CN1319251A - 孔板机构 - Google Patents

Abstract

一种孔板机构,其可在短时间对孔板进行均匀地冷却。该孔板机构(1)包括孔板(3),该孔板具有发热元件(10);外壳(2),该外壳(2)支承上述孔板。上述孔板和外壳构成内部空间(S1)。在外壳的底壁(2a)上,形成二个进口(17)和二个底侧开口部(31)。

Description

孔板机构

技术领域

本发明涉及比如，半导体装置的制造工艺用的孔板机构。

背景技术

在半导体装置制造工艺中，在对硅片涂敷感光性树脂后，为了使感光性树脂干燥，比如，通过孔板机构这样的加热装置，对其进行加热。

比如，JP特公平4-13873号文献公开了过去的加热装置。该加热装置包括氮化铝烧结体形成的孔板，以及设置于该板上的电阻体。该电阻体设置于构成孔板的二个陶瓷主体件之间。电阻体的两个端子从孔板的侧面突出。两个端子通过电源导线，与电源连接。

将硅片放置于孔板的顶面。通过对电阻体通电，将硅片加热到规定温度(比如，100℃～900℃)。

在将感光性树脂干燥后，在从孔板上，取出硅片的场合，对孔板施放冷气，直至到达某种程度的，较低的温度。但是，由于孔板的冷却要求较长的时间，故妨碍了生产率的提高。

于是，比如，JP特公平8-8246号文献公开了下述技术，其中为了缩短孔板冷却时间，将散热片型的冷却体安装于孔板上。该冷却体可局部地对孔板进行冷却，然而，不能够对整个孔板进行均匀地冷却。

本发明的公开

本发明的目的在于提供一种孔板机构，其结构简单，成本较低，可在短时间对整个孔板进行均匀地冷却。

为了实现上述目的，本发明的第一种形式提供一种孔板机构，其包括外壳，该外壳具有底部和第一开口部；孔板，该孔板设置于上述第一开口部，具有发热元件，上述底部具有第二开口部。

本发明的第二种形式提供一种孔板机构，其包括孔板，该孔板具有发热元件；外壳，该外壳支承上述孔板。该外壳具有与上述孔板相对的底部，由上述孔板覆盖的第一开口部，以及形成于上述底部的第二开口部。

最好，该孔板机构还包括进口，该进口安装于上述外壳上，可将流体送入。

最好，上述进口具有多个。

最好，上述第二开口部具有多个。

最好，上述流体包含空气。

附图的简单说明

图1为第一实施例的孔板机构的基本剖视图；

图2为图1所示孔板机构的局部放大剖视图；

图3a和图3b为另一实施例的孔板机构的基本仰视图；

图4为表示图1所示孔板机构的冷却速度的曲线图。

实现本发明的最佳方式

下面参照图1和图2，对本发明的第一实施例的孔板机构进行描述。

如图1和图2所示，孔板机构1的主要构成部件包括金属制(比如，铝制)的外壳2和孔板3。

上述外壳2包括底壁2a，以及顶侧开口部4。在底壁2a的中间附近的三个部位，设置有分别贯穿有图中未示出的提升销的管脚贯穿套5。三个提升销支承硅片W1，将硅片从孔板3的顶面，上抬到规定的高度。在底壁2a的外周部，形成引线孔7，该引线孔7用于贯穿向孔板3供给电流的引线6。

孔板3为低温用孔板，在200℃～300℃的范围内，对涂敷有感光性树脂的硅片W1进行加热，使其干燥。孔板3包括由陶瓷烧结体形成的板状主体件9，以及安装于板状主体件9上的发热元件(电阻体)10。板状主体件9通过密封部件14，设置于顶侧开口部4。由此，在外壳2的内侧与孔板3的底面之间，形成内部空间S1。

如图1所示，板状主体件9为圆板状。板状主体件9的直径比外壳2的外形尺寸稍小。发热元件10呈同心圆状或螺旋状，安装于板状主体件9的底面上。在孔板3的中心部，在与三个套5相对应的位置上，形成提升销孔11。

作为板状主体件9的材料，可选择氮化物陶瓷烧结体，其具有耐热性优良，并且热传导率较高的性质。作为氮化物陶瓷，最好采用比如，氮化铝，氮化硅，氮化硼，氮化钛这样的金属氮化物陶瓷烧结体。在这些烧结体中，特别是最好采用具有最高热传导率的氮化铝烧结体。此外，还可采用碳化硅，碳化锆，碳化钛，碳化钽，碳化钨这样的金属碳化物陶瓷的烧结体。

