JP2778284B2 - 加熱装置 - Google Patents
加熱装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、物体を加熱する加熱
装置に関し、特に真空槽内で半導体ウエハなどを加熱処
理するための加熱装置に関するものである。
装置に関し、特に真空槽内で半導体ウエハなどを加熱処
理するための加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来の半導体基板などの被加熱物
を真空中で加熱するための加熱装置を示す断面図であ
る。図において、１は被加熱物、２は加熱源、 ３は加熱
源２からの輻射による熱の散逸を少なくするためのリフ
レクター、４は加熱源２とリフレクター３とを連結する
連結部材、５はリフレクター３を支持する支柱、６は加
熱源２に電力を供給する電源である。
を真空中で加熱するための加熱装置を示す断面図であ
る。図において、１は被加熱物、２は加熱源、 ３は加熱
源２からの輻射による熱の散逸を少なくするためのリフ
レクター、４は加熱源２とリフレクター３とを連結する
連結部材、５はリフレクター３を支持する支柱、６は加
熱源２に電力を供給する電源である。
【０００３】被加熱物１を加熱源２上に載置する。この
状態で、加熱源２に電力を投入して温度を上げ、被加熱
物１を加熱する。冷却時には加熱源２への電力の供給を
止めて、加熱源２及び被加熱物１を自然冷却する。この
加熱装置では被加熱物１の降温は自然冷却によるもので
あったので、降温に長時間を要した。
状態で、加熱源２に電力を投入して温度を上げ、被加熱
物１を加熱する。冷却時には加熱源２への電力の供給を
止めて、加熱源２及び被加熱物１を自然冷却する。この
加熱装置では被加熱物１の降温は自然冷却によるもので
あったので、降温に長時間を要した。
【０００４】冷却時間を短縮するものとして、図５に示
すような特公昭６３―４７０２号公報に示された従来の
加熱装置がある。図において１は被加熱物、２は加熱
源、７は基板加熱台、８は断熱体、９はステージ、１０
は基板支持棒である。
すような特公昭６３―４７０２号公報に示された従来の
加熱装置がある。図において１は被加熱物、２は加熱
源、７は基板加熱台、８は断熱体、９はステージ、１０
は基板支持棒である。
【０００５】この加熱装置はステージ９上に設置された
断熱体８上の加熱源２により基板加熱台７が常時、所定
の温度に加熱されている。被加熱物１を加熱する時に
は、まず、基板支持棒１０を上昇させた状態で基板支持
棒１０の上に被加熱物１を載置して予熱する。この後、
基板支持棒１０を下降させて基板加熱台７に被加熱物１
を接触させて加熱する。加熱処理が完了し冷却する時に
は、基板支持棒１０を上昇させ、被加熱物１を基板加熱
台７から押し上げて冷却する。この加熱装置では基板加
熱台７から離したとしても、基板加熱台７は昇温された
ままなので被加熱物１へ輻射で熱が伝わるために、冷却
の効果は小さい。
断熱体８上の加熱源２により基板加熱台７が常時、所定
の温度に加熱されている。被加熱物１を加熱する時に
は、まず、基板支持棒１０を上昇させた状態で基板支持
棒１０の上に被加熱物１を載置して予熱する。この後、
基板支持棒１０を下降させて基板加熱台７に被加熱物１
を接触させて加熱する。加熱処理が完了し冷却する時に
は、基板支持棒１０を上昇させ、被加熱物１を基板加熱
台７から押し上げて冷却する。この加熱装置では基板加
熱台７から離したとしても、基板加熱台７は昇温された
ままなので被加熱物１へ輻射で熱が伝わるために、冷却
の効果は小さい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の加
熱装置では、加熱源を積極的に冷却するものではなく、
加熱源が冷めにくいために、被加熱物の冷却に時間に時
間がかかり、処理効率が極めて悪いという問題点があっ
た。
熱装置では、加熱源を積極的に冷却するものではなく、
加熱源が冷めにくいために、被加熱物の冷却に時間に時
間がかかり、処理効率が極めて悪いという問題点があっ
た。
【０００７】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、被加熱物を昇温する時には急速
