CN101371331A - 磁性退火工具热交换系统及处理工艺 - Google Patents

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Abstract

提供用于磁性退火工具的热交换系统和处理。系统包括：装入待处理工件的处理室；元件室，所述元件室部分地围绕处理室的周边，至少一个用于抽真空的装置，所述装置与处理室和分开与元件室成流体连通，以便将真空施加到处理室和元件室的二者其中之一或二者上，因此促进工件的辐射加热；至少一个流体源，所述流体源与处理室和分开地与元件室成流动连通，以便供应冷却气体，因此促进工件的传导冷却；冷却室，所述冷却室设置成围绕元件室；和用于产生磁场的装置，所述装置设置在冷却室的外周边上。

Description

磁性退火工具热交换系统及处理工艺
发明背景
1.发明领域
[0001]本发明涉及一种磁性退火工具热交换系统，所述系统缩短了用于在其中处理工件的制造周期。系统提供有效的加热和冷却周期及灵活性，因为系统的各部件可以根据所实施的处理单独控制。
2.相关技术说明
[0002]磁性退火是在标准互补金属氧化物半导体(CMOS)上制造磁阻随机存取存储器(MRAM)所要求的三种处理的其中之一。为了充分地将MRAM晶片退火，磁性层必须在磁场中于预定温度下保持一段时间，所述时间足够长，以便在冷却时晶体自己朝一共同方向定向。所述处理也称之为“均热”，在惰性、还原性或真空环境中进行，以防止晶片的氧化作用，而同时各晶片保持在预定温度下。磁性退火工具一般是成批操作，并实施许多步骤。所述步骤包括加热步骤、均热步骤和冷却步骤，这些步骤都在磁场中进行，磁场强度通常在0.02和7.0特(Tesla)之间。制造MRAM芯片的成本与磁性退火工具有关联，此处生产率(每小时生产的合格器件)是产品密度(每个晶片上的器件数)、产量(每小时晶片数)和成品率(合格的器件与所处理的器件总数之比)，如由总的热/退火周期所决定的。
[0003]某些磁性退火系统已在相关的技术中提出。其中一部分系统减少与磁性退火处理相关的加热时间或冷却时间。然而，这些处理加热和冷却步骤直接相互矛盾，并因此有害地影响退火周期。例如，由Yamaga等人申请的美国专利申请No.6303908公开了一种在磁场中实施热处理的热处理设备。设备具有一加热器，所述加热器安装在真空容器和磁场发生器之间。电加热器如此安装，以便围绕真空容器的外周表面，而流体冷却部分安装在电加热器和磁场发生器之间。
[0004]由Mack等人申请的美国专利No.6741804B2涉及电子器件的处理及用于快速加热衬底的方法。尤其是，该专利文献公开了一种圆筒形灯阵列结构，所述灯阵列结构围绕圆筒形处理管。各灯相对于圆筒形处理管设置，以便各灯的侧面将光能朝纵向中心轴线方向聚焦。圆筒形处理管中的衬底具有一纵向中心轴线。各衬底在圆筒形处理管内定向，以使各衬底的主表面基本上垂直于纵向中心轴线。
[0005]Kawase所申请的美国专利No.6769908 B2涉及一种晶片热处理系统，而更具体地说，涉及灯加热单片处理的热处理方法，所述方法通过成膜法处理单个晶片。该专利文献公开了一种设备，所述设备在各加热器和晶片之间具有一空心的空间。在加热期间，将空心的空间抽真空，因此防止通过传导作用跨过晶片室热传递到外部。在冷却期间，空心的空间快速充满气体，同时使温度下降和随后冷却。
[0006]由Melgaard所申请的美国专利申请公报No.2004/0218913A1针对一种用于工件的磁性和非磁性热处理的退火炉，和针对传热技术。退火炉包括一炉壳，活动的齿条放置到所述炉壳中。齿条具有至少一个板，所述板可以通过与所述板接触的板流体管道加热或冷却，且加热或冷却液可以穿过上述管道。其中工件主要是通过传导和辐射热传递加热和冷却。
