离板是石英隔离板。

其中，阻挡件是金属阻挡件。

其中，灯管是多个尺寸大小相同或者不同的灯管。

其中，阻挡件阻挡灯管提供热能的能力大于隔离件阻挡灯管提供热能的能力。

其中，灯管包括红外光灯管，红外光灯管通过发出红外光而提供热能。

其中，加热装置至少包括两个加热模块，加热模块可独立地从外壳上组装或拆卸。

本发明的实施包括以下技术效果：

本发明提供的加热装置的灯管配置与温度控制简单、低成本、均温性好，适于均匀地加热基板。加热装置的灯管配置在外壳内，支撑件与隔离件配置于灯管上，而阻挡件配置在隔离件上。凭借上述结构，基板可放置于支撑件上而通过灯管提供的热能加热，隔离件可防止基板接触灯管，而基板上容易过热的局部可对应通过阻挡件阻挡部分热能。因此，本发明的加热装置适于均匀地加热基板，使被加热的基板具有良好的整体均温性。

附图说明

图1是本发明一实施例的加热装置的立体结构示意图。

图2是图1的加热装置的俯视示意图。

图3是图1的加热装置的侧视示意图。

图4是本发明另一实施例的加热装置的侧视结构示意图。

100：加热装置，100a：第一加热模块，100b：第二加热模块，100c：第三加热模块，102：基板，110：外壳，120：灯管，130：隔离网，230：隔离板，140a：第一阻挡件，140b：第二阻挡件，150：支撑件，H1、H2、H3、H4：热能传递方向。

具体实施方式

下面将结合实施例以及附图对本发明加以详细说明，需要指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。

实施例1

图1是本发明一实施例的加热装置的立体图。图2是图1的加热装置的俯视示意图。图3是图1的加热装置的侧视示意图。请参照图1至图3，在本实施例中，加热装置100包括外壳110、多个灯管120、隔离件、多个阻挡件，多个阻挡件可以包括多个第一阻挡件140a和多个第二阻挡件140b(以图1与图2绘示的两种不同尺寸的阻挡件140a和140b作为示意)以及支撑件150。凭借上述装置，加热装置100适于均匀地加热基板102(如图3所示)，例如可以是应用在真空系统中加热基板102，但本发明不限制加热装置100的应用以及基板的种类，其可依据需求做出相应的调整。

具体而言，在本实施例中，灯管120依序排列配置在外壳110内，其中各灯管120可以是红外光灯管(inferred light lamp)，红外灯管通过发出红外光而提供热能。凭借上述装置，灯管120可以作为加热装置100的发热源，作为本实施例优选，作为发热源的灯管120所发出的红外光可依据需求调整为短波(波长约为1微米(micrometer，um))或中波(波长约为2至4微米)。然而，灯管120的种类、数量与发光波长可依据需求调整，本发明不加以限制。

作为优选，在本实施例中，多个灯管120可对应构成至少两组加热模块，例如是图1至图2所绘示的三组加热模块，分别是第一加热模块100a，第二加热模块100b，第三加热模块100c，灯管120的尺寸规格可以相同。换言之，本 实施例采用尺寸规格相同的灯管120作为发热源，凭借上述结构可以简化其制作过程并降低制作成本。此外，本实施例的灯管120可模块化，使加热模块(100a、100b、100c)适于独立地组装至外壳110或从外壳110上拆卸，凭借此结构降低加热装置100制作困难度以及简化灯管120的维修方式，但本发明不限于上述实施方式，其可依据需求调整。

凭借上述技术特征对加热装置的限定，在本实施例中，基板102可通过支撑件150支撑承载而位于灯管120上方，进而通过灯管120提供的热能加热。详细而言，支撑件150配置于外壳110的内侧，并位于灯管120上，而基板102适于放置于支撑件150上。换言之，本实施例优选以凸出于外壳110内侧的凸柱作为支撑件150，但在其他实施例中，支撑件150亦可为凸肋或者其他适用的凸出结构，本发明不限制支撑件150的结构、数量与位置。支撑件150的结构不影响灯管120的热能传递至基板102。凭借此结构，当基板102放置于支撑件150上时，基板102位于灯管120上方，且通过支撑件150支撑承载的基板102不接触灯管120，进而通过灯管120所提供的热能加热(如图3所示)。

