JP2010181054A - Device and method for heating - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、加熱装置および加熱方法に関し、特に、真空容器を有する加熱装置、および真空容器を用いた加熱方法に関するものである。 The present invention relates to a heating device and a heating method, and particularly relates to a heating device having a vacuum vessel and a heating method using the vacuum vessel.
被加熱物を高温状態としつつ低圧下に保持する必要があることがある。このような低圧下では熱伝導が生じにくくなるので、被加熱物が真空中で加熱される場合、加熱に要する時間が長くなってしまう。このため、より短時間で被加熱物を昇温するための技術が提案されている。 It may be necessary to keep the object to be heated under a low pressure while maintaining a high temperature. Since heat conduction is less likely to occur under such a low pressure, when the object to be heated is heated in a vacuum, the time required for heating becomes long. For this reason, the technique for heating up a to-be-heated object in a shorter time is proposed.
たとえば、特開平5−125457号公報(特許文献1)によれば、まず被処理物が投入された炉内が真空にされる。次に所定の温度に昇温された不活性ガスが炉内に供給されて被処理物が不活性ガスの対流により加熱昇温される。次に不活性ガスの供給が中止されて炉内が真空にされる。 For example, according to Japanese Patent Laid-Open No. 5-125457 (Patent Document 1), first, the inside of the furnace into which the workpiece is put is evacuated. Next, the inert gas heated to a predetermined temperature is supplied into the furnace, and the workpiece is heated and heated by convection of the inert gas. Next, the supply of the inert gas is stopped and the inside of the furnace is evacuated.
上記の方法では、加熱に要する時間が不活性ガスの対流によって短くなるものの、その効果が不十分なことがあるという問題がある。 In the above method, although the time required for heating is shortened by the convection of the inert gas, there is a problem that the effect may be insufficient.
それゆえ本発明の目的は、真空容器中において被加熱物を加熱するのに要する時間を短くすることができる加熱装置および加熱方法を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a heating apparatus and a heating method that can shorten the time required to heat an object to be heated in a vacuum vessel.
本発明の加熱装置は、真空容器と、第1のガス経路とを有する。真空容器は被加熱物を収納するためのものである。第1のガス経路は、加熱されたガスを被加熱物に直接吹き付けるための噴出部を有する。 The heating device of the present invention has a vacuum vessel and a first gas path. The vacuum container is for storing an object to be heated. The first gas path has an ejection part for directly blowing the heated gas onto the object to be heated.
本発明の加熱装置によれば、加熱されたガスが被加熱物に直接吹き付けられるので、被加熱物を効率的に加熱することができる。よって被加熱物を加熱するのに要する時間を短くすることができる。 According to the heating device of the present invention, since the heated gas is directly blown onto the object to be heated, the object to be heated can be efficiently heated. Therefore, the time required to heat the article to be heated can be shortened.
好ましくは、被加熱物は基板を含む。これにより基板を加熱することができる。
好ましくは、被加熱物は、基板を載せるためのトレイを含む。これにより基板の搬送にトレイを用いることができる。
Preferably, the article to be heated includes a substrate. Thereby, the substrate can be heated.
Preferably, the object to be heated includes a tray on which the substrate is placed. Thereby, a tray can be used for conveyance of a board | substrate.
好ましくは、噴出部は複数の噴出口を有する。これにより被加熱物をより均等に加熱することができる。 Preferably, the ejection part has a plurality of ejection ports. Thereby, a to-be-heated material can be heated more uniformly.
好ましくは、加熱装置は、真空容器の中に被加熱物を支持するための支持面を有する支持部をさらに有する。これにより被加熱物を保持することができる。 Preferably, the heating device further includes a support portion having a support surface for supporting an object to be heated in the vacuum vessel. Thereby, an object to be heated can be held.
好ましくは、支持部は複数の段を有する。これにより1回の加熱で複数の被加熱物を加熱することができる。 Preferably, the support part has a plurality of steps. Thus, a plurality of objects to be heated can be heated by one heating.
