JPH08148417A - 基板加熱装置 - Google Patents

基板加熱装置

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JPH08148417A
JPH08148417A JP29112194A JP29112194A JPH08148417A JP H08148417 A JPH08148417 A JP H08148417A JP 29112194 A JP29112194 A JP 29112194A JP 29112194 A JP29112194 A JP 29112194A JP H08148417 A JPH08148417 A JP H08148417A
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heating
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movable bodies
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Makoto Sasaki
真 佐々木
Hiroyasu Kawano
浩康 川野
Tomohisa Yagi
友久 八木
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Abstract

(57)【要約】 【目的】基板表面の起伏の有無に係わらず基板内の加熱
の均一化を図ることを目的とする。 【構成】基板支持台10及びそれを加熱する熱源20を
有し、基板支持台10上に配置された基板を加熱する基
板加熱装置1であって、基板支持台10が、基板に接す
る部材として配列された多数の可動体12と、各可動体
12が互いに独立して移動できるように各可動体12を
支持する支持体13と、各可動体12が互いに独立して
移動できるように各可動体12を基板側へ付勢する付勢
手段14とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,シリコンウエハやセラ
ミック板などの基板に対して熱処理を行うための基板加
熱装置に関し、プリント配線板の作製などに利用され
る。
【0002】
【従来の技術】基板上にフォトリソグラフィ法によって
配線パターンを形成する場合には、フォトレジストのベ
ーク処理として、基板の加熱が行われる。
【0003】従来、この種の処理において、ホットプレ
ートが広く用いられている。ホットプレートは、図7に
示すように上面の平坦な金属製の天板92とそれを加熱
する発熱体(電熱線)93とを有した基板加熱装置であ
る。発熱体93は天板92の内部又は下方に設けられて
いる。また、通常は、熱電対94などの温度検出手段が
組付けられ、天板92の温度を所定値に保つように、制
御回路95によって電源回路96から発熱体93に供給
する電力が調整される。
【0004】適当な枚数の基板91を、加熱状態の天板
92の上に例えば直に接するように配置すると、天板9
2とそれに支持された基板91との間の熱交換(この場
合は主に熱伝導)によって、基板91が加熱される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述のホットプレート
による加熱は、加熱炉(オーブン)による加熱と比べる
と、天板92上での配置位置による基板単位の加熱条件
のバラツキが少ないという利点を有する。つまり、加熱
炉を用いる場合には、対流などの影響が大きいので、炉
内の部位における加熱条件を均一化するのが困難であ
る。
【0006】しかし、従来では、図8(A)のように、
基板91に反りやうねりがある場合、及び基板91の底
面に段差や突起部がある場合に、基板91内でホットプ
レートの天板92に接する部分と接しない部分とが生
じ、加熱むらが避けられないという問題があった。反り
やうねりは特にセラミック基板で多くみられる。
【0007】加熱むらを軽減する手法として、図8
(B)のようにスペーサ97などを用いて基板91を天
板92から若干離して配置することが考えられる。現に
集積回路の作製に際して、半導体ウエハの汚染を避ける
ために、この手法が用いられている。ただし、基板91
を天板92から浮かすと、熱効率が低下する。
【0008】また、できるだけ反りやうねりの軽微な基
板91を選別して用いれば、加熱むらを軽減することが
できるが、そうすると基板91のコストが上昇してしま
う。本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、基
板表面の起伏の有無に係わらず基板内の加熱の均一化を
図ることを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る装
置は、図1に示すように、基板支持台及びそれを加熱す
る熱源を有し、前記基板支持台上に配置された基板を加
熱する基板加熱装置であって、前記基板支持台が、前記
基板に接する部材として配列された多数の可動体と、前
記各可動体が互いに独立して移動できるように前記各可
動体を支持する支持体と、前記各可動体が互いに独立し
て移動できるように前記各可動体を基板側へ付勢する付
勢手段とからなる。
【0010】請求項2の発明に係る装置は、前記各可動
体が、前記基板に接する頭部とそれよりも小径の軸部と
を有した棒状体であり、前記支持体が、前記各可動体の
前記軸部に係合する軸孔を有しており、前記付勢手段と
して、前記各可動体毎に前記頭部と前記支持体との間に
バネが設けられてなる。
【0011】請求項3の発明に係る装置は、前記熱源と
して、前記各可動体毎に前記軸孔の近傍に発熱体が設け
られてなる。
【0012】
【作用】多数の可動体によって、基板の底面と対向する
基板支持面が形成される。例えば基板支持面を水平面と
して状態で、個々の可動体の上面に比べて十分に大きい
底面を有した基板を基板支持面上に置くと、基板と当接
した可動体が下方に移動し、基板の重量と付勢力とが釣
り合った位置で停止する。そのとき、各可動体は互いに
独立して移動するので、基板の底面の起伏状態に係わら
ず、基板と対向する可動体の全てが基板の底面に当接す
る。つまり、基板支持面が基板の底面の起伏に合わせて
変形する。これにより、基板加熱装置と基板との接触状
態が基板内で一様になり、加熱むらが防止される。
【0013】
【実施例】図1は本発明に係る基板加熱装置1の概略を
示す模式図、図2は図1の基板支持台10の要部の平面
図である。
【0014】基板加熱装置1は、図示しない基板よりも
平面寸法が大きい基板支持台10、基板支持台10を加
熱する熱源である発熱体(電熱線)20、発熱体20に
電力を供給する電源回路30、加熱温度調整のための電
力制御を行う制御回路40、及び加熱温度を検出するた
めの熱電対45を有し、基板支持台10上に配置された
基板を基板支持台10との熱交換によって加熱するよう
に構成されている。
【0015】基板支持台10は、基板と接する上面部材
である多数の可動体12と、各可動体12をそれらが互
いに独立して上下に移動できるように支持する支持体1
3と、各可動体12をそれらが互いに独立して移動でき
るように上方へ付勢する付勢手段14とからなる。各可
動体12は、平面視形状が正6角形であり、図2のよう
に一様な面状に密に配列されている。
【0016】基板加熱装置1では、支持体13に発熱体
20が組み付けられ、各可動体12が均一に加熱され
る。熱電対45は、例えば中央部の可動体12の内部に
設けられている。
【0017】次に、基板支持台10の構造についてさら
