(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を乗せて加熱する主面を有するフェースプレートと、該フェースプレートに設けた加熱要素とを含む熱盤において、
前記加熱要素は、前記フェースプレートの平面方向における内周部及び外周部の一方の領域部分に前記主面に対向して設置した面状発熱体と、前記内周部及び前記外周部の他方の領域部分に前記主面に対向して配置したシーズヒータとを有していることを特徴とする熱盤。
【請求項２】
請求項１記載の熱盤において、前記面状発熱体は、面状に形成したマイカヒータ、シリコンラバーヒータ、もしくは耐熱樹脂ヒータの少なくとも一種を用いたことを特徴とする熱盤。
【請求項３】
請求項１記載の熱盤において、前記面状発熱体は、前記フェースプレートの前記内周部の前記領域部分にかつ前記主面に対向する裏面に設けられており、前記シーズヒータは、前記フェースプレートの前記外周部の領域部分にかつ前記主面に対向する裏面に形成した溝部に設けられていることを特徴とする熱盤。
【請求項４】
請求項１記載の熱盤において、前記面状発熱体は、前記フェースプレートの前記外周部の前記領域部分にかつ前記主面に対向する裏面に設けられており、前記シーズヒータは、前記フェースプレートの前記内周部の領域部分にかつ前記主面に対向する裏面に形成した溝部に設けられていることを特徴とする熱盤。
【請求項５】
請求項１記載の熱盤において、前記フェースプレートは、前記主面を有する平板状のプレート部と、前記シーズヒータを設けた保持プレート部とを有し、前記保持プレート部は、前記主面に対向する前記プレート部の裏面から前記プレート部の板厚方向へのびていることを特徴とする熱盤。
【請求項６】
請求項１記載の熱盤において、前記フェースプレートは、前記主面を有する平板状のプレート部と、前記シーズヒータを設けた保持プレート部とを有し、前記主面に対向する前記プレート部の裏面と前記保持プレート部とが相互に固定されていることを特徴とする熱盤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被加熱物を加熱する熱盤に属し、特に、半導体もしくは液晶ディスプレイなどを製造するための熱処理行程で用いられる熱盤に属する。
【０００２】
【従来の技術】
熱盤の従来技術としては、たとえば、液晶ディスプレイの製造工程に用いられるものが知られている。近年、薄型、低消費電力の液晶ディスプレイ装置（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  ＣｒｙｓｔａＬ  ＤｉｓｐｌａＹ）が注目されるようになったが、現在、市場に出ているＬＣＤは、単純マトリクス駆動のＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＴＦＴの改良であるＭＩＭ（ＭｅｔａＬ  ＩｎｓｕｉａｔｏＲ  Ｍｅｔａｌ）方式などがある。これらの中で一つ一つの画素にトランジスターが埋め込まれているＴＦＴ方式は、液晶パネル全体の６割を占めている。
【０００３】
このＴＦＴ型ディスプレイは、構造材であるガラス基盤やスペーサーとか液晶のほかはすべてが非常に薄い膜によって構成されている。特に画素の開閉を行うスイッチとなるＴＦＴ部分の構造は、半導体集積回路に良く見られるメタル、シリコン、及び絶縁膜の組み合わせである。これらはやはり半導体と同じように、薄膜形成、露光、エッチング処理によるリソグラフィーの繰り返しによる製造工程によって作り込まれる。このときに２００℃前後の加熱が必要となり、その加熱及び冷却のために熱盤が使用されている。
【０００４】
熱盤がどのように用いられるかを図１０に示すプリベーク行程でその一例を説明する。
【０００５】
液晶ディスプレイの製造装置は、大きさ５×２×２ｍ3 程度の直方体の箱体１７１によって外装構造が作られている。箱体１７１の内部には複数の仕切板を設けて複数の小部屋１７２ａ，１７２ｂ，１７２ｃ，１７２ｄが設けられている。小部屋１７２ａ，１７２ｂ，１７２ｃ，１７２ｄの下部には、熱盤１７３ａ，１７３ｂ，１７３ｃ，１７３ｄが一つづつ設置されている。
【０００６】
