專利名稱：加熱平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明，涉及加熱平臺，更詳細(xì)的說，涉及構(gòu)成半導(dǎo)體晶片或玻璃基板的加熱裝置的室的加熱部的加熱平臺。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體晶片或液晶基板或是電路基板等的晶片上形成半導(dǎo)體薄膜，或?qū)⑼磕ㄓ诰系谋Ｗo(hù)層液干燥燒接而形成保護(hù)層膜時(shí)，使用加熱平臺。通常，設(shè)置于此加熱平臺的加熱裝置，利用電阻加熱方式較多，例如，使用如碳化硅(SiC)加熱器的陶瓷加熱器。在日本特開平2002-329566號公報(bào)中公開了使用碳化硅加熱器的晶片加熱裝置。且，日本特開2004-6242號公報(bào)中公開了電阻發(fā)熱體使用鉭或鎢、鉬等高融點(diǎn)金屬，基體陶瓷使用氮化鋁、氮化硅、氮化硼、賽隆(SIALON)等的陶瓷加熱器。圖6表示由陶瓷加熱器構(gòu)成的加熱平臺的概略圖。加熱平臺200是在陶瓷基體43中例如一體燒結(jié)電阻發(fā)熱體42，通過從供電線41的供電使電阻發(fā)熱體發(fā)熱，來加熱被加熱物WF。
特開平2002-329566號公報(bào)[專利文獻(xiàn)2]特開平2004-6242號公報(bào)發(fā)明內(nèi)容但是，陶瓷加熱器，在如半導(dǎo)體工序中要求高清潔度的過程下，存在如下問題。即，陶瓷加熱器被加熱至如700℃-800℃的高溫的狀態(tài)的話，會放出被吸著于陶瓷的微小凹凸或間隙的不純物，其會吸著于晶片而造成污染或不良。這種晶片的污染通稱為沾染。
此外，現(xiàn)有的加熱平臺，因加熱后的加熱平臺降溫慢，所以加熱過程的交換被加熱物的生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間長。
本發(fā)明的目的是鑒于上述的問題點(diǎn)提供一種加熱平臺，可取代現(xiàn)有的陶瓷加熱器，可以高溫加熱晶片等被加熱物，并且在加熱中可防止因不純物的發(fā)生所產(chǎn)生的被加熱物的污染，進(jìn)一步改善降溫性能。
本發(fā)明為了解決上述的課題，采用以下的技術(shù)方案。
技術(shù)方案1是一種加熱平臺，其特征在于，具備載置被加熱物的平坦的平臺部，具有與該平臺部連續(xù)、在其內(nèi)部收納有作為加熱裝置的多個(gè)燈泡的圓筒部的玻璃制部件；以及具有圓筒部及底面部，與玻璃制部件一體化而形成減壓狀態(tài)或是充填有惰性氣體的內(nèi)部空間的金屬制部件。
技術(shù)方案2如技術(shù)方案1的加熱平臺，其中，所述燈泡在兩端具有密封部，并且在管型封體的內(nèi)部具有燈泡絲，該燈泡的密封部朝向與具有支撐上述被加熱物的區(qū)域的表面相反的方向彎曲。
技術(shù)方案3如技術(shù)方案1的加熱平臺，其中，在所述燈泡的背面具備由陶瓷纖維構(gòu)成的板作為反射部件。
技術(shù)方案4如技術(shù)方案1的加熱平臺，其中，在前述平臺部設(shè)置有冷卻裝置。
技術(shù)方案5如技術(shù)方案4的加熱平臺，其中，所述冷卻裝置由設(shè)置在平臺部下方的冷卻氣體吹出管構(gòu)成。
技術(shù)方案6如技術(shù)方案4的加熱平臺，將所述平臺部形成中空結(jié)構(gòu)，使冷卻氣體流動于該中空結(jié)構(gòu)的間隙。
根據(jù)技術(shù)方案1的發(fā)明，載置被加熱物的平臺部由玻璃制成，所以不會吸著不純物，即使加熱高溫，也無不純物的發(fā)生，就無污染晶片等被加熱物的問題。且，配置有燈泡的平臺部的內(nèi)部空間，與外部遮斷，所以也無來自燈泡或燈泡的配線的污染。
