JP2001332607A - Apparatus for heating wafer and soaking plate - Google Patents

Apparatus for heating wafer and soaking plate

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JP2001332607A
JP2001332607A JP2000154749A JP2000154749A JP2001332607A JP 2001332607 A JP2001332607 A JP 2001332607A JP 2000154749 A JP2000154749 A JP 2000154749A JP 2000154749 A JP2000154749 A JP 2000154749A JP 2001332607 A JP2001332607 A JP 2001332607A
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JP
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substrate
heat
heat source
plate
equalizing plate
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JP2000154749A
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Japanese (ja)
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Yasunobu Murofushi
康信 室伏
Toru Ariga
亨 有賀
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Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for heating a substrate with more uniform temperature distribution through a simple arrangement. SOLUTION: An apparatus for heating a substrate 1 in a vacuum container 5 comprises a soaking plate 8 having a substantially uniform temperature distribution on the surface upon heating, and means 10 for holding the substrate oppositely to the surface through a specified distance.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はフラットパネルディ
スプレーの製造に際して真空容器内でフラットパネルデ
ィスプレーの基板に成膜その他の処理を施すときに基板
の温度を均一にする等のために用いられる基板加熱装置
および均熱板に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to heating a substrate used for producing a flat panel display in a vacuum chamber, for example, for forming a substrate on a flat panel display in a vacuum chamber and for making the temperature of the substrate uniform. It relates to an apparatus and a soaking plate.

【0002】[0002]

【従来の技術】フラットパネルディスプレーの製造にお
いてフラットパネルディスプレーの部材である基板を真
空容器内に入れ、エージングなどの処理を行うことが多
々行われている。特に特開平6−20590号公報に
は、電子放出素子を用いたフラットパネルディスプレー
の製造を真空容器内で行う工程が詳述されている。
2. Description of the Related Art In the manufacture of flat panel displays, a substrate, which is a member of a flat panel display, is often placed in a vacuum vessel and subjected to a process such as aging. In particular, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-20590 discloses a process of manufacturing a flat panel display using an electron-emitting device in a vacuum vessel.

【0003】このようなフラットパネルディスプレーの
製造において、製造条件、特に温度を希望の値にするこ
とは、製造されるフラットパネルディスプレーの性能を
左右するため、重要な問題となっている。フラットパネ
ルディスプレー製造用の真空装置においては、ヒータを
組み込んだプレートを温度制御ユニットとして真空容器
内に設置し、そのプレートの温度を所定の値にすること
によりそのプレート上に接触して置かれたフラットパネ
ルディスプレーの基板温度を希望の温度とすることが一
般的である。
[0003] In the production of such a flat panel display, setting the production conditions, particularly the temperature, to a desired value is an important problem because the performance of the produced flat panel display is affected. In a vacuum device for manufacturing a flat panel display, a plate incorporating a heater was installed in a vacuum vessel as a temperature control unit, and the plate was brought into contact with the plate by setting the temperature of the plate to a predetermined value. Generally, the substrate temperature of the flat panel display is set to a desired temperature.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の真空容器内での温度制御方法によれば、真空容器内
の温度制御ユニットのプレート上に置かれたフラットパ
ネルディスプレーの基板に大きな温度分布を生ずるとい
う問題がある。また、温度制御ユニットのプレートが所
定の設定温度になるまでに時間がかかり、生産プロセス
開始までに無駄時間が生ずるという問題や、温度制御ユ
ニット内のヒータの制御が各ブロック毎に行われ、複雑
であるという問題がある。これらの問題は、次のような
原因によるものと思われる。
However, according to the conventional temperature control method in a vacuum vessel, a large temperature distribution is applied to a flat panel display substrate placed on a plate of a temperature control unit in the vacuum vessel. There is a problem that occurs. Further, it takes time until the temperature of the plate of the temperature control unit reaches a predetermined set temperature, causing a waste time before the start of the production process, and the control of the heater in the temperature control unit is performed for each block. There is a problem that is. These problems may be due to the following reasons.

【0005】フラットパネルディスプレーの製造におい
て、真空容器内でどの程度の温度均一性が必要かは行お
うとする処理によって様々である。前記特開平6−20
590号公報に記載のフラットパネルディスプレーの製
造を例にとれば、基板の温度を例えば所定の温度に対し
て10℃以内の幅に収めることが、その後の検討で経験
的に求められている。これに対して実際に得られる温度
分布は、基板によって若干異なるが、経験的には250
×300mmの硝子製の基板で最大30℃である。この
温度分布は、製作されたフラットパネルディスプレーの
品質に関わるため、大きな問題である。
[0005] In the manufacture of flat panel displays, the degree of temperature uniformity required in a vacuum vessel varies depending on the processing to be performed. JP-A-6-20
Taking the manufacture of a flat panel display described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 590 as an example, it is empirically required in subsequent studies to keep the substrate temperature within a range of, for example, 10 ° C. with respect to a predetermined temperature. On the other hand, the actually obtained temperature distribution is slightly different depending on the substrate, but empirically, it is 250 ° C.
The maximum temperature is 30 ° C for a × 300 mm glass substrate. This temperature distribution is a major problem because it affects the quality of the manufactured flat panel display.

