JP2009010005A

JP2009010005A - Heating and cooling apparatus

Info

Publication number: JP2009010005A
Application number: JP2007167491A
Authority: JP
Inventors: Isatake Matsuura; 功剛松浦; Masanori Fukazawa; 正憲深沢
Original assignee: YAC Co Ltd
Current assignee: YAC Co Ltd
Priority date: 2007-06-26
Filing date: 2007-06-26
Publication date: 2009-01-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heating and cooling apparatus for processing an object 101 being processed quickly without causing unevenness in temperature. <P>SOLUTION: The heating and cooling apparatus 100 includes a processing chamber 102 for containing the object 101 being processed, a member 173 for supporting the object 101 while being secured in the processing chamber 102 under the state containing the object 101, a mechanism 103 for heating the object being processed 101, and a cooling mechanism 109 having a channel of refrigerant for cooling the wall 102b of the processing chamber 102 or the supporting member 173. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、加熱冷却装置に関する。 The present invention relates to a heating / cooling device.

半導体ウェハや液晶パネル用処理物などのＲＴＡ（ＲａｐｉｄＴｈｅｒｍａｌＡｎｎｅａｌｉｎｇ）処理を行う処理装置として、例えば特許文献１のものが知られている。
特開２００７−００５３９９号公報 As a processing apparatus that performs RTA (Rapid Thermal Annealing) processing of semiconductor wafers, processed products for liquid crystal panels, and the like, for example, one disclosed in Patent Document 1 is known.
JP 2007-005399 A

特許文献１に記載の基板処理装置は加熱装置（第一処理ユニット６１、第二処理ユニット６２）であり、この加熱装置で加熱された基板を、別途設けられた冷却装置（第一クーリングユニット６３、第二クーリングユニット６４）に搬送して基板の冷却を行うようになっている。 The substrate processing apparatus described in Patent Document 1 is a heating device (first processing unit 61, second processing unit 62), and a substrate heated by the heating device is separately provided with a cooling device (first cooling unit 63). The substrate is conveyed to the second cooling unit 64) to cool the substrate.

しかし、上記基板処理装置では、加熱装置における加熱温度によっては、加熱された基板を加熱装置からすぐに取り出すと基板に反りや歪みが生じてしまう。そのため、このような不具合が生じない温度に下がるまで、基板を加熱装置内で待機させる必要がある。そうすると、加熱装置における処理時間が長くなるために、スループットが低くなってしまう。また、加熱装置から取り出して冷却装置に搬送するため、搬送中の基板の状態を制御することができず、結果として基板に温度むらが生じてしまうことになる。 However, in the substrate processing apparatus, depending on the heating temperature in the heating apparatus, if the heated substrate is immediately taken out from the heating apparatus, the substrate is warped or distorted. Therefore, it is necessary to make the substrate stand by in the heating device until the temperature falls to a temperature at which such a problem does not occur. If it does so, since the processing time in a heating apparatus will become long, a throughput will become low. Further, since the substrate is taken out from the heating device and transferred to the cooling device, the state of the substrate being transferred cannot be controlled, and as a result, temperature unevenness occurs in the substrate.

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたものであって、処理物を迅速にかつ温度むらを生じさせることなく処理することができる加熱冷却装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a heating / cooling apparatus capable of processing a processed object quickly and without causing temperature unevenness. is there.

処理物を収容する処理室と、前記処理物を収容した状態で前記処理室内に固定されて前記処理物を支持する支持部材と、前記処理物を加熱する加熱機構と、前記処理室の壁部又は前記支持部材を冷却する冷媒流路を有する冷却機構と、を備えていることを特徴とする。
この構成によれば、処理室内に処理物を固定した状態で加熱、冷却することができるので、処理物を均一に加熱することができ、また冷却に際しては、前記処理室の壁部又は前記支持部材を冷却する前記冷媒流路に排熱することができ、加熱後の冷却を効率よく行うことができる。したがって本発明の加熱冷却装置によれば、処理物への処理時間を短縮することができるので、スループットを向上させることができる。 A processing chamber for storing the processing object, a support member that is fixed in the processing chamber and supports the processing object in a state in which the processing object is stored, a heating mechanism for heating the processing object, and a wall portion of the processing chamber Or a cooling mechanism having a refrigerant flow path for cooling the support member.
According to this configuration, the processing object can be heated and cooled in a state where the processing object is fixed in the processing chamber, so that the processing object can be heated uniformly, and the cooling chamber wall or the support can be used for cooling. Heat can be exhausted to the refrigerant flow path for cooling the member, and cooling after heating can be performed efficiently. Therefore, according to the heating / cooling device of the present invention, the processing time for the processed material can be shortened, so that the throughput can be improved.

前記冷却機構に、前記冷媒流路と接続されるとともに前記処理室の壁部又は前記支持部材と接触する伝熱部材が設けられていることが好ましい。
この構造を備えることで、前記処理室の壁部又は前記支持部材と接触する前記伝熱部材に排熱することができ、加熱後の冷却を効率よく行うことができる加熱冷却装置とすることができる。これにより、処理物への熱処理時間を短縮することができるので、スループットを向上させることができる。また、前記冷媒流路と別に前記伝熱部材を設けているので、前記伝熱部材を進退させて冷却状態を制御しやすい。 It is preferable that the cooling mechanism is provided with a heat transfer member that is connected to the refrigerant flow path and contacts the wall of the processing chamber or the support member.
By providing this structure, it is possible to exhaust heat to the heat transfer member in contact with the wall of the processing chamber or the support member, and to provide a heating / cooling apparatus that can efficiently perform cooling after heating. it can. As a result, the heat treatment time for the processed material can be shortened, so that the throughput can be improved. Further, since the heat transfer member is provided separately from the refrigerant flow path, the cooling state can be easily controlled by moving the heat transfer member back and forth.

前記冷却機構が、前記処理室の壁部又は前記支持部材と接触する冷媒流路を備えていることが好ましい。
この構造を備えることで、前記処理室の熱を効率的に前記冷却装置へ移し、前記処理室を短時間で冷却できるので、前記処理物の冷却時間を短縮する加熱冷却装置とすることができる。これにより、前記処理物の処理時間を短縮することができる。 It is preferable that the cooling mechanism includes a coolant channel that contacts the wall of the processing chamber or the support member.
By providing this structure, the heat of the processing chamber can be efficiently transferred to the cooling device, and the processing chamber can be cooled in a short time, so that a heating and cooling device that shortens the cooling time of the processed material can be obtained. . Thereby, the processing time of the said processed material can be shortened.

前記加熱機構が、前記処理物と直接、又は前記処理室の壁部を介して対向して配置され、前記冷却機構が、前記処理物を挟んで前記加熱機構と反対側に配置されていることが好ましい。
このような構成とすれば、冷却機構と加熱機構とが処理物を挟んだ両側に配置されるので、加熱機構と冷却機構とが互いに悪影響を及ぼすのを防止でき、前記処理物を均一に加熱冷却できる加熱冷却装置とすることができる。 The heating mechanism is disposed to face the processing object directly or via the wall of the processing chamber, and the cooling mechanism is disposed on the opposite side of the heating mechanism with the processing object interposed therebetween. Is preferred.
With such a configuration, since the cooling mechanism and the heating mechanism are arranged on both sides of the processing object, the heating mechanism and the cooling mechanism can be prevented from adversely affecting each other, and the processing object can be heated uniformly. It can be set as the heating cooling device which can be cooled.

前記加熱機構及び前記冷却機構の少なくとも一方が複数の領域に区画されており、各領域が独立に駆動可能であることが好ましい。
このような構成を備えることで、各領域ごとに出力を調整することができるので、加熱動作、冷却動作時において前記処理物の温度を均一にすることができる加熱冷却装置とすることができる。これにより、熱処理による処理物の損傷を抑え、製造歩留りを向上させることができる。 Preferably, at least one of the heating mechanism and the cooling mechanism is partitioned into a plurality of regions, and each region can be driven independently.
By providing such a configuration, the output can be adjusted for each region, so that a heating / cooling apparatus capable of making the temperature of the processed material uniform during the heating operation and the cooling operation can be provided. Thereby, the damage of the processed material by heat processing can be suppressed and a manufacturing yield can be improved.

