JPH11173774A

JPH11173774A - プレート形ヒートパイプ及びこれを用いた温度制御装置

Info

Publication number: JPH11173774A
Application number: JP35225197A
Authority: JP
Inventors: Kanichi Kadotani; ▲かん▼一門谷
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1997-12-05
Filing date: 1997-12-05
Publication date: 1999-07-02

Abstract

(57)【要約】【課題】高い均熱性と高効率の加熱及び冷却を実現す
る。【解決手段】上面に半導体ウェハ１が載置される円形
のプレート形ヒートパイプ２の下面２Ａに、円形の流路
８１が結合されている。プレート形ヒートパイプ２の下
面２Ａは円形流路８１の天井を構成し、その全面には無
数のピン形フィン９５が立設されている。円形流路８１
の周縁部に複数の流体流入口８７があり、中心部に１個
の流体排出口９３がある。加熱流体と冷却流体が選択的
に流体流入口８７から円形流路８１内に供給される。円
形流路８１内では、フィン９５流体とプレート形ヒート
パイプ２とがフィン９５を通じて効果的に熱交換を行な
う。また、フィン９５によって流体の流れが乱流とな
り、熱交換効率が高くなると共に、温度むらが減って均
熱性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、半導体ウェハのような平
板状の物体又は壁面のような平面の温度をヒートパイプ
を利用して制御するための温度制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術として特開平７−２２６３７１
号に開示された基板冷却装置がある。この装置は、半導
体ウェアやガラス基板や光磁気ディスク基板などを所定
温度に冷却するためのものである。この装置は、処理基
板が載置される基板載置プレートと、この基板載置プレ
ートの下面に接して配置された、屈曲した冷却配管とを
備える。基板載置プレート内には、同プレートをそれぞ
れ上下に貫通した、互いに独立した多数本のヒートパイ
プが、同プレートの全域にわたって敷き詰められてい
る。基板載置プレート上に熱い処理基板が載せられる
と、処理基板の熱が基板載置プレート内の多数本のヒー
トパイプによって、基板載置プレート下面へ伝えられ、
冷却配管に吸収される。処理基板の温度が高い箇所ほ
ど、その箇所に当たるヒートパイプ内の作動液が活発に
蒸発して潜熱を奪うから、処理基板全体が均一温度に冷
却される。

【０００３】別の従来技術として特開平５−２１３０８
に開示されたウェハ支持装置がある。この装置では、ウ
ェハを吸着する平板状の吸着ブロックの背面に、ヒート
パイプとペルチェ素子と冷却ブロックとが順に積層され
ている。非常に高い熱伝導率をもつヒートパイプの作用
により、ヒートパイプの表面に熱を速やかに拡散させて
効率良く冷却が行える。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術はいず
れも、ヒートパイプのもつ非常に高い熱伝導性を利用し
て、半導体ウェハなどの基板を均一温度に冷却しようと
するものである。ところで、一般に、基板の加熱時及び
冷却時に要求される温度の均一度（以下、均熱性とい
う）は極めて高い。例えば半導体ウェハの場合、目標温
度から摂氏±０．１度以下の温度範囲内にウェハ全体の
温度を均一化しなければ、製品としての信頼性を失う。
しかしながら、従来技術のように単にヒートパイプの高
い熱伝導性を利用するだけでは、上記の様な高い均熱性
を実現することは難しい。

【０００５】また、ウェハの加熱及び冷却の双方を効率
良く高速に行えることが望まれる。しかし、上記従来技
術は冷却を目的としたものであり、加熱及び冷却の双方
を効率良く行うことは困難である。

【０００６】従って、本発明の目的は、高い均熱性が実
現できるプレート形ヒートパイプを利用した温度制御装
置を提供することにある。

【０００７】本発明の別の目的は、加熱と冷却とが高速
に行えるプレート形ヒートパイプを利用した温度制御装
置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、プレート形ヒ
ートパイプの背面又は側面に熱流体の乱流を当てるよう
にしたものである。乱流効果によって熱流体とプレート
形ヒートパイプとの間の熱交換が効率的に行われて高速
な加熱又は冷却が行える。また、層流を用いる場合に比
較して、乱流を用いた方が温度むらが小さくなり、より
高い均熱性が実現できる。均熱性の観点から、熱流体の
乱流はプレート形ヒートパイプの背面又は側面のほぼ全
面に亘って当てることが望ましい。

【０００９】熱流体の乱流をプレート形ヒートパイプに
当てための一つの方法は、ノズルのような流体噴射機構
から熱流体（又は熱流体と気体との混合体）をプレート
形ヒートパイプに噴射する方法である。

【００１０】別の方法は、プレート形ヒートパイプの背
面又は側面側に熱流体を流すための流路を形成し、この
流路内を熱流体が乱流となって流れるようにする方法で
ある。流路内を乱流とする方法としては、流路を蛇行状
や渦巻き状などに折り曲げる方法もあるが、それとは別
の効果的な方法は、流路内に多数の熱交換フィン（例え
ばピン形タイプ又は針形タイプなど）を配置することで
ある。多数のフィンが流体の流れを掻き乱して乱流を形
成すると共に、流体と効率的に熱交換を行う。熱交換効
率を高める上で、プレート形ヒートパイプの背面又は側
面が流路の壁の一部を構成していて、そこに熱交換フィ
ンが接合されていることが望ましい。更に、フィンの配
置や形状などを適切に選択すると、流路内での熱流体の
温度分布や流速分布に起因する熱交換効率の不均一を補
償して、さらに高い均熱性の実現可能性も期待できる。

【００１１】好適な一実施形態では、流路は、プレート
形ヒートパイプの背面のほぼ全域を覆うようにして広が
った円形状のものであり、その円形状の流路の周縁部に
熱流体の流入口（又は排出口）を有し、流路の中央部に
熱流体の排出口（又は流入口）を有している。熱流体、
すなわち加熱流体又は冷却流体は、その円形の流路内を
周縁部から中心部へ向かうように（又逆方向に）流れ
る。このような流体の流し方は、広い流路内を均一温度
にするのに好適な一つの流し方であるが、他の流し方、
例えば、広い流路内に随所に多数の流入口と多数の排出
口を設けて流すような方法も効果的と考えられる。この
広い流路の一側の壁はプレート形ヒートパイプの背面
（又は側面）あって、そこに多数の熱交換フィン（例え
ばピン形タイプ又は針形タイプ）が全域に亘って立設さ
れている。このフィンの作用で高い均熱性と高い熱交換
効率とが得られる。また、流路の高さが、中心部付近で
は周縁部付近より大きくなっていて、これにより周縁部
付近と中心部付近との流速の違いを小さくして均熱性を
高めている。或いは、流体流入口からの流入した流体の
流れをプレート形ヒートパイプの面にほぼ平行になるよ
うに制御する機構が設けられていて、これにより流体流
入口付近での局所的な温度むらを抑えて均熱性を高めて
いる。流路には、加熱用の熱流体と冷却用の熱流体とが
選択的に供給される。この熱流体を供給する機構は、熱
流体を送るポンプと、熱流体をそれぞれ加熱及び冷却す
る加熱装置及び冷却装置とを有する。そして、加熱装置
及び冷却装置の各々について、流路に熱流体を供給しな
いときに、流路をバイパスしてポンプと加熱装置及び冷
却装置の各々とを通して熱流体を循環させるためのバイ
パス路が設けられている。このバイパス路の存在によ
り、流路に熱流体を供給しないときでも、ポンプは常に
一定の回転数で運転でき、熱流体は常に目標温度に制御
されているので、流路に熱流体の供給を開始したとき、
直ちに目標温度の熱流体を適正な流速で供給でき、よっ
て温度制御性が良好である。