【0006】このような、前記従来の真空容器内での温
度制御方法において生ずる基板の温度分布の問題は、温
度制御を真空または減圧下で行おうとするところに原因
がある。通常、熱の伝達は、接触している部材の熱伝
導、雰囲気ガスの熱対流、および熱輻射により行われ
る。フラットパネルディスプレーの基板では製作上、基
板にうねりや反りが生じている。その大きさは、250
×300mmの硝子基板の実測によれば、0.2mm以
下であった。また、硝子基板のうねりの周期は、10サ
ンプルの測定評価で、すべてが100mm以上であっ
た。前記従来の真空容器内の温度制御は、温度制御ユニ
ットのプレート上に基板を設置するため、接触の熱伝導
による伝熱に支配されている。しかし、前述のとおり、
基板のうねりや反りのため、基板と温度制御プレートが
接触するところと接触しないところが出てくる。つま
り、プレートが接触しているところは熱の伝導が起こ
り、そうでないところは熱の伝達が起こらなくなる。こ
れが原因となり、前記従来の温度制御方法では、真空容
器内の温度制御ユニットのプレート上に設置されたフラ
ットパネルディスプレーの基板に大きな温度分布を生ず
るという問題が起きていると考えられる。
[0006] Such a problem of the temperature distribution of the substrate which occurs in the above-described conventional temperature control method in a vacuum vessel is caused by an attempt to control the temperature under vacuum or reduced pressure. Normally, heat is transmitted by heat conduction of members in contact, thermal convection of atmospheric gas, and thermal radiation. In flat-panel display substrates, the substrate has undulations and warpages in production. Its size is 250
According to an actual measurement of a × 300 mm glass substrate, it was 0.2 mm or less. In addition, the undulation cycle of the glass substrate was 100 mm or more in all the measurement evaluations of 10 samples. In the conventional temperature control in the vacuum vessel, a substrate is placed on a plate of a temperature control unit. However, as mentioned above,
Due to the undulation or warpage of the substrate, there are places where the substrate and the temperature control plate come into contact with each other and where they do not. That is, heat conduction occurs where the plates are in contact, and no heat transfer occurs where they are not. This is considered to cause a problem that the conventional temperature control method has a problem that a large temperature distribution is generated on a flat panel display substrate installed on a plate of a temperature control unit in a vacuum vessel.

【0007】特開平10−116885号公報におい
て、これら従来の問題点を解決するため、ヒータをいく
つかのブロックに分けて別々に制御し、また静電吸着に
より基板との面接触を確実にする提案がなされている。
しかしながら、この提案によれば、基板よっては、特に
硝子基板においては、静電気をかけても有効な吸着力は
得られない。また、ヒータをいくつかのブロックに分け
ることは必然的に装置の複雑さにつながってしまう。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-116885, in order to solve these conventional problems, the heater is divided into several blocks and separately controlled, and the surface contact with the substrate is ensured by electrostatic attraction. A proposal has been made.
However, according to this proposal, an effective attraction force cannot be obtained even if static electricity is applied to some substrates, particularly to a glass substrate. Further, dividing the heater into several blocks inevitably leads to the complexity of the apparatus.

【0008】本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑
み、より均一な温度分布で加熱を行うことができる簡便
な構成の基板加熱装置を提供することを課題とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has as its object to provide a substrate heating apparatus having a simple configuration capable of performing heating with a more uniform temperature distribution.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この課題を解決するた
め、本発明の第1の基板加熱装置は、真空容器内で基板
を加熱する装置であって、加熱により表面がほぼ均一な
温度分布となる均熱板と、前記表面に対し一定の距離を
置いて対向するように前記基板を保持する基板保持手段
とを具備することを特徴とする。
In order to solve this problem, a first substrate heating apparatus according to the present invention is an apparatus for heating a substrate in a vacuum vessel, and has a surface having a substantially uniform temperature distribution by heating. And a substrate holding means for holding the substrate so as to face the surface at a predetermined distance.

【0010】第2の基板加熱装置は、第1の基板加熱装
置いおいて、前記均熱板を裏面側から加熱するための第
1の熱源と、この熱源を前記裏面との間以外の部分にお
いて包囲する熱源包囲手段とを備え、前記基板保持手段
は前記均熱板の外周部に配置された部材により構成さ
れ、かつ内部に第2の熱源を有することを特徴とする。
The second substrate heating device is the first substrate heating device, wherein a first heat source for heating the heat equalizing plate from the back surface side and a portion other than the first heat source between the back surface side and the heat source. Wherein the substrate holding means is constituted by a member arranged on an outer peripheral portion of the heat equalizing plate, and has a second heat source therein.

