特許 7236846 温調装置及び温調装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-02

(45)【発行日】2023-03-10

(54)【発明の名称】温調装置及び温調装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20230303BHJP

   F25B 21/02 20060101ALI20230303BHJP

   F28D 7/04 20060101ALI20230303BHJP

   F28F 3/08 20060101ALI20230303BHJP

   H01L 21/02 20060101ALI20230303BHJP

   H01L 21/306 20060101ALI20230303BHJP

   H10N 10/13 20230101ALI20230303BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 648G

F25B21/02 M

F28D7/04

F28F3/08 301Z

H01L21/02 Z

H01L21/304 648K

H01L21/306 J

H10N10/13

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2018214948

(22)【出願日】2018-11-15

(65)【公開番号】P2020085260

(43)【公開日】2020-06-04

【審査請求日】2021-10-04

(73)【特許権者】

【識別番号】590000835

【氏名又は名称】株式会社ＫＥＬＫ

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小林 敦

(72)【発明者】

【氏名】大久保 英明

【審査官】安田 雅彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－１５１４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１８６９１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３１９５２５５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１３－１１３４７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０７７１４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４－２１／３０８

Ｈ０１Ｌ ２１／０２ －２１／０３３

Ｈ１０Ｎ １０／１３

Ｆ２４Ｈ １／１０ － １／１６

Ｆ２５Ｂ ２１／０２ －２１／０４

Ｆ２８Ｄ ７／０４

Ｆ２８Ｄ ２１／００

Ｆ２８Ｆ ３／０８ － ３／１４

Ｆ２８Ｆ １９／０４

Ｆ２８Ｆ ２１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流路溝を有する流路板と、
前記流路溝に対向する伝熱板と、
前記伝熱板に接続される熱電モジュール板と、を備え、
前記流路板の表面粗さは、０．２０［μｍ］以上０．２５［μｍ］以下である、
温調装置。

【請求項2】

前記流路板は、合成樹脂製である、
請求項１に記載の温調装置。

【請求項3】

前記流路板は、上方を向く第１表面及び下方を向く第１裏面と、前記第１表面の少なくとも一部に設けられた第１流路溝とを有する第１流路板と、下方を向く第２表面及び上方を向く第２裏面と、前記第２表面の少なくとも一部に設けられた第２流路溝とを有し、前記第１流路板よりも下方に配置される第２流路板と、を含み、
前記第１表面から上方に突出する第１支持面及び前記第２表面から下方に突出する第２支持面を有し、前記第１流路板の第１裏面と前記第２流路板の第２裏面とが対向するように、前記第１流路板と前記第２流路板とを連結する連結部材を備え、
前記伝熱板は、前記第１流路溝に対向し、前記第１支持面に支持される第１伝熱板と、前記第２流路溝に対向し、前記第２支持面に支持される第２伝熱板と、を含む、
請求項１又は請求項２に記載の温調装置。

【請求項4】

合成樹脂を射出成形して、流路溝を有する流路板を製造することと、
前記流路溝に伝熱板を対向させて前記流路板と前記伝熱板とを接続することと、
前記伝熱板に熱電モジュール板を接続することと、を含み、
前記射出成形された前記流路板の表面粗さは、０．２０［μｍ］以上０．２５［μｍ］以下である、
温調装置の製造方法。

【請求項5】

前記合成樹脂は、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂を含む、
請求項４に記載の温調装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、温調装置及び温調装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイスは、半導体ウエハを洗浄する洗浄処理、半導体ウエハにフォトレジストを塗布する塗布処理、フォトレジストが塗布された半導体ウエハを露光する露光処理、及び露光後の半導体ウエハをエッチングするエッチング処理のような、複数の処理を経て製造される。半導体ウエハの洗浄処理において、半導体ウエハは、温度調整された液体で洗浄される。特許文献１には、液体を温度調整する流体温調装置の一例が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００８－１８６９１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

液体が汚染されると、半導体デバイスの製造不良が発生する可能性がある。

【0005】

本発明の態様は、液体の汚染を抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の態様に従えば、流路溝を有する流路板と、前記流路溝に対向する伝熱板と、前記伝熱板に接続される熱電モジュール板と、を備え、前記流路板の表面粗さは、０．２０［μｍ］以上０．２５［μｍ］以下である、温調装置が提供される。

【発明の効果】

【0007】

本発明の態様によれば、液体の汚染を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、第１実施形態に係る洗浄システムの一例を示す模式的に示す図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係る温調装置の一例を模式的に示す側面図である。

【図3】図３は、第１実施形態に係る熱電モジュール板の一部を拡大した断面図である。

【図4】図４は、第１実施形態に係る温調装置の本体の一例を示す斜視図である。

【図5】図５は、第１実施形態に係る温調装置の本体の一例を示す平面図である。

【図6】図６は、第１実施形態に係る温調装置の本体の一例を示す断面図である。

【図7】図７は、第１実施形態に係る温調装置の製造方法の一例を示すフローチャートである。

【図8】図８は、流路板の表面粗さの測定結果の一例を示す図である。

【図9】図９は、第２実施形態に係る温調装置の本体の一例を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

