JP3617803B2 - 均熱装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は例えば樹脂成型品、半導体ウエハ、液晶パネル等の被成形物を、加工される定盤上で温度を均一にする均熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の均熱装置としては、例えば特開平１１−３２０５５５号公報に示されるようなものがあり、その概要を図５〜図７基づいて説明する。図５は上面から右半分を断面で示した定盤の平面図、図６は下面から見た平面図、図７は断面図である。これら各図において、１は例えば樹脂成型品、半導体ウエハ、液晶パネル等の被成形物が載置される定盤、２はこの定盤１に同心状に設けられた流通路、３は定盤１の被成形物が載置される面と反対の面に設けられ、定盤１内の流通路２と連通する複数の液溜り部であり、例えば箱部材を溶接等により接合するなどして形成されている。４は液溜り部３内に貯溜される作動液、５は一方側が液溜り部３内の作動液中に浸漬され、他方側の端子部が液溜り部３の側壁を貫通して外部に突出する熱源であり、例えばヒータ等から構成されている。６は液溜まり部を覆うフタ、７は定盤１の外周部に配置され、その定盤１とフタ６との間に配置された環状のスペーサであり、断熱材等で形成されている。
【０００３】
次に動作について説明する。定盤１に載置された被成形物を加熱成形する場合は、液溜り部３内に貯溜される作動液４中に浸漬された熱源５により作動液４を直接加熱する。加熱された作動液４は蒸発して気化し、流通路２を経て定盤１全体に広がり、その潜熱を流通路２の壁面で定盤１へ伝達して被成形物の加熱を行う。潜熱を奪われた作動液４の蒸気は流通路２の壁面で凝縮液化し、液溜り部３内に還流する。このような一連の動作を自然的に繰り返すことにより、定盤１に載置された被成形物を均一に加熱する。
【０００４】
上記図５〜図７の均熱装置では、被成形物を冷却する機能がないため、例えば、ある設定温度で均熱処理した被成形物を低い温度で再度均熱処理したいときに、１台の均熱装置で対応すると、その均熱装置の温度を初期の設定温度から次工程の設定温度に変化させるときには、表面からの自然放熱に頼るしかなく、再設定された温度に到達するまでの放熱時間が必要であり、作業効率が悪くなる問題点があった。
このような問題点を解消する均熱装置としては、図８に示す均熱装置が考えられている。この構成は、定盤１の被成形物が載置される面の反対側に冷却構造体８を固着したものであり、冷却構造体８は、内部に流通させる冷却媒体１０を供給する供給口１１、冷却媒体１０を排出する排出口１２を備えた流路９を備え、冷却媒体は１０を供給口１１から供給し、排出口１２から排出するように、流路９を形成しておけば、被成形物に対応した温度に短時間で変化させることができる均熱装置となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の均熱装置の図５〜図７の構成では、定盤１の流通路２と液溜り部３内を真空減圧後、作動液４を封入し、液溜り部３内に貯溜された作動液４の潜熱によって熱源５から発せられる熱を均一に定盤１表面に伝熱する構成となっている。しかしながらこのような従来装置では、定盤１に冷却機能を備えていないために、例えば、ある設定温度で均熱処理した被成形物を低い温度で再度均熱処理したいというニーズに対して、１台の均熱装置で対応する場合は、その均熱装置の温度を初期の設定温度から次工程の設定温度に変化させる必要があるが、冷却機能が無いため、自然放熱に頼るしかなく、再設定された温度に到達するまでに長時間を要し、作業効率が悪くなる問題点があった。
また、図８の冷却機能を備えた均熱装置では、定盤１と冷却構造体８が一体に構成されているので、冷却時には定盤１は高温状態にあり、冷却構造体８には低温の冷却媒体１０が流通するので、定盤１は冷却構造体８の熱収縮によって、表面が歪んで平面度が悪くなる問題点があった。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、定盤表面を均一な温度に加熱できるとともに、低い設定温度へ短時間で変化させることができ、冷却時の定盤表面の歪みの発生が抑制される均熱装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る均熱装置は、被成形物が載置される定盤内部に流通路が形成され、この流通路内部に作動液が封入された均熱装置において、定盤とは別構成を成し、冷却媒体が流通する冷却ユニットが、定盤の被成形物が載置される面とは反対側の面に接触させて配置されており、
上記定盤と冷却ユニットとは一体に固着することなく、互いに独立体で接触するよう構成されているものである。
【０００８】
この発明の請求項２に係る均熱装置は、請求項１において、冷却ユニットは定盤の被成形物が載置される面とは反対側の面に押さえ板と締付部材により固定したものである。
【０００９】
