应用于低温多晶硅加热工艺中的加热装置及加热方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种加热装置和加热方法，更具体而言，本发明涉及一种应用于低温多晶硅加热工艺中的加热装置和加热方法。
【背景技术】
[0002]一般而言，在低温多晶硅的快速退火设备的加热技术中，快速退火炉的技术重点在于均匀地快速升温及快速降温，其加热方式主要采用直接接触式(即热传导)加热以及热辐射(非接触式)加热两种方式，而降温则一般利用气体来进行。
[0003]在直接接触式加热方式中，可利用在加热基座(或加热板)上布设电阻丝来进行接触式加热。参见图1，其中示出了现有技术中采用直接接触加热方式的加热装置的布置示意图，其中在加热基座10上嵌设有加热电阻丝20，以加热放置在加热基座10上的玻璃基板30。
[0004]而在热辐射加热方式中，可利用红外线热能来进行辐射加热。参见图2，其中示出了现有技术中采用热辐射加热方式的加热装置的布置示意图，如图2所示，该加热装置包括加热室和设置于该加热室外侧的红外线加热器40，以对放置于该加热室内的玻璃基板进行辐射加热。
[0005]然而，目前应用于快速退火炉中的这两种加热方式主要存在如下问题。
[0006]首先，对于直接接触式加热方式而言，利用布置有电阻丝的加热基座虽有快速加温的效果，但因为这种直接接触加热往往导致加热均匀性受到加热丝的布线密度的影响，从而影响温度分布的均匀性，甚至导致玻璃发生形变，造成后续工序的合格率不佳。参见图3，其中显示了直接接触加热所造成的不均匀的温度分布。然而同时，采用直接加热方式较容易实现设备的大型化。
[0007]其次，在纯热辐射加热方式中，加热速率不如直接接触加热方式高，而且在大型设备中，如利用红外线辐射热能进行非接触式加热，加热模式的均匀性更不容易控制。
[0008]此外，在现有的低温多晶硅工艺中，由于待加热的玻璃的面积越来越大，因此造成对温度均匀性的控制较为困难。
[0009]因此，需要一种应用于低温多晶硅加热工艺中的加热方法及加热装置，其既要能够提高加热速率，又要能够维持加热时温度分布的均匀性。
【发明内容】
[0010]为了解决上述现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种应用于低温多晶硅加热工艺中的加热装置及加热方法，其既可以有效提高升温速度，又可以维持加热温度的均匀性。
[0011]为了实现上述目的，本发明提供了一种应用于低温多晶硅加热工艺中的加热装置，所述加热装置包括:加热室；辐射式加热器，设置在所述加热室的外侧，用以向该加热室内提供辐射热量；以及吸热板，设置于加热室内，所述吸热板能够吸收所述辐射式加热器的辐射热量，并且所述吸热板上能够放置待加热的物件。当将所述待加热的物件放置在所述加热室中的所述吸热板上并与该吸热板接触时，在所述物件接受所述辐射式加热器的辐射热量的同时，所述吸热板利用所吸收的辐射热量以接触的方式加热所述物件。
[0012]该吸热板的比热可低于所述物件。优选地，该吸热板可由比热低、热传导率高的材料形成，并且可由颜色深的材料形成。
[0013]该辐射式加热器可以为红外线加热器。优选地，可围绕所述吸热板布置多个辐射式加热器。
[0014]本发明还提供了一种应用于低温多晶硅的加热工艺中的加热方法，该加热方法包括:将待加热的物件放置在一吸热板上，并与该吸热板接触，并利用辐射加热的方式对所述吸热板和所述物件进行加热，其中所述吸热板能够吸收所述辐射式加热器的辐射热量，并利用所吸收的辐射热量以接触的方式传递给所述物件。
[0015]本发明的加热装置及加热方法可应用于低温多晶硅的快速退火设备中。
[0016]本发明的新式加热装置及加热方法是将辐射加热与直接接触加热的方式相结合，通过使吸热板先吸收辐射热然后再进行传导加热，可以整合纯辐射式加热和接触式加热的优点，改善了辐射式加热设备不易大型化的问题，以及接触式加热受加热丝布线密度的影响而导致的温度分布不均匀的问题，并提高了加热速率。
【附图说明】
[0017]参照下列诠释本发明的优选实施例的附图，能够有助于对本发明的进一步的理解，但这些附图并不构成对本发明保护范围的限制。在附图中:
[0018]图1是根据现有技术的采用直接接触式加热方式的加热装置的布置示意图；
[0019]图2是根据现有技术的采用非接触加热(热辐射加热)方式的加热装置的布置示意图；
[0020]图3是采用现有技术的直接接触加热方式的加热基座的温度分布图；以及
[0021]图4是根据本发明的加热装置的布置示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面将参考附图，详细描述根据本发明的加热装置及加热方法的优选实施例。
[0023]根据本发明的一个实施例，加热装置包括加热室、设置于加热室外侧的辐射式加热器和设置于加热室内的吸热板，待加热的物件可放置该吸热板上并与该吸热板接触。在该实施例的加热装置中，一方面，辐射式加热器能够直接向该加热室中的待加热的物件提供辐射热量，另一方面，吸热板能够通过吸收由辐射式加热器传递到加热室内的辐射热量而转变为供热源，从而对放置于其上的玻璃基板进行直接接触式加热，亦即起到加热板的作用。
[0024]在一个实施例中，该加热装置可应用于低温多晶硅的快速退火设备中。
