加热处理装置的制作方法

1.本发明的实施方式涉及一种加热处理装置。


背景技术：

2.有一种加热处理装置，其对工件进行加热，从而在工件的表面形成膜等或者对工件的表面进行处理。此种加热处理装置中，例如，在从加热处理装置搬出处理完毕的工件时，有时要急速且均匀地对经加热的工件进行冷却。而且，例如，有时要通过对经加热的工件进行冷却而使位于工件表面的材料固化以形成膜等。
3.因此，提出有一种技术：在工件的背面侧设置多个喷嘴，从垂直于工件背面的方向对工件喷吹冷却气体(例如，参照专利文献1)。
4.但是，存在下述情况：当从垂直于工件的面的方向对工件喷吹冷却气体时，在被直接喷吹冷却气体的区域(例如，喷嘴的正下方或正上方的区域)，温度迅速下降，但在周边区域，温度的下降变慢，或者温度得不到充分下降。而且，存在下述情况：当从多个喷嘴喷出冷却气体时，在工件的面上，冷却气体的流动彼此干涉，导致流速下降或者发生沉降。在流速下降的区域或发生了沉降的区域，有可能导致温度的下降变慢，或者温度得不到充分下降。
5.即，当从垂直于工件的面的方向对工件喷吹冷却气体时，容易在工件的面内产生温度分布的不均。一旦在工件的面内产生温度分布的不均，则所形成的膜等的品质有可能变差。而且，在将工件搬出至大气中时，工件的温度高的区域有可能发生氧化。
6.若减少冷却气体的供给量而延长冷却气体的喷吹时间(冷却时间)，则能够抑制在工件的面内产生温度分布的不均的现象。但若如此，则生产效率会下降。
7.因此，期望开发出一种能够迅速且均匀地对经加热的工件进行冷却的加热处理装置。
8.[现有技术文献]
[0009]
[专利文献]
[0010]
[专利文献1]日本专利特开2001-118789号公报


技术实现要素：

[0011]
[发明所要解决的问题]
[0012]
本发明所要解决的问题在于，可提供一种能够迅速且均匀地对经加热的工件进行冷却的加热处理装置。
[0013]
[解决问题的技术手段]
[0014]
实施方式的加热处理装置包括：腔室；支撑部，设在所述腔室的内部，能支撑工件；加热部，设在所述腔室的内部，能对所述工件进行加热；以及至少一个第一喷嘴，设在所述腔室的内部，能对所述工件供给冷却气体。从垂直于所述工件的面的方向观察时，所述第一喷嘴设在不与所述工件重合的位置。所述第一喷嘴相对于所述工件的被供给所述冷却气体的面而倾斜。
[0015]
[发明的效果]
[0016]
根据本发明的实施方式，可提供一种能够迅速且均匀地对经加热的工件进行冷却的加热处理装置。
附图说明
[0017]
图1是用于例示本实施方式的加热处理装置的示意立体图。
[0018]
图2的(a)至图2的(c)是用于例示比较例的喷嘴的配置的示意图。
[0019]
图3的(a)是用于例示本实施方式的喷嘴的配置以及冷却气体的流动的示意侧面图。图3的(b)是用于例示喷嘴的配置以及冷却气体的流动的示意平面图。
[0020]
图4是用于例示比较例的喷嘴的配置的示意平面图。
[0021]
图5是用于例示另一实施方式的喷嘴的配置的示意侧面图。
[0022]
图6是用于例示另一实施方式的喷嘴的配置的示意平面图。
[0023]
图7是用于例示工件的周缘区域的温度高于工件的中央区域的温度时的、冷却的实施方式的示意平面图。
[0024]
图8是用于例示工件的周缘区域的温度高于工件的中央区域的温度时的、冷却的另一实施方式的示意平面图。
[0025]
图9是用于例示图5中所例示的喷嘴51以及喷嘴51a分别设有多个的情况的示意平面图。
[0026]
图10是用于例示图5中所例示的喷嘴51以及喷嘴51a分别设有多个的情况的示意平面图。
[0027]
图11是用于例示图5中所例示的喷嘴51以及喷嘴51a分别设有多个的情况的示意平面图。
[0028]
图12是用于例示图5中所例示的喷嘴51以及喷嘴51a分别设有多个的情况的示意平面图。
[0029]
图13的(a)、图13的(b)是用于例示比较例的、工件的端部与喷嘴的位置关系的示意剖面图。
[0030]
图14是用于例示喷嘴的位置的调整的示意剖面图。
[0031]
图15是用于例示喷嘴的倾斜角度的调整的示意剖面图。
[0032]
[符号的说明]
[0033]
1：加热处理装置
[0034]
10：腔室
[0035]
11、14：凸缘
[0036]
12：密封件
[0037]
13：开闭门
[0038]
15：盖
[0039]
16：冷却部
[0040]
17、18：排气口
[0041]
20：排气部
[0042]
21：第一排气部
[0043]
21a、22a：排气泵
[0044]
21b、22b：压力控制部
[0045]
22：第二排气部
[0046]
30：处理部
[0047]
30a、30b：处理区域
[0048]
31：框架
[0049]
32：加热部
[0050]
32a：加热器
[0051]
32b：支架
[0052]
33：支撑部
[0053]
34：均热部
[0054]
34a：上部均热板
[0055]
34b：下部均热板
[0056]
34c、34d：侧部均热板
[0057]
35：均热板支撑部
[0058]
36：罩
[0059]
40：间接冷却部
[0060]
41、51、51a、151、251、351：喷嘴
[0061]
42、52：气体源
[0062]
43：气体控制部
[0063]
50：直接冷却部
[0064]
53：气体控制部
[0065]
60：控制器
[0066]
100：工件
[0067]
100a、100c、100d、100d1、100d2、100d3、100e：区域
[0068]
100b：周边区域
[0069]
100f：端部
[0070]
g、g2、g3：冷却气体
[0071]
l、l1、l2：距离
[0072]
θ、θa、θb：倾斜角度
具体实施方式
[0073]
以下，参照附图来对实施方式进行例示。另外，各附图中，对于同样的构成元件标注相同的符号并适当省略详细说明。
[0074]
