JP2001313328A - 基板熱処理装置 - Google Patents
基板熱処理装置Info
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- Furnace Charging Or Discharging (AREA)
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Abstract
時の温度制御を簡単化することができる。 【解決手段】 ヒートパイプ構造の載置台1を備えた基
板熱処理装置において、載置台1aを加熱するヒータ7
と、載置台1に付設されて載置台1aを冷却する冷却プ
レート11と、冷却プレート11に冷却媒体を供給する
供給配管13と、冷却時にのみ供給配管13に冷却媒体
を流通させ、冷却温度付近にまで温度が低下した場合に
は供給配管13への冷却媒体の供給を停止させるコント
ローラ31とを備える。冷却温度付近にまで温度が低下
した後は冷却媒体が供給されない状態での温度低下とな
って緩やかな温度変化とすることができ、熱容量が小さ
な載置台を備えた基板熱処理装置であっても冷却時の温
度制御を簡単化することができる。
Description
エハやガラス基板(以下、単に基板と称する)に対して
熱処理を施す基板熱処理装置に係り、特に、載置台の熱
容量を小さくするためにヒートパイプ構造を採用した装
置に関する。
トパイプ構造の載置台と、この載置台に付設されたヒー
タと、載置台に付設された冷却プレートと、この冷却プ
レートに冷却媒体を供給する供給配管とを備えたものが
挙げられる。
台の熱容量が小さくなっているので、ヒータによる加熱
や冷却が急速に行えるとともに温度の面内均一性を高め
ることができるようになっている。
うな構成を有する従来例の場合には、次のような問題が
ある。すなわち、従来の装置では、載置台を冷却する際
に供給配管に冷却媒体を流通させると、熱容量の小さな
載置台が冷え過ぎることが多く、ヒータによる加熱と冷
却プレートによる冷却を交互に頻繁に行う必要が生じ
て、冷却時における温度制御が複雑になるという問題が
ある。
れたものであって、冷却媒体の供給を工夫することによ
り、冷却時の温度制御を簡単化することができる基板熱
処理装置を提供することを目的とする。
目的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、請求項1に記載の基板熱処理装置は、ヒートパイプ
構造の載置台を備え、この載置台に基板を載置して熱処
理を施す基板熱処理装置において、前記載置台に付設さ
れて前記載置台を加熱する加熱手段と、前記載置台に付
設されて前記載置台を冷却する冷却手段と、前記冷却手
段に冷却媒体を供給する供給配管と、冷却時にのみ前記
供給配管に冷却媒体を流通させ、冷却温度付近にまで温
度が低下した場合には前記供給配管への冷却媒体の供給
を停止させる制御手段と、を備えていることを特徴とす
るものである。
は、請求項1に記載の基板熱処理装置において、前記冷
却手段は、平面視にて前記載置台の中央部に付設されて
いることを特徴とするものである。
請求項1または2に記載の基板熱処理装置において、前
記供給配管には、冷却媒体の吸熱を行い、前記制御手段
が冷却媒体の供給を停止させる際には内部で冷却媒体を
循環させる熱交換器が接続されていることを特徴とする
ものである。
熱された載置台上の基板を、供給配管に冷却媒体を供給
することで冷却手段によって基板を冷却する際に、冷却
温度付近にまで温度が低下した時点で制御手段が供給配
管への冷却媒体の供給を停止させる。したがって、その
後は冷却媒体が供給されない状態での温度低下となって
緩やかな温度変化となる。
置台の周辺部からは自然放熱によっても冷却される一
方、中央部は熱が放射されにくいので、冷却手段を中央
部に設けることにより冷却効率を高めることができる。
御手段が冷却媒体の供給を停止させた際に、冷却媒体を
熱交換器の内部で循環させることにより冷却媒体の吸熱
を継続することができる。
一実施例を説明する。図1は実施例に係る基板熱処理装
置の概略構成を示した図であり、図2は載置台の平面図
であり、図3は冷却プレートの平面図である。
熱容量を極めて小さくしつつ、温度分布の面内均一性を
高めたものであり、その上面に当たる載置面1aには基
板Wが載置される。載置面1aには図示しない金属製の
小球が複数個はめ込まれており、基板Wを点接触の状態
で支持して熱処理ムラを防止するようになっているが、
小球を省略して基板Wを面接触の状態で支持するように
してもよい。
部に空洞が形成されている。その内部空間3aは、ヒー
トパイプ構造のために減圧されており、縦方向の強度を
補うように複数本の柱3bが立設されている。
作動液室5が、平面視で中央部を挟む形で設けられてい
る。これらの作動液室5には、加熱手段に相当するヒー
タ7が内蔵されているとともに作動液9が貯留されてい
る。作動液9としては、例えば、水が例示される。
