CN115672686A - 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，即使在从工件的两面侧进行加热的情况下，也能够通过简单的方法对附着有加热处理的对象物的工件的表面温度、背面温度以及面内的温度分布的偏差进行更详细的控制。加热处理装置包括：腔室；第一加热部；第二加热部，与第一加热部相向；至少一个第一均热板，设置于第一加热部与第二加热部之间；至少一个第二均热板，设置于第一均热板与第二加热部之间；第一处理区域，为第一均热板与第二均热板之间且用以支撑工件；第一温度控制部，设置于第一均热板；以及第二温度控制部，设置于第二均热板。第一温度控制部具有与第一均热板隔开间隙而设置的第一放射部。第二温度控制部具有与第二均热板隔开间隙而设置的第二放射部。

Description

加热处理装置
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
存在一种加热处理装置，对工件进行加热并在工件的表面形成膜等，或对工件的表面进行处理。
例如，提出了一种加热处理装置，通过在基板上涂布包含有机材料与溶媒的溶液并对其进行加热，从而在基板上形成有机膜。在此种加热处理装置中，例如，有时将腔室的内部空间减压至比大气压低，并在减压至比大气压低的气体环境中，将涂布了溶液的基板加热至100℃～600℃左右的温度。另外，通过在工件的表面侧(上侧)与工件的背面侧(下侧)设置加热器，从工件的两面侧经由均热板进行加热，也可实现处理时间的缩短。
此处，一般而言，作为加热处理的对象的溶液、或层等设置于工件的表面。若从加热处理的对象物的表面进行化学反应，则有反应在加热处理的对象物的与基板相接的区域无法充分进行之虞。在此情况下，有所形成的膜或经处理的层的品质下降之虞。因此，为了提高所形成的膜、或经处理的层的品质，要求在使设置于工件表面的溶液、或层等的表面温度低于工件的背面温度的状态下进行加热。
另外，要求更高品质的膜或层。因此，谋求一种对工件的面内的温度分布进行更均匀的控制的技术。
因此，期望开发一种加热处理装置，即使在从工件的两面侧进行加热的情况下，也能够通过简单的方法对附着有加热处理的对象物的工件的表面温度、工件的背面温度以及工件的面内的温度分布的偏差进行更详细的控制。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]国际公开第2019/117250号
发明内容
[发明所要解决的问题]
本发明所要解决的问题在于提供一种加热处理装置，即使在从工件的两面侧进行加热的情况下，也能够通过简单的方法对附着有加热处理的对象物的工件的表面温度、工件的背面温度以及工件的面内的温度分布的偏差进行更详细的控制。
[解决问题的技术手段]
实施方式的加热处理装置包括：腔室；第一加热部，设置于所述腔室的内部且具有至少一个第一加热器；第二加热部，设置于所述腔室的内部且具有至少一个第二加热器，并且与所述第一加热部相向；至少一个第一均热板，设置于所述第一加热部与所述第二加热部之间；至少一个第二均热板，设置于所述第一均热板与所述第二加热部之间；第一处理区域，为所述第一均热板与所述第二均热板之间且用以支撑工件；第一温度控制部，设置于所述第一均热板；以及第二温度控制部，设置于所述第二均热板。所述第一温度控制部具有与所述第一均热板隔开间隙而设置的第一放射部。所述第二温度控制部具有与所述第二均热板隔开间隙而设置的第二放射部。
实施方式的加热处理装置包括：腔室；排气部，对所述腔室的内部进行排气，使所述腔室的内部成为真空；第一处理区域，设置于所述腔室的内部，且用以支撑工件；第一加热部，设置于所述第一处理区域的上部且具有至少一个第一加热器；第二加热部，设置于所述第一处理区域的下部具有至少一个第二加热器；至少一个第一均热板，设置于所述第一处理区域与所述第一加热部之间；至少一个第二均热板，设置于所述第一处理区域与所述第二加热部之间；以及第一温度控制部，设置于所述第一均热板，所述第一温度控制部具有与所述第一均热板隔开间隙而设置的第一放射部。
[发明的效果]
根据本发明的实施方式，提供一种加热处理装置，即使从工件的两面侧进行加热，也能够通过简单的方法对附着有加热处理的对象物的工件的表面温度、工件的背面温度以及工件的面内的温度分布的偏差进行更详细的控制。
附图说明
图1是用以对本实施方式的加热处理装置进行例示的示意立体图。
图2是用以对温度控制部进行例示的示意剖面图。
图3是用以对温度控制部的平面形状进行例示的示意平面图。
图4是用以对另一实施方式的温度控制部进行例示的示意平面图。
图5是用以对另一实施方式的温度控制部进行例示的示意剖面图。
图6是用以对另一实施方式的温度控制部进行例示的示意剖面图。
图7是用以对另一实施方式的温度控制部的配置进行例示的示意剖面图。
图8是用以对另一实施方式的温度控制部的配置进行例示的示意剖面图。
图9是用以对处理区域重叠设置时的温度控制部的配置进行例示的示意剖面图。
图10是用以对处理区域重叠设置时的温度控制部的另一实施方式进行例示的示意剖面图。
图11是用以对处理区域重叠设置时的温度控制部的另一实施方式进行例示的示意剖面图。
图12是用以对处理区域重叠设置时的温度控制部的另一实施方式进行例示的示意剖面图。
图13是用以对重叠设置多个温度控制部时的形态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
11、14：凸缘
12：密封材
13：开闭门
15：盖
16：冷却部
17、18：排气口
20：排气部
21：第一排气部
21a、22a：排气泵
21b、22b：压力控制部
22：第二排气部
30：处理部
30a、30b：处理区域
31：框架
32：加热部
32a：加热器
32b：固持器
