CN101669016A - 加热处理设备 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种能够将温度始终控制为恒定温度并能够在高于或等于1850摄氏度的高温范围内进行温度控制的加热处理设备。该加热处理设备包括:处理室;加热物支撑构件,其设置在所述处理室中;加热器,其设置在所述加热物支撑构件内;以及温度测量部件,用于测量所述加热物支撑构件的温度,其中,所述温度测量部件设置在透过窗的外部,所述透过窗设置在所述处理室的周壁中,并且从所述加热物支撑构件放射的红外线能量能够透过所述透过窗,以及所述温度测量部件包括收集从所述加热物支撑构件放射的红外线能量的集光器和基于红外线中的两个波长的强度之间的比率来计算温度的计算单元。
Description
技术领域
本发明涉及一种加热处理设备。
背景技术
图1是传统的加热处理设备10的截面图。加热处理室11是通过对其内壁进行镜面处理提高了反射率的、由水冷铝制成的腔室,并具有液体流动部19,冷却用液体可以在液体流动部19中流动。加热处理室11可以排气至约10-2Pa的真空。然而,还可以在大气压力下进行加热处理。
包括长丝(filament)和长丝电源的加热器13包含在涂布有热解碳涂层A的加热物支撑构件(基座)12内。待进行加热处理的基板14放置在加热物支撑构件12在图1中的上侧。热电偶15、16布置在其上侧放置有基板14的加热物支撑构件12上,从而允许检测加热温度。通过由长丝电源向长丝施加预定电压来加速从长丝产生的热电子从而轰击加热物支撑构件12以产生热,来加热基板14。加热器13可以是用于电子轰击加热的热电子产生器或用于红外线灯加热的红外线灯。
通常,可以利用与用于加热处理室11的真空泵系统不同的真空泵系统,将加热物支撑构件12的内部排气至约10-2Pa以下的真空。为了控制加热处理设备10中的温度,将钨-铼(W-Re)热电偶16经由加热处理室11侧面的孔18插入到加热物支撑构件12侧面的凹槽中,以测量并控制加热物支撑构件12(专利文献1)。
专利文献1:日本特开2000-36370号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,使用热电偶16来控制加热物支撑构件12的温度的传统的加热处理设备10具有如下问题:由于热电偶16仅插入到加热物支撑构件12侧面的凹槽中,因此热电偶16没有进行直接接触测量;以及,由于在加热物支撑构件12侧面中温度梯度陡峭的位置进行测量,因此不能使盖17的温度和基板14的温度相互关联。此外,传统的加热处理设备10中使用的钨-铼(W-Re)热电偶16在高于或等于1850度的高温下劣化并断裂,从而不能实现温度控制,因此不能覆盖设备进行加热处理所要求的温度范围(1550至2400度)。因此,本发明的目的是解决这些问题,并提供一种能够将温度始终控制为恒定温度并能够在高于或等于1850度的高温范围内进行控制的加热处理设备。
用于解决问题的方案
为了实现上述目的,本发明的第一方面提供一种加热处理设备,包括:处理室;加热物支撑构件,其设置在所述处理室中;加热器,其设置在所述加热物支撑构件内;以及温度测量部件,用于测量所述加热物支撑构件的温度,其中,所述温度测量部件设置在透过窗的外部,所述透过窗设置在所述处理室的周壁中,并且从所述加热物支撑构件放射的红外线能量能够透过所述透过窗,以及所述温度测量部件包括收集从所述加热物支撑构件放射的红外线能量的集光器和基于红外线中的两个波长的强度之间的比率来计算温度的计算单元。
用于观察和控制加热物支撑构件的温度的温度测量部件的使用使得能够进行没有温度梯度的部位的温度的非接触直接温度测量和观察。因此,能够持续地实现恒定温度控制。此外,可以实现作为最大问题的在高于1850度的高温范围内的温度控制。
发明的效果
根据本发明的加热处理设备20基于红外线辐射区域的两个波长的强度之间的比率来测量温度。因此,可以在不受加热物支撑构件22和热接受体(盖)25的表面状态的影响的情况下,在持续稳定的条件下以非接触方式直接测量盖25或加热物支撑构件22的温度,并能够精确地估计基板26的温度。此外,温度测量部件24的使用使得能够在使用钨-铼(W-Re)热电偶不能实现温度控制的高于1850度(例如,2400度)的高温范围内可靠地测量温度。
