JP7406749B2 - 加熱装置 - Google Patents
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Description
本発明は、加熱装置に関するものである。
従来、基板を加熱する加熱装置としては、特許文献１に示すように、真空チャンバの外部にヒータを設けるとともに、真空チャンバに形成した窓越しに基板を加熱するように構成されたものがある。
これよりも加熱効率の向上を図る方法として、例えばハロゲンランプヒータ等の棒状のヒータを真空チャンバの内部に差し込むことが考えられる。
ところが、ヒータ全体を真空チャンバ内に差し込んだ場合、ヒータを構成する電熱線の光により端子部が高温に加熱されて、端子部を構成するモリブデン箔やモリブデン棒などが熱膨張してしまい、端子部を覆う石英管に内側から応力が加わり、端子部を破損させる恐れがある。又、上述の熱膨張により端子部と石英管との間に隙間が生じると、その隙間からハロゲン等のガスがリークして、端子部の周りで放電が生じる恐れがある。
このことから、ヒータを真空チャンバ内に差し込んで加熱効率の向上を図ったとしても、ハロゲンガス等のリークによる放電や端子部の破損の恐れが生じる。
そこで本発明は、上記の課題を解決すべくなされたものであり、真空チャンバ内にヒータを差し込みつつ、電熱線の光により端子部が加熱されてしまうことを抑制することをその主たる課題とするものである。
すなわち本発明に係る加熱装置は、基板を加熱するものであって、前記基板を収容する真空チャンバと、前記真空チャンバの内部に差し込まれたヒータとを備え、前記ヒータが、前記真空チャンバの壁部を貫通して、真空雰囲気内に設けられた管状体と、前記管状体の内部に収容されるとともに、少なくとも一部が真空チャンバ内に配置された電熱線と、前記電熱線が接続された端子部とを有し、前記端子部が、前記真空チャンバの外部に配置されていることを特徴とするものである。
このように構成された加熱装置であれば、端子部が真空チャンバの外部に配置されているので、電熱線から端子部に向かう光を真空チャンバの壁面で遮ることができ、ヒータを真空チャンバ内に差し込みつつ、電熱線の光により端子部が加熱されてしまうことを抑制することができる。
これにより、ヒータ全体を真空チャンバの外部に配置する場合に比べて、加熱効率を向上させつつも、ヒータ全体を真空チャンバ内に配置したときに懸念されたガスリークによる放電の恐れはない。また、仮に端子部を真空チャンバ内に配置した場合、ガスリークが生じなくても端子部の近傍で放電が生じ得るところ、上述した加熱装置であれば、端子部が真空チャンバの外部に配置されているので、そのような放電の懸念もない。
これにより、ヒータ全体を真空チャンバの外部に配置する場合に比べて、加熱効率を向上させつつも、ヒータ全体を真空チャンバ内に配置したときに懸念されたガスリークによる放電の恐れはない。また、仮に端子部を真空チャンバ内に配置した場合、ガスリークが生じなくても端子部の近傍で放電が生じ得るところ、上述した加熱装置であれば、端子部が真空チャンバの外部に配置されているので、そのような放電の懸念もない。
さらに、仮に端子部を真空チャンバ内に配置した場合、端子部に接続されるリード線なども真空チャンバ内に配置されるので、このリード線などに起因する不純物が真空チャンバ内に生じ得るところ、本発明に係るヒータであれば、端子部が真空チャンバの外部に配置されているので、端子部に接続されるリード線も真空チャンバの外部に配置されることになり、リード線などに起因する真空チャンバ内での不純物の発生を防ぐことができる。
そのうえ、仮に端子部を真空チャンバ内に配置して、真空チャンバを大気開放する場合、端子部が高温に加熱されると酸化されやすくなり、酸化に伴う膨張によって端子部の封止箇所が破損する恐れがあるところ、上述した加熱装置であれば、電熱線の光により端子部が加熱されてしまうことを抑制することができるので、端子部の酸化が抑制され、封止箇所の破損の恐れも低減することができる。