[0007]与相关技术系统有关的部分缺点是它们单独而有效地控制和改变加热和冷却步骤不够灵活。
[0008]为了克服相关技术的缺点，本发明的目的是通过有效加热和快速冷却设置在磁性退火工具中的处理室，来缩短磁性退火工具的热交换周期。
[0009]本发明的另一个目的是提供分开而单独的控制一些影响磁性退火工具的处理室的处理参数。
[0010]本发明的另一个目的是提供一种系统和处理，所述系统和处理具有单独控制供应到磁性退火工具元件室的气体的流速、温度、压力和组成。
[0011]对该领域的技术人员来说，本发明的另一些目的和特点在评述说明书、附图及其所附的权利要求时，变得显而易见。
发明提要
[0012]上述目的通过本发明的系统和处理满足。按照本发明的第一方面，提供了一种用于磁性退火工具的热交换系统。系统包括:
(a)处理室，所述处理室装入待处理的工件；
(b)元件室，所述元件室至少部分地围绕工件，同时元件室包括一个或多个电阻加热元件；
(c)用于抽真空的装置，所述装置与元件室成流体连通，以便将真空施加到元件室，因此减少了元件室内的气体传导。
(d)一个或多个气源，所述气源与元件室成流体连通，以便增加元件室内的气体传导；
(e)冷却室，所述冷却室设置成至少部分地围绕元件室；和
(f)用于产生磁场的装置，所述装置设置在冷却室的外周边上。
[0013]按照本发明的另一方面，提供一种在磁性退火工具中退火预定数量晶片的方法，方法包括:
(a)将工件装入磁性退火工具的处理室中；
(b)密封处理室和分开地密封元件室，所述元件室至少部分地围绕处理室的周边，并任选地从上述一个或两个室抽真空；
(c)在步骤(b)之前、之中或之后给一个或多个电阻加热元件阵列通电，以便快速地将工件从周围温度加热到退火温度；
(d)保持退火温度一预定的时间周期；
(e)在步骤(d)中经过预定的时间周期时，使元件室中的压力升高到弱或低真空，以便通过对冷却液的热传递促进工件的冷却；和
(f)给处理室再加压，并从处理室中卸下工件。
附图简介
[0014]本发明的目的和优点从下面优选实施例结合附图所作的详细说明将变得显而易见，其中同样的标号代表同样的部件，及其中:
[0015]图1是用于磁性退火工具的热交换系统的示意图；
[0016]图2是热交换系统的顶部横断面透视图；
[0017]图3按顺序示出热/退火处理及处理温度和压力分布；和
[0018]图4A-C示出用本发明的热交换系统实施的16个分开的热/退火处理/方法。
发明的详细说明及示例性实施例
[0019]磁性退火处理基本上是在磁场中实施的热循环。加热和冷却步骤包括总周期时间的约50％或50％以上。本发明提供一种热交换系统，所述热交换系统缩短了与工件的加热和冷却二者有关的周期时间，因为它能从处理室，或者磁性退火工具的冷却室内的状况分别控制提供给元件室(本文说明)的气体的流量、温度、压力和组成。例如，通过在元件室中抽成高度真空，使通过气体传导的热传递降到一低水平，因此热量流到冷却剂的总速率可以降低70-95％。换句话说，通过控制元件室中压力流和气体的组成，可以控制对冷却室的热传递速率。这在元件室中提供一种热转换机制，所述热转换机制在主要是通过气体传导的冷却和主要是通过辐射作用的加热之间实施转换，并因而可以实现对加热和冷却二者的设计。