この発明の請求項３に係る均熱装置は、請求項１において、冷却ユニットを固定する押さえ板は、締め付け部材取付ボルトによりバネ材を介して定盤に固定したものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１、図２は実施の形態１均熱装置の構成図である。図１は下面から見た平面図、図２は側断面図である。図において、１は定盤、２は流通路、３は液溜り部、４は作動液、５は例えばヒータ等からなる熱源である。２６は定盤１の被成形物が載置される面と反対側の面に配置され、定盤１とは別構成を成し冷却媒体２８が流通する円周状に配置された冷却ユニットであリ、図は一例として液溜り部３の間の定盤１の中央部に配置されている。２７は冷却ユニット２６に形成された水などの冷却媒体２８を流通させる流路であり、冷却ユニット２６は供給口２９から冷却媒体２８が導入され、流路２７を円周方向に流通させ、排出口３０から排出される。冷却ユニット２６は定盤１の被成形物が載置される面の反対側の面に接触させ、押さえ板３４とネジ等の締結部材３５により、定盤１に固定している。
従って、定盤１と冷却ユニット２６とは一体に固着することなく、互いに独立体で接触するよう構成されている。
【００１１】
上記のように構成された実施の形態１における均熱装置は、冷却ユニット２６を定盤１と別の構成部品として製作し、定盤１とは被成形物が載置される面の反対側の面に接触させて配置し、冷却ユニット２６に冷却媒体２８を通流したときに冷却ユニットが収縮しても、機械的な収縮応力が定盤１に影響することがなくなり、冷却時にも定盤１の平面度が維持され、熱変形を抑制することができる。さらに、冷却媒体２８に応じて最適な材質の冷却ユニット２６を製作することができる。
【００１２】
なお、上記の構成は、冷却ユニット２６を定盤１の中央部に設置した場合について述べたが、定盤１の外周部にも冷却ユニット２６を配置すれば、さらに冷却時の温度分布が均一となり、定盤の表面の歪みの発生も抑制することができる。 。
【００１３】
また、冷却ユニット２６の材料の熱伝導度が均熱装置とは異なる材質とし、熱伝導率の高いものや低いものに変更することにより、定盤１と冷却媒体２８の間の熱抵抗を調整することができるため、定盤１の冷却降温温度を調整することができる。
【００１４】
また、図３に示すように、冷却ユニット２６と定盤１の被成形物が載置される面と反対側の面との接触面にスペーサ３３を設けてもよい。この場合、このスペーサ３３の材質や厚さなどの形状を変更することにより、定盤１の冷却降温温度を調整することができるため、比較的簡単に微調整を行うことができる。
【００１５】
実施の形態２．
実施の形態１においては、ネジ等の締付部材３５を締め込み過ぎた場合には定盤１を変形させる恐れがあるため、図４に示すように、押さえ板３４とネジ等の締付部材３５の座面との間にバネ材３７を設けてもよい。これにより定盤１への締めつけ力が一定に保持されるため、冷却ユニット２６が定盤１との間で一定の熱接触の状態を保つことができ、ネジ等の締付部材３５を締め込み過ぎによる変形を抑制し、さらに組み立ても容易に行うことができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように、この発明の請求項１に係る均熱装置は、冷却ユニットを定盤と別の構成部品とし、定盤とは被成形物が載置される面の反対側の面に、定盤とは一体に固着することなく互いに独立体で接触させて配置したことにより、冷却ユニットに冷却媒体を通流したときに冷却ユニットが収縮しても、機械的な収縮応力が定盤に作用することがなくなり、冷却時にも定盤の平面度が維持され、熱変形を抑制することができる。
【００１７】
この発明の請求項２に係る均熱装置は、冷却ユニットは、定盤の被成形物が載置される面と反対側の面に接触させ、押さえ板により取り付けたことにより、冷却ユニットの冷却時の熱収縮が定盤の表面に作用しない均熱装置となる。
【００１７】
この発明の請求項３に係る均熱装置は、冷却ユニットを押さえ板によりバネ材を介して締付部材により取り付けたことにより、締付部材の締め込み過ぎによる変形を抑制し、組み立ても容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１における均熱装置の構成を示す下面から見た平面図である。
【図２】この発明の実施の形態１における均熱装置の構成を示す側断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１における均熱装置の別の構成を示す側断面図である。
【図４】この発明の実施の形態２における均熱装置の構成を示す側断面図である。
【図５】従来の均熱装置の一例を示す要部断面平面図である。
【図６】従来の均熱装置の一例を示す底面図である。
【図７】従来の均熱装置の一例を示す側断面図である。
【図８】従来の均熱装置の定盤と冷却構造体を一体に構成した平面図である。
【符号の説明】
１ 定盤、２ 流通路、３ 液溜まり部、４ 作動液、５ 熱源、
２６ 冷却ユニット、２７ 流路、２８ 冷却媒体、３３ スペーサ、３４ 押さえ板、
３５ 締付部材、３７ バネ材。

Claims (3)

1. 被成形物が載置される定盤内部に流通路が形成され、上記流通路内部に作動液が封入された均熱装置において、上記定盤とは別構成を成し、冷却媒体が流通する冷却ユニットが、定盤の被成形物が載置される面とは反対側の面に接触させて配置されており、
   上記定盤と冷却ユニットとは一体に固着することなく、互いに独立体で接触するよう構成されていることを特徴とする均熱装置。
2. 請求項１において、上記冷却ユニットは、上記定盤の被成形物が載置される面と反対側の面に、押さえ板と締付部材により固定されていることを特徴とする均熱装置。
3. 請求項２において、上記冷却ユニットを固定する上記押さえ板は、取付ボルトによりバネ材を介して上記定盤に固定されていることを特徴とする均熱装置。

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