(57)【要約】  加熱装置および加熱チャンバを提供する。加熱装置は、基板（２１）と、少なくとも３つの支柱（２２）と、加熱組立体とを備える。少なくとも３つの支柱は、基板上で垂直に設けられ、基板の周方向に沿って間隔をあけて配置される。少なくとも３本の支柱の上端は、被加熱物（２３）を支承するための支承面を形成する。加熱組立体は、加熱ランプ（２４）と、放射熱遮蔽組立体とを含み、加熱ランプは、基板の上方且つ支承面の下方に設けられ、支承面に向かって熱を放射する。均一に配置された加熱ランプによって形成された有効加熱領域が基板上における投影は、支承面が基板上における投影を覆う。放射熱遮蔽組立体は、加熱ランプによって周囲および底部に向かって放射された熱を遮蔽するように構成される。本発明は、広い適用範囲を有すると共に、加熱効率および加熱均一性を改善することができる。
2018531324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱装置であって、
基板と、少なくとも３つの支柱と、加熱組立体とを備え、
前記少なくとも３つの支柱は、前記基板上で垂直に設けられ、前記基板の周方向に沿って間隔をあけて配置され、前記少なくとも３つの支柱の上端が、被加熱物を支承するための支承面を形成し、
前記加熱組立体は、加熱ランプと、放射熱遮蔽組立体とを含み、
前記加熱ランプは、前記基板の上方且つ前記支承面の下方に設けられ、前記支承面に向かって熱を放射するように構成され、均一に配置された前記加熱ランプによって形成された有効加熱領域が前記基板上における投影が、前記支承面が基板上における投影を覆い、
前記放射熱遮蔽組立体は、前記加熱ランプによって周囲および底部に向かって放射された熱を遮蔽するように構成される、加熱装置。
【請求項２】
前記加熱ランプは、加熱部と、前記加熱部の両端に位置する２つの非加熱部とを含み、
前記加熱部には熱を生成するための加熱線が配置され、前記加熱線が配置されている領域は、前記有効加熱領域であり、
前記非加熱部には前記加熱線の両端に各々接続する導線を設け、前記導線は、前記加熱ランプの正極および負極として使用される、請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記有効加熱領域の形状および大きさは、前記加熱ランプの形状および前記加熱線の長さを設定することによって決められる、請求項２に記載の加熱装置。
【請求項４】
前記有効加熱領域の形状は、前記支承面の形状に対応する、請求項１に記載の加熱装置。
【請求項５】
前記加熱ランプの本数は、複数であり、
前記複数の加熱ランプの各々は、線形ランプであり且つ互いに等間隔で平行に配置され、または、
前記複数の加熱ランプの各々は、円弧部と、当該円弧部の両端に接続された直線部とを含み、前記複数の加熱ランプの前記円弧部は、同心であり、異なる半径を有し且つ等間隔に配置され、前記複数の加熱ランプの前記直線部は、互いに等間隔で平行に配置されている、請求項２〜４のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項６】
前記加熱ランプは、前記支承面の異なる領域に基づいて複数の加熱群に分けられ、同一加熱群内の加熱ランプは、電気的に接続され、異なる加熱群内の加熱ランプは、互いに遮蔽される、請求項１に記載の加熱装置。
【請求項７】
前記加熱装置は、加熱制御システムをさらに備え、
前記加熱制御システムは、温度検出器と、温度制御器と、調整制御器と、複数の出力制御器とを備え、
前記温度検出器は、加熱処理の実行段階において、前記被加熱物の任意位置のリアルタイム温度を検出し、前記温度制御器に送信するように構成され、
前記温度制御器は、前記温度検出器から送信されたリアルタイム温度およびプリセット目標温度に基づいて制御信号を生成し、生成した制御信号を調整制御器に送信するように構成され、
前記調整制御器は、前記制御信号および加熱加重関数に基づいて、前記加熱群の各々に対応する複数の副制御信号を各々取得し、前記複数の副制御信号を対応する前記複数の出力制御器に各々送信するように構成され、
前記出力制御器の数は、前記加熱群の数に対応しており、各出力制御器は、前記副制御信号に基づいて、対応する前記加熱群内の前記加熱ランプの加熱出力を調整するように構成されている、請求項６に記載の加熱装置。
【請求項８】
前記加熱加重関数は、前記被加熱物の温度分布状況に基づいて、試行錯誤法によって予備設定段階で確立される、請求項７に記載の加熱装置。
【請求項９】
前記加熱加重関数は、
Ｔｍｅａｓ＜Ｔｐ−Ｔの場合、Ｕｎ＝Ｕ、Ｔｍｅａｓ≧Ｔｐ−Ｔの場合、Ｕｎ＝ｆｎ（Ｕ）＝ｋｎＵ＋ｂ、
式中、ｎは、０より大きくＮ以下の整数であり、Ｎは、前記加熱群の数であり、
Ｔｍｅａｓは、前記温度検出器によって検出されたリアルタイム温度であり、
Ｕｎは、ｎ番目の加熱群に対応する副制御信号を表し、
Ｕは、前記制御信号を表し、
ｆｎ（Ｕ）は、ｎ番目の加熱群に対応するプリセットルールを表し、
Ｔｐは、プリセット目標温度であり、
Ｔは、プリセット閾値温度であり、
ｋｎは、ｎ番目の加熱群に対応する加重係数であり、
ｂは、定数である、請求項７または８に記載の加熱装置。
【請求項１０】
前記予備設定段階で前記加熱加重関数を確立する過程において、前記各加熱群が位置する前記支承面の領域に対応して温度検出ポイントを設定し、
検出段階では、各々の前記温度検出ポイントのリアルタイム温度を検出し、前記温度検出ポイントのいずれかで検出されたリアルタイム温度がプリセット目標温度に近い場合、各々の前記温度検出ポイントから検出されたリアルタイム温度に基づいて前記被加熱物の温度分布状況を求め、前記温度分布状況に基づいて前記加熱加重関数を確立することによって、前記被加熱物の異なる領域間の温度差が処理に必要な温度均一性要件を満たせる、請求項８に記載の加熱装置。
【請求項１１】
前記少なくとも３つの支柱のうち、１つの支柱は、前記温度検出器の熱電対として使用される、請求項７に記載の加熱装置。
【請求項１２】
前記加熱ランプの本数は、１本であり、
前記１本の加熱ランプは、等間隔の平面状螺旋ランプである、請求項２〜４のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項１３】
前記放射熱遮蔽組立体は、
