JP2004134475A

JP2004134475A - 半導体装置の昇降温装置

Info

Publication number: JP2004134475A
Application number: JP2002295554A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Kawai; 川井　清
Original assignee: Kowa Thermo Technologies and Products Co Ltd
Current assignee: Kowa Thermo Technologies and Products Co Ltd
Priority date: 2002-10-09
Filing date: 2002-10-09
Publication date: 2004-04-30
Anticipated expiration: 2022-10-09
Also published as: JP4444558B2

Abstract

【課題】装置を小型、薄型化し、設定温度への応答を早く、精度よくできるようにすること。
【解決手段】発熱体が熱移送器を通して均熱板を効率よく均熱に加熱し、ペルチェ素子が熱移送器を通して均熱板を冷却し、均熱板の温度を検出する温度センサーからの信号により前記均熱板を設定温度に制御する制御回路から構成する。半導体装置の昇降温装置を、小型、薄型化し、温度設定への応答を早くしかも精度を良くできる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、半導体装置、特に昇降温装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の昇降温装置に関し、特願平５−２９４１９２号公開公報（特許文献１）が公知である。公知の該昇降温装置は、図８に示すように、液体を設定温度に昇降温し維持する加熱冷却機１０により一定温度に維持された液体１１ａと、該液体１１ａを包み込む薄膜１１ｂからなるヒートブロック１１を、ＩＣ１２およびＩＣ収納ボード１３に接触させるようにしたものである。上記構成によりＩＣ収納ボード１３が一定温度で加熱・冷却されるようになっていた。ここで、ＩＣ収納ボード１３の代わりに半導体ウェハでも同一のことが言える。図８において、１４は昇降支持機である。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−２９４１９２号公開公報
【０００４】
【発明が解決しょうとする課題】
しかしながら公知の前記昇降温装置では、液体を設定温度に昇降温し維持することから装置が大型となり、設定温度への応答性と精度に問題があった。よって、本願発明は設定温度の応答性と精度を改善することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、上記課題を解決するため、発熱体が熱移送器を通して均熱板を効率よく均熱に加熱し、ペルチェ素子が熱移送器を通して均熱板を冷却するものである。
本願発明によれば、均熱板が半導体ウェハを均熱に加熱・冷却するための装置を、小型、薄型化し、温度設定への応答を早くしかも精度を良くすることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本願発明の請求項１にかかる半導体装置の昇降温装置は、半導体ウェハを均熱に加熱・冷却するための均熱板と、該均熱板を加熱するための発熱体と、前記均熱板を冷却するためのペルチェ素子と、これらの温冷熱を効率よく移送するための熱移送器と、前記均熱板の温度を検出する温度センサーと該温度センサーからの信号により前記均熱板を設定温度に制御する制御回路とを有するものである。
均熱板を熱移送器を通して発熱体で加熱しペルチェ素子で冷却するので、装置を小型、温度設定への応答を早く、しかも精度を良くできる。
そして、熱移送器は、ヒートパイプ或はヒートレーンを使用し、均熱板は温度差が発生した時に素早く効率的に均熱化することができる。さらに、均熱板は、丸形或は角形でも良い。
また、発熱体はエッチングヒーター等の平板ヒーターを使用し、全体の厚さを薄くすることができる。或は均熱板または熱移送器を押さえるための押え板にシーズヒーターを埋設したものである。
さらに、熱移送器を均熱板の端縁より延長突出させて延長突出部を形成し、該延長突出部にペルチェ素子を取付けて、全体の厚さを薄くすることもできる。
また、発熱体をシーズヒーターとし、均熱板に熱移送器とともに埋設し、前記均熱板の裏面にペルチェ素子を取付けることにより構成が簡単で高性能のものとすることができる。
【０００７】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
【０００８】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の半導体装置の昇降温装置の側面図であり、図２は同昇降温装置の平面図である。
【０００９】
