JP2000306824A - Method and apparatus for temperature control - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、一例として半導体
ウェハやＬＣＤ(液晶表示ディスプレイ)基板等の製造工
程において温度制御を行なうために使用される温度制御
装置の製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a temperature control device used for controlling a temperature in a process of manufacturing a semiconductor wafer or an LCD (Liquid Crystal Display) substrate as an example.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば、半導体ウェハの製造工程は、基
板の表面に塗布したフォトレジスト膜(感光膜)に残存す
る溶剤を除去すべく、上記基板を加熱するベーキング処
理工程や、加熱された基板を室温レベルにまで冷却する
ためのクーリング処理工程を含んでいる。2. Description of the Related Art For example, a semiconductor wafer manufacturing process includes a baking process for heating a substrate to remove a solvent remaining in a photoresist film (photosensitive film) applied to the surface of the substrate, To a room temperature level.
【０００３】図８から図１０に示す如く、上述した半導
体ウェハの製造工程において使用される温度制御装置Ａ
は、アルミニウム等の高熱伝導性材料により形成されて
内部に流路Ｂａを有する基台Ｂと、この基台Ｂの上面に
設けた薄膜ヒータＨとを具備しており、上記薄膜ヒータ
Ｈへの通電、および流路Ｂａへの冷却流体(温度流体)の
循環供給によって、シムＨｓ，Ｈｓ…を介して載置され
た基板(半導体ウェハ)Ｗを加熱および冷却するよう構成
されている。As shown in FIGS. 8 to 10, a temperature control device A used in the above-described semiconductor wafer manufacturing process is used.
Comprises a base B formed of a high heat conductive material such as aluminum and having a flow path Ba therein, and a thin film heater H provided on the upper surface of the base B. The substrate (semiconductor wafer) W mounted thereon is heated and cooled through the shims Hs, Hs... By energization and circulating supply of a cooling fluid (temperature fluid) to the flow path Ba.
【０００４】ここで、温度制御装置Ａにおける基台Ｂ
は、アッパーフレームＵとロワーフレームＬとから構成
され、その内部には流路Ｂａとともに多数のピンＢｐ，
Ｂｐ…が設けられている。Here, the base B in the temperature control device A
Is composed of an upper frame U and a lower frame L, in which a number of pins Bp,
Bp... Are provided.
【０００５】これらピンＢｐ，Ｂｐ…は、２〜４mm角の
四角柱形状を呈し、４〜１０mmの小さなピッチで縦横に
配列形成されており、基台Ｂの導入孔Ｂｉから排出孔Ｂ
ｏに向かう冷却流体の流れが、ピンＢｐ，Ｂｐ…と衝突
して攪乱されることにより、基台Ｂの表面における温度
むらが緩和され、温度制御装置Ａの均熱性が向上するこ
ととなる。These pins Bp, Bp,... Have a square pillar shape of 2 to 4 mm square, are arranged vertically and horizontally at a small pitch of 4 to 10 mm.
The flow of the cooling fluid toward o is collided with the pins Bp, Bp, and is disturbed, so that the temperature unevenness on the surface of the base B is alleviated, and the temperature uniformity of the temperature control device A is improved.
【０００６】また、温度制御装置Ａにおける基台Ｂは、
流路Ｂａおよび整流ピンＢｐ，Ｂｐ…を形成したロワー
フレームＬに、ロウ材を用いてアッパーフレームＵを接
合することにより形成されており、この基台Ｂの表面
(上面)に薄膜ヒータＨを接着することによって温度制御
装置Ａが製造されている。The base B of the temperature control device A is
Are formed by joining an upper frame U to a lower frame L having a flow path Ba and rectifying pins Bp, Bp... Using a brazing material.
The temperature controller A is manufactured by bonding a thin film heater H to the (upper surface).
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した温
度制御装置Ａを製造する際、ロワープレートＢにおける
流路Ｂａは、通常、フライス削り等の機械加工によって
形成されている。When manufacturing the above-described temperature control device A, the flow path Ba in the lower plate B is usually formed by machining such as milling.
【０００８】このため、流路の形成に長い作業時間を必
要とし、特に流路の形状が複雑な場合、１時間前後の極
めて長い作業時間を必要とする不都合があった。For this reason, a long operation time is required for forming the flow path, and particularly when the shape of the flow path is complicated, an extremely long operation time of about one hour is required.
【０００９】また、機械加工によって流路を形成するに
は、加工工具を精密に動作制御し得る加工機械を必要と
するため、基台の製造、延いては温度制御装置の製造に
関わるコストが増大する不都合があった。Further, forming a flow path by machining requires a machining machine capable of precisely controlling the operation of a machining tool. Therefore, the cost associated with the manufacture of the base and, consequently, the manufacture of the temperature control device is increased. There was an increasing disadvantage.
【００１０】上記実状に鑑みて本発明の目的は、製造時
間の短縮および製造コストの低減を達成し得る温度制御
装置の製造方法を提供することにある。An object of the present invention in view of the above situation is to provide a method of manufacturing a temperature control device capable of achieving a reduction in manufacturing time and a reduction in manufacturing cost.
【００１１】一方、温度制御装置Ａを構成している基台
Ｂは、上述した如く流路Ｂａの形成された肉厚のロワー
プレートＬと薄板状のアッパープレートＵとを、ロウ材
Ｓを用いて接合したものであり、アルミニウム等から形
成されたアッパープレートＵおよびロワープレートＬ
と、例えば主としてアルミニウムにシリコンを混合して
成るロウ材Ｓとでは、各々の熱膨張率が互いに相違した
ものとなっている。On the other hand, a base B constituting the temperature control device A is formed by using a brazing material S by forming a thick lower plate L and a thin upper plate U having a flow path Ba as described above. And an upper plate U and a lower plate L made of aluminum or the like.
