(57)【要約】【課題】真空中で基板を加熱及び冷却する基板加熱・冷却処理装置及び方法。真空室内に搬入、載置された基板を、高温下で、より短い時間にて急速に加熱すると共に、加熱処理後の基板の冷却をより短い時間で行う。【解決手段】基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる機構、及び／又は、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が小さくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が大きくなる機構とを真空室内に備えている基板加熱・冷却処理装置、基板加熱・冷却方法。【選択図】図１
2008235570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空中で基板を加熱及び冷却する基板加熱・冷却処理装置であって、
内部に収納した基板を加熱及び冷却する真空室と、
当該真空室内に配備されていて、基板が載置される基板保持台と、
基板を加熱する加熱手段とを備え、
基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる機構を真空室内に備えている
ことを特徴とする基板加熱・冷却処理装置。
【請求項２】
真空中で基板を加熱及び冷却する基板加熱・冷却処理装置であって、
内部に収納した基板を加熱及び冷却する真空室と、
当該真空室内に配備されていて、基板が載置される基板保持台と、
基板を加熱する加熱手段とを備え、
基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が小さくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が大きくなる機構を真空室内に備えている
ことを特徴とする基板加熱・冷却処理装置。
【請求項３】
真空中で基板を加熱及び冷却する基板加熱・冷却処理装置であって、
内部に収納した基板を加熱及び冷却する真空室と、
当該真空室内に配備されていて、基板が載置される基板保持台と、
基板を加熱する加熱手段とを備え、
基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる機構と、
基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が小さくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が大きくなる機構と
を真空室内に備えている
ことを特徴とする基板加熱・冷却処理装置。
【請求項４】
真空室内に配備されている、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる機構は、
基板加熱処理が行なわれる際に、基板保持台に載置されている基板に対向する側に配備されている熱反射面と、前記基板との間の間隔が狭められ、
基板冷却処理が行なわれる際に、基板保持台に載置されている基板に対向する側に配備されている熱反射面と、前記基板との間の間隔が広げられるものである
ことを特徴とする請求項１又は３記載の基板加熱・冷却処理装置。
【請求項５】
真空室内に配備されている、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる機構は、
基板加熱処理が行なわれる際に、基板保持台に載置されている基板に対して熱反射面が対向配置され、
板冷却処理が行なわれる際に、基板保持台に載置されている基板に対して熱反射面が対向配置されなくなるものである
ことを特徴とする請求項１又は３記載の基板加熱・冷却処理装置。
【請求項６】
真空室内に配備されている、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる機構は、
基板加熱処理が行なわれる際に、前記真空室内に配備されている熱吸収面と基板保持台に載置されている基板との間を遮る部材が配備され、
基板冷却処理が行なわれる際に、前記のように前記真空室内に配備されている熱吸収面と基板保持台に載置されている基板との間を遮っていた部材が取り除かれる
ものであることを特徴とする請求項１又は３記載の基板加熱・冷却処理装置。
【請求項７】
真空室内に配備されている、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる機構は、
板冷却処理が行なわれる際に、基板保持台に載置されている基板に対して熱吸収面が対向配置され、
基板加熱処理が行なわれる際に、基板保持台に載置されている基板に対して熱吸収面が対向配置されなくなるものである
ことを特徴とする請求項１又は３記載の基板加熱・冷却処理装置。
【請求項８】
基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が小さくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が大きくなる機構は、
基板加熱処理が行なわれる際に、前記真空室内に配備されている熱吸収面と基板保持台に載置されている基板との間を遮る部材が配備され、
基板冷却処理が行なわれる際に、前記のように前記真空室内に配備されている熱吸収面と基板保持台に載置されている基板との間を遮っていた部材が取り除かれる
ものであることを特徴とする請求項２又は３記載の基板加熱・冷却処理装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子の製造技術に関し、特に、半導体基板（本明細書において単に「基板」という）を急速に加熱及び冷却する基板加熱・冷却処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造技術では、基板上に薄膜を形成させるために高温下での加熱処理工程（アニール工程）が必要になる。この基板上に形成される薄膜の均一性を維持し、かつ基板の歪みや変質を抑え効率よく製造する上で、急速な加熱処理（アニール処理）と、その後の急速な冷却処理が要求される。
【０００３】
従来、基板の加熱処理においては、加熱機構を有する基板保持台を真空室内に配置し、当該基板保持台に載置した基板を加熱し、加熱終了後、基板を冷却する方法、装置が提案されている。しかし、半導体基板（例えばＳｉＣ基板）を、基板保持台の内部に設けられた加熱機構により短時間で２０００℃等の高温に加熱することは、たとえ真空容器内においてであっても放熱現象が生じるため容易ではない。また、前記のように２０００℃等の高温に加熱した後に冷却する場合、冷却効率を高める目的などで、真空室に水冷機構などの冷却機構を配備しているときであっても、同じく、短時間で冷却することは容易ではなかった。
【０００４】
そこで、図１５に概略構成を示したように、加熱機構１００を内部に有する基板保持台１０１に載置された基板１０２に対向する位置に熱反射板１０３を設けることで放熱現象を抑え、急速な高温状態に加熱可能とした加熱装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特許第２９１２９１３号特許公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の加熱装置によれば、熱反射板１０３の反射面１０４が鏡面加工されているため、加熱された基板１０２からの輻射熱を基板１０２に反射して戻すことができ、急速な高温加熱が可能であるとされている。
【０００６】
しかしながら、急速な高温加熱処理が可能となるものの、加熱後の冷却処理には上記熱反射板が温度降下の阻害要因となり、長時間高温下におかれた基板に変質や熱歪みが生じたり、基板上に形成された薄膜の膜厚の均一性も損なうおそれがある。
【０００７】
また、真空室の壁面に熱反射の対称性を損なうゲートバルブ等が設けられていると、たとえゲートバルブの真空室内側を鏡面処理していても加熱処理（アニール処理）における面内均一性が悪化し、例えば、加熱処理により基板上に形成される薄膜の均一性が保持できないという問題も生じる。
【０００８】
そこで、本発明は、真空中で基板を加熱及び冷却する基板加熱・冷却処理装置及び基板加熱・冷却処理方法において、真空室内に搬入、載置された基板を、高温下で、より短い時間にて急速に加熱すると共に、加熱処理後の基板の冷却をより短い時間で行うことが可能な基板加熱・冷却処理装置及び基板加熱・冷却処理方法を提供することを目的にしている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明は次のような基板加熱・冷却処理装置を提案するものである。
【００１０】
請求項１の基板加熱・冷却処理装置は、真空中で基板を加熱及び冷却する基板加熱・冷却処理装置であって、内部に収納した基板を加熱及び冷却する真空室と、当該真空室内に配備されていて、基板が載置される基板保持台と、基板を加熱する加熱手段とを備え、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる機構を真空室内に備えているものである。
【００１１】
請求項２の基板加熱・冷却処理装置は、真空中で基板を加熱及び冷却する基板加熱・冷却処理装置であって、内部に収納した基板を加熱及び冷却する真空室と、当該真空室内に配備されていて、基板が載置される基板保持台と、基板を加熱する加熱手段とを備え、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が小さくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が大きくなる機構を真空室内に備えているものである。
