JP2012015036A - Plate heater - Google Patents

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Kuniaki Miura
邦明 三浦
Tomotaka Sakamoto
朋孝 坂本
Masahiro Namekawa
雅広 滑川
Akihiro Kataoka
章洋 片岡
Taku Yasujima
卓 安島
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Sukegawa Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plate heater which hardly causes thermal stress or thermal strain resulting from temperature changes during heating to cooling period, and which can also efficiently transfer heat from a sheath heater 3 to a heating plate 1 when the sheath heater 3 is housed in the heating plate 1.SOLUTION: In a plate heater, a heating plate 1 and a sheath 13 of a sheath heater 3 embedded in a heater groove 11 of the heating plate 1 are made of aluminum. The sheath heater 3 is embedded in the heating plate 1 in such a manner that a contact area of the sheath 13 on the side of the heating plate 1 becomes larger than a contact area on the side of a cover plate 7 closing the heater groove 11. More specifically, a contact face of the sheath 13 on the side of the heating plate 1 is formed to be convex, and a contact face of the sheath 13 on the side of the cover plate 7 is formed to be flat.

Description

本発明は、半導体ウエハ等の基板上に薄膜パターンを形成したり、あるいはその基板をエッチングする工程、さらには化学的気相堆積法（ＣＶＤ法）等の手段でガラス基板等の基板上に薄膜を形成する工程において、基板を載せて加熱するプレートヒータに関する。   In the present invention, a thin film pattern is formed on a substrate such as a semiconductor wafer, or the substrate is etched on the substrate, and further, a thin film is formed on a substrate such as a glass substrate by means such as chemical vapor deposition (CVD). The present invention relates to a plate heater for placing and heating a substrate.

例えばシリコーン系太陽電池等の半導体製品やフラットパネル用ガラス基板等のディスプレイパネル製品は、半導体ウエハやガラス基板等の基板上にフォトマスク等を適用して電極パターン等の薄膜パターンを形成したり、薄膜をエッチングして所定のパターンに形成する工程等を経て製造される。またディスクプレイパネル等に使用される透明基板上に形成される透明導電膜等からなる電極パターンは、いわゆるプラズマＣＶＤ法等の化学的気相堆積法等の手段で形成される。
これらの基板の電極パターン等の成膜工程は、殆どの場合に、単結晶Ｓｉウエハーの製造に比べて２００℃〜３００℃と比較的低い温度で基板を加熱した状態で行われる。この基板の加熱のために基板を載置した状態で加熱するのに使用されるのがプレートヒータである。 For example, semiconductor panel products such as silicone solar cells and display panel products such as glass substrates for flat panels can be used to form thin film patterns such as electrode patterns by applying photomasks on substrates such as semiconductor wafers and glass substrates. It is manufactured through a process of etching a thin film to form a predetermined pattern. An electrode pattern made of a transparent conductive film or the like formed on a transparent substrate used for a display panel or the like is formed by means such as a chemical vapor deposition method such as a so-called plasma CVD method.
In most cases, the film forming process of the electrode pattern and the like of the substrate is performed in a state where the substrate is heated at a relatively low temperature of 200 ° C. to 300 ° C. as compared with the production of the single crystal Si wafer. A plate heater is used to heat the substrate while the substrate is placed.

従来において、このような基板の加熱に使用されるプレートヒータは、熱伝導良好なステンレスやアルミニウム等の金属製の加熱板の中にシーズヒータ等のシースヒータを埋め込み、このシースヒータにより加熱板を加熱し、その上に載せられた基板を加熱する方式のものが多い。特にアルミニウム製の加熱板を使用したプレートヒータは、ステンレス鋼に比べて加熱板の熱容量が小さく、熱伝導率が高いので、温度応答性に優れ、加熱、冷却時間が短く、温度制御も容易である。また、表面をアルマイト処理することにより、基板面を絶縁したり、耐腐食性を増す事が出来る。   Conventionally, a plate heater used for heating such a substrate has a sheath heater such as a sheathed heater embedded in a metal heating plate such as stainless steel or aluminum having good thermal conductivity, and the heating plate is heated by the sheath heater. In many cases, the substrate mounted thereon is heated. In particular, plate heaters using aluminum heating plates have a smaller heat capacity and higher thermal conductivity than stainless steel, so they have excellent temperature response, short heating and cooling times, and easy temperature control. is there. Further, by anodizing the surface, the substrate surface can be insulated and the corrosion resistance can be increased.