发热元件10通过在板状主体件9上，烧付导电膏而形成。作为导电膏，包含金属粒子，金属氧化物，树脂和溶剂。适合的金属粒子比如，为金，银，白金，钯，铅，钨，镍。采用这些金属的原因在于：即使在高温晒的情况下，仍较难于酸化，由于具有足够的抵抗值，容易通过通电而发热。适合的金属氧化物比如，为氧化铅，氧化锌，二氧化硅，氧化硼，氧化铝，三氧化二钇，二氧化钛。

如图2所示，在发热元件10中的两个端部，分别形成有作为外部连接端子的焊盘10a。端子管脚12与发热元件10导通。发热元件10通过引线6和端子管脚12供给的电流而发热，对整个孔板3进行加热。

如图2所示，在顶侧开口部4的顶面(唇部)，按照等间距形成有多个安装孔13。密封部件14设置于该唇部上。环状的密封部件14的内径基本上等于顶侧开口部4的直径。作为密封部件14的材料，最好采用比如，树脂和橡胶这样的弹性体。密封部件14具有与多个安装孔13相对应的多个螺纹孔15。在密封部件14的内壁上，形成支承台阶部16，该支承台阶部16用于支承孔板3的底面。当将孔板3设置于支承台阶部16上时，密封部件14的顶端面基本上与孔板3的顶面处于同一平面。孔板3基本上沿水平支承于支承台阶部16上。

密封部件14对顶侧开口部4的顶面，与孔板3的底面之间的间隙进行密封。由此，防止流体(空气)从该间隙泄漏。

如图1和图2所示，环状保持件21通过螺栓25，固定于密封部件14上。环状保持件21包括环状主体22，多个螺纹孔23，以及多个止动凸部24。止动凸部24将孔板3，朝向支承台阶部15按压。孔板3固定于密封部件14与环状保持件21之间。

如图1所示，二个进口17采用螺栓等的固定机构，固定于底壁2a上。二个底侧开口部31按照穿过底壁2a的方式形成。底侧开口部31按照从二个进口17，朝向径向外侧离开的方式设置。通过进口17，外壳2的内部与外部连通。

在进口17的内周面的底部，形成阴螺纹，在此处，设置于图中未示出的流体供给管。流体供给管的另一端在与孔板机构1稍有离开的部位，实现打开。通过设置于流体供给管的两端之间的气体压送泵，冷却用的空气通过进口17，供给到外壳2的内部。

如图2所示，在引线孔7上，安装有密封圈8。该密封圈8由橡胶等的弹性体形成，其具有通孔。引线6穿过密封圈8的通孔，在外壳2的外部伸出。密封圈8将引线6与引线孔7之间密封。由此，防止空气在引线6与引线孔7之间流通。

下面对孔板机构1的使用方法进行描述。

将涂敷有感光性树脂的硅片W1放置于孔板3上。如果对发电元件10通电，便对孔板3加热。硅片W1通过与孔板3接触而加热。上述加热连续进行，直至将感光性树脂充分地干燥。在干燥后，停止对发热元件的通电。

接着，驱动气体压送泵，通过进口17，将冷却空气供给到内部空间S1。将冷却空气从进口17，朝向孔板3的底面，垂直地吹拂。在内部空间S1，冷却空气在与孔板3的整个底面接触的同时，朝向底侧开口部31移动。通过该移动，基本上均匀地将孔板3冷却，冷却空气通过吸收孔板3的热而处于高温状态。高温的空气通过底侧开口部31，朝向孔板机构1的外部排放。冷却空气的流动通过粗线箭头，在图中以示意方式示出。然后，在孔板3冷却到规定温度时，从孔板3上，取下硅片W1。

在这里，给出冷却效率的实验。按照下述方式，对第一实施例的孔板机构1的冷却效率进行调查。

测定加热到200℃的孔板3的表面温度的变化。将表面温度从200℃冷却到25℃所需要的时间(冷却时间)作为冷却效率的指标。为了比较，同样针对两个已有技术的孔板机构，测定冷却效率。第一已有技术的孔板机构不带有冷却机构。第二已有技术的孔板机构带有使冷风与孔板接触的冷却机构。

其结果表示于图4中。曲线(a)表示第一实施例的温度变化。曲线(b)表示第一已有技术的温度变化。曲线(c)表示第二已有技术的温度变化。在第一实施例的孔板机构1的场合，冷却时间约为2分钟。与此相对，第一已有技术的冷却时间约为240分钟。第二已有技术的冷却时间约为10分钟。由此可知，本发明第一实施例的孔板机构1的冷却时间比已有技术短，其冷却效率显著提高。

按照第一实施例，获得下述的优点。

(1)由于流过外壳2的内部的流体通过形成于底壁2a的两个底侧开口部31，移动到外壳2的外部，故将孔板3的热量有效地排出。其结果是，将整个孔板3在短时间均匀地冷却。