前記加熱機構と前記処理物との間の前記処理室壁が石英で形成されていることが好ましい。
この構造を備えることで、処理室の壁面から発塵しにくくなり、処理物が汚染されにくくなるので、加熱冷却処理における良品率を高めることができる。 It is preferable that the processing chamber wall between the heating mechanism and the processing object is formed of quartz.
By providing this structure, it becomes difficult to generate dust from the wall surface of the processing chamber, and the processed material is hardly contaminated, so that the non-defective product rate in the heating and cooling process can be increased.

前記加熱機構及び前記冷却機構の少なくとも一方が、前記処理室内に配置されていることが好ましい。
この構造を備えることで、前記加熱機構又は前記冷却機構が前記処理室内に設置されて前記処理物に接近するので、短時間で前記処理物を加熱又は冷却できる加熱冷却装置とすることができる。 It is preferable that at least one of the heating mechanism and the cooling mechanism is disposed in the processing chamber.
By providing this structure, the heating mechanism or the cooling mechanism is installed in the processing chamber and approaches the processing object, so that the heating / cooling device can heat or cool the processing object in a short time.

前記加熱機構及び前記冷却機構の少なくとも一方が、前記処理物に対して進退自在であることが好ましい。
この構造を備えることで、前記加熱機構と前記処理物との距離を変えて、処理物の加熱温度を自在に設定できる加熱冷却装置とすることができる。 It is preferable that at least one of the heating mechanism and the cooling mechanism is movable forward and backward with respect to the processed object.
By providing this structure, it is possible to provide a heating / cooling device that can freely set the heating temperature of the processed object by changing the distance between the heating mechanism and the processed object.

前記冷却機構の前記処理室側に反射体が設置されていることが好ましい。
この構造を備えることで、前記加熱機構による熱が冷却機構に達するのを防止でき、また反射体により反射された熱により処理物を加熱できるため熱効率を向上させることができるので、信頼性に優れ、かつ前記処理物を加熱することができる加熱冷却装置となる。 It is preferable that a reflector is installed on the processing chamber side of the cooling mechanism.
By providing this structure, heat from the heating mechanism can be prevented from reaching the cooling mechanism, and heat treatment can be heated by the heat reflected by the reflector, so that thermal efficiency can be improved. And it becomes a heating-cooling apparatus which can heat the said processed material.

前記処理室の前記壁部、前記支持部材、及び前記冷却機構の少なくとも１つが反射性を有することが好ましい。
この構造を備えることで、前記加熱機構による熱が冷却機構に達するのを防止でき、また反射体により反射された熱により処理物を加熱できるため熱効率を向上させることができるので、信頼性に優れ、かつ前記処理物を加熱することができる加熱冷却装置となる。 It is preferable that at least one of the wall portion of the processing chamber, the support member, and the cooling mechanism has reflectivity.
By providing this structure, heat from the heating mechanism can be prevented from reaching the cooling mechanism, and heat treatment can be heated by the heat reflected by the reflector, so that thermal efficiency can be improved. And it becomes a heating-cooling apparatus which can heat the said processed material.

以下に、図面を用いて本発明における加熱冷却装置１００について説明する。なお、この実施形態は、本発明の一部の態様を示すものであり、本発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下に示す各図においては、各部材を図面上で認識可能な大きさとするため、各部材ごとに縮尺を変えている。 Below, the heating-cooling apparatus 100 in this invention is demonstrated using drawing. This embodiment shows a part of the present invention, and does not limit the present invention, and can be arbitrarily changed within the scope of the technical idea of the present invention. Moreover, in each figure shown below, in order to make each member into the magnitude | size which can be recognized on drawing, the scale is changed for every member.

図１は、本発明における加熱冷却装置１００の断面図である。加熱冷却装置１００は、処理室１０２と、支持部材１７３と、反射体１１０と、蓋部１２０と、ガス導入管１４０と、加熱機構１０３と、冷却機構１０９と、棚１５０と、筐体１６０とを備えている。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a heating / cooling device 100 according to the present invention. The heating / cooling device 100 includes a processing chamber 102, a support member 173, a reflector 110, a lid 120, a gas introduction pipe 140, a heating mechanism 103, a cooling mechanism 109, a shelf 150, and a housing 160. It has.

筐体１６０内には、棚１５０上に処理室１０２が載置されている。棚１５０と処理室１０２との間には隙間が形成されており、この隙間に冷却機構１０９が配置されている。処理室１０２の内部には、支持部材１７３が配置されている。さらに、処理室１０２の内部には、支持部材１７３と冷却機構１０９との間に反射体１１０が配置されている。処理室１０２の１つの側壁には、蓋部１２０が配置され、蓋部１２０と対向する側壁には、筐体１６０の外部まで達するガス導入管１４０が配置されている。処理室１０２に対して冷却機構１０９と反対側には、加熱機構１０３が配置されている。これらの部材は筐体１６０に収容されている。 The processing chamber 102 is placed on the shelf 150 in the housing 160. A gap is formed between the shelf 150 and the processing chamber 102, and the cooling mechanism 109 is disposed in this gap. A support member 173 is disposed inside the processing chamber 102. Furthermore, a reflector 110 is disposed between the support member 173 and the cooling mechanism 109 inside the processing chamber 102. A lid 120 is disposed on one side wall of the processing chamber 102, and a gas introduction pipe 140 reaching the outside of the housing 160 is disposed on the side wall facing the lid 120. A heating mechanism 103 is disposed on the opposite side of the processing chamber 102 from the cooling mechanism 109. These members are accommodated in the housing 160.

処理室１０２は、平面視略矩形の直方体状であり、筒状の本体部１０２Ａと、本体部１０２Ａの開口部に設けられた枠状の側壁部材１０２ｃと、図１左側に位置する一方の側壁部材１０２ｃに装着された蓋部１２０と、他方（図示右側）の側壁部材１０２ｃに装着された封止蓋１２１とを備えている。側壁部材１０２ｃは、本体部１０２Ａに蓋部１２０及び封止蓋１２１を取り付けるためのアダプタとして機能する。 The processing chamber 102 has a substantially rectangular parallelepiped shape in plan view, and has a cylindrical main body 102A, a frame-like side wall member 102c provided in the opening of the main body 102A, and one side wall located on the left side of FIG. A lid 120 attached to the member 102c and a sealing lid 121 attached to the other (right side in the figure) side wall member 102c are provided. The side wall member 102c functions as an adapter for attaching the lid 120 and the sealing lid 121 to the main body 102A.

本体部１０２Ａの天井壁１０２ａ及び底壁１０２ｂは略矩形の平板状である。側壁部材１０２ｃは、本体部１０２Ａに取り付けられた状態で天井壁１０２ａの上面及び、底壁１０２ｂの下面から突き出るようになっており、底壁１０２ｂから突き出た側壁部材１０２ｃによって処理室１０２は棚１５０上に支持されている。底壁１０２ｂと棚１５０との間の空間には、冷却機構１０９が収容されている。 The ceiling wall 102a and the bottom wall 102b of the main body 102A are substantially rectangular flat plates. The side wall member 102c protrudes from the upper surface of the ceiling wall 102a and the lower surface of the bottom wall 102b in a state where it is attached to the main body 102A. Supported on top. A cooling mechanism 109 is accommodated in the space between the bottom wall 102 b and the shelf 150.

処理室１０２のうち、少なくとも本体部１０２Ａは、単一材料で一体に形成されたものであることが好ましい。また本実施形態において、封止蓋１２１が設けられている側壁部を本体部１０２Ａと一体に形成してもよい。部材の継ぎ目を設けないようにすることで、処理室１０２の封止性を向上させることができる。ただし、複数の部材によって処理室１０２を構成する組み立て式構造の採用を妨げるものではない。本体部１０２Ａの材質としては石英のほか、金属やセラミックスを用いてもよい。 Of the processing chamber 102, at least the main body 102A is preferably formed integrally from a single material. In the present embodiment, the side wall provided with the sealing lid 121 may be formed integrally with the main body 102A. By not providing the joints of the members, the sealing performance of the processing chamber 102 can be improved. However, this does not hinder the adoption of the assembly type structure in which the processing chamber 102 is configured by a plurality of members. In addition to quartz, the main body 102A may be made of metal or ceramics.