従来において、アルミニウム製の加熱板を使用したプレートヒータでは、アルミニウム板の裏面に溝を掘り、この溝にステンレス製のシースを有するシースヒータを埋め込んで固定していた。この場合、アルミニウムとステンレスとの熱膨張率の違いにより発生する熱歪みが問題となる。   Conventionally, in a plate heater using an aluminum heating plate, a groove is dug in the back surface of the aluminum plate, and a sheath heater having a stainless steel sheath is embedded and fixed in the groove. In this case, thermal distortion caused by the difference in thermal expansion coefficient between aluminum and stainless steel becomes a problem.

シースヒータのステンレスシースの弾性限界の歪み量を０．２％とした場合、その弾性限界に達する温度Ｔを以下に求める。
０．２％（弾性限界歪み率）＝（αa−αｓ）×Ｔ（限界温度）×１００
Ｔ＝０．２／（２４×１０-6−１７×１０-6）×Ｔ×１００＝２８５．７℃
但し、αa：アルミニウムの熱膨張係数＝２４×１０-6１／℃
αｓ：ステンレスの熱膨張係数＝１７×１０-6１／℃
このように、限界温度Ｔは３００℃に満たない。 When the strain amount at the elastic limit of the stainless steel sheath of the sheath heater is 0.2%, the temperature T that reaches the elastic limit is obtained as follows.
0.2% (elastic limit strain rate) = (α a −α s ) × T (limit temperature) × 100
T = 0.2 / (24 × 10 −6 −17 × 10 −6 ) × T × 100 = 285.7 ° C.
Where α a : thermal expansion coefficient of aluminum = 24 × 10 −6 1 / ° C.
α s : stainless steel thermal expansion coefficient = 17 × 10 −6 1 / ° C.
Thus, the limit temperature T is less than 300 ° C.

プレートヒータによる基板の加熱温度は薄膜パターンやホトレジスト等の成膜温度により決定されるが、４００℃以上の高い加熱温度が要求されることも多い。従来のアルミニウム製の加熱板を用いたプレートヒータでは、前述した通りステンレスシースの弾性限界は３００℃以下であり、４００℃の温度はこの温度を超えている。   The heating temperature of the substrate by the plate heater is determined by the film forming temperature of a thin film pattern, photoresist, or the like, but a high heating temperature of 400 ° C. or higher is often required. In the conventional plate heater using the aluminum heating plate, the elastic limit of the stainless steel sheath is 300 ° C. or less as described above, and the temperature of 400 ° C. exceeds this temperature.

もっとも、ステンレスシースの弾性限界を越えたとしても、すぐにステンレスシースが破断に至るものではないが、プレートヒータの四隅に有るステンレスシースヒータの大きな曲げ加工部等は、長時間の熱サイクルに晒されるとステンレスシースも破断することが有り、さらに、加熱温度が４００℃を越えると、ステンレスシースとアルミニウム製の加熱板との熱膨張率の相違により、加熱板が湾曲しやすくなる。そうすると、その上に載置した基板が変形し、基板に悪影響を及ぼす。   However, even if the elastic limit of the stainless steel sheath is exceeded, the stainless steel sheath will not break immediately, but the large bent parts of the stainless steel sheath heater at the four corners of the plate heater are exposed to a long thermal cycle. The stainless steel sheath may break, and if the heating temperature exceeds 400 ° C., the heating plate tends to bend due to the difference in thermal expansion coefficient between the stainless steel sheath and the aluminum heating plate. If it does so, the board | substrate mounted on it will deform | transform and it will have a bad influence on a board | substrate.

これらの熱膨張率の違いによる歪みを抑えるためには、シースヒータとしてアルミニウムシースを使用したアルミニウムシースヒータを使用することが有効である。アルミニウムシースヒータのアルミニウムシースは熱伝導率も高いため、その特性を活かした効率的な基板の加熱処理を実現することが要請される。   In order to suppress the distortion due to the difference in coefficient of thermal expansion, it is effective to use an aluminum sheath heater using an aluminum sheath as the sheath heater. Since the aluminum sheath of the aluminum sheath heater has a high thermal conductivity, it is required to realize an efficient substrate heat treatment utilizing the characteristics.

