JP2006012925A - Heating/cooling apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置の製造の分野において使用される加熱部と冷却部とを備える加熱冷却装置に関する。 The present invention relates to a heating / cooling apparatus including a heating unit and a cooling unit used in the field of manufacturing semiconductor devices.
半導体製造装置では、ワークを加熱する場合と、ワークの加熱後にワークを常温まで冷却する場合とがある。また、ワークの加熱後発熱体を冷却する必要がある場合もある。そのため、半導体ウェハ等のワークを加熱する加熱装置には、加熱部と冷却部の双方が備わっている。 In the semiconductor manufacturing apparatus, there are a case where the workpiece is heated and a case where the workpiece is cooled to room temperature after the workpiece is heated. Further, it may be necessary to cool the heating element after heating the workpiece. Therefore, a heating device that heats a workpiece such as a semiconductor wafer includes both a heating unit and a cooling unit.
この場合、加熱装置の加熱部に冷却部が隣接して配置されていると、ワークの冷却を効率よく行うことができる。しかし、ワークの加熱時に加熱部の熱が冷却部に逃げるため、ワークを効率的に加熱することができない。 In this case, when the cooling unit is disposed adjacent to the heating unit of the heating device, the workpiece can be efficiently cooled. However, since the heat of the heating unit escapes to the cooling unit when the workpiece is heated, the workpiece cannot be efficiently heated.
上記課題を解決する手段としていくつかの技術が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1にかかる加熱装置は、冷却部を加熱部の背後に配置し、そして加熱部に間隙部分を設けることで、冷却部の冷気をワークに伝わり易くし、ワークの加熱と冷却の両立を図っている。
しかしながら、特許文献1にかかる加熱装置によれば、ワークの加熱と冷却の両立を図ることはできるが、加熱部に間隙部分を設けるため、ワークの均熱加熱が困難であった。そのため、ワークを効率よく加熱でき、しかも均熱加熱できる解決手段が求められていた。
However, according to the heating device according to
本発明は以下の記載事項に関する。 The present invention relates to the following items to be described.
(1) 貫通孔を有する加熱部と、
上記加熱部のワーク対向面の反対側に配置され、上記貫通孔を介してワークに接する冷却部昇降用ピンを有する冷却部と、
上記冷却部を支持し、上記冷却部昇降用ピンに加わる圧力に応じて上記冷却部を昇降可能とし、上記加熱部作動時に上記冷却部を上記加熱部から離間させる昇降手段と、を備える加熱冷却装置。
(1) a heating unit having a through hole;
A cooling unit that is disposed on the opposite side of the heating unit facing the workpiece and has a cooling unit lifting and lowering pin that is in contact with the workpiece through the through hole;
Heating / cooling comprising: elevating means for supporting the cooling unit, enabling the elevating / lowering of the cooling unit according to pressure applied to the cooling unit elevating pins, and separating the cooling unit from the heating unit when the heating unit is operated apparatus.
(2) 上記昇降手段は、圧縮コイルバネである上記(1)記載の加熱冷却装置。 (2) The heating / cooling device according to (1), wherein the elevating means is a compression coil spring.
本発明によれば、ワークの加熱時には冷却部は加熱部から離れた位置に配置される。そのため、加熱部の熱が冷却部に逃げることがないため、ワークを効率良く加熱することができる。また、加熱部に間隙部が設けられていないことからワークを均熱加熱することができる。 According to the present invention, when the workpiece is heated, the cooling unit is disposed at a position away from the heating unit. Therefore, since the heat of the heating part does not escape to the cooling part, the workpiece can be efficiently heated. In addition, since the gap is not provided in the heating part, the work can be soaked and heated.
以下に本発明について実施形態を挙げて説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。尚、発明の理解を容易にするため、加熱電源及び冷却水供給源は図示を省略する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to embodiments, but the present invention is not limited to the following embodiments. In order to facilitate understanding of the invention, the heating power source and the cooling water supply source are not shown.