另外,根据本发明的加热处理设备20的使用能够防止在加热处理室21的排气期间可能发生的基板26的偏移,使得能够在恒定条件下测量放射光,从而能够实现高可靠性。
此外,通过使用根据本发明的加热处理设备20,可以不依赖于各基板26的大小将热容量保持为恒定,因此可以对于加热功率,可再现地控制基板的温度。此外,消除了与一个设定温度相对应的、依赖于基板大小的温度变化,并能够进行基板温度确认。由于热容量保持恒定,因此消除了发射电流值的变化,并可以在升温过程中实现可再现的温度上升沿。
附图说明
图1是传统的加热处理设备的截面图;
图2是本发明的加热处理设备的截面图;
图3是本发明的双波长放射温度计的结构图;
图4是示出相对于本发明的加热处理设备的加热时间的测量温度变化的图;
图5是示出本发明的防止烧伤部件的图;
图6是示出由本发明的上部放射温度计测得的温度的图;
图7是根据本发明的基板加热处理设备的示意图;
图8是根据本发明的基板加热处理设备的示意图;
图9是根据本发明的基板加热处理设备的示意图;
图10是示出根据传统技术的加热物支撑构件的加热特性的图;以及
图11是示出根据本发明的加热物支撑构件的加热特性的图。
附图标记说明
10加热处理设备;11加热处理室;12加热物支撑构件;13加热器;14基板;15、16热电偶;17盖;18孔;19液体流动部;20加热处理设备;21加热处理室;22加热物支撑构件;23a长丝;23b长丝电源;24温度测量部件;25盖;26基板;27透过窗;28控制器;28a温度调节控制器;28b序列器;28c GOT;30温度测量部件;31集光器;32玻璃纤维;33Si温度元件;34InGaAs温度元件;35运算电路;36计算单元;50加热处理设备;51防止烧伤部件;51a序列器;51b GOT;52温度测量部件;53通风部件;70加热处理设备;71加热处理室;72加热物支撑构件;73盖;74基板;75加热器;76槽;77中间凸缘;80加热处理设备;81加热处理室;82加热物支撑构件;83盖;84基板;85加热器;86基板运送托盘;87中间凸缘;90加热处理设备;91加热处理室;92加热物支撑构件;93盖;94基板;95加热器;96包围板;97中间凸缘。
具体实施方式
将参照图2-6说明本发明的第一典型实施例。图2示意性地示出加热处理设备。加热物支撑构件22放置在能够进行真空排气的加热处理室21(真空容器)内。加热物支撑构件22的内部也被构造成能够进行真空排气。包括能够对加热物支撑构件22的上部进行加热的长丝23a和长丝电源23b的加热器23包含在加热物支撑构件22内部。在本实施例中,能够测量加热物支撑构件22的上面和侧面的温度的温度测量部件24设置在加热处理室21周壁的外侧,从而能够同时测量盖25和加热物支撑构件22的温度。温度测量部件24用于以非接触方式直接测量盖25和加热物支撑构件22的温度,从而能够对高于或等于1850度的高温范围进行温度控制。为了提高温度测量的精确度,可以在盖25中设置能够使来自加热物支撑构件22的放射能量透过的透过孔。
加热器23包括长丝23a和长丝电源23b。通过从长丝电源23b向长丝23a施加预定电压来加速在长丝23a处产生的热电子从而轰击加热物支撑构件22以产生热,加热基板26。在加热处理室21的周壁上设置能够使来自加热物支撑构件22的放射能量透过的透过窗27。在加热处理室21的外部设置温度测量部件24(测温计或放射温度计),该温度测量部件24包括收集从加热物支撑构件22放射且通过透过窗27的红外线能量的集光器和基于红外线中的两个波长的强度之间的比率来计算温度的计算单元。
图3是包括集光器31和计算单元36并能够进行双波长(双色)测量的温度测量部件30(测温计)的示意图。下面将说明作为在本发明中使用的温度测量部件30的测温计的结构和工作原理。
外部和真空之间的分隔壁中的窗材料由石英玻璃制成。通过该窗测量真空中的加热物支撑构件22的温度。为了在从800℃到2300℃的高温范围内测量加热物支撑构件22的温度,使用测量波长为1.55μm和0.9μm的两种颜色。
