JPH03201424A - 温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、均一に熱交換する温度制御装置に関する。

（従来の技術） 一般に、披処理体例えば半導体ウェハ等に現像処理を施
した後、その表面の所望部分に残されたレジストの密着
性を良くさせる等の目的で半導体ウェハを加熱している
。

その機緘は、第３図に示すように、例えば半導体ウェハ
を加熱するためのホットプレートと、このホットプレー
トを冷却する冷却装置とからなっている。この冷却装置
の冷却プレート１は、内部に例えば２００■の交流電源
から電力が供給されると発熱を行う発熱体を有したホッ
トプレート２の下面に密着させて配設されている。

上記冷却プレート１の内部には、冷却液を通す流路３が
ジグザグ状に設けられている。

そして、半導体ウェハがホットプレート２上に載置され
ると、ホットプレート２に設けられた発熱体で半導体ウ
ェハを加熱する。

このときのホットプレート２の加熱温度は、第４図に示
すように、例えば２００℃であり、常温例えば２０℃か
ら２００℃までの上昇時間は数分例えば５分程度である
。またこのときの傾きαは、半導体ウェハの特性等によ
って決定される。そして、２００℃をしばらくの間保っ
て加熱処理を行う。

この加熱処理工程後、ホットプレート２上に載置された
半導体ウェハが次工程へ搬送されると、上記発熱体への
電力の供給を停止すると同時に加熱すべき次の半導体ウ
ェハのために冷却装置が冷媒を供給しホットプレート２
を常温２０℃まで急激に冷す。このときの冷却峙間は、
例えば１．５分程度である。

このように、冷却装置は、加熱すべき次の半導体ウェハ
のために急冷工程時にホットプレート２を常温２０℃ま
で急激に冷すことを繰返している。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した従来の冷却装置では、冷却プレ
ート１の内部に設けられた流路３がジグザグ状であるた
め、冷却液の通る部分は冷えるが、それ以外の部分は冷
えにくくなるので、ホットプレート１を一様（均一）に
冷却することが困難であった。

またホットプレート２を冷却した後は、冷却液の排出を
要するため、加熱処理のスルーブツトが低下してしまう
。

また、はぼ面内−様な冷却を行うのに充分な冷却水量で
は冷却しすぎるために、２ｏｏ℃に保ちつつ冷却水を供
給し、昇降温の対称性を確保できず、したがって、冷却
は自然空冷とせざるを得ないことから第５図（ａ）に示
すように、目標温度と熱板温度の平均値とは一致せず誤
差を生じてしまう等の欠点があった。

本発明は、このような事情に対処して成されもので、被
温度設定体と均一に熱交換する温度制御装置を堤供する
ことを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の温度制御装置は、予め設定された温度の液状媒
体を温度を霧状にして温度設定板に噴き付ける噴霧手段
と、この噴霧手段によって噴出された霧状の液状媒体を
排出する排出手段と、上記温度設定により被温度処理体
をさらす手段とを具備することを特徴とする。

（作　用） 本発明の温度制御装置では、予め設定された温度の液状
媒体を霧状にして噴き付けるようにしたので、温度設定
板の全域が一様に所定の温度に設定できる。また噴霧手
段により冷却液を霧状にした場合、噴霧手段の動作停止
に伴い、この噴霧手段と冷却板との間に空気層が形成さ
れるため、非冷却状態を短時間のうちに得ることができ
る。

また、冷却液の供給量を調節して温度制御時における昇
ｎ　？Ｈ対称性を確保することにより、例えば第５図（
ｂ）に示すように、目標温度と温度設定板例えば熱板温
度の平均値とを一致させることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例の詳細を図面に凰づいて説明する
。

第１図に示すように、半導体製迭におけるレジストを塗
布現像する工程において被処理体を加熱するための加熱
装置を冷却する温度制御装置に適用した場合の一実施例
を示すものである。

同図に示すように、温度制御装置の冷却ジャケット４に
は、図示を省略したホットプレートの下面に密着するよ
うに配される温度設定、板である冷却板５および後述す
る霧状の冷却液を排出する排出管６が一体に設けられて
いる。

冷却ジャケット４の中程には、例えば超音波振動により
゛冷却液を霧状にして噴き出す噴霧器７が設けられてい
る。ここで霧状にする手段は超音波振動でなくてもよい
。

噴霧器７の近傍には、例えば冷却液の入った気密容器に
圧力を加えて冷却液を上記噴霧器７に供給する供給管８
が設けられている。この供給管系には、ｔＬ量を調節す
る流量調節バルブ９を設けている。