第１水平部と第１垂直部とを含む第１遮蔽部材を含み、前記第１水平部は、前記加熱ランプの下方に位置し且つ前記有効加熱領域を覆い、前記第１垂直部は、前記第１水平部に接続され且つ前記加熱ランプの前記加熱部を取り囲み、前記第１垂直部の上端は、前記加熱ランプよりも高く、
第２水平部と第２垂直部とを含む第２遮蔽部材を含み、前記第２垂直部は、前記支承面を取り囲み、第２垂直部の上端は、前記支承面よりも高く、前記第２水平部は、前記第２垂直部の外側を取り囲み、前記第２水平部が位置する平面は、前記第１垂直部および前記加熱ランプよりも高い、請求項２に記載の加熱装置。
【請求項１４】
前記第１遮蔽部材は、複数であり、
前記複数の第１遮蔽部材の各々の前記第１垂直部は、前記支承面と平行な方向に沿って間隔をあけて配置され、
前記複数の第１遮蔽部材の各々の前記第１水平部は、前記支承面に垂直な方向に沿って間隔をあけて配置されている、請求項１３に記載の加熱装置。
【請求項１５】
光の反射率を改善するために、前記加熱ランプに面する前記第１水平部の表面、前記第１垂直部の表面、前記第２水平部の表面および前記第２垂直部の表面を各々研磨またはメッキ処理する、請求項１３に記載の加熱装置。
【請求項１６】
前記加熱ランプに面する前記第１水平部の表面、前記第１垂直部の表面、前記第２水平部の表面および前記第２垂直部の表面の各々は、平面または曲面を含む、請求項１３に記載の加熱装置。
【請求項１７】
前記第１遮蔽部材および前記第２遮蔽部材の材料は、モリブデン、ステンレス鋼または石英を含む、請求項１３に記載の加熱装置。
【請求項１８】
前記加熱装置は、
前記基板上に設けられ、前記基板の中心位置に近い位置に配置された２つの電極をさらに備え、前記電極の上端および下端が前記基板の上方および下方に各々位置し、
前記放射熱遮蔽組立体と前記基板との間に設けられた２つの電気コネクタをさらに備え、前記各電気コネクタの一端が前記各電極に電気的に接続され、前記各電気コネクタの他端が前記加熱ランプに電気的に接続されている、請求項１に記載の加熱装置。
【請求項１９】
前記加熱装置は、
前記基板上で環状に設けられ、前記電気コネクタと前記加熱ランプとの接続部で発生する電界を遮蔽するための第１閉合空間を形成するための第１電気遮蔽部材と、
前記電極と前記電気コネクタとの接続部を取り囲み、前記電極と前記電気コネクタとの接続部で発生する電界を遮蔽するための第２閉合空間を形成するための第２電気遮蔽部材とをさらに備える、請求項１８に記載の加熱装置。
【請求項２０】
前記加熱ランプは、短波長赤外ランプである、請求項１に記載の加熱装置。
【請求項２１】
前記基板には、冷却流路が設けられ、前記冷却流路に冷却水を導入することによって、前記基板を冷却する、請求項１に記載の加熱装置。
【請求項２２】
加熱チャンバであって、
加熱装置と、前記加熱装置を上下に駆動するための駆動装置とを備え、
前記加熱装置は、請求項１〜２１のいずれか１項に記載の加熱装置である、加熱チャンバ。
【請求項２３】
前記駆動装置は、第１昇降軸と第１駆動機構とを備え、
前記第１昇降軸は、垂直に設けられ、前記第１昇降軸の上端が前記基板に接続され、前記第１昇降軸の下端が前記加熱チャンバの外側まで垂直に延在し、
前記第１駆動機構は、前記加熱チャンバの底部に設けられ且つ前記第１昇降軸に接続され、前記第１昇降軸を介して前記基板を昇降させるように駆動する、請求項２２に記載の加熱チャンバ。
【請求項２４】
前記駆動装置は、少なくとも３つの可動支柱と、コネクタと、第２昇降軸と、第２駆動機構とをさらに備え、
前記少なくとも３つの可動支柱は、前記基板の周方向に沿って間隔をあけて前記コネクタ上で垂直に設けられ、前記少なくとも３つの可動支柱の上端が、前記被加熱物を支承するように構成され、
前記第２昇降軸は、垂直に設けられ、前記第２昇降軸の上端が前記コネクタに接続され、前記第２昇降軸の下端が前記加熱チャンバの外側まで垂直に延在し、
前記第２駆動機構は、前記加熱チャンバの底部に設けられ且つ前記第２昇降軸に接続され、前記第２昇降軸を介して前記可動支柱を昇降させるように駆動する、請求項２３に記載の加熱チャンバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、半導体設備の加工技術分野に関し、より具体的には、加熱装置および加熱チャンバに関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
半導体分野において良く使用される処理技術としての物理蒸着（ＰＶＤ）技術、例えばマグネトロンスパッタ処理は、通常、真空チャンバ内で行われる。この真空容器内には、加熱装置が設けられている。加熱装置は、基板を載置するように構成された台座と、加熱組立体とを含む。加熱組立体は、基板を加熱し、基板の温度をスパッタ処理に必要な温度に維持するように構成される。
【０００３】
既存の加熱装置の一例として、電気抵抗加熱器が挙げられる。電気抵抗加熱器は、台座内に電気抵抗線を設け、台座を介して電気抵抗線から生成された熱を基板に伝達することによって、基板を加熱する。また、電気抵抗加熱器は、台座内に逆流パイプを配置し、台座と基板との間の隙間に不活性ガス（例えば、アルゴン）を供給することによって、熱伝導効率および熱均一性を向上させる。さらに、電気抵抗加熱器は、基板の温度を検出および制御するために、熱電対を含む。
【０００４】
実際の応用において、電気抵抗加熱器は、次のような課題を有する。
第１に、電気抵抗加熱器の加熱効率が比較的低く、基板の温度上昇が比較的遅いため、生産効率が低くなる。特に、高温ＰＶＤ処理の場合、基板を処理チャンバに移送した後、基板を処理に必要な温度まで急速に加熱し且つ維持する必要がある。処理が終了した後、ロボットアームが基板のピック＆プレース操作を行えるように、基板の温度をロボットアームの許容温度以下に急速に低下する必要がある。したがって、既存の電気抵抗加熱器は、高温ＰＶＤ処理に必要な急速加熱および急速冷却要件を満たしていない。
【０００５】
第２に、熱電対が基板の温度を測定することによって間接的に基板の温度を取得するため、熱伝導などの要因によって台座と基板との間に温度差（少なくとも１００℃以上）が存在する。したがって、基板温度の制御精度が比較的低くなる。
【０００６】