通过玻璃纤维32将由集光器31(IR-FL2)收集的红外光传输至计算单元36(IR-FAQHNL)。
将传输至计算单元36的光提供给由Si制成的温度元件33和由InGaAs制成的另一温度元件34(双色系统)。InGaAs元件34将1.55μm的峰值波长强度转换为电压,并且Si温度元件33将0.9μm的峰值波长强度转换为电压。
运算电路35基于预设的放射率ε(在本实验中设为0.9)和两个波长强度之间的比率,计算温度,并将温度信号输出到外部。
与将入射的红外线强度直接转换为温度的系统相比,双色系统(检测两个波长的系统)可以在无需考虑被测量物(这里为加热物支撑构件22或盖25)的表面状态的情况下,精确并可靠地监测温度。由于长时间的反复使用,由高纯度碳或涂布有热解碳的高纯度碳制成的加热物支撑构件22或盖25的表面可能会变得粗糙,或者涂层可能脱落,或者来自基板26的污染物可能沉积在加热物支撑构件22或盖25上。如果将短波长式放射温度计(例如Chino公司的IR-CAS)用作温度测量部件24,则放射率ε的改变会直接影响温度,因此所指示的温度可能与实际温度不同。因此,基板26可能被加热至与期望温度不同的温度,并且不能获得再现性。另一方面,如果将双波长式放射温度计用作温度测量部件24,则由于通过计算长波长侧(例如,1.55μm)和短波长侧(例如,0.9μm)的红外线强度之间的比率,即使当由于长时间使用而使表面的放射率ε改变时,也可以指示实际温度并且可以实现对基板的再现性加热。
如果在高温范围内使用短波长式放射温度计来测量温度,则由于透镜孔径有Φ20mm大,因此,不但包括加热物支撑构件22或盖25的区域的温度会被测量,而且其它区域(例如,加热处理室21的壁)的温度也会被测量。因此,难以测量所希望的部位的温度。另一方面,在双波长式放射温度计中,测量孔径可以减小至约Φ2mm到Φ5mm。因此,可以测量加热物支撑构件22或盖25中的所希望的部位的温度。
如图2所示,控制单元28连接至设置在加热处理室21的上面侧和侧面侧的温度测量部件24。控制单元28将加热物支撑构件22的温度控制在800到2300度的范围内。当加热物支撑构件22的温度达到2300度或更高时,控制单元28关断长丝电源23b。
控制单元28包括温度调节控制器28a、序列器28b和GOT(图形操作终端)28c,其中,将加热物支撑构件22的测量温度从温度测量部件24输入至温度调节控制器28a,序列器28b将从温度调节控制器28a输入的测量温度值与设定温度值进行比较,以控制提供至长丝电源23b的电力值,GOT 28c显示被测量物表面的温度。
下面说明使用温度测量部件24的温度控制方法。第一,将设定温度值和最大发射电流值预先输入至序列器28b。第二,利用控制用高温测量部件24(设置在加热处理室21的上面侧)测量加热物支撑构件22或位于加热物支撑构件22上的盖25的温度。第三,将测量温度值输入至温度调节控制器28a,与输入至序列器28b的设定值进行比较,并对提供至长丝电源23b的电力值进行反馈控制,由序列器28b控制加热器温度从而控制发射电流值,另一方面,在GOT(图形操作终端)28c上显示温度。第四,为了防止过度升温,将来自测量加热物支撑构件22的侧面的温度的监视用高温测量部件24的温度信号输入至序列器28b,以监视温度是否小于或等于过升温界限2300℃。在温度超过设定值的情况下,自动关断长丝电源23b以保护加热器。还在GOT(图形操作终端)28c上显示由来自监视用高温测量部件24的温度信号表示的温度。
根据本发明,除了图2所示的加热处理设备20的温度控制以外,还能确保由于加热处理设备20的温度测量部件24的不良连接导致的对于加热处理设备20的损坏最小。这里,温度测量部件24的不良连接的例子包括图3中的玻璃纤维32和计算单元36之间的不良连接。如果存在温度测量部件24的这种不良连接,则对加热处理设备20的温度控制变得不可能,并且过度加热可能严重损坏加热处理设备20。下面将更具体地说明这种状态。
