CN117781689A - 加热处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种加热处理装置,在加热器的通断时,即使加热器在沿着中心轴的方向上伸缩也可抑制产生颗粒。加热处理装置包括:腔室,在内部收纳工件;多个加热器,设置于腔室的内部且呈棒状;以及第一支撑部及第二支撑部中的至少任一者,在腔室的内部对加热器进行支撑。多个加热器在与加热器的中心轴交叉的方向上排列。第一支撑部具有:第一板,在加热器的下方以与多个加热器平行的方式设置;以及转动部,设置于加热器与第一板之间,与加热器以及第一板接触,且能够在沿着加热器的中心轴的方向上移动。第二支撑部具有:保持部,对加热器进行保持;以及第二板,与保持部连接且能够根据加热器的伸缩而在沿着加热器的中心轴的方向上进行弹性变形。
Description
技术领域
本发明的实施方式涉及一种加热处理装置。
背景技术
存在对工件进行加热而在工件的表面形成膜等、或对工件的表面进行处理的加热处理装置。
例如,提出了一种加热处理装置,具有:腔室,在内部保持工件;以及板材及多个加热器,设置于腔室的内部。板材设置成与工件的表面侧及工件的背面侧的各者相向。
多个加热器呈棒状,且排列设置于板材的与工件的一侧相反的一侧。多个加热器的其中一个端部侧固定于腔室。多个加热器的另一个端部被固定于腔室的板状的托架支撑。
此处,在向加热器施加电力时(接通(ON)时),由于加热器的温度变高,而自身发生膨胀。由此,加热器主要在沿着中心轴的方向上伸长。在停止向加热器施加电力时(断开(OFF)时),加热器在沿着中心轴的方向上收缩(恢复原状)。因此,若加热器的端部被固定于腔室的板状的托架支撑,则加热器与托架的接触部分会产生摩擦。若加热器与托架的接触部分发生摩擦,则有时会产生颗粒。若所产生的颗粒附着于工件,则有工件的品质下降之虞。
因此,期望开发一种加热处理装置,其在加热器的接通/断开时即使加热器伸缩也可抑制产生颗粒。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2019-184229号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
本发明所要解决的课题在于提供一种加热处理装置,其在加热器的接通/断开时即使加热器伸缩也可抑制产生颗粒。
[解决问题的技术手段]
实施方式的加热处理装置包括:腔室,在内部收纳工件;多个加热器,设置于所述腔室的内部且呈棒状;以及第一支撑部及第二支撑部中的至少任一者,在所述腔室的内部对所述加热器进行支撑。多个所述加热器在与所述加热器的中心轴交叉的方向上排列。所述第一支撑部具有:第一板,在所述加热器的下方以与多个所述加热器平行的方式设置;以及转动部,设置于所述加热器与所述第一板之间,与所述加热器以及所述第一板接触,且能够在沿着所述加热器的中心轴的方向上移动。所述第二支撑部具有:保持部,对所述加热器进行保持;以及第二板,与所述保持部连接且能够根据所述加热器的伸缩而在沿着所述加热器的中心轴的方向上进行弹性变形。
[发明的效果]
通过本发明的实施方式,提供一种加热处理装置,其在加热器的接通/断开时即使加热器伸缩也可抑制产生颗粒。
附图说明
图1是用于对本实施方式的加热处理装置进行例示的示意正面图。
图2是图1中的加热处理装置的A-A线方向的示意剖面图。
图3是腔室及匣盒支架的示意立体图。
图4是用于对匣盒进行例示的示意立体图。
图5是用于例示保持部对加热器的保持的示意立体图。
图6是用于例示比较例的支撑部对加热器的支撑的示意立体图。
图7是用于例示本实施方式的支撑部对加热器的支撑的示意图。
图8是用于对支撑部进行例示的示意立体图。
图9是用于对支撑部的作用进行例示的示意图。
图10是用于例示另一实施方式的支撑部对加热器的支撑的示意图。
图11是用于例示另一实施方式的支撑部对加热器的支撑的示意图。
图12是用于对另一实施方式的匣盒进行例示的示意立体图。
[附图标记说明]
1:加热处理装置
10:腔室
20:排气部
30:加热部
33:加热器
33a:端子
34:支撑部
34a:引导部
34a1:安装板
34a2:板
34a3:引导板
34a3a:切口
34b:转动部
36:支撑部
36a:安装板
36b:板
36c:保持部
50:匣盒
50a:匣盒
60:匣盒支架
61:框架
62:接收构件
100:工件
具体实施方式
以下,参照附图对实施方式进行例示。此外,各附图中,对相同的构成元件标注相同的符号并适宜省略详细的说明。
以下,作为一例,说明在减压至比大气压低的气体环境中对工件进行加热而在工件的表面形成有机膜的加热处理装置。然而,本发明并不限定于此。例如,本发明也可应用于对工件进行加热而在工件的表面形成无机膜等、或对工件的表面进行处理的加热处理装置。
另外,加热前的工件例如可具有基板以及涂布于基板表面的溶液,也可仅为基板。以下,作为一例,对加热前的工件具有基板以及涂布于基板表面的溶液的情况进行说明。
