JPH08236533A - ウエハ加熱冷却装置 - Google Patents
ウエハ加熱冷却装置Info
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- JPH08236533A JPH08236533A JP3673495A JP3673495A JPH08236533A JP H08236533 A JPH08236533 A JP H08236533A JP 3673495 A JP3673495 A JP 3673495A JP 3673495 A JP3673495 A JP 3673495A JP H08236533 A JPH08236533 A JP H08236533A
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- wafer
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体ウエハ１８の温度を短時間で目標温度
ＴO に移行させ、その後この目標温度ＴO に維持する。 【構成】 半導体ウエハ１８を加熱又は冷却する温度プ
レート１０と、半導体ウエハ１８をこの半導体ウエハ表
面と温度プレート１０表面との相対的間隔ｄを可変自在
にして支持する半導体ウエハ支持機構（１５ａ，１５
ｂ，１６）とを設け、半導体ウエハ表面が温度プレート
表面と規定間隔ｄS を有した状態で、半導体ウエハ１８
の温度が目標温度を維持するための規定温度ＴP に温度
プレート１０の温度を制御する（１３）。また、半導体
ウエハ１８の搬入時刻から半導体ウエハがほぼ目標温度
ＴO に達する規定時間ｔS 経過まで半導体ウエハ表面を
温度プレート表面に接触させ、この規定時間経過後に半
導体ウエハ表面と温度プレート表面との間隔を規定間隔
ｄS に変更する（１７）。
ＴO に移行させ、その後この目標温度ＴO に維持する。 【構成】 半導体ウエハ１８を加熱又は冷却する温度プ
レート１０と、半導体ウエハ１８をこの半導体ウエハ表
面と温度プレート１０表面との相対的間隔ｄを可変自在
にして支持する半導体ウエハ支持機構（１５ａ，１５
ｂ，１６）とを設け、半導体ウエハ表面が温度プレート
表面と規定間隔ｄS を有した状態で、半導体ウエハ１８
の温度が目標温度を維持するための規定温度ＴP に温度
プレート１０の温度を制御する（１３）。また、半導体
ウエハ１８の搬入時刻から半導体ウエハがほぼ目標温度
ＴO に達する規定時間ｔS 経過まで半導体ウエハ表面を
温度プレート表面に接触させ、この規定時間経過後に半
導体ウエハ表面と温度プレート表面との間隔を規定間隔
ｄS に変更する（１７）。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体製造装置内に組込
まれ、半導体ウエハを予め定められた目標温度に加熱又
は冷却するウエハ加熱冷却装置に関する。
まれ、半導体ウエハを予め定められた目標温度に加熱又
は冷却するウエハ加熱冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造装置内においては、外部から
搬入された半導体ウエハを予め定められた目標温度ＴO
一定値に制御した状態で各種の処理を実行する。また、
この処理は大気よりかなり気圧を低下させた真空状態で
実施される場合が一般的である。
搬入された半導体ウエハを予め定められた目標温度ＴO
一定値に制御した状態で各種の処理を実行する。また、
この処理は大気よりかなり気圧を低下させた真空状態で
実施される場合が一般的である。
【０００３】よって、この真空状態で、搬入された半導
体ウエハを短時間で目標温度Ｔ0 に移行させる必要があ
る。図６（ａ）は最も簡単なウエハ加熱冷却装置の概念
図である。ヒータ１が埋設された温度プレート２上に半
導体ウエハ３を載置し、ヒータ１を通電して、温度プレ
ート２表面の温度Ｔを目標温度ＴO に制御する。よっ
て、伝熱作用によって、半導体ウエハ３が加熱され、一
定時間後に目標温度ＴO に一致する。
体ウエハを短時間で目標温度Ｔ0 に移行させる必要があ
る。図６（ａ）は最も簡単なウエハ加熱冷却装置の概念
図である。ヒータ１が埋設された温度プレート２上に半
導体ウエハ３を載置し、ヒータ１を通電して、温度プレ
ート２表面の温度Ｔを目標温度ＴO に制御する。よっ
て、伝熱作用によって、半導体ウエハ３が加熱され、一
定時間後に目標温度ＴO に一致する。
【０００４】しかし、半導体ウエハ３を目標温度Ｔo ま
で加熱又は冷却する過程においても、温度プレート２の
温度Ｔは目標温度ＴO である。真空中の熱伝導効率は低
いので、目標温度ＴO に達するまでに多大の時間が必要
であり、ウエハ加熱冷却装置としての処理作業能率が低
下し、半導体製造装置全体としての生産性が低下する。
で加熱又は冷却する過程においても、温度プレート２の
温度Ｔは目標温度ＴO である。真空中の熱伝導効率は低
いので、目標温度ＴO に達するまでに多大の時間が必要
であり、ウエハ加熱冷却装置としての処理作業能率が低
下し、半導体製造装置全体としての生産性が低下する。
【０００５】このような不都合を解消するために、図６
（ｂ）に示すように、メカニカルチャック４で、温度プ
レート２に付勢された状態の半導体ウエハ３に、温度プ
レート２に穿設された貫通孔５から熱伝導を促進するた
めの不活性の熱伝達ガス６を供給するウエハ加熱冷却装
置も考えられる。
（ｂ）に示すように、メカニカルチャック４で、温度プ
レート２に付勢された状態の半導体ウエハ３に、温度プ
レート２に穿設された貫通孔５から熱伝導を促進するた
めの不活性の熱伝達ガス６を供給するウエハ加熱冷却装
置も考えられる。
【０００６】また、図７に示すウエハ加熱冷却装置が提
唱されている（特開平２−２３８６１６号公報）。この
ウエハ加熱冷却装置においては、温度プレート２と蓋８
とで真空容器を形成可能とし、この真空容器内にチャッ
ク９及び支持棒７で半導体ウエハ３を支持している。し
たがって、半導体ウエハ３と温度プレート２とは接触せ
ずに一定の間隔を有して対向する。
唱されている（特開平２−２３８６１６号公報）。この
ウエハ加熱冷却装置においては、温度プレート２と蓋８