以下，作为一例，对在较大气压经减压的环境下对工件进行加热而在工件的表面形成有机膜的加热处理装置进行说明，但本发明并不限定于此。例如，本发明也能够适用于在较大气压经减压的环境下对工件进行加热而在工件的表面形成无机膜等或者对工件的表面进行处理的加热处理装置。而且，加热前的工件例如既可为具有基板及涂布在基板表面的溶液者，也可仅为基板。
[0075]
以下，作为一例，对加热前的工件具有基板及涂布在基板表面的溶液的情况进行说明。
[0076]
图1是用于例示本实施方式的加热处理装置1的示意立体图。
[0077]
另外，图1中的x方向、y方向以及z方向表示彼此正交的三方向。本说明书中的上下方向可设为z方向。
[0078]
加热前的工件100具有：基板、以及涂布在基板表面的溶液。
[0079]
基板例如可设为玻璃基板或半导体晶片(semiconductor wafer)等。但是，基板并不限定于例示者。
[0080]
溶液例如包含有机材料与溶剂。有机材料只要可通过溶剂来溶解，则并无特别限定。溶液例如可设为包含聚酰胺酸的清漆等。但是，溶液并不限定于例示者。
[0081]
如图1所示，在加热处理装置1中，例如，设有：腔室10、排气部20、处理部30、间接冷却部40、直接冷却部50以及控制器60。
[0082]
控制器60，例如，包括：中央处理器(central processing unit，cpu)等运算部、以及存储器等存储部。控制器60例如可设为计算机等。控制器60基于保存在存储部中的控制程序，来控制加热处理装置1中所设的各元件的动作。
[0083]
腔室10呈箱状。腔室10具有：可维持较大气压经减压的环境的气密结构。腔室10的外观形状并无特别限定。腔室10的外观形状例如可设为长方体或圆筒。腔室10例如可由不锈钢等金属所形成。
[0084]
例如，在腔室10的其中一端部设有凸缘11。在凸缘11，可设置o型环等密封件12。腔室10的设有凸缘11的一侧的开口，可通过开闭门13来开闭。通过未图示的驱动装置，开闭门13被按压至凸缘11(密封件12)，由此受到封闭，以使腔室10的开口变得气密。通过未图示的驱动装置，开闭门13离开凸缘11，由此，能够经由腔室10的开口来进行工件100的搬入或搬出。
[0085]
在腔室10的另一端部可设置凸缘14。在凸缘14，可设置o型环等密封件12。腔室10的设有凸缘14的一侧的开口，可通过盖15来开闭。例如，盖15可使用螺丝等紧固构件可装卸地设于凸缘14。在进行维护等时，通过拆卸盖15，从而使腔室10的设有凸缘14的一侧的开口露出。
[0086]
在腔室10的外壁可设置冷却部16。在冷却部16，连接有未图示的冷却水供给部。冷却部16例如可采用水冷套(water jacket)。若设置冷却部16，则可抑制腔室10的外壁温度高于规定的温度。
[0087]
排气部20对腔室10的内部进行排气。排气部20具有第一排气部21与第二排气部22。
[0088]
第一排气部21连接于设在腔室10底面的排气口17。
[0089]
第一排气部21具有排气泵21a与压力控制部21b。
[0090]
排气泵21a可采用从大气压进行粗抽排气直至规定压力为止的排气泵。因此，排气泵21a的排气量比后述的排气泵22a的排气量多。排气泵21a例如可采用干式真空泵等。
[0091]
压力控制部21b被设在排气口17与排气泵21a之间。压力控制部21b基于对腔室10的内压进行检测的未图示的真空计等的输出来进行控制，以使腔室10的内压成为规定的压力。压力控制部21b例如可采用自动压力控制器(auto pressure controller，apc)等。
[0092]
第二排气部22连接于设在腔室10底面的排气口18。
[0093]
第二排气部22具有排气泵22a与压力控制部22b。
[0094]
排气泵22a在借助排气泵21a的粗抽排气后，进行排气至更低的规定压力为止。排气泵22a例如具有可排气至高真空的分子流区域为止的排气能力。例如，排气泵22a可采用涡轮分子泵(turbo molecular pump，tmp)等。
[0095]
压力控制部22b被设在排气口18与排气泵22a之间。压力控制部22b基于对腔室10的内压进行检测的未图示的真空计等的输出来进行控制，以使腔室10的内压成为规定的压力。压力控制部22b例如可采用apc等。
[0096]
排气口17以及排气口18被配置在腔室10的底面。因此，在腔室10的内部、以及后述的处理部30的内部，可形成朝向腔室10的底面的下降流(down flow)的气流。若形成下降流的气流，则容易使因对涂布有包含有机材料和溶剂的溶液的工件100进行加热而产生的、包含有机材料的升华物，乘着下降流的气流而排出至腔室10的外部。因此，能够抑制升华物等的异物附着于工件100。
[0097]
另外，以上，例示了排气口17以及排气口18被设在腔室10底面的情况，但排气口17以及排气口18例如也可设在腔室10的顶面或侧面。若排气口17以及排气口18设在腔室10的底面或顶面，则能够在腔室10的内部形成朝向腔室10的底面或顶面的气流。
[0098]
而且，若将排气量多的第一排气部21所连接的排气口17配置在腔室10的底面的中心部分，则能够形成在俯视腔室10时朝向腔室10的中心部分的气流。因此，能够抑制气流的流动产生偏差，因此可抑制气流的滞留，甚而，升华物的排出变得容易。因此，可抑制升华物等的异物附着于工件100。
[0099]
处理部30例如具有：框架31、加热部32、支撑部33、均热部34、均热板支撑部35以及罩36。
[0100]
在处理部30的内部，设有处理区域30a以及处理区域30b。处理区域30a、处理区域30b成为对工件100实施处理的空间。工件100被支撑在处理区域30a、处理区域30b的内部。处理区域30b被设在处理区域30a的上方。另外，例示了设有两个处理区域的情况，但并不限定于此。也可仅设置一个处理区域，还可设置三个以上的处理区域。本实施方式中，作为一例，例示了设置两个处理区域的情况，但在设置一个处理区域以及三个以上的处理区域的情况下也可同样地考虑。
[0101]