【0010】

以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。所定面内のＸ軸と平行な方向をＸ軸方向とする。所定面内においてＸ軸と直交するＹ軸と平行な方向をＹ軸方向とする。所定面と直交するＺ軸と平行な方向をＺ軸方向とする。Ｘ軸及びＹ軸を含むＸＹ平面は、所定面と平行である。Ｙ軸及びＺ軸を含むＹＺ平面は、ＸＹ平面と直交する。Ｘ軸及びＺ軸を含むＸＺ平面は、ＸＹ平面及びＹＺ平面のそれぞれと直交する。本実施形態において、ＸＹ平面は、水平面と平行である。Ｚ軸方向は、鉛直方向である。＋Ｚ方向（＋Ｚ側）は、上方向（上側）である。－Ｚ方向（－Ｚ側）は、下方向（下側）である。なお、ＸＹ平面は、水平面に対して傾斜してもよい。

【0011】

［第１実施形態］
＜洗浄システム＞
第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る洗浄システム１の一例を模式的に示す図である。洗浄システム１は、洗浄用の液体ＬＱを用いて、洗浄対象である基板Ｗを洗浄する。基板Ｗは、例えば半導体ウエハを含む。液体ＬＱは、純水でもよいし薬液でもよい。薬液として、アンモニア過水及び塩酸過水の少なくとも一方が例示される。

【0012】

洗浄システム１は、液体ＬＱを貯留する貯留槽２と、貯留槽２から供給された液体ＬＱの温度を調整する温調装置３と、基板Ｗを保持する基板保持部材４と、温調装置３で温度調整された液体ＬＱを基板Ｗに供給するノズル５と、貯留槽２と温調装置３とを接続する第１接続管６と、第１接続管６に配置されるポンプ７と、温調装置３とノズル５とを接続する第２接続管８とを備える。

【0013】

貯留槽２は、液体ＬＱを収容する。ポンプ７が駆動することにより、貯留槽２に貯留されている液体ＬＱの少なくとも一部が、第１接続管６を介して温調装置３に供給される。

【0014】

温調装置３は、液体ＬＱの温度を調整する。温調装置３で温度調整された液体ＬＱは、第２接続管８を介してノズル５に供給される。ノズル５は、基板Ｗに液体ＬＱを供給する。基板Ｗに液体ＬＱが供給されることにより、基板Ｗが洗浄される。

【0015】

＜温調装置＞
図２は、本実施形態に係る温調装置３の一例を模式的に示す側面図である。図２に示すように、温調装置３は、本体１０と、耐蝕プレート１１Ｐを介して本体１０の上面及び下面のそれぞれに接続される一対の伝熱板１１と、一方の伝熱板１１及び他方の伝熱板１１のそれぞれに接続される熱電モジュール板１２と、一方の熱電モジュール板１２及び他方の熱電モジュール板１２のそれぞれに接続される一対の熱交換板１３とを備える。

【0016】

本体１０は、液体ＬＱが流通する流路２０を有する。流路２０は、本体１０の上面及び下面のそれぞれに設けられる。流路２０は、伝熱板１１に対向する。本体１０は、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ：perfluoroalkoxy alkane）製である。なお、本体１０は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ：polytetrafluoroethylene）製又はポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ：polyvinylidene difluoride）でもよい。

【0017】

流路２０は、供給管２１に接続される。供給管２１は、ＰＦＡ製、ＰＴＦＥ製、又はＰＶＤＦ製である。流路２０に供給される液体ＬＱは、供給管２１を流通する。供給管２１は、第１接続管６を介して貯留槽２に接続される。貯留槽２の液体ＬＱは、供給管２１を介して流路２０に供給される。

【0018】

流路２０は、排出管２２に接続される。排出管２２は、ＰＦＡ製、ＰＴＦＥ製、又はＰＶＤＦ製である。流路２０を流通した液体ＬＱは、排出管２２に排出される。流路２０から排出された液体ＬＱは、排出管２２を流通する。排出管２２は、第２接続管８を介してノズル５に接続される。温調装置３で温度調整された液体ＬＱは、排出管２２を介してノズル５に供給される。

【0019】

耐蝕プレート１１Ｐは、例えばアモルファスカーボンを含む。耐蝕プレート１１Ｐは、酸性の液体ＬＱに対する耐蝕性を有する。耐蝕プレート１１Ｐは、熱伝導性を有する。

【0020】

伝熱板１１は、耐蝕プレート１１Ｐを介して、流路２０を流通する液体ＬＱと熱交換する。伝熱板１１は、本体１０の上面に対向する一方の伝熱板１１と、本体１０の下面に対向する他方の伝熱板１１とを含む。伝熱板１１は、例えばアルミニウム製である。