如果因维护或其它原因移除了玻璃纤维32,然后在未将玻璃纤维32连接至计算单元36的情况下使用加热处理设备20,并且温度测量部件24的电源正常,则将室温水平的温度信号从温度测量部件24输入至控制器28的温度调节控制器28a,并且将不会发现异常状态。如果连接正常,则在2.8kV的发射电压、6.5A的最大发射电流值和1900℃的设定温度下开始加热约3.5分钟后,如图4所示,将显示900℃以上的温度指示。图4示出在根据本发明的加热处理设备20的实例中被测部位的测量温度(℃)相对于加热时间(分钟)的改变。在本实施例中,将规定温度设置为900℃,并基于该规定温度进行如下所述的错误控制。
在玻璃纤维32没有正常连接至计算单元36的情况下,即使在由来自长丝电源23b的输出来加热长丝23a从而对热处理物支撑构件22进行加热时,从温度测量部件24输出的温度信号也持续表示低于800℃的温度。在这种情况下,不能控制加热处理设备20的温度,并且设备20可能由于过度加热而被严重损坏。
因此,在本例子中,如果在经过8分钟后来自温度测量部件24的温度信号没有指示等于或高于900℃的规定温度的温度,则认为玻璃纤维32没有正常连接至计算单元36,并且关断来自长丝电源23b的输出并在GOT 28c上显示错误指示。这样可以防止过度加热至高温并使对于设备20的损坏最小。通过已接收到从温度测量部件24输入的温度信号的序列器28b在GOT 28c上显示错误指示。
根据本发明,还可以使由于如图2所示的加热处理设备20的温度测量部件24的故障导致的对于加热处理设备20的损坏最小。这里,温度测量部件24的故障的例子包括温度测量部件24的电源线缆断裂。这种故障可能是由于进行维护及放入和取出基板26而重复地关闭和打开温度测量部件24所安装的盖子引起的。在温度测量部件24的这种故障的情况下,对加热处理设备20的温度控制变得不可能,并且设备20可能由于过度加热而被严重损坏。
因此,在另一例子中,如果在控制器28处没有检测到来自温度测量部件24的温度信号,则通过序列器28b关断长丝电源23b,并且在GOT 28c上显示错误指示,以防止过度加热至超过允许范围的温度,从而使对于加热处理设备20的损坏最小。如果使温度测量部件24和控制器28相互连接的信号线断裂,则表示温度的电信号不会被输入至控制器28,并且对加热器23的温度的控制变得不可能。在这种故障的情况下,如果继续加热,则加热处理设备20可能被严重损坏。因此,如果在控制器28处没有检测到来自温度测量部件24的电信号,则关断长丝电源23b,并在GOT 28c上显示错误指示。
根据本发明,还可以使由于如图2所示的加热处理设备20的加热器23的功能故障导致的对于加热处理设备20的损坏最小。这里,加热器23的功能故障包括由于某些问题导致的不良比例积分微分(PID)控制,其中比例积分微分控制是由加热器23为控制加热温度而进行的控制。加热器23通过PID控制来控制加热温度,而该PID控制可能由于某些问题而发生功能故障。如果在这种情况下继续加热,则加热处理设备20可能被严重损坏。因此,在又一例子中,如果从温度测量部件24输入的温度信号表示超过2100℃的温度,并且在长于3秒的时间长度持续检测到这种温度信号,则通过序列器28b关断长丝电源23b,并在GOT 28c上显示错位标记。
图5是示出防止烧伤部件51的图。图5所示的加热处理设备50具有与图2所示的加热处理设备20相同的结构,并且将省略其结构的详细说明。防止烧伤部件51连接至设置在加热处理室21的侧面侧的温度测量部件52,防止烧伤部件51检测烧伤的危险并基于该检测将信号输入至与加热处理室21连接的通风部件53。烧伤防止部件51包括序列器51a和GOT(图形操作终端)51b,序列器51a将由温度测量部件52检测到的测量温度值与设定温度值进行比较,并将基于比较结果的信号输入至与加热处理室21连接的通风部件53,GOT(图形操作终端)51b显示测量温度值。
温度测量部件52是能够测量0到500度的范围内的温度的测温计。首先说明测温计的机构。这里使用的防止烧伤互锁测温计是Keyence公司的FT-30,其具有8到14μm范围的检测波长,能够测量0到500℃的范围内的温度。使用在红外线吸收膜下网状布置热电偶的热电堆作为测温计的温度传感器以提高响应特性。