【0011】第3の基板加熱装置は、第2の基板加熱装
置において、前記熱源包囲手段は、前記第1熱源からの
前記真空容器内の基板が配置された空間への輻射エネル
ギーの漏れを遮断するものであることを特徴とする。
In a third substrate heating apparatus, in the second substrate heating apparatus, the heat source surrounding means blocks leakage of radiant energy from the first heat source to a space where the substrate in the vacuum vessel is disposed. It is characterized by that.

【0012】第4の基板加熱装置は、第2または第3の
基板加熱装置において、前記第1熱源は赤外ランプヒー
タであり、前記第2熱源はシースヒータであることを特
徴とする。
A fourth substrate heating apparatus according to the second or third substrate heating apparatus is characterized in that the first heat source is an infrared lamp heater and the second heat source is a sheath heater.

【0013】第5の基板加熱装置は、第1〜第4のいず
れかの基板加熱装置において、前記基板保持手段は、前
記基板を前記均熱板と接触しないように保持するもので
あることを特徴とする。
A fifth substrate heating apparatus according to any one of the first to fourth substrate heating apparatuses, wherein the substrate holding means holds the substrate so as not to contact the soaking plate. Features.

【0014】第6の基板加熱装置は、第1〜第5のいず
れかの基板加熱装置において、前記真空容器内を真空あ
るいは減圧雰囲気とする手段を有することを特徴とす
る。
A sixth substrate heating apparatus is characterized in that, in any one of the first to fifth substrate heating apparatuses, means for setting the inside of the vacuum vessel to a vacuum or a reduced-pressure atmosphere is provided.

【0015】そして、第7の基板加熱装置は、第6の基
板加熱装置において、前記減圧雰囲気は10-3Torr
以上でかつ大気圧以下の雰囲気であることを特徴とす
る。
A seventh substrate heating apparatus is the sixth substrate heating apparatus, wherein the reduced pressure atmosphere is 10 -3 Torr.
It is characterized in that the atmosphere is not less than the atmospheric pressure.

【0016】また、本発明の均熱板は、熱源により裏面
が加熱され、表面に対向する基板を加熱するための均熱
板であって、黒体化処理が施されていることを特徴とす
る。
Further, the heat equalizing plate of the present invention is a heat equalizing plate whose back surface is heated by a heat source and which heats a substrate facing the front surface, wherein the heat equalizing plate is blackened. I do.

【0017】第2の均熱板は、熱源により裏面が加熱さ
れ、表面に対向する基板を加熱するための均熱板であっ
て、前記表面に凹凸を有することを特徴とする。
The second heat equalizing plate is a heat equalizing plate whose back surface is heated by the heat source and heats the substrate facing the front surface, and has a surface having irregularities.

【0018】そして第3の均熱板は、第1または第2の
均熱板において、アルミで構成されていることを特徴と
する。
The third heat equalizing plate is characterized in that the first or second heat equalizing plate is made of aluminum.

【0019】また第7の基板加熱装置は、第1〜第7の
いずれかの基板加熱装置において、均熱板が第1〜第3
のいずれかの均熱板であることを特徴とする。
A seventh substrate heating apparatus according to any one of the first to seventh substrate heating apparatuses, wherein the heat equalizing plate is a first to third substrate heating apparatus.
Characterized in that it is any one of the soaking plates.