a とは連通しており、載置台1はヒートパイプ構造とな
っている。すなわち、作動液9の蒸気が内部空間3aを
移動したり蒸発潜熱の授受を行うことによって熱移動を
行うのである。
二つの作動液室5によって挟まれている位置には、本発
明における冷却手段に相当する冷却プレート11が取り
付けられている。
率が高い二枚の金属板を張り合わせてなり、それらの合
わせ面には流路11aが削設されている。流路11a
は、流路長を極力長くするために蛇行して形成されてい
るととともに、冷却プレート11の中央部に形成された
流入口11bと、その横に形成された流出口11cとに
連通している。
が放射されにくいが、このように冷却プレート11を中
央部に設けることにより冷却効率を高めることができ
る。したがって、効率的に吸熱を行うことができて急冷
処理が可能となっている。
には供給配管13が取り付けられている一方、流出口1
1c には排出配管15が取り付けられている。供給配管
13と排出配管15とは、熱交換器17に接続されてい
る。
もに冷却水供給配管19によって冷却媒体を冷却温度T
にまで冷却するためのタンク21と、供給配管13に連
通接続された送出配管22に対して冷却媒体をタンク2
1から送り出すポンプ23と、排出配管15を通って排
出された冷却媒体をタンク21に導く回収配管25と、
ポンプ23から送り出された冷却媒体の圧力が一定値を
越えると、送出配管22と回収配管25とをバイパスす
るための逃がし弁27とを備えている。
加熱処理では、加熱温度が70〜150℃の範囲で設定
されることが多い。そのため冷却媒体としては、フッ素
樹脂系オイルが好ましく、具体的にはパーフルオロポリ
エーテルが好ましい。より具体的には、GALDEN
HT200(イタリア アウジモント社(AUSIMONT))と
いう商品名で商品化されている冷却媒体が挙げられる。
は、基板Wの加熱温度が水の沸点を超えることがあるの
で、水蒸気爆発などの恐れがあって供給配管13や排出
配管15、冷却プレート11などに、それに耐えうるだ
けの強度をもたせる必要がある。すると必然的に載置台
1の熱容量が大きくなって降温性能が低下するという問
題がある。しかし、このパーフルオロポリエーテルは沸
点が200℃程度あるので、水同様に液漏れしたとして
も人体に対して安全でありながら、そのような問題が生
じない。
電磁開閉弁29が配備されている。この電磁開閉弁29
は、本発明における制御手段に相当するコントローラ3
1によって開閉が制御される。
基板Wの温度が測定可能なように載置台1に埋設された
温度計33からの温度情報に基づいて、ヒータ7に交流
電源を接続するための電源スイッチ35をオンオフ制御
する。
ら、上述した構成の基板熱処理装置による処理の流れに
ついて説明する。なお、この例では、載置台1の載置面
1aの温度を冷却媒体を使って基板を加熱するための新
たな設定温度に下降させる場合を例に採って説明するこ
とにする。
却配管19にも冷却水が常時循環している。また、初期
状態においては、電磁開閉弁29は閉止された状態であ
る。したがって、冷却媒体は、逃がし弁27と回収配管
25を通ってタンク21に戻され、冷却水によって冷却
された状態となっている。
ータ7に通電し、所定の加熱温度にまで載置面1aを加
熱する。この基板熱処理装置では、載置台1がヒートパ
イプ構造となっているので、速やかに加熱温度にまで載
置面1aの温度が上昇する。
しない搬送ロボットを使ったりあるいは人手により基板
Wを載置面1aに載置する。この時点から基板Wに対す
る加熱処理が施される。
熱処理を施した後、図示しない搬送ロボットにより基板
Wを搬出し、コントローラ31は電源スイッチ35をオ
フにしてヒータ7への通電を終了する。
処理するため、載置台1の載置面1aの温度を新たな設
定温度にするために電磁開閉弁29を開放する。
込まれ、冷却媒体の圧力が低下して自動的に逃がし弁2
7が閉止する。つまり、逃がし弁27によって形成され
ていたバイパスが閉じることになる。その結果、熱交換
器17からの冷却媒体は、供給配管13を通って冷却プ
レート11内に供給され、載置台1の下面中央部から全
体を冷却するように作用する。
おり、温度が新たな設定温度としての冷却温度Tに近づ
いたか否かによって処理を分岐する。
1aの温度が、冷却温度Tに対して偏差Ta(例えば、
2℃)内にはいるまでステップS5を繰り返し実行し、
偏差Ta内にはいったらステップS6に処理を移行す
る。
と、コントローラ31は電磁開閉弁29を閉止する。こ
れにより冷却媒体の冷却プレート11への供給が停止さ
れ、後は自然放熱によって冷却温度Tにまで載置面1a
の温度が低下してゆくことになる。
により、送出配管22内の圧力が高まって逃がし弁27
が自動的に開放される。これにより再びバイパスが形成
され、冷却媒体がタンク21に循環させられて冷却温度
Tにまで冷却される。
に、冷却媒体を熱交換器17の内部で循環させることに
