(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状を呈する基台の表面にヒートシートを接着して成る温度制御用プレートの製造方法であって、
表面に接着層を介してヒートシートを積層した基台を、耐熱性および耐通気性を備えた柔軟なシートを要素とする密封された包袋に、上記シートを上記ヒートシートの表面に臨ませた態様で収容するセット工程と、
上記包袋の内部から空気を吸引し、上記包袋の内部を真空とする脱気工程と、  上記包袋を収容したチャンバーにおいて所定の温度に加熱し、かつ上記チャンバー内のガス圧によって所定の圧力に加圧する加熱／加圧工程と、
を含んで成ることを特徴とする温度制御用プレートの製造方法。
【請求項２】
上記基台は、内部に冷却水路を備えた中空の基台であって、上記セット工程において、上記基台の内部と上記包袋の外部とを連通する通気管を取付けることを特徴とする請求項１記載の温度制御用プレートの製造方法。
【請求項３】
上記ヒートシートは、ヒータとカバーシートとを備えて成ることを特徴とする請求項１記載の温度制御用プレートの製造方法。
【請求項４】
上記基台と上記ヒータとの間、および該ヒータと上記カバーシートとの間における接着層を、全てシート状を呈する接着材としたことを特徴とする請求項３記載の温度制御用プレートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平板状を呈する基台の表面にヒートシートを接着して成る温度制御用プレートの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体ウェハの製造工程は、基板の表面に塗布したフォトレジスト膜(感光膜)に残存する溶剤を除去すべく、上記基板を加熱するベーキング処理工程や、加熱された基板を室温レベルにまで冷却するためのクーリング処理工程を含んでおり、上述した半導体ウェハの製造工程において使用される基板温度制御装置は、アルミニウム等の高熱伝導性材料から形成された基台の表面にヒートシートを設けて成る温度制御用プレートを具備している。
【０００３】
図１０に示す如く、上記温度制御用プレートＡは基台Ｂの表面にヒートシートＣを接着することにより構成され、基台Ｂの表面に接着材Ｄを介してヒートシートＣを載置し、加熱しつつメカニカルプレスＰによってヒートシートＣを加圧することにより製造されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した基板温度制御装置においては、ベーキング処理における加熱とクーリング処理における冷却とを、ウェハ単位に数１０秒間隔で繰り返すために、温度制御用プレートＡの基台Ｂは熱容量を抑えるべく、可及的に肉薄に形成されており、その剛性はそれほど高いものではなく、特に内部に冷却水路を有する中空の基台では更に剛性が低いものとなっている。
【０００５】
このため、上記温度制御用プレートＡの製造時、メカニカルプレスＰによってヒートシートＣを加圧した際、基台Ｂが変形してしまうことが間々ある。
【０００６】
このように、基台Ｂが変形した場合には、剛性が高く平滑なメカニカルプレスＰによって押圧されているヒートシートＣの、接着材Ｄを介して基台Ｂに作用する圧力が不均一となり、圧力が低い部分においては接着が不十分となり、基台ＢとヒートシートＣとの充分な接着強度が得られない虞れがあった。
【０００７】
本発明の目的は上記実状に鑑みて、基台に対してヒートシートを十分な強度で確実に接着することの可能な温度制御用プレートの製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段および効果】
請求項１の発明に関わる温度制御用プレートの製造方法は、平板状を呈する基台の表面にヒートシートを接着して成る温度制御用プレートの製造方法であって、表面に接着層を介してヒートシートを積層した基台を、耐熱性および耐通気性を備えた柔軟なシートを要素とする密封された包袋に、上記シートを上記ヒートシートの表面に臨ませた態様で収容するセット工程と、上記包袋の内部から空気を吸引して、上記包袋の内部を真空とする脱気工程と、上記包袋を収容したチャンバーにおいて所定の温度に加熱し、かつ上記チャンバー内のガス圧によって所定の圧力に加圧する加熱／加圧工程とを含んで成る。
上記構成によれば、チャンバー内での加熱／加圧工程において、チャンバー内のガス圧により、ヒートシートが包袋の柔軟なシートを介して基台に押圧されるので、基台に変形が生じた場合であっても、包袋における柔軟なシートが基台に倣って変形し、ヒートシートは基台に対して均一に加圧されることとなり、もってヒートシートはその全域において、基台に対して十分な強度で確実に接着されることとなる。