特開２００９−９１６６０号公報JP 2009-91660 A 特開２００７−１６９７７７号公報JP 2007-169777 A 特開２００６−１７２９７０号公報JP 2006-172970 A 特開２００５−７１９４７号公報JP 2005-71947 A 特開２００４−２４７２１０号公報JP 2004-247210 A 特開２００４−７１３６３号公報JP 2004-71363 A 特開２００２−３５９０６２号公報JP 2002-359062 A 特開２００２−２８０１５２号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-280152 特開２００２−２７０３４７号公報JP 2002-270347 A 特開２００１−１７６６４５号公報JP 2001-176645 A 特開２０００−２４３５４２号公報JP 2000-243542 A 特開平１０−３２２３８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-32238

本発明は、従来におけるプレートヒータの前記の課題に鑑み、加熱板の中にシースヒータを収納した場合に、加熱−冷却時の温度変化に伴う熱応力、熱歪みが生じにくく、しかもシースヒータから加熱板へと効率的な熱の移動が出来るプレートヒータを提供することを目的とする。   In view of the above-described problems of the conventional plate heater, the present invention is less likely to cause thermal stress and thermal distortion due to temperature change during heating and cooling when the sheath heater is housed in the heating plate, and from the sheath heater to the heating plate. It is an object of the present invention to provide a plate heater that can efficiently transfer heat to the surface.

本発明では、前記の目的を達成するため、アルミニウム製の加熱板１のヒータ用溝１１にアルミニウム製のシース１３を有するシースヒータ３を埋め込み、このシース１３の加熱板１側を半円弧にして接触面積が、前記ヒータ用溝１１を閉じた蓋板７側の接触面積より大きくなるようにし、さらにシース１３の蓋板７側を平坦にしてシースヒータが急激な昇温に於いても蓋板７との面が平坦なためにシース１３の溶接部４に過大な応力が掛からないようにして、シース１３並びに溶接部４の健全性を確保した。   In the present invention, in order to achieve the above object, a sheath heater 3 having an aluminum sheath 13 is embedded in the heater groove 11 of the aluminum heating plate 1, and the heating plate 1 side of the sheath 13 is contacted with a semicircular arc. The area is larger than the contact area on the side of the cover plate 7 with the heater groove 11 closed, and the cover plate 7 side of the sheath 13 is flattened so that the sheath heater and Since the surface of the sheath 13 is flat, excessive stress is not applied to the welded portion 4 of the sheath 13 to ensure the soundness of the sheath 13 and the welded portion 4.

すなわち、本発明によるプレートヒータは、加熱板１とこの加熱板１のヒータ用溝１１に埋め込まれたシースヒータ３のシース１３とがアルミニウムからなり、このシース１３の加熱板１側を半円弧にして接触面積が、前記ヒータ用溝１１を閉じた蓋板７側の接触面積より大きくなるようにシースヒータ３が加熱板１に埋め込まれているものである。より具体的には、シース１３の加熱板１側の接触面が凸形状になっており、且つ同シース１３の前記蓋板７側の接触面が平坦となっている。   That is, in the plate heater according to the present invention, the heating plate 1 and the sheath 13 of the sheath heater 3 embedded in the heater groove 11 of the heating plate 1 are made of aluminum, and the heating plate 1 side of the sheath 13 has a semicircular arc. The sheath heater 3 is embedded in the heating plate 1 so that the contact area is larger than the contact area on the lid plate 7 side where the heater groove 11 is closed. More specifically, the contact surface on the heating plate 1 side of the sheath 13 has a convex shape, and the contact surface on the lid plate 7 side of the sheath 13 is flat.

このような特徴を有するプレートヒータでは、加熱板１とシースヒータ３のシース１３とが共にアルミニウムからなるため、加熱−冷却に伴う温度変化により、両者の熱膨張率の違いによる熱応力の発生が無く、加熱板１の熱歪みによる撓み等の変形を無くすることが出来る。しかも、シース１３の加熱板１側の接触面積が、前記ヒータ用溝１１を閉じた蓋板７側の接触面積より大きくなっているため、シースヒータ１３側から加熱板１へとより大量の熱を伝えることが出来るので、効率良く加熱板１を加熱することが出来て、シースヒータ１３のシース１３とその溶接部４がいかなる急昇温に於いても健全性が保たれる。   In the plate heater having such a feature, since the heating plate 1 and the sheath 13 of the sheath heater 3 are both made of aluminum, there is no generation of thermal stress due to a difference in thermal expansion coefficient between the two due to a temperature change accompanying heating-cooling. Further, deformation such as bending due to thermal strain of the heating plate 1 can be eliminated. Moreover, since the contact area on the heating plate 1 side of the sheath 13 is larger than the contact area on the lid plate 7 side where the heater groove 11 is closed, a larger amount of heat is transferred from the sheath heater 13 side to the heating plate 1. Therefore, the heating plate 1 can be efficiently heated, and the sheath 13 of the sheath heater 13 and the welded portion 4 thereof can maintain the soundness at any rapid temperature rise.

