JP2002373764A - 加熱板の温度制御装置 - Google Patents

加熱板の温度制御装置

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JP2002373764A
JP2002373764A JP2001177871A JP2001177871A JP2002373764A JP 2002373764 A JP2002373764 A JP 2002373764A JP 2001177871 A JP2001177871 A JP 2001177871A JP 2001177871 A JP2001177871 A JP 2001177871A JP 2002373764 A JP2002373764 A JP 2002373764A
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Japan
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zone
temperature
zones
heating
plate
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JP2001177871A
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English (en)
Inventor
Haruhide Yoshizawa
玄秀 吉沢
Kosuke Akaha
功祐 赤羽
Masaru Tanaka
賢 田中
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Nihon Dennetsu Co Ltd
Original Assignee
Nihon Dennetsu Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱板の発熱体エレメントのパターンを複数
ゾーンに分割し、各ゾーンにそれぞれ接続したセンサー
により各ゾーンの設定温度に対するばらつきを減少でき
る構造が簡単で、コストが安くて経済的な加熱板の温度
制御装置を提供する。 【解決手段】 金属製の加熱板の発熱体15エレメント
のパターンを複数ゾーンに分割し、各ゾーンの発熱体1
5エレメントに並列に電圧を印加すると共に、各ゾーン
の発熱体15エレメントの一部にそれぞれセンサーを接
続し、各ゾーンへの印加電力を制御して各ゾーンでの設
定温度に対するばらつきを減少させるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばシリコンウ
エハレジン焼成加工や半導体分野に適用する加熱板の温
度制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体装置の高集積化に伴い、半
導体の基板を加熱する加熱板における真空中での処理温
度のばらつきや、温度分布の均一化は極めて厳しい値が
要求されるようになってきており、従来の加熱装置では
このような要求に応えられないという問題が発生してお
り、さらにシリコンウエハは、大口径化が進んでおり、
温度のばらつきの減少が強く要請されてきている。
【0003】しかしながら、従来の加熱装置は、図8及
び図9のごとく、アルミプレート等の加熱板11に、図
10の平面図のごとく、絶縁マイカ板19にヒータ線1
3を巻きつけた発熱体エレメントからなる発熱体15ま
はた箔ヒータあるいはシーズヒータをアルミプレート等
の加熱板11の全面に取り付け、ステンレス鋼の押え板
17で挟設し、測温抵抗体または熱電対等のセンサーを
1個配設することで温度制御させており、これにより加
熱板11の温度分布の均一化をはかっている。
【0004】上記従来の加熱装置では、加熱板11の表
面の温度均一化を、1個のセンサーの感知により特定箇
所に設定して行なうため、外周面の温度と中心面の温度
との温度幅のばらつきが多く、温度分布の均一化が行な
われにくいという欠点があった。
【0005】一方、半導体、液晶パネルのベーキング処
理及び成膜工程におけるウエハおよび基板の焼成に適用
する加熱装置に関する特開平9−134776号の公知
の発明がなされており、この発明ではフェースプレート
とプレート状発熱体との間に熱伝導体を介在させる構成
としたり、あるいはフェースプレートの周縁部に第1及
び第2の板部を設ける構成としたため、フェースプレー
トの周縁部分の温度の低下を防ぐことができ、フェース
プレートの表面温度分布を均一にすることを解決課題と
したものであるが、発熱体のゾーンを複数に分割してそ
れぞれのゾーンへヒータ電力をそれぞれのゾーンの各セ
ンサーで制御して温度分布のばらつきを減少するもので
はない。
【0006】また、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラ
ス基板等を所定の温度で処理する基板熱処理装置に関す
る特開平11−111823号も知られいるが、この発
明では加熱プレートの基板支持プレートの下面に多くの
ペルチェ素子を温度調整手段として配設しており、その
基板加熱装置の基板支持プレートの温度設定、基板投入
時の高速昇温動作、設定温度の変更、即ち降温および基
板の降温の各動作を行なうことによって、基板の面内温
度分布が均一な状態でかつ短時間で基板の温度を所定温
度に設定可能にするようにしている。しかしながら、こ
の発明の装置は構造及び動作が複雑であり、装置のコス
トもかさむという欠点がある。
【0007】また、被加熱物を金属多孔質板に密着支持
し、金属多孔質板の被加熱物の接していない側に空気吸
引装置を接続して、被加熱物の温度分布を均一にするこ
とのできる板状物の熱処理装置及び熱処理方法に関する
特開平8−153660号の発明がなされており、この
発明では多孔質板を用い空気吸引冷却するものであり、
多孔質板の各部の温度のばらつきを適確、かつ迅速に減
少できないという欠点があった。
【0008】さらに、同一平面をなす複数の突起部を表
面に配置した基板温度設定のための温度制御体と、基板
をその温度制御体の方向に吸着することによってその基
板を突起部上に固定する吸着装置とを具備してなる基盤
温度制御装置に関する特開平10−284360号の発
明もなされている。この発明は、基板の温度を均一化
し、かつ昇温及び降温時間を短縮することを目的として
いるが、その装置にはヒータエレメントや補助加熱体の
他、冷却媒体とその温度制御ユニット等を必要とし、装
置自体の構造も複雑で、かつ装置が高価になるという欠
点がある。
【0009】一方、少なくとも一表面にて被処理体の温
度制御を行なう温度制御装置に適用され、プレート表面
に発熱抵抗線状体を所要のパターンをもって敷設すると
共に、その発熱抵抗線状体の端部に給電部が配された円
盤状ヒータにあって、上記発熱抵抗線状体による上記パ
ターンが、多数の同心円上に配される多数の円弧部分を
含んでおり、上記円弧部分の表面積が全パターンの表面
積の70%以上である円盤状ヒータ及び温度制御装置に
関する特開2000−228270号の発明が知られて
いる。
【0010】この発明においては、肉薄のプレート表面
の加熱面の全てにおいて均一な発熱がなされる同心円の
円弧パターンを有しているが、このパターンはその被加
熱体に最も有効な分割にはなっていないと共に、この装
置のプレート表面に所要のパターンをもって敷設される
発熱抵抗線状体の製作コストが高価であり、しかも損傷
しやすいという問題がある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、加熱板の発
熱体エレメントのパターンを複数ゾーンに分割し、各ゾ
ーンにそれぞれ接続したセンサーにより各ゾーンの設定
温度に対するばらつきを減少でき、構造が簡単で、コス
トが安価で経済的な加熱板の温度制御装置を提供する。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、金属製の加熱
板の発熱体エレメントのパターンを複数ゾーンに分割
し、各ゾーンの発熱体エレメントに並列に電圧を印加す
ると共に、各ゾーンの発熱体エレメントの一部にそれぞ
れセンサーを接続し、各ゾーンへの印加電力を制御して
各ゾーンでの設定温度に対するばらつきを減少させるよ
うにした加熱板の温度制御装置からなり、また本発明
は、上記複数ゾーンの分割が3ゾーン以上からなる加熱
板の温度制御装置からなる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の加熱
板の温度制御装置の実施の形態を説明するが、図1及び
図2の各側面図と図3の平面図に示すのは、図8の従来
例と同様にマイカヒータを用いた一実施形態を示してお
り、金属製の加熱板11の全面に、絶縁マイカ板19に
ヒータ線20を巻きつけた発熱体エレメントからなる発
熱体15を取り付け、絶縁マイカ板13で上下をはさん
で電気的に絶縁し、押え板17で挟設したものであり、
図8の従来例と同じ部品は同じ符号で示している。
【0014】そこで本発明では、上記発熱体エレメント
のパターンを複数、例えばこの実施形態のごとく3つの
ゾーンR1,R2,R3 に3分割し、各々3つのゾーンの各
々の発熱体エレメントに並列に電圧を印加している。
【0015】さらに、上記の各ゾーンR1,R2,R3 の発
熱体のエレメントの一部にそれぞれセンサーを接続し、
各ゾーンR1,R2,R3 への印加電力を、図4の回路図の
ごとく、上記の各センサーからの信号Sにより制御し
て、各ゾーンR1,R2,R3 の設定温度に対するばらつき
を減少させている。
【0016】即ち、上記ゾーンR1,R2,R3 の各々のヒ
ータ電力を各センサーで制御させ、各ゾーンR1,R2,R
3 での設定温度に対するばらつきを減少させている。こ
