JP2539353Y2 - 半導体製造装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔概要〕 ウエハークーリングプレートの改善に関し、 ウエハーを早急に冷却させることを目的とし、加熱し
た半導体ウエハーの冷却を実施するための半導体製造装
置において、前記半導体ウエハーを搭載するためのプレ
ートと、該プレート内部に冷却水を流して前記半導体ウ
エハーを常温まで冷却させる構成を有するウエハークー
リングプレートを有し、該ウエハーリングプレートは、
前記半導体ウエハーに接する温度センサと、該温度セン
サの検知温度に応答して動作する制御器と、該制御器に
よって開閉される複数の弁とをさらに具備し、最初に常
温以下に冷却した一次冷却水を前記プレート内部へ給水
して前記半導体ウエハーを常温近くまで冷却し、次に常
温に冷却した二次冷却水を該プレート内部へ給水して前
記半導体ウエハーを常温まで冷却するように前記制御器
により前記複数の弁を制御することを特徴とする。

〔産業上の利用分野〕

本考案は半導体装置の製造法に用いられるウエハーク
ーリングプレート（ウエハー冷却板）の改善に関する。

半導体装置を製造するウエハープロセスでは、半導体
ウエハーを約100℃に加熱することが多く、その場合に
はウエハークーリングプレートを利用して常温まで早く
冷却する方法が採られており、本考案はそのクーリング
プレートによる冷却効率を改善した半導体製造装置に関
している。

〔従来の技術〕

例えば、半導体ウエハー（以下にウエハーと略称す
る）をフォトプロセスによってパターンニングする場合
には、レジストを塗布した後にフォトマスクを用いて選
択的に露光し、次に現像してレジスト膜パターンを形成
しているが、そのレジスト塗布工程や現像工程では再三
100℃程度に加熱（ベーク）する処理がおこなわれてい
る。

レジスト塗布工程では予めレジストの密着剤をウエハ
ー表面に塗布しており、その際には約100℃に加熱して
塗布される。次いで、常温に下げてレジストを塗布し、
更に約100℃の温度でプリベーク（prebake;予備加熱）
してレジストを固化させるが、この２回の加熱処理があ
るため、効率的に工程処理するには加熱後に２回の冷却
が必要になる。

また、現像工程においては露光後現像前と現像後に約
100℃に加熱しており、これは現像によるパターン精度
を良くするためであるが、そのために同様の２回の冷却
が必要になる。

このように、再三約100℃程度に加熱する処理が必要
であるから、放冷すると時間がかかるためにウエハーク
ーリングプレート（Wafer Cooling Plate;ウエハー冷却
板）が用いられている。

第３図（ａ），（ｂ）は本願考案の半導体製造装置に
おけるウエハークーリングプレート本体の概要図を示し
ており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。図中
の記号１はプレート,2は給水管,3は排水管,4は凸部,5は
ウエハー（点線で示している）で、プレート１内部に常
温（25℃）の水を循環させてウエハー５を常温まで冷却
している。なお、凸部４はウエハー５をプレート１に密
着させずに、近接（ブロキシミティ）して載置するため
で、それは密着させるとウエハーに塵埃が付着し易い理
由による。且つ、少なくともウエハー５に対向するプレ
ート面は熱伝導のよい銅材で作成されている。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、最近、半導体製造の効率化を図るために、
ウエハーが大口径化されて８インチφ程度のウエハーが
用いられており、短時間内で冷却できにくくなってきて
いる。且つ、上記のようにウエハーを５をプレート１に
密着させずに間隔を開けて載置しているために一層冷却
効果が悪くて、８インチφのウエハーの場合には常温ま
での冷却に少なくとも２分半の冷却時間を要している。

上記のようなレジスト塗布や現像は自動化処理されて
いるために、そのような冷却に時間がかかることは工程
の効率化を害することになり、率いては半導体デバイス
のコストアップに繋がる。

本考案はこのような問題点を低減させて、ウエハーを
早急に冷却させることを目的とした半導体製造装置を提
供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題は、第１図の実施例に示すように、加熱し
た半導体ウエハーの冷却を実施するための半導体製造装
置において、前記半導体ウエハーを搭載するためのプレ
ートと、該プレート内部に冷却水を流して前記半導体ウ
エハーを常温まで冷却させる構成を有するウエハークー
リングプレートを有し、該ウエハークーリングプレート
は、前記半導体ウエハーに接する温度センサと、該温度
センサの検知温度に応答して動作する制御器と、該制御
器によって開閉される複数の弁とをさらに具備し、最初
に常温以下に冷却した一次冷却水を前記プレート内部へ
給水して前記半導体ウエハーを常温近くまで冷却し、次
に常温に冷却した二次冷却水を該プレート内部へ給水し
て前記半導体ウエハーを常温まで冷却するように前記制
御器により前記複数の弁を制御する構成とすることによ
り解決される。