[0020]参见图1，图1示出了用于磁性退火工具100的热交换系统。处理室101设置在退火工具100中，以便在热/退火周期中接收并保持许多工件104。该领域的技术人员应该理解，工件可以是晶片、MRAM(磁阻随机存取存储器)半导体片、巨磁阻头、硬磁盘驱动器和任何其它可在磁场中退火的器件。工件可以包括例如在制造MRAM器件中所用的半导体晶片、在制造磁性隧道结器件中所用的晶片、巨磁阻(GMR)传感器、金属物体在高温下的磁化作用、磁性薄膜的去磁、及其它需要在磁场的影响下退火的物体。如果工件是半导体晶片，则当处理晶片时，它们优选的是以约3mm-10mm的可变间距放置，以便有效地实施热循环。处理室101连接到用于在其中抽或吸高度真空的机构上。机构包括高或高度真空泵、和/或低真空泵，所述低真空泵能抽真空达到在10-7-10乇(torr)范围内。在示例性实施例中，低真空泵是与高或高度真空泵串联使用。应用低真空泵来抽真空到约10-3乇，而随后应用高或高度真倾家荡产泵来抽真空到10-7乇。低真空泵可以从油封泵或干式泵中选定，而高或高度真空泵可以从涡轮泵、扩散泵、低温泵或任何其能抽必需真空的装置中选定。
[0021]至少部分包围处理室101的是元件室102，所述元件室102其中具有许多加热组件区(106a-106c)，上述许多加热处理区(106a-106c)可以单独监测和控制。在一具体实施例中，元件室102可以密封在处理室101的室壁118a和118b内。元件室102尽管密封，也也不会连接到用于对元件室抽或高度真空的机构上。机构可以包括上面对处理室101说明的机构。分别地，可以将气体引入元件室。在壁118a的外周边上，设置冷却室/夹套103，以便在完成退火周期/处理中实施的任一加热步骤时提供排除处理室中的热量。
[0022]用于产生磁场的装置109设置在冷却室103的外周边上，以便得到一磁场强度在约0.02-7.0特(Tesla)范围内的磁场。这些装置包括永久磁块、半导体磁铁或者水平超导磁铁及电磁件。
[0023]在一示例性实施例中，和回头参见图1，元件室102连接到泵如涡轮泵(未示出)上，所述泵能通过管线112抽或吸高度真空，也就是说，抽吸到压力足够低，以便有效地减少气体传导，亦即降低介入气体介质的热导率，并因而减少从加热元件到冷却室内壁的热传导。热导率的降低与下述压力一致，即在该压力下各气体分子开始与元件室的不同壁的碰撞比相互碰撞更频繁。尽管不想受任何特定的理论束缚，但可以认为，随着压力下降，粒子间的碰撞变得不太经常，且热导率降低。观察到气体介质的热导率降低下的压力不是恒定值，而是随气体分子相对于元件室102的不同表面之间的平均距离的平均自由路线的变化而变。分子的平均自由路线视温度而定。在元件室中适合于在加热期间减少气体传导的示例性压力级大约为10-4乇。元件室还通过管线113流体式连接到冷却气源上。当冷却气供应到元件室时，元件室中的压力增加，因此使气体传导热传递和某种程度上对流热传递增加。热传递到冷却室的速率比元件室保持在高真空下时的热传递速率增加约3-20倍。
[0024]在另一个示例性实施例中，抽真空和抽吸冷却气体可以通过一个管线完成。所供应的气体可以从氦气、氮气、氩气、压缩干燥空气及其混合物中选定。优选的是，冷却气体为氦气，因为它有较高的热导率和比热容。元件室中气体的压力、流量和组成每次都可以与处理室无关地改变。在约1-100slpm(标准升/分)、和气体压力为1-1000乇范围内，冷却速率与气体流量无关。气体组成通过利用一种或多种气源与元件室流体连通，通过用一岐管将上述气体引入元件室或处理室进行改变。