33：支撑部
34：均热部
34a：上部均热板
34b：下部均热板
34c、34d：侧部均热板
35：均热板支撑部
36：罩
37、137、237、337、437、537：温度控制部
37a、137a：放射部
37b、137b、137c、137d：凸部
37c：反射膜
37d：吸收膜
40：冷却部
41：喷嘴
42：气体源
43：气体控制部
50：控制器
100：工件
237a、237b：部分
637a、637b：温度控制部
637a1、637b1：定位部
X、Y、Z：方向
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，本发明也可适用于对工件进行加热并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。
此外，有时也将涂布于基板表面的溶液及形成于基板表面的层等统称为加热处理的对象物。
图1是用以对本实施方式的加热处理装置1进行例示的示意立体图。
此外，图1中的X方向、Y方向、及Z方向表示相互正交的三个方向。本说明书中的上下方向可设为Z方向。
加热前的工件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，基板并不限定于示例。
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，溶液并不限定于示例。
如图1所示，在加热处理装置1例如设置有腔室10、排气部20、处理部30、冷却部40及控制器50。
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例如可由不锈钢等金属形成。
例如，在腔室10的其中一个端部，设置有凸缘11。在凸缘11可设置O形环等密封材12。腔室10的设置有凸缘11的一侧的开口能够通过开闭门13开闭。通过未图示的驱动装置，开闭门13被推压至凸缘11(密封材12)，由此腔室10的开口以成为气密的方式闭锁。通过未图示的驱动装置，开闭门13远离凸缘11，由此能够经由腔室10的开口搬入或搬出工件100。
在腔室10的另一个端部，可设置凸缘14。在凸缘14，可设置O形环等密封材12。腔室10的设置有凸缘14的一侧的开口能够通过盖15开闭。例如，盖15可使用螺杆等紧固构件而能够装卸地设置于凸缘14。在进行维护等时，通过卸下盖15，使腔室10的设置有凸缘14的一侧的开口露出。
在腔室10的外壁可设置冷却部16。在冷却部16，连接有未图示的冷却水供给部。冷却部16例如可设为水套(Water Jacket)。若设置有冷却部16，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。排气部20具有第一排气部21以及第二排气部22。
第一排气部21连接于排气口17，所述排气口17设置于腔室10的底面。
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17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连接于排气口18，所述排气口18设置于腔室10的底面。
第二排气部22具有排气泵22a以及压力控制部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18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。
排气口17及排气口18配置于腔室10的底面。因此，在腔室10的内壁与处理部30之间的空间中，形成朝向腔室10的底面的下降流(down flow)的气流。若在所述空间中形成下降流的气流，则对工件100进行加热时产生的、包含有机材料的升华物从处理部30的内部流向所述空间，并随着所述空间的下降流的气流排出至腔室10的外部。因此，可抑制升华物等异物附着在工件100。
此外，以上例示了排气口17及排气口18设置于腔室10的底面的情况，但排气口17及排气口18例如也可设置于腔室10的顶棚面或侧面。若排气口17及排气口18设置于腔室10的底面或顶棚面，则可在腔室10的内部形成向腔室10的底面或顶棚面的气流。
处理部30例如具有框架31、加热部32(相当于第一加热部或第二加热部的一例)、支撑部33、均热部34、均热板支撑部35、罩36及温度控制部37(相当于第一温度控制部或第二温度控制部的一例)。
在处理部30的内部设置有处理区域30a(相当于第一处理区域的一例)、及处理区域30b(相当于第二处理区域的一例)。处理区域30a、处理区域30b成为对工件100实施处理的空间。工件100支撑在处理区域30a、处理区域30b的内部。处理区域30b在处理区域30a上重叠设置。此外，虽对设置两个处理区域的情况进行了例示，但并不限定于此。也可仅设置一个处理区域、或设置三个以上的处理区域。在本实施方式中，作为一例，对设置两个处理区域的情况进行例示，但在设置一个处理区域、及三个以上的处理区域的情况下，也可同样地考虑。
处理区域30a、处理区域30b设置于加热部32与加热部32之间。处理区域30a、处理区域30b被均热部34包围。
如后所述，均热部34包含多个均热板。因此，均热部34并非密闭结构。因此，若将腔室10的内壁与处理部30之间的空间的压力减压，则处理区域30a、处理区域30b的内部的空间也减压。
若将腔室10的内壁与处理部30之间的空间的压力减压，则可抑制从处理区域30a、处理区域30b向外部释放的热。即，可提高加热效率与蓄热效率。因此，可使对后述的加热器32a(相当于第一加热器或第二加热器的一例)施加的电力降低。若可使对加热器32a施加的电力降低，则可抑制加热器32a的温度成为规定的温度以上，因此可延长加热器32a的寿命。