And, for example, a brazing material S composed mainly of aluminum mixed with silicon have different coefficients of thermal expansion.
【００１２】また、上記ロワープレートＬとアッパープ
レートＵとは、各々の形状の相違に基づいて互いの剛性
が相違しているとともに、上記ロワープレートＬとアッ
パープレートＵとの形状の相違により、ロワープレート
ＬとアッパープレートＵとの接合位置に介在するロウ材
Ｓは、図１１に示す如く基台Ｂの厚さ方向における中心
Ｏ−Ｏから大きく上方にずれて位置することとなる。Further, the lower plate L and the upper plate U have different rigidities due to the difference in their shapes, and the lower plate L and the upper plate U have different rigidities. The brazing material S interposed at the joining position between the plate L and the upper plate U is located far above the center OO in the thickness direction of the base B as shown in FIG.
【００１３】このため、温度制御装置Ａの稼働に伴って
基台Ｂの温度が変化した際、上述したアッパープレート
ＵおよびロワープレートＬとロウ材Ｓとの熱膨張率の相
違、および基台Ｂの中心Ｏ−Ｏに対する上半部と下半部
との剛性の相違に起因して、基台Ｂが全体に亘って変形
(反り変形)してしまう問題があった。For this reason, when the temperature of the base B changes with the operation of the temperature control device A, the difference in the coefficient of thermal expansion between the upper plate U and the lower plate L and the brazing material S and the base B Due to the difference in rigidity between the upper half and the lower half with respect to the center OO of
(Warp deformation).
【００１４】ここで、上述した如く基台Ｂに薄膜ヒータ
Ｈを接着して成る温度制御装置Ａにおいては、基台Ｂの
変形に伴って薄膜ヒータＨが反ってしまい、上記基台Ｂ
に載置した基板Ｗの温度が不均一となる等の不都合を招
いていた。Here, in the temperature control device A in which the thin film heater H is bonded to the base B as described above, the thin film heater H warps with the deformation of the base B, and
Inconveniently, the temperature of the substrate W placed on the substrate becomes uneven.
【００１５】上記実状に鑑みて本発明の目的は、温度変
化に伴う基台の変形を可及的に抑制することの可能な温
度制御装置を提供することにある。An object of the present invention in view of the above situation is to provide a temperature control device capable of suppressing deformation of a base due to a temperature change as much as possible.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段および効果】請求項１の発
明に関わる温度制御装置の製造方法は、互いに接合した
アッパープレートとロワープレートから成り内部に温度
流体を流通させる流路を備えた基台を有する温度制御装
置の製造方法において、エッチング加工によりアッパー
プレートおよびロワープレートの少なくとも一方に流路
を形成する工程と、アッパープレートおよびロワープレ
ートを互いに接合して基台を形成する工程とを含んでい
る。上述した製造方法によれば、基台の流路をエッチン
グ加工によって形成することにより、機械加工によって
流路を形成していた従来の製造方法と比べ、短い作業時
間で流路を形成することが可能となり、また精密加工を
実施し得る加工機械を必要とすることなく、極めて簡易
に流路を形成することができるので、温度制御装置の製
造コストを低減することが可能となる。According to the first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a temperature control device, comprising: a base comprising an upper plate and a lower plate joined to each other, and having a flow path through which a temperature fluid flows. A method of manufacturing a temperature control device having a step of forming a flow path in at least one of an upper plate and a lower plate by etching, and a step of forming a base by joining the upper plate and the lower plate to each other. I have. According to the above-described manufacturing method, by forming the flow path of the base by etching, it is possible to form the flow path in a shorter working time as compared with the conventional manufacturing method in which the flow path is formed by machining. This makes it possible to form the flow passage very easily without the need for a processing machine capable of performing precision processing, so that the manufacturing cost of the temperature control device can be reduced.
【００１７】請求項２の発明に関わる温度制御装置の製
造方法は、請求項１の発明に関わる温度制御装置の製造
方法において、アッパープレートとロワープレートと
を、ロウ材を用いて互いに接合することを特徴としてい
る。上述した製造方法によれば、基台の流路をエッチン
グ加工で形成することによって流路を短い作業時間で簡
易に形成することができることと併せ、ロウ材によって
アッパープレートとロワープレートとを容易に接合する
ことができ、もって温度制御装置の製造コストを低減す
ることが可能となる。According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a temperature control device according to the first aspect, wherein the upper plate and the lower plate are joined to each other using a brazing material. It is characterized by. According to the manufacturing method described above, by forming the flow path of the base by etching, the flow path can be easily formed in a short working time, and the upper plate and the lower plate can be easily formed by the brazing material. The joining can be performed, so that the manufacturing cost of the temperature control device can be reduced.