下面说明防止烧伤部件51。为了以非接触方式测量低于或等于500℃的低温范围内的温度,检测8到14μm的长波长范围内的红外线。因此,在外部和真空之间的分隔壁观察孔的窗材料由CaF2制成。将由(设置在加热处理室21的侧面侧的)低温测温计52检测到的红外线转换为表示温度的电信号并输入至序列器51a。序列器51a将其与预设互锁温度进行比较以检测是否有烧伤的危险。只有测量温度低于预设温度时,对加热处理室21进行通风。在GOT(图形操作终端)51b的画面上持续显示低温测温计的温度指示。
图6示出根据本发明的加热处理设备20的实例中的加热物支撑构件22或盖25的测量温度(℃)随时间(秒)的变化。曲线(1)表示由上部温度测量部件24测得的温度。在该典型实施例中,由于放置在加热物支撑构件22上的基板26被盖25覆盖,因此所测得的温度是盖25的温度。曲线(2)表示由侧面温度测量部件24测得的加热物支撑构件22的温度。“A”表示被测量区域在2000度的高温下维持6分钟的状态。从图6能够看出,可以在2000度的高温下实现稳定控制。尽管关于放置在加热物支撑构件22上的基板26被盖25覆盖的实例说明了典型实施例,但在没有盖的情况下将基板26放置在加热物支撑构件22上的如图2和5所示的加热处理设备20的实例也是可以的。
下面参照图7到11说明本发明的第二实施例。图7示出设置在加热处理室71内的加热物支撑构件72、置于加热物支撑构件72上的盖73、以及放置在设置于加热物支撑构件72顶部的槽76中的基板74。能够对加热物支撑构件72的顶部进行加热的加热器75设置在加热物支撑构件72中。中间凸缘77设置在加热处理室71中。除了基板运送托盘86或包围板96设置在加热物支撑构件82、92的顶部之外,图8和9所示的结构与图7中的结构相同。替代设置在图7所示的加热物支撑构件72顶部的槽76,在图8中设置了基板运送托盘86;替代设置在图7所示的加热物支撑构件72顶部的槽76,在图9中设置了包围板96。在说明书和附图中省略了与第一实施例中相同的组件(温度测量部件、控制单元和防止烧伤部件)。
在图7和8所示的加热处理设备70和80中,待处理的基板74和84分别嵌入设置于加热物支撑构件72的顶部的槽76和基板运送托盘86中。在图9所示的加热处理设备90中,加热物支撑构件92上设置有包围板96,并且基板94嵌入包围板96内,其中包围板96由石墨(或SiC)制成,厚度与基板94相同,并包围基板94。对包围板96的上表面进行镜面处理,而对下表面优选地进行有效地提高热吸收效率的处理。
考察了图1所示的传统系统以及本发明提出的系统的加热物支撑构件的加热特性。图10示出根据传统系统的加热物支撑构件的加热特性。图11示出根据本发明提出的系统的加热物支撑构件的加热特性。图10和11中示出的曲线(1)到(4)表示加热物支撑构件的温度(℃)随时间(秒)的变化。曲线(1)表示在没有基板的情况下以2000度的设定温度在6分钟的持续时间内对加热物支撑构件进行加热时的加热特性。曲线(2)表示在放置有1英寸SiC基板的情况下以2000度的设定温度在6分钟的持续时间内对加热物支撑构件进行加热时的加热特性。曲线(3)表示在放置有2英寸SiC基板的情况下以2000度的设定温度在6分钟的持续时间内对加热物支撑构件进行加热时的加热特性。曲线(4)表示在放置有4英寸SiC基板的情况下以2000度的设定温度在6分钟的持续时间内对加热物支撑构件进行加热时的加热特性。
图10和11中的曲线(a)到(d)表示发射电流(A)随时间(秒)的变化。曲线(a)表示在没有基板的情况下发射电流的改变。曲线(b)表示在放置有1英寸SiC基板的情况下发射电流的改变。曲线(c)表示在放置有2英寸SiC基板的情况下发射电流的改变。曲线(d)表示在放置有4英寸SiC基板的情况下发射电流的改变。
从图10和11可以看出,在传统系统中,依赖于放置的不同的基板,发射电流值和托盘的热容量改变,并且温度上升沿也不同。另一方面,在本发明提出的系统中,当放置不同的基板时,与基板大小无关,发射电流值基本恒定,托盘的热容量不变,并且温度上升沿显示恒定值。因此证实了本发明的有效性。
Claims (14)
1.一种加热处理设备,包括:
处理室;
加热物支撑构件,其设置在所述处理室中;