前述した問題を解決するために、しばしば加熱バルブを用いて、放射熱で基板を加熱するによって、電気抵抗加熱器を補助する。具体的には、図１は、既存のＰＶＤ装置を示す構造概略図である。図１に示すように、ＰＶＤ装置は、加熱チャンバ１０を備え、加熱チャンバ１０内には、石英密閉窓１３が設けられている。石英密閉窓１３は、加熱チャンバ１０を上部チャンバおよび下部チャンバに分ける。下部チャンバには、基板を載置するための台座１１が配置されており、台座１１の内部には、台座１１上の基板１４を加熱するための電気抵抗線１１１が設けられている。基板１４の温度を急速に上昇させ、処理効率を向上させるために、上部チャンバの頂部に加熱バルブ１２を配置する。加熱バルブ１２は、石英密閉窓１３を通って、放射熱で台座１１上の基板１４を加熱する。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図２に示すように、加熱バルブ１２は、加熱チャンバ１０の周方向に沿って配置されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
実際の応用において、前述した加熱装置は、次のような課題を有する。
第１に、加熱バルブ１２は、大気環境しか使用できないため、頂部加熱モードしか採用できない。すなわち、基板の上方から基板に放射熱を与える。このような加熱方法の適用範囲が狭い。例えば、このような加熱方法を、頂端にターゲット材料を配置するマグネトロンスパッタリングチャンバに適用することができない。
【０００８】
第２に、加熱バルブ１２が大気環境しか使用できず、熱損失が比較的高く、高温加熱（５００℃以上）時に熱損失が特に激しい。したがって、加熱効率が比較的低く、高温加熱を維持することができない。また、加熱バルブ１２は、石英密閉窓１３を通って間接的に基板１４を加熱しなければならず、熱損失をもたらし、加熱効率をさらに低下する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明の概要
上述した技術的課題に対処するために、本発明は、改善された加熱装置および加熱チャンバを提供する。加熱装置および加熱チャンバは、比較的高い加熱効率を有すると共に、真空環境または大気環境にも適用することができ、適用範囲を拡大することができる。
【００１０】
前述した技術的課題に対処するための技術的解決策として、加熱装置を提供することである。加熱装置は、基板と、少なくとも３つの支柱と、加熱組立体とを備える。少なくとも３つの支柱は、基板上で垂直に設けられ、基板の周方向に沿って間隔をあけて配置され、少なくとも３つの支柱の上端が、被加熱物を支承するための支承面を形成する。加熱組立体は、加熱ランプと放射熱遮蔽組立体とを含む。加熱ランプは、基板の上方且つ支承面の下方に設けられ、支承面に向かって熱を放射するように構成され、均一に配置された加熱ランプによって形成された有効加熱領域が基板上における投影が、支承面が基板上における投影を覆う。放射熱遮蔽組立体は、加熱ランプによって周囲および底部に向かって放射された熱を遮蔽するように構成される。
【００１１】
好ましくは、加熱ランプは、加熱部と、加熱部の両端に位置する２つの非加熱部とを含む。加熱部には熱を生成するための加熱線が配置され、加熱線が配置されている領域は、有効加熱領域である。非加熱部には、加熱線の両端に各々接続する導線を設け、導線は、加熱ランプの正極および負極として使用される。
【００１２】
好ましくは、有効加熱領域の形状および大きさは、加熱ランプの形状および加熱線の長さを設定することによって決められる。
【００１３】
好ましくは、有効加熱領域の形状は、支承面の形状に対応する。
好ましくは、加熱ランプの本数は、複数本である。複数の加熱ランプは、各々線形ランプであり且つ互いに等間隔で平行に配置されてもよい。加熱ランプの各々は、円弧部と、当該円弧部の両端に接続された直線部とを含み、複数の加熱ランプの円弧部は、同心であり、異なる半径を有し且つ等間隔に配置され、複数の加熱ランプの直線部は、互いに等間隔で平行に配置されている。
【００１４】
好ましくは、加熱ランプは、支承面の異なる領域に基づいて複数の加熱群に分けられ、同一加熱群内の加熱ランプは、電気的に接続され、異なる加熱群内の加熱ランプは、互いに遮蔽される。
【００１５】
好ましくは、加熱装置は、加熱制御システムをさらに備える。加熱制御システムは、温度検出器と、温度制御器と、調整制御器と、複数の出力制御器とを備える。温度検出器は、加熱処理の実行段階において、被加熱物の任意位置のリアルタイム温度を検出し、温度制御器に送信するように構成されている。温度制御器は、温度検出器から送信されたリアルタイム温度およびプリセット目標温度に基づいて制御信号を生成し、生成した制御信号を調整制御器に送信するように構成されている。調整制御器は、制御信号および加熱加重関数に基づいて、加熱群の各々に対応する複数の副制御信号を各々取得し、複数の副制御信号を対応する複数の出力制御器に各々送信するように構成されている。出力制御器の数は、加熱群の数に対応しており、各出力制御器は、副制御信号に基づいて、対応する加熱群内の加熱ランプの加熱出力を調整するように構成されている。
【００１６】
好ましくは、加熱加重関数は、被加熱物の温度分布状況に基づいて、試行錯誤法によって予備設定段階で確立される。
【００１７】
好ましくは、加熱加重関数は、
Ｔｍｅａｓ＜Ｔｐ−Ｔの場合、Ｕｎ＝Ｕ、Ｔｍｅａｓ≧Ｔｐ−Ｔの場合、Ｕｎ＝ｆｎ（Ｕ）＝ｋｎＵ＋ｂ、
式中、ｎは、０より大きくＮ以下の整数であり、Ｎは、加熱群の数であり、
Ｔｍｅａｓは、温度検出器によって検出されたリアルタイム温度であり、
Ｕｎは、ｎ番目の加熱群に対応する副制御信号を表し、
Ｕは、制御信号を表し、
ｆｎ（Ｕ）は、ｎ番目の加熱群に対応するプリセットルールを表し、
Ｔｐは、プリセット目標温度であり、
Ｔは、プリセット閾値温度であり、
ｋｎは、ｎ番目の加熱群に対応する加重係数であり、
ｂは、定数である。
【００１８】
好ましくは、予備設定段階で加熱加重関数を確立する過程において、加熱群の各々が対応する支承面の領域に温度検出ポイントを設定し、検出段階では、各々の温度検出ポイントのリアルタイム温度を検出する。温度検出ポイントのいずれかで検出されたリアルタイム温度がプリセット目標温度に近い場合、各々の温度検出ポイントから検出されたリアルタイム温度に基づいて被加熱物の温度分布状況を求め、温度分布状況に基づいて加熱加重関数を確立することによって、被加熱物の異なる領域間の温度差が処理に必要な温度均一性要件を満たせる。
【００１９】