[0025]用于控制元件室和分开地处理室中压力(真空级)的合适装置是通过使用不同气流(载荷)的上游压力控制或者通过使用在真空前置管线上的节流阀的下游压力控制来改变输送到该室的有效泵送速度。典型的压力控制系统包括压力传感器、PID比例积分微分控制器和控制元件如流量控制阀。上游压力控制可以通过气流电容式压力计如BARATRONTM或者质量流量计实现，所述质量流量计用来测量气体入口流量或者室压力。将来自测量装置的信号馈送到PID控制器，所述PID控制器将测量电压或流量与所希望的设定点进行比较，并因此调节气体流量控制阀。下游压力控制使用真空前置管线上的节流阀来改变输送到室的有效泵送速度实现。对于具有多种气源的压力控制，使多个质量流控制器随主PID控制器而动，所述主PID控制器调节压力或流量。主PID控制器调节总流量以达到所希望的压力，而质量控制器调节每种单独气体的流量，以便得到所希望的气体混合物或者在各气源之间选定。
[0026]因此，可以在与低真空或弱真空相对应的压力下将气体供应给元件室102，而同时使处理室保持高度真空状况。相反，可以在元件室102中保持高度真空，而在与低真空或弱真空相对应的压力下将气体如氦气引入到处理室101中。
[0027]更具体地说，处理室102与元件室102单独控制。处理室101通过管线110连接到真空泵如涡轮泵上。在热/退火周期的特定处理步骤期间对处理室抽真空或吸气，并可以通过管线111引入气体。正如元件室102的情况那样，可以通过一个管道完成抽真空或抽出气体。
[0028]设置在元件室102和磁铁装置109之间的冷却室或夹套装有冷却液121，所述冷却液121在约每分钟5-10升的流量下和约20℃的温度下于室中循环。冷却室配置成在元件室或者元件室和处理室二者用传导方式运行时(亦即，在热/退火周期的冷却状态期间)有最大传热效率，并通过保持外部温度低于35℃防止过热。冷却室中所用的冷却液包括但不限于水、50/50水和乙二醇溶液、或任何提供所需冷却温度的流体。在使用乙二醇的情况下，可以得到低于20℃的冷却温度。也可以使用强制空气冷却。在这种情况下，在冷却室的外壁和磁场发生器之间需要一分开的绝热层。
[0029]在本发明的另一示例性实施例中，和继续参见图1，处理室101包括顶部热屏蔽114和底部热屏蔽115，所述顶部热屏蔽114和底部热屏蔽115分别在工件垛的上方和下方。优选的是，在退火处理中，各工件设置在处理室的中心，距处理室的顶部和底部大致等距离。热屏蔽防止工件垛与处理室的顶部和底部之间的轴向热传递。这些屏蔽是非磁性的，且优选的是具有一热反射表面，所述反射表面具有发射率为0.5或更小。尤其是，热屏蔽有助于主要是在径向方向上除去工件中的热。径向热传递是优选的，因为它促进工件垛的均匀冷却。另一方面，在工件垛中相邻的工件之间的热传递比沿着单个工件传导效率小得多。例如，当在轴向上从工件垛的顶部或底部除去热量时，冷却是不均匀的，因为每个工件都被充满真空或气体的空间分开。这些介质给热量从中心工件相对于顶部和底部工件的流动提供阻力，因此顶部工件以比中心工件更快的速率冷却。
[0030]工件的均匀加热可以通过单独提供元件室中不同加热元件的能量和控制完成。在一具体实施例中，加热元件在轴向上分开三个不同的区(106a-106c)，其中中心区加热器106(b)与工件垛排齐。两个端部加热器106(a)和106(c)分别设置在中心加热器的上方和下方，并单独控制，在另一种配置中，各加热器可以在径向上分成分开的区，例如三个加热器各覆盖120°。每个加热区的功率输入可以分开变动，以便实现均匀加热。一般，加热元件、热流板和内壁118(a)的热量应尽量小，以便对规定的温升减少功率输入，并排除热量用于规定的温降。换句话说，对工件来说，理想情况是在系统中有最大热量。用这种方法，大大降低了温度不均匀性的几率。同样，使118(a)和118(b)之间的间隙保持最小，因为这将用来使磁性装置所必需的孔径最小，而当用传导方式时，使处理室、加热元件、和冷却室的内壁之间的传导性热传递最大。优选的是，加热元件从足够提供和保持退火温度的电阻加热器阵列中选定。如本文所用的，根据所制造的器件，退火温度是在约200-1000℃范围内。加热元件如此卷绕，以便抵销由它们设置于其中的强磁场所产生的力。