通过本实施方式的加热处理装置1进行加热处理前的工件100具有基板以及涂布于基板表面的溶液。基板例如是玻璃基板或半导体晶片等。但是,基板并不限定于例示的基板。溶液例如包含有机材料与溶剂。有机材料只要能够由溶剂溶解,则并无特别限定。溶液例如可设为包含聚酰胺酸的清漆等。但是,溶液并不限定于例示的溶液。另外,溶液也可为液体被暂时煅烧而成为半硬化状态(不流动的状态)的溶液。
图1是用于对本实施方式的加热处理装置1进行例示的示意正面图。
此外,在图1中,为了避免变得繁杂,仅描绘了一个匣盒50。
图2是图1中的加热处理装置1的A-A线方向的示意剖面图。
此外,在图2中,为了避免变得繁杂,省略描绘匣盒50。
图3是腔室10及匣盒支架60的示意立体图。
此外,各图中的X方向、Y方向及Z方向表示相互正交的三个方向。例如,X方向及Y方向为水平方向。例如,Z方向为上下方向(铅垂方向)。
如图1及图2所示,在加热处理装置1中例如设置有腔室10、排气部20、加热部30、冷却部40、匣盒50、匣盒支架60及控制器70。
控制器70例如包括中央处理器(Central Processing Unit,CPU)等运算部以及存储器等存储部。控制器70例如为计算机等。控制器70例如基于存储部中所保存的控制程序,对设置于加热处理装置1的各元件的动作进行控制。
如图1~图3所示,腔室10呈箱状。腔室10具有能够对减压至比大气压低的气体环境进行维持的气密结构。腔室10的外观形状并无特别限定。腔室10的外观形状例如可设为长方体或圆筒。腔室10例如由不锈钢等金属形成。
例如,在Y方向上的腔室10的两端设置有开口。在Y方向上的腔室10的其中一个端部,设置有凸缘11。在凸缘11设置有O形环等密封材12。在腔室10的设置有凸缘11的一侧设置有开闭门13。在将开闭门13关闭时,通过密封材12,腔室10的开口以成为气密的方式闭锁。在将开闭门13打开时,可经由腔室10的开口向匣盒50的内部搬入或搬出工件100。即,在腔室10的内部收纳工件100。
例如,在Y方向上的腔室10的另一个端部,设置有凸缘14。在凸缘14设置有密封材12。在腔室10的设置有凸缘14的一侧设置有盖15。例如,盖15使用螺钉等紧固构件而能够装卸地设置于凸缘14。在安装盖15时,通过密封材12,腔室10的开口以成为气密的方式闭锁。若设置有能够装卸的盖15,则加热处理装置1的从设置有凸缘14的一侧的维护变得容易。另外,在为了维护而将盖15打开时,具有对工件100进行加热的处理空间的匣盒50经由腔室10的开口而被搬入至腔室10的内部。或者,匣盒50经由腔室10的开口而被搬出至腔室10的外部。
另外,在腔室10的外壁可设置未图示的冷却装置。冷却装置例如可设为水套(Water Jacket)。若设置有冷却装置,则可抑制腔室10的外壁温度比规定的温度高。
排气部20对腔室10的内部进行排气。
如图1所示,排气部20具有第一排气部21及第二排气部22。第一排气部21及第二排气部22与设置于腔室10的底面的排气口16连接。
第一排气部21具有排气泵21a与压力控制部21b。
排气泵21a可设为从大气压进行粗抽排气至规定压力的排气泵。因此,排气泵21a与后述的排气泵22a相比排气量更多。排气泵21a例如可设为干式真空泵等。
压力控制部21b设置于排气口16与排气泵21a之间。压力控制部21b基于检测腔室10的内压的、未图示的真空计等的输出,以腔室10的内压成为规定压力的方式进行控制。压力控制部21b例如可设为自动压力控制器(Auto Pressure Controller,APC)等。
第二排气部22具有排气泵22a与压力控制部22b。
排气泵22a在利用排气泵21a进行粗抽排气之后,进行排气至更低的规定压力。排气泵22a例如具有能够排气至高真空的分子流区域为止的排气能力。例如,排气泵22a可设为涡轮分子泵(Turbo Molecular Pump,TMP)等。
压力控制部22b设置于排气口16与排气泵22a之间。压力控制部22b基于检测腔室10的内压的、未图示的真空计等的输出,以腔室10的内压成为规定压力的方式进行控制。压力控制部22b例如可设为APC等。
若将腔室10的内部空间的压力减压,则可减少向腔室10的外部释放的热。因此,可提高加热效率与蓄热效率,因此可使对后述的加热器33施加的电力降低。若可使对加热器33施加的电力降低,则可抑制加热器33的负荷变高。因此可延长加热器33的寿命。
加热部30例如具有第一加热部31及第二加热部32。第一加热部31及第二加热部32设置于腔室10的内部。
第一加热部31设置于匣盒50的上方。
第二加热部32设置于匣盒50的下方。第二加热部32与第一加热部31相向。
如后所述,工件100被支撑于匣盒50的内部。因此,第一加热部31对支撑于匣盒50内部的工件100的表面(上表面)进行加热。第二加热部32对支撑于匣盒50内部的工件100的背面(下表面)进行加热。
如图1所示,在腔室10的内部多个匣盒50沿Z方向(铅垂方向)排列设置的情况下,可将在上侧的匣盒50的下方所设置的第二加热部32设为在下侧的匣盒50的上方所设置的第一加热部31。即,设置于匣盒50与匣盒50之间的第一加热部31或第二加热部32可兼用。
