CN108662930A - 一种热板装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种热板装置，包括热板和与所述热板以通道连接的温控介质腔，所述温控介质腔提供氟化液，所述氟化液在所述热板中循环流动。本发明提供热板装置，利用氟化液作为温控介质，保证了热板装置的温度均匀性。

Description

一种热板装置
技术领域
本发明涉及半导体集成电路制造技术领域，尤其涉及一种热板装置。
背景技术
烘焙工艺是玻璃基板在涂胶显影过程中的重要的工艺过程，而热板装置为烘焙工艺中的关键装置，并且在对玻璃基板进行涂胶或显影的过程中,必不可少的要进行烘焙。烘焙的主要目的是蒸发掉工艺处理中不再需要的溶剂,根据烘焙所处的阶段可分为脱水烘、软烘焙、曝光后烘焙和坚膜烘焙。烘焙工艺主要是由热板——HP(HotPlate)装置来完成。
高世代的TFT(薄膜晶体管)的玻璃基板尺寸比较大，G4.5的玻璃基板尺寸为920*730mm，而G6的玻璃基板尺寸为1850*1500mm。烘焙工艺中热板的使用温度在80-120℃温度区间，大尺寸热板的温度均性决定玻璃基板曝光分辨率，因此生产高分辨率线条的设备需要高均匀性的热板。
目前主要热板装置的温度均匀性可以做到±2℃作用，不能满足高分辨率线条需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热板装置，以解决现有的热板装置温度均匀性不能满足高分辨线条需求的的问题。
一种热板装置，包括热板和与所述热板以通道连接的温控介质腔，所述温控介质腔提供氟化液，所述氟化液在所述热板中循环流动。
可选的，所述热板具有多个流道，所述氟化液注入所述多个流道中。
可选的，所述多个流道具有多个入口多个出口，形成多路进多路回的设计。
可选的，所述多个流道分为多组，每组均具有入口和出口，且入口和出口位置相邻。
可选的，所述流道在热板表面采用直接抠槽的方式形成。
可选的，所述温控介质腔包括液体箱和加热器，所述液体箱中含有所述氟化液，所述加热器加热所述氟化液。
可选的，所述热板为空心槽状，所述氟化液注入在所述空心槽中。
可选的，所述热板底部设置有多个加热器，对氟化液进行分区域加热。
可选了，所述多个加热器均匀分布。
可选的，所述热板装置还包括至少一个温度传感器，所述至少一个温度传感器位于所述热板顶部，测量所述热板的表面温度。
可选的，还包括温度控制器，所述温度控制器接收所述温度传感器的测量信息，并根据所述测量信息控制所述加热器工作的状态。
可选的，所述氟化液的温度范围为80-120℃。
可选的，所述热板装置还包括液体泵和流量计，所述液体泵将所述氟化液通过所述通道送至热板中；所述流量计设置在所述通道上，控制所述氟化液的流量。
可选的，所述热板采用金属材质制成。
可选的，所述温控介质腔还包括液位计。
可选的，所述温控介质腔还包括温度保护开关
本发明提供的热板装置，利用氟化液作为温控介质，使热板形成分区域的多点温控模式，从而保证热板装置的温度均匀性。
本发明的其他技术特征，将结合附图在实施例中具体说明。
附图说明
图1是本发明实施例1所提供的热板装置的示意图；
图2是本发明实施例1中热板流道的示意图；
图3是本发明实施例1中热板温度均匀性的仿真图；
图4是本发明实施例2所提供的热板装置的示意图；
图5是本发明实施例2中热板的俯视图。
图中标号:103-液位计；105-温度保护开关；106-液体泵；107-流量计；108-压力传感器；202-流道；2021-流道入口；2022-流道出口；2031-第一集管；2032-第二集管；401-液体箱；402-氟化液；403-热板；404-加热器；405-温度传感器；406-温度控制器。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的热板装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