【0021】

熱電モジュール板１２は、吸熱又は発熱して、流路２０を流通する液体ＬＱの温度を調整する。熱電モジュール板１２は、一方の伝熱板１１の上面に接続される一方の熱電モジュール板１２と、他方の伝熱板１１の下面に接続される他方の熱電モジュール板１２とを含む。熱電モジュール板１２は、電力の供給により吸熱又は発熱する熱電モジュール３０を含む。熱電モジュール３０は、ペルチェ効果により、吸熱又は発熱する。

【0022】

熱電モジュール３０は、伝熱板１１を介して、流路２０を流通する液体ＬＱから熱を奪うことができる。熱電モジュール３０は、伝熱板１１を介して、流路２０を流通する液体ＬＱに熱を与えることができる。熱電モジュール３０が吸熱又は発熱することにより、流路２０を流通する液体ＬＱの温度が調整される。

【0023】

熱交換板１３は、熱電モジュール板１２と熱交換する。熱交換板１３は、一方の熱電モジュール板１２の上面に接続される一方の熱交換板１３と、他方の熱電モジュール板１２の下面に接続される他方の熱交換板１３とを含む。熱交換板１３は、温調用流体が流通する内部流路（不図示）を有する。温調用流体は、流体温度調整装置（不図示）により温度調整された後、内部流路の入口を介して内部流路に流入する。温調用流体は、内部流路を流通して、熱交換板１３から熱を奪ったり、熱交換板１３に熱を与えたりする。温調用流体は、内部流路の出口から流出し、流体温度調整装置に戻される。

【0024】

本実施形態において、本体１０、伝熱板１１、熱電モジュール板１２、及び熱交換板１３のそれぞれは、実質的に円板状である。以下の説明においては、本体１０、伝熱板１１、熱電モジュール板１２、及び熱交換板１３のそれぞれの中心を通り、Ｚ軸と平行な仮想軸を適宜、中心軸ＡＸ、と称する。

【0025】

＜熱電モジュール＞
図３は、本実施形態に係る熱電モジュール板１２の一部を拡大した断面図である。図３に示すように、熱電モジュール板１２は、複数の熱電モジュール３０と、複数の熱電モジュール３０を収容するケース３１とを有する。ケース３１は、絶縁性材料で形成される。

【0026】

熱電モジュール３０は、熱電半導体素子３２と、第１電極３３と、第２電極３４とを有する。熱電半導体素子３２は、ｐ型熱電半導体素子３２Ｐと、ｎ型熱電半導体素子３２Ｎとを含む。ＸＹ平面内において、ｐ型熱電半導体素子３２Ｐとｎ型熱電半導体素子３２Ｎとは、交互に配置される。第１電極３３は、ｐ型熱電半導体素子３２Ｐ及びｎ型熱電半導体素子３２Ｎのそれぞれに接続される。第２電極３４は、ｐ型熱電半導体素子３２Ｐ及びｎ型熱電半導体素子３２Ｎのそれぞれに接続される。第１電極３３は、伝熱板１１に隣接する。第２電極３４は、熱交換板１３に隣接する。ｐ型熱電半導体素子３２Ｐの一方の端面及びｎ型熱電半導体素子３２Ｎの一方の端面のそれぞれは、第１電極３３に接続される。ｐ型熱電半導体素子３２Ｐの他方の端面及びｎ型熱電半導体素子３２Ｎの他方の端面のそれぞれは、第２電極３４に接続される。

【0027】

熱電モジュール３０は、ペルチェ効果により、吸熱又は発熱する。第１電極３３と第２電極３４との間に電位差が与えられると、熱電半導体素子３２において電荷が移動する。電荷の移動により、熱電半導体素子３２において熱が移動する。これにより、熱電モジュール３０は、吸熱又は発熱する。例えば、第１電極３３が発熱し、第２電極３４が吸熱するように、第１電極３３と第２電極３４との間に電位差が与えられると、流路２０を流通する液体ＬＱは加熱される。第１電極３３が吸熱し、第２電極３４が発熱するように、第１電極３３と第２電極３４との間に電位差が与えられると、流路２０を流通する液体ＬＱは冷却される。

【0028】

＜本体＞
図４は、本実施形態に係る温調装置３の本体１０の一例を示す斜視図である。図５は、本実施形態に係る温調装置３の本体１０の一例を示す平面図である。図６は、本実施形態に係る温調装置３の本体１０の一例を示す断面図である。

【0029】

図４、図５、及び図６に示すように、本体１０は、表面４０Ａ及び裏面４０Ｂをそれぞれ有する一対の流路板４０と、一対の流路板４０を連結するスペーサ部材４１とを有する。一方の流路板４０は、一方の伝熱板１１に対向する。他方の流路板４０は、他方の伝熱板１１に対向する。スペーサ部材４１は、一方の流路板４０の裏面４０Ｂと他方の流路板４０の裏面４０Ｂとが空間ＳＰを介して対向するように、一対の流路板４０を連結する。

