JP6088909B2 - 熱処理装置 - Google Patents
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Description
すなわち、本発明は、基板に熱処理を行う熱処理装置において、基板を加熱する加熱プレートと、加熱プレートから熱を受け取るための受動冷却プレートと、加熱プレートから離れた位置に配置され、受動冷却プレートから熱を受け取るための能動冷却部と、加熱プレートと受動冷却プレートとを熱的に接続するために加熱プレートと受動冷却プレートとを相対的に移動させ、受動冷却プレートと能動冷却部とを熱的に接続するために受動冷却プレートと能動冷却部とを相対的に移動させる駆動機構と、能動冷却部および受動冷却プレートの双方と密着して能動冷却部と受動冷却プレートとを熱的に接続することができる熱伝導材と、を備える熱処理装置である。
図1(a)、図1(b)はそれぞれ、実施例1に係る熱処理装置の概略構成を示す側面図である。図1(a)は、受動冷却プレート17が準備位置にあるときを示し、図1(b)は、受動冷却プレート17が冷却位置にあるときを示す。図2は、実施例1に係る熱処理装置の概略構成を示す平面図である。なお、図2では、駆動機構18等を省略している。
駆動機構18は、受動冷却プレート17を加熱プレート11から離す。この際、受動冷却プレート17を準備位置に移動させてもよい。
図3、図4を参照する。図3は、加熱プレート11を冷却する手順を示すフローチャートである。図4(a)、(b)はそれぞれ、加熱プレート11の温度の経時変化を示すグラフである。図4(a)、(b)において、横軸は時間であり、縦軸は加熱プレート11の温度である。図4(a)、(b)ではそれぞれ、加熱プレート11の上面A1における位置e1乃至e6(図1参照)における各温度を示す。図4(a)、(b)は、縦軸のレンジが異なるだけであり、同じ測定結果を示すグラフである。
駆動機構18は、時刻t1において、受動冷却プレート17を冷却位置に移動させる。受動冷却プレート17は加熱プレート11と熱的に接続する。加熱プレート11から受動冷却プレート17に熱が移動する。受動冷却プレート17は加熱プレート11の熱を受け取る。このようにして、受動冷却プレート17によって加熱プレート11を冷却する。この冷却過程では、能動冷却部13によって受動冷却プレート17を冷却しない。時刻t1は、冷却過程を開始する時刻である。
駆動機構18は、時刻t2において、受動冷却プレート17を冷却位置から準備位置に移動させる。熱伝導シート15は能動冷却部13のみならず受動冷却プレート17と密着し、能動冷却部13と受動冷却プレート17とを熱的に接続する。受動冷却プレート17から熱伝導シート15を介して能動冷却部13に熱が移動する。受動冷却プレート17は能動冷却部13に熱を渡す。このようにして、能動冷却部13によって受動冷却プレート17を冷却する。この準備過程では、受動冷却プレート17によって加熱プレート11を冷却しない。
駆動機構18は、時刻t3において、受動冷却プレート17を準備位置から冷却位置に移動させる。再び、受動冷却プレート17によって加熱プレート11を冷却する。時刻t3は、冷却過程を再開する時刻である。図4に示すように、時刻t2から時刻t3の期間に比べて、時刻t3から時刻t4の期間では、加熱プレート11の温度が比較的に急峻に低下している。
駆動機構18は、時刻t4において、受動冷却プレート17を冷却位置から準備位置に移動させる。再び、能動冷却部13によって受動冷却プレート17を冷却する。時刻t4は、冷却過程を中断する時刻である。
駆動機構18は、時刻t5において、受動冷却プレート17を準備位置から冷却位置に移動させる。再び、受動冷却プレート17によって加熱プレート11を冷却する。時刻t5は、冷却過程を再開する時刻である。
制御部51は駆動機構18を制御して、受動冷却プレート17を加熱プレート11から離す。不図示の搬送機構によって、加熱プレート11の上面A1に基板Wが載置されると、制御部51は、真空吸引源46および圧力調整弁47を制御して、内部通路Fおよび隙間Gを負圧にする。これにより、基板Wが加熱プレート11の上面A1に吸着される。
図8を参照する。図8は、加熱プレート11を冷却する手順を示すフローチャートである。図8のフローチャートでは、冷却過程の開始、中断、再開および終了に関するステップを明示する。
制御部51は、駆動機構18を制御して、受動冷却プレート17を準備位置に位置させる。さらに、制御部51は、温度センサ33の検出結果に基づいて流量調整弁37を制御して、能動冷却部本体31の温度を調整する。これにより、受動冷却プレート17を所定の温度に冷却する。
駆動機構18は、受動冷却プレート17を準備位置から冷却位置に移動させる。受動冷却プレート17によって加熱プレート11を冷却し始める。