此外,为了方便,在着眼于一个匣盒50时,从所述匣盒50观察,将上侧设为第一加热部31,将下侧设为第二加热部32,在全部的匣盒50的上下分别设置加热部(加热器33)。
在此情况下,支撑于上侧的匣盒50的内部的工件100的背面由兼用的第一加热部31或第二加热部32予以加热。支撑于下侧的匣盒50的内部的工件100的表面由兼用的第一加热部31或第二加热部32予以加热。
若如此,则可减少第一加热部31或第二加热部32的数量。因此可实现消耗电力的降低、制造成本的降低、省空间化等。
第一加热部31及第二加热部32例如具有加热器33、支撑部34(相当于第一支撑部的一例)及保持部35。加热器33至少设置有一个。支撑部34例如针对一个加热器33而设置有一个,或者针对多个加热器33而设置有一个。保持部35例如针对一个加热器33而设置有一个,或者针对多个加热器33而设置有一个。
图1及图2中例示的第一加热部31及第二加热部32的各者具有多个加热器33。多个加热器33例如沿X方向延伸且沿Y方向排列。此外,多个加热器33也可沿Y方向延伸且沿X方向排列。即,多个加热器33沿与加热器33的中心轴交叉的方向排列。多个加热器33可等间隔地排列,也可根据工件100的温度的面内分布等使间隔发生变化。另外,设置于第二加热部32的加热器33的规格、数量、间隔等可与设置于第一加热部31的加热器33的规格、数量、间隔等相同,也可不同。加热器33的规格、数量、间隔等可根据要加热的溶液的组成(溶液的加热温度)、工件100的大小等而适宜变更。加热器33的规格、数量、间隔等可通过进行模拟或实验等而适宜决定。
加热器33可设为沿一个方向延伸的棒状的加热器。加热器33只要为棒状的加热器则并无特别限定。加热器33例如可设为铠装式加热器(sheathed heater)、陶瓷加热器、筒式加热器(cartridge heater)等。加热器33例如也可为具有石英罩的加热器。
此外,在本说明书中,也包括经石英罩覆盖的加热器在内而称为“棒状的加热器”。另外,“棒状”的外观形状并无限定,例如可设为圆柱状或棱柱状等。
另外,加热器33只要可在减压至比大气压低的气体环境下对工件100进行加热,则并不限定于以上所述的情况。即,加热器33只要呈棒状且利用由放射所得的热能即可。
如后述的图5所示,加热器33的端子33a侧的端部附近在腔室10的外侧由保持部35能够装卸地保持。
加热器33的、与端子33a侧相反的一侧的端部附近在腔室10的内部由支撑部34支撑。
此外,与保持部35对加热器33的保持、及支撑部34对加热器33的支撑相关的详细情况将在下文进行叙述。
冷却部40与后述的设置于匣盒50的冷却部57协作而向匣盒50供给冷却气体。如后所述,供给至匣盒50的冷却气体向支撑于匣盒50的内部的工件100供给。另外,供给至匣盒50的冷却气体也向后述的匣盒50的均热板(上部均热板52、下部均热板53、侧部均热板54、侧部均热板55)供给。
通过向工件100供给冷却气体,处于高温状态的工件100被直接冷却。另外,通过将供给至工件100的冷却气体向匣盒50的均热板供给,匣盒50也被冷却。通过对匣盒50进行冷却,可抑制匣盒50的热传递至工件100。因此,工件100被匣盒50间接地冷却。
若设置有冷却部40,则可缩短工件100的冷却时间。另外,在对工件100进行冷却时,可抑制由于来自匣盒50的热而在工件100的面内产生温度分布的偏差。
冷却部40例如具有接头(joint)41、气体源42及气体控制部43。接头41、气体源42及气体控制部43通过配管44连接。
接头41例如装卸自如地与设置于匣盒50的冷却部57的未图示的接头连接。
气体源42经由气体控制部43向匣盒50的冷却部57供给冷却气体。气体源42例如可设为高压储气瓶、工厂配管等。
冷却气体只要为不易与经加热的工件100反应的气体则并无特别限定。冷却气体例如为氮气、稀有气体等。稀有气体例如为氩气或氦气等。冷却气体的温度例如可设为室温(例如,25℃)以下。
气体控制部43设置于接头41与气体源42之间。气体控制部43例如可进行冷却气体的供给、供给的停止、以及冷却气体的流速及流量中的至少任一者的控制。
如图1所示,匣盒50装卸自如地设置于腔室10的内部所设置的匣盒支架60的一对接收构件62。在此情况下,匣盒50装卸自如地设置于第一加热部31与第二加热部32之间。
图4是用于对匣盒50进行例示的示意立体图。
如图4所示,匣盒50呈箱状,且在内部具有用以支撑工件100的处理空间。匣盒50的外观形状并无特别限定。匣盒50的外观形状例如可设为长方体。
匣盒50例如具有匣盒框架51、上部均热板52、下部均热板53、侧部均热板54、侧部均热板55、工件支撑部56、冷却部57(参照图1、图2)及匣盒支撑部58。
匣盒框架51划分对工件100进行加热的处理空间。在本实施方式中,匣盒框架51划分由上部均热板52、下部均热板53、侧部均热板54及侧部均热板55包围的空间。匣盒框架51例如具有使用细长的板材或型钢等的骨架结构。或者,匣盒框架51也可为通过金属板加工等形成的框体等。匣盒框架51的外观形状并无特别限定。匣盒框架51的外观形状例如为长方体。