(2)底侧开口部31仅仅是在孔板机构1的制作步骤中，添加外壳2的开孔步骤而形成的。由此，比如，与在外壳2中，开设流体排出口的场合相比较，孔板机构1的制造简单，并且制造成本较低。

(3)孔板机构1为比具有流体排出口的相应机构简单的结构。由此，孔板机构1难于发生故障，容易维护。

(4)可从设置于底壁2a上的二个进口17，使冷却空气在外壳2的内部空间S1中流通。整个孔板3通过冷却空气强制地冷却。另外，获取孔板3的热量的空气容易从底侧开口部31，朝向外部排出。因此，冷却空气的流通效率提高，在短时间，均匀地将整个孔板3冷却。

(5)由于将冷却空气从进口17，垂直地朝向孔板3的底面吹拂，故可有效地将孔板冷却。

(6)由于将冷却空气从两个进口17送入，故冷却空气与孔板3的整个底面均匀地接触。

(7)相对孔板3的底面突出的端子管脚12等的突出部件被外壳2所覆盖。因此，外壳2与突出部件的存在如何无关，其可在没有困难的情况下安装在图中未示出的支承台上。

(8)由于在底壁2a上，形成底侧开口部31，故使外壳2的热容量降低，另外，容易使流体排出。换言之，通过在孔板机构1的制造步骤中，添加不增加制造成本的简单步骤，可使孔板3的冷却速度提高。

第一实施例还可按照下述方式变换。

·如果确保某种程度的密封性，也可省略密封部件14。在此场合，孔板3设置于外壳2的顶侧开口部4的顶面，环状保持件21通过螺钉直接紧固于外壳2上。

·也可将进口17的数量增加到三个以上。进口17的数量越多，越可在短时间，对孔板进行均匀地冷却。还可将底侧开口部31的数量增加到三个以上。

·如图3a所示，还可将分开的三个电阻体32～34用作发热元件10。为了使电阻体32～34发热，采用三个发热控制电路，对供给电阻体32～34的电力单独地进行控制。在此场合，孔板3具有图3b所示的三个发热区域A1～A3。多个(比如，三个)进口17(O符号)和底侧开口部31(O符号)分别位于每个温度区域A1～A3。另外，在图3b，按照与同一区域A1～A3相对应的方式设置的三个进口17和三个底侧开口部31分别按照等角度间距，实现分开。换言之，同一区域内的三个进口17和三个底侧开口部31分别位于假想的正三角形的三个顶点。

按照此方式，通过各控制电路的通/断切换，单独地对各发热区域A1～A3的温度进行控制。另外，由于通过从多个进口17送入的冷却空气，对各发热区域A1～A3进行冷却，故更加均匀地将孔板3冷却。

进口17和底侧开口部31的位置也可变换。

此外，按照与同一区域相应的方式设置的进口17和底侧开口部31的数量可至少为一个。

发热控制电路的个数还可为二个或四个以上。在此场合，进口17的总数可为发热控制电路的数量的70％以上，不必相对一个发热控制电路，设置一个以上的进口17。比如，进口17的数量在发热控制电路为10个时，可大于七个，当发热控制电路为四个时，可大于三个。

·引线孔7还可形成于外壳2的底壁2a以外的部位，比如外壳2的侧壁部。

·在内部空间S1，还可将空气以外的，比如碳酸气体，氮等的惰性气体这样的气体作为冷却用流体，使其流通。另外，也可采用绝缘性的液体这样的，不对电路造成不利影响的流体。

·还可在板状主体件9中，埋入热电偶，其由于测定孔板3的温度。通过改变热电偶的检测信号，改变供给发热元件10的电压或电流，对孔板3的温度进行控制。在此场合，热电偶的引线通过密封圈8，伸出到外壳2的外部。

Claims (6)

1．一种孔板机构，其包括外壳，该外壳具有底部和第一开口部；孔板，该孔板设置于上述第一开口部，具有发热元件，上述底部具有第二开口部。

2．根据权利要求1所述的孔板机构，其特征在于上述孔板机构还包括进口，该进口安装于上述外壳上，可将流体送入。

3．根据权利要求2所述的孔板机构，其特征在于上述进口具有多个。

4．根据权利要求1至3中的任何一项所述的孔板机构，其特征在于上述第二开口部具有多个。

5．根据权利要求2或3所述的孔板机构，其特征在于上述流体包含空气。

6．一种孔板机构，其包括：

孔板，该孔板具有发热元件；

外壳，该外壳支承上述孔板，该外壳具有与上述孔板相对的底部，由上述孔板覆盖的第一开口部，以及形成于上述底部的第二开口部。

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