とで真空容器を形成可能とし、この真空容器内にチャッ
ク９及び支持棒７で半導体ウエハ３を支持している。し
たがって、半導体ウエハ３と温度プレート２とは接触せ
ずに一定の間隔を有して対向する。
【０００７】この状態においては、半導体ウエハ３には
熱伝導ではなくて、輻射で熱が伝達される。この場合、
当然温度プレート２の温度は半導体ウエハ３の目標温度
ＴOより高い一定値に制御される。
熱伝導ではなくて、輻射で熱が伝達される。この場合、
当然温度プレート２の温度は半導体ウエハ３の目標温度
ＴOより高い一定値に制御される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６
（ｂ）又は図７に示すウエハ加熱冷却装置においてもま
だ解消すべき次のような課題があった。すなわち、図６
（ｂ）に示すウエハ加熱冷却装置においては、熱伝達ガ
ス６を供給する構造が複雑化し、装置全体が大型化し、
製造費や稼働費用（ランニングコスト）が増大する。
（ｂ）又は図７に示すウエハ加熱冷却装置においてもま
だ解消すべき次のような課題があった。すなわち、図６
（ｂ）に示すウエハ加熱冷却装置においては、熱伝達ガ
ス６を供給する構造が複雑化し、装置全体が大型化し、
製造費や稼働費用（ランニングコスト）が増大する。
【０００９】また、図７に示すウエハ加熱冷却装置にお
いては、半導体ウエハ３を目標温度ＴO まで加熱又は冷
却する過程においても、輻射による熱伝達を使用してい
るので、まだ、半導体ウエハ３を目標温度ＴO に達する
までの時間はほとんど短縮されない。
いては、半導体ウエハ３を目標温度ＴO まで加熱又は冷
却する過程においても、輻射による熱伝達を使用してい
るので、まだ、半導体ウエハ３を目標温度ＴO に達する
までの時間はほとんど短縮されない。
【００１０】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、半導体ウエハが目標温温度まで達するまで
は、目標温度と温度差のある規定温度に設定された温度
プレートで半導体ウエハを熱伝導で目標温度方向へ加熱
又は冷却することによって、簡単な構成で短時間で半導
体ウエハを目標温度へ移行できるウエハ加熱冷却装置を
提供することを目的とする。
ものであり、半導体ウエハが目標温温度まで達するまで
は、目標温度と温度差のある規定温度に設定された温度
プレートで半導体ウエハを熱伝導で目標温度方向へ加熱
又は冷却することによって、簡単な構成で短時間で半導
体ウエハを目標温度へ移行できるウエハ加熱冷却装置を
提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、搬入された半
導体ウエハの温度をこの半導体ウエハ表面に対向する温
度プレートで加熱又は冷却して目標温度に制御するウエ
ハ加熱冷却装置に適用される。
導体ウエハの温度をこの半導体ウエハ表面に対向する温
度プレートで加熱又は冷却して目標温度に制御するウエ
ハ加熱冷却装置に適用される。
【００１２】そして、上記目標を達成するために、請求
項１の発明においては、半導体ウエハをこの半導体ウエ
ハ表面と温度プレート表面との相対的間隔を可変自在に
して支持する半導体ウエハ支持機構と、半導体ウエハ表
面が温度プレート表面と規定間隔を有した状態で、半導
体ウエハの温度が目標温度を維持するための規定温度に
温度プレートの温度を制御する温度制御部と、半導体ウ
エハの搬入時刻から半導体ウエハがほぼ目標温度に達す
る規定時間の経過まで半導体ウエハ表面を温度プレート
表面に接触させ、この規定時間の経過後に半導体ウエハ
表面と温度プレート表面との間隔を規定間隔に相対的に
変更する半導体ウエハ支持機構制御部とを備えている。
項１の発明においては、半導体ウエハをこの半導体ウエ
ハ表面と温度プレート表面との相対的間隔を可変自在に
して支持する半導体ウエハ支持機構と、半導体ウエハ表
面が温度プレート表面と規定間隔を有した状態で、半導
体ウエハの温度が目標温度を維持するための規定温度に
温度プレートの温度を制御する温度制御部と、半導体ウ
エハの搬入時刻から半導体ウエハがほぼ目標温度に達す
る規定時間の経過まで半導体ウエハ表面を温度プレート
表面に接触させ、この規定時間の経過後に半導体ウエハ
表面と温度プレート表面との間隔を規定間隔に相対的に
変更する半導体ウエハ支持機構制御部とを備えている。
【００１３】また、請求項２の発明においては、半導体
ウエハをこの半導体ウエハ表面と温度プレート表面との
相対的間隔を可変自在にして支持する半導体ウエハ支持
機構と、半導体ウエハの温度を検出する温度検出手段
と、半導体ウエハ表面が温度プレート表面に接触した状
態で、間隔が規定間隔を有したと仮定して半導体ウエハ
の温度が目標温度を維持するための規定温度に温度プレ
ートの温度を制御し、かつ半導体ウエハ表面が実際に温
度プレート表面と規定間隔を有した状態で、温度プレー
トの温度を可変制御して、温度検出手段にて検出された
温度を目標温度に維持させる温度制御部と、半導体ウエ
ハの搬入時刻から半導体ウエハがほぼ目標温度に達する
規定時間の経過まで半導体ウエハ表面を温度プレート表
面に接触させ、この規定時間の経過後に半導体ウエハ表
面と温度プレート表面との間隔を規定間隔に相対的に変
更する半導体ウエハ支持機構制御部とを備えている。
ウエハをこの半導体ウエハ表面と温度プレート表面との
相対的間隔を可変自在にして支持する半導体ウエハ支持
機構と、半導体ウエハの温度を検出する温度検出手段
と、半導体ウエハ表面が温度プレート表面に接触した状
態で、間隔が規定間隔を有したと仮定して半導体ウエハ
の温度が目標温度を維持するための規定温度に温度プレ
ートの温度を制御し、かつ半導体ウエハ表面が実際に温
度プレート表面と規定間隔を有した状態で、温度プレー
トの温度を可変制御して、温度検出手段にて検出された
温度を目標温度に維持させる温度制御部と、半導体ウエ
ハの搬入時刻から半導体ウエハがほぼ目標温度に達する
規定時間の経過まで半導体ウエハ表面を温度プレート表
面に接触させ、この規定時間の経過後に半導体ウエハ表
面と温度プレート表面との間隔を規定間隔に相対的に変
更する半導体ウエハ支持機構制御部とを備えている。
【００１４】また、請求項３の発明においては、半導体
