JP2011009706A - ヒータユニット及びそれを備えた装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 基板を載置する載置面を有する第1均熱板11と、第1均熱板11を支持する第2均熱板12と、第1均熱板11と第2均熱板12との間に設けられた少なくとも1層の絶縁された抵抗発熱体13とを有するヒータユニット10であって、第1均熱板11と第2均熱板12とが互いの対向面に対して略平行な方向に相対移動自在に結合されており、第1均熱板11と第2均熱板12は、一方が金属からなり且つ少なくとも片面に可撓性を持たせるための加工が施されており、他方がセラミックス又は金属セラミックス複合材料からなる。
【選択図】 図1
Description
本発明に係る実施例として、図1(a)に示すヒータユニット10を製作した。第1均熱板11の材料には金属であるCu及びAlのなかから選択し、第2均熱板12の材料にはセラミックス又は金属セラミックス複合体であるAlN、SiC、SiSiC、及びAlSiCのなかから選択して様々な材料の組み合わせとなるようにした。
真空吸着手段に代えて図5(a)に示すようなネジとベアリングを組み合わせた結合手段を用いて第1均熱板11と第2均熱板12とを6箇所で均等に結合した以外は実施例1Aと同様にして下記表1Bに示す試料1B〜8Bのヒータユニット10を作製した。これら試料に対して実施例1Aと同様に加熱して載置面11aの平面度変化と昇温速度を測定した。この測定結果及びその評価を下記の表1Bに示す。
第1均熱板11の材料にはセラミックス又は金属セラミックス複合体であるAlN、SiC、SiSiC、及びAlSiCのなかから選択し、第2均熱板12の材料には金属であるCu及びAlのなかから選択して様々な材料の組み合わせとなるようにした。第1均熱板11の載置面11aには基板吸着用の加工を施し、平面度50μmに仕上げ加工を行った。第2均熱板12の基板側の面には可撓性のためのノッチ加工と温度センサ40や給電配線を避けるための加工を施し、平面度を50μmに仕上げ、Niめっきを施した。これら以外は、実施例1Aと同様にして試料9A〜16Aを作製し、同様の測定を行った。この測定結果及びその評価を下記の表2Aに示す。
真空吸着手段に代えて図5(a)に示すようなネジとベアリングを組み合わせた結合手段を用いて第1均熱板11と第2均熱板12とを6箇所で均等に結合した以外は実施例2Aと同様にして下記表2Bに示す試料9B〜16Bのヒータユニット10を作製した。これら試料に対して実施例1Aと同様に加熱して載置面11aの平面度変化と昇温速度を測定した。この測定結果及びその評価を下記の表2Bに示す。
第1均熱板11及び第2均熱板12を、両方ともCuにしたか、両方ともAlにしたか、又は両方ともAlNにした以外は実施例1Aと同様にして試料17A〜19Aを作製し、実施例1Aと同様の測定を行った。更に比較のため、従来通り第2均熱板12を用いずに、第1均熱板11のみで厚みを6mmとし、材料はCu、Al、又はAlNとし、第1均熱板11の載置面11aと反対側の面にポリイミドシートで絶縁した発熱体を耐熱接着剤で貼り付けて一体化して作製した以外は実施例1Aと同様にして試料20〜22を作製し、実施例1Aと同様の測定を行った。この測定結果及びその評価を下記の表3Aに示す。
真空吸着手段に代えて図5(a)に示すようなネジとベアリングを組み合わせた結合手段を用いて第1均熱板11と第2均熱板12とを6箇所で均等に結合した以外は比較例1Aの試料17A〜19Aと同様にして下記表3Bに示す試料17B〜19Bのヒータユニットを作製した。これら試料に対して比較例1Aと同様に加熱して載置面11aの平面度変化と昇温速度を測定した。この測定結果及びその評価を下記の表3Bに示す。
第1均熱板11と第2均熱板12とを真空吸着手段やネジとベアリングを組み合わせた結合手段による結合を行わずに、一般的なネジ止めにより多数の箇所を固定した以外は実施例1Aと同様にして試料23〜38を作製した。これらを実施例1Aと同様に室温から200℃まで加熱し、載置面11aの平面度変化と昇温速度とを測定した。この測定結果及びその評価を下記の表4に示す。
第1均熱板11に可撓性の加工を施さなかった以外は実施例1Aと同様にして試料39A〜54Aのヒータユニットを作製し、これらを実施例1Aと同様に室温から200℃まで加熱し、載置面11aの平面度変化と昇温速度とを測定した。この測定結果及びその評価を下記の表5Aに示す。
真空吸着手段に代えて図5(a)に示すようなネジとベアリングを組み合わせた結合手段を用いて第1均熱板11と第2均熱板12とを6箇所で均等に結合した以外は比較例3Aと同様にして下記表5Bに示す試料39B〜54Bのヒータユニットを作製した。これら試料に対して実施例1Aと同様に加熱して載置面11aの平面度変化と昇温速度を測定した。この測定結果及びその評価を下記の表5Bに示す。
第1均熱板11の厚みを2mm、第2均熱板12の厚みを4mmとした以外は実施例1Aと同様にして試料55A〜62Aのヒータユニットを作製し、実施例1Aと同様の測定を行った。この測定結果及びその評価を下記の表6Aに示す。
真空吸着手段に代えて図5(a)に示すようなネジとベアリングを組み合わせた結合手段を用いて第1均熱板11と第2均熱板12とを6箇所で均等に結合した以外は実施例3Aと同様にして下記表6Bに示す試料55B〜62Bのヒータユニット10を作製した。これら試料に対して実施例1Aと同様に加熱して載置面11aの平面度変化と昇温速度を測定した。この測定結果及びその評価を下記の表6Bに示す。