【００１２】加熱と冷却のうち、その双方を熱流体で行
ってもよいし、その一方だけ、特に冷却だけを熱流体で
行い、加熱は電熱線ヒータや赤外線ランプなどで行って
もよい。パネル形ヒートパイプにノズル等から熱流体を
噴射するものでは、赤外線ランプと組み合わせて、赤外
線ランプからの光をパネル形ヒートパイプに照射するよ
うに構成することが比較的に容易である。パネル形ヒー
トパイプに流路によって熱流体を当てるものでは、電熱
線ヒータをパネル形ヒートパイプ前面や背面、或いは流
路の表面や内部や隙間などに配置する構成が比較的に容
易である。

【００１３】本発明におけるその他の様々な改良及びそ
の目的は、以下の説明で明らかにする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、半導体製造工程での半導体
ウェハの温度制御に本発明を適用した実施形態を説明す
る。

【００１５】半導体製造工程において、例えばレジスト
膜は、通常次のようなプロセスを経てウェハ表面に形成
される。

【００１６】（1）ウェハ洗浄（2）レジストコーティング（3）プリベーク＋クーリング（4）露光（5）現像（6）リンス（7）ポストベーク＋クーリング（8）エッチングここで、プリベークでは、べ一キング温度は摂氏９０〜
２００度に設定され（プロセスによって異なる）、この
プリベークに後続するクーリングではその目標温度は摂
氏２０度程度の室温に設定される。また、ポストベーク
では、ベーキング温度は摂氏１００〜２５０度に設定さ
れ（プロセスによって異なる）、このホストベークに後
続するクーリングではその目標温度は摂氏２０度程度の
室温に設定される。プリベーク＋クーリング工程の次工
程は露光であり、またポストベーク＋クーリング工程の
次工程はエッチングである。これら次工程にすぐに移行
できるよう、ウァハの温度分布にかなり厳しい条件が要
求される。

【００１７】以下に示す実施形態は、プリベーク＋クー
リング工程またはポストベーク＋クーリング工程に用い
られるもので、最初にウエハを高温に加熱し（ベ一キン
グ）、その後このウエハを室温程度まで冷却する（クー
リング）というサイクルをウェハ単位に数10秒間隔で繰
り返す。従って、加熱の目標温度と冷却の目標という２
つの目標温度をもって、加熱と冷却を交互に繰り返す。

【００１８】図１にこの実施形態の全体構成を示す。

【００１９】図１に示すように、ウエハ１がプレート形
のヒートパイプ（以下、ヒートパネルという）２の上面
に載置される。ヒートパネル２の複数箇所には、複数本
の上下動可能な細いピン３が、ヒートパネル２を下面か
ら上面へ貫通して設けられている（その駆動機構は図示
省略）。実際にはウエハ１はそれらピン３の先端の上に
載置される。ベ一キングやクーリングの時には、それら
ピン３は先端がヒートパネル２の上面から僅かに突出し
た位置まで降りているので、ウエハ１はヒートパネル２
の上面上に微小なエアギャップを介して置かれている。

【００２０】ヒートパネル２の基本構造は、周知の通
り、所定の作動液を封じ込めた多数の連通した空間を内
部に有したプレートであり、極めて高い熱伝導性と小さ
い熱容量をもつ。ヒートパネル２の役目は、ウェハ１と
ヒートパネル２下面に当てられる後述の熱媒体（流体や
光）との間の熱交換を、ウェハ１全面に亘って均一に且
つ高速に行うことである。この役目を効果的に果たせる
よう、本実施形態のヒートパネル２は後述する特別の構
造をもつ。

【００２１】ヒートパネル２の下方には温度制御室４が
設けられており、ヒートパネル２はこの温度制御室４の
天井壁を構成している。温度制御室４のヒートパネル２
以外の壁５は、熱伝導性の悪い材料で作られている。温
度制御室４内には、多数の流体噴出ノズル６が立設され
ている。これら流体噴出ノズル６は、図２の平面図に示
すように、ヒートパネル２の下面をカバーする２次元領
域の全体に亘ってほぼ均一な密度で縦横に配列されてい
る。これらの流体噴出ノズル６には、流体貯留管７を通
じて低温（つまり、ウェハ冷却用）の液体８が供給され
る。流体噴出ノズル６は、その先端部には１個乃至多数
個の小さい噴出孔を有しており、その噴出孔から矢印で
示すような液体８の高速シャワーを天井のヒートパネル
２へ吹きつけることができる。液体シャワーは乱流であ
るため効果的にヒートパネル２と熱交換することができ
る。液体シャワーをヒートパネル２の下面全体に出来る
だけ均一な密度で当てられるよう、流体噴出ノズル６の
配列のピッチ、噴出孔の個数や形状、噴出孔からヒート
パネル２下面までの距離などが最適に設計されている。

【００２２】流体貯留管７には液体供給路１０の先端が
接続され、液体供給路１０の基端は温度制御室４底壁の
液体排出口１４に接続され、液体供給路１０の途中には
バルブ９、ポンプ１１及びチラー１２が設けられてい
る。温度制御室４の底に落ちた液体８はチラー１２に送
られ、ここで所定の低温度に調整された後、ポンプ１１
の圧力で流体噴出ノズル６へ供給され、高速シャワーと
なってヒートパネル２の下面へ吹きつけられ、再び温度
制御室４の底へ落ちて同様に循環される。

【００２３】液体８としては、光透過性および絶縁性を
有する液体、例えばフロリナートやガルデン（共に登録
商標）を用いることができる。また、取扱の容易な水や
エチレングリコールなども、要求される温度条件を満た
せば用いることができる。

【００２４】温度制御室４は、密閉タイプとすること
も、外気への開孔１３を有した開放タイプとすることも
できる。密閉タイプの温度制御室４では、液体が充満し
た室内で噴出ノズル６から液体ジェット流を噴出するこ
とによって、室内に流体噴出ノズル６→天井のヒートパ
ネル２→排出口１４と経由する強制対流を発生させ、こ
の強制対流によってヒートパネル２を冷却することがで
きる。この強制対流は乱流であるため効果的にヒートパ
ネル２と熱交換をすることができる。また、閉放タイプ
の温度制御室４では、液体シャワーが空間を通って天井
のヒートパネル２に衝突するので、ヒートパネル２には
常に新しい液体のみが衝突して熱交換を速やかに行うこ
とができる。

【００２５】温度制御室４には更に、加熱用の複数個の
長筒形の赤外線ランプ２３が噴出ノズル６の各アレイ１
５間に並べられている（図２参照）。ランプ２３は例え
ばハロゲンランプであり多くの近赤外光を放射する。各
ハロゲンランプ２３は、上部に開口をもつ反射ミラー２
０内に納められており、反射ミラー２０の上部開口は光
透過性材料のカバー２５で塞がれている。更に、各ハロ
ゲンランプ２３の下方には、ランプ２３や反射ミラー２
０を冷却するための水冷管２４も配設されているが、水
冷管２４に代えて、液体貯留管７をランプ２３や反射ミ
ラー２０の冷却手段として流用してもよい。また、条件
によってはランプ２３や反射ミラー２０の冷却手段は無
くてもよい。

【００２６】各ハロゲンランプ２３からの放射光は、反
射ミラー２０の作用で扇形状に広がりながら天井のヒー
トパネル２の下面に照射されて、放射熱をヒートパネル
２に与える。ヒートパネル２下面の全体にできるだけ均
一な強度で光が照射されるよう、ハロゲンランプ２３の
サイズ、ハロゲンランプ２３の配列ピッチ、反射ミラー
２０の形状、ハロゲンランプ２３からヒートパネル２ま
での距離などが最適に設計されている。