ウエハをこの半導体ウエハ表面と温度プレート表面との
相対的間隔を可変自在にして支持する半導体ウエハ支持
機構と、半導体ウエハ表面が前記温度プレート表面と規
定間隔を有した状態で、半導体ウエハの温度が目標温度
を維持するための規定温度に温度プレートの温度を制御
する温度制御部と、半導体ウエハの温度を検出する温度
検出手段と、半導体ウエハの搬入時刻から半導体ウエハ
がほぼ目標温度に達する規定時間の経過まで半導体ウエ
ハ表面を温度プレート表面に接触させ、この規定時間の
経過後に温度検出手段にて検出された温度が目標温度を
維持するように間隔を相対的に可変制御する半導体ウエ
ハ支持機構制御部とを備えている。
ウエハをこの半導体ウエハ表面と温度プレート表面との
相対的間隔を可変自在にして支持する半導体ウエハ支持
機構と、半導体ウエハ表面が前記温度プレート表面と規
定間隔を有した状態で、半導体ウエハの温度が目標温度
を維持するための規定温度に温度プレートの温度を制御
する温度制御部と、半導体ウエハの温度を検出する温度
検出手段と、半導体ウエハの搬入時刻から半導体ウエハ
がほぼ目標温度に達する規定時間の経過まで半導体ウエ
ハ表面を温度プレート表面に接触させ、この規定時間の
経過後に温度検出手段にて検出された温度が目標温度を
維持するように間隔を相対的に可変制御する半導体ウエ
ハ支持機構制御部とを備えている。
【００１５】さらに、請求項４の発明においては、半導
体ウエハ支持機構に半導体ウエハに当接してこの半導体
ウエハを付勢するプッシャーピンを組込み、温度検出手
段をプッシャーピンに内蔵している。
体ウエハ支持機構に半導体ウエハに当接してこの半導体
ウエハを付勢するプッシャーピンを組込み、温度検出手
段をプッシャーピンに内蔵している。
【００１６】
【作用】このように構成されたウエハ加熱冷却装置にお
いては、温度プレートは半導体ウエハの温度がほぼ目標
温度に達するまでは、この半導体ウエハに接触に接触し
ている。そして、半導体ウエハの温度がほぼ目標温度に
達すると、温度プレートは半導体ウエハ表面に対して相
対的に離れて予め定められた規定間隔まで遠ざかる。温
度プレートの温度は、この温度プレートが半導体ウエハ
表面から規定間隔離れた状態で、半導体ウエハの温度が
目標温度を維持するための規定温度に設定されてる。
いては、温度プレートは半導体ウエハの温度がほぼ目標
温度に達するまでは、この半導体ウエハに接触に接触し
ている。そして、半導体ウエハの温度がほぼ目標温度に
達すると、温度プレートは半導体ウエハ表面に対して相
対的に離れて予め定められた規定間隔まで遠ざかる。温
度プレートの温度は、この温度プレートが半導体ウエハ
表面から規定間隔離れた状態で、半導体ウエハの温度が
目標温度を維持するための規定温度に設定されてる。
【００１７】したがって、加熱する場合温度プレートの
温度は目標温度より遥かに高い温度であり、冷却する場
合温度プレートの温度は目標温度より遥かに低い温度で
ある。よって、この規定温度に制御された温度プレート
が接触するので、半導体ウエハの温度は短時間で目標温
度に到達する。目標温度にほぼ到達すると、温度プレー
トは半導体ウエハ表面から離れる。
温度は目標温度より遥かに高い温度であり、冷却する場
合温度プレートの温度は目標温度より遥かに低い温度で
ある。よって、この規定温度に制御された温度プレート
が接触するので、半導体ウエハの温度は短時間で目標温
度に到達する。目標温度にほぼ到達すると、温度プレー
トは半導体ウエハ表面から離れる。
【００１８】すなわち、加熱する場合は目標温度より高
く、冷却する場合は目標温度より低く温度プレートの温
度を設定し、ほぼ目標温度に達するまでは、温度プレー
トを半導体ウエハに接触させる簡単な構成によって、半
導体ウエハを短時間で目標温度に到達させることができ
る。
く、冷却する場合は目標温度より低く温度プレートの温
度を設定し、ほぼ目標温度に達するまでは、温度プレー
トを半導体ウエハに接触させる簡単な構成によって、半
導体ウエハを短時間で目標温度に到達させることができ
る。
【００１９】請求項２の発明においては、温度検出手段
を設け、半導体ウエハが目標温度に達して、温度プレー
トが半導体ウエハ表面から離れた状態において、半導体
ウエハの温度が目標温度を維持するように温度プレート
の温度が可変制御される。
を設け、半導体ウエハが目標温度に達して、温度プレー
トが半導体ウエハ表面から離れた状態において、半導体
ウエハの温度が目標温度を維持するように温度プレート
の温度が可変制御される。
【００２０】請求項３の発明においては、半導体ウエハ
が目標温度に達して、温度プレートが半導体ウエハ表面
から離れた状態において、半導体ウエハの温度が目標温
度を維持するように温度プレートと半導体ウエハとの間
隔が可変制御される。
が目標温度に達して、温度プレートが半導体ウエハ表面
から離れた状態において、半導体ウエハの温度が目標温
度を維持するように温度プレートと半導体ウエハとの間
隔が可変制御される。
【００２１】すなわち、請求項２，３においては、一
旦、半導体ウエハが目標温度に達した後においても、目
標温度が正確に維持される。請求項４においては、温度
検出手段が半導体ウエハ支持機構を構成するフッシャー
ピン内に収納されているので、簡単に半導体ウエハの温
度が検出される。
旦、半導体ウエハが目標温度に達した後においても、目
標温度が正確に維持される。請求項４においては、温度
検出手段が半導体ウエハ支持機構を構成するフッシャー
ピン内に収納されているので、簡単に半導体ウエハの温
度が検出される。
【００２２】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。図１は第１の実施例のウエハ加熱冷却装置の概略構
成を示す断面模式図である。なお、このウエハ加熱冷却
装置は半導体製造装置内おける真空容器内に収納されて
いる。
る。図１は第１の実施例のウエハ加熱冷却装置の概略構
成を示す断面模式図である。なお、このウエハ加熱冷却
装置は半導体製造装置内おける真空容器内に収納されて
いる。
【００２３】温度プレート１０内にはヒータ１１が収納
されており、この温度プレート１０の温度Ｔは熱電対１
２にて測定されて、温度制御部１３へ入力される。温度
