JPH0529443A - Apparatus and method for cooling wafer - Google Patents

Apparatus and method for cooling wafer

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JPH0529443A
JPH0529443A JP3185982A JP18598291A JPH0529443A JP H0529443 A JPH0529443 A JP H0529443A JP 3185982 A JP3185982 A JP 3185982A JP 18598291 A JP18598291 A JP 18598291A JP H0529443 A JPH0529443 A JP H0529443A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
cooling
chamber
valve
temperature
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3185982A
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Japanese (ja)
Inventor
Tatsuji Araya
達次 荒谷
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide the cooling apparatus and the cooling method, of a wafer, wherein the temperature of the wafer can be cooled simply and rapidly in the cooling apparatus and the cooling method, of the wafer, which are used in the manufacturing process of a semiconductor device. CONSTITUTION:The title apparatus is provided with the following: a cooling plate 1 which is cooled by means of a cooling device 2 and in which a wafer 11 is mounted on its surface; a chamber 3 which forms a hermetically sealed space when it is brought into close contact with the peripheral part of the cooling plate 1; a holder 10 which holds the wafer 11 by keeping a definite interval from the surface of the cooling plate 1; a pressure sensor 4 which detects a pressure inside the chamber 3; a valve 5, for vacuum use, which is installed in the chamber 3; a metering valve 7 and a valve 6, for nitrogen use, which are installed in the chamber 3; and a temperature sensor 8 which detects a temperature inside the chamber 3. The title apparatus is constituted so as to provide a controller 9 which controls the valve 5 for vacuum use and the valve 6 for nitrogen use by means of the pressure sensor 4 and the temperature sensor 8.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造工程
において用いるウエーハ冷却装置及び冷却方法の改良に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to improvements in a wafer cooling device and a cooling method used in a semiconductor device manufacturing process.

【0002】近年の半導体装置の製造工程におけるウエ
ーハの温度管理は工程の均一性及び再現性を確保するた
めに厳格に行うことが要求されている。以上のような状
況から、ウエーハを冷却する場合に均一性及び再現性を
確保することが可能なウエーハ冷却装置及び冷却方法が
要望されている。
In recent years, the temperature control of a wafer in the manufacturing process of a semiconductor device is required to be strictly performed in order to ensure the uniformity and reproducibility of the process. Under the circumstances as described above, there is a demand for a wafer cooling device and a cooling method capable of ensuring uniformity and reproducibility when cooling a wafer.

【0003】[0003]

【従来の技術】従来のウエーハ冷却装置及び冷却方法に
ついて図2により詳細に説明する。従来のウエーハ冷却
装置は図2に示すように、クーリングプレート21の表面
にウエーハ11を載置し、このクーリングプレート21の冷
却水流路21a 内に、冷却装置22によってウエーハ11の冷
却設定温度に冷却された冷却水を流してクーリングプレ
ート21を介してウエーハ11を冷却している。
2. Description of the Related Art A conventional wafer cooling device and cooling method will be described in detail with reference to FIG. As shown in FIG. 2, a conventional wafer cooling device has a wafer 11 placed on the surface of a cooling plate 21, and a cooling device 22 cools the wafer 11 to a preset cooling temperature in a cooling water passage 21a of the cooling plate 21. The wafer 11 is cooled through the cooling plate 21 by flowing the generated cooling water.

【0004】この場合は、冷却されるウエーハ11の温度
の時間に対する変化は、図3に示すように指数曲線に沿
っているため、ウエーハ11の温度が設定温度に達するま
でに長時間が必要である。
In this case, since the temperature of the cooled wafer 11 changes with time along an exponential curve as shown in FIG. 3, it takes a long time for the temperature of the wafer 11 to reach the set temperature. is there.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来のウ
エーハ冷却装置及び冷却方法においては、クーリングプ
レートの冷却水流路内に、ウエーハの冷却設定温度に冷
却された冷却水を流してクーリングプレートを冷却し、
この冷却されたクーリングプレートに載置されたウエー
ハを冷却しようとするので、ウエーハの温度の時系列な
変化が指数曲線に沿っているためウエーハの温度が設定
温度に達するまでに長時間が必要であるという問題点が
あった。
In the conventional wafer cooling device and cooling method described above, the cooling water cooled to the cooling set temperature of the wafer is flowed into the cooling water passage of the cooling plate to cool the cooling plate. Then
Since the wafer placed on this cooled cooling plate is going to be cooled, it takes a long time for the temperature of the wafer to reach the set temperature because the time series change of the temperature of the wafer follows the exponential curve. There was a problem.