加热器,其设置在所述加热物支撑构件内;以及
温度测量部件,其测量所述加热物支撑构件的温度,
其中,所述温度测量部件设置在透过窗的外部,所述透过窗设置在所述处理室的周壁中,并且从所述加热物支撑构件放射的红外线能量能够透过所述透过窗,以及
所述温度测量部件包括收集从所述加热物支撑构件放射的红外线能量的集光器和基于红外线中的两个波长的强度之间的比率来计算温度的计算单元。
2.根据权利要求1所述的加热处理设备,其特征在于,所述温度测量部件是能够测量800度到2300度的范围内的温度的放射温度计或测温计。
3.根据权利要求1或2所述的加热处理设备,其特征在于,所述加热器包括长丝和长丝电源,以及
在所述长丝处产生的热电子被加速以轰击所述加热物支撑构件,使得所述加热物支撑构件产生热。
4.根据权利要求3所述的加热处理设备,其特征在于,
设置在所述处理室的上面侧和侧面侧的所述温度测量部件连接至控制器,以及
所述控制器将所述加热物支撑构件的温度控制为800度到2300度的范围内的温度,并且当所述加热物支撑构件的温度变为与设定温度相等或高于设定温度时,所述控制器关断所述长丝电源。
5.根据权利要求4所述的加热处理设备,其特征在于,所述控制器包括:
温度调节控制器,所述加热物支撑构件的测量温度值从所述温度测量部件输入至所述温度调节控制器;
序列器,其将从所述温度调节控制器输入的所述测量温度值与设定温度值进行比较,以控制提供至所述长丝电源的电力值;以及
图形操作终端,其连接至所述序列器,并显示所述长丝的温度。
6.根据权利要求1所述的加热处理设备,其特征在于,
所述温度测量部件连接至控制器,
所述控制器包括:
温度调节控制器,来自所述温度测量部件的测量温度信号输入至所述温度调节控制器;
序列器,其基于来自所述温度调节控制器的输入,控制所述加热器;以及
图形操作终端,其连接至所述序列器,
其中,当在经过预定时间之后输入的所述测量温度值没有达到规定温度时,所述序列器关闭所述加热器,并使所述图形操作终端显示错误指示。
7.根据权利要求1所述的加热处理设备,其特征在于,
所述温度测量部件连接至控制器,
所述控制器包括:
温度调节控制器,来自所述温度测量部件的测量温度信号输入至所述温度调节控制器;
序列器,其基于来自所述温度调节控制器的输入,控制所述加热器;以及
图形操作终端,其连接至所述序列器,
其中,当没有检测到从所述温度调节控制器输入的测量温度值时,所述序列器关闭所述加热器,并使所述图形操作终端显示错误指示。
8.根据权利要求1所述的加热处理设备,其特征在于,
所述温度测量部件连接至控制器,
所述控制器包括:
温度调节控制器,来自所述温度测量部件的测量温度信号输入至所述温度调节控制器;
序列器,其基于来自所述温度调节控制器的输入,控制所述加热器;以及
图形操作终端,其连接至所述序列器,
其中,当来自所述温度测量部件的所述测量温度信号达到规定温度值并且在所述规定温度值处保持了超过规定时间长度的时间长度时,所述序列器关闭所述加热器,并使所述图形操作终端显示错误指示。
9.根据权利要求1到8中任一项所述的加热处理设备,其特征在于,
设置在所述处理室的侧面侧的所述温度测量部件连接至防止烧伤部件,
所述防止烧伤部件包括:
检测器,其检测是否有烧伤的危险;以及
输入部件,其基于所述检测的结果,将信号输入至与所述处理室连接的通风部件。
10.根据权利要求9所述的加热处理设备,其特征在于,所述温度测量部件是能够测量0度到500度的范围内的温度的放射温度计。
11.根据权利要求10所述的加热处理设备,其特征在于,所述防止烧伤部件还包括:
序列器,其将从所述温度测量部件输入的测量温度值与设定温度值进行比较,并基于所述比较的结果,将信号输入至与所述处理室连接的通风部件;以及
图形操作终端,其连接至所述序列器,并显示测量温度值。
12.根据权利要求1到11中任一项所述的加热处理设备,其特征在于,所述加热处理设备还包括热接受体,所述热接受体覆盖放置在所述加热物支撑构件上的基板,以及
所述热接受体具有从所述加热物支撑构件放射的能量能够透过的透过孔。
13.根据权利要求1到12中任一项所述的加热处理设备,其特征在于,所述加热物支撑构件具有能够放置基板的槽。