制御部１３は温度プレート１０の温度Ｔが予め定めた規
定温度ＴP を維持するようにヒータ１１の電流値を制御
する。
されており、この温度プレート１０の温度Ｔは熱電対１
２にて測定されて、温度制御部１３へ入力される。温度
制御部１３は温度プレート１０の温度Ｔが予め定めた規
定温度ＴP を維持するようにヒータ１１の電流値を制御
する。
【００２４】そして、温度プレート１０の上面１０ａに
半導体ウエハ１８が載置される。温度プレート１０の中
央部には上下方向に貫通する貫通孔１４ａ，１４ｂが穿
設されている。そして、この貫通孔１４ａ，１４ｂに下
方から各プッシャーピン１５ａ，１５ｂが挿入されてい
る。各フッシャーピン１５ａ，１５ｂの下端は共通にプ
ッシャー１６にて支持されている。プッシャー１６はプ
ッシャー制御部１７にて駆動制御される。なお、図１は
断面図であるため、貫通孔とプッシャーピンは２個ずつ
であるが、３ずつ以上であってもよい。
半導体ウエハ１８が載置される。温度プレート１０の中
央部には上下方向に貫通する貫通孔１４ａ，１４ｂが穿
設されている。そして、この貫通孔１４ａ，１４ｂに下
方から各プッシャーピン１５ａ，１５ｂが挿入されてい
る。各フッシャーピン１５ａ，１５ｂの下端は共通にプ
ッシャー１６にて支持されている。プッシャー１６はプ
ッシャー制御部１７にて駆動制御される。なお、図１は
断面図であるため、貫通孔とプッシャーピンは２個ずつ
であるが、３ずつ以上であってもよい。
【００２５】プッシャー１６は、プッシャー制御部１７
の指令に従って、各プッシャーピン１５ａ，１５ｂを上
下移動させる。図１は各プッシャーピン１５ａ，１５ｂ
位置を下げた状態を示し、図２は各プッシャーピン１５
ａ，１５ｂ位置を上げた状態を示す。各プッシャーピン
１５ａ，１５ｂ位置を下げた状態では、各プッシャーピ
ン１５ａ，１５ｂの各先端は図１に示すように、貫通孔
１４ａ，１４ｂ内に位置しているが、各プッシャーピン
１５ａ，１５ｂ位置を上げた状態では、各プッシャーピ
ン１５ａ，１５ｂの各先端は、図２に示すように、温度
プレート１０の上面１０ａから上方に露出し、半導体ウ
エハ１８を温度プレート１０から規定間隔ｄS だけ押し
上げる。
の指令に従って、各プッシャーピン１５ａ，１５ｂを上
下移動させる。図１は各プッシャーピン１５ａ，１５ｂ
位置を下げた状態を示し、図２は各プッシャーピン１５
ａ，１５ｂ位置を上げた状態を示す。各プッシャーピン
１５ａ，１５ｂ位置を下げた状態では、各プッシャーピ
ン１５ａ，１５ｂの各先端は図１に示すように、貫通孔
１４ａ，１４ｂ内に位置しているが、各プッシャーピン
１５ａ，１５ｂ位置を上げた状態では、各プッシャーピ
ン１５ａ，１５ｂの各先端は、図２に示すように、温度
プレート１０の上面１０ａから上方に露出し、半導体ウ
エハ１８を温度プレート１０から規定間隔ｄS だけ押し
上げる。
【００２６】したがって、各プッシャーピン１５ａ，１
５ｂ及びプッシャー１６は半導体ウエハ支持機構を構成
し、プッシャー制御部１７は半導体ウエハ支持機構制御
部を構成する。
５ｂ及びプッシャー１６は半導体ウエハ支持機構を構成
し、プッシャー制御部１７は半導体ウエハ支持機構制御
部を構成する。
【００２７】このような構成のウエハ加熱冷却装置の動
作を図３の温度制御特性図を用いて説明する。温度制御
部１３は、温度プレート１０の温度Ｔを、図２に示すよ
うに、半導体ウエハ１８表面が温度プレート表面１０ａ
と各種の条件から予め定められた規定間隔ｄS だけ離れ
た状態で、半導体ウエハ１８の温度が目標温度ＴO を維
持する規定温度ＴP に制御する。
作を図３の温度制御特性図を用いて説明する。温度制御
部１３は、温度プレート１０の温度Ｔを、図２に示すよ
うに、半導体ウエハ１８表面が温度プレート表面１０ａ
と各種の条件から予め定められた規定間隔ｄS だけ離れ
た状態で、半導体ウエハ１８の温度が目標温度ＴO を維
持する規定温度ＴP に制御する。
【００２８】この規定温度ＴP は当然半導体ウエハ１８
の材質，形状によつてそれぞれ異なる値を有している。
したがって、予め、半導体ウエハ１８の種類毎に多数の
半導体ウエハ１８を用いて試験を行って、実験的に求め
る。
の材質，形状によつてそれぞれ異なる値を有している。
したがって、予め、半導体ウエハ１８の種類毎に多数の
半導体ウエハ１８を用いて試験を行って、実験的に求め
る。
【００２９】規定間隔ｄS と規定温度ＴP が実験的に定
まると、次に、規定温度ＴP に温度制御した状態の温度
プレート１０を、図１に示すように、半導体ウエハ１８
に接触させた状態で、半導体ウエハ１８の温度を測定
し、接触開始時刻から半導体ウエハ１８の温度が目標温
度ＴO まで上昇するのに有した時間ｔS を同一種類の複
数枚の半導体ウエハ１８に付いて実験を実行して実験的
に求める。そして、この実験的に求められた時間を規定
時間ｔS とする。
まると、次に、規定温度ＴP に温度制御した状態の温度
プレート１０を、図１に示すように、半導体ウエハ１８
に接触させた状態で、半導体ウエハ１８の温度を測定
し、接触開始時刻から半導体ウエハ１８の温度が目標温
度ＴO まで上昇するのに有した時間ｔS を同一種類の複
数枚の半導体ウエハ１８に付いて実験を実行して実験的
に求める。そして、この実験的に求められた時間を規定
時間ｔS とする。
【００３０】以上の規定距離ｄS における規定温度Ｔ
P ，目標温度ＴO までの規定時間ｔSが実験的に求まる
と、図３の温度特性Ａに示すように、温度制御部１３は
温度プレート１０の温度を規定温度ＴP 一定値に制御す
る。
P ，目標温度ＴO までの規定時間ｔSが実験的に求まる
と、図３の温度特性Ａに示すように、温度制御部１３は
温度プレート１０の温度を規定温度ＴP 一定値に制御す
る。
【００３１】そして、プッシャー制御部１７は、外部か
ら１枚の半導体ウエハ１８が図１に示すように、温度プ
レート１０上に搬入された時刻（ｔ＝０）から規定時間
ｔS経過する時刻ｔ1 までプッシャーピン１５ａ，１５
ｂを下げた状態、すなわち半導体ウエハ１８が規定温度
ＴP の温度プレート１０に接触した状態を維持する。
ら１枚の半導体ウエハ１８が図１に示すように、温度プ
レート１０上に搬入された時刻（ｔ＝０）から規定時間