上部均热板52呈板状,且设置于匣盒框架51的上部。上部均热板52可装卸自如地设置于匣盒框架51的上部。上部均热板52可至少设置一个。在图4中例示的匣盒50中设置有七个上部均热板52。上部均热板52的平面形状例如可设为四边形。上部均热板52的数量以及平面形状可根据匣盒框架51的上部的大小以及形状适宜变更。
下部均热板53呈板状,且设置于匣盒框架51的下部。下部均热板53与上部均热板52同样地可装卸自如地设置于匣盒框架51的下部。下部均热板53与上部均热板52相向。下部均热板53可至少设置一个。下部均热板53的数量以及平面形状例如可设为与上部均热板52的数量以及平面形状相同,也可设为不同。
侧部均热板54呈板状。可设置一对侧部均热板54。其中一个侧部均热板54例如设置于匣盒框架51的相互相向的其中一个侧部。
工件100经由设置于匣盒框架51的侧部的开口而被搬入至匣盒50的内部。或者,工件100经由设置于匣盒框架51的侧部的开口而从匣盒50的内部搬出。因此,匣盒框架51的与设置有侧部均热板54的侧部为相反侧的侧部开口。
匣盒框架51的开口由另一个侧部均热板54打开/关闭。例如,可在所述腔室10的开闭门13设置侧部均热板54,以在开闭门13关闭时匣盒框架51的开口由侧部均热板54闭锁。另外,也可在匣盒框架51的侧部设置开闭自如的侧部均热板54,以利用开闭自如的侧部均热板54将匣盒框架51的开口闭锁。
侧部均热板55呈板状,且在匣盒框架51的内部设置有一对。一对侧部均热板55相互相向,且在一对侧部均热板54之间延伸。一对侧部均热板55的其中一者设置于匣盒框架51的其中一个侧部的附近。一对侧部均热板55的另一者设置于匣盒框架51的另一个侧部的附近。
由上部均热板52、下部均热板53、侧部均热板54及侧部均热板55包围的空间成为对工件100进行加热的处理空间。匣盒50的内部的处理空间与腔室10的内部空间例如经由均热板彼此之间的间隙(存在于均热板间的匣盒的梁与均热板的间隙)等相连。因此,若对腔室10的内部空间的压力进行减压,则匣盒50的内部的空间的压力也被减压。
此处,如上所述,呈棒状的多个加热器33空开规定的间隔地排列设置。在加热器33为棒状的情况下,以加热器33的中心轴为中心呈放射状地放射热。因此,加热器33的中心轴与工件100的被加热的部分之间的距离越短,被加热的部分的温度越高。即,若使用呈棒状的多个加热器33直接对工件100进行加热,则在经加热的工件100的面内温度分布产生偏差。
若在工件100的面内温度分布产生偏差,则有所形成的有机膜的品质下降之虞。例如,有在温度变高的部分产生泡、或者有机膜的组成变化之虞。
若设置有上部均热板52及下部均热板53,则从多个加热器33放射出的热入射至上部均热板52及下部均热板53。入射至上部均热板52及下部均热板53的热在这些均热板的内部沿面方向传播,同时朝向工件100放射。因此,可抑制在工件100的面内温度分布产生偏差。其结果,可提高所形成的有机膜的品质。
上部均热板52、下部均热板53及侧部均热板54、侧部均热板55例如可由铝、铜、不锈钢等金属形成。
在匣盒50的内部设置有多个工件支撑部56。多个工件支撑部56在对工件100进行加热的处理空间中支撑工件100的背面。多个工件支撑部56以工件100与上部均热板52及下部均热板53相向的方式支撑工件100。
工件支撑部56可设为棒状体。工件支撑部56例如由不锈钢等形成。工件支撑部56的数量、配置、间隔等可根据工件100的大小或刚性(挠曲)等而适宜变更。
如图1所示,冷却部57将从所述冷却部40供给的冷却气体供给至匣盒50内的工件100。冷却部57例如可设置于匣盒框架51的侧面。
冷却部57例如具有均未图示的配管、喷嘴及接头。配管将从所述冷却部40供给的冷却气体供给至喷嘴。配管例如设置于匣盒50(匣盒框架51)的外部。可至少设置一个配管。另外,也可使配管的前端分支而具有多个前端。
喷嘴设置于匣盒50(匣盒框架51)的内部。喷嘴例如安装于配管的前端。例如,喷嘴向支撑于匣盒50的处理空间的工件100的背面供给冷却气体。可至少设置一个喷嘴。
接头将所述冷却部40与配管装卸自如地连接。
匣盒支撑部58设置于匣盒框架51的与设置有侧部均热板54的侧面交叉的侧面。匣盒支撑部58设置有一对。匣盒支撑部58从匣盒框架51的侧面朝向外部突出,且沿与设置有侧部均热板54的侧面正交的方向延伸。
匣盒支撑部58设置于匣盒50的相互相向的一对侧面的各者。匣盒支撑部58由后述的匣盒支架60的接收构件62支撑。即,匣盒50通过匣盒支撑部58及接收构件62而装卸自如地设置于腔室10(匣盒支架60)的内部。若匣盒50装卸自如地设置于腔室10的内部,则可实现维护的容易化。
匣盒支架60设置于腔室10的内部。匣盒支架60将加热器33及匣盒50在腔室10的内部保持于规定的位置。
匣盒支架60具有框架61、接收构件62及反射板63。
框架61例如具有使用细长构件而构成的骨架构造。框架61的外观形状并无特别限定。框架61的外观形状例如可设为长方体或圆筒。
