JPH06349722A - 基板加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 応答性を低下させずに基板を均一に加熱でき
るようにするとともに、ヒータ形状が基板載置プレート
の形状に制約されることを回避する。 【構成】 基板Ｗを載置または近接載置する基板載置プ
レート２内に流体収容室９を形成し、その流体収容室９
内に水Ｌを収容するとともに、蒸気を滞留する蒸気空間
Ｓを形成し、かつ、基板載置プレート２の下面にマイカ
ヒータ１０を付設し、マイカヒータ１０の加熱により水
Ｌを蒸発させて蒸気空間Ｓに滞留させ、その蒸気の凝縮
液化に伴う凝縮熱の放熱により基板Ｗを加熱する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハ、フォト
マスク用のガラス基板、液晶表示装置用のガラス基板、
光ディスク用の基板等の基板を加熱するために、基板と
の相対昇降により基板を載置または近接載置する基板載
置プレートと、その基板載置プレートに付設されて基板
載置プレートを介して基板を加熱するための熱源である
加熱手段とを備えた基板加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の基板加熱装置では、アルミニウム
や銅などの伝熱性の高い金属材料で成形された基板載置
プレート内にシーズヒータを鋳込むとか、基板載置プレ
ートと同サイズのマイカヒータ等の面状発熱体などを基
板載置プレートの下面に貼り付けるなどにより製作して
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種の基板加熱装置
では、例えば、基板を 100℃に加熱する場合、その基板
表面における温度分布は１℃未満の幅に収まる程度の均
一性が要求される。

【０００４】しかしながら、従来の基板加熱装置では、
いずれのヒータであっても、そのヒータ自体の発熱部に
温度のバラツキがあり、そのバラツキが基板載置プレー
トの基板載置面にそのまま現れやすく、基板の表面にお
ける温度分布の均一性が低下する欠点があった。

【０００５】そこで、均一性を高めるために、基板載置
プレートを厚くして、ヒータと基板載置面との距離を長
くし、発熱部の温度のバラツキが基板載置面に現れるこ
とを緩和することが考えられるが、その場合、ヒータか
ら基板載置面への伝熱に時間がかかって応答性が低下
し、かつ、前記ヒータと基板載置面との距離を長くする
都合から装置が大型化する欠点があった。

【０００６】また、ヒータの形状を基板載置プレートの
形状に合わせて設計しなければならず、設計上の制約を
受けるために製作費が高価になる欠点があった。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、応答性を低下させずに基板を均一に加
熱できるようにするとともに、ヒータ形状が基板載置プ
レートの形状に制約されることを回避できるようにする
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述のような
目的を達成するために、基板との相対昇降により基板を
載置または近接載置する基板載置プレートを備えた基板
加熱装置において、基板載置プレート内に、所定温度で
蒸発する作動液を収容した流体収容室を形成し、かつ、
その流体収容室に蒸気を滞留する蒸気空間を形成すると
ともに、前記流体収容室内の作動液を加熱する加熱手段
を前記基板載置プレートに付設して構成する。

【０００９】

【作用】本発明の基板加熱装置の構成によれば、加熱手
段の加熱により流体収容室内の作動液を蒸発させると、
その蒸気が蒸気空間内で滞留して基板載置プレートに載
置または近接載置された基板の下方に相当する流体収容
室の天井面に接触し、そこでの冷却により液化し、その
凝縮熱の放熱により基板載置プレートの温度が上昇し、
基板を加熱することができる。このとき、流体収容室の
天井面のうち、他の部分と比べて温度の低い箇所では、
作動液の蒸気の液化の反応が他の部分と比べて活発に起
こり、基板載置プレートの温度分布が均一になるよう作
用し、基板に対して均一に加熱することができる。

【００１０】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００１１】図１は、本発明に係る基板加熱装置の第１
実施例を示す全体縦断面図、図２は要部の一部切欠斜視
図であり、処理室１内にアルミニウム製で横断面形状円
形の基板載置プレート２が設けられ、その基板載置プレ
ート２に貫通孔３…が形成されるとともに、貫通孔３…
それぞれに基板支持ピン４が昇降可能に設けられ、更
に、基板支持ピン４…を一体的に保持した支持部材５に
エアシリンダ６が連動連結され、そのエアシリンダ６の
伸縮によって基板支持ピン４…を昇降するように構成さ
れ、基板支持ピン４…を上昇させた状態で基板搬送ロボ
ット（図示せず）により基板Ｗの搬入・搬出を行い、そ
して、基板支持ピン４…を下降させることにより、基板
Ｗを基板載置プレート２上に載置して支持できるように
なっている。

【００１２】基板載置プレート２の上面の所定箇所に凹
部７が形成されるとともに、その凹部７…それぞれ内
に、凹部７の深さよりもやや大径のセラミックボール８
が嵌入され、基板Ｗを基板載置プレート２の基板載置面
に微小な隙間を保って近接する状態で載置し、基板載置
面からの輻射熱により均一に加熱できるように構成され
ている。