ｔS経過する時刻ｔ1 までプッシャーピン１５ａ，１５
ｂを下げた状態、すなわち半導体ウエハ１８が規定温度
ＴP の温度プレート１０に接触した状態を維持する。
【００３２】この規定時間ｔS 内においては、半導体ウ
エハ１８は規定温度ＴP を有する温度プレート１０で熱
伝導方式で急激に加熱され、図３に示すＢ1 の温度特性
に従って目標温度ＴO まで温度上昇する。
エハ１８は規定温度ＴP を有する温度プレート１０で熱
伝導方式で急激に加熱され、図３に示すＢ1 の温度特性
に従って目標温度ＴO まで温度上昇する。
【００３３】そして、プッシャー制御部１７は、規定時
間ｔS 経過した時刻ｔ1 にて、プッシャー１６を駆動し
て、図２に示すように、プッシャーピン１５ａ，１５ｂ
を上げた状態に維持する。よって、時刻ｔ1 以降は半導
体ウエハ１８と温度プレート１０との間隔が規定間隔ｄ
S 一定に維持される。
間ｔS 経過した時刻ｔ1 にて、プッシャー１６を駆動し
て、図２に示すように、プッシャーピン１５ａ，１５ｂ
を上げた状態に維持する。よって、時刻ｔ1 以降は半導
体ウエハ１８と温度プレート１０との間隔が規定間隔ｄ
S 一定に維持される。
【００３４】よって、時刻ｔ1 以降、半導体ウエハ１８
には、規定間隔ｄS だけ離れた規定温度ＴP を有する温
度プレート１０から輻射方式で熱が供給されて、半導体
ウエハ１８の温度は目標温度ＴO 一定値を維持する。
には、規定間隔ｄS だけ離れた規定温度ＴP を有する温
度プレート１０から輻射方式で熱が供給されて、半導体
ウエハ１８の温度は目標温度ＴO 一定値を維持する。
【００３５】さらに、直接熱伝導方式ではなくて輻射方
式で熱が供給されるので、半導体ウエハ１８における温
度分布特性も一様になる。このように構成されたウエハ
加熱冷却装置においては、半導体ウエハ１８が目標温度
ＴO に達するまでは、目標温度ＴO より大幅に高い規定
温度ＴP を有する温度プレート１０で直接熱伝導方式で
加熱されるので、ごく短時間に目標温度ＴO に達する。
式で熱が供給されるので、半導体ウエハ１８における温
度分布特性も一様になる。このように構成されたウエハ
加熱冷却装置においては、半導体ウエハ１８が目標温度
ＴO に達するまでは、目標温度ＴO より大幅に高い規定
温度ＴP を有する温度プレート１０で直接熱伝導方式で
加熱されるので、ごく短時間に目標温度ＴO に達する。
【００３６】なお、温度上昇過程においても直接熱伝導
方式でなく輻射方式で半導体ウエハ１８を加熱した場合
は、図３の温度特性Ｃに示すように、半導体ウエハ１８
が目標温度ＴO に達する時刻ｔ2 まで多大の時間ｔS1が
必要であった。
方式でなく輻射方式で半導体ウエハ１８を加熱した場合
は、図３の温度特性Ｃに示すように、半導体ウエハ１８
が目標温度ＴO に達する時刻ｔ2 まで多大の時間ｔS1が
必要であった。
【００３７】図４は本発明の第２の実施例に係わるウエ
ハ加熱冷却装置の概略構成を示す断面模式図である。図
１，図２に示す実施例装置と同一部分には同一符号が付
してある。したがって、重複する部分の詳細説明は省略
されている。
ハ加熱冷却装置の概略構成を示す断面模式図である。図
１，図２に示す実施例装置と同一部分には同一符号が付
してある。したがって、重複する部分の詳細説明は省略
されている。
【００３８】この実施例のウエハ加熱冷却装置において
は、一方のプッシャーピン１５ｂ内に温度検出手段とし
ての熱電対１９が収納されている。具体的には、図５に
示すように、プッシャーピン１５ｂを中空のステンレス
管で形成し、ステンレス管の半導体ウエハ１８に当接す
る先端面１５ｃの内面に熱電対１９が接触している。そ
して、この熱電対１９は温度制御部１３に接続されてい
る。
は、一方のプッシャーピン１５ｂ内に温度検出手段とし
ての熱電対１９が収納されている。具体的には、図５に
示すように、プッシャーピン１５ｂを中空のステンレス
管で形成し、ステンレス管の半導体ウエハ１８に当接す
る先端面１５ｃの内面に熱電対１９が接触している。そ
して、この熱電対１９は温度制御部１３に接続されてい
る。
【００３９】したがって、プッシャー１６が駆動され
て、図４に示すように、各プッシャーピン１５ａ，１５
ｂが半導体ウエハ１８を規定間隔ｄS だけ押し上げた状
態で、熱電対１９は半導体ウエハ１８の温度を検出して
温度制御部１３へ送出する。
て、図４に示すように、各プッシャーピン１５ａ，１５
ｂが半導体ウエハ１８を規定間隔ｄS だけ押し上げた状
態で、熱電対１９は半導体ウエハ１８の温度を検出して
温度制御部１３へ送出する。
【００４０】また、熱電対１９をプッシャーピン１５ｂ
内へ収納することによって、半導体ウエハ１８に直接熱
電対１９を接触させる必要がないので、この熱電対１９
を装置に組込むことによって、特に加熱冷却工程が複雑
化することはない。
内へ収納することによって、半導体ウエハ１８に直接熱
電対１９を接触させる必要がないので、この熱電対１９
を装置に組込むことによって、特に加熱冷却工程が複雑
化することはない。
【００４１】このような構成のウエハ加熱冷却装置にお
いて、プッシャー制御部１７は、図１，図２に示した実
施例装置と同様に、半導体ウエハ１８の温度プレート１
０上への搬入時刻から規定時間ｔS 経過するまで半導体
ウエハ１８を規定温度ＴP 一定値に制御された温度プレ
ート１０に接触状態に維持する。次に、規定時間ｔS経
過すると、プッシャー１６を起動して、図４に示すよう
に、半導体ウエハ１８を温度プレート１０から規定間隔
ｄS だけ持ち上げる。
いて、プッシャー制御部１７は、図１，図２に示した実
施例装置と同様に、半導体ウエハ１８の温度プレート１
０上への搬入時刻から規定時間ｔS 経過するまで半導体
ウエハ１８を規定温度ＴP 一定値に制御された温度プレ
ート１０に接触状態に維持する。次に、規定時間ｔS経
過すると、プッシャー１６を起動して、図４に示すよう
に、半導体ウエハ１８を温度プレート１０から規定間隔
ｄS だけ持ち上げる。
【００４２】また、温度制御部１３は、半導体ウエハ１
８が温度プレート１０に接触している規定時間ｔS にお
いては、温度プレート１０の温度を規定温度ＴP 一定に
制御し、規定時間ｔS 経過して、半導体ウエハ１８が温
