加热腔结构和硅片处理设备的制作方法

2021-02-01 21:02:45|

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[0001]
本申请涉及硅片加热设备技术领域，具体而言，涉及一种加热腔结构和一种硅片处理设备。

背景技术：

[0002]
pecvd(plasma enhanced chemical vapor deposition，等离子体增强化学的气相沉积法)是太阳能电池生产中常用的镀膜方法之一，通常采用相应的pecvd设备对硅片进行镀膜。现有的pecvd设备的加热腔多采用红外加热器的方法，将红外加热器的引线设置于真空端，由于在真空环境中高电压体对低电压体放电现象尤为严重，为缓解以上问题，一般使用电压不超过110v，导致在所需求的功率相同时，红外加热器在真空中接线所承受的电流远大于在大气中接线所承受的电流，导致接线负担上升，需要较粗的线缆以及较大的空开设备，加热腔整体结构过于复杂，成本也随之上升。

技术实现要素：

[0003]
根据本发明的实施例，旨在至少改善现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
[0004]
为此，根据本发明的实施例的一个目的在于提供一种加热腔结构。
[0005]
根据本发明的实施例的另一个目的在于提供一种硅片处理设备。
[0006]
为了实现上述目的，根据本发明的第一方面的一个实施例提供了一种加热腔结构，包括：加热腔体，用于提供真空环境，加热腔体的侧壁上设有通孔；隔离套管，由通孔伸入加热腔体内，隔离套管的至少一端位于加热腔体外；加热器，加热器的发热部分设于隔离套管内，加热器的引线端由隔离套管位于加热腔体外的一端伸出；连接组件，用于固定隔离套管和加热器；其中，隔离套管与连接组件使加热腔体的内部与加热器以及外部大气隔离。
[0007]
根据本发明第一方面的实施例，加热腔结构包括加热腔体、隔离套管、加热器和连接组件。加热腔体作为加热腔结构的主体，用于为硅片加热操作提供真空环境；加热腔体的侧壁上设有通孔，用于设置隔离套管。隔离套管由侧壁上的通孔伸入加热腔体内，且隔离套管的至少一端位于加热腔体外，以与外部大气连通；加热器的发热部分伸入隔离套管内，加热器的引线端由隔离套管位于加热腔体外的一端伸出，以便于接线。通过设置连接组件，以对隔离套管和加热器进行固定，并通过连接组件和隔离套管使加热腔体的内部与外部大气隔离，同时对加热器形成隔离。在硅片随硅片载板进入真空环境的加热腔体时，加热器通电发热，以对硅片进行加热。其中，在加热器设于加热腔体靠近底部的位置时，可形成下置加热方式，且有利于合理利用空间。此外，加热器可以是杆状或管状结构，以便于在隔离套管中装配。
[0008]
本方案中的加热腔结构，通过设置隔离套管以及连接组件，可加热器的引线端置于大气环境中，并实现加热腔体内部真空环境与外部大气环境之间的隔离，有效缓解了高电压体对低电压体的放电现象，可提高使用电压、降低线缆所承受的电流，以降低加热器的
接线负担，有利于降低接线操作的难度和成本。
[0009]
另外，根据本发明的实施例中提供的上述技术方案中的加热腔结构还可以具有如下附加技术特征：
[0010]
在上述技术方案中，连接组件包括：设于隔离套管上，法兰盘的内侧壁上设有密封结构，以对通孔进行密封；第一支架，设于隔离套管位于加热腔体外的一端，第一支架分别与隔离套管和加热器连接，以对隔离套管和加热器进行定位，并使加热器与隔离套管之间保持非接触状态。
[0011]
在该技术方案中，连接组件包括法兰盘和第一支架。通过在侧壁上的通孔处设置法兰盘，且法兰盘套设于隔离套管上，以利用法兰盘内侧壁上的密封结构对隔离套管与法兰盘之间的缝隙进行密封，进而实现对通孔的密封，以使加热腔体内部与外部大气保持隔离，同时，法兰盘还可对隔离套管起到一定的支撑作用。可以理解，由于pecvd硅片镀膜的特性以及工艺要求，硅片不能在有氧环境下加热，否则会造成工艺不良，影响镀膜效果，法兰盘与隔离套管的配合，能够有效防止空气流入加热腔体内。通过在隔离套管位于加热腔体外的一端设置第一支架，且第一支架分别与隔离套管和加热器连接，以限制隔离套管与加热器之间的相对位置，实现对隔离套管和加热器的定位，同时，第一支架可使加热器与隔离套管保持非接触状态，以使加热器的热量相对均匀地向外发散，防止相互接触对加热过程造成影响。
[0012]
在上述技术方案中，第一支架包括：第一管夹，包括第一夹持部和第一调整部，第一夹持部套设于隔离套管上，第一调整部用于调整第一夹持部的尺寸大小，以使第一夹持部夹紧隔离套管；第二管夹，包括第二夹持部和第二调整部，第二夹持部套设于加热器上，第二调整部用于调整第二夹持部的尺寸大小，以使第二夹持部夹紧加热器；连接板，分别与第一夹持部的底部和第二夹持部的底部固定连接，以对第一夹持部和第二夹持部进行定位。
[0013]
在该技术方案中，第一支架包括第一管夹、第二管夹和连接板。第一管夹具体包括第一夹持部和第一调整部，第一夹持部套设于隔离套管上，并可通过与第一夹持部连接的第一调整部调整第一夹持部的尺寸大小，从而使第一夹持部对隔离套管夹紧，以提高夹持隔离套管的稳定性。类似地，第二管夹包括第二夹持部和第二调整部，第二夹持部套设于加热器上，并可通过与第二夹持部连接的第二调整部调整第二夹持部的尺寸大小，从而使第二夹持部对加热器夹紧，以提高夹持加热器的稳定性。通过设置同时与第一夹持部的底部以及第二夹持部的底部固定连接的连接板，以对第一夹持部和第二夹持部形成支撑，并使得第一夹持部与第二夹持部形成整体，以防止第一夹持部与第二夹持部之间发生相对位移，实现定位。
[0014]