に温度が上がり、降温する時には急速に温度が下がる加
熱装置を得ることを目的としている。
ためになされたもので、被加熱物を昇温する時には急速
に温度が上がり、降温する時には急速に温度が下がる加
熱装置を得ることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明に係る加熱装置
は、被加熱物を加熱する加熱源と、加熱源の外周部に固
着した中空部材と、中空部材の加熱源側と反対側に固着
した冷却部と、加熱源と中空部材と冷却部とで形成され
る気密空間を真空排気する真空排気手段と、気密空間に
ガスを供給するガス供給源とを備え、被加熱物を加熱源
で加熱する時には、真空排気手段により気密空間を真空
状態にし、被加熱物を冷却する時は、ガス供給源により
気密空間にガスを充填したものである。
は、被加熱物を加熱する加熱源と、加熱源の外周部に固
着した中空部材と、中空部材の加熱源側と反対側に固着
した冷却部と、加熱源と中空部材と冷却部とで形成され
る気密空間を真空排気する真空排気手段と、気密空間に
ガスを供給するガス供給源とを備え、被加熱物を加熱源
で加熱する時には、真空排気手段により気密空間を真空
状態にし、被加熱物を冷却する時は、ガス供給源により
気密空間にガスを充填したものである。
【０００９】また、上記に加えて、冷却部の断面形状を
凸形とし、その凸部で加熱源と冷却部が対向する面の間
隔より外周部に固着した中空部材の長さを長くしたもの
である。
凸形とし、その凸部で加熱源と冷却部が対向する面の間
隔より外周部に固着した中空部材の長さを長くしたもの
である。
【００１０】また、上記に加えて、中空部材の冷却部側
端面にフランジ部を設け、このフランジ部でシール材を
介して冷却部に脱着可能としたものである。
端面にフランジ部を設け、このフランジ部でシール材を
介して冷却部に脱着可能としたものである。
【００１１】
【作用】上記のように構成された加熱装置では、加熱源
と冷却部の間に気密空間を設けている。昇温時には気密
空間を真空排気して真空断熱状態にするので、冷却部へ
熱の散逸を少なくできる。また、降温時には気密空間を
ガスで充填するので、ガスを介して熱が伝わりやすくな
る。即ち、被加熱物の昇温、降温が短時間で行える。
と冷却部の間に気密空間を設けている。昇温時には気密
空間を真空排気して真空断熱状態にするので、冷却部へ
熱の散逸を少なくできる。また、降温時には気密空間を
ガスで充填するので、ガスを介して熱が伝わりやすくな
る。即ち、被加熱物の昇温、降温が短時間で行える。
【００１２】
実施例１．図１はこの発明の一実施例による加熱装置を
示す断面図である。図において、１は被加熱物、２は加
熱源、６は加熱源に電力を供給する電源、１１は冷却
部、１２は両端でそれぞれ加熱源２と冷却部１１に固着
されている薄肉構造の中空部材、１３は冷却部１１に常
時、冷媒を循環供給させるサーキュレータ、１４は加熱
源２と冷却部１１と中空部材１２とで形成される気密空
間、１５は気密空間１４を真空状態にするための真空排
気手段、１６は気密空間１４にガスを供給するためのガ
ス供給源、１７、１８はそれぞれ真空排気手段１５とガ
ス供給源１６とを気密空間１４と接続するためのバル
ブ、１９は気密空間１４にガスを供給すると同時にガス
を排出するためのバルブである。
示す断面図である。図において、１は被加熱物、２は加
熱源、６は加熱源に電力を供給する電源、１１は冷却
部、１２は両端でそれぞれ加熱源２と冷却部１１に固着
されている薄肉構造の中空部材、１３は冷却部１１に常
時、冷媒を循環供給させるサーキュレータ、１４は加熱
源２と冷却部１１と中空部材１２とで形成される気密空
間、１５は気密空間１４を真空状態にするための真空排
気手段、１６は気密空間１４にガスを供給するためのガ
ス供給源、１７、１８はそれぞれ真空排気手段１５とガ
ス供給源１６とを気密空間１４と接続するためのバル
ブ、１９は気密空間１４にガスを供給すると同時にガス
を排出するためのバルブである。
【００１３】この実施例では、例えば中空部材１２は
０．３ｍｍ程度の厚さにし、被加熱物１の横寸法を１０