处理区域30a、处理区域30b被设在加热部32与加热部32之间。处理区域30a、处理区域30b由均热部34(上部均热板34a、下部均热板34b、侧部均热板34c、侧部均热板34d)予以包围。
[0102]
如后所述，上部均热板34a以及下部均热板34b是通过利用多个均热板支撑部35来支撑多个板状的构件而构成。因此，处理区域30a与腔室10的内部的空间，经由设在上部均热板34a彼此之间以及下部均热板34b彼此之间等的间隙而相连。因此，当腔室10的内壁与处理部30之间的空间的压力受到减压时，处理区域30a的内部的空间也受到减压。另外，处理区域30b为与处理区域30a同样的结构，因此省略说明。
[0103]
若腔室10的内壁与处理部30之间的空间的压力受到减压，则能够抑制从处理区域30a、处理区域30b释放至外部的热。即，能够提高加热效率或蓄热效率。因此，能够降低对后述的加热器32a施加的电力。而且，若能够降低对加热器32a施加的电力，则能抑制加热器
32a的温度成为规定的温度以上，因此，能够延长加热器32a的寿命。
[0104]
而且，由于蓄热效率提高，因此，能够使处理区域30a、处理区域30b的温度迅速上升。因此，也能够应对需要急遽的温度上升的处理。而且，能够抑制腔室10的外壁的温度变高，因此，能够将冷却部16设为简易的结构。
[0105]
框架31具有：包含细长的板材或型钢等的骨架结构。框架31的外观形状，可设为与腔室10的外观形状同样。框架31的外观形状，例如可设为长方体。
[0106]
加热部32设有多个。加热部32可设在处理区域30a、处理区域30b的下部以及处理区域30a、处理区域30b的上部。设在处理区域30a、处理区域30b的下部的加热部32成为下部加热部。设在处理区域30a、处理区域30b的上部的加热部32成为上部加热部。下部加热部与上部加热部相向。另外，在多个处理区域沿上下方向重叠设置的情况下，设在下侧的处理区域中的上部加热部，可与设在上侧的处理区域中的下部加热部兼用。
[0107]
加热部32设在腔室10的内部，对工件100进行加热。
[0108]
例如，被支撑于处理区域30a的工件100的背面(下表面)通过设在处理区域30a下部的加热部32而受到加热。被支撑于处理区域30a的工件100的表面(上表面)，通过由处理区域30a与处理区域30b兼用的加热部32而受到加热。
[0109]
被支撑于处理区域30b的工件100的背面(下表面)，通过由处理区域30a与处理区域30b兼用的加热部32而受到加热。被支撑于处理区域30b的工件100的表面(上表面)，通过设在处理区域30b上部的加热部32而受到加热。
[0110]
这样，能够减少加热部32的数量，因此，能够实现消耗电力的降低、制造成本的降低、省空间化等。
[0111]
多个加热部32各自具有至少一个加热器32a与一对支架32b。另外，以下，对设有多个加热器32a的情况进行说明。
[0112]
加热器32a呈棒状，在一对支架32b之间沿y方向延伸。多个加热器32a可沿x方向排列设置。多个加热器32a优选为等间隔地设置。加热器32a例如可采用护套加热器(sheathed heater)、远红外线加热器、远红外线灯、陶瓷加热器、筒形加热器(cartridge)等。而且，也可利用石英罩来覆盖各种加热器。
[0113]
另外，本说明书中，将由石英罩所覆盖的各种加热器也包含在内而称作“棒状的加热器”。而且，“棒状”的剖面形状并无限定，例如也可包含圆柱状或棱柱状等。
[0114]
而且，加热器32a并不限定于例示者。加热器32a只要是能够在较大气压经减压的环境下对工件100进行加热的加热器即可。即，加热器32a只要是利用辐射带来的热能量的加热器即可。
[0115]
上部加热部以及下部加热部中的多个加热器32a的规格、数量、间隔等，可根据要加热的溶液的成分(溶液的加热温度)、工件100的大小等来适当决定。多个加热器32a的规格、数量、间隔等，可通过进行模拟或实验等来适当决定。
[0116]
而且，设有多个加热器32a的空间，由支架32b、上部均热板34a、下部均热板34b、侧部均热板34c予以包围。在上部均热板34a彼此之间、下部均热板34b彼此之间设有间隙，但设有多个加热器32a的空间为大致封闭的空间。因此，能够从后述的间接冷却部40对设有多个加热器32a的空间供给冷却气体，以对多个加热器32a、上部均热板34a、下部均热板34b以及侧部均热板34c进行冷却。
[0117]
工件100通过上部加热部与下部加热部而受到加热。由于能够从工件100的两面侧对工件100进行加热，因此，工件100的加热变得容易。工件100在处理区域30a、处理区域30b中，经由上部均热板34a以及下部均热板34b而受到加热。此处，在对溶液进行加热时所产生的包含升华物的蒸气，容易附着在温度比作为加热对象的工件100的温度低的物体。但是，由于上部均热板34a以及下部均热板34b正受到加热，因此，可抑制升华物附着于上部均热板34a以及下部均热板34b。此时，升华物乘着前述的下降流的气流而被排出至腔室10之外。因此，能够抑制升华物附着于工件100。
[0118]
一对支架32b沿x方向(例如，处理区域30a、处理区域30b的长边方向)延伸。一对支架32b在y方向上彼此相向。其中一个支架32b被固定于框架31的、开闭门13侧的端面。另一个支架32b被固定于框架31的、与开闭门13侧为相反侧的端面。一对支架32b例如可使用螺丝等紧固构件而固定于框架31。一对支架32b对加热器32a的端部附近的非发热部进行保持。一对支架32b例如可由细长的金属板材或型钢等所形成。一对支架32b的材料并无特别限定，但优选采用具有耐热性与耐蚀性的材料。一对支架32b的材料例如可采用不锈钢等。
[0119]
支撑部33被设在腔室10的内部，支撑工件100。例如，支撑部33在上部加热部与下部加热部之间支撑工件100。支撑部33可设置多个。多个支撑部33被设在处理区域30a的下部以及处理区域30b的下部。多个支撑部33可设为棒状体。
[0120]