制御部51は、処理レシピ等を参照して所定値を特定する。また、制御部51は、温度センサ27の検出結果に基づいて、加熱プレート11の温度(以下、「プレート温度」という)Tpを監視する。そして、プレート温度Tpが所定値に達したか否かを判定する。ここで、所定値は、目標温度よりも大きいことが好ましい。所定値としては、たとえば、目標温度に1を加えた値が例示される。
制御部51は、処理レシピ等を参照して閾値Raを特定する。また、制御部51は、温度センサ27の検出結果に基づいて、単位時間当たりのプレート温度Tpの低下量である温度低下率ΔTを監視する。そして、温度低下率ΔTが閾値Ra以下であるか否かを判定する。閾値Raとしては、例えば、1[℃/sec]が例示される。ただし、閾値Raの値は、これに限られず、適宜に選択、変更することができる。
駆動機構18は、受動冷却プレート17を冷却位置から離す。これにより、加熱プレート11と受動冷却プレート17との熱的な接続を断ち、冷却過程を中断する。
駆動機構18は、受動冷却プレート17を準備位置に位置させる。これにより、熱伝導シート15を介して受動冷却プレート17と能動冷却部13とを熱的に接続し、能動冷却部13によって受動冷却プレート17を冷却する。
駆動機構18は、受動冷却プレート17を準備位置から冷却位置に戻す。これにより、加熱プレート11の冷却を再開する。そして、ステップS13に戻る。
駆動機構18は、受動冷却プレート17を冷却位置から離す。これにより、冷却過程を終了する。
能動冷却部13によって受動冷却プレート17を冷却する。
制御部51は、温度センサ27の検出結果に基づいて、冷却前の加熱プレート11の温度(プレート温度Tp)を得る。本明細書では、冷却前のプレート温度Tpを、特に「初期温度Tp0」と呼ぶ。初期温度Tp0は、冷却過程を開始する時点におけるプレート温度Tpであってもよい。また、制御部51は、処理レシピ等を参照して、目標温度と所定量kを得る。目標温度と所定量kとは、予め設定されている。そして、初期温度Tp0と目標温度との差である温度変更幅WTが、所定量k以下であるか否かを判定する。所定量kとしては、たとえば50[℃]が例示される。
冷却過程を開始する。制御部51は、温度センサ27の検出結果に基づいて、プレート温度Tpを監視する。そして、プレート温度Tpが所定値に達したか否かを判定する。その結果、プレート温度Tpが所定値に達したと判定された場合にはステップS18に進む。そうでない場合には本ステップS23を再び行う。これにより、プレート温度Tpが所定値に達するまで、ステップS23を繰り返し、プレート温度Tpを監視する。
冷却過程を開始する。冷却過程を開始した後からプレート温度Tpが所定値に達するまでの期間において、温度低下率ΔTが閾値Ra以下になる度に、冷却過程を中断し、準備過程を行う。プレート温度Tpが所定値に達すると、ステップS18に進む。
冷却過程を終了する。
11 … 加熱プレート
13 … 能動冷却部
15 … 熱伝導シート
17 … 受動冷却プレート
18 … 駆動機構
41 … 吸着機構
51 … 制御部
Ra … 閾値
k … 所定量
ΔT … 温度低下率
Tp … プレート温度
WT … 温度変更幅
W … 基板
Claims (6)
- 基板に熱処理を行う熱処理装置において、
基板を加熱する加熱プレートと、
加熱プレートから熱を受け取るための受動冷却プレートと、
加熱プレートから離れた位置に配置され、受動冷却プレートから熱を受け取るための能動冷却部と、
加熱プレートと受動冷却プレートとを熱的に接続するために加熱プレートと受動冷却プレートとを相対的に移動させ、受動冷却プレートと能動冷却部とを熱的に接続するために受動冷却プレートと能動冷却部とを相対的に移動させる駆動機構と、
能動冷却部および受動冷却プレートの双方と密着して能動冷却部と受動冷却プレートとを熱的に接続することができる熱伝導材と、
を備える熱処理装置。 - 請求項1に記載の熱処理装置において、
熱伝導材は、弾性変形可能である熱処理装置。 - 請求項1または2に記載の熱処理装置において、
能動冷却部は、略平坦な金属製の伝熱面を有し、
受動冷却プレートは、略平坦な金属製の伝熱面を有し、
熱伝導材の主たる材質は、樹脂またはゴムであり、
熱伝導材は、能動冷却部の伝熱面と受動冷却プレートの伝熱面とに同時に密着可能である熱処理装置。 - 請求項1から3のいずれかに記載の熱処理装置において、
加熱プレートおよび能動冷却部はそれぞれ、所定の位置に固定されており、
駆動機構は、受動冷却プレートを移動することによって、受動冷却プレートと加熱プレートとを接近および離反させ、かつ、受動冷却プレートを移動することによって、受動冷却プレートと能動冷却部とを接近および離反させる熱処理装置。 - 請求項1から4のいずれかに記載の熱処理装置において、
熱伝導材は、熱伝導シート、サーマルパッド、および、熱伝導グリースの少なくともいずれかである熱処理装置。 - 請求項1から5のいずれかに記載の熱処理装置において、
能動冷却部に熱伝導材を吸着させる吸着機構を備えている
熱処理装置。
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