また、処理室１０２は、上記直方体のもののほか、円筒状のものであってもよい。図２は円筒状の処理室１０２ｍを採用した加熱冷却装置１００ａの断面図である。加熱冷却装置１００ａは、支持部材１７３を内部に備えた円筒状の処理室１０２ｍと、処理室１０２ｍを挟んで上下に対向するように、加熱機構１０３と冷却機構１０９とが配置されている。 In addition to the rectangular parallelepiped, the processing chamber 102 may be cylindrical. FIG. 2 is a cross-sectional view of a heating / cooling apparatus 100a employing a cylindrical processing chamber 102m. In the heating / cooling device 100a, a cylindrical processing chamber 102m provided with a support member 173 and a heating mechanism 103 and a cooling mechanism 109 are arranged so as to face each other vertically with the processing chamber 102m interposed therebetween.

図１に戻り、側壁部材１０２ｃの一部には、蓋部１２０が設置されており、蓋部１２０の開閉により、処理物１０１及び支持部材１７３の出し入れを行う。処理室１０２において、蓋部１２０は少なくとも１つ以上設けられ、封止蓋１２１に代えて蓋部１２０を設け、処理室１０２の２箇所以上から処理物１０１を出し入れできるようにしてもよい。蓋部１２０の材質及び形状は制限されない。 Returning to FIG. 1, a lid portion 120 is installed on a part of the side wall member 102 c, and the processing object 101 and the support member 173 are taken in and out by opening and closing the lid portion 120. In the processing chamber 102, at least one lid 120 may be provided, and a lid 120 may be provided instead of the sealing lid 121 so that the processing object 101 can be taken in and out from two or more locations in the processing chamber 102. The material and shape of the lid 120 are not limited.

支持部材１７３は、平面視略矩形の平板形状の部材であり、処理室１０２の中央部に設置される。蓋部１２０が閉じられると、支持部材１７３は処理室１０２の内部で固定されるようになっている。また、支持部材１７３は、処理室１０２から出し入れできないように処理室１０２内に固定されていてもよい。支持部材１７３は、処理物１０１を支持する支持体として用いられる。支持部材１７３は金属、セラミックスなどの高熱伝導性や低熱膨張性を有する材質が用いられる。 The support member 173 is a flat plate-like member having a substantially rectangular shape in plan view, and is installed at the center of the processing chamber 102. When the lid 120 is closed, the support member 173 is fixed inside the processing chamber 102. Further, the support member 173 may be fixed in the processing chamber 102 so that it cannot be taken in and out of the processing chamber 102. The support member 173 is used as a support that supports the processed object 101. The support member 173 is made of a material having high thermal conductivity or low thermal expansion such as metal or ceramics.

支持部材１７３上には、処理物１０１が平置きに支持される。処理物１０１は、平面視で略矩形の平板、及び平面視で略円形の平板など支持部材１７３の平面領域内に設置できれば、その形状は限定されない。処理物１０１の材質は、例えばガラスや半導体などである。なお、支持部材１７３には、反射性を有する材質も採用することができる。 On the support member 173, the processing object 101 is supported flatly. The shape of the processing object 101 is not limited as long as it can be installed in a plane area of the support member 173 such as a substantially rectangular flat plate in a plan view and a substantially circular flat plate in a plan view. The material of the processed object 101 is, for example, glass or semiconductor. The support member 173 can also be made of a reflective material.

図３は、処理物１０１が支持部材１７３に平置きにされた場合の一例を示す、（ａ）平面図、及び（ｂ）側面図である。本図では、平坦化された略矩形状の支持部材１７３の上面１７３ａに板状の処理物１０１が平置きにされている。支持部材１７３の周縁部には、処理物１０１の支持部材１７３の上面１７３ａでの移動を制限するための位置決めピン１７４が配置されている。 3A is a plan view, and FIG. 3B is a side view illustrating an example in which the processed object 101 is placed flat on the support member 173. FIG. In this figure, the plate-like processed product 101 is placed flat on the upper surface 173a of the flattened substantially rectangular support member 173. Positioning pins 174 for restricting the movement of the workpiece 101 on the upper surface 173 a of the support member 173 are arranged on the peripheral edge of the support member 173.

また、支持部材１７３には、処理物１０１を点支持する多数の支持体が立設されていてもよく、処理物１０１を線支持する支持体が設けられていてもよい。図４は、処理物１０１が支持部材１７３上で点支持された場合の一例を示す、（ａ）平面図、及び（ｂ）側面図である。本図では、支持部材１７３の上面１７３ａに複数の支持ピン１７３ｂが配置されている。処理物１０１は、支持ピン１７３ｂ上に配置されて支持ピン１７３ｂによって支持されている。 In addition, the support member 173 may be provided with a large number of support bodies that point-support the processed object 101 or may be provided with a support body that linearly supports the processed object 101. 4A is a plan view, and FIG. 4B is a side view illustrating an example of a case where the workpiece 101 is point-supported on the support member 173. FIG. In the drawing, a plurality of support pins 173 b are arranged on the upper surface 173 a of the support member 173. The processed object 101 is disposed on the support pin 173b and supported by the support pin 173b.

反射体１１０は、本実施形態では略矩形の板状の部材であり、支持部材１７３と冷却機構１０９との間に設置されている。反射体１１０の材質としては、熱を反射できるものであれば特に限定されず、アルミニウムなどの反射性を有する金属材料のほか、場合によってはセラミックス（白色系のもの）も使用可能である。
反射体１１０を設けることで、加熱機構１０３の熱を処理物１０１側に反射させることができ、効率よく処理物１０１を加熱することができるようになる。
また、反射体１１０は処理室１０２の冷却機構１０９側に配置されているので、加熱機構１０３の熱が冷却機構１０９に達して悪影響を及ぼすのを防止することができる。 The reflector 110 is a substantially rectangular plate-like member in this embodiment, and is installed between the support member 173 and the cooling mechanism 109. The material of the reflector 110 is not particularly limited as long as it can reflect heat, and in addition to a reflective metal material such as aluminum, ceramics (white type) may be used depending on circumstances.
By providing the reflector 110, the heat of the heating mechanism 103 can be reflected to the processed object 101 side, and the processed object 101 can be efficiently heated.
Further, since the reflector 110 is disposed on the cooling mechanism 109 side of the processing chamber 102, it is possible to prevent the heat of the heating mechanism 103 from reaching the cooling mechanism 109 and adversely affecting it.

なお、反射体１１０は、本実施形態では処理物１０１側から見て冷却機構１０９を覆うように設けられているが、反射体１１０が処理室１０２の側壁をも覆うように設けられた配置でもよい。
また、反射体１１０としては、板状のもののほか、反射性を有する材料を処理室１０２の内側又は外側に成膜したものを用いてもよい。
さらに、反射体１１０は、板状のものを支持部材１７３に取り付けて使用してもよく、支持部材１７３に反射性の皮膜を形成したものであってもよい。支持部材１７３自体が反射性を有する部材であり、反射体１１０の機能を兼ね備えている場合には、別途に反射体１１０を設ける必要はない。
また、冷却機構１０９が、反射性を有する材質で形成されていてもよい。 In the present embodiment, the reflector 110 is provided so as to cover the cooling mechanism 109 when viewed from the processing object 101 side. However, the reflector 110 may be disposed so as to cover the side wall of the processing chamber 102. Good.
Further, as the reflector 110, in addition to a plate-like material, a material in which a reflective material is formed on the inside or the outside of the processing chamber 102 may be used.
Further, the reflector 110 may be used by attaching a plate-like member to the support member 173, or may be one in which a reflective film is formed on the support member 173. In the case where the support member 173 itself is a member having reflectivity and also has the function of the reflector 110, it is not necessary to provide the reflector 110 separately.
The cooling mechanism 109 may be formed of a reflective material.

封止蓋１２１にはガス導入管１４０が接続されている。ガス導入管１４０は、石英、金属などの材質を用いることができる。ガス導入管１４０を介して、処理室１０２内部にガスが導入される。導入されるガスはＮ_２（窒素）、Ａｒ（アルゴン）、Ｘｅ（キセノン）などの不活性ガス、あるいは反応性ガスを用いることができ、用途に応じて適宜変更することができる。導入されるガスの温度調節を行うことにより、このガスによっても処理物１０１を加熱、冷却することができる。 A gas introduction pipe 140 is connected to the sealing lid 121. A material such as quartz or metal can be used for the gas introduction pipe 140. A gas is introduced into the processing chamber 102 via the gas introduction pipe 140. As the introduced gas, an inert gas such as N ₂ (nitrogen), Ar (argon), or Xe (xenon) or a reactive gas can be used, and can be appropriately changed according to the application. By adjusting the temperature of the introduced gas, the processing object 101 can be heated and cooled also by this gas.