多个支撑部33的其中一端部(上方的端部)接触至工件100的背面(下表面)。因此，多个支撑部33的其中一端部的形状优选设为半球状等。若多个支撑部33的其中一端部的形状为半球状，则可抑制工件100的下表面产生损伤。而且，可减小工件100的下表面与多个支撑部33的接触面积，因此，可减少从工件100传递至多个支撑部33的热。
[0121]
工件100在较大气压经减压的环境下，通过辐射带来的热能量而受到加热，因此，从上部加热部直至工件100的上表面为止的距离、以及从下部加热部直至工件100的下表面为止的距离，成为辐射带来的热能量能够到达工件100的距离。
[0122]
多个支撑部33的另一端部(下方的端部)，例如可固定于架设在一对框架31之间的多个棒状构件或板状构件等。此时，优选多个支撑部33可装卸地设于棒状构件等。这样，维护等的作业变得容易。
[0123]
多个支撑部33的数量、配置、间隔等，可根据工件100的大小或刚性(挠性)等来适当变更。
[0124]
多个支撑部33的材料并无特别限定，但优选采用具有耐热性与耐蚀性的材料。多个支撑部33的材料例如可采用不锈钢等。
[0125]
均热部34具有：多个上部均热板34a、多个下部均热板34b、多个侧部均热板34c以及多个侧部均热板34d。多个上部均热板34a、多个下部均热板34b、多个侧部均热板34c以及多个侧部均热板34d呈板状。
[0126]
多个上部均热板34a在上部加热部中设于下部加热部侧(工件100侧)。多个上部均热板34a是与多个加热器32a隔开地设置。即，在多个上部均热板34a的上侧表面与多个加热器32a的下表面之间设有间隙。多个上部均热板34a沿x方向排列设置。在多个上部均热板34a彼此之间设有间隙。若设有间隙，则能够吸收因热膨胀导致上部均热板34a的尺寸增加的量。因此，能够抑制上部均热板34a彼此干涉而产生变形。而且，如前所述，可经由所述间隙来对处理区域30a、处理区域30b的环境的压力进行减压。另外，多个上部均热板34a也可
沿y方向排列设置。
[0127]
多个下部均热板34b在下部加热部中设于上部加热部侧(工件100侧)。多个下部均热板34b是与多个加热器32a隔开地设置。即，在多个下部均热板34b的下侧表面与多个加热器32a的上侧表面之间设有间隙。多个下部均热板34b沿x方向排列设置。在多个下部均热板34b彼此之间设有间隙。若设有间隙，则可吸收因热膨胀导致下部均热板34b的尺寸增加的量。因此，能够抑制下部均热板34b彼此干涉而产生变形。而且，可经由所述间隙来对处理区域30a、处理区域30b的环境的压力进行减压。
[0128]
侧部均热板34c在x方向上，分别设于处理区域30a、处理区域30b的两侧的侧部。侧部均热板34c可设在罩36的内侧。而且，也能够在侧部均热板34c与罩36之间，与侧部均热板34c以及罩36隔开地设置至少一个加热器32a。
[0129]
侧部均热板34d在y方向上，分别设于处理区域30a、处理区域30b的两侧的侧部。
[0130]
如前所述，多个加热器32a呈棒状，隔开规定的间隔而排列设置。在加热器32a为棒状的情况下，从加热器32a的中心轴呈辐射状地辐射热。此时，加热器32a的中心轴与受到加热的部分之间的距离越短，则受到加热的部分的温度越高。因此，在以相对于多个加热器32a而相向的方式保持有工件100的情况下，位于加热器32a的正上方或正下方的工件100的区域的温度比位于多个加热器32a彼此之间的空间的正上方或正下方的工件100的区域的温度高。即，若使用呈棒状的多个加热器32a来直接加热工件100，则会在受到加热的工件100的面内产生温度分布的不均。
[0131]
若在工件100的面内产生温度分布的不均，则所形成的有机膜的品质有可能下降。例如，在温度变高的部分，有可能产生泡或导致有机膜的成分发生变化。
[0132]
本实施方式的加热处理装置1中，设有前述的多个上部均热板34a以及多个下部均热板34b。因此，从多个加热器32a辐射的热入射至多个上部均热板34a以及多个下部均热板34b，一边在它们内部沿面方向传播一边朝向工件100辐射。其结果，可抑制在工件100的面内产生温度分布的不均，甚而，能够提高所形成的有机膜的品质。
[0133]
多个上部均热板34a以及多个下部均热板34b使所入射的热沿面方向传播，因此，它们的材料优选采用导热率高的材料。多个上部均热板34a以及多个下部均热板34b例如可采用铝、铜、不锈钢等。另外，在使用铝或铜等容易氧化的材料的情况下，优选将包含难以氧化的材料的层设在表面。
[0134]
从多个上部均热板34a以及多个下部均热板34b辐射的热的一部分，朝向处理区域的侧方。因此，在处理区域的侧部，设有前述的侧部均热板34c、侧部均热板34d。入射至侧部均热板34c、侧部均热板34d的热，一边在侧部均热板34c、侧部均热板34d中沿面方向传播，一边其一部分朝向工件100辐射。因此，能够提高工件100的加热效率。
[0135]
而且，如前所述，若在侧部均热板34c的外侧设置至少一个加热器32a，则可进一步提高工件100的加热效率。而且，对有机膜进行加热时产生的升华物容易附着于比周围的温度低的部位。若在侧部均热板34c的外侧设置加热器32a，则侧部均热板34c受到加热，因此，可抑制升华物附着于侧部均热板34c。
[0136]
侧部均热板34c、侧部均热板34d的材料，可设为与前述的上部均热板34a以及下部均热板34b的材料相同。
[0137]
另外，以上，例示了多个上部均热板34a以及多个下部均热板34b沿x方向排列设置
的情况，但上部均热板34a以及下部均热板34b的至少一个也可设为单个的板状构件。
[0138]
多个均热板支撑部35沿x方向排列设置。均热板支撑部35可在x方向上，设在上部均热板34a彼此之间的正下方。多个均热板支撑部35可使用螺丝等紧固构件而固定于一对支架32b。一对均热板支撑部35装卸自如地支撑上部均热板34a的两端。另外，支撑多个下部均热板34b的多个均热板支撑部35也可具有同样的结构。
[0139]
若通过一对均热板支撑部35来支撑上部均热板34a以及下部均热板34b，则能够抑制因热膨胀引起的尺寸差。因此，能够抑制上部均热板34a以及下部均热板34b发生变形。