度プレート１０から規定間隔ｄS だけ離れると、熱電対
１９で検出される半導体ウエハ１８の実際の温度が目標
温度ＴO に常に一致するように、温度プレート１０のヒ
ータ１１を通電制御する。
８が温度プレート１０に接触している規定時間ｔS にお
いては、温度プレート１０の温度を規定温度ＴP 一定に
制御し、規定時間ｔS 経過して、半導体ウエハ１８が温
度プレート１０から規定間隔ｄS だけ離れると、熱電対
１９で検出される半導体ウエハ１８の実際の温度が目標
温度ＴO に常に一致するように、温度プレート１０のヒ
ータ１１を通電制御する。
【００４３】このようにウエハ加熱冷却装置において
は、半導体ウエハ１８が一旦目標温度ＴO に達した後に
おいては、半導体ウエハ１８の温度が常に目標温度ＴO
を維持するように温度プレート１０の温度Ｔが可変制御
される。
は、半導体ウエハ１８が一旦目標温度ＴO に達した後に
おいては、半導体ウエハ１８の温度が常に目標温度ＴO
を維持するように温度プレート１０の温度Ｔが可変制御
される。
【００４４】よって、半導体ウエハ１８の温度をより精
度よく目標温度ＴO に制御できる。次に、本発明の第３
の実施例のウエハ加熱冷却装置を説明する。外観図は図
４に示す第２の実施例のウエハ加熱冷却装置と同じであ
る。なお、温度制御部１３から熱電対１９で検出される
半導体ウエハ１８の実際の温度がプッシャー制御部１７
へ入力される。
度よく目標温度ＴO に制御できる。次に、本発明の第３
の実施例のウエハ加熱冷却装置を説明する。外観図は図
４に示す第２の実施例のウエハ加熱冷却装置と同じであ
る。なお、温度制御部１３から熱電対１９で検出される
半導体ウエハ１８の実際の温度がプッシャー制御部１７
へ入力される。
【００４５】この実施例装置の温度制御装置１３は、図
１，図２に示す第１の実施例装置の温度制御部１３と同
様に、温度プレート１０の温度を常に規定温度ＴP 一定
に維持する。
１，図２に示す第１の実施例装置の温度制御部１３と同
様に、温度プレート１０の温度を常に規定温度ＴP 一定
に維持する。
【００４６】また、プッシャー制御部１７は、半導体ウ
エハ１８の温度プレート１０上への搬入時刻から規定時
間ｔS 経過するまで半導体ウエハ１８を規定温度ＴP 一
定値に制御された温度プレート１０に接触状態に維持す
る。次に、規定時間ｔS 経過すると、プッシャー１６を
起動して、図４に示すように、半導体ウエハ１８を温度
プレート１０から規定間隔ｄS だけ持ち上げる。
エハ１８の温度プレート１０上への搬入時刻から規定時
間ｔS 経過するまで半導体ウエハ１８を規定温度ＴP 一
定値に制御された温度プレート１０に接触状態に維持す
る。次に、規定時間ｔS 経過すると、プッシャー１６を
起動して、図４に示すように、半導体ウエハ１８を温度
プレート１０から規定間隔ｄS だけ持ち上げる。
【００４７】そして、規定時間ｔS 経過して一旦半導体
ウエハ１８を温度プレート１０から規定間隔ｄS だけ持
ち上げた後において、熱電対１９で検出される半導体ウ
エハ１８の実際の温度が目標温度ＴO に常に一致するよ
うに、半導体ウエハ１８と温度プレート１０との間隔ｄ
を可変制御する。
ウエハ１８を温度プレート１０から規定間隔ｄS だけ持
ち上げた後において、熱電対１９で検出される半導体ウ
エハ１８の実際の温度が目標温度ＴO に常に一致するよ
うに、半導体ウエハ１８と温度プレート１０との間隔ｄ
を可変制御する。
【００４８】すなわち、半導体ウエハ１８の実際の温度
が目標温度ＴO 以上に上昇すると、前記間隔ｄを広く
し、半導体ウエハ１８の実際の温度が目標温度ＴO 以下
に低下すると、前記間隔ｄを狭くする。
が目標温度ＴO 以上に上昇すると、前記間隔ｄを広く
し、半導体ウエハ１８の実際の温度が目標温度ＴO 以下
に低下すると、前記間隔ｄを狭くする。
【００４９】よって、第２の実施例装置と同様に、半導
体ウエハ１８の温度をより精度よく目標温度ＴO に制御
できる。なお、本発明は上述した各実施例に限定される
ものではない。実施例装置においては、温度プレート１
０内にヒータ１１を組込んで、半導体ウエハ１８を加熱
するようにしたが、例えば、温度プレート１０内に冷却
器を組込んで、半導体ウエハ１８を目標温度まで冷却す
るようにしてもよい。また、半導体ウエハ１８が移動し
て温度プレート１０から離れるようにしてもよい。
体ウエハ１８の温度をより精度よく目標温度ＴO に制御
できる。なお、本発明は上述した各実施例に限定される
ものではない。実施例装置においては、温度プレート１
０内にヒータ１１を組込んで、半導体ウエハ１８を加熱
するようにしたが、例えば、温度プレート１０内に冷却
器を組込んで、半導体ウエハ１８を目標温度まで冷却す
るようにしてもよい。また、半導体ウエハ１８が移動し
て温度プレート１０から離れるようにしてもよい。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように本発明のウエハ加熱
冷却装置においては、半導体ウエハが目標温温度まで達
するまでは、目標温度を行過ぎた規定温度に設定された
温度プレートで半導体ウエハを熱伝導で目標温度方向へ
加熱又は冷却している。したがって、簡単な構成で短時
間で半導体ウエハを目標温度へ移行できる。
冷却装置においては、半導体ウエハが目標温温度まで達
するまでは、目標温度を行過ぎた規定温度に設定された
温度プレートで半導体ウエハを熱伝導で目標温度方向へ
加熱又は冷却している。したがって、簡単な構成で短時
間で半導体ウエハを目標温度へ移行できる。
【００５１】さらに、一旦半導体ウエハを目標温度へ移
行させて後においても、温度検出手段で半導体ウエハの
温度を検出して、温度プレートの温度又は半導体ウエハ
と温度プレートとの間隔を可変制御することによって、
半導体ウエハの温度を常に目標温度に制御している。
行させて後においても、温度検出手段で半導体ウエハの
温度を検出して、温度プレートの温度又は半導体ウエハ
と温度プレートとの間隔を可変制御することによって、
半導体ウエハの温度を常に目標温度に制御している。
【図１】 本発明の第１の実施例のウエハ加熱冷却装置
の概略構成を示す断面模式図
の概略構成を示す断面模式図
【図２】 同実施例装置における半導体ウエハを温度プ