図１に戻り、加熱機構１０３は平面視略矩形状で、処理室１０２の天井壁１０２ａを介して処理物１０１と対向して、支持部材１７３の平面領域を覆うように設置されている。加熱機構１０３としては、ランプ加熱方式、ＩＲ（ＩｎｆｒａｒｅｄＲａｄｉａｔｉｏｎ）方式、抵抗加熱方式、及び誘導加熱方式など特に限定されない。加熱機構１０３は、複数の領域に分割して、各領域を独立に駆動させることが好ましい。このような構造を有することで、処理物１０１の中央部と周辺部との温度差を緩和させ、温度むらを抑えることができる。また、加熱機構１０３は、処理物１０１に対して傾いて配置されていてもよい。このような場合でも、複数の領域に分割した加熱機構の出力を調整することで、処理物１０１の温度を均一にすることができる。 Returning to FIG. 1, the heating mechanism 103 has a substantially rectangular shape in plan view, and is disposed so as to face the processed object 101 through the ceiling wall 102 a of the processing chamber 102 so as to cover the planar region of the support member 173. The heating mechanism 103 is not particularly limited, such as a lamp heating method, an IR (Infrared Radiation) method, a resistance heating method, and an induction heating method. The heating mechanism 103 is preferably divided into a plurality of regions and each region is driven independently. By having such a structure, the temperature difference between the central portion and the peripheral portion of the processed object 101 can be relaxed, and temperature unevenness can be suppressed. Further, the heating mechanism 103 may be disposed to be inclined with respect to the processed object 101. Even in such a case, the temperature of the workpiece 101 can be made uniform by adjusting the output of the heating mechanism divided into a plurality of regions.

冷却機構１０９は、本実施形態の場合、平面視略矩形の平板形状であり、底壁１０２ｂと棚１５０との間に、支持部材１７３の平面領域を覆うように設置されている。冷却機構１０９は、処理室１０２の冷却によって処理物１０１を冷却する冷却装置として機能する。冷却機構１０９は、冷媒を内部に流通させた板状の部材を備えている。また、処理室１０２の底壁１０２ｂに冷風を送る送風装置、これに接触式あるいは非接触式のヒートシンクを組み合わせたものなどを用いることもできる。冷媒としては、気体、液体の何れも用いることができるが、液体を用いる場合には結露、冷媒の凍結などを発生させないように０℃以上であることが好ましい。冷媒の冷却にはヒートポンプなどを用いることができる。
なお、本実施形態では平板形状のものが示されているが、処理室１０２を冷却し、処理物１０１の冷却処理が可能であればその形状が限定されることはない。 In the present embodiment, the cooling mechanism 109 has a flat plate shape that is substantially rectangular in plan view, and is installed between the bottom wall 102 b and the shelf 150 so as to cover the planar area of the support member 173. The cooling mechanism 109 functions as a cooling device that cools the processing object 101 by cooling the processing chamber 102. The cooling mechanism 109 is provided with a plate-like member in which a refrigerant is circulated. In addition, a blower that sends cold air to the bottom wall 102b of the processing chamber 102, a combination of a contact type or non-contact type heat sink, and the like can also be used. As the refrigerant, either a gas or a liquid can be used. However, when a liquid is used, the temperature is preferably 0 ° C. or higher so as not to cause condensation or freezing of the refrigerant. A heat pump or the like can be used for cooling the refrigerant.
Although a flat plate is shown in the present embodiment, the shape is not limited as long as the processing chamber 102 is cooled and the processing object 101 can be cooled.

冷却機構１０９は、複数の領域に分割して、各領域を独立に駆動させることが好ましい。このような構造を有することで、処理室１０２の底壁１０２ｂの温度を調節することで処理室１０２を冷却し、冷却処理において処理物１０１の中央部と周縁部との温度差を緩和させ、温度むらを抑えることができる。また、冷却機構１０９は、処理物１０１に対して傾いて配置されていてもよい。このような場合でも、複数の領域に分割した冷却機構の出力を調整することで、底壁１０２ｂの温度むらを抑え、処理物１０１の温度を均一にすることができる。 The cooling mechanism 109 is preferably divided into a plurality of regions and each region is driven independently. By having such a structure, the temperature of the bottom wall 102b of the processing chamber 102 is adjusted to cool the processing chamber 102, and the temperature difference between the central portion and the peripheral portion of the processing object 101 is reduced in the cooling process. Uneven temperature can be suppressed. Further, the cooling mechanism 109 may be disposed to be inclined with respect to the processed object 101. Even in such a case, by adjusting the output of the cooling mechanism divided into a plurality of regions, the temperature unevenness of the bottom wall 102b can be suppressed and the temperature of the workpiece 101 can be made uniform.

図５は、複数の領域に分割された冷却機構１０９の一例を示す図である。本図の冷却機構１０９は、冷却ゾーン１０９ａから冷却ゾーン１０９ｉまで９つの領域に分割されている。これらの冷却ゾーンの冷却能力を調整して底壁１０２ｂの温度を調節することで処理室１０２を冷却し、処理物１０１の温度むらを抑えながら、冷却することができる。 FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the cooling mechanism 109 divided into a plurality of regions. The cooling mechanism 109 in this figure is divided into nine regions from the cooling zone 109a to the cooling zone 109i. By adjusting the cooling capacity of these cooling zones and adjusting the temperature of the bottom wall 102b, the processing chamber 102 can be cooled, and the processing object 101 can be cooled while suppressing temperature unevenness.

図６は、冷却機構の構成例を具体的に示す図である。本例の冷却機構２０９は、冷媒流路２１０と、冷媒流路２１０内に流通された冷媒２１２とを備えた構成となっている。図６には、冷媒流路２１０の天井壁２１０ａが、本体部１０２Ａの底壁１０２ｂに接触して配置された状態を示している。 FIG. 6 is a diagram specifically illustrating a configuration example of the cooling mechanism. The cooling mechanism 209 of this example has a configuration including a refrigerant channel 210 and a refrigerant 212 circulated in the refrigerant channel 210. FIG. 6 shows a state in which the ceiling wall 210a of the coolant channel 210 is disposed in contact with the bottom wall 102b of the main body 102A.

冷媒流路２１０は、可撓性を有するとともに、相応の耐熱性を有する材料を用いて構成することが好ましい。
より詳細に説明すると、処理室１０２に接触させて底壁１０２ｂを冷却する際に、処理室１０２と冷媒流路２１０との温度差に起因する応力が底壁１０２ｂと冷媒流路２１０とに作用する。このとき、冷媒流路２１０に柔軟性がないと、石英の底壁１０２ｂが破損するおそれがあるため、冷媒流路２１０は可撓性を有する材料を用いて構成することが好ましい。 The coolant channel 210 is preferably configured using a material having flexibility and corresponding heat resistance.
More specifically, when the bottom wall 102b is cooled by being brought into contact with the processing chamber 102, stress caused by a temperature difference between the processing chamber 102 and the refrigerant flow path 210 acts on the bottom wall 102b and the refrigerant flow path 210. To do. At this time, if the refrigerant flow path 210 is not flexible, the quartz bottom wall 102b may be damaged. Therefore, the refrigerant flow path 210 is preferably formed using a flexible material.

また、冷媒流路２１０は高温の処理室１０２に直接接触させるので、冷媒流路２１０の壁面が溶融して変形したり穿孔したりするのを防止するために、冷媒流路２１０の構成材料には相応の耐熱性が要求される。 In addition, since the refrigerant flow path 210 is in direct contact with the high-temperature processing chamber 102, in order to prevent the wall surface of the refrigerant flow path 210 from melting and deforming or perforating, the constituent material of the refrigerant flow path 210 is used. Therefore, appropriate heat resistance is required.