〔作用〕

即ち、本考案は、まず、冷却温度の常温（25℃）より
も低温度にクーリングプレートを冷却させておき、目的
の常温に近づくとクーリングプレートに給水する冷却水
を常温に戻す。これを温度センサを付設した制御器で制
御するものである。

そうすれば、一層早く冷却させることができて、工程
処理の効率化を図ることができる。

〔実施例〕

以下に図面を参照して実施例によつて詳細に説明す
る。

第１図は本考案にかかるウエハークーリングプレート
の構成図を示しており、記号１はプレート,2は給水管,3
は排水管,6は温度センサ,7は制御器,8は一次冷却水タン
ク,9は二次冷却水タンク,11,12,13,14は電磁弁である。

まず、約100℃に加熱されたウエハーをプレート１に
載せた時には、制御器７の制御によって一次冷却水タン
ク８に接続している電磁弁11,12を開いて、約15℃に冷
却した一次冷却水をプレート１の内部に流入させてい
る。次いで、ウエハーが冷却されて、ウエハーに接触し
ている温度センサ６が25〜26℃を指示すると制御器７が
作動して電磁弁11,12を閉じ、電磁弁13,14を開いて二次
冷却水タンク９から常温（25℃）の冷却水をプレート１
の内部に流入する。そして、ウエハーがプレート１より
除去されると、制御器７が作動して再び一次冷却タンク
８に接続している電磁弁11,12を開いて、約15℃に冷却
した一次冷却水をプレート１の内部に流入させる。即
ち、制御器７はウエハーの移動と温度センサ６が25℃と
26℃との間を指示した時のみに電磁弁を作動させる簡単
な制御器である。なお、この制御器７の指示によってウ
エハーのローダ，アンローダをも動作させる構造にする
こともできる。

このようにすれば、ウエハーの冷却を迅速化させるこ
とができ、第２図はその本考案にかかる効果を示す図で
ある。第２図において、縦軸は温度（℃），横軸は時間
（分）を示し、曲線Ｉは従来のクーリングプレートによ
る冷却曲線，曲線IIは本考案にかかるクーリングプレー
トによる冷却曲線である。このデータより冷却が非常に
早くなって、しかも、再現性良く急速に冷却できること
が判明した。

従って、本考案にかかるウエハークーリングプレート
を使用すれば、従来より処理工程を一層早めることがで
きる。

〔考案の効果〕

以上の説明から明らかなように、本考案にかかるウエ
ハークーリングプレートによれば、処理時間が減少して
コストダウンでき、しかも、加熱時間の短縮のために、
半導体デバイスの高品質化にも寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案にかかるウエハークーリングプレートの
構成図、 第２図は本考案にかかる効果を示す図、 第３図（ａ），（ｂ）はウエハークーリングプレート本
体の概要図である。 図において、 １はプレート、２は給水管、３は排水管、４は凸部、５
はウエハー、６は温度センサ、７は制御器、８は一次冷
却水タンク、９は二次冷却水タンク、11,12,13,14は電
磁弁 を示している。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】加熱した半導体ウエハーの冷却を実施する
   ための半導体製造装置において、 前記半導体ウエハーを搭載するためのプレート（１）
   と、該プレート内部に冷却水を流して前記半導体ウエハ
   ーを常温まで冷却させる構成を有するウエハークーリン
   グプレートを有し、 該ウエハークーリングプレートは、前記半導体ウエハー
   に接する温度センサ（６）と、該温度センサの検知温度
   に応答して動作する制御器（７）と、該制御器によって
   開閉される複数の弁（11,12,13,14）とをさらに具備
   し、 最初に常温以下に冷却した一次冷却水を前記プレート内
   部へ給水して前記半導体ウエハーを常温近くまで冷却
   し、次に常温に冷却した二次冷却水を該プレート内部へ
   給水して前記半導体ウエハーを常温まで冷却するように
   前記制御器により前記複数の弁を制御することを特徴と
   する半導体製造装置。