【0020】これら本発明の構成において、基板を加熱
するときには、基板保持手段で基板を保持し、均熱板を
加熱する。すると、均熱板の表面は均一な温度分布で加
熱され、その熱により基板が均一に加熱されることにな
る。その際、均熱板の表面と基板とは、一定の距離を置
いて対向しているため、均熱板から基板への熱の伝達
は、熱輻射および熱対流によるものが支配的である。し
たがって、真空容器内の減圧下においても、基板と温度
制御プレートとの接触による熱伝導が支配的となって従
来生じていた大きな温度分布が生じることもない。
In the structure of the present invention, when heating the substrate, the substrate is held by the substrate holding means and the soaking plate is heated. Then, the surface of the soaking plate is heated with a uniform temperature distribution, and the heat uniformly heats the substrate. At this time, since the surface of the heat equalizing plate and the substrate face each other at a certain distance, heat is mainly transmitted from the heat equalizing plate to the substrate by heat radiation and thermal convection. Therefore, even under a reduced pressure in the vacuum vessel, heat conduction due to contact between the substrate and the temperature control plate is dominant, so that a large temperature distribution conventionally caused does not occur.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施形態に係る
基板加熱装置は、真空容器内に水平に置かれた基板の加
熱に対応した1つ以上の第1熱源と、その上方に水平に
配置された均熱板と、第1熱源を包囲する遮へい板と、
均熱板の周囲に配置された基板を支持する支持枠と、支
持枠の内部に設置された基板外周部を加熱する第2熱源
とを有しており、これにより基板を均一に加熱可能な構
成としている。そして、第1熱源、均熱板、および基板
は非接触で設置され、基板に対する熱伝達は熱輻射およ
び熱対流によるものが支配的であることを特徴としてい
る。さらに熱輻射の効率を向上させるため、均熱板の表
面にブラックアルマイト処理(黒体化)を施している。
さらに輻射熱の放射エネルギーを均一にするためには均
熱板の基板側表面の温度分布を均一にすることが必要で
ある。そのため、第1熱源からの輻射熱を直接受ける均
熱板裏面には±10℃の温度分布が生じても均熱板表面
においては±1℃以内の温度分布となるように、均熱板
は、充分な熱容量体とすべくアルミで構成し、板厚を5
mmとした。また、雰囲気ガスの対流熱伝導も基板の温
度に多少なりとも寄与するため、その対流熱の効率向上
策として均熱板表面に凸凹加工を施してある。遮へい板
は、第1熱源からの熱輻射に関して、均熱板以外への漏
れエネルギーを遮断し、均熱板以外からの基板への熱輻
射伝導が起こらないようにしている。また、基板周辺部
は経験・実験的に温度が低くなる傾向にある。第2熱源
はこの温度低下を防止するために、基板外周部に基板の
支えと兼用して配置されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A substrate heating apparatus according to a preferred embodiment of the present invention comprises one or more first heat sources corresponding to the heating of a substrate placed horizontally in a vacuum vessel, and a horizontal heat source above the first heat source. A soaking plate, a shielding plate surrounding the first heat source,
It has a support frame that supports the substrate arranged around the heat equalizing plate, and a second heat source that heats the outer peripheral portion of the substrate installed inside the support frame, whereby the substrate can be uniformly heated. It has a configuration. The first heat source, the soaking plate, and the substrate are installed in a non-contact manner, and the heat transfer to the substrate is mainly performed by heat radiation and heat convection. In order to further improve the efficiency of heat radiation, the surface of the soaking plate is subjected to black alumite treatment (blackening).
Furthermore, in order to make the radiant heat radiant energy uniform, it is necessary to make the temperature distribution on the substrate side surface of the heat equalizing plate uniform. Therefore, even if a temperature distribution of ± 10 ° C occurs on the back surface of the soaking plate that directly receives the radiant heat from the first heat source, the soaking plate has a temperature distribution of ± 1 ° C or less on the surface of the soaking plate. It is made of aluminum to have a sufficient heat capacity, and the plate thickness is 5
mm. Since the convective heat conduction of the atmospheric gas also contributes to the temperature of the substrate to some extent, the surface of the soaking plate is roughened as a measure for improving the efficiency of the convective heat. The shielding plate blocks leakage energy from the first heat source to parts other than the soaking plate, so that heat radiation from other than the soaking plate to the substrate does not occur. In addition, the temperature of the peripheral portion of the substrate tends to be lower empirically and experimentally. The second heat source is disposed on the outer peripheral portion of the substrate so as to support the substrate in order to prevent the temperature from dropping.

【0022】これによれば、基板への熱伝導としては均
熱板からの熱輻射と熱対流による熱伝導が支配的であ
り、かつ均熱板の表面は温度分布が±1℃以内で基板へ
の輻射エネルギーが均一化されているため、基板を均一
に温め、基板温度を所定温度に対し±1℃以内とするこ
とが実現できる。また、均熱板への熱源に赤外ランプヒ
ータを用いることにより、昇温速度が、従来の温度制御
プレート方式に比べ、2倍となり、飛躍的に高速とな
る。これにより生産プロセスのタクトタイムの短縮が可
能となる。
According to this, as heat conduction to the substrate, heat radiation from the soaking plate and heat conduction by heat convection are dominant, and the surface of the soaking plate has a temperature distribution within ± 1 ° C. Since the radiation energy to the substrate is made uniform, the substrate can be uniformly heated, and the substrate temperature can be kept within ± 1 ° C. with respect to the predetermined temperature. In addition, by using an infrared lamp heater as a heat source for the soaking plate, the rate of temperature rise is twice as fast as that of the conventional temperature control plate method, and is significantly higher. Thereby, the takt time of the production process can be reduced.

