(57)【要約】      （修正有） 【課題】真空環境下で使用されかつ発熱体を内蔵する熱定盤を比較的容易に製作することが可能な上に、カートリッジヒーターやシーズヒーター等を用いることなく、真空環境下で使用する熱定盤を、所要の温度に速やかに加熱することができる加熱型加圧装置の熱定盤の加熱方法を提供する。【解決手段】熱定盤６，７に形成された貫通孔９に近赤外線ヒーター１０を貫装し、この近赤外線ヒーターのハロゲンランプから放射される近赤外線を貫通孔の内面に照射して熱定盤を加熱することを特徴とする。【選択図】図１
2009039725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空環境下で用いられかつ加熱される熱定盤を備えた加熱型加圧装置における熱定盤を加熱する方法であって、
前記熱定盤に形成された貫通孔に近赤外線ヒーターを貫装し、この近赤外線ヒーターから放射される近赤外線を前記貫通孔の内面に照射して前記熱定盤を加熱することを特徴とする加熱型加圧装置の熱定盤の加熱方法。
【請求項２】
真空環境下で用いられかつ加熱される熱定盤を備えた加熱型加圧装置における熱定盤において、
前記熱定盤に貫通孔を形成し、この貫通孔に近赤外線ヒーターを貫通させて装着したことを特徴とする加熱型加圧装置における熱定盤。
【請求項３】
前記熱定盤における前記貫通孔の先端部の側面に、反射板としての機能を有する２個の遮蔽板を、前記近赤外線ヒーターを貫通させてそれぞれ装着したことを特徴とする請求項２に記載の加熱型加圧装置における熱定盤。
【請求項４】
前記貫通孔の内面を黒体化処理したことを特徴とする請求項２または３に記載の加熱型加圧装置における熱定盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空環境下で用いられかつ加熱される熱定盤を備えた加熱型プレス等の加熱型加圧装置における熱定盤を加熱する方法および、この加熱方法によって加熱される加熱型加圧装置の熱定盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ナノインプリントや半導体ウエハーの貼り合せ・インボス成型に使用される装置として、加熱された熱定盤を備えた加熱型加圧装置がある。そして、熱定盤の加熱手段としては、熱定盤に形成された貫通孔に挿設されて大気等の熱伝導物質を介して熱を熱定盤に伝導するカートリッジヒーターや、発熱体として熱定盤に一体的に埋設されて自身の発熱により熱定盤を加熱するシーズヒーター・セラミックヒーターがある。
なお、これらの熱定盤の加熱手段は、長年経験的・現場的に使用されてきたものであるため、その技術文献を発見することができなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、このように構成された従来の熱定盤の加熱手段を真空環境下で用いる場合、前者のカートリッジヒーターでは、このカートリッジヒーターの周囲に大気等の熱伝達物質が無いため、カートリッジヒーターの熱が熱定盤に伝わらず、熱定盤の昇温速度が非常に遅くなってしまう。これを改善するには、カートリッジヒーターを熱定盤に密着させる必要があり、このため、熱定盤に形成された貫通孔の寸法精度や内面の面精度を高くする必要がある。しかし、カートリッジヒーターの熱定盤への組付けや、カートリッジヒーターの交換を考えると、この貫通孔とカートリッジヒーターとの嵌め合い隙間をむやみに小さくすることができず、カートリッジヒーターと熱定盤の密着性が悪くなってしまう。この結果、熱定盤の昇温速度が遅くなり、さらに、カートリッジヒーター自体だけが過剰に昇温して寿命が短くなったり、熱定盤の昇温不足を招いたりするなどの問題が生じている。
【０００４】
加えて、後者のシーズヒーター・セラミックヒーターの場合は、発熱体やヒーター線が熱定盤の金属材料に一体的に埋設されたのち、その熱定盤材料が熱定盤に加工される工法が採られている上に、セラミックヒーターにあっては試作して熱分布を確認・決定しながら熱定盤を製作するため、熱定盤の製作に手間隙が掛かり、しかも、シーズヒーターでは、単位面積当たりの発熱量を高くすることができないため、熱定盤を所要の高い温度に加熱することができず、また、セラミックヒーターでは、セラミック自身が脆いため熱定盤に高荷重を掛けられない上に、高価なものになるなどの問題があった。