在上述技术方案中，第一夹持部包括两个相对设置的第一弧形板和一个第一槽形结构，第一调整部包括第一锁紧螺栓，第一槽形结构设于两个第一弧形板的底部，且第一槽形结构的两个侧板分别与两个第一弧形板连接，第一锁紧螺栓穿过第一槽形结构的两个侧板，用于调整两个第一弧形板之间的间距，以使两个第一弧形板夹紧隔离套管；第二夹持部包括两个相对设置的第二弧形板和一个第二槽形结构，第二调整部包括第二锁紧螺栓，第二槽形结构设于两个第二弧形板的底部，且第二槽形结构的两个侧板分别与两个第二弧形板连接，第二锁紧螺栓穿过第二槽形结构的两个侧板，用于调整两个第二弧形板之间的间
距，以使两个第二弧形板夹紧加热器；连接板通过固定螺栓分别与第一槽形结构的底板以及第二槽形结构的底板固定连接。
[0015]
在该技术方案中，第一夹持部包括两个相对设置的第一弧形板和一个第一槽形结构，第一调整部包括第一锁紧螺栓，相应地，第二夹持部包括两个相对设置的第二弧形板和一个第二槽形结构，第二调整部包括第二锁紧螺栓。具体地，第一槽形结构的顶部开口，且第一槽形结构的两个侧壁分别与两个第一弧形板的底部连接，以支撑第一弧形板；两个第一弧形板的开口侧相对，以与隔离套管的形状相适配，以便于对隔离套管进行夹持；第一锁紧螺栓穿过第一槽形结构的两个侧壁，以通过第一锁紧螺栓的旋紧和旋松调整两个第一弧形板之间的间距，并在第一锁紧螺栓旋紧时使两个第一弧形板相向运动，实现对隔离套管的夹紧。类似地，第二槽形结构的顶部开口，且第二槽形结构的两个侧壁分别与两个第二弧形板的顶部连接，以支撑第二弧形板；两个弧形板的开口侧相对，以与加热器的形状相适配，以便于对加热器进行夹持；第二锁紧螺栓穿过第二槽形结构的两个侧壁，以通过第二锁紧螺栓的旋紧和旋松调整两个第二弧形板之间的间距，并在第二锁紧螺栓旋紧时使两个第二弧形板相向运动，实现对加热器的夹紧。
[0016]
连接板通过固定螺栓分别与第一槽形结构的底板和第二槽形结构的底板固定连接，以实现对第一夹持部和第二夹持部的定位，且便于拆卸装配。其中，根据第一槽形结构以及第二槽形结构的尺寸大小不同，可在连接板与第一槽形结构之间或连接板与第二槽形结构之间设置垫块，以便于装配。特殊地，在隔离套管和加热器均处于夹紧状态时，隔离套管与加热器同轴，实现加热器的居中隔离，加热器与隔离套管之间的径向间距大小相同，可使加热器的热量进一步均匀散发，有利于进一步改进加热效果。
[0017]
在上述技术方案中，连接组件还包括：第三管夹，套设于隔离套管位于加热腔体外的部分，并夹紧隔离套管，第三管夹位于第一支架与法兰盘之间，且第三管夹靠近法兰盘的一端与法兰盘相抵，以对隔离套管进行轴向限位；第二支架，设于加热腔体内，第二支架的顶部与隔离套管连接，第二支架的底部与加热腔体的底壁连接；支撑块，设于隔离套管内，并位于加热器的下方，用于对加热器位于隔离套管内的部分提供支撑。
[0018]
在该技术方案中，连接组件还包括第三管夹、第二支架和支撑块。第三管夹位于法兰盘与第一支架之间，第三管夹套设于隔离套管上，并夹紧隔离套管；通过设置第三管夹靠近法兰盘的一端与法兰盘相抵，以通过法兰盘对第三管夹以及隔离套管形成轴向限位，防止隔离套管在大气压力作用下发生轴向运动。由于加热腔体内为真空环境，外部大气压力作用于隔离套管上会对隔离套管产生推力，使隔离套管具有向加热腔体内运动的趋势，第三管夹可有效防止隔离套管的轴向移动，使隔离套管保持稳定。
[0019]
通过在加热腔体内设置第二支架，第二支架的顶部与隔离套管连接，底部与加热腔体的底壁连接，以增加一个对隔离套管的支撑点，可抵消隔离套管的自身重力作用，减小隔离套管所承受的弯矩，有利于进一步提高隔离套管的稳定性。其中，第二支架可设于隔离套管的中部或远离法兰盘的一端。
[0020]
通过在隔离套管内设置支撑块，以对加热器位于隔离套管内的部分提供支撑，以抵消加热器的自身重力作用，减小加热器所承受的弯矩，以防止加热器发生偏斜，有利于提高加热器的稳定性。
[0021]
在上述技术方案中，加热腔结构还包括：多个冷却管，形成于加热腔体的侧壁内，
多个冷却管间隔设置，且每个冷却管的两端分别设有与外界连通的冷却端口；多个连接管，设于加热腔体的侧壁外侧，每个连接管的两端与两个冷却端口连通，以使多个冷却管首尾依次连通并形成冷却管道；其中，位于冷却管道的首尾两端两个冷却端口分别作为冷却液入口和冷却液出口。
[0022]
在该技术方案中，通过在加热腔体的侧壁内设置多个冷却管，以为冷却液提供流动空间，以通过冷却液的流动对加热腔体进行冷却降温。具体地，多个冷却管间隔设置，且每个冷却管的两端分别设有与外界连通的冷却端口，通过在侧壁上设置连接管与两个冷却端口相连，以实现两个冷却管之间的连通，进而通过多个连接管使多个冷却管首尾依次连通并形成整体的冷却管道；位于冷却管道首尾两端的冷却端口可分别作为冷却液入口和冷却液出口，以便于连接供液管路和排液管路。其中，多个冷却管可以沿加热腔体的高度方向间隔设置，也可以沿加热腔体的宽度方向间隔设置。进一步地，相邻的两个侧壁中的冷却管道可以独立运行，也可以通过连接管相互连通，使得不同侧壁中的冷却管道形成整体，共用冷却液入口和冷却液出口。
[0023]
在上述技术方案中，加热腔结构还包括：隔热板，设于加热腔体内，用于对加热腔体进行隔热；保温板，设于加热腔体内，用于对加热腔体进行保温。
[0024]
在该技术方案中，通过在加热腔体内设置隔热板和保温板，以起到隔热和保温作用，有利于减少加热腔体内的热量散失。具体地，隔热板和保温板可以根据工艺需要在加热腔体内进行布置，以避免与其他部件发生干涉。举例而言，隔热板可以包括侧隔热板、上隔热板和下隔热板；侧隔热板位于靠近加热腔体的侧壁的位置，保温板位于侧隔热板背向加热腔体的侧壁的一侧，由外向内依次为侧壁、侧隔热板、保温板。其中，每个侧壁对应设有多个侧隔热板，以增强隔热效果。通过在加热腔体内的顶壁和底壁分别连接有上隔热板和下隔热板，以分别对加热腔体的顶部和底部进行隔热，进一步减少热量散失。
