JP2007329423A - 基板加熱装置及び基板加熱方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易構造にして極めて効率良く且つ均一に基板を加熱することが可能な極めて実用性に秀れた基板加熱装置及び基板加熱方法を提供する。
【解決手段】基板１を収納して加熱する基板加熱装置であって、一側が開口した箱状の第一熱反射板４に前記基板１を一面側から加熱する第一加熱部２を設けて成る第一加熱機構６と、一側が開口した箱状の第二熱反射板５に前記基板１を他面側から加熱する第二加熱部３を設けて成る第二加熱機構７とを開口部８・９同士を向かい合わせに対向配置して成り、前記第一熱反射板４の前記開口部８を形成する側周壁部15の少なくとも一部が、全周において前記第二熱反射板５の開口部９に入り込み状態となるように前記第一熱反射板４及び前記第二熱反射板５の開口形状を設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板加熱装置及び基板加熱方法に関するものである。

基板の予備加熱やエージングを行うために真空雰囲気中で基板を加熱する基板加熱装置がある。この基板加熱装置は、加熱板上に基板を載置して加熱を行う構成が一般的であるが、基板にうねりや反りがあると、基板全面が加熱板と接触せず、加熱板と接触する部分のみがより加熱されてしまい、基板に温度分布が生じ均一に加熱できないことになる。

そこで、特許文献１には上記問題点を解決すべく、加熱板と基板とを接触させず、基板を、加熱板から所定間隔をおいて加熱板と平行に保持して加熱を行う基板加熱装置が開示されている。

特開２００１−３３２６０７号公報

しかしながら、上記特許文献１の基板加熱装置は、基板の裏面側から加熱板により加熱する構成であり、表面側からは加熱されないため、加熱効率が悪く、また、基板の温度均一性も不十分であり、更なる加熱効率及び温度均一性の向上が要望されている。

本発明は、上記要望に鑑みなされたもので、簡易構造にして極めて効率良く且つ均一に基板を加熱することが可能な極めて実用性に秀れた基板加熱装置及び基板加熱方法を提供するものである。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

基板１を収納して加熱する基板加熱装置であって、一側が開口した箱状の第一熱反射板４に前記基板１を一面側から加熱する第一加熱部２を設けて成る第一加熱機構６と、一側が開口した箱状の第二熱反射板５に前記基板１を他面側から加熱する第二加熱部３を設けて成る第二加熱機構７とを、この第一加熱機構６及び第二加熱機構７の開口部８・９同士を向かい合わせに対向配置して成り、前記第一熱反射板４の前記開口部８を形成する側周壁部15の少なくとも一部が、全周において前記第二熱反射板５の開口部９に入り込み状態となるように前記第一熱反射板４の側周壁部15を前記第二熱反射板５の前記開口部９を形成する側周壁部16の内側に重合配設せしめて、前記第一加熱機構６と前記第二加熱機構７との間に前記基板１を収納して加熱し得るように、前記第一熱反射板４及び前記第二熱反射板５の開口形状を設定したことを特徴とする基板加熱装置に係るものである。

また、前記第一熱反射板４若しくは前記第二熱反射板５は、少なくとも内側熱反射板４ａ・５ａと外側熱反射板４ｂ・５ｂとから成る二重構造としたことを特徴とする請求項１記載の基板加熱装置に係るものである。

また、前記第一熱反射板４の内側熱反射板４ａ及び外側熱反射板４ｂの側周壁部15ａ・15ｂと前記第二熱反射板５の内側熱反射板５ａ及び外側熱反射板５ｂの側周壁部16ａ・16ｂとが交互に噛合状態となるように、前記第一熱反射板４の内側熱反射板４ａの側周壁部15ａを前記外側熱反射板５の内側熱反射板５ａの側周壁部16ａの内側に、前記第一熱反射板４の外側熱反射板４ｂの側周壁部15ｂを前記外側熱反射板５の外側熱反射板５ｂの側周壁部16ｂの内側に、夫々重合配置せしめ得るように構成したことを特徴とする請求項２記載の基板加熱装置に係るものである。