図1に示すように本発明の実施形態にかかる加熱冷却装置1は、貫通孔14,16を有する加熱部10と、加熱部10のワーク対向面の反対側に配置され、貫通孔14,16を介してワークに接する冷却部昇降用ピン21a、21bを有する冷却部20と、加熱部10を支持すると共に冷却部20の昇降をガイドする支持ガイド部35と、冷却部20を支持し、冷却部昇降用ピン21a,21bに加わる力に応じて冷却部20を昇降可能とし、加熱部10作動時に冷却部20を加熱部10から離間させる昇降手段40a,40bと、支持ガイド部31,35を支持し、昇降手段40a,40bを収納する基台50と、を備える。
As shown in FIG. 1, the heating and
加熱部10は、発熱体12と、発熱体12の全周を覆うように配置された均熱体13と、発熱体12及び均熱体13を取り囲むケース11とから構成されている。加熱部10には図3の加熱部の上面図に示すように、冷却部昇降用ピンが突出可能な貫通孔14〜17が略等間隔に設けられている。さらに、加熱部10は、図3中点線で示された位置に配置された支持ガイド部31〜38により支持されている。かかる支持ガイド部31〜38の他端は冷却部20の孔を介して基台50に固定されている。
The
冷却部20は、冷却媒体の流通を可能とする中空部22を備えている。冷却部20は、中空部22に冷却水供給源から水などの冷却媒体が循環供給されることによって、冷却効果を発揮するよう構成されている。さらに冷却部20は、昇降手段としての圧縮コイルバネ40a,40bにより支持されている。そのため、冷却部昇降用ピン21a,21b上にワークが搭載されていない場合、冷却部20は圧縮コイルバネ40a,40bの復元力により押し上げられて、加熱部10に隣接する位置に配置される。また冷却部昇降用ピン21a,21bは、貫通孔14,16を介して、加熱部10のワーク側表面に突き出た状態となる。この冷却部昇降用ピンは、ワークWを保持する観点からは少なくとも3つ必要であるが、ワークを均熱加熱等する観点からは少ないことが好ましい。
The
加熱部10及び冷却部20は、熱伝導性が高い材料により構成されている。具体的には、発熱体13は、炭化ケイ素などから構成されている。均熱体12は、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、モリブデン鋼、サイアロンなどから構成されている。ケース11は石英、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、モリブデン鋼、サイアロンなどから構成されている。さらに、冷却部20は、ステンレス、アルミニウム、及びモリブデン鋼などから構成されている。冷却部昇降用ピン21a,21bは、モリブデン鋼、窒化ケイ素、窒化アルミ、炭化ケイ素などから構成されている。
The
以上のような構成を備えることから、図2に示すように、冷却部昇降用ピン上にワークWを搭載すると、ワークWの自重により冷却部10は、支持ガイド部31、35に沿って下降して加熱部10から離間する。一方、冷却部昇降用ピン21a,21bからワークWを取り除くと、圧縮コイルバネ40a,40bの復元力により、冷却部20は支持ガイド部31、35に沿って上昇して加熱部10に近接する。そのため、ワークWの加熱時に加熱部10の熱が冷却部20に逃げることがないため、ワークWを効率良く加熱することができる。しかも、加熱部10に間隙部が設けられていないことからワークWを均熱加熱することができる。加熱冷却装置1は以上のような作用効果を有することから、ワークW、即ち被加熱物として、ウェハ、サセプタ、基板、治具等の均熱加熱が要求される部材を好適に加熱することができる。
Since the structure as described above is provided, as shown in FIG. 2, when the work W is mounted on the cooling part lifting pins, the
実施形態の変形例
上記実施形態においては、ワークWの自重を利用して冷却部の昇降を行う構成としたが、冷却部昇降用ピン21a,21bにかかる圧力を増減することによっても、冷却部の昇降を行うことができる。かかる構成とすることで、ワークWの加熱時には冷却部20は加熱部10から離れた位置に配置され、ワークWの冷却時には冷却部20は加熱部10に隣接する位置に配置される。そのため、ワークWを効率良く加熱又は冷却することができる。つまり、比較的簡易にしかもワークスペースをとることなく加熱と冷却のオンオフ制御ができる。その結果、温度制御が容易になることで作業効率が向上する。
Modification of Embodiment In the above embodiment, the cooling unit is lifted and lowered by using the weight of the workpiece W. However, the cooling unit can also be increased or decreased by increasing or decreasing the pressure applied to the cooling
また、昇降用手段として圧縮コイルバネ40a,40bを用いたが、圧縮コイルバネ40a,40bの他に、弾性、復元力を有するゴム、樹脂材料、及びエアーダンパーやオイルダンパーの緩衝機構を用いても構わない。冷却部20に供給される冷却媒体としては、液体のほかにガスであっても構わない。
Further, although the
さらに、上記実施形態にかかる加熱冷却装置1は、上下反転させても構わない。上下を反転させる場合、ワークWは真空吸着手段、静電チャック装置及び電磁チャックを用いて保持させることが好ましい。加熱と冷却のオンオフ制御は冷却部昇降用ピン21a,21bにかかる圧力を増減することが好ましい。
Furthermore, the heating /
1:加熱冷却装置
10:加熱部
11:ケース
12:発熱体
13:均熱体
14〜17:貫通孔
20:冷却部
21:冷却部昇降用ピン
31〜38:支持ガイド部
40:昇降手段
50:基台
W:ワーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Heating / cooling apparatus 10: Heating part 11: Case 12: Heat generating body 13: Heat equalizing body 14-17: Through-hole 20: Cooling part 21: Cooling part raising / lowering pin 31-38: Support guide part 40: Elevating means 50 : Base
W: Work
Claims (2)
前記加熱部のワーク対向面の反対側に配置され、前記貫通孔を介してワークに接する冷却部昇降用ピンを有する冷却部と、
前記冷却部を支持し、前記冷却部昇降用ピンに加わる圧力に応じて前記冷却部を昇降可能とし、前記加熱部作動時に前記冷却部を前記加熱部から離間させる昇降手段と、を備える加熱冷却装置。 A heating part having a through hole;
A cooling unit disposed on the opposite side of the heating unit facing the workpiece, and having a cooling unit lifting pin that contacts the workpiece via the through hole;
Heating / cooling comprising: elevating means for supporting the cooling unit, enabling the elevating / lowering of the cooling unit according to the pressure applied to the cooling unit elevating pins, and separating the cooling unit from the heating unit when the heating unit is operated apparatus.
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2004
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