[0025]
进一步地，侧隔热板、保温板均与对应的侧壁平行设置，上隔热板与加热腔体的顶壁平行设置，下隔热板与加热腔体的底壁平行设置。
[0026]
在上述技术方案中，加热腔体相对的两个侧壁上设有进出通道，用于硅片载板进出加热腔体；加热腔体内设有滚轮机构，且滚轮机构位于硅片载板进出加热腔体的路径两侧，用于承载和传送硅片载板。
[0027]
在该技术方案中，通过在加热腔体的相对的两个侧壁上设置进出通道，以便于硅片载板进出加热腔体，以通过硅片载板运载硅片。其中，在加热腔体内，硅片载板进出加热腔体的路径两侧分别设置有滚轮机构，以在硅片载板进入加热腔体后，通过滚轮机构对硅片载板进行承载和传送。进一步地，每个滚轮机构上的多个滚轮等间距设置，且两个滚轮机构对称设置，有利于提高硅片载板在传送过程中的稳定性。
[0028]
在上述技术方案中，隔离套管为石英套管；加热器为管状的红外加热器；和/或隔离套管的数量为多个，多个隔离套管沿加热腔体的宽度方向等间隔设置，且每个隔离套管中对应设有一个加热器。
[0029]
在该技术方案中，通过设置隔离套管为石英套管，以利用石英套管的低膨胀系数、耐高温性以及良好的化学稳定性和电绝缘性等特点，延长使用寿命。通过设置加热器为管状的红外加热器，一方面便于红外加热器与石英套管之间的装配，另一方面可利用石英套管良好的透光性，使红外加热器所产生的红外射线穿透石英套管向外发散，在对硅片进行
加热时能够快速升温，完成加热后能够快速降温，有利于提高加热效率和加热便捷性。
[0030]
通过设置多个隔离套管，且每个隔离套管中对应设有一个加热器，以进一步增大加热面积，提高加热效率；通过设置多个隔离套管沿加热腔体的宽度方向等间隔设置，以使加热器的热量均匀地散发，以防止加热腔体内局部区域温度过高，有利于实现均匀加热。
[0031]
根据本发明第二方面的实施例中提供了一种硅片处理设备，包括：装载腔，装载腔的一端设有传输阀，装载腔的另一端设有真空阀，传输阀和真空阀均能够打开或关闭装载腔；上述第一方面的实施例中任一项的加热腔结构，加热腔结构的加热腔体与装载腔结构设有真空阀的一端连接，并能够通过真空阀与装载腔连通，以对由装载腔进入加热腔体内的硅片进行加热；工艺腔，连接于加热腔体远离装载腔的一端，用于对由加热腔体进入工艺腔内的硅片进行镀膜工艺处理；抽真空装置，与装载腔、加热腔结构、工艺腔连接，用于进行抽真空操作。
[0032]
根据本发明的第二方面的实施例，硅片处理设备包括装载腔、抽真空装置、如上述第一方面的实施例中任一项的加热腔结构和工艺腔，用于对硅片进行pecvd镀膜处理。装载腔的一端设有传输阀，用于输入硅片载板；装载腔的另一端设有真空阀，加热腔结构的加热腔体与装载腔设有真空阀的一端连接，且加热腔体与装载腔能够通过真空阀连通；工艺腔与加热腔体远离装载腔的一端连接。抽真空装置与装载腔、加热腔结构以及工艺腔连接，用于在硅片处理设备工作过程中根据需要对相应的腔室进行抽真空操作。
[0033]
初始状态下，加热腔体内为真空环境，真空阀关闭，加热腔体与装载腔相互隔离。在硅片处理设备工作时，依照以下流程进行：传输阀打开，负载有硅片的硅片载板通过传输阀进入装载腔，之后传输阀关闭，使装载腔与外界大气隔绝；抽真空装置开启，使装载腔内形成真空环境；真空阀打开，硅片载板带动硅片通过真空阀进入加热腔体；真空阀关闭，加热器开启，对硅片进行加热，以使硅片的温度上升至工艺要求的温度；加热器关闭，硅片载板带动硅片进入工艺腔，以对硅片进行镀膜工艺处理。
[0034]
进一步地，装载腔也可以使用上述第一方面的实施例中的加热腔结构，即硅片处理设备包括两个加热腔结构，其中，第一个加热腔结构起装载腔的作用，第二个加热腔结构起加热作用，无需专门设计加工装载腔，可增强加热腔结构的通用性。
[0035]
此外，本方案中的硅片处理设备还具有上述第一方面实施例中任一项的加热腔结构的全部有益效果，在此不再赘述。
[0036]
本发明的实施例中附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
[0037]
本发明的实施例中上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0038]
图1示出了根据本发明的一个实施例的加热腔结构的示意图；
[0039]
图2示出了根据本发明的一个实施例的加热腔体的内部结构俯视图；
[0040]
图3示出了图2中a部分的放大图；
[0041]
图4示出了根据本发明的一个实施例的加热腔体的剖视图；
[0042]
图5示出了根据本发明的一个实施例的隔离套管与加热器的装配示意图；
[0043]
图6示出了图5的左视图；
[0044]
图7示出了图5中的b-b向剖视图；
[0045]
图8示出了根据本发明的一个实施例的隔离套管的剖视图；
[0046]
图9示出了根据本发明的一个实施例的第一支架的示意图；
[0047]
图10示出了根据本发明的一个实施例的第一支架的示意图；
[0048]
图11示出了图10的左视图；
[0049]
图12示出了根据本发明的一个实施例的冷却管道的示意图；
[0050]
图13示出了根据本发明的一个实施例的冷却管的示意图；
[0051]
图14示出了根据本发明的一个实施例的加热腔体的内部结构俯视图；
[0052]
图15示出了根据本发明的一个实施例的硅片处理设备的示意图。
[0053]
其中，图1至图15中附图标记与部件名称之间的对应关系如下：
[0054]