【０００９】
請求項２の発明に関わる温度制御用プレートの製造方法は、請求項１の発明に関わる温度制御用プレートの製造方法において、基台は内部に冷却水路を備えた中空の基台であり、セット工程において基台の内部と包袋の外部とを連通する通気管を取付けることを特徴としている。
上記構成によれば、通気管を介して基台の内部とチャンバーとの圧力を等しくすることで、チャンバー内での加圧時に中空の基台が不用意に変形することを未然に防止することが可能となる。
【００１０】
請求項３の発明に関わる温度制御用プレートの製造方法は、請求項１の発明に関わる温度制御用プレートの製造方法において、ヒートシートをヒータとカバーシートとから構成することを特徴としている。
上記構成によれば、ヒータとカバーシートとから成るヒートシートが、その全域において基台に対して十分な強度で確実に接着されることとなる。
【００１１】
請求項４の発明に関わる温度制御用プレートの製造方法は、請求項３の発明に関わる温度制御用プレートの製造方法において、基台とヒータとの間、および該ヒータとカバーシートとの間における接着層を、全てシート状を呈する接着材としたことを特徴としている。
上記構成によれば、温度制御用プレートの製造時において基台に積層される要素が全てシート状の材料となることで、製造時における作業性が良好なものとなる。
また、例えばペースト状の接着材を塗布した場合にヒートシートのカールに起因して皺が生じる等の不都合がなく、もって精度の良好な温度制御用プレートを製造することが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、実施例を示す図面に基づいて、本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明によって製造された温度制御用プレートを示しており、この温度制御用プレート１は、アルミニウムや銅等の高熱伝導性材料により形成された平板状の基台２を有している。
【００１３】
上記基台２の表面には、シート状のヒータ３が、ポリイミド系のシート状接着材（接着層）５を介して接着されている。
なお、上記ヒータ３は、ポリイミドフィルムに熱圧着したステンレスフィルムに、エッチングによってヒータ回路をパターニングして成るものである。
【００１４】
さらに、基台２に接着されたヒータ３の表面には、同じくポリイミド系のシート状接着材（接着層）５を介して、ポリイミドフィルムから成るカバーシート４が接着されており、上記シート状接着材５を介して互いに接着されたヒータ３とカバーシート４とによってシートヒータ６が構成されている。
なお、ヒータ３の厚さは６５μｍ、カバーシート４およびシート状接着材５の厚さは２５μｍである。
【００１５】
ここで、実施例におけるシートヒータ６は、上述の如くシート状接着材５を介して接着されたヒータ３とカバーシート４とから構成されているが、シート状のヒータに接着性を備えたカバーシートを直接に接着したものや、ヒータの表面を絶縁処理することによってカバーシートを不要としたもの等、シートシートの構成には種々の態様があることは言うまでもない。
【００１６】
上述した構成の温度制御用プレート１は、図２のフローチャートに示す如く、基台２にシート状接着材５、ヒータ３、シート状接着材５およびカバーシート４を積層して後述する包袋１０(図３，４参照)に収容するセット工程Ｓ１と、上記包袋１０の内部から空気を吸引して真空とする脱気工程Ｓ２と、後述するチャンバー２０(図５参照)による加熱／加圧工程Ｓ３とを経て製造される。
【００１７】
以下では、上述したセット工程Ｓ１、脱気工程Ｓ２、および加熱／加圧工程Ｓ３を含む、温度制御用プレート１の製造方法について詳細に説明する。
【００１８】
先ず、セット工程Ｓ１において、図３および図４に示す如く、基台２の表面にシート状接着材５、ヒータ３、シート状接着材５およびカバーシート４を順次積層した状態で、上記基台２を包袋１０の内部に収容する。
【００１９】
なお、このセット工程Ｓ１においては、予め別工程でヒータ３とカバーシート４とをシート状接着材５により接着して製造しておいたヒートシート６、あるいは市販されているシートシート６を、基台２の表面にシート状接着材５を介して積層することも可能である。
【００２０】
一方、上記包袋１０は、耐熱性および耐通気性を備えたベースシート１１と、耐熱性および耐通気性を備えた柔軟なシート１２とから構成され、ベースシート１１の周囲には封止用のシール１１ａが設けられ、シート１２にはバキュームポート１２ａが設けられており、ベースシート１１にシート１２を重ね合わせて、バキュームポート１２ａから空気を吸引し、シート１２をシール１１ａに圧接することによって密封される。