に詳しく説明する。本実施例の基板支持台10は、個々
の可動体12に対応する基板支持ユニットの集合体であ
る。すなわち多数の基板支持ユニットを面状に並べて一
体化したものが基板支持台10である。
【0018】図3は基板支持ユニット11の構造を示す
部分断面正面図、図4は図1の支持体13の構造を示す
斜視図である。図3において、基板支持ユニット11
は、1つの可動体12と、可動体12を支持する筒体1
30と、可動体12を上方へ付勢する圧縮ばね14Aと
から構成されている。
【0019】可動体12は、金属製の棒状体であり、6
角柱状の頭部121、頭部121よりも外径の小さい円
柱状の軸部122、及び外径が頭部121とほぼ等しい
6角柱状の下方径大部123からなる。下方径大部12
3は、可動体12の熱容量を増大して恒温性を高める熱
浴部材として設けられている。
【0020】頭部121の上面は、基板との接触面積を
拡げるために面取り加工が施されている。軸部122
は、頭部121と一体に形成されており、筒体130の
上部に配置された圧縮ばね14A及び筒体130の軸孔
131を貫通する。軸部122の下端を下方径大部12
3の上面の穴123aに圧入することによって、軸部1
22と下方径大部123とが連結されている。なお、軸
部122と下方径大部123とを螺合してもよい。
【0021】本実施例では、無荷重時において熱浴部1
23の上端と筒体130との当接によって可動体12が
位置決めされるように、軸部123の長さ及び圧縮ばね
14Aの付勢力が設定されている。
【0022】頭部12に荷重が加わると、図3に鎖線で
示すように圧縮ばね14Aの付勢力に抗して可動体12
が押し下げられ、圧縮ばね14Aの付勢力(復元力)と
荷重とが釣り合う位置で静止する。荷重が取り除かれる
と、圧縮ばね14Aによって頭部12が押し上げられて
元の位置に戻る。
【0023】一方、筒体130は絶縁材料からなり、筒
体130の外形は可動体12よりも若干大きい正6角形
である。筒体130には、ニクロム線などの発熱体20
Aが埋め込まれている。
【0024】筒体130の上部及び下部には、外周面が
露出する環状の電極端子132,133がそれぞれ設け
られており、上端及び下端には、各電極端子132,1
33と可動体12との接触による短絡を防ぐために絶縁
層135,136がそれぞれ設けられている。
【0025】発熱体20Aの一端は上部の電極端子13
2に接続され、発熱体20Aの他端は下部の電極端子1
33に接続されている。なお、発熱体20Aの配置形態
としては、軸孔131を周回する螺旋状としてもよい
し、複数本の直線状の発熱体20Aを周方向に等間隔に
配置してもよい。
【0026】図4のように、多数の筒体130を隣接配
置して支持体13を構成した状態では、各筒体130に
おける上部の電極端子132どうし及び下部の電極端子
133どうしが、それぞれ共通接続される。そして、例
えば支持体13内のいずれか1つの筒体130の電極端
子132,133を電源回路30に接続すれば、支持体
13の各筒体130(すなわち各基板支持ユニット1
1)の発熱体20Aが、電源回路30に対して並列に接
続される。これにより、各基板支持ユニット11の可動
体12を均等に昇温させることができる。
【0027】以上の構成の基板加熱装置1の使用に際し
ては、電源回路30をオンして発熱体20Aを発熱状態
とする。発熱体20Aの昇温につれて筒体130と軸部
122との間の熱伝導によって可動体12も昇温する。
このとき、上述したように各基板支持ユニット11の発
熱条件は同一であるので、各可動体12の昇温特性はほ
ぼ同一である。
【0028】熱電対45によって可動体12の温度を検
出し、発熱体20Aのオンオフ制御によって所望温度に
なるように温度調整を行う。そして、可動体12の温度
が安定した状態で、可動体12上に加熱対象の基板を載
せる。
【0029】図5は基板支持台10の状態変化の一例を
示す図である。図5(A)のように、基板8を載せる以
前では、各可動体12の高さが揃っており、基板支持面
は平坦である。
【0030】個々の可動体12と比べて平面寸法が十分
に大きい基板8を基板支持台10に載せると、基板8と
当接した可動体12が下方に移動し、基板重量に応じた
位置で停止する。そのとき、各可動体12は互いに独立
して移動するので、基板8の底面の起伏状態に係わら
ず、図5(B)のように基板8と対向する全ての可動体
12が基板8の底面に当接する。つまり、基板支持面が
基板8の底面の起伏に合わせて変形する。これにより、
基板加熱装置1と基板8との接触状態が基板8内で一様
になり、熱交換条件が均一化されることから加熱むらが
防止される。
【0031】例えば、可動体12の平面形状を1辺が1
mmの正6角形とした場合、85mm角のセラミック基
板(厚さ1mm、表面の起伏の高低差50〜100μ
m)に対する加熱処理(設定温度150℃)において、
基板内の温度差は2℃程度となる。これに対して、従来
のように平坦な天板上に置いて加熱した場合には、11
℃以上の温度差が生じる。
【0032】上述の実施例においては、可動体12の付
勢手段14として可動体12毎に圧縮ばね14Aを設け
た例を挙げたが、付勢手段14はそれに限定されない。
例えば、図6のように、流動体20Bで満たした軟質の
袋体14Bを支持体13Bの下方に配置し、可動体12
を袋体14Bを当接させてもよい。その場合は、流動体
20Bを加熱して熱媒体(熱源)とし、支持体13B内
の発熱体を省略することができる。また、可動体12を
フロート構造として流動体上に浮かべ、浮力を上方への
付勢力とすることも可能である。
【0033】上述の実施例において、基板支持台10の
構造について、種々の変形が可能である。例えば、支持
体13を多数の軸穴を有した1枚の板によって構成する
ことができる。支持体13の内部又は外部に平面方向に
発熱体20を配線することができる。可動体12の頭部
121を大型化して可動体12の熱容量を増大してもよ
い。基板支持ユニット11の平面形状は、円形、4角
形、その他の多角形でもよい。なお、無荷重時において
各可動体12の高さを必ずしも揃えておく必要はない。
【0034】
【発明の効果】請求項1乃至請求項3の発明によれば、
基板表面の起伏の有無に係わらず基板内の加熱の均一化
を図ることができる。
【0035】請求項3の発明によれば、基板支持台の加
熱条件を均等化することができ、大型の基板又は複数枚
の基板を加熱する場合に、基板支持台上での位置による
加熱むらの発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る基板加熱装置の構成を示す模式図
である。
【図2】基板支持台の要部の平面図である。
【図3】基板支持ユニットの構造を示す部分断面正面図
である。
【図4】図1の支持体の構造を示す斜視図である。
【図5】基板支持台の状態変化の一例を示す図である。
【図6】他の実施例に係る基板加熱装置の構成を示す模
式図である。
【図7】従来の基板加熱装置の構成を示す模式図であ
る。
【図8】従来の加熱の様子を示す図である。
【符号の説明】
1,1B 基板加熱装置 8 基板 10 基板支持台 12 可動体 13,13B 支持体 14 付勢手段 14A 圧縮ばね(バネ) 14B 袋体(付勢手段) 20,20A 発熱体(熱源) 20B 熱媒体(熱源) 121 頭部 122 軸部 131 軸孔
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05K 3/06 E 3/22 Z 7511−4E