现有的热板装置存在温度均匀性较差的问题，本申请的发明人通过长期的实验和研究，发明了一种新的热板装置，解决了上述问题。
实施例一
本发明的实施例1提供一种热板装置，包括热板和与所述热板以通道连接的温控介质腔，所述温控介质腔提供氟化液，所述氟化液在所述热板中循环流动。
如图1所示，所述热板装置包括热板403和温控介质腔，所述温控介质腔包括液体箱401、液位计103、加热器404和温度保护开关105，所述液位计103、加热器404和温度保护开关105都位于所述液体箱401中。所述液体箱401中含有氟化液，所述液位计103测量所述氟化液的液面高度，防止所述氟化液溢出，加热器404对所述氟化液进行加热，当所述氟化液温度过高时，所述温度保护开关105会断开，阻止所述加热器404进一步加热。
所述热板装置还包括液体泵106、流量计107、压力传感器108和温度传感器405，所述被加热后的氟化液在所述液体泵106的作用下被送至所述热板403中，所述流量计107监控所述液体泵106输送到所述热板403的氟化液流量，所述压力传感器108检测所述氟化液的压力，用于调节所述液体泵106的压力，所述温度传感器405位于所述热板403中，检测被送入所述热板403中的氟化液的温度，所述氟化液的温度范围为80-120℃。
所述热板的结构如图2所示，热板403表面具有多个流道202，所述氟化液通过第一集管2031进入流道202中，所述氟化液在流道202中循环流动，并通过第二集管2032回收。所述流道202采用直接抠槽的方式形成，具有多个入口和多个出口，形成多路进多路回的设计，优选的，所述多个流道202分为多组，每组均具有入口和出口，且入口和出口相邻，使流道202经过热量交换之后进出口的温度的偏差减小从而保证温度的均匀性。如图2中，流道入口2021代表高温液体流进，流经板内相应的流道与整个板进行换热，出来的液体为换热后相对温度较低，经流道出口2022流出，这样保证进口温度高的流道与出口温度低的流道相邻，不会造成整板过大的温度偏差。多个流道的设计可以通过调节流道的氟化液流量满足不同空间位置上的热量变化，从而更好的减小温度的偏差保证温度的均匀性。
图3是本发明实施例1中热板温度均匀性的仿真图，下表列出了仿真图中12个测量点的温度值：
表1热板上12个测量点的温度值
119.86 119.87 119.87 119.86
119.86 119.87 119.87 119.86
119.86 119.87 119.87 119.86
由图3及表1可以看出，所测12点的温度最高为119.87℃，最低为119.86℃，温度均匀性可以达到±0.02℃以内。
在本实施例中，所述液体箱401的体积可根据热板403的的大小以及流道202的多少来选择，所述加热器404加热氟化液优选的采用电加热，也可采用其他的加热方式，例如水热和微波加热等。
本实施中所述热板优选的采用导热系数较大的金属材质，更为优选的是铝材质，当然，本领域技术人员可以理解的是，也可采用其它材质的热板。
相应的，本发明中的流道不仅限于本实施例中图2所示的形状，本领域技术人员可以理解的是，符合上述描述的流道均是本发明的保护范围。
本实施例中所提供的热板装置利用氟化液作为温控介质，将被加热的氟化液送到特定的热板结构中，从而保证温度的均匀性。
实施例二
本发明的实施例2提供一种热板装置，包括热板和温控介质腔，所述热板为空心槽状，所述空心槽内含有氟化液，所述氟化液由所述温控介质腔提供，所述氟化液底部含有多个加热器，所述加热器对氟化液进行分区域加热。