前記のようなシース１３の加熱板１側の接触面の形状は、シースヒータ３を埋め込む加熱板１のヒータ用溝１１により塑性変形して形成することが出来る。アルミニウム製のシース１３は、ステンレス等に比べて軟らかいので、塑性加工が容易である。このため、加熱板１のヒータ用溝１１に加工を施しておき、その中にシースヒータ３を埋め込んで加圧するだけで、シース１３の加熱板１側の接触面の形状を適宜に形成することが出来る。   The shape of the contact surface on the heating plate 1 side of the sheath 13 as described above can be formed by plastic deformation by the heater groove 11 of the heating plate 1 in which the sheath heater 3 is embedded. Since the aluminum sheath 13 is softer than stainless steel or the like, plastic processing is easy. For this reason, the shape of the contact surface on the heating plate 1 side of the sheath 13 can be appropriately formed simply by processing the heater groove 11 of the heating plate 1 and embedding the sheath heater 3 in the groove 11 and applying pressure. I can do it.

以上説明した通り、本発明によれば、加熱と冷却を繰り返しても、加熱板１の熱歪みの内プレートヒータを得ることが出来る。しかもシースヒータ３側から加熱板１へとより大量の熱を伝えることが出来るので、熱効率に優れたプレートヒータが得られる。   As described above, according to the present invention, an inner plate heater with heat distortion of the heating plate 1 can be obtained even if heating and cooling are repeated. In addition, since a larger amount of heat can be transmitted from the sheath heater 3 side to the heating plate 1, a plate heater excellent in thermal efficiency can be obtained.

本発明の一実施例によるプレートヒータを示す裏面図である。It is a reverse view which shows the plate heater by one Example of this invention. 本発明の一実施例によるプレートヒータを示す側面図である。It is a side view which shows the plate heater by one Example of this invention. 本発明の一実施例によるプレートヒータ加熱板にシースヒータが埋設された部分の断面を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the cross section of the part by which the sheath heater was embed | buried under the plate heater heating plate by one Example of this invention. 本発明の一実施例によるプレートヒータ加熱板にシースヒータが埋設される部分の埋設前の状態を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the state before embedding of the part by which the sheath heater is embed | buried under the plate heater heating plate by one Example of this invention. 本発明の他の実施例によるプレートヒータ加熱板にシースヒータが埋設された部分の断面を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the cross section of the part by which the sheath heater was embed | buried under the plate heater heating plate by other Examples of this invention. 本発明の他の実施例によるプレートヒータ加熱板にシースヒータが埋設された部分の断面を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the cross section of the part by which the sheath heater was embed | buried under the plate heater heating plate by other Examples of this invention. 本発明の他の実施例によるプレートヒータ加熱板にシースヒータが埋設された部分の断面を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the cross section of the part by which the sheath heater was embed | buried under the plate heater heating plate by other Examples of this invention. 本発明の他の実施例によるプレートヒータ加熱板にシースヒータが埋設される部分の埋設前の状態を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the state before embedding of the part by which the sheath heater is embed | buried under the plate heater heating plate by other Examples of this invention.

本発明は、アルミニウム製の加熱板１のヒータ用溝１１にアルミニウム製のシース１３を有するシースヒータ３を埋め込み、このシース１３の加熱板１側の接触面積が、前記ヒータ用溝１１を閉じた蓋板７側の接触面積より大きくなるようにすることで前記の目的を達成するものである。
以下、本発明を実施するための最良の形態について、詳細に説明する。 In the present invention, a sheath heater 3 having an aluminum sheath 13 is embedded in a heater groove 11 of an aluminum heating plate 1, and the contact area of the sheath 13 on the heating plate 1 side closes the heater groove 11. The object is achieved by making the contact area larger than the contact area on the plate 7 side.
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail.