【0030】

一方の流路板４０と他方の流路板４０とは同様の構造である。以下、一方の流路板４０について主に説明し、他方の流路板４０についての説明は簡略又は省略する。

【0031】

流路板４０は、表面４０Ａの少なくとも一部に設けられた流路溝４２を有する。流路溝４２は、隔壁４２Ｗにより規定される。流路溝４２は、一対の隔壁４２Ｗの間に規定される。伝熱板１１は、流路溝４２に対向する。伝熱板１１が流路溝４２に対向した状態で、隔壁４２Ｗの端面は、伝熱板１１に接触する。流路溝４２が伝熱板１１で覆われ、隔壁４２Ｗの端面と伝熱板１１とが接触することにより、流路２０が形成される。

【0032】

流路板４０は、流路溝４２に液体ＬＱを供給する流体供給口４３と、流路溝４２の液体ＬＱの少なくとも一部を排出する流体排出口４４とを有する。流体排出口４４の少なくとも一部は、流路板４０の中心軸ＡＸに配置される。流体供給口４３は、中心軸ＡＸの放射方向において流体排出口４４よりも外側に配置される。流路溝４２は、流体供給口４３と流体排出口４４とを結ぶようにスパイラル状に設けられる。

【0033】

隔壁４２Ｗは、スパイラル状に設けられる。隔壁４２Ｗの一部には、隣接する流路溝４２を繋ぐ凹部４２Ｄが設けられる。凹部４２Ｄは、隔壁４２Ｗの端面の一部を切り欠くように形成される。

【0034】

本体１０は、流路溝４２に供給される液体ＬＱが流通する供給管２１と、流路溝４２から排出された液体ＬＱが流通する排出管２２とを有する。供給管２１の少なくとも一部は、一方の流路板４０と他方の流路板４０との間の空間ＳＰに配置される。排出管２２の少なくとも一部は、一方の流路板４０と他方の流路板４０との間の空間ＳＰに配置される。

【0035】

供給管２１は、集合管と、一方の流路板４０の流体供給口４３及び他方の流路板４０の流体供給口４３のそれぞれに接続される分岐管とを有する。分岐管の流出口と流体供給口４３とが接続される。

【0036】

図６に示すように、排出管２２は、一方の流路板４０の流体排出口４４及び他方の流路板４０の流体排出口４４のそれぞれに接続される分岐管２２Ａと、一対の分岐管２２Ａに接続される集合管２２Ｂとを有する。分岐管２２Ａの流入口２２Ｃと流体排出口４４とが接続される。排出管２２（分岐管２２Ａ）の流入口２２Ｃの少なくとも一部は、中心軸ＡＸに配置される。

【0037】

流路板４０は、合成樹脂製である。本実施形態において、流路板４０は、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ：perfluoroalkoxy alkane）製である。なお、流路板４０は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ：polytetrafluoroethylene）製又はポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ：polyvinylidene difluoride）でもよい。

【0038】

本実施形態において、流路板４０は、射出成形により製造される。射出成形された流路板４０の表面粗さＲは、０．２０［μｍ］以上０．２５［μｍ］以下である。

【0039】

本実施形態において、表面粗さＲは、算出平均粗さＲａである。すなわち、流路板４０の算出平均粗さＲａが、０．２０［μｍ］以上０．２５［μｍ］以下である。

【0040】

なお、表面粗さＲが、最大高さ粗さＲｚでもよい。すなわち、流路板４０の最大高さ粗さＲｚが、０．２０［μｍ］以上０．２５［μｍ］以下でもよい。

【0041】

例えば［ＪＩＳ Ｂ ０６０１（ＩＳＯ ４２８７）］に規定されているように、算術平均粗さＲａとは、基準長さにおける高さの輪郭曲線の絶対値の平均値をいう。最大高さ粗さＲｚとは、基準長さにおける高さの輪郭曲線のうち最も高い山の高さと最も深い谷の深さとの和をいう。

【0042】

スペーサ部材４１は、流路板４０よりも熱膨張係数が小さい材料で形成される。Ｚ軸方向におけるスペーサ部材４１の熱変形量は、流路板４０の熱変形量よりも小さい。スペーサ部材４１は、例えばステンレス鋼製又はカーボン製である。スペーサ部材４１は、円柱状のボディ４１Ｂと、ボディ４１Ｂから上方及び下方のそれぞれに突出する円柱状の凸部４１Ｃとを有する。ボディ４１Ｂの直径は、凸部４１Ｃの直径よりも大きい。ボディ４１Ｂと凸部４１Ｃとの境界に段部５１が形成される。段部５１は、ＸＹ平面に平行な支持面５１Ｓを含む。

【0043】

ボディ４１Ｂの少なくとも一部は、流路板４０の裏面４０Ｂに設けられている凹部４５に配置される。凸部４１Ｃは、凹部４５に結ばれた孔４６に挿入される。孔４６は、凹部４５の端面と表面４０Ａとを結ぶ貫通孔である。凹部４５の直径は、孔４６の直径よりも大きい。凹部４５と孔４６との境界に段部５２が形成される。段部５２は、ＸＹ平面に平行な接触面５２Ｓを含む。