框架31例如具有使用细长的板材或型钢等的骨架结构。框架31的外观形状可设为与腔室10的外观形状相同。框架31的外观形状例如可设为长方体。在本实施方式中，框架31在四个部位与腔室10的底面接触。在框架31的与腔室10接触的部位设置绝热构件。通过减少框架31与腔室10的接触面积，并在接触部分使用绝热构件，可提高框架31的蓄热效率。
加热部32设置有多个。加热部32可设置于处理区域30a、处理区域30b的下部、及处理区域30a、处理区域30b的上部。设置于处理区域30a、处理区域30b的下部的加热部32成为下部加热部。设置于处理区域30a、处理区域30b的上部的加热部32成为上部加热部。下部加热部与上部加热部相向。此外，在沿上下方向重叠设置多个处理区域的情况下，设置于下侧的处理区域的上部加热部可兼用作设置于上侧的处理区域的下部加热部。例如，在处理区域30a与处理区域30b之间设置的加热部32由处理区域30a与处理区域30b兼用。
加热部32设置于腔室10的内部，对工件100进行加热。
例如，处理区域30a中经支撑的工件100的背面(下表面)由设置于处理区域30a的下部的加热部32加热。处理区域30a中经支撑的工件100的表面(上表面)由处理区域30a与处理区域30b兼用的加热部32加热。
处理区域30b中经支撑的工件100的背面由处理区域30a与处理区域30b兼用的加热部32加热。处理区域30b中经支撑的工件100的表面由设置于处理区域30b的上部的加热部32加热。
若如此，则可减少加热部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。
多个加热部32分别具有至少一个加热器32a以及一对固持器32b。此外，以下对设置多个加热器32a的情况进行说明。
加热器32a呈棒状，并在一对固持器32b之间沿Y方向延伸。多个加热器32a可沿X方向排列设置。多个加热器32a可等间隔地设置。加热器32a例如为铠装式加热器(sheathedheater)、远红外线加热器、远红外线灯、陶瓷加热器、筒式加热器(cartridge heater)等。另外，也可由石英罩覆盖各种加热器。
此外，在本说明书中，也包括经石英盖覆盖的各种加热器在内而称为“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32a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32a只要利用由放射所得的热能即可。
上部加热部及下部加热部中的多个加热器32a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。多个加热器32a的规格、数量、间隔等可通过进行模拟或实验等而适宜决定。
在处理区域30a、处理区域30b中，工件100经由上部均热板34a及下部均热板34b而从两面侧被加热。此处，对溶液进行加热时产生的包含升华物的蒸汽容易附着在温度比作为加热对象的工件100的温度低的物体。在此情况下，由于上部均热板34a及下部均热板34b被加热，因此可抑制升华物附着在上部均热板34a及下部均热板34b。另外，升华物随着以上所述的下降流的气流而被排出至腔室10外。因此，可抑制升华物附着在工件100。
一对固持器32b沿X方向延伸。一对固持器32b在Y方向上相互相向。其中一个固持器32b固定于框架31的开闭门13侧的端面。另一个固持器32b固定于框架31的与开闭门13侧为相反侧的端面。一对固持器32b例如使用螺杆等紧固构件固定于框架31。一对固持器32b保持加热器32a的端部附近的非放热部。一对固持器32b例如由细长的金属板材或型钢等形成。一对固持器32b的材料例如可设为不锈钢等。
多个支撑部33设置于腔室10的内部，支撑工件100。例如，多个支撑部33在上部加热部与下部加热部之间支撑工件100。多个支撑部33设置于处理区域30a的下部、及处理区域30b的下部。多个支撑部33可设为棒状体。
多个支撑部33的其中一个端部的形状可设为半球状等。若多个支撑部33的其中一个端部的形状为半球状，则可抑制工件100的下表面产生损伤。另外，可减小工件100的下表面与多个支撑部33的接触面积，因此可减少从工件100传递至多个支撑部33的热。
多个支撑部33的另一个端部(下方的端部)例如可固定于架设在一对框架31之间的多个棒状构件或板状构件等。
多个支撑部33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。
均热部34具有多个上部均热板34a(相当于第一均热板的一例)、多个下部均热板34b(相当于第二均热板的一例)、多个侧部均热板34c、及多个侧部均热板34d。多个上部均热板34a、多个下部均热板34b、多个侧部均热板34c、及多个侧部均热板34d呈板状。
多个上部均热板34a在上部加热部中设置于下部加热部侧(工件100侧)。多个上部均热板34a与多个加热器32a远离地设置。多个上部均热板34a沿X方向排列设置。在多个上部均热板34a彼此之间设置有间隙。若设置有间隙，则可吸收上部均热板34a的尺寸因热膨胀而增加的量。因此，可抑制上部均热板34a彼此干扰而发生变形。另外，如上所述，可经由所述间隙将处理区域30a、处理区域30b的气体环境的压力减压。
多个下部均热板34b在下部加热部中设置于上部加热部侧(工件100侧)。多个下部均热板34b与多个加热器32a远离地设置。多个下部均热板34b沿X方向排列设置。在多个下部均热板34b彼此之间设置有间隙。若设置有间隙，则可吸收下部均热板34b的尺寸因热膨胀而增加的量。因此，可抑制下部均热板34b彼此干扰而发生变形。另外，如上所述，可经由所述间隙将处理区域30a、处理区域30b的气体环境的压力减压。
