JPH0612361Y2 - レジスト処理装置用気液分離型熱交換器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、気体−液体分離機構を有する熱交換器に関
するものである。

［従来の技術］ 第２図はこの考案の熱交換器を利用する一例として示し
た半導体ウエハのレジスト処理装置の概略図である。図
において、ウエハ処理台１４は、ヒータ１６等の加熱手
段により加熱され、冷却管３に冷却水を流すことにより
冷却される。また、照射部は高圧水銀灯１１，凹面ミラ
ー１２，シャッター１３から構成されており、高圧水銀
灯１１の放射光は、凹面ミラー１２により、シャッター
１３を介して、半導体のウエハ１５に光照射される。

また、第３図は第２図に示す光処理装置によって半導体
ウエハのレジスト処理をする際の時間と温度の関係を示
した図である。

第２図，第３図において、例えばレジスト膜を塗布され
た半導体のウエハ１５を、ウエハ処理台１４で処理する
際の工程の一例について説明する。予め１００℃で加熱
したウエハ処理台１４上にウエハ１５を載置してヒータ
１６により加熱を続け、２００℃まで加熱後、ウエハ１
５を一定時間加熱処理する。次に、冷却管３に水を注水
して短時間にウエハ処理台１４を急冷却してウエハ処理
台１４の初期温度１００℃に降下させ、また、同じよう
に昇温を繰返して、別のウエハ１５の加熱処理工程を行
う。

以上の処理工程を繰返し、継続して半導体ウエハのレジ
スト処理を行うわけであるが、これらの加熱処理はウエ
ハ処理台１４の温度制御を時間的に精度よく行う必要が
ある。例えば、ウエハ処理台１４を一定温度に上昇させ
て後、急激にある温度まで冷却して、次の工程で再び加
熱を行う場合等、加熱−急冷−加熱−……等の繰返し工
程が円滑に行われなければならない。そして、特に冷却
工程から加熱工程に移る際に、冷却管３の内部に冷却時
に注水された水が残っていると、ヒータ１６による次の
加熱工程に時間がかかり、精度の高い温度制御が充分に
行われない。従って、この冷却管３内に冷却用の水が残
らないように空気を噴入させて、冷却管３内の排水を行
う必要がある。

また、上記のようなレジスト処理装置におけるウエハ処
理台１４は、半導体のウエハ処理に応じて、その都度、
処理温度が異なるが、加熱のために温度が２００〜２５
０℃に加熱される場合がある。従って、そのような高温
に加熱されたウエハ処理台１４内を通る冷却管内の水
は、高温のために一部蒸気になっていて、冷却管３内に
は熱水と蒸気と加熱処理前に排水のために吹込まれた空
気とがあるので、水と蒸気と空気の混合した気液混合流
体が存在する。この気液混合流体を適当な手段で素早く
レジスト処理装置の外部に排出させる必要がある。

［考案が解決しようとする問題点］ 上記のような高温の水と蒸気と空気が混合された気液混
合流体は、空気と水が混合しているので再び冷却してレ
ジスト処理装置に戻して再利用することができないとい
う問題があった。即ち、再利用される目的の気液混合流
体には、気体が含まれていない。その結果、冷却管に戻
った気液混合していない液体は、その液体内部に冷却効
果の悪い気泡を含まないので効率よく処理台の熱交換を
行える。また、冷却管が排出する気液混合流体を工場内
の排水管等を通して排水する場合にも、工場内に配管さ
れている耐熱性の劣るビニル管等を用いることは不可能
なために、この混合流体を排水させるための排水用の配
管を特に設けなければならないという問題があった。

この考案はかかる従来の問題点を解決するためになされ
たもので、例えば、高温の混合流体を冷却しても排水も
しくはレジスト処理装置に戻して再利用することができ
るような気体−液体分離型の熱交換器を提供することを
目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、この考案のレジスト処理
装置用気液分離型熱交換器は、ウエハ処理台を温度制御
した後の気液混合流体の流入孔を下方に、上方に気液混
合流体の気体を排気するための排気孔を有する筐体と、
この筐体内にあって、前記排気孔と流入孔との間の高さ
の位置に開口を有する前記気液混合流体の液体を排出す
るための液体流出管と、前記開口と流入孔との間の高さ
の位置に配置され、流入孔より送られてきた前記気液混
合流体を熱交換する媒体が通る熱交換用媒体流通管とを
具備するものである。

［作用］ 上記の構成を有することにより、流入孔から筐体に流入
した気液混合流体のうち、気体は泡となって排気孔から
排出され、液体は筐体に満ちて、筐体内に配置された熱
交換用媒体流通管により熱交換される。この液体の溢出
する分は排出用の配管を通して外部に排出され、必要に
応じてレジスト処理装置に戻して再利用することも可能
である。