【００１２】
請求項３の基板加熱・冷却処理装置は、前記の請求項１と２の特徴を兼ね備えたものであって、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる機構と、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が小さくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が大きくなる機構とを真空室内に備えているものである。
【００１３】
請求項４の基板加熱・冷却処理装置は、請求項１又は３記載の基板加熱・冷却処理装置において、真空室内に配備されている、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる機構が、基板加熱処理が行なわれる際に、基板保持台に載置されている基板に対向する側に配備されている熱反射面と、前記基板との間の間隔が狭められ、基板冷却処理が行なわれる際に、基板保持台に載置されている基板に対向する側に配備されている反射面と、前記基板との間の間隔が広げられるものである。
【００１４】
請求項５の基板加熱・冷却処理装置は、請求項１又は３記載の基板加熱・冷却処理装置において、真空室内に配備されている、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる機構を、基板加熱処理が行なわれる際に、基板保持台に載置されている基板に対して熱反射面が対向配置され、板冷却処理が行なわれる際に、基板保持台に載置されている基板に対して熱反射面が対向配置されなくなるものとしている。
【００１５】
請求項６の基板加熱・冷却処理装置は、請求項１又は３記載の基板加熱・冷却処理装置において、真空室内に配備されている、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる機構は、基板加熱処理が行なわれる際に、前記真空室内に配備されている熱吸収面と基板保持台に載置されている基板との間を遮る部材が配備され、基板冷却処理が行なわれる際に、前記のように前記真空室内に配備されている熱吸収面と基板保持台に載置されている基板との間を遮っていた部材が取り除かれるものとしている。
【００１６】
請求項７の基板加熱・冷却処理装置は、請求項１又は３記載の基板加熱・冷却処理装置において、真空室内に配備されている、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる機構は、板冷却処理が行なわれる際に、基板保持台に載置されている基板に対して熱吸収面が対向配置され、基板加熱処理が行なわれる際に、基板保持台に載置されている基板に対して熱吸収面が対向配置されなくなるものとしている。
【００１７】
請求項８の基板加熱・冷却処理装置は、請求項２又は３記載の基板加熱・冷却処理装置において、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が小さくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が大きくなる機構は、基板加熱処理が行なわれる際に、前記真空室内に配備されている熱吸収面と基板保持台に載置されている基板との間を遮る部材が配備され、基板冷却処理が行なわれる際に、前記のように前記真空室内に配備されている熱吸収面と基板保持台に載置されている基板との間を遮っていた部材が取り除かれるものとしている。
【００１８】
以上の本発明においては、基板加熱時に、熱反射面を基板に対向させる、あるいは近接して対向させることにより、基板から放射された熱エネルギー、あるいは基板から反射された熱エネルギーを基板側に効果的に反射する。そこで、基板は効率よく急速に高温加熱される。特に、チャンバ内を高真空状態にしたときは、例えば、２０００℃程度の高温状態に加熱することが可能となる。
【００１９】
そして加熱後は、熱反射面が基板に対向している状態を解除する、あるいは熱反射面を基板から離すことにより、基板から放射された熱エネルギー、あるいは基板から反射された熱エネルギーが基板側に反射されることを抑え、基板の迅速な冷却が可能となる。
【００２０】
その結果、冷却に長時間要したときに生じる基板の変質や熱歪みを抑えることができるとともに、冷却時間を短縮して装置全体のスループットを向上させることができる。
【００２１】
なお、前記の熱反射面は、例えば、アルミニウムやステンレスから部材の熱反射面となる表面を鏡面加工して形成することができる。
【００２２】
鏡面加工としてはラップ仕上げや、ダイヤモンドバイトを用いた切削加工などの加工方法が該当する。
【００２３】
また、少なくとも一面に熱反射面が形成されている前記のアルミニウムやステンレスからなる部材は、加熱処理の均一性を担保するため、熱反射の対称性を確保すべく基板に対して対称な形状、構造になっていることが好ましい。
【００２４】
前記において、加熱手段としては、例えばフィラメントから発生する熱電子による電子衝撃加熱や、カーボンヒータ等を採用することができる。
【００２５】
また、前記における熱吸収体としては、例えばパイロリテックカーボン、カーボン、黒色ＳｉＣ、そして黒色アルミアルマイトなどを採用することができる。
【００２６】
なお、本明細書において、「対向」、「対向配置する」とは、相対して配置されている両物体間に遮る他の物が存在しないことをいう。
【００２７】
更に、前記目的を達成するため、本発明が提案する基板加熱・冷却処理方法は、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率を大きくし、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率を小さくして基板加熱・冷却処理を行うものである。
【００２８】
また、他の基板加熱・冷却処理方法は、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率を小さくし、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が大きくして基板加熱・冷却処理を行うものである。
【００２９】
更に他の基板加熱・冷却処理方法は、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率を大きくすると共に、基板から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率を小さくし、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率を小さくすると共に、基板から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が大きくして基板加熱・冷却処理を行うものである。
【００３０】
これらの本発明の基板加熱・冷却処理方法は、前述した本発明の基板加熱・冷却処理を用いて実施することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、真空室内に搬入、載置された基板を、迅速に高温に加熱できると共に、さらに加熱後の迅速な冷却も可能となるので、基板の変質や歪み等の発生を抑えたアニール特性の面内均一性を良好に保つ高温加熱処理を行うことができる。
【００３２】
また加熱時間、冷却時間を短縮して装置全体のスループットを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態としてのいくつかの実施例を示す。
【実施例１】
【００３４】
図１は、本発明に係る基板加熱・冷却処理装置の第１の実施例を示す概略断面図である。
【００３５】
この実施例は、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる機構を真空室内に備えている本発明の基板加熱・冷却処理装置と、これによる本発明の基板加熱・冷却方法を説明するものである。
【００３６】
図１に示すように基板加熱・冷却処理装置１は、真空排気機構（図示せず）によって高真空排気可能で、内部に収納した基板３（例えば、ＳｉＣ基板）を加熱及び冷却する真空室２と、真空室２内に配備されていて、基板３が載置される基板保持台６と、基板３を加熱する加熱手段とを備えている。
【００３７】
そして、基板加熱処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる機構を真空室２内に備えている。
【００３８】
図１図示の実施形態では、真空室２内に熱反射体８が配備されている。この熱反射体８は、基板保持台６に載置されている基板３に対向する側に熱反射面７を備えている。この熱反射体８は、不図示の駆動機構によって、図１中、矢印１２、１３方向へ移動する。すなわち、基板３に接近する方向及び、離れる方向に移動する。
【００３９】
これにより、基板加熱処理が行なわれる際に、一点破線図示のように、熱反射面７と、基板保持台６に載置されている基板３との間の間隔が狭められ、基板冷却処理が行なわれる際に、実線図示のように、熱反射面７と基板３との間の間隔が広げられる。
【００４０】