【００１３】基板載置プレート２内に流体収容室９が形
成されるとともに、その流体収容室９内に、作動液の一
例としての水Ｌが所定の減圧状態で封入され、かつ、流
体収容室９の上部空間が蒸気を滞留する蒸気空間Ｓに形
成され、更に、基板載置プレート２の下面に、加熱手段
としてのマイカヒータ１０が付設されている。

【００１４】以上の構成により、マイカヒータ１０の加
熱により水Ｌを蒸発させ、その蒸気を蒸気空間Ｓ内に滞
留させることにより、蒸気発生とほぼ同時的にその蒸気
が流体収容室９の天井面に到達して基板載置プレート２
の基板載置面を迅速に加熱し、基板載置プレート２上に
近接載置された基板Ｗを加熱するようになっている。こ
のとき、基板載置面で温度の低い部分があれば、それに
近い流体収容室９の天井面箇所で集中的に活発に凝縮液
化が起こり、その凝縮熱の放熱により集中的に加熱し、
基板載置プレート２の基板載置面をその全面にわたって
均一に加熱することができる。

【００１５】図３は、本発明に係る基板加熱装置の第２
実施例を示す全体縦断面図、図４は要部の斜視図であ
り、第１実施例と異なるところは次の通りである。すな
わち、基板載置プレート２および流体収容室９が、縦断
面形状において、下向きの凸形状に構成され、その基板
載置プレート２の面積が小さい下面にマイカヒータ１０
が付設されている。

【００１６】また、流体収容室９の上方側の面積の大き
い部分の底面は、中心側程低くなる傾斜面に構成され、
凝縮液化した水Ｌを戻しやすいように構成されている。
他の構成は、第１実施例と同じであり、同一図番を付す
ことにより、その説明は省略する。

【００１７】この第２実施例によれば、マイカヒータ１
０として面積の小さいものを用いることができる利点を
有している。

【００１８】図５は、本発明に係る基板加熱装置の第３
実施例を示す要部の斜視図であり、基板載置プレート２
の平面視形状が四角形に構成され、角型基板を加熱する
場合に適用できるように構成されている。この実施例で
も、マイカヒータ１０を四角形にする必要は無い。他の
構成は第２実施例と同じであり、同一図番を付すことに
より、その説明は省略する。

【００１９】上記実施例では、セラミックボール８…に
より、基板Ｗを基板載置プレート２の基板載置面に微小
な隙間を保って近接する状態で載置するように構成して
いるが、セラミックボール８…を設けずに、基板Ｗを基
板載置プレート２に直接載置して支持するように構成し
ても良い。

【００２０】また、上記実施例では、基板Ｗを基板載置
プレート２に載置するのに、基板支持ピン４…を昇降す
るように構成しているが、基板載置プレート２を昇降し
て基板Ｗを載置するように構成しても良い。

【００２１】また、作動液としては、例えば、ヒートパ
イプ用作動液として使用される、水、アンモニア、フレ
オン１１、フレオン１１３、ペンタン、アセトン、メタ
ノール、フルテックＰＰ２、エタノール、ヘプタン、フ
ルテックＰＰ９、サーメックス、水銀などが使用でき、
適宜、加熱しようとする温度に合わせて採用するととも
に、流体収容室内を減圧または加圧することにより、作
動液の沸点を所望の温度に設定すれば良い。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の基板加熱
装置によれば、作動液の蒸気の冷却に伴う凝縮液化によ
る凝縮熱を利用して基板を加熱するから、基板載置面、
すなわち、基板載置プレートに載置された基板において
温度に不均一があっても、その温度の低い箇所を自ずと
集中的に加熱でき、しかも、蒸気の移動が極めて高速で
あり、基板載置プレートの厚みを大きくするような場合
に比べて、応答性を低下させずに基板を均一に加熱で
き、かつ、装置を小型、軽量にできるようになった。

【００２３】しかも、加熱手段としては、流体収容室内
の作動液を蒸発させさえすれば良く、加熱手段を構成す
るヒータの形状としては、基板載置プレートの形状に何
ら制約されることが無く、その設計が容易で安価に製作
できて経済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る基板加熱装置の第１実施例を示す
全体縦断面図である。

【図２】要部の一部切欠斜視図である。

【図３】本発明に係る基板加熱装置の第２実施例を示す
全体縦断面図である。

【図４】要部の斜視図である。

【図５】本発明に係る基板加熱装置の第３実施例を示す
要部の斜視図である。

【符号の説明】

２…基板載置プレート ９…流体収容室 １０…加熱手段としてのマイカヒータ Ｌ…作動液の一例としての水 Ｓ…蒸気空間 Ｗ…基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｎ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板との相対昇降により前記基板を載置
   または近接載置する基板載置プレートを備えた基板加熱
   装置において、 前記基板載置プレート内に、所定温度で蒸発する作動液
   を収容した流体収容室を形成し、かつ、その流体収容室
   に蒸気を滞留する蒸気空間を形成するとともに、前記流
   体収容室内の作動液を加熱する加熱手段を前記基板載置
   プレートに付設してあることを特徴とする基板加熱装
   置。