[0140]
罩36呈板状，覆盖框架31的上表面、底面以及侧面。即，框架31的内部由罩36予以覆盖。其中，开闭门13侧的罩36例如可设于开闭门13。
[0141]
罩36包围处理区域30a、处理区域30b，但在框架31的上表面与侧面的交界处、框架31的侧面与底面的交界处、开闭门13的附近设有间隙。
[0142]
而且，设在框架31的上表面以及底面的罩36被分割为多个。而且，在经分割的罩36彼此之间设有间隙。即，处理部30(处理区域30a、处理区域30b)的内部空间经由这些间隙而连通于腔室10的内部空间。因此，可使得处理区域30a、处理区域30b的压力，变得跟腔室10的内壁与罩36之间的空间的压力相同。罩36例如可由不锈钢等所形成。
[0143]
本实施方式的加热处理装置1具有：用于急速且均匀地对加热后的工件100进行冷却的冷却机构。以下，对用于急速且均匀地对加热后的工件100进行冷却的机构进行说明。
[0144]
本实施方式的加热处理装置1具有：间接冷却部40以及直接冷却部50。
[0145]
间接冷却部40对设有多个加热器32a的空间供给冷却气体。间接冷却部40不直接对处理区域30a、处理区域30b供给冷却气体。间接冷却部40通过冷却气体来对包围处理区域30a、处理区域30b的均热部34进行冷却，通过经冷却的均热部34来间接地冷却处于高温状态的工件100。
[0146]
而且，通过间接冷却部40对均热部34进行冷却，从而避免均热部34的热传向工件100。即，避免后述的直接冷却部50对工件100的冷却受到阻碍。而且，在通过直接冷却部50来对工件100进行直接冷却时，抑制因来自均热部34的热而在工件100的面内产生温度分布的不均。
[0147]
另外，未必需要间接冷却部40，也可予以省略。但是，若设置间接冷却部40，则能够缩短工件100的冷却时间。而且，在工件100的冷却时，能够抑制因来自均热部34的热而在工件100的面内产生温度分布的不均。
[0148]
间接冷却部40具有：喷嘴41、气体源42以及气体控制部43。
[0149]
喷嘴41对设有多个加热器32a的空间供给冷却气体。喷嘴41连接于设有多个加热器32a的空间。喷嘴41例如可安装于侧部均热板34c、框架31、罩36上所设的孔等。喷嘴41例如既可如图1所例示的那样，在x方向上，在处理部30的其中一侧设置喷嘴41，也可在处理部30的两侧设置喷嘴41。另外，喷嘴41的数量或配置可适当变更。例如，也可将多个喷嘴41排列设置。
[0150]
而且，喷嘴41也可在y方向上设于处理部30的其中一侧。此时，喷嘴41可采用前端被封闭的管，且设为在其侧面设有多个孔的形状。并且，多个喷嘴41可被插入至设有多个加热器32a的空间内，且设在加热器32a与加热器32a之间。
[0151]
气体源42对喷嘴41供给冷却气体。气体源42例如可采用高压气瓶、工厂配管等。而
且，气体源42也可设置多个。
[0152]
冷却气体优选采用难以与经加热的工件100发生反应的气体。冷却气体例如可采用氮气、二氧化碳(co2)、稀有气体等。稀有气体例如为氩气或氦气等。若冷却气体为氮气或二氧化碳，则可实现运营成本的降低。由于氦气的导热率高，因此，若使用氦气来作为冷却气体，则可实现冷却时间的缩短。
[0153]
冷却气体的温度例如可设为室温(例如25℃)以下。
[0154]
气体控制部43被设在喷嘴41与气体源42之间。气体控制部43例如可进行冷却气体的供给与停止、或者冷却气体的流速及流量中的至少任一者的控制。
[0155]
直接冷却部50具有：喷嘴51(相当于第一喷嘴的一例)、气体源52以及气体控制部53。
[0156]
喷嘴51被设在腔室10的内部，对工件100的背面直接供给冷却气体。喷嘴51可在处理区域30a以及处理区域30b的各区域中设置至少一个。喷嘴51例如可安装于侧部均热板34c、框架31、罩36上所设的孔等内。喷嘴51例如可如图1所例示的那样，在x方向上，在处理区域30a、处理区域30b的其中一侧设置喷嘴51。
[0157]
另外，与喷嘴51的配置相关的详细内容将后述。
[0158]
气体源52对喷嘴51供给冷却气体。气体源52例如可设为与前述的气体源42同样。此时，也可相对于喷嘴41以及喷嘴51，而设置气体源42以及气体源52中的其中任一个。
[0159]
冷却气体可设为与在间接冷却部40中说明的冷却气体同样。此时，对喷嘴51供给的冷却气体既可与对喷嘴41供给的冷却气体相同，也可不同。冷却气体的温度例如可设为室温(例如25℃)以下。
[0160]
气体控制部53被设在喷嘴51与气体源52之间。气体控制部53例如可设为与前述的气体控制部43同样。例如，气体控制部53可进行冷却气体的供给与停止、或者冷却气体的流速及流量中的至少任一个的控制。气体控制部53既可相对于针对处理区域30a、处理区域30b的每个区域而设的所有喷嘴51而设置一个，也可针对每个喷嘴51来设置。
[0161]
接下来，关于喷嘴51的配置来作进一步说明。
[0162]
另外，以下，作为一例，基于“冷却气体的流速”来说明冷却气体带来的冷却效果。但是，一般而言，在一个配管系统中，若压力相同，则“流速”与“流量”处于正的相关关系。例如，若“流速”变快，则“流量”增加。因此，例如，以下记载的“流速下降”可置换为“流量减少”。例如，“流速快”可置换为“流量多”。例如，“流速慢”可置换为“流量少”。
[0163]
图2的(a)至图2的(c)是用于例示比较例的喷嘴151的配置的示意图。
[0164]
图2的(a)是设有一个喷嘴151时的示意侧面图。
[0165]
图2的(b)是设有一个喷嘴151时的示意平面图。
[0166]
图2的(c)是设有多个喷嘴151时的示意侧面图。
[0167]
如图2的(a)、图2的(b)所示，当在工件100的正下方设置喷嘴151，从垂直于工件100的背面的方向对工件100喷吹冷却气体g时，在被直接喷吹冷却气体g的区域100a(例如喷嘴151的正上方的区域)，工件100的温度迅速下降。另一方面，存在下述情况：在被直接喷吹冷却气体g的区域100a的周边区域100b，温度的下降变慢，或者温度得不到充分下降。因此，在工件100的面内产生温度分布的不均。若在工件100的面内产生温度分布的不均，则有机材料的固化程度等也可能产生面内的分布不均，从而导致所形成的有机膜的品质变差。