【００２７】尚、加熱手段として、ハロゲンランプ２３
に代えて、又はハロゲンランプ２３と併用して、高温の
液体を噴射する多数の流体噴射ノズルを、冷却用の流体
噴射ノズル６と同様な態様で設けてもよい。ハロゲンラ
ンプと２３と加熱用流体噴射ノズルとを併用した場合に
は、より大きい加熱能力が得られる。

【００２８】ヒートパネル２には、種々の構成のものが
採用し得る。以下に、その好適な構成例を幾つか紹介す
る。

【００２９】図３は第１の構成例にかかるヒートパネル
２の下面側から視た平面図、図４は図３のＡ−Ａ線での
同ヒートパネル２の断面図である。

【００３０】ヒートパネル２の外殻体は、概略的に、例
えば、熱伝導性の高いアルミニウムや銅などの材料の２
枚の薄板３１、３２を重ね合せ、両板間の所定の領域に
作動液の封入される空間（つまり、パイプ）３３を形成
し、そのパイプ３３以外の領域にて両板３１、３２を接
合したものである。図３では、ハッチングを付した領域
が接合された部分であり、ハッチングを付してない領域
がパイプ３３の部分である。また、パイプ３３は図４Ａ
に示すようにヒートパネルの片面側へ、又は図４Ｂに示
すように両面側へ膨出しているが、その膨出したパイプ
３３の尾根を図３では一点鎖線で示している。パイプ３
３内には、所定の作動液が適当量だけ封入され、パイプ
の内壁には作動液を毛細管現象を利用して運ぶウィック
３６が設けられている。

【００３１】図３に示すように、ヒートパネル２の平面
視外形状は半導体ウェハのそれに合せて円形であるが、
必ずしも円形である必要はなく、後述する他の構成例が
そうであるように、例えば正方形でもよい。要するに、
ヒートパネル２の平面外形は設計・製造に都合が良く、
かつウェハ全体を均熱化するのに適したものであればよ
い。

【００３２】ヒートパネル２のパイプ３３は、一点鎖線
で示した尾根の形状から分る通り、ハニカム断面のよう
に小さい多数の正六角形パイプを繋いだ形のパイプ網３
５を構成しており、ヒートパネル２のほぼ全面に亘り一
定の密度で配置されている。尚、パイプ網３５の目（正
六角形の接合部分）３４は図３では一部しか図示してな
いが、実際には尾根に囲まれた全ての正六角形領域の中
心位置に存在する。目３４はヒートパネル２の機械的強
度を高めるので、必要な機械的強度を維持しつつ板３
１、３２を薄くしてヒートパネル２の熱容量を小さく
し、もって伝熱速度や均熱効果を高めるのに貢献する。

【００３３】図４Ａに示すようにパイプ３３が片面のみ
に膨出しているタイプのヒートパネルも、同図Ｂに示す
ように両面に膨出しているタイプのヒートパネルも採用
できるが、望ましいのは図４Ａに示す片面膨出タイプで
ある。片面膨出タイプの方が機械的強度に優れると共
に、次の理由から均熱度も優れるからである。すなわ
ち、本実施形態では、片面膨出タイプのヒートパネル２
を、その平坦面を上面（ウェハ１が載置される面）、パ
イプ膨出面を下面（液体シャワーや放射光が当たる面）
にして使用する。すると、ヒートパネル２の上面とウェ
ハ１との距離が一定であり、且つ、ヒートパネル２の上
面に沿った熱拡散性も方向や場所に左右されずに均一で
あるから、ヒートパネル２のとウェハ１間の熱交換が均
一になり易い。また、ヒートパネル２の高い強度も、ヒ
ートパネル２の熱変形を抑制してウェハ１との距離を一
定に保つのに貢献する。一方、ヒートパネル２の下面は
パイプ３３が膨出しているため、平坦面に比較して、液
体や光との接触面積が大きく、液体シャワーが当たった
とき同じ液体が接触している時間を短くして熱境界層の
生成を抑制する効果や乱流を促進する効果も期待でき、
また、光が当たったとき乱反射を繰り返すことによるホ
ール効果も期待できるため、熱交換効率が良い。結果と
して、高い均熱効果が得られる。

【００３４】ところで、ヒートパネル２のパイプ網３５
の目３４の形状は必ずしも図示のように正六角形である
必要はなく、正方形や正三角形や円形などでもよい。但
し、高い均熱効果を得るには、パイプ３３及び目３４の
密度が方向や場所に左右されずにパイプ網３５の全域に
亘って一定であることが望ましい。また、特開平７−２
２６３７１号のような個々のヒートパイプが独立してい
るのではなく、パイプ網３５内で個々の場所のパイプ３
３は周囲の場所のパイプに連通していることが望まし
い。

【００３５】図５は第２の構成例にかかるヒートパネル
２の平面視断面図、図６Ａ、Ｂはそれぞれ図５のＡ−Ａ
線、Ｂ−Ｂ線での同ヒートパネル２の断面図である。

【００３６】このヒートパネル２は、アルミニウム製や
銅製の２枚の板４１、４２を重ね合わせて接合したもの
である。ヒートパネル２の上面を構成する上板４１は下
板４２より厚く、そしてその下面側には、その周縁部を
除いて、広面積の凹部４４が形成されている。この凹部
４４内には、多数本の細い柱４３が立設されている。図
５では一部の柱４３しか図示してないが、実際は柱４３
は凹部４４の全域に亘って一定ピッチで配置されてい
る。この上板４１に対しその凹部４４を覆うように下板
４２が重ね合わされ、図５でハッチングを付した周縁部
と、柱４３の先端部とで両板４１、４２が接合されてい
る。その結果、柱４３を目とする均一密度の木目細かい
パイプ４５の網が凹部４４内に形成される。柱４３はヒ
ートパネル２の機械的強度を高めるのに貢献する。パイ
プ４５内にはウィック４６が設けられ、作動液が封入さ
れている。

【００３７】この構造では、図３、４に示した構造に比
較して、パイプ網の網目である柱４３の断面積を非常に
小さく設計することができるので、パイプ網の全体領域
に占めるパイプ４５の面積の比率を大きくすることがで
きる。よって、熱の拡散速度が速く優れた均熱効果を発
揮できるヒートパネルが実現できる。尚、柱４３の断面
形状は図５では長方形であるが、円形などの他の形状で
あってもよい。

【００３８】図７は第３の構成例にかかるヒートパネル
２の下面側から視た平面図、図８は図７のＡ−Ａ線での
断面図である。

【００３９】このヒートパネル２は、アルミニウム製や
銅製の２枚の板５１、５２を重ね合わせ、板５１、５２
の周縁部を封止部材５３で封止し、全面に亘って一定ピ
ッチで配列した多数の小さい点（スポット）５４にて両
板５１、５２を接合したものである。上板５１は下板５
１より厚い平板であり、下板５２は図８に示すようにス
ポット５４の箇所だけ突出した形状に予め成形されてい
る。従って、両板５１、５２を接合すると、そのほぼ全
面に亘って、小さいスポット５４を目とした均一密度の
木目細かいパイプ５６の網が形成される。パイプ５６内
にはウィック５７が設けられ、作動液が封入されてい
る。スポット５４はヒートパネル２の機械的強度を高め
る役割を持つ。パイプ網の網目であるスポット５４の面
積が小さいので、パイプ５６の面積比が大きく、よって
熱拡散が速く優れた均熱効果が発揮できる。