14.根据权利要求1到13中任一项所述的加热处理设备,其特征在于,所述加热处理设备还包括包围放置在所述加热物支撑构件上的基板的包围体。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008166729A (ja) | 2006-12-08 | 2008-07-17 | Canon Anelva Corp | 基板加熱処理装置及び半導体製造方法 |
US7666763B2 (en) | 2007-05-29 | 2010-02-23 | Canon Anelva Corporation | Nanosilicon semiconductor substrate manufacturing method and semiconductor circuit device using nanosilicon semiconductor substrate manufactured by the method |
JP5507102B2 (ja) * | 2009-03-19 | 2014-05-28 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 熱処理装置および熱処理方法 |
JP2010251718A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-11-04 | Canon Anelva Corp | 加熱装置の温度制御方法及び記憶媒体 |
WO2011016223A1 (ja) * | 2009-08-04 | 2011-02-10 | キヤノンアネルバ株式会社 | 加熱処理装置および半導体デバイスの製造方法 |
JP5469678B2 (ja) * | 2009-12-25 | 2014-04-16 | キヤノンアネルバ株式会社 | 基板加熱処理装置の温度制御方法、半導体デバイスの製造方法、基板加熱処理装置の温度制御プログラム及び記録媒体 |
DE102012209278B4 (de) * | 2012-06-01 | 2018-04-12 | Kgt Graphit Technologie Gmbh | Suszeptor |
DE102013114412A1 (de) * | 2013-12-18 | 2015-06-18 | Aixtron Se | Vorrichtung und Verfahren zur Regelung der Temperatur in einer Prozesskammer eines CVD-Reaktors unter Verwendung zweier Temperatursensoreinrichtungen |
JP6479525B2 (ja) * | 2015-03-27 | 2019-03-06 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 成膜装置及び温度測定方法 |
JP6539578B2 (ja) | 2015-12-22 | 2019-07-03 | 株式会社Screenホールディングス | 熱処理装置および熱処理方法 |
US10629854B2 (en) * | 2017-08-18 | 2020-04-21 | Wuhan China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co., Ltd. | Substrate pre-baking device |
CN108751186A (zh) * | 2018-08-28 | 2018-11-06 | 湖南烯瑞自动化设备有限公司 | 一种红外测温装置及石墨化炉 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5820686A (en) | 1993-01-21 | 1998-10-13 | Moore Epitaxial, Inc. | Multi-layer susceptor for rapid thermal process reactors |