図１は、本発明の一実施形態によるプレートヒータの底面図であり、図２はその側面図である。
加熱板１は金属製の板からなり、最も好ましくはアルミニウム系合金の板が使用される。例えば厚さ５０ｍｍのアルミニウム合金の板体からなる。 FIG. 1 is a bottom view of a plate heater according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view thereof.
The heating plate 1 is made of a metal plate, and most preferably an aluminum alloy plate is used. For example, it is made of an aluminum alloy plate having a thickness of 50 mm.

後述するように、加熱板１は表面を耐食性化するため陽極酸化等の手段で表面酸化処理し、表面にアルマイト（Ａｌ２Ｏ３等の酸化膜被膜）を形成する。そのため、加熱板１としては陽極酸化等による表面処理に適したアルミニウム合金が使用される。例えば国際アルミニウム合金名として５０００番台のＡｌ−Ｍｇ系合金や６０００番台のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金等を使用することになる。 As will be described later, the heating plate 1 is subjected to surface oxidation treatment by means such as anodic oxidation in order to make the surface corrosion resistant, and alumite (oxide film such as Al 2 O 3 ) is formed on the surface. Therefore, as the heating plate 1, an aluminum alloy suitable for surface treatment such as anodization is used. For example, as an international aluminum alloy name, an Al-Mg alloy of the 5000 series, an Al-Mg-Si alloy of the 6000 series, or the like is used.

この加熱板１の所要の剛性を維持しながら肉薄化と軽量化を図る目的で、図１に示すように、その裏面にはリブ２が形成され、その間の部分は凹部９となっている。さらに、この加熱板１の裏面中央には円筒形のリード線引出筒部６が立設されている。   For the purpose of reducing the thickness and weight while maintaining the required rigidity of the heating plate 1, ribs 2 are formed on the rear surface thereof, and a recess 9 is formed between the ribs 2 as shown in FIG. Further, a cylindrical lead wire drawing tube portion 6 is erected in the center of the back surface of the heating plate 1.

加熱板１の中には、シースヒータ３が配置され、このシースヒータ３のリード線８は前記リード線引出筒部６から電源側に引き出される。このシースヒータ３の配置パターンは、例えば図１に示すようなものであるが、これは加熱板１の加熱温度が全面にわたって出来るだけ均一になるようなパターンに設計して埋設する。加熱板１の放熱量はその中心部より周辺部の大きいが、例えば中心部に前述のようなリード線引出筒部６が立設されているとそこからの放熱もある。これらのバランスが均衡するようにシースヒータ３を配置することで、放熱板１の温度分布の均一性が得られるようなシースヒータ３の配置パターンを採用する。   A sheath heater 3 is disposed in the heating plate 1, and the lead wire 8 of the sheath heater 3 is drawn out from the lead wire drawing tube portion 6 to the power supply side. The arrangement pattern of the sheath heater 3 is, for example, as shown in FIG. 1, which is designed and embedded in a pattern in which the heating temperature of the heating plate 1 is as uniform as possible over the entire surface. The heat radiation amount of the heating plate 1 is larger in the peripheral part than in the central part. By arranging the sheath heater 3 so that these balances are balanced, an arrangement pattern of the sheath heater 3 is employed so that the uniformity of the temperature distribution of the heat radiating plate 1 can be obtained.

図４に示すように、前記のシースヒータ３は、シース１３の中にタングステン、ニクロム、タンタル等の高融点金属からなる電熱線１４が収納され、この電熱線１４がシース１３の中に充填したマグネシア粉末等からなる無機絶縁材１５で絶縁されている。図示はしていないが電熱線１４をコイリングして電熱線１４自体の熱応力を緩和してシース１３に埋め込まれているものの方が良い。シースヒータのシース１３は一般にステンレスが使用されるが、ここでは加熱板１を前述のようなアルミニウム合金とし、なお且つシース１３にも同じようなアルミニウム合金のものを使用する。これにより、加熱板１とシースヒータ３との熱膨張率の違いによる熱応力を低減し、熱歪みによる加熱板１の反りや曲がりを低減することが出来る。   As shown in FIG. 4, the sheath heater 3 includes a sheath 13 in which a heating wire 14 made of a refractory metal such as tungsten, nichrome, or tantalum is housed, and the heating wire 14 fills the sheath 13 with magnesia. It is insulated by an inorganic insulating material 15 made of powder or the like. Although not shown, it is better to coil the heating wire 14 to relieve the thermal stress of the heating wire 14 itself and embed it in the sheath 13. Generally, stainless steel is used for the sheath 13 of the sheath heater. Here, the heating plate 1 is made of the aluminum alloy as described above, and the sheath 13 is made of the same aluminum alloy. Thereby, the thermal stress by the difference in the thermal expansion coefficient of the heating plate 1 and the sheath heater 3 can be reduced, and the curvature and bending of the heating plate 1 by a thermal strain can be reduced.