根據(jù)技術(shù)方案2的發(fā)明，減少燈泡的非發(fā)光部面對于平臺部的上面的比率，所以可將被加熱物均一地加熱。且，因?yàn)榭梢耘渲贸山咏噜徑拥臒襞莸陌l(fā)光部，所以可減少非發(fā)光部面對于平臺部表面的比率，可將被加熱物均一地加熱。進(jìn)一步，因?yàn)槿菀讓R從燈泡朝設(shè)在與平臺部的上面相反側(cè)的連接器部的方向配置的配線，所以束線或連接等的處理作業(yè)容易。
根據(jù)技術(shù)方案3的發(fā)明，在燈泡的背面具備由陶瓷纖維組成的板作為反射部件，所以成為耐熱沖擊及絕熱性優(yōu)秀的反射部件。
根據(jù)技術(shù)方案4的發(fā)明，通過在平臺部設(shè)置冷卻裝置，能夠急速降溫，并能夠縮短加熱過程的生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間。
根據(jù)技術(shù)方案5的發(fā)明，冷卻裝置是通過設(shè)在平臺部下方的冷卻氣體吹出管，冷卻裝置的配置簡單，可有效地進(jìn)行冷卻。
根據(jù)技術(shù)方案6的發(fā)明，將平臺部形成中空結(jié)構(gòu)，使冷卻氣體流動于該中空結(jié)構(gòu)的間隙，能夠節(jié)省空間，可有效地進(jìn)行冷卻。


圖1是本發(fā)明的加熱平臺的概略剖面圖。
圖2是表示本發(fā)明所使用的燈泡結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖3是將本發(fā)明所使用的燈泡結(jié)構(gòu)的圖與現(xiàn)有的燈泡結(jié)構(gòu)的圖對比的圖。
圖4是表示將本發(fā)明的加熱平臺從上表兩側(cè)所見的燈泡配置的圖。
圖5是說明利用本發(fā)明的加熱平臺加熱晶片時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖。
圖6是由現(xiàn)有的陶瓷加熱器構(gòu)成的加熱平臺的概略圖。
圖7表示本發(fā)明的加熱平臺中，將冷卻氣體吹出管設(shè)在玻璃平臺部下方的結(jié)構(gòu)。
圖8是表示冷卻氣體吹出管的概略圖。
圖9是本發(fā)明的加熱平臺中，將玻璃平臺部由多個(gè)支柱形成具有間隙的中空結(jié)構(gòu)的例。
圖10表示可了解本發(fā)明的降溫效果的溫度測量結(jié)果。
具體實(shí)施例方式
利用圖1至圖4說明本發(fā)明的一實(shí)施方式。圖1是表示晶片加熱等所使用的本發(fā)明的加熱平臺的概要的剖面圖。圖中標(biāo)號100指加熱平臺整體。標(biāo)號50是其材質(zhì)由石英玻璃等構(gòu)成，在上部載置晶片等被加熱物平坦的平面的玻璃平臺部。玻璃制部件100A具有與玻璃平臺部50連續(xù)形成的圓筒部51、在其內(nèi)部收納了作為加熱裝置的可高效放射紅外線的多個(gè)燈泡3，和形成于圓筒部51端部的凸緣部52。金屬制部件100B具有與凸緣部52氣密地面接觸的金屬制凸緣部25；與金屬制凸緣部25連續(xù)的圓筒狀的金屬框體部20及底面部26，并可與玻璃制部件100A組裝成一體而構(gòu)成可形成減壓狀態(tài)或是可充填不活性氣體的內(nèi)部空間。金屬制部件是例如由不誘鋼組成。
O形環(huán)24a位于玻璃制的凸緣部52及金屬制凸緣部25之間，通過標(biāo)號21的挾持部件A及標(biāo)號22的挾持部件B挾入而固定。挾持部件A及挾持部件B是通過螺栓23a旋緊固定，進(jìn)一步通過螺栓23b與加熱平臺外的部件固定。挾持部件A22及玻璃制的凸緣部52之間設(shè)有O形環(huán)24c，挾持部件A22及加熱平臺外的部件之間設(shè)有O形環(huán)24b。
光反射板5、燈泡3、均熱板4如圖是通過支撐柱部件14從金屬制部件100B的底面部26被支撐，通過將玻璃制部件100A往上方取下，就可容易進(jìn)行光反射板5、燈泡3、均熱板4的維修。然而，光反射板5、燈泡3、均熱板4的支撐方法不限定于此例。
雖未圖示，但是為了O形環(huán)24a、24b、24c的耐熱保護(hù)，而利用水冷卻金屬制凸緣部25的周圍。