在框架61的内部至少设置有一对接收构件62(参照图3)。一对接收构件62在腔室10的内部对匣盒50的匣盒支撑部58进行支撑。在Z方向上,一对接收构件62设置于第一加热部31与第二加热部32之间。在一对接收构件62上载置一个匣盒50。因此,针对每个匣盒50而设置一对接收构件62。例如,当在框架61的内部能够收纳十四个匣盒50时,在框架61的内部设置十四组的一对接收构件62。
一对接收构件62的各者例如在X方向上设置于框架61的相互相向的内壁。一对接收构件62沿Y方向延伸。在设置多组的一对接收构件62的情况下,可沿Z方向排列设置一对接收构件62。
反射板63将从加热器33侧入射的热向匣盒50侧反射。若设置有反射板63,则可提高匣盒50的内部空间(处理空间)中的蓄热性。反射板63呈板状,且设置于框架61的外周。此外,为了避免繁杂,在图1及图2中未描绘反射板63。另外,在图3中,仅描绘了安装于框架61的安装有接收构件62的侧面的反射板63。
接着,进一步说明保持部35对加热器33的保持、及支撑部34对加热器33的支撑。
图5是用于例示保持部35对加热器33的保持的示意立体图。
如图5所示,保持部35例如可使用螺钉等紧固构件而设置于腔室10的外侧面。保持部35将加热器33的端子33a侧的端部附近保持为装卸自如。保持部35例如具有将所插入的加热器33固紧的夹紧机构。在通过保持部35对加热器33的端子33a侧的端部附近进行保持时,加热器33的端子33a露出至腔室10的外侧。
若加热器33的端子33a露出至腔室10的外侧,则加热器33的维护变得容易。另外,在对工件100施加电力时,可抑制在加热器33的端子33a处产生真空放电。
保持部35例如针对一个加热器33而设置有一个,或者针对多个加热器33而设置有一个。图5中例示的保持部35针对一个加热器33而设置有一个。
图6是用于例示比较例的支撑部134对加热器33的支撑的示意立体图。
如图6所示,支撑部134设置于加热器33的下方。支撑部134具有安装板134a、板134b及支撑板134c。
安装板134a设置于匣盒支架60的框架61。
板134b在X方向上设置于安装板134a与支撑板134c之间。
支撑板134c具有贯通厚度方向且能够供加热器33插入的切口134c1。切口134c1可设为U字状的孔。
在将加热器33插入至切口134c1的内部时,加热器33与Z方向上的切口134c1的内壁(切口134c1的下侧的内壁)接触。因此,加热器33的与端子33a侧相反的一侧的端部附近由支撑部134支撑。
此处,在向加热器33施加电力时(接通时),通过所产生的热对加热器33进行加热,因此,加热器33由于热膨胀而主要在沿着中心轴的方向上伸长。另外,在停止向加热器33施加电力时(断开时),被加热的加热器33冷却,因此加热器33在沿着中心轴的方向上收缩。即,在向加热器33施加电力时(接通时),或者在停止向加热器33施加电力时(断开时),加热器33在沿着中心轴的方向上伸缩。此外,由于加热器33的端子33a侧的一端由保持部35固定,因此加热器33的热膨胀所引起的伸缩以端子33a侧的一端为起点。
在此情况下,加热器33的与端子33a侧相反的一侧的端部附近由于重力而仅载置于切口134c1的下侧的内壁,因此,即使加热器33在沿着中心轴的方向上伸缩,加热器33也不会受到约束。因此,在加热器33在沿着中心轴的方向上伸缩时,可抑制加热器33发生变形。
然而,若加热器33由于重力而载置于切口134c1的下侧的内壁,则在加热器33在沿着中心轴的方向上伸缩时,加热器33与切口134c1的内壁会摩擦。若加热器33与切口134c1的内壁摩擦,则有时会产生颗粒。若所产生的颗粒附着于工件100,则有工件100的品质下降之虞。
图7是用于例示本实施方式的支撑部34对加热器33的支撑的示意图。
图8是用于对支撑部34进行例示的示意立体图。
如图7及图8所示,支撑部34具有引导部34a及转动部34b。
引导部34a设置于加热器33的下方。引导部34a例如具有安装板34a1、板34a2(相当于第一板的一例)、及引导板34a3。安装板34a1、板34a2及引导板34a3例如可通过使板材弯折而一体地形成。
安装板34a1设置于匣盒支架60的框架61。
板34a2在X方向上设置于安装板34a1与引导板34a3之间。X方向上的板34a2的其中一个端部与Z方向上的安装板34a1的上侧的端部连接。X方向上的板34a2的另一个端部与Z方向上的引导板34a3的下侧的端部连接。
另外,板34a2在加热器33的下方空开规定的间隔而设置。例如,板34a2可以与加热器33相向且与加热器33平行的方式设置。
引导板34a3在X方向及Z方向上设置于与安装板34a1不同的位置。在此情况下,引导板34a3设置于比安装板34a1更靠上侧处。引导板34a3在Y方向上设置于与安装板34a1相同的位置。引导板34a3以与安装板34a1平行的方式设置。
引导板34a3具有贯通厚度方向且能够供加热器33插入的切口34a3a。切口34a3a在Z方向上的引导板34a3的上侧的端部开口。切口34a3a可设为U字状的切口。
如图8所示,在将加热器33插入至切口34a3a的内部时,在切口34a3a的内壁与加热器33之间设置间隙。引导部34a(引导板34a3)抑制加热器33在Y方向上的位置偏移,但并不会如支撑部134(支撑板134c)那样对加热器33进行支撑。