而且，在将工件100搬出至大气中时，在温度高的周边区域100b，所形成的有机膜有可能发生氧化。
[0168]
此时，若如图2的(c)所示那样设置多个喷嘴151，则能够加大被直接喷吹冷却气体g的区域100a的面积。但是，即便这样，在区域100a的周边产生温度高的周边区域100b的情况仍不变。而且，存在下述情况：当使冷却气体g从多个喷嘴151喷出时，在工件100的背面，冷却气体g的流动彼此干涉，而产生流速下降或发生沉降的区域100c。此种区域100c中，工件100的温度下降有可能变慢，或者工件100的温度得不到充分下降。即，即便设有多个喷嘴151，仍难以抑制在工件100的面内产生温度分布的不均。
[0169]
另外，对在工件100的正下方设置喷嘴151的情况进行了说明，但在工件100的正上方设置喷嘴151，从垂直于工件100的表面的方向对工件100喷吹冷却气体g的情况也同样。
[0170]
图3的(a)是用于例示本实施方式的喷嘴51的配置以及冷却气体g的流动的示意侧面图。
[0171]
图3的(b)是用于例示喷嘴51的配置以及冷却气体g的流动的示意平面图。
[0172]
如图3的(a)、图3的(b)所示，喷嘴51可设在工件100的外侧。例如，可如图3的(b)所示，从垂直于工件100的表面的方向观察时，喷嘴51设在不与工件100重合的位置。
[0173]
而且，可如图3的(a)所示，喷嘴51相对于工件100的被供给冷却气体g的面(本实施方式的情况下为工件100的背面)而倾斜。此时，喷嘴51的位置与倾斜角度θ被适当设定为，从喷嘴51喷出的冷却气体g被供给至工件100的被供给冷却气体g的面的、端部的附近(例如参照后述的图14、图15)。
[0174]
若像这样进行喷嘴51的配置，则能够使从喷嘴51喷出的冷却气体g沿着工件100的被供给冷却气体g的面，而从x方向上的其中一端部流至另一端部。喷嘴51优选配置为，冷却气体g沿着工件100的长边方向流动。
[0175]
如图3的(b)所示，冷却气体g在工件100的被供给冷却气体g的面上沿一方向流动，因此，能够抑制产生流速下降或发生沉降的区域100c。因此，能够加大冷却气体g的流速快的区域100d。在冷却气体g的流速快的区域100d中，温度边界层变薄，因此，能够使热传递率增加。
[0176]
若采用本实施方式的喷嘴51的配置，则能够加大冷却气体g的流速快的区域100d，即，热传递率高的区域，因此，能够迅速且均匀地对经加热的工件100进行冷却。
[0177]
此处，若使喷嘴51的倾斜角度θ过大，则在工件100的面上流动的冷却气体g的流速有时会变得过慢。根据本发明人所获得的见解，倾斜角度θ优选超过0
°
且设为45
°
以下。此时，倾斜角度θ越小，则可使冷却气体g的流速越快，甚而，可进行更迅速的冷却。此外，若使倾斜角度θ过小，则难以将喷嘴51的位置调整为从喷嘴51喷出的冷却气体g被供给至工件100的、被供给冷却气体g的面的端部的附近。根据本发明人所获得的见解，倾斜角度θ更优选设为10
°
以上且30
°
以下。若这样，则可加快冷却气体g的流速，且喷嘴51的位置调整变得容易。
[0178]
另外，在将倾斜角度θ设定为超过0
°
且小于10
°
的范围的情况下，未被供给至工件100的、被供给冷却气体g的面的端部附近的冷却气体g被供给至下部均热板34b。因此，下部均热板34b受到冷却。其结果，能够间接地冷却工件100。
[0179]
而且，工件100的、被供给冷却气体g的面上的冷却气体g的流速，随着远离喷嘴51
而变慢。因此，若工件100的大小变大，则工件100的、与喷嘴51侧为相反侧的区域的温度下降有可能变得不充分。即，有可能在工件100的面内产生温度分布的不均。
[0180]
图4是用于例示比较例的喷嘴251的配置的示意平面图。
[0181]
如图4所示，若在工件100的两侧配置喷嘴251，则可从另一个喷嘴251对距其中一个喷嘴251远的区域供给冷却气体g。因此，能够抑制产生温度下降变得不充分的区域，甚而，也认为能够抑制在工件100的面内产生温度分布的不均。
[0182]
但是，若采用此种喷嘴251的配置，则存在下述情况：如图4所示，在工件100的、被供给冷却气体g的面上，冷却气体g的流动彼此干涉，而产生流速下降或发生沉降的区域100c。因此，难以抑制在工件100的面内产生温度分布的不均。
[0183]
图5是用于例示另一实施方式的喷嘴的配置的示意侧面图。
[0184]
如图5所示，能够将喷嘴51与喷嘴51a(相当于第二喷嘴的一例)沿着冷却气体g所流动的方向排列设置。此时，可进一步设置对工件100的被供给冷却气体g的面供给冷却气体g的至少一个喷嘴51a。从垂直于工件100的表面的方向观察时，喷嘴51a可设在与工件100重合的位置。喷嘴51a可相对于工件100的被供给冷却气体g的面而朝与喷嘴51相同的方向倾斜。例如，可在工件100的长边方向上，在工件100的外侧设置喷嘴51，在工件100的内侧设置喷嘴51a。喷嘴51a的倾斜角度θa可与喷嘴51的倾斜角度θ相同或较小。
[0185]
这样，在工件100的被供给冷却气体g的面上，可使从喷嘴51、喷嘴51a各自供给的冷却气体g的流动方向大致相同。因此，即便冷却气体g的流动彼此干涉，也能够抑制流速极端下降或者发生沉降。因此，通过从喷嘴51a喷出的冷却气体g，既能抑制使从喷嘴51喷出的冷却气体g的流速下降或产生沉降的现象，又能使仅依靠从喷嘴51喷出的冷却气体g而温度下降可能不够充分的区域的温度下降。即，能够迅速且均匀地对经加热的工件100进行冷却。
[0186]
而且，喷嘴51a只要朝向仅依靠从喷嘴51喷出的冷却气体g而温度下降可能不够充分的区域，以弥补不够充分的冷却的流量(流速)来喷出冷却气体g即可。即，来自喷嘴51a的气体g的流量(流速)可少于喷嘴51。