【００１８】請求項３の発明に関わる温度制御装置は、
互いに接合したアッパープレートとロワープレートとか
ら成り内部に温度流体を流通させる流路を備えた基台を
有する温度制御装置であって、共に流路の形成されたア
ッパープレートとロワープレートとを、ロウ材を用いて
互いに接合して成る基台を有することを特徴としてい
る。上述した温度制御装置によれば、共に流路を形成し
たことによってアッパープレートとロワープレートとが
略同一形状と成るため、これらアッパープレートとロワ
ープレートとの剛性がほぼ等しいものと成るとともに、
これらアッパープレートとロワープレートとを接合する
ロウ材が基台の厚さ方向の中央域に位置することと成
る。かくして、アッパープレートおよびロワープレート
とロウ材との熱膨張率の相違に関わらず、温度制御装置
の稼働に伴って基板の温度が変化した状況においても基
台の変形を可及的に防止することが可能となる。The temperature control device according to the invention of claim 3 is:
A temperature control device comprising a base having an upper plate and a lower plate joined to each other and having a flow path through which a temperature fluid flows, wherein the upper plate and the lower plate both having the flow path are formed by soldering. It is characterized by having a base which is joined to each other using a material. According to the temperature control device described above, since the upper plate and the lower plate have substantially the same shape by forming the flow path together, the upper plate and the lower plate have substantially the same rigidity,
The brazing material for joining the upper plate and the lower plate is located in the central region in the thickness direction of the base. Thus, regardless of the difference in the coefficient of thermal expansion between the upper plate and the lower plate and the brazing material, deformation of the base is prevented as much as possible even when the temperature of the substrate changes with the operation of the temperature control device. Becomes possible.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】以下、実施例を示す図面に基づい
て、本発明を詳細に説明する。図１および図２は、本発
明に関わる製造方法によって製造された温度制御装置１
を示している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings showing embodiments. 1 and 2 show a temperature control device 1 manufactured by a manufacturing method according to the present invention.
Is shown.
【００２０】なお、この温度制御装置１は、半導体ウェ
ハやＬＣＤ(液晶表示ディスプレイ)基板等を製造する際
に、上記基板を加熱するベーキング処理工程や、加熱さ
れた基板を室温レベルにまで冷却するクーリング処理工
程を実施するためのものである。When manufacturing a semiconductor wafer, an LCD (liquid crystal display) substrate, or the like, the temperature control device 1 performs a baking process for heating the substrate, or cools the heated substrate to a room temperature level. This is for performing a cooling process.
【００２１】図１および図２に示す如く、温度制御装置
１は熱伝導の可能な金属材料から形成された基台２と、
この基台２の表面(上面)に設置された薄膜ヒータ３とを
具備しており、上記基台２の内部には流路２ａと多数の
ピン２ｐ，２ｐ…とが設けられている。As shown in FIGS. 1 and 2, the temperature control device 1 includes a base 2 formed of a heat conductive metal material,
A thin film heater 3 is provided on the surface (upper surface) of the base 2. A flow path 2a and a number of pins 2p are provided inside the base 2.
【００２２】また、上記基台２は、アッパーフレーム２
Ｕおよびロワーフレーム２Ｌから成り、流路２ａと多数
のピン２ｐ，２ｐ…との形成されたロワーフレーム２Ｌ
に、アッパーフレーム２Ｕを接合することによって構成
されている。The base 2 includes an upper frame 2
U and a lower frame 2L, in which a flow path 2a and a number of pins 2p are formed.
And the upper frame 2U.
【００２３】さらに、上記基台２における導入孔２ｉお
よび排出口２ｏには、液体による冷却の場合、図示して
いない供給ポンプ、蓄熱タンクおよびチラータンク等か
ら成る冷却流体(温度流体)供給手段が接続されており、
通電による上記薄膜ヒータ３の加熱、および基台２にお
ける流路２ａへの冷却流体(温度流体)の循環供給によっ
て、シム３ｓ，３ｓ…を介して載置された基板(半導体
ウェハ)Ｗの加熱および冷却を実施している。因みに、
この温度制御装置１においては基台２の流路２ａに気体
を循環供給して冷却を実施することも可能である。Further, in the case of cooling with a liquid, a cooling fluid (temperature fluid) supply means including a supply pump, a heat storage tank, a chiller tank and the like, not shown, is connected to the inlet 2i and the outlet 2o in the base 2. Has been
Heating of the substrate (semiconductor wafer) W placed via the shims 3s, 3s... By heating the thin film heater 3 by energization and circulating supply of a cooling fluid (temperature fluid) to the flow path 2a in the base 2. And cooling. By the way,
In the temperature control device 1, it is also possible to circulate and supply gas to the flow path 2a of the base 2 to perform cooling.
【００２４】なお、基台２におけるピン２ｐ，２ｐ…
は、直径２〜４mmの円柱形状を呈し、４〜１０mmのピッ
チで縦横に配列形成されており、基台２の導入孔２ｉか
ら排出孔２ｏに向かう冷却流体(温度流体)の流れが、ピ
ン２ｐ，２ｐ…と衝突して攪乱されることにより、基台
２の表面における温度むらが緩和されて、温度制御装置
１の均熱性が向上することとなる。The pins 2p, 2p,.
Has a cylindrical shape with a diameter of 2 to 4 mm, is arranged vertically and horizontally at a pitch of 4 to 10 mm, and the flow of the cooling fluid (temperature fluid) from the introduction hole 2 i to the discharge hole 2 o of the base 2 is By being disturbed by colliding with 2p, 2p..., The temperature unevenness on the surface of the base 2 is reduced, and the uniformity of the temperature of the temperature control device 1 is improved.
【００２５】ここで、上記構成の温度制御装置１を製造
するには、先ず図３(ａ)に示す如く、ロワープレート母
材２Ｌ′の上面、すなわち後の工程でアッパープレート
２Ｕが接合される表面に、マスクＭを用いて所定形状の
レジストパターンＲを形成する。Here, in order to manufacture the temperature control device 1 having the above configuration, first, as shown in FIG. 3A, the upper surface of the lower plate base material 2L ', that is, the upper plate 2U is joined in a later step. A resist pattern R having a predetermined shape is formed on the surface using a mask M.