第1均熱板11の厚みを4mm、第2均熱板12の厚みを2mmとした以外は実施例2Aと同様にして試料63A〜70Aのヒータユニットを作製し、実施例1Aと同様の測定を行った。この測定結果及びその評価を下記の表7Aに示す。
真空吸着手段に代えて図5(a)に示すようなネジとベアリングを組み合わせた結合手段を用いて第1均熱板11と第2均熱板12とを6箇所で均等に結合した以外は実施例4Aと同様にして下記表7Bに示す試料63B〜70Bのヒータユニット10を作製した。これら試料に対して実施例1Aと同様に加熱して載置面11aの平面度変化と昇温速度を測定した。この測定結果及びその評価を下記の表7Bに示す。
参考のため、実施例3Aの試料55Aの第1均熱板11と第2均熱板12の厚みを逆にして試料71のヒータユニットを作製し、同様の測定を行った。この測定結果及びその評価を下記の表8に示す。
図6(a)のように第1均熱板11と第2均熱板12の外周にフランジ加工を施した以外は実施例1Aと同様にしてヒータユニットを作製し、内径300mmの耐熱ゴム製の環状バンドを第1均熱板11及び第2均熱板12の両フランジ部の対向する部分に、第1均熱板11と第2均熱板12の外周部の側面を覆うようにかぶせて気密シールした。またリフタピンや温度センサ40、給電配線引き出し部の周囲を耐熱樹脂からなるOリングで気密シールした。このようにして得られた試料72〜87に実施例1Aと同様の測定を行った。この測定結果及びその評価を下記の表9に示す。
図7に示すヒータを作製するため、先ずアルミニウム合金板を用いて冷却プレーと20を作製した。この冷却プレート20には、給電配線、温度センサ、及びヒータユニット10を支持するロッドを挿通するための貫通孔を機械加工により形成した。更に、ヒータユニットと接触する側の面の平面度が200μmとなるように機械加工を施した。また、ヒータユニットとの当接面には、部分接触することなく全面に亘って均一に接触するように厚さ0.5mmの軟性シリコンシートを設けた。
実施例3A、及び実施例4Aで作製した各試料に代えて、それぞれ前述した実施例3B、及び実施例4Bで作製した各試料を取り付けた以外は実施例6Aと同様にして図7に示すヒータを作製した。これらヒータに対して実施例6Aと同様にして150℃での平面度変化と冷却速度を測定した。この測定結果及びその評価を、それぞれ下記の表11B及び12Bに示す。
比較のため、比較例2で作製した各試料を用いて実施例6Aと同様にしてヒータを完成させ、実施例6Aと同様に評価した。この測定結果及びその評価を下記の表13に示す。
11 第1均熱板
12 第2均熱板
13 絶縁された抵抗発熱体
14 ネジ
15 ベアリングボール
16a、b、c 弾性部材
20 冷却プレート
30 容器
40 温度センサ
N 凹部
S 被加熱物
Claims (9)
- 基板を載置する載置面を有する第1均熱板と、
前記第1均熱板を支持する第2均熱板と、
前記第1均熱板と前記第2均熱板との間に設けられた少なくとも1層の絶縁された抵抗発熱体とを有するヒータユニットであって、
前記第1均熱板と前記第2均熱板とが互いの対向面に対して略平行な方向に相対移動自在に結合されており、前記第1均熱板と前記第2均熱板は、一方が金属からなり且つ少なくとも片面に可撓性を持たせるための加工が施されており、他方がセラミックス又は金属セラミックス複合材料からなることを特徴とするヒータユニット。 - 前記第1均熱板と前記第2均熱板は、金属からなる前記一方の厚みが、セラミックス又は金属セラミックス複合材料からなる前記他方の厚みに比べて同等以下であることを特徴とする、請求項1記載のヒータユニット。
- 前記第2均熱板において前記抵抗発熱体に当接する面の平面度が100μm以下であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の加熱冷却デバイス。
- 前記第2均熱板において前記抵抗発熱体に当接する面の形状が上に凹であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の加熱冷却デバイス。
- 前記相対移動自在な結合が真空吸着手段による結合又はネジとベアリングを組み合わせた結合手段による結合であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の加熱冷却デバイス。
- 前記真空吸着手段に供する真空封止用部材が更に具備されていることを特徴とする、請求項5記載のヒータユニット。
- 前記真空封止用部材は前記第1均熱板と前記第2均熱板との外周部近傍に配置されていることを特徴とする、請求項6記載のヒータユニット。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載のヒータユニットに冷却プレートを具備していることを特徴とするヒータ。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載のヒータユニットを備え、前記第2均熱板の下部に可動式冷却プレートを有していることを特徴とする半導体又はフラットパネルディスプレイの製造装置又は検査装置。
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