[0025]参照图4，根据本发明的加热装置100包括加热室1和吸热板2，多个辐射式加热器3环绕加热室1的外围设置，由此向加热室提供更均匀的辐射传热。加热室1可为一封闭的加热室，待加热的物件4放置在加热室1内的吸热板2上，吸热板2吸收辐射式加热器3的辐射热量，并利用所吸收的辐射热量以直接接触方式加热物件4，同时物件4还可直接吸收辐射式加热器3的辐射热量。
[0026]根据本发明的一个实施例，待加热的物件可以为玻璃基板，并且该辐射式加热器可以为红外线加热器，但本发明并不以此为限。本发明可以使用任何具有辐射加热功能的加热器，这些加热器的数量和布置方式不应以本实施例为限，并且加热器与待加热的物件之间的距离以及加热器的数量均可根据实际需要的不同而做调整。
[0027]吸热板2优选由比热低、颜色深的材料制成，以提高热辐射吸收率，并且还优选由高热传导率的材料制成，以提高接触加热的效率。另外，可在吸热板2上开设一凹部，待加热物件放置在该凹部中，以增加吸入板与待加热物件的接触面积，从而进一步改善加热效果。例如，该吸热板的材料可以为硅或其它比热低于待加热的物件的材质(如玻璃)的比热的材料，以便可有效吸收辐射热，并将该热量再传导至待加热的物件。
[0028]因此，本发明还提供了一种应用于低温多晶硅的加热工艺中的加热方法。本发明的加热方法包括将待加热的物件放置在一吸热板上，并与该吸热板直接接触，利用辐射加热的方式对所述吸热板和所述物件进行加热。其中，所述吸热板能够吸收所述辐射式加热器的辐射热量，并利用所吸收的辐射热量以接触(如直接接触)方式加热所述物件，同时所述物件还直接吸收所述辐射式加热器的辐射热量。
[0029]在一个实施例中，该加热方法可应用于低温多晶硅的快速退火设备中。
[0030]本发明的加热装置及方法是以辐射式(非接触式)加热为基础，在辐射加热装置中增设吸热板2作为二次热源，以对待加热的物件进行接触式加热。该吸热板2本身并不具有加热装置，因此不能够作为直接热能供给源，其加热原理是将该吸热板2作为吸收热辐射的媒介，吸热板2在吸收辐射式加热器3的辐射热量之后，将所吸收的热量以热传导方式传递给放置在该吸热板2上的玻璃基板4，以提高玻璃基板4的温度。
[0031]综上所述，本发明所提供的新式加热技术，是通过使吸热板先吸收辐射热量，然后再对待加热的物件进行传导加热，如此可以整合纯辐射式加热和接触式加热的优点，改善了辐射式加热设备不易大型化的问题，以及接触式加热受加热丝布线密度的影响而导致的温度分布不均匀的问题，并且提高了加热速率和热量利用效率。
[0032]尽管以上参照了示范性示例描述了本发明的优选实施例，但应理解的是，能够由本领域技术人员构思出的多种其他的修改和实施例亦属于本发明的原理的精神和范围内。另外，除了组成部件和/或配置型式的变型和修改之外，替代性的使用对于本领域技术人员来说也将是显而易见的。
【主权项】
1.一种应用于低温多晶硅加热工艺中的加热装置，所述加热装置包括: 加热室； 辐射式加热器，设置在所述加热室的外侧，用以向该加热室内提供辐射热量；以及 吸热板，设置于加热室内，所述吸热板能够吸收所述辐射式加热器的辐射热量，并且所述吸热板上能够放置待加热的物件， 其中，当将所述待加热的物件放置在所述加热室中的所述吸热板上并与该吸热板接触时，在所述物件接受所述辐射式加热器的辐射热量的同时，所述吸热板利用所吸收的辐射热量以接触的方式传递给所述物件。2.根据权利要求1所述的加热装置，其中所述吸热板的比热低于所述物件的比热。3.根据权利要求2所述的加热装置，其中所述吸热板是由高热传导率的材料形成。4.根据权利要求1所述的加热装置，其中所述辐射式加热器为多个，并且围绕所述吸热板布置。5.根据权利要求1至4中任一项所述的加热装置，其中所述辐射式加热器为红外线加热器。6.根据权利要求1至4中任一项所述的加热装置，其中所述加热装置应用于低温多晶硅的快速退火设备中。7.一种应用于低温多晶硅的加热工艺中的加热方法，所述加热方法包括: 将待加热的物件放置在一吸热板上，并与该吸热板接触；以及 利用辐射加热的方式对所述吸热板和所述物件进行加热， 其中，所述吸热板能够吸收所述辐射式加热器的辐射热量，并利用所吸收的辐射热量以接触方式加热所述物件。8.根据权利要求7所述的加热方法，其中所述吸热板的比热低于所述物件的比热。9.根据权利要求8所述的加热方法，其中所述吸热板是由高热传导率的材料形成。10.根据权利要求7所述的加热方法，其中所述加热方法应用于低温多晶硅的快速退火工艺中。
【专利摘要】本发明提供了一种应用于低温多晶硅加热工艺中的加热方法及加热装置，所述加热装置包括：加热室；辐射式加热器，设置在所述加热室的外侧，用以向该加热室内提供辐射热量；以及吸热板，设置于加热室内，所述吸热板能够吸收所述辐射式加热器的辐射热量，并且所述吸热板上能够放置待加热的物件。当将所述待加热的物件放置在所述加热室中的所述吸热板上并与该吸热板接触时，在所述物件接受所述辐射式加热器的辐射热量的同时，所述吸热板利用所吸收的辐射热量以接触的方式加热所述物件。本发明整合了辐射式加热和接触式加热方式的优点，改善了辐射式加热设备不易大型化的问题及温度分布不均匀的问题，并且提高了加热速率。
【IPC分类】C30B33/02, H01L21/67
【公开号】CN105332059
【申请号】CN201410398314
【发明人】彭思君, 吴建宏, 严晓龙, 刘冲
【申请人】上海和辉光电有限公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2014年8月13日