[0031]处理室101包括壁118a，所述壁118a将所处理的工件与元件室102分开。用于室壁的材料可以是任何类型适合于在半导体制造中使用的材料。优选的材料是具有高发射率、高热导率、或低热容、或它们的组合的那些材料。通常，壁用透明的熔凝石英玻璃(亦即，石英)或碳化硅制造，上述熔凝石英玻璃对电磁谱中0.78-1000μm(比如远红外)波长部分透明，而上述碳化硅具有高的发射率和热导率。例如，当在100-400℃的温度范围内制造硅片时，石英壁或管的透光系数是在5-12％的范围内。按照Kirchoff定律，石英的发射率是在88-95％范围内，室壁也可以是不锈钢材料。尽管不锈钢具有比石英或碳化硅低的发射率，但不锈钢可以制得更薄，因此除了减小磁铁的孔径之外，同时减少它的总热容。另外，不锈钢可以用其它方法焊接或密封，所述其它方法在石英或碳化硅的情况下是不可能的。
[0032]室壁118a环绕工件，并形成在处理室101和元件室102之间的隔离层。室壁118a可以取石英管的形式，所述石英管在两端处通过可卸的垫片密封件密封，同时在室的顶部和底部处使用O形密封圈，由此形成分开的处理室和元件室。此外，石英室用来防止玷污处理室，并有助于清洗方便。
[0033]加热元件106(a-c)可以用各种方法支承。例如，元件室可以设置在热流板之间，或者可以直接由处理室的壁支承。如本文所述，热流板涉及改变从加热元件发射的热流以便分别促进或禁止加热器与处理室和冷却室之间辐射热交换的板。参见图2，元件室包括热流板119(a)和119(b)，且面向处理室101及设置于其中的工件的热流板119(a)具有比面向冷却室103的热流板119(b)的发射率高。热流板119(b)防止过度加热在冷却室103中循环的冷却流体，而热流板119(a)增加设置在处理室中的工件的均匀辐射热。应该理解，热流板可以用不锈钢或任何其它产生热循环所必需的发射率特性的材料制造。
[0034]热流板119(b)可以进一步进行抛光，以便提供有光泽和反射的表面，同时面向冷却室。另一方面，面向处理室的热流板119(a)设有反射表面，因此在热循环期间促进它自己与处理室的壁之间的辐射热交换。通常，热流板119(a)是经过抛光的不锈钢材料，具有发射率是在约0.07-0.17范围内，而热流板119(b)是具有发射率在约0.3-0.6范围内的不锈钢材料。冷却室103的内壁优选的是也进行抛光，以便在热循环的加热步骤期间禁止它本身与热流板119(b)之间的辐射热交换。上述测量的其中一个结果或两个结果是，对于规定的向加热器的功率输入，在辐射方式中，供应的能量转移到冷却水套上的份额减少，而转移到工件上的份额增加。
[0035]在另一实施例中，各加热元件设置成自由直立的结构，所述结构定位成围绕处理室101。在这种情况下，和参见图2，加热元件用加热器支承件/壁119(a)和119(b)密封在不锈钢组件中，所述不锈钢组件可以抽真空或用气体吹洗，而与处理室101无关。处理室101的气氛和冷却室103的内壁接触。
[0036]加热器支承件可以用许多方法修改，以便达到本发明的目的。在一个实施例中，面向加热器支承件119(a)的内部的发射率与面向加热器支承件119(b)的外部相比升高。在另一个实施例中，冷却室103的内表面220可以抛光，以便提供较低的发射率。可供选择地，在还有另一个实施例中，在加热器支承件119(b)和冷却室103的内表面220之间，可以设置一经过抛光的不锈钢薄板或类似物，同时具有圆筒形配置。在另一示例性实施例中，在加热器支承件119(b)和冷却室103的内表面220之间，可以应用多个反射材料如经过抛光的铝制的薄板。另一些示例性实施例设想，此处省略热流板119(a)，和将元件室102或者加热器106(a)-(c)设置成与处理室壁接触；热流板119(b)是自由直立的热屏蔽，它不与元件室102的支承件结合；热流板119(b)可以包括多层隔热部分；及冷却室103的内部抛光的表面用热流板119(b)代替。