1加热腔结构，11加热腔体，111侧壁，112底壁，1121通孔，113顶盖，114进出通道，12隔离套管，13加热器，131引线，14连接组件，141法兰盘，142第一支架，1421第一管夹，1422第一夹持部，1423第一调整部，1424第一弧形板，1425第一槽形结构，1426第一锁紧螺栓，1431第二管夹，1432第二夹持部，1433第二调整部，1434第二弧形板，1435第二槽形结构，1436第二锁紧螺栓，1437垫块，1441连接板，1442固定螺栓，145第三管夹，146第二支架，147支撑块，15冷却管道，151冷却管，152连接管，153冷却液入口，154冷却液出口，155冷却端口，156堵头，161侧隔热板，162保温板，163上隔热板，164下隔热板，165支撑柱，166隔柱，17滚轮机构，2硅片载板，3硅片处理设备，31装载腔，311传输阀，312真空阀，32抽真空装置，33工艺腔。
具体实施方式
[0055]
为了能够更清楚地理解根据本发明的实施例中上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对根据本发明的实施例进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0056]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解根据本发明的实施例，但根据本发明的实施例还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0057]
下面参照图1至图15描述根据本发明一些实施例的加热腔结构和硅片处理设备。
[0058]
实施例一
[0059]
本实施例中提供了一种加热腔结构1，用于硅片处理设备。如图1、图2和图4所示，加热腔结构1包括加热腔体11、隔离套管12、加热器13和连接组件14。
[0060]
加热腔体11作为加热腔结构1的主体，用于为硅片加热操作提供真空环境。加热腔体11可以是一体结构，也可以是具有顶盖113的分体结构，在工作状态下，顶盖113封盖于加热腔体11的顶部，加热腔体11内部形成真空腔室。加热腔体11的侧壁111上设有通孔1121，隔离套管12由侧壁111上的通孔1121伸入加热腔体11内，且隔离套管12的一端位于加热腔体11外，以与外部大气连通。加热器13的发热部分伸入隔离套管12内，与隔离套管12形成嵌套结构；加热器13设有引线131的一端由隔离套管12位于加热腔体11外的一端伸出，以便于接线，以为加热器13供电。其中，通孔1121可设于侧壁111上靠近底部的位置，使加热器13位
于靠近加热腔体11底部的位置，以形成下置加热方式，当然，通孔1121也可以设于侧壁111上的其他位置。此外，加热器13可以是杆状或管状结构，以便于在隔离套管12中装配。隔离套管12的数量可以是一个或多个。
[0061]
连接组件14用于对隔离套管12和加热器13进行固定；通过连接组件14与隔离套管12的配合，可使加热腔体11的内部与外部大气隔离，同时可使加热器13与加热腔体11内部的真空腔室形成隔离。在工作时，硅片随硅片载板2进入加热腔体11的真空腔室，加热器13通电发热，以实现硅片的真空加热。
[0062]
本实施例中的加热腔结构1，通过隔离套管12与连接组件14的配合实现了加热腔体11内部真空环境与外部大气环境的隔离，使得加热器13的引线131可在大气环境中接线，有效缓解了高电压体对低电压体的放电现象，可提高使用电压、降低线缆所承受的电流，以降低加热器13的接线负担，有利于降低接线操作的难度和成本。
[0063]
实施例二
[0064]
本实施例中提供了一种加热腔结构1，在实施例一的基础上做了进一步改进。
[0065]
隔离套管12具体为石英套管。石英套管膨胀系数低、耐高温、具有良好的化学稳定性和电绝缘性，在长期高温环境下不易发生物理或化学性态变化，稳定性高，使用寿命长。石英套管为透明材质，具有良好的透光性；加热器13为管状的红外加热器，便于与石英套管嵌套装配，且红外加热器所产生的红外射线可穿透石英套管向外发散，导热性能强，在对硅片进行加热时能够快速升温，完成加热后能够快速降温，有利于提高加热效率和加热便捷性。
[0066]
如图1和图2所示，隔离套管12的数量为多个，每个隔离套管12中嵌套设置一个红外加热器，以进一步增大加热面积，提高加热效率。多个隔离套管12沿加热腔体11的宽度方向等间隔设置，使得多个红外加热器产生的热量能够均匀地散发，有利于实现硅片的均匀加热。
[0067]
实施例三
[0068]
本实施例中提供了一种加热腔结构1，在实施例一的基础上做了进一步改进。
[0069]
如图1至图3所示，连接组件14包括法兰盘141和第一支架142。法兰盘141设于侧壁111上的通孔1121处，且法兰盘141套设于隔离套管12上，隔离套管12穿过法兰盘141伸入加热腔体11内；法兰盘141内侧壁111上的密封结构(例如密封圈或密封胶垫)，以对隔离套管12与法兰盘141之间的缝隙进行密封，从而通过法兰盘141和隔离套管12实现对通孔1121的密封，以使加热腔体11的内部真空环境与外部大气环境保持隔离，以满足pecvd硅片镀膜的特性以及工艺要求，实现硅片在真空环境下加热，从而保证硅片镀膜效果。此外，法兰盘141还可对隔离套管12起到一定的支撑作用。
[0070]
第一支架142设于隔离套管12位于加热腔体11外的一端，且第一支架142分别与隔离套管12和加热器13连接，以对隔离套管12和加热器13的定位，防止隔离套管12与加热器13之间产生相对位移。第一支架142可使加热器13与隔离套管12之间保持非接触状态，以使加热器13的热量相对均匀地向外发散，防止相互接触对加热过程造成影响。