【0023】[0023]

【実施例】次に本発明の実施例について説明する。 (実施例1)図1は試作した本発明の第1の実施例に係
る基板加熱機構を示す。同図において、1は加熱対象基
板、8は一定の距離を置いて対向する基板1を均一に加
熱するためのアルミ製の均熱板、2は均熱板8を加熱す
る加熱源である赤外ランプヒータ、3は基板1の外周部
に設けられた基板外周部用ヒータ、4は赤外ランプヒー
タ2からの漏れ光を遮断するための遮へい板、10は基
板1を支持するための支持体である。基板外周部用ヒー
タ3は支持体10内に組み込まれている。5はこれらの
構成要素を収容する真空容器、6は真空容器5内のガス
を排気するための雰囲気ガス排気管、7は真空容器5内
に雰囲気ガスを供給するための雰囲気ガス供給管であ
る。
Next, an embodiment of the present invention will be described. Embodiment 1 FIG. 1 shows a prototype substrate heating mechanism according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a substrate to be heated, 8 denotes an aluminum soaking plate for uniformly heating the opposing substrate 1 at a certain distance, and 2 denotes a red heat source for heating the soaking plate 8. An outer lamp heater, 3 is a heater for the outer peripheral portion of the substrate provided on an outer peripheral portion of the substrate 1, 4 is a shielding plate for blocking light leaked from the infrared lamp heater 2, and 10 is a support for supporting the substrate 1. Body. The substrate outer peripheral heater 3 is incorporated in the support 10. Reference numeral 5 denotes a vacuum vessel for accommodating these components, 6 denotes an atmosphere gas exhaust pipe for exhausting gas in the vacuum vessel 5, and 7 denotes an atmosphere gas supply pipe for supplying an atmosphere gas into the vacuum vessel 5. .

【0024】均熱板8には、図5に示すように、表面に
凸凹加工および黒化処理(黒色アルマイト)が施してあ
り、輻射熱効率と雰囲気ガスによる熱対流効率の向上が
図られている。凸凹加工は3mm角の支柱を中心振り分
けで均等に配置した加工構造を有する。
As shown in FIG. 5, the surface of the heat equalizing plate 8 is subjected to unevenness processing and blackening treatment (black alumite) to improve the radiant heat efficiency and the heat convection efficiency due to the atmospheric gas. . The unevenness processing has a processing structure in which columns of 3 mm square are arranged uniformly at the center.

【0025】この基板加熱機構を用いて、基板1の設定
温度を100℃とし、アルゴンフロー雰囲気で100T
orrの減圧下において基板1を加熱する実験を行っ
た。基板1としては、硝子製で、寸法が450×350
×(厚さ)2.8のものを用いた。その際に、図2に示
すような、基板1の温度測定位置1〜9で温度を測定し
た。
Using this substrate heating mechanism, the set temperature of the substrate 1 is set to 100 ° C., and the substrate 1 is heated for 100 T in an argon flow atmosphere.
An experiment of heating the substrate 1 under a reduced pressure of orr was performed. The substrate 1 is made of glass and has a size of 450 × 350.
X (thickness) 2.8 was used. At that time, the temperature was measured at the temperature measurement positions 1 to 9 of the substrate 1 as shown in FIG.

【0026】測定結果の温度(単位:℃)を各測定位置
1〜9に対応させて図4の表1に示す。表1からわかる
ように、設定温度100℃に対し、全位置において±1
℃以内の温度分布を達成した。なお、そのときの赤外ラ
ンプヒータ2の設定温度は250℃であり、基板外周部
用ヒータ3であるシースヒータの設定温度は80℃であ
った。
The temperature (unit: ° C.) of the measurement results is shown in Table 1 of FIG. As can be seen from Table 1, ± 1 at all positions for the set temperature of 100 ° C.
A temperature distribution within ° C was achieved. At this time, the set temperature of the infrared lamp heater 2 was 250 ° C., and the set temperature of the sheath heater as the substrate outer peripheral heater 3 was 80 ° C.

【0027】(実施例2)前記図1の基板加熱機構を用
い、真空容器5内の圧力を、大気圧、1×10-3Tor
r、および1×10-4Torrの3種類の各減圧下にお
いて実験を行った以外は実施例1と同一の条件で同様の
実験を行った。基板1の設定温度は前記同様100℃と
した。その結果を図4の表2に示す。
(Embodiment 2) Using the substrate heating mechanism shown in FIG. 1, the pressure in the vacuum vessel 5 was increased to atmospheric pressure, 1 × 10 −3 Torr.
The same experiment was performed under the same conditions as in Example 1 except that the experiment was performed under each of the three types of reduced pressure of r and 1 × 10 −4 Torr. The set temperature of the substrate 1 was 100 ° C. as described above. The results are shown in Table 2 of FIG.

【0028】表2からわかるように、大気圧と1×10
-3Torrの減圧下においては目標の±1℃以内の温度
分布を達成した。しかし、1×10-4Torr下におい
ては基板1中央部の温度が高くなり、±1℃以内の温度
分布を達成することができなかった。この原因は、均熱
板8と基板1の間に閉じ込められた空間での対流熱が基
板1の均熱に寄与しているためであると考えられる。つ
まり1×10-4Torr以下の真空度では、対流熱伝達
が作用せずに輻射熱伝達が支配的となり、熱の逃げにく
い基板1中央部が高温になると考えられる。
As can be seen from Table 2, the atmospheric pressure and 1 × 10
Under a reduced pressure of -3 Torr, a temperature distribution within ± 1 ° C of the target was achieved. However, under 1 × 10 −4 Torr, the temperature at the central portion of the substrate 1 became high, and a temperature distribution within ± 1 ° C. could not be achieved. It is considered that this is because the convective heat in the space confined between the heat equalizing plate 8 and the substrate 1 contributes to the uniform heat of the substrate 1. That is, when the degree of vacuum is 1 × 10 −4 Torr or less, convection heat transfer does not act, and radiant heat transfer becomes dominant.