また、前記基板１の外周側を加熱する平面視略環状の外周側加熱体２ａ・３ａと、この外周側加熱体２ａ・３ａの内孔に配設される中心側加熱体２ｂ・３ｂとで前記第一加熱部２若しくは第二加熱部３を構成し、前記外周側加熱体２ａ・３ａと前記中心側加熱体２ｂ・３ｂとを、夫々独立に温度制御し得るように構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の基板加熱装置に係るものである。

また、前記第一熱反射板４若しくは前記第二熱反射板５は、表面が鏡面研磨せしめられた金属板から成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に係るものである。

また、前記第一加熱機構６若しくは前記第二加熱機構７内に基板を保持する基板保持機構12と、この第一加熱機構６と第二加熱機構７とを相対的に接離移動せしめる駆動機構とを備え、前記基板保持機構12により保持した基板１を前記第一加熱機構６と前記第二加熱機構７との間に収納するように、前記駆動機構により前記第一加熱機構６と前記第二加熱機構７とを相対的に接近せしめて前記第一熱反射板４の側周壁部15を前記第二熱反射板５の側周壁部16の内側に重合配設せしめることで、前記基板１を加熱するように構成した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に係るものである。

また、請求項６記載の基板加熱装置を用いて基板を加熱する際、前記駆動機構により前記第一加熱機構６と前記第二加熱機構７とを相対的に近接せしめて前記第一熱反射板４の側周壁部15を前記第二熱反射板５の側周壁部16の内側に重合配設せしめ、この第一熱反射板４と第二熱反射板５との間の空間部を所定温度に加熱した後、前記駆動機構により前記加熱機構６と前記第二加熱機構７とを相対的に離反せしめて前記基板保持機構12に基板１を保持させ、前記駆動機構により前記第一加熱機構６と前記第二加熱機構７とを相対的に近接せしめて前記基板１を収納して加熱することを特徴とする基板加熱方法に係るものである。

本発明は、上述のように構成したから、加熱部により基板を挟んで両面から加熱することができ、しかも、熱を基板とその周囲空間に閉じ込めることができる簡易構造にして極めて効率良く且つ均一に基板を加熱することが可能な極めて実用性に秀れた基板加熱装置及び基板加熱方法となる。

好適と考える本発明の実施形態（発明をどのように実施するか）を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

第一加熱機構６と第二加熱機構７との間に基板１を収納して加熱する際、この第一加熱機構６の第一熱反射板４の外周壁部15を前記第二加熱機構７の第二熱反射板５の開口部９に入り込み状態となるように第一熱反射板４の外周壁部15を第二熱反射板５の外周壁部16の内側に重合配設せしめることができる。

即ち、基板１の周囲を第一熱反射板４と第二熱反射板５とで囲むことができ、特に、外周壁部15・16同士をオーバーラップさせて、基板側方に位置する第一熱反射板４と第二熱反射板５との対向間隙からの放熱を可及的に阻止できることになり、基板１とその周囲の空間部（第一熱反射板４と第二熱反射板５とで囲まれる空間部）を効率良く加熱することが可能となる。

また、第一熱反射板４に設けた加熱部２及び第二熱反射板５に設けた加熱部３により、基板１を両面側（一面側及び他面側）から加熱することができ、より一層均一に基板１を加熱できることになる。しかも、この加熱部２と加熱部３とから直接放射される熱線だけでなく、この基板１を囲む第一熱反射板４及び第二熱反射板５により反射された熱線も基板１に入射することになり、基板１の温度均一性が向上する。

従って、本発明は、基板を加熱するための熱が逃げにくく、しかも、基板を一方向からだけでなく他方向から同時に加熱することが可能で、基板を極めて効率良く且つ均一に加熱することができる極めて実用性に秀れた基板加熱装置となる。