好ましくは、少なくとも３つの支柱のうち、１つの支柱は、温度検出器の熱電対として使用され、各熱電対は、各加熱群が位置する支承面の領域に対応して配置される。
【００２０】
好ましくは、加熱ランプの本数は、１本であり、１本の加熱ランプは、等間隔の平面状螺旋ランプである。
【００２１】
好ましくは、放射熱遮蔽組立体は、第１水平部と第１垂直部とを含む第１遮蔽部材を含み、第１水平部は、加熱ランプの下方に位置し且つ有効加熱領域を覆い、第１垂直部は、第１水平部に接続され且つ加熱ランプの加熱部を取り囲み、第１垂直部の上端は、加熱ランプよりも高い。好ましくは、放射熱遮蔽組立体は、第２水平部と第２垂直部とを含む第２遮蔽部材を含み、第２垂直部は、支承面を取り囲み、第２垂直部の上端は、支承面よりも高く、第２水平部は、第２垂直部の外側を取り囲み、第２水平部が位置する平面は、第１垂直部および加熱ランプよりも高い。
【００２２】
好ましくは、第１遮蔽部材は、複数であり、複数の第１遮蔽部材の各々の第１垂直部は、支承面と平行な方向に沿って間隔をあけて配置され、複数の第１遮蔽部材の各々の第１水平部は、支承面に垂直な方向に沿って間隔をあけて配置されている。
【００２３】
好ましくは、光の反射率を改善するために、加熱ランプに面する第１水平部の表面、第１垂直部の表面、第２水平部の表面および第２垂直部の表面を各々研磨またはメッキ処理する。
【００２４】
好ましくは、加熱ランプに面する第１水平部の表面、第１垂直部の表面、第２水平部の表面および第２垂直部の表面は各々、平面または曲面を含む。
【００２５】
好ましくは、第１遮蔽部材および第２遮蔽部材の材料は、モリブデン、ステンレス鋼または石英を含む。
【００２６】
好ましくは、加熱装置は、基板上に設けられ、基板の中心位置に近い位置に配置された２つの電極をさらに備え、電極の上端および下端が基板の上方および下方に各々位置し、放射熱遮蔽組立体と基板との間に設けられた２つの電気コネクタをさらに備え、各電気コネクタの一端が各電極に電気的に接続され、各電気コネクタの他端が加熱ランプに電気的に接続されている。
【００２７】
好ましくは、加熱装置は、基板上で環状に設けられ、電気コネクタと加熱ランプとの接続部で発生する電界を遮蔽するための第１閉合空間を形成するための第１電気遮蔽部材と、電極と電気コネクタとの接続部を取り囲み、電極と電気コネクタとの接続部で発生する電界を遮蔽するための第２閉合空間を形成するための第２電気遮蔽部材とをさらに備える。
【００２８】
好ましくは、加熱ランプは、短波長赤外ランプである。
好ましくは、基板には、冷却流路が設けられ、冷却流路に冷却水を導入することによって、基板を冷却する。
【００２９】
別の技術的解決策として、本発明は、加熱装置と、加熱装置を上下に駆動するための駆動装置とを備える加熱チャンバを提供する。加熱装置として、上述した本発明の加熱装置を使用する。
【００３０】
好ましくは、駆動装置は、駆動装置は、第１昇降軸と第１駆動機構とを備え、第１昇降軸は、垂直に設けられ、第１昇降軸の上端が基板に接続され、第１昇降軸の下端が加熱チャンバの外側まで垂直に延在し、第１駆動機構は、加熱チャンバの底部に設けられ且つ第１昇降軸に接続され、第１昇降軸を介して基板を昇降させるように駆動する。
【００３１】
好ましくは、駆動装置は、少なくとも３つの可動支柱と、コネクタと、第２昇降軸と、第２駆動機構とをさらに備え、少なくとも３つの可動支柱は、基板の周方向に沿って間隔をあけてコネクタ上で垂直に設けられ、少なくとも３つの可動支柱の上端が、被加熱物を支承するように構成され、第２昇降軸は、垂直に設けられ、第２昇降軸の上端がコネクタに接続され、第２昇降軸の下端が加熱チャンバの外側まで垂直に延在し、第２駆動機構は、加熱チャンバの底部に設けられ且つ第２昇降軸に接続され、第２昇降軸を介して可動支柱を昇降させるように駆動する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明は、以下の効果を奏する。
本発明の加熱装置は、被加熱物の下方に配置された加熱ランプを用いて、上方に直接に熱を放射することによって加熱を行い、放射熱遮蔽組立体を用いて、加熱ランプによって周囲および底部に向かって放射された熱を遮蔽することによって、加熱ランプの熱損失を低減することができる。これによって、加熱効率を改善すると共に、高温ＰＶＤ処理に必要な基板の急速加熱、高温維持および急速冷却要件を満たすことができる。また、本発明によって提供された加熱装置は、真空環境または大気環境に直接に適用することができ、適用範囲が比較的広い。また、真空環境下で加熱ランプの熱損失が比較的少ないため、加熱効率をさらに向上させることができる。
【００３３】
本発明の加熱チャンバは、上述した加熱装置を用いることによって、比較的高い加熱効率を有すると共に、真空環境または大気環境にも適用することができ、適用範囲を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】既存のＰＶＤ装置内の加熱チャンバの構造を示す概略図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る加熱装置を示す断面図である。
【図４Ａ】本発明の実施形態に使用された加熱ランプの配置を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の実施形態に使用された加熱ランプの区画配置を示す図である。
【図４Ｃ】本発明の実施形態に使用された加熱制御システムの原理を示すブロック図である。
【図４Ｄ】本発明の実施形態に使用された加熱制御システムの加熱フローを示すブロック図である。
【図４Ｅ】本発明の実施形態に従って、加熱加重関数を確立するためのフローを示すブロック図である。
【図５Ａ】本発明の実施形態に使用された放射熱遮蔽組立体の構造を示す概略図である。
【図５Ｂ】図５Ａの領域Ｉを示す拡大図である。
【図５Ｃ】図５Ａの領域ＩＩを示す拡大図である。
【図６】本発明の変形例に使用された加熱ランプの配置を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る加熱チャンバを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
詳細な説明
本発明の目的、技術的解決策および利点をより明確にするために、以下、添付の図面と併せて本発明の加熱装置および加熱チャンバを説明する。理解すべきことは、本明細書に記載の具体的な実施形態は、単に本発明を説明するために使用され、本発明を限定するものではないことである。