【0029】(実施例3)前記図1の基板加熱機構を用
い、均熱板8として、表面無処理のアルミ平板、黒化処
理したアルミ平板、および凸凹加工を施したアルミ平板
の3種類を用いた以外は実施例1と同様の条件で実験を
行った。その結果を表3に示す。また、その際の基板1
の昇温の様子を図3に示す。なお、実験は100Tor
r減圧下で行った。どの均熱板8においても目標の±1
℃以内の温度分布は達成できなかった。ただし温度分布
は黒化処理したアルミ平板の場合が最も小さく、次に凸
凹加工を施したアルミ平板が小さく、そして表面無処理
のアルミ平板の場合が最も大きかった。なお、実施例1
で述べたように、凸凹加工と黒化処理を施した均熱板8
の場合は±1℃以内の温度分布を達成している。
(Embodiment 3) Using the substrate heating mechanism shown in FIG. 1, three types of soaking plates 8 are used: a flat aluminum plate having no surface treatment, a blackened aluminum flat plate, and an aluminum flat plate subjected to uneven processing. An experiment was performed under the same conditions as in Example 1 except that the test was used. Table 3 shows the results. The substrate 1 at that time
FIG. 3 shows how the temperature rises. The experiment was performed at 100 Torr.
r Performed under reduced pressure. ± 1 of the target for any heat equalizing plate 8
Temperature distribution within ° C could not be achieved. However, the temperature distribution was the smallest in the case of the blackened aluminum plate, the smallest in the case of the unevenness-treated aluminum plate, and the largest in the case of the surface-untreated aluminum plate. Example 1
As described in the above, the heat equalizing plate 8 subjected to the unevenness processing and the blackening treatment
In the case of, a temperature distribution within ± 1 ° C is achieved.

【0030】また、図3に見られるように、昇温速度に
関しては均熱板8の構造がかなり寄与することがわか
る。表面無処理のアルミ平板と比較し、凸凹加工と黒化
処理を施したアルミ平板の場合は約2倍の昇温速度で目
標の100℃に達している。この原因は、第1に、凸凹
加工により均熱板8の表面積が約2.5倍となり、対流
および輻射熱の伝達効率が向上したことにあり、第2
に、均熱板8の黒化処理により赤外ランプヒータ2から
の熱を効率良く吸収し、均熱板8自体の温度が速やかに
昇温することにあると考えられる。
As can be seen from FIG. 3, the structure of the heat equalizing plate 8 significantly contributes to the heating rate. Compared to the aluminum plate with no surface treatment, the aluminum plate that has been subjected to the unevenness processing and the blackening treatment reaches the target 100 ° C. at approximately twice the heating rate. The first cause is that the surface area of the heat equalizing plate 8 is increased by about 2.5 times due to the unevenness and the convective and radiant heat transfer efficiency is improved.
In addition, it is considered that the heat from the infrared lamp heater 2 is efficiently absorbed by the blackening process of the heat equalizing plate 8, and the temperature of the heat equalizing plate 8 itself is rapidly increased.

【0031】(実施例4)前記図1の基板加熱機構を用
い、遮へい板4を取り外した以外は実施例1と同様の条
件で同様の実験を行った。その結果を図4の表4に示
す。この表から、遮へい板4を取り外すと±5℃の温度
分布が生じることがわかる。この原因は、均熱板8と基
板1との間の空間が閉じられた空間でなくなるため、対
流による熱伝達が不均一となってしまうこと、および赤
外ランプヒータ2からの輻射熱が真空容器5内壁に伝わ
り、さらに真空容器5内壁からの輻射熱があらゆる方向
に反射して基板1にも不均一な熱伝達を行うことにある
と考えられる。
Example 4 A similar experiment was performed under the same conditions as in Example 1 except that the shielding plate 4 was removed using the substrate heating mechanism shown in FIG. The results are shown in Table 4 of FIG. From this table, it can be seen that the temperature distribution of ± 5 ° C. occurs when the shielding plate 4 is removed. This is because the space between the heat equalizing plate 8 and the substrate 1 is not a closed space, so that heat transfer due to convection is not uniform, and radiant heat from the infrared lamp heater 2 is It is considered that the radiant heat transmitted from the inner wall of the vacuum vessel 5 to the inner wall of the vacuum vessel 5 is reflected in all directions and uneven heat transfer to the substrate 1 is performed.