侧部均热板34c在X方向上分别设置于处理区域30a、处理区域30b的两侧的侧部。侧部均热板34c可设置于罩36的内侧。另外，也可将至少一个加热器32a设置于侧部均热板34c与罩36之间。
侧部均热板34d在Y方向上分别设置于处理区域30a、处理区域30b的两侧的侧部。
如上所述，多个加热器32a呈棒状，空开规定的间隔地排列设置。在加热器32a为棒状的情况下，从加热器32a的中心轴呈放射状放射热。在此情况下，加热器32a的中心轴与经加热的部分之间的距离越短，则经加热的部分的温度越高。因此，在以相对于多个加热器32a相向的方式保持有工件100的情况下，位于加热器32a的正上方或正下方的工件100的区域与位于多个加热器32a彼此之间的空间的正上方或正下方的工件100的区域相比，温度变得更高。即，若使用呈棒状的多个加热器32a将工件100直接加热，则在经加热的工件100的面内产生温度分布的偏差。
若在工件100的面内产生温度分布的偏差，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。
若设置有多个上部均热板34a及多个下部均热板34b，则从多个加热器32a放射出的热入射至多个上部均热板34a及多个下部均热板34b。入射至多个上部均热板34a及多个下部均热板34b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的面内产生温度分布的偏差，进而可提高所形成的有机膜的品质。
多个上部均热板34a及多个下部均热板34b的材料优选为设为导热率高的材料。这些材料例如可设为铝、铜、不锈钢等。此外，在使用铝或铜等容易氧化的材料的情况下，可在表面设置包含不易氧化的材料的层。
另外，下部均热板34b的导热率可高于上部均热板34a的导热率高。若如此，则与从下部均热板34b放射的热相比，从上部均热板34a放射的热变少，因此可在使设置于工件100的表面的溶液、或层等的表面温度低于工件100的背面温度的状态下进行加热。
从多个上部均热板34a及多个下部均热板34b放射出的热的一部分朝向处理区域的侧方。因此，在处理区域的侧部，设置有以上所述的侧部均热板34c、侧部均热板34d。入射至侧部均热板34c、侧部均热板34d的热在侧部均热板34c、侧部均热板34d沿面方向传播，同时其一部分向工件100放射。因此，可提高工件100的加热效率。
侧部均热板34c、侧部均热板34d的材料可设为与以上所述的上部均热板34a及下部均热板34b的材料相同。
此外，以上对设置多个上部均热板34a及多个下部均热板34b的情况进行了例示，但上部均热板34a及下部均热板34b的至少一者也可设为单一的板状构件。
多个均热板支撑部35沿X方向排列设置。均热板支撑部35在X方向上设置于上部均热板34a彼此之间的正下方。多个均热板支撑部35使用螺杆等紧固构件固定于一对固持器32b。一对均热板支撑部35装卸自如地支撑上部均热板34a的两端。此外，支撑多个下部均热板34b的多个均热板支撑部35也可具有相同的结构。
若由一对均热板支撑部35支撑上部均热板34a及下部均热板34b，则可吸收由热膨胀所致的尺寸差。因此，可抑制上部均热板34a及下部均热板34b变形。
罩36呈板状，覆盖框架31的上表面、底面、及侧面。即，由罩36覆盖框架31的内部。但是，开闭门13侧的罩36例如可设置于开闭门13。
罩36包围处理区域30a、处理区域30b，但在框架31的上表面与侧面的分界线、框架31的侧面与底面的分界线、开闭门13的附近设置有间隙。
另外，设置于框架31的上表面及底面的罩36被分割为多个。另外，在所分割的罩36彼此之间设置有间隙。即，处理部30(处理区域30a、处理区域30b)的内部空间经由这些间隙而与腔室10的内部空间连通。因此，可使处理区域30a、处理区域30b的压力和腔室10的内壁与罩36之间的空间的压力相同。罩36例如由不锈钢等形成。
温度控制部37设置于上部均热板34a及下部均热板34b。温度控制部37通过对从上部均热板34a及下部均热板34b放射的热进行控制，从而对附着有加热处理的对象物的工件100的表面温度及工件100的背面温度、以及工件的面内的温度分布的偏差进行控制。
此外，工件100的表面包括基板的表面、涂布于基板表面的溶液的表面及形成于基板表面的层等的表面。
此外，与温度控制部37相关的详细情况将在下文进行叙述。
冷却部40对设置有多个加热器32a的空间供给冷却气体。冷却部40也可向处理区域30a、处理区域30b供给冷却气体。冷却部40利用冷却气体对包围处理区域30a、处理区域30b的均热部34进行冷却。通过对均热部34进行冷却，处于高温状态的工件100被间接地冷却。另外，通过对均热部34进行冷却，可抑制均热部34的热传递至工件100。在冷却气体被供给至处理区域30a、处理区域30b的情况下，处于高温状态的工件100被直接冷却。
此外，冷却部40并不一定为必需，也可省略。但是，若设置有冷却部40，则可缩短工件100的冷却时间。
冷却部40具有喷嘴41、气体源42、及气体控制部43。
喷嘴41连接于设置有多个加热器32a的空间。此外，在将冷却气体供给至处理区域30a、处理区域30b的情况下，喷嘴41连接于处理区域30a、处理区域30b。此外，喷嘴41的数量或配置可适宜变更。
气体源42对喷嘴41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。另外，气体源42也可设置多个。
冷却气体可设为不易与经加热的工件100反应的气体。冷却气体例如为氮气、二氧化碳(CO2)、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设置于喷嘴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、冷却气体的流速及流量中的至少任一者的控制。