【００２６】ロワープレート母材２Ｌ′にレジストパタ
ーンＲを形成したのち、エッチング加工によってロワー
プレート母材２Ｌ′に流路２ａを形成する。このとき、
レジストパターンＲによって保護された部位が、ピン２
ｐ，２ｐ…としてロワープレート母材２Ｌ′に形成され
ることとなる。After a resist pattern R is formed on the lower plate base material 2L ', a flow path 2a is formed in the lower plate base material 2L' by etching. At this time,
The portion protected by the resist pattern R is the pin 2
are formed on the lower plate base material 2L 'as p, 2p.
【００２７】図３(ｂ)に示す如く、流路２ａおよびピン
２ｐ，２ｐ…の形成されたロワープレート２Ｌから、レ
ジストパターンＲを除去したのち、図３(ｃ)に示す如
く、ロワープレート２Ｌの上面に、ロウ材Ｓを用いてア
ッパープレート２Ｕを接合することにより基台２を形成
する。After removing the resist pattern R from the lower plate 2L in which the flow path 2a and the pins 2p, 2p... Are formed as shown in FIG. 3B, the lower plate 2L is formed as shown in FIG. The base 2 is formed by joining the upper plate 2U using the brazing material S to the upper surface of the base 2.
【００２８】ロワープレート２Ｌとアッパープレート２
Ｕとを接合(ロウ付け)して基台２を形成したのち、図３
(ｄ)に示す如く、基台２の表面(上面)、詳しくはアッパ
ープレート２Ｕの上面に、薄膜ヒータ３を接着によって
設置することにより、温度制御装置１が完成する。Lower plate 2L and upper plate 2
After the base 2 is formed by bonding (brazing) with U, FIG.
As shown in (d), the temperature controller 1 is completed by mounting the thin film heater 3 on the surface (upper surface) of the base 2, specifically, on the upper surface of the upper plate 2 </ b> U by bonding.
【００２９】ここで、ロワープレート２Ｌの流路２ａ
は、上述の如くエッチング加工によって形成されている
ので、流路の形状如何んに関わらず数分の作業時間で流
路を形成することができ、機械加工によって流路を形成
していた従来の製造方法と比較して、流路の形成に要す
る作業時間を大幅に短縮することが可能となる。Here, the flow path 2a of the lower plate 2L
Is formed by the etching process as described above, the flow channel can be formed in several minutes of operation time regardless of the shape of the flow channel, and the conventional flow channel is formed by machining. Compared with the manufacturing method, the working time required for forming the flow path can be significantly reduced.
【００３０】また、エッチング加工によって流路を形成
することで、精密加工を実施し得る加工機械を必要とす
ることなく、極めて簡易に流路を形成することがで可能
となり、上述した流路の形成に要する作業時間の短縮と
併せて、基台の製造、延いては温度制御装置の製造に関
わるコストを低減することが可能となる。Further, by forming the flow path by etching, it becomes possible to form the flow path very easily without requiring a processing machine capable of performing precision processing. In addition to shortening the working time required for the formation, it becomes possible to reduce the cost related to the manufacture of the base and, consequently, the manufacture of the temperature control device.
【００３１】さらに、エッチング加工によって流路を形
成することで、機械加工では形成の困難であった複雑な
形状の流路をも形成することが可能となり、もって温度
制御装置に対する設計自由度が向上することとなる。Further, by forming the flow path by etching, it is possible to form a flow path having a complicated shape which has been difficult to form by mechanical processing, thereby improving the degree of freedom in designing the temperature control device. Will be done.
【００３２】例えば、図８〜図１０に示した従来の温度
制御装置ＡにおけるピンＢｐが、機械加工のし易さから
単純な四角柱形状とされていたのに対して、本発明の製
造方法により製造された温度制御装置１では、エッチン
グ加工によってロワープレートに流路を形成すること
で、円柱または角柱形状を呈する多数のピンを極めて容
易に形成することが可能となる。For example, the pin Bp in the conventional temperature control device A shown in FIGS. 8 to 10 has a simple quadrangular prism shape for ease of machining. In the temperature control device 1 manufactured by the method described above, by forming a flow path in the lower plate by etching, it is possible to extremely easily form a large number of pins having a cylindrical or prismatic shape.
【００３３】なお、図１〜図３に示した実施例では、基
板を構成するロワープレートに流路およびピンを形成し
て成る温度制御装置を例示したが、アッパープレートの
下面側に流路およびピンを形成し、このアッパープレー
トの下面にロワープレートを接合して基台を構成する温
度制御装置においても、本発明を有効に適用することが
でき、上述した温度制御装置１と全く同様の作用効果を
奏することは言うまでもない。In the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, the temperature control device in which the flow path and the pins are formed in the lower plate constituting the substrate is exemplified. However, the flow path and the pin are formed on the lower surface of the upper plate. The present invention can also be effectively applied to a temperature control device in which a base is formed by forming a pin and joining a lower plate to the lower surface of the upper plate, and the operation is exactly the same as that of the temperature control device 1 described above. It goes without saying that it works.
【００３４】図４および図５は、本発明に関わる製造方
法によって製造された、本発明に関わる温度制御装置１
０を示している。なお、この温度制御装置１０は、半導
体ウェハやＬＣＤ（液晶表示ディスプレイ）基板等を製
造する際に、上記基板を加熱するベーキング処理工程
や、加熱された基板を室温レベルにまで冷却するクーリ
ング処理工程を実施するためのものである。FIGS. 4 and 5 show a temperature control device 1 according to the present invention manufactured by the manufacturing method according to the present invention.