加熱板１の裏面に蓋用溝１２を設け、この蓋用溝１２の底にヒータ用溝１１を設け、このヒータ用溝１１の中に前記のシースヒータ３を埋め込んで装着する。図３は加熱板１にシースヒータ３が埋設された状態の部分断面を示し、図４は加熱板１にシースヒータ３が埋設される前の状態を示している。   A lid groove 12 is provided on the back surface of the heating plate 1, a heater groove 11 is provided at the bottom of the lid groove 12, and the sheath heater 3 is embedded in the heater groove 11 and attached. FIG. 3 shows a partial cross section in a state where the sheath heater 3 is embedded in the heating plate 1, and FIG. 4 shows a state before the sheath heater 3 is embedded in the heating plate 1.

図４に示すように、加熱板１の下面に断面矩形のシースヒータ１３より幅広の蓋用溝１２が設けられ、さらにこの奥、すなわち蓋用溝１２の天面にヒータ用溝１１が設けられている。このヒータ用溝１１は、上に突状となった半円筒面を有しており、ここに断面円形のシースヒータ３を嵌め込む。ヒータ用溝１１の半円筒面の径は、シースヒータ３の径と同じか僅かに大きい。また、このヒータ用溝１１の深さは、シースヒータ３の径より小さい。   As shown in FIG. 4, a lid groove 12 wider than the sheath heater 13 having a rectangular cross section is provided on the lower surface of the heating plate 1, and further, a heater groove 11 is provided in the back, that is, the top surface of the lid groove 12. Yes. The heater groove 11 has a semi-cylindrical surface projecting upward, and the sheath heater 3 having a circular cross section is fitted therein. The diameter of the semi-cylindrical surface of the heater groove 11 is the same as or slightly larger than the diameter of the sheath heater 3. The depth of the heater groove 11 is smaller than the diameter of the sheath heater 3.

図３に示すように、ヒータ用溝１１の中にシースヒータ３を嵌め込み、さらに前記蓋用溝１２に断面矩形の蓋板７を嵌め込み、ヒータ用溝１１の中のシースヒータ３を加圧してヒータ用溝１１の中に押し込む。これにより、シースヒータ３のシース１３が塑性変形し、ヒータ用溝１１の奥に接する部分が、そのヒータ用溝１１の半円筒面に倣って半円筒形となる。他方、シースヒータ３が蓋板７に当接する部分は、その蓋板７の平面形状に倣って塑性変形し、平面となる。図３にと図４に示した実施例では、蓋板７の厚さは蓋用溝１２の深さと同じになっており、図３に示されたように、蓋板７の下面は加熱板１の下面と面一となる。   As shown in FIG. 3, the sheath heater 3 is fitted into the heater groove 11, and the lid plate 7 having a rectangular cross section is fitted into the lid groove 12, and the sheath heater 3 in the heater groove 11 is pressurized to be used for the heater. Push into the groove 11. As a result, the sheath 13 of the sheath heater 3 is plastically deformed, and the portion in contact with the back of the heater groove 11 becomes a semi-cylindrical shape following the semi-cylindrical surface of the heater groove 11. On the other hand, the portion where the sheath heater 3 abuts on the lid plate 7 is plastically deformed following the planar shape of the lid plate 7 and becomes a plane. 3 and FIG. 4, the thickness of the lid plate 7 is the same as the depth of the lid groove 12, and as shown in FIG. 3, the lower surface of the lid plate 7 is a heating plate. 1 is flush with the lower surface of 1.

この状態で蓋板７の両側を加熱板１の蓋用溝１２の縁部に溶接１０し、蓋板７を固定する。なお、蓋用溝１２に断面矩形の蓋板７を嵌め込む前に、予めシースヒータ３のシース１３を加熱板１のヒータ用溝１１の縁部に溶接４し、シースヒータ３を固定しておくこともある。何れの場合も、溶接手段としては摩擦攪拌溶接やレーザー溶接を用いることが出来る。   In this state, both sides of the lid plate 7 are welded 10 to the edge of the lid groove 12 of the heating plate 1 to fix the lid plate 7. Before fitting the lid plate 7 having a rectangular cross section into the lid groove 12, the sheath 13 of the sheath heater 3 is welded 4 to the edge of the heater groove 11 of the heating plate 1 in advance to fix the sheath heater 3. There is also. In any case, friction stir welding or laser welding can be used as the welding means.