【００４０】図９は第４の構成例にかかるヒートパネル
２の平面図、図１０は図９のＡ−Ａ線での断面図であ
る。

【００４１】このヒートパネル２は、ループ形蛇行細管
ヒートパイプ（ＬＣＨＰ）と呼ばれるタイプの応用であ
り、ウィックは不要である。図示のように、アルミニウ
ム製や銅製の２枚の板６１、６２が間に薄い隔壁板６３
を挟んで接合されている。２枚の板６１、６２の各々の
接合面には、同面のほぼ全面に亘って一定の小さいピッ
チで互いに平行に走る多数本の極めて細い溝６４、６５
が削り込まれている。板６１の多数本の溝６４は、隣接
するもの同士が順次に異なる側の端部で連結されて、全
体として一本の蛇行した溝６８を形成している。板６２
の多数本の溝６５も、同様に連結されて全体として一本
の蛇行溝６９を形成している。２枚の板６１と６２は、
蛇行溝６８と６９が直交する方向で接合されている。蛇
行溝６８と６９は隔壁板６３によってその開口が覆われ
るので、それぞれ極細の蛇行パイプを形成する。この２
本の蛇行パイプ６８、６９はその両端部６６、６７にお
いて隔壁板６３を貫通して互いに連結され、全体として
閉ループ状の蛇行パイプを構成している。この直交し且
つ連通した蛇行パイプ６８、６９も、一種のパイプ網と
いうことができ、図９から分るように、パネル面全体に
亘って均一な密度でパイプが配置されている。

【００４２】蛇行パイプ６８、６９内には作動液が封入
されている。蛇行パイプ６８、６９（溝６４、６５）の
内径は、作動液がその表面張力でその液層と蒸気泡とが
プラグのように蛇行パイプ６８、６９を塞ぐことができ
る程度の細さ（０．１ｍｍ〜数ｍｍ程度）である。

【００４３】ＬＣＨＰタイプのヒートパネル２は、図３
〜図８に示したタイプのヒートパネルとは異なる原理、
つまり、作動液とその蒸気泡の蛇行パイプ内での循環も
しくは軸方向振動によって熱を高速に輸送する。

【００４４】図９、１０に示したヒートパネルでは、配
列ピッチの小さい２つの蛇行パイプ６８、６９が互いに
直交するように重ね合わされて、パイプがパネル面全体
に亘って均一密度で木目細かく配置されたパイプ網を形
成しており、しかも、熱輸送を直交する両方向で行える
ので、優れた均熱効果が発揮できる。

【００４５】尚、上述した種々のヒートパネル２におい
て、その下面での熱交換率を高めるために、その下面に
凹凸等を設ける、突起を設ける、ピンを立てる、削って
表面を荒らす、光吸収材をコーティングするなどの加工
を加えてもよい。

【００４６】以上の構成の下での本実施形態の動作を以
下に説明する。

【００４７】ウエハ１の温度を例えば摂氏１５０度にし
て行うベーキングと、ウエハ１の温度を例えば摂氏２０
度まで冷却するクーリングとが交互に実行される。ま
ず、レジストが塗布されたウエハ１がピン３上にヒート
パネル２上面から微小ギャップを介して載置され、ハロ
ゲンランプ２３が点灯されてベーキングが開始される。
各ランプ２３からの放射熱はヒートパネル２の下面に吸
収され、ヒートパネル２のパイプ３３内を下面から上面
へ高速に運ばれ、ヒートパネル２の上面からウェハ１に
伝達される。図示しない温度センサによってヒートパネ
ル２の温度が検出されており、その検出温度に基づいて
ランプ２３の光量が調節されてウェハ１の温度が目標温
度の摂氏１５０度に制御される。

【００４８】べ一キングが終了すると、ランプ２３を消
灯し、続いてクーリングに入る。まず、バルブ９を開
き、ポンプ１１を始動して、チラー１２から摂氏２０度
近傍の温度の液体８を液体貯留管７に供給する。貯留管
７に供給された液体８はノズル６から高速シャワーとな
って噴出し、ヒートパネル２の下面に衝突してヒートパ
ネル２下面の熱を奪う。ヒートパネル２のパイプ３３で
は上面から下面へ高速に熱が伝達され、ウエハ１の熱が
ヒートパネル２に奪われる。前述した温度センサの検出
温度に基づいて液体８の噴出量が調整されて、ウェハ１
の温度が目標温度の摂氏２０度に制御される。

【００４９】クーリングが終了したウエハ１はヒートパ
ネル２上から取り去られ、次のレジストが塗布されたウ
エハ１が同様にヒートパネル２上に置かれて、ベーキン
グとクーリングの処理を受ける。

【００５０】本実施形態では、ウェハ１の加熱及び冷却
の双方を高い均熱度をもって高速に行い得る。その理由
は次の通りである。

【００５１】(1) 加熱及び冷却の熱源装置はランプ２
３と液体噴射ノズル６であり、いずれもヒートパネル２
の下面に対し、そこから離れた場所から赤外光や低温液
体のような熱媒体のシャワーを当てる非接触タイプの熱
源である。そのため、特開平７−２２６３７１号の冷却
配管や特開５−２１３０８のペルチェ素子のような接触
タイプの熱源に比較して、熱媒体をヒートパイプの下面
全体に均一な密度で当てて均一な加熱及び冷却を行うこ
とが容易である。

【００５２】(2) 加熱用熱源と冷却用熱源とが共に非
接触タイプであるため、一方が他方の邪魔になることが
ない。例えば、特開平７−２２６３７１号の冷却配管の
ような接触タイプの冷却用熱源を用いると、加熱では冷
却配管も含めて加熱する必要が生じ、熱容量が大きくな
るので加熱速度が低下する。本実施例では、このような
問題が無いため、加熱も冷却も高速に行える。

【００５３】(3) ヒートパネル２では、作動液を封入
したパイプがパネルのほぼ全面に亘って実質的に均一な
密度で且つ木目細かく配置されており、しかも互いに連
結してパイプ網を形成している。従って、面方向の熱拡
散性が良好であり、良好な均熱効果を発揮できる。

【００５４】(4) (1)で述べた熱源の良好な均熱性と、
(3)で述べたヒートパネル２自体の良好な均熱性とがあ
いまって、全体として優れた均熱効果が得られる。

【００５５】(5) (1)で述べた熱源の良好な均熱性と、
(3)で述べたヒートパネル２自体の良好な均熱性とは、
ヒートパネル２の熱変形を減らす効果も奏する。ヒート
パネル２の熱変形が減れば、ウェーハ１とヒートパネル
２との間のギャップの不均一が減るので、このことも均
熱効果の向上に寄与する。

【００５６】(6) ヒートパネル２のパイプ網の目が細
かく一定密度で分布していることも、ヒートパネル２の
熱変形を減らして均熱効果を高めるのに寄与する。

【００５７】(7) ヒートパネル２の上面が平坦面であ
ることも、ウェーハ１とヒートパネル２との間のギャッ
プを一定にし、且つ、上面での熱拡散を良好にして均熱
効果を高めるのに寄与する。

【００５８】(8) 流体が乱流となってヒートパネル２
の下面に当たるため、高い熱交換率と高い均熱性とが得
られる。

【００５９】(9) ヒートパネル２の下面を凹凸形状に
する、突起を設ける、ピンを立てる、削って表面を荒ら
す、光吸収材をコーティングするなどの加工を加えた場
合、流体シャワーの乱流効果を促進し、また光のホール
効果が得られて下面での熱交換率が高まり、加熱・冷却
の速度を高める効果が得られる。