【0044】

スペーサ部材４１に設けられている段部５１の形状と、流路板４０に設けられている段部５２の形状とは実質的に一致する。凸部４１Ｃが孔４６に挿入され、ボディ４１Ｂの少なくとも一部が凹部４５に配置されることにより、支持面５１Ｓと接触面５２Ｓとが接触する。これにより、Ｚ軸方向における流路板４０とスペーサ部材４１との相対位置が固定される。また、凸部４１Ｃが孔４６に挿入され、ボディ４１Ｂの少なくとも一部が凹部４５に配置されることにより、凸部４１Ｃの外面と孔４６の内面とが接触し、ボディ４１Ｂの外面と凹部４５の内面とが接触する。これにより、ＸＹ平面内における流路板４０とスペーサ部材４１との相対位置が固定される。

【0045】

ボディ４１Ｂから上方に突出する凸部４１Ｃの少なくとも一部は、一方の流路板４０の表面４０Ａから上方に突出する。ボディ４１Ｂから下方に突出する凸部４１Ｃの少なくとも一部は、他方の流路板４０の表面４０Ａから下方に突出する。

【0046】

凸部４１Ｃは、流路板４０の表面４０Ａから突出する支持面４１Ａを有する。ボディ４１Ｂから上方に突出する凸部４１Ｃの支持面４１Ａは、一方の流路板４０の表面４０Ａよりも＋Ｚ側に配置される。ボディ４１Ｂから下方に突出する凸部４１Ｃの支持面４１Ａは、他方の流路板４０の表面４０Ａよりも－Ｚ側に配置される。

【0047】

伝熱板１１は、スペーサ部材４１の支持面４１Ａに支持される。

【0048】

上述のように、流路溝４２は、スパイラル状に設けられる。流路溝４２は、流路板４０の表面４０Ａの特定領域ＥＲに設けられる。特定領域ＥＲは、表面４０Ａの一部の領域である。特定領域ＥＲは、表面４０Ａの中央部に規定される。スペーサ部材４１は、流路溝４２が設けられた特定領域ＥＲを囲むように複数設けられる。本実施形態において、スペーサ部材４１は、特定領域ＥＲの周囲に８つ設けられる。

【0049】

本体１０は、流路板４０の表面４０Ａと伝熱板１１との境界をシールするシール部材４７を有する。シール部材４７は、例えばＯリングを含む。シール部材４７は、表面４０Ａにおいて特定領域ＥＲの周囲に配置される。スペーサ部材４１は、シール部材４７よりも外側において流路板４０に連結される。すなわち、スペーサ部材４１は、中心軸ＡＸの放射方向において、シール部材４７よりも外側に配置される。

【0050】

流路溝４２の周囲には、シール部材４７が配置されるシール溝４８が設けられる。シール部材４７は、シール溝４８に配置された状態で、流路溝４２に対向する伝熱板１１と接触する。

【0051】

＜製造方法＞
次に、本実施形態に係る温調装置３の製造方法について説明する。図７は、本実施形態に係る温調装置の製造方法３の一例を示すフローチャートである。

【0052】

合成樹脂を射出成形することにより流路板４０を製造する射出成形工程が実行される（ステップＳＴ１）。射出成形工程においては、流路板４０を製造するための合成樹脂が射出成形機に供給される。合成樹脂は、ＰＦＡを含む。なお、合成樹脂は、ＰＴＦＥを含んでもよい。射出成形機は、流路板４０を製造するための金型と、溶融された合成樹脂を金型に射出する射出装置とを備える。金型において合成樹脂が固化することにより、表面４０Ａの少なくとも一部に流路溝４２を有する流路板４０が製造される。

【0053】

金型の内面は平滑である。すなわち、金型の内面の表面粗さは十分に小さい。金型によって製造される流路板４０の表面の表面粗さＲも十分に小さい。上述のように、流路板４０の製造に射出成形が用いられることにより、流路板４０の表面粗さを、０．２０［μｍ］以上０．２５［μｍ］以下にすることができる。

【0054】

射出成形により流路板４０が製造された後、本体１０を組み立てる組立工程が実行される（ステップＳＴ２）。組立工程においては、例えば流路板４０に設けられている孔４６にスペーサ部材４１の凸部４１Ｃが挿入される。凸部４１Ｃは、支持面４１Ａが表面４０Ａから突出するように、孔４６に挿入される。凸部４１Ｃが孔４６に挿入されることにより、ボディ４１Ｂの少なくとも一部が凹部４５に配置される。凸部４１Ｃが孔４６に挿入され、ボディ４１Ｂの少なくとも一部が凹部４５に挿入されることにより、支持面５１Ｓと接触面５２Ｓとが接触し、凸部４１Ｃの外面と孔４６の内面とが接触し、ボディ４１Ｂの外面と凹部４５の内面とが接触する。これにより、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向のそれぞれにおいて、流路板４０とスペーサ部材４１との相対位置が固定される。