前記管状体が、前記壁部に形成された貫通孔を貫通するとともに、当該管状体の外周面に環状シール部材が設けられており、前記電熱線のうち、前記真空チャンバ内に配置されている部分の発熱量に比べて、前記貫通孔を貫通する部分の発熱量の方が低いことが好ましい。
このような構成であれば、管状態の外周面に設けられた環状シール部材により貫通孔を密閉して真空チャンバ内を気密に保ちつつ、貫通孔を貫通する部分の発熱量を低くしているので、環状シールへの熱影響を低減することができる。
このような構成であれば、管状態の外周面に設けられた環状シール部材により貫通孔を密閉して真空チャンバ内を気密に保ちつつ、貫通孔を貫通する部分の発熱量を低くしているので、環状シールへの熱影響を低減することができる。
具体的な実施態様としては、前記電熱線のうち、前記真空チャンバ内に配置されている部分の電気抵抗に比べて、前記貫通孔を貫通する部分の電気抵抗の方を低くする態様が挙げられる。
前記管状体の内部に設けられ、前記電熱線が発する光のうち前記端子部側に漏れ出る光を遮蔽する光漏れ抑制部材をさらに備えることが好ましい。
このような構成であれば、電熱線から端子部に向かう光をより多くを遮ることができ、電熱線の光により端子部が加熱されてしまうことをより効果的に抑制することができる。
このような構成であれば、電熱線から端子部に向かう光をより多くを遮ることができ、電熱線の光により端子部が加熱されてしまうことをより効果的に抑制することができる。
前記管状体内における前記光漏れ抑制部材の位置が、前記壁部の内壁面の高さから前記環状シール部材が設けられている高さまでの間であることが好ましい。
これならば、電熱線から端子部に向かう光のみならず、電熱線から環状シール部材に向かう光をも低減することができるので、環状シール部材の劣化も防ぐことができる。
これならば、電熱線から端子部に向かう光のみならず、電熱線から環状シール部材に向かう光をも低減することができるので、環状シール部材の劣化も防ぐことができる。
前記管状体のうち、前記壁部を貫通する部分の内周面に内側に突出する突起部が設けられており、前記管状体の内部に設けられて前記突起部に支持されるとともに、前記電熱線に取り付けられた支持部材をさらに備えることが好ましい。
このような構成であれば、電熱線が自重で垂れ下がってしまうことを抑制することができる。
このような構成であれば、電熱線が自重で垂れ下がってしまうことを抑制することができる。
前記管状体が、一端部及び他端部が前記壁部を貫通するとともに、前記一端部及び前記他端部から折れ曲がって前記真空チャンバ内に配置される長尺部を有するものであることが好ましい。
このような構成であれば、管状体の一端部及び他端部に収容されるそれぞれの端子部を、真空チャンバの外部に配置することができる。
このような構成であれば、管状体の一端部及び他端部に収容されるそれぞれの端子部を、真空チャンバの外部に配置することができる。
このように構成した本発明によれば、真空チャンバ内にヒータを差し込みつつ、電熱線の光により端子部が加熱されてしまうことを抑制することができる。
以下に本発明に係る加熱装置、及び、この加熱装置が組み込まれたイオンビーム照射装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
＜＜装置構成＞＞
本実施形態のイオンビーム照射装置１００は、例えばフラットパネルディスプレイ等に用いられる基板ＷにイオンビームＩＢを照射し、イオンを基板Ｗ内に注入するイオン注入装置１００である。ここでの基板Ｗは、概略矩形状の薄板であり、例えば、ガラス基板、単結晶シリコン基板、ポリシリコン基板、半導体基板、その他イオンビームＩＢが照射されるものである。なお、基板Ｗは、矩形状に限らず円形状など種々の形状のものであって良い。
本実施形態のイオンビーム照射装置１００は、例えばフラットパネルディスプレイ等に用いられる基板ＷにイオンビームＩＢを照射し、イオンを基板Ｗ内に注入するイオン注入装置１００である。ここでの基板Ｗは、概略矩形状の薄板であり、例えば、ガラス基板、単結晶シリコン基板、ポリシリコン基板、半導体基板、その他イオンビームＩＢが照射されるものである。なお、基板Ｗは、矩形状に限らず円形状など種々の形状のものであって良い。