好ましくは、噴出部は支持面上に配置されている。これによりガスを被加熱物の支持される面に直接吹き付けることができる。 Preferably, the ejection portion is disposed on the support surface. Thereby, gas can be sprayed directly on the surface by which a to-be-heated material is supported.
好ましくは、支持部は、被加熱物および第1ガス経路の両方を加熱するためのヒータを含む。これにより被加熱物を、ガスにより加熱するだけでなく、ガスが介在しない熱伝導によっても加熱することができる。 Preferably, the support portion includes a heater for heating both the object to be heated and the first gas path. Thus, the object to be heated can be heated not only by the gas but also by heat conduction without gas.
好ましくは、加熱装置は、ガスを加熱するためのヒータを真空容器の外にさらに有する。これによりヒータを真空容器の外に設けることができる。 Preferably, the heating device further includes a heater for heating the gas outside the vacuum vessel. Thus, the heater can be provided outside the vacuum container.
好ましくは、加熱装置は、真空容器の中に拡散されたガスを第1のガス経路に戻すための第2のガス経路をさらに有する。これによりガスを再利用することができる。 Preferably, the heating device further includes a second gas path for returning the gas diffused into the vacuum vessel to the first gas path. Thereby, gas can be reused.
本発明の加熱方法は、以下の工程を有する。
真空容器に被加熱物が収納される。加熱されたガスを被加熱物に直接吹き付けることにより被加熱物が加熱される。
The heating method of the present invention includes the following steps.
An object to be heated is stored in the vacuum container. The heated object is heated by directly spraying the heated gas onto the heated object.
本発明の加熱方法によれば、加熱されたガスが被加熱物に直接吹き付けられるので、被加熱物を効率的に加熱することができる。これにより、被加熱物を加熱するのに要する時間を短くすることができる。 According to the heating method of the present invention, since the heated gas is directly sprayed on the object to be heated, the object to be heated can be efficiently heated. Thereby, the time required to heat the article to be heated can be shortened.
好ましくは、被加熱物が加熱された後に、真空容器が真空引きされる。これにより加熱された被加熱物を真空中に保持することができる。 Preferably, the vacuum container is evacuated after the object to be heated is heated. Thus, the heated object to be heated can be held in a vacuum.
好ましくは、真空容器の圧力が保持されながら、被加熱物が加熱される。これにより減圧され続ける場合に比して真空容器中の圧力を高く保持することができるので、被加熱物をより効率的に加熱することができる。よって被加熱物を加熱するのに要する時間をより短くすることができる。 Preferably, the object to be heated is heated while the pressure in the vacuum vessel is maintained. As a result, the pressure in the vacuum vessel can be kept high as compared with the case where the pressure is continuously reduced, so that the heated object can be heated more efficiently. Therefore, the time required to heat the object to be heated can be further shortened.
好ましくは、被加熱物が加熱される際、真空容器から回収されたガスが被加熱物に再度吹き付けられる。これによりガスを再利用することができる。 Preferably, when the object to be heated is heated, the gas recovered from the vacuum vessel is sprayed again on the object to be heated. Thereby, gas can be reused.
以上説明したように、本発明によれば、被加熱物を加熱するのに要する時間を短くすることができる。 As described above, according to the present invention, the time required to heat the object to be heated can be shortened.