冷媒流路２１０の構成材料としては、例えば、フッ素樹脂、ナイロン、ポリエチレンなどの耐熱性に優れる樹脂材料を例示することができる。ただし、一般に樹脂材料は熱伝導性に劣るため、冷媒流路２１０の壁が厚すぎると、冷却が不十分になり、冷媒流路２１０自体が破損してしまうおそれもある。そこで、樹脂材料を用いて冷媒流路２１０を構成する場合には、耐久性を確保できる範囲で可能な限り薄くすることが好ましい。
なお、柔軟性を有し、上述した処理室１０２の破損を防止できるのであれば、金属やセラミックスなどを用いて冷媒流路２１０を構成してもよい。 As a constituent material of the refrigerant flow path 210, for example, a resin material having excellent heat resistance, such as fluororesin, nylon, and polyethylene can be exemplified. However, since the resin material is generally inferior in thermal conductivity, if the wall of the coolant channel 210 is too thick, the cooling becomes insufficient and the coolant channel 210 itself may be damaged. Therefore, when the refrigerant flow path 210 is configured using a resin material, it is preferable to make it as thin as possible within a range in which durability can be secured.
Note that the coolant channel 210 may be configured using metal, ceramics, or the like as long as it has flexibility and can prevent the above-described processing chamber 102 from being damaged.

本例の冷却機構２０９は、図５に示したように、複数の領域に区画されており、各領域で独立して冷却動作を制御できるようになっている。本例では、各領域ごとに冷媒流路２１０を独立させて冷媒２１２の温度を調節している。これにより、処理室１０２の底壁１０２ｂの温度を調節して、処理物１０１の温度を均一にして冷却することができる。 As shown in FIG. 5, the cooling mechanism 209 of this example is partitioned into a plurality of regions, and the cooling operation can be controlled independently in each region. In this example, the temperature of the refrigerant 212 is adjusted by making the refrigerant flow path 210 independent for each region. Thereby, the temperature of the bottom wall 102b of the processing chamber 102 can be adjusted, and the temperature of the processing object 101 can be made uniform and cooled.

また、冷媒流路２１０を直接処理室１０２の底壁１０２ｂに接触させるので、冷却効率を高くできる。これにより、処理室１０２の冷却を短時間で行うと、処理物１０１の冷却時間を短縮できるので、スループットを向上させることができる。 Further, since the refrigerant flow path 210 is directly brought into contact with the bottom wall 102b of the processing chamber 102, the cooling efficiency can be increased. Accordingly, when the processing chamber 102 is cooled in a short time, the cooling time of the processing object 101 can be shortened, so that the throughput can be improved.

図７は、冷却機構の他の構成例を示す図である。本例の冷却機構３０９は、冷媒流路３１０、冷媒３１２、及び複数の伝熱部材３１１を有する構成となっている。冷媒流路３１０の内部には、冷媒３１２が流通されており、冷媒流路３１０の天井壁３１０ａを貫通して、複数の伝熱部材３１１が配置されている。伝熱部材３１１は上部で折れ曲がり、上端部３１１ａが形成されている。伝熱部材３１１の上端部３１１ａは、処理室１０２の底壁１０２ｂと接しており、処理室１０２との熱交換が行われる。伝熱部材３１１の下端部３１１ｂは、冷媒流路３１０内部に延びて冷媒３１２と接触しており、上端部３１１ａから伝導された熱を冷媒３１２に放出する。 FIG. 7 is a diagram illustrating another configuration example of the cooling mechanism. The cooling mechanism 309 of this example has a configuration including a refrigerant flow path 310, a refrigerant 312, and a plurality of heat transfer members 311. A refrigerant 312 is circulated inside the refrigerant flow path 310, and a plurality of heat transfer members 311 are disposed through the ceiling wall 310 a of the refrigerant flow path 310. The heat transfer member 311 is bent at the upper portion, and an upper end portion 311a is formed. The upper end portion 311 a of the heat transfer member 311 is in contact with the bottom wall 102 b of the processing chamber 102, and heat exchange with the processing chamber 102 is performed. The lower end 311 b of the heat transfer member 311 extends into the refrigerant flow path 310 and is in contact with the refrigerant 312, and releases heat conducted from the upper end 311 a to the refrigerant 312.

伝熱部材３１１としては、例えば、金属、セラミックなどの熱伝導性に優れた材質を用いることが好ましく、これらを用いることで冷却性能に優れた伝熱部材３１１とすることができる。
伝熱部材３１１は、可撓性を有していることが好ましい。伝熱部材３１１が可撓性を有していれば、石英等からなる本体部１０２Ａの壁面に伝熱部材３１１を接触させても、本体部１０２Ａと伝熱部材３１１との熱膨張率差による破損を回避することができる。例えば金属を用いて伝熱部材３１１を構成する場合には、伝熱部材３１１を薄い板状として弾性変形可能なバネ体とする。またセラミックを用いた伝熱部材３１１では、伝熱部材３１１それ自体に可撓性を付与することは難しいので、伝熱部材３１１を処理室１０２に対して進退させる機構にバネ等の弾性部材を設け、処理室１０２の変形に対して伝熱部材３１１が移動できるように構成するとよい。 As the heat transfer member 311, for example, a material having excellent thermal conductivity such as metal or ceramic is preferably used. By using these, the heat transfer member 311 having excellent cooling performance can be obtained.
It is preferable that the heat transfer member 311 has flexibility. If the heat transfer member 311 has flexibility, even if the heat transfer member 311 is brought into contact with the wall surface of the main body 102A made of quartz or the like, the heat transfer member 311 is caused by a difference in thermal expansion coefficient between the main body 102A and the heat transfer member 311. Damage can be avoided. For example, when the heat transfer member 311 is configured using metal, the heat transfer member 311 is formed as a thin plate-like spring body that can be elastically deformed. In addition, since it is difficult to impart flexibility to the heat transfer member 311 itself with the heat transfer member 311 using ceramic, an elastic member such as a spring is used as a mechanism for moving the heat transfer member 311 back and forth with respect to the processing chamber 102. It is preferable to provide the heat transfer member 311 so that the heat transfer member 311 can move with respect to deformation of the processing chamber 102.

冷媒流路３１０は、内部に冷媒３１２を流通でき、伝熱部材３１１との接続構造を設けられるものであれば、その材質や形状に限定はない。したがって冷媒流路３１０は、金属、セラミックのほか、フッ素樹脂やナイロンなどの樹脂材料を用いて構成することができる。
本実施形態では、伝熱部材３１１が冷媒流路３１０の天井壁３１０ａを貫通しており、伝熱部材３１１と冷媒３１２とが接触しているので、冷媒３１２への放熱は良好なものとなっている。ただし、冷媒流路３１０の伝熱性が良好なものであれば、伝熱部材３１１の一端が冷媒流路３１０の壁面に接続されていても問題ない。 The refrigerant channel 310 is not limited in its material and shape as long as it can circulate the refrigerant 312 and can provide a connection structure with the heat transfer member 311. Therefore, the refrigerant flow path 310 can be configured using a resin material such as fluororesin or nylon in addition to metal and ceramic.
In the present embodiment, the heat transfer member 311 passes through the ceiling wall 310a of the refrigerant flow path 310, and the heat transfer member 311 and the refrigerant 312 are in contact with each other, so that the heat radiation to the refrigerant 312 is good. ing. However, there is no problem even if one end of the heat transfer member 311 is connected to the wall surface of the refrigerant channel 310 as long as the heat transfer property of the refrigerant channel 310 is good.

本例の冷却機構３０９は、複数の領域に区画されており、各領域で独立して冷却動作を制御できるようになっている。本例では、冷媒３１２の流路を独立させて冷媒３１２の温度により温度調節を行うことができる。あるいは、一部の伝熱部材３１１を選択的に処理室１０２に接触させて温度調節を行うことができる。これらにより、本体部１０２Ａの壁面の温度を調節して処理室１０２を冷却することで、処理物１０１の温度を均一にして冷却することができる。 The cooling mechanism 309 of this example is divided into a plurality of regions, and the cooling operation can be controlled independently in each region. In this example, the flow rate of the refrigerant 312 can be made independent and the temperature can be adjusted by the temperature of the refrigerant 312. Alternatively, the temperature can be adjusted by selectively bringing some of the heat transfer members 311 into contact with the processing chamber 102. Thus, by adjusting the temperature of the wall surface of the main body 102A and cooling the processing chamber 102, the temperature of the processing object 101 can be made uniform and cooled.