具体的にこのイオン注入装置１００は、図１に示すように、真空雰囲気で基板ＷにイオンビームＩＢが照射されて該基板Ｗが処理される処理室Ｓ１と、大気圧雰囲気又は真空雰囲気に切り替えられ、処理室Ｓ１を真空雰囲気に維持した状態で基板Ｗが出し入れされるとともに当該基板Ｗを収容するロック室Ｓ２と、処理室Ｓ１及びロック室Ｓ２の間にそれらに隣接して設けられて、真空雰囲気で処理室Ｓ１及びロック室Ｓ２の間で基板Ｗが搬送される搬送室Ｓ３とを備えている。このように、各部屋Ｓ１～Ｓ３は真空雰囲気に保たれる真空チャンバであり、各部屋Ｓ１～Ｓ３の接続部分にゲートバルブ等の真空弁を設けて、各部屋Ｓ１～Ｓ３を個別に真空状態に維持できるように構成してある。
処理室Ｓ１には、図示しないイオン源から引出電極により引き出され、分析電磁石及び分析スリット等の図示しない質量分析系を通過したイオンビームＩＢが導入されるビーム導入口Ｈが設けられている。
この処理室Ｓ１には、図１に示すように、基板Ｗを保持するホルダ１０と、当該ホルダ１０を移動させるホルダ移動機構２０とが設けられている。
ホルダ１０は、プラテンと称されるものであり、ここでは複数（例えば４本）の櫛歯１１が所定間隔で並んだ櫛形状をなすものである。図１では、説明の便宜上、互いに異なる姿勢（後述する倒伏姿勢Ｐ及び起立姿勢Ｑ）にある同一のホルダ１０を図示してあるが、処理室Ｓ１には１つのホルダ１０が設けられていても良いし、２つ以上のホルダ１０が設けられていても良い。
ホルダ移動機構２０は、ホルダ１０を、基板Ｗが載置される倒伏姿勢Ｐと、倒伏姿勢Ｐから起立した起立姿勢Ｑとの間で回転させ、起立姿勢Ｑにあるホルダ１０を所定方向に走査させるものである。これにより、ホルダ１０に保持された基板Ｗは、イオンビームＩＢを横切るように走査されてイオンビームＩＢが照射される。
ここで、本実施形態のイオンビーム照射装置１００は、図１及び図２に示すように、イオンビームＩＢが照射される基板Ｗを加熱する加熱装置２００をさらに備えている。
この加熱装置２００は、ロック室Ｓ２たる真空チャンバＳ２と、真空チャンバＳ２に差し込まれたヒータ３０とを備えており、この実施形態では図２に示すように、複数本のヒータ３０が真空チャンバＳ２の上壁部４０を貫通して、真空チャンバＳ２内に吊り下げられている。
より具体的に説明すると、図２及び図３に示すように、各ヒータ３０は、一端部及び他端部が上壁部４０を貫通するとともに、真空チャンバＳ２内で折れ曲がったコ字状をなすものであり、このヒータ３０が複数本互いに平行に配置されている。
各ヒータ３０は、図３に示すように、真空チャンバＳ２の上壁部４０を貫通して設けられた管状体３１と、管状体３１の内部に収容されるとともに、少なくとも一部が真空チャンバＳ２の内部に配置された電熱線３２と、電熱線３２が接続される端子部３３とを備えたものであり、具体的にはハロゲンランプヒータである。以下、各構成要素について説明する。
［管状体３１］
管状体３１は、一端開口及び他端開口が封止されたガラス管であり、内部にはハロゲンガスが封入されている。この管状体３１は、図２及び図３に示すように、上壁部４０に形成された円形状の貫通孔４０ｈを貫通して、真空チャンバＳ２の真空雰囲気内に設けられており、具体的には、コ字状をなし、一端部３１ａ及び他端部３１ｂが真空チャンバＳ２の上壁部４０を貫通するとともに、一端部３１ａ及び他端部３１ｂから折れ曲がって真空チャンバＳ２内に位置する長尺部３１ｃを有するものである。なお、一端部３１ａ、他端部３１ｂ、及び長尺部３１ｃは一体であり、長尺部３１ｃは、真空チャンバＳ２に収容された基板Ｗの被加熱面と平行な状態で設けられた直管状をなすものである。