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
図1および図2を参照して、本実施の形態の加熱装置100は、真空容器30と、ガス導入管21a(第1のガス経路)と、ガス回収管21b(第2のガス経路)と、ステージ20(支持部)と、ヒータ23と、ロータリーポンプ41と、メカニカルブースタポンプ(MBP)42と、バルブ43と、ガス循環機50とを有する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Referring to FIGS. 1 and 2,
真空容器30は被加熱物を収納するためのものである。被加熱物は、基板10と、基板10を載せるためのトレイ(セッター)11とを含む。
The
ステージ20は、真空容器30の中にトレイ11を支持するための支持面(図1における上面)を有する。またステージ20は、トレイ11およびガス導入管21aの両方を加熱するためのヒータ23を含む。またステージ20は、複数の段(図1における上段および下段)を有する。
The
ガス導入管21aは、加熱されたガスをトレイ11に直接吹き付けるための噴出部として、複数の噴出口22を有する。噴出口22はステージ20の支持面上に配置されている。またガス導入管21aの一部はステージ20内を通っている。
The
ガス回収管21bは、真空容器30の中に拡散されたガスをガス導入管21aに戻すためのものである。ガス循環機50は、ガス導入管21a、真空容器30およびガス回収管21bからなる経路において矢印(図1)で示すようにガスを循環させるためのものである。
The
次に本実施の形態における加熱方法について説明する。
まず基板10を載せたトレイ11が真空容器30に収納される。次にバルブ43が開けられた状態でロータリーポンプ41とメカニカルブースタポンプ42とを用いて真空容器30が真空引きされる。真空容器30が所定の圧力まで減圧された時点で、バルブ43が閉じられる。
Next, the heating method in this Embodiment is demonstrated.
First, the
次にガス導入管21aのうちステージ20内に位置する部分がヒータ23によって加熱される。そしてガス導入管21aにガスが通される。このガスは、高い熱伝導率を有するものであることが好ましく、たとえば水素またはヘリウムである。ガス導入管21aのヒータ23によって加熱された部分をガスが通ることで、ガスが加熱される。加熱されたガスは、噴出口22から噴出され、トレイ11に直接吹き付けられる。これによりトレイ11が加熱される。
Next, a portion of the
吹き付けられたガスは真空容器30内を拡散する。拡散されたガスは、ガス循環機50の作用によって、真空容器30からガス回収管21bへと回収された後、ガス導入管21aに戻される。戻されたガスは、上記と同様に、再び加熱された後にトレイ11に再び吹き付けられる。よってガスは、ガス導入管21a、真空容器30およびガス回収管21bからなる経路を循環する。この際、バルブ43が閉じられているので、真空容器30内の圧力は所定の圧力に保持される。この圧力は、たとえば100Pa以上、大気圧以下である。
The sprayed gas diffuses in the
上記のようにトレイ11が加熱されると、トレイ11からの熱伝導によって基板10が加熱される。基板10が所定の温度に達した時点でガス循環機50が停止される。そしてバルブ43が開けられることで真空容器30が真空引きされる。
When the
以上により、基板10が高温状態とされ、かつ低圧下に保持される。
次に比較例の加熱装置900(図3)を用いた加熱方法について説明する。
As described above, the
Next, a heating method using the heating apparatus 900 (FIG. 3) of the comparative example will be described.
まず基板10を載せたトレイ11が真空容器30に収納される。次にバルブ43が開けられた状態でロータリーポンプ41とメカニカルブースタポンプ42とを用いて真空容器30が真空引きされる。真空容器30が所定の圧力まで減圧された時点でバルブ43が閉じられる。この圧力は、たとえば1〜20Paである。
First, the
次にヒータ23によってステージ20が加熱される。そしてトレイ11が、主にステージ20からの熱伝導によって加熱される。この熱伝導は真空容器30内が減圧されていることによって抑制されるので、トレイ11の加熱効率は低くなる。同様にトレイ11と基板10との間の熱伝導も抑制されるので、トレイ11による基板10の加熱の効率も低くなる。この結果、基板10を加熱するのに要する時間が長くなってしまう。
Next, the
これに対して本実施の形態によれば、加熱されたガスがトレイ11に直接吹き付けられるので、トレイ11を効率的に加熱することができる。これによりトレイ11に載せられた基板10も効率的に加熱される。よって基板10を加熱するのに要する時間を短くすることができる。
On the other hand, according to this Embodiment, since the heated gas is sprayed directly on the
また噴出されたガスの一部はトレイ11と基板10との間へ拡散する。このガスは、トレイ11から基板10への熱伝導を促進する。これにより基板10を加熱するのに要する時間を短くすることができる。
A part of the ejected gas diffuses between the
また複数の噴出口22が設けられることで、噴出口が1つしか設けられない場合に比して、トレイ11をより均等に加熱することができる。よって基板10をより均等に加熱することができる。
Further, the provision of the plurality of
またステージ20は複数の段を有するので、1回の加熱で複数の基板10を加熱することができる。
Moreover, since the
またガス回収管21bが設けられることで、真空容器30内に拡散したガスを基板10の加熱のために再利用することができる。