【００３６】
図３は、本発明の実施形態に係る加熱装置を示す断面図である。図３を参照して、加熱装置は、放射熱で被加熱物２３を加熱するように構成されている。被加熱物２３は、単一の基板であってもよく、複数の基板を載置するためのトレイであってもよい。加熱装置は、基板２１と、３つの支柱２２と、加熱組立体とを含む。３つの支柱２２は、基板２１上に垂直に設けられ、基板２１の周方向に沿って間隔をあけて配置される。３つの支柱２２の上端は、被加熱物２３を支承するための支承面を形成する。支承面の形状および面積は、３つの支柱２２の上端に支承された被加熱物２３が基板２１上における正投影の形状および面積として見なすことができる。加熱組立体は、加熱ランプ２４と放射熱遮蔽組立体とを含む。加熱ランプ２４は、基板２１の上方且つ支承面の下方、すなわち、３つの支柱２２の上端の下方に設けられ、支承面に向かって熱を放射することによって、下方から被加熱物を加熱することができる。このような加熱方法は、頂端にターゲット材料を配置するマグネトロンスパッタリングチャンバに適用できると共に、真空環境または大気環境にも適用することができるため、適用範囲を拡大することができ、真空環境下の加熱ランプの熱損失が比較的少ないため、加熱効率をさらに向上させることができる。
【００３７】
図４Ａは、本発明の実施形態に使用された加熱ランプの配置を示す図である。図４Ａを参照して、本実施形態に使用された加熱ランプ２４は、複数である。複数の加熱ランプ２４の各々は、線形ランプであり且つ互いに等間隔で平行に配置される。また、均一に配置された加熱ランプ２４によって形成された有効加熱領域２４４が基板２１上における投影が、支承面が基板２１上における投影を覆うため、複数の加熱ランプ２４は、支柱２２の上端に支承された被加熱物２３を均一に加熱することができ、被加熱物の温度均一性を向上させることができる。より詳しくは、上述した加熱ランプ２４の有効加熱領域２４４は、各加熱ランプ２４が加熱部２４１と加熱部２４１の両端に位置する２つの非加熱部２４２とを含むように構成されている。すなわち、加熱ランプ２４の中間部が加熱部２４１であり、加熱ランプ２４の２つの端部が非加熱部２４２である。加熱部２４１には熱を生成するための加熱線が配置される。この加熱線の長さＡは、加熱ランプ２４の全長Ｂよりも小さい。加熱線が放熱可能な加熱源であるため、加熱線が配置された領域は、有効加熱領域２４４となる。非加熱部２４２には、加熱線の両端に各々接続する導線が設けられており、加熱ランプ２４の正極および負極として使用される。
【００３８】
また、有効加熱領域２４４の形状および大きさは、各加熱ランプ２４の形状および各加熱線の長さを設定するによって決定することができる。好ましくは、有効加熱領域２４４の形状は、上記の支承面の形状に対応する。例えば、本実施形態において、図４Ａに示すように、支柱２２の上端に支承された被加熱物２３が基板２１上における正投影は、円形である。すなわち、支承面が基板２１上における正投影は、円形である。この場合、各加熱ランプ２４内の加熱線によって形成された形状も円形である。具体的には、支承面の中央領域から両側の周縁領域に向かって各加熱線の長さを徐々に減らし、各加熱線の端点を順次に連結することによって円を形成し、円形の有効加熱領域２４４を形成する。実際の応用において、有効加熱領域２４４が基板２１上における投影が、支承面が基板２１上における投影を確実に覆うように、有効加熱領域２４４の直径Ｃは、被加熱物２３の直径より大きくてもよい。また、隣接する２つの加熱ランプ２４間の間隔Ｄは、必要に応じて任意に設定されてもよい。
【００３９】
好ましくは、加熱ランプは、短波長赤外ランプである。短波の放射出力が中波または長波よりも大きく、且つ短波長赤外ランプの熱エネルギー（６２．５％熱エネルギー）が主に２μｍより小さい波長領域に集中するため、物体を急速に加熱することができる。したがって、短波長赤外ランプからの熱が被加熱物２３の表面を透過することによって、被加熱物２３を急速に加熱することができる。
【００４０】
さらに好ましくは、複数の加熱ランプ２４は、支承面の異なる領域に基づいて複数の加熱群に分けられ、同一加熱群内の加熱ランプ２４が電気的に接続され、異なる加熱群内の加熱ランプ２４が互いに遮蔽される。具体的には、図４Ｂは、本発明の実施形態に使用された加熱ランプの区画配置を示す図である。図４Ｂを参照して、複数の加熱ランプ２４は、支承面の中央領域および中央領域の両側の周縁領域に基づいて２つの加熱群（Ｚ２、Ｚ１）に分けられる。各加熱群内の加熱ランプ２４が導線を介して電気的に接続され、異なる加熱群が互いに遮蔽される。したがって、２つの加熱群における加熱ランプ２４の加熱出力を個別に制御することができ、被加熱物２３の中央領域および周縁領域の温度を個別に調整することができる。これによって、中央領域と周縁領域との間の温度差を小さくすることができ、被加熱物２３の温度均一性をさらに向上させることができる。
【００４１】
さらに、加熱制御システムを使用して、被加熱物２３の中央領域および周縁領域の温度を個別に制御することができる。具体的には、図４Ｃは、実施形態に使用された加熱制御システムの原理を示すブロック図である本発明の範囲内である。図４Ｃを参照して、加熱制御システムは、温度検出器３０１と、温度制御器３０２と、調整制御器３０３と、２つの出力制御器（３０４、３０５）とを含む。温度検出器３０１は、加熱処理の実行段階において被加熱物２３の任意位置のリアルタイム温度を検出し、温度制御器３０２に送信するように構成されている。温度制御器３０２は、温度検出器３０１から送信されたリアルタイム温度Ｔｍｅａｓおよびプリセット目標温度Ｔｐに基づいて制御信号Ｕを生成し、生成した制御信号Ｕを調整制御器３０３に送信するように構成されている。目標温度Ｔｐは、加熱される必要のある被加熱物の温度である。調整制御器３０３は、制御信号Ｕおよび加熱加重関数に基づいて、２つの加熱群（Ｚ１、Ｚ２）に各々対応する２つの副制御信号（Ｕ１、Ｕ２）を取得し、副制御信号Ｕ１を第１出力制御器３０４に送信し、副制御信号Ｕ２を第２出力制御器３０５に送信するように構成されている。第１出力制御器３０４は、副制御信号Ｕ１に基づいて加熱群Ｚ１内の各加熱ランプの加熱出力を調整することによって、被加熱物２３の周縁領域の温度を調整する。第２出力制御器３０５は、副制御信号Ｕ２に基づいて、加熱群Ｚ２内の各加熱ランプの加熱出力を調整することによって、被加熱物２３の中央領域の温度を調整する。