図１図示の本発明の基板加熱・冷却処理装置１は、このように、基板保持台６に載置されている基板３に対向する側に熱反射面７を備えている熱反射体８が、基板加熱処理が行なわれる際に基板３に接近し、基板冷却処理が行なわれる際に基板３から離れることによって、基板加熱処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなるものである
なお、図１図示の実施形態では、基板３を加熱する加熱手段９は、熱反射体８内に配備されているが、図４図示のように、基板保持台６の中に基板３を加熱する加熱手段９が配備されている形態にすることもできる。
【００４１】
図１図示のように熱反射体８内に加熱手段９が配備されている場合、熱エネルギーは、熱反射体８の熱反射面７から基板３に向けて放射され、基板３から反射してきた熱エネルギーが、熱反射体８の熱反射面７で反射して、また基板３に向かうことになる。
【００４２】
一方、図４図示のように、基板保持台６の中に加熱手段９が配備されている場合、熱エネルギーは、基板保持台６、基板３から熱反射体８の熱反射面７に向けて放射され、熱反射体８の熱反射面７で反射されて基板３に向かってくることになる。
【００４３】
熱反射体８は、アルミニウム又はステンレススチール製で、熱反射面７は、ラップ仕上げや、ダイヤモンドバイトによる切削加工によって鏡面加工されている。
【００４４】
図示の実施形態では、熱反射面７は円形の基板３に対応して円形状になっており、熱反射面７の直径は、対向する基板３の面を十分覆うように、円形の基板３の直径より大きく設定されている。基板３が円形である場合、熱反射面７も円形であると、熱反射面７で反射する熱エネルギーによるアニール特性の面内均一性を良好に維持する上で有効である。
【００４５】
また、図示の実施形態では、真空室２は、真空室２を高温から保護することを目的として、壁面内部に水冷用流路１０を有する水冷チャンバになっている。水冷用流路１０には冷却機構（図示せず）から送られてくる冷却水が通流する。
【００４６】
次に基板加熱・冷却処理装置１による本発明の基板加熱・冷却処理方法を説明する。
【００４７】
ゲートバルブ１１を開放し、基板搬送機構（図示せず）により、真空室２の内部に基板３を搬入して基板保持台６の上端面５の上に載置する。
【００４８】
次に、真空排気機構（図示せず）によって真空室２の内部を排気して真空状態にする。加熱手段９により基板３を加熱しつつ、真空室２を高温から保護するため、水冷用流路１０に冷却水を通流させる。
【００４９】
ここで、熱反射体８を、不図示の駆動機構によって、図１中、矢印１２方向に移動させ、一点破線図示のように、熱反射面７と、基板保持台６に載置されている基板３との間の間隔を狭める。
【００５０】
これによって、基板３を加熱する処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを反射する反射率を大きくすることができる。
【００５１】
熱反射体８内に配備されている加熱手段９による基板３の加熱は、熱反射体８、熱反射面７を介して伝播される輻射加熱になる。これに、基板３から発せられる熱エネルギーが、図１中、一点破線図示のように基板３に近接していて、鏡面加工されている熱反射体８の熱反射面７によって反射されてくる熱エネルギーが重畳され、効率よく加熱が行われる。
【００５２】
これによって、基板３を急速に２０００℃等の高温に加熱することができる。
【００５３】
加熱処理が完了した後は、熱反射体８を、不図示の駆動機構によって、図１中、矢印１３方向に移動させ、実線図示のように、熱反射面７と、基板保持台６に載置されている基板３との間の間隔を広くする。
【００５４】
これによって、基板３を冷却する処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを反射する反射率を小さくすることができる。
【００５５】
すなわち、冷却工程においては、加熱手段９からの加熱が無くなるだけでなく、基板３から発せられる熱エネルギーが反射されて基板３に戻ってくることがなくなり、効率よく冷却を行なうことができる。
【００５６】
なお、加熱処理の間、真空室２や各装置類を高温から保護するために、冷却機構（図示せず）を作動させて水冷用流路１０に冷却水を通流させていたが、この冷却工程でも水冷用流路１０に冷却水を通流させておくことにより、真空室の壁面を介して効率よく熱吸収を行い、基板からの放熱、基板の冷却を促進させることができる。
【００５７】
冷却工程が完了したならば、ゲートバルブ１１を開放し、基板搬送機構（図示せず）により、基板保持台６の上端面５の上に置かれている基板３を真空室２の外部に取り出し、次に、加熱・冷却処理を行う新たな基板３を真空室２内に搬入して、載置する。基板保持台６の上端面５の上に置く。
【００５８】
以上に説明したように、図１に図示し、上述した基板加熱・冷却処理装置１では、基板加熱処理が行なわれる際に、基板保持台６に載置されている基板３に対向配置されている熱反射面７と基板３との間の間隔が狭められ、基板冷却処理が行なわれる際に、その間隔が広げられことによって、基板加熱処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる機構が真空室２内に配備されている。
【００５９】
このように、基板加熱処理が行なわれる際に、基板３と基板３に対向配置されている熱反射面７との間の間隔が狭められ、基板冷却処理が行なわれる際に、基板３と基板３に対向配置されている熱反射面７との間の間隔が広げられるので、この図１図示の基板加熱・冷却処理装置１は、基板加熱処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が小さくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が大きくなる機構を真空室２内に備えているものでもある。
【００６０】
なお、前述したように、熱反射体８が図１中、矢印１２、１３方向に、基板３に対して接近する方向及び、離れる方向に移動する際、その熱反射面７を基板３に平行にして、基板３に対して垂直に接近する方向及び、離れる方向に移動するようにし、なおかつ、図示のように、基板３と略同心円状となる状態を維持しつつ、前記の移動が行なわれるようにすることが望ましい。
【００６１】
熱反射体８の鏡面加工されている熱反射面７が、基板３と略同心円状となる状態を維持している状態で、基板３に対して平行でかつ、対向して基板３を広く覆うので、加熱された基板３から放射される熱エネルギーはこの熱反射面７で基板３側に確実に反射され、基板３に対してあらゆる方向から対称的に加熱が行われることになるからである。
【００６２】
発明者等が、本発明の実施例１に示す基板加熱処理装置を用いて実験を行ったところ、処理基板のφ７５ｍｍ領域におけるアニール処理後のシート抵抗の面内ばらつき±１．４％が達成された。これは、基板３に対してあらゆる方向から対称的に加熱が行われる結果達成されたものと考えられる。
【００６３】
本実施例の基板加熱・冷却処理装置によれば、真空室２内に搬入、載置された基板３を、迅速に高温に加熱できると共に、さらに加熱後の迅速な冷却も可能となるので、基板３の変質や歪み等の発生を抑えたアニール特性の面内均一性を良好に保つ高温加熱処理を行うことができる。また加熱時間、冷却時間を短縮して装置全体のスループットを向上させることができる。
【実施例２】
【００６４】
図２は、本発明に係る基板加熱・冷却処理装置の第２の実施例を示す概略断面図である。
【００６５】
この実施例は、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる機構と、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が小さくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が大きくなる機構とを真空室内に備えている本発明の基板加熱・冷却処理装置と、これによる本発明の基板加熱・冷却方法を説明するものである。
【００６６】
なお、図１を用いて説明した実施例１の構成・構造要素と同一の機能を発揮する構成・構造要素には、図１、実施例１で用いた図面参照符号と同一の図面参照符号を用い、その説明を省略する。
【００６７】
図２に示すように、実施例２が実施例１と異なる点は、基板加熱・冷却処理装置１の真空室２の内壁の一部を熱吸収体１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄで被覆した点にある。
【００６８】
ここで、熱吸収体で被覆される真空室２の内壁の一部は、少なくとも、加熱手段９を内蔵している輻射熱反射体８が実線図示のように基板３から離れる冷却工程の際に、基板３との間に遮る物がない真空室２の内壁面であることが望ましい。
【００６９】
冷却工程においては、基板３から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなるように、図２に実線で示しているごとく、加熱手段９を内蔵している熱反射体８が基板３から離れている。
【００７０】
そこで、少なくとも、冷却工程において、基板保持台６の上端面５の上に載置されている基板３との間に遮る物が存在しない真空室２の内壁面が、図２図示のように、熱吸収体１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄで被覆されていることにより、基板冷却処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が大きくなる。これによって、基板３を冷却する効率を高めることができる。