【００２１】
なお、図３および図４に示す如く、基板２に積層されたカバーシート４の表面には、包袋１０におけるシート１２とカバーシート４との付着を防止する等の目的から、薄い(約 0.1mm)ガラスクロス１３とフェルト状の厚いガラスクロス１４とが積層されている。
【００２２】
ヒータ３等の積層された基台２を包袋１０に収容した後、この包袋１０を図５に示す如くチャンバー２０の内部に収容設置し、脱気工程Ｓ２において、バキュームポート１２ａに接続したバキュームパイプ１５を介して、包袋１０の内部から空気を吸引(矢印Ｖ)して該包袋１０の内部を真空とする。
【００２３】
なお、包袋１０の内部の真空状態を維持するために、後の加熱／加圧工程Ｓ３においても、包袋１０の内部から空気を吸引し続けることが好ましい。
【００２４】
次いで、加熱／加圧工程において、チャンバー２０における加熱ヒータＨ，Ｈによって、シート状接着材５，５を所定の温度に加熱するとともに、チャンバー２０の内部に供給(矢印Ｇ)されるガス(窒素ガス)の圧力により、包袋１０における柔軟なシート１２を介して、カバーシート４をシート状接着材５を介してヒータ３に押圧するとともに、該ヒータ３をシート状接着材５を介して基台２の表面に押圧する。
【００２５】
なお、上述した実施例において、チャンバー２０の内部の温度は約２００℃、チャンバー２０の内部のガス圧は約２０ｋｇ／平方ｃｍに設定されている。
【００２６】
上述した如く、チャンバー２０においてシート状接着材５，５を所定の温度に加熱することで、カバーシート４がシート状接着材５を介してヒータ３に接着されるとともに、このヒータ３がシート状接着材５を介して基台２の表面に接着されることとなる。
【００２７】
また、上述した如く、チャンバー２０の内部のガス圧により、包袋１０の柔軟なシート１２を介して、カバーシート４およびヒータ３を押圧しているので、基台２に変形が生じた場合であっても、基台２に対してヒータ３が均一に加圧されるとともに、ヒータ３に対してカバーシート４が均一に加圧されることとなる。
【００２８】
かくして、ヒータ３がその全域において、基台２の表面に十分な強度で確実に接着され、またカバーシート４がその全域において、ヒータ３に対して十分な強度で確実に接着されることとなる。
【００２９】
すなわち、ヒータ３とカバーシート４とがシート状接着材５により接着されて成るヒートシート６が、その全域において基台２の表面に十分な強度で確実に接着されることとなる。
【００３０】
また、上述した温度制御用プレートの製造方法では、従来のホットプレスによる製造方法に比較して、温度制御用プレートの表面を高い平坦度とすることができる。
【００３１】
下記の表は、基台にヒートシートを接着する処理前と処理後とにおける、温度制御用プレートの表面の平均平坦度(mm)を、本発明の製造方法と従来の製造方法とで比較した結果を示すものである。
【００３２】
0004185211.tif 000002
上記の表から明らかな如く、従来の製造方法では処理前と処理後とで平均平坦度が３倍以上も悪化しているのに対し、本発明の製造方法では処理前と処理後とで平均平坦度は殆ど変わることがない。
【００３３】
このように平均平坦度を小さく抑え得ることにより、言い換えれば温度制御用プレートの表面を高い平坦度とし得ることにより、温度制御用プレートに載置される基板(半導体ウェハ)等の被加熱物を均等に加熱して、上記被加熱物の面内温度分布を均一なものとすることができる。
【００３４】
また、上述した温度制御用プレートの製造方法では、ヒータ３およびカバーシート４、さらにヒータ３等を接着するシート状接着材５，５が、言い換えれば基台に積層される要素が、全てシート状を呈していることにより、上述した各要素を同一態様で取扱うことができ、もって温度制御用プレートの製造時における作業性が良好なものとなる。
【００３５】
また、例えばペースト状の接着材を採用して、これをヒータに塗布した場合、該ヒータがカールし易く、カールしたヒータを基台に接着した際に、皺や気泡が生じる虞れがあるのに対して、上述した温度制御用プレートの製造方法では、シート状接着材５を採用していることにより、例えばヒータのカールに起因して皺が生じる等の不都合がなく、もって精度の良好な温度制御用プレートを製造することが可能となる。
【００３６】
なお、上述した実施例において、接着層を構成するシート状接着材５には、熱硬化性接着材あるいは熱可塑性接着材の何れをも採用することが可能である。