管状体３１は、一端開口及び他端開口が封止されたガラス管であり、内部にはハロゲンガスが封入されている。この管状体３１は、図２及び図３に示すように、上壁部４０に形成された円形状の貫通孔４０ｈを貫通して、真空チャンバＳ２の真空雰囲気内に設けられており、具体的には、コ字状をなし、一端部３１ａ及び他端部３１ｂが真空チャンバＳ２の上壁部４０を貫通するとともに、一端部３１ａ及び他端部３１ｂから折れ曲がって真空チャンバＳ２内に位置する長尺部３１ｃを有するものである。なお、一端部３１ａ、他端部３１ｂ、及び長尺部３１ｃは一体であり、長尺部３１ｃは、真空チャンバＳ２に収容された基板Ｗの被加熱面と平行な状態で設けられた直管状をなすものである。
管状体３１の外周面には、真空チャンバＳ２の気密性を担保すべく、貫通孔４０ｈを密閉するためのＯリング等の環状シール部材６が設けられている。
より詳細には、上壁部４０の外壁面４１（上面）には、貫通孔４０ｈと連通する連通孔５０ｈを有した取付部材５０が例えばネジ等により取り付けており、この取付部材５０の内周面に形成された環状凹部５０ｘに上述した環状シール部材６が嵌まり込むことで、環状凹部５０ｘと管状体３１の外周面との間に環状シール部材６が介在し、貫通孔４０ｈが密閉される。また、この環状シール部材６の取り付け位置（管状体３１の外周面における高さ位置）に応じて、管状体３１の真空チャンバＳ２内における高さ位置が決まる。
［電熱線３２］
電熱線３２は、図３に示すように、例えばタングステン等の導線をコイル状に巻回してなる発熱体であり、管状体３１の管軸に沿って設けられている。
電熱線３２は、図３に示すように、例えばタングステン等の導線をコイル状に巻回してなる発熱体であり、管状体３１の管軸に沿って設けられている。
ここでの電熱線３２は、管状体３１と同様にコ字状をなし、真空チャンバＳ２内に配置されている発熱部分３２１と、上壁部４０の貫通孔４０ｈを通過する貫通部分３２２とを有しており、発熱部分３２１の発熱量に比べて、貫通部分３２２の発熱量の方が低くなるように構成されている。
発熱部分３２１は、管状体３１の長尺部３１ｃ内に設けられた部分であり、真空チャンバＳ２に収容された基板Ｗと平行に延びている。一方、貫通部分３２２は、管状体３１の一端部３１ａ及び他端部３１ｂ内に設けられた部分であり、発熱部分３２１の一端及び他端から端子部３３に延びている。そして、発熱部分３２１の電気抵抗に比べて、貫通部分３２２の電気抵抗の方が低くなるようにしてあり、具体的には発熱部分３２１の線径に比べて、貫通部分３２２の線径の方が太くしてある。
このように構成された電熱線３２は、図３に示すように、湾曲抑制機構３４によって発熱部分３２１の湾曲が抑制されるとともに、垂れ下がり抑制機構３５によって貫通部分３２２の垂れ下がりが抑制されている。
湾曲抑制機構３４は、管状体３１の内周面に沿って設けられた支持部材たるサポートリング３４１が長尺部３１ｃ内の複数個所に配置されてなるものであり、各サポートリング３４１それぞれが、電熱線３２の発熱部分３２１に取り付けられて、発熱部分３２１を長尺部３１ｃの管軸に沿わせた状態で保持している。
垂れ下がり抑制機構３５は、管状体３１の内周面に沿って設けられた支持部材たるサポートリング３５１が管状体３１の一端部３１ａ内及び端端部３１ｂ内の１又は複数個所に配置されてなるものであり、各サポートリング３５１それぞれが、電熱線３２の貫通部分３２２に取り付けられて、貫通部分３２２が自重により垂れ下がることを抑制している。ここでの垂れ下がり抑制機構３５は、管状体３１の一端部３１ａ及び他端部３１ｂの内周面から内側に突出する突起部３５２を有し、この突起部３５２がサポートリング３５１を支持している。
［端子部３３］
端子部３３は、上述した電熱線３２が電気的に接続されるとともに、外部リード線Ｌが電気的に接続された給電端子部であり、外部リード線Ｌを介して供給された電力を電熱線３２に伝えるものである。この端子部３３に例えば１００Ｖや２００Ｖの直流電圧を供給する場合、断線時に電流が直ぐには止まらず、断線箇所にてアーク放電が起こり、管状体３１を膨らましたり破裂させたりする恐れがあることから、端子部３３には交流電圧を供給することが望ましい。ただし、端子部３３に直流電圧を供給することを、本発明に係る加熱装置から除外するものではない。
