[发明专利]一种基片加热系统

说明书

本发明公开了一种基片加热系统，包括基片承载舟和快速加热装置，所述基片承载舟由多个舟片并排布置，相邻两个舟片之间具有舟片间隙，所述舟片用于装载基片，所述快速加热装置包括多列铠装电加热丝，每列铠装电加热丝对应一个舟片间隙，各列铠装电加热丝插入对应的舟片间隙内。本发明首次提出通过设置与基片承载舟的舟片间隙匹配的快速加热装置，直接在基片承载舟内部快速加热，大幅提升了基片承载舟和基片的升温速率，既保证了基片承载舟整体受热均匀性，又减少了工艺过程中的升温时间，进而缩短单次工艺时间，有效提升了单台设备的产能和整舟的基片薄膜颜色外观及膜厚的一致性。

技术领域

本发明涉及半导体、太阳能电池制备领域，尤其涉及一种基片加热系统。

背景技术

半导体、太阳能电池等行业内通常会用到如CVD(化学气相沉积)、PVD(物理气相沉积)、扩散炉、氧化退火炉等设备在基片表面沉积薄膜。基片通常装载在基片载具中被送入设备的密闭腔室，在一定的温度(如200℃～500℃)通入工艺气体发生化学反应，在基片表面沉积特定的薄膜结构。工艺过程中的密闭腔室需要恒定在一定的温度，现有的加热方式通常是腔室内壁或外壁电阻丝加热、红外灯管加热，电阻丝叠加红外灯管加热。密闭腔室的材质为石英、金属或者其它，基片(电池片)形状通常为圆形、方形或其它，基片载具结构(石墨舟)接近于圆柱体或者长方体。基片载具通常位于密闭腔室的中部区域，加热器件通常位于密闭腔室内壁或外壁，即热源位于距离基片载具一定距离的外侧。现有的加热方式中可能将电阻丝或红外灯管辅助加热装置置于基片载具的局部某些位置，如上方、下方、四周。

第一组工艺结束时，热状态的基片载具从密闭腔室中取出，腔室门打开损失部分热量，热状态的基片载具带走部分热量，密闭腔室内需迅速回升到一定温度。第二组工艺开始时，常温状态的基片载具被送入密闭腔室中，腔室门打开损失部分热量，常温的基片载具进入腔室吸走部分热量，基片表面沉积薄膜前需迅速回升到一定温度，现有的加热方式会有如下缺点：

(1)基片及基片载具距热源一定的距离或者仅位于加热载具局部某些位置，如上方、下方或四周，通过传导、辐射和热对流传热，载具周围温度上升快，中间区域温度上升慢，受热不均匀会造成中间区域基片薄膜厚度与四周位置薄膜厚度不一致，降低了整舟膜层颜色外观和膜厚的一致性等。

(2)现有加热方式基片及基片载具升温慢，整体受热不均匀以致需要更长的恒温时间等待基片载具中间温度与四周温度达到一致，回温过程约占总工艺时间的45％左右，降低了单台设备的产能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种直接插入基片承载舟、快速对基片加热的基片加热系统。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种基片加热系统，包括基片承载舟和快速加热装置，所述基片承载舟由多个舟片并排布置，相邻两个舟片之间具有舟片间隙，所述舟片用于装载基片，所述快速加热装置包括多列铠装电加热丝，每列铠装电加热丝对应一个舟片间隙，各列铠装电加热丝插入对应的舟片间隙内。

作为上述技术方案的进一步改进，所述多列铠装电加热丝由一根铠装电加热丝呈蛇形布置形成。

作为上述技术方案的进一步改进，所述快速加热装置沿基片承载舟的长度方向分为多段，每段包括多列铠装电加热丝，每段铠装电加热丝形成一个温控区，每个温控区配设一温度检测元件。

作为上述技术方案的进一步改进，每段的多列铠装电加热丝由一根铠装电加热丝呈蛇形布置形成。

作为上述技术方案的进一步改进，所述铠装电加热丝包括金属保护管、绝缘层和发热体组成，所述发热体套于金属保护管内，通过绝缘层与金属保护管隔开。

作为上述技术方案的进一步改进，每组铠装电加热丝通过固定条固定在一个平面内。