[0071]
进一步地，如图4和图8所示，连接组件14还包括第三管夹145、第二支架146和支撑块147。第三管夹145套设于隔离套管12上，并位于法兰盘141与第一支架142之间；第三管夹145夹紧隔离套管12，且第三管夹145靠近法兰盘141的一端与法兰盘141相抵，以通过法兰
盘141对第三管夹145以及隔离套管12形成轴向限位，防止隔离套管12在大气压力作用下沿轴向方向向加热腔体11内运动，有利于使隔离套管12保持稳定。
[0072]
第二支架146设于加热腔体11内，第二支架146的底部与加热腔体11的底壁112连接，以进行固定，第二支架146的顶部与隔离套管12连接，以作为支撑点对对隔离套管12进行支撑，从而抵消隔离套管12的自身重力作用，减小隔离套管12所承受的弯矩，有利于进一步提高隔离套管12的稳定性。其中，第二支架146的顶部可以是弧形结构，以与隔离套管12的形状相适配；进一步地，弧形结构还可调整尺寸，以对隔离套管12夹紧，防止隔离套管12发生晃动。
[0073]
隔离套管12内还设有支撑块147，位于加热器13的下方；加热器13位于隔离套管12内的部分搁置于支撑块147上，以对加热器13提供支撑，可抵消加热器13的自身重力作用，减小加热器13所承受的弯矩，以防止加热器13发生偏斜，有利于提高加热器13的稳定性。
[0074]
实施例四
[0075]
本实施例中提供了一种加热腔结构1，在实施例三的基础上做了进一步改进。
[0076]
如图9和图10所示，第一支架142包括第一管夹1421、第二管夹1431和连接板1441。第一管夹1421具体包括第一夹持部1422和第一调整部1423，第一夹持部1422套设于隔离套管12上，第一调整部1423与第一夹持部1422连接，用于调整第一夹持部1422的尺寸大小，以使第一夹持部1422对隔离套管12夹紧，以提高夹持隔离套管12的稳定性。第二管夹1431包括第二夹持部1432和第二调整部1433，第二夹持部1432套设于加热器13上，第二调整部1433与第二夹持部1432连接，用于调整第二夹持部1432的尺寸大小，以使第二夹持部1432对加热器13夹紧，以提高夹持加热器13的稳定性。连接板1441同时与第一夹持部1422的底部以及第二夹持部1432的底部固定连接，以支撑第一夹持部1422和第二夹持部1432，同时使得第一夹持部1422与第二夹持部1432连接成整体，对第一夹持部1422与第二夹持部1432进行定位，以防止第一夹持部1422与第二夹持部1432之间发生相对位移。
[0077]
进一步地，如图10和图11所示，第一夹持部1422包括两个第一弧形板1424和一个第一槽形结构1425，第一调整部1423包括第一锁紧螺栓1426，相应地，第二夹持部1432包括两个第二弧形板1434和一个第二槽形结构1435，第二调整部1433包括第二锁紧螺栓1436。
[0078]
具体地，第一槽形结构1425的顶部开口，且第一槽形结构1425的两个侧壁111分别与两个第一弧形板1424的底部连接，以支撑第一弧形板1424；两个第一弧形板1424的开口侧相对，以与隔离套管12的形状相适配，两个第一弧形板1424紧贴隔离套管12的外表面，以对隔离套管12进行夹持；第一锁紧螺栓1426穿过第一槽形结构1425的两个侧壁111，可通过第一锁紧螺栓1426的旋紧和旋松调整两个第一弧形板1424之间的间距；当第一锁紧螺栓1426旋紧时，两个第一弧形板1424在压力作用下相向运动，实现对隔离套管12的夹紧。类似地，第二槽形结构1435的顶部开口，且第二槽形结构1435的两个侧壁111分别与两个第二弧形板1434的顶部连接，以支撑第二弧形板1434；两个弧形板的开口侧相对，以与加热器13的形状相适配，两个第二弧形板1434紧贴加热器13的外表面，以对加热器13进行夹持；第二锁紧螺栓1436穿过第二槽形结构1435的两个侧壁111，通过第二锁紧螺栓1436的旋紧和旋松调整两个第二弧形板1434之间的间距；当第二锁紧螺栓1436旋紧时，两个第二弧形板1434在压力作用下相向运动，实现对加热器13的夹紧。连接板1441的一端通过固定螺栓1442与第一槽形结构1425的底板固定连接，连接板1441的另一端通过另一个固定螺栓1442与第二
槽形结构1435的底板固定连接，通过连接板1441实现第一夹持部1422和第二夹持部1432之间的连接和定位。其中，第二框架结构的高度尺寸小于第一框形结构，连接板1441与第二槽形结构1435的底板之间设有垫块1437，以使第二框形结构符合装配高度。在隔离套管12和加热器13均处于夹紧状态时，隔离套管12与加热器13同轴，以使得加热器13与隔离套管12之间的径向间距大小相同，可使加热器13的热量进一步均匀散发，有利于进一步改进加热效果。
[0079]
实施例五
[0080]
本实施例中提供了一种加热腔结构1，在实施例一的基础上做了进一步改进。
[0081]
如图12和图13所示，加热腔体11的侧壁111设有冷却管道15，冷却管道15包括冷却管151和连接管152。加热腔体11的侧壁111内形成多个冷却管151，且冷却管151在高度方向上间隔设置；每个冷却管151的两端分别设有冷却端口155，冷却端口155穿过侧壁111与外界连通，冷却管151的两端沿轴向方向设有堵头156。连接管152设于侧壁111的外侧面，每个连接管152与不同的冷却管151的冷却端口155相连，进而通过多个连接管152使多个冷却管151首尾依次连通，并形成整体贯通的冷却管道15，以为冷却液提供流动空间，以通过冷却液的流动对加热腔体11进行冷却降温。其中，位于冷却管道15首尾两端的冷却端口155分别作为冷却液入口153和冷却液出口154，以便于连接供液管路和排液管路。