0 is shown. When manufacturing a semiconductor wafer, an LCD (Liquid Crystal Display) substrate, or the like, the temperature control device 10 performs a baking process for heating the substrate or a cooling process for cooling the heated substrate to a room temperature level. It is for implementing.
【００３５】図４および図５に示す如く、温度制御装置
１０は熱伝導の可能な金属材料から形成された基台１２
と、この基台１２の表面(上面)に設置された薄膜ヒータ
１３とを具備しており、上記基台１２の内部には流路１
２Ａと、複数の壁板１２Ｗ，１２Ｗ…とが設けられてい
る。As shown in FIGS. 4 and 5, the temperature control device 10 includes a base 12 made of a metal material capable of conducting heat.
And a thin film heater 13 installed on the surface (upper surface) of the base 12.
2A, and a plurality of wall plates 12W, 12W...
【００３６】また、上記基台１２は、互いに略同一形状
を呈するアッパーフレーム１２Ｕおよびロワーフレーム
１２Ｌから成り、上部流路１２Ｕａと上部壁板１２Ｕｗ
との形成されたアッパーフレーム１２Ｕに、下部流路１
２Ｌａと下部壁板１２Ｌｗとの形成されたロワーフレー
ム１２Ｌを接合することによって構成されている。The base 12 comprises an upper frame 12U and a lower frame 12L having substantially the same shape as each other, and includes an upper channel 12Ua and an upper wall plate 12Uw.
The lower channel 1 is provided in the upper frame 12U formed with
It is configured by joining a lower frame 12L formed with 2La and a lower wall plate 12Lw.
【００３７】なお、アッパーフレーム１２Ｕの上部流路
１２Ｕａと、ロワーフレーム１２Ｌの下部流路１２Ｌａ
とによって、基台１２の内部における流路１２Ａが画成
されている。また、アッパーフレーム１２Ｕの上部壁板
１２Ｕｗと、ロワーフレーム１２Ｌの下部壁板１２Ｌｗ
とによって、基台１２の内部における壁板１２Ｗが構成
されている。The upper flow path 12Ua of the upper frame 12U and the lower flow path 12La of the lower frame 12L.
Thus, a flow path 12A inside the base 12 is defined. Further, an upper wall plate 12Uw of the upper frame 12U and a lower wall plate 12Lw of the lower frame 12L.
Thus, the wall plate 12W inside the base 12 is configured.
【００３８】一方、上記基台１２における導入孔１２ｉ
および排出口１２ｏには、液体による冷却の場合、図示
していない供給ポンプ、蓄熱タンクおよびチラータンク
等から成る冷却流体(温度流体)供給手段が接続されてお
り、通電による上記薄膜ヒータ１３の加熱、および基台
１２における流路１２ａへの冷却流体(温度流体)の循環
供給によって、シム１３ｓ，１３ｓ…を介して載置され
た基板(半導体ウェハ)Ｗの加熱および冷却を実施してい
る。因みに、温度制御装置１０においては基台１２の流
路１２ａに気体を循環供給して冷却を実施することも可
能である。On the other hand, the introduction hole 12i in the base 12
In the case of cooling with a liquid, a cooling pump (not shown), a cooling fluid (temperature fluid) supply means including a heat storage tank and a chiller tank is connected to the discharge port 12o. The substrate (semiconductor wafer) W mounted via the shims 13s, 13s... Is heated and cooled by the circulating supply of the cooling fluid (temperature fluid) to the flow path 12a in the base 12. Incidentally, in the temperature control device 10, it is also possible to circulate and supply gas to the flow path 12 a of the base 12 to perform cooling.
【００３９】なお、基台１２の導入孔１２ｉから流路１
２Ａに供給された冷却流体（温度流体）は、壁板１２
Ｗ，１２Ｗ…に案内されて、図５中の矢印で示す如く基
台１２の内部全体を隈無く流通することにより、基台１
２の表面における温度むらが緩和され、温度制御装置１
０の均熱性が向上することとなる。It should be noted that the flow path 1 extends from the introduction hole 12 i of the base 12.
The cooling fluid (temperature fluid) supplied to 2A
Are guided by W, 12W,... And circulate through the entire inside of the base 12 as shown by the arrow in FIG.
Temperature unevenness on the surface of the temperature control device 1 is reduced.
Thus, the soaking property of 0 is improved.
【００４０】ここで、上記構成の温度制御装置１を製造
するには、先ず図６(ａ)に示す如く、アッパープレート
母材１２Ｕ′の表面、すなわち後の工程でロワープレー
ト１２Ｌと接合される表面に、マスクＭｕを用いて所定
パターンのレジストパターンＲｕを形成する。また、ロ
ワープレート母材１２Ｌ′の表面、すなわち後の工程で
アッパープレート１２Ｕが接合される表面に、マスクＭ
ｌを用いて所定パターンのレジストパターンＲｌを形成
する。Here, in order to manufacture the temperature control device 1 having the above configuration, first, as shown in FIG. 6A, the temperature control device 1 is joined to the surface of the upper plate base material 12U ', that is, to the lower plate 12L in a later step. A resist pattern Ru having a predetermined pattern is formed on the surface using a mask Mu. The mask M is provided on the surface of the lower plate base material 12L ', that is, the surface to which the upper plate 12U is joined in a later step.
1 is used to form a predetermined resist pattern Rl.