另一方面，在本实施例中，隔离件配置于灯管120上，以隔离灯管120与基板102。更进一步地说，隔离件将灯管120与通过支撑件150支撑的基板102隔离在相对两侧，以防止基板102产生位移或者产生破裂后形成的碎片接触灯管120。因此，隔离件优选覆盖所有灯管120，以有效隔离基板102与所有灯管120，但热能仍可以从灯管120穿过隔离件传递至基板102。换言之，设置在灯管120与基板102之间的隔离件并不影响灯管120对基板102的加热效果，使灯管120所提供的大部分的热能可以从灯管120穿过隔离件往外传递至基板102，如此加热基板102。

在本实施例中，阻挡件(可以包括第一阻挡件140a和第二阻挡件140b)配置在隔离件上，以阻挡部分热能传递至基板102的局部。凭借阻挡件的设置，在灯管120所提供的热能穿过隔离件传递至基板102的过程中，部分热能被阻挡件吸收或阻挡，以减少基板102上对应于阻挡件的区域所吸收的热能。例如， 本实施的第一阻挡件140a和第二阻挡件140b的材质优选金属，使第一阻挡件140a和第二阻挡件140b可以通过吸收部分热能而减少基板102中对应于第一阻挡件140a和第二阻挡件140b的区域所吸收的热能。然而，阻挡件亦可采用导热性较差的材质，而使部分热能无法穿过阻挡件传递至基板102中对应于阻挡件的区域，进而减少基板102中对应于阻挡件的区域所吸收的热能。因此，本发明并不限制阻挡件的尺寸、数量、位置与材质。

更进一步地说，虽然本实施例的灯管120依序排列配置在外壳110内，但其所产生的热能并非均匀地往外传递，而使加热装置100的局部(例如是中间区域)可能有温度过高的情况。或者，加热装置100的周围环境亦可能另配置有冷却系统，例如是通过冷却水来降低加热装置100的周围温度，进而使加热装置100的周围区域的温度低于中间区域的温度。因此，为使加热装置100具有均匀的加热效果，阻挡件可依据需求配置在加热装置100中温度过高的区域，例如是对应于基板102的中间区域(如图3所示)，以在温度过高的区域中吸收或阻挡部分热能，进而减少基板102上对应于阻挡件的区域所吸收的热能，使基板102上对应于阻挡件的区域与其他区域的温度一致。由此可知，通过调整阻挡件的尺寸、数量、位置与材质，可有效使加热装置100均匀地加热基板102的各局部，使基板102的整体具有良好的均温性。

再者，在本实施例中，由于隔离件优选的设置方式是覆盖所有灯管120，以有效隔离基板102与所有灯管120，但热能仍可从灯管120穿过隔离件传递至基板102，故隔离件的材质或形状较佳地需对热能有较小的吸收率，以使大部分的热能得以穿过隔离件传递至基板102。更进一步地说，在本实施例中，灯管120所提供的热能在穿过隔离件后的散失量小于灯管120所提供的热能在穿过阻挡件140a后的散失量。亦即，灯管120所提供的大部分热能可穿过隔离件，使加热装置100不因隔离件的配置而散失过多热能。相对地，对应于阻挡件之处的热能则被阻挡件吸收或阻挡，以降低穿过阻挡件的热能，进而减少基板120上对应于阻挡件的区域所吸收的热能。