控制器50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50例如为计算机等。控制器50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。
接着，进一步对温度控制部37进行说明。
如上所述，若设置有上部均热板34a及下部均热板34b，则可抑制经加热的工件100的面内产生温度分布的偏差。然而，作为加热处理的对象的溶液设置于工件100的表面侧。若从加热处理的对象物的表面进行化学反应，则有反应在加热处理的对象物的与基板相接的区域无法充分进行之虞。在此情况下，有所形成的膜或经处理的层的品质下降之虞。因此，要求在使加热处理的对象物的表面、即工件的表面的温度低于工件的背面温度的状态下进行加热。
另外，要求更高品质的膜或层。因此，谋求一种对工件100的面内的温度分布进行更均匀的控制的技术。若工件100的面内的温度分布产生偏差，则有在所形成的有机膜的面内产生品质的偏差之虞。
因此，即使在从工件100的两面侧进行加热的情况下，为了通过简单的方法对附着有加热处理的对象物的工件100的表面温度及工件100的背面温度、以及工件100的面内的温度分布的偏差进行更详细的控制，也设置有温度控制部37。
图2是用以对温度控制部37进行例示的示意剖面图。
图2对与工件100的存在于周缘区域与中央区域之间的区域(中间区域)相向的上部均热板34a及下部均热板34b进行例示。
图3是用以对温度控制部37的平面形状进行例示的示意平面图。
如图2及图3所示，温度控制部37可设置于与工件100的中央区域及中间区域相向的多个上部均热板34a的、工件100侧的面及与工件100侧为相反侧的面(加热器32a侧的面)中的至少任一者。图2中进行了例示的温度控制部37设置于上部均热板34a的工件100侧的面。另外，例如，温度控制部37可设置于与工件100的中央区域及中间区域相向的多个下部均热板34b的、工件100侧的面及与工件100侧为相反侧的面(加热器32a侧的面)中的至少任一者。图2中进行了例示的温度控制部37设置于下部均热板34b的与工件100侧为相反侧的面。
温度控制部37具有放射部37a(相当于第一放射部或第二放射部的一例)及多个凸部37b。
放射部37a呈板状。放射部37a与上部均热板34a隔开间隙地设置。另外，放射部37a与下部均热板34b隔开间隙地设置。多个凸部37b呈突起状。多个凸部37b可设置于放射部37a的上部均热板34a侧的面、或下部均热板34b侧的面。另外，多个凸部37b是为了在放射部37a与上部均热板34a之间、或放射部37a与下部均热板34b之间设置间隙而设置。
入射至工件100的表面或者背面的热量不会因放射部37a与上部均热板34a或放射部37a与下部均热板34b的距离而变化。因此，多个凸部37b的高度只要设为放射部37a与上部均热板34a或放射部37a与下部均热板34b不接触的高度即可。例如，多个凸部37b的高度只要设为0.2mm以上即可。另外，若增大放射部37a与上部均热板34a或放射部37a与下部均热板34b的距离，则会导致腔室10的大型化。因此，多个凸部37b的高度只要设为1mm以下即可。
如上所述，从多个加热器32a放射并入射至上部均热板34a及下部均热板34b的热在这些均热板的内部沿面方向传播，同时向工件100侧放射。工件100的温度会因放射至工件100侧的热而上升，但工件100的周缘侧与工件100的中央侧相比更容易散热。因此，工件100的中央区域的温度高于工件100的周缘区域的温度。
此处，在设置有温度控制部37的区域中，从上部均热板34a放射出的热入射至温度控制部37，入射至温度控制部37的热朝向工件100放射。在此情况下，由于在温度控制部37设置有多个凸部37b，因此从上部均热板34a放射出的热经由间隙而入射至放射部37a，并从放射部37a朝向工件100放射。另外，在下部均热板34b侧，从温度控制部37放射出的热入射至下部均热板34b，入射至下部均热板34b的热朝向工件100放射。在此情况下，由于在温度控制部37设置有多个凸部37b，因此从放射部37a放射出的热经由间隙而入射至下部均热板34b，并从下部均热板34b朝向工件100放射。即，在设置有温度控制部37的区域中，通过介隔存在温度控制部37，放射热的传播效率下降。因此，工件100的与温度控制部37相向的区域的温度低于工件100的不与温度控制部37相向的区域的温度。
在此情况下，若如图3所示，在俯视时温度控制部37设置于与工件100的中央区域相向的上部均热板34a及下部均热板34b的中央区域，则可减少入射至工件100的中央区域的热。因此，在工件100的面内，可取得来自工件100的散热量与入射至工件100的热量的平衡。其结果，可进一步抑制在工件100的面内产生温度分布的偏差，进而可进一步提高所形成的有机膜的品质。
另外，通过放射部37a的平面形状与放射部37a的平面尺寸，可对入射至工件100的表面或者背面的热量、与入射至工件100的面内的热量的偏差进行控制。另外，通过使设置于上部均热板34a的放射部37a的平面尺寸大于设置于下部均热板34b的放射部37a的平面尺寸，可在使工件100的表面温度低于工件100的背面温度的状态下进行加热。在此情况下，也可在与工件100的周缘区域相向的上部均热板34a也设置温度控制部37。另外，也可在上部均热板34a的两侧的面设置温度控制部37，在下部均热板34b的单侧的面设置温度控制部37。
此外，工件100的温度的面内分布受到设置于工件100的周边的元件或处理条件等的影响。因此，放射部37a的平面形状与放射部37a的平面尺寸例如优选为通过进行实验或模拟来适宜决定。