本実施形態において、冷却機構１０９としては、図６及び図７に示した冷却機構２０９，３０９のいずれを用いてもよい。
図６に示した冷媒流路２１０を処理室１０２に直接接触させる構成では、極めて簡素な構成によって冷却機構を構成できるため、コスト面で有利である。その反面、処理室１０２や冷媒流路２１０の壁面を保護するために、冷媒流路２１０の材質や厚みを適切に選択する必要がある。
一方、図７に示した構成では、伝熱部材３１１を設けた分だけ構造が複雑になり、装置コストも上昇するが、冷媒流路３１０と処理室１０２とが直接接触しないため、冷媒流路３１０の材質や厚みが制限されることが無く、冷媒流路３１０に関しては信頼性や製造性の点で有利になる。また、伝熱部材３１１の数や配置を調整したり、伝熱部材３１１に冷風を供給する送風装置を追加したりすることで、冷却性能を容易に調整できるという利点もある。 In the present embodiment, as the cooling mechanism 109, any of the cooling mechanisms 209 and 309 shown in FIGS. 6 and 7 may be used.
The configuration in which the coolant channel 210 shown in FIG. 6 is in direct contact with the processing chamber 102 is advantageous in terms of cost because the cooling mechanism can be configured with a very simple configuration. On the other hand, in order to protect the processing chamber 102 and the wall surface of the coolant channel 210, it is necessary to appropriately select the material and thickness of the coolant channel 210.
On the other hand, in the configuration shown in FIG. 7, the structure becomes complicated by the provision of the heat transfer member 311 and the cost of the apparatus increases. However, since the coolant channel 310 and the processing chamber 102 are not in direct contact, the coolant channel The material and thickness of 310 are not limited, and the refrigerant flow path 310 is advantageous in terms of reliability and manufacturability. Further, there is an advantage that the cooling performance can be easily adjusted by adjusting the number and arrangement of the heat transfer members 311 or adding a blower for supplying cold air to the heat transfer members 311.

（熱処理工程）
以上の構成の加熱冷却装置１００を用いた処理物１０１の熱処理工程について以下に説明する。本発明に係る加熱冷却装置１００による熱処理工程は、典型的には、処理物設置工程、待機工程、加熱工程、冷却工程、処理物取り出し工程の順で行われる。 (Heat treatment process)
The heat treatment process of the processed object 101 using the heating / cooling apparatus 100 having the above configuration will be described below. The heat treatment step by the heating / cooling apparatus 100 according to the present invention is typically performed in the order of the treatment object installation step, the standby step, the heating step, the cooling step, and the treatment object removal step.

ここで、図８は、以下に説明する熱処理工程における処理物１０１の温度変化の一例を示す図である。図８には、本発明の加熱冷却装置１００を用いた場合の処理物１０１の中央部及び周縁部の温度変化とともに、従来から用いられている加熱機構のみを備えた加熱装置を用いた場合の処理物１０１の温度変化を示している。 Here, FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a temperature change of the processed object 101 in the heat treatment process described below. FIG. 8 shows a case in which a heating apparatus having only a conventional heating mechanism is used together with temperature changes at the center and peripheral edges of the processed object 101 when the heating / cooling apparatus 100 of the present invention is used. The temperature change of the processed material 101 is shown.

まず、処理物設置工程について説明する。図１の処理室１０２から取り出した支持部材１７３の上面に、処理物１０１を平置きに配置する。処理物１０１は、図２の位置決めピン１７４で囲われた領域に設置される。処理物１０１が設置された支持部材１７３を処理室１０２内部に収容した後、蓋部１２０を閉じて処理室１０２を密閉する。この間、加熱機構１０３の発熱量は、処理物１０１をある待機温度（Ｔ１）で均一化する発熱量に設定されている。また、ガス導入管１４０から、処理室１０２内部にガスが導入されている。 First, the treatment product installation process will be described. On the upper surface of the support member 173 taken out from the processing chamber 102 of FIG. The workpiece 101 is installed in an area surrounded by the positioning pins 174 in FIG. After the support member 173 on which the processed object 101 is installed is accommodated in the processing chamber 102, the lid 120 is closed to seal the processing chamber 102. During this time, the heat generation amount of the heating mechanism 103 is set to a heat generation amount that equalizes the processed material 101 at a certain standby temperature (T1). A gas is introduced into the processing chamber 102 from the gas introduction pipe 140.

引き続いて、待機工程に移行する。待機工程では、処理物１０１の温度が待機温度（Ｔ１）に均一化されるまでの時間（ｔ１）、前述した加熱機構１０３の発熱量が維持される。ガス導入管１４０からは、例えば窒素ガスを導入し、そのガス流量は、処理室１０２内を所定の圧力に維持できるように制御される。 Subsequently, the process proceeds to a standby process. In the standby process, the amount of heat generated by the heating mechanism 103 described above is maintained for the time (t1) until the temperature of the workpiece 101 is equalized to the standby temperature (T1). For example, nitrogen gas is introduced from the gas introduction pipe 140, and the gas flow rate is controlled so that the inside of the processing chamber 102 can be maintained at a predetermined pressure.

処理物１０１の温度が待機温度で均一化されると、加熱機構１０３からの発熱量を増加させ、第１の加熱工程に移行する。第１の加熱工程では、処理物１０１の温度が所定の温度（Ｔ２）となるまで所定時間（ｔ２）の加熱を行い処理物１０１の温度を上昇させる。 When the temperature of the workpiece 101 is equalized at the standby temperature, the amount of heat generated from the heating mechanism 103 is increased, and the process proceeds to the first heating step. In the first heating step, the temperature of the processed object 101 is increased by heating for a predetermined time (t2) until the temperature of the processed object 101 reaches a predetermined temperature (T2).

引き続いて、第２の加熱工程に移行する。第２の加熱工程では、処理物１０１を到達温度（Ｔ２）で所定時間（ｔ３）保持する。加熱機構１０３の発熱量は、処理物１０１を到達温度（Ｔ２）に保持できる第１の加熱工程と同一であってもよく、処理物１０１が過熱しないように発熱量を調整してもよい。 Subsequently, the process proceeds to the second heating step. In the second heating step, the workpiece 101 is held at the ultimate temperature (T2) for a predetermined time (t3). The amount of heat generated by the heating mechanism 103 may be the same as in the first heating step in which the processed object 101 can be held at the ultimate temperature (T2), or the generated heat amount may be adjusted so that the processed object 101 does not overheat.

加熱工程が終了すると冷却工程に移行する。冷却工程では、再び処理物１０１の温度を待機温度まで低下させるように加熱機構１０３の発熱量を抑える。そして、加熱機構１０３の発熱量を抑えるとともに、冷却機構１０９の内部に冷媒（例えば水）を流通させて、処理室１０２から冷却機構１０９に熱を移動させることで、処理室１０２を冷却し、処理物１０１が所定の待機温度（Ｔ１）となるまで、所定時間（ｔ４）の冷却を行う。 When the heating process is completed, the process proceeds to the cooling process. In the cooling step, the amount of heat generated by the heating mechanism 103 is suppressed so that the temperature of the workpiece 101 is lowered to the standby temperature again. And while suppressing the emitted-heat amount of the heating mechanism 103, circulating the refrigerant | coolant (for example, water) inside the cooling mechanism 109, moving the heat | fever from the process chamber 102 to the cooling mechanism 109, the process chamber 102 is cooled, Cooling for a predetermined time (t4) is performed until the workpiece 101 reaches a predetermined standby temperature (T1).

処理物１０１の温度が待機温度（Ｔ１）にまで低下したならば、処理物１０１取り出し工程に移行する。すなわち、蓋部１２０を開け、支持部材１７３を処理室１０２から取り出して処理物１０１の熱処理工程を完了する。熱処理工程が完了した処理物１０１は、次の製造工程に流される。 If the temperature of the processing object 101 falls to standby temperature (T1), it will transfer to the processing object 101 taking-out process. That is, the lid 120 is opened, the support member 173 is removed from the processing chamber 102, and the heat treatment process of the processed object 101 is completed. After the heat treatment process is completed, the processed product 101 is flowed to the next manufacturing process.

図８に点線で示すグラフは、従来例の温度変化を示している。従来の加熱装置を用いた場合、第２の加熱工程までは、処理物１０１の温度は本発明に係る加熱冷却装置１００を用いた場合とほぼ同じ経過を辿る。しかしながら、従来の加熱装置では冷却機構を備えていないため、処理物１０１を処理室から取り出して搬送できる温度Ｔ１まで低下させるための冷却工程に長時間を要する。一方、加熱後の待機時間を短くすると、処理物１０１が軟化しているために反りや歪みを生じて良品率を低下させることになる。 A graph indicated by a dotted line in FIG. 8 shows a temperature change of the conventional example. When the conventional heating device is used, the temperature of the processed object 101 follows substantially the same process as when the heating / cooling device 100 according to the present invention is used until the second heating step. However, since the conventional heating apparatus does not include a cooling mechanism, a long time is required for the cooling process for reducing the temperature to the temperature T1 at which the workpiece 101 can be taken out from the processing chamber and conveyed. On the other hand, if the waiting time after heating is shortened, the processed product 101 is softened, and thus warpage and distortion occur, resulting in a decrease in the yield rate.