[0187]
另外，喷嘴51与喷嘴51a之间的距离l、喷嘴51的倾斜角度、喷嘴51a的倾斜角度、喷嘴51及喷嘴51a的数量等，可根据工件100的大小等来适当变更。
[0188]
若在冷却气体g流动的方向上进一步设置喷嘴51a，则可加大冷却气体g的流速快的区域100d，即，热传递率高的区域，因此，可迅速且均匀地对大的工件100进行冷却。
[0189]
图6是用于例示另一实施方式的喷嘴51的配置的示意平面图。
[0190]
如图6所示，可沿与冷却气体g流动的方向交叉的方向排列设置多个喷嘴51。例如，可沿着工件100的其中一边(例如设有多个喷嘴51的一侧的边)来排列设置多个喷嘴51。例如，可沿工件100的短边方向排列设置多个喷嘴51。多个喷嘴51例如可等间隔地设置。从多个喷嘴51喷出的冷却气体g的流速或流量既可相同，也可不同。
[0191]
若采用此种喷嘴51的配置，则即便工件100的大小变大，也能够在工件100的被供给冷却气体g的面上加大冷却气体g的流速快的区域100d即热传递率高的区域所占的比例。因此，能够迅速且均匀地对经加热的工件100进行冷却。
[0192]
此处，存在下述情况：来自位于工件100周围的构件的热在冷却时传向工件100。例如，存在下述情况：来自图1中所例示的均热部34等的热在进行冷却的期间传向工件100。此
时，工件100的周缘区域较工件100的中央区域靠近均热部34等构件，因此，来自均热部34等构件的热容易传导。因此，存在下述情况：工件100的周缘区域的温度比工件100的中央区域的温度难下降。
[0193]
图7是用于例示工件100的周缘区域的温度比工件100的中央区域的温度高时的、冷却的实施方式的示意平面图。
[0194]
如前所述，若加快冷却气体g的流速，则热传递率变高。因此，能够通过冷却气体g的流速来调整冷却时间或温度。
[0195]
例如，在冷却前的工件100的周缘区域的温度比冷却前的工件100的中央区域的温度高的情况下，如图7所示，能够使从设在工件100的周缘侧的喷嘴51供给的冷却气体g1的流速，比从设在工件100的中央侧的喷嘴51供给的冷却气体g2、冷却气体g3的流速快。冷却气体g2的流速可比冷却气体g3的流速快。
[0196]
例如，可将气体控制部53连接于多个喷嘴51的每一个，对冷却气体g的流速以及流量中的至少任一个进行调整。
[0197]
这样，如图7所示，能够使流速最快的冷却气体g1的流速快的区域100d1为最大。能够使流速最慢的冷却气体g3的流速快的区域100d3为最小。能够使流速第二快的冷却气体g2的区域100d2，小于流速快的区域100d1且大于区域100d3。
[0198]
因此，即便在冷却前的工件100的面内存在如前所述的温度分布的不均，也能进行迅速且均匀的冷却。
[0199]
另外，作为一例，对冷却前的工件100的周缘区域的温度比冷却前的工件100的中央区域的温度高时的冷却进行了说明，但只要根据冷却前的工件100的面内的温度分布的不均来对多个喷嘴51的每一个设定适当的流速即可。
[0200]
图8是用于例示工件100的周缘区域的温度比工件100的中央区域的温度高时的、冷却的另一实施方式的示意平面图。
[0201]
若缩短喷嘴51与喷嘴51之间的距离，则可使冷却气体g的流速快的区域100d彼此接近。即，若缩短喷嘴51与喷嘴51之间的距离，则可使冷却气体g的流速快的区域100d彼此重合。通过使冷却气体g的流速快的区域100d彼此重合，从而可防止冷却气体g的流速减慢，因此，冷却效率提高。因此，可通过喷嘴51彼此之间的距离来调整冷却时间或温度。
[0202]
例如，在冷却前的工件100的周缘区域的温度比冷却前的工件100的中央区域的温度高的情况下，如图8所示，可使设在工件100的周缘侧的喷嘴51彼此之间的距离l1，比设在工件100的中央侧的喷嘴51彼此之间的距离l2小。
[0203]
例如，可使多个喷嘴51中的至少任一个，可沿着工件100的其中一边而移动。喷嘴51彼此之间的距离，可通过作业者调整喷嘴51的安装位置来改变。而且，可通过包括伺服马达或气缸等的驱动装置，来改变喷嘴51彼此之间的距离。
[0204]
这样，如图8所示，可实质上加大形成在工件100的周缘侧的区域100d。
[0205]
因此，即便在冷却前的工件100的面内存在如前所述的温度分布的不均，也能进行迅速且均匀的冷却。
[0206]
另外，作为一例，对冷却前的工件100的周缘区域的温度比冷却前的工件100的中央区域的温度高时的冷却进行了说明，但只要根据冷却前的工件100的面内的温度分布的不均来适当设定喷嘴51彼此之间的距离即可。
[0207]
另外，也可将图7中所说明的冷却气体g的流速的调整与图8中所说明的喷嘴51彼此之间的距离的调整加以组合，而进行工件100的冷却。
[0208]
图9至图12是用于例示图5中所例示的喷嘴51以及喷嘴51a分别设有多个的情况的示意平面图。
[0209]
如图9所示，喷嘴51a的数量可设为与喷嘴51的数量相同。
[0210]
如图10所示，喷嘴51a的数量也可少于喷嘴51的数量。
[0211]
另外，喷嘴51a的数量也可多于喷嘴51的数量。即，喷嘴51a的数量既可与喷嘴51的数量相同，也可与喷嘴51的数量不同。
[0212]
而且，如图9所示，在与多个喷嘴51所排列的方向正交的方向上，喷嘴51a的位置可设为与喷嘴51的位置相同。
[0213]
如图10所示，在与多个喷嘴51所排列的方向正交的方向上，喷嘴51a的位置也可与喷嘴51的位置不同。
[0214]
即，在与多个喷嘴51所排列的方向正交的方向上，喷嘴51a的位置既可与喷嘴51的位置相同，也可不同。
[0215]
而且，如图9所示，可各别地设置对多个喷嘴51供给冷却气体g的配管、与对多个喷嘴51a供给冷却气体g的配管。
[0216]
也可如图10所示，从相同的配管对多个喷嘴51与多个喷嘴51a供给冷却气体g。
[0217]
也可如图11所示，在多个喷嘴51所排列的方向上，设置多个对喷嘴51和与所述喷嘴51邻接的喷嘴51a供给冷却气体g的配管。