０ｍｍ程度、気密空間１４の横方向寸法を１２０ｍｍ程
度、加熱源２と冷却部１１との間隔、即ち中空部材１２
の長さを５０ｍｍ程度に構成している。
０．３ｍｍ程度の厚さにし、被加熱物１の横寸法を１０
０ｍｍ程度、気密空間１４の横方向寸法を１２０ｍｍ程
度、加熱源２と冷却部１１との間隔、即ち中空部材１２
の長さを５０ｍｍ程度に構成している。
【００１４】このように構成された加熱装置において、
被加熱物１を昇温する時はバルブ１７を開け、バルブ１
８、１９を閉める。真空排気手段１５によって気密空間
１４を、例えば１０-2Ｔｏｒｒ程度の真空状態にし、電
源６より電力を加熱源２に供給して加熱する。加熱状態
における冷却部１１への熱の移動は、外周部の薄肉構造
の中空部材１２からの伝導と加熱源２と冷却部１１が対
向している面間の輻射によるものとなり、熱の散逸は少
ない。
被加熱物１を昇温する時はバルブ１７を開け、バルブ１
８、１９を閉める。真空排気手段１５によって気密空間
１４を、例えば１０-2Ｔｏｒｒ程度の真空状態にし、電
源６より電力を加熱源２に供給して加熱する。加熱状態
における冷却部１１への熱の移動は、外周部の薄肉構造
の中空部材１２からの伝導と加熱源２と冷却部１１が対
向している面間の輻射によるものとなり、熱の散逸は少
ない。
【００１５】また、被加熱物１を降温する時は、加熱源
２への電力の供給を止め、バルブ１７を閉め、バルブ１
８を開ける。ガス供給源１６より気密空間１４へガス、
例えばヘリウムガスを供給する。気密空間１４にガスを
供給することによりガスを介しての熱の移動が促進さ
れ、加熱源２を急速に降温することができる。また、バ
ルブ１９を開けた状態で気密空間１４にガスを供給する
ことで強制対流熱伝達により、加熱源２の冷却を促進す
ることもできる。
２への電力の供給を止め、バルブ１７を閉め、バルブ１
８を開ける。ガス供給源１６より気密空間１４へガス、
例えばヘリウムガスを供給する。気密空間１４にガスを
供給することによりガスを介しての熱の移動が促進さ
れ、加熱源２を急速に降温することができる。また、バ
ルブ１９を開けた状態で気密空間１４にガスを供給する
ことで強制対流熱伝達により、加熱源２の冷却を促進す
ることもできる。
【００１６】実施例２． 上記実施例１では、気密空間１４のギャップ長と加熱源
２の下面と冷却部１１の上面の距離が同じものを示して
いるが、図２に示す実施例２では、冷却部１１を凸の形
状にし、中空部材１２の長さを加熱源２の下面と冷却部
１１の上面の間隔より長くしている。この実施例では加
熱源２の下面と冷却部１１の上面の間隔は例えば、０．
２ｍｍ〜０．３ｍｍとしている。これによれば、加熱源
２に冷却部１１の上面を接近させることで、昇温時には
中空部材を介して外周部からの熱伝導による熱の散逸を
少なくできる。またこれと共に、降温時には加熱源２か
ら冷却部１１上面への熱の移動量をさらに多くすること
ができる。
２の下面と冷却部１１の上面の距離が同じものを示して
いるが、図２に示す実施例２では、冷却部１１を凸の形
状にし、中空部材１２の長さを加熱源２の下面と冷却部
１１の上面の間隔より長くしている。この実施例では加
熱源２の下面と冷却部１１の上面の間隔は例えば、０．
２ｍｍ〜０．３ｍｍとしている。これによれば、加熱源
２に冷却部１１の上面を接近させることで、昇温時には
中空部材を介して外周部からの熱伝導による熱の散逸を
少なくできる。またこれと共に、降温時には加熱源２か
ら冷却部１１上面への熱の移動量をさらに多くすること
ができる。
【００１７】この実施例によれば、５００度Ｃから室温
に下げるのに従来９０分〜１２０分かかっていたもの
を、３０分〜４０分程度で降温することができた。
に下げるのに従来９０分〜１２０分かかっていたもの
を、３０分〜４０分程度で降温することができた。
【００１８】実施例３．この実施例は加熱源２と冷却部
１１の対向する面に、輻射率を小さくする表面処理を施
すものである。例えば、対向するそれぞれの面に金など
をコーティングすることで輻射率を小さくすることがで
き、昇温時の加熱源２からの熱の散逸を少なくできる。
１１の対向する面に、輻射率を小さくする表面処理を施
すものである。例えば、対向するそれぞれの面に金など