［実施例］ 第１図はこの考案の一実施例を示す熱交換器の主要部の
構成を示す断面図であり、１は熱交換のために必要な機
構を収納する筐体、２はこの筐体１内を熱交換するため
にコイル状に巻かれた熱交換用媒体流通管で、この流通
管２内を熱交換用媒体が入口２ａから出口２ｂに向って
流れている。３ａは気体及び液体等の気液混合流体が流
入する流入孔、５は液体流出管で、流入孔３ａから流入
した水が溢れて水面の水位が上昇した時に排出させるこ
とができるように開口５ａを設け、溢出した水は液体流
出管５を通って流出口５ｂから外部へ排出される。６は
筐体１に流入孔３ａより流入された気液混合流体のうち
の空気等の気体を排気孔６ａから排気するための排気
管、７は流入孔３ａから流入した気液混合流体によって
筐体１内にたまった水が泡立ってハネたりするのを防止
するための飛抹防止板、８は水の水位を検出するセンサ
からなる液面検出機構である。筐体１内にたまった水の
水位は、流入孔３ａから流入する気液混合流体の流入量
や圧力及び液体流出孔である開口５ａからの流出量など
により異なるが、飛沫防止板７は水面より上でも下でも
使用可能である。即ち、水面より下になるときは、パン
チパネルのようなものを用いて泡を破砕させれば良い
し、水面より上になるときは、少なくとも通気性のある
板であれば使用可能である。

次に、上記構成を有する本考案の一実施例である上記熱
交換器の一使用例として、第２図に示すレジスト処理装
置に使用された排水の熱交換及び気液分離について説明
する。高温に加熱された気体と液体が混合した気液混合
流体は、流入孔３ａより筐体１内に流入し、コイル状に
巻かれた熱交換用媒体流通管２によって熱交換、即ち冷
却される。そして、気液混合流体のうちの気体は水面上
に出て、排気孔６ａから排気管６を通して排気され、液
体である水の溢れた部分は開口５ａから液体流出管５を
通り、流出口５ｂから筐体外部に流出される。この流出
される水の溢れた部分は筐体１内で熱交換用媒体流通管
２を流れる冷却液としての水と熱交換し、充分冷却され
たものであるのでレジスト処理装置に戻して再利用する
ことは可能である。また、水の溢れた部分を排水する液
体流出管５内が何らかの原因で詰まってしまい、水を流
出させるための排水機能が不能となって水位が上昇した
場合は、この冷却用の水が筐体１の上面に溢れ出すのを
防止するために液面検出機構８によって検知して、流入
孔３ａからの気液混合流体の流入を停止させるか、もし
くは気液混合流体を流出させている種々のレジスト処理
装置の駆動を停止させる。

尚、上記実施例において、予め筐体１内に冷却用の液体
を所定の高さまで満たしておき、流入孔３ａから流入さ
れた気液混合流体が、該冷却用の液体と合流して冷却さ
れるようにすると、さらに冷却効率が上がる。

また、液体流出管５は筐体１の中央のみならず、側面近
くに設けるか、側面の一部に流出口５ｂを設けて液体流
出管５を省略することも可能であるが、実施例のように
液体流出管５を筐体１の中央に垂直に設けると液体の流
れが自然になり、熱交換の効率も良い。さらに、飛沫防
止板７を設けることにより、排気孔６ａが高温の水泡か
ら保護される効果がある。

尚、上記使用例においては、流入孔３ａから流入する媒
体が高温で、熱交換用媒体流通管２を流通する媒体が冷
温の場合をとりあげたが、言うまでもなく、その逆の使
用も可能である。

［考案の効果］ 以上説明した通り、この考案のレジスト処理装置用気液
分離型熱交換器は、ウエハ処理台を温度制御した後の気
液混合流体の流入孔を下方に、上方に気液混合流体の気
体を排気するための排気孔を有する筐体と、この筐体内
にあって、前記排気孔と流入孔との間の高さの位置に開
口を有する前記気液混合流体の液体を排出するための液
体流出管と、前記開口と流入孔との間の高さの位置に配
置され、流入孔より送られてきた前記気液混合流体を熱
交換する媒体が通る熱交換用媒体流通管とを具備するの
で、気液混合流体は気液分離され、かつ熱交換され、レ
ジスト処理装置の処理台の冷却に用いられた気液混合流
体のような高温の場合も問題なく外部に排出またはレジ
スト処理装置に戻して再利用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す熱交換器の主要部の
構成を示す断面図、第２図はこの考案の熱交換器を利用
する一例として示した半導体ウエハの処理装置の概略
図、第３図は第２図に示す光処理装置によって半導体ウ
エハのレジスト処理をする際の時間と温度の関係を示し
た図である。 図中． １：筐体、２：熱交換用媒体流通管 ３：冷却管、３ａ：流入孔 ５：液体流出管、５ａ：開口 ５ｂ：流出口、６：排気管 ６ａ：排気孔 ７：飛抹防止板、８：液面検出機構

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ウエハ処理台を温度制御した後の気液混合
   流体の流入孔３ａを下方に、上方に気液混合流体の気体
   を排気するための排気孔６ａを有する筐体１と、 この筐体１内にあって、前記排気孔６ａと流入孔３ａと
   の間の高さの位置に開口５ａを有する前記気液混合流体
   の液体を排出するための液体流出管５と、 前記開口５ａと流入孔３ａとの間の高さの位置に配置さ
   れ、流入孔３ａより送られてきた前記気液混合流体を熱
   交換する媒体が通る熱交換用媒体流通管２とを具備する
   ことを特徴とするレジスト処理装置用気液分離型熱交換
   器。
2. 【請求項２】排気孔６ａと、開口５ａとの間の高さの位
   置に飛沫防止板７を付加してなることを特徴とする実用
   新案登録請求の範囲第（１）項記載のレジスト処理装置
   用気液分離型熱交換器。
3. 【請求項３】筐体１に液面検出機構８を付加してなるこ
   とを特徴とする実用新案登録請求の範囲第（１）項記載
   のレジスト処理装置用気液分離型熱交換器。