標(biāo)號4是由設(shè)置于玻璃平臺部50內(nèi)部的上部及燈泡3間的碳等構(gòu)成的均熱板，5設(shè)置于燈泡3的下部，是將燈泡3放射的光朝均熱板4側(cè)反射的反射光板，由陶瓷纖維構(gòu)成。標(biāo)號6是燈泡導(dǎo)線，標(biāo)號12是連接外部電源的外部供電線，標(biāo)號8是電流導(dǎo)入端子，WF是晶片等被加熱物，標(biāo)號13是設(shè)在光反射板5、貫通燈泡密封部31的貫通孔。
本發(fā)明的加熱平臺100的內(nèi)部空間，在本實(shí)施例是利用氮在13.3kPa的壓力下被駁運(yùn)(バ一ジ)，由此，即使加熱中燈泡3的溫度上升，也可防止用于燈泡3的燈泡密封部31的密封箔32氧化。氮是在圖1中從氣體導(dǎo)入口10在燈泡3的密封部31附近被放出，加熱平臺100內(nèi)部空間內(nèi)的金屬制部件100B的底部26附近的氣體從氣體排出口9排出，在燈泡3的密封部31附近可保持充分的氮環(huán)境，所以密封部31的金屬箔無氧化的可能。
此外，玻璃平臺部50是由玻璃制成，所以不會吸著不純物，即使高溫加熱，也不會發(fā)生不純物，就無污染晶片的問題。此外，燈泡3配置于加熱平臺100的內(nèi)部空間，與外部遮斷，所以也無來自燈泡或燈泡的配線的污染。
圖2，是表示燈泡3的結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖中，31通過密封箔32連接燈泡絲34及燈泡導(dǎo)線6，并且朝對于管型封體延伸方向的直角方向彎曲，配置于與玻璃平臺部50的上部表面相反側(cè)延伸方向的燈泡密封部，32是由鉬箔等構(gòu)成的密封箔，33是由玻璃制的筒構(gòu)成的閥或是封體，34是插入于閥33內(nèi)的燈絲，35是支架。
在閥33內(nèi)封入鹵素氣體，且，這種在管型封體兩端具有密封部的燈泡是被稱為雙端部型。
如果燈泡3兩端的燈泡導(dǎo)線6通電，則燈泡絲34會變紅熱并放射紅外線。從燈泡絲34放射的紅外線，照射在被設(shè)置于玻璃平臺部50上部表面的均熱板4，進(jìn)一步從均熱板4均一地加熱晶片等被加熱物WF。
圖3是說明彎曲燈泡3的燈泡密封部31的優(yōu)點(diǎn)的圖。圖3(a)是表示本發(fā)明的燈泡3結(jié)構(gòu)的圖，圖3(b)是表示與本發(fā)明的燈泡3相比較用的燈泡結(jié)構(gòu)的圖。
在此，放射燈泡3的放射紅外線的部分稱為發(fā)光部，實(shí)質(zhì)上不放射光的燈泡密封部31稱為非發(fā)光部的話，假設(shè)如圖3(b)所示燈泡的非發(fā)光部是與玻璃平臺部50的表面相對面的話，對應(yīng)于被加熱物WF的非發(fā)光部的部分不易被加熱，就不易均一地加熱。對于此，如圖3(a)所示，將燈泡密封部31朝與玻璃平臺部50的上面相反側(cè)彎曲的話，非發(fā)光部面對于玻璃平臺部50的上面的比率會減少，就能夠均一加熱被加熱物WF。且，燈泡密封部31彎曲的話，能夠配置成接近相鄰接燈泡3的發(fā)光部，與上述同樣，非發(fā)光部面對于玻璃平臺部50表面的比率會減少，就能夠均一加熱被加熱物WF。
圖4是表示將圖1的加熱平臺從上部表面?zhèn)人姷臒襞?的配置圖。如圖所示，在內(nèi)側(cè)，多個(gè)封體是與直管狀的燈泡3并列，在其外側(cè)，多個(gè)圓環(huán)狀的燈泡3配置成同心圓狀。
圓環(huán)狀的燈泡3，是組合將圓二分割成半圓形，或者是四分割的形狀，配置成圓環(huán)狀。由1個(gè)燈泡形成圓也可以，但是徑變大的話，封體的長度變長，制造困難，所以將其分割而變短。當(dāng)然使用被分割成四分割以上的燈泡也可以。進(jìn)一步，使配置直管狀的燈泡3的部分與其外側(cè)相同，將圓環(huán)狀的燈泡3配置成同心圓狀也可以。且，若是徑小面積小的晶片，將1個(gè)燈泡的封體形成渦卷狀，只由1個(gè)燈泡構(gòu)成也可以。