【０００５】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、真空環境下で使用されかつ発熱体を内蔵する熱定盤を比較的容易に製作することが可能な上に、カートリッジヒーターやシーズヒーター等を用いることなく、真空環境下で使用する熱定盤を、所要の温度に速やかに加熱することができる加熱型加圧装置の熱定盤の加熱方法およびその熱定盤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明における加熱型加圧装置の熱定盤の加熱方法は、真空環境下で用いられかつ加熱される熱定盤を備えた加熱型加圧装置における熱定盤を加熱する方法であって、前記熱定盤に形成された貫通孔に近赤外線ヒーターを貫装し、この近赤外線ヒーターから放射される近赤外線を前記貫通孔の内面に照射して前記熱定盤を加熱することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記の説明から明らかなように本発明は、真空環境下で用いられかつ加熱される熱定盤を備えた加熱型加圧装置における熱定盤を加熱する方法であって、前記熱定盤に形成された貫通孔に近赤外線ヒーターを貫装し、この近赤外線ヒーターから放射される近赤外線を前記貫通孔の内面に照射して前記熱定盤を加熱するから、真空環境下で使用される熱定盤を比較的容易に製作することが可能な上に、カートリッジヒーターやシーズヒーター等を用いることなく、真空環境下で使用する熱定盤を、所要の温度に速やかに加熱することができるなどの優れた実用的効果を奏する。
【発明の実施の形態】
【０００８】
以下、本発明を適用した加熱型加圧装置の一実施例について図１および図２に基づき詳細に説明する。図２に示すように、本加熱型加圧装置においては、機台１の左右両側部に４本のガイドロッド２が立設してあり、４本のガイドロッド２の上端間には天井フレーム３が架設してある。前記４本のガイドロッド２には昇降フレーム４が摺動自在に装架して配設してあり、昇降フレーム４の上面の中央部には下向きの電動シリンダ５のピストンロッドの下端が連結部材１４を介して連結してある。この電動シリンダ５は、前記天井フレーム３の中央部に、ピストンロッドがこれを貫通して装着してあって、前記昇降フレーム４は前記電動シリンダ５の縮伸作動により昇降するようになっている。また、前記機台１の上面と前記昇降フレーム４の下面には、２個の熱定盤６および７が断熱材８を介在させてそれぞれ取り付けてあり、２個の熱定盤６および７のそれぞれは、厚さが３０ｍｍの鋼製または銅製の平板状を成し、かつ、上面・下面の平行精度が高くなっている。また、前記機台１上には、２個の熱定盤６および７を気密に周囲可能でありかつ可撓性の導管を介して真空源と連通する包囲手段（図示せず）が、固定的にまたは可動的にして装着してある。
【０００９】
また、前記２個の熱定盤６および７のそれぞれには、これを左右に貫通する直径１７〜１８ｍｍの貫通孔９が複数設けてあり、各貫通孔９には、図１に示すように、近赤外線ヒーター（ウシオ電機株式会社製、近赤外線ハロゲンヒーター、ＱＩＲ  ２００Ｖ  真空使用）１０が貫装してある。なお、前記貫通孔９は、カートリッジヒーター用の貫通孔とは異なり、比較的寸法精度の低いものでよい上に、内面の面精度も粗い仕上げでよい。また、各近赤外線ヒーター１０は、図示しない支持部材によって支持してある。また、前記熱定盤６および７のそれぞれにおける前記貫通孔９の先端部の側面には、反射板としての機能を有する２個の遮蔽板１１が、それに形成された貫通孔との隙間を可及的に小さくして、前記近赤外線ヒーター１０を貫通させて装着してある。また、前記近赤外線ヒーター１０は、ハロゲンランプ１２と、ハロゲンランプ１２の両端に装着された２個の電極部１３とで構成してある。また、前記各貫通孔９の内面は黒体化処理してあって近赤外線の吸収性を高めている。
【００１０】
このように構成したものは、図２に示す状態において、ナノインプリントあるいは半導体ウエハーを熱定盤６上にセットしたのち、包囲手段により熱定盤６および７を包囲して熱定盤６および７を真空環境下するとともに、電動シリンダ５を伸長作動して昇降フレーム４を介し熱定盤７を下降させ、ナノインプリント等を加圧して貼り合せ・インボス成型するに際し、複数の近赤外線ヒーター１０の複数のハロゲンランプ１２に、複数の電極部１３を介して電気を供給し、複数のハロゲンランプ１２から近赤外線を３６０度の全方向にそれぞれ放射して各貫通孔９の内面に照射する。放射された近赤外線のうち各貫通孔９の両端付近のものは、２個の支持部材１１によって各貫通孔９の中心軸方向へ向けて反射する。また、真空環境下において、従来のカートリッジヒーターの約２倍の熱容量である２０Ｗ／ｃｍ２のほとんど全部を加熱に使用して熱定盤６および７を加熱する。これにより、熱定盤６および７は、１５分間で４００℃の温度に達し、熱伝達の悪いカートリッジヒーター加熱に比べて４倍の速い速度で昇温される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を適用した熱定盤の一実施例の縦断面図である。
【図２】本発明の熱定盤を使用した加熱型加圧装置の正面図である。
【符号の説明】
【００１２】
６；７    熱定盤
９    貫通孔
１０    近赤外線ヒーター
【図１】
2009039725.tif 000003
【図２】
2009039725.tif 000004