端子部３３は、上述した電熱線３２が電気的に接続されるとともに、外部リード線Ｌが電気的に接続された給電端子部であり、外部リード線Ｌを介して供給された電力を電熱線３２に伝えるものである。この端子部３３に例えば１００Ｖや２００Ｖの直流電圧を供給する場合、断線時に電流が直ぐには止まらず、断線箇所にてアーク放電が起こり、管状体３１を膨らましたり破裂させたりする恐れがあることから、端子部３３には交流電圧を供給することが望ましい。ただし、端子部３３に直流電圧を供給することを、本発明に係る加熱装置から除外するものではない。
具体的に端子部３３は、モリブデンからなる箔であり、管状体３１の一端部３１ａに収容されて封止されるとともに、外部リード線Ｌとの接続箇所が絶縁物で挟み込まれている。
然して、この端子部３３は、図３に示すように、真空チャンバＳ２の外部に配置されている。なお、ここでいう真空チャンバＳ２の外部とは、真空チャンバＳ２の上壁部４０の内壁面４２よりも外側であり、本実施形態では上壁部４０の外壁面４１のさらに外側に端子部３３を配置している。
より詳細に説明すると、端子部３３は、真空チャンバＳ２が真空雰囲気に保たれている状態において、この真空雰囲気から隔てられた空間である大気圧雰囲気に配置されている。ここでの端子部３３は、上述した発熱部分３２１から発せられた光が端子部３３に直接届かない位置に設けられており、この光によって端子部３３が加熱されてしまうことを抑制している。なお、端子部３３は、モリブデンからなるものであり、例えば３５０℃以上になると、酸化が促進されて、管状体３１との膨張係数の違いにより、管状体３１の封止箇所などが破断する恐れがある。
ここで、上述したように発熱部分３２１が発する光を端子部３３に直接届かないような配置にしたとしても、その光の一部が、管状体３１の内側を屈折・反射などすれば端子部３３に届くこともあり、貫通部分３２２が光を発する場合には、その光も端子部３３に届いてしまう。
［光漏れ抑制部材３７］
そこで、本実施形態のヒータ３０は、図４に示すように、管状体３１の内部に設けられ、電熱線３２が発する光のうち真空チャンバＳ２の内側から端子部３３側に漏れ出る光の少なくとも一部を遮蔽する光漏れ抑制部材３７をさらに備えている。
そこで、本実施形態のヒータ３０は、図４に示すように、管状体３１の内部に設けられ、電熱線３２が発する光のうち真空チャンバＳ２の内側から端子部３３側に漏れ出る光の少なくとも一部を遮蔽する光漏れ抑制部材３７をさらに備えている。
この光漏れ抑制部材３７は、遮光性を有する例えば金属製の板状のものであり、ここでは管状体３１の内部空間を隔てるように設けられるとともに、これらの隔てた空間を連通するための通気部３７１が形成されている。
光漏れ抑制部材３７は、管状体３１の一端部３１ａ及び他端部３１ｂの内周面に形成した上述の突起部３５１に支持させてあり、ここでは管状体３１内における光漏れ抑制部材３７の位置を、真空チャンバＳ２の上壁部４０の内壁面４２の高さと略同一にしてある。なお、管状体３１内における光漏れ抑制部材３７の位置はこれに限らず、内壁面４２の高さから、環状シール部材６が設けられている高さまでの間であることが望ましい。このように光漏れ抑制部材３７を設ければ、電熱線３２から端子部３３に向かう光のみならず、電熱線３２から環状シール部材６に向かう光をも低減することができ、環状シール部材６の劣化をも防ぐことができる。
［冷却機構］
さらに本実施形態の加熱装置２００は、図３に示すように、環状シール部材６を冷却する冷却機構７を備えている。
この冷却機構７は、真空チャンバＳ２の上壁部４０に形成されて冷却媒体が流れる内部流路７Ｌを有するものである。この内部流路７Ｌは、上壁部４０に設けられて冷却媒体が導入される導入ポート７ａと、上壁部４０に設けられて冷却媒体が導出する導出ポート７ｂ（図２を参照）とを連通するものであり、例えば冷却媒体が導入ポート７ａから導出ポート７ｂまで蛇行しながら流れるように構成されている。なお、ここでの冷却媒体は冷却水であるが、冷却媒体としては気体など種々のものを用いて構わない。