箱体１７１の両側面には窓１７４ａ，１７４ｂが形成されている。一方の窓１７４ａには，各小部屋１７２ａ，１７２ｂ，１７２ｃ，１７２ｄに加工途中の液晶ガラス基板１８０を入れる。そして一例として順に１１０℃、１４０℃、１６０℃、１１０℃に温度調節された熱盤１７３ａ，１７３ｂ，１７３ｃ，１７３ｄが設けてある４つの小部屋１７２ａ，１７２ｂ，１７２ｃ，１７２ｄを通過させて他方の窓１７４ｂへ送出させる。このような平面インライン加熱方式がプリベーク工程である。
【０００７】
なお、平面のインライン式を例にして記述したが、枚葉式という液晶ガラス基盤を複数段に積み重ねたり、塗布装置として一緒に組み込まれている場合もある。
【０００８】
また、成膜、加熱処理する拡散、ＣＶＤ装置、熱処理装置等の半導体製造装置にも組み込まれている。このような従来の液晶ディスプレイの製造装置用の熱盤、あるいは半導体製造装置として液晶あるいは半導体と接する面には液晶ディスプレイあるいは半導体に接し又は近接してその液晶ディスプレイあるいは半導体を乾燥・熱処理させるための一面が平らで一面に不純物の露出の生じない平面部（トッププレート）と、そのトッププレートを加熱するための加熱源が合体しており、その構造は大きく分けて次の４つになる。
【０００９】
従来例▲１▼  熱盤は、図１１に示すように、トッププレート２０３と、このトッププレート２０３の裏面に金属板２０６を介して絶縁マイカに発熱線２０４を巻き付けたマイカヒータ２０２と、このマイカヒータ２０２の裏面に設けた絶縁性の押板２０１とを有している。
【００１０】
金属板２０６及びマイカヒータ２０２は、トッププレート２０３と押板２０１との間に挟まれて、これらが複数のネジ２１２によって一体に結合されている。また、この熱盤は、押板２０１の下方に対向して設けられている遮熱板２０９がスペーサ２１１を介してネジ２１３によって固定されている。遮熱板２０９は、熱盤を取り付ける装置のパネル２１７に取り付けられている。さらに、遮熱板２０９の下方には、この遮熱板２０９にスペーサ２１５を介して保持板２１０がネジ２１４によって取り付けられている。
【００１１】
なお、熱盤には、トッププレート２０３の内部に温度センサ２１９が挿入されている。また、押板２０１の裏面には、異常温度感知器２１８が取り付けられている。そして、マイカヒータ２０２の発熱線２０４は、電源リード線２０５に接続されて装置の内部に導入されている。
【００１２】
従来例▲２▼における熱盤は、図１１に示したトッププレート２０３の裏面に、マイカヒータ２０２に代えて、シリコンラバーの中に発熱線２０４を埋め込んで構成される。
【００１３】
従来例▲３▼における熱盤は、図１１に示したトッププレート２０３の裏面に、マイカヒータ２０２に代えて、テフロン（商品名）等の耐熱樹脂内に発熱線２０４を埋め込んで構成される。
【００１４】
従来例▲４▼における熱盤は、図１２に示すように、トッププレート３０３の裏面にシーズヒータ３０４を埋め込むことによって構成されている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例▲１▼〜▲３▼の構成でなる熱盤のそれぞれは、加熱源である発熱体を単体で設けており、発熱体をトッププレート２０３に強く固定することが出来ず、トッププレート２０３との熱抵抗も大きいため、かつトッププレート２０３に半導体とか液晶が乗ったときの温度ひずみも大きいという問題があり、かつ構造がリボンなどの箔ヒータなのでトッププレート２０３の温度分布をめざす温度分布に作りやすいが、箔ヒータ自身がそれほど温度を上げられないこと、あるいはマイカは剥がれたりおれたり、シリコンは崩れやすいなどの欠点があった。
【００１６】
一方、従来例▲４▼の構成でなる熱盤は、トッププレート３０３の裏面にシーズヒータ３０４を埋め込んだものであるため、複数のヒータを指定した容量で組み込むことが難しく、表面の温度分布を均一に作ることも困難である。
【００１７】
それ故、本発明の課題は温度分布を良くし、かつトッププレートに液晶あるいは半導体を載置したときの熱盤の主面の温度ひずみの改良を図った熱盤を提供することにある。
【００１８】
【発明を解決するための手段】
本発明によれば、被加熱物を乗せて加熱する主面を有するフェースプレートと、該フェースプレートに設けた加熱要素とを含む熱盤において、前記加熱要素は、前記フェースプレートの平面方向における内周部及び外周部の一方の領域部分に前記主面に対向して設置した面状発熱体と、前記内周部及び前記外周部の他方の領域部分に前記主面に対向して配置したシーズヒータとを有していることを特徴とする熱盤が得られる。