【００４１】次いで、エッチング加工によって、アッパ
ープレート母材１２Ｕ′に流路１２Ｕａを形成する。こ
のとき、レジストパターンＲｕによって保護された部位
が、壁板１２Ｕｗ， １２Ｕｗ…としてアッパープレート母材１２Ｕ′に形成
されることとなる。また、エッチング加工によって、ロ
ワープレート母材１２Ｌ′に流路１２Ｌａを形成する。
このとき、レジストパターンＲｌによって保護された部
位が、壁板１２Ｌｗ， １２Ｌｗ…としてロワープレート母材１２Ｌ′に形成さ
れることとなる。Next, a channel 12Ua is formed in the upper plate base material 12U 'by etching. At this time, the portions protected by the resist pattern Ru are formed on the upper plate base material 12U 'as wall plates 12Uw, 12Uw. Further, a flow path 12La is formed in the lower plate base material 12L 'by etching.
At this time, the portions protected by the resist pattern Rl are formed on the lower plate base material 12L 'as wall plates 12Lw, 12Lw.
【００４２】図６(ｂ)に示す如く、流路１２Ｕａおよび
壁板１２Ｕｗ，１２Ｕｗ…の形成されたアッパープレー
ト１２ＵからレジストパターンＲｕを除去するととも
に、流路流路１２Ｌａおよび壁板１２Ｌｗ，１２Ｌｗ…
の形成されたロワープレート１２Ｌからレジストパター
ンＲｌを除去したのち、図６(ｃ)に示す如く、アッパー
プレート１２Ｕとロワープレート１２Ｌとを、ロウ材Ｓ
を用いて互いに接合して基台１２を形成する。As shown in FIG. 6B, the resist pattern Ru is removed from the upper plate 12U in which the flow channel 12Ua and the wall plates 12Uw, 12Uw... Are formed, and the flow channel 12La and the wall plates 12Lw, 12Lw.
After the resist pattern Rl is removed from the lower plate 12L formed with the above, as shown in FIG. 6C, the upper plate 12U and the lower plate
The base 12 is formed by joining with each other.
【００４３】アッパープレート１２Ｕとロワープレート
１２Ｌとを接合(ロウ付け)して基台１２を形成したの
ち、図６(ｄ)に示す如く、基台１２の表面(上面)、詳し
くはアッパープレート１２Ｕの上面に、薄膜ヒータ１３
を接着して設置することによって、温度制御装置１０が
完成する。After joining (brazing) the upper plate 12U and the lower plate 12L to form the base 12, as shown in FIG. 6D, the surface (upper surface) of the base 12, specifically, the upper plate 12U The thin film heater 13
The temperature controller 10 is completed by bonding and installing.
【００４４】ここで、アッパープレート１２Ｕにおける
流路１２Ｕａ、およびロワープレート１２Ｌにおける流
路１２Ｌａは、上述した如くエッチング加工によって形
成されているので、流路の形状如何んに関わらず数分の
作業時間で流路を形成することができ、機械加工によっ
て流路を形成していた従来の製造方法と比較して、流路
の形成に要する作業時間を大幅に短縮することが可能と
なる。Since the flow path 12Ua in the upper plate 12U and the flow path 12La in the lower plate 12L are formed by etching as described above, the working time is several minutes regardless of the shape of the flow path. Thus, the working time required for forming the flow path can be significantly reduced as compared with the conventional manufacturing method in which the flow path is formed by machining.
【００４５】また、エッチング加工によって流路を形成
することで、精密加工を実施し得る加工機械を必要とす
ることなく、極めて簡易に流路を形成することがで可能
となり、上述した流路の形成に要する作業時間の短縮と
併せて、基台の製造、延いては温度制御装置の製造に関
わるコストを低減することが可能となる。Further, by forming the flow path by etching, it is possible to form the flow path very easily without requiring a processing machine capable of performing precision processing. In addition to shortening the working time required for the formation, it becomes possible to reduce the cost related to the manufacture of the base and, consequently, the manufacture of the temperature control device.
【００４６】さらに、エッチング加工によって流路を形
成することで、機械加工では形成の困難であった複雑な
形状の流路をも形成することが可能となり、もって温度
制御装置に対する設計自由度が向上することとなる。Further, by forming the flow path by etching, it is possible to form a flow path having a complicated shape which has been difficult to form by mechanical processing, thereby improving the degree of freedom in designing the temperature control device. Will be done.
【００４７】また、エッチング加工によって形成し得る
凹部の深さは、約１mm前後が限界であるが、上述した如
く、共にエッチング加工により流路を形成したアッパー
フレームとロワーフレームとを接合して基台を形成する
ことで、容積の大きな流路を構成することができ、もっ
て冷却流体の流量を多く必要とする温度制御装置をも容
易に製造することが可能である。The depth of the concave portion that can be formed by etching is limited to about 1 mm, but as described above, the upper frame and the lower frame, both of which have a flow path formed by etching, are joined together. By forming the base, a flow path having a large volume can be formed, and thus a temperature control device requiring a large flow rate of the cooling fluid can be easily manufactured.
【００４８】また、アッパープレートに形成される流路
のパターン、およびロワープレートに形成される流路の
パターンは、通常、それぞれ軸対称の形状を呈している
ために、アッパープレート形成用のマスク(図６中のＭ
ｕ)と、ロワープレート形成用のマスク(図６中のＭｌ)
とを、１つのマスクによって共用することや、同一のマ
スター型によって作成することができるので、マスクの
形成に関わるコスト、延いては温度制御装置の製造に関
わるコストの低減が可能となる。Since the pattern of the flow path formed in the upper plate and the pattern of the flow path formed in the lower plate usually have an axially symmetric shape, respectively, a mask (not shown) for forming the upper plate is used. M in FIG.
u) and a mask for forming the lower plate (Ml in FIG. 6)
Can be shared by one mask or can be created by the same master mold, so that the cost related to the formation of the mask and the cost related to the manufacture of the temperature control device can be reduced.