且，被加熱物WF，因?yàn)榧訜嶂袩崾菑膫?cè)面放射，所以相比于中央部，周邊部的溫度容易降低。因此，將用于加熱裝置的多個(gè)燈泡3分開成多個(gè)區(qū)域，并通過未圖示的電力控制裝置進(jìn)行電控制即可。例如，配置有如圖4的燈泡3的情況時(shí)，分別電控制內(nèi)側(cè)的直管狀的燈泡群、及外側(cè)的圓環(huán)狀的燈泡群。如晶片那樣的被加熱物WF，因?yàn)橹苓叢康臏囟热菀捉档?，所以對于中央部其周邊部會下降多少溫度，需預(yù)先實(shí)驗(yàn)測量好，依據(jù)其結(jié)果，控制輸入電力，使外側(cè)的圓環(huán)狀燈泡群的輸出比內(nèi)側(cè)的直管狀燈泡群的輸出大。各燈泡3是連接成直列，可將多個(gè)燈泡作為1個(gè)區(qū)域進(jìn)行電控制。
接著，使用圖1詳細(xì)說明光反射板5。如圖所示，光反射板5設(shè)在燈泡3的玻璃平臺部50上面的相反側(cè)，其材質(zhì)可效率佳地反射紅外區(qū)域的光，并且具有700℃以上的耐熱性，因接近燈泡導(dǎo)線6設(shè)置，所以考慮無短路的問題，將氧化鋁或是由氧化鋁及二氧化硅構(gòu)成的陶瓷纖維形成板狀。然而，光反射板5不是使用陶瓷纖維，而是使用通過例如在石英等玻璃板的表面涂抹高純度明礬等而形成也可以。
在光反射板5中，設(shè)有供已彎曲的燈泡密封部31通過的貫通孔13。通過將燈泡密封部31通過此貫通孔13，防止來自燈泡3的光照射在燈泡密封部31，能夠抑制燈泡密封部31的溫度上升。通過將陶瓷板作為光反射板，將從燈泡3朝與玻璃平臺部50的上面相反方向放射的光朝玻璃平臺部50的上面方向反射，能夠提高被加熱物WF的加熱效率。
接著，使用圖1詳細(xì)說明均熱板4。
如圖所示，在希望均一加熱被加熱物WF的情況下，可以在燈泡3及玻璃平臺部50上面之間設(shè)置均熱板4。來自燈泡3的光照射于均熱板4，載置于玻璃平臺部50上面的被加熱物WF，由來自此均熱板4的輻射而加熱。用于均熱板4的碳托板的熱傳導(dǎo)性高，所以熱也能夠傳達(dá)至無燈泡3的發(fā)光部的部分，可以整體均一地使溫度上升。因此，可以均一地加熱被加熱物WF。
接著，利用圖4說明在本發(fā)明的加熱平臺加熱晶片時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。加熱平臺1的結(jié)構(gòu)，基本上與如圖1所示的相同，但是燈泡3的數(shù)量是33個(gè)，使用反射板5，但未使用均熱板4。被加熱物WF是使用Ф200mm的硅晶片，利用設(shè)定溫度750℃加熱時(shí)的表面9點(diǎn)的溫度以熱電對測量。9點(diǎn)的平均溫度是757℃，溫度分布的寬是+13.5deg～-20.4deg，面內(nèi)誤差是±2.2％。
接著，表示本發(fā)明的加熱平臺的冷卻裝置的結(jié)構(gòu)及其效果。舉例冷卻裝置的結(jié)構(gòu)例的話，如圖7、圖9所示。圖7是將冷卻氣體吹出管設(shè)在玻璃平臺部50下方的結(jié)構(gòu)。圖7(a)是表示從加熱平臺100上方看時(shí)的冷卻氣體吹出管60的配置圖，因?yàn)樵谄脚_部內(nèi)，所以用虛線表示。60a是氣體吹出口，箭頭是冷卻氣體的吹出方向。冷卻氣體吹出管60例如由石英玻璃制。圖7(b)是加熱平臺100的剖面圖中顯示冷卻氣體吹出管60的配置圖。箭頭表示冷卻氣體的流動方向。在圖7、圖9中，為了方便，燈泡3只表示1個(gè)，但是實(shí)際上是配置成如圖4。
從圖7(a)可知，在此例中冷卻氣體吹出管60是環(huán)狀，氮?dú)怏w等的冷卻氣體是朝向環(huán)內(nèi)部而從在管開口的氣體吹出口60a吹出，從加熱平臺100下方的金屬框體部20的底面部26排出。在圖中，為了方便省略燈泡導(dǎo)線、均熱板及被加熱物。圖8表示冷卻氣體吹出管60的概略圖，但是將圖7(b)的氣體導(dǎo)入口10設(shè)在2處，冷卻氣體吹出管60的腳部60b連設(shè)于該2個(gè)氣體導(dǎo)入口10。