[0037]本发明还针对用于工件的磁性或非磁性退火的方法。本发明的方法的一个示例性实施例包括在某一温度下实施工件如晶片的退火，以便使晶体朝某一方向定向。工件110在某一环境下放置到处理室101的齿条上，且在元件室中抽高度真空，以便减少热传递的气体传导方式。一般，元件室中的压力是在10-4和10-2乇之间。工件保持在预定温度下，而磁场通过装置109施加。这后一个步骤也叫做均热步骤。将冷却液流引入元件室中，以使绝对压力升高到弱真空。进入元件室102的气流开始达到所希望的冷却作用(亦即，从工件通过元件室热传递到冷却液)。元件室102的冷却又使工件能达到足够低的温度，以便可以将它们排除。某些与磁性工具有关的处理条件要求在300℃下加热约45分钟，在300℃下均热两小时，和在约70分钟时间内降温到100℃。
[0038]在加热步骤期间，元件室102作为“真空隔热体”实施。这种热屏蔽效应通过提供热流板119(a)促进，所述热流板119(a)具有比热流板119(b)高的发射率，所述热流板119(a)面向冷却室103。在冷却状态/步骤中，元件室102中的压力通过引入冷却气流的氦气而升高。在升高压力时，真空隔热作用失去，因为气体热导率上升，以致处理室101的内壁118a和冷却室103的内壁之间的对流和传导热传递变得相当大。因此，从工件通过处理室壁118a能量传递到冷却室103中的流体的速率高。这样，在加热期间对加热室的热传递最小，但在冷却降温期间最大。
[0039]在另一个示例性的实施例中，其热循环最少，及参见图3，通过机械臂将许多晶片104从晶片盒中取出，并放在处理室101中。将处理室101和元件室102密封，并将其中的大气抽气降压(亦即抽真空)。根据对待处理的工件的要求，可以将处理室抽气到约10-7-约10-2乇范围内的高真空、约10-3-10乇的低真空、或者约10乇-760乇的弱真空。
[0040]将元件室102抽真空到低于10-1乇，而优选的是低于10-2乇。该压力足够低，因此气体传导减少。此后，通过电阻加热器106(a)-106(c)阵列将晶片快速从室温加热到所希望的退火温度。
[0041]然后，通过将退火温度保持在约150-500℃范围大约2小时的时间将晶片104均热。一旦均热步骤完成，就切断加热器电源，并通过在元件室102中流动气体使其压力升高。另一方面，根据退火处理的具体性质，处理室101可以保持在真空下，惰性或还原性气氛中、或者用惰性或还原性气体清洗。然后将晶片冷却到足够低的温度，以便从处理室中取出它们。在达到这个温度时，将处理室重新加压并取出晶片。
[0042]本发明的各种不同方法将参照下面一些实例进一步详细说明，然而，所述这些实例不能认为是限制本发明。
实例
[0043]本文所说明的一些具体处理包括利用本发明的系统，其中在退火周期/处理的任何阶段可以将惰性或还原性(亦即非氧化性)气氛引入到处理室中。例如，加热和均热步骤可以在高真空下进行，而冷却步骤可以在弱真空、低真空或者通过引入惰性或还原性气氛在正压(亦即高于760乇)中进行。处理条件根据退火周期/处理改变。处理室中的温度在200-1000℃范围内，而压力在高真空(比如，10-7乇)到大气压条件(比如，760乇)范围内。工件可以在惰气气氛、还原性气氛或真空中处理。所应用的气体可以是氢气、氦气、氮气、氩气、或任何它们的混合气体。在冷却步骤中所包括的气体(亦即引入到元件室中)包括压缩气体及其混合物。