また、従来の加熱装置では、加熱機構の発熱量を抑えるか停止させるしか処理物１０１の温度を低下させる手段がないため、処理物１０１の温度をほとんど制御することができない。そのため、図８に示すように、処理物１０１の中央部と周縁部とで大きな温度差が生じることとなり、処理物１０１上に形成されているデバイスの特性に分布が生じるおそれがある。 Further, in the conventional heating apparatus, since there is no means for reducing the temperature of the processed object 101 only by suppressing or stopping the heat generation amount of the heating mechanism, the temperature of the processed object 101 can hardly be controlled. Therefore, as shown in FIG. 8, a large temperature difference occurs between the central portion and the peripheral portion of the processed object 101, and there is a possibility that the characteristics of the devices formed on the processed object 101 are distributed.

これに対して本発明では、冷却機構１０９（２０９，３０９）によって処理物１０１の温度を調整しつつ冷却を行うことができるため、図８に示すように、処理物１０１の温度均一性を保持しつつ、短時間で待機温度（Ｔ１）にまで処理物１０１を冷却することができる。したがって本発明によれば、温度分布の均一性を保持しつつ、迅速に、処理物１０１を加熱及び冷却することができる。 On the other hand, in the present invention, cooling can be performed while adjusting the temperature of the workpiece 101 by the cooling mechanism 109 (209, 309), so that the temperature uniformity of the workpiece 101 is maintained as shown in FIG. However, the processing object 101 can be cooled to the standby temperature (T1) in a short time. Therefore, according to the present invention, the workpiece 101 can be heated and cooled quickly while maintaining the uniformity of the temperature distribution.

また、本発明の加熱冷却装置１００では、支持部材１７３を処理室１０２内部で固定した状態で処理物１０１の加熱、冷却を行いながら、熱処理工程を行うことができる。これにより、処理物１０１の温度分布を均一にして熱処理工程を行うことが可能となるので、熱処理工程による処理物１０１の加熱むらを抑えることができる。 Further, in the heating / cooling apparatus 100 of the present invention, the heat treatment process can be performed while heating and cooling the workpiece 101 in a state where the support member 173 is fixed inside the processing chamber 102. This makes it possible to perform the heat treatment process with the temperature distribution of the processed object 101 uniform, so that uneven heating of the processed object 101 due to the heat treatment process can be suppressed.

処理室１０２の高さは、処理物１０１の出し入れに不具合が生じなければ低くすることができるので、処理室１０２を小型化できる。これにより、処理室１０２の製造コストを削減することができる。また、処理室１０２が小型化されることで、加熱機構１０３を処理物１０１の近くに設置できるので、加熱機構１０３の出力を低下させ、あるいは処理物１０１の加熱時間を短縮することができる。これにより、装置の製造コストを削減できるとともに、本装置を用いた処理物１０１の処理工程におけるタクトタイムを短縮することができる。 Since the height of the processing chamber 102 can be lowered if there is no problem in taking in and out the processing object 101, the processing chamber 102 can be downsized. Thereby, the manufacturing cost of the processing chamber 102 can be reduced. Further, since the processing chamber 102 is downsized, the heating mechanism 103 can be installed in the vicinity of the processing object 101, so that the output of the heating mechanism 103 can be reduced or the heating time of the processing object 101 can be shortened. Thereby, the manufacturing cost of the apparatus can be reduced, and the tact time in the processing step of the processed object 101 using the apparatus can be shortened.

処理物１０１は、天井壁１０２ａを介して加熱機構１０３と対向しているので、処理物１０１の全面を均一に加熱できる。これにより、加熱機構１０３の出力を低下させ、あるいは処理物１０１の加熱時間を短縮することができる。さらに、製造コストを削減し、製造工程におけるタクトタイムを短縮することができる。 Since the processed object 101 faces the heating mechanism 103 through the ceiling wall 102a, the entire surface of the processed object 101 can be heated uniformly. Thereby, the output of the heating mechanism 103 can be reduced or the heating time of the treatment object 101 can be shortened. Furthermore, the manufacturing cost can be reduced and the tact time in the manufacturing process can be shortened.

加熱機構１０３を分割し独立して駆動させることで、処理物１０１の温度を均一にできるので、熱処理工程における処理物１０１の加熱むらを抑えることができる。 By dividing and heating the heating mechanism 103 independently, the temperature of the processed object 101 can be made uniform, so that uneven heating of the processed object 101 in the heat treatment step can be suppressed.

冷却機構１０９が設けられていることで、急速にかつ均一に処理物１０１を冷却できるようになっている。これにより、加熱後短時間で処理物１０１を取り出すことができるので、製造工程におけるタクトタイムを短縮することができる。 By providing the cooling mechanism 109, the workpiece 101 can be cooled rapidly and uniformly. Thereby, since the processed material 101 can be taken out in a short time after heating, the tact time in the manufacturing process can be shortened.

反射体１１０を備えたことで、処理室１０２内部の熱効率を向上させることができる。これにより、処理物１０１の加熱時間を短縮することができ、製造工程におけるタクトタイムを短縮することができる。また、反射体１１０は冷却機構１０９を覆っているので、加熱工程における冷却機構１０９への熱流出を抑え、冷却機構１０９へのダメージを防ぐことができる。 By including the reflector 110, the thermal efficiency inside the processing chamber 102 can be improved. Thereby, the heating time of the processed material 101 can be shortened, and the tact time in the manufacturing process can be shortened. Further, since the reflector 110 covers the cooling mechanism 109, heat outflow to the cooling mechanism 109 in the heating process can be suppressed, and damage to the cooling mechanism 109 can be prevented.

また本実施形態では、不活性ガスを側壁部材１０２ｃのガス導入部１４０から導入するようになっている。
従来よく知られている加熱装置では、処理物１０１と対向する位置にシャワープレートなどを配置してガスを導入するようになっていたため、加熱の効率が損なわれていた。これに対して本実施形態では、上述のガス導入機構を採用したことで、加熱機構１０３と処理物１０１との間にシャワープレートなどを設ける必要がなくなり、加熱機構１０３と処理物１０１とを直接対向させることができ、処理室１０２内部の熱効率を高めることができる。これにより、処理物１０１の加熱時間を短縮したり、加熱機構１０３の出力を削減できるので、製造コストを削減し、製造工程におけるタクトタイムを短縮することができる。 Moreover, in this embodiment, inert gas is introduce | transduced from the gas introduction part 140 of the side wall member 102c.
Conventionally well-known heating apparatuses have introduced a shower plate or the like at a position facing the processed object 101 to introduce gas, and thus heating efficiency has been impaired. On the other hand, in the present embodiment, since the above-described gas introduction mechanism is employed, it is not necessary to provide a shower plate or the like between the heating mechanism 103 and the processing object 101, and the heating mechanism 103 and the processing object 101 are directly connected. The thermal efficiency inside the processing chamber 102 can be increased. Thereby, since the heating time of the processed material 101 can be shortened or the output of the heating mechanism 103 can be reduced, the manufacturing cost can be reduced and the tact time in the manufacturing process can be shortened.

ガス導入管１４０を、処理物１０１を挟んで蓋部１２０と反対側に配置しておくことで、ガスの流れが処理室１０２の奥から蓋部１２０に向かう方向となるので、処理物１０１の出し入れに伴う酸化性物質の混入を抑えることができる。また、混入した不要なガス成分が処理室１０２の外に排出されやすくなる。 By disposing the gas introduction pipe 140 on the opposite side of the lid portion 120 with the processing object 101 interposed therebetween, the gas flow is directed from the back of the processing chamber 102 toward the lid portion 120. Mixing of oxidizing substances accompanying withdrawing and taking out can be suppressed. Further, unnecessary mixed gas components are easily discharged out of the processing chamber 102.