【００７１】
一方、加熱工程において、基板３から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなるように、図２に一点破線で示しているごとく、加熱手段９を内蔵している熱反射体８が基板３に近接している。
【００７２】
そこで、真空室２の内壁面に、図２図示のように被覆されている熱吸収体１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、そのほとんどの領域において、基板３との間に遮る物（図示の例では、熱反射体８）が存在している状態になる。
【００７３】
そこで、加熱処理の間に基板３から発せられる熱エネルギーが、熱吸収体１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄに吸収されることはほとんどなくなる。
【００７４】
これによって、基板３が加熱される効率を高めることができる。
【００７５】
このように、図２図示の実施例２の形態によれば、実施例１、図１で説明した構成、構造により、基板加熱処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなることに追加して、基板加熱処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が小さくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が大きくなる。
【００７６】
そこで、真空室２内に搬入、載置された基板３を、迅速に高温に加熱できると共に、さらに加熱後の迅速な冷却も可能となり、基板３の変質や歪み等の発生を抑えたアニール特性の面内均一性を良好に保つ高温加熱処理を行うことができる。また加熱時間、冷却時間を短縮して装置全体のスループットを向上させることができる。
【００７７】
図２図示の実施例では、少なくとも、冷却工程において、基板保持台６の上端面５の上に載置されている基板３との間に遮る物が存在しない真空室２の内壁面を熱吸収体で被覆しておく形態として、基板３と略同一の高さから離れた位置にある熱反射体８の高さまでの真空室２の内側側壁面が熱吸収体１５ａによって、この範囲の高さに位置するゲートバルブ１１の内側面が熱吸収体１５ｃによって、このゲートバルブ１１から上下方向に離れた位置にある熱反射体８の高さまでの内側側壁面が熱吸収体１５ｂによって、ゲートバルブ１１から基板３と略同一の高さまでの内側側壁面が熱吸収体１５ｄによって、それぞれ被覆されている。
【００７８】
図２では多少の余裕を確保するため熱吸収体１５ａ、１５ｄの被覆範囲を基板３より下の範囲まで設けているが、基板３より下に位置する熱吸収体の部分は、基板３からの熱が基板保持台６により遮られるので、冷却工程における加熱処理済みの基板３から発せられる熱を吸収する役割は大きいものではない。そこで、この部分の被覆を省略してもよい。
【００７９】
熱吸収体１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄとしては、真空室２内での種々の処理に耐えることができ、なによりも、冷却工程において加熱処理済みの基板３から放出される輻射熱を効率よく吸収できるものであれば種々のものを採用することが可能である。例えば、パイロリテックカーボン、カーボン、黒色ＳｉＣ、又は黒色アルミアルマイト等からなるものにすることができる。
【００８０】
図２に図示し、この実施例で説明した基板加熱・冷却処理装置１による本発明の基板加熱・冷却処理方法は、基板加熱処理が行なわれる間、熱反射体８によって、基板３と熱吸収体１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄとの間が遮られることにより、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が小さくなり、基板冷却処理が行なわれる間、熱反射体８が図２に実線で示すように基板３から離れていることによって、基板３と熱吸収体１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄとの間を遮るものがなくなり、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が大きくなる点が追加されることを除けば、図１に図示し、実施例１で説明した基板加熱・冷却処理装置１による本発明の基板加熱・冷却処理方法と同様であるので、その説明を省略する。
【００８１】
なお、図２図示の実施形態では、熱反射体８に加熱手段９が内蔵されているが、図１の実施例１でも説明したように、図４図示のごとく、基板保持台６の中に基板３を加熱する加熱手段９が配備されている形態にすることもできる。
【００８２】
また、この実施例２、図２においては、基板保持台６に載置されている基板３に対向する側に熱反射面７を備えている熱反射体８が採用されているので、熱反射体８の矢印１２、１３方向への移動は、単に、基板加熱処理が行なわれる間、基板３と熱吸収体１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄとの間を遮ることにより、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が小さくなるようにし、基板冷却処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が大きくなるようにするだけにとどまっていない。
【００８３】
すなわち、図１、実施例１で説明したように、基板保持台６に載置されている基板３に対向する側に熱反射面７を備えている熱反射体８は、基板加熱処理が行なわれる間、基板保持台６に載置されている基板３に熱反射面７を近接させることによって、基板３から発せられる熱エネルギーを反射する反射率を大きくし、基板冷却処理が行なわれる間、熱反射面７を基板保持台６に載置されている基板３から遠ざけることによって、基板３から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる役割を果たしている。
【００８４】
これを、前述した熱反射面７を備えていない熱反射体８を採用し、この熱反射体８は、基板加熱処理が行なわれる間、基板保持台６に載置されている基板３に近接することによって、基板３と熱吸収体１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄとの間を遮ることにより、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が小さくなるようにし、基板冷却処理が行なわれる間、基板保持台６に載置されている基板３から離れることによって、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が大きくなるようにする役割を果たすだけのものにすることも可能である。
【００８５】
このようにしても、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が小さくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が大きくなる機構を真空室内に備えている基板加熱・冷却処理装置と、これによる本発明の基板加熱・冷却方法によって、真空室２内に搬入、載置された基板３を、急速に高温に加熱できると共に、さらに加熱後の急速な冷却を行うことが可能であり、基板３の変質や歪み等の発生を抑えたアニール特性の面内均一性を良好に保つ高温加熱処理を行うことができる。また加熱時間、冷却時間を短縮して装置全体のスループットを向上させることができる。
【実施例３】
【００８６】
図３は、本発明に係る基板加熱・冷却処理装置の第３の実施例を示す概略断面図である。
【００８７】
この実施例は、図２を用いて説明した実施例２と同じく、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる機構と、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が小さくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が大きくなる機構とを真空室内に備えている本発明の基板加熱・冷却処理装置と、これによる本発明の基板加熱・冷却方法を説明するものである。
【００８８】
なお、図１、図２を用いて説明した実施例１、２の構成・構造要素と同一の機能を発揮する構成・構造要素には、図１、実施例１、図２、実施例２で用いた図面参照符号と同一の図面参照符号を用い、その説明を省略する。
【００８９】
図３図示の実施例が、図２図示の実施例２と相違している点は、基板保持台６の外周を、基板保持台外周壁との間に間隔をあけて取り囲み、基板保持台６に基板３が載置されている位置よりも上下方向で低い位置に存在するその上側面が熱反射面１７に形成されている熱反射台１６が配備されている点にある。
【００９０】
熱反射面１７は、熱反射体８の熱反射面７と同じく、ラップ仕上げや、ダイヤモンドバイトによる切削加工によって鏡面加工されている。
【００９１】
