[发明专利]一种用于反应腔的基板加热及传输装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学气相沉积工艺反应腔，具体地讲是涉及一种用于反应腔的基板加热及传输装置。

背景技术

在低压金属有机物化学气相沉积中，基板靠传动滚轮输送到金属气体反应腔内，由于该气体在温度200℃左右时反应最强烈，所以在反应过程中，基板是被放置在加热板上进行沉积的。现有技术中，基板由滚轮输送并被放置在加热板上这一过程如下：当玻璃被滚轮输送到预定位置后，由位于加热板下方的顶针系统升起托住基板离开滚轮，这时滚轮系统向两侧收缩让开基板的下方区域，之后顶针系统下降将玻璃放置在加热板表面，再开始进行后续的工艺。

由此可以看出,整个工艺腔的传输系统主要由可升降的顶针系统、可伸缩的玻璃传送系统等组成，其中，可升降的顶针系统主要由升降气缸6、顶针托盘13、顶针12、加热板7上的顶针孔11等组成；可伸缩玻璃传送系统又是主要由传输滚轮3、金属波纹管8、伸缩驱动滑台9、伸缩滑台气缸组件、伸缩滑台滑动轨道14等组成，其具体结构如图1、2所示，可以看出，该种工艺腔的传输系统的整体结构比较复杂。

同时，由于某些基板具有易碎的性质，所以顶针系统在升降过程中运动的速度必须十分缓慢，否则会导致基板的破碎。另外由于基板是和顶针直接接触的，即面和点的接触，在真空及高温的条件下，增加了基板在真空腔内破碎的风险，整套传输系统的可靠性得不到保证，基板破碎率比较高，增加了生产成本。

从另一个角度讲，由于顶针系统的存在及这样的一种基板升降的方式，加大了加热台下部空间的体积，从而增加了真空泵的功率需求及降低了工艺气体的利用率，生产成本也比较高。

众所周知，从喷淋板表面到加热板上表面之间的距离称为工艺距离，这个距离的大小影响反应气体扩散到位于加热板上的基板上表面的时间，以及整个工艺腔气体分布的均匀性，其中，前者将影响沉积速率，后者将影响所生成薄膜的均匀性，因此，工艺距离是一个非常重要的工艺调节参数。通常设备供应商提供的设备，喷淋系统和加热系统是固定在腔体上的，工艺距离无法调节。后来有些厂商也研制出一些工艺距离可调试的设备，但结构比较复杂，在量产机中还未应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、可靠性高、成本低的用于反应腔的基板加热及传输系统，可有效降低基板在反应腔中的破碎率，且工艺距离可调，可大幅提升工艺质量。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于反应腔的基板加热及传输装置，包括安装在反应腔侧壁上的滚轮传动装置和设置在反应腔底部的升降支撑装置，其中，所述滚轮传动装置包括仅支持转动的磁流体密封传动装置及受其制动的传输滚轮，所述传输滚轮通过传输垫板运输基板；所述升降支撑装置包括加热板托架及控制其运动的升降气缸，所述加热板托架上设有加热板。

进一步地，为了防止暴露在反应腔室的气缸推杆部分被镀膜，在所述升降气缸的推杆外套设有金属波纹管。

选择性地，所述传输垫板与加热板为面-面接触。

所述传输垫板的面积为单块基板面积的两倍以上，使得传输垫板可一次性运输多块基板，进一步提高生产效率。

本发明对现有技术中的滚轮传动装置进行了改进，省去了现有滚轮转动装置中的金属波纹管、伸缩滑台及其配套装置等，仅保留滚轮做转动的功能，而不要求其支持整个传动装置做轴向运动，从而大大简化了结构，且加热板在升降过程中不与传输滚轮发生干涉，极大的提高了传输系统的稳定性；对升降支撑装置而言，保留了升降气缸，去除了现有技术中的顶针系统，从而降低了生产成本，且由于不用预留顶针系统的活动空间，可以进一步缩小反应腔的高度和体积，从而降低了对真空泵功率的要求并节约了工艺气体的使用量；进一步地，还可通过调节所述升降气缸的行程来调节工艺距离，解决了工艺距离无法调节的问题，同时增大了工艺窗口，便于操作人员通过调节工艺距离来控制工艺质量；通过在装置中引入传输垫板，基板是在传输垫板上完成整个工艺过程的，使得基板无需与传输滚轮直接接触，且避免了基板与传统设备中的顶针系统之间的面-点接触，传输过程中产生的冲击力对基板的影响大大减小，从而有效降低基板在运输过程中的破碎率，即使基板在工艺过程中发生破碎，破碎的基板会随着传输垫板一起出来而不会留在反应腔体内，从而彻底避免了基板在反应腔中破碎而引发的一系列问题，有效减少了设备的维护时间、降低了维护成本，避免了开盖维修造成的生产节奏紊乱，大幅提高了生产效率；另外，在暴露于反应腔的气缸推杆部分的外围增设金属波纹管，可有效防止镀膜时气缸推杆也被镀上。整体而言，本发明相对现有技术而言结构简单、成本低、可靠性高，具有广阔的应用前景。