図３に示したように、前記加熱板１へシースヒータ３を埋め込む過程で、シース１３の加熱板１に接触する側が半円筒形に塑性変形し、前記蓋板７側に接触する側が平面形に塑性変形するため、シース１３の加熱板１側の接触面積が蓋板７側の接触面積より大きくなる。このため、シースヒータ３側から蓋板７側より加熱板１側へとより大量の熱を伝えることが出来、熱効率を高めることが出来る。   As shown in FIG. 3, in the process of embedding the sheath heater 3 in the heating plate 1, the side of the sheath 13 that contacts the heating plate 1 is plastically deformed into a semi-cylindrical shape, and the side that contacts the lid plate 7 side becomes a flat shape. Because of plastic deformation, the contact area on the heating plate 1 side of the sheath 13 is larger than the contact area on the lid plate 7 side. For this reason, a larger amount of heat can be transmitted from the sheath heater 3 side to the heating plate 1 side from the lid plate 7 side, and thermal efficiency can be increased.

図５に示した実施例は、蓋板７の厚さを蓋用溝１２の深さより薄くして、加熱板１の裏側の溶接面が突起しないようにした例である。この実施例でも前記実施例と同様に、ヒータ用溝１１の中にシースヒータ３を嵌め込み、蓋用溝１２に蓋板７を嵌め込み、ヒータ用溝１１の中のシースヒータ３を加圧してヒータ用溝１１の中に押し込む。この状態で、蓋板７の下面は加熱板１の下面より蓋用溝１２の奥に入り込んだ状態となる。
それ以外は、図３と図４により前述した実施例と基本的に同じであり、同じ部分は同じ符合で示している。 The embodiment shown in FIG. 5 is an example in which the thickness of the lid plate 7 is made thinner than the depth of the lid groove 12 so that the welding surface on the back side of the heating plate 1 does not protrude. In this embodiment as well, the sheath heater 3 is fitted in the heater groove 11, the lid plate 7 is fitted in the lid groove 12, and the sheath heater 3 in the heater groove 11 is pressurized to heat the heater groove. 11 into. In this state, the bottom surface of the lid plate 7 enters the back of the lid groove 12 from the bottom surface of the heating plate 1.
The rest is basically the same as the embodiment described above with reference to FIGS. 3 and 4, and the same parts are indicated by the same reference numerals.

図６に示した実施例は、ヒータ用溝１１の内面形状の半円弧面がヒータ用溝１１にさらに喰い込やすくしてシースヒータ３が溝内で動かないように、同ヒータ用溝１１の長手方向にわたって連続し、且つその径方向に凹凸を幾回か繰り返す複数の峰−谷形状を呈している例である。このヒータ用溝１１の中に押し込められて塑性変形されるシースヒータ３のシース１３も、この峰−谷形状に倣って塑性変形される。シースヒータ３のシース１３の蓋板７に接する側は、前述の実施例と同様平坦である。
それ以外は、図３と図４により前述した実施例と基本的に同じであり、同じ部分は同じ符合で示している。 In the embodiment shown in FIG. 6, the length of the heater groove 11 is long so that the semicircular arc surface of the inner surface of the heater groove 11 can easily bite into the heater groove 11 and the sheath heater 3 does not move in the groove. This is an example in which a plurality of peak-valley shapes that are continuous over the direction and repeat the unevenness in the radial direction several times are exhibited. The sheath 13 of the sheath heater 3 that is pushed into the heater groove 11 and is plastically deformed is also plastically deformed following the ridge-valley shape. The side of the sheath heater 3 that is in contact with the cover plate 7 of the sheath 13 is flat as in the previous embodiment.
The rest is basically the same as the embodiment described above with reference to FIGS. 3 and 4, and the same parts are indicated by the same reference numerals.