図１を用いて実施例１で説明したように、加熱工程においては、熱反射体８を一点破線図示の状態に移動させ、熱反射面７と、基板保持台６に載置されている基板３との間の間隔を狭めることによって、基板３から発せられる熱エネルギーを反射する反射率を大きくし、基板３から発せられる熱エネルギーを、熱反射体８の熱反射面７によって反射されてくる輻射熱を利用してより効率よく加熱できる。
【００９２】
図３図示の本実施例においては、熱反射体８、熱反射面７を介して加熱手段９から伝播されてくる輻射熱及び、前述した基板３から発せられる熱エネルギーを熱反射面７が反射した輻射熱を、熱反射台１６の上面に配備されている熱反射面１７によって反射することにより、熱反射面７によって反射されて基板３に戻ってくる輻射熱をより増大させることができる。
【００９３】
これによって、真空室２内に搬入、載置された基板３を、図１、２図示の実施例１、２の場合よりも一層迅速に高温に加熱できると共に、さらに加熱後の迅速な冷却も可能となるので、基板３の変質や歪み等の発生を抑えたアニール特性の面内均一性を良好に保つ高温加熱処理を行うことができる。また加熱時間、冷却時間を短縮して装置全体のスループットを向上させることができる。
【００９４】
前記の点を除けば、この実施例の基板加熱・冷却処理装置１による本発明の基板加熱・冷却処理方法は、図１に図示し、実施例１で説明した基板加熱・冷却処理装置１による本発明の基板加熱・冷却処理方法、図２に図示し、実施例２で説明した基板加熱・冷却処理装置１による本発明の基板加熱・冷却処理方法と同様であるので、その説明を省略する。
【００９５】
なお、図３図示のように、基板保持台６外周壁と輻射熱反射台１６との間に若干の間隔が開いているのは、真空排気のための排気機構が、真空室２の下側（熱反射台１６が配備されている位置の下側）に配備されることがあることを考慮したものである。
【００９６】
図４図示の実施例は、基板保持台６の中に基板３を加熱する加熱手段９が配備されている形態にした点のみが、図３図示のこの実施例と相違するだけで、他の構成、構造、機能、作用は、同一であるので、それらの説明を省略する。
【００９７】
なお、図３、図４図示の実施形態において、図１図示の実施形態のように、真空室２の内壁に熱吸収体が配備されていない形態にすることもできる。
【００９８】
図３、図４図示のように、熱吸収体１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄが配備されていれば、基板加熱処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が小さくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が大きくなるので、基板３を一層迅速に高温に加熱できると共に、さらに加熱後の一層迅速な冷却も可能になる。
【００９９】
しかし、真空室２の内壁に熱吸収体が配備されていない形態であっても、図１、実施例１で説明した、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる機構と、前述した上側面に熱反射面１７を有する熱反射台１６が配備されていることによって発揮される作用・効果により、基板３の迅速な高温加熱、加熱後の迅速な冷却が可能である。
【実施例４】
【０１００】
図５は、本発明に係る基板加熱・冷却処理装置の第４の実施例を示す概略断面図である。
【０１０１】
この実施例は、図２を用いて説明した実施例２にさらに改善を加えたもので、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる機構と、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が小さくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が大きくなる機構とを真空室内に備えている本発明の基板加熱・冷却処理装置と、これによる本発明の基板加熱・冷却方法を説明するものである。
【０１０２】
なお、図１、２を用いて説明した実施例１、２の構成・構造要素と同一の機能を発揮する構成・構造要素には、図１、２実施例１、２で用いた図面参照符号と同一の図面参照符号を用い、その説明を省略する。
【０１０３】
図５に示すように、実施例５が実施例２（図２）と異なる点は、図２（実施例２）では輻射熱反射体８が平板状であったものが、基板保持台６に載置されている基板３との間の間隔が狭められた際に、基板保持台６に載置されている基板３を覆うように、基板保持台６に対向する側に開口部を有する蓋形状を有し、熱反射体８の基板保持台６に載置されている基板３に対向する側に配備されている熱反射面１８は、蓋形状の熱反射体８の内壁面に形成されている点にある。
【０１０４】
熱反射体８が蓋形状を有し、熱反射面１８がこの蓋形状の熱反射体８の内壁面に形成されていることにより、加熱工程において、図５中、一点破線図示のように基板保持台６に載置されている基板３との間の間隔が狭められ、熱反射体８の開口部が、基板保持台６に載置されている基板３を覆うと、加熱された基板３から発せられた熱エネルギーをあらゆる方角から、効果的に基板３方向に向けて反射することが可能になり、輻射加熱の効率を高めることができる。
【０１０５】
これによって、真空室２内に搬入、載置された基板３を、２図示の実施例２の場合よりも一層迅速に高温に加熱できると共に、さらに加熱後の迅速な冷却も可能となるので、基板３の変質や歪み等の発生を抑えたアニール特性の面内均一性を良好に保つ高温加熱処理を行うことができる。また加熱時間、冷却時間を短縮して装置全体のスループットを向上させることができる。
【０１０６】
前記の点を除けば、この実施例の基板加熱・冷却処理装置１による本発明の基板加熱・冷却処理方法は、図２に図示し、実施例２で説明した基板加熱・冷却処理装置１による本発明の基板加熱・冷却処理方法と同様であるので、その説明を省略する。
【０１０７】
図６図示の実施形態は、図５図示の本実施例において、図３で説明した上側面に熱反射面１７を有する熱反射台１６が配備されているメカニズムが追加されている実施例を説明するものである。
【０１０８】
これによって、前記の実施例３で説明した作用・効果が更に発揮されるようになる。
【０１０９】
なお、この実施例４の実施形態では、熱反射体８は蓋形状を有しているので、熱反射面１７は、図６図示のように、基板保持台６の外周近傍の熱反射台１６上側面に配備しておくのみでその目的を達成することができる。
【０１１０】
なお、この実施例４においても、図７図示のように、基板保持台６の中に基板３を加熱する加熱手段９が配備されている形態にすることができる。
【０１１１】
また、図５〜図７図示の実施形態において、図１図示の実施形態のように、真空室２の内壁に熱吸収体が配備されていない形態にすることもできる。
【０１１２】
図５〜図７図示のように、熱吸収体１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄが配備されていれば、基板加熱処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が小さくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が大きくなるので、基板３を一層迅速に高温に加熱できると共に、さらに加熱後の一層迅速な冷却も可能になる。
【０１１３】
しかし、真空室２の内壁に熱吸収体が配備されていない形態であっても、図１、実施例１で説明した、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる機構、特に、熱反射体８が蓋形状を有し、熱反射面１８がこの蓋形状の熱反射体８の内壁面に形成されていることにより、加熱工程において、基板３から発せられた熱エネルギーをあらゆる方角から、効果的に基板３方向に向けて反射することが可能になり輻射加熱の効率を高めることができる機構（図５〜図７に共通）と、上側面に熱反射面１９を有する熱反射台１６が配備されている（図６、図７）ことによって発揮される作用・効果により、基板３の迅速な高温加熱、加熱後の迅速な冷却が可能である。
【実施例５】
【０１１４】
図８は、本発明に係る基板加熱・冷却処理装置の第５の実施例を示す概略断面図である。
【０１１５】
この実施例は、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる機構を真空室内に備えている本発明の基板加熱・冷却処理装置と、これによる本発明の基板加熱・冷却方法を説明するものである。
【０１１６】
図７では、特に、この実施例の特徴となる部分のみを説明し、その他の部分は、図１、図２を用いて説明したものを同様であるので、説明を省略する。
【０１１７】
なお、図１を用いて説明した実施例１の構成・構造要素と同一の機能を発揮する構成・構造要素には、図１実施例１で用いた図面参照符号と同一の図面参照符号を用い、その説明を省略する。
【０１１８】
この実施例における基板加熱処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる機構は、基板保持台６に載置されている基板３に対向する側に熱反射面７を備え、基板加熱処理が行なわれる際に、基板保持台６に載置されている基板３に対して対向配置される位置に保持され、基板冷却処理が行なわれる際に、基板保持台６に載置されている基板３に対して対向しない位置に移動される板状の熱反射体８から構成されている。
【０１１９】