放射部37a及多个凸部37b例如可由不锈钢等金属形成。放射部37a及多个凸部37b例如可通过压花加工、压制成形等一体成形。
图4是用以对另一实施方式的温度控制部137进行例示的示意平面图。
如图4所示，温度控制部137具有放射部137a、及凸部137b～凸部137d。
放射部137a可设为与以上所述的放射部37a相同。但是，放射部137a的平面形状设为长方形。
凸部137b～凸部137d呈突起状。凸部137b设置于放射部137a的中央区域。凸部137d设置于放射部137a的周缘区域。凸部137c设置于放射部137a的、用来设置凸部137b的区域与用来设置凸部137d的区域之间的中间区域。
另外，在与放射部137a的用来设置凸部137b～凸部137d的面平行的方向上，凸部137b的剖面积小于凸部137c的剖面积，凸部137c的剖面积小于凸部137d的剖面积。
如上所述，从上部均热板34a(下部均热板34b)放射出的热的大部分经由间隙并通过辐射而传递至放射部137a。然而，由于凸部137b～凸部137d与上部均热板34a(下部均热板34b)接触，因此在设置有凸部137b～凸部137d的部分，热通过热传导而传递。在此情况下，若减小凸部的剖面积，则热难以传递，若增大凸部的剖面积，则热容易传递。因此，若根据用来设置凸部的区域来改变凸部的剖面积，则可减小放射部137a的面内的温度分布的偏差。
例如，放射部137a的周缘区域由于容易散热，因此温度容易降低。另一方面，放射部137a的中央区域由于难以散热，因此温度容易上升。因此，若将凸部137b～凸部137d的配置与剖面积设为以上所述的情况，则可使通过热传导而传递至放射部137a的周缘区域的热最多，使传递至中间区域的热其次多，使传递至中央区域的热最少。因此，可减小放射部137a的面内的温度分布的偏差。
此外，放射部的温度的面内分布受到上部均热板34a(下部均热板34b)的温度、设置于放射部的周边的元件或处理条件等的影响。因此，凸部的配置、数量、剖面积例如优选为通过进行实验或模拟来适宜决定。
另外，以上所说明的情况为可减少放射部的面内的温度分布的偏差的情况，但通过适宜设定凸部的配置、数量、剖面积，也可对放射部的特定区域的温度进行控制。
图5是用以对另一实施方式的温度控制部237进行例示的示意剖面图。
以上所述的温度控制部37具有板状的放射部37a以及设置于放射部37a的其中一个面的突起状的多个凸部37b。
与此相对，温度控制部237为波纹板。例如，可通过压制成形等将平板加工成波纹板状来作为温度控制部237。温度控制部237例如可由不锈钢等金属形成。
在此情况下，如图5所示，温度控制部237的上部均热板34a(下部均热板34b)侧的部分237b作为以上所述的多个凸部37b发挥功能，温度控制部237的、与上部均热板34a(下部均热板34b)侧为相反侧的部分237a作为放射部37a发挥功能。
即，温度控制部只要具有隔开间隙地设置于上部均热板34a(下部均热板34b)的放射部即可。
图6是用以对另一实施方式的温度控制部337、及温度控制部437进行例示的示意剖面图。
如图6所示，温度控制部337可设置于上部均热板34a的工件100侧的面及与工件100侧为相反侧的面中的至少任一者。图6中进行了例示的温度控制部337设置于上部均热板34a的工件100侧的面。与温度控制部37相比，温度控制部337可减少向工件100放射的热。
温度控制部337具有放射部37a、多个凸部37b、及反射膜37c。
反射膜37c设置于温度控制部337的加热器32a侧的面(在图6中进行了例示的温度控制部337中为上部均热板34a侧的面)。反射膜37c由比放射部37a更不易吸收热的材料形成。例如，反射膜37c可由金形成。若设置有反射膜37c，则在图6中进行了例示的温度控制部337中，可抑制从上部均热板34a放射出的热入射至温度控制部337的放射部37a。因此，由于可减少从温度控制部337的放射部37a放射至工件100的热，因此容易使工件100的与温度控制部337相向的区域(例如，工件100的中央区域)的温度下降。
另外，在由虚线所示的温度控制部37中，可抑制从加热器32a放射出的热入射至温度控制部337的放射部37a。因此，可抑制从温度控制部337向上部均热板34a放射的热。因此，由于可减少从上部均热板34a放射至工件100的热，因此容易使工件100的与安装有温度控制部337的上部均热板34a相向的区域(例如，工件100的中央区域)的温度下降。
温度控制部437可设置于下部均热板34b的工件100侧的面及与工件100侧为相反侧的面中的至少任一者。图6中进行了例示的温度控制部437设置于下部均热板34b的与工件100侧为相反侧的面。与温度控制部37相比，温度控制部437可增多向工件100放射的热。
温度控制部437具有放射部37a、多个凸部37b、及吸收膜37d。
吸收膜37d设置于温度控制部437的加热器32a侧的面(在图6进行了例示的温度控制部437中为放射部37a的表面)。吸收膜37d由比放射部37a更容易吸收热的材料(容易放射热的材料)形成。例如，吸收膜37d可设为使表面粗糙度变大的氧化膜或氮化膜或黑色的膜等。若设置有吸收膜37d，则温度控制部437可更有效率地吸收从加热器32a放射出的热。因此，可增多从下部均热板34b的与温度控制部437相向的区域放射至工件100的热。
如以上所说明那样，若设置反射膜37c或吸收膜37d，则工件100的与温度控制部337、温度控制部437相向的区域的温度控制变得更容易。因此，可对工件100的表面温度与背面温度进行更详细的控制。
此外，温度控制部437也可设置反射膜37c来代替吸收膜37d。在增多从设置有反射膜37c的温度控制部437放射至工件100的热的情况下，只要在与设置有吸收膜37d的一侧为相反侧的面设置反射膜37c即可。