【0006】本発明は以上のような状況から簡単且つ急
速にウエーハの温度を冷却することが可能となるウエー
ハ冷却装置及び冷却方法の提供を目的としたものであ
る。
It is an object of the present invention to provide a wafer cooling device and a cooling method capable of easily and rapidly cooling the temperature of a wafer under the above circumstances.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明のウエーハ冷却装
置は、冷却装置によって冷却され、その表面にウエーハ
を載置するクーリングプレートと、このクーリングプレ
ートの周辺部に密着することにより、密封空間を形成す
るチャンバと、このクーリングプレートの表面と一定の
間隔をもってこのウエーハを保持するホルダーと、この
チャンバ内の圧力を検知する圧力センサと、このチャン
バに設けた真空用バルブと、このチャンバに設けた絞り
弁と窒素用バルブと、このチャンバ内の温度を検知する
温度センサと、この圧力センサの検知したこのチャンバ
内の圧力と、この温度センサの検知したこのチャンバ内
の温度により、この絞り弁と窒素用バルブとを制御する
コントローラとを具備するように構成する。
A wafer cooling device of the present invention cools by a cooling device, and a cooling plate on which a wafer is placed and a peripheral portion of the cooling plate are brought into close contact with each other to form a sealed space. The chamber to be formed, the holder that holds the wafer at a constant distance from the surface of the cooling plate, the pressure sensor that detects the pressure in the chamber, the vacuum valve provided in the chamber, and the chamber The throttle valve and the valve for nitrogen, the temperature sensor for detecting the temperature in this chamber, the pressure in this chamber detected by this pressure sensor, and the temperature in this chamber detected by this temperature sensor And a controller for controlling the nitrogen valve.

【0008】本発明のウエーハ冷却方法は、上記のウエ
ーハ冷却装置を用いて行う冷却方法であって、このクー
リングプレートのホルダーにウエーハを載置し、このチ
ャンバをこのクーリングプレートに密着させ、この圧力
センサの検知した圧力によりコントローラを作動させて
真空用バルブを開放し、このチャンバとクーリングプレ
ートにより形成された空間の空気を排気する工程と、こ
の圧力センサの検知した圧力及びこの温度センサの検知
した温度によりコントローラを作動させてこの窒素用バ
ルブを開放し、この絞り弁によって窒素を断熱膨張させ
てこのチャンバ内を冷却する工程と、この温度センサの
検知した温度によりコントローラを作動させてこの窒素
用バルブを閉止し、このホルダーを下降させてこのウエ
ーハをこのクーリングプレートに密着させる工程とを含
むように構成する。
The wafer cooling method of the present invention is a cooling method carried out by using the above-mentioned wafer cooling device, in which the wafer is placed on the holder of this cooling plate, and this chamber is brought into close contact with this cooling plate, and this pressure is applied. The controller operates by the pressure detected by the sensor to open the vacuum valve and exhaust the air in the space formed by this chamber and the cooling plate, and the pressure detected by this pressure sensor and the temperature detected by this temperature sensor. The temperature is used to operate the controller to open the nitrogen valve, the throttle valve is used to adiabatically expand the nitrogen to cool the inside of the chamber, and the temperature detected by the temperature sensor is used to operate the controller to operate the nitrogen Close the valve and lower the holder to remove the wafer from the cooler. Configured to include a step of adhering the Gupureto.

【0009】[0009]

【作用】即ち本発明においては、クーリングプレートの
表面を覆って密閉された空間を形成するチャンバを設
け、この空間を真空にして常温高圧の窒素を絞り弁によ
って断熱膨張させてウエーハを急速に冷却した後、冷却
設定温度に冷却されているクーリングプレートにウエー
ハを密着してウエーハの温度を冷却設定温度に冷却する
ので、図3に示すように冷却時間を著しく短縮すること
が可能となる。
That is, in the present invention, a chamber for covering the surface of the cooling plate to form a closed space is provided, the space is evacuated, and nitrogen at high temperature and high pressure is adiabatically expanded by the throttle valve to rapidly cool the wafer. After that, the wafer is brought into close contact with the cooling plate cooled to the cooling set temperature to cool the temperature of the wafer to the cooling set temperature, so that the cooling time can be significantly shortened as shown in FIG.

【0010】[0010]

【実施例】以下図1により本発明の一実施例について詳
細に説明する。図1は本発明による一実施例のウエーハ
冷却装置を示す図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing a wafer cooling device according to an embodiment of the present invention.

【0011】本発明による一実施例のウエーハ冷却装置
は図1に示すように、クーリングプレート1の表面に一
定の間隔を設けてウエーハ11を保持するホルダー10が設
けられており、このクーリングプレート1の周囲にチャ
ンバ3を密着させて密閉された空間を形成している。
As shown in FIG. 1, a wafer cooling device according to an embodiment of the present invention is provided with a holder 10 for holding a wafer 11 at a constant interval on the surface of a cooling plate 1. The chamber 3 is closely attached to the periphery of the to form a sealed space.