図７と図８に示した実施例は、加熱板１の下面に蓋用溝１２を設けず、加熱板１の下面にヒータ用溝１１のみを設け、このヒータ用溝１１の中にシースヒータ３を嵌め込んだ例である。蓋板７’は加熱板１の下面のほぼ全体を覆うように加熱板１の下面に取り付ける。この際に、蓋板７’でヒータ用溝１１の中のシースヒータ３を加圧してヒータ用溝１１の中に押し込む。   In the embodiment shown in FIGS. 7 and 8, the lid groove 12 is not provided on the lower surface of the heating plate 1, but only the heater groove 11 is provided on the lower surface of the heating plate 1, and the sheath heater 3 is provided in the heater groove 11. This is an example of fitting. The lid plate 7 ′ is attached to the lower surface of the heating plate 1 so as to cover almost the entire lower surface of the heating plate 1. At this time, the sheath heater 3 in the heater groove 11 is pressurized with the lid plate 7 ′ and pushed into the heater groove 11.

蓋板７’は、例えば図７に示すように、ネジ１６により加熱板１の下面に固定される。或いは加熱板１と蓋板７’とにわたって貼り合わせピン１７を打ち込んで固定することも出来る。ネジ１６と貼り合わせピン１７を併用することもある。さらに必要に応じて、加熱板１と蓋板７’とにわたって、加熱板１の上面に載置される基板（図示せず）を押し上げるためのノックピン（図示せず）を通すための貫通孔１８が設けられる。
それ以外は、図３と図４により前述した実施例と基本的に同じであり、同じ部分は同じ符合で示している。 The lid plate 7 ′ is fixed to the lower surface of the heating plate 1 with screws 16 as shown in FIG. Alternatively, the bonding pin 17 can be driven and fixed over the heating plate 1 and the lid plate 7 '. The screw 16 and the bonding pin 17 may be used together. Further, if necessary, a through hole 18 for passing a knock pin (not shown) for pushing up a substrate (not shown) placed on the upper surface of the heating plate 1 over the heating plate 1 and the lid plate 7 '. Is provided.
The rest is basically the same as the embodiment described above with reference to FIG. 3 and FIG.

本発明によるプレートヒータは、半導体ウエハ等の基板上にフォトマスク等を適用して電極パターン等の薄膜パターンを形成したり、薄膜をエッチングして所定のパターンに形成する工程等において、基板を載置した状態で加熱するのに使用される。   The plate heater according to the present invention mounts a substrate in a process of forming a thin film pattern such as an electrode pattern by applying a photomask or the like on a substrate such as a semiconductor wafer or etching a thin film into a predetermined pattern. It is used to heat in a standing state.

１ 加熱板
３ シースヒータ
７ 蓋板
１１ ヒータ用溝
１２ 蓋用溝
１３ シースヒータのシース DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heating plate 3 Sheath heater 7 Cover plate 11 Groove for heater 12 Groove for lid 13 Sheath of sheath heater

Claims (3)

金属製の板体からなる加熱板（１）と、この加熱板（１）のヒータ用溝（１１）の中に埋設されたシースヒータ（３）とを有するプレートヒータにおいて、加熱板（１）とシースヒータ（３）のシース（１３）とがアルミニウムからなり、このシース（１３）の加熱板（１）側の接触面積が、前記ヒータ用溝（１１）を閉じた蓋板（７）側の接触面積より大きくなるようにシースヒータ（３）が加熱板（１）に埋め込まれていることを特徴とするプレートヒータ。 In a plate heater having a heating plate (1) made of a metal plate and a sheath heater (3) embedded in a heater groove (11) of the heating plate (1), the heating plate (1) The sheath (13) of the sheath heater (3) is made of aluminum, and the contact area of the sheath (13) on the heating plate (1) side is the contact on the lid plate (7) side where the heater groove (11) is closed. A plate heater, wherein the sheath heater (3) is embedded in the heating plate (1) so as to be larger than the area. シース（１３）の加熱板（１）側の接触面が凸形状になっており、且つ同シース（１３）の前記蓋板（７）側の接触面が平坦であることを特徴とする請求項１に記載のプレートヒータ。 The contact surface on the heating plate (1) side of the sheath (13) has a convex shape, and the contact surface on the lid plate (7) side of the sheath (13) is flat. The plate heater according to 1. シース（１３）の加熱板（１）側の接触面の形状がシースヒータ（３）を埋め込む加熱板（１）のヒータ用溝（１１）により塑性変形して形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のプレートヒータ。 The shape of the contact surface of the sheath (13) on the heating plate (1) side is formed by plastic deformation by the heater groove (11) of the heating plate (1) in which the sheath heater (3) is embedded. The plate heater according to 1 or 2.
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