[0218]
也可如图12所示，在设有多组喷嘴51和与所述喷嘴51邻接的喷嘴51a的情况下，针对包含喷嘴51和与所述喷嘴51邻接的喷嘴51a的每个组来设置供给冷却气体g的配管。
[0219]
另外，图9中，例示了下述情况，即，在与多个喷嘴51所排列的方向正交的方向上，喷嘴51a的位置与喷嘴51的位置相同，但在喷嘴51a的位置与喷嘴51的位置不同的情况下，也能够使用同样的配管。
[0220]
图10至图12中，例示了下述情况，即，在与多个喷嘴51所排列的方向正交的方向上，喷嘴51a的位置与喷嘴51的位置不同，但在喷嘴51a的位置与喷嘴51的位置相同的情况下，也能够使用同样的配管。
[0221]
此处，当工件100的种类或规格等发生变化时，工件100的大小有时会发生变化。当工件100的大小发生变化时，工件100的端部与喷嘴51之间的距离有时会发生变化。而且，在搬送装置或作业者将工件100载置于支撑部33上时，工件100的位置有时会发生偏离。当工件100的位置发生偏离时，工件100的端部与喷嘴51之间的距离有时会发生变化。
[0222]
图13的(a)、图13的(b)是用于例示比较例的、工件100的端部与喷嘴351的位置关系的示意剖面图。
[0223]
如图13的(a)所示，当工件100的端部朝远离喷嘴351的方向偏离时，会产生从喷嘴351喷出的冷却气体g的一部分未被供给至工件100的情况。而且，根据喷嘴351的配置以及倾斜角度θb，未被供给至工件100的冷却气体g的一部分的量会变多。若冷却气体g的一部分未被供给至工件100，则会导致冷却效果的下降或冷却气体g的运营成本的增大等。
[0224]
如图13的(b)所示，当工件100的端部朝靠近喷嘴351的方向偏离时，会产生从喷嘴351喷出的冷却气体g未被供给至工件100的端部侧的区域100e的情况。在未被供给冷却气
体g的工件100的端部侧的区域100e中，冷却效果将变小。
[0225]
因此，优选的是，喷嘴51在与被供给冷却气体g的面平行的方向上的位置可调整。
[0226]
而且，优选的是，喷嘴51的前述的倾斜角度θ可调整。
[0227]
图14是用于例示喷嘴51的位置的调整的示意剖面图。
[0228]
图15是用于例示喷嘴51的倾斜角度θ的调整的示意剖面图。
[0229]
在工件100的大小发生变化，或者工件100的载置位置发生偏离的情况下，如图14所示，在与被供给冷却气体g的面平行的方向上，可调整喷嘴51的位置。而且，如图15所示，可调整喷嘴51的倾斜角度θ。而且，也可进行喷嘴51的位置与倾斜角度θ的调整。即，可使得喷嘴51在与工件100的被供给冷却气体g的面平行的方向上的位置、以及相对于工件100的被供给冷却气体g的面的倾斜角度θ中的至少任一个可调整。
[0230]
而且，可使得图5中所例示的喷嘴51a也可调整位置以及倾斜角度θa中的至少任一个。
[0231]
只要喷嘴51的位置以及倾斜角度θ中的至少任一个可调整，则即便工件100的大小发生变化或者工件100的载置位置发生偏离，也能够将冷却气体g供给至工件100的喷嘴51侧的端部100f的附近。
[0232]
因此，可抑制冷却气体g的一部分未被供给至工件100，或者产生冷却气体g未被供给至工件100的区域。其结果，能够迅速且均匀地对工件100进行冷却。而且，能够减少未被供给至工件100的冷却气体，因此可实现冷却气体g的运营成本的降低。
[0233]
另外，以上，对喷嘴51被设在工件100下方的情况进行了说明，但喷嘴51被设在工件100上方的情况也可设为同样。
[0234]
即，喷嘴51只要设在工件100的下方以及上方中的至少任一处即可。
[0235]
而且，冷却气体g的供给时机可设为对工件100的加热处理完成后。另外，所谓加热处理的完成，可设为将形成有机膜的温度维持了规定时间后。
[0236]
例如，冷却气体g的供给时机既可设为刚刚形成有机膜之后，也可设为使腔室10的内压恢复为大气压的中途，还可设为使腔室10的内压恢复为大气压之后。此时，冷却气体g也可用作使腔室10的内压恢复为大气压的排出气体(vent gas)。
[0237]
在刚刚形成有机膜之后，成为腔室10的内压低于大气压，即，腔室10内部的气体少的状态。因此，通过将冷却气体g一点一点地供给至处理区域30a、处理区域30b的内部，从而成为处理区域30a、处理区域30b内的压力比腔室10的内部压力高的状态。将冷却气体g一点一点地供给至处理区域30a、处理区域30b的内部，直至腔室10内的压力成为与大气压为同程度为止，由此，能够抑制存在于腔室10内的升华物等飞散至处理区域30a、处理区域30b的内部。并且，一旦腔室10内的压力成为与大气压为同程度，则使冷却气体g的供给量增加。借此，既能抑制存在于腔室10内的升华物等飞散至处理区域30a、处理区域30b的内部，又能急速且均匀地冷却工件100。
[0238]
而且，若将冷却气体g的供给时机设为刚刚形成有机膜之后、或者使腔室10的内压恢复为大气压的中途，则可使冷却时间与恢复为大气压的时间重复。即，可实现实质上的冷却时间的缩短。
[0239]
而且，若冷却气体g的供给时机为使腔室10的内压恢复为大气压的中途、或使腔室10的内压恢复为大气压之后，则由于在腔室10的内部存在气体，因此可利用借助对流的散
热。
[0240]
另外，本实施方式中，对在较大气压经减压的环境下加热工件的情况进行了说明，但并不限定于此。例如，也能够用于在大气压下对工件进行加热的情况。
[0241]
以上，对实施方式进行了例示。但是，本发明并不限定于这些记述。
[0242]
关于前述的实施方式，本领域技术人员实施了适当设计变更的结构只要具备本发明的特征，则也包含在本发明的范围内。
[0243]
例如，加热处理装置1的形状、尺寸、配置等并不限定于例示者，而可适当变更。
[0244]
例如，喷嘴51可在y方向上设于处理区域30a、处理区域30b的其中一侧。
[0245]
而且，前述的各实施方式所包括的各要素能够尽可能地加以组合，将它们组合而成者只要包含本发明的特征，则也包含在本发明的范围内。