【００６０】(10) ヒートパネルに熱媒体を直接当てる
ことも、加熱・冷却の速度を高めるのに寄与する。

【００６１】(11) ヒートパネル２上に微小はエアギャ
ップのみを介してウェハを載置することも、加熱・冷却
の速度を高めるのに寄与する。

【００６２】図１１は、本発明の別の実施形態を示す。
尚、上述の実施形態と同様の機能をもつ構成要素には同
一の参照番号を付して重複した説明を省略する。

【００６３】この実施形態は、気体が混合された液体を
ミスト状にしてヒートパネル２の下面に吹きつけるする
ようにしている。高温液体は高温液体供給路７０を介し
て多数の加熱用ミストノズル７１に供給される。Ｎ2あ
るいはＨｅなどの高温ガスが高温気体供給源７２から供
給され、ポンプ７３によって高温液体供給路７０の途中
で高温液体に混合される。また、低温液体が低温液体供
給路７４を介して多数の冷却用ミストノズル７５に供給
される。空気あるいはＮ2などの低温ガスが低温気体供
給源７６から供給され、ポンプ７７によって低温液体供
給路７４の途中で低温液体に混合される。

【００６４】温度制御室４のミストノズル７１、７５の
上方には、多孔板７９が設けられ乱流効果を向上させる
ようにしている。ミストノズル７１、７５から噴射され
たミスト状流体は乱流効果を得て伝熱能力を高めるとと
もに、ヒートパネル２の下面に均一に当たることにな
る。また、ヒートパネル２の下面から流下する流体がノ
ズル７１、７５の熱を奪わないよう、ノズル７１、７９
の噴出孔を除いた領域にプロテクタをかぶせるようにし
てもよい。

【００６５】図１２は、本発明の第３の実施形態を上側
から視た部分断面斜視図、図１３は、同実施形態を下側
から視た部分断面斜視図である。尚、上述の実施形態と
同様の機能をもつ構成要素には同一の参照番号を付して
重複した説明を省略する。

【００６６】この実施形態では、円板状のヒートパネル
２の下方に、円形の温度制御室８１が設けられており、
ヒートパネル２は温度制御室８１の天井壁を構成してい
る。温度制御室８１の周壁８３と底壁８５は、ヒートパ
ネル２と同じ材料（典型的にはアルミニウム）であって
もよいし、ヒートパネル２よりも熱伝導性の悪い材料
（例えば、ステンレススチールやセラミックスなど）で
あってもよい。温度制御室８１は密閉タイプであって、
その内部に高温の加熱流体又は低温の冷却流体が満たさ
れて流れる流路として機能する。

【００６７】温度制御室８１の底壁８５にはその周縁に
沿って一定間隔で複数個の流体流入口８７が開いてお
り、それらに外部からの複数本の流体供給管８９がそれ
ぞれ接続されている。底壁８５の中心部には１つの流体
排出口９１が開いており、そこに外部からの１本の流体
排出管９３が接続されている。複数個の流体流入口８７
に対し流体排出口９１は１個であるため、流体排出口９
１の径は各流体流入口８７の径よりも大きい。

【００６８】ヒートパネル２の下面２Ａにはその全面に
亘り随所に多数の熱交換フィン９５が立設されていて、
それら熱交換フィン９５は温度制御室８１内の流路のほ
ぼ全域に亘って分布している。フィン９５は熱伝導の良
好な材料（アルミニウムや銅）で作られている。これら
フィン９５は、ヒートパネル２の下面２Ａにろう付けな
どの方法で接合されているが、底壁８５には接触してい
る必要はなく底壁８５から微小距離だけ離れていてもよ
い。

【００６９】ところで、本実施形態ではフィン９５はピ
ン形タイプであるが、必ずしもそうである必要はなく、
その他の様々なタイプのフィンが使用できる。図１４は
その代表的な例を示したもので、同図（Ａ）〜（Ｆ）に
示すような薄板を折り曲げたタイプのフィンや、（Ｇ）
のようなピン形フィンや、（Ｈ）のような剣山又はブラ
シのごとくにびっしり植えられた針状フィンなども使用
できる。或は、実開平１−５０１５号の第６図、第７
図、第９図、第１１図に示された吸放湿部材で用いられ
ているようなアルミ多孔材、アルミ発泡材、金属繊維及
び金属メンブレンといった素材も、本発明におけるフィ
ンとして用いることができる。また、１つのタイプのフ
ィンだけでなく、複数タイプのフィンを組合せて用いる
こともできる。

【００７０】図１５は、温度制御室８１に流体を流すた
めの配管構造を示している。

【００７１】複数の流体供給管８９は、電磁弁１０１と
ポンプ１０３を介して流体加熱装置１０５の流体出口に
接続され、且つ、電磁弁１０９とポンプ１１１を介して
流体冷却装置１１３の流体出口に接続されている。ま
た、流体排出管９３は、電磁弁１１９を介して流体加熱
装置１０５の流体入口に接続され、且つ、電磁弁１１７
を介して流体冷却装置１１３の流体入口に接続されてい
る。流体加熱装置１０５の流体出口と流体入口とはバイ
パス電磁弁１０７を介して接続されており、同様に、流
体冷却装置１１３の流体出口と流体入口とはバイパス電
磁弁１１５を介して接続されている。

【００７２】ポンプ１０３、１１１は常に一定速度で流
体を送っており、流体を温度制御室８１に流していない
ときは、バイパス電磁弁１０７、１１５が開いていて、
ここを通して流体を循環させている。この状態から電磁
弁１０１、１１９が開かれ、バイパス電磁弁１０７が閉
じられると、流体加熱装置１０５からの加熱流体が温度
制御室８１へ供給され、加熱が開始される。加熱から冷
却に切り替えるときは、電磁弁１０１が閉じられバイパ
ス電磁弁１０７が開かれ、同時に、電磁弁が１０９が開
かれバイパス電磁弁１１５が閉じられる。これにより、
温度制御室８１への加熱流体の供給は止り、代って流体
冷却装置１１３からの冷却流体の供給が開始され、冷却
が開始される。冷却開始直後、温度制御室８１内に残っ
ていた加熱流体が流体排出管９３から出てくる若干の時
間の間は、流体排出管９３側では電磁弁１１９が開き電
磁弁１１７が閉じている加熱時と同じ状態が維持され、
その時間が過ぎた時点で、電磁弁１１９が閉じられ電磁
弁１１７を開かれて、本格的に冷却が開始される。冷却
から加熱へ切り替えるときは、上記と反対の弁開閉操作
を行う。このようにして、加熱流体と冷却流体とは選択
的に温度制御室８１へ供給される。

【００７３】温度制御室８１内では、周縁部の流体流入
口８７から流入した流体は中心部の流体排出口９１へ向
かって流れるが、その過程に多数のフィン９５と接触し
て効果的に熱交換を行う。また、流体の流れは随所で多
数のフィン９５によって掻き乱されて乱流となるため、
流体が単純な層流として流れる場合に比較して、より高
効率で熱交換ができるとともに、場所による温度むらも
減ってヒートパネル２の温度がより均一になる。このよ
うに、フィン９５は、熱交換効率を高めて高速な加熱・
冷却を実現する目的と、温度分布のむらを減らして均一
な加熱・冷却を実現する目的との双方に貢献する。