转动部34b设置于引导部34a的板34a2与加热器33之间。转动部34b与加热器33以及板34a2接触。在转动部34b与加热器33接触的状态下,Z方向上的引导板34a3的切口34a3a的内壁(切口34a3a的下侧的内壁)与加热器33不接触。有时Y方向上的引导板34a3的切口34a3a的其中一个内壁(切口34a3a的其中一个侧壁)与加热器33接触。然而,加热器33并不会因重力而被按压于切口34a3a的侧壁。
关于支撑部34(转动部34b)的作用,将在下文进行叙述。
另外,转动部34b在与加热器33接触的状态下,能够根据加热器33的伸缩(追随)而在沿着加热器33的中心轴的方向(X方向)上移动。转动部34b例如呈圆柱状(实心)或圆筒状(中空),且在与加热器33的中心轴交叉的方向上延伸。
转动部34b与加热器33接触,因此由具有耐热性的材料形成。另外,转动部34b能够在加热器33延伸的方向上移动,因此优选为由即使移动也不易产生颗粒的材料形成。转动部34b例如可由不锈钢等金属形成。
接着,对支撑部34的作用进行说明。
图9是用于对支撑部34的作用进行例示的示意图。
如图9中由实线所示,在向加热器33施加电力时(接通时),通过所产生的热对加热器33进行加热,因此,加热器33在沿着中心轴的方向上伸长。
如图9中由点划线所示,在停止向加热器33施加电力时(断开时),被加热的加热器33冷却,因此加热器33在沿着中心轴的方向上收缩。
如上所述,转动部34b能够在对加热器33进行支撑的状态下移动。因此,如图9所示,转动部34b根据沿着加热器33的中心轴的方向上的伸缩而移动。在此情况下,由于转动部34b进行旋转移动,因此可抑制转动部34b与加热器33之间、转动部34b与板34a2之间产生摩擦。
另外,由于转动部34b对加热器33进行支撑,因此如上所述,引导板34a3的切口34a3a的下侧的内壁与加热器33不接触。因此,在加热器33在沿着中心轴的方向上伸缩时,在切口34a3a的下侧的内壁与加热器33之间不会产生摩擦。
若在转动部34b与加热器33之间、转动部34b与板34a2之间、及切口34a3a的下侧的内壁与加热器33之间不产生摩擦,则可抑制产生颗粒。
此外,如上所述,引导板34a3的切口34a3a的其中一个侧壁与加热器33可接触,但加热器33并不会被按压于切口34a3a的侧壁。因此,即使在加热器33与切口34a3a的侧壁之间产生摩擦,颗粒的产生量也大幅减少。
因此,若采用本实施方式的支撑部34,则在加热器33的接通/断开时,即使加热器33在沿着中心轴的方向上伸缩,也可抑制产生颗粒。
另外,若转动部34b为圆筒状(中空),则可实现转动部34b的轻量化。若可实现转动部34b的轻量化,则转动部34b的安装或拆卸会变得容易,或转动部34b的旋转移动会变得容易。
另外,若减小转动部34b的直径尺寸,则转动部34b的旋转移动变得容易。例如,转动部34b的直径尺寸可与加热器33的直径尺寸相等或比其小。若如此,则转动部34b进行旋转移动所需的力小即可,因此可更容易进行转动部34b的旋转移动。若转动部34b可以小的力进行旋转移动,则转动部34b根据加热器33的伸长而顺畅地追随移动,因此可更确实地防止加热器33与转动部34b互相摩擦。
转动部34b既可针对一个加热器33而设置一个,也可针对多个加热器33而设置一个。在此情况下,若针对多个加热器33而设置一个转动部34b,则可抑制转动部34b在与沿着加热器33中心轴的方向交叉的方向上移动。若转动部34b不在与沿着加热器33的中心轴的方向交叉的方向上移动,则可抑制转动部34b与加热器33之间、及转动部34b与板34a2之间产生摩擦。
例如,与加热器33的中心轴交叉的方向上的转动部34b的长度(转动部34b的轴向上的长度)可设为与三个以上的加热器33接触的长度。若如此,则可有效果地抑制转动部34b在与沿着加热器33的中心轴的方向交叉的方向上移动。
此处,若在与沿着加热器33的中心轴的方向交叉的方向上对转动部34b作用力,则转动部34b的中心轴逐渐从与加热器33的中心轴正交的方向大幅偏移。若转动部34b的中心轴从与加热器33的中心轴正交的方向大幅偏移,则加热器33与转动部34b的接触面积变大,两者互相摩擦的面积变大,从而成为产生颗粒的原因。
因此,若将转动部34b的长度设为与三个以上的加热器33接触的长度,则可在转动部34b上施加三个以上的加热器33的载荷。因此,可防止在转动部34b的长度方向上的偏离中央的部分比中央部分施加更多的载荷,因此可防止在与沿着加热器33的中心轴的方向交叉的方向上作用力。
另外,与加热器33的中心轴交叉的方向上的转动部34b的长度(转动部34b的轴向上的长度)可设为加热器33的伸长量的20倍以上的长度。例如,在加热器33的伸长量为20mm左右的情况下,转动部34b的轴向上的长度可设为400mm以上。若使转动部34b的轴向上的长度如上所述,则可有效果地抑制转动部34b在与沿着加热器33的中心轴的方向交叉的方向上移动。在此情况下,也可防止转动部34b的中心轴从与加热器33的中心轴正交的方向大幅偏移,因此可更有效果地防止颗粒的产生。