【００４９】また、上述した如き構成の温度制御装置１
０では、基台１２を構成するアッパーフレーム１２Ｕと
ロワーフレーム１２Ｌとが、共に流路の形成された略同
一形状を呈していることから、上記アッパーフレーム１
２Ｕとロワーフレーム１２Ｌとの剛性が互いにほぼ等し
いものとなり、併せてアッパーフレーム１２Ｕとロワー
フレーム１２Ｌと接合するロウ材Ｓが、図７に示す如く
基台１２における厚さ方向の中心Ｏ−Ｏに沿った中央域
に位置することとなる。Further, the temperature control device 1 having the above-described configuration
0, the upper frame 12U and the lower frame 12L that constitute the base 12 both have substantially the same shape with a flow path formed therein.
The rigidity of the 2U and the lower frame 12L is substantially equal to each other, and the brazing material S to be joined to the upper frame 12U and the lower frame 12L is located at the center OO in the thickness direction of the base 12 as shown in FIG. It will be located in the central area along.
【００５０】かくして、ロウ材Ｓが基台１２における厚
さ方向の中央域に位置することと併せ、基台１２の上半
部と下半部との剛性がほぼ等しいものとなることによ
り、アッパープレート１２Ｕおよびロワープレート１２
Ｌとロウ材Ｓとの熱膨張率の相違に関わらず、温度制御
装置１０の稼働に伴って基板１２の温度が変化した状況
においても、該基台１２の変形(反り変形)が可及的に防
止されることとなる。Thus, in addition to the fact that the brazing material S is located in the center region of the base 12 in the thickness direction, the rigidity of the upper half and the lower half of the base 12 is substantially equal to each other. Plate 12U and lower plate 12
Irrespective of the difference in the coefficient of thermal expansion between L and the brazing material S, the base 12 can be deformed (warped) as much as possible even when the temperature of the substrate 12 changes with the operation of the temperature control device 10. Will be prevented.
【００５１】因みに、上述した温度制御装置１０におい
ては、基台１２におけるアッパーフレーム１２Ｕとロワ
ーフレーム１２Ｌとの剛性を等価なものとするべく、こ
れらアッパーフレーム１２Ｕとロワーフレーム１２Ｌと
を略同一形状としたが、相互の剛性を等価とする条件を
満足するものであれば、アッパーフレームとロワーフレ
ームとの形状が互いに相違していても、温度変化に伴う
基台の変形を抑制することが可能となる。In the temperature control device 10 described above, the upper frame 12U and the lower frame 12L have substantially the same shape in order to make the rigidity of the upper frame 12U and the lower frame 12L of the base 12 equivalent. However, as long as the conditions that make the mutual rigidity equivalent are satisfied, even if the shapes of the upper frame and the lower frame are different from each other, it is possible to suppress the deformation of the base due to the temperature change. Become.
【００５２】なお、図１〜図３に示した温度制御装置
１、および図４〜図６に示した温度制御装置１０は、と
もに基台の上面にのみ薄膜ヒータを設置しているが、基
台の上面と下面とに薄膜ヒータを設置した温度制御装置
を製造する場合にも、本発明を有効に適用し得ることは
言うまでもない。The temperature control device 1 shown in FIGS. 1 to 3 and the temperature control device 10 shown in FIGS. 4 to 6 both have a thin film heater installed only on the upper surface of the base. It goes without saying that the present invention can also be effectively applied to the case of manufacturing a temperature control device in which a thin film heater is installed on the upper and lower surfaces of the table.
【００５３】また、図１〜図３に示した温度制御装置１
の如く、基台の内部に流路とピンとを有する温度制御装
置を、図４〜図６に示した温度制御装置１０の如く、共
にエッチング加工により流路を形成したアッパーフレー
ムとロワーフレームとを接合し、基台を形成することに
よって構成することも可能である。The temperature control device 1 shown in FIGS.
As shown in FIG. 4 to FIG. 6, a temperature control device having a flow path and a pin inside a base is combined with an upper frame and a lower frame, both of which form a flow path by etching. It is also possible to form by joining and forming a base.
【００５４】同様に、図４〜図６に示した温度制御装置
１０の如く、基台の内部に流路と壁板とを有する温度制
御装置を、図１〜図３に示した温度制御装置１の如く、
エッチング加工により流路を形成したロワーフレーム
（あるいはアッパーフレーム）に、アッパーフレーム
（ロワーフレーム）を接合し、基台を形成することによ
って構成することも可能である。Similarly, a temperature control device having a flow path and a wall plate inside a base like the temperature control device 10 shown in FIGS. Like 1,
It is also possible to configure by joining an upper frame (lower frame) to a lower frame (or upper frame) having a flow path formed by etching and forming a base.
【００５５】また、上述した各実施例においては、内部
に流路を備えた基台(２，１２)と、この基台(２，１２)
の上面に薄膜ヒータ(３，１３)を設置して成る温度制御
装置(１，１０)を示したが、内部に流路を備えた基台の
みによっても温度制御装置を構成し得ることは言うまで
もない。In each of the above-described embodiments, the base (2, 12) having a flow path therein, and the base (2, 12)
Although the temperature control device (1, 10) in which the thin film heaters (3, 13) are installed on the upper surface of the device is shown, it is needless to say that the temperature control device can be constituted only by the base having the flow path therein. No.