Further, by providing the
またガスを用いた加熱の際に、真空容器30内の圧力は所定の圧力に保持される。これにより、真空容器30が減圧され続ける場合に比して、真空容器30中の圧力を高く保持することができる。よってトレイ11をより効率的に加熱することができ、かつトレイ11と基板10との間の熱伝導を促進することができる。よって基板10を加熱するのに要する時間をより短くすることができる。
Further, the pressure in the
以上説明したように、本実施の形態によれば、基板10を加熱するのに要する時間を短くすることができる。その検証結果について、本実施の形態の実施例を比較例と対照しつつ、以下に説明する。
As described above, according to the present embodiment, the time required for heating the
本実施の形態の実施例として、上記ガスとして窒素ガスが使用され、また基板10の目標温度が200℃とされて、基板10の加熱が行なわれた。加熱開始から2時間後に、基板10の測定点A〜I(図4)の各々の温度が測定された。また比較例についても同様の測定が行なわれた。この結果を表1に示す。
As an example of the present embodiment, nitrogen gas was used as the gas, and the
比較例では、基板10の温度は130〜190℃の分布を有していた。すなわち、基板10の温度は未だ目標温度には達しておらず、かつ温度分布の均一性は低かった。一方、本実施例によれば、基板10の温度は199〜201℃の分布を有していた。すなわち、基板10の温度は目標温度に達しており、かつ温度分布の均一性は高かった。
In the comparative example, the temperature of the
この結果から、本実施の形態によれば基板10を、短時間で均一に加熱することができることがわかった。
From this result, it was found that the
なお本実施の形態においては基板10はステージ20にトレイ11を介して支持されるが、本発明はこれに限定されるものではなく、たとえば基板10がステージ20に直接支持されてもよい。この場合、加熱されたガスは基板10に直接吹き付けられる。
In the present embodiment, the
また本実施の形態においてはガスを加熱するためのヒータが真空容器30内に設けられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、たとえばガスを加熱するためのヒータが真空容器30の外に設けられてもよい。
In the present embodiment, the heater for heating the gas is provided in the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明は、真空容器を有する加熱装置、および真空容器を用いた加熱方法に特に有利に適用することができる。 The present invention can be applied particularly advantageously to a heating apparatus having a vacuum vessel and a heating method using the vacuum vessel.
10 基板、11 トレイ(被加熱物)、20 ステージ(支持部)、21a ガス導入管(第1のガス経路)、21b ガス回収管(第2のガス経路)、22 噴出口、23 ヒータ、30 真空容器、41 ロータリーポンプ、42 メカニカルブースタポンプ、43 バルブ、50 ガス循環機、100 加熱装置。
DESCRIPTION OF
Claims (14)
加熱されたガスを前記被加熱物に直接吹き付けるための噴出部を有する第1のガス経路とを備えた、加熱装置。 A vacuum container for storing an object to be heated;
A heating device comprising: a first gas path having a jetting part for directly blowing heated gas onto the object to be heated.
加熱されたガスを前記被加熱物に直接吹き付けることにより前記被加熱物を加熱する工程とを備えた、加熱方法。 Storing the object to be heated in a vacuum vessel;
Heating the heated object by directly blowing heated gas onto the heated object.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009023013A JP2010181054A (en) | 2009-02-03 | 2009-02-03 | Device and method for heating |
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH11506821A (en) * | 1995-06-07 | 1999-06-15 | ブルックス オートメーション インコーポレイテッド | Inert gas substrate temperature control apparatus and method |
JP2002222804A (en) * | 2001-01-25 | 2002-08-09 | Tokyo Electron Ltd | Heat treatment method and device thereof |
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2009
- 2009-02-03 JP JP2009023013A patent/JP2010181054A/en active Pending
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