[0082]
进一步地，相邻的两个侧壁111中的冷却管道15也可以通过连接管152相互连通，使得不同侧壁111中的冷却管道15形成整体，共用冷却液入口153和冷却液出口154。
[0083]
实施例六
[0084]
本实施例中提供了一种加热腔结构1，在实施例一的基础上做了进一步改进。
[0085]
如图1和图2所示，加热腔体11内还设有侧隔热板161、保温板162、上隔热板163和下隔热板164，以起到隔热和保温作用，有利于减少加热腔体11内的热量散失。具体地，侧隔热板161位于靠近加热腔体11的侧壁111的位置，保温板162位于侧隔热板161背向加热腔体11的侧壁111的一侧，由外向内依次为侧壁111、侧隔热板161、保温板162。其中，每个侧壁111对应设有两个侧隔热板161，侧隔热板161、保温板162均与对应的侧壁111平行设置，以增强隔热效果。
[0086]
如图4所示，侧隔热板161和保温板162可通过支撑柱165进行固定，相邻的侧隔热板161之间以及侧隔热板161与保温板162之间设有隔柱166，隔柱166套设于支撑柱165上，以使相邻的侧隔热板161之间以及侧隔热板161与保温板162之间保持间距。上隔热板163设于加热腔体11内的顶部，并与顶盖113连接；下隔热板164设于加热腔体11的底部，并与底壁112连接；上隔热板163与加热腔体11的顶盖113平行设置，下隔热板164与加热腔体11的底壁112平行设置。通过上隔热板163和下隔热板164分别对加热腔体11的顶部和底部进行隔热，进一步减少热量散失。
[0087]
实施例七
[0088]
本实施例中提供了一种加热腔结构1，在实施例一的基础上做了进一步改进。
[0089]
如图4和图14所示，加热腔体11设有两个进出通道114，分别在加热腔体11的相对的两个侧壁111上，以便于硅片载板2进出加热腔体11，以通过硅片载板2运载硅片；其中一个进出通道114作为入口，另一个进出通道114作为出口，硅片载板2由入口进入加热腔体11，完成加热后由出口离开加热腔体11。
[0090]
加热腔体11内设有两个滚轮机构17，分别设于硅片载板2进出加热腔体11的路径两侧。在硅片载板2进入加热腔体11后，硅片载板2置于滚轮机构17上，滚轮机构17对硅片载板2进行承载，并通过滚轮的转动对硅片载板2进行传送，使硅片载板2由入口处向出口处运动。其中，每个滚轮机构17上的多个滚轮等间距设置，且两个滚轮机构17对称设置，有利于提高硅片载板2在传送过程中的稳定性。
[0091]
实施例八
[0092]
本实施例中提供了一种加热腔结构1，用于硅片处理设备。加热腔结构1包括加热腔体11、隔离套管12、加热器13和连接组件14。
[0093]
如图1至图4所示，加热腔体11作为加热腔结构1的主体，用于为硅片加热操作提供真空环境。加热腔体11可以是一体结构，也可以是具有顶盖113的分体结构，在工作状态下，顶盖113封盖于加热腔体11的顶部，加热腔体11内部形成真空腔室。加热腔体11的侧壁111上靠近底部的位置设有通孔1121，隔离套管12由侧壁111上的通孔1121伸入加热腔体11内，且隔离套管12的一端位于加热腔体11外，以与外部大气连通。加热器13的发热部分伸入隔离套管12内，与隔离套管12形成嵌套结构；加热器13设有引线131的一端由隔离套管12位于加热腔体11外的一端伸出，以便于接线，以为加热器13供电。
[0094]
隔离套管12具体为石英套管。石英套管膨胀系数低、耐高温、具有良好的化学稳定性、电绝缘性和透光性；加热器13具体为管状的红外加热器，红外加热器所产生的红外射线可穿透石英套管向外发散，导热性能强，在对硅片进行加热时能够快速升温，完成加热后能够快速降温，有利于提高加热效率和加热便捷性。隔离套管12的数量为多个，每个隔离套管12中嵌套设置一个红外加热器，以进一步增大加热面积，提高加热效率。多个隔离套管12沿加热腔体11的宽度方向等间隔设置，使得多个红外加热器产生的热量能够均匀地散发，有利于实现硅片的均匀加热。
[0095]
连接组件14用于对隔离套管12和加热器13进行固定；通过连接组件14与隔离套管12的配合，可使加热腔体11的内部与外部大气隔离，同时可使加热器13与加热腔体11内部的真空腔室形成隔离。在工作时，硅片随硅片载板2进入加热腔体11的真空腔室，加热器13通电发热，以实现硅片的真空加热。
[0096]
如图1至图8所示，连接组件14包括法兰盘141、第一支架142、第三管夹145、第二支架146和支撑块147。法兰盘141设于侧壁111上的通孔1121处，且法兰盘141套设于隔离套管12上，隔离套管12穿过法兰盘141伸入加热腔体11内；法兰盘141内侧壁111上的密封结构(例如密封圈或密封胶垫)，以对隔离套管12与法兰盘141之间的缝隙进行密封，从而通过法兰盘141和隔离套管12实现对通孔1121的密封，以使加热腔体11的内部真空环境与外部大气环境保持隔离，以满足pecvd硅片镀膜的特性以及工艺要求，实现硅片在真空环境下加热，从而保证硅片镀膜效果。此外，法兰盘141还可对隔离套管12起到一定的支撑作用。
[0097]
第一支架142设于隔离套管12位于加热腔体11外的一端，且第一支架142分别与隔离套管12和加热器13连接，以对隔离套管12和加热器13的定位，防止隔离套管12与加热器13之间产生相对位移。第一支架142可使加热器13与隔离套管12之间保持非接触状态，以使加热器13的热量相对均匀地向外发散，防止相互接触对加热过程造成影响。
[0098]