【0012】このクーリングプレート1の冷却水流路1a
内に、冷却装置2によってウエーハ11の冷却設定温度に
冷却された冷却水を流してクーリングプレート1を冷却
している。
Cooling water flow path 1a of this cooling plate 1
Cooling water cooled to the cooling set temperature of the wafer 11 by the cooling device 2 is flown therein to cool the cooling plate 1.

【0013】チャンバ3にはこの空間内の圧力を検知す
る圧力センサ4と、この空間内の空気を排気する配管に
設けた真空用バルブ5と、絞り弁7を介してこのチャン
バ3に接続されている窒素配管に設けた窒素用バルブ6
とを設けている。
The chamber 3 is connected to the chamber 3 via a pressure sensor 4 for detecting the pressure in the space, a vacuum valve 5 provided in a pipe for exhausting air in the space, and a throttle valve 7. Nitrogen valve 6 installed in the nitrogen pipe
And are provided.

【0014】この圧力センサ4の検知した圧力により作
動して真空用バルブ5と窒素用バルブ6の開閉を制御す
るコントローラ9が設けられている。このウエーハ冷却
装置を用いてウエーハを冷却するには、ウエーハ11をク
ーリングプレート1の表面に一定の間隔を設けてホルダ
ー10に載置し、真空用バルブ5を開いてこの空間内の空
気を排気し、この空間の圧力が規定の圧力に到達したこ
とが圧力センサ4により検知された場合には、コントロ
ーラ9が作動して窒素用バルブ6を開くと、この窒素配
管に供給されている窒素が絞り弁7により断熱膨張され
てこの空間の温度が急速に低下し、ウエーハ11が図3の
本発明の冷却曲線に沿って急速に冷却される。
A controller 9 is provided which operates by the pressure detected by the pressure sensor 4 to control opening / closing of the vacuum valve 5 and the nitrogen valve 6. In order to cool the wafer using this wafer cooling device, the wafer 11 is placed on the holder 10 at a constant interval on the surface of the cooling plate 1 and the vacuum valve 5 is opened to exhaust the air in this space. However, when the pressure sensor 4 detects that the pressure in this space has reached the specified pressure, the controller 9 operates to open the valve 6 for nitrogen, so that the nitrogen supplied to the nitrogen pipe is released. Adiabatic expansion is performed by the throttle valve 7 to rapidly reduce the temperature of this space, and the wafer 11 is rapidly cooled along the cooling curve of the present invention shown in FIG.

【0015】ウエーハ11の温度が冷却設定温度近くまで
冷却されたことを温度センサ8が検知すると、コントロ
ーラ9が作動してホルダー10が下降しウエーハ11がクー
リングプレート1の表面に載置され、ウエーハ11の温度
を冷却設定温度に維持することが可能となる。
When the temperature sensor 8 detects that the temperature of the wafer 11 has been cooled to near the preset cooling temperature, the controller 9 is activated and the holder 10 is lowered so that the wafer 11 is placed on the surface of the cooling plate 1. It becomes possible to maintain the temperature of 11 at the cooling set temperature.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば極めて簡単な構造の変更によりウエーハの温度
を効率良く急速に冷却することが可能となる利点があ
り、著しい経済的及び、信頼性向上の効果が期待できる
ウエーハ冷却装置及び冷却方法の提供が可能である。
As is apparent from the above description, according to the present invention, there is an advantage that the temperature of a wafer can be efficiently and rapidly cooled by a very simple structure change, which is extremely economical and It is possible to provide a wafer cooling device and a cooling method that can be expected to improve reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明による一実施例のウエーハ冷却装置を
示す図、
FIG. 1 is a diagram showing a wafer cooling device according to an embodiment of the present invention,

【図2】 従来のウエーハ冷却装置を示す図、FIG. 2 is a diagram showing a conventional wafer cooling device,

【図3】 ウエーハ冷却曲線を示す図、FIG. 3 is a diagram showing a wafer cooling curve,

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1はクーリングプレート、1aは冷却水流路、2は冷却装
置、3はチャンバ、4は圧力センサ、5は真空用バル
ブ、6は窒素用バルブ、7は絞り弁、8は温度センサ、
9はコントローラ、10はホルダー、11はウエーハ、
1 is a cooling plate, 1a is a cooling water flow path, 2 is a cooling device, 3 is a chamber, 4 is a pressure sensor, 5 is a vacuum valve, 6 is a nitrogen valve, 7 is a throttle valve, 8 is a temperature sensor,
9 is a controller, 10 is a holder, 11 is a wafer,