【0032】(実施例5)前記図1の基板加熱機構を用
い、シースヒータ3をオフにした以外は実施例1と同様
の条件で同様の実験を行った。その結果を、図4の表5
に示す。この表から、基板1外周部において温度が低
く、±9℃の温度分布が生じていたことがわかる。その
原因は、基板1外周部の支持体10からの熱の逃げ、お
よび熱の逃げ易い基板1外周部からの熱放射にあると考
えられる。
Example 5 Using the substrate heating mechanism shown in FIG. 1, a similar experiment was performed under the same conditions as in Example 1 except that the sheath heater 3 was turned off. The results are shown in Table 5 in FIG.
Shown in From this table, it can be seen that the temperature was low at the outer peripheral portion of the substrate 1 and a temperature distribution of ± 9 ° C. occurred. It is considered that the cause is the escape of heat from the support 10 at the outer peripheral portion of the substrate 1 and the heat radiation from the outer peripheral portion of the substrate 1 at which the heat can easily escape.

【0033】以上の各実施例によれば、真空容器5内に
設置された第1熱源である赤外ランプヒータ2、その熱
を受ける黒化処理と凸凹加工を施した均熱板8、基板周
辺部の第2熱源である加熱ヒータ3、赤外ランプヒータ
2からの輻射熱を閉じ込める遮へい板4を備えた構成
は、基板1に対する熱の授受において熱輻射と熱対流に
よる熱伝達を支配的にして基板1の均熱性を高め、基板
1の温度分布を少なくし得ることがわかる。
According to each of the above embodiments, the infrared lamp heater 2, which is the first heat source installed in the vacuum vessel 5, the heat equalizing plate 8, which has been subjected to the blackening process and the unevenness process receiving the heat, and the substrate The configuration including the heater 3 as the second heat source in the peripheral portion and the shielding plate 4 for confining the radiant heat from the infrared lamp heater 2 makes the heat transfer by heat radiation and heat convection dominant in the transfer of heat to and from the substrate 1. It can be seen that the temperature uniformity of the substrate 1 can be increased and the temperature distribution of the substrate 1 can be reduced.

【0034】かかる基板加熱機構は、真空容器5内にお
いて成膜その他の処理をする際の基板1の温度を均一に
するためのものであり、特にフラットパネルディスプレ
ーの製造において用いられるものである。また、かかる
基板加熱機構はフラットパネルディスプレーの製造のみ
ならず、IC用のシリコンウエハの真空中での処理、機
能デバイスの製造工程における真空中内の処理などへの
応用を意図したものである。
This substrate heating mechanism is used to make the temperature of the substrate 1 uniform when performing film formation or other processing in the vacuum vessel 5, and is used particularly in the manufacture of flat panel displays. Such a substrate heating mechanism is intended for application not only to the manufacture of a flat panel display, but also to the processing of a silicon wafer for IC in a vacuum, the processing in a vacuum in the manufacturing process of a functional device, and the like.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
加熱により表面がほぼ均一な温度分布となる均熱板によ
り、一定の距離を置いて対向する基板を加熱するように
したため、基板を均一な温度分布で加熱することができ
る。さらに均熱板を裏面から加熱するための第1の熱源
と、この熱源を包囲する熱源包囲手段と、内部に第2の
熱源を有し、均熱板の外周部に配置された基板保持手段
とを備えることにより、基板をより均一な温度分布で加
熱することができる。
As described above, according to the present invention,
Since the opposing substrate is heated at a predetermined distance by the heat equalizing plate whose surface has a substantially uniform temperature distribution by heating, the substrate can be heated with a uniform temperature distribution. Further, a first heat source for heating the heat equalizing plate from the back surface, a heat source surrounding means for surrounding the heat source, and a substrate holding means having a second heat source therein and arranged on an outer peripheral portion of the heat equalizing plate The substrate can be heated with a more uniform temperature distribution.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第1の実施例に係る基板加熱機構を
示す図である。
FIG. 1 is a view showing a substrate heating mechanism according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の各実施例における基板の温度測定位
置を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a temperature measurement position of a substrate in each embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の第3の実施例における均熱板の構造
をパラメータとした基板の昇温速度を示すグラフであ
る。
FIG. 3 is a graph showing a temperature rising rate of a substrate with the structure of a heat equalizing plate as a parameter according to a third embodiment of the present invention.

【図4】 各実施例における基板の温度測定結果を示す
表の図である。
FIG. 4 is a table showing the results of measuring the temperature of the substrate in each example.