更に、例えば、第一熱反射板４及び第二熱反射板５を、少なくとも内側熱反射板４ａ・５ａ及び外側熱反射板４ｂ・５ｂとから成る二重構造とした場合には、加熱部２・３により内側熱反射板４ａ・５ａが加熱されても、この内側熱反射板４ａ・５ａからの外部への放熱を外側熱反射板４ｂ・５ｂによって阻止できることになり、一層良好に基板１とその周囲の空間部とを効率良く加熱できることになる。

特に、第一熱反射板４の内側熱反射板４ａ及び外側熱反射板４ｂの側周壁部15ａ・15ｂと第二熱反射板５の内側熱反射板５ａ及び外側熱反射板５ｂの側周壁部16ａ・16ｂとが交互に噛合状態となるように、前記第一熱反射板４の内側熱反射板４ａの側周壁部15ａを前記外側熱反射板５の内側熱反射板５ａの側周壁部16ａの内側に、前記第一熱反射板４の外側熱反射板４ｂの側周壁部15ｂを前記外側熱反射板５の外側熱反射板５ｂの側周壁部16ｂの内側に、夫々重合配置せしめ得るように構成した場合には、第一熱反射板４及び第二熱反射板５との対向間隙が一層狭くなり、この対向間隙からの放熱量が極めて少なくなる。

また、例えば、加熱部２・３を、基板１と対向状態に設ける外周側加熱部２ａと中心側加熱部２ｂとから成る分割構造とし、この外周側加熱部２ａと中心側加熱部２ｂとを夫々独立に温度制御し得るように構成した場合には、熱がこもり易い基板中心側に位置する中心側加熱部２ｂの温度を低く、外周側加熱部２ａの温度を高くすることで、基板１をより均一に加熱できることになる。

本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。

本実施例は、基板１を収納して加熱する基板加熱装置であって、一側が開口した箱状の第一熱反射板４に前記基板１を一面側から加熱する第一加熱部２を設けて成る第一加熱機構６と、一側が開口した箱状の第二熱反射板５に前記基板１を他面側から加熱する第二加熱部３を設けて成る第二加熱機構７とを、この第一加熱機構６及び第二加熱機構７の開口部８・９同士を向かい合わせに対向配置して成り、前記第一熱反射板４の前記開口部８を形成する側周壁部15の少なくとも一部が、全周において前記第二熱反射板５の開口部９に入り込み状態となるように前記第一熱反射板４の側周壁部15を前記第二熱反射板５の前記開口部９を形成する側周壁部16の内側に重合配設せしめて、前記第一加熱機構６と前記第二加熱機構７との間に前記基板１を収納して加熱し得るように、前記第一熱反射板４及び前記第二熱反射板５の開口形状を設定したものである。

本実施例の第一熱反射板４及び第二熱反射板５は、内側熱反射板４ａ・５ａと外側熱反射板４ｂ・５ｂとから成る二重構造としている。具体的には、熱反射板４ａ・５ａ・４ｂ・５ｂは、夫々方形状の底面部17ａ・18ａ・17ｂ・18ｂと、この底面部17ａ・18ａ・17ｂ・18ｂの周縁部に立設され開口部８ａ・９ａ・８ｂ・９ｂを形成する側周壁部15ａ・16ａ・15ｂ・16ｂとで構成している。即ち、内側熱反射板４ａ・５ａの外側に僅かな間隔をおいて外側熱反射板４ｂ・５ｂが夫々被嵌重合せしめられている。また、側周壁部15ａ・15ｂ及び側周壁部16ａ・16ｂは、被嵌重合した際、夫々の開口端縁が略同じ高さとなるように設定している。

また、第一熱反射板４及び第二熱反射板５は、可及的にその表面積が小さくなるように表面が鏡面研磨せしめられた金属板から成るものを採用すると良い。本実施例においては、表面全面が鏡面研磨せしめられたステンレス製の第一熱反射板４及び第二熱反射板５を採用している。

また、第一外側熱反射板４ｂの側周壁部15ｂにより形成される開口部８ｂは、第二内側熱反射板５ａの側周壁部16ａにより形成される開口部９ａと略相似形状にして開口部９ａよりやや径小に設定している。