图7是用以对另一实施方式的温度控制部37的配置进行例示的示意剖面图。
如图7所示，也可在上部均热板34a的至少其中一个面重叠设置多个温度控制部37(相当于第三温度控制部的一例)。例如，如图7所示，可在上部均热板34a的工件100侧的面重叠设置两个温度控制部37。
若重叠设置有多个温度控制部37，则容易使工件100的与多个温度控制部37相向的区域的温度(例如，工件100的中央区域的温度)下降。
在以上所述的具有反射膜37c的温度控制部337的情况下，可在上部均热板34a的至少其中一个面重叠设置多个。
另外，在以上所述的具有吸收膜37d的温度控制部437的情况下，例如可在下部均热板34b的至少其中一个面重叠设置多个。
此外，视需要，也可将温度控制部37、温度控制部337、温度控制部437加以组合并重叠多个。
图8是用以对另一实施方式的温度控制部37的配置进行例示的示意剖面图。
如上所述，在设置有凸部37b的部分，热通过热传导而传递。在重叠设置多个温度控制部37(相当于第三温度控制部的一例)的情况下，若在俯视时凸部37b彼此重叠，则存在放射部37a的设置有凸部37b的部分的温度变得过高的情况。
在此情况下，若如图8所示，在俯视时凸部37b彼此不重叠，则可抑制在放射部37a的面内，温度分布的偏差变大。
图9是用以对处理区域30a与处理区域30b重叠设置时的温度控制部的配置进行例示的示意剖面图。
如图1所示，存在处理区域30a与处理区域30b重叠设置的情况。在此种情况下，如上所述，设置于下侧的处理区域30a的上部加热部可兼用作设置于上侧的处理区域30b的下部加热部。在此情况下，为了不过度对工件100的表面进行加热，考虑使对处理区域30a内的工件100的表面侧的加热器32a施加的电力减小。但是，若如此，则处理区域30b内的工件100的背面侧的温度也下降。因此，在重叠设置多个处理部30且从两面侧对工件100进行加热的情况下，仅通过控制对加热器32a施加的电力，难以对加热处理的对象物的温度进行更详细的控制。
即使在此种情况下，通过设置以上所述的温度控制部37、温度控制部137、温度控制部237、温度控制部337、温度控制部437，也可减小工件100的面内的温度分布的偏差。
例如，如图9所示，在下侧的处理区域30a中，可在上部均热板34a的工件100侧的面设置温度控制部37。在上侧的处理区域30b中，可在下部均热板34b的与工件100侧为相反侧的面(加热器32a侧的面)设置温度控制部37。若如此，则与以上所述情况同样地，可享有能够减小工件100的面内的温度分布的偏差的效果。此时，优选为选择各温度控制部37、137、237、337、437或对温度控制部的平面尺寸进行调节，以使工件100表面侧的温度低于工件100的背面侧的温度。
图10是用以对处理区域30a与处理区域30b重叠设置时的温度控制部的另一实施方式进行例示的示意剖面图。
在图10中，对与工件100的中央区域及中间区域相向的多个上部均热板34a及下部均热板34b进行例示。
如上所述，在对工件100进行加热时，优选为工件100的表面侧的温度低于工件100的背面侧的温度。
因此，例如，如图10所示，可使设置于下侧的处理区域30a的上部均热板34a上的温度控制部537的平面尺寸大于设置于上侧的处理区域30b的下部均热板34b上的温度控制部37的平面尺寸。
温度控制部537例如可经由凸部37b而设置于图1所示的五个上部均热板34a。凸部37b可设置于上部均热板34a的外缘周边。另外，温度控制部537的放射部37a在X方向上的长度为未达与工件100的外缘区域相向的上部均热板34a的中央区域的长度。
若如此，则在下侧的处理区域30a中，可使工件100的表面侧的温度低于工件100的背面侧的温度。另外，由于将温度控制部537以规定的间隔经由凸部37b而设置于上部均热板34a，因此可防止温度控制部537挠曲。另外，由于将温度控制部537的放射部37a在X方向上的长度设为未达与工件100的外缘区域相向的上部均热板34a的中央区域的长度，因此工件100背面侧的外缘的温度容易上升，从而可对工件100的面内的温度分布进行更均匀的控制。
此外，若将温度控制部537的放射部37a的平面形状设为菱形，则可使入射至容易因散热而产生温度下降的工件100的周缘区域的热增多，并且使入射至不易因散热而产生温度下降的工件100的中央区域的热减少。
图11是用以对处理区域30a与处理区域30b重叠设置时的温度控制部的另一实施方式进行例示的示意剖面图。
如图11所示，在温度控制部537还可设置以上所述的反射膜37c。在此情况下，反射膜37c在俯视时，可设置于放射部的中央区域。若设置有反射膜37c，则在下侧的处理区域30a中，更容易使工件100的表面侧的温度低于工件100的背面侧的温度。
另外，反射膜37c可设置于与工件100的表面的中央区域相向的位置。如上所述，由于工件100的中央区域不易散热，因此温度容易变高。因此，若反射膜37c设置于与工件100的表面的中央区域相向的位置，则可减小工件100的表面的面内的温度分布偏差。
图12是用以对处理区域30a与处理区域30b重叠设置时的温度控制部的另一实施方式进行例示的示意剖面图。
如图12所示，可在温度控制部537重叠设置以上所述的温度控制部37(相当于第三温度控制部的一例)。例如，可重叠设置放射部的平面尺寸不同的温度控制部。在此情况下，温度控制部37可设置于与工件100的表面的中央区域相向的位置。如上所述，由于工件100的中央区域不易散热，因此温度容易变高。因此，若温度控制部37设置于与工件100的表面的中央区域相向的位置，则可减小工件100的面内的温度分布偏差。