[0044]参见图4，图4示出15个处理周期/方法。在所有处理中，都将晶片放到处理室中，并在其中密封。如图4A所示，示出5个处理周期。在加热和均热步骤期间对处理室抽高真空，而在冷却步骤期间，引入弱真空或正压。另一方面，对元件室单独进行控制，经过预定的时间周期之后，所述时间周期与所退火的工件有关，利用氦气来将元件室中的压力从高真空升到弱真空、低真空、或正压，并因此便于晶片和冷却液之间的热传递。在再看图4A时，应该注意，氦气可以在下述时刻引入:(a)在均热步骤之前；(b)当均热步骤开始时；(c)在均热步骤期间；(d)当冷却步骤开始时；和在冷却步骤期间。
[0045]参见图4B，在5个周期的每个周期中，一直都在处理室中抽成高真空。在这些处理周期中，在下述时刻将氦气引入元件室:(a)在均热步骤之前；(b)当均热步骤开始时；(c)在均热步骤期间；(d)当冷却步骤开始时；和在冷却步骤期间。
[0046]在第三处理周期中，将弱真空或正压气体引入处理室中，并分开在元件室中抽高真空。此后，和如图4C中所示，在下述时刻将弱真空或者正压氦气引入元件室中:(a)在均热步骤之前；(b)当均热步骤开始时；(c)在均热步骤期间；(d)当冷却步骤开始时；和在冷却步骤期间。
[0047]在完成上述任一处理时，给处理室加压并卸下晶片。
[0048]由于在本发明的系统中实施上述处理，所以将总周期减少10-30％。
[0049]尽管本发明已参照其一些具体实施例作了详细说明，但对该领域的技术人员来说，很显然，在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可以进行各种改变和修改，和应用一些等效物。

Claims (10)

1.一种用于磁性退火工具的热交换系统，包括：
(a)处理室，所述处理室装入待处理的工件；
(b)元件室，所述元件室至少部分地包围工件，元件室包括一个或多个电阻加热元件；
(c)用于抽真空的装置，该装置与元件室成流体连通，以便将真空施加到元件室，从而减少了元件室内的气体传导；
(d)一个或多个与元件室成流体连通的气源和一个将上述气体引入元件室以便增加元件室内的气体传导的装置；
(e)冷却室，所述冷却室设置成至少部分地围绕元件室；和
(f)用于产生磁场的装置，所述装置设置在冷却室的外周边上。
2.如权利要求1所述的热交换系统，还包括：至少一个控制不同的气流、气体混合物和气体压力的装置，所述装置与元件室成流体连通，以便在促进辐射加热和工件中传导冷却之间转换。
3.如权利要求1所述的热交换系统，还包括：至少一个控制不同的气流、气体混合物和气体压力的装置，所述装置与处理室成流体连通。
4.如权利要求1所述的热交换系统，还包括：用于抽真空的装置，所述装置与处理室成连体连通，以便将真空施加到上述处理室。
5.如权利要求4所述的热交换系统，其中用于在元件室中抽真空的装置和用于在处理室中抽真空的装置是一样的。
6.如权利要求4所述的热交换系统，还包括：与处理室成流体连通的气源和将上述气体引入处理室以便增加其中气体传导的装置。
7.如权利要求6所述的热交换系统，其中待加入处理室中的气体与待加入元件室中的气体相同。
8.如权利要求1所述的热交换系统，其中元件室至少部分地围绕处理室。
9.如权利要求8所述的热交换系统，还包括两个热流板，其中第一热流板设置在处理室和电阻加热元件之间，而第二热流板设置在冷却室和电阻加热元件之间。
10.如权利要求9所述的热交换系统，其中第一热流板具有比第二热流板高的发射率。
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