従って、第二内側熱反射板５ａの開口部９ａに第一外側熱反射板４ｂの側周壁部15ｂ（及び第一内側熱反射板４ａの側周壁部15ａ）を入り込み状態とすることができ、第二内側熱反射板５ａの側周壁部16ａの内側に第一外側熱反射板４ｂの側周壁部15ｂを重合配設することができる。

また、本実施例においては、第二内側熱反射板５ａの開口部９ａに第一外側熱反射板４ｂの側周壁部15ｂの先端部から中央部にかけて入り込み状態とするように構成している。尚、基端部まで入り込み状態となるように構成しても良い。

即ち、本実施例においては、夫々二重構造とした第一熱反射板４及び第二熱反射板５の側周壁部15ａ・16ａ・15ｂ・16ｂが全周においてオーバーラップすることになり、基板１側方の第一熱反射板４と第二熱反射板５との対向間隙からの放熱を可及的に阻止できることになる。

従って、内側熱反射板４ａ・５ａが加熱部２・３により加熱されることで、この内側熱反射板４ａ・５ａから外側へ熱線が放射されても、この熱線は外側熱反射板４ｂ・５ｂにより内方に反射され、基板１（及び熱反射板４・５で囲まれる空間）を加熱するために利用される。

また、本実施例においては、第一加熱部２を基板１の上面と対向状態に設け、第二加熱部３を基板１の下面と対向状態に設ける構成としている。

第一加熱部２及び第二加熱部３は、図２に図示したように、基板１の外周側を加熱する平面視略環状の外周側加熱体２ａ・３ａと、この外周側加熱体２ａ・３ａの内孔に配設される中心側加熱体２ｂ・３ｂとから成り、前記外周側加熱体２ａ・３ａと前記中心側加熱体２ｂ・３ｂとを、夫々独立に温度制御し得るように構成している。尚、外側加熱体２ａ・３ａと中心側加熱体２ｂ・３ｂとが接触しないように、外側加熱体２ａ・３ａと中心側加熱体２ｂ・３ｂとの間には所定の間隙Ａが設けられている。

具体的には、外周側加熱体２ａ・３ａ及び中心側加熱体２ｂ・３ｂはシーズヒータを這わせた（若しくは埋め込んだ）アルミ製のパネル体で構成し、この外周側加熱体２ａ・３ａ及び中心側加熱体２ｂ・３ｂに夫々、温度センサ及びシーズヒータへの通電量を制御する制御装置を設け、夫々独立に温度を監視して温度制御を行えるように構成している。

従って、基板１を上下両面から加熱でき、また、熱がこもり易い基板中心側の加熱温度を低く、基板外周側の加熱温度を高く設定することが可能となり、温度均一性が向上する。

また、本実施例は、第一加熱機構６内（第一熱反射板４内）に基板を保持する基板保持機構12と、この第一加熱機構６と第二加熱機構７とを相対的に接離移動せしめる駆動機構とを備え、前記基板保持機構12により保持した基板１を前記第一加熱機構６と前記第二加熱機構７との間に収納するように、前記駆動機構により前記第一加熱機構６と前記第二加熱機構７とを相対的に接近せしめて前記第一熱反射板４の側周壁部15を前記第二熱反射板５の側周壁部16の内側に重合配設せしめることで、前記基板１を加熱するように構成している。

従って、基板１を加熱する際、例えば、前記駆動機構により第一加熱機構６と第二加熱機構７とを相対的に近接せしめて第一熱反射板４の側周壁部15（外側熱反射板４ｂの側周壁部15ｂ）を第二熱反射板５の側周壁部16（内側熱反射板５ａの側周壁部16ａ）の内側に重合配設せしめ、この第一熱反射板４と第二熱反射板５との間の空間部を所定温度（基板１を加熱する温度、４０〜３００度）に加熱した後、前記駆動機構により第一加熱機構６と第二加熱機構７とを相対的に離反せしめ（図１（ａ））、基板１を搬送用ロボット等を用いて基板外周縁部を支持する基板保持機構12を下降せしめて基板１を保持させ（図１（ｂ））、前記駆動機構により第一加熱機構６と第二加熱機構７とを相対的に近接せしめると共に基板保持機構12を上昇させて（図１（ｃ））、加熱部２・３と基板１との夫々の間隔を所望の間隔に設定すると共に、この基板１を第一熱反射板４と第二熱反射板５との間に収納して４０〜３００度で加熱することで（図１（ｄ））、極めて効率的に基板１を加熱することが可能となる。