レートから規定間隔だけ離した状態を示す断面模式図
レートから規定間隔だけ離した状態を示す断面模式図
【図３】 同実施例装置における経過時間と温度との関
係を示す図
係を示す図
【図４】 本発明の第２の実施例のウエハ加熱冷却装置
の概略構成を示す断面模式図
の概略構成を示す断面模式図
【図５】 同実施例装置におけるプッシャーピン内に収
納された熱電対を示す図
納された熱電対を示す図
【図６】 従来のウエハ加熱冷却装置の概略構成を示す
断面模式図
断面模式図
【図７】 同じく従来のウエハ加熱冷却装置の概略構成
を示す断面模式図
を示す断面模式図
１０…温度プレート、１１…ヒータ、１２，１９…熱電
対、１３…温度制御部、１５ａ，１５ｂ…プッシャーピ
ン、１６…プッシャー、１７…プッシャー制御部、１８
…半導体ウエハ
対、１３…温度制御部、１５ａ，１５ｂ…プッシャーピ
ン、１６…プッシャー、１７…プッシャー制御部、１８
…半導体ウエハ
Claims (4)
- 【請求項１】 搬入された半導体ウエハの温度をこの半
導体ウエハ表面に対向する温度プレートで加熱又は冷却
して目標温度に制御するウエハ加熱冷却装置において、 前記半導体ウエハをこの半導体ウエハ表面と前記温度プ
レート表面との相対的間隔を可変自在にして支持する半
導体ウエハ支持機構と、 前記半導体ウエハ表面が前記温度プレート表面と規定間
隔を有した状態で、前記半導体ウエハの温度が前記目標
温度を維持するための規定温度に前記温度プレートの温
度を制御する温度制御部と、 前記半導体ウエハの搬入時刻から前記半導体ウエハがほ
ぼ前記目標温度に達する規定時間の経過まで前記半導体
ウエハ表面を前記温度プレート表面に接触させ、この規
定時間の経過後に前記半導体ウエハ表面と温度プレート
表面との間隔を前記規定間隔に相対的に変更する半導体
ウエハ支持機構制御部とを備えたことを特徴とするウエ
ハ加熱冷却装置。 - 【請求項２】 搬入された半導体ウエハの温度をこの半
導体ウエハ表面に対向する温度プレートで加熱又は冷却
して目標温度に制御するウエハ加熱冷却装置において、 前記半導体ウエハをこの半導体ウエハ表面と前記温度プ
レート表面との相対的間隔を可変自在にして支持する半
導体ウエハ支持機構と、 前記半導体ウエハの温度を検出する温度検出手段と、 前記半導体ウエハ表面が前記温度プレート表面に接触し
た状態で、前記間隔が規定間隔を有したと仮定して前記
半導体ウエハの温度が前記目標温度を維持するための規
定温度に前記温度プレートの温度を制御し、かつ前記半
導体ウエハ表面が実際に前記温度プレート表面と前記規
定間隔を有した状態で、前記温度プレートの温度を可変
制御して、前記温度検出手段にて検出された温度を前記
目標温度に維持させる温度制御部と、 前記半導体ウエハの搬入時刻から前記半導体ウエハがほ
ぼ前記目標温度に達する規定時間の経過まで前記半導体
ウエハ表面を前記温度プレート表面に接触させ、この規
定時間の経過後に前記半導体ウエハ表面と温度プレート
表面との間隔を前記規定間隔に相対的に変更する半導体
ウエハ支持機構制御部とを備えたことを特徴とするウエ
ハ加熱冷却装置。 - 【請求項３】 搬入された半導体ウエハの温度をこの半
導体ウエハ表面に対向する温度プレートで加熱又は冷却
して目標温度に制御するウエハ加熱冷却装置において、 前記半導体ウエハをこの半導体ウエハ表面と前記温度プ
レート表面との相対的間隔を可変自在にして支持する半
導体ウエハ支持機構と、 前記半導体ウエハ表面が前記温度プレート表面と規定間
隔を有した状態で、前記半導体ウエハの温度が前記目標
温度を維持するための規定温度に前記温度プレートの温
度を制御する温度制御部と、 前記半導体ウエハの温度を検出する温度検出手段と、 前記半導体ウエハの搬入時刻から前記半導体ウエハがほ
ぼ前記目標温度に達する規定時間の経過まで前記半導体
ウエハ表面を前記温度プレート表面に接触させ、この規
定時間の経過後に前記温度検出手段にて検出された温度
が前記目標温度を維持するように前記間隔を相対的に可
変制御する半導体ウエハ支持機構制御部とを備えたこと
を特徴とするウエハ加熱冷却装置。 - 【請求項４】 前記半導体ウエハ支持機構は前記半導体
ウエハに当接してこの半導体ウエハを付勢するプッシャ
ーピンを有し、前記温度検出手段は前記プッシャーピン
に内蔵されていることを特徴とする請求項２又は３記載
のウエハ加熱冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3673495A JPH08236533A (ja) | 1995-02-24 | 1995-02-24 | ウエハ加熱冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3673495A JPH08236533A (ja) | 1995-02-24 | 1995-02-24 | ウエハ加熱冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08236533A true JPH08236533A (ja) | 1996-09-13 |
Family
ID=12477972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3673495A Pending JPH08236533A (ja) | 1995-02-24 | 1995-02-24 | ウエハ加熱冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08236533A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997020340A1 (fr) * | 1995-11-28 | 1997-06-05 | Tokyo Electron Limited | Procede et dispositif pour traiter un semi-conducteur au moyen d'un gaz de traitement, pendant que le substrat est chauffe |
| KR100319891B1 (ko) * | 1999-06-29 | 2002-01-10 | 윤종용 | 웨이퍼용 열처리 방법 |