【００７４】更に、フィン９５の配置や形状などを適切
に選択することにより、ヒートパネル２の温度を更に均
一化することもできる。すなわち、フィン９５がない状
態においては、流体流入口８７附近と流体排出口９１附
近とでは、流体の温度や流速が異なるために、必然的に
熱交換効率に差が出てしまう。そこで、この差を補償す
るようにフィン９５の配置位置、密度、形状などを場所
によって違えることにより、全ての場所でより均等に熱
交換が行われるようにすることができる。このように、
高い均熱性を実現する上で、フィン９５は重要な役割を
果たす。

【００７５】ところで、本実施形態では温度制御室８１
内に周縁部から流体を供給して中心部へ向かって流して
いるが、その逆に中心部から流体を供給して周縁部へと
流すようにすることも可能である。しかし、良好な均熱
性の観点からは、本実施形態のように周縁部から中心部
へと流す方が好ましいと考えられる。周縁部より中心部
の方が流速が速いのでその分だけ熱交換効率が高いが、
周縁部から中心部へと流体を流せば、流体の温度による
熱交換効率は周縁部の方が高くなるので、温度の違いよ
る熱交換効率の分布と流速の違いによる熱交換効率の分
布とが互いに軽減し合って均一化するからである。

【００７６】図１６及び図１７は、均熱性を高めるため
の温度制御室８１の構造に関する２つの変形例を示す。

【００７７】図１６のものでは、温度制御室８１の高さ
８１Ｈが中心部に近づくほど大きくなるように、底壁８
５に傾斜が付いている。図１７のものでは、中心部にあ
る程度近い場所で底壁８５が段状に下がっていて、やは
り、温度制御室８１の高さ８１Ｈが中心部にて周縁部よ
り大きくなっている。この２つの変形例では、温度制御
室８１の高さ８１Ｈが中心部附近で大きくなっている分
だけ、中心部附近での流体流路の断面積が拡がるので、
中心部での流速の増加が抑えられ、結果として、均熱性
が高まる。

【００７８】図１８は、均熱性を高めるための温度制御
室８１の構造に関する第３の変形例を示し、図１９は図
１８のＡ−Ａ線での断面図（つまり、温度制御室８１の
底壁８５の平面図）である。なお、図１８、図１９で
は、温度制御室８１内のフィン９５は図示を省略してあ
る。

【００７９】この変形例では、温度制御室８１の径はヒ
ートパネル２の径よりも大きく、温度制御室８１は、そ
のヒートパネル２より外周側へはみ出した部分におい
て、その内側の上下の仕切板１２３、１２５によって温
度制御室８１のより内方の領域から区別されたリング状
の小部屋１２１を有している。このリング状小部屋１２
１の底壁に流体流入口８７が形成されており、また、こ
のリング状小部屋１２１の内側の上下の仕切板１２３、
１２５の間には、流体がこの小部屋１２１から温度制御
室８１の内方の領域へ流入するためスリットが空いてい
る。

【００８０】流体流入口８７から小部屋１２１に流入し
た流体は、小部屋１２１の天井に当たって流れ方向を転
換され、ヒートパネル２の下面２Ａとほぼ平行な流れと
なって、仕切板１２３、１２５間のスリットを通って温
度制御室８１の内方の領域へ流入する。流体流入口８７
から流入した流体がヒートパネル２の下面２Ａに直角に
直接当たると、この流体流入口８７に対応したヒートパ
ネル２の部分だけが局部的に熱交換効率が高くなって温
度むらが生じるおそれがあるが、この変形例ではそのよ
うな問題が解消される。

【００８１】図２０は、図１８及び図１９に示した変形
例の更なる変形例を示す。図２０でも、温度制御室８１
内のフィン９５は図示省略してある。

【００８２】リング状の小部屋１２１の内側には、天井
から底まで繋がった１枚の仕切板があるが、この仕切板
１２７には随所に多数の穴１２９が空いていて、これら
の穴１２９を通じて小部屋１２１内の流体がシャワー流
となって温度制御室８１の内方領域へ噴出する。

【００８３】図２１及び図２２は、均熱性を高めるため
の温度制御室８１の流体流入口８７に関する更に別の２
つの変形例を示す。

【００８４】図２１のものでは、流体流入口８７が温度
制御室８１の側壁８３に直角な向きで形成されていて、
流体はヒートパネル２の下面２Ａに平行に温度制御室８
１内に流入する。図２２のものでは、流体流入口８７が
温度制御室８１の底壁８５に斜めの向きで形成されてい
て、流体はヒートパネル２の下面２Ａに平行に近い向き
で温度制御室８１内に流入する。いずれの変形例におい
ても、流体流入口８７から流入した流体がヒートパネル
２の下面２Ａに直角に直接当たることによる局所的な温
度むらの問題が軽減される。

【００８５】図２３は、均熱性を高めるための温度制御
室８１の流体流入口８７に関する更に別の変形例を示す
底壁の平面図である。

【００８６】流体流入口８７は、細長いスリットであっ
て、底壁８５の周縁部に一周に亘って形成されている。
そのため、底壁８５の周縁部に一周に亘り一様に流体を
流入させることができ、周方向での場所による温度むら
が解消される。

【００８７】図２４は、上述の実施形態とは異なる方法
で製造したヒートパネル２と温度制御室８１の構造例を
示す。

【００８８】図１２〜図２３で説明した構造は、一般
に、前もって製造されたヒートパネル２の下面２Ａに、
温度制御室８１の側壁８３及び底壁８５を接合すること
により製造される。これに対し、図２４に示した構造
は、次の方法で製造されたものである。まず、ヒートパ
ネル２の底板となるべき板材１３１を用意し、その上面
には例えば図５に示したヒートパネル２の柱４３を多数
立設し、下面には例えばピン形又は針形のフィン９５を
多数立設する。次に、この板材１３１の上側に、ヒート
パネル２の天井壁及び側壁となる板材１３３を接合し、
また、下面に、温度制御室８１の天井壁及び側壁となる
板材１３５を接合する。この製造方法は、図１２〜図２
３で説明した構造の製造方法より、場合によっては容易
である。

【００８９】図２５は、第３の実施形態の更に別の変形
例を下側から視た部分断面斜視図である。

【００９０】この変形例では、温度制御室８１の底壁８
５の下面に、その下面全域に迷路のように巡らされた電
熱線ヒータ１４１が接合されている。加熱は専ら電熱線
ヒータ１４１で行なうか又は電熱線ヒータ１４１と加熱
流体とで行い、冷却は専ら冷却流体で行う。

【００９１】図２６、図２７及び図２８は、電熱線ヒー
タを用いた別の２つの変形例を示す。

【００９２】図２６では、ヒートパネル２の上面２Ｂに
電熱線ヒータ１４３が接合されている。電熱線ヒータ１
４３は図示しないウェハに最も近接することになるの
で、加熱の効率が大変良い。図２７では、ヒートパネル
２の下面２Ａに、防滴性の電熱線ヒータ１４５が接合さ
れている。電熱線ヒータ１４５はヒートパネル２に直接
接触しているので、図２５のものより加熱の効率がかな
り良い。図２８では、ヒートパネル２の周縁部１５１が
他の部分より厚く形成されていて、この厚い周縁部１５
１の幅広の外周面２Ｃに一周に亘って、電熱線ヒータ１
４７が接合されている。