すなわち、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、熱反射体８は円形の皿形状をなしており、この熱反射体８の下面に、鏡面加工された円形の熱反射面７が中心を共通にして取り付けられている。
【０１２０】
円形の皿形状の熱反射体８は回転軸を鉛直方向とした円柱状の回転軸部材２２の梁部材２１によって支持され、基板３の加熱時には、図８（ｂ）の左側に示すように、熱反射体８及びその熱反射面７が、基板保持台６及び基板３の真上で略同心円状に配置される位置に回転移動される。
【０１２１】
これによって、基板３から放射される熱エネルギーを対称かつ均一に基板３に向けて反射できるので、基板３に対する輻射熱を利用した加熱を行い、急速な高温加熱が可能になる。
【０１２２】
基板３に対する加熱処理後、熱反射体８は、回転軸部材２２の回転軸を中心にして図８（ｂ）の右側に一点破線で示す位置に回転移動するので、基板３から放射される熱エネルギーの基板３への反射量は急減する。そのため基板の迅速な冷却が可能となる。
【０１２３】
なお、この実施例において、図２図示の実施形態のように、真空室２の内壁面に熱吸収体１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄを配備しておくことにより、基板加熱処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が小さくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が大きくなる機構を併用することが可能である。
【０１２４】
更に、図３図示のように、上側面に熱反射面１７が配備されている熱反射台１６を基板保持台６の下部外周に配備することによって、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる機構を一層効率よいものにすることも可能である。
【０１２５】
円形の皿形状の輻射熱反射体８が基板加熱処理時、基板冷却処理時に前述したように移動する点を除けば、この実施例の基板加熱・冷却処理装置による本発明の基板加熱・冷却処理方法は、図１〜図７を用いて説明してきた本発明の基板加熱・冷却処理装置による本発明の基板加熱・冷却処理方法と基本的に同様であるので、その説明を省略する。
【０１２６】
なお、図示していないが、熱反射体８の下側面に配備されているものを、図２図示の実施形態で真空室２の内壁面に配備されていることを説明した熱吸収体１５ａ、等と同等の熱吸収体にし、基板加熱処理が行なわれる間は、熱反射体８を、図８（ｂ）の右側に一点破線で示す位置に、基板冷却処理が行なわれる間は、熱反射体８を図８（ｂ）の左側に実線で示す位置にそれぞれ移動させることによって、基板加熱処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が小さくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が大きくなる機構が配備されている基板加熱・冷却処理装置、これによる基板加熱・冷却処理方法にすることも可能である。
【実施例６】
【０１２７】
図９は、本発明に係る基板加熱・冷却処理装置の第６の実施例を示す概略断面図である。
【０１２８】
図９では、特に、この実施例の特徴となる部分のみを説明し、その他の部分は、図１、図２を用いて説明したものを同様であるので、説明を省略する。
【０１２９】
なお、図１を用いて説明した実施例１の構成・構造要素と同一の機能を発揮する構成・構造要素には、図１実施例１で用いた図面参照符号と同一の図面参照符号を用い、その説明を省略する。
【０１３０】
この実施例は、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる機構と、基板加熱処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が小さくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が大きくなる機構とを真空室内に備えている本発明の基板加熱・冷却処理装置と、これによる本発明の基板加熱・冷却方法を説明するものである。
【０１３１】
図９図示の実施例において、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる機構は、実施例５（図８）で説明したものと同じく、基板保持台６に載置されている基板３に対向する側に熱反射面７を備え、基板加熱処理が行なわれる際に、基板保持台６に載置されている基板３に対して対向配置される位置に保持され、基板冷却処理が行なわれる際に、基板保持台６に載置されている基板３に対して対向しない位置に移動される板状の熱反射体８によって構成されている。
【０１３２】
そして、基板加熱処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が小さくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が大きくなる機構は、基板保持台６に載置されている基板３に対向する側に熱吸収体２６を備え、基板加熱処理が行なわれる際に、基板保持台６に載置されている基板３に対して対向しない位置に移動され、基板冷却処理が行なわれる際に、基板保持台６に載置されている基板３に対して対向配置される位置に保持される板状の熱吸収板体２５によって構成されている。
【０１３３】
すなわち、実施例５（図８）で説明したものと同じく、熱反射体８は円形の皿形状をなしており、この熱反射体８の下面に、鏡面加工された円形の熱反射面７が中心を共通にして取り付けられている。
【０１３４】
また、熱吸収板体２５は円形の皿形状をなしており、この熱吸収板体２５の下面に、図２図示の実施形態で真空室２の内壁面に配備されていることを説明した熱吸収体１５ａ、等と同等の円形の熱吸収体２６が中心を共通にして取り付けられている。
【０１３５】
そして、熱反射体８、熱吸収板体２５は、それぞれ、回転軸を鉛直方向とした円柱状の回転軸部材２２の梁部材２１ａ、２１ｂによって支持され、基板３の加熱時には、図９（ｂ）図示のように、熱吸収板体２５は基板保持台６に載置されている基板３に対して対向しない位置に移動され、一方、熱反射体８は、熱反射面７が基板保持台６及び基板３の真上で略同心円状に配置される位置になるよう矢印２７方向に回転移動される。
【０１３６】
一方、基板３の冷却時には、図９（ｃ）図示のように、熱反射体８は、基板保持台６に載置されている基板３に対して対向しない位置に移動され、熱吸収板体２５は、熱吸収体２６が基板保持台６及び基板３の真上で略同心円状に配置される位置になるよう矢印２８方向に回転移動される。
【０１３７】
前記の点を除けば、この実施例の基板加熱・冷却処理装置による本発明の基板加熱・冷却処理方法は、図８を用いて説明した本発明の基板加熱・冷却処理装置による本発明の基板加熱・冷却処理方法と基本的に同様であるので、その説明を省略する。
【実施例７】
【０１３８】
図１０は、本発明に係る基板加熱・冷却処理装置の第７の実施例を示す概略断面図である。
【０１３９】
この実施例は、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる機構を真空室内に備えている本発明の基板加熱・冷却処理装置と、これによる本発明の基板加熱・冷却方法を説明するものである
図１０図示の実施例において、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる機構は、基板保持台６に載置されている基板３に対向する位置で、隣接する板体との間に互いに隙間を開けて配備され、少なくとも一面に熱反射面１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅを有する複数枚の板体８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅからなり、基板加熱処理が行なわれる際に、各板体８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅの熱反射面１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅからなる面を基板保持台６に載置されている基板３に対向させることによって、複数枚の板体８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅにより、基板保持台６に載置されている基板３に対向する平坦な熱反射面が形成され、基板冷却処理が行なわれる際に、各板体８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅが傾動されて、熱反射面１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅからなる面が基板保持台６に載置されている基板３に対向しなくなるものである。
【０１４０】
図１０では、特に、この実施例の特徴となる部分のみを説明し、その他の部分は、図１、図２を用いて説明したものを同様であるので、説明を省略する。
【０１４１】
図１０（ａ）は基板３の加熱時、図１０（ｂ）は基板３の冷却時における概略断面図である。
【０１４２】
なお、図１を用いて説明した実施例１の構成・構造要素と同一の機能を発揮する構成・構造要素には、図１実施例１で用いた図面参照符号と同一の図面参照符号を用い、その説明を省略する。