此外,如图8所示,可在框架61与安装板34a1之间设置隔热板65。隔热板65是为了防止加热器33的热传递至腔室10的外部来提高腔室10内的加热效率以及蓄热效率而设置。如图9所示,在隔热板65上也设置有切口。若在隔热板65上设置有切口,则在加热器33发生膨胀、且加热器33的端部到达隔热板65的位置的情况下,可防止加热器33的端部与隔热板65互相摩擦而产生颗粒。如后所述,由于加热器33的端部成为非加热区域,因此即使在隔热板65上设置有切口,也可充分地阻断加热器33的、从比转动部34b靠内侧的部分放射地朝向框架61扩散的热。
此处,例如,工件100的端部附近相较于工件100的中央而言热更容易向外部逃逸。因此,为了减小工件100的面内温度的偏差,有时会分成多个区域进行工件100的温度控制(加热器33的控制)。例如,若分成工件100的两端部附近的两个区域以及工件100的中央的一个区域此三个区域来进行加热器33的控制,则有时加热器33的温度设定或接通/断开的时机针对每个区域而不同。例如,可考虑将热容易向外部逃逸的两端部的两个区域的温度设定得比中央的区域高。若加热器33的温度设定针对每个区域而不同,则有时加热器33的伸缩量针对每个区域而不同。可考虑为了对工件100的面内温度均匀地进行加热,而对加热器33的温度设定或接通/断开的时机进行控制,因此,结果,周边的温度也变得均匀,加热器33的膨胀也成为大致相同的速度,准确而言,有时因这些的温度控制,加热器的伸缩量针对每个区域而不同。或者,可考虑在热容易向外部逃逸的两端部的两个区域中,使加热器33彼此的间隔比中央的区域更密。于是,被支撑的加热器33的根数根据转动部34b在Y方向上的位置而变化,有时转动部34b的旋转移动的容易度会产生差异。
在此情况下,若针对进行工件100的温度控制(加热器33的控制)的多个区域而设置一个转动部34b,或者跨越多个区域而设置一个转动部34b,则有时会产生转动部34b与加热器33之间及转动部34b与板34a2之间的摩擦。若产生摩擦,则会产生颗粒。或者,在被支撑的加热器33的根数不同的情况下,在用于支撑多个加热器33的区域以及并非用于支撑多个加热器33的区域中,转动部34b的旋转移动的容易度不同,因此,如上所述的转动部34b的中心轴有时会从与加热器33的中心轴正交的方向大幅偏移。于是,加热器33与转动部34b的接触面积增大,两者互相摩擦的面积变大,因此成为产生颗粒的原因。
因此,例如优选为针对进行工件100的温度控制(加热器33的控制)的多个区域的各者而设置一个转动部34b。在进行工件100的温度控制(加热器33的控制)的一个区域中,加热器33的伸缩量大致相同。因此,若针对进行工件100的温度控制(加热器33的控制)的多个区域的各者而设置一个转动部34b,则可抑制因加热器33的伸缩量不同而引起的摩擦,进而可抑制颗粒的产生。
即,在针对工件100中的多个区域的各者进行多个加热器33的温度控制的情况下,优选为在多个区域的各者中设置一个转动部34b。
例如,在将工件100的温度控制(加热器33的控制)分为多个区域而进行的情况下,大多数情况下在进行温度控制的每个区域中设置温度传感器。因此,也可针对一个温度传感器而设置一个转动部34b。此外,在如此在Y方向上设置多个转动部34b的情况下,为了避免多个转动部34b彼此的接触,也可在安装板34a1上设置定位用的微小的突起。
在基于温度控制的差异的多个区域分别设置转动部34b,除此以外,也能够将整体简单地分为两个区域而在所述每个区域设置转动部34b(即,在Y方向上设置两个转动部34b)。在如此在Y方向上将转动部34b分为两个而设置的情况下,可从开闭门13侧取出其中一个、且从盖15侧取出另一个,在进行维护等时,可有效率地进行拆卸。
图10及图11是用于例示另一实施方式的支撑部36(相当于第二支撑部的一例)对加热器33的支撑的示意图。
如图10及图11所示,支撑部36具有安装板36a、板36b(相当于第二板的一例)及保持部36c。
安装板36a呈板状。安装板36a例如使用螺钉等紧固构件而安装于匣盒支架60上所设置的梁64等上(参照图4)。
板36b呈板状,且向加热器33侧延伸。板36b的其中一个端部与安装板36a连接。安装板36a及板36b例如可通过使板材弯折而一体地形成。
保持部36c呈带状,且使用螺钉等紧固构件对加热器33进行保持。板36b的与安装板36a侧相反的一侧的端部例如使用螺钉等紧固构件而与保持部36c连接。
支撑部36(安装板36a、板36b及保持部36c)由具有耐热性、不易产生颗粒并且进行弹性变形的材料形成。支撑部36例如可由厚度为0.5mm左右的不锈钢的板材形成。
在加热器33的接通/断开时,在加热器33在沿着中心轴的方向上伸缩的情况下,经由保持部36c,弯曲应力作用于板36b。板36b由进行弹性变形的材料形成,因此作为板簧发挥功能。即,板36b与保持部36c连接,且根据加热器33的伸缩而在沿着加热器33的中心轴的方向上进行弹性变形。
若板36b在沿着加热器33的中心轴的方向上进行弹性变形,则即使加热器33伸缩,也可抑制在支撑部36(保持部36c)与加热器33之间产生摩擦。