具体地，如图9至图11所示，第一支架142包括第一管夹1421、第二管夹1431和连接板1441。第一管夹1421具体包括第一夹持部1422和第一调整部1423，第一夹持部1422套设
于隔离套管12上，第一调整部1423与第一夹持部1422连接，用于调整第一夹持部1422的尺寸大小，以使第一夹持部1422对隔离套管12夹紧，以提高夹持隔离套管12的稳定性。第二管夹1431包括第二夹持部1432和第二调整部1433，第二夹持部1432套设于加热器13上，第二调整部1433与第二夹持部1432连接，用于调整第二夹持部1432的尺寸大小，以使第二夹持部1432对加热器13夹紧，以提高夹持加热器13的稳定性。连接板1441同时与第一夹持部1422的底部以及第二夹持部1432的底部固定连接，以支撑第一夹持部1422和第二夹持部1432，同时使得第一夹持部1422与第二夹持部1432连接成整体，对第一夹持部1422与第二夹持部1432进行定位，以防止第一夹持部1422与第二夹持部1432之间发生相对位移。
[0099]
第一夹持部1422包括两个第一弧形板1424和一个第一槽形结构1425，第一调整部1423包括第一锁紧螺栓1426，相应地，第二夹持部1432包括两个第二弧形板1434和一个第二槽形结构1435，第二调整部1433包括第二锁紧螺栓1436。第一槽形结构1425的顶部开口，且第一槽形结构1425的两个侧壁111分别与两个第一弧形板1424的底部连接，以支撑第一弧形板1424；两个第一弧形板1424的开口侧相对，以与隔离套管12的形状相适配，两个第一弧形板1424紧贴隔离套管12的外表面，以对隔离套管12进行夹持；第一锁紧螺栓1426穿过第一槽形结构1425的两个侧壁111，可通过第一锁紧螺栓1426的旋紧和旋松调整两个第一弧形板1424之间的间距；当第一锁紧螺栓1426旋紧时，两个第一弧形板1424在压力作用下相向运动，实现对隔离套管12的夹紧。类似地，第二槽形结构1435的顶部开口，且第二槽形结构1435的两个侧壁111分别与两个第二弧形板1434的顶部连接，以支撑第二弧形板1434；两个弧形板的开口侧相对，以与加热器13的形状相适配，两个第二弧形板1434紧贴加热器13的外表面，以对加热器13进行夹持；第二锁紧螺栓1436穿过第二槽形结构1435的两个侧壁111，通过第二锁紧螺栓1436的旋紧和旋松调整两个第二弧形板1434之间的间距；当第二锁紧螺栓1436旋紧时，两个第二弧形板1434在压力作用下相向运动，实现对加热器13的夹紧。连接板1441的一端通过固定螺栓1442与第一槽形结构1425的底板固定连接，连接板1441的另一端通过另一个固定螺栓1442与第二槽形结构1435的底板固定连接，通过连接板1441实现第一夹持部1422和第二夹持部1432之间的连接和定位。其中，第二框架结构的高度尺寸小于第一框形结构，连接板1441与第二槽形结构1435的底板之间设有垫块1437，以使第二框形结构符合装配高度。在隔离套管12和加热器13均处于夹紧状态时，隔离套管12与加热器13同轴，以使得加热器13与隔离套管12之间的径向间距大小相同，可使加热器13的热量进一步均匀散发，有利于进一步改进加热效果。
[0100]
第三管夹145套设于隔离套管12上，并位于法兰盘141与第一支架142之间；第三管夹145夹紧隔离套管12，且第三管夹145靠近法兰盘141的一端与法兰盘141相抵，以通过法兰盘141对第三管夹145以及隔离套管12形成轴向限位，防止隔离套管12在大气压力作用下沿轴向方向向加热腔体11内运动，有利于使隔离套管12保持稳定。
[0101]
第二支架146设于加热腔体11内，第二支架146的底部与加热腔体11的底壁112连接，以进行固定，第二支架146的顶部与隔离套管12连接，以作为支撑点对对隔离套管12进行支撑，从而抵消隔离套管12的自身重力作用，减小隔离套管12所承受的弯矩，有利于进一步提高隔离套管12的稳定性。其中，第二支架146的顶部可以是弧形结构，以与隔离套管12的形状相适配；进一步地，弧形结构还可调整尺寸，以对隔离套管12夹紧，防止隔离套管12发生晃动。
[0102]
支撑块147设于隔离套管12内，并位于加热器13的下方；加热器13位于隔离套管12内的部分搁置于支撑块147上，以对加热器13提供支撑，可抵消加热器13的自身重力作用，减小加热器13所承受的弯矩，以防止加热器13发生偏斜，有利于提高加热器13的稳定性。
[0103]
如图1和图2所示，加热腔体11内还设有侧隔热板161、保温板162、上隔热板163和下隔热板164，以起到隔热和保温作用，有利于减少加热腔体11内的热量散失。具体地，侧隔热板161位于靠近加热腔体11的侧壁111的位置，保温板162位于侧隔热板161背向加热腔体11的侧壁111的一侧，由外向内依次为侧壁111、侧隔热板161、保温板162。其中，每个侧壁111对应设有两个侧隔热板161，侧隔热板161、保温板162均与对应的侧壁111平行设置，以增强隔热效果。如图4所示，侧隔热板161和保温板162可通过支撑柱165进行固定，相邻的侧隔热板161之间以及侧隔热板161与保温板162之间设有隔柱166，隔柱166套设于支撑柱165上，以使相邻的侧隔热板161之间以及侧隔热板161与保温板162之间保持间距。上隔热板163设于加热腔体11内的顶部，并与顶盖113连接；下隔热板164设于加热腔体11的底部，并与底壁112连接；上隔热板163与加热腔体11的顶盖113平行设置，下隔热板164与加热腔体11的底壁112平行设置。通过上隔热板163和下隔热板164分别对加热腔体11的顶部和底部进行隔热，进一步减少热量散失。
[0104]