【0055】

流路板４０と供給管２１及び排出管２２のそれぞれとを溶着する溶着工程が実行される（ステップＳＴ３）。流路板４０と供給管２１及び排出管２２とは同じ材料で形成されている。流路板４０がＰＦＡ製である場合、供給管２１及び排出管２２もＰＦＡ製である。流路板４０がＰＴＦＥ製である場合、供給管２１及び排出管２２もＰＴＦＥ製である。

【0056】

流路板４０の少なくとも一部が加熱により溶融状態になり、供給管２１の少なくとも一部が加熱により溶融状態になることにより、流路板４０と供給管２１とが溶着される。流路板４０と供給管２１とは、流路板４０の流体供給口４３と供給管２１の流路とが接続されるように、溶着される。

【0057】

流路板４０の少なくとも一部が加熱により溶融状態になり、排出管２２の少なくとも一部が加熱により溶融状態になることにより、流路板４０と排出管２２とが溶着される。流路板４０と排出管２２とは、流路板４０の流体排出口４４と排出管２２の流路とが接続されるように、溶着される。

【0058】

流路板４０と伝熱板１１とを接続する接続工程が実行される（ステップＳＴ４）。シール溝４８にシール部材４７が配置された後、流路溝４２に伝熱板１１が対向するように配置され、流路板４０と伝熱板１１とが接続される。伝熱板１１は、流路溝４２を覆うように配置される。スペーサ部材４１の支持面４１Ａは、流路板４０の表面４０Ａから突出する。したがって、伝熱板１１は、スペーサ部材４１の支持面４１Ａに接触する。伝熱板１１は、スペーサ部材４１に支持される。また、伝熱板１１は、シール部材４７に接触する。これにより、伝熱板１１と流路板４０との間に流路２０が形成される。

【0059】

また、伝熱板１１に熱電モジュール板１２を接続する工程、及び熱電モジュール板１２に熱交換板１３を接続する工程が実行される。以上により、温調装置３が製造される。

【0060】

＜動作＞
次に、本実施形態に係る温調装置３の動作について説明する。液体ＬＱが供給管２１及び流体供給口４３を介して流路溝４２（流路２０）に供給される。液体ＬＱは、流路溝４２にガイドされながら、流体排出口４４に向かって流通する。本実施形態において、流路溝４２は、スパイラル状である。流体供給口４３から流路溝４２に供給された液体ＬＱは、図５に示した矢印ａ、矢印ｂ、矢印ｃ、矢印ｄ、矢印ｅ、矢印ｆ、矢印ｇ、矢印ｈ、及び矢印ｉのそれぞれで示す方向に流れた後、流体排出口４４から排出される。

【0061】

熱電モジュール３０に電位差が与えられることにより、温調装置３は、流路溝４２を流通する液体ＬＱの温度の調整を開始する。流路溝４２を流通する液体ＬＱの温度は、熱電モジュール３０の吸熱又は発熱により調整される。

【0062】

シール部材４７は、流路溝４２の外側において、表面４０Ａと伝熱板１１との境界をシールする。したがって、液体ＬＱが本体１０から漏出することが抑制される。

【0063】

流路溝４２を流通した液体ＬＱは、流体排出口４４を介して排出される。本実施形態において、流体排出口４４の少なくとも一部は、流路板４０の中心軸ＡＸに配置される。排出管２２の流入口２２Ｃの少なくとも一部も、中心軸ＡＸに配置される。すなわち、ＸＹ平面内において、流路板４０に設けられている流体排出口４４の位置と、排出管２２に設けられている流入口２２Ｃの位置とは一致する。したがって、流路溝４２から排出管２２に液体ＬＱが排出されるときの淀みの発生が抑制される。

【0064】

＜効果＞
以上説明したように、本実施形態によれば、液体ＬＱに接触する流路板４０は、射出成形により製造される。流路板４０からの異物の放出は抑制される。したがって、液体ＬＱの汚染が抑制される。

【0065】

例えば、バイトのような金属工具を用いる切削加工により流路板が製造される場合、金属工具の少なくとも一部が流路板に残留する可能性がある。例えば、切削加工により金属工具から発生した金属粉が流路板に残留する可能性がある。金属粉が流路板に残留している状態で、流路板に液体ＬＱが供給されると、金属粉により液体ＬＱが汚染される可能性がある。金属粉が混入している液体ＬＱで基板Ｗを洗浄した場合、金属粉が基板Ｗに付着し、半導体デバイスの製造不良が発生する可能性がある。

【0066】

本実施形態においては、金型を用いる射出成形により流路板４０が製造される。射出成形においては、流路板４０に異物が残留する可能性が低い。そのため、流路板４０と液体ＬＱとが接触しても、液体ＬＱの汚染が抑制される。したがって、半導体デバイスの製造不良の発生が抑制される。