また、冷媒流路７Ｌを設ける場所は、図３に示す場所に限らず、取付部材５０や貫通孔４０ｈ近傍の上壁部４０に設けられていてもよい。さらに、気体を冷却媒体とするならば、取付部材５０の上方から環状シール部材６に向けて気体を送付する構成にしてもよい。
さらに本実施形態の加熱装置２００は、図３に示すように、環状シール部材６を冷却する冷却機構７を備えている。
この冷却機構７は、真空チャンバＳ２の上壁部４０に形成されて冷却媒体が流れる内部流路７Ｌを有するものである。この内部流路７Ｌは、上壁部４０に設けられて冷却媒体が導入される導入ポート７ａと、上壁部４０に設けられて冷却媒体が導出する導出ポート７ｂ（図２を参照）とを連通するものであり、例えば冷却媒体が導入ポート７ａから導出ポート７ｂまで蛇行しながら流れるように構成されている。なお、ここでの冷却媒体は冷却水であるが、冷却媒体としては気体など種々のものを用いて構わない。
また、冷媒流路７Ｌを設ける場所は、図３に示す場所に限らず、取付部材５０や貫通孔４０ｈ近傍の上壁部４０に設けられていてもよい。さらに、気体を冷却媒体とするならば、取付部材５０の上方から環状シール部材６に向けて気体を送付する構成にしてもよい。
＜＜作用効果＞＞
このように構成された加熱装置２００によれば、ヒータ３０の端子部３３が、真空チャンバＳ２の外部に配置されているので、電熱線３２から端子部３３に向かう光を真空チャンバＳ２の上壁部４０の内壁面４２で遮ることができ、ヒータ３０を真空チャンバＳ２内に差し込みつつ、電熱線３２の光により端子部３３が加熱されてしまうことを抑制することができる。
これにより、端子部３３を真空チャンバＳ２内に配置する構成に比べて、端子部３３の許容ワット数を高くすることができ、その分電熱線３２の温度を上げれば、加熱効率を向上させることができるし、電熱線３２への供給電力が同程度であれば、ヒータ３０の寿命を向上させることができる。
このように構成された加熱装置２００によれば、ヒータ３０の端子部３３が、真空チャンバＳ２の外部に配置されているので、電熱線３２から端子部３３に向かう光を真空チャンバＳ２の上壁部４０の内壁面４２で遮ることができ、ヒータ３０を真空チャンバＳ２内に差し込みつつ、電熱線３２の光により端子部３３が加熱されてしまうことを抑制することができる。
これにより、端子部３３を真空チャンバＳ２内に配置する構成に比べて、端子部３３の許容ワット数を高くすることができ、その分電熱線３２の温度を上げれば、加熱効率を向上させることができるし、電熱線３２への供給電力が同程度であれば、ヒータ３０の寿命を向上させることができる。
さらに、端子部３３とともにリード線Ｌも真空チャンバＳ２の外部に配置されているので、リード線Ｌに起因する不純物が真空チャンバＳ２内に発生することを防ぐことができる。
そのうえ、仮に端子部３３を真空チャンバＳ２内に配置した場合、端子部３３に取り付けられている絶縁物の近傍から、管状体３１に封入されているハロゲンガスがリークしてしまい、端子部３３の周りで放電が生じてしまう恐れがあるところ、本実施形態に係るヒータ３０であれば、端子部３３が真空チャンバＳ２の外部に配置されているので、上述したガスリークによる放電の恐れはない。
加えて、電熱線３２の貫通部分３２２の発熱量を低くしているので、環状シール部材６への熱影響を低減することができ、環状シール部材６の劣化を低減することができる。
さらに加えて、発熱部分３２１や貫通部分３２２から発した光が端子部３３側に漏れ出ることを抑制する光漏れ抑制部材３７を設けてあるので、電熱線３２から端子部３３に向かう光をより多くを遮ることができ、電熱線３２の光により端子部３３が加熱されてしまうことをより効果的に抑制することができる。
＜＜その他の実施形態＞＞
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