【０１４３】
図１０に示したように、各板体８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅは、それぞれの回転軸２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ、２９ｅを中心として回動可能になっている。
【０１４４】
そこで、基板加熱処理を行う際には、図１０（ａ）図示のように、各板体８ａ、等の前述した熱反射面７等と同じく鏡面加工されている熱反射面１４ａ、等からなる面を基板保持台６に載置されている基板３に対向させることによって、複数枚の板体８ａ、等により、基板保持台６に載置されている基板３に対向する平坦な熱反射面を形成する。これによって、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなるようにしている。
【０１４５】
また、基板冷却処理が行なわれる際には、図１０（ｂ）図示のように、各板体８ａ、等が傾動されて、熱反射面１４ａ、等からなる面が基板保持台６に載置されている基板３に対向しなくなるようにする。これによって、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなるようにしているものである。
【０１４６】
この際、単に、熱反射面１４ａ、等からなる面が基板保持台６に載置されている基板３に対向しなくなるようになるだけでなく、図１０（ｂ）図示のように、隣接する板体８ａ〜８ｅ間の間隙が加熱時のときより広くなるようにして、基板３からの放出熱を通過しやすくすることで、より迅速な冷却が可能となる。
【０１４７】
なお、この実施例において、図２図示の実施形態のように、真空室２の内壁面に熱吸収体１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄを配備しておくことにより、基板加熱処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が小さくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が大きくなる機構を併用することが可能である。
【０１４８】
更に、図３図示のように、上側面に輻射熱反射面１７が配備されている熱反射台１６を基板保持台６の下部外周に配備することによって、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる機構を一層効率よいものにすることも可能である。
【０１４９】
図１０（ａ）、（ｂ）を用いて前記に説明した点を除けば、この実施例の基板加熱・冷却処理装置による本発明の基板加熱・冷却処理方法は、図１〜図７を用いて説明してきた本発明の基板加熱・冷却処理装置による本発明の基板加熱・冷却処理方法と基本的に同様であるので、その説明を省略する。
【実施例８】
【０１５０】
図１１は、本発明に係る基板加熱・冷却処理装置の第８の実施例を示す概略断面図である。
【０１５１】
図１１では、特に、この実施例の特徴となる部分のみを説明し、その他の部分は、図１、図２、図１０を用いて説明したものを同様であるので、説明を省略する。
【０１５２】
なお、図１、図１０を用いて説明した実施例１、実施例７の構成・構造要素と同一の機能を発揮する構成・構造要素には、図１、図１０、実施例１、実施例７で用いた図面参照符号と同一の図面参照符号を用い、その説明を省略する。
【０１５３】
図１１図示の実施例８は、図１０を用いて説明した実施例７に変更を加えたものである。
【０１５４】
この実施例は、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる機構と、基板加熱処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が小さくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が大きくなる機構とを真空室内に備えている本発明の基板加熱・冷却処理装置と、これによる本発明の基板加熱・冷却方法を説明するものである。
【０１５５】
図１１図示の実施例では、基板保持台６に載置されている基板３に対向する位置で、隣接する板体との間に互いに隙間を開けて配備されていて、それぞれ回転軸２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ、２９ｅを中心として回動可能になっている複数枚の板体８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅは、それぞれ、一面に前述した熱反射面７等と同じく鏡面加工されている熱反射面１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ、これに対向する他方の面に、前述した熱吸収体１５ａ等と同様の熱吸収体３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅを備えている。
【０１５６】
そして、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる機構及び、基板加熱処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が小さくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が大きくなる機構は、基板加熱処理が行なわれる際に、図１１（ａ）図示のように、各板体８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅの熱反射面１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅからなる面を基板保持台６に載置されている基板３に対向させることによって、複数枚の板体８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅにより、基板保持台６に載置されている基板３に対向する平坦な熱反射面が形成され、基板冷却処理が行なわれる際に、図１１（ｂ））図示のように、各板体８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅの熱吸収体３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅからなる面を基板保持台６に載置されている基板３に対向させることによって、複数枚の板体８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅにより、基板保持台６に載置されている基板３に対向する平坦な熱吸収面が形成されるものである。
【０１５７】
図１１（ａ）、（ｂ）を用いて前記に説明した点を除けば、この実施例の基板加熱・冷却処理装置による本発明の基板加熱・冷却処理方法は、図１０を用いて説明した本発明の基板加熱・冷却処理装置による本発明の基板加熱・冷却処理方法と基本的に同様であるので、その説明を省略する。
【実施例９】
【０１５８】
図１２は、本発明に係る基板加熱・冷却処理装置の第９の実施例を示す概略断面図である。
【０１５９】
図１２では、特に、この実施例の特徴となる部分のみを説明し、その他の部分は、図１、図２、図１０を用いて説明したものを同様であるので、説明を省略する。
【０１６０】
なお、図１、図１０を用いて説明した実施例１、実施例７の構成・構造要素と同一の機能を発揮する構成・構造要素には、図１、図１０、実施例１、実施例７で用いた図面参照符号と同一の図面参照符号を用い、その説明を省略する。
【０１６１】
図１２図示の実施例９は、図１０を用いて説明した実施例７に変更を加えたものである。
【０１６２】
この実施例は、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる機構と、基板加熱処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が小さくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が大きくなる機構とを真空室内に備えている本発明の基板加熱・冷却処理装置と、これによる本発明の基板加熱・冷却方法を説明するものである。
【０１６３】
図１２図示の実施例が図１０図示の実施例と相違している点は、図１２（ａ）図示のように、下面側に、前述した熱吸収体１５ａ等と同様の熱吸収体２６を備えている熱吸収板体２５が配備されている点である。
【０１６４】
図１０図示の実施例７においては、基板冷却工程において、熱反射面１４ａ、等からなる面が基板保持台６に載置されている基板３に対向しなくなるようになるだけでなく、図１０（ｂ）図示のように、隣接する板体８ａ〜８ｅ間の間隙が加熱時のときより広くなるようにして、基板３からの放出熱を通過しやすくすることで、より迅速な冷却を可能にしている。
【０１６５】
図１２図示の実施例９では、図１２（ｂ）図示のように、板体８ａ〜８ｅの背後側に、下面側に熱吸収体２６を備えている熱吸収板体２５が配備されているので、基板冷却処理が行なわれる間、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が大きくなる。これによって、一層効率よく冷却処理を進行させることができる。
【０１６６】