をコーティングすることで輻射率を小さくすることがで
き、昇温時の加熱源２からの熱の散逸を少なくできる。
【００１９】実施例４．図３は加熱源２と冷却部１１を
連結する構造として、中空部材１２の冷却部１１側の端
面をフランジ構造とし、Ｏリングなどのシール材２０を
介してボルトなどの締結具で固定するものである。加熱
源２を脱着可能にすることで、加熱源２の劣化や故障に
際して容易に交換できる。
連結する構造として、中空部材１２の冷却部１１側の端
面をフランジ構造とし、Ｏリングなどのシール材２０を
介してボルトなどの締結具で固定するものである。加熱
源２を脱着可能にすることで、加熱源２の劣化や故障に
際して容易に交換できる。
【００２０】なお、上記実施例では加熱源と冷却部を連
結し、加熱源と冷却部の間に気密空間を形成するために
中空部材を用いていたが、加熱源の外周部を薄肉構造と
し、冷却部と気密に固着するように構成しても同様の効
果を得られることはいうまでもない。
結し、加熱源と冷却部の間に気密空間を形成するために
中空部材を用いていたが、加熱源の外周部を薄肉構造と
し、冷却部と気密に固着するように構成しても同様の効
果を得られることはいうまでもない。
【００２１】また、真空排気する時の真空度は、上記実
施例に限るものではなく、１Ｔｏｒｒ以下であれば効果
がある。また、気密空間に充填するガスはヘリウムガス
に限るものではない。
施例に限るものではなく、１Ｔｏｒｒ以下であれば効果
がある。また、気密空間に充填するガスはヘリウムガス
に限るものではない。
【００２２】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、被加
熱物を加熱する加熱源と、加熱源の外周部に固着した中
空部材と、中空部材の加熱源側と反対側に固着した冷却
部と、加熱源と中空部材と冷却部とで形成される気密空
間を真空排気する真空排気手段と、気密空間にガスを供
給するガス供給源とを備え、被加熱物を加熱源で加熱す
る時は、真空排気手段により気密空間を真空状態にし、
被加熱物を冷却する時には、ガス供給源により気密空間
にガスを充填したので、被加熱物を昇温する時には急速
に温度が上がり、降温する時には急速に温度が下がる加
熱装置を得ることができるという効果がある。
熱物を加熱する加熱源と、加熱源の外周部に固着した中
空部材と、中空部材の加熱源側と反対側に固着した冷却
部と、加熱源と中空部材と冷却部とで形成される気密空
間を真空排気する真空排気手段と、気密空間にガスを供
給するガス供給源とを備え、被加熱物を加熱源で加熱す
る時は、真空排気手段により気密空間を真空状態にし、
被加熱物を冷却する時には、ガス供給源により気密空間
にガスを充填したので、被加熱物を昇温する時には急速
に温度が上がり、降温する時には急速に温度が下がる加
熱装置を得ることができるという効果がある。
【００２３】また、さらに、冷却部の断面形状を凸形と
し、その凸部で加熱源と冷却部が対向する面の間隔より
外周部に固着した中空部材の長さを長くしたので、より
効率よく昇温、降温できるという効果もある。
し、その凸部で加熱源と冷却部が対向する面の間隔より
外周部に固着した中空部材の長さを長くしたので、より
効率よく昇温、降温できるという効果もある。
【００２４】また、さらに、中空部材の冷却部側端面に
フランジ部を設け、このフランジ部でシール材を介して
冷却部に脱着可能としたので、上記効果に加えて、加熱
源の劣化や故障に際して容易に交換できる加熱装置が得
られる効果もある。
フランジ部を設け、このフランジ部でシール材を介して
冷却部に脱着可能としたので、上記効果に加えて、加熱
源の劣化や故障に際して容易に交換できる加熱装置が得
られる効果もある。
【図１】この発明の実施例１による加熱装置を示す断面
図である。
図である。
【図２】この発明の実施例２による加熱装置を示す断面
図である。
図である。
【図３】この発明の実施例４による加熱装置を示す断面
図である。
図である。
【図４】従来の加熱装置の一例を示す断面図である。
【図５】従来の加熱装置の他の例を示す断面図である。