例えば、前記実施形態では、ヒータ３０をロック室Ｓ２に設けた場合について説明したが、処理室Ｓ１にヒータ３０を設けて基板Ｗを加熱しても良いし、搬送室Ｓ３にヒータ３０を設けて基板Ｗを加熱しても良い。この場合、処理室Ｓ１や搬送室Ｓ３が、前記実施形態で述べた真空チャンバとなる。なお、倒伏姿勢Ｐにあるプラテンに保持されている基板Ｗを加熱する場合は、ヒータ３０を処理室Ｓ１の上壁部４０に設けることが好ましく、起立姿勢Ｑにあるプラテン１０に保持された基板Ｗを加熱する場合は、ヒータ３０を処理室Ｓ１の側壁部に設けることが好ましい。
また、前記実施形態のヒータ３０は、ハロゲンランプヒータであったが、例えばカーボンヒータなど別のタイプのヒータを用いても良い。なお、カーボンヒータの具体的な実施態様としては、管状体３１の内部には例えば窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスを封入し、電熱線３２としてカーボンフィラメントを使用したものなどが挙げられる。
前記実施形態では、電熱線３２の発熱部分３２１よりも貫通部分３２２の線径を太くしていたが、例えば発熱部分３２１と貫通部分３２２との素材を変えるなど、発熱部分３２１よりも貫通部分３２２の電気抵抗を低くする態様は前記実施形態に限られない。
そのうえ、イオンビーム照射装置１００としては、環状シール部材６への熱影響をさらに低減するべく、この環状シール部材６を例えば水冷などにより冷却する冷却機構を備えていても良い。かかる冷却機構としては、例えば真空チャンバＳ２の壁部の内部に冷却水などを通過させる流路を形成したものなどが挙げられる。
さらに、前記実施形態では、管状体３１の外周面に設けた環状シール部材６の位置に応じて、管状体３１が真空チャンバＳ２内において位置決めされるように構成されていたが、図５に示すように、管状体３１の外周面に外側に突出する係止部８を設けて、この係止部８を例えば取付部材５０や壁部の外壁面に係止させることで、管状体３１が位置決めされるようにしても良い。
加えて、ヒータ３０が設けられている壁部の内壁面４２に、ヒータ３０からの熱を反射する反射板を設けることで、ヒータ３０からの熱を反射板で反射させて基板Ｗに導くようにしても良い。これならば、基板Ｗをより効率良く加熱することができる。
前記実施形態の管状体３１は、一端部３１ａ及び他端部３１ｂから折れ曲がった直管状の長尺部３１ｃを有していたが、長尺部３１は、図６（ａ）に示すように、一端部３１ａから他端部３１ｂに亘って延びる円形状をなすものであっても良い。なお、ここでいう円形状とは、楕円形状や部分円弧状を含む形状である。
さらに、図６（ｂ）に示すように、一端部及び他端部が同じ側に配置されている場合、長尺部３１は一端部及び他端部から折れ曲がることなく延びる直線状をなすものであっても良い。
さらに、図６（ｂ）に示すように、一端部及び他端部が同じ側に配置されている場合、長尺部３１は一端部及び他端部から折れ曲がることなく延びる直線状をなすものであっても良い。
前記実施形態では、導線をコイル状に巻回してなる電熱線３２の一部が真空チャンバ２Ｓ内に配置されている構成であったが、一対の端子部３３を接続する導線のうち、真空チャンバＳ２内に配置された部分のみをコイル状にして、電熱線３２の全体が真空チャンバＳ２内に配置された構成としても良い。
さらに加熱装置２００としては、管状体３１が上壁部４０に形成された貫通孔４０ｈを貫通している状態において、管状体３１の外周面と貫通孔３１を形成する内周面との間の隙間を塞ぐシャッタ機構をさらに備えていても良い。
かかるシャッタ機構としては、例えば管状体３１の外周面に沿った切欠きが形成されるとともに、管状体３１を径方向から挟み込む一対のシャッタ部材を有し、これらのシャッタ部材が、上述した隙間を塞ぐ閉塞位置と、隙間を開放する位置との間で、上壁部４０の内壁面４２に沿って移動するように構成されたものを挙げることができる。
このような構成であれば、シャッタ部材を閉塞位置に移動させることにより、電熱線３２から端子部３３に向かう光をさらに遮蔽することができる。
なお、シャッタ機構で必ずしもシャッタ部材を移動する構成とする必要はない。一対のシャッタ部材で管状体３１を径方向から挟み込んだ後、シャッタ部材を上壁部４０の内壁面４２に固定しておく構成としてもよい。