【００３７】
また、シート状接着材５が、接着過程においてガスの発生を伴う場合には、シート状接着材５から上層の要素、すなわち実施例におけるヒータ３、カバーシート４、および各シート状接着材５，５には、ガスを逃がすための微細な開口を全面に形成しておくことが好ましく、かくすることによってボイドによる未接着部の発生を未然に防止することができる。
【００３８】
なお、実施例に示したシート状接着材５に換えて、ペースト状の接着材を採用することも可能であり、この場合においても熱硬化性接着材あるいは熱可塑性接着材の何れをも採用し得ることは言うまでもない。
【００３９】
図６は、本発明によって製造された温度制御用プレートの他の実施例を示しており、この温度制御用プレート１′は、アルミニウムや銅等の高熱伝導性材料により形成された平板状の基台２′を有しており、該基台２′の内部には冷却水通路２ａ′が形成されている。
【００４０】
この基台２′における上方側の表面には、シート状のヒータ３′がシート状接着材５′を介して接着され、上記ヒータ３′の表面にはシート状接着材５′を介してカバーシート４′が接着されており、上記シート状接着材５′を介して互いに接着されたヒータ３′とカバーシート４′とによってシートヒータ６′が構成されている。
【００４１】
また、基台２′における下方側の表面には、シート状のヒータ３′がシート状接着材５′を介して接着され、ヒータ３′の表面にはシート状接着材５′を介してカバーシート４′が接着されており、上記シート状接着材５′を介して互いに接着されたヒータ３′とカバーシート４′とによってシートヒータ６′が構成されている。
【００４２】
なお、上述した温度制御用プレート１′は、基台２′の構造、および基台２′の上下にヒータ３′およびカバーシート４′を設置した構成以外、図１に示した温度制御用プレート１と同一なので、該温度制御用プレート１と同一の作用を成す要素に、図１と同一の符号に′(ダッシュ)を附して説明を省略する。
【００４３】
また、上述した温度制御用プレート１′は、図１に示した温度制御用プレート１と同じく、セット工程(図２中のＳ１)と、脱気工程(図２中のＳ２)と、加熱／加圧工程(図２中のＳ３)とを経て製造される。
【００４４】
セット工程において、図７に示す如く、基台２′の上方側の表面と下方側の表面とに、それぞれシート状接着材５′、ヒータ３′、シート状接着材５′およびカバーシート４′を順次積層した状態で、上記基台２′を包袋１０′の内部に収容する。
【００４５】
なお、図７に示す如く、各カバーシート４′，４′の表面には、薄いガラスクロス１３′とフェルト状の厚いガラスクロス１４′とが積層されている。
【００４６】
上記包袋１０′は、ともに耐熱性および耐通気性を備えた柔軟なシート１１′とシート１２′とから構成され、これらシート１１′，１２′をシール１５′を介して重ね合わせ、シート１２′に設けられたバキュームポート１２ａ′から空気を吸引することで密封される。
【００４７】
また、中空の基台２′には、該基台２′の内部と包袋１０′の外部とを連通する通気管２Ａ′が取付けられている。
この通気管２Ａ′は、図８(ａ)に示すように、各々のシール１５′に設けられたパッキングを兼ねる粘着テープ１５ａ′１５ａ′に挟まれ、これによって包袋１０′における内部と外部との密封が図られている。
【００４８】
因みに、図１に示した基台２が内部に冷却水通路を有し、この基台２に通気管を取り付けた場合には、図８(ｂ)に示す如くベースシート１１上のシール１１ａに設けたパッキングを兼ねる粘着テープ１１ｂ、１１ｂを介して、シール１１ａに通気管２Ａを貫通させることによって、包袋１０における内部と外部との密封が図られている。
【００４９】
また、図７に示した温度制御用プレート１′を製造する際においても、シート１１′あるいはシート１２′における一方のシール１５′に、図８(ｂ)に示した構成と同じく、パッキングを兼ねる粘着テープを介して通気管２Ａ′を貫通させるよう構成しても良い。
なお、上記通気管２Ａ′は、基台２′に対して各ヒータ３′およびカバーシート４′が接着された後、基台２′から取り外されることは勿論である。
【００５０】
上述したセット工程ののち、図９に示す如く包袋１０′をチャンバー２０′の内部に収容設置し、バキュームパイプ１５′を介して、包袋１０′の内部から空気を吸引(矢印Ｖ)して該包袋１０′の内部を真空とする(脱気工程)。
【００５１】