【0067】

また、本実施形態においては、金型を用いる射出成形により流路板４０が製造されるため、流路板４０の表面の表面粗さＲを十分に小さくすることができる。流路板４０の製造に射出成形が用いられることにより、流路板４０の表面粗さを、０．２０［μｍ］以上０．２５［μｍ］以下にすることができる。例えば金属工具を用いる切削加工により流路板が製造される場合、流路板の表面粗さＲを０．５０［μｍ］以下にすることは困難である。本実施形態によれば、射出成形により、表面が平滑な流路板４０を製造することができる。表面が平滑な流路板４０が製造されることにより、流路板４０の表面に異物が存在していても、流体の流通により異物は流路板４０の表面から簡単に除去される。したがって、流路板４０が異物の発生源となることが抑制される。

【0068】

図８は、流路板４０の表面粗さＲ（算術平均粗さＲａ）の測定結果の一例を示す図である。図８（Ａ）は、射出成形により製造された流路板４０の表面粗さＲの測定結果を示す。図８（Ｂ）は、切削加工により製造された流路板４０の表面粗さＲの測定結果を示す図である。図８に示すグラフにおいて、横軸は流路板４０の表面における測定長さ［μｍ］を示し、縦軸は算術平均粗さＲａ［μｍ］を示す。

【0069】

図８（Ａ）に示すように、流路板４０が射出成形により製造されることにより、流路板４０の表面粗さＲを小さくすることができる。図８（Ａ）に示す測定結果において、流路板４０の算術表面粗さＲａは、０．２０９［μｍ］であった。

【0070】

図８（Ｂ）に示すように、流路板４０が切削加工により製造されることにより、流路板４０の表面粗さＲは大きくなってしまう。図８（Ｂ）に示す測定結果において、流路板４０の算術表面粗さＲａは、０．５０８［μｍ］であった。

【0071】

このように、流路板４０を射出成形により製造することにより、流路板４０の表面の表面粗さＲを小さくできることを確認できた。

【0072】

本実施形態においては、流路板４０と供給管２１とは溶着により接続される。例えば流路板４０と供給管２１とが肉盛り溶接により接続される場合、流路板４０及び供給管２１とは異なる物質である肉盛り部又は溶接棒の一部分が、流体の流通により流路板４０の表面又は供給管２１の表面から剥離し、異物として放出される可能性がある。本実施形態によれば、流路板４０と供給管２１とは溶着により接続される。そのため、流路板４０と供給管２１との接続部から異物が放出されることが抑制される。また、流路板４０と排出管２２とは溶着により接続される。これにより、流路板４０と排出管２２との接続部から異物が放出されることが抑制される。

【0073】

本実施形態においては、流路板４０、供給管２１、及び排出管２２のそれぞれがＰＦＡ製である。これにより、液体ＬＱの汚染が抑制される。

【0074】

本実施形態においては、一対の流路板４０の間にスペーサ部材４１が配置される。Ｚ軸方向におけるスペーサ部材４１の熱変形量は、流路板４０の熱変形量よりも小さい。したがって、Ｚ軸方向における一方の流路板４０と他方の流路板４０との相対位置（相対距離）は維持される。また、伝熱板１１は、スペーサ部材４１の支持面４１Ａに支持される。したがって、Ｚ軸方向における一方の伝熱板１１と他方の伝熱板１１との相対位置（相対距離）は維持される。また、スペーサ部材４１の凸部４１Ｃを流路板４０の孔４６に挿入するだけで、一対の流路板４０の相対位置が維持された本体１０を組み立てることができる。これにより、温調装置３が一対の流路板４０及び一対の伝熱板１１を含む複数の部材から構成される場合、組立作業が容易であり、複数の部材の相対位置を維持することができる。

【0075】

流路板４０の表面４０Ａと伝熱板１１との境界をシールするシール部材４７が設けられる。これにより、流路溝４２を流通する液体ＬＱが本体１０から漏出することが抑制される。

【0076】

流路溝４２は、流路板４０の表面４０Ａの特定領域ＥＲに設けられる。シール部材４７は、表面４０Ａにおいて特定領域ＥＲの周囲に配置される。スペーサ部材４１は、シール部材４７よりも外側において流路板４０に連結される。これにより、流路溝４２を流通する液体ＬＱが本体１０から漏出することが抑制されるとともに、スペーサ部材４１と液体ＬＱとの接触が抑制される。スペーサ部材４１と液体ＬＱとの接触が抑制されるので、液体ＬＱの温度に起因するスペーサ部材４１の熱変形が抑制される。

【0077】

スペーサ部材４１は、特定領域ＥＲを囲むように複数設けられる。これにより、Ｚ軸方向における一対の流路板４０の相対位置のみならず、ＸＹ平面内における一対の流路板４０の相対位置が維持される。

【0078】

供給管２１の少なくとも一部は、一方の流路板４０と他方の流路板４０との間の空間ＳＰに配置される。これにより、温調装置３の大型化が抑制される。また、供給管２１は、一方の流路板４０及び他方の流路板４０のそれぞれに液体ＬＱを均等に分配することができる。