第２図は、第１図のＡ部を拡大して示すもので、冷却板
５の下面に凹凸５ａが形成されている。

このように、冷却板５の下面に例えば凹凸５ａを形成す
ることにより、表面積が増えるため、冷却効率を増大さ
せることが可能となる。なお、凹凸５ａの形状は表面積
を１曽大せしめるものであればいかなる形状であっても
よい。

このような構成の冷却装置は、次のような動作を行う。

ます、例えば半導体ウェハがホットプレート上に載置さ
れると、ホットプレートは半導体ウニ／＼の温度を例え
ば２００℃まで上昇させる。

このとき、２００℃までの上昇時間は、例えば５分捏度
である。そして、しばらくの間２００℃に熱板は度を保
って処理するが、このとき昇降温対称性が確保される程
の冷却水を供給管８から噴霧器７に供給するとともに、
例えば超音波振動によって売上させた霧状の冷却液を冷
却板５の下面の全域に振散状に吹き付ける。

この後、ホットプレート上に載置された半導体ウェハか
次工程へ移されると、冷却装置は次の加熱すべき半導体
ウェハのために、加熱装置に投入する電力を切りホット
プレートを２０℃まで急激に冷す。

この冷ｉｌｌの際、ます供給管８から噴霧器７に冷却液
を供給する上記噴霧器７は例えば超音波振動によって、
供給された冷却液を霧状にした後、その霧状の冷却液を
冷却板５の下面の全域へ拡散状に噴き付ける。

これにより冷却板５の全域が冷えるので、冷却板５はホ
ットプレートのハを効率よくイダうことかできる。

また、この噴霧器７による霧状の冷却液の噴出とともに
、冷却ジャケット４内の霧状の冷却液が排出管６によっ
て同１時にυト出される。

従って、噴霧器７による霧状の冷却液の噴出動作の停止
と略同時に、冷却ジャケット４内に空気層が形成され、
これにより非冷却状態を短１１４ｒ間で得ることができ
る。

このときの冷却階間は、例えばｉ分提度である。

このようにして、加熱すべき次の半導体ウエノ＼のため
にホットプレート２を例えば２０°Ｃまて急激に冷すこ
とを繰返す。

このように、本実施例では、冷却板の全域に冷却液を霧
状にして噴き付けるようにしたので、冷却板の全域が一
様に冷され、これにより冷却効率が高められるので、冷
却！１与間を短縮することができる。

また冷却の際に冷却液を霧状にしたことにより、霧状の
冷却液の噴出動作の停止に伴い、噴霧器と冷却板との間
に空気層が形成されるので、非冷却状態を短時間で得る
ことができ、これにより熱交換における効率を高めるこ
とができる。

また、温度制御時においては、霧状冷却液の発生量を広
い範囲にわたって一定に制御するのが容易であり、熱板
の昇降温対杓・性を確保でき、目標温度と熱板の平均温
度とを一致させることができる。

なお、本実施例では、本発明を半導体製造におけるレジ
ストを塗布する工程において被処理体を加熱するための
加熱装置を冷却する冷却装置に適用した場合について説
明したが、この例に限らず露光や現像等の他の工程にお
いて被処理体を加熱するための加熱装置を冷却する冷却
装置に適用してもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の温度制御装置によれば、
予め定められた温度の液状媒体を霧状にして噴き付ける
ようにしたことにより、全域を一様に熱交換できる。ま
た冷却の際に冷却波を霧状にしたことにより、霧状の噴
出動作の停止に伴い、噴霧手段と温度設定板との間に空
気層が形成されるため、非冷却復帰状態を短時間で得る
ことができるため、ホットプレートのサイクル冷却０，
７間の短縮および熱交換における効率の向上を得ること
ができる。また、温度制御特における制御ネ１″ｉ度の
向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は半導体製造におけるレジストを塗布する工程に
おいて被処理体を加熱するための加熱装置を冷却する冷
却装置に適用した場合の一丈施例を示ず断面図、第２図
は第１図の冷却板の一部を拡大して示す断面図、第３図
は従来の冷却装置の一例を示す斜視図、第４図は第３図
の冷却装置の特性を示す図、第５図は温度制御状態を示
すグラフである。 ４・・・冷却ジャケット、５・・・冷却板、５ａ・・・
凹凸、６・・・排出管、７・・・噴霧器、８・・・供給
管、９−・・流量調節バルブ。 （伝締） Ａ 第１図 第２図 （拝出） 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）予め設定された温度の液状媒体を温度を霧状にし
   て温度設定板に噴き付ける噴霧手段と、この噴霧手段に
   よって噴出された霧状の液状媒体を排出する排出手段と
   、 上記温度設定により被温度処理体をさらす手段と を具備することを特徴とする温度制御装置。