より冷却媒体の吸熱を継続することができるので、次に
冷却が必要となったときでも急冷に対処することができ
るようになっているのである。
温度T付近にまで温度が低下した後は供給配管13への
冷却媒体の供給を停止させるようにしたので、その後は
冷却媒体が供給されない状態での温度低下となって緩や
かな温度変化とすることができる。したがって、熱容量
が小さなヒートパイプ構造の載置台1を備えていても冷
却時における温度制御を簡単化できる。
能である。
中央部だけでなく、周辺部にも設けるようにしてもよ
い。また、周辺部が肉厚となっていて中央部よりも温度
が低下しにくい場合には、周辺部だけに冷却プレートを
設けるようにしてもよい。
イプを採用し、この冷却パイプを載置台1の下面に沿っ
て配備するようにしてもよい。
た実施例の形態だけに限定されるものではなく、例え
ば、柱状を呈するヒートパイプを載置台1の扁平部3内
に複数本立設して構成してもよい。特に、冷却時にプレ
ート表面温度を高精度に温調する場合には、減圧された
内部空間の内壁面にガラス繊維などのウィック材を貼っ
た構造にするのが好ましい。
グリコール、窒素、空気、ヘリウム等も選択可能であ
る。
1aの温度を、基板を加熱するための新たな設定温度に
下降させる場合として説明したが、本願発明は、例え
ば、この載置台1によって基板Wを加熱した後、載置台
1の載置面1aの温度を所定の冷却温度まで冷却し、基
板Wをそのまま冷却する場合にも適用可能である。
1に記載の発明によれば、冷却温度付近にまで温度が低
下した後は供給配管への冷却媒体の供給を停止させるよ
うにしたので、その後は冷却媒体が供給されない状態で
の温度低下となって緩やかな温度変化とすることができ
る。したがって、熱容量が小さなヒートパイプ構造の載
置台を備えた基板熱処理装置であっても冷却時の温度制
御を簡単化することができる。
置台の中央部は熱が放射されにくいので、冷却手段を中
央部に設けることにより冷却効率を高めることができ
る。したがって、効率的に吸熱を行うことができて急冷
処理が可能となる。
却媒体の供給を停止させた際に、冷却媒体を熱交換器の
内部で循環させることにより冷却媒体の吸熱を継続する
ことができるので、次に冷却が必要となったときでも急
冷に対処することができる。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 ヒートパイプ構造の載置台を備え、この
載置台に基板を載置して熱処理を施す基板熱処理装置に
おいて、 前記載置台に付設されて前記載置台を加熱する加熱手段
と、 前記載置台に付設されて前記載置台を冷却する冷却手段
と、 前記冷却手段に冷却媒体を供給する供給配管と、 冷却時にのみ前記供給配管に冷却媒体を流通させ、冷却
温度付近にまで温度が低下した場合には前記供給配管へ
の冷却媒体の供給を停止させる制御手段と、を備えてい
ることを特徴とする基板熱処理装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の基板熱処理装置におい
て、 前記冷却手段は、平面視にて前記載置台の中央部に付設
されていることを特徴とする基板熱処理装置。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載の基板熱処理装
置において、 前記供給配管には、冷却媒体の吸熱を行い、前記制御手
段が冷却媒体の供給を停止させる際には内部で冷却媒体
を循環させる熱交換器が接続されていることを特徴とす
る基板熱処理装置。
Priority Applications (1)
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JP2000130321A JP3979764B2 (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | 基板熱処理装置 |
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JP2006222214A (ja) * | 2005-02-09 | 2006-08-24 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 熱処理装置 |
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-
2000
- 2000-04-28 JP JP2000130321A patent/JP3979764B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN102645102B (zh) * | 2012-05-04 | 2014-06-04 | 上海华力微电子有限公司 | 冷却系统及具该系统的热退火炉管和冷却方法 |
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