【００４２】
これによって、被加熱物の中央領域および周辺部の温度を個別に制御することができ、被加熱物の温度が均一性要件を満たすことができる。また、加熱処理の実行段階において、単一の温度検出器３０１を用いて被加熱物２３の任意位置のリアルタイム温度を検出することによって、すなわち、単一の温度検出ポイントを用いて、被加熱物２３の異なる領域の温度を制御することができる。これによって、被加熱物の温度均一性を向上させると共に、複数の温度検出ポイントの導入による装置の設計および設置上の難易度の増加を回避することができ、真空チャンバの漏れ可能性を低減することができるため、蒸着膜の品質に影響を与える危険性を低減する。
【００４３】
また、図４Ｂに示すように、３つの支柱２２は、第１支柱２２１、第２支柱２２２および第３支柱２２３である。支柱２２のうちの１つは、温度検出器３０１の熱電対として使用されてもよい。例えば、第２支柱２２２は、温度検出器３０１の熱電対として使用されてもよく、加熱群Ｚ１が位置する領域に配置されてもよい。第２支柱２２２が支承機能および温度検出機能を同時に有するため、加熱装置の構造を簡素化することができ、また、熱電対が被加熱物２３に直接に接触するため、被加熱物２３の温度をより正確に取得することができ、温度制御の精度を向上させることができる。言うまでもなく、実際の応用において、温度検出器は、赤外線センサなどの非接触センサであってもよい。
【００４４】
上記の加熱加重関数は、各加熱群における加熱ランプの加熱出力を釣り合わせることによって、被加熱物２３の中央領域と周縁領域との温度差を減少し、被加熱物２３の温度均一性を向上させるという目的を実現する。より具体的には、加熱加重関数は、Ｔｍｅａｓ＜Ｔｐ−Ｔの場合、Ｕｎ＝Ｕ、Ｔｍｅａｓ≧Ｔｐ−Ｔの場合、Ｕｎ＝ｆｎ（Ｕ）＝ｋｎＵ＋ｂである。式中、ｎは、０より大きくＮ以下の整数であり、Ｎは、加熱群の数であり、Ｔｍｅａｓは、温度検出器によって検出されたリアルタイム温度であり、Ｕｎは、ｎ番目の加熱群に対応する副制御信号を表し、Ｕは、制御信号を表し、ｆｎ（Ｕ）は、ｎ番目の加熱群に対応するプリセットルールを表し、Ｔｐは、プリセット目標温度であり、Ｔは、プリセット閾値温度であり、ｋｎは、ｎ番目の加熱群に対応する加重係数であり、ｂは、定数である。
【００４５】
図４Ｄは、本発明の実施形態に使用された加熱制御システムの加熱フローを示すブロック図である。図４Ｄを参照して、Ｔは、５０℃に仮定される。Ｔｍｅａｓ＜Ｔｐ−５０℃の場合、Ｕｎ＝Ｕ。したがって、被加熱物のリアルタイム温度をＴｐ−５０℃まで上昇させる加熱段階において、各出力制御器は、副制御信号Ｕｎ＝Ｕの制御に基づき、２つの加熱群（Ｚ１、Ｚ２）内の加熱ランプを各々調整することによって、加熱速度を保証する。Ｔｍｅａｓ≧Ｔｐ−５０℃の場合、Ｕｎ＝ｆｎ（Ｕ）＝ｋｎＵ＋ｂ、すなわち、Ｕ１＝ｆ１（Ｕ）＝ｋ１Ｕ＋ｂおよびＵ２＝ｆ２（Ｕ）＝ｋ２Ｕ＋ｂ。したがって、被加熱物のリアルタイム温度が処理温度に近い場合、第１出力制御器は、副制御信号Ｕ１＝ｆ１（Ｕ）＝ｋ１Ｕ＋ｂの制御に基づき、第１加熱群Ｚ１内の加熱ランプの加熱出力を調整し、第２出力制御器は、副制御信号Ｕ２＝ｆ２（Ｕ）＝ｋ２Ｕ＋ｂの制御に基づき、第２加熱群Ｚ２内の加熱ランプの加熱出力を調整する。したがって、被加熱物の温度をＴｐ−５０℃の保温段階に維持することができ、被加熱物の温度が均一性要件を満たすことを保証することができる。
【００４６】
以上のことから、上記のような区分的関数を加熱加重関数として用いることによって、保温段階で被加熱物の温度均一性要件を満たすと共に、昇温段階で加熱速度を確保することができる。これにより、処理時間を短縮することができ、処理効率を向上させることができる。
【００４７】
好ましくは、加熱加重関数は、被加熱物の温度分布状況に基づいて、試行錯誤法によって予備設定段階で確立される。例えば、予備設定段階で加熱加重関数を確立する過程において、各加熱群が被加熱物を支承する支承面に位置する領域に対応して温度検出ポイントを設定する。検出段階では、各温度検出ポイントのリアルタイム温度を検出する。温度検出ポイントのいずれかで検出されたリアルタイム温度がプリセット目標温度に近い場合、各温度検出ポイントで検出されたリアルタイム温度に基づいて、被加熱物の温度分布状況を求め、得られた温度分布状況に基づいて、加熱加重関数を確立することによって、被加熱物の異なる領域間の温度差が処理に必要な温度均一性要件を満たさせる。実際の応用において、複数の熱電対または赤外線センサを用いて、各温度検出ポイントにおける被加熱物のリアルタイム温度を各々検出することができる。
【００４８】
以下、加熱加重関数を確立するための具体的な実現方法について詳細に説明する。例えば、以下のように複数の加熱ランプを分割する。具体的には、複数の加熱ランプを３つの加熱群（Ｚ１〜Ｚ３）、すなわち、被加熱物の支承面の中央領域Ｚ１と、中央領域Ｚ１の両側に位置する中間領域Ｚ２と、２つの中間領域Ｚ２の外側に各々位置する２つの周縁領域Ｚ３とに分割する。これに応じて、３つの温度検出ポイントを設置する。３つの温度検出ポイントは、中央領域Ｚ１、中間領域Ｚ２および周縁領域Ｚ３に各々位置する。
【００４９】
図４Ｅは、本発明の実施形態に従って、加熱加重関数を確立するためのフローを示すブロック図である。図４Ｅを参照して、加熱加重関数は、以下のステップによって確立される。
【００５０】
ステップＳ１において、加重係数をｋｎ＝１に初期化し、すなわち、加熱加重関数をＵ１＝Ｕ、Ｕ２＝Ｕ、Ｕ３＝Ｕに初期化すると共に、プリセット目標温度Ｔｐを処理に必要な温度に設定する。
【００５１】
ステップＳ２において、各加熱群による加熱を開始すると共に、被加熱物の中央領域Ｚ１、中間領域Ｚ２および周縁領域Ｚ３における温度検出ポイントのリアルタイム温度Ｔｍｅａｓを各々検出し、温度制御器に送信する。
【００５２】
ステップＳ３において、任意の温度検出ポイントで検出されたリアルタイム温度Ｔｍｅａｓがプリセット目標温度Ｔｐに近い場合、温度制御器は、被加熱物の温度が均一性要件を満たすか否かを判定する。被加熱物の温度が均一性要件を満たす場合、ステップＳ４に進み、被加熱物の温度が均一性要件を満たしていない場合、ステップＳ５に進む。具体的には、リアルタイム温度Ｔｍｅａｓ∈［Ｔｐ−５℃、Ｔｐ＋５℃］の場合、リアルタイム温度Ｔｍｅａｓがプリセット目標温度Ｔｐに近いと考えられる。