参照图3所示，在本发明一实施例中，加热装置100所采用的隔离件为隔离网130，而隔离网130的材质可以是金属，即本实施例采用金属网130作为隔离件，但本发明不以此为限制。通过金属网130作为隔离件，灯管120所提供的大部分热能可穿过作为隔离件的金属网130的网孔传递至基板102，凭借此结构加热基板102，热量传递如图3的箭头H1所示。此外，在灯管120所提供的热能穿过作为隔离件的隔离网130往外传递至基板102的过程中，部分热能被作为阻隔件的金属板吸收或阻挡，进而减少基板102上对应于阻隔件的局部所吸收的热能，热量传递如图3的箭头H2所示。

由此可知，本实施例的加热装置100可采用规格尺寸相同的灯管120作为加热源，此结构可以简化加热装置100的制作过程并降低制作成本。再者，通过金属网130作为隔离件的设计，可避免隔离件在支撑承载基板102的同时影响基板102的加热效果。换言之，隔离件的材质与形状不影响基板102的加热效果，使热能可穿过隔离件传递至基板102。此外，作为阻挡件的金属板可进一步依据需求配置在加热装置100上温度过高的区域而吸收或阻挡部分热能，即本实施例采用阻挡件调整基板102的各个局部的加热情况，以达到均匀加热基板102的目的。据此，本实施例的加热装置100适于均匀地加热基板102，使被加热的基板102具有良好的整体均温性。

实施例2

本发明优选两种结构的隔离件，分别为隔离网130(如图3所示)和隔离板230(如图4所示)，实施例1详述了设置有隔离网130结构的加热装置，由于本实施例所述的加热装置的其它结构和实施例1相同，故本实施仅详述隔离板230的结构及设置方式，其它和实施例1相同的结构将不再赘述。

图4是本发明另一实施例的加热装置的侧视示意图。在本实施例中，本实施例的加热装置200与实施例一的加热装置100的主要差异在于，本实施例的加热装置所采用的隔离件为隔离板230，而隔离板230的材质可以是石英，即本实施例采用石英板作为隔离件。通过石英板作为隔离件，灯管120所提供的 大部分热能可穿过作为隔离件的石英板传递至基板102。更进一步地说，作为隔离件的隔离板230所采用的材质需可允许灯管120所发出的红外光穿过，例如石英板可吸收波长为0.4微米的红外光而允许灯管120所发出的波长为1至4微米的红外光穿过。因此，即使采用平板状的隔离板230作为隔离件，热能仍能穿过隔离板230传递至基板102，因此加热基板102，热量传递如图4的箭头H3所示。此外，在灯管120所提供的热能穿过作为隔离件的隔离板230往外传递至基板102的过程中，部分热能被作为阻隔件的金属板吸收或阻挡，进而减少基板102上对应于阻隔件的局部所吸收的热能，热量传递如图4的箭头H4所示。

由此可知，本实施例的加热装置200可采用规格尺寸相同的灯管120作为加热源，以简化加热装置的制作过程并降低制作成本。再者，通过石英板作为隔离件的设计，可避免隔离件在支撑承载基板102的同时影响基板102的加热效果。换言之，隔离件的材质与形状不影响基板102的加热效果，使热能可穿过隔离件传递至基板102。此外，作为阻挡件的金属板可进一步依据需求配置在加热装置上温度过高的区域而吸收或阻挡部分热能，即本实施例采用阻挡件调整基板102的各个局部的加热情况，以达到均匀加热基板102的目的。据此，本实施例的加热装置适于均匀地加热基板102，使被加热的基板102具有良好的整体均温性。

综上所述，在本发明的加热装置中，灯管配置在外壳内，支撑件与隔离件配置于灯管上，而阻挡件配置在隔离件上。凭借上述结构，基板可放置于支撑件上而通过灯管提供的热能加热，隔离件可防止基板接触灯管，而基板上容易过热的局部可对应通过阻挡件阻挡部分热能。其中，隔离件的形状与材质可允许大部分热能传递至基板，而部分热能被阻挡件吸收，以调整基板的局部加热程度。藉此，本发明的加热装置适于均匀地加热基板，使被加热的基板具有良好的整体均温性。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本 发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。