| NL1018086C2 (nl) * | 2001-05-16 | 2002-11-26 | Asm Int | Werkwijze en inrichting voor het thermisch behandelen van substraten. |
| JP2004179355A (ja) * | 2002-11-27 | 2004-06-24 | Ulvac Japan Ltd | 真空装置及び加熱処理装置 |
| US6843201B2 (en) | 2002-05-08 | 2005-01-18 | Asm International Nv | Temperature control for single substrate semiconductor processing reactor |
| US6940047B2 (en) | 2003-11-14 | 2005-09-06 | Asm International N.V. | Heat treatment apparatus with temperature control system |
| US7022627B2 (en) | 2003-10-31 | 2006-04-04 | Asm International N.V. | Method for the heat treatment of substrates |
| US7217670B2 (en) | 2004-11-22 | 2007-05-15 | Asm International N.V. | Dummy substrate for thermal reactor |
| US7410355B2 (en) | 2003-10-31 | 2008-08-12 | Asm International N.V. | Method for the heat treatment of substrates |
| US7427329B2 (en) | 2002-05-08 | 2008-09-23 | Asm International N.V. | Temperature control for single substrate semiconductor processing reactor |
-
1995
- 1995-02-24 JP JP3673495A patent/JPH08236533A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997020340A1 (fr) * | 1995-11-28 | 1997-06-05 | Tokyo Electron Limited | Procede et dispositif pour traiter un semi-conducteur au moyen d'un gaz de traitement, pendant que le substrat est chauffe |
| KR100319891B1 (ko) * | 1999-06-29 | 2002-01-10 | 윤종용 | 웨이퍼용 열처리 방법 |
| NL1018086C2 (nl) * | 2001-05-16 | 2002-11-26 | Asm Int | Werkwijze en inrichting voor het thermisch behandelen van substraten. |
| US6746237B2 (en) | 2001-05-16 | 2004-06-08 | Asm International N.V. | Method and device for heat treating substrates |
| US6964751B2 (en) | 2001-05-16 | 2005-11-15 | Asm International N.V. | Method and device for heat treating substrates |
| US7427329B2 (en) | 2002-05-08 | 2008-09-23 | Asm International N.V. | Temperature control for single substrate semiconductor processing reactor |
| US6843201B2 (en) | 2002-05-08 | 2005-01-18 | Asm International Nv | Temperature control for single substrate semiconductor processing reactor |
| JP2004179355A (ja) * | 2002-11-27 | 2004-06-24 | Ulvac Japan Ltd | 真空装置及び加熱処理装置 |
| JP4656808B2 (ja) * | 2002-11-27 | 2011-03-23 | 株式会社アルバック | 真空装置及び加熱処理装置 |
| US7022627B2 (en) | 2003-10-31 | 2006-04-04 | Asm International N.V. | Method for the heat treatment of substrates |
| US7410355B2 (en) | 2003-10-31 | 2008-08-12 | Asm International N.V. | Method for the heat treatment of substrates |
| US6940047B2 (en) | 2003-11-14 | 2005-09-06 | Asm International N.V. | Heat treatment apparatus with temperature control system |
| US7217670B2 (en) | 2004-11-22 | 2007-05-15 | Asm International N.V. | Dummy substrate for thermal reactor |
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