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 冷却装置(2) によって冷却され、その表
面にウエーハ(11)を載置するクーリングプレート(1)
と、 該クーリングプレート(1) の周辺部に密着することによ
り、密封空間を形成するチャンバ(3) と、 前記クーリングプレート(1) の表面と一定の間隔をもっ
て前記ウエーハ(11)を保持するホルダー(10)と、 前記チャンバ(3) 内の圧力を検知する圧力センサ(4)
と、 前記チャンバ(3) に設けた真空用バルブ(5) と、 前記チャンバ(3) に設けた絞り弁(7) と窒素用バルブ
(6)と、 前記チャンバ(3) 内の温度を検知する温度センサ(8)
と、 前記圧力センサ(4) の検知した前記チャンバ(3) 内の圧
力と、前記温度センサ(8) の検知した前記チャンバ(3)
内の温度により、前記真空用バルブ(5) と前記窒素用バ
ルブ(6) とを制御するコントローラ(9) と、 を具備することを特徴とするウエーハ冷却装置。
1. A cooling plate (1) which is cooled by a cooling device (2) and has a wafer (11) mounted on the surface thereof.
And a chamber (3) that forms a sealed space by closely contacting the periphery of the cooling plate (1), and a holder that holds the wafer (11) at a constant distance from the surface of the cooling plate (1). (10) and a pressure sensor (4) for detecting the pressure in the chamber (3)
A vacuum valve (5) provided in the chamber (3), a throttle valve (7) provided in the chamber (3) and a nitrogen valve
(6) and a temperature sensor (8) for detecting the temperature in the chamber (3)
And the pressure in the chamber (3) detected by the pressure sensor (4) and the chamber (3) detected by the temperature sensor (8)
A wafer cooling device comprising: a controller (9) for controlling the vacuum valve (5) and the nitrogen valve (6) according to the internal temperature.
【請求項2】 請求項1記載のウエーハ冷却装置を用い
て行う冷却方法であって、 前記クーリングプレート(1) のホルダー(10)にウエーハ
(11)を載置し、前記チャンバ(3) を前記クーリングプレ
ート(1)に密着させ、前記圧力センサ(4) の検知した圧
力によりコントローラ(9) を作動させて真空用バルブ
(5) を開放し、前記チャンバ(3) とクーリングプレート
(1) により形成された空間の空気を排気する工程と、 前記圧力センサ(4) の検知した圧力及び前記温度センサ
(8) の検知した温度によりコントローラ(9) を作動させ
て前記窒素用バルブ(6) を開放し、前記絞り弁(7) によ
って窒素を断熱膨張させて前記チャンバ(3) 内を冷却す
る工程と、 前温度センサ(8) の検知した温度によりコントローラ
(9) を作動させて前記窒素用バルブ(6) を閉止し、前記
ホルダー(10)を下降させて前記ウエーハ(11)を前記クー
リングプレート(1) の表面に密着させる工程と、 を含むことを特徴とするウエーハ冷却方法。
2. A cooling method performed by using the wafer cooling device according to claim 1, wherein the wafer is attached to the holder (10) of the cooling plate (1).
(11) is placed, the chamber (3) is brought into close contact with the cooling plate (1), and the controller (9) is actuated by the pressure detected by the pressure sensor (4) to vacuum valve.
Open (5) to open the chamber (3) and cooling plate.
Discharging the air in the space formed by (1), the pressure detected by the pressure sensor (4) and the temperature sensor
A step of operating the controller (9) according to the temperature detected by (8) to open the nitrogen valve (6), and adiabatically expanding nitrogen by the throttle valve (7) to cool the chamber (3). And the temperature detected by the previous temperature sensor (8)
(9) actuating to close the nitrogen valve (6) and lowering the holder (10) to bring the wafer (11) into close contact with the surface of the cooling plate (1). A method for cooling a wafer.
JP3185982A 1991-07-25 1991-07-25 Apparatus and method for cooling wafer Withdrawn JPH0529443A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100251134B1 (en) * 1994-12-19 2000-04-15 엔도 마코토 Method for manufacturing semiconductor device
KR100408845B1 (en) * 2001-05-03 2003-12-06 아남반도체 주식회사 Cooling chamber in Chemical Vapor Deposition Apparatus
CN102334051A (en) * 2009-03-03 2012-01-25 株式会社藤仓 Coating removal unit and optical fiber coating removal apparatus
CN107591343A (en) * 2016-07-06 2018-01-16 北京北方华创微电子装备有限公司 Semiconductor technology control method, device and semiconductor manufacturing equipment

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