因此,在加热器33的接通/断开时,即使加热器33在沿着中心轴的方向上伸缩,也可抑制产生颗粒。
此外,以上对将支撑部34或保持部36c设置于加热器33的轴向上的端部附近的情况进行了例示。然而,也可在一个加热器33中设置多个支撑部34,或在一个加热器33中设置多个支撑部36,或在一个加热器33中设置支撑部34及保持部36c,或在进行所述温度控制的每个区域分别使用支撑部34以及支撑部36。
即,可设置支撑部34及保持部36c中的至少任一者。
另外,一般而言,加热器33的轴向上的端部附近成为非加热区域。另外,若在工件100的上方或下方设置支撑部34或支撑部36,则有工件100的温度的面内分布产生偏差之虞。
因此,支撑部34及保持部36c优选为设置于加热器33的端部附近的非加热部。另外,通过在非加热部设置支撑部34及保持部36c,在腔室10内在真空下进行工件100的加热处理时尤其是在不妨碍加热器33的辐射的情况下可均匀地进行工件100的加热处理。
图12是用于对另一实施方式的匣盒50a进行例示的示意立体图。
如图12所示,与所述匣盒50同样地,匣盒50a具有匣盒框架51、上部均热板52、下部均热板53、侧部均热板54、侧部均热板55、工件支撑部56、冷却部57及匣盒支撑部58。
另外,匣盒50a还包括一对加热器33。此外,可根据匣盒框架51的大小来适宜变更加热器33的直径尺寸或长度。加热器33可设置于用于支撑工件100的区域的外侧。
在匣盒50a(匣盒框架51)的内部设置加热器33的情况下,也与所述同样地,可设置对加热器33进行支撑的支撑部34及保持部36c中的至少任一者。
例如,在匣盒50a的X方向两端,可在匣盒50a的内部设置加热器33。在此情况下,也在图12的纸面近前侧设置有开闭门13,但由于加热器33以沿Y方向延伸的方式设置,因此无法在开闭门13侧的加热器33端部设置支撑部34、转动部34b。因此,优选为采用图10、图11所示的支撑部36。
若如此,则在加热器33的接通/断开时,即使加热器33在沿着中心轴的方向上伸缩,也可抑制在匣盒50a(匣盒框架51)的内部产生颗粒。
以上,对实施方式进行了例示。但是,本发明并不限定于这些记述。
本领域技术人员对以上所述的实施方式适宜施加设计变更而得的实施方式也只要具备本发明的特征,则包含于本发明的范围。
例如,加热处理装置1的形状、尺寸、配置等并不限定于示例,可适宜变更。
另外,以上所述的各实施方式所包括的各元件可尽可能地组合,将这些组合而得的实施方式也只要包括本发明的特征,则包含于本发明的范围。
Claims (7)
1.一种加热处理装置,其特征在于,包括:
腔室,在内部收纳工件;
多个加热器,设置于所述腔室的内部且呈棒状;以及
第一支撑部及第二支撑部中的至少任一者,在所述腔室的内部对所述加热器进行支撑,
多个所述加热器在与所述加热器的中心轴交叉的方向上排列,
所述第一支撑部具有:第一板,在所述加热器的下方以与多个所述加热器平行的方式设置;以及转动部,设置于所述加热器与所述第一板之间,与所述加热器以及所述第一板接触,且能够在沿着所述加热器的中心轴的方向上移动,
所述第二支撑部具有:保持部,对所述加热器进行保持;以及第二板,与所述保持部连接且能够根据所述加热器的伸缩而在沿着所述加热器的中心轴的方向上进行弹性变形。
2.根据权利要求1所述的加热处理装置,其特征在于,还具有引导板,所述引导板设置于所述第一板的所述腔室的中央侧的一端侧,且以从所述第一板向靠近所述加热器的方向立起的方式设置。
3.根据权利要求2所述的加热处理装置,其特征在于,所述引导板具有能够供所述加热器插入的切口,
所述切口在与所述加热器的中心轴交叉的方向上对所述加热器的位置偏移进行抑制。
4.根据权利要求1所述的加热处理装置,其特征在于,还具有匣盒,所述匣盒设置于所述腔室内,且对所述工件进行收纳,
所述匣盒具有板状物以及对所述板状物进行支承的梁,
所述第二板的与所述保持部相反的一侧的端部安装于所述匣盒的所述梁上。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的加热处理装置,其特征在于,所述转动部呈圆柱状或圆筒状,且在与所述加热器的中心轴交叉的方向上延伸,
在与所述加热器的中心轴交叉的方向上的所述转动部的长度为所述加热器的伸长量的20倍以上、及
与三个以上的所述加热器接触的长度中的至少任一者。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的加热处理装置,其特征在于,还包括排气部,所述排气部对所述腔室的内部进行排气,
所述转动部及所述保持部设置于所述加热器的端部附近的非加热部。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的加热处理装置,其特征在于,多个所述加热器的温度控制针对所述工件中的多个区域的各者进行,
所述转动部在所述多个区域的各者中设置有一个。
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