図１、図２において、均熱板１に熱移送器（本実施例１ではヒートレーン）４と発熱体（本実施例１では平板ヒーター）２を押え板７で押えてビス締めし、一体化している。ペルチェ素子３は前記ヒートレーン４が前記均熱板１の端縁より延長突出させた延長突出部４ａに熱伝導状態で取付けされている。
また、制御回路６に前記発熱体２と前記均熱板１に取付けられた温度センサー５と前記ペルチェ素子３を電気的に接続している。
【００１０】
次に作用について説明する。
半導体ウェハを均熱に加熱・冷却するための均熱板１を発熱体２でヒートレーン４を通して加熱し、ペルチェ素子３で前記ヒートレーン４を通して冷却するものであり、前記均熱板１に取付けられた温度センサー５により前記均熱板１の温度を検出し、制御回路６により設定温度に制御するための昇降温装置を小型化、薄型化することができる。また、設定温度への応答性が良く、高精度とすることができる。
【００１１】
（実施例２）
図３は本発明の実施例２の半導体装置の昇降温装置の側面図であり、図４は同昇降温装置の本体部分の平面図であり、図５は図４のＡ−Ａ断面図である。
【００１２】
図３、４、５において、実施例１と同一番号のものは同一のものである。但し、熱移送器４に限ってはヒートレーンではなくヒートパイプである。また、隣接するヒートパイプ間を連結板８で接続している。前記ヒートパイプ４は前記均熱板１の内部に埋設している。
【００１３】
次に作用について説明する。実施例１と殆んど同一であるが、連結板８は隣接するヒートパイプ４を熱的に連結し、１個のペルチェ素子３で２個のヒートパイプ４を冷却することができる。
【００１４】
（実施例３）
図６は本発明の実施例３の半導体装置の昇降温装置の側面図であり、図７は同昇降温装置の本体部分の平面図である。
【００１５】
図６、図７において、均熱板１の内部に発熱体（本実施例３ではシーズヒーター）２と熱移送器（本図実施例３ではヒートバイプ）４が埋設されている。また、前記均熱板１にペルチェ素子３を取付けている。他は実施例１と同一である。
【００１６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の半導体装置の昇降温装置によれば、次の効果が得られる。半導体ウェハを加熱・冷却するための均熱板を熱移送器を通して発熱体が加熱し、ペルチェ素子が冷却し、均熱板の熱容量が液体等に較べて小さく、熱移送器により効率よく熱移送し、均熱化するため更に均熱板を薄くすることができ、装置を小型化、薄型化でき、設定温度への応答性が早く、精度を良くすることができるという有利な効果を有する。
前記熱移送器をヒートパイプ或はヒートレーンとすることにより、更に効率よく熱移送し、均熱化することができる。
また、均熱板は、丸形でも角形でも構成でき、用途により使い分けができる。
また、発熱体をエッチングヒーター等の平板ヒーターとして昇降温装置をより薄型化することができる。シーズヒーターを使用して均熱板或は押し板に埋設すると、熱効率がよくなる。
また、熱移送器の端部より延長突出させて延長突出部４ｂを形成し、該延長突出部にペルチェ素子を取付けると、装置をより薄型化できる。
また、発熱体と熱移送器とを均熱板に埋設し、前記均熱板にペルチェ素子を取付けことにより、前記均熱板を熱効率よく加熱冷却することができるので熱応答性が良くなる。
また、設定温度の近傍範囲（特に室温付近）では加熱・冷却を組合せて制御することにより、精度の高い設定温度が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の半導体装置の昇降温装置の側面図
【図２】同昇降温装置の本体部分の平面図
【図３】本発明の実施例２の半導体装置の昇降温装置の側面図
【図４】同昇降温装置の本体部分の平面図
【図５】図４のＡ−Ａ断面による同昇降温装置の本体部分の縦断面図
【図６】本発明の実施例３の半導体装置の昇降温装置の側面図
【図７】同昇降温装置の本体部分の平面図
【図８】公知の半導体装置の昇降温装置の一部断面した正面図
【符号の説明】
１　均熱板
２　発熱体
３　ペルチェ素子
４　熱移送器
５　温度センサー
６　制御回路

Claims

半導体ウェハを均熱に加熱・冷却するための均熱板と、該均熱板を加熱するための発熱体と、前記均熱板を冷却するためのペルチェ素子と、これらの温冷熱を効率よく移送するための熱移送器と、前記均熱板の温度を検出する温度センサーと該温度センサーからの信号により前記均熱板を設定温度に制御する制御回路とからなる半導体装置の昇降温装置。
前記熱移送器は、ヒートパイプ或はヒートレーンとした請求項１に記載の半導体装置の昇降温装置。
前記均熱板は、丸形或は角形とした請求項１に記載の半導体装置の昇降温装置。
前記発熱体は、エッチングヒーター等の平板ヒーター或はシーズヒーターとした請求項１に記載の半導体装置の昇降温装置。
前記熱移送器の端縁より延長突出させて延長突出部を形成し、該延長突出部にペルチェ素子を取付けた請求項１、２、３、４に記載の半導体装置の昇降温装置。
前記発熱体を均熱板に熱移送器とともに埋設し、前記均熱板にペルチェ素子を取付けた請求項１、２、３に記載の半導体装置の昇降温装置。
設定温度の近傍範囲では加熱・冷却を組合せて制御する請求項１、５に記載の半導体装置の昇降温装置。