【0079】

排出管２２の少なくとも一部は、一方の流路板４０と他方の流路板４０との間の空間ＳＰに配置される。これにより、温調装置３の大型化が抑制される。また、排出管２２は、一方の流路板４０及び他方の流路板４０のそれぞれから排出された液体ＬＱを均等に受容することができる。

【0080】

流路板４０の流体排出口４４の少なくとも一部は、中心軸ＡＸに配置される。排出管２２の流入口２２Ｃの少なくとも一部も、中心軸ＡＸに配置される。すなわち、流体排出口４４と流入口２２Ｃの少なくとも一部とは、ＸＹ平面内において重複する。これにより、流体排出口４４から排出された液体ＬＱは、淀むことなく、流入口２２Ｃから排出管２２に流入する。流路溝４２から排出管２２に液体ＬＱが排出されるときの淀みの発生が抑制されることにより、液体ＬＱの汚染が抑制される。

【0081】

流体供給口４３は、中心軸ＡＸの放射方向において流体排出口４４よりも外側に配置される。流路溝４２は、流体供給口４３と流体排出口４４とを結ぶようにスパイラル状に設けられる。これにより、温調装置３の大型化を抑制しつつ、液体ＬＱが温度調整される区間である流体供給口４３と流体排出口４４との距離を長くすることができる。液体ＬＱが温度調整される区間が長くなることにより、液体ＬＱの温度は高精度に調整される。

【0082】

［第２実施形態］
第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。

【0083】

図９は、本実施形態に係る温調装置３の本体１０の一例を示す斜視図である。図９に示すように、本体１０は、第１本体１０Ａと、第１本体１０Ａに接続される第２本体１０Ｂとを含む。第１本体１０Ａ及び第２本体１０Ｂのそれぞれの構造は、上述の実施形態で接召した本体１０と同様の構造である。第１本体１０Ａ及び第２本体１０Ｂのそれぞれに、上述の実施形態で説明したような、伝熱板１１、熱電モジュール板１２、及び熱交換板１３が接続される。

【0084】

供給管２１は、第１本体１０Ａの流体供給口４３及び第２本体１０Ｂの流体供給口４３のそれぞれに接続される。供給管２１を流通した液体ＬＱは、第１本体１０Ａの流体供給口４３及び第２本体１０Ｂの流体供給口４３のそれぞれに分配される。

【0085】

第１本体１０Ａの流路溝４２を流通した液体ＬＱは、流体排出口４４を介して排出管２２に排出される。第２本体１０Ｂの流路溝４２を流通した液体ＬＱは、流体排出口４４を介して排出管２２に排出される。第１本体１０Ａの流体排出口４４及び第２本体１０Ｂの流体排出口４４のそれぞれから排出された液体ＬＱは、排出管２２で集合した後、ノズル５に供給される。

【0086】

以上説明したように、温調装置３は、第１本体１０Ａ及び第２本体１０Ｂを備えてもよい。これにより、例えば基板Ｗの洗浄に多量な液体ＬＱが必要な状況においても、温調装置３は、温度調整された多量な液体ＬＱを基板Ｗに供給することができる。

【0087】

［その他の実施形態］
上述の実施形態において、温調装置３は、液体ＬＱの温度を調整することとした。温調装置３は、気体の温度を調整してもよい。流路溝４２に気体が供給されることにより、温調装置３は、熱電半導体素子３２を用いて、流路溝４２を流通する気体の温度を調整することができる。

【符号の説明】

【0088】

１…洗浄システム、２…貯留槽、３…温調装置、４…基板保持部材、５…ノズル、６…第１接続管、７…ポンプ、８…第２接続管、１０…本体、１０Ａ…第１本体、１０Ｂ…第２本体、１１…伝熱板、１１Ｐ…耐蝕プレート、１２…熱電モジュール板、１３…熱交換板、２０…流路、２１…供給管、２２…排出管、２２Ａ…分岐管、２２Ｂ…集合管、２２Ｃ…流入口、３０…熱電モジュール、３１…ケース、３２…熱電半導体素子、３２Ｐ…ｐ型熱電半導体素子、３２Ｎ…ｎ型熱電半導体素子、３３…第１電極、３４…第２電極、４０…流路板、４０Ａ…表面、４０Ｂ…裏面、４１…スペーサ部材、４１Ａ…支持面、４１Ｂ…ボディ、４１Ｃ…凸部、４２…流路溝、４２Ｄ…凹部、４２Ｗ…隔壁、４３…流体供給口、４４…流体排出口、４５…凹部、４６…孔、４７…シール部材、４８…シール溝、５１…段部、５１Ｓ…支持面、５２…段部、５２Ｓ…接触面、ＡＸ…中心軸、ＥＲ…特定領域、ＬＱ…液体、ＳＰ…空間、Ｗ…基板。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】