以上进行了例示的温度控制部37、温度控制部137、温度控制部237、温度控制部337、温度控制部437、温度控制部537只要与上部均热板34a(下部均热板34b)热连接即可。例如，可将这些温度控制部焊接于上部均热板34a(下部均热板34b)，或使用螺杆等紧固构件而接合于上部均热板34a(下部均热板34b)。
图13是用以对重叠设置多个温度控制部时的形态进行例示的示意立体图。
如图13所示，可在下侧的温度控制部637a(相当于第三温度控制部的一例)设置凸状的定位部637a1，在上侧的温度控制部637b设置供定位部637a1***的定位部637b1。定位部637b1例如可设为切口或孔等。
若如此，则由于温度控制部637a、温度控制部637b的装卸变得容易，因此可实现维护性的提高。
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具备本发明的特征，则包含于本发明的范围。
在图7及图12所示的其他实施方式中，对重叠设置温度控制部的情况进行了说明。但是，温度控制部并不限定于重叠设置。例如，也可将温度控制部537设置于上部均热板34a的加热器32a侧的面，将温度控制部37设置于与工件100的中央区域相向的上部均热板34a的工件100侧的面。
另外，也可使温度控制部37的个数从工件100的中央区域朝向外缘区域变化。例如，可配置成温度控制部37的个数从中央区域朝向外缘区域减少。由此，可减小工件100的面内的温度分布的偏差。
另外，也可并用温度控制部37与温度控制部337。例如，可在与工件100的中央区域相向的上部均热板34a设置温度控制部337，在配置于其两侧的上部均热板34a设置温度控制部37。由此，可减小工件100的面内的温度分布的偏差。
另外，温度控制部37的形状并不限定于矩形。例如，也可预先求出仅利用均热部进行加热时的工件100的面内的温度分布，并且根据温度分布来决定温度控制部37的形状。在此情况下，温度控制部37例如可设为三角形、椭圆、葫芦形状或扇形形状等各种形状。
另外，在具有多个加热部32的加热处理装置中，也可针对每个加热部32来改变温度控制部37的形状或结构。例如，设置于上部均热板34a的温度控制部37的形状或结构也可针对每个加热部32而不同。另外，最下层与最上层的加热部32与其他加热部32不同，热容易散发。因此，关于最下层与最上层的加热部32，也可不在设置于加热部32的、与工件100侧相反的一侧的均热部34设置温度控制部37。由此，可使设置于最下层与最上层的处理部30的工件100的面内的温度分布偏差减小。

Claims (12)

1.一种加热处理装置，其特征在于，包括：
腔室；
第一加热部，设置于所述腔室的内部且具有至少一个第一加热器；
第二加热部，设置于所述腔室的内部且具有至少一个第二加热器，并且与所述第一加热部相向；
至少一个第一均热板，设置于所述第一加热部与所述第二加热部之间；
至少一个第二均热板，设置于所述第一均热板与所述第二加热部之间；
第一处理区域，为所述第一均热板与所述第二均热板之间且用以支撑工件；
第一温度控制部，设置于所述第一均热板；以及
第二温度控制部，设置于所述第二均热板，
所述第一温度控制部具有与所述第一均热板隔开间隙而设置的第一放射部，
所述第二温度控制部具有与所述第二均热板隔开间隙而设置的第二放射部。
2.根据权利要求1所述的加热处理装置，其特征在于，所述第一放射部的平面尺寸比所述第二放射部的平面尺寸大。
3.根据权利要求1所述的加热处理装置，其特征在于，在所述第一放射部，设置有比所述第一放射部更不易吸收热的反射膜。
4.根据权利要求3所述的加热处理装置，其特征在于，所述反射膜在俯视时设置于所述第一放射部的中央区域。
5.根据权利要求1所述的加热处理装置，其特征在于，所述第二均热板的导热率比所述第一均热板的导热率高。
6.根据权利要求1所述的加热处理装置，其特征在于，还包括与所述第一温度控制部重叠设置的第三温度控制部。
7.根据权利要求6所述的加热处理装置，其特征在于，所述第三温度控制部具有与所述第一温度控制部隔开间隙而设置的第三放射部，
所述第三放射部的平面尺寸与设置于所述第一温度控制部的所述第一放射部的平面尺寸不同。
8.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，还具有第二处理区域，所述第二处理区域在所述第一处理区域上重叠设置，
设置于所述第一处理区域与所述第二处理区域之间的所述第一加热部由所述第一处理区域与所述第二处理区域兼用。
9.一种加热处理装置，其特征在于，包括：
腔室；
排气部，对所述腔室的内部进行排气，使所述腔室的内部成为真空；
第一处理区域，设置于所述腔室的内部，且用以支撑工件；
第一加热部，设置于所述第一处理区域的上部且具有至少一个第一加热器；
第二加热部，设置于所述第一处理区域的下部具有至少一个第二加热器；
至少一个第一均热板，设置于所述第一处理区域与所述第一加热部之间；
至少一个第二均热板，设置于所述第一处理区域与所述第二加热部之间；以及
第一温度控制部，设置于所述第一均热板，
所述第一温度控制部具有与所述第一均热板隔开间隙而设置的第一放射部。
10.根据权利要求9所述的加热处理装置，其特征在于，还包括设置于所述第二均热板的第二温度控制部，
所述第二温度控制部具有与第二均热板隔开间隙而设置的第二放射部。
11.根据权利要求10所述的加热处理装置，其特征在于，所述第一放射部的平面尺寸比所述第二放射部的平面尺寸大。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的加热处理装置，其特征在于，还具有第二处理区域，所述第二处理区域在所述第一处理区域上重叠设置，
设置于所述第一处理区域与所述第二处理区域之间的所述第一加热部由所述第一处理区域与所述第二处理区域兼用。
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