即ち、基板１を収納する前に、第一熱反射板４の外周壁部15を第二熱反射板５の開口部９に入れ込んだ状態にして加熱部２・３を発熱させて、この第一熱反射板４と第二熱反射板５とで囲まれる空間部を加熱しておくことで、その後に基板１を第一熱反射板４と第二熱反射板５との間に収納して加熱する際、基板１の温度上昇がスムーズになるのは勿論、オーバーシュートやアンダーシュートがほとんど無くなり、基板１の加熱時間が短縮化できることになる。

尚、本実施例は上述のように構成しているが、図３に図示したように、前記第一熱反射板４の内側熱反射板４ａ及び外側熱反射板４ｂの側周壁部15ａ・15ｂと前記第二熱反射板５の内側熱反射板５ａ及び外側熱反射板５ｂの側周壁部16ａ・16ｂとが交互に噛合状態となるように、前記第一熱反射板４の内側熱反射板４ａの側周壁部15ａを前記外側熱反射板５の内側熱反射板５ａの側周壁部16ａの内側に、前記第一熱反射板４の外側熱反射板４ｂの側周壁部15ｂを前記外側熱反射板５の外側熱反射板５ｂの側周壁部16ｂの内側に、夫々重合配置せしめ得るように構成しても良い。この場合、各熱反射板の開口径は、第二熱反射板５の外側熱反射板５ｂを最大とし，第一熱反射板４の外側熱反射板４ｂ，第二熱反射板５の内側熱反射板５ａ，第一熱反射板４の内側熱反射板４ａの順に徐々に小さくなるように設定する。また、各熱反射板４ａ，５ａ，４ｂ，５ｂ同士の間隔を、側周壁部15ａ・16ａ・15ｂ・16ｂの厚さ以下の間隔に設定するとより高い放熱阻止効果を得ることができる。

本実施例は上述のように構成したから、第一加熱機構６と第二加熱機構７との間に基板１を収納して加熱する際、この第一加熱機構６の第一熱反射板４の外周壁部15を前記第二加熱機構７の第二熱反射板５の開口部９に入り込み状態となるように第一熱反射板４の外周壁部15を第二熱反射板５の外周壁部16の内側に重合配設せしめることができ、基板１とその周囲の空間部を第一熱反射板４と第二熱反射板５とで囲むことができ、特に、外周壁部15・16同士をオーバーラップさせて、基板側方に位置する第一熱反射板４と第二熱反射板５との対向間隙からの放熱を可及的に阻止できることになり、基板１とその周囲の空間部を効率良く加熱することが可能となる。

具体的には、第一熱反射板４に設けた加熱部２及び第二熱反射板５に設けた加熱部３により、基板１を両面側（一面側及び他面側）から加熱することができ、より一層均一に基板１を加熱できることになる。しかも、この加熱部２と加熱部３とから直接放射される熱線だけでなく、この基板１を囲む第一熱反射板４及び第二熱反射板５により反射された熱線も基板１に全方向から入射することになり、基板１の温度均一性が向上する。

従って、本実施例は、基板を加熱するための熱が逃げにくく、しかも、基板を一方向からだけでなく他方向から同時に加熱することが可能で、基板を極めて効率良く且つ均一に加熱することができる極めて実用性に秀れた基板加熱装置となる。