且，圖9表示利用多個(gè)支柱50a形成間隙G而使玻璃平臺部50成為中空結(jié)構(gòu)。金屬框體部被省略。冷卻氣體直接流入該中空結(jié)構(gòu)的間隙G。60是冷卻氣體吹出管，朝間隙G開口，冷卻氣體在間隙G內(nèi)朝箭頭方向流動。
圖10是表示冷卻效果的圖。是使用圖7所示的冷卻氣體吹出管來冷卻玻璃平臺時(shí)的石英玻璃的玻璃平臺部及硅晶片的溫度測量結(jié)果。測溫是通過埋設(shè)于玻璃平臺的表面、及硅晶片上的K型熱電對進(jìn)行。燈泡的配置如圖4，輸入電壓是，外側(cè)一系列的圓環(huán)狀的燈泡為200V，直管狀的燈泡為170V，120秒間點(diǎn)燈之后熄滅。冷卻氣體的流量是50升/分。圖中，玻璃平臺部的溫度由虛線表示，冷卻了的情況為(a)，未冷卻的情況為(b)。且，硅晶片的溫度由實(shí)線表示，冷卻了的情況為(c)，未冷卻的情況為(d)。
從此測量結(jié)果的圖可知，點(diǎn)燈后120秒，石英玻璃的玻璃平臺部的溫度在冷卻了的情況下是升溫至約250℃，在未冷卻的情況下是升溫至約300℃。另一方面，硅晶片的溫度與有無冷卻無關(guān)，皆升溫至約420℃，不影響由冷卻所產(chǎn)生的硅晶片的加熱溫度。
而且，在燈泡熄滅后120秒，在未冷卻的情況下，石英玻璃的玻璃平臺部的溫度(圖中(c))降溫至約250℃，在有冷卻的情況下，玻璃平臺部的溫度(圖中(d))降溫至約190℃。且，硅晶片的溫度，在未冷卻的情況下降溫至約210℃，但在有冷卻的情況下降溫至約150℃。
如此，通過將冷卻裝置設(shè)在前述平臺部，對于硅晶片等被加熱物的到達(dá)溫度就無問題，另一方面降溫也快，即可急速降溫，可短縮加熱過程的生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間。
權(quán)利要求
1.一種加熱平臺，其特征在于，具備載置被加熱物的平坦的平臺部，具有與該平臺部連續(xù)、在其內(nèi)部收納有作為加熱裝置的多個(gè)燈泡的圓筒部的玻璃制部件；以及具有圓筒部及底面部，與玻璃制部件一體化而形成減壓狀態(tài)或是充填有惰性氣體的內(nèi)部空間的金屬制部件。
2.如權(quán)利要求1所述的加熱平臺，其中，所述燈泡在兩端具有密封部，并且在管型封體的內(nèi)部具有燈泡絲，該燈泡的密封部朝向與具有支撐上述被加熱物的區(qū)域的表面相反的方向彎曲。
3.如權(quán)利要求1所述的加熱平臺，其中，在所述燈泡的背面具備由陶瓷纖維構(gòu)成的板作為反射部件。
4.如權(quán)利要求1所述的加熱平臺，其中，在前述平臺部設(shè)置有冷卻裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的加熱平臺，其中，所述冷卻裝置由設(shè)置在平臺部下方的冷卻氣體吹出管構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求4所述的加熱平臺，其中，將所述平臺部形成中空結(jié)構(gòu)，使冷卻氣體流動于該中空結(jié)構(gòu)的間隙。
全文摘要
提供一種可以高溫加熱晶片等被加熱物，并且可防止在加熱中因產(chǎn)生不純物而導(dǎo)致的被加熱物污染的加熱平臺。具備載置被加熱物的平坦的平臺部，具有與該平臺部連續(xù)、在其內(nèi)部收納有作為加熱裝置的多個(gè)燈泡的圓筒部的玻璃制部件；以及具有圓筒部及底面部，與玻璃制部件一體化而形成減壓狀態(tài)或是充填有惰性氣體的內(nèi)部空間的金屬制部件。
文檔編號F26B3/30GK1674721SQ20051000368
公開日2005年9月28日 申請日期2005年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月26日
發(fā)明者小田垣徹, 水川洋一 申請人:優(yōu)志旺電機(jī)株式會社