如图12和图13所示，加热腔体11的侧壁111设有冷却管道15，冷却管道15包括冷却管151和连接管152。加热腔体11的侧壁111内形成多个冷却管151，且冷却管151在高度方向上间隔设置；每个冷却管151的两端分别设有冷却端口155，冷却端口155穿过侧壁111与外界连通，冷却管151的两端沿轴向方向设有堵头156。连接管152设于侧壁111的外侧面，每个连接管152与不同的冷却管151的冷却端口155相连，进而通过多个连接管152使多个冷却管151首尾依次连通，并形成整体贯通的冷却管道15，以为冷却液提供流动空间，以通过冷却液的流动对加热腔体11进行冷却降温。其中，位于冷却管道15首尾两端的冷却端口155分别作为冷却液入口153和冷却液出口154，以便于连接供液管路和排液管路。
[0105]
如图4和图14所示，加热腔体11设有两个进出通道114，分别在加热腔体11的相对的两个侧壁111上，以便于硅片载板2进出加热腔体11，以通过硅片载板2运载硅片；其中一个进出通道114作为入口，另一个进出通道114作为出口，硅片载板2由入口进入加热腔体11，完成加热后由出口离开加热腔体11。加热腔体11内设有两个滚轮机构17，分别设于硅片载板2进出加热腔体11的路径两侧。在硅片载板2进入加热腔体11后，硅片载板2置于滚轮机构17上，滚轮机构17对硅片载板2进行承载，并通过滚轮的转动对硅片载板2进行传送，使硅片载板2由入口处向出口处运动。其中，每个滚轮机构17上的多个滚轮等间距设置，且两个滚轮机构17对称设置，有利于提高硅片载板2在传送过程中的稳定性。
[0106]
本实施例中的加热腔结构1，加热腔体11通过隔离套管12与连接组件14的配合实现了内部真空环境与外部大气环境的隔离，使得加热器13的引线131可在大气环境中接线，有效缓解了高电压体对低电压体的放电现象，可提高使用电压、降低线缆所承受的电流，以降低加热器13的接线负担，有利于降低接线操作的难度和成本。
[0107]
实施例九
[0108]
本实施例中提供了一种硅片处理设备3，包括装载腔31、抽真空装置32、上述任一实施例中的加热腔结构1和工艺腔33，用于对硅片进行pecvd镀膜处理。
[0109]
如图1、图2和图15所示，装载腔31的一端设有传输阀311，用于输入硅片载板2，装
载腔31的另一端设有真空阀312；传输阀311和真空阀312均能够打开或关闭装载腔31。加热腔结构1的加热腔体11与装载腔31设有真空阀312的一端连接，且加热腔体11够通过真空阀312与装载腔31能连通。工艺腔33与加热腔体11远离装载腔31的一端连接，用于对硅片进行镀膜工艺处理。抽真空装置32分别与装载腔31、加热腔体11、和工艺腔33连接，用于在硅片处理设备3工作时根据需要对上述任一腔室进行抽真空操作。
[0110]
在初始状态下，加热腔体11内为真空环境，真空阀312关闭，加热腔体11与装载腔31相互隔离。在生产过程中，硅片处理设备3依照以下流程工作：传输阀311打开，负载有硅片的硅片载板2通过传输阀311进入装载腔31，传输阀311关闭，使装载腔31与外界大气隔绝；抽真空装置32开启，使装载腔31内形成真空环境；真空阀312打开，硅片载板2带动硅片通过真空阀312进入加热腔体11；真空阀312关闭，加热器13开启，对硅片进行真空加热，以使硅片的温度上升至镀膜工艺要求的温度；加热器13关闭，硅片载板2带动硅片进入工艺腔33，对硅片进行镀膜工艺处理。
[0111]
在本实施例的另一种实现方式中，硅片处理设备3装载腔31也可以使用上述任一实施例中的加热腔结构1，即硅片处理设备3包括两个加热腔结构1，其中，第一个加热腔结构1起装载腔31的作用，第二个加热腔结构1起加热作用，无需专门设计加工装载腔31，可增强加热腔结构1的通用性。
[0112]
在本实施例的第三种实现方式中，也可以使用上述任一实施例中的加热腔结构1代替装载腔31，同时起装载和加热的作用。
[0113]
此外，本实施例中的硅片处理设备3还具有上述任一实施例中的加热腔结构1的全部有益效果，在此不再赘述。
[0114]
以上结合附图详细说明了根据本发明的一些实施例的技术方案，加热腔结构通过隔离套管与连接组件的配合实现了内部真空环境与外部大气环境的隔离，使得加热器的引线可在大气环境中接线，有效缓解了高电压体对低电压体的放电现象，可提高使用电压、降低线缆所承受的电流，以降低加热器的接线负担，有利于降低接线操作的难度和成本。
[0115]
在根据本发明的实施例中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在根据本发明的实施例中的具体含义。
[0116]
根据本发明的实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述根据本发明的实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本申请的技术方案的限制。
[0117]
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于根据本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0118]
以上仅为根据本发明的优选实施例而已，并不用于限制本申请的技术方案，对于本领域的技术人员来说，本申请的技术方案可以有各种更改和变化。凡在本申请的技术方案的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

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