【００５３】
ステップＳ４において、現在の加重係数を処理に必要な加重係数として決定する。
ステップＳ５において、リアルタイム温度が目標温度Ｔｐに近い領域（ここでは中央領域Ｚ１）を参照して、中間領域Ｚ２および周縁領域Ｚ３で検出されたリアルタイム温度に基づいて、ｋ１およびｋ２を調整する。具体的には、周縁領域Ｚ３のリアルタイム温度が中央領域Ｚ１のリアルタイム温度よりも高いか否かを判定する。周縁領域Ｚ３のリアルタイム温度が中央領域Ｚ１のリアルタイム温度よりも高いと判定された場合、ｋ１を減少し、減少した加重係数を現在の加重係数ｋ１として使用する。周縁領域Ｚ３のリアルタイム温度が中央領域Ｚ１のリアルタイム温度よりも高くないと判定された場合、ｋ１を増加し、増加した加重係数を現在の加重係数ｋ１として使用する。同時に、中間領域Ｚ２のリアルタイム温度が中央領域Ｚ１のリアルタイム温度よりも高いか否かを判定する。周縁領域Ｚ２のリアルタイム温度が中央領域Ｚ１のリアルタイム温度よりも高いと判定された場合、ｋ２を減少し、減少した加重係数を現在の加重係数ｋ２として使用する。周縁領域Ｚ２のリアルタイム温度が中央領域Ｚ１のリアルタイム温度よりも高くないと判定された場合、ｋ２を増加し、増加した加重係数を現在の加重係数ｋ２として使用する。
【００５４】
ステップＳ６において、各加熱群による加熱を停止し、被加熱物の温度が室温まで低下した後、ステップＳ２に戻る。
【００５５】
上述したステップＳ１において、好ましくは、加重係数ｋｎの初期値が１である。このようにして、加熱段階において、各加熱群が定格出力で加熱することができ、加熱速度を確保し、処理時間を短縮し且つ処理効率を向上させることができる。言うまでもなく、本発明は、これに限定されるものではなく、実際の応用において、必要に応じて加熱加重関数の初期値を他の値に設定してもよい。
【００５６】
注意すべきことは、本実施形態において、加熱加重関数は、区分的関数であるが、本発明は、これに限定されるものではなく、実際の応用において、加熱加重関数は、Ｕｎ＝ｆｎ（Ｕ）であってもよい。これによって、被加熱物の温度均一性要件を満たせることができる。
【００５７】
注意すべきことは、本実施形態では、Ｕｎは、線形関数であるが、本発明は、これに限定されるものではなく、実際の応用において、Ｕｎは、２次関数などの非線形関数、例えば、Ｕｎ＝ｋ１ｎＵ２＋ｋ２ｎＵ＋ｂであってもよい。
【００５８】
放射熱遮蔽組立体は、加熱ランプ２４によって周囲および底部に向かって放射された熱を遮蔽するように構成されている。具体的には、図５Ａ〜５Ｃを参照して、本実施形態において、放射熱遮蔽組立体は、第１遮蔽部材および第２遮蔽部材を含む。第１遮蔽部材は、第１遮蔽部材２６１と、第１遮蔽部材２６２と、第１遮蔽部材２６３との３つの部材を含む。各々の第１遮蔽部材は、第１水平部と、第１垂直部とを含む。第１水平部は、加熱ランプ２４の下方に設けられ、有効加熱領域２４４を覆う。第１垂直部は、第１水平部に接続され、加熱ランプ２４の加熱部２４１（すなわち、有効加熱領域２４４）を取り囲む。図５Ｃに示すように、第１垂直部の上端は、加熱ランプ２４よりも高い。また、第１遮蔽部材の第１垂直部は、支承面に平行な方向に沿って間隔をあけて配置され、第１遮蔽部材の第１水平部は、支承面に垂直な方向に沿って間隔をあけて配置される。上記の３つの第１遮蔽部材によって、加熱ランプ２４が被加熱物２３以外の部品を直接に加熱することを防ぐことができる。また、第１遮蔽部材の数が多いほど、遮蔽された輻射熱が多くなる。その理由は、真空では、熱の伝導が主に放射熱であるからである。加熱ランプ２４内の加熱線の温度をＴ０とし、加熱線により生成された短波長赤外線が第１遮蔽部材２６１を直接に作用する。第１遮蔽部材２６１は、放射熱を吸収して温度がＴ１に上昇すると共に、第１遮蔽部材２６２に放射熱を放射する。第１遮蔽部材２６２は、放射熱を吸収して温度がＴ２に上昇し、第１遮蔽部材２６３は、放射熱を吸収して温度がＴ３に上昇する。第１遮蔽部材２６３が熱を基板２１に放射すると、基板２１は、放射熱を吸収して温度がＴ４に上昇する。放熱則によれば、反射遮蔽体としての３つの第１遮蔽部材の温度が内側から外側へ低くなる勾配で変化する。すなわち、Ｔ０＞Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３＞Ｔ４。これによって、加熱ランプ２４から基板２１およびチャンバ内の他の部品への放射熱を低減することができ、これらの部品温度の過度上昇を効果的に防止することができる。実際の応用において、第１遮蔽部材の数は、３つに限定されず、必要に応じて１つ、２つまたは４つ以上に構成されてもよい。
【００５９】
第２遮蔽部材は、第２水平部２５２と第２垂直部２５１とを含む。第２垂直部２５１は、支承面を取り囲み、第２垂直部２５１の上端は、支承面よりも高い。第２水平部２５２は、第２垂直部２５１の外側を取り囲み、第２水平部２５２が位置する平面は、第１垂直部および加熱ランプ２４よりも高い。本実施形態において、第２垂直部２５１は、最も内側の第１垂直部の内側に設けられる。言うまでもなく、実際の応用において、第２垂直部２５１は、最も外側の第１垂直部の外側に設けられてもよく、隣接する任意の２つの第１垂直部の間に設けられてもよい。
【００６０】
第２遮蔽部材によって、加熱ランプ２４によって周囲に放射された熱を効果的に遮蔽することができる。以上のことから、第１遮蔽部材および第２遮蔽部材による共同効果によって、加熱ランプ２４がチャンバ内の被加熱物２３以外の部品を直接に加熱することを防ぐことができ、これらの部品温度の過度上昇を防止することができる。実際の応用において、加熱ランプ２４に面する第１水平部の表面、第１垂直部の表面、第２水平部２５２の表面および第２垂直部２５１の表面は、必要に応じて平面または曲面を含むことができる。また、第１遮蔽部材および第２遮蔽部材の材料は、モリブデン、ステンレス鋼、石英等の高温耐性を有し且つ高温下で変形およびガス放出の少ない材料を含むことができる。また、光の反射率を改善するために、加熱ランプ２４に面する第１水平部の表面、第１垂直部の表面、第２水平部２５２の表面および第２垂直部２５１の表面を各々研磨またはメッキ処理することができる。
【００６１】