の制御により無駄な通電をなくし消費電力を少なくする
ことができる。
【0017】なお、上記分割するゾーンの数を増加する
ことにより、熱応答性が良くなりシビアーな温度管理が
可能になるが、その分センサーのコストが上昇し、場合
によって極端なコスト増加になるので、例えば一般に多
く使用される8吋から12吋径の加熱板寸法に対して
は、そのゾーンの数を3分割にすることが経済的な面か
らも適正で好ましい。
【0018】次に、図5及び図6の各側面図と図7の平
面図においては、本発明の加熱板の温度制御装置に箔ヒ
ータを使用した例を示したものであり、図1、図2、図
3に示した装置とほぼ同様な構造と機能を有する装置で
あり、それぞれ同じ部品は同じ符号で示している。
【0019】なお、本発明において分割の複数のゾーン
の発熱体エレメントの一部にそれぞれセンサーを接続
し、各ゾーンへの発熱体エレメントに直列に電圧を印加
した場合には、各々の分割した制御を行なうことはでき
ない。
【0020】また本発明では、温度ばらつきを少なくす
る為加熱体の発熱体を分割し、それぞれの分割面のほぼ
中央にセンサーを取付けて温度制御する。それぞれの面
は熱伝導によりその隣合った面の温度制御の影響をうけ
る。2分割では外周近くの境界面とセンサー取付位置の
距離が離れているので、周部分で隣りの分割面から熱影
響を受ける時、センサーが感知するのにおくれを生ず
る。分割は多い方が良いがコスト面から3分割が望まし
い。
【0021】
【発明の効果】以上に説明した本発明の加熱板の温度制
御装置によれば、加熱板の発熱体エレメントのパターン
を複数ゾーンに分割し、各ゾーンにそれぞれ接続したセ
ンサーにより各ゾーンの設定温度に対するばらつきを減
少でき、加熱板表面の温度分布を均一化することができ
ると共に、熱応答性を上昇することができる。
【0022】特に、本発明の装置の発熱体エレメントの
パターン分割数を3ゾーンにすることにより消費電力を
少なくすることができ、構造が簡単で制御コスト面から
も経済的な装置を提供できる。
【0023】なお、本発明の装置は、主にシリコンウエ
ハレジンの焼成や、半導体分野の加熱体として有効に適
用できる。
【0024】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の加熱板の温度制御装置の一実施形態の
積層構造を示す側面図である。
【図2】図1の積層前の側面図である。
【図3】図1の発熱体の説明用平面図である。
【図4】図1の装置の回路図である。
【図5】本発明の他の実施形態の積層構造を示す側面図
である。
【図6】図5の積層前の側面図である。
【図7】図5の発熱体の説明用平面図である。
【図8】従来例の加熱板の積層構造を示す側面図であ
る。
【図9】図8の積層前の側面図である。
【図10】図8の発熱体の説明用平面図である。
【符号の説明】
11 加熱板 15 発熱体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 賢 長野県南安曇郡豊科町大字豊科500番地 日本電熱株式会社内 Fターム(参考) 3K058 AA86 BA14 CA12 CA23 CA92 CB09 4K056 AA09 BB06 CA18 FA04

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属製の加熱板の発熱体エレメントのパ
    ターンを複数ゾーンに分割し、各ゾーンの発熱体エレメ
    ントに並列に電圧を印加すると共に、各ゾーンの発熱体
    エレメントの一部にそれぞれセンサーを接続し、各ゾー
    ンへの印加電力を制御して各ゾーンでの設定温度に対す
    るばらつきを減少させるようにした加熱板の温度制御装
    置。
  2. 【請求項2】 複数ゾーンの分割が3ゾーン以上である
    請求項1記載の加熱板の温度制御装置。
JP2001177871A 2001-06-13 2001-06-13 加熱板の温度制御装置 Pending JP2002373764A (ja)

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ID=19018650

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011136132A1 (ja) * 2010-04-30 2011-11-03 日清紡メカトロニクス株式会社 ラミネート装置用熱板およびその熱板を用いたラミネート装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011136132A1 (ja) * 2010-04-30 2011-11-03 日清紡メカトロニクス株式会社 ラミネート装置用熱板およびその熱板を用いたラミネート装置

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