かかるシャッタ機構としては、例えば管状体３１の外周面に沿った切欠きが形成されるとともに、管状体３１を径方向から挟み込む一対のシャッタ部材を有し、これらのシャッタ部材が、上述した隙間を塞ぐ閉塞位置と、隙間を開放する位置との間で、上壁部４０の内壁面４２に沿って移動するように構成されたものを挙げることができる。
このような構成であれば、シャッタ部材を閉塞位置に移動させることにより、電熱線３２から端子部３３に向かう光をさらに遮蔽することができる。
なお、シャッタ機構で必ずしもシャッタ部材を移動する構成とする必要はない。一対のシャッタ部材で管状体３１を径方向から挟み込んだ後、シャッタ部材を上壁部４０の内壁面４２に固定しておく構成としてもよい。
前記実施形態の加熱装置２００は、イオンビーム照射装置１００の一部を構成するものであったが、真空チャンバＳ２内で基板を加熱する構成であれば、例えば真空蒸着装置など種々の装置に組み込んで用いても構わない。
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
１００・・・イオン注入装置（イオンビーム照射装置）
Ｗ ・・・基板
ＩＢ ・・・イオンビーム
Ｓ１ ・・・処理室
Ｓ２ ・・・ロック室
Ｓ３ ・・・搬送室
３０ ・・・ヒータ
３１ ・・・管状体
３２ ・・・電熱線
３２１・・・発熱部分
３２２・・・貫通部分
３３ ・・・端子部
３７ ・・・光漏れ抑制部材
Ｗ ・・・基板
ＩＢ ・・・イオンビーム
Ｓ１ ・・・処理室
Ｓ２ ・・・ロック室
Ｓ３ ・・・搬送室
３０ ・・・ヒータ
３１ ・・・管状体
３２ ・・・電熱線
３２１・・・発熱部分
３２２・・・貫通部分
３３ ・・・端子部
３７ ・・・光漏れ抑制部材
Claims (6)
- 基板を加熱する基板加熱装置であって、
前記基板を収容する真空チャンバと、
前記真空チャンバの内部に差し込まれたヒータとを備え、
前記ヒータが、
前記真空チャンバの壁部を貫通して、真空雰囲気内に設けられ、一端開口及び他端開口が封止された管状体と、
前記管状体の封止された内部空間に収容されるとともに、一部が真空チャンバ内に配置された電熱線と、
前記電熱線が接続された端子部とを有し、
前記端子部が、前記真空チャンバの外部に配置されており、
前記管状体の前記封止された内部空間に設けられ、前記電熱線が発する光のうち前記端子部に向かう光の少なくとも一部を遮蔽する光漏れ抑制部材をさらに備え、
前記光漏れ抑制部材は、前記封止された内部空間を隔てるように設けられていることを特徴とする加熱装置。 - 前記管状体が、前記壁部に形成された貫通孔を貫通するとともに、当該管状体の外周面に環状シール部材が設けられており、
前記電熱線のうち、前記真空チャンバ内に配置されている部分の発熱量に比べて、前記貫通孔を貫通する部分の発熱量の方が低いことを特徴とする請求項１記載の加熱装置。 - 前記電熱線のうち、前記真空チャンバ内に配置されている部分の電気抵抗に比べて、前記貫通孔を貫通する部分の電気抵抗の方が低いことを特徴とする請求項２記載の加熱装置。
- 前記管状体内における前記光漏れ抑制部材の位置が、前記壁部の内壁面の高さから前記環状シール部材が設けられている高さまでの間である、請求項２又は３記載の加熱装置。
- 前記管状体のうち、前記壁部を貫通する部分の内周面に内側に突出する突起部が設けられており、
前記管状体の内部に設けられて前記突起部に支持されるとともに、前記電熱線に取り付けられた支持部材をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至４のうち何れか一項に記載の加熱装置。 - 前記管状体が、一端部及び他端部が前記壁部を貫通するとともに、前記一端部及び前記他端部から折れ曲がって前記真空チャンバ内に配置される長尺部を有するものであることを特徴とする請求項１乃至５のうち何れか一項に記載の加熱装置。
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