本実施形態では、加熱装置は、２つの電極２８１と、２つの電気コネクタ２８２とをさらに含む。２つの電極２８１は、基板２１上に設けられ、基板２１の中心位置に近い位置に配置される。電極２８１の上端および下端は、基板２１の上方および下方に各々位置する。２つの電気コネクタ２８２は、最下端の第１水平部と基板２１との間に設けられる。電気コネクタ２８２の一端は、電極２８１に電気的に接続され、電気コネクタ２８２の他端は、導線（図示せず）を介して加熱ランプ２４に電気的に接続される。
【００６２】
電気コネクタ２８２と加熱ランプとの接続部および電極２８１と電気コネクタ２８２との接続部から他の部品に与える電界干渉を防止するために、好ましくは、加熱装置は、第１電気遮蔽部材２７１と、第２電気遮蔽部材２７２とを備える。第１電気遮蔽部材２７１は、基板２１上で環状に設けられ、電気コネクタ２８２と加熱ランプ２４との接続部で発生する電界を遮蔽するための第１閉合空間を形成する。第２電気遮蔽部材２７２は、電極２８１と電気コネクタ２８２との接続部を取り囲み、電極２８１と電気コネクタ２８２との接続部で発生する電界を遮蔽するための第２閉合空間を形成する。
【００６３】
基板２１の温度を下げるために、好ましくは、基板２１には冷却流路（図示せず）が設けられ、この冷却流路に、冷却水配管３１からの冷却水を供給することによって、基板２１を冷却することができる。
【００６４】
上記の実施形態の変形例として、図６は、本発明の変形例に使用された加熱ランプの配置を示す図である。図６を参照して、変形例と上述の実施形態との間の唯一の相違点は、加熱ランプの配置が異なることである。
【００６５】
具体的には、本変形例において、各加熱ランプは、円弧部３２１と、円弧部３２１の両端に接続された直線部３２２とを含み、各加熱ランプの円弧部３２１は、同心であり、異なる半径を有し且つ等間隔に配置され、各加熱ランプの直線部３２２は、互いに等間隔で平行に配置されている。各加熱ランプの加熱線は、共同で有効加熱領域３２３を形成する。この有効加熱領域３２３によって、被加熱物を均一に加熱することができる。
【００６６】
注意すべきことは、上述した各実施形態において、加熱ランプの本数は複数であるが、本発明は、これに限定されるものではない。実際の応用において、加熱ランプの本数は、１本であってもよく、この１本の加熱ランプを一定の形状に均一に巻回することによって、有効加熱領域を形成し、被加熱物を均一に加熱することができる。例えば、加熱ランプは、等間隔の平面状螺旋ランプであってもよい。
【００６７】
別の技術的解決策として、本発明の実施形態は、加熱チャンバを提供する。図７は、本発明の実施形態に係る加熱チャンバを示す断面図である。図３および図７に示すように、加熱チャンバ４０は、加熱装置と、加熱装置を上下に駆動するための駆動装置とを備えている。加熱装置は、加熱チャンバ４０の内部に配置されており、上述した実施形態によって提供された加熱装置であってもよい。
【００６８】
本実施形態において、駆動装置は、第１昇降軸３０と、第１駆動機構（図示せず）と、少なくとも３つの可動支柱４１と、コネクタ４３と、第２昇降軸４４と、第２駆動機構４２とを備える。第１昇降軸３０は、垂直に設けられ、第１昇降軸３０の上端が基板２１に接続され、第１昇降軸３０の下端が加熱チャンバの外側まで垂直に延在する。第１駆動機構は、加熱チャンバ４０の底部に設けられ且つ第１昇降軸３０に接続され、第１昇降軸３０を介して基板２１を昇降させることによって、支柱２２を上下に移動する。これによって、被加熱物２３の基板のピック＆プレース操作を行うことができる。
【００６９】
少なくとも３つの可動支柱４１は、基板２１の周方向に沿って間隔をあけて、コネクタ４３に垂直に設けられている。少なくとも３本の可動支柱４１の上端は、被加熱物２３を支承するように構成される。第２昇降軸４４は、垂直に設けられ、第２昇降軸４４の上端がコネクタ４３に接続され、第２昇降軸４４の下端が加熱チャンバ４０の外側まで垂直に延在する。第２駆動機構４２は、加熱チャンバ４０の底部に設けられ且つ第２昇降軸４４に接続され、第２昇降軸４４を介して少なくとも３つの可動支柱４１を同期昇降させるように駆動する。被加熱物２３は、加熱チャンバ４０に移送された後、まず可動支柱４１上に支承される。その後、第２駆動機構４２の駆動によって、可動支柱４１は、支柱２２の上端よりも低い位置に移動する。このとき、被加熱物２３は、可動支柱４１から支柱２２に移送され、加熱される。
【００７０】
言うまでもなく、実際の応用において、第１昇降軸３０および第１駆動機構のみを用いて基板２１を昇降させることによって、被加熱物２３の基板のピック＆プレース操作を行うことができる。この場合、被加熱物２３を搬送するロボットアームを通過させ、被加熱物２３の基板のピック＆プレース操作を行うために、放熱遮蔽組立体の対応する位置に通路を開設する必要がある。
【００７１】
さらに、チャンバの真空度を確保するために、加熱チャンバ４０は、波形パイプ組立体をさらに含む。波形パイプ組立体は、上方フランジ２９３と、下方フランジ２９５と、波形パイプ２９４とを含む。上方フランジ２９３は、固定ネジ２９１を介して基板２１の底面に固定され、第１昇降軸３０の上端に覆設されている。電極２８１は、上方フランジ２９３の中心孔および第１昇降軸３０の中空空間に配置される。また、上方フランジ２９３と基板２１との間に封止部材２９２を設けることによって、二者の間の間隙を封止する。下方フランジ２９５は、第１昇降軸３０上に覆設され、密封される。波形パイプ２９４は、第１昇降軸３０上に覆設され、上方フランジ２９３と下方フランジ２９５との間に配置される。
【００７２】
本発明の加熱チャンバは、上記の加熱装置を使用するため、真空環境および大気環境に適用することができ、加熱効率および加熱均一性を向上させることもできる。
【００７３】
上述した実施例は、単に本発明のいくつかの実施形態を表すものである。これらの実施形態に関する比較的完全且つ詳細な説明は、本発明の保護範囲を限定するものとして理解すべきではない。当業者であれば、本発明の概念から逸脱することなく、様々な変更および改良を行うことができ、これらの修正および改良が本発明の保護範囲内に含まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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