【００１９】
また、本発明によれば、前記面状発熱体は、面状に形成したマイカヒータ、シリコンラバーヒータ、もしくは耐熱樹脂ヒータの少なくとも一種を用いたことを特徴とする熱盤が得られる。
【００２０】
また、本発明によれば、前記面状発熱体は、前記フェースプレートの前記内周部の前記領域部分にかつ前記主面に対向する裏面に設けられており、前記シーズヒータは、前記フェースプレートの前記外周部の領域部分にかつ前記主面に対向する裏面に形成した溝部に設けられていることを特徴とする熱盤が得られる。
【００２１】
また、本発明によれば、前記面状発熱体は、前記フェースプレートの前記外周部の前記領域部分にかつ前記主面に対向する裏面に設けられており、前記シーズヒータは、前記フェースプレートの前記内周部の領域部分にかつ前記主面に対向する裏面に形成した溝部に設けられていることを特徴とする熱盤が得られる。
【００２２】
また、本発明によれば、前記フェースプレートは、前記主面を有する平板状のプレート部と、前記シーズヒータを設けた保持プレート部とを有し、前記保持プレート部は、前記主面に対向する前記プレート部の裏面から前記プレート部の板厚方向へのびていることを特徴とする熱盤が得られる。
【００２３】
さらに、本発明によれば、前記フェースプレートは、前記主面を有する平板状のプレート部と、前記シーズヒータを設けた保持プレート部とを有し、前記主面に対向する前記プレート部の裏面と前記保持プレート部とが相互に固定されていることを特徴とする熱盤が得られる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図１及び図２を参照して本発明の熱盤の第１の実施の形態を説明する。図１及び図２を参照して、熱盤は、液晶ガラス基板のような被加熱物を乗せて加熱する主面１ａを有する金属性のフェースプレート１と、このフェースプレート１に設けた２種類の加熱要素とを含む。
【００２５】
２種類の加熱要素のそれぞれは、フェースプレート１の平面方向の内外周部のうち内周部の領域部分に主面１ａに対向して設置した面状発熱体２と、内外周部の外周部の領域部分に主面１ａに対向して設置したシーズヒータ３とを有している。
【００２６】
第１の実施の形態における面状発熱体２は、マイカヒータと呼ばれているものであって、絶縁マイカ板２ａに発熱線２ｂを巻き付けた発熱体２ｃの上下面に２枚の絶縁マイカ板２ｄ，２ｅをを設けて一体に構成したものである。
【００２７】
その他の面状発熱体２としては、シリコンラバーヒータ、もしくは耐熱樹脂ヒータ等を用いてもよい。面状発熱体２は、フェースプレート１の内周部の領域部分にかつ主面１ａに対向する裏面に当接して設けられている。シーズヒータ３は、フェースプレート１の外周部の領域部分にかつ主面１ａに対向する裏面に形成した溝部１ｂに設けられている。
【００２８】
フェースプレート１は、主面を有する平板形状のプレート部１ｃと、シーズヒータ３を設けた保持プレート部１ｄとを有している。保持プレート部１ｄは、プレート部１ｃの裏面からプレート部１ｃの板厚方向へのびている。即ち、プレート部１ｃの板厚寸法は、保持プレート部１ｄの板厚寸法よりも薄い寸法に造られている。
【００２９】
面状発熱体２の裏面には、ベースプレート４が設けられている。ベースプレート４は、プレート部１ｃの裏面に面状発熱体２を当接している。また、面状発熱体２は、保持プレート部１ｄの板厚寸法よりも薄い寸法であって、保持プレート部１ｄの内側で面状発熱体２をプレート部１ｃの裏面に押し当てている。面状発熱体２は、フェースプレート１及びベースプレート４との間に挟まれて複数のネジ１０によって一体に固定されている。
【００３０】
シーズヒータ３の両端部に設けれている端子部３ａは、ほぼ直角に曲げられて保持プレート１ｄの下方へ導出されている。また、面状発熱体２の発熱線２ｂの両端部の端子部２ｆは、ベースプレート４に形成されている端子挿通穴から外へ導出されている。
【００３１】
図３に示す熱盤は、第２の実施の形態例を示している。この熱盤は、図１及び図２に示した熱盤のフェースプレート１が２つに分割されているものである。なお、第２の実施の形態例においては、図１及び図２に示した熱盤と同じ機能を有するため構成の一部の説明を省略するとともに同じ符号にて説明する。
【００３２】
図３を参照して、フェースプレート１は、主面を有する平板形状のプレート部１ｃと、シーズヒータ３を設けた保持プレート部１ｄとを有している。プレート部１ｃの裏面と保持プレート部１ｄとは、これらが図示しないネジによって相互に固定されている。
【００３３】
図４及び図５は、熱盤の第３の実施の形態例を示している。図４及び図５を参照して、熱盤は、被加熱物を乗せて加熱する主面２１ａを有する金属性のフェースプレート２１と、このフェースプレート２１に設けた２種類の加熱要素とを含む。
【００３４】
２種類の加熱要素のそれぞれは、略ドーナツ状のフェースプレート１の平面方向の内外周部のうち外周部の領域部分に主面２１ａに対向して設置した面状発熱体２２と、内外周部の内周部の領域部分に主面２１ａに対向して設置したシーズヒータ２３とを有している。
【００３５】
第３の実施の形態における面状発熱体２２は、マイカヒータを用いており、絶縁マイカ板２２ａに発熱線２２ｂを巻き付けた発熱体２２ｃの上下面に２枚の絶縁マイカ板２２ｄ，２２ｅをを設けて一体に構成したものである。
【００３６】
その他の面状発熱体２２としては、シリコンラバーヒータ、もしくは耐熱樹脂ヒータ等を用いてもよい。面状発熱体２２は、フェースプレート２１の外周部の領域部分にかつ主面２１ａに対向する裏面に当接して設けられている。シーズヒータ２３は、フェースプレート２１の内周部の領域部分にかつ主面２１ａに対向する裏面に形成した溝部２１ｂに設けられている。
【００３７】
フェースプレート２１は、主面２１ａを有する平板形状のプレート部２１ｃと、シーズヒータ２３を設けた保持プレート部２１ｄとを有している。保持プレート部２１ｄは、プレート部２１ｃの裏面からプレート部２１ｃの板厚方向へ突出してのびている。即ち、プレート部２１ｃの板厚寸法は、保持プレート部２１ｄの板厚寸法よりも薄い寸法に作られている。
【００３８】
面状発熱体２２の裏面には、ベースプレート２４が設けられている。ベースプレート２４は、プレート部２１ｃの裏面に面状発熱体２２を当接している。また、面状発熱体２２は、保持プレート部２１ｄの板厚寸法よりも薄い寸法であって、保持プレート部２１ｄの外側で面状発熱体２２をプレート部２１ｃの裏面に押し当てている。面状発熱体２２は、フェースプレート２１及びベースプレート２４との間に挟まれて複数の固定ネジ２５によって一体に固定されている。
【００３９】
シーズヒータ２３の両端部に設けれている端子部２３ａは、ほぼ直角に曲げられてベースプレート２４の下方へ導出されている。また、面状発熱体２２の発熱線２２ｂの両端部の端子部２２ｆは、ベースプレート２４に形成されている端子挿通穴２５ａから外へ導出されている。
【００４０】
図６に示す熱盤は、第４の実施の形態例を示している。この熱盤は、図４及び図５に示した熱盤のフェースプレート２１が２つに分割されているものである。なお、第２の実施の形態例においては、図４及び図５に示した熱盤と同じ機能を有するため構成の一部の説明を省略するとともに同じ符号にて説明する。
【００４１】
図６を参照して、フェースプレート２１は、主面を有する平板形状のプレート部１ｃと、シーズヒータ３を設けた保持プレート部２１ｄとを有している。プレート部２１ｃの裏面と保持プレート部２１ｄとは、これらが図示しないネジによって相互に固定されている。
【００４２】
なお、第１乃至第４の実施の例において、シーズヒータ３，２３は、フェースプレート１，２１の溝部１ｂ，２１ｂに加締めによる装着した例を示したが、フェースプレート１，２１にシーズヒータ３、２３を直接鋳込みによって埋設してもよい。
【００４３】
また、フェースプレート１、２１は、アルミニウム材の厚さ約１０ｍｍとしてその裏面の外周部にシーズヒータ３，２３を設張り付けるように設けることができる。ベースプレートと４、２４とフェースプレート１、２１は同じ材料で構成しても良い。
【００４４】
第１及び第２の実施の形態例の熱盤では，約２４０〜３４０ｍｍの円盤状からなるフェースプレート１の裏面に、外周幅約３０ｍｍの外周面を残して一段薄くした裏面部を作り、外裏面には溝部１ｂをループ状に設け、そこにシーズヒータ３を加締め（あるいはネジ等）で固定している。そして、シーズヒータ３の端子３ａは裏面から垂直に出た状態にし、図７に示した制御回路３１へ接続している。
【００４５】
図７において、符号３２は、フェースプレート１に挿入された温度センサ２７、２８の温度を検出する検出部であり、３１は、温度制御部である。また、３３は、シーズヒータ３及び面状発熱体２の通電を制御する通電制御部を示している。一方の温度センサ２７は、フェースプレート１の周縁部に、他方の温度センサ２８はフェースプレート１の中央部に設ける。
【００４６】
第３及び第４の実施の形態例の熱盤では，プレート部２１ｄをアルミニウム材の厚さ約１０ｍｍとし、外裏面にシーズヒータ２３を張り付けるようにして設けている。約２４０〜３４０ｍｍ、厚さ１５〜２０ｍｍの円盤状からなりフェースプレート２１の裏面に外周幅約３０ｍｍの外裏面の一段薄い保持プレート部２１ｃを作り、そこに面状発熱体２２を組み込む。
【００４７】
次に、溝部２１ｂの内側に、シーズヒータ２３を加締めあるいはネジ等で儲け、シーズヒータ２３の端子部２３ａは裏面から垂直に出した状態で図示しない制御回路へ接続する。外裏面に設けた面状発熱体２２は、ネジ止め等で設ける。
【００４８】
図８は、第１の実施の形態例で示した熱盤の温度ひずみを温度グラフで示したものである。熱盤をベーク装置内で熱盤を１２０℃に制御中のフェースプレート１上に被加熱物を乗せたときの温度ひずみが従来例−２℃  ６０ｓが、本発明では０．４℃  ２０ｓに改良されたことを示している。
【００４９】
図９は、第３の実施の形態例で示した熱盤の温度ずみを温度グラフで示したものである。熱盤をベーク装置内で熱盤を１２０℃に制御中のフェースプレート１上に被加熱物を乗せたときの温度ひずみが従来例−２℃  ６０ｓが、本発明では０．３℃  １５ｓに改良されたことを示している。
【００５０】
【発明の効果】
上述のように本発明の熱盤によれば、トッププレートに半導体、液晶などの被加熱物が乗ったときの温度ひずみが大きいという欠点が簡単な構造で解消することができる。
【００５１】
また、トッププレートの外周の領域部分にシーズヒータを設ける構成によると、冷されている被加熱物が搬送されるときの外乱によって周囲部の温度が下がるのを補うこができる。
【００５２】
さらに、トッププレートの内周の領域部分にシーズヒータをいれるものは、冷されている被加熱物がトッププレート上に乗っかった場合に、トッププレートの内周部の近傍が急速に冷えるが、シーズヒータは即熱性があり、マイカーヒータは温度分布性がよいという特性を持っているため、内周部のシーズヒータで補うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱盤の第１の実施の形態例を示す断面図である。
【図２】図１の熱盤を分解した状態を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の熱盤の第２の実施の形態例を示す断面図である。
【図４】本発明の熱盤の第３の実施の形態例を示す断面図である。
【図５】図４の熱盤を分解した状態を示す分解斜視図である。
【図６】本発明の熱盤の第４の実施の形態例を示す断面図である。
【図７】図１の熱盤における回路例を示すブロック図である。
【図８】第１の実施の形態例で示した熱盤の温度ずみを温度グラフで示したものである。
【図９】第３の実施の形態例で示した熱盤の温度ずみを温度グラフで示したものである。
【図１０】従来のプリベーダー工程を説明するの概略図である。
【図１１】従来の熱盤及び装置を示す断面図である。
【図１２】従来の熱盤の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１，２１，２０３，３０３    フェースプレート
１ａ，２１ａ    主面
１ｂ，２１ｂ    溝部
１ｃ，２１ｃ    プレート部
１ｄ，２１ｄ    保持プレート部
２，２２，２０２    面状発熱体
２ａ，２２ａ    発熱体
２ｂ，２２ｂ，２０４    発熱線
２ｃ    絶縁マイカ
３，２３，３０４    シーズヒータ
４，２４    ベースプレート
１０，２５    固定ネジ
【図１】
0003764521.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003764521.tif 000009
【図９】
0003764521.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
0003764521.tif 000012
【図１２】
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