【００５６】さらに、上述した各実施例においては、半
導体ウェハやＬＣＤ（液晶表示ディスプレイ）等を製造
する場合に採用される温度制御装置を例示したが、本発
明は上述した実施例に限定されるものではなく、様々な
温度制御対象物を加熱および冷却するための温度制御装
置を対象とすることは勿論である。Further, in each of the above-described embodiments, the temperature control device employed when manufacturing a semiconductor wafer, an LCD (Liquid Crystal Display) and the like has been exemplified. However, the present invention is limited to the above-described embodiments. It is a matter of course that the present invention is not limited to a temperature control device for heating and cooling various temperature control objects.
【００５７】また、本発明の温度制御装置における基台
は、実施例の如く薄膜ヒータや基板を載せる「台」を構
成するのみならず、例えばチャンバの壁面に直接貼り付
けて設置することも可能であり、温度制御対象物に対す
る様々な設置態様を採ることができる。The base in the temperature control apparatus of the present invention not only constitutes a "table" on which a thin-film heater and a substrate are mounted as in the embodiment, but also can be directly attached to, for example, a wall surface of a chamber. Therefore, various installation modes for the temperature control target can be adopted.
【図１】本発明に関わる製造方法により製造された温度
制御装置の断面側面図。FIG. 1 is a cross-sectional side view of a temperature control device manufactured by a manufacturing method according to the present invention.
【図２】図１中の II−II 線断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG.
【図３】(ａ)〜(ｄ)は本発明に関わる温度制御装置の製
造方法を示す概念図。FIGS. 3A to 3D are conceptual views showing a method for manufacturing a temperature control device according to the present invention.
【図４】本発明に関わる製造方法により製造された温度
制御装置の断面側面図。FIG. 4 is a sectional side view of a temperature control device manufactured by a manufacturing method according to the present invention.
【図５】図４中の V−V 線断面図。FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. 4;
【図６】(ａ)〜(ｄ)は本発明に関わる温度制御装置の製
造方法を示す概念図。FIGS. 6A to 6D are conceptual diagrams illustrating a method of manufacturing a temperature control device according to the present invention.
【図７】本発明に関わる温度制御装置の基台を示す概念
的な断面側面図。FIG. 7 is a conceptual cross-sectional side view showing a base of the temperature control device according to the present invention.
【図８】従来の温度制御装置を示す断面側面図。FIG. 8 is a sectional side view showing a conventional temperature control device.
【図９】図８中の IX−IX 線断面図。FIG. 9 is a sectional view taken along line IX-IX in FIG. 8;
【図１０】従来の温度制御装置を示す分解斜視図。FIG. 10 is an exploded perspective view showing a conventional temperature control device.
【図１１】従来の温度制御装置の基台を示す概念的な断
面側面図。FIG. 11 is a conceptual cross-sectional side view showing a base of a conventional temperature control device.
１…温度制御装置、 ２…基台、 ２Ｕ…アッパープレート、 ２Ｌ…ロワープレート、 ２ａ…流路、 ２ｐ…整流ピン、 ３…薄膜ヒータ、 Ｓ…ロウ材、 １０…温度制御装置、 １２…基台、 １２Ｕ…アッパープレート、 １２Ｕａ…流路、 １２Ｕｗ…壁板、 １２Ｌ…ロワープレート、 １２Ｌａ…流路、 １２Ｌｗ…壁板、 １３…薄膜ヒータ、 Ｓ…ロウ材。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Temperature control device, 2 ... Base, 2U ... Upper plate, 2L ... Lower plate, 2a ... Flow path, 2p ... Rectification pin, 3 ... Thin film heater, S ... Brazing material, 10 ... Temperature control device, 12 ... Group Table, 12U: Upper plate, 12Ua: Channel, 12Uw: Wall plate, 12L: Lower plate, 12La: Channel, 12Lw: Wall plate, 13: Thin film heater, S: Brazing material.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西出 剛 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 Ｆターム(参考） 3K034 AA15 AA33 BB14 BC03 BC12 BC29 EA03 FA08 HA01 HA10 JA01 5F046 KA04 KA10 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Tsuyoshi Nishiide 1200 Manda, Hiratsuka-shi, Kanagawa Prefecture F-term (reference) 3K034 AA15 AA33 BB14 BC03 BC12 BC29 EA03 FA08 HA01 HA10 JA01 5F046 KA04 KA10
Claims (3)
ープレートとから成り内部に温度流体を流通させる流路
を備えた基台を有する温度制御装置の製造方法であっ
て、 エッチング加工により上記アッパープレートおよび上記
ロワープレートの少なくとも一方に流路を形成する工程
と、 上記アッパープレートおよび上記ロワープレートを互い
に接合して基台を形成する工程と、 を含んで成ることを特徴とする温度制御装置の製造方
法。1. A method for manufacturing a temperature control device, comprising: a base including an upper plate and a lower plate joined to each other and having a flow path for flowing a temperature fluid therein, wherein the upper plate and the lower plate are formed by etching. A method for manufacturing a temperature control device, comprising: forming a flow path in at least one of the lower plates; and bonding the upper plate and the lower plate to each other to form a base.
ートとを、ロウ材を用いて互いに接合することを特徴と
する請求項１記載の温度制御装置の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the upper plate and the lower plate are joined to each other using a brazing material.
ープレートとから成り内部に温度流体を流通させる流路
を備えた基台を有する温度制御装置であって、 共に流路の形成された上記アッパープレートと上記ロワ
ープレートとを、ロウ材を用いて互いに接合して成る基
台を有することを特徴とする温度制御装置。3. A temperature control device having a base comprising an upper plate and a lower plate joined to each other and having a flow path through which a temperature fluid flows, wherein the upper plate has a flow path formed therein. A temperature control device comprising a base formed by joining the lower plate and the lower plate to each other using a brazing material.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
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