１ 被加熱物 ２ 加熱源 １１ 冷却部 １２ 中空部材 １４ 気密空間 １５ 真空排気手段 １６ ガス供給源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−37945（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−66252（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−216550（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−136040（ＪＰ，Ａ) 特公 昭63−4702（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/66 G01R 31/26
Claims (3)
- 【請求項１】 被加熱物を加熱する加熱源と、上記加熱
源の外周部に固着した中空部材と、上記中空部材の上記
加熱源側と反対側に固着した冷却部と、上記加熱源と上
記中空部材と上記冷却部とで形成される気密空間を真空
排気する真空排気手段と、上記気密空間にガスを供給す
るガス供給源とを備え、上記被加熱物を上記加熱源で加
熱する時は、上記真空排気手段により上記気密空間を真
空状態にし、上記被加熱物を冷却する時は、上記ガス供
給源により上記気密空間にガスを充填したことを特徴と
する加熱装置。 - 【請求項２】 冷却部の断面形状を凸形とし、その凸部
で加熱源と上記冷却部が対向する面の間隔より外周部に
固着した中空部材の長さを長くしたことを特徴とする請
求項第１項記載の加熱装置。 - 【請求項３】 中空部材の冷却部側端面にフランジ部を
設け、このフランジ部でシール材を介して上記冷却部に
脱着可能としたことを特徴とする請求項第１項または第
２項記載の加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12573091A JP2778284B2 (ja) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | 加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12573091A JP2778284B2 (ja) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | 加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04352338A JPH04352338A (ja) | 1992-12-07 |
| JP2778284B2 true JP2778284B2 (ja) | 1998-07-23 |
Family
ID=14917368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12573091A Expired - Fee Related JP2778284B2 (ja) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | 加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2778284B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5676205A (en) * | 1993-10-29 | 1997-10-14 | Applied Materials, Inc. | Quasi-infinite heat source/sink |
| JP6290650B2 (ja) * | 2014-02-24 | 2018-03-07 | 日本特殊陶業株式会社 | 加熱装置 |
-
1991
- 1991-05-29 JP JP12573091A patent/JP2778284B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04352338A (ja) | 1992-12-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |