(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被成形物が載置される定盤内部に流通路が形成され、上記定盤を介して上記被成形物を加熱する熱源を備え、上記流通路内に所定量の作動液を充填した均熱装置において、一方側が上記定盤内部に形成された流通路と連通し、他方側が上記定盤外方に延在する中空状の放熱体を備え、上記流通路と上記放熱体とは連通した一つの密閉容器を構成することを特徴とする均熱装置。
【請求項２】
上記放熱体の上記定盤側に配置される開閉弁を備えたことを特徴とする請求項１に記載の均熱装置。
【請求項３】
上記放熱体の上記定盤側に設けられたフレキシブル体を備えたことを特徴とする請求項１に記載の均熱装置。
【請求項４】
上記放熱体の近傍に配置される送風機を備えたことを特徴とする請求項１に記載の均熱装置。
【請求項５】
上記送風機の流量を調整する流量調整体を備えたことを特徴とする請求項４に記載の均熱装置。
【請求項６】
上記放熱体の近傍に配置され、送風量を可変できる可変送風機を備えたことを特徴とする請求項１に記載の均熱装置。
【請求項７】
上記放熱体は一方側が上記定盤内部に形成された流通路と連通し、他方側が上記定盤の外周に沿って延在することを特徴とする請求項１に記載の均熱装置。
【請求項８】
被成形物が載置される定盤内部に流通路が形成され、上記定盤を介して上記被成形物を加熱する熱源を備え、上記流通路内に所定量の作動液を充填した均熱装置において、上記定盤の外周側に配設され、環状に形成された中空状の放熱体と、一方側が上記定盤内部に形成された流通路と連通し、他方側が上記環状の放熱体と連通する連通管とを備え、上記流通路と上記環状の放熱体と上記連通管とは連通した一つの密閉容器を構成することを特徴とする均熱装置。
【請求項９】
上記環状の放熱体へ送風するために設置される送風ダクトと、上記送風ダクトに設置される送風機とを備えたことを特徴とする請求項８に記載の均熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は例えば樹脂成型品、半導体ウエハ、液晶パネル等の被成形物を、加工される定盤上で温度を均一にする均熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の均熱装置としては、例えば同一出願人による特願平８−２６３１７１号に示されるようなものがあり、その概要を図１２及び図１３に基づいて説明する。これら各図において、１は下面に同心状に配置される複数の環状溝２が形成された第１の板状部材で、上面には複数の被成形物（図示せず）が載置される。３は各環状溝２を覆うように第１の板状部材１の下面に、例えばろう付け等で接合される第２の板状部材で、第１の板状部材１と共に定盤１０を構成しており、流通路４が形成される。５は第２の板状部材３から下方に突出して形成され、定盤１０内の流通路４と連通する複数の液溜り部で、箱部材を溶接等により接合するか、第２の板状部材３を深絞り加工する等して形成されている。６は液溜り部５内に貯溜される作動液、７は一方側が液溜り部５内の作動液中に浸漬され、他方側の端子部が液溜り部５の側壁を貫通して外部に突出する熱源であり、例えばヒータ等から構成されている。
【０００３】
次に動作について説明する。定盤１０に被成形物を載置して加熱成形を行う場合は、液溜り部５内に貯溜される作動液６中に浸漬された熱源７により作動液６を直接加熱する。加熱された作動液６は蒸発して気化し、流通路４を経て定盤１０全体に広がり、その潜熱を流通路４である環状溝２壁面で定盤１０へ伝達し被成形物の加熱を行う。潜熱を奪われた作動液６の蒸気は流通路４である環状溝２壁面で凝縮液化し、液溜り部５内に還流する。このような一連の動作を自然的に繰り返すことにより、定盤１０に載置された被成形物を均一に加熱する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の均熱装置は以上のように構成され、被成形物をある設定温度で均熱処理することができるが、例えばある設定温度で均熱処理した被成形物を低い温度で再度均熱処理したい場合ある。１台の均熱装置で対応する場合は、その均熱装置の温度を初期の設定温度から次工程の設定温度に変化させる必要があるが、冷却機能が無いため、表面からの自然放熱に頼るしかなく、再設定された温度に到達するまで多大の時間を要する。結果として、生産プロセス全体の時間を引き延ばしてしまうという課題がある。また、このロスタイムを少なくするため、各処理温度に設定された２台の均熱装置で対応する場合には、２台分のコストと２台分のスペースが必要となる課題がある。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、熱源による加熱を定盤表面に均等に行えるとともに、定盤表面を冷却できる均熱装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る均熱装置は、被成形物が載置される定盤内部に流通路が形成され、その定盤を介して被成形物を加熱する熱源を備え、流通路内に所定量の作動液を充填した均熱装置において、一方側が定盤内部に形成された流通路と連通し、他方側が定盤外方に延在する中空状の放熱体を設け、流通路と放熱体とが連通した一つの密閉容器を構成するものである。
【０００７】
また、この発明の請求項２に係る均熱装置は、請求項１において、放熱体の定盤側に配置される開閉弁を設けたものである。
【０００８】
また、この発明の請求項３に係る均熱装置は、請求項１において、放熱体の定盤側に設けられたフレキシブル体を設けたものである。
【０００９】
また、この発明の請求項４に係る均熱装置は、請求項１において、放熱体の近傍に配置される送風機を設けたものである。
【００１０】
また、この発明の請求項５に係る均熱装置は、請求項４において、送風機の流量を調整する流量調整体を設けたものである。
【００１１】
また、この発明の請求項６に係る均熱装置は、請求項１において、放熱体の近傍に配置され送風量を可変できる可変送風機を設けたものである。
【００１２】
また、この発明の請求項７に係る均熱装置は、請求項１において、一方側が定盤内部に形成された流通路と連通し、他方側が定盤の外周に沿って延在する放熱体を設けたものである。
【００１３】
また、この発明の請求項８に係る均熱装置は、被成形物が載置される定盤内部に流通路が形成され、定盤を介して被成形物を加熱する熱源を備え、流通路内に所定量の作動液を充填した均熱装置において、定盤の外周側に配設され、環状に形成された中空状の放熱体と、一方側が定盤内部に形成された流通路と連通し、他方側が環状の放熱体と連通する連通管とを設け、流通路と環状の放熱体と連通管とが連通した一つの密閉容器を構成するものである。
【００１４】
また、この発明の請求項９に係る均熱装置は、請求項８において、環状の放熱体へ送風するために設置される送風ダクトと、送風ダクトに設置される送風機とを設けたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１及び図２はこの発明の実施の形態１における均熱装置の構成を示す要部平面図及び断面図である。これら各図において、１は下面に同心状に配置される複数の環状溝２が形成された第１の板状部材で、上面には複数の被成形物（図示せず）が載置される。３は各環状溝２を覆うように第１の板状部材１の下面に、例えばろう付け等で接合される第２の板状部材で、第１の板状部材１と共に定盤１０を構成しており、流通路４が形成される。５は第２の板状部材３から下方に突出して形成され、定盤１０内の流通路４と連通する複数の液溜り部で、箱部材を溶接等により接合するか、第２の板状部材３を深絞り加工する等して形成されている。６は液溜り部５内に貯溜される作動液、７は一方側が液溜り部５内の作動液中に浸漬され、他方側の端子部が液溜り部５の側壁を貫通して外部に突出する例えばヒータ等から成る熱源である。１１は一方側が定盤１０内部に形成された流通路４と連通し、他方側が定盤１０外方に例えば放射状に延在する放熱体であり、チューブ１２と放熱フィン１３とから成る場合を示している。このように、定盤１０の流通路４、液溜り部５、放熱体１１のチューブ１２内とが連通し一つの密閉容器が構成される。
【００１６】
上記のように構成された実施の形態１における均熱装置において、定盤１０に被成形物を載置して加熱成形を行う場合は、液溜り部５内に貯溜される作動液６中に浸漬された熱源７により作動液６を直接加熱する。加熱された作動液６は蒸発して気化し、流通路４を経て定盤１０全体に広がり、その潜熱を流通路４である環状溝２壁面で定盤１０へ伝達し被成形物の加熱を行う。潜熱を奪われた作動液６の蒸気は流通路４である環状溝２壁面で凝縮液化し、液溜り部５内に還流する。このような一連の動作を自然的に繰り返すことにより、定盤１０に載置された被成形物を均一に加熱する。
【００１７】
このように、熱源７の熱は、作動液６の蒸気により、液溜り部５・流通路４・放熱体１１とにより構成される密閉容器の内部に拡散し、流通路４内壁面での凝縮によつて熱輸送を行うので、定盤１０表面を均一に加熱することができ、定盤１０の上面に載置される被加工物６を均一に加熱することができる。
【００１８】
また、上述した作用により定盤１０部全体を加熱すると、定盤１０自体には一定量の熱が蓄積されるが、定盤１０の温度を下げるためにはこの蓄積された熱を放熱する必要がある。その放熱面積としては、定盤１０自体の表面積しかないため降温に時間がかかってしまう。しかしながら、この発明の実施の形態１による放熱体１１を設けたことにより、放熱面積を大きく確保でき、かつ流通路４と連通されるチューブ１２により、定盤１０に蓄積された熱を熱源として放熱体１１のチューブ１２内壁面を作動液の凝縮部として作動液６の蒸発気化、凝縮液化の動作が自然に繰り返され、定盤１０に蓄積された熱を効率よく放熱体１１へ伝熱し放熱させることができるので、定盤１０部の温度を均一に保ちながら降温させることができ、温度制御性の高い均熱装置を得ることができる。
また、放熱体１１が定盤１０の周囲に一カ所配置された場合を示しているが、定盤１０の周囲に複数配置しても良い。
【００１９】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２における均熱装置の構成を示す断面図である。図において、１〜７、１０〜１３は上述した実施の形態１の構成と同様である。１４は放熱体１１のチューブ１２の定盤１０側に配置される開閉弁である。
【００２０】
上記のように構成された実施の形態２における均熱装置においては、放熱体１１のチューブ１２の定盤１０側に開閉弁１４を配置したことにより、例えば加熱・昇温時の放熱体１１からの不要な放熱を削減することができ、熱効率の高い均熱装置を得ることができる。
また、放熱体１１が定盤１０の周囲に一カ所配置された場合を示しているが、定盤１０の周囲に複数配置しても良い。
【００２１】
実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３における均熱装置の構成を示す断面図である。図において、１〜７、１０〜１３は上述した実施の形態１の構成と同様である。１５は放熱体１１のチューブ１２の定盤１０側に設けられたフレキシブル体である。
【００２２】
このように上記実施の形態３によれば、放熱体１１のチューブ１２の定盤１０側にフレキシブル体１５を設けたことにより、例えば加熱・昇温時において、放熱体１１からの不要な放熱を削減したい場合は、放熱体１１の放熱フィン１３側を定盤１０よりも下方にすることで、凝縮液化した作動液がチューブ１２内に溜まるため、放熱を抑制することができる。また、冷却・降温時は放熱体１１の放熱フィン１３側を定盤１０よりも上方にすることで、蒸発気化・凝縮液化のサイクルが正常に行われ、効率良く定盤１０に蓄積された熱を放熱することができる。
また、放熱体１１が定盤１０の周囲に一カ所配置された場合を示しているが、定盤１０の周囲に複数配置しても良い。
【００２３】
実施の形態４．
図５はこの発明の実施の形態４における均熱装置の構成を示す断面図である。図において、１〜７、１０〜１３は上述した実施の形態１の構成と同様である。１６は放熱体１１の放熱フィン１３近傍に配置される送風機である。
【００２４】
上記のように構成された実施の形態４では、放熱体１１の放熱フィン１３近傍に送風機１６を配置したことにより、放熱体１１の放熱熱伝達を促進させることができ、より早い時間での降温を可能とし、さらに温度制御性の高い均熱装置を得ることができる。なお、送風機１６を設置する場合、常時稼働することは、例えば定盤１０を加熱昇温する場合において、無駄な放熱により、定盤１０が設定温度に達するまでの時間が長くなってしまうので、加熱昇温時は送風機１６を停止しておき、降温が必要となった場合にのみ送風機１６を運転するようにすることによりさらに効率の良い運転が可能となる。
また、放熱体１１が定盤１０の周囲に一カ所配置された場合を示しているが、定盤１０の周囲に複数配置しても良い。
【００２５】
実施の形態５．
図６はこの発明の実施の形態５における均熱装置の構成を示す断面図である。図において、１〜７、１０〜１３、１６は上述した実施の形態４の構成と同様である。１７は送風機１６の流量を調整する流量調整体である。
【００２６】
上記のように構成された実施の形態５では、放熱体１１の放熱フィン１３近傍に送風機１６を配置し、その送風機１６の流量を調整する流量調整体１７を設けたことにより、送風機１６の流量を調整するすることができるので、定盤１０の温度の昇温・降温時間を調整することができる。例えば被成形物に応じて急激に加熱・冷却したい場合やある一定の温度勾配によって加熱・冷却したい場合などに対応可能な均熱装置を得ることができる。
また、放熱体１１が定盤１０の周囲に一カ所配置された場合を示しているが、定盤１０の周囲に複数配置しても良い。
【００２７】
実施の形態６．
図７はこの発明の実施の形態６における均熱装置の構成を示す断面図である。図において、１〜７、１０〜１３は上述した実施の形態１の構成と同様である。１８は放熱体１１の放熱フィン１３近傍に配置され、送風量を可変できる可変送風機である。
【００２８】
このように上記実施の形態６によれば、放熱体１１の放熱フィン１３近傍に可変送風機１８を配置したことにより、上記実施の形態５と同様の効果を奏する。さらに、細かな風量調整にも対応することができ、高精度の均熱装置を得ることができる。また、上記実施の形態５よりも部品点数も削減でき経済性にも優れている。
また、放熱体１１が定盤１０の周囲に一カ所配置された場合を示しているが、定盤１０の周囲に複数配置しても良い。
【００２９】
実施の形態７．
図８はこの発明の実施の形態７における均熱装置の構成を示す平面図である。図において、１０は定盤、１９は一方側が定盤１０内部に形成された流通路４と連通し、他方側が定盤１０の外周に沿って延在する放熱体であり、チューブ２０と放熱フィン２１とから成る場合を示している。このように、定盤１０の流通路４、液溜り部５、放熱体１９のチューブ２０内とが連通し一つの密閉容器が構成される。
【００３０】
このように上記実施の形態７によれば、放熱体１９の他方側を定盤１０の外周に沿って延在させたことにより、装置全体の設置スペースを大幅に削減できるので、本装置が組み込まれる半導体製造装置、その他システム等の小型化を図ることができる。
【００３１】
実施の形態８．
図９及び図１０はこの発明の実施の形態８における均熱装置の構成を示す平面図及び断面図である。これら各図において、１〜７、１０〜１３は上述した実施の形態１の構成と同様である。２２は定盤１０の外周側に配設される環状の放熱体、２３は一方側が定盤１０内部に形成された流通路４と連通し、他方側が環状の放熱体２２と連通する連通管、２４は環状の放熱体２２に装着された放熱フィンである。このように、定盤１０の流通路４、液溜り部５、連通管２３、放熱体２２内とが連通し一つの密閉容器が構成される。
【００３２】
しかるに、上述した各実施の形態においては、放熱体が短管構成の場合を示しているが、この場合には放熱時に定盤１０部の熱で作動液が急騰し、これによって定盤１０部先端へ作動液が押しやられて作動液が定盤１０部へ還流しない熱輸送限界現象が生じる可能性がある。しかし、このように上記実施の形態８によれば、定盤１０の外周側に環状の放熱体２２を配設し、連通管２３により定盤１０内部に形成された流通路４と環状の放熱体２２と連通することにより、放熱体２２全体をループ構造とすることができるので、熱輸送限界現象を生じるのを抑制することができ、安定した均熱装置を得ることができる。
【００３３】
実施の形態９．
図１１はこの発明の実施の形態９における均熱装置の構成を示す断面図である。図において、１〜７、１０〜１３、２２〜２４は上述した実施の形態８の構成と同様である。２５は環状の放熱体２２へ送風するために設置される送風ダクト、２６は送風ダクト２５に設置される送風機である。
【００３４】
このように上記実施の形態９によれば、環状の放熱体２２へ送風する送風ダクト２５に送風機２６からの冷却風を通すことにより、その冷却風により環状の放熱体２２が冷却されるので、定盤１０面をより均一に保持しながら急速な冷却が可能となる。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、この発明の請求項１に係る均熱装置は、被成形物が載置される定盤内部に流通路が形成され、その定盤を介して被成形物を加熱する熱源を備え、流通路内に所定量の作動液を充填した均熱装置において、一方側が定盤内部に形成された流通路と連通し、他方側が定盤外方に延在する中空状の放熱体を設け、流通路と放熱体とが連通した一つの密閉容器を構成することにより、定盤部の温度を均一に保ちながら降温させることができ、温度制御性の高い均熱装置を得ることができる。
【００３６】
また、この発明の請求項２に係る均熱装置は、請求項１において、放熱体の定盤側に配置される開閉弁を設けたことにより、加熱・昇温時の放熱体からの不要な放熱を削減することができ、熱効率の高い均熱装置を得ることができる。
【００３７】
また、この発明の請求項３に係る均熱装置は、請求項１において、放熱体の定盤側に設けられたフレキシブル体を設けたことにより、加熱・昇温時の放熱体からの不要な放熱を削減することができ、熱効率の高い均熱装置を得ることができる。
【００３８】
また、この発明の請求項４に係る均熱装置は、請求項１において、放熱体の近傍に配置される送風機を設けたことにより、放熱体１１の放熱熱伝達を促進させることができ、より早い時間での降温を可能とし、さらに温度制御性の高い均熱装置を得ることができる。
【００３９】
また、この発明の請求項５に係る均熱装置は、請求項４において、送風機の流量を調整する流量調整体を設けたことにより、送風機の流量を調整するすることができるので、定盤１０の温度の昇温・降温時間を調整することができる。
【００４０】
また、この発明の請求項６に係る均熱装置は、請求項１において、放熱体の近傍に配置され、送風量を可変できる可変送風機を設けたことにより、上記実施の形態５と同様の効果を奏する。さらに、細かな風量調整にも対応することができ、高精度の均熱装置を得ることができる。
【００４１】
また、この発明の請求項７に係る均熱装置は、請求項１において、一方側が定盤内部に形成された流通路と連通し、他方側が定盤の外周に沿って延在する放熱体を設けたことにより、装置全体の設置スペースを大幅に削減できるので、本装置が組み込まれる装置、その他システム等の小型化を図ることができる。
【００４２】
また、この発明の請求項８に係る均熱装置は、被成形物が載置される定盤内部に流通路が形成され、定盤を介して被成形物を加熱する熱源を備え、流通路内に所定量の作動液を充填した均熱装置において、定盤の外周側に配設され、環状に形成された中空状の放熱体と、一方側が定盤内部に形成された流通路と連通し、他方側が環状の放熱体と連通する連通管とを設け、流通路と環状の放熱体と連通管とが連通した一つの密閉容器を構成することにより、放熱体全体をループ構造とすることができるので、熱輸送限界現象を生じるのを抑制することができ、安定した均熱装置を得ることができる。
【００４３】
また、この発明の請求項９に係る均熱装置は、請求項８において、環状の放熱体へ送風するために設置される送風ダクトと、送風ダクトに設置される送風機とを設けたことにより、その冷却風により環状の放熱体が冷却されるので、定盤面をより均一に保持しながら急速な冷却が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１における均熱装置の構成を示す要部平面図である。
【図２】  この発明の実施の形態１における均熱装置の構成を示す側断面図である。
【図３】  この発明の実施の形態２における均熱装置の構成を示す断面図である。
【図４】  この発明の実施の形態３における均熱装置の構成を示す断面図である。
【図５】  この発明の実施の形態４における均熱装置の構成を示す断面図である。
【図６】  この発明の実施の形態５における均熱装置の構成を示す断面図である。
【図７】  この発明の実施の形態６における均熱装置の構成を示す平面図である。
【図８】  この発明の実施の形態７における均熱装置の構成を示す平面図である。
【図９】  この発明の実施の形態８における均熱装置の構成を示す平面図である。
【図１０】  この発明の実施の形態８における均熱装置の構成を示す断面図である。
【図１１】  この発明の実施の形態９における均熱装置の構成を示す断面図である。
【図１２】  従来の均熱装置の一例を示す要部平面図である。
【図１３】  従来の均熱装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
４  流通路、７  熱源、１０  定盤、１１  放熱体、１４  開閉弁、
１５  フレキシブル体、１６  送風機、１７  流量調整体、１８  可変送風機、
１９  放熱体、２２  放熱体、２３  連通管、２５  送風ダクト、２６  送風機。
【図１】
0003757056.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】
0003757056.tif 000007
【図７】
0003757056.tif 000008
【図８】
0003757056.tif 000009
【図９】
0003757056.tif 000010
【図１０】
0003757056.tif 000011
【図１１】
0003757056.tif 000012
【図１２】
0003757056.tif 000013
【図１３】
0003757056.tif 000014