如图4所示，所述热板装置包括热板403和温控介质腔，所述温控介质腔包括液体箱401，所述液体箱401提供所述氟化液，所述热板403为空心槽状，所述空心槽内含有氟化液402，所述氟化液402通过管道与外部的液体箱401连接，所述液体箱401中存放有氟化液402。所述加热器404位于所述热板403的底部，氟化液402的下面，所述加热器404为多个，对所述氟化液402进行分区域加热，所述被加热后氟化液的温度范围为80-120摄氏度，所述热板装置还包括温度传感器405和温度控制器406，所述温度传感器405位于所述热板403顶部，氟化液402的上面，所述温度传感器405为多个，可选的，本实施例中所述温度传感器405的数量与加热器数量相同，安装位置也与加热器404一一对应，所述每个温度传感器405测量相应区域的热板表面温度，所有的温度传感器405都与温度控制器406连接，所有的加热器404都与温度控制器406连接，所述温度控制器406根据温度传感器405反馈的温度信息，调节加热器404的工作状态，从而调整相应区域的表面温度，最终确保热板403表面的温度均匀性。
图5是所述热板的俯视图，本实施例中将所述热板403划分为16块区域，每块区域内都有一个加热器404，所述加热器404均有分布在16块区域中，每个所述加热器404控制自己所在区域的温度，同时每个区域都对应一个温度传感器405，所有的温度传感器405都将检测到的信息反馈给温度控制器406，由温度控制器406根据信息来判断热板403表面的温度均匀性，当温度控制器406发现某一区域的温度过高或过低时，则命令相应区域的加热器404调整工作状态，从而改变相应区域的温度，最终确保每个区域的温度偏差在可控范围内，保证热板403的温度均匀性。本领域技术人员可以理解是，所述热板也可划分为其他数量的区域，这里只是以划分为16块区域为例，具体需要划分为多少块区域以实际要求为准。
本实施例中，所述加热器404优选的采用电加热的方式，当然本领域技术人员可以理解的是，也可采用其他的加热方式，例如水热和微波加热等。
本实施例中所述的热板装置通过对热板内的氟化液进行分区域加热的方式，控制所述加热器的加热状态，从而控制热板表面的温度，确保温度的均匀性。
综上所述，本发明提供的热板装置，利用氟化液作为温控介质，使热板形成分区域的多点温控模式，从而保证热板装置的温度均匀性。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (15)

1.一种热板装置，其特征在于，包括热板和与所述热板以通道连接的温控介质腔，所述温控介质腔提供氟化液，所述氟化液在所述热板中循环流动。
2.如权利要求1所述的热板装置，其特征在于，所述热板具有多个流道，所述氟化液注入所述多个流道中。
3.如权利要求2所述的热板装置，其特征在于，所述多个流道具有多个入口多个出口，形成多路进多路回的设计。
4.如权利要求3所述的热板装置，其特征在于，所述多个流道分为多组，每组均具有入口和出口，且入口和出口位置相邻。
5.如权利要求2所述的热板装置，其特征在于，所述流道在热板内表面采用直接抠槽的方式形成。
6.如权利要求2所述的热板装置，其特征在于，所述温控介质腔包括液体箱和加热器，所述液体箱中含有所述氟化液，所述加热器加热所述氟化液。
7.如权利要求1所述的热板装置，其特征在于，所述热板为空心槽状，所述氟化液注入所述空心槽中。
8.如权利要求7所述的热板装置，其特征在于，所述热板底部设置有多个加热器，对氟化液进行分区域加热。
9.如权利要求8所述的热板装置，其特征在于，所述多个加热器均匀分布。
10.如权利要求6或8所述的热板装置，其特征在于，还包括至少一个温度传感器，所述至少一个温度传感器位于所述热板顶部，测量所述热板的表面温度。
11.如权利要求10所述的热板装置，其特征在于，还包括温度控制器，所述温度控制器接收所述温度传感器的测量信息，并根据所述测量信息控制所述加热器工作的状态。
12.如权利要求1所述的热板装置，其特征在于，还包括液体泵和流量计，所述液体泵将所述氟化液通过所述通道送至热板中；所述流量计设置在所述通道上，控制所述氟化液的流量。
13.如权利要求1所述的热板装置，其特征在于，所述热板采用金属材质制成。
14.如权利要求1所述的热板装置，其特征在于，所述温控介质腔还包括液位计。
15.如权利要求6所述的热板装置，其特征在于，所述温控介质腔还包括温度保护开关。
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