次いで、チャンバー２０′の加熱ヒータＨ′，Ｈ′により、各シート状接着材５′を加熱するとともに、チャンバー２０′の内部に供給(矢印Ｇ)されるガスの圧力により、包袋１０′のシート１１′およびシート１２′を介して、各カバーシート４′をシート状接着材５′を介してヒータ３′に押圧するとともに、該ヒータ３′をシート状接着材５′を介して基台２′の表面に押圧する（加熱／加圧工程）。
【００５２】
このとき、基台２′に取付けられた通気管２Ａ′により、基台２′の内部とチャンバー２０′とが連通しているため、基台２′の内部とチャンバー２０′の内部の圧力とが等しくなり、もってチャンバー２０′の内部圧力により中空の基台２′が変形することを未然に防止できる。
【００５３】
上述した如く、チャンバー２０′において各シート状接着材５を所定の温度に加熱することで、各カバーシート４′がシート状接着材５′を介して各ヒータ３′に接着されるとともに、各ヒータ３′がシート状接着材５′を介して基台２′の表面に接着されることとなる。
【００５４】
また、上述した如く、チャンバー２０′の内部のガス圧により、包袋１０′の柔軟なシート１１′，１２′を介して、各カバーシート４′および各ヒータ３′を押圧しているので、基台２′に変形が生じた場合であっても、基台２′に対して各ヒータ３′が均一に加圧されるとともに、各ヒータ３′に対して各カバーシート４′が均一に加圧されることとなる。
【００５５】
かくして、各ヒータ３′がその全域において、基台２′の表面に十分な強度で確実に接着され、また各カバーシート４′がその全域において、各ヒータ３′に対して十分な強度で確実に接着されることとなる。
【００５６】
すなわち、ヒータ３′とカバーシート４′とがシート状接着材５′により接着されて成るヒートシート６′が、その全域において基台２′の表面に十分な強度で確実に接着されることとなる。
【００５７】
このように、上述した温度制御用プレート１′の製造方法においては、先に説明した温度制御用プレート１の製造方法と同様の作用効果を得ることができ、かつ上述した作用効果以外の作用効果に関しても、温度制御用プレート１の製造方法と同様に奏し得ることは勿論である。
【００５８】
また、上述した温度制御用プレート１′の製造方法においても、先に詳述した温度制御用プレート１の製造方法と同じく、様々な実施態様を採り得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】    (ａ)および(ｂ)は、本発明に関わる温度制御用プレートの製造方法によって製造された温度制御用プレートを示す斜視図および側面図。
【図２】本発明に関わる温度制御用プレートの製造方法を示すフローチャート。
【図３】本発明に関わる温度制御用プレートの製造方法におけるセット工程での基台等の設置態様を示す斜視図。
【図４】本発明に関わる温度制御用プレートの製造方法におけるセット工程での基台等の設置態様を示す概念的な側面図。
【図５】本発明に関わる温度制御用プレートの製造方法における脱気工程および加熱／加圧工程を示す概念図。
【図６】    (ａ)および(ｂ)は、本発明に関わる製造方法によって製造された温度制御用プレートの他の実施例を示す斜視図および要部破断側面図。
【図７】本発明に関わる温度制御用プレートの製造方法におけるセット工程での基台等の設置態様を示す概念的な側面図。
【図８】    (ａ)および(ｂ)は、本発明に関わる温度制御用プレートの製造方法における通気管の設置態様を示す包袋の要部断面図。
【図９】本発明に関わる温度制御用プレートの製造方法における脱気工程および加熱／加圧工程を示す概念図。
【図１０】    (ａ)および(ｂ)は、従来の温度制御用プレートの製造方法を示す概念図。
【符号の説明】
１…温度制御用プレート、
２…基台、
３…ヒータ、
４…カバーシート、
５…シート状接着材、
６…ヒートシート、
１０…包袋、
１２…シート、
２０…チャンバー、
１′…温度制御用プレート、
２′…基台、
２ａ′…冷却水路、
２Ａ′…通気管、
３′…ヒータ、
４′…カバーシート、
５′…シート状接着材、
６′…ヒートシート、
１０′…包袋、
１２′…シート、
２０′…チャンバー。
【図１】
0004185211.tif 000003
【図２】
0004185211.tif 000004
【図３】
0004185211.tif 000005
【図４】
0004185211.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
0004185211.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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