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板支持台及びそれを加熱する熱源を有
    し、前記基板支持台上に配置された基板を加熱する基板
    加熱装置であって、 前記基板支持台は、 前記基板に接する部材として配列された多数の可動体
    と、 前記各可動体が互いに独立して移動できるように前記各
    可動体を支持する支持体と、 前記各可動体が互いに独立して移動できるように前記各
    可動体を基板側へ付勢する付勢手段とからなることを特
    徴とする基板加熱装置。
  2. 【請求項2】前記各可動体は、前記基板に接する頭部と
    それよりも小径の軸部とを有した棒状体であり、 前記支持体は、前記各可動体の前記軸部に係合する軸孔
    を有しており、 前記付勢手段として、前記各可動体毎に前記頭部と前記
    支持体との間にバネが設けられてなることを特徴とする
    請求項1記載の基板加熱装置。
  3. 【請求項3】前記熱源として、前記各可動体毎に前記軸
    孔の近傍に発熱体が設けられてなることを特徴とする請
    求項2記載の基板加熱装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100680769B1 (ko) * 1998-08-26 2007-02-08 동경 엘렉트론 주식회사 열처리장치
JP2007258303A (ja) * 2006-03-22 2007-10-04 Tokyo Electron Ltd 基板熱処理装置
WO2011030607A1 (ja) * 2009-09-10 2011-03-17 シャープ株式会社 乾燥装置
JP2016162984A (ja) * 2015-03-05 2016-09-05 三菱電機株式会社 アニール装置
JP2016186962A (ja) * 2015-03-27 2016-10-27 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置、熱処理における異常検出方法及び読み取り可能なコンピュータ記憶媒体

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