US5580388A (en) * | 1993-01-21 | 1996-12-03 | Moore Epitaxial, Inc. | Multi-layer susceptor for rapid thermal process reactors |
US5444217A (en) * | 1993-01-21 | 1995-08-22 | Moore Epitaxial Inc. | Rapid thermal processing apparatus for processing semiconductor wafers |
JPH10104084A (ja) * | 1996-09-27 | 1998-04-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 多色温度計 |
JPH1135334A (ja) * | 1997-07-15 | 1999-02-09 | Nikon Corp | 制御方法、および、これを用いた成形装置 |
JP2912616B1 (ja) * | 1998-07-17 | 1999-06-28 | 助川電気工業株式会社 | 板体加熱装置 |
US6190037B1 (en) * | 1999-02-19 | 2001-02-20 | Applied Materials, Inc. | Non-intrusive, on-the-fly (OTF) temperature measurement and monitoring system |
JP3962509B2 (ja) * | 1999-09-16 | 2007-08-22 | 株式会社東芝 | 気相成長装置 |
US7734439B2 (en) * | 2002-06-24 | 2010-06-08 | Mattson Technology, Inc. | System and process for calibrating pyrometers in thermal processing chambers |
JP4218825B2 (ja) * | 2002-12-10 | 2009-02-04 | 株式会社日立国際電気 | 半導体製造装置 |
US7732739B2 (en) * | 2004-10-19 | 2010-06-08 | Canon Anelva Corporation | Substrate heat treatment apparatus and substrate transfer tray used in substrate heat treatment |
JP2008166729A (ja) * | 2006-12-08 | 2008-07-17 | Canon Anelva Corp | 基板加熱処理装置及び半導体製造方法 |
CN101569000B (zh) * | 2007-09-03 | 2011-07-13 | 佳能安内华股份有限公司 | 衬底热处理设备和衬底热处理方法 |
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-
2009
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110875208A (zh) * | 2018-08-29 | 2020-03-10 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 工艺腔室用控温装置及方法、工艺腔室 |
Also Published As
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WO2008142747A1 (ja) | 2008-11-27 |
JP4436893B2 (ja) | 2010-03-24 |
US20100111512A1 (en) | 2010-05-06 |
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