また、加熱冷却装置１００は、加熱機構１０３を処理物１０１に対して進退させる加熱機構移動機構と、冷却機構１０９（２０９、３０９）を処理物１０１に進退させる冷却機構移動機構とを備えていてもよい。 The heating / cooling apparatus 100 includes a heating mechanism moving mechanism for moving the heating mechanism 103 forward and backward with respect to the processed object 101 and a cooling mechanism moving mechanism for moving the cooling mechanism 109 (209, 309) forward / backward to the processed object 101. Also good.

加熱機構１０３の動作時には、冷却機構１０９を処理物１０１から遠ざけておくことで、加熱効率を向上させることができる。図６の冷却機構２０９では、冷却機構２０９ごと移動させる。図７の冷却機構３０９では、冷却機構３０９ごと移動させるか、あるいは伝熱部材３１１のみを退避させてもよい。 During the operation of the heating mechanism 103, the heating efficiency can be improved by keeping the cooling mechanism 109 away from the workpiece 101. In the cooling mechanism 209 in FIG. 6, the cooling mechanism 209 is moved together. In the cooling mechanism 309 in FIG. 7, the cooling mechanism 309 may be moved, or only the heat transfer member 311 may be retracted.

冷却機構１０９（２０９、３０９）の動作時には、加熱機構１０３を処理物１０１から遠ざけることで、冷却効率を向上させることができる。加熱機構１０３が複数の領域に分割されている場合には、退避させた位置において区画された領域ごとに出力を調整してもよい。これにより、加熱機構１０３と処理物１０１との距離の変化に伴う加熱むらに対応することができる。 During the operation of the cooling mechanism 109 (209, 309), the cooling efficiency can be improved by moving the heating mechanism 103 away from the workpiece 101. When the heating mechanism 103 is divided into a plurality of regions, the output may be adjusted for each region partitioned at the retracted position. Thereby, it is possible to cope with uneven heating due to a change in the distance between the heating mechanism 103 and the workpiece 101.

また、これらの移動機構はそれぞれ独立して動いてもよく、連動して動いてもよい。連動する場合には、加熱機構１０３と冷却機構１０９（２０９、３０９）とが一定の間隔を保ったままで処理物１０１の厚さ方向に一体的に移動する。これにより、加熱工程と、冷却工程とを確実に切り替えることができる。 Further, these moving mechanisms may move independently of each other or may move in conjunction with each other. In the case of interlocking, the heating mechanism 103 and the cooling mechanism 109 (209, 309) move integrally in the thickness direction of the workpiece 101 while maintaining a constant interval. Thereby, a heating process and a cooling process can be switched reliably.

（変形例）
図９は、本実施形態の変形例である加熱冷却装置４００の断面図である。本変形例の加熱冷却装置４００は、加熱機構４０３が処理室１０２内部に配置されており、処理物１０１に対して反射体１１０と反対側に配置されている。 (Modification)
FIG. 9 is a cross-sectional view of a heating / cooling device 400 that is a modification of the present embodiment. In the heating / cooling device 400 of this modification, the heating mechanism 403 is disposed inside the processing chamber 102, and is disposed on the opposite side of the reflector 110 with respect to the processing object 101.

このような構成を備えることで、加熱機構２０３は処理物１０１を直接対向させて加熱できるので、加熱機構２０３の熱効率を向上させることができる。これにより、加熱機構２０３の出力を削減し、処理物１０１の加熱時間を短縮できるので、装置の製造コストを削減し、熱処理工程におけるタクトタイムを短縮することができる。 By providing such a configuration, the heating mechanism 203 can heat the workpiece 101 directly facing each other, so that the thermal efficiency of the heating mechanism 203 can be improved. Thereby, since the output of the heating mechanism 203 can be reduced and the heating time of the workpiece 101 can be shortened, the manufacturing cost of the apparatus can be reduced, and the tact time in the heat treatment process can be shortened.

また、図９において加熱機構２０３に代えて、冷却機構１０９を処理室１０２内部に配置されてもよい。あるいは、加熱機構２０３及び冷却機構１０９両者が、処理室１０２内部に配置されてもよい。また、冷却機構１０９が加熱機構１０３及び処理室１０２を内包する構成としてもよい。 Further, instead of the heating mechanism 203 in FIG. 9, a cooling mechanism 109 may be disposed inside the processing chamber 102. Alternatively, both the heating mechanism 203 and the cooling mechanism 109 may be disposed inside the processing chamber 102. Further, the cooling mechanism 109 may include the heating mechanism 103 and the processing chamber 102.

加熱冷却装置１００の断面図である。1 is a cross-sectional view of a heating / cooling device 100. FIG. 加熱冷却装置１００ａの断面図である。It is sectional drawing of the heating-cooling apparatus 100a. 支持部材１７３の平面図及び断面図である。It is the top view and sectional drawing of the supporting member 173. 支持部材１７３の平面図及び断面図である。It is the top view and sectional drawing of the supporting member 173. 区画された冷却機構１０３の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the division | segmentation cooling mechanism 103. FIG. 冷却機構２０９の断面図である。It is sectional drawing of the cooling mechanism 209. FIG. 冷却機構３０９の断面図である。It is sectional drawing of the cooling mechanism 309. FIG. 加熱冷却処理における温度変化を示す図である。It is a figure which shows the temperature change in a heating-cooling process. 加熱冷却装置４００の断面図である。It is sectional drawing of the heating-cooling apparatus 400. FIG.

Explanation of symbols

１００…加熱冷却装置、１０１…処理物、１０２…処理室、１０３…加熱機構、１０９…冷却機構、１１０…反射体、１２０…蓋部、１４０…ガス導入管、１５０…棚、１７３…支持部材、１７３ｂ…位置決めピン、２０９…冷却機構、２１０…冷媒室、２１１…伝熱部材、２１２…冷媒、３０９…冷却機構、３１０…冷媒室、３１２…冷媒、４００…加熱冷却装置、４０３…加熱機構 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Heating / cooling apparatus, 101 ... Processed object, 102 ... Processing chamber, 103 ... Heating mechanism, 109 ... Cooling mechanism, 110 ... Reflector, 120 ... Cover part, 140 ... Gas introduction pipe, 150 ... Shelf, 173 ... Support member , 173b ... positioning pin, 209 ... cooling mechanism, 210 ... refrigerant chamber, 211 ... heat transfer member, 212 ... refrigerant, 309 ... cooling mechanism, 310 ... refrigerant chamber, 312 ... refrigerant, 400 ... heating and cooling device, 403 ... heating mechanism

Claims

A processing chamber for storing processed materials;
A support member that is fixed in the processing chamber and supports the processing object in a state in which the processing object is accommodated;
A heating mechanism for heating the processed material;
A cooling mechanism having a coolant channel for cooling the wall of the processing chamber or the support member;
A heating / cooling apparatus comprising:

The heating / cooling apparatus according to claim 1,
The heating / cooling apparatus, wherein the cooling mechanism is provided with a heat transfer member that is connected to the refrigerant flow path and contacts the wall of the processing chamber or the support member.

The heating / cooling apparatus according to claim 1,
The heating and cooling apparatus, wherein the cooling mechanism includes a refrigerant flow path that contacts the wall of the processing chamber or the support member.

In the heating and cooling device according to any one of claims 1 to 3,
The heating mechanism is arranged directly opposite the processing object or through the wall of the processing chamber,
The heating and cooling apparatus, wherein the cooling mechanism is disposed on the opposite side of the heating mechanism with the processed material interposed therebetween.

In the heating and cooling device according to any one of claims 1 to 4,
At least one of the heating mechanism and the cooling mechanism is partitioned into a plurality of regions, and each region can be driven independently.

In the heating and cooling device according to any one of claims 1 to 5,
The heating / cooling apparatus, wherein the wall portion of the processing chamber between the heating mechanism and the processing object is formed of quartz.

In the heating and cooling device according to any one of claims 1 to 6,
At least one of the heating mechanism and the cooling mechanism is disposed in the processing chamber.

In the heating and cooling device according to any one of claims 1 to 7,
At least one of the heating mechanism and the cooling mechanism is capable of moving forward and backward with respect to the processing object.

The heating and cooling device according to any one of claims 1 to 8,
A heating and cooling device, wherein a reflector is installed on the processing chamber side of the cooling mechanism.

In the heating and cooling device according to any one of claims 1 to 9,
At least one of the wall portion of the processing chamber, the support member, and the cooling mechanism is reflective.