【００９３】図２９及び図３０は更に別の２つの変形例
を示す。

【００９４】図２９では、ヒートパネルの底壁１５３内
にその全面に亘って、電熱線ヒータ１５５が埋め込まれ
ている。図３０では、温度制御室８１内にその全域に亘
って、コイル状の電熱線ヒータ１５７が詰込まれてい
る。このコイル状電熱線ヒータ１５７は、熱交換フィン
としても機能する。更に別の変形例として、図示してな
いが、温度制御室８１内に設けたフィン（図１４に例示
したような各種のタイプであり得る）に電熱線ヒータの
機能を持たせてもよい。図２５〜図３０に示した複数タ
イプの電熱線ヒータを組合せることも可能である。例え
ば、図２５に示したように温度制御室８１の底面に電熱
線ヒータ１４１を設けると共に、図２６に示したように
ヒートパネル２の上面２Ｂにも電熱線ヒータ１４３を設
ける、というようにである。

【００９５】図３１は更にまた別の変形例を示す。図３
２は図３１のＡ−Ａ線での断面図である。

【００９６】この変形例では、温度制御室８１内に加熱
流体用の流路１６１と冷却流体用の流路１６３とが互い
に独立して形成されている。ヒートパネル２の底面２Ａ
は、加熱流体流路１６１と冷却流体流路１６３の天井面
を構成している。この２つの流路１６１、１６３は、例
えば図３２に示すように渦巻き状にヒートパネル２の全
面に亘って配設されている。そして、それら渦巻き状の
流路１６１、１６３の例えば外周側の口１６９、１７１
からそれぞれの流体が供給され、中心側の口１６５、１
６７からそれぞれの流体が排出される。流路１６１、１
６３は渦巻き状に曲っているため、その中を流れる流体
は流路１６１、１６３の外周面に衝突して乱流となり、
熱交換効率が良い。温度制御室８１の材料は熱伝導性の
高い材料が好ましい。流路１６１、１６３は渦巻き状以
外の形状、例えば蛇行状であってもよい。

【００９７】図３３は更にまた別の変形例を示し、図３
４は図３３のＡ−Ａ線での断面図である。

【００９８】この変形例では、図３１に示した加熱流体
流路１６１に代えて、電熱線ヒータ１７３が温度制御室
８１内に埋め込まれ又は挿入されている。図３４に示す
ように、温度制御室８１内に冷却流体流路１６３が蛇行
状に配設され、その間隙に棒状の電熱線ヒータ１７３が
挿入されている。流路１６３が蛇行状に曲がりくねって
いるため、中を流れる流体はある程度乱流となる。な
お、流路１６３を図３２に示したような渦巻き状にし
て、その間隙に渦巻き状の電熱線ヒータ１７３を挿入し
てもよい。

【００９９】図３５は更に別の変形例を示す。

【０１００】ヒートパネル２は図２８のものと同様にそ
の周縁部１５１が他の部分より厚く形成されていて、こ
の厚い周縁部１５１の幅広の外周面２Ｃに一周に亘っ
て、リング状の温度制御室８１が形成されている。ヒー
トパネル２の外周面２Ｃは温度制御室８１の内周面を構
成しており、そこには多数の熱交換フィン９５が外側へ
向かって立設されている。温度制御室８１には１つの流
体流入口８７と１つの流体排出口９１とが、ヒートパネ
ル２の中心軸について対称の位置に形成されている。

【０１０１】以上、本発明の幾つかの好適な実施形態及
びその変形例を説明したが、本発明は上述の形態のみに
限らず、他の種々の形態でも実施することができるもの
である。例えば、冷却は実施形態と同様にヒートパイプ
下面から行うが、加熱はウェハの上方に配置した赤外線
ランプを用いてヒートパイプを介さずに行うというよう
に、ヒートパイプを利用する場面を加熱か冷却の一方の
みとすこともできる。さらに、上述の実施形態のような
半導体ウェハの処理装置だけでなく、その他各種の基板
の処理装置や、壁面やテーブル面の温度制御装置にも本
発明を適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す構成図。

【図２】流体噴射ノズルとハロゲンランプの平面配置を
示す平面図。

【図３】第１の構成例にかかるヒートパネル２の下面側
から視た平面図。

【図４】図３のＡ−Ａ線での同ヒートパネル２の断面
図。

【図５】第２の構成例にかかるヒートパネル２の平面視
断面図。

【図６】図５のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線でのヒートパネル２
の断面図。

【図７】第３の構成例にかかるヒートパネル２の下面側
から視た平面図。

【図８】図７のＡ−Ａ線での断面図。

【図９】第４の構成例にかかるヒートパネル２の平面
図。

【図１０】図９のＡ−Ａ線での断面図。

【図１１】本発明の第２の実施形態を示す構成図。

【図１２】本発明の第３の実施形態を上側から視た部分
断面斜視図。同実施形態を下側から視た部分断面斜視図
である。本発明の第３の実施形態を示す部分断面斜視
図。

【図１３】同実施形態を下側から視た部分断面斜視図。

【図１４】フィンの代表的な例を示した斜視図。

【図１５】温度制御室８１に流体を流すための配管構造
を示す流体回路図。

【図１６】均熱性を高めるための温度制御室８１の構造
に関する第１の変形例を示す断面図。

【図１７】均熱性を高めるための温度制御室８１の構造
に関する第２の変形例を示す断面図。

【図１８】均熱性を高めるための温度制御室８１の構造
に関する第３の変形例を示す断面図。

【図１９】図１８のＡ−Ａ線での断面図（温度制御室８
１の底壁８５の平面図）。

【図２０】均熱性を高めるための温度制御室８１の構造
に関する第４の変形例を示す断面図。

【図２１】均熱性を高めるための温度制御室８１の構造
に関する第５の変形例を示す断面図。

【図２２】均熱性を高めるための温度制御室８１の構造
に関する第６の変形例を示す断面図。

【図２３】均熱性を高めるための温度制御室８１の構造
に関する第７の変形例を示す底壁８５の平面図。

【図２４】別の方法で製造された第８の変形例を示す断
面図。

【図２５】電熱線ヒータを用いた第９の変形例を示す部
分断面斜視図。

【図２６】電熱線ヒータを用いた第１０の変形例を示す
部分断面斜視図。

【図２７】電熱線ヒータを用いた第１１の変形例を示す
部分断面斜視図。

【図２８】電熱線ヒータを用いた第１２の変形例を示す
部分断面斜視図。

【図２９】電熱線ヒータを用いた第１３の変形例を示す
部分断面斜視図。

【図３０】電熱線ヒータを用いた第１４の変形例を示す
部分断面斜視図。

【図３１】加熱と冷却の流路を別にした第１５の変形例
を示す断面図。

【図３２】図３１のＡ−Ａ線での断面図。

【図３３】第１６の変形例を示す断面図。

【図３４】図３３のＡ−Ａ線での断面図。

【図３５】温度制御室８１をヒートパネル２の側面に設
けた第１６の変形例を示す断面図。

【符号の説明】

１半導体ウェハ２プレート形ヒートパイプ（ヒートパネル）４、８１温度制御室６流体噴射ノズル２３ハロゲンランプ３３、４５、５６、６８、６９パイプ７１加熱用ミストノズル７５冷却用ミストノズル８７流体流入口９１流体排出口９５熱交換フィン１４１電熱線ヒータ１６１加熱流体流路１６３冷却流体流路

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年１月１４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図５】