【図5】 均熱板の表面に凸凹加工および黒化処理を施
した様子を示す平面図(a)および正面図(b)であ
る。
FIGS. 5A and 5B are a plan view and a front view, respectively, showing a state in which the surface of the heat equalizing plate has been subjected to unevenness processing and blackening processing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:基板、2:赤外ランプヒータ(第1の熱源)、3:
基板外周用シースヒータ(第2の熱源)、4:遮へい
板、5:真空容器、6:雰囲気ガス排気管、7:雰囲気
ガス供給管、8:均熱板、10:支持体。
1: substrate, 2: infrared lamp heater (first heat source), 3:
Sheath heater for substrate outer periphery (second heat source), 4: shield plate, 5: vacuum vessel, 6: atmosphere gas exhaust pipe, 7: atmosphere gas supply pipe, 8: heat equalizing plate, 10: support.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F031 CA05 HA09 HA37 5F045 AE15 AE17 AE19 AE21 AE23 AE25 BB01 EC05 EF01 EG01 EK07 EK13 EM01  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5F031 CA05 HA09 HA37 5F045 AE15 AE17 AE19 AE21 AE23 AE25 BB01 EC05 EF01 EG01 EK07 EK13 EM01

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 真空容器内で基板を加熱する装置であっ
て、加熱により表面がほぼ均一な温度分布となる均熱板
と、前記表面に対し一定の距離を置いて対向するように
前記基板を保持する基板保持手段とを具備することを特
徴とする基板加熱装置。
An apparatus for heating a substrate in a vacuum vessel, wherein the substrate is heated so that the surface has a substantially uniform temperature distribution, and the substrate is opposed to the surface at a predetermined distance. A substrate holding device for holding the substrate.
【請求項2】 前記均熱板を裏面側から加熱するための
第1の熱源と、この熱源を前記裏面との間以外の部分に
おいて包囲する熱源包囲手段とを備え、前記基板保持手
段は前記均熱板の外周部に配置された部材により構成さ
れ、かつ内部に第2の熱源を有することを特徴とする請
求項1に記載の基板加熱装置。
A first heat source for heating the heat equalizing plate from the back surface side; and a heat source surrounding unit for surrounding the heat source at a portion other than between the first heat source and the back surface. 2. The substrate heating apparatus according to claim 1, wherein the substrate heating apparatus is constituted by a member arranged on an outer peripheral portion of the heat equalizing plate, and has a second heat source inside.
【請求項3】 前記熱源包囲手段は、前記第1熱源から
の前記真空容器内の基板が配置された空間への輻射エネ
ルギーの漏れを遮断するものであることを特徴とする請
求項2に記載の基板加熱装置。
3. The heat source surrounding means for blocking leakage of radiant energy from the first heat source to a space where a substrate in the vacuum vessel is arranged. Substrate heating equipment.
【請求項4】 前記第1熱源は赤外ランプヒータであ
り、前記第2熱源はシースヒータであることを特徴とす
る請求項2または3に記載の基板加熱装置。
4. The substrate heating apparatus according to claim 2, wherein the first heat source is an infrared lamp heater, and the second heat source is a sheath heater.
【請求項5】 前記基板保持手段は、前記基板を前記均
熱板と接触しないように保持するものであることを特徴
とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の基板加熱装
置。
5. The substrate heating apparatus according to claim 1, wherein the substrate holding unit holds the substrate so as not to contact the heat equalizing plate.
【請求項6】 前記真空容器内を真空あるいは減圧雰囲
気とする手段を有することを特徴とする請求項1〜5の
いずれか1項に記載の基板加熱装置。
6. The substrate heating apparatus according to claim 1, further comprising means for setting a vacuum or reduced-pressure atmosphere in the vacuum vessel.
【請求項7】 前記減圧雰囲気は10-3Torr以上で
かつ大気圧以下の雰囲気であることを特徴とする請求項
6に記載の基板加熱装置。
7. The substrate heating apparatus according to claim 6, wherein the reduced pressure atmosphere is an atmosphere of 10 −3 Torr or more and an atmospheric pressure or less.
【請求項8】 熱源により裏面が加熱され、表面に対向
する基板を加熱するための均熱板であって、黒体化処理
が施されていることを特徴とする均熱板。
8. A soaking plate for heating a back surface thereof by a heat source and heating a substrate facing the front surface, wherein the soaking plate is subjected to a black body treatment.
【請求項9】 熱源により裏面が加熱され、表面に対向
する基板を加熱するための均熱板であって、前記表面に
凹凸を有することを特徴とする均熱板。
9. A heat equalizing plate whose back surface is heated by a heat source and heats a substrate facing the front surface, wherein the surface has irregularities.
【請求項10】 アルミで構成されていることを特徴と
する請求項8または9に記載の均熱板。
10. The heat equalizing plate according to claim 8, wherein the heat equalizing plate is made of aluminum.
【請求項11】 均熱板が請求項8〜10のいずれかの
均熱板であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか
1項に記載の基板加熱装置。
11. The substrate heating apparatus according to claim 1, wherein the heat equalizing plate is the heat equalizing plate according to any one of claims 8 to 10.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7218847B2 (en) 2003-10-24 2007-05-15 Ushio Denki Kabushiki Kasiha Heating unit for heating a workpiece with light-absorbing heat conducting layer

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