図１２（ａ）、（ｂ）を用いて前記に説明した点を除けば、この実施例の基板加熱・冷却処理装置による本発明の基板加熱・冷却処理方法は、図１０を用いて説明した本発明の基板加熱・冷却処理装置による本発明の基板加熱・冷却処理方法と基本的に同様であるので、その説明を省略する。
【実施例１０】
【０１６７】
図１３は、本発明に係る基板加熱・冷却処理装置の第１０の実施例を示す概略断面図である。
【０１６８】
図１３では、特に、この実施例の特徴となる部分のみを説明し、その他の部分は、図１、図２を用いて説明したものを同様であるので、説明を省略する。
【０１６９】
なお、図１を用いて説明した実施例１の構成・構造要素と同一の機能を発揮する構成・構造要素には、図１、実施例１で用いた図面参照符号と同一の図面参照符号を用い、その説明を省略する。
【０１７０】
この実施例は、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる機構を真空室内に備えている本発明の基板加熱・冷却処理装置と、これによる本発明の基板加熱・冷却方法を説明するものである。
【０１７１】
図１３（ａ）は基板３の加熱時、図１３（ｂ）は基板３の冷却時を説明する概略断面図である。
【０１７２】
基板保持台６との間に所定の間隔をあけて立設された側壁３５ａの上端に、熱反射体８ａの下端側が、当該熱反射体８ａの上端側が基板保持台６側に向けて回動可能なように、蝶番３７ａを介して取り付けられている。
【０１７３】
この熱反射体８ａが回転して図１３（ａ）図示の状態になったときに、基板３に対向する面には、前述した熱反射面７等と同じく鏡面加工されている熱反射面３６ａが配備されている。
【０１７４】
基板３に対する加熱処理を行なう際に、図１３（ａ）のように、基板３に対向する熱反射体８ａ等によって、基板３の上方が全て覆われるように、前述した側壁３５ａ、蝶番３７ａ、熱反射体８ａと同様の構成が側壁３５ｂ、蝶番３７ｂ、熱反射体８ｂによって準備される。
【０１７５】
これによって、基板加熱処理時には、図１３（ａ）図示のように、熱反射面３６ａ、３６ｂが基板３に近接して、基板３の上方を覆うことになり、基板３から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなる。
【０１７６】
一方、基板冷却処理時には、図１３（ｂ）図示のように、熱反射面３６ａ、３６ｂが基板３から離れ、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる。
【０１７７】
図１３（ａ）、（ｂ）を用いて前記に説明した点を除けば、この実施例の基板加熱・冷却処理装置による本発明の基板加熱・冷却処理方法は、実施例１〜９で説明した本発明の基板加熱・冷却処理装置による本発明の基板加熱・冷却処理方法と基本的に同様であるので、その説明を省略する。
【０１７８】
なお図示していないが、熱反射面３６ａ、３６ｂを、前述した熱吸収体１５ａ等と同様の熱吸収体にし、基板冷却処理時には、図１３（ａ）図示のように、熱吸収体が基板３に近接して、基板３の上方を覆い、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が大きくなり、基板加熱処理時には、図１３（ｂ）図示のように、熱吸収体が基板３から離れ、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が小さくなる機構が採用されている基板加熱・冷却処理装置と、これによる基板加熱・冷却処理方法にすることもできる。
【実施例１１】
【０１７９】
図１４は、本発明に係る基板加熱・冷却処理装置の第１１の実施例を示す概略断面図である。
【０１８０】
図１４では、特に、この実施例の特徴となる部分のみを説明し、その他の部分は、図１、図２を用いて説明したものを同様であるので、説明を省略する。
【０１８１】
なお、図１を用いて説明した実施例１の構成・構造要素と同一の機能を発揮する構成・構造要素には、図１、実施例１で用いた図面参照符号と同一の図面参照符号を用い、その説明を省略する。
【０１８２】
この実施例は、基板加熱処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなり、基板冷却処理が行なわれる間、基板から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる機構を真空室内に備えている本発明の基板加熱・冷却処理装置と、これによる本発明の基板加熱・冷却方法を説明するものである。
【０１８３】
図１４（ａ）は基板３の加熱時、図１４（ｂ）は基板３の冷却時を説明する概略断面図である。
【０１８４】
基板保持台６の上部周囲に環状の下がり壁部３８が配備されており、この下がり壁部３８内に、下側方向に向けて出没する環状の熱反射体８が備えられている。そして、熱反射体８の内側面には、前述した熱反射面７等と同じく鏡面加工されている熱反射面３９が配備されている。
【０１８５】
基板加熱処理時には、図１４（ａ）図示のように、熱反射体８が下側方向に向けてスライドし、基板保持台６の上端側及び、基板３を取り囲む。これによって、熱反射面３９が基板３に近接し、基板３から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が大きくなる。
【０１８６】
一方、基板冷却処理時には、図１４（ｂ）図示のように、熱反射体８が下がり壁部３８内に没入し、熱反射面３９が基板３から離れ、基板３から発せられる熱エネルギーを反射する反射率が小さくなる。
【０１８７】
図１４（ａ）、（ｂ）を用いて前記に説明した点を除けば、この実施例の基板加熱・冷却処理装置による本発明の基板加熱・冷却処理方法は、実施例１〜９で説明した本発明の基板加熱・冷却処理装置による本発明の基板加熱・冷却処理方法と基本的に同様であるので、その説明を省略する。
【０１８８】
なお図示していないが、熱反射面３９を、前述した熱吸収体１５ａ等と同様の熱吸収体にし、基板冷却処理時には、図１４（ａ）図示のように、熱吸収体が基板３に近接して、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が大きくなり、基板加熱処理時には、図１４（ｂ）図示のように、熱吸収体が基板３から離れ、基板３から発せられる熱エネルギーを吸収する熱吸収率が小さくなる機構が採用されている基板加熱・冷却処理装置と、これによる基板加熱・冷却処理方法にすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１８９】
【図１】本発明の基板加熱・冷却処理装置の第１の実施例を説明する概略断面図。
【図２】本発明の基板加熱・冷却処理装置の第２の実施例を説明する概略断面図。
【図３】本発明の基板加熱・冷却処理装置の第３の実施例を説明する概略断面図。
【図４】図３図示の実施例の変形例を説明する概略断面図。
【図５】本発明の基板加熱・冷却処理装置の第４の実施例を説明する概略断面図。
【図６】図５図示の実施例の変形例を説明する概略断面図。
【図７】図５図示の実施例の他の変形例を説明する概略断面図。
【図８】本発明に係る基板加熱・冷却処理装置の第５の実施例を示す図であって、（ａ）は側面概略図、（ｂ）は平面概略図。
【図９】本発明に係る基板加熱・冷却処理装置の第６の実施例を示すで、（ａ）は加熱処理、冷却処理が行なわれていない状態の平面概略図、（ｂ）加熱時の平面概略図、（ｃ）は冷却時の平面概略図。
【図１０】本発明に係る基板加熱・冷却処理装置の第７の実施例を示す概略断面図で、（ａ）は基板の加熱時、（ｂ）は基板の冷却時を説明する概略断面図。
【図１１】本発明に係る基板加熱・冷却処理装置の第８の実施例を示す概略断面図で、（ａ）は基板の加熱時、（ｂ）は基板の冷却時を説明する概略断面図。
【図１２】本発明に係る基板加熱・冷却処理装置の第９の実施例を示す概略断面図で、（ａ）は基板の加熱時、（ｂ）は基板の冷却時を説明する概略断面図。
【図１３】本発明に係る基板加熱・冷却処理装置の第１０の実施例を示す概略断面図で、（ａ）は基板の加熱時、（ｂ）は基板の冷却時を説明する概略断面図。
【図１４】本発明に係る基板加熱・冷却処理装置の第１１の実施例を示す概略断面図で、（ａ）は基板の加熱時、（ｂ）は基板の冷却時を説明する概略断面図。
【図１５】従来の基板加熱・冷却処理装置を説明する概略断面図。
【符号の説明】
【０１９０】
１  基板加熱・冷却処理装置
２  真空室
３  基板
５  上端面
６  基板保持台
７  円形鏡面部
８  輻射熱反射部材
９  加熱手段
１０  水冷用流路
１１  ゲートバルブ
【図１】
2008235570.tif 000003
【図２】
2008235570.tif 000004
【図３】
2008235570.tif 000005
【図４】
2008235570.tif 000006
【図５】
2008235570.tif 000007
【図６】
2008235570.tif 000008
【図７】
2008235570.tif 000009
【図８】
2008235570.tif 000010
【図９】
2008235570.tif 000011
【図１０】
2008235570.tif 000012
【図１１】
2008235570.tif 000013
【図１２】
2008235570.tif 000014
【図１３】
2008235570.tif 000015
【図１４】
2008235570.tif 000016
【図１５】
2008235570.tif 000017