【図４】

【図６】

【図７】

【図８】

【図９】

【図１０】

【図１６】

【図１１】

【図１２】

【図１５】

【図１７】

【図１８】

【図３２】

【図１３】

【図１４】

【図１９】

【図２０】

【図３４】

【図２１】

【図２２】

【図２３】

【図２４】

【図２５】

【図２６】

【図２７】

【図２８】

【図２９】

【図３０】

【図３１】

【図３３】

【図３５】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】前面と背面と側面とをもったプレート形
ヒートパイプであって、前記背面又は側面に熱流体が当
たったときこの熱流体を乱流とするための乱流機構を有
したプレート形ヒートパイプ。
【請求項２】請求項１記載のものにおいて、前記乱流機構が、前記熱流体の乱流を前記プレート形ヒ
ートパイプの背面又は側面のほぼ全面に亘って形成する
ように構成されているプレート形ヒートパイプ。
【請求項３】請求項１記載のものにおいて、前記乱流機構が、前記熱流体又は前記熱流体と気体との
混合体を前記プレート形ヒートパイプの背面に噴射する
流体噴射機構を含んでいるプレート形ヒートパイプ。
【請求項４】請求項１記載のものにおいて、前記乱流機構が、前記プレート形ヒートパイプの凹凸形
状に形成された背面又は側面を含んでいるプレート形ヒ
ートパイプ。
【請求項５】請求項１記載のものにおいて、前記乱流機構が、前記プレート形ヒートパイプの背面又
は側面に設けられた多数の熱交換フィンを含んでいるプ
レート形ヒートパイプ。
【請求項６】請求項５記載のものにおいて、前記熱交換フィンがピン形タイプ又は針形タイプである
プレート形ヒートパイプ。
【請求項７】請求項５又は６記載のものにおいて、前記熱交換フィンが前記プレート形ヒートパイプの背面
又は側面のほぼ全面に亘って配置されているプレート形
ヒートパイプ。
【請求項８】請求項１記載のものにおいて、前記乱流機構が、前記プレート形ヒートパイプの背面又
は側面に設けられた、前記熱流体を流すための流路を含
んでいるプレート形ヒートパイプ。
【請求項９】請求項８記載のものにおいて、前記流路内に多数の熱交換フィンが配置されているプレ
ート形ヒートパイプ。
【請求項１０】請求項９記載のものにおいて、前記プレート形ヒートパイプの背面又は側面が前記流路
の壁の一部を構成しており、前記熱交換フィンが前記壁
の一部としての前記プレート形ヒートパイプの背面又は
側面に接合されているプレート形ヒートパイプ。
【請求項１１】請求項８記載のものにおいて、前記流路が、前記プレート形ヒートパイプの背面のほぼ
全域を覆うようにして前記背面のほぼ全域に亘って広が
っており、前記広がった流路の周縁部に前記熱流体の流入口又は排
出口を有し、前記流路の中央部に前記熱流体の排出口又
は流入口を有するプレート形ヒートパイプ。
【請求項１２】請求項１１記載のものにおいて、前記流路が、前記プレート形ヒートパイプの背面に接し
て形成された円形状のものであり、前記円形状の流路の周縁部に前記熱流体の流入口又は排
出口を有し、前記流路の中央部に前記熱流体の排出口又
は流入口を有するプレート形ヒートパイプ。
【請求項１３】請求項１１又は１２記載のものにおい
て、前記流路内に多数の熱交換フィンが配置されているプレ
ート形ヒートパイプ。
【請求項１４】請求項１３記載のものにおいて、前記プレート形ヒートパイプの背面が前記流路の一側の
壁を構成しており、前記熱交換フィンが前記一側の壁としての前記プレート
形ヒートパイプの背面に接合されているプレート形ヒー
トパイプ。
【請求項１５】請求項１１又は１２記載のものにおい
て、前記流路の周縁部付近の高さより前記流路の中心部付近
の高さの方が大きいプレート形ヒートパイプ。
【請求項１６】請求項１１又は１２記載のものにおい
て、前記プレート形ヒートパイプの背面が前記流路の一側の
壁を構成しており、前記流入口から流入する前記熱流体の流れを前記プレー
ト形ヒートパイプの背面に対しほぼ平行な方向に制御す
る流れ制御機構を有するプレート形ヒートパイプ。
【請求項１７】前面と背面と側面とをもち、前記前面
側で対象物を加熱又は冷却するプレート形ヒートパイプ
と、前記プレート形ヒートパイプの背面又は側面側に設けら
れた、前記背面又は側面に熱流体の乱流を当てるための
温度制御室とを備えた温度制御装置。
【請求項１８】請求項１７記載のものにおいて、前記温度制御室が、前記熱流体の乱流を前記プレート形
ヒートパイプの背面又は側面のほぼ全面に亘って当てる
ように構成されている温度制御装置。
【請求項１９】請求項１７記載のものにおいて、前記温度制御室の内部に、前記熱流体又は前記熱流体と
気体との混合体を前記プレート形ヒートパイプの背面に
噴射する流体噴射機構を備えている温度制御装置。
【請求項２０】請求項１７記載のものにおいて、前記温度制御室内に、前記熱流体を流すための流路を備
えている温度制御装置。
【請求項２１】請求項２０記載のものにおいて、前記流路内に多数の熱交換フィンが配置されている温度
制御装置。
【請求項２２】請求項２１記載のものにおいて、前記プレート形ヒートパイプの背面又は側面が前記流路
の壁の一部を構成しており、前記熱交換フィンが前記壁
の一部としての前記プレート形ヒートパイプの背面又は
側面に接合されている温度制御装置。
【請求項２３】請求項２０記載のものにおいて、前記流路が、前記プレート形ヒートパイプの背面のほぼ
全域を覆うようにして前記背面のほぼ全域に亘って広が
っており、前記広がった流路の周縁部に前記熱流体の流入口又は排
出口を有し、前記流路の中央部に前記熱流体の排出口又
は流入口を有する温度制御装置。
【請求項２４】請求項２０記載のものにおいて、前記流路が、前記プレート形ヒートパイプの背面に接し
て形成された円形状のものであり、前記円形状の流路の周縁部に前記熱流体の流入口又は排
出口を有し、前記流路の中央部に前記熱流体の排出口又
は流入口を有する温度制御装置。
【請求項２５】請求項２３又は２４記載のものにおい
て、前記流路内に多数の熱交換フィンが配置されている温度
制御装置。
【請求項２６】請求項２５記載のものにおいて、前記プレート形ヒートパイプの背面が前記流路の一側の
壁を構成しており、前記熱交換フィンが前記一側の壁としての前記プレート
形ヒートパイプの背面に接合されている温度制御装置。
【請求項２７】請求項２５又は２６記載のものにおい
て、前記流路の周縁部付近の高さより前記流路の中心部付近
の高さの方が大きい温度制御装置。
【請求項２８】請求項２３又は２４記載のものにおい
て、前記プレート形ヒートパイプの背面が前記流路の一側の
壁を構成しており、前記流入口から流入する前記熱流体の流れを前記プレー
ト形ヒートパイプの背面に対しほぼ平行な方向に制御す
る流れ制御機構を有する温度制御装置。
【請求項２９】請求項１７記載のものにおいて、前記温度制御室に、加熱用の熱流体と冷却用の熱流体と
を選択的に供給する流体供給機構をさらに備えた温度制
御装置。
【請求項３０】請求項１７記載のものにおいて、前記温度制御室に前記熱流体を供給する流体供給機構を
さらに備え、前記熱流体供給機構は、前記熱流体を送るポンプと、前
記熱流体を加熱又は冷却する流体温度制御装置と、前記
温度制御室に前記熱流体を供給しないときに、前記温度
制御室をバイパスして前記ポンプと流体温度制御装置と
を通して前記熱流体を循環させるためのバイパス路とを
有する温度制御装置。
【請求項３１】請求項１７に記載のものにおいて、前記プレート形ヒートパイプの前面、背面、側面及び壁
内、並びに前記温度制御室の内部、底面、側面及び壁内
のうちの少なくとも一つに電熱線ヒータが設けられてい
る温度制御装置。