本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。

本実施例の概略説明断面図である。 本実施例の加熱部の概略説明平面図である。 別例の概略説明断面図である。

符号の説明

１ 基板
２ 第一加熱部
２ａ 外周側加熱体
２ｂ 中心側加熱体
３ 第二加熱部
３ａ 外周側加熱体
３ｂ 中心側加熱体
４ 第一熱反射板
４ａ 内側熱反射板
４ｂ 外側熱反射板
５ 第二熱反射板
５ａ 内側熱反射板
５ｂ 外側熱反射板
６ 第一加熱機構
７ 第二加熱機構
８・９ 開口部
12 基板保持機構
15・15ａ・15ｂ・16・16ａ・16ｂ 側周壁部

Claims (7)

1. 基板を収納して加熱する基板加熱装置であって、一側が開口した箱状の第一熱反射板に前記基板を一面側から加熱する第一加熱部を設けて成る第一加熱機構と、一側が開口した箱状の第二熱反射板に前記基板を他面側から加熱する第二加熱部を設けて成る第二加熱機構とを、この第一加熱機構及び第二加熱機構の開口部同士を向かい合わせに対向配置して成り、前記第一熱反射板の前記開口部を形成する側周壁部の少なくとも一部が、全周において前記第二熱反射板の開口部に入り込み状態となるように前記第一熱反射板の側周壁部を前記第二熱反射板の前記開口部を形成する側周壁部の内側に重合配設せしめて、前記第一加熱機構と前記第二加熱機構との間に前記基板を収納して加熱し得るように、前記第一熱反射板及び前記第二熱反射板の開口形状を設定したことを特徴とする基板加熱装置。
2. 前記第一熱反射板若しくは前記第二熱反射板は、少なくとも内側熱反射板と外側熱反射板とから成る二重構造としたことを特徴とする請求項１記載の基板加熱装置。
3. 前記第一熱反射板の内側熱反射板及び外側熱反射板の側周壁部と前記第二熱反射板の内側熱反射板及び外側熱反射板の側周壁部とが交互に噛合状態となるように、前記第一熱反射板の内側熱反射板の側周壁部を前記外側熱反射板の内側熱反射板の側周壁部の内側に、前記第一熱反射板の外側熱反射板の側周壁部を前記外側熱反射板の外側熱反射板の側周壁部の内側に、夫々重合配置せしめ得るように構成したことを特徴とする請求項２記載の基板加熱装置。
4. 前記基板の外周側を加熱する平面視略環状の外周側加熱体と、この外周側加熱体の内孔に配設される中心側加熱体とで前記第一加熱部若しくは第二加熱部を構成し、前記外周側加熱体と前記中心側加熱体とを、夫々独立に温度制御し得るように構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の基板加熱装置。
5. 前記第一熱反射板若しくは前記第二熱反射板は、表面が鏡面研磨せしめられた金属板から成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。
6. 前記第一加熱機構若しくは前記第二加熱機構内に基板を保持する基板保持機構と、この第一加熱機構と第二加熱機構とを相対的に接離移動せしめる駆動機構とを備え、前記基板保持機構により保持した基板を前記第一加熱機構と前記第二加熱機構との間に収納するように、前記駆動機構により前記第一加熱機構と前記第二加熱機構とを相対的に接近せしめて前記第一熱反射板の側周壁部を前記第二熱反射板の側周壁部の内側に重合配設せしめることで、前記基板を加熱するように構成した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。
7. 請求項６記載の基板加熱装置を用いて基板を加熱する際、前記駆動機構により前記第一加熱機構と前記第二加熱機構とを相対的に近接せしめて前記第一熱反射板の側周壁部を前記第二熱反射板の側周壁部の内側に重合配設せしめ、この第一熱反射板と第二熱反射板との間の空間部を所定温度に加熱した後、前記駆動機構により前記加熱機構と前記第二加熱機構とを相対的に離反せしめて前記基板保持機構に基板を保持させ、前記駆動機構により前記第一加熱機構と前記第二加熱機構